선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 에너지와 기계 두 분야에서 활용될 IT 융합 사례를 개발하였다. 먼저 에너지 산업 분야 사례로 전통 전력 시스템에 무선 통신과 인터넷을 연결하여 이벤트에 기반한 맞춤형 수요관리를 실시간으로 수행할 수 있는 IT 융합 사례를 개발하였다.
- 따라서 다양한 서비스 제공을 하기 위해 실시간 특성을 만족해야 하고, 또한 많은 장치들로부터 제어 정보 등이 동시에 전송되고 이를 수신해서 처리해야 하므로 병렬처리가 필요하다. 이에 본 논문에서는 IT 융합 사례 개발 중 미래 에너지 시스템에서 처리되어야 할 병렬처리와 전통 기계 산업인 집진기를 원격에서 효율적으로 제어할 수 있는 병렬 처리 기법을 개발하였다. 먼저 미래 에너지 시스템은 사용 중인 모든 전기 기기들로부터 실시간으로 전력사용량이나 수요 관리에 필요한 정보들을 송‧ 수신해야 한다.
- 여기에 통신을 통해디지털 정보를 송신하고 수신할 때 사용되는 메시지 형식이 필요하다. 본 논문에서는 간단한 데이터를 보내고 받을 때 많이 사용하는 바이트 단위의 메시지 형식으로 정의하였다. 메시지 형식은 메시지 전송하기 전에 에러 발생을 없애기 위한 preamble 2바이트와 장치 ID와 부 장치 ID, 명령어, 데이터 및 check sum으로 구성되어 있다.
제안 방법
- 이에 본 논문에서는 먼저 IT 융합 시스템 구성 요소들을 정의하고, 이들을 유·무선 통신에 연결하기 위해 필요한 무선 통신 모듈과 전력선 통신 모뎀을 주문 제작하였다.
- 본 논문에서는 먼저 IT 융합 시스템 구성 요소들을 정의하고, 이들을 유·무선 통신에 연결하기 위해 필요한 무선 통신모듈과 전력선 통신 모뎀을 주문 제작하였다.
- 장치들의 센서에서 출력되는 디지털 데이터를 시리얼 통신이 가능하게 하여 유·무선 통신 장비와 연결하였다.
- 본 논문에서는 에너지와 기계 두 분야에서 활용될 IT 융합 사례를 개발하였다. 먼저 에너지 산업 분야 사례로 전통 전력 시스템에 무선 통신과 인터넷을 연결하여 이벤트에 기반한 맞춤형 수요관리를 실시간으로 수행할 수 있는 IT 융합 사례를 개발하였다. 그리고 기계 산업 분야의 IT 융합 사례로 전력선 통신[6]을 이용하여 전통 집진기의 bag 상태를 실시간으로 인터넷을 통해 확인할 수 있는 이벤트 기반 원격 집진기 bag 제어 시스템을 개발하였다.
- 먼저 에너지 산업 분야 사례로 전통 전력 시스템에 무선 통신과 인터넷을 연결하여 이벤트에 기반한 맞춤형 수요관리를 실시간으로 수행할 수 있는 IT 융합 사례를 개발하였다. 그리고 기계 산업 분야의 IT 융합 사례로 전력선 통신[6]을 이용하여 전통 집진기의 bag 상태를 실시간으로 인터넷을 통해 확인할 수 있는 이벤트 기반 원격 집진기 bag 제어 시스템을 개발하였다. 이러한 IT 융합 산업은 첨단 통신을 기반으로 데이터를 전송하고, 다양한 종류의 기기들과의 통신을 통한 제어 정보 및 다양한 형태의 데이터 종류들이 교환될 것이다.
- 따라서 이들을 처리하기 위해서는 각 이벤트별로 스레드를 생성하여 병렬 처리가 가능하여야 하며, 또한 데이터베이스에 무결성을 유지하기 위해 동기화 기법도 같이 고려되어야 한다. 그리고 전통 기계 산업인 집진기 제어 시스템에서도 동시에 설치되어 있는 다수의 집진기로부터 제어 정보를 효과적으로 교환해야 하므로 발생되는 이벤트만큼의 스레드를 생성하여 병렬로 처리하였다.
- 그리고 전통 산업의 장치들과 서비스 수용자간에 유·무선 통신을 하기 위해서는 시스템에 적합한 메시지 형식이 필요하므로 이들을 정의하였다. 뿐만 아니라 시스템을 구성하고 있는 장치 및 이벤트들에 대해 논리적으로 모델링을 하기 위해 XML을 이용하여 자료 구조를 설계하고, 이들을 이용해 객체 모델링 기법을 적용해서 객체를 모델링하였다. 여기에 다양한 장치들에서 발생되는 이벤트들을 병렬처리가 가능하도록 스레드(thread)를 생성하고 동기화를 고려하였다.
- 뿐만 아니라 시스템을 구성하고 있는 장치 및 이벤트들에 대해 논리적으로 모델링을 하기 위해 XML을 이용하여 자료 구조를 설계하고, 이들을 이용해 객체 모델링 기법을 적용해서 객체를 모델링하였다. 여기에 다양한 장치들에서 발생되는 이벤트들을 병렬처리가 가능하도록 스레드(thread)를 생성하고 동기화를 고려하였다. 마지막으로 개발한 내용들을 실험하기 위해 향후 전력 제어 시스템을 판넬에 축소 제작하여 실험을 수행하였으며, 전력선 통신을 이용하여 집진기 bag을 원격 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다.
- 먼저 자동차 산업은 단순 이동수단에서 IT 융합을 통해 안전성, 편리성 향상, 친환경 고효율의 “인간 친화, 자연 친화적인 산업”으로 진화하고자 한다.
- 여기에 다양한 장치들에서 발생되는 이벤트들을 병렬처리가 가능하도록 스레드(thread)를 생성하고 동기화를 고려하였다. 마지막으로 개발한 내용들을 실험하기 위해 향후 전력 제어 시스템을 판넬에 축소 제작하여 실험을 수행하였으며, 전력선 통신을 이용하여 집진기 bag을 원격 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 때 초보 시스템 운영자도 쉽게 결과를 확인할 수 있도록 다양한 시각적인 방법으로 결과를 제시하도록 개발하였다.
- 마지막으로 개발한 내용들을 실험하기 위해 향후 전력 제어 시스템을 판넬에 축소 제작하여 실험을 수행하였으며, 전력선 통신을 이용하여 집진기 bag을 원격 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 때 초보 시스템 운영자도 쉽게 결과를 확인할 수 있도록 다양한 시각적인 방법으로 결과를 제시하도록 개발하였다.
- 전통 산업과 IT 융합을 하기 위해 전통 산업의 장치들과 유·무선 통신 연결이 반드시 필요하다. 본 논문에서 개발한 원격 전력 정보 제어 시스템은 각 전력 장치를 개별적으로 제어할 수 있어야 하며, 각 장치의 정보를 신속하게 파악할 수 있어야 할 뿐만 아니라 또 장치의 전력 사용량을 실시간으로 파악하기 위해 무선 통신을 사용한다. 따라서 본 논문의 실험 환경에 적합한 무선 통신 모듈의 개발이 필요하다.
- 따라서 본 논문의 실험 환경에 적합한 무선 통신 모듈의 개발이 필요하다. 이에 본 논문에서 개발한 무선 데이터 송수신기 모듈은 무선으로 원거리의 전기 및 전자 장치를 최대 10개까지 On/Off 할 수 있는 송수신기로 CPU 내장형 모듈을 사용하였다. 그리고 다음 그림 2는 전력선 통신 모뎀을 집진기 bag의 상태를 보여주는 집진기의 센서인 차압측정기와 아날로그/디지털 변환기와 함께 연결한 모습을 보여주고 있다.
- 특히 전통 산업 장치들과 통신 장비와 연결할 때, 전통 산업 장치의 출력 자료가 아날로그인 경우, 아날로그 자료를 디지털로 변환하는 변환기가 연결되어야 한다. 이에 본 논문에서 제작한 아날로그/디지털 변환기는 마이크로 프로세서를 사용하여 9600 bps로 시리얼 통신인 RS-232C 통신을 할 수있도록 개발하였고 원격 에너지 정보 시스템에서는 무선 통신과 병렬 포트에 연결되도록 개발하였다. 여기에 통신을 통해디지털 정보를 송신하고 수신할 때 사용되는 메시지 형식이 필요하다.
- Target이라 불리는 element에서 이벤트가 발생되면 observer라 불리는 element에서 감지하고 이벤트 처리 여부를 결정한다. 본 논문에서는 XML을 이용한 이벤트 모델 표현을 위해 발생 가능한 이벤트들을 계층적으로 분류하여 관리한다. 이벤트가 발생되는 위치 또는 발생시키는 객체에 따라 알람, 부가 서비스 등 큰 그룹으로 분류하여 관리한다.
- 따라서 장치들로부터 동시에 이벤트가 발생할 수 있으며, 이들을 동시에 처리할 수 있는 기능이 개발되어야 한다. 이에 장치들에서 병렬 이벤트가 발생하면 이벤트 발생을 시스템에게 연결되어 있는 통신을 이용하여 전송하게 되며, 이러한 장치들로부터 전송된 정보를 병렬로 처리하기 위해 이벤트 수 만큼 스레드를 생성하고, 각 스레드에서 이벤트들을 동시에 처리하도록 하였다. 각각의 스레드는 전송된 정보에서 미리 정해진 메시지 형식에 맞추어 데이터를 읽고 의미 있는 토근들로 파싱하여 이벤트를 처리하거나, 토근들을 데이터베이스에 저장한다.
- 시리얼 포트와 병렬 포트를 열고, 닫고, 읽기, 쓰기와 연결 확인을 위해 Timeout 기능을 설정할 수 있도록 제공하여, 연결된 포트로부터 특정 시간이내 신호가 없을 시에는 연결이 끊어진 것으로 판단한다. 여기에 데이터베이스 무결성 유지를 위해 동기화를 같이 고려하여 개발하였다.
- 만약 읽어온 데이터에서 찾고자하는 데이터가 존재하지 않으면 에러처리를 해준다. 또한 시리얼 포트와의 연결이 끊어진 경우에도 리스트컨트롤러에서 해당 아이템을 제거하는 동작 등의 에러처리를 수행한다.
- 병렬 포트에서 pin_num 변수를 통해서 해당하는 핀을 확인하게 되고 ch를 통해서 해당하는 디바이스의 on/off제어를 수행할 수 있도록 구현되었다. 기본적으로 병렬 포트에서 data 핀의 경우 read/write 모두 가능하지만 8개이므로 이진수표현으로 최대 256개의 장치들이 컨트롤 가능하지만 간단한 방법을 이용하기 위해서 각각의 핀에 신호가 가면 해당 디바이스의 상태를 컨트롤 하는 방식으로 구현 하였다. 따라서 10개의 디바이스를 컨트롤 하기 위해서 data pin 8개와 status pin인 16,17번 핀 2개를 사용하였다.
- 본 논문에서 개발한 시스템들은 웹에서 이벤트 기반으로 동작하며, Oracle, MySQL과 JAVA, PHP 및 Flex와 open-flash-chart를 사용하여 개발하였다. 그리고 전통 산업 장치와 통신을 연결하기 위해 아날로그/디지털 변환기를 제작하고 이를 동작하기 위해서는 C 언어를 사용하여 임베디드 프로그램을 작성하고 실험하였다.
- 본 논문에서 개발한 시스템들은 웹에서 이벤트 기반으로 동작하며, Oracle, MySQL과 JAVA, PHP 및 Flex와 open-flash-chart를 사용하여 개발하였다. 그리고 전통 산업 장치와 통신을 연결하기 위해 아날로그/디지털 변환기를 제작하고 이를 동작하기 위해서는 C 언어를 사용하여 임베디드 프로그램을 작성하고 실험하였다. 먼저 원격 전력 정보 제어 시스템은 향후 전력 시스템을 전제로 개발된 내용이므로, 본 논문에서는 미래 전력 시스템을 축소한 패널을 제작하였다.
- 그리고 전통 산업 장치와 통신을 연결하기 위해 아날로그/디지털 변환기를 제작하고 이를 동작하기 위해서는 C 언어를 사용하여 임베디드 프로그램을 작성하고 실험하였다. 먼저 원격 전력 정보 제어 시스템은 향후 전력 시스템을 전제로 개발된 내용이므로, 본 논문에서는 미래 전력 시스템을 축소한 패널을 제작하였다. 제작된 시스템은 10개의 전력 장치를 탑재하고 있으며, 무선 통신을 통해 장치와 전력 정보 시스템간의 통신을 수행한다.
- 먼저 원격 전력 정보 제어 시스템은 향후 전력 시스템을 전제로 개발된 내용이므로, 본 논문에서는 미래 전력 시스템을 축소한 패널을 제작하였다. 제작된 시스템은 10개의 전력 장치를 탑재하고 있으며, 무선 통신을 통해 장치와 전력 정보 시스템간의 통신을 수행한다. 원격 전력 정보 제어 시스템은 병렬 이벤트 기반으로 동작하므로 장치들의 각각을 제어할 수 있는 이벤트를 발생시킬 수 있고, 또한 각 장치의 정보를 가져올 수 있을 뿐만 아니라 직접 수요관리를 위해 장치들의 전원을 공급 및 차단할 수 있는 기능을 제공한다.
- 다음은 원격 집진기 bag 제어 시스템으로 전력선 통신과 컴퓨터와의 연결은 직렬 통신 인터페이스나 USB를 통해 연결된다. 인터페이스로 전송된 데이터들을 바이트 단위로 메시지 형식에 맞추어 파싱한다. 이러한 연결 방식을 사용하여 집진기에서 일정한 간격으로 정보를 보내주면, 이들을 데이터베이스에 저장한 후 사용자에게 실시간으로 정보를 보여준다.
- 그리고 사용자가 비정기적으로 현재 상태를 요청할 수도 있으며, 이런 경우에도 집진기 bag 정보를 집진기에 요청하여 최신의 정보를 사용자에게 알려준다. 결과는 테이블과 그래프 형식을 선택할 수 있으며, 이 둘을 동시에 보여지도록 사용자가 요청하면 테이블과 그래프 형식이 동시에 나타난 화면을 통해 결과를 볼 수 있도록 개발하였다. 또한 집진기 bag 상태에 따라 교체시기를 알려주기 위해 과거 사례들을 수집한 후, 이들로부터 교체시기를 구할 수 있었다.
- 결과는 테이블과 그래프 형식을 선택할 수 있으며, 이 둘을 동시에 보여지도록 사용자가 요청하면 테이블과 그래프 형식이 동시에 나타난 화면을 통해 결과를 볼 수 있도록 개발하였다. 또한 집진기 bag 상태에 따라 교체시기를 알려주기 위해 과거 사례들을 수집한 후, 이들로부터 교체시기를 구할 수 있었다. 집진기 bag 상태에 영향을 주는 주요 요인들은 생산 공정에서 발생되는 분진의 양과 집진기의 사용 시간 및 bag 용량 등이다.
- 집진기 bag 상태에 영향을 주는 주요 요인들은 생산 공정에서 발생되는 분진의 양과 집진기의 사용 시간 및 bag 용량 등이다. 따라서 이들을 조건으로 하여 원하는 조건의 해를 효율적으로 찾을 수 있는 식을 개발하였다.
- 본 논문에서 개발한 원격 전력 정보 제어 시스템은 이벤트 기반 시스템으로 사용자가 원하는 전력 장치에 필요한 이벤트를 선택하고, 선택한 이벤트에서 요구되는 정보를 설정해 주면 된다. 다음의 그림 7은 이벤트 설정을 위한 화면으로 이벤트 종류를 선택한 후, 이벤트 적용시간을 설정하고 이 이벤트를 바로 적용할 것인지 아니면 예약을 할 것인지 등을 선택하도록 개발하였다.
- 아래 그림 8은 사용자가 전력 사용량을 보기 원하는 장치와 보기 원하는 날짜에 대해 전력 사용량을 주기적인 시간대별로 비교 분석하여 볼 수 있도록 한 결과 화면이다. 시간대별 가장 전력을 가장 많이 사용한 양과 가장 적은 사용량을 동시에 보여주어, 이를 토대로 실시간으로 수요관리를 할 수 있도록 기능을 제공하였다.
- 그리고 이들을 전통 산업의 장치들과 연결하는 기술을 개발하였으며, 장치들의 센서에서 출력되는 디지털 데이터를 시리얼 통신이 가능하게 하여 유·무선 통신 장비와 연결하였다.
- 따라서 다수의 집진기로부터 정기적인 이벤트가 발생하므로 이를 처리할 수 있는 스레드를 생성하여 병렬로 처리할 수 있다. 이때, 시스템 성능을 고려하여 스레드 수를 일정한 수의 이벤트 수 만큼 생성하게 개발하였다. 본 논문에서는 2개의 집진기 장치와 연결되는 시작품을 제작하여 실험을 수행한 결과 동시에 발생한 이벤트수 만큼 스레드를 생성하여 처리하면, 하나의 스레드로 처리한 결과 보다 빠른 처리 성능을 확인할 수 있었다.
- 뿐만 아니라 시스템을 구성하고 있는 장치 및 이벤트들에 대해 논리적으로 모델링을 하기 위해 XML을 이용하여 자료 구조를 설계하고, 이들을 이용해 객체 모델링 기법을 적용해서 객체를 모델링하였다. 또한 다수의 장치들로부터 동시에 이벤트들이 발생할 수 있으므로, 스레드를 생성하여 병렬 이벤트 처리가 가능하도록 개발하였다. 마지막으로 개발한 내용들을 실험하기 위해 향후 전력 제어 시스템을 패널에 축소 제작하여 실험을 수행하였다.
- 또한 다수의 장치들로부터 동시에 이벤트들이 발생할 수 있으므로, 스레드를 생성하여 병렬 이벤트 처리가 가능하도록 개발하였다. 마지막으로 개발한 내용들을 실험하기 위해 향후 전력 제어 시스템을 패널에 축소 제작하여 실험을 수행하였다. 각 장치별로 사용량을 확인할 수 있어 지능적인 수요 관리가 실시간으로 가능하며, 동시에 발생되는 이벤트들을 병렬로 처리할 수 있다.
- 다수의 사용자가 발생하는 이벤트들을 병렬로 처리할 수 있으므로 효과적이다. 특히 시스템 성능을 고려하여 고정된 개수만큼의 스레드가 생성되도록 하였으며, 데이터베이스의 동기화도 같이 고려하였다. 실험 결과 본 논문에서 개발한 시스템이 10개의 장치들을 연결할 수 있으므로, 10개의 장치들로부터 동시에 이벤트가 발생되어도 처리가 가능함을 알 수 있었다.
- 따라서 이들을 조건으로 하여 원하는 조건의 해를 효율적으로 찾을 수 있는 식을 개발하였다. 그리고 초보 시스템 운영자도 쉽게 결과를 확인할 수 있도록 다양한 시각적인 방법으로 결과를 제시하도록 개발하였다.
대상 데이터
- 주요 10대 IT 융합 산업을 살펴보면 IT와 자동차, 조선, 의료, 섬유, 기계·항공, 건설, 국방, 에너지, 로봇 및 조명이다.
- 본 논문에서 개발한 사례들의 시스템 구조는 크게 장치 (Device)와 사용자 포털(User Portal)[8] 및 서비스(Service) 로 구성된다. 장치는 시스템에서 제어되고 모니터링 되어지는 객체들을 말하며 XML을 이용하여 모델링된다.
성능/효과
- 반대로 전력 정보 시스템에서 발생한 경우, 전송해야 할 정보를 장치로 전송한다. 이와 같은 이벤트들을 본 논문에서 개발한 전력 정보 시스템이 10개의 장치들을 연결할 수 있으므로, 10개의 장치들로부터 동시에 이벤트가 발생되어도 처리가 가능함을 알 수 있었다.
- 또 원격 에너지 정보 시스템에서도 10개의 장치들로부터 실시간으로 정보를 송·수신하므로 이들을 병렬 처리하기 위해 동시에 발생한 이벤트 수와 같게 처리할 수 있게 개발하였으며, 좋은 처리 성능을 얻을 수 있었다.
- 위의 실험 결과로부터 IT와 집진기 융합을 통해 집진기의 bag 상태를 원격에서 실시간으로 확인할 수 있다. 특히 본 논문에서 개발한 시스템은 집진기의 정보를 실시간으로 제공하기 위해 정기적으로 데이터를 전송한다.
- 이때, 시스템 성능을 고려하여 스레드 수를 일정한 수의 이벤트 수 만큼 생성하게 개발하였다. 본 논문에서는 2개의 집진기 장치와 연결되는 시작품을 제작하여 실험을 수행한 결과 동시에 발생한 이벤트수 만큼 스레드를 생성하여 처리하면, 하나의 스레드로 처리한 결과 보다 빠른 처리 성능을 확인할 수 있었다. 또 원격 에너지 정보 시스템에서도 10개의 장치들로부터 실시간으로 정보를 송·수신하므로 이들을 병렬 처리하기 위해 동시에 발생한 이벤트 수와 같게 처리할 수 있게 개발하였으며, 좋은 처리 성능을 얻을 수 있었다.
- 특히 시스템 성능을 고려하여 고정된 개수만큼의 스레드가 생성되도록 하였으며, 데이터베이스의 동기화도 같이 고려하였다. 실험 결과 본 논문에서 개발한 시스템이 10개의 장치들을 연결할 수 있으므로, 10개의 장치들로부터 동시에 이벤트가 발생되어도 처리가 가능함을 알 수 있었다.
후속연구
- 이러한 IT 융합 산업은 첨단 통신을 기반으로 데이터를 전송하고, 다양한 종류의 기기들과의 통신을 통한 제어 정보 및 다양한 형태의 데이터 종류들이 교환될 것이다. 뿐만 아니라 다양한 통신 기기와 장치와의 통신에 따른 보안 기술이 동시에 고려가 되어야 하고, 다양한 부가 서비스가 제공될 것이다. 따라서 다양한 서비스 제공을 하기 위해 실시간 특성을 만족해야 하고, 또한 많은 장치들로부터 제어 정보 등이 동시에 전송되고 이를 수신해서 처리해야 하므로 병렬처리가 필요하다.
- 본 논문에서 개발한 원격 전력 정보 제어 시스템은 각 전력 장치를 개별적으로 제어할 수 있어야 하며, 각 장치의 정보를 신속하게 파악할 수 있어야 할 뿐만 아니라 또 장치의 전력 사용량을 실시간으로 파악하기 위해 무선 통신을 사용한다. 따라서 본 논문의 실험 환경에 적합한 무선 통신 모듈의 개발이 필요하다. 이에 본 논문에서 개발한 무선 데이터 송수신기 모듈은 무선으로 원거리의 전기 및 전자 장치를 최대 10개까지 On/Off 할 수 있는 송수신기로 CPU 내장형 모듈을 사용하였다.
- 해당 집진기와 bag을 선택하면 일정한 간격으로 집진기 bag 상태 정보를 보여주며, 특히 집진기 bag에 수집된 분진의 양이 일정한 수준 이상이 되면 교체시기를 관리자에게 알려주어, 교체시기를 실시간으로 확인할 수 있다. 이를 통해 집진기의 bag을 정확한 교체시기에 교체할 수 있으므로 교체 시기를 놓쳐 분진이 환경에 영향을 주는 것을 막을 수 있으며, bag을 대충 짐작으로 교체하지 않아, 낭비를 줄일 있을 것으로 기대한다.
- 또 원격 에너지 정보 시스템에서도 10개의 장치들로부터 실시간으로 정보를 송·수신하므로 이들을 병렬 처리하기 위해 동시에 발생한 이벤트 수와 같게 처리할 수 있게 개발하였으며, 좋은 처리 성능을 얻을 수 있었다. 그러나 본 논문의 실험 결과를 실제 시스템에 확장하여 적용한다면, 병렬 처리를 위해 스레드 생성시에 시스템 성능을 고려하여 일정한 스레드를 생성해야 할 것이다.
- 향후 연구과제는 실제 개발된 시스템을 다양한 전통 제조업인 기계 및 에너지 산업 현장에 적합하게 적용하는 일이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.