이 문서는 Dignsys사의 PMS01 전력 측정 보드의 간단한 테스트 및 데모 환경을 빠르게 구성하고 동작시킬 수 있도록 안내합니다. 기존에는 아두이노 IDE, Node-RED, MQTT 브로커(mosquitto), InfluxDB를 각각 수동으로 설치/설정해야 했지만, 이번 개편을 통해 모든 백엔드 환경을 Docker Compose로 간편하게 구성할 수 있습니다. 또한, PMS01 보드에 업로드되는 펌웨어는 PlatformIO를 이용하여 빌드 및 업로드하도록 변경되었습니다.
아래 가이드에 따라 진행하면, PMS01 보드가 로컬 MQTT 서버를 통해 전력 데이터를 보내고, Node-RED 대시보드를 통해 실시간 전력 측정값을 시각화할 수 있습니다.
- PMS01 보드: PZEM-004T 모듈을 통한 전력(전압, 전류, 전력, 에너지, 주파수, 역률) 측정
- MQTT 통신: 로컬 모스키토(Mosquitto) MQTT 브로커에 측정 데이터를 주기적으로 전송
- Node-RED 대시보드: InfluxDB를 백엔드로 하여 실시간 및 히스토리 데이터를 시각화
- Docker Compose 기반 환경: Node-RED, InfluxDB, Mosquitto를 단일 명령어로 손쉽게 구동
- PMS01 보드 및 PZEM-004T 모듈 준비
- PlatformIO 설치
- PlatformIO 공식 사이트 참고
- VSCode 확장 프로그램 또는 CLI로 설치 가능
- Docker & Docker Compose 설치
- Wi-Fi 환경 준비
- PMS01 보드와 테스트용 PC(혹은 노트북)가 동일한 네트워크(Wi-Fi)에 연결되어야 함
- PMS01 보드에 12V 전원 공급 및 PZEM-004T 모듈에 220V 공급. 주의: PMS01 보드와는 별개로 PZEM-004T 모듈에 220V 전압이 공급되어야만 정상적으로 동작합니다.
.
├── README.md # 프로젝트 사용 방법 및 개요 문서
├── docker-compose.yml # Node-RED, InfluxDB, Mosquitto 서비스 구성을 위한 Docker Compose 파일
├── include
│ └── README # include 디렉토리 관련 안내
├── init-influxdb
│ └── init-influxdb.sh # InfluxDB 초기화 스크립트
├── lib
│ ├── PZEM004Tv30-pms # PZEM-004T v3.0 센서 라이브러리 (PMS01 보드용)
│ ├── README # lib 디렉토리 관련 안내
│ └── SC16IS752Serial # 시리얼 확장 관련 라이브러리
├── mosquitto
│ └── config # Mosquitto MQTT 브로커 설정 파일
├── platformio.ini # PMS01 펌웨어 빌드/업로드 설정 파일 (PlatformIO)
├── src
│ ├── MQTTClient.cpp # MQTT 클라이언트 로직 구현
│ ├── MQTTClient.h
│ ├── PowerMonitor.cpp # 전력 측정 로직 구현
│ ├── PowerMonitor.h
│ └── main.cpp # PMS01 펌웨어 메인 진입점
├── test
│ └── README # 테스트 관련 문서
└── volumes
├── influxdb-data # InfluxDB 데이터 볼륨
├── mosquitto-data # Mosquitto 데이터 볼륨
├── mosquitto-log # Mosquitto 로그 볼륨
└── nodered-data # Node-RED 데이터 볼륨
-
platformio.ini파일에서 PMS01 보드에 맞는 포트 설정(시리얼 포트)과 Wi-Fi, MQTT 설정을 수정합니다.// main.cpp 내 설정 예시 const char* WIFI_SSID = "YOUR_WIFI_SSID"; const char* WIFI_PASSWORD = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; const char* MQTT_SERVER = "192.168.0.10"; // docker-compose를 띄운 PC IP const int MQTT_PORT = 1883;
PMS01 보드와 PC가 같은 네트워크 상에 있어야 하며,
MQTT_SERVER에mosquitto컨테이너가 동작하는 호스트(PC)의 IP 주소를 입력하세요. -
PMS01 보드를 USB로 PC에 연결한 후, PlatformIO를 이용해 펌웨어를 빌드 및 업로드합니다.
pio run -t upload
업로드가 완료되면 PMS01 보드가 Wi-Fi에 연결하고, MQTT 서버로 데이터 전송을 시작합니다.
이 프로젝트의 docker-compose.yml 파일은 프로젝트 최상위 디렉토리에 위치합니다. 다음 명령을 통해 Node-RED, InfluxDB, Mosquitto 등 백엔드 서비스를 손쉽게 실행할 수 있습니다.
-
Docker Compose 실행
docker-compose up -d
위 명령 실행 후 다음 서비스들이 컨테이너 형태로 구동됩니다:
- Node-RED: http://localhost:1880
- InfluxDB: http://localhost:8086
- Mosquitto (MQTT Broker): mqtt://localhost:1883
- InfluxDB Admin UI: http://localhost:8083 (선택적 확인용)
-
인프라 상태 확인
docker ps
위 명령으로 컨테이너들이 정상적으로 동작하는지 확인할 수 있습니다.
에러나 이슈가 발생한 경우docker logs <컨테이너명>을 통해 로그를 확인하고 문제점을 파악할 수 있습니다.
- Node-RED UI 접속
- 브라우저에서
http://localhost:1880접속
- 브라우저에서
- 준비된 Node-RED 플로우 JSON을 가져오기
- Node-RED 편집기 우측 상단 메뉴에서 Import 선택
- 제공된 JSON 코드를 붙여넣고 Import
- Import 후 플로우 Deploy
- Deploy 버튼을 클릭하여 플로우 활성화
- Dashboard 확인
- 브라우저에서
http://localhost:1880/ui로 접속하면 전력 측정 대시보드 확인 가능 - 실시간 파워, 에너지 그래프, 기간별 데이터 조회 등의 기능 확인
- 브라우저에서
-
PMS01 보드 -> Mosquitto(MQTT Broker)
PMS01 보드는 설정된 Wi-Fi에 연결 후pms01/power토픽으로 전력 데이터를 MQTT 전송 -
Mosquitto -> Node-RED
Node-RED는pms01/power토픽을 Subscribe하여 데이터를 실시간 수신 -
Node-RED -> InfluxDB
Node-RED Flow 내 Function 노드에서 데이터 파싱 후 InfluxDB에 저장 -
Node-RED Dashboard
InfluxDB에 저장된 전력 데이터를 조회하여 대시보드에서 실시간 그래프 및 통계 확인
-
MQTT 연결 실패
- PMS01 보드 IP 연결 상태 확인 (보드와 호스트 PC가 같은 LAN에 있는지)
- Mosquitto 컨테이너가 정상 작동 중인지
docker logs mosquitto로 확인 - 방화벽 설정 확인
-
데이터 미수신
- Node-RED 편집기에서 디버그 노드 추가 후 MQTT-In 노드 출력을 확인
- PMS01 보드 시리얼 모니터(PlatformIO Monitor)로 로그 출력 확인
-
InfluxDB 쿼리 문제
- InfluxDB Admin UI(http://localhost:8083) 접속해 DB 및 Measurement 확인
- Node-RED의 InfluxDB 노드 설정 확인
- PMS01 보드 측 펌웨어 수정 시, PlatformIO를 통해 재빌드/업로드
- InfluxDB 데이터 백업/관리
- Node-RED 플로우 수정으로 기능 확장 (알람, 이메일 통지 등)
- 본 프로젝트는 MIT 라이선스를 따릅니다.
- 버그 제보, 기능 개선 제안, Pull Request 모두 환영합니다.
이제 위 단계들을 순서대로 따라하면, PMS01 보드에서 측정한 전력 데이터가 로컬 Docker Compose 환경에서 구동되는 Mosquitto, InfluxDB, Node-RED 대시보드를 통해 쉽게 시각화 및 분석 가능한 데모 환경을 구축할 수 있습니다.