LoRa home gateway and sensor system.

COMPONENTS Hardware components

WIZnet - W5500

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PROJECT DESCRIPTION

제시해주신 내용은 LoRa 무선 인터페이스 기반의 홈 IoT 환경 모니터링 시스템을 직접 구축하는 과정을 상세히 설명하는 기술 문서의 발췌본입니다.

이 시스템은 집 안팎의 환경 매개변수(온도, 습도, 압력 등)를 모니터링하고, 인터넷 연결, 클라우드 데이터 저장, 그리고 SMS 경고 기능을 제공하는 것이 특징입니다.

🏠 LoRa 홈 IoT 모니터링 시스템 개요

1. 시스템 구성 요소

이 시스템은 크게 세 가지 주요 서브시스템으로 구성됩니다.

서브시스템	주요 역할	사용 하드웨어 예시
LoRa IoT 게이트웨이 (Base Station)	센서 데이터를 수집하고 인터넷에 연결하는 무선 허브입니다. 사용자 인터페이스(LCD 및 버튼)와 알람/클라우드 기능을 처리합니다.	Arduino Mega 2560, W5500 이더넷 쉴드, RFM95W LoRa 트랜시버, LCD.
무선 실내 측정 스테이션	실내의 온도와 습도를 측정하여 게이트웨이로 전송합니다.	Feather 32u4 RFM95 모듈, SHT31-D 온도/습도 센서.
무선 실외 측정 스테이션	실외의 온도, 습도, 압력을 측정하여 전송하며, 태양광 충전 방식으로 작동합니다.	Feather 32u4 RFM95 모듈, BME280 센서, 태양광 충전기(Sunny Buddy), 리튬 폴리머 배터리.

2. LoRa 인터페이스의 특징

장거리 통신: LoRa는 IoT 시스템에 특화된 장거리 무선 통신 인터페이스입니다.

저전력: WiFi보다 낮은 데이터 처리량(throughput)을 가지지만, 전력 소비가 적고 통신 범위가 넓어 안정성이 높습니다.

주파수: ISM 대역(이 문서에서는 915MHz)을 사용합니다.

통신 방식: 현재 개발 단계에서는 단방향 통신만 사용합니다 (측정 스테이션 $\to$ 게이트웨이).

🚨 주요 기능 및 목적

기능	상세 내용
물 누출 감지	습도 데이터를 장기간 로깅하여 급작스러운 누수 사고나 느린 누출로 인한 습도 변화를 감지하여 피해를 최소화합니다.
경고 및 알림 (SMS)	환경 변수(예: 습도)가 설정된 제한을 초과하거나 측정 스테이션과의 연락이 두절될 경우, SMS 메시지를 통해 사용자에게 즉시 경고를 보냅니다. (이메일 $\to$ SMS 게이트웨이 사용)
데이터 클라우드 저장	수집된 모든 데이터는 Google Drive의 스프레드시트(Spreadsheet)에 주기적으로 저장되어 과거 데이터를 분석할 수 있습니다.
웹 인터페이스	AdafruitIO를 통해 데이터를 게시하고, 웹 페이지를 통해 실시간으로 시스템 상태와 측정 결과를 시각적으로 확인할 수 있습니다.
사용자 설정	2x16 LCD 디스플레이와 4개의 버튼(FUNC, ENTER, UP, DOWN)을 사용하여 코드를 재컴파일하지 않고도 알람 레벨, 시간대, 스테이션 이름 등의 시스템 매개변수를 쉽게 설정할 수 있습니다.

🛠️ 구축 세부 사항 (Step-by-Step)

문서에는 게이트웨이, 실내 스테이션, 실외 스테이션을 구축하는 데 필요한 부품 목록과 **구체적인 결선 방법(Soldering 및 Wiring)**이 상세히 나와 있습니다.

게이트웨이: Arduino Mega와 W5500 Ethernet 쉴드 위에 LoRa RFM95W 트랜시버를 연결하고, I2C 통신을 통해 LCD를 연결하는 방법이 설명됩니다.

실외 스테이션: 배터리와 태양광 충전기 모듈(Sunny Buddy)을 사용하여 독립적으로 전원을 공급하며, BME280 센서를 보호하기 위해 Davis Instruments Solar Radiation Shield를 사용하는 등 내구성을 고려한 설계가 강조됩니다.

💻 소프트웨어

개발 환경: 전체 시스템은 Arduino 환경에서 프로그래밍되었습니다.

소스 코드: 프로젝트 웹사이트와 GitHub를 통해 소스 코드가 공개됩니다.

외부 서비스: 이메일 및 Google Drive 연동을 위해 Temboo 서비스와 Gmail 계정이 필요하며, 웹 대시보드를 위해 **AdafruitIO (MQTT)**를 사용합니다.

이 문서는 LoRa 기술을 사용하여 안정적인 홈 모니터링 시스템을 DIY(Do-It-Yourself)로 구축하고자 하는 취미 활동가나 엔지니어에게 실질적인 가이드라인을 제공하는 것을 목표로 합니다.

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