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🏠 SmartAir - Smart Air 공기질 관리 시스템

💻 Backend



☁️ Infra / DevOps



🛠 Tools

📝 프로젝트 소개

SmartAir는 실시간 공기질 모니터링과 자동 제어를 통해 건강한 실내 환경을 제공하는 스마트 홈 솔루션입니다. IoT 센서와 MQTT 프로토콜을 활용하여 실시간으로 공기질 데이터를 수집하고, 사용자에게 직관적인 대시보드를 제공합니다.

“건강한 실내 환경을 위한 스마트한 선택”

✨ 주요 기능

🌡️ 실시간 공기질 모니터링

  • IoT 센서를 통한 실시간 데이터 수집
  • MQTT 프로토콜 기반의 안정적인 데이터 통신
  • 동시성 제어를 통한 신뢰성 있는 데이터 처리

📊 스마트 대시보드

  • 실시간 공기질 지수 시각화
  • 시간대별 공기질 추이 분석
  • 예측 공기질 시각화

📬 이상치 탐지 및 알림

  • 예측값과 실측값 비교와 시간대별 가중치를 통한 오차 감지
  • Firebase Cloud Messaging 기반 실시간 푸시 알림

⚙️ 자동 제어 및 스마트홈 연동

  • LG ThinQ API 연동 (OAuth2 + PAT 기반 디바이스 제어)
  • 실내 공기 상태에 따라 공기청정기, 에어컨 제어

🛠 기술 스택

Backend

  • Framework: Spring Boot 3.4.3
  • Language: Java 17
  • Database: MySQL (Amazon RDS)
  • Message Broker: MQTT (Mosquitto)
  • Infra: AWS EC2, S3, Route53, ALB, CodeDeploy
  • Build Tool: Gradle

주요 라이브러리

  • Spring Data JPA, Security + JWT + OAuth2
  • Firebase Cloud Messaging (FCM)
  • LG ThinQ API (AES 암호화 기반 통신)
  • Lombok
  • Swagger, Gradle, JUnit5

🔄 시스템 아키텍처

image

아키텍처 구성 요소

  • Developer & GitHub Actions
    개발자는 GitHub에 코드를 푸시하고, GitHub Actions를 통해 CI/CD가 자동으로 실행됩니다.

  • AWS CodeDeploy & EC2
    빌드된 애플리케이션은 AWS CodeDeploy를 통해 EC2 인스턴스에 자동 배포됩니다.

  • ALB & Route53
    클라이언트의 요청은 Route53(도메인)과 ALB(Application Load Balancer)를 거쳐 EC2로 전달됩니다.

  • Spring Boot & MQTT
    EC2 내부에서 Spring Boot 백엔드와 MQTT 브로커가 함께 동작하며, IoT 센서 데이터와 클라이언트 요청을 처리합니다.

  • Amazon RDS
    모든 서비스 데이터는 Amazon RDS(MySQL)에 저장됩니다.

  • 외부 API 연동
    Firebase, LG ThinQ 등 외부 서비스와 연동하여 다양한 스마트홈 기능을 제공합니다.

  • S3 & Endpoint Gateway
    파일 업로드/다운로드 등은 Endpoint Gateway를 통해 S3에 안전하게 저장됩니다.

🔄 데이터 처리 흐름

  1. 데이터 수집

    • IoT 센서에서 MQTT를 통해 실시간 데이터 전송
    • 동시성 제어를 통한 안정적인 데이터 처리

  2. 데이터 처리

    • 실시간 공기질 지수 계산
    • 사용자 설정에 따른 알림 처리
    • 자동 제어 로직 실행

  3. 데이터 저장

    • MySQL 데이터베이스에 효율적으로 저장
    • 인덱싱을 통한 빠른 시간 기반 데이터 조회
    • 실시간 데이터 처리 및 분석

🚀 시작하기

필수 요구사항

  • Java 17 이상
  • MySQL 8.0 이상
  • MQTT Broker (Mosquitto)

설치 및 실행

# 프로젝트 클론
git clone https://github.com/your-username/SmartAir.git

# 프로젝트 디렉토리로 이동
cd SmartAir

# 의존성 설치 및 빌드
./gradlew build

# 애플리케이션 실행
./gradlew bootRun

📚 API 문서

  • Swagger UI: http://localhost:8080/swagger-ui.html

🌟 함께 만들어가는 건강한 실내 환경 🌟