CAN통신은 자동차 내부 전자제어장치 간의 통신을 위하여 개발되어 최근 자동제동장치 등의 적용되고 있으며, 생산자동화를 위한 필드버스에도 적용되고 있다. 최근에는 대형 선박의 엔진제어 등을 위하여 필드버스가 도입되고 있다. 본 논문에서는 CAN통신을 기반으로 선박의 선실 출입통제 시스템을 구현한다. CAN통신기반 선실 출입통제 시스템은 출입통제 서버, ARM9 임베디드시스템과 CAN컨트롤러를 내장한 마이크로컨트롤러로 구성되어 있다. 출입통제 서버는 관리자가 접속하여 출입통제 시스템 전반적인 관리를 할 수 있도록 하고 ARM9 프로세서를 채용한 임베디드시스템은 CAN 네트워크로 연결된 RFID 리더컨트롤러의 출입 정보를 서버로 전송하고 출입관리를 한다. 임베디드 시스템은 CAN 프레임을 서버로 전반하는 게이트웨이 역할을 한다.
CAN통신은 자동차 내부 전자제어장치 간의 통신을 위하여 개발되어 최근 자동제동장치 등의 적용되고 있으며, 생산자동화를 위한 필드버스에도 적용되고 있다. 최근에는 대형 선박의 엔진제어 등을 위하여 필드버스가 도입되고 있다. 본 논문에서는 CAN통신을 기반으로 선박의 선실 출입통제 시스템을 구현한다. CAN통신기반 선실 출입통제 시스템은 출입통제 서버, ARM9 임베디드시스템과 CAN컨트롤러를 내장한 마이크로컨트롤러로 구성되어 있다. 출입통제 서버는 관리자가 접속하여 출입통제 시스템 전반적인 관리를 할 수 있도록 하고 ARM9 프로세서를 채용한 임베디드시스템은 CAN 네트워크로 연결된 RFID 리더컨트롤러의 출입 정보를 서버로 전송하고 출입관리를 한다. 임베디드 시스템은 CAN 프레임을 서버로 전반하는 게이트웨이 역할을 한다.
CAN communication developed for communication between electric control devices in vehicle, was recently applied to automatic braking devices, and can also be applied to field bus for production automation. Recently, field bus is introduced in engine control, etc. for large ship. In this paper, cabin...
CAN communication developed for communication between electric control devices in vehicle, was recently applied to automatic braking devices, and can also be applied to field bus for production automation. Recently, field bus is introduced in engine control, etc. for large ship. In this paper, cabin access control system can be implemented, based on CAN communication. The cabin access control system based on CAN communication consists of access control server, embedded system based on ARM9, and micro-controller built-in CAN controller. The access control server can be able to manage overall access control system by accessing with manager. And embedded system adopted ARM9 processor transmits access information of RFID reader controller connected with CAN networks to server, also performs access control. The embedded system can carry CAN frames to server, so it can be used as gateway.
CAN communication developed for communication between electric control devices in vehicle, was recently applied to automatic braking devices, and can also be applied to field bus for production automation. Recently, field bus is introduced in engine control, etc. for large ship. In this paper, cabin access control system can be implemented, based on CAN communication. The cabin access control system based on CAN communication consists of access control server, embedded system based on ARM9, and micro-controller built-in CAN controller. The access control server can be able to manage overall access control system by accessing with manager. And embedded system adopted ARM9 processor transmits access information of RFID reader controller connected with CAN networks to server, also performs access control. The embedded system can carry CAN frames to server, so it can be used as gateway.
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문제 정의
자동차에서의 전자제어의 필요성이 증가하면서 1986년 자동차 내부의 서로 다른 3개의 전자장치(ECU, electronic control unit) 간의 통신을 위한 통신 장치 개발을 자동차 업체인 벤츠(Benz)에서 요구하게 되었으며 자동차 부품 업체인 독인의 보쉬(Bosch)에 의하여 최초로 개발되었다. 개발 목표는 자동차에서 고가의 와이어 하네스를 저비용의 네트워크 케이블로 대치하기 위한 것이었다. CAN 프로토콜은 ABS와 에어백 등을 제어하기 위하여 빠른 응답성과 높은 신뢰성을 갖도록 설계되었다.
본 논문에서는 CAN통신을 기반으로 선실 출입 관리를 위한 출입통제시스템을 구현하였다. RFID 리더와 연결된 CAN컨트롤러와 임베디드시스템간에는 CAN 버스를 통하여 데이터 교환을 하고 임베디드시스템과 서버간에는 이더넷으로 데이터를 교환한다.
제안 방법
본 논문에서는 선실 출입통제시스템을 CAN통신 기반으로 구현하였다. 출입통제시스템은 출입 관리 서버, 임베디드시스템, RFID리더컨트롤러으로 구성된다.
그림 10은 슬롯형태의 CAN 통신모듈이다. 임베디드시스템과 연동하여 출입관리를 위한 제어와 센서처리를 한다.
즉, CAN 데이터 프레임을 이더넷 프레임으로 변환하여 서버로 전송하거나 이더넷 데이터를 CAN 데이터 프레임으로 변환하여 CAN컨트롤러로 전송한다. 특정 각 선실의 출입자의 ID를 저장하고 RFID리더로부터 받은 ID와 비교하여 출입여부를 결정한다. 임베디드시스템은 삼성의 S3C2440 ARM9 프로세서를 활용하여 그림 7과 같이 구현하였다.
대상 데이터
AT90CAN시리즈 MCU는 Flash 메모리 사이즈에 따라서 AT90CAN32와 AT90CAN64으로 구분되지만 하드웨어와 소프트웨어 측면에서 완전하게 호환된다. AVR 핵심(core)은 32개의 범용 레지스터를 갖는 명령 세트로 구성된다. 32개의 레지스터들은 직접 ALU에 연결된다.
따라서, CAN 데이터 프레임을 리더컨트롤러로부터 수신하여 이더넷을 통하여 서버로 전송하는 게이트웨이 역할을 한다. RFID리더컨트롤러는 CAN컨트롤러가 내장된 ATMEL사의 AT90CAN128마이크로컨트롤러를 사용하여 구현하였다. 마그네트잠금장치와 출입관리를 위한 센서를 제어한다.
후속연구
기존의 RS-485통신을 기반으로 하는 출입통제시스템에 비하여 구현한 출입통제시스템은 신규 단말기를 추가하는 등의 유지보수가 용이하다. 개발한 CAN통신모듈은 선박운항에 관련된 데이터를 수집하여 전자운항장치로 데이터를 전송하는데 활용할 수 있다.
자동차 내부 네트워크로 현재는 LIN과 CAN이 주종을 이루고 있고 향후 보다 고속의 FlexRay가 엔진제어 등의 중요한 제어를 위하여 사용될 것으로 전망되고 있다. 그림 2은 자동차 내부 네트워크 종류별 속도와 CAN 가격을 기준으로LIN과 FlexRay의 가격을 비교한 것이다.
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