Hub MQTT 스키마

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목차

• 개요
• AI_Neural_TREE 구현 명세
• Smartfactory 구현 명세
• DroneCenter 구현 명세
• HydogenCenter 구현명세
• AutonomousCenter 구현명세
• QoS / 기타 설정
• 비고

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개요

항목	내용
제공값	session_id (오케스트레이션 서버에서 발급)
작성 주체	Hub 팀 (신승훈 책임)
최종 수정일	2026-09-29

AI Neural TREE 구현 명세

1. 개요

AI Neural Tree는 Physical AI Diorama 시스템의 중앙 허브를 시각적으로 표현하는 장치이다.

Raspberry Pi에서 MQTT Broker에 연결하여 외부 Orchestration Server의 제어 명령을 수신하고, Arduino를 통해 AI Neural Tree 전원 및 상태 LED를 제어한다.

또한 AI Neural Tree의 시스템 상태 정보를 MQTT를 통해 외부 Orchestration Server로 주기적으로 전송한다.

---

2. 시스템 구성

External Orchestration Server
          │
          │ MQTT
          ▼
     Mosquitto Broker
      jscouple.site
          │
          ▼
       Raspberry Pi
ai_neural_tree_control.py
          │
          │ USB Serial
          ▼
        Arduino
          │
     ┌────┼────┐
     │    │    │
     ▼    ▼    ▼
    D6   D5   D4
   Relay RED GREEN
     │
     ▼
AI Neural Tree

---

3. MQTT Broker

항목	값
Broker	jscouple.site
Port	1883
Protocol	MQTT
Authentication	Username / Password
QoS	1

---

4. MQTT Topic

AI Neural Tree의 기본 Topic Prefix는 다음과 같다.

diorama/ainueraltree/

Topic 목록

Topic	방향	설명
diorama/ainueraltree/led	Orchestration → AI Neural Tree	Neural Tree 전원 제어
diorama/ainueraltree/status	AI Neural Tree → Orchestration	Neural Tree 상태정보 전송

Mosquitto ACL

topic readwrite diorama/ainueraltree/#

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5. Command

Command 목록

Command	설명
LED_ON	AI Neural Tree 전체 전원 ON
LED_OFF	AI Neural Tree 전체 전원 OFF

---

5.1 LED_ON

AI Neural Tree 전체 전원을 ON하고 상태 표시 LED를 GREEN으로 변경한다.

Topic

diorama/ainueraltree/led

Payload

{
  "command": "LED_ON"
}

동작

AI Neural Tree Power → ON
D6 Relay             → ON
D5 RED               → OFF
D4 GREEN             → ON

---

5.2 LED_OFF

AI Neural Tree 전체 전원을 OFF하고 상태 표시 LED를 RED로 변경한다.

Topic

diorama/ainueraltree/led

Payload

{
  "command": "LED_OFF"
}

동작

AI Neural Tree Power → OFF
D6 Relay             → OFF
D5 RED               → ON
D4 GREEN             → OFF

---

6. Arduino PIN 정의

Arduino PIN	장치	기능
D6	Relay	AI Neural Tree 전체 전원
D5	RED LED	대기 / 이벤트 종료 상태
D4	GREEN LED	이벤트 실행 상태

Relay 제어 기준:

HIGH = Tree Power ON
LOW  = Tree Power OFF

---

7. AI Neural Tree 상태

상태	Tree Power	D5 RED	D4 GREEN
초기 / 대기	OFF	ON	OFF
이벤트 실행	ON	OFF	ON
이벤트 종료	OFF	ON	OFF

Raspberry Pi 및 Arduino가 시작되면 기본 상태는 다음과 같다.

Tree Power : OFF
RED        : ON
GREEN      : OFF

---

8. STATUS

AI Neural Tree는 현재 상태를 외부 Orchestration Server로 주기적으로 전송한다.

Topic

diorama/ainueraltree/status

전송 설정

항목	값
전송 주기	2초
QoS	1
Retain	true

Retain=true를 사용하기 때문에 Orchestration Server가 MQTT Broker에 새롭게 연결되더라도 마지막 AI Neural Tree 상태를 확인할 수 있다.

---

9. STATUS Payload

{
  "device": "AI_NEURAL_TREE",
  "hub_status": "ONLINE",
  "tree_power": "OFF",
  "ai_status": "READY",
  "connected_devices": 8,
  "active_scenario": "NONE",
  "current_task": "IDLE",
  "processed_commands": 152,
  "mqtt_messages": 1284,
  "avg_response_time_ms": 82,
  "cpu_percent": 34.0,
  "memory_percent": 46.0,
  "timestamp": "2026-10-01T18:58:31+09:00"
}

---

10. STATUS 필드 정의

필드	타입	설명	데이터 생성 방식
device	string	장치 식별자	고정
hub_status	string	AI Hub 상태	실제 프로그램 상태
tree_power	string	Neural Tree 전원 상태	실제 제어 상태
ai_status	string	AI 처리 상태	Simulation
connected_devices	integer	연결된 디바이스 수	Simulation
active_scenario	string	현재 활성 시나리오	Simulation
current_task	string	현재 처리 Task	Simulation
processed_commands	integer	처리한 명령 누적 수	실제 카운트
mqtt_messages	integer	MQTT 메시지 누적 수	실제 카운트
avg_response_time_ms	integer	평균 응답시간(ms)	Simulation
cpu_percent	float	Raspberry Pi CPU 사용률	실제 측정
memory_percent	float	Raspberry Pi Memory 사용률	실제 측정
timestamp	string	상태 생성 시간	실제 시간

---

11. Hub Status

값	설명
ONLINE	AI Neural Tree Hub 정상 동작
OFFLINE	AI Neural Tree Hub 연결 종료

---

12. AI Status

값	설명
READY	명령 대기 상태
PROCESSING	시나리오 또는 Task 처리 중

이벤트 시작:

READY
  │
  ▼
PROCESSING

이벤트 종료:

PROCESSING
  │
  ▼
READY

---

13. Active Scenario

Simulation 환경에서는 다음 시나리오 값을 사용할 수 있다.

값	설명
DRONE_DELIVERY	드론 배송 시나리오
SMART_FACTORY	스마트팩토리 시나리오
HYDROGEN_CHARGING	수소 충전 시나리오
AUTONOMOUS_DRIVING	자율주행 시나리오
NONE	활성 시나리오 없음

Tree OFF 상태에서는 기본적으로 다음 값을 사용한다.

NONE

---

14. Current Task

Simulation 환경에서는 다음 Task 값을 사용할 수 있다.

값	설명
ROUTE_PLANNING	이동 경로 생성
DATA_ANALYSIS	데이터 분석
DEVICE_CONTROL	Physical Device 제어
TASK_PLANNING	Task 계획
IDLE	대기

Tree OFF 상태에서는 다음 값을 사용한다.

IDLE

---

15. 실제 데이터 / Simulation Data

현재 AI Neural Tree에서는 실제로 취득 가능한 데이터와 Simulation Data를 함께 사용한다.

데이터	방식
Hub Status	실제
Tree Power	실제
CPU	실제
Memory	실제
Processed Commands	실제
MQTT Messages	실제
AI Status	Simulation
Connected Devices	Simulation
Active Scenario	Simulation
Current Task	Simulation
Average Response Time	Simulation

---

16. MQTT 테스트

AI Neural Tree ON

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P 'PASSWORD' \
-t "diorama/ainueraltree/led" \
-m '{"command":"LED_ON"}'

동작 결과:

Tree Power → ON
RED        → OFF
GREEN      → ON
AI Status  → PROCESSING

---

AI Neural Tree OFF

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P 'PASSWORD' \
-t "diorama/ainueraltree/led" \
-m '{"command":"LED_OFF"}'

동작 결과:

Tree Power → OFF
RED        → ON
GREEN      → OFF
AI Status  → READY

---

17. STATUS 수신 확인

AI Neural Tree에서 전송하는 STATUS만 확인:

mosquitto_sub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P 'PASSWORD' \
-t "diorama/ainueraltree/status" \
-v

AI Neural Tree에서 사용하는 전체 MQTT Topic 확인:

mosquitto_sub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P 'PASSWORD' \
-t "diorama/ainueraltree/#" \
-v

---

18. Raspberry Pi 프로그램

AI Neural Tree 제어 프로그램:

/home/zer01ne/ai_neural_tree_control.py

주요 기능:

MQTT Broker 연결
        │
        ├── diorama/ainueraltree/led Subscribe
        │
        ├── LED_ON / LED_OFF 명령 처리
        │
        ├── Arduino Serial 제어
        │
        ├── Raspberry Pi CPU / Memory 측정
        │
        ├── Simulation Data 생성
        │
        └── diorama/ainueraltree/status Publish

---

19. Raspberry Pi 자동 실행

AI Neural Tree 제어 프로그램은 Raspberry Pi 부팅 시 systemd를 통해 자동 실행한다.

Service 이름

ai-neural-tree.service

Service 파일

/etc/systemd/system/ai-neural-tree.service

Service 설정

[Unit]
Description=AI Neural Tree MQTT Controller
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=simple
User=zer01ne
WorkingDirectory=/home/zer01ne
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/zer01ne/ai_neural_tree_control.py
Restart=always
RestartSec=5
StandardOutput=journal
StandardError=journal

[Install]
WantedBy=multi-user.target

---

20. Service 등록

systemd 설정 반영:

sudo systemctl daemon-reload

부팅 자동 실행 등록:

sudo systemctl enable ai-neural-tree.service

서비스 시작:

sudo systemctl start ai-neural-tree.service

---

21. Service 관리

서비스 상태 확인:

sudo systemctl status ai-neural-tree.service

서비스 재시작:

sudo systemctl restart ai-neural-tree.service

서비스 중지:

sudo systemctl stop ai-neural-tree.service

실시간 로그 확인:

journalctl -u ai-neural-tree.service -f

---

22. 전체 동작 흐름

Raspberry Pi Power ON
        │
        ▼
systemd
        │
        ▼
ai-neural-tree.service
        │
        ▼
ai_neural_tree_control.py
        │
        ├──────────────────────────────┐
        │                              │
        ▼                              ▼
MQTT Subscribe                    STATUS 생성
        │                              │
        ▼                              │
diorama/ainueraltree/led               │
        │                              │
        ▼                              │
LED_ON / LED_OFF                       │
        │                              │
        ▼                              │
Arduino Serial                         │
        │                              │
        ▼                              │
D6 Relay                               │
D5 RED                                 │
D4 GREEN                               │
        │                              │
        ▼                              ▼
AI Neural Tree              diorama/ainueraltree/status
                                       │
                                       ▼
                            External Orchestration Server

---

23. 최종 MQTT Interface

기능	Topic	방향	QoS	Retain
Neural Tree 전원 제어	diorama/ainueraltree/led	Orchestration → Tree	1	No
Neural Tree 상태정보	diorama/ainueraltree/status	Tree → Orchestration	1	Yes

---

24. 최종 구성

AI Neural Tree는 외부 Orchestration Server로부터 MQTT 제어 명령을 수신하여 물리적인 Neural Tree 전원과 상태 LED를 제어한다.

동시에 Raspberry Pi의 실제 시스템 정보와 Simulation Data를 조합하여 AI Neural Tree의 현재 상태를 외부 Orchestration Server로 지속적으로 전송한다.

Orchestration
      │
      │ LED_ON / LED_OFF
      ▼
MQTT Broker
      │
      ▼
AI Neural Tree
      │
      ├── Tree Power Control
      ├── RED / GREEN Status
      │
      └── Status Data
              │
              ▼
         MQTT Broker
              │
              ▼
        Orchestration

Smart Factory 구현 명세

1. 개요

Smart Factory 디오라마는 Physical AI Orchestration Server로부터 MQTT 명령을 수신하여 생산 이벤트를 실행한다.

Raspberry Pi가 Smart Factory의 중앙 제어 Hub 역할을 수행하며 다음 장치를 통합 제어한다.

• LED Arduino
• 대형 Conveyor Arduino + Relay
• ACEBOTT ESP32
• 소형 Conveyor
• Robot Arm

생산 이벤트가 시작되면 이벤트 표시 LED가 GREEN으로 변경되고, 대형 Conveyor와 ESP32 기반 소형 Conveyor 및 Robot Arm이 순차적으로 동작한다.

Robot Arm 동작이 완료되면 모든 물리 장치를 정지한 후 LED를 RED 상태로 복귀한다.

---

2. 시스템 구성

Physical AI Orchestration Server
            │
            │ MQTT
            ▼
      Raspberry Pi
  Smart Factory Controller
            │
            ├── LED Arduino
            │     ├── RED LED
            │     └── GREEN LED
            │
            ├── Large Conveyor Arduino
            │     └── Relay
            │           └── Large Conveyor
            │
            └── ACEBOTT ESP32
                  ├── Small Conveyor
                  └── Robot Arm

Raspberry Pi에서 실행되는 Smart Factory 제어 프로그램:

/home/zer01ne/smartfactory_control.py

---

3. MQTT Broker

항목	값
Broker	jscouple.site
Port	1883
Protocol	MQTT
QoS	1
Authentication	ID / Password 인증

---

4. MQTT Topic

구분	Topic	방향	Retain	설명
REQUEST	diorama/smartfactory/request	Orchestration → Smart Factory	No	제어 명령 수신
RESPONSE	diorama/smartfactory/response	Smart Factory → Orchestration	No	명령 처리 결과
STATUS	diorama/smartfactory/status	Smart Factory → Orchestration	Yes	현재 시스템 상태
TELEMETRY	diorama/smartfactory/telemetry	Smart Factory → Orchestration	No	Smart Factory 운영 정보

---

5. Command

Smart Factory의 공식 제어 Command는 다음과 같다.

Command	설명
START_SCENARIO	생산 이벤트 시작
STOP_SCENARIO	생산 이벤트 중지
STATUS_REQUEST	현재 생산 및 장치 상태 요청
LED_ON	Smart Factory 이벤트 LED GREEN ON
LED_OFF	Smart Factory 이벤트 LED GREEN OFF / RED ON

LED_ON, LED_OFF 명령은 Robot Arm 및 Conveyor를 동작시키지 않고 LED만 독립적으로 제어한다.

---

6. REQUEST

Topic

diorama/smartfactory/request

Payload

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0001",
  "scenario_id": "SCN-SF-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T17:00:00+09:00"
}

REQUEST 필드 정의

필드	타입	필수	설명
session_id	string	Y	Orchestration Server의 실행 세션 식별자
scenario_id	string	Y	실행 시나리오 식별자
command	string	Y	Smart Factory 제어 명령
target	string	Y	제어 대상. SMART_FACTORY
payload	object	Y	Command별 추가 전달 데이터
timestamp	string	Y	요청 생성 시각. ISO 8601 형식

scenario_id는 Orchestration Server에서 생성한 UUID 또는 시스템에서 정의한 고유 시나리오 ID를 사용할 수 있다.

예:

SCN-SF-001

또는:

550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000

---

7. START_SCENARIO

생산 이벤트 전체를 실행한다.

REQUEST

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0001",
  "scenario_id": "SCN-SF-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T17:00:00+09:00"
}

동작 순서

START_SCENARIO
      │
      ▼
LED GREEN ON
      │
      ▼
Large Conveyor ON
      │
      ▼
ESP32 START_EVENT
      │
      ▼
Small Conveyor 왕복 동작
      │
      ▼
Robot Arm 1차 동작
      │
      ▼
Robot Arm 2차 동작
      │
      ▼
Robot Arm HOME
      │
      ▼
ESP32 EVENT_COMPLETE
      │
      ▼
Robot Arm 안정화 대기
      │
      ▼
Large Conveyor OFF
      │
      ▼
물리 장치 동작 완료
      │
      ▼
LED GREEN OFF
LED RED ON
      │
      ▼
STATUS COMPLETE
      │
      ▼
RESPONSE SUCCESS

---

8. STOP_SCENARIO

실행 중인 Smart Factory 생산 이벤트의 종료를 요청한다.

REQUEST

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0002",
  "scenario_id": "SCN-SF-001",
  "command": "STOP_SCENARIO",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T17:01:00+09:00"
}

동작

Large Conveyor OFF
ESP32 STOP_EVENT
LED GREEN OFF
LED RED ON
Factory State → READY

---

9. STATUS_REQUEST

현재 Smart Factory 상태를 요청한다.

REQUEST

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0003",
  "scenario_id": "SCN-SF-001",
  "command": "STATUS_REQUEST",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T17:02:00+09:00"
}

요청을 수신하면 현재 상태를 STATUS Topic과 RESPONSE Topic으로 전송한다.

---

10. LED_ON

Smart Factory의 이벤트 LED만 독립적으로 GREEN 상태로 변경한다.

Robot Arm과 Conveyor는 동작하지 않는다.

REQUEST

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0004",
  "scenario_id": "SCN-SF-LED-001",
  "command": "LED_ON",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T17:03:00+09:00"
}

동작

RED LED OFF
GREEN LED ON

---

11. LED_OFF

Smart Factory 이벤트 LED를 평상시 상태로 복귀시킨다.

Robot Arm과 Conveyor에는 영향을 주지 않는다.

REQUEST

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0005",
  "scenario_id": "SCN-SF-LED-001",
  "command": "LED_OFF",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T17:04:00+09:00"
}

동작

GREEN LED OFF
RED LED ON

---

12. RESPONSE

Topic

diorama/smartfactory/response

Smart Factory는 명령 수행 결과를 RESPONSE Topic으로 전송한다.

SUCCESS 예시

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0001",
  "scenario_id": "SCN-SF-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "SMART_FACTORY",
  "result": "SUCCESS",
  "message": "SMART FACTORY EVENT COMPLETE",
  "payload": {
    "factory": "READY",
    "event_running": false,
    "event_step": "COMPLETE",
    "event_progress": 100,
    "led": "RED",
    "large_conveyor": "STOPPED",
    "small_conveyor": "STOPPED",
    "robot_arm": "IDLE",
    "robot_run_count": 2
  },
  "timestamp": "2026-10-01T17:05:00+09:00"
}

RESPONSE 필드 정의

필드	타입	설명
session_id	string	REQUEST의 Session ID
scenario_id	string	REQUEST의 Scenario ID
command	string	수행한 Command
target	string	SMART_FACTORY
result	string	명령 처리 결과 SUCCESS / FAIL
message	string	명령 처리 결과 메시지
payload	object	명령 처리 후 Smart Factory 상태
timestamp	string	응답 생성 시각

---

13. STATUS

Topic

diorama/smartfactory/status

STATUS는 Smart Factory의 현재 제어 상태와 장치 연결 상태를 전달한다.

STATUS 메시지는 Retained Message로 발행하며 기본 발행 주기는 10초이다. 주요 상태 변경 시에도 발행한다.

STATUS 예시

{
  "target": "SMART_FACTORY",
  "connection": "ONLINE",
  "factory": "OPERATING",
  "event_running": true,
  "event_step": "ROBOT_ARM_RUN_1",
  "event_progress": 40,
  "led": {
    "state": "GREEN",
    "connection": "ONLINE"
  },
  "large_conveyor": {
    "state": "RUNNING",
    "connection": "ONLINE"
  },
  "small_conveyor": {
    "state": "RUNNING"
  },
  "robot_arm": {
    "state": "RUN_1",
    "run_count": 0
  },
  "esp32": {
    "connection": "ONLINE"
  },
  "production_completed": 18,
  "last_error": "",
  "timestamp": "2026-10-01T17:00:10+09:00"
}

STATUS 주요 필드

필드	값 예시	설명
connection	ONLINE	Smart Factory Hub 상태
factory	READY, OPERATING, ERROR	공장 제어 상태
event_running	true, false	이벤트 실행 여부
event_step	READY, ROBOT_ARM_RUN_1, COMPLETE	현재 이벤트 단계
event_progress	0~100	이벤트 진행률
led.state	RED, GREEN	이벤트 LED 상태
large_conveyor.state	RUNNING, STOPPED	대형 Conveyor 상태
small_conveyor.state	RUNNING, STOPPED	소형 Conveyor 상태
robot_arm.state	IDLE, RUN_1, RUN_2, RETURN_HOME	Robot Arm 상태
robot_arm.run_count	0~2	Robot Arm 완료 횟수
last_error	string	마지막 오류 정보

---

14. TELEMETRY

Topic

diorama/smartfactory/telemetry

Smart Factory의 생산 및 운영 정보를 Orchestration Server로 전송한다.

기본 전송 주기는 3초이다.

TELEMETRY 예시

{
  "target": "SMART_FACTORY",
  "factory": {
    "status": "RUNNING"
  },
  "production": {
    "progress_percent": 72,
    "completed": 18,
    "target": 25
  },
  "robot_arm": {
    "status": "ASSEMBLING"
  },
  "conveyor": {
    "status": "RUNNING",
    "speed_percent": 65
  },
  "quality": {
    "result": "PASS",
    "defect_rate_percent": 1.2
  },
  "energy": {
    "power_kw": 2.4
  },
  "environment": {
    "temperature_c": 25.3
  },
  "devices": {
    "led_arduino": "ONLINE",
    "large_conveyor": "ONLINE",
    "acebott_esp32": "ONLINE"
  },
  "event": {
    "running": true,
    "step": "ROBOT_ARM_RUN_1",
    "progress": 40
  },
  "timestamp": "2026-10-01T17:00:12+09:00"
}

---

15. Smart Factory 송신 데이터

구분	데이터	예시	설명
공장	가동 상태	RUNNING	Smart Factory 가동 상태
생산	생산 진행률	72 %	생산 이벤트 진행 정보
생산	생산 수량	18 / 25	완료 수량 / 목표 수량
Robot Arm	상태	ASSEMBLING	Robot Arm 작업 상태
Conveyor	상태	RUNNING	Conveyor 동작 상태
Conveyor	속도	65 %	Conveyor 운영 속도
품질	검사 결과	PASS	품질검사 결과
품질	불량률	1.2 %	생산 품질 운영 정보
에너지	전력 사용량	2.4 kW	공장 전력 사용 정보
환경	공장 온도	25.3 °C	공장 환경 온도
장치	LED Arduino	ONLINE	LED Controller 연결 상태
장치	Large Conveyor	ONLINE	대형 Conveyor Controller 연결 상태
장치	ACEBOTT ESP32	ONLINE	Robot Arm Controller 연결 상태
이벤트	실행 상태	true	현재 이벤트 실행 여부
이벤트	이벤트 단계	ROBOT_ARM_RUN_1	현재 시나리오 실행 단계
이벤트	진행률	40	현재 시나리오 진행률

---

16. EVENT STEP

Event Step	Progress	설명
READY	0	이벤트 대기
EVENT_START	5	이벤트 시작
LED_GREEN	10	GREEN LED 활성화
LARGE_CONVEYOR_RUNNING	15	대형 Conveyor 동작
ESP32_COMMAND_RECEIVED	22	ESP32 이벤트 명령 수신
ESP32_EVENT_RUNNING	25	ESP32 이벤트 시작
SMALL_CONVEYOR_RUNNING	30	소형 Conveyor 동작
ROBOT_ARM_RUN_1	40	Robot Arm 1차 작업
ROBOT_RUN_1_COMPLETE	55	Robot Arm 1차 작업 완료
ROBOT_ARM_RUN_2	65	Robot Arm 2차 작업
ROBOT_RUN_2_COMPLETE	85	Robot Arm 2차 작업 완료
FINAL_HOME	90	Robot Arm 원위치 복귀
ESP32_COMPLETE	95	ESP32 이벤트 완료
ROBOT_COMPLETE_WAIT	96	Robot Arm 안정화
LARGE_CONVEYOR_STOPPED	98	대형 Conveyor 종료
COMPLETE	100	전체 생산 이벤트 완료
ERROR	-	이벤트 오류

---

17. Raspberry Pi - Arduino / ESP32 연결

Smart Factory는 USB Serial 연결을 사용한다.

장치 번호가 재부팅 시 변경되는 문제를 방지하기 위해 /dev/ttyUSB0 방식 대신 /dev/serial/by-path/ 경로를 사용한다.

장치	물리 USB	Serial 설정
ACEBOTT ESP32	USB 1.1	115200 bps
LED Arduino	USB 1.2	9600 bps
Large Conveyor Arduino	USB 1.3	9600 bps

ACEBOTT ESP32

/dev/serial/by-path/platform-fd500000.pcie-pci-0000:01:00.0-usb-0:1.1:1.0-port0

LED Arduino

/dev/serial/by-path/platform-fd500000.pcie-pci-0000:01:00.0-usb-0:1.2:1.0

Large Conveyor Arduino

/dev/serial/by-path/platform-fd500000.pcie-pci-0000:01:00.0-usb-0:1.3:1.0-port0

---

18. LED 동작

상태	RED	GREEN
평상시	ON	OFF
이벤트 실행	OFF	ON
이벤트 완료	ON	OFF

Arduino Pin:

D6 = RED
D7 = GREEN

---

19. ESP32 제어 Command

Raspberry Pi와 ACEBOTT ESP32 사이에서는 USB Serial Command를 사용한다.

Command	설명
START_EVENT	Smart Factory Robot/Conveyor 이벤트 시작
STOP_EVENT	이벤트 종료 요청
STATUS	ESP32 상태 요청
PING	ESP32 통신 확인

ESP32는 전체 생산 동작 완료 후 다음 메시지를 Raspberry Pi로 전송한다.

EVENT_COMPLETE

Raspberry Pi는 EVENT_COMPLETE를 수신한 후 Robot Arm의 최종 동작 안정화 시간을 확보하고 대형 Conveyor와 LED를 순차적으로 종료한다.

---

20. 자동 실행

Smart Factory Controller는 Raspberry Pi 부팅 시 systemd를 통해 자동 실행한다.

Service:

smartfactory.service

실행 프로그램:

/home/zer01ne/smartfactory_control.py

상태 확인:

systemctl status smartfactory.service

실시간 로그:

journalctl -u smartfactory.service -f

재시작:

sudo systemctl restart smartfactory.service

---

21. MQTT 테스트

전체 Topic 확인

mosquitto_sub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/smartfactory/#' \
-q 1 \
-v

생산 이벤트 시작

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/smartfactory/request' \
-q 1 \
-m '{"session_id":"TEST-001","scenario_id":"SCN-SF-001","command":"START_SCENARIO","target":"SMART_FACTORY","payload":{}}'

생산 이벤트 중지

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/smartfactory/request' \
-q 1 \
-m '{"session_id":"TEST-002","scenario_id":"SCN-SF-001","command":"STOP_SCENARIO","target":"SMART_FACTORY","payload":{}}'

상태 요청

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/smartfactory/request' \
-q 1 \
-m '{"session_id":"TEST-003","scenario_id":"SCN-SF-001","command":"STATUS_REQUEST","target":"SMART_FACTORY","payload":{}}'

LED GREEN ON

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/smartfactory/request' \
-q 1 \
-m '{"session_id":"TEST-004","scenario_id":"SCN-SF-LED","command":"LED_ON","target":"SMART_FACTORY","payload":{}}'

LED RED 복귀

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/smartfactory/request' \
-q 1 \
-m '{"session_id":"TEST-005","scenario_id":"SCN-SF-LED","command":"LED_OFF","target":"SMART_FACTORY","payload":{}}'

---

22. 최종 인터페이스 요약

Command

START_SCENARIO
STOP_SCENARIO
STATUS_REQUEST
LED_ON
LED_OFF

Topic

diorama/smartfactory/request
diorama/smartfactory/response
diorama/smartfactory/status
diorama/smartfactory/telemetry

MQTT 통신 구조

Physical AI Orchestration
          │
          │ REQUEST
          ▼
diorama/smartfactory/request
          │
          ▼
┌───────────────────────────────┐
│       SMART FACTORY HUB       │
│         Raspberry Pi          │
│                               │
│ START_SCENARIO                │
│ STOP_SCENARIO                 │
│ STATUS_REQUEST                │
│ LED_ON                        │
│ LED_OFF                       │
└───────────────┬───────────────┘
                │
        ┌───────┼────────┐
        │       │        │
        ▼       ▼        ▼
      LED     Large    ESP32
    Arduino  Conveyor     │
                         ├── Small Conveyor
                         └── Robot Arm
                │
                ▼
        RESPONSE / STATUS
             TELEMETRY

Smart Factory는 Orchestration Server의 MQTT 명령을 기준으로 Raspberry Pi가 LED Arduino, Large Conveyor Arduino 및 ACEBOTT ESP32를 통합 제어한다.

생산 이벤트의 실행 결과는 RESPONSE, 현재 시스템 상태는 STATUS, 생산 및 운영 정보는 TELEMETRY Topic을 통해 Orchestration Server로 전달한다.

Drone Center 구현 명세

1. 개요

Drone Station은 Physical AI Diorama의 드론 배송 영역을 담당한다.

Raspberry Pi를 중심으로 CoDrone Mini 1대와 Arduino UNO를 연동하며, MQTT를 통해 Orchestration Server와 양방향으로 통신한다.

Orchestration Server
        │
        │ MQTT REQUEST
        ▼
Raspberry Pi
        │
        ├── CoDrone Mini
        │
        └── Arduino UNO
              ├── D6 RED LED
              └── D7 GREEN LED
        │
        │ MQTT STATUS / RESPONSE
        ▼
Orchestration Server

---

2. 시스템 구성

구성요소	역할
Raspberry Pi	Drone Station 메인 제어
CoDrone Mini	실제 드론 비행
Arduino UNO	EVENT LED 제어
3.5" LCD	Drone Station GUI
MQTT Broker	Orchestration Server 연동

GUI 해상도:

480 × 320

Drone Control Python 파일:

/home/zer01ne/drone_control.py

---

3. MQTT Broker

Host     : jscouple.site
Port     : 1883
Username : oc
Password : 1234

Python MQTT Library:

paho-mqtt

---

4. MQTT Topic

Drone Station Prefix:

diorama/dronestation/

구분	Topic	방향
REQUEST	diorama/dronestation/request	Orchestration → Drone Station
RESPONSE	diorama/dronestation/response	Drone Station → Orchestration
STATUS	diorama/dronestation/status	Drone Station → Orchestration

---

5. REQUEST

Topic

diorama/dronestation/request

Orchestration Server에서 Drone Station EVENT 실행 명령을 전달한다.

START_SCENARIO

{
  "session_id": "SESSION-20261001-0001",
  "scenario_id": "SCN-DRONE-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "DRONE",
  "payload": {
    "from": "P1",
    "to": "P2",
    "delivery_type": "MEDICINE"
  },
  "timestamp": "2026-10-01T19:46:00+09:00"
}

---

6. REQUEST 필드 정의

필드	타입	필수	설명
session_id	string	Y	Orchestration Session ID
scenario_id	string	Y	Scenario 식별 ID
command	string	Y	실행 명령
target	string	Y	제어 대상
payload	object	Y	EVENT 실행 데이터
timestamp	string	Y	요청 생성 시간

Payload 필드

필드	타입	설명
from	string	출발 위치
to	string	도착 위치
delivery_type	string	배송 종류

배송 종류:

MEDICINE
GROCERY

기본 이동 구간:

P1 → P2

---

7. Command

Command	설명
START_SCENARIO	Drone 배송 EVENT 실행

Target:

DRONE

---

8. EVENT 시나리오

START_SCENARIO를 수신하면 다음 순서로 EVENT를 실행한다.

START_SCENARIO
        │
        ▼
REQUEST 검증
        │
        ▼
RESPONSE = ACCEPTED
        │
        ▼
Station = OPERATING
Progress = 10%
        │
        ▼
Arduino EVENT_ON
        │
        ├── D6 RED   OFF
        └── D7 GREEN ON
        │
        ▼
CoDrone TAKE OFF
        │
        ▼
저고도 보정
        │
        ▼
HOVER 2 SEC
        │
        ├── Drone = FLYING
        └── Progress = 65%
        │
        ▼
LANDING
        │
        └── Progress = 90%
        │
        ▼
LAND
        │
        ▼
Arduino EVENT_OFF
        │
        ├── D6 RED   ON
        └── D7 GREEN OFF
        │
        ▼
EVENT COMPLETE
        │
        ├── Station = READY
        ├── Drone = DOCKED
        ├── Progress = 100%
        └── Complete = TRUE
        │
        ▼
RESPONSE = COMPLETE

---

9. EVENT 상태

상태	설명
READY	EVENT 대기
TAKEOFF	드론 이륙
HOVER	Hover 수행
LANDING	착륙 진행
COMPLETE	EVENT 완료

---

10. Station 상태

상태	설명
READY	EVENT 대기
OPERATING	EVENT 실행 중

상태 변화:

EVENT 대기
READY

↓

EVENT 실행
OPERATING

↓

EVENT 완료
READY

---

11. Drone 상태

현재 Drone Station은 실제 CoDrone Mini 1대를 사용한다.

따라서 Drone 1, Drone 2로 구분하지 않고 drone 하나만 사용한다.

상태	설명
OFFLINE	Drone 연결 안 됨
DOCKED	Drone 연결 및 대기
FLYING	Drone 비행 중

---

12. STATUS

Topic

diorama/dronestation/status

전송 주기:

2 SEC

STATUS는 MQTT Retained Message로 전송한다.

STATUS Payload

{
  "device": "DRONESTATION",
  "timestamp": "2026-10-01T19:46:00+09:00",
  "station": {
    "status": "OPERATING"
  },
  "drone": {
    "status": "FLYING",
    "battery_percent": 81,
    "altitude_m": 0.23,
    "speed_mps": 0.08
  },
  "delivery": {
    "type": "MEDICINE",
    "progress_percent": 65,
    "from": "P1",
    "to": "P2",
    "complete": false
  }
}

---

13. STATUS 필드 정의

Root

필드	타입	설명
device	string	Device 구분
timestamp	string	데이터 생성 시간
station	object	Drone Station 상태
drone	object	Drone 상태
delivery	object	배송 EVENT 상태

Station

필드	타입	값
status	string	READY / OPERATING

Drone

필드	타입	설명
status	string	OFFLINE / DOCKED / FLYING
battery_percent	number	배터리 잔량
altitude_m	number	현재 고도
speed_mps	number	현재 속도

Delivery

필드	타입	설명
type	string	MEDICINE / GROCERY
progress_percent	integer	배송 진행률
from	string	출발 위치
to	string	도착 위치
complete	boolean	배송 완료 여부

---

14. 오케스트레이션 화면 데이터

표시 항목	MQTT 필드	값
스테이션 상태	station.status	READY / OPERATING
Drone 상태	drone.status	OFFLINE / DOCKED / FLYING
배송 종류	delivery.type	MEDICINE / GROCERY
배송 진행률	delivery.progress_percent	0 ~ 100%
배터리	drone.battery_percent	%
고도	drone.altitude_m	m
속도	drone.speed_mps	m/s
현재 위치/구간	delivery.from → delivery.to	P1 → P2
배송 완료 여부	delivery.complete	TRUE / FALSE

---

15. EVENT 진행률

EVENT 상태	진행률
READY	0%
START	10%
HOVER	65%
LANDING	90%
COMPLETE	100%

완료 상태:

{
  "progress_percent": 100,
  "complete": true
}

---

16. 실제 데이터와 테스트 데이터

실제 상태 데이터

다음 정보는 실제 프로그램 및 장치의 상태를 기준으로 한다.

Station 상태
Drone 연결 상태
Drone 비행 상태
EVENT 상태
Arduino LED 제어 상태
MQTT 연결 상태

테스트 데이터

현재 CoDrone에서 직접 취득하지 않는 다음 값은 전시 및 통합 테스트용으로 동적으로 생성한다.

Battery
Altitude
Speed

EVENT 대기 상태:

Altitude = 0.0 m
Speed    = 0.0 m/s

비행 중에는 EVENT 상태에 맞춰 테스트 데이터가 변경된다.

---

17. Arduino LED

Arduino UNO PIN 구성:

PIN	LED	역할
D6	RED	READY
D7	GREEN	EVENT

정상 대기:

D6 RED   ON
D7 GREEN OFF

EVENT 실행:

D6 RED   OFF
D7 GREEN ON

EVENT 완료:

D6 RED   ON
D7 GREEN OFF

---

18. Arduino Serial Command

READY

READY

결과:

RED ON
GREEN OFF

EVENT_ON

EVENT_ON

결과:

RED OFF
GREEN ON

EVENT_OFF

EVENT_OFF

결과:

RED ON
GREEN OFF

Serial 통신 속도:

115200

Arduino UNO 자동 검색 기준:

VID:PID = 2341:0043

---

19. RESPONSE

Topic

diorama/dronestation/response

REQUEST 처리 결과와 EVENT 결과를 Orchestration Server로 전달한다.

REQUEST 정상 접수

{
  "device": "DRONESTATION",
  "session_id": "SESSION-20261001-0001",
  "scenario_id": "SCN-DRONE-001",
  "result": "ACCEPTED",
  "event_state": "READY",
  "message": "START_SCENARIO accepted",
  "timestamp": "2026-10-01T19:46:00+09:00"
}

RESPONSE Result

Result	설명
ACCEPTED	EVENT 실행 요청 정상 접수
BUSY	기존 EVENT 실행 중
REJECTED	명령 또는 실행 조건 오류
ERROR	REQUEST 처리 오류
STARTED	EVENT 시작
COMPLETE	EVENT 완료

---

20. MQTT EVENT 테스트

터미널에서 Drone EVENT 실행:

mosquitto_pub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/dronestation/request' \
-m '{"session_id":"SESSION-TEST-001","scenario_id":"SCN-DRONE-001","command":"START_SCENARIO","target":"DRONE","payload":{"from":"P1","to":"P2","delivery_type":"MEDICINE"},"timestamp":"2026-10-01T19:46:00+09:00"}'

---

21. STATUS 확인

mosquitto_sub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/dronestation/status' \
-v

---

22. RESPONSE 확인

mosquitto_sub \
-h jscouple.site \
-p 1883 \
-u oc \
-P '1234' \
-t 'diorama/dronestation/response' \
-v

---

23. Python 실행

소스 위치:

/home/zer01ne/drone_control.py

일반 실행:

python3 /home/zer01ne/drone_control.py

SSH에서 Raspberry Pi LCD로 실행:

DISPLAY=:0 python3 /home/zer01ne/drone_control.py

---

24. 부팅 자동 실행

Drone Station은 Raspberry Pi 부팅 시 drone_control.py가 자동 실행되도록 systemd Service를 사용한다.

Service 이름:

drone-control.service

Service 파일:

/etc/systemd/system/drone-control.service

---

25. systemd Service 생성

sudo nano /etc/systemd/system/drone-control.service

다음 내용을 입력한다.

[Unit]
Description=Physical AI Drone Station Control
After=graphical.target network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=simple
User=zer01ne
WorkingDirectory=/home/zer01ne

Environment=DISPLAY=:0
Environment=XAUTHORITY=/home/zer01ne/.Xauthority
Environment=PYTHONUNBUFFERED=1

ExecStartPre=/bin/sleep 10
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/zer01ne/drone_control.py

Restart=on-failure
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=graphical.target

---

26. Service 등록

systemd 설정 다시 읽기:

sudo systemctl daemon-reload

부팅 자동 실행 활성화:

sudo systemctl enable drone-control.service

Service 시작:

sudo systemctl start drone-control.service

---

27. Service 상태 확인

sudo systemctl status drone-control.service

정상 실행 상태:

Active: active (running)

---

28. Service 로그 확인

최근 로그:

journalctl -u drone-control.service -n 50

실시간 로그:

journalctl -u drone-control.service -f

정상 MQTT 연결 시:

[MQTT] CONNECTED
[MQTT] SUBSCRIBE: diorama/dronestation/request

---

29. Service 재시작

Python 소스를 수정한 후:

sudo systemctl restart drone-control.service

---

30. Service 중지

sudo systemctl stop drone-control.service

---

31. 자동 실행 해제

sudo systemctl disable drone-control.service

---

32. 부팅 동작 순서

Raspberry Pi POWER ON
        │
        ▼
Linux Boot
        │
        ▼
Graphical Desktop
        │
        ▼
drone-control.service
        │
        ▼
10 SEC WAIT
        │
        ▼
drone_control.py
        │
        ├── 480×320 GUI
        ├── Arduino Serial
        ├── CoDrone Mini
        └── MQTT
              │
              ▼
       MQTT Broker 연결
              │
              ▼
diorama/dronestation/request
              │
              ▼
START_SCENARIO 대기

---

33. 최종 MQTT 통신 구조

                 Orchestration Server
                        │
                        │ REQUEST
                        ▼
          diorama/dronestation/request
                        │
                        ▼
                  Raspberry Pi
                        │
             ┌──────────┴──────────┐
             │                     │
        Arduino UNO           CoDrone Mini
             │                     │
       ┌─────┴─────┐               │
       │           │               │
    D6 RED     D7 GREEN          Flight
     READY       EVENT
             │                     │
             └──────────┬──────────┘
                        │
                        ▼
                Drone Station
                        │
              ┌─────────┴─────────┐
              │                   │
              ▼                   ▼
           STATUS              RESPONSE
              │                   │
              ▼                   ▼
diorama/dronestation/status
diorama/dronestation/response
              │                   │
              └─────────┬─────────┘
                        ▼
                 Orchestration Server

---

Hydrogen Center 구현 명세

1. 개요

Hydrogen / Battery Diorama는 오케스트레이션 서버로부터 MQTT 명령을 수신하여 Raspberry Pi와 Arduino를 통해 수소/배터리 충전 시나리오를 실행한다.

전체 제어 구조는 다음과 같다.

Orchestration Server
        |
        | MQTT
        v
Raspberry Pi
hydrogen_control.py
        |
        | USB Serial
        v
Arduino
        |
        +-- D6 RED LED
        +-- D7 GREEN LED
        |
        +-- D5 BLUE LED
        +-- D4 BLUE LED
        +-- D3 BLUE LED
        +-- D2 BLUE LED

이벤트 실행 중에는 GREEN LED가 켜지고 BLUE LED가 순차적으로 점등되어 충전 상태를 표현한다.

---

2. MQTT Topic

기본 Topic Prefix:

diorama/hydrogen

구분	Topic	설명
REQUEST	diorama/hydrogen/request	오케스트레이션 → Hydrogen
RESPONSE	diorama/hydrogen/response	Hydrogen → 오케스트레이션
STATUS	diorama/hydrogen/status	Hydrogen 상태 정보 송신

---

3. Command

Command	설명
START_SCENARIO	수소/배터리 충전 시나리오 시작
STOP_SCENARIO	충전 시나리오 종료
GET_STATUS	현재 Hydrogen/Battery 상태 요청
PING	통신 상태 확인

---

4. REQUEST

Topic

diorama/hydrogen/request

START_SCENARIO

{
  "session_id": "SESSION-TEST-001",
  "scenario_id": "SCN-HYDROGEN-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "HYDROGEN",
  "payload": {
    "vehicle": "CAR1"
  },
  "timestamp": "2026-10-01T19:30:00+09:00"
}

REQUEST 필드 정의

필드	타입	필수	설명
session_id	string	Y	오케스트레이션 세션 ID
scenario_id	string	Y	시나리오 식별 ID
command	string	Y	실행 명령
target	string	Y	대상 디오라마
payload	object	Y	명령에 필요한 상세 데이터
timestamp	string	N	요청 생성 시간

payload

필드	타입	설명
vehicle	string	충전 대상 차량 (CAR1 등)

---

5. STOP_SCENARIO

Request

{
  "session_id": "SESSION-TEST-001",
  "scenario_id": "SCN-HYDROGEN-001",
  "command": "STOP_SCENARIO",
  "target": "HYDROGEN",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-01T19:35:00+09:00"
}

시나리오가 종료되면 충전 동작 및 BLUE LED 애니메이션이 중지된다.

---

6. RESPONSE

Topic

diorama/hydrogen/response

START_SCENARIO Response

{
  "device": "HYDROGEN_BATTERY",
  "command": "START_SCENARIO",
  "result": "ACCEPTED",
  "session_id": "SESSION-TEST-001",
  "scenario_id": "SCN-HYDROGEN-001",
  "timestamp": "2026-10-01T19:30:00+09:00"
}

STOP_SCENARIO Response

{
  "device": "HYDROGEN_BATTERY",
  "command": "STOP_SCENARIO",
  "result": "COMPLETED",
  "session_id": "SESSION-TEST-001",
  "scenario_id": "SCN-HYDROGEN-001",
  "timestamp": "2026-10-01T19:35:00+09:00"
}

RESPONSE 필드 정의

필드	타입	설명
device	string	디바이스 식별자
command	string	처리한 Command
result	string	명령 처리 결과
session_id	string	세션 ID
scenario_id	string	시나리오 ID
timestamp	string	응답 생성 시간

result

값	설명
ACCEPTED	시나리오 시작 명령 정상 처리
COMPLETED	시나리오 종료 명령 정상 처리
OK	일반 명령 정상 처리
ARDUINO_ERROR	Arduino 통신 오류
UNKNOWN_COMMAND	정의되지 않은 Command

---

7. STATUS

Topic

diorama/hydrogen/status

Hydrogen/Battery Controller는 현재 상태 및 충전 데이터를 오케스트레이션 서버로 주기적으로 송신한다.

기본 송신 주기는 약 1초이다.

STATUS 예제

{
  "device": "HYDROGEN_BATTERY",
  "station_status": "BUSY",
  "charging_status": "CHARGING",
  "target_vehicle": "CAR1",
  "charging_progress": 64.2,
  "vehicle_soc": {
    "start": 42.0,
    "current": 65.1,
    "target": 78.0
  },
  "hydrogen_level": 70.1,
  "supply_pressure_bar": 701.3,
  "instant_power_kw": 6.2,
  "cumulative_supply_kg": 2.37,
  "led": {
    "D6_RED": false,
    "D7_GREEN": true
  },
  "session_id": "SESSION-TEST-001",
  "scenario_id": "SCN-HYDROGEN-001",
  "timestamp": "2026-10-01T19:30:00+09:00"
}

---

8. 오케스트레이션 송신 데이터

화면 표시 항목	MQTT 필드	타입	단위	예제
충전소 상태	station_status	string	-	BUSY
충전 상태	charging_status	string	-	CHARGING
대상 차량	target_vehicle	string	-	CAR1
충전 진행률	charging_progress	number	%	64.2
차량 초기 SOC	vehicle_soc.start	number	%	42.0
차량 현재 SOC	vehicle_soc.current	number	%	65.1
차량 목표 SOC	vehicle_soc.target	number	%	78.0
수소 잔량	hydrogen_level	number	%	70.1
공급 압력	supply_pressure_bar	number	bar	701.3
순간 전력	instant_power_kw	number	kW	6.2
누적 공급량	cumulative_supply_kg	number	kg	2.37

---

9. 충전소 상태

station_status는 현재 충전소의 사용 가능 상태를 나타낸다.

값	설명
AVAILABLE	충전 가능
BUSY	충전 시나리오 실행 중
OFFLINE	Hydrogen Controller 종료 또는 연결 해제

시나리오 시작:

AVAILABLE
    |
START_SCENARIO
    |
    v
BUSY

시나리오 종료:

BUSY
 |
STOP_SCENARIO
 |
 v
AVAILABLE

---

10. 충전 상태

charging_status는 차량의 현재 충전 상태를 나타낸다.

값	설명
CHARGING	충전 진행 중
COMPLETE	충전 완료 또는 충전 대기 상태

시나리오 실행 중:

station_status  = BUSY
charging_status = CHARGING

시나리오 종료 또는 충전 완료:

station_status  = AVAILABLE
charging_status = COMPLETE

---

11. 차량 SOC

차량 SOC는 다음 세 가지 값으로 관리한다.

{
  "vehicle_soc": {
    "start": 42.0,
    "current": 65.1,
    "target": 78.0
  }
}

필드	설명
start	충전 시작 시 SOC
current	현재 SOC
target	목표 SOC

충전 시뮬레이션:

42%
 |
 v
50%
 |
 v
60%
 |
 v
70%
 |
 v
78%

---

12. LED 제어

Arduino Pin

Arduino Pin	LED	역할
D2	BLUE	충전 진행 4단계
D3	BLUE	충전 진행 3단계
D4	BLUE	충전 진행 2단계
D5	BLUE	충전 진행 1단계
D6	RED	IDLE / STOP
D7	GREEN	RUNNING / START

---

13. 기본 LED 상태

시나리오가 실행되지 않는 경우:

D2 BLUE  OFF
D3 BLUE  OFF
D4 BLUE  OFF
D5 BLUE  OFF

D6 RED   ON
D7 GREEN OFF

---

14. 충전 이벤트 LED

START_SCENARIO 수신 시:

D6 RED   OFF
D7 GREEN ON

BLUE LED는 충전 상태를 표현하기 위해 순차적으로 누적 점등된다.

D5
 |
 v
D5 + D4
 |
 v
D5 + D4 + D3
 |
 v
D5 + D4 + D3 + D2

표현되는 충전 단계:

D5                  25%
D5 + D4             50%
D5 + D4 + D3        75%
D5 + D4 + D3 + D2  100%

100% 표시 후 BLUE LED를 모두 끄고 RUNNING 상태에서는 다시 반복한다.

---

15. STOP 동작

STOP_SCENARIO를 수신하면 BLUE LED 애니메이션을 즉시 중지한다.

D2 BLUE  OFF
D3 BLUE  OFF
D4 BLUE  OFF
D5 BLUE  OFF

D6 RED   ON
D7 GREEN OFF

---

16. Raspberry Pi - Arduino Serial Protocol

Serial Baudrate:

115200

Raspberry Pi -> Arduino

Command	설명
START	충전 이벤트 시작
STOP	충전 이벤트 종료
STATUS	Arduino 상태 요청
PING	Serial 통신 확인

Arduino -> Raspberry Pi

Message	설명
READY:HYDROGEN_CONTROLLER	Arduino 준비 완료
RX:START	START 명령 수신
ACK:START	START 처리 완료
STATUS:RUNNING	이벤트 실행 중
RX:STOP	STOP 명령 수신
ACK:STOP	STOP 처리 완료
STATUS:IDLE	이벤트 대기 상태
PONG	PING 응답
CHARGING:25	BLUE LED 25% 단계
CHARGING:50	BLUE LED 50% 단계
CHARGING:75	BLUE LED 75% 단계
CHARGING:100	BLUE LED 100% 단계

---

17. 전체 이벤트 Flow

Orchestration Server
        |
        | START_SCENARIO
        v
MQTT Broker
        |
        v
diorama/hydrogen/request
        |
        v
Raspberry Pi
hydrogen_control.py
        |
        | Serial START
        v
Arduino
        |
        +----------------------+
        |                      |
        v                      v
D7 GREEN ON             BLUE Charging LED
                               |
                               v
                              D5
                               |
                               v
                           D5 + D4
                               |
                               v
                       D5 + D4 + D3
                               |
                               v
                  D5 + D4 + D3 + D2

Raspberry Pi
        |
        | MQTT STATUS
        v
diorama/hydrogen/status
        |
        v
Orchestration Server

---

18. MQTT 테스트

전체 Hydrogen Topic 모니터링

mosquitto_sub -h jscouple.site -p 1883 -u oc -P 1234 \
-t "diorama/hydrogen/#" -v

---

19. START_SCENARIO 테스트

mosquitto_pub -h jscouple.site -p 1883 -u oc -P 1234 \
-t "diorama/hydrogen/request" \
-m '{"session_id":"SESSION-TEST-001","scenario_id":"SCN-HYDROGEN-001","command":"START_SCENARIO","target":"HYDROGEN","payload":{"vehicle":"CAR1"}}'

정상 동작:

RED OFF
GREEN ON

BLUE LED
D5 -> D5+D4 -> D5+D4+D3 -> D5+D4+D3+D2

station_status  = BUSY
charging_status = CHARGING

---

20. STOP_SCENARIO 테스트

mosquitto_pub -h jscouple.site -p 1883 -u oc -P 1234 \
-t "diorama/hydrogen/request" \
-m '{"session_id":"SESSION-TEST-001","scenario_id":"SCN-HYDROGEN-001","command":"STOP_SCENARIO","target":"HYDROGEN","payload":{}}'

정상 동작:

BLUE OFF
GREEN OFF
RED ON

station_status  = AVAILABLE
charging_status = COMPLETE

---

21. Raspberry Pi 실행 파일

Python Controller:

/home/zer01ne/hydrogen_control.py

실행:

python3 /home/zer01ne/hydrogen_control.py

---

22. systemd 서비스

서비스 파일:

/etc/systemd/system/hydrogen.service

서비스 설정:

[Unit]
Description=Hydrogen Battery Diorama MQTT Controller
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=simple
User=zer01ne
WorkingDirectory=/home/zer01ne

ExecStart=/usr/bin/python3 /home/zer01ne/hydrogen_control.py

Restart=always
RestartSec=5

StandardOutput=journal
StandardError=journal

[Install]
WantedBy=multi-user.target

서비스 등록:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable hydrogen.service
sudo systemctl start hydrogen.service

서비스 재시작:

sudo systemctl restart hydrogen.service

서비스 상태 확인:

sudo systemctl status hydrogen.service

자동 실행 확인:

systemctl is-enabled hydrogen.service

정상:

enabled

실행 상태 확인:

systemctl is-active hydrogen.service

정상:

active

실시간 로그:

journalctl -u hydrogen.service -f

---

23. 최종 시스템 구성

                 Orchestration Server
                         |
                         | MQTT
                         v
                  MQTT Broker
                         |
                         v
              Raspberry Pi Controller
               hydrogen_control.py
                         |
                         | USB Serial
                         v
                      Arduino
                         |
             +-----------+-----------+
             |                       |
             v                       v
       Event Status LED        Charging LED
        D6 / D7               D5/D4/D3/D2
             |
             v
      Hydrogen / Battery
          Diorama

Hydrogen / Battery Diorama는 오케스트레이션 서버의 MQTT 명령을 기반으로 충전 이벤트를 실행하고, 충전소 상태, 충전 상태, 대상 차량, 충전 진행률, 차량 SOC, 수소 잔량, 공급 압력, 순간 전력 및 누적 공급량을 MQTT STATUS Topic을 통해 오케스트레이션 서버로 전달한다.

Autonomous Center 구현 명세

1. 개요

Autonomous Center는 Physical AI 기반 자율주행 차량의 이동 및 도로 상황을 표현한다.

총 4대의 자율주행 차량을 각각 독립적인 MQTT Topic으로 관리한다.

CAR1
CAR2
CAR3
CAR4

---

2. 이벤트 명령(Command)

Command	설명
START_SCENARIO	자율주행 시나리오 시작
STOP_SCENARIO	자율주행 시나리오 종료
MOVE	차량 이동
STOP	차량 정지
LED_ON	차량 LED 켜기 — 실제 command 값은 car1_led_on (아래 2.1)
LED_OFF	차량 LED 끄기 — 실제 command 값은 car1_led_off (아래 2.1)
STATUS_REQUEST	차량 상태 요청

2.1 LED_ON / LED_OFF (2026-10-09 추가)

차량 LED 제어. 장치로 보내는 command 값은 차 번호와 무관하게 4대 모두 고정이다 — CAR2~CAR4 에도 car1_led_on / car1_led_off 를 보낸다. 어느 차인지는 토픽으로 구분한다.

오케스트레이션 명령	실제 command 값 (CAR1~CAR4 공통)
LED_ON	car1_led_on
LED_OFF	car1_led_off

오케스트레이션 서버(자동화·백오피스)에서는 LED_ON / LED_OFF 로 고르고, 서버가 발행할 때 위 값으로 바꿔 보낸다 (internal/mqttx/hub_catalog.go 의 HubCommand.Wire). payload 는 쓰지 않는다 ({}).

diorama/autonomouscar/car3/request

{
  "session_id": "SESSION-20260929-0005",
  "scenario_id": "SCN-AUTO-LED-001",
  "command": "car1_led_on",
  "target": "CAR3",
  "payload": {},
  "timestamp": "2026-10-09T17:00:00+09:00"
}

응답은 다른 명령과 같이 diorama/autonomouscar/{car_id}/response 로 온다고 본다. 서버는 응답의 command 가 car1_led_on 이든 LED_ON 이든 (session_id, scenario_id) 로 요청을 찾는다. 응답이 없으면 큐 타임아웃(30초)으로 끝난다.

---

3. 토픽 목록

각 차량은 다음 Topic 구조를 사용한다.

diorama/autonomouscar/{car_id}/request
diorama/autonomouscar/{car_id}/response
diorama/autonomouscar/{car_id}/status

CAR1

diorama/autonomouscar/car1/request
diorama/autonomouscar/car1/response
diorama/autonomouscar/car1/status

CAR2

diorama/autonomouscar/car2/request
diorama/autonomouscar/car2/response
diorama/autonomouscar/car2/status

CAR3

diorama/autonomouscar/car3/request
diorama/autonomouscar/car3/response
diorama/autonomouscar/car3/status

CAR4

diorama/autonomouscar/car4/request
diorama/autonomouscar/car4/response
diorama/autonomouscar/car4/status

---

4. REQUEST

CAR1 Topic 예시

diorama/autonomouscar/car1/request

Payload 예시

{
  "session_id": "SESSION-20260929-0005",
  "scenario_id": "SCN-AUTO-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "CAR1",
  "payload": {
    "from": "STATION_A",
    "to": "HYDROGEN_CENTER"
  },
  "timestamp": "2026-09-29T08:40:00+09:00"
}

REQUEST 필드 정의

필드	타입	필수	설명	예시
session_id	string	Y	Orchestration 실행 세션 ID	SESSION-20260929-0005
scenario_id	string	Y	자율주행 시나리오 ID	SCN-AUTO-001
command	string	Y	차량 제어 명령	START_SCENARIO
target	string	Y	제어 대상 차량	CAR1
payload	object	Y	주행 관련 Parameter (LED_ON/LED_OFF 는 {})	{...}
timestamp	string	Y	명령 생성 시간	2026-09-29T08:40:00+09:00

target 정의

값	설명
CAR1	자율주행 차량 1
CAR2	자율주행 차량 2
CAR3	자율주행 차량 3
CAR4	자율주행 차량 4

REQUEST Payload 정의

필드	타입	필수	설명	예시
from	string	Y	차량 출발 위치	STATION_A
to	string	Y	차량 목적지	HYDROGEN_CENTER

---

5. RESPONSE

CAR1 Topic 예시

diorama/autonomouscar/car1/response

Payload 예시

{
  "session_id": "SESSION-20260929-0005",
  "scenario_id": "SCN-AUTO-001",
  "command": "START_SCENARIO",
  "target": "CAR1",
  "result": "SUCCESS",
  "message": "Autonomous driving scenario completed",
  "payload": {
    "destination_reached": true,
    "final_position": "HYDROGEN_CENTER"
  },
  "timestamp": "2026-09-29T08:40:20+09:00"
}

RESPONSE 필드 정의

필드	타입	필수	설명
session_id	string	Y	REQUEST와 동일한 Session ID
scenario_id	string	Y	REQUEST와 동일한 Scenario ID
command	string	Y	처리한 Command
target	string	Y	명령을 수행한 차량 ID
result	string	Y	명령 처리 결과
message	string	Y	처리 결과 설명
payload	object	N	주행 처리 결과
timestamp	string	Y	RESPONSE 생성 시간

RESPONSE Payload 정의

필드	타입	설명
destination_reached	boolean	목적지 도착 여부
final_position	string	이벤트 종료 시 차량 위치

Result 정의

Result	설명
SUCCESS	주행 이벤트 정상 완료
FAILED	주행 이벤트 실패
BUSY	차량이 다른 이벤트 수행 중
INVALID_COMMAND	지원하지 않는 명령
DEVICE_ERROR	차량 또는 제어 장치 오류

---

6. 오케스트레이션 송신 정보

Topic

diorama/autonomouscar/{car_id}/status

CAR1 ~ CAR4는 각각 독립적으로 자신의 상태 정보를 Orchestration Server로 송신한다.

필드	타입	데이터 출처	설명
vehicle_id	string	System	CAR1 ~ CAR4
status	string	System	IDLE, DRIVING, STOPPED, ARRIVED, ERROR
autopilot	boolean	System	자율주행 활성화 여부
speed	number	Vehicle/Simulation	현재 속도 km/h
battery	number	Vehicle/Simulation	차량 배터리 %
traffic	string	Simulation	LOW, NORMAL, HIGH
current_position	string	System/Simulation	현재 위치
destination	string	System	목적지
progress	number	Simulation	이동 진행률 %
estimated_time	number	Simulation	목적지까지 예상 시간(sec)
distance_remaining	number	Simulation	잔여 거리
climate_control	boolean	Simulation	공조 시스템 동작 여부
event_led	string	Arduino	Station 이벤트 LED
destination_reached	boolean	System	목적지 도착 여부
scenario_id	string	System	Scenario ID
timestamp	string	System	데이터 생성 시간

STATUS Payload 예시

{
  "vehicle_id": "CAR1",
  "status": "DRIVING",
  "autopilot": true,
  "speed": 32.5,
  "battery": 78,
  "traffic": "NORMAL",
  "current_position": "ROAD_A",
  "destination": "HYDROGEN_CENTER",
  "progress": 62,
  "estimated_time": 35,
  "distance_remaining": 1.8,
  "climate_control": true,
  "event_led": "GREEN",
  "destination_reached": false,
  "scenario_id": "SCN-AUTO-001",
  "timestamp": "2026-09-29T08:40:10+09:00"
}

---

7. QoS / 기타 설정

항목	설정
REQUEST QoS	1
RESPONSE QoS	1
STATUS QoS	1
REQUEST Retain	false
RESPONSE Retain	false
STATUS Retain	true
Payload	JSON
Encoding	UTF-8
Vehicle	CAR1 ~ CAR4
Traffic Data	Simulation
Speed	Vehicle/Simulation
Battery	Vehicle/Simulation

---

오케스트레이션 서버 구현 메모 (2026-10-01)

위 다섯 구역 명세를 서버가 어떻게 받아 쓰는지. 허브 팀이 문서를 고치면 서버도 여기를 보고 따라간다.

항목	서버 동작
구역 정의	internal/mqttx/hub_catalog.go 가 target·슬러그·command·payload 표를 들고 있고, 백오피스는 GET /api/admin/hub/catalog 로 같은 표를 받아 입력 폼을 만든다
큐	구역마다 따로 (hub:{슬러그}). 드론이 배송하는 동안 트리 LED 를 켤 수 있고, 같은 구역 안에서는 순서가 지켜진다
scenario_id	비어 있으면 서버가 uuid 를 만들어 채운다. 응답 매칭 키가 (session_id, scenario_id, command) 라, 비워 두면 같은 세션의 같은 command 두 건이 같은 키가 된다
payload	문서상 필수 object 라, 보낼 값이 없으면 {} 를 보낸다
target	옛 이름(NEURAL_TREE·FACTORY·DRONE_STATION 등)도 계속 받아 정식 값으로 바꿔 발행한다
result	SUCCESS 만 성공으로 치고 나머지는 실패로 종결한다. 다만 FAILED·BUSY·INVALID_COMMAND·DEVICE_ERROR 를 뭉개지 않고 그대로 실행 로그와 화면에 남긴다 — 스태프가 할 일이 다르기 때문이다. 옛 FAIL 도 받는다
응답 payload	구역마다 필드가 달라 서버는 해석하지 않고 원문 그대로 로그·화면에 남긴다
태블릿 전달 (hub_mode, 149·150)	서버가 받은 diorama/{device}/status 를 orchestration/diorama/{device}/status 로 그대로 릴레이한다(mirror, 기본). app_settings.hub_mode를 simulate 로 바꾸면, hub 자동화 액션을 발행하는 시점에 어드민이 백오피스(GET·PUT·DELETE /api/admin/hub/simulated-responses)에 미리 저장해 둔 (target, command) → 상태 JSON을 그대로 같은 토픽으로 즉시 내보낸다 — 허브 하드웨어가 불안정해 실제 응답이 오지 않아도 태블릿 화면은 멈추지 않는다. 저장된 조합이 없으면 simulate 라도 아무 것도 보내지 않는다. 가상 응답을 저장해 둔 장치(target)는 simulate 에서 실제 허브 status 를 릴레이하지 않는다 — 허브가 2초마다 보내는 실제 상태가 가상 상태를 덮어써서(2026-10-09). 저장하지 않은 장치는 simulate 여도 실제 상태를 그대로 릴레이한다

status 의 connection 은 online/offline 로 보내주세요. 백오피스가 이 값으로 브리지 프로세스의 생사(LWT)를 판정합니다. Arduino 연결 여부는 serial(connected/disconnected) 필드로 따로 봅니다 — 문서 6절 표의 "Arduino 연결 상태" 는 이 serial 에 해당합니다.