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Independent I/O Relay Class Design Using Modbus Protocol for Embedded Systems 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.25 no.6, 2020년, pp.1 - 8  

Kim, Ki-Su (School of Computer Information Engineering, Kunsan University) ,  Lee, Jong-Chan (Dept. of Computer Information Engineering, Kunsan University)

초록
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스마트팩토리, 산업용 드론, 빌딩 에너지 관리 시스템, PLC, 선박, 기차 및 비행기를 포함한 산업현장에서 Modbus프로토콜을 사용하여 시스템 모듈 간 통신을 적용한다. 기존의 Modbus는 시리얼 직렬통신으로 사용되었지만, 최근 Modbus프로토콜은 TCP/IP 통신으로 사용된다. Modbus프로토콜은 3가지 유형의 RTU, TCP 및 ASCII를 지원하고 임베디스 시스템에 프로토콜을 구현 하여 사용 한다. 하지만 RTU, TCP, ASCII기반의 프로토콜은 각 송신 I/O장치가 다를 수 있다. 예를 들어 RTU, ASCII 통신은 시리얼기반으로 통신 프로토콜을 송신하지만 이더넷 TCP/IP 송신을 요구하는 경우도 있다. 이와 같은 문제는 특히 임베디드 시스템에서 C언어(절차 지향)를 사용하기 때문에 I/O레지스터 관련 소스코드의 복잡성 증가 문제가 발생된다. 본 연구는 임베디드 장치에서 I/O함수를 논리적으로 분리가능한 소프트웨어 설계를 진행하고, 더불어 대리자 클래스 인스턴스를 통하여 I/O처리가 필요한 각 인스턴스의 수행 로직을 Modbus RTU, TCP, ASCII프로토콜 생성으로 설계 하였고 인스턴스별 통신 I/O처리와 논리적 수행 로직을 분리 가능한 소프트웨어 설계와 실험을 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Communication between system modules is applied using the Modbus protocol in industrial sites including smart factories, industrial drones, building energy management systems, PLCs, ships, trains, and airplanes. The existing Modbus was used for serial communication, but the recent Modbus protocol is...

주제어

#빌드 디자인패턴   #소프트웨어 설계   #모드버스 프로토콜   #프로토콜 빌더   #범용 비동기 송수신  

표/그림 (24)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 수요가 증가되는 데이터수집 및 처리에서 이더넷 혹은 시리얼통신 장비로부터 통신 인터페이스가 중요한 기술로 자리 잡고 있다. 본 논문에서는 공개된 범용프로토콜 Modbus 프로토콜을 기준으로 Modbus 프로토콜 규격인 ASCII, RTU, TCP의 인터페이스를 모두 활용 가능하고 I/O를 논리적으로 분리 가능한 소프트웨어를 설계한다[5].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
제4차 산업 혁명의 핵심은? 18 세기 초기 산업 혁명 이후 네 번째로 중요한 산업 시대이다. 이 혁명의 핵심은 인공지능, 로봇공학, 사물 인터넷, 무인 운송 수단(무인 항공기, 무인 자동차), 3차원 인쇄, 나노 기술과 같은 6대 분야에서 새로운 기술 혁신이다[1]. 사물인터넷(Internet of Things,이하 IOT)은 각종 사물에 센서와 통신기능을 내장 하여 인터넷에 연결하는 기술로서 유, 무선 통신을 통하여 각종 사물을 연결하는 기술을 의미한다[2].
제4차 산업 혁명은 무엇인가? 제4차 산업 혁명(Fourth Industrial Revolution, 4IR)은 정보 통신기술(ICT)의 융합으로 이루어낸 혁명 시대를 말한다. 18 세기 초기 산업 혁명 이후 네 번째로 중요한 산업 시대이다.
사물인터넷은 어떤 기술을 의미하는가? 이 혁명의 핵심은 인공지능, 로봇공학, 사물 인터넷, 무인 운송 수단(무인 항공기, 무인 자동차), 3차원 인쇄, 나노 기술과 같은 6대 분야에서 새로운 기술 혁신이다[1]. 사물인터넷(Internet of Things,이하 IOT)은 각종 사물에 센서와 통신기능을 내장 하여 인터넷에 연결하는 기술로서 유, 무선 통신을 통하여 각종 사물을 연결하는 기술을 의미한다[2]. 최근에는 스마트팩토리의 센서 네트워크를 통해 연속적으로 데이터를 수집하고 수집된 빅데이터를 활용하고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. Wikipedia, Fourth Industrial Revolution, https://ko.wikipedia.org/wiki/Fourth Industrial Revolution 

  2. Wikipedia, Internet of Things, https://ko.wikipedia.org/wiki/Internet of Things 

  3. Sangjin Jeong, Yoon-Young An, Hyunjoo Kang, Taehyoung Shim, Sung-Hei Kim, “An IoT Standards-Based Electrical Equipment Status Monitoring System Supporting Modbus/OCF Bridging,” Journal of Electrical Engineering & Technology, Vol. 69, No. 1, pp. 217-224, Jan 2020. 

  4. Dong-Hwan Kim, Bo-Heon Kim, Jeong-Ho Song, Hwang-Rae Kim, "A Design of Modbus Communication Class for Multiple SCU Connections, "Journal of Korean Institute of Information Technology, Vol. 16, No. 2, pp. 67-73, Feb 2018, DOI 10.14801/jkiit.2018.16.2.67 

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  5. Sang-hee Eum, "A Programmable Protocol Data Conversion Algorithm for Industrial Machine Monitoring, "Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, Vol. 21, No. 11, pp. 2139-2144, Nov.2017 

  6. Modicon Modbus Protocol Reference Guide, http://modbus.org/docs/PI_MBUS_300.pdf 

  7. Microchip, http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/doc2467.pdf 

  8. Erich Gamma, Design Patterns , ADDISONWESLEY , 395, 2003 

  9. Jeong-Ho Song, Bo-Hun Kim, Hwang-Rae Kim, "A Design of A Modbus Application Protocol for Multiple SCU Connections," Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 19, No. 4, pp. 642-649, 2018 DOI 10.5762/KAIS.2018.19.4.642 

  10. Modbus Application Protocol Manual V1_1b3: Available From: http://www.Modbus.org (accessed Aug, 15, 2017) 

  11. Bo-Heon Kim, Jeong-Ho Song, Hwang-Rae Kim, "A Study on Enhancement of the MOD-BUS RTU Protocol for Multi-Device Connection", Journal of KIIT. Vol. 16, No. 2, pp. 67-73, Feb. 28, 2018 

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