IoT4Car: 아두이노 MKR1000으로 차량 텔레메트리 수집·분석하기

부품 및 소모품

부품	수량
아두이노 MKR WiFi 1000	1
SparkFun 로직 레벨 컨버터 (양방향)	1
SparkFun OBD-II UART 보드 (ELM327/STN1110 칩셋)	1
SparkFun OBD-II to DB9 케이블	1

앱 및 온라인 서비스

아두이노 IDE
freeboard.io (대시보드 시각화)
dweet.io (데이터 중계)

프로젝트 소개

배경

운전 중 계기판을 보며 '이 데이터들을 수집해 분석하면 어떨까?'라는 생각을 해보신 적 있나요? 주행 습관, 평균 연비, 신호 대기 시간 등 개인에게 유용한 정보부터 플릿 관리, 차량 상태 모니터링, 연비 효율 분석, 운전자 특성 파악까지 기업 입장에서도 가치 있는 데이터입니다. 아두이노 MKR 시리즈 같은 IoT 보드를 활용하면 직접 차량과 통신하며 클라우드에 텔레메트리 데이터를 올리는 장치를 만들 수 있습니다.

차량과 통신하기: OBD-II 인터페이스

OBD-II란? 차량의 자기 진단 시스템으로 1996년 이후 미국 판매 차량 의무 장착, 한국을 포함한 많은 국가에서 표준화. 5가지 신호 프로토콜 중 CAN 버스가 2008년 이후 미국 차량 필수. 16핀 커넥터를 통해 접근 가능.

IoT4Car: 아두이노 MKR1000으로 차량 텔레메트리 수집·분석하기 — OBD-II 16핀 커넥터 핀아웃

컨트롤러: 아두이노 MKR WiFi 1000

와이파이 내장으로 IoT에 적합. 더 넓은 커버리지가 필요하면 MKR GSM 1400 추천. 와이파이도 휴대폰 핫스팟으로 이동 중 인터넷 접속 가능.

통역 보드: SparkFun OBD-II UART 보드

차량의 OBD 프로토콜을 아두이노가 이해하는 UART 시리얼로 변환. STN1110 칩 탑재로 모든 주요 OBD-II 프로토콜(CAN 등) 지원.

레벨 시프터 필수!

OBD-II UART 보드는 5V 로직, MKR1000은 3.3V 로직. 직접 연결 시 MKR 손상 위험. 양방향 로직 레벨 컨버터로 5V ↔ 3.3V 변환 필요.

배선 연결

MKR 핀 13 (RX) ← 레벨 시프터 ← OBD 보드 TX
MKR 핀 14 (TX) → 레벨 시프터 → OBD 보드 RX
양쪽 GND 공통 연결

디버깅용 LCD 1602도 추가 연결 가능 (별도 튜토리얼 참조).

중요: Serial이 아닌 Serial1 사용

MKR 보드에서 핀 13/14번 하드웨어 시리얼은 Serial1 객체입니다. Serial은 USB 디버그 포트이니 혼동하지 마세요.

void setup() {
  Serial1.begin(9600); // OBD 통신용
}
void loop() {
  Serial1.println(message); // 명령 전송
}

OBD 명령어 (PID)

서비스 모드 01 (현재 데이터)에서 필요한 PID:

010D – 차량 속도
010C – 엔진 RPM
012F – 연료 레벨
0105 – 냉각수 온도

응답 파싱

응답 형식: >1 0D 00 (첫 5자 에코, 이후 데이터). 캐리지 리턴(\r) 기준으로 수신 버퍼 처리.

void getResponse() {
  while (Serial1.available() > 0) {
    if (Serial1.peek() == '\r') {
      inChar = Serial1.read();
      rxData[rxIndex] = '\0';
      rxIndex = 0;
    } else {
      inChar = Serial1.read();
      rxData[rxIndex++] = inChar;
    }
  }
}

데이터 변환 예시:

RPM: 0x098C / 4 = 611 rpm
연료: 0x1D / 255 * 100 = 11%
냉각수: 0x79 - 40 = 81°C

데이터 클라우드 업로드 (dweet.io + freeboard.io)

MKR1000의 와이파이 기능을 이용해 10초 주기로 dweet.io에 데이터 전송 → freeboard.io에서 게이지 위젯으로 시각화.

void httpRequest() {
  client.stop();
  if (client.connect(server, 80)) {
    String data = "POST /dweet/for/mkr1000?RPM=";
    data.concat(vRPM);
    data.concat("&Speed="); data.concat(vSpeed);
    data.concat("&Fuel="); data.concat(vFuel);
    data.concat("&Temp="); data.concat(vTemp);
    client.println(data);
    client.println("Host: https://www.dweet.io");
    client.println("Connection: close");
    client.println();
  } else {
    lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.println("Connection failed");
  }
}

결론

실차 테스트 성공. 향후 PCB 일체형 설계 예정. MKR GSM 1400 등으로 확장 가능. 운전 중 디버깅은 위험하니 안전에 유의하세요!

전체 코드 (IoT4Car_code)

/* OBDII-UART-Serial v9
 * Author: zhaoshentech
 * Updated: 2018-08-27
 */
#include <SPI.h>
#include <WiFi101.h>
#include <LiquidCrystal.h>

char ssid[] = "YOUR_WIFI_SSID";
char pass[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD";
char server[] = "www.dweet.io";
unsigned long lastConnectionTime = 0;
const unsigned long postingInterval = 10L * 1000L;
WiFiClient client;
int status = WL_IDLE_STATUS;

const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

char rxData[20];
char rxIndex = 0;
char inChar = 0;
String message;
int vSpeed = 0, vRPM = 0, vFuel = 0, vTemp = 0;

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); lcd.clear();
  if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD) { lcd.println("WiFi not ready"); while(true); }
  while (status != WL_CONNECTED) {
    lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.println("Connecting WiFi...");
    status = WiFi.begin(ssid, pass); delay(5000);
  }
  lcd.setCursor(0,1); lcd.println("Connected!");
  Serial1.begin(9600);
  resetBuffer();
}

void loop() {
  while (status != WL_CONNECTED) {
    lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.println("Connect WiFi...");
    status = WiFi.begin(ssid, pass); delay(5000);
  }
  getSpeed(); getRPM(); getFuel(); getCoolTemp();
  if (millis() - lastConnectionTime > postingInterval) {
    httpRequest(); lastConnectionTime = millis();
  }
}

void getRPM() {
  message = "010C"; Serial1.println(message); delay(200);
  for (int i=8;i<16;++i) { lcd.setCursor(i,0); lcd.write(' '); }
  lcd.setCursor(8,0); getResponse();
  vRPM = ((strtol(&rxData[6],0,16)*256) + strtol(&rxData[9],0,16))/4;
  lcd.print(vRPM); lcd.print(" rpm");
}

void getSpeed() {
  message = "010D"; Serial1.println(message); delay(200);
  for (int i=0;i<8;++i) { lcd.setCursor(i,0); lcd.write(' '); }
  lcd.setCursor(0,0); getResponse();
  vSpeed = strtol(&rxData[6],0,16) * 0.621371; // km/h → mph
  lcd.print(vSpeed); lcd.print(" mph");
}

void getFuel() {
  message = "012F"; Serial1.println(message); delay(200);
  for (int i=0;i<8;++i) { lcd.setCursor(i,1); lcd.write(' '); }
  lcd.setCursor(0,1); getResponse();
  vFuel = 1.0 * strtol(&rxData[6],0,16) / 255 * 100;
  lcd.print(vFuel); lcd.print(" %");
}

void getCoolTemp() {
  message = "0105"; Serial1.println(message); delay(200);
  for (int i=8;i<16;++i) { lcd.setCursor(i,1); lcd.write(' '); }
  lcd.setCursor(8,1); getResponse();
  vTemp = strtol(&rxData[6],0,16) - 40;
  lcd.print(vTemp); lcd.write(0xDF); lcd.print("C");
}

void getResponse() {
  while (Serial1.available() > 0) {
    if (Serial1.peek() == '\r') {
      inChar = Serial1.read(); rxData[rxIndex] = '\0'; rxIndex = 0;
    } else {
      inChar = Serial1.read(); rxData[rxIndex++] = inChar;
    }
  }
}

void resetBuffer() { for (int i=0;i<20;++i) rxData[i]=0; }

void httpRequest() {
  client.stop();
  if (client.connect(server, 80)) {
    String data = "POST /dweet/for/mkr1000?RPM=";
    data.concat(vRPM); data.concat("&Speed="); data.concat(vSpeed);
    data.concat("&Fuel="); data.concat(vFuel); data.concat("&Temp="); data.concat(vTemp);
    client.println(data);
    client.println("Host: https://www.dweet.io");
    client.println("Connection: close"); client.println();
  } else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.println("Connection failed"); }
}

회로도 (Fritzing 파일 포함)

Fritzing 파일: frizling_schematics_M8kF26dafQ.fzz

아두이노 나노로 SSD1106 OLED에 30fps 비디오 스트리밍 구현하기 아두이노 프로 미니와 OLED 디스플레이를 활용한 지능형 세탁기 타이머 제작

제조공정

3D 프린팅

자동화 제어 시스템

산업기술