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Kyalivia/Connected-Car-Controller

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Conncted-Car-Controller

차량 내 편의 기능을 무선으로 제어할 수 있는 임베디드 시스템과 차량 편의 기능 조작 어플리케이션

기능 구성도

기능구성도

시연 영상

시연영상_최종본_커버

하드웨어 구성

시스템 아키텍처

시스템아키텍쳐

소프트웨어 구성

기능 흐름도

기능흐름도

SW 단위 설계

iOS 앱 모듈 구조

iOS모듈구조

ESP32 모듈 구조

EPS모듈구조

STM32 모듈 구조

STM32모듈

SW 인터페이스 설계

01 iOS앱-BLE 통신 인터페이스
구분 항목 설명
서비스 UUID 12345678-1234-5678-1234-56789abcdef0 ESP32가 Advertising하는 메인 서비스 UUID
기기 이름 "ESP32-BLE-WoonKwan" 앱에서 필터링할 장치명
연결 방식 Central-Peripheral (iOS가 Central)
연결 절차 iOS에서 Scan → 서비스 UUID 필터 → 연결 성공 시 특성 탐색
특성 UUID 목록 FAN, MP3, TEM, NAV 각 기능별로 BLECharacteristic 등록됨
연결 성공 후 iOS는 BLE Write 또는 Notify 수신 가능

  • 인터페이스 목록(IF-BLE-000)

    인터페이스 번호 명령 목적 송신 시스템 송신 방식 수신 시스템 수신 처리 관련 UUID
    IF-BLE-001 BLE 연결 요청 iOS 앱 BLE Scan + Connect ESP32 서버 모드로 서비스 광고 시작 123456789-1234-5678-1234-56789abcdef0
    IF-BLE-002 FAN 제어 iOS 앱 BLE Write ESP32 STM32에 UART로 전달 11111111-2222-3333-4444-5555abcdef01
    IF-BLE-003 MP3 제어 iOS 앱 BLE Write ESP32 STM32에 UART로 전달 22222222-3333-4444-5555-6666abcdef01
    IF-BLE-004 온도 조회 iOS 앱 BLE Write ESP32 STM32에 요청 후 BLE Notify 33333333-4444-5555-6666-7777abcdef01
    IF-BLE-005 주소 검색 iOS 앱 BLE Write ESP32 STM32에 요청 후 BLE Notify 44444444-5555-6666-7777-8888abcdef01

  • 인터페이스 명세

    • IF-BLE-001 – BLE 연결 요청

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 BLE_CONNECT
      송신 UUID 특성 UUID 12345678-1234-5678-1234-56789abcdef0
      수신 처리 ESP32가 BLE 연결 요청을 수신하고, 서비스 광고 시작
      응답 없음
      응답 UUID 없음

    • IF-BLE-002 – FAN 제어

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 FAN:a, FAN:b, FAN:c,FAN:s ,FAN:0
      송신 UUID 특성 UUID 11111111-2222-3333-4444-5555abcdef01
      수신 처리 ESP32가 UART로 STM32에 명령 전송
      응답 FAN:1 ~ FAN:3 (BLE Notify)
      응답 UUID 동일

    • IF-BLE-003 – MP3 제어

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 MP3:1, MP3:0, MP3:r ,MP3:p,MP3:n,MP3:u,MP3:d,MP3:s
      송신 UUID 특성 UUID 22222222-3333-4444-5555-6666abcdef01
      수신 처리 ESP32가 UART로 STM32에 명령 전송
      응답 예: MP3:5~MP3:30(BLE Notify)
      응답 UUID 동일

    • IF-BLE-004 – 온도 조회

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 TEM:s
      송신 UUID 특성 UUID 33333333-4444-5555-6666-7777abcdef01
      수신 처리 STM32가 센서 측정 후 ESP32에 UART 응답
      응답 예: TEM:22.5 (℃)
      응답 UUID 동일

    • IF-BLE-005 – 주소 검색

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 NAV:a ~ NAV:d
      송신 UUID 특성 UUID 44444444-5555-6666-7777-8888abcdef01
      수신 처리 STM32가 주소 검색 후 결과 전달
      응답 NAV:OK=city / NAV:Fail
      응답 UUID 동일

  • 통신 방식 요약

    • 전송 방식: BLE Write (iOS → ESP32), BLE Notify (ESP32 → iOS)
    • 명령 포맷: "기능:값" 형식 (예: FAN:2, MP3:a)
    • BLE UUID 기반 분기 처리:
      • 송신 시 각 기능 별 UUID 사용
      • 수신 시 ESP32가 CentralCommandRouter를 통해 BLE → UART 매핑

  • 예외 처리 정의

    예외 상황 처리 방식
    UUID 없음 로그 출력 후 무시
    명령 포맷 오류 (FAN=3) 무시 + [CMD] 잘못된 명령 형식 출력
    STM 응답 없음 BLE Notify 미수신, 로그 출력
02 ESP32 - STM32 UART 통신 인터페이스
항목 내용
통신 방식 UART (양방향)
보드 간 역할 ESP32 → 송신, STM32 → 수신 및 응답
전송 속도 9600 bps
명령어 포맷 고정 길이 5바이트 명령 (기능:값)
수신 방식 STM32에서 HAL_UART_Receive_IT 기반 인터럽트 수신
응답 방식 STM32에서 HAL_UART_Transmit으로 응답 전송 (필요 시)

  • 인터페이스 목록(IF-UART-000)

    인터페이스 번호 명령 목적 송신 시스템 송신 방식 수신 시스템 수신 처리 방식 응답 방식
    IF-UART-001 FAN 제어 ESP32 UART 송신 STM32 FAN 기능 수행 UART 응답 (선택적)
    IF-UART-002 MP3 제어 ESP32 UART 송신 STM32 MP3 모듈 제어 UART 응답 (선택적)
    IF-UART-003 온도 요청 ESP32 UART 송신 STM32 온도 센서 값 측정 UART 응답
    IF-UART-004 주소 검색 입력 ESP32 UART 송신 STM32 주소 입력 및 검색 수행 UART 응답

  • 인터페이스 명세

    • IF-UART-001 – FAN 제어

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 FAN:0 (OFF), FAN:a (약풍), FAN:b (중풍), FAN:c (강풍), FAN:s (상태 요청)
      수신 처리 STM32에서 팬 구동 제어 및 현재 풍속 반영
      응답 형식 FAN:a~FAN:c (현재 풍속, 상태 요청 시)

    • IF-UART-002 – MP3 제어

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 MP3:1 (재생), MP3:0 (정지),MP3:r (랜덤), MP3:n (다음), MP3:p (이전), MP3:u (볼륨 업), MP3:d (볼륨 다운), MP3:s (상태 요청)
      수신 처리 STM32에서 MP3 모듈 제어
      응답 형식 MP3:볼륨&트랙 (예: MP3:1&5)

    • IF-UART-003 – 온도 조회

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 TEM:s (온도 상태 요청)
      수신 처리 STM32가 센서를 통해 현재 온도 측정
      응답 형식 TEM:22 (예: 현재 온도 22도)

    • IF-UART-004 – 주소 검색

      구분 항목 값
      송신 형식 명령어 NAV:1 (입력 시작), NAV:0 (입력 종료 및 검색), NAV:a~z (도시 입력 문자)
      수신 처리 STM32가 입력된 도시명으로 주소 검색 수행
      응답 형식 NAV:OK=city / NAV:Fail

  • 예외 처리 정의

    예외 상황 처리 방식
    명령 포맷 오류 (FAN=2) 무시 후 [UART] 잘못된 명령 형식 로그
    등록되지 않은 명령 키워드 parseCommand() 내에서 무시
    응답 없음 BLE Notify 미전송, 내부 로그 출력 처리
03 STM32 - LCD 출력 인터페이스
항목 내용
디바이스 STM32 NUCLEO-L073RZ, LCD 1602 Keypad Shield
통신 방식 4비트 병렬 모드 (GPIO 직접 제어)
연결 핀 RS, EN, D4~D7,VCC,GND(STM32 GPIO 핀에 연결)
전원 5V 전원 공급, GND 공유

  • 인터페이스 명세

    인터페이스 ID 함수명 입력 파라미터 설명
    IF-LCD-01 void lcdInit(void) 없음 LCD 초기화
    IF-LCD-02 void lcdClearDisplay() 없음 현재 LCD에 출력된 모든 문자를 지움
    IF-LCD-03 void lcdSetCursor(int row, int col) row: 출력 행 번호 col: 출력 열 번호 LCD 출력 위치(커서 위치)를 지정함
    IF-LCD-04 void lcdSendString(char *str) str: 출력할 문자열 포이터 LCD의 지정된 위치에 문자열을 출력함

  • 출력 데이터 포맷

    [에어컨]

    • 에어컨 On: 1단계, 2단계, 3단계

      #1 FAN ON
#2 STEP 1

    • 에어컨 Off

      #1 FAN OFF
#2

    [MP3]

    • 재생 / 랜덤 재생 / 이전 트랙 / 다음 트랙

      #1 Music Track: 1
#2 Volume: 15

    • 정지 후 다시 재생

      #1 Resume Tack: 1
#2 Volume: 15

    • 정지

      #1 Music Stop
#2

    • 볼륨 업

      #1 Volume: 10
#2
      // 볼륨 최대인 경우
#1 Volume: 30
#2 Volume Max

    • 볼륨 다운

      #1 Volume: 5
#2
      // 볼륨 최소
#1 Volume: 0
#2 Volume Min

    [네비게이션]

    • 문자 입력(a~z)

      #1 Location...
#2 s
      #1 Location..
#2 se

    • 주소를 찾은 경우

      To: busan
35N, 129E

    • 주소를 못 찾은 경우

      #1 Not Found
#2


개발 환경

  • SW 개발 환경

    OS Windows 10, macOS
    개발환경(IDE) Xcode, Arduino IDE, KEIL MDK-ARM
    개발도구 Visual Studio Code, STM32CubeMX
    개발언어 Swift, C

  • HW 개발 환경

    디바이스 iPhone, STM32 NUCLEO-L073RZ, ESP32 DevKit
    센서 LM35
    부품 세라믹 커패시터, DC 5V 팬, 릴레이 모듈, DFPlayer(DFR0299), Micro SD Card 32GB, 스피커, Micro SD Card Adapter, LCD 1602 Keypad Shield(WK-ADB-M007), 브레드보드, 점프선, 소켓 점퍼 케이블

프로젝트 구조

Connected-Car-Controller
├── ESP32/    # ESP32 코드 
├── iOS/      # iOS앱 코드
└── STM32/    # STM32 코드

프로젝트 관리

구분 방법 상세 내용
형상관리 GitHub 버전 관리 및 협업 코드 공유
* Git Flow 전략 적용
- main, develop, feature 브랜치 구분
- 안정적인 코드 병합 및 배포 관리
의사소통관리 Notion 문서 및 회의 기록 공유
- 일정 관리 및 역할 분담
- 회의록, To-Do 리스트 실시간 관리)
  • 매일 오전 9시 팀 회의 진행
    • 전날 작업 내용 공유 및 당일 할 일 정리
    • 진행 상황 확인 및 이슈 논의

개발 일정

날짜 주요 내용 세부 작업 내용
03/18(화) 사전 기획 - 프로젝트 기획 및 주제 선정
- 팀원 역할 분배
- 일정 분기점 설정
03/19(수) 사용 부품 테스트 - 각 센서 및 모듈별 작동 확인
- 통신 테스트 및 초기 점검
03/20(목) 시스템 설계 및 상세 설계 - 기능 모듈화 및 코드 구조 설계
- 파일 분리 및 설계 명세 작성
03/21(금) 단위 테스트 - 개별 기능 단위 테스트 수행 (LCD, MP3, 통신 등)
03/22(토) CubeMX 및 인터페이스 설계 - STM32CubeMX 설정
- 각 부품 간 인터페이스 통신 설계
03/24(월) SW/HW 통합 - 소프트웨어 기능 통합
- 하드웨어 부품 연동 통합
03/25(화) HW 프레임 제작 및 통합 테스트 - 브레드보드 또는 구조물 조립
- 전체 시스템 통합 테스트
03/26(수) 산출물 정리 및 인수 테스트 - 결과 보고서 및 발표자료 정리
- 최종 인수 테스트 수행

팀 구성원

이름 Github 담당 부품 담당 업무
김윤아 @Kyalivia LCD 1602 Keypad Shield, Micro SD Card Adapter - 기능별 상태 LCD 출력 구현
- SD카드 파일 읽기 및 SPI 통신 처리
송종찬 @sjch1127 DFPlayer, 스피커 - DFPlayer 제어
- DFPlayer ↔ STM32 간 UART 통신 처리
안수현 @justansu LM35, DC 5V팬 - LM35 온도 센싱 연동
- DC 팬 제어
- STM32 ↔ ESP32 양방향 통신 구성
정운관 @UnGwan ESP32 - iOS 앱 ↔ ESP32간 BLE 통신 구성
- ESP32 ↔ STM32 간 UART 통신 처리

About

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