ST마이크로의 LoRa IoT 트래커를 활용한 자산 추적 애플리케이션 구현 방법

June 9, 2024

ST마이크로일렉트로닉스의 LoRa ^® IoT 트래커(LoRa® IoT Tracker)는 사람이나 자산, 동물의 추적 및 차량 관리 같은 사물인터넷(IoT) 추적기 애플리케이션의 프로토타이핑, 개발, 평가를 단순화하는 평가 보드입니다. 이 보드에는 LoRaWAN™ 프로토콜을 사용하여 저전력, 장거리 통신을 처리하는 무라타(Murata)의 온보드 LoRa 모듈이 포함되어 있습니다. 이 온보드 센서는 글로벌 위성 위치 확인 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)에서 위치 정보를 얻기 위한 Teseo-LIV3F GNSS, 동작 및 방향 감지를 위한 LIS2DW12 3축 가속도계, HTS221 온도 및 습도 센서, 그리고 LPS22HB 기압 센서를 포함하고 있습니다. 이 보드에는 리튬폴리머(LiPo) 배터리 충전기(배터리가 키트에 포함됨)가 내장되어 있으며, 저전력 작동을 위한 향상된 전원/배터리 관리 설계가 특징입니다. USB Type-C 포트는 충전과 직렬 통신에 사용됩니다. 푸시 버튼은 켜기/끄기, 센서 데이터 전송 등 보드 동작을 제어합니다. 온보드 EEPROM은 설정 파라미터와 로깅 데이터를 저장합니다. 플라스틱 케이스, LoRa 안테나, 케이블 역시 키트에 포함되어 있습니다.

ST마이크로의 LoRa IoT 트래커를 활용한 자산 추적 애플리케이션 구현 방법 (출처: imajinajib/Shutterstock.com)

이 트래커의 무라타 LoRa 모듈에는 192KB의 플래시 메모리와 20KB의 RAM을 비롯하여 ADC, DAC, USB, UART, I²C, SPI 및 GPIO 등 다양한 주변 장치를 갖춘 ST마이크로의 STM32L072CZ 초저전력 마이크로컨트롤러(MCU)가 포함되어 있습니다. 설정 파라미터와 로깅 데이터를 저장하기 위해 SPI 버스를 통해 액세스되는 직렬 EEPROM도 제공됩니다. 이 모듈에는 안정적인 작동을 위한 온도제어 크리스털 오실레이터(TCXO)와 안테나를 모듈에 연결하기 위한 RF 회로도 포함되어 있습니다.

-ST마이크로의 FP-ATR-LORA1 STM32Cube 기능 팩

ST마이크로 FP-ATR-LORA1 STM32Cube 기능 팩은 보드를 지원하고 추적기를 작동하기 위한 소스 코드를 제공합니다. 미리 빌드된 바이너리를 추적기에 프로그래밍하거나 STM32CubeIDE, 카일(Keil) 또는 IAR 등의 통합개발환경(IDE)을 선택하여 소스 코드를 재컴파일 할 수 있습니다. 이 기능 팩 코드에는 하드웨어 I/O 라이브러리와 하드웨어 추상화 계층, 그리고 LoRaWAN, USB, GNSS 위치 추적용 미들웨어가 포함되어 있습니다. 그 외에 센서 판독, 적절한 형식의 LoRaWAN 메시지 생성, 메시지를 근처의 LoRaWAN 게이트웨이로 전송하는 기능도 포함합니다. 배터리 전원을 사용하는 애플리케이션을 위해, 소프트웨어는 모션 트리거(가속도계) 또는 타이머 웨이크업 이벤트를 기다리는 동안 전력소모를 최소화할 수 있도록 저전력 및 초저전력 작동 모드를 구현합니다. 이 소프트웨어는 또한 보드 작동에 대한 상태 메시지를 표시하고 LoRaWAN 설정 파라미터 및 키(key)를 설정하는 직렬 콘솔 인터페이스를 구현합니다.

-LoRIOT, Actility, TTN

LoRaWAN 무선 통신 기술은 M2M(machine-to-machine) 및 IoT 애플리케이션을 위한 저전력, 광역 네트워크를 생성합니다. 여기에는 전 세계 여러 지역의 주파수 대역, 채널 및 프로토콜을 아우르는 글로벌 LoRaWAN 사양들이 포함됩니다. LoRaWAN은 표준화된 프로토콜이므로 다양한 LoRaWAN 게이트웨이 및 백엔드 시스템으로 이 LoRa IoT 추적기를 작동할 수 있습니다. ST마이크로는 LoRIOT, Actility, TTN(The Things Network) 등 여러 백엔드 LoRaWAN 서비스 및 추적기와 함께 작동하는 게이트웨이 보드를 자사의 P-NUCLEO-LRWAN2 / 3 Nucleo Packs에 포함하고 있습니다. 장치가 LoRaWAN 서버에 연결되면 해당 데이터는 myDevices Cayenne과 같은 IoT 대시 보드 또는 자체 애플리케이션 프로그램을 포함한 서로 다른 대상으로 전송될 수 있습니다.

-나만의 STM LoRa IoT 트래커 사용하기

STM 게이트웨이 및 LoRIOT 서비스와 함께 나만의 STM LoRa IoT 추적기를 사용하려면 ‘가상의 눈으로 당신의 자산을 모니터링 하는 방법’ 원고에 소개된 전체 과정을 다음과 같이 단계별로 차근차근 따라해 보십시오:

-▶ 하드웨어 및 개발 도구 설정

▶ 필요한 소프트웨어 구성 요소들의 설치 및 실행

▶ 코드 작성 및 보드에 다운로드

▶ 보드의 LoRaWAN 연결 파라미터 및 백엔드 서버 설정

▶ 클라우드로 보낼 실시간 센서 측정 결과를 생성하기 위해 보드를 실행

-이 원고에서는 myDevices Cayenne에서 생성된 실시간 대시보드에서 표시되는 데이터 관찰 방법도 설명합니다.