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NMEA2000을 이용한 임베디드 선박 모니터링 시스템의 개발
Development of Embedded Vessel Monitoring System Using NMEA2000 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.33 no.5, 2009년, pp.746 - 755  

이창의 (한국해양대학교 컴퓨터.제어.전자통신공학부) ,  김달용 (한국해양대학교 컴퓨터.제어.전자통신공학부) ,  유영호 (한국해양대학교 컴퓨터.제어.전자통신공학부) ,  신옥근 (한국해양대학교 컴퓨터.제어.전자통신공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, NMEA2000 became the de facto standard of the communication protocol for the instrument level network in vessels, and it is anticipated that most of the vessels will be equipped with the sensors and actuators based on this protocol. The conventional serial communication specifications such ...

주제어

#임베디드 시스템   #통신   #선박   #모니터링  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 NMEA2000 프로토콜 기반 장비를 이용하는 슈퍼요트 등의 소형 선박에서 항행, 기관, 각종 탱크, 그리고 기상정보를 하나의 사용자 인터페이스를 통해 제공하는 모니터링 시스템을 설계, 구현하였다. RS-232, RS-485, 혹은 NMEA0183등과 같은 기존의 직렬 통신 방식을 이용한 통신 시스템에서 다양한 정보를 하나의 노드에서 수집하기 위해서는 여러 개의 직렬 통신망을 이용해야 가능했으나, 버스타입인 NMEA2000을 이용하면 간단한 하나의 직렬 버스로 정보의 수집관리가 가능하였다.
  • 본 논문에서는 최근 새로운 Instrument Networks 레벨의 선박통신 표준으로 주목받고 있는 NMEA2000 규격에 기반한 선박 모니터링 시스템의 구현에 대해 기술한다. 종래의 1:1, 혹은 single-talker/multiple-listener 통신환경에서 는 여러 기기들의 정보를 한군데 모아서 처리하기에는 많은 제약이 있어 모니터, 혹은 사용자 인터페이스를 기기별로 제공해야 했었다.
  • 그러나 NMEA2000과 같은 multiple-talker/ultipleistener 통신환경에서는 여러 가지 다양한 종류의 기기가 제공하는 정보를 한군데 모아 하나의 모니터 상에서 유기적으로 결합하여 제공할 수 있으므로, 통합 모니터에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 항해정보, 엔진정보, 풍향풍속 등의 날씨 정보, 그리고 주요 탱크 관련 정보 등 주로 요트와 같은 소형선박에서 필수적으로 요구되는 정보를 사용자들이 쉽고 빠르게 알 수 있도록 하나의 모니터 터미널을 통해 제공하는 한편, 터치스크린을 이용하여 편리한 인터페이스를 제공하는데 초점을 맞추어 개발하였다.

가설 설정

  • (3) 터치스크린 : 사용자 편의를 위해 터치스크린을 입출력 장치로 선택하여 간단하고 쉽게 시스템을 조작할 수 있도록 한다. (4) NMEA2000 프로토콜의 적용 : multiple-talker/multiple-listener 형태의 선박 통신 프로토콜인 NMEA2000을 이용한 네트워크를 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선박의 효율적이고 안전한 운항을 위해 필요한 것은? 선박의 효율적이고 안전한 운항을 위해서는 선박 내의 각종 기기들을 네트워크로 연결하고 통합함으로써 기기들의 정보를 교환, 수집하고 관리할 필요가 있다. 이러한 선박 네트워크는 일반적으로 Fig.
Instrument Networks에 이용되는 과거의 통신 방식은? 'Instrument Networks'에 이용되는 통신 방식은 과거의 RS-422, RS-485등의 직렬통신 방식에서 NMEA0183으로 발전하였으나 여전히 singletalker/multiple-listener의 범주를 벗어나지 못하였을 뿐만 아니라, 확장성 등의 측면에 제약이 있어 새로운 개념의 통신 규격이 필요하게 되었다. 이에 따라 NMEA(National Marine Electronics Association)에서는 적절한 통신속도를 보장하고 저렴한 동시에 multiple-talker/multiplelistener 형식의 인스트루먼트 레벨 네트워크 규격인 NMEA 2000[2]을 제정하게 되었으며, IEC에서는 이것을 IEC 61162-3으로 채택하였다.
선박 네트워크의 계층구조는? 1과 같이 3개의 계층구조를 갖는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다.[1] 이 그림에서 최상층부의 'Administrative Network'는 선박 내부의 관리 업무를 위한 통신과 선박과 육상 사이, 또는 선박과 선박 사이의 정보교환을 담당하고, 가운데 위치하는 'Shipboard Control Network'은 Integrated Bridge, Engine Control & Monitor 등과 같은 선박의 주요기기들 사이를 연결하는 동시에 상부의 Administrative Networks와 하부의 Instrument Networks를 연결하는 middleware기능을 갖는다. 최하층부의 'Instrument Networks'는 각종 센서와 액튜에이터들 사이의 명령과 정보를 교환하기 위한 것으로, 이 계층의 네트워크에서 교환되는 정보들은 실시간 처리가 필요한 것들이 대부분이다. 이 네트워크는 그림에 보인 것과 같이 네트워크에 연결된 컨트롤러들의 물리적인 직접적 연결을 포함한다.
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참고문헌 (7)

  1. 차세대 IT 선박 융합 기술센터, "NMEA 2000 SoC 개발 1차년도 기술 보고서", 한국 해양대학교, 차세대 IT 선박 융합 기술센터, 2009. 1 

  2. NMEA, "NMEA2000 standard for serial-data networking of marine electronic devices", ver 1.2, Sept. 2004 

  3. 백인기, "세계의 슈퍼요트산업 동향", 해양수산 동향, 제 1260호, pp. 2, 2008 

  4. Peter Marsh, "Yacht industry steers well clear of any eastward drift", Financial Times, 2007 

  5. N. Griffin, "NMEA 2000, Coming On Strong", Marine Electronics Journal. Vol. 31, pp. 31-33, November/December 2008 

  6. (주)한백전자 기술연구소, "Getting Started with HBE-EMPOSII", (주)한백전자, 2004 

  7. 신영석, 김기형, 송해상 ,안광선, "Intel PXA255를 이용한 임베디드 리눅스 실험 실습", 사이텍미디어, 2004 

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