[논문]OPC UA Publisher와 DDS Subscriber의 상호운용성을 위한 게이트웨이 플랫폼

심웅빈; 송병권; 신준호

doi:10.7471/ikeee.2021.25.2.291

[국내논문] OPC UA Publisher와 DDS Subscriber의 상호운용성을 위한 게이트웨이 플랫폼
Gateway platform for interoperability between OPC UA Publisher and DDS Subscribers 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.25 no.2, 2021년, pp.291 - 301

심웅빈 (Dept. of Electronics and Computer Engineering, Seokyeong University) , 송병권 (Dept. of Electronics Engineering, Seokyeong University) , 신준호 (Smart Manufacturing Research Center, Korea Electronics Technology Institute)

초록
AI-Helper

제어 및 필드 레벨에서의 OPC UA는 필드 버스를 대체할 만큼의 충분한 성능을 제공하지 못한다. OPC 협회는 실시간 및 비연결 메커니즘을 지향하고, MQTT나 AMQP와 같이 브로커 기능을 지원하는 새로운 사양인 OPC UA 발행-구독 모델을 OPC UA Part14 표준으로 추가하였다. 본 논문은 OPC UA Part14 표준을 추가한 OPC UA 발행자와 DDS 구독자 간에 상호운용성을 위한 게이트웨이에 관한 내용이다. 본 논문에서 제안한 게이트웨이는 라즈베리파이 4를 사용하였으며, DDS는 오픈 소스인 OpenDDS를 사용하였다. OPC UA 발행-구독 모듈은 Open62541 발행-구독 오픈 소스를 기반으로 해당 소스에서 제공하지 않는 기능을 추가 구현한 것인 A-Open62541 발행-구독 모듈을 사용하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

OPC UA at the control and field level does not provide enough performance to replace the field bus. The OPC Foundation aims for a real-time and connection-less mechanism, and has added the OPC UA publish-subscribe model, a new specification that supports broker functions such as MQTT and AMQP, as the OPC UA Part 14 standard. This paper is about a gateway for interoperability between OPC UA publisher with the addition of OPC UA Part14 standard and DDS subscribers. Raspberry Pi 4 is used for the gateway proposed in this paper, and OpenDDS, an open source, is used for DDS. OPC UA publish-subscribe module used A-Open62541 publish-subscribe module, which additionally implements functions not provided by the corresponding source based on Open62541 publish-subscribe open source.

주제어

표/그림 (25)

그림 Fig. 1. OMG company DDS-OPC UA gateway structure. 그림 1. OMG사 DDS-OPC UA 게이트웨이 구조
그림 Fig. 2. OPC UA to DDS Bridge. 그림 2. OPC UA - DDS 브릿지
그림 Fig. 3. OPC UA Protocol Stack. 그림 3. OPC UA 프로토콜 스택
그림 Fig. 4. OPC UA PubSub Communication Model[4]. 그림 4. OPC UA PubSub 통신 모델[4]
그림 Fig. 5. OPC UA PubSub Broker Communication Model. 그림 5. OPC UA PubSub 브로커 통신 모델
그림 Fig. 6. Example of Topic[11]. 그림 6. 토픽의 예[11]
그림 Fig. 7. DDS Entity Interrelationship. 그림 7. DDS 엔티티 상호관계
그림 Fig. 9. Gateway overall system structure. 그림 9. 게이트웨이 전체 시스템 구조
그림 Fig. 8. A-Open62541 PubSub and Open62541 PubSub support features. 그림 8. A-Open62541 PubSub와 Open62541 PubSub 지원 기능
그림 Fig. 10. A-Open62541 PubSub Protocol Stack. 그림 10. A-Open62541 PubSub 프로토콜 스택
그림 Fig. 11. A-Open62541 PubSub RabbitMQ API. 그림 11. A-Open62541 PubSub RabbitMQ API
표 Table 1. Mapping of OPC UA PubSub native types to DDS. 표 1. OPCUA PubSub type 매핑 표
그림 Fig. 12. A-Open62541 PubSub Qpid-proton API. 그림 12. A-Open62541 PubSub Qpid-proton API
그림 Fig. 13. DDS Gateway Overall Software Structure. 그림 13. DDS 게이트웨이 전체 소프트웨어 구조
그림 Fig. 14. Example of DDS Gateway IDL Mapping Course. 그림 14. DDS 게이트웨이 IDL 매핑 과정의 예
그림 Fig. 15. DDS Gateway pseudo code. 그림 15. DDS 게이트웨이 의사코드
그림 Fig. 16. DDS Gateway QoS settings. 그림 16. DDS 게이트웨이 QoS 설정
그림 Fig. 17. Test-bed. 그림 17. 테스트베드 구성도
그림 Fig. 18. Wireshark between OPC UA Publisher and Gateway(MQTT). 그림 18. OPC UA 발행자와 게이트웨이 사이의 모니터링 화면(MQTT)
그림 Fig. 19. Wireshark between Gateway and OPC UA Subscriber (MQTT). 그림 19. 게이트웨이와 DDS 구독자 사이의 모니터링 화면 (MQTT)
표 Table 2. Test-bed System Specifications. 표 2. 테스트베드 시스템 사양
그림 Fig. 20. Wireshark between OPC UA Publisher and Gateway (AMQP). 그림 20. OPC UA 발행자와 게이트웨이 사이의 모니터링 화면(AMQP)
그림 Fig. 21. Wireshark between Gateway and OPC UA Subscriber (AMQP). 그림 21. 게이트웨이와 DDS 구독자 사이의 모니터링 화면 (AMQP).
그림 Fig. 22. publisher 1 - subscriber 1 Throughput. 그림 22. publisher 1 - subscriber 1인 경우의 처리량
그림 Fig. 23. publisher 10 - subscriber 1 Throughput. 그림 23. publisher 10 - subscriber 1인 경우의 처리량

참고문헌 (15)

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상세보기
SpaceNet AG., "OpenSSL," https://www.openssl.org/
Aaron Parecki, "OAuth 2.0 - OAuth," https://oauth.net/2/
Object Computing, Inc. (OCI), "OpenDDS,' https://opendds.org/
LiamBindle, "LiamBindle/MQTT-C: A portable MQTT C client for embedded systems and PCs alike," https://github.com/LiamBindle/MQTT-C

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