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MQTT와 Node-RED를 이용한 설비 모니터링 시스템의 구현
Implementation of factory monitoring system using MQTT and Node-RED 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.18 no.4, 2018년, pp.211 - 218  

오세춘 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과) ,  김태형 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과) ,  김영곤 (한국산업기술대학교 컴퓨터공학과)

초록
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근래에는 IoT 및 스마트팩토리 산업분야의 확산으로 인하여 IIoT와 관련한 다양한 기술들이 지속적으로 소개되고 있다. 본 논문에서는 이러한 다양한 기술들을 이용한 공장 설비 감시용 양방향 무선 네트워크 시스템의 구축을 제안한다. 본 논문에서 사용되는 주요 기술들은 다양한 현장의 설비상태를 모니터링하기 위한 초소형 센서 노드의 설계기술, 개별 센서 노드에서 처리된 다양한 정보를 무선 시스템을 이용해 서버로 전송하고 또한 서버에서 새롭게 설정된 각종 센서의 임계치들을 개별 센서 노드로 무선 전송하기 위한 Wi-Fi 기반의 MQTT 기술, 수집된 데이터를 저장하고 유무선으로 사용자에게 손쉽게 표시할 수 있는 Node-RED 기반의 설계 기술 등이다. 아울러 개별 센서 노드에서의 이상상태의 판단시에 이를 상황실로 알리고 상황실의 무선조정에 의해 현장의 화면영상을 상황실에서 확인할 수 있는 무선 양방향 카메라 시스템도 함께 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, various technologies related to IIoT are introduced continuously due to the spread of IoT and smart factory industries. This paper proposes the construction of a two-way wireless network system for monitoring plant equipment using these various technologies. The main technologies used in t...

주제어

#MQTT   #Node-RED   #NodeMCU   #Monitoring system  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 기존의 공장 내부 설비 모니터링 및 제어 기술들은 대부분 유선 네트워크를 기반으로 구축되어 있었으나 근래에는 유선과 무선을 포함한 다양한 형태의 혼합형태의 네트워크가 사용되고 있는 추세이며[1] 이를 위한 무선기술로는 Wi-Fi ,Bluetooth, UWB(Ultra Wide Band), ZigBee 등의 다양한 무선 네트워크들이 검토되고 있다[2]. 본 논문에서는 고정된 넓은 범위 내에서 사용되며 상대적으로 빠른 데이터 전송속도를 유지할 수 있는 Wi-Fi와 이를 기반으로 동작되는 MQTT09(Message Queuing Telemetry Transport)[3]를 사용한 양방향 공장 설비 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
혼합형태의 네트워크를 위한 무선기술로는 어떤 것들이 있는가? 근래에는 IoT(Internet of Things)와 스마트팩토리(SmartFactory) 산업의 대두로 특히 IIoT(Industrial IoT) 분야와 관련된 다양한 형태의 기술들이 각종 산업분야에 파급을 미치고 있는 추세이다. 기존의 공장 내부 설비 모니터링 및 제어 기술들은 대부분 유선 네트워크를 기반으로 구축되어 있었으나 근래에는 유선과 무선을 포함한 다양한 형태의 혼합형태의 네트워크가 사용되고 있는 추세이며[1] 이를 위한 무선기술로는 Wi-Fi ,Bluetooth, UWB(Ultra Wide Band), ZigBee 등의 다양한 무선 네트워크들이 검토되고 있다[2]. 본 논문에서는 고정된 넓은 범위 내에서 사용되며 상대적으로 빠른 데이터 전송속도를 유지할 수 있는 Wi-Fi와 이를 기반으로 동작되는 MQTT09(Message Queuing Telemetry Transport)[3]를 사용한 양방향 공장 설비 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다.
IIoT와 관련한 다양한 기술들이 지속적으로 소개되고 있는 이유는? 근래에는 IoT 및 스마트팩토리 산업분야의 확산으로 인하여 IIoT와 관련한 다양한 기술들이 지속적으로 소개되고 있다. 본 논문에서는 이러한 다양한 기술들을 이용한 공장 설비 감시용 양방향 무선 네트워크 시스템의 구축을 제안한다.
공장 설비 감시용 양방향 무선 네트워크 시스템의 전체 시스템은 어떻게 구성되는가? 그림 5에서 보이듯이 전체 시스템은 각 설비에 장착되는 개별 센서 노드들과 공장 현장에 설치되어 본 시스템의 핵심기능을 하는 로컬 서버, 로컬 서버의 모든 데이터를 확인하고 설정할 수 있는 상황실 컴퓨터를 비롯한 다양한 통제장비로 구성이 되며, 마지막으로는 특정 센서 노드의 이상발생시 통제장비의 지시에 따라 실시간으로 현장의 영상을 수집해 전송하는 카메라 노드들로 구성된다.
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참고문헌 (17)

  1. Thilo Sauter, "The Three Generations of Field-Level Networks-Evolution and Compatibility Issues", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 57, NO. 11, NOVEMBER 2010 DOI: 10.1109/TIE.2010.2062473 

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  2. Jin-Shyan Lee, Yu-Wei Su, and Chung-Chou Shen, "A Comparative Study of Wireless Protocols: Bluetooth, UWB, ZigBee, and Wi-Fi", The 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON) Nov. 5-8, 2007, Taipei, Taiwan DOI: 10.1109/IECON.2007.4460126 

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  4. https://nodered.org/ 

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  10. Dong-hyeon Kwon, Ji-yong Lim, Sung-uk Heo, Gwan-Hyung Kim, Am-suk Oh, "Implementation of Internet of Things Maker Kit Based on MQTT Protocol", Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering 21(11), 2017.11, 2145-2152 DOI: 10.6109/jkiice.2017.21.11.2145 

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  14. Chaebin Na, YeonWoong Choi, SeKwang Kim, JangGui Seo, Kitae Hwang, "An Implementation of Smart Flowerpot made with 3D Printer and NodeMCU", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC) Vol. 17, No. 5, pp.231-237, Oct. 31, 2017 DOI: 10.7236/JIIBC.2017.17.5.231 

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  15. Milica Lekic, Gordana Gardasevic, "IoT sensor integration to Node-RED platform", 17th International Symposium INFOTEH, 21-23 March 2018 DOI: 10.1109/INFOTEH.2018.8345544 

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  16. Nam Ky Giang, Michael Blackstock, Rodger Lea, Victor C.M. Leung, "Developing IoT Applications in the Fog: a Distributed Dataflow Approach", 2015 5th International Conference on the Internet of Things (IoT) DOI: 10.1109/IOT.2015.7356560 

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  17. https://escapequotes.net/esp8266-wemos-d1-mini-pins-and-diagram/ 

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