본 논문에서는 최근 정부가 2050년까지 탄소 중립을 선언하고, 온실가스 감축을 위한 국제적인 노력에 동참하고 있다. 이러한 추세에 발맞춰 가정에서 에너지를 관리할 수 있는 스마트홈 서비스를 구현하였다.
스마트홈 서비스를 위한 전력 제어 및 사용량 관리 시스템을 구축하였다. 가전기기의 전력량 계측 및 전원제어를 위한 스마트 플러그, 실내조명 제어를 위한 스마트스위치, 가정의 전력량 모니터링을 위한 스마트 미터 및 네트워크와 연결되는 장치를 건물에 설치하여 전력 제어 및 사용량을 관리하는 시스템이다.
WiFi 모듈 ESP 8266기반의 오픈소스 Tasmota 펌웨어를 활용하여 스마트 플러그, 스마트 스위치, 스마트 미터에 적용할 펌웨어를 조정하였다. 네트워크 장치와 연결된 스마트 장비의 계측 및 상태 데이터를 TCP/IP 기반의 MQTT protocol로 연결하였고 MQTT broker에 들어오는 데이터를 Influx DB에 저장하여 상태 및 사용량 데이터를 저장하였다. 저장한 데이터를 그래픽으로 보여주기 위한 Grafana를 활용하여 보여주고 WEB UI를 제작하여 스마트 기기를 제어한다.
기존에 있던 스마트홈 서비스는 통신사나 제조사의 클라우드 기반 서비스여서 이용하기 위해 계정을 생성하거나 구독 서비스를 이용해야 한다는 단점이 있다. 하지만 본 논문에서 구현한 스마트홈 서비스는 오픈소스 기반의 서비스여서 손쉽게 무료로 이용할 수 있다.