Development of IoT Gateway System for Indoor Air Quality Monitoring Using MQTT and NodeMCU

doi:10.22716/sckt.2020.8.4.039

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2020 Vol.8, Issue 4 Preview Page Next Page

Research Article

Development of IoT Gateway System for Indoor Air Quality Monitoring Using MQTT and NodeMCU MQTT와 NodeMCU를 이용한 실내공기질 제어용 IoT 게이트웨이 시스템 개발에 관한 연구: Hokyun Park¹
박호균¹; ¹Professor, School of IT Convergence Engineering, Shinhan University

¹신한대학교 IT융합공학부 교수

31 December 2020. pp. 89-97

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Abstract

산업현장과 공공건물이 대형화되고 복잡화됨에 따라 실내 거주자들이 각종 실내공기 오염에 무방비 상태로 노출되어 있다. 쾌적한 실내환경을 유지하기 위해 인구 밀집 시설에는 조명, 온도, 습도뿐 아니라 CO₂와 인체에 매우 해로운 유기가스인 휘발성 유기화합물(VOC, Volatile Organic Compounds)의 측정을 주기적으로 실시하여 적절한 조치를 취하는 것은 인간의 건강과 더 나은 삶의 환경을 만들기 위한 필수 요소이다. 본 연구에서는 실내공기질과 연관된 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 클라이언트 센서들의 데이터를 수집하고 오염 물질 해소를 위한 기기들의 제어를 위해 MQTT 프로토콜 기반의 허브 역할을 수행하는 IoT 게이트웨이 시스템을 개발하였다. 지역 및 원격의 산업현장 및 공공건물의 실내공기질을 측정하여 일정 수준에서 벗어나는 이상 현상이 발생할 경우 MQTT 서버에 메시지를 전송하며 모니터링 결과에 따라 현장의 공기청정기, 냉난방기, 환풍기 등 관련 기기를 제어하는 메시지를 전송하여 신뢰성 있는 시스템을 구현하였다. 향후 수집된 정보들을 온톨로지 기반의 시맨틱 데이터를 구축하여 상황인지 기능을 제공하는 산업용 IoT, 방재 서비스 등에 활용될 것으로 기대된다.

As industrial sites and public buildings become larger and more complex, indoor residents are exposed to various indoor air pollution. In order to maintain a pleasant indoor environment, taking appropriate measures by periodically measuring CO₂ and Volatile Organic Compounds(VOC), which are highly harmful organic gases to the human body, as well as lighting, temperature and humidity, is an essential factor for creating a better living environment for human health. In this study, an IoT gateway system, which acts as a hub based on the Message Queuing Telemetry Transport(MQTT) protocol, was developed to collect data from MQTT client sensors associated with indoor air quality and control devices for decontamination. The reliable system was implemented by measuring indoor air quality at local and remote industrial sites and public buildings and sending messages to the MQTT server to control related devices such as air purifiers, air conditioners, and ventilators at the site according to the monitoring results in the event of abnormalities beyond a certain level. In the future, it is expected that the collected information will be used for industrial IoT and disaster prevention services by building ontology-based semantic database to provide situation awareness functions.

Keywords

Internet of things

Message queuing telemetry transport

MQTT protocol

NodeMCU

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Information

Publisher :The Society of Convergence Knowledge
Publisher(Ko) :융복합지식학회
Journal Title :The Society of Convergence Knowledge Transactions
Journal Title(Ko) :융복합지식학회논문지
Volume : 8
No :4
Pages :89-97
DOI :https://doi.org/10.22716/sckt.2020.8.4.039

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The Society of Convergence Knowledge TransactionsISSN:2287-8920(Print)융복합지식학회

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