LoRa 기반 Mesh 망 구축을 통한 통신 인프라 독립성 확보 및 10배의 도달 거리 확장

Context

셀룰러 네트워크 및 인터넷 마비 상황에서 가족과 지역 사회의 연결성을 유지하기 위한 저전력 통신 체계 필요성 증대. 기존 상용 솔루션의 높은 구독 비용과 폐쇄적 프로토콜로 인한 상호운용성 결여가 주요 한계점으로 작용.

Technical Solution

• ESP32-S3와 SX1262 LoRa Radio를 조합한 저비용 고효율 Node 설계로 메시 네트워크의 물리적 기반 구축
• Meshtastic의 Flooding Routing 방식에서 필요시 MeshCore로 펌웨어 교체하여 네트워크 확장성에 따른 라우팅 효율 최적화
• nRF52840 기반의 초저전력 설계(<30 µA Sleep Current)를 통해 외부 전원 없이 태양광 패널만으로 구동 가능한 Solar Relay 계층 구현
• L76K GNSS 모듈 통합을 통한 위치 정보의 데이터 패킷화로 Mesh 망 내 노드 간 실시간 좌표 공유 체계 수립
• Stock Antenna 교체 및 915 MHz Tuned Antenna 적용을 통해 RF 전송 효율을 극대화한 물리 계층 최적화

Impact

• Tuned Antenna 적용 시 기존 대비 4~10배의 통신 거리 확장
• RAK WisBlock 사용 시 Sleep Current 30 µA 미만 달성으로 태양광 기반 무기한 가동 가능
• 전체 시스템 구축 비용을 $61에서 $180 사이의 저비용으로 최적화