[논문]이기종 산업기기 통신을 위한 데이터 변환 및 전송 방법

엄상희

이기종 산업기기 통신을 위한 데이터 변환 및 전송 방법
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엄상희 (동주대학교 전기전자과)

최근 많은 산업용 기기들은 외부 모니터링과 제어 시스템에 프로토콜 호환성 문제에 직면하고 있다. 본 논문은 산업용 데이터의 모니터링을 지원하기 위하여 사용자가 프로그램을 통하여 여러 통신 프로토콜의 지원이 가능하도록 통신 프로토콜 변환 알고리즘을 구현하였다. 구현된 알고리즘을 이용하여 통신 게이트웨이 모듈을 통한 변환 실험을 진행하였고 좋은 결과를 얻었다.

Recently, many industrial instruments face the problem of protocol compatibility with the external monitoring and control system. This paper implemented a protocol conversion algorithm for industrial monitoring about communication Data. This algorithm is supported programmable method by user. we experimented the protocol conversion by communication gateway module using implemented algorithm, and obtained good results.

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문제 정의

본 논문에서는 산업용 데이터의 모니터링을 지원하기 위하여 사용자가 프로그램을 통하여 여러 통신 프로토콜의 지원이 가능한 통신 프로토콜 변환 알고리즘을 구현하였다. 산업현장에서 많이 사용되는 UDP, CAN, RS485 통신 방식에서 사용되는 NMEA0183, CAN Bus Protocol, IEC-61850, MODBUS의 통신 프로토콜을 분석하여 Ethernet으로 전송할 수 있도록 프로토콜 변환을 지원할 수 있는 구조와 공통된 방식으로 변환 할 수 있는 방법을 제시하였으며, 실험을 통하여 결과를 확인하였다.
본 논문에서는 여러 통신 프로토콜의 지원이 가능한 통신 프로토콜 변환 알고리즘을 구현하였다. 통신 프로토콜 변환 실험 결과 2가지 프로토콜과 Analog, Digital에서 1% 이하의 오차율을 나타내어 매우 우수한 결과를 확인할 수 있었다.

제안 방법

본 연구에서는 그림 1과 같은 통신 프로토콜 변화 알고리즘을 사용하였으며 펌웨어로 수행되도록 구성하였다. 통신 프로토콜 변환을 위한 구조는 크게 보면 통신방식 분석, 데이터 프로토콜의 해석과 변환이라는 기본 단계를 거친다.
본 논문에서는 산업용 데이터의 모니터링을 지원하기 위하여 사용자가 프로그램을 통하여 여러 통신 프로토콜의 지원이 가능한 통신 프로토콜 변환 알고리즘을 구현하였다. 산업현장에서 많이 사용되는 UDP, CAN, RS485 통신 방식에서 사용되는 NMEA0183, CAN Bus Protocol, IEC-61850, MODBUS의 통신 프로토콜을 분석하여 Ethernet으로 전송할 수 있도록 프로토콜 변환을 지원할 수 있는 구조와 공통된 방식으로 변환 할 수 있는 방법을 제시하였으며, 실험을 통하여 결과를 확인하였다.

대상 데이터

실험에 사용한 통신 프로토콜은 NMEA0183, CAN Bus Protocol이며 Analog, Digital 데이터도 전송하여 실험하였다. 사용된 데이터의 수는 1000개 이며, 전송된 데이터를 변환하여 이더넷 통신방식의 UDP프로토콜로 전송 받았을 경우를 실험하였다.
실험에 사용한 통신 프로토콜은 NMEA0183, CAN Bus Protocol이며 Analog, Digital 데이터도 전송하여 실험하였다. 사용된 데이터의 수는 1000개 이며, 전송된 데이터를 변환하여 이더넷 통신방식의 UDP프로토콜로 전송 받았을 경우를 실험하였다.

데이터처리

표 1은 프로토콜 변환 결과를 나타내었다. 세기지 통신 방식의 4종류 프로토콜에 대하여 제안된 프로토콜 변환 알고리즘을 사용하여 변환한 결과를 나타내었다.

성능/효과

본 논문에서는 여러 통신 프로토콜의 지원이 가능한 통신 프로토콜 변환 알고리즘을 구현하였다. 통신 프로토콜 변환 실험 결과 2가지 프로토콜과 Analog, Digital에서 1% 이하의 오차율을 나타내어 매우 우수한 결과를 확인할 수 있었다.

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