First

2025-11-08 22:39:20 +09:00 · 2025-11-08 22:39:20 +09:00 · 970680570e
commit 970680570e
5 changed files with 801 additions and 0 deletions
--- a/.gitignore
+++ b/.gitignore
@ -0,0 +1,4 @@
+.pio
+.vscode
+include/README
+test/README
--- a/lib/README
+++ b/lib/README
@ -0,0 +1,46 @@
+
+This directory is intended for project specific (private) libraries.
+PlatformIO will compile them to static libraries and link into the executable file.
+
+The source code of each library should be placed in a separate directory
+("lib/your_library_name/[Code]").
+
+For example, see the structure of the following example libraries `Foo` and `Bar`:
+
+|--lib
+|  |
+|  |--Bar
+|  |  |--docs
+|  |  |--examples
+|  |  |--src
+|  |     |- Bar.c
+|  |     |- Bar.h
+|  |  |- library.json (optional. for custom build options, etc) https://docs.platformio.org/page/librarymanager/config.html
+|  |
+|  |--Foo
+|  |  |- Foo.c
+|  |  |- Foo.h
+|  |
+|  |- README --> THIS FILE
+|
+|- platformio.ini
+|--src
+   |- main.c
+
+Example contents of `src/main.c` using Foo and Bar:
+```
+#include <Foo.h>
+#include <Bar.h>
+
+int main (void)
+{
+  ...
+}
+
+```
+
+The PlatformIO Library Dependency Finder will find automatically dependent
+libraries by scanning project source files.
+
+More information about PlatformIO Library Dependency Finder
+- https://docs.platformio.org/page/librarymanager/ldf.html
--- a/platformio.ini
+++ b/platformio.ini
@ -0,0 +1,14 @@
+; PlatformIO Project Configuration File
+;
+;   Build options: build flags, source filter
+;   Upload options: custom upload port, speed and extra flags
+;   Library options: dependencies, extra library storages
+;   Advanced options: extra scripting
+;
+; Please visit documentation for the other options and examples
+; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html
+
+[env:heltec_wireless_tracker_v12]
+platform = espressif32
+board = heltec_wireless_tracker_v12
+framework = arduino
--- a/src/Receiver/main.cpp
+++ b/src/Receiver/main.cpp
@ -0,0 +1,484 @@
+/*
+프로젝트명: GNSS + LoRa + MQTT 실시간 위치 및 환경 데이터 수신 시스템
+보드 종류: ESP32 (예: HELTEC Wireless Tracker 또는 유사 보드)
+REV 2.0
+
+주요 기능:
+ - GNSS(GPS) 수신 (TinyGPS++)
+ - LoRa 데이터 수신 및 JSON 파싱 (RadioLib, ArduinoJson)
+ - WiFi 신호 세기 기반 자동 연결 및 후보 관리 (Preferences EEPROM 저장)
+ - MQTT 브로커로 SELF 및 NODE1 데이터 번갈아 전송 (PubSubClient)
+ - OLED TFT 디스플레이 출력 (HT_st7735)
+ - 시리얼 명령어를 통한 WiFi 및 MQTT 설정 관리
+ - 설정 모드에서 WiFi/MQTT 정보 저장 및 복원
+ - TFT 출력 시 고정 길이 문자열 포맷 적용으로 잔여 문자 문제 방지
+
+시리얼 명령어:
+ - CONFIG               : 설정 모드 진입 (시스템 주요 기능 일시 중지)
+ - LIST                 : 저장된 WiFi 후보 목록 출력
+ - ADD ssid,pass        : WiFi 후보 추가 (최대 후보 개수 제한)
+ - EDIT idx ssid,pass   : 지정 인덱스 WiFi 후보 수정
+ - DELETE idx           : 지정 인덱스 WiFi 후보 삭제
+ - MQTTSET server,user,pass,topic : MQTT 설정 저장
+ - MQTTINFO             : 현재 MQTT 설정 출력
+ - EXIT                 : 설정 모드 종료 및 시스템 재시작
+
+TFT 디스플레이 정보:
+ - SELF 위치 정보 및 GPS 위성 상태 녹색 표시
+ - NODE1 수신 데이터 (TVOC, eCO2 포함) 노란색 표시
+ - CONFIG 모드 진입 시 안내 메시지 표시
+
+하드웨어 연결:
+ - GNSS_TX (GPS 송신)          : GPIO 33
+ - GNSS_RX (GPS 수신)          : GPIO 34
+ - VGNSS_CTRL (GPS 전원 제어)  : GPIO 3
+ - LoRa SPI 핀 (SX1262)        : NSS=8, DIO1=14, RESET=12, BUSY=13
+
+LoRa 설정:
+ - 주파수: 923.0 MHz
+ - Spreading Factor: 7
+ - Bandwidth: 125 kHz
+ - Coding Rate: 4/5
+ - Sync Word: 0x12
+
+저장소:
+ - WiFi 설정: Preferences 네임스페이스 "wifi"
+ - MQTT 설정: Preferences 네임스페이스 "mqtt"
+
+개발 및 테스트 환경:
+ - Arduino IDE 및 ESP32 환경
+ - 안정적인 GPS 신호 확보를 위한 별도 초기화 및 수신 처리
+ - 주기적 WiFi 및 MQTT 연결 상태 점검 및 자동 복구
+ - JSON 파싱 오류 및 TFT 출력 잔여 문자 문제 방지를 위한 고정 길이 문자열 포맷 적용
+
+작성일: 2025-07-29
+작성자: BK Choi
+*/
+
+#include "Arduino.h"
+#include "HT_st7735.h"
+#include "HT_TinyGPS++.h"
+#include <RadioLib.h>
+#include <ArduinoJson.h>
+#include <WiFi.h>
+#include <PubSubClient.h>
+#include <esp_mac.h>
+#include <Preferences.h>
+
+#define GNSS_TX 33
+#define GNSS_RX 34
+#define VGNSS_CTRL 3
+#define MAX_WIFI_CANDIDATES 10
+
+HT_st7735 tft;
+TinyGPSPlus GPS;
+SX1262 radio = new Module(8, 14, 12, 13);
+
+struct WiFiCandidate {
+  String ssid;
+  String password;
+};
+WiFiCandidate wifiList[MAX_WIFI_CANDIDATES];
+int wifiCount = 0;
+
+String mqtt_server = "selimcns.synology.me";
+String mqtt_user = "";
+String mqtt_password = "";
+String mqtt_topic = "odor/monitor";
+Preferences prefs;
+WiFiClient espClient;
+PubSubClient mqttClient(espClient);
+
+volatile bool receivedFlag = false;
+String latestSELF = "";
+String latestNODE1 = "";
+
+bool configMode = false;
+
+enum State { S_SELF,
+             S_NODE1 };
+State publishState = S_SELF;
+unsigned long lastNode1Time = 0;
+const unsigned long NODE1_TIMEOUT = 10000;
+
+void setFlag() {
+  receivedFlag = true;
+}
+
+void saveWiFiListToEEPROM() {
+  char key[16];
+  prefs.begin("wifi", false);
+  prefs.putUInt("count", wifiCount);
+  for (int i = 0; i < wifiCount; i++) {
+    snprintf(key, sizeof(key), "ssid%d", i);
+    prefs.putString(key, wifiList[i].ssid);
+    snprintf(key, sizeof(key), "pass%d", i);
+    prefs.putString(key, wifiList[i].password);
+  }
+  prefs.end();
+}
+
+void loadWiFiListFromEEPROM() {
+  char key[16];
+  prefs.begin("wifi", true);
+  wifiCount = prefs.getUInt("count", 0);
+  for (int i = 0; i < wifiCount && i < MAX_WIFI_CANDIDATES; i++) {
+    snprintf(key, sizeof(key), "ssid%d", i);
+    wifiList[i].ssid = prefs.getString(key, "");
+    snprintf(key, sizeof(key), "pass%d", i);
+    wifiList[i].password = prefs.getString(key, "");
+  }
+  prefs.end();
+}
+
+void saveMQTTToEEPROM() {
+  prefs.begin("mqtt", false);
+  prefs.putString("server", mqtt_server);
+  prefs.putString("user", mqtt_user);
+  prefs.putString("pass", mqtt_password);
+  prefs.putString("topic", mqtt_topic);
+  prefs.end();
+}
+
+void loadMQTTFromEEPROM() {
+  prefs.begin("mqtt", true);
+  mqtt_server = prefs.getString("server", mqtt_server);
+  mqtt_user = prefs.getString("user", mqtt_user);
+  mqtt_password = prefs.getString("pass", mqtt_password);
+  mqtt_topic = prefs.getString("topic", mqtt_topic);
+  prefs.end();
+}
+
+void handleSerialCommand() {
+  if (Serial.available()) {
+    String cmd = Serial.readStringUntil('\n');
+    cmd.trim();
+
+    if (cmd == "CONFIG") {
+      configMode = true;
+      Serial.println("[설정 모드 진입: 기능 일시 중지됨]");
+      Serial.println("명령어: LIST, ADD ssid,pass, EDIT idx ssid,pass, DELETE idx");
+      Serial.println("MQTTSET server,user,pass,topic / MQTTINFO / EXIT");
+
+      // TFT 출력 추가
+      tft.st7735_fill_screen(ST7735_BLACK);
+      tft.st7735_write_str(0, 0, "CONFIG MODE", Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+      tft.st7735_write_str(0, 12, "Use serial cmd", Font_7x10, ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);
+    } else if (configMode) {
+      if (cmd == "LIST") {
+        Serial.println("[WiFi 목록]");
+        for (int i = 0; i < wifiCount; i++) {
+          Serial.printf("%d. %s / %s\n", i, wifiList[i].ssid.c_str(), wifiList[i].password.c_str());
+        }
+      } else if (cmd.startsWith("ADD ")) {
+        int sep = cmd.indexOf(',');
+        if (sep == -1 || wifiCount >= MAX_WIFI_CANDIDATES) {
+          Serial.println("형식: ADD SSID,PASSWORD");
+          return;
+        }
+        String ssid = cmd.substring(4, sep);
+        String pass = cmd.substring(sep + 1);
+        wifiList[wifiCount++] = { ssid, pass };
+        Serial.println("[WiFi 추가됨]");
+        saveWiFiListToEEPROM();
+      } else if (cmd.startsWith("EDIT ")) {
+        int sep1 = cmd.indexOf(' ', 5);
+        int sep2 = cmd.indexOf(',', sep1);
+        if (sep1 == -1 || sep2 == -1) {
+          Serial.println("형식: EDIT INDEX SSID,PASSWORD");
+          return;
+        }
+        int idx = cmd.substring(5, sep1).toInt();
+        if (idx < 0 || idx >= wifiCount) {
+          Serial.println("잘못된 인덱스");
+          return;
+        }
+        String ssid = cmd.substring(sep1 + 1, sep2);
+        String pass = cmd.substring(sep2 + 1);
+        wifiList[idx] = { ssid, pass };
+        Serial.println("[WiFi 수정됨]");
+        saveWiFiListToEEPROM();
+      } else if (cmd.startsWith("DELETE ")) {
+        int idx = cmd.substring(7).toInt();
+        if (idx < 0 || idx >= wifiCount) {
+          Serial.println("잘못된 인덱스");
+          return;
+        }
+        for (int i = idx; i < wifiCount - 1; i++) wifiList[i] = wifiList[i + 1];
+        wifiCount--;
+        Serial.println("[WiFi 삭제됨]");
+        saveWiFiListToEEPROM();
+      } else if (cmd.startsWith("MQTTSET ")) {
+        int sep1 = cmd.indexOf(',', 8);
+        int sep2 = cmd.indexOf(',', sep1 + 1);
+        int sep3 = cmd.indexOf(',', sep2 + 1);
+        if (sep1 == -1 || sep2 == -1 || sep3 == -1) {
+          Serial.println("형식: MQTTSET server,user,pass,topic");
+          return;
+        }
+        mqtt_server = cmd.substring(8, sep1);
+        mqtt_user = cmd.substring(sep1 + 1, sep2);
+        mqtt_password = cmd.substring(sep2 + 1, sep3);
+        mqtt_topic = cmd.substring(sep3 + 1);
+        saveMQTTToEEPROM();
+        Serial.println("[MQTT 설정 저장됨]");
+      } else if (cmd == "MQTTINFO") {
+        Serial.println("[MQTT 설정 정보]");
+        Serial.println("Server: " + mqtt_server);
+        Serial.println("User: " + mqtt_user);
+        Serial.println("Password: " + mqtt_password);
+        Serial.println("Topic: " + mqtt_topic);
+      } else if (cmd == "EXIT") {
+        configMode = false;
+        Serial.println("[설정 모드 종료: 시스템 재시작 중...]");
+        tft.st7735_fill_screen(ST7735_BLACK);  // 화면 초기화
+        ESP.restart();
+      } else {
+        Serial.println("지원 명령어: LIST, ADD, EDIT, DELETE, MQTTSET, MQTTINFO, EXIT");
+      }
+    }
+  }
+}
+
+void connectToBestWiFi() {
+  int bestRSSI = -1000, bestIndex = -1;
+  bool openWiFiAttempted = false;
+  for (int attempt = 0; attempt < 3; attempt++) {
+    int n = WiFi.scanNetworks();
+    if (n == 0) {
+      Serial.println("[WiFi 검색 실패] - CONFIG 입력으로 설정 가능");
+      return;
+    }
+    for (int i = 0; i < n; i++) {
+      for (int j = 0; j < wifiCount; j++) {
+        if (WiFi.SSID(i) == wifiList[j].ssid && WiFi.RSSI(i) > bestRSSI) {
+          bestRSSI = WiFi.RSSI(i);
+          bestIndex = j;
+        }
+      }
+    }
+    if (bestIndex != -1) {
+      WiFi.begin(wifiList[bestIndex].ssid.c_str(), wifiList[bestIndex].password.c_str());
+      unsigned long start = millis();
+      while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - start < 10000) delay(500);
+      if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) return;
+    } else {
+      for (int i = 0; i < n; i++) {
+        if (WiFi.encryptionType(i) == WIFI_AUTH_OPEN && !openWiFiAttempted) {
+          WiFi.begin(WiFi.SSID(i).c_str());
+          unsigned long start = millis();
+          while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - start < 10000) delay(500);
+          if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) return;
+          openWiFiAttempted = true;
+        }
+      }
+    }
+    delay(3000);
+  }
+  Serial.println("[WiFi 연결 실패] 설정을 확인해주세요");
+}
+
+String generateClientID() {
+  uint8_t mac[6];
+  esp_read_mac(mac, ESP_MAC_WIFI_STA);
+  char macStr[13];
+  for (int i = 0; i < 6; i++) {
+    sprintf(&macStr[i * 2], "%02X", mac[i]);
+  }
+  return "DEVICE" + String(macStr) + String(random(1000, 9999));
+}
+
+void connectToMQTT() {
+  mqttClient.setServer(mqtt_server.c_str(), 1883);
+  String clientId = generateClientID();
+  unsigned long start = millis();
+  while (!mqttClient.connected() && millis() - start < 10000) {
+    mqttClient.connect(clientId.c_str(), mqtt_user.c_str(), mqtt_password.c_str());
+    delay(500);
+  }
+}
+
+void ensureWiFiAndMQTTConnected() {
+  static unsigned long lastCheck = 0;
+  if (millis() - lastCheck < 5000) return;
+  lastCheck = millis();
+  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) connectToBestWiFi();
+  if (!mqttClient.connected()) connectToMQTT();
+  mqttClient.loop();
+}
+
+void handleGPSAndSelfJson() {
+  while (!configMode && Serial1.available()) GPS.encode(Serial1.read());
+  static unsigned long lastSelfTime = 0;
+  if (!configMode && millis() - lastSelfTime > 1000) {
+    lastSelfTime = millis();
+    StaticJsonDocument<256> doc;
+    char timeStr[10];
+    sprintf(timeStr, "%02d:%02d:%02d", (GPS.time.hour() + 9) % 24, GPS.time.minute(), GPS.time.second());
+    doc["id"] = "SELF";
+    doc["time"] = timeStr;
+    doc["lat"] = GPS.location.lat();
+    doc["lon"] = GPS.location.lng();
+    doc["alt"] = GPS.altitude.meters();
+    doc["spd"] = GPS.speed.kmph();
+    doc["sat"] = GPS.satellites.value();
+    doc["hdop"] = GPS.hdop.hdop();
+    char buffer[256];
+    serializeJson(doc, buffer);
+    latestSELF = String(buffer);
+  }
+}
+
+void handleLoRaReceive() {
+  if (!configMode && receivedFlag) {
+    receivedFlag = false;
+    String recv;
+    if (radio.readData(recv) == RADIOLIB_ERR_NONE) {
+      if (recv.indexOf("\"id\":\"NODE-001\"") != -1) {
+        latestNODE1 = recv;
+        lastNode1Time = millis();
+        Serial.println("[LoRa 수신]: " + recv);
+      }
+    }
+    radio.startReceive();
+  }
+}
+
+void handleMQTTPublish() {
+  static unsigned long lastPub = 0;
+  if (!configMode && millis() - lastPub > 1000) {
+    lastPub = millis();
+    if (millis() - lastNode1Time > NODE1_TIMEOUT) latestNODE1 = "";
+    String toSend = "";
+    if (publishState == S_SELF && latestSELF != "") {
+      toSend = latestSELF;
+      publishState = S_NODE1;
+    } else if (publishState == S_NODE1 && latestNODE1 != "") {
+      toSend = latestNODE1;
+      publishState = S_SELF;
+    } else {
+      publishState = (State)(((int)publishState + 1) % 2);
+    }
+    if (toSend != "") {
+      mqttClient.publish(mqtt_topic.c_str(), toSend.c_str());
+      Serial.println("[MQTT 발행]: " + toSend);
+    }
+  }
+}
+
+void handleTFTDisplay() {
+  if (configMode) return;
+
+  // SELF 정보 출력
+  StaticJsonDocument<256> doc;
+  deserializeJson(doc, latestSELF);
+  char buf[40];
+  sprintf(buf, "SELF %s", doc["time"] | "-");
+  tft.st7735_write_str(0, 0, buf, Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+  sprintf(buf, "LAT:%.4f LON:%.4f", doc["lat"] | 0.0, doc["lon"] | 0.0);
+  tft.st7735_write_str(0, 12, buf, Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+  sprintf(buf, "SAT:%d HDOP:%.1f", doc["sat"] | 0, doc["hdop"] | 0.0);
+  tft.st7735_write_str(0, 24, buf, Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+
+  // NODE1 정보 출력
+  if (latestNODE1 != "") {
+    StaticJsonDocument<256> ndoc;
+    DeserializationError err = deserializeJson(ndoc, latestNODE1);
+
+    if (!err) {
+      sprintf(buf, "NODE1 %s", ndoc["time"] | "-");
+      tft.st7735_write_str(0, 36, buf, Font_7x10, ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);
+
+      sprintf(buf, "LAT:%.4f LON:%.4f", ndoc["lat"] | 0.0, ndoc["lon"] | 0.0);
+      tft.st7735_write_str(0, 48, buf, Font_7x10, ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);
+
+      // 안전한 타입 검사 및 고정 길이 포맷 적용
+      int tvoc = ndoc["tvoc"].is<int>() ? ndoc["tvoc"].as<int>() : -1;
+      int eco2 = ndoc["eco2"].is<int>() ? ndoc["eco2"].as<int>() : -1;
+
+      if (eco2 < 0 || eco2 > 4000) {
+        // 'ERR' 출력 뒤 공백 2칸 추가해 잔여 문자 덮기
+        sprintf(buf, "TVOC:%-5d eCO2:ERR  ", tvoc);
+      } else {
+        // 숫자 5자리 확보, 빈 자리 공백으로 채움
+        sprintf(buf, "TVOC:%-5d eCO2:%-5d", tvoc, eco2);
+      }
+      tft.st7735_write_str(0, 60, buf, Font_7x10, ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);
+    } else {
+      tft.st7735_write_str(0, 36, "NODE1 JSON ERR  ", Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+    }
+  }
+}
+
+void setup() {
+  Serial.begin(115200);
+  Serial.println("\n[시스템 시작]");
+
+  pinMode(VGNSS_CTRL, OUTPUT);
+  digitalWrite(VGNSS_CTRL, HIGH);
+  Serial.println("[GNSS 전원 ON]");
+
+  tft.st7735_init();
+  tft.st7735_fill_screen(ST7735_BLACK);
+  tft.st7735_write_str(0, 0, "Starting...", Font_7x10, ST7735_WHITE, ST7735_BLACK);
+
+  Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, GNSS_TX, GNSS_RX);
+  Serial.println("[GNSS 시리얼 시작됨]");
+
+  loadWiFiListFromEEPROM();
+  Serial.printf("[WiFi 목록 %d개 로드됨]\n", wifiCount);
+
+  loadMQTTFromEEPROM();
+  Serial.println("[MQTT 설정 로드됨]");
+
+  Serial.println("[LoRa 초기화 중...]");
+  if (radio.begin(923.0) == RADIOLIB_ERR_NONE) {
+    radio.setSpreadingFactor(7);
+    radio.setBandwidth(125.0);
+    radio.setCodingRate(5);
+    radio.setSyncWord(0x12);
+    radio.setDio1Action(setFlag);
+    radio.startReceive();
+    Serial.println("[LoRa 시작됨]");
+    tft.st7735_write_str(0, 0, "LoRa OK", Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+  } else {
+    Serial.println("[LoRa 시작 실패]");
+    tft.st7735_write_str(0, 0, "LoRa Fail", Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+    while (true)
+      ;
+  }
+
+  Serial.println("[WiFi 연결 시도 중]");
+  tft.st7735_write_str(0, 12, "Connecting WiFi...", Font_7x10, ST7735_WHITE, ST7735_BLACK);
+  connectToBestWiFi();
+  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
+    Serial.print("[WiFi 연결됨]: ");
+    Serial.println(WiFi.localIP());
+    tft.st7735_write_str(0, 24, "WiFi OK", Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+  } else {
+    tft.st7735_write_str(0, 24, "WiFi Fail", Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+  }
+
+  Serial.println("[MQTT 연결 시도 중]");
+  tft.st7735_write_str(0, 36, "Connecting MQTT...", Font_7x10, ST7735_WHITE, ST7735_BLACK);
+  connectToMQTT();
+  if (mqttClient.connected()) {
+    Serial.println("[MQTT 연결됨]");
+    tft.st7735_write_str(0, 48, "MQTT OK", Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+  } else {
+    Serial.println("[MQTT 연결 실패]");
+    tft.st7735_write_str(0, 48, "MQTT Fail", Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+  }
+}
+
+
+void loop() {
+  handleSerialCommand();
+  if (!configMode) {
+    ensureWiFiAndMQTTConnected();
+    handleGPSAndSelfJson();
+    handleLoRaReceive();
+    handleMQTTPublish();
+    handleTFTDisplay();
+  }
+}
--- a/src/sender/main.cpp
+++ b/src/sender/main.cpp
@ -0,0 +1,253 @@
+/*
+프로젝트명: GNSS + LoRa + MQTT 실시간 위치 및 환경 데이터 송신 시스템
+보드 종류: ESP32 (예: HELTEC Wireless Tracker 또는 유사 보드)
+REV 2.0
+
+주요 기능:
+ - GNSS(GPS) 모듈을 통해 시간, 위성, 위치, 속도, 고도 정보 수집
+ - SGP30 공기질 센서로 TVOC 및 eCO2 농도 측정
+ - DFRobot H2S 및 NH3 가스 센서 데이터 측정
+ - OLED TFT 디스플레이에 실시간 환경 및 GPS 정보 출력
+ - LoRa SX1262 모듈을 통해 JSON 형식으로 환경 데이터 송신
+ - 센서 및 통신 모듈 초기화, 상태 점검 및 안정성 확보
+ - TFT 출력 시 고정 길이 문자열 포맷을 적용하여 잔여 문자 문제 해결
+
+출력 방식 및 개선점:
+ - TFT 출력은 문자열 덮어쓰기 방식을 사용하여 화면 깜박임 최소화
+ - 숫자 출력 시 "%-5d" 같은 고정 길이 포맷으로 출력하여 이전 출력 잔여 문자 방지
+
+LoRa 통신 설정:
+ - 주파수: 923.0 MHz
+ - Spreading Factor: 7
+ - Bandwidth: 125 kHz
+ - Coding Rate: 4/5
+ - Sync Word: 0x12
+
+하드웨어 연결:
+ - GNSS_TX (GPS 송신): GPIO 33
+ - GNSS_RX (GPS 수신): GPIO 34
+ - VGNSS_CTRL (GPS 전원 제어): GPIO 3
+ - LoRa SPI 핀: NSS=8, DIO1=14, RESET=12, BUSY=13
+
+사용 라이브러리:
+ - HT_st7735 : OLED TFT 디스플레이 제어
+ - HT_TinyGPS++ : GPS 데이터 처리
+ - RadioLib : SX1262 LoRa 제어
+ - DFRobot_MultiGasSensor : H2S, NH3 센서 제어
+ - Seeed_Arduino_SGP30 : SGP30 센서 제어
+ - ArduinoJson : JSON 데이터 직렬화
+ - Wire : I2C 통신
+
+개발 및 테스트 환경:
+ - Arduino IDE 및 ESP32 환경
+ - 센서 초기 안정화 시간 150초 설정
+ - 시리얼 모니터를 통한 상태 및 디버깅 출력 지원
+
+향후 개선 가능 사항:
+ - TFT 부분 클리어 기능 추가 또는 라이브러리 변경으로 깜박임 개선
+ - LoRa 통신 오류 감지 및 재전송 로직 강화
+ - 데이터 송수신 간 동기화 및 신뢰성 강화
+
+작성일: 2025-07-29
+작성자: BK Choi
+*/
+
+#include "Arduino.h"
+#include "HT_st7735.h"
+#include "HT_TinyGPS++.h"
+#include <RadioLib.h>
+#include <Wire.h>
+#include <EEPROM.h>
+#include <ArduinoJson.h>
+#include "DFRobot_MultiGasSensor.h"
+#include "sensirion_common.h"
+#include "sgp30.h"
+
+#define SDA_PIN 5
+#define SCL_PIN 4
+#define GNSS_TX 33
+#define GNSS_RX 34
+#define VGNSS_CTRL 3
+
+#define LORA_FREQ 923.0
+#define LORA_SPREADING_FACTOR 7
+#define LORA_BW 125.0
+#define LORA_CR 5
+#define LORA_SYNCWORD 0x12
+
+HT_st7735 tft;
+TinyGPSPlus GPS;
+SX1262 radio = new Module(8, 14, 12, 13);
+DFRobot_GAS_I2C h2s(&Wire, 0x74);
+DFRobot_GAS_I2C nh3(&Wire, 0x75);
+
+unsigned long lastLoRaTime = 0;
+const unsigned long loraInterval = 1000;
+
+uint16_t tvoc_ppb = 0, co2_eq_ppm = 0;
+float h2s_val = 0, nh3_val = 0;
+
+void setupTFT() {
+  tft.st7735_init();
+  tft.st7735_fill_screen(ST7735_BLACK);
+  tft.st7735_write_str(0, 0, "Initializing...", Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+}
+
+void setupGPS() {
+  Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, GNSS_TX, GNSS_RX);
+}
+
+void setupGasSensors() {
+  while (!h2s.begin()) {
+    Serial.println("No H2S sensor found");
+    delay(1000);
+  }
+  while (!nh3.begin()) {
+    Serial.println("No NH3 sensor found");
+    delay(1000);
+  }
+  h2s.changeAcquireMode(h2s.INITIATIVE);
+  nh3.changeAcquireMode(nh3.INITIATIVE);
+
+  while (sgp_probe() != STATUS_OK) {
+    Serial.println("SGP30 failed to start");
+    delay(1000);
+  }
+  sgp_iaq_init();
+  sgp_set_absolute_humidity(1030);
+
+  for (int sec = 150; sec >= 0; sec--) {
+    char buf[32];
+    sprintf(buf, "Stabilize %d sec", sec);
+    tft.st7735_write_str(0, 12, buf, Font_7x10, ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);
+    delay(1000);
+  }
+}
+
+void setupLoRa() {
+  if (radio.begin(LORA_FREQ) == RADIOLIB_ERR_NONE) {
+    radio.setSpreadingFactor(LORA_SPREADING_FACTOR);
+    radio.setBandwidth(LORA_BW);
+    radio.setCodingRate(LORA_CR);
+    radio.setSyncWord(LORA_SYNCWORD);
+    Serial.println("LoRa initialized successfully.");
+  } else {
+    tft.st7735_write_str(0, 0, "LoRa Fail", Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+    Serial.println("LoRa initialization failed!");
+    while (true);
+  }
+  tft.st7735_fill_screen(ST7735_BLACK);
+}
+
+void updateSensors() {
+  while (Serial1.available()) GPS.encode(Serial1.read());
+
+  uint16_t tvoc_tmp = 0, co2_tmp = 0;
+  s16 ret = sgp_measure_iaq_blocking_read(&tvoc_tmp, &co2_tmp);
+  if (ret == STATUS_OK) {
+    tvoc_ppb = tvoc_tmp;
+    co2_eq_ppm = co2_tmp;
+  }
+
+  h2s_val = nh3_val = 0;
+  if (h2s.dataIsAvailable()) h2s_val = AllDataAnalysis.gasconcentration;
+  if (nh3.dataIsAvailable()) nh3_val = AllDataAnalysis.gasconcentration;
+}
+
+void updateDisplay() {
+  char buf[64];
+
+  sprintf(buf, "NODE-001 %02d:%02d:%02d",
+          (GPS.time.hour() + 9) % 24,
+          GPS.time.minute(),
+          GPS.time.second());
+  tft.st7735_write_str(0, 0, buf, Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+
+  sprintf(buf, "SAT:%d HDOP:%.1f",
+          GPS.satellites.value(),
+          GPS.hdop.hdop());
+  tft.st7735_write_str(0, 12, buf, Font_7x10, ST7735_GREEN, ST7735_BLACK);
+
+  sprintf(buf, "LAT:%.4f LON:%.4f",
+          GPS.location.lat(),
+          GPS.location.lng());
+  tft.st7735_write_str(0, 24, buf, Font_7x10, ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);
+
+  char spdStr[8], altStr[8];
+  dtostrf(GPS.speed.kmph(), 5, 1, spdStr);
+  dtostrf(GPS.altitude.meters(), 5, 1, altStr);
+  sprintf(buf, "SPD:%s ALT:%s", spdStr, altStr);
+  tft.st7735_write_str(0, 36, buf, Font_7x10, ST7735_CYAN, ST7735_BLACK);
+
+  dtostrf(nh3_val, 4, 1, spdStr);
+  dtostrf(h2s_val, 4, 1, altStr);
+  sprintf(buf, "NH3:%s H2S:%s", spdStr, altStr);
+  tft.st7735_write_str(0, 48, buf, Font_7x10, ST7735_MAGENTA, ST7735_BLACK);
+
+  int tvoc_val = (tvoc_ppb <= 60000) ? tvoc_ppb : 0;
+  int eco2_val = (co2_eq_ppm >= 400 && co2_eq_ppm <= 10000) ? co2_eq_ppm : 400;
+
+  // 고정 길이 문자열 출력 (깜박임 없이 덮어쓰기)
+  sprintf(buf, "TVOC:%-5d eCO2:%-5d", tvoc_val, eco2_val);
+  tft.st7735_write_str(0, 60, buf, Font_7x10, ST7735_RED, ST7735_BLACK);
+}
+
+void sendLoRaData() {
+  unsigned long now = millis();
+  if (now - lastLoRaTime >= loraInterval) {
+    lastLoRaTime = now;
+
+    StaticJsonDocument<256> doc;
+    char timeStr[10];
+    sprintf(timeStr, "%02d:%02d:%02d",
+            (GPS.time.hour() + 9) % 24,
+            GPS.time.minute(),
+            GPS.time.second());
+
+    doc["id"] = "NODE-001";
+    doc["time"] = timeStr;
+    doc["lat"] = GPS.location.lat();
+    doc["lon"] = GPS.location.lng();
+    doc["alt"] = GPS.altitude.meters();
+    doc["spd"] = GPS.speed.kmph();
+    doc["sat"] = GPS.satellites.value();
+    doc["hdop"] = GPS.hdop.hdop();
+    doc["nh3"] = nh3_val;
+    doc["h2s"] = h2s_val;
+
+    int tvoc_val = (tvoc_ppb <= 60000) ? tvoc_ppb : 0;
+    int eco2_val = (co2_eq_ppm >= 400 && co2_eq_ppm <= 10000) ? co2_eq_ppm : 400;
+
+    doc["tvoc"] = tvoc_val;
+    doc["eco2"] = eco2_val;
+
+    char buffer[256];
+    serializeJson(doc, buffer);
+
+    if (radio.transmit(buffer) == RADIOLIB_ERR_NONE) {
+      Serial.print("LoRa Sent: ");
+      Serial.println(buffer);
+    } else {
+      Serial.println("LoRa transmission failed.");
+    }
+  }
+}
+
+void setup() {
+  Serial.begin(115200);
+  Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN);
+
+  pinMode(VGNSS_CTRL, OUTPUT);
+  digitalWrite(VGNSS_CTRL, HIGH);
+
+  setupTFT();
+  setupGPS();
+  setupGasSensors();
+  setupLoRa();
+}
+
+void loop() {
+  updateSensors();
+  updateDisplay();
+  sendLoRaData();
+}