KR102262321B1 - IoT GATEWAY SYSTEM FOR INDUSTRIAL - Google Patents

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KR102262321B1
KR102262321B1 KR1020190156680A KR20190156680A KR102262321B1 KR 102262321 B1 KR102262321 B1 KR 102262321B1 KR 1020190156680 A KR1020190156680 A KR 1020190156680A KR 20190156680 A KR20190156680 A KR 20190156680A KR 102262321 B1 KR102262321 B1 KR 102262321B1
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이철우
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주식회사 두두원
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Abstract

The present invention is an industrial IoT gateway system which handles data from various protocol types of edge devices regardless of protocols and performs edge computing. The industrial IoT gateway system comprises: an edge device that generates edge data including at least one of sensor data and facility data; a cloud that provides at least one of a cloud service, a web service, a smart manufacturing system (MES) service, and an ERP service; and an edge gateway that receives the edge data, processes the edge data, and transmits the edge data to the cloud.

Description

산업용 IoT 게이트웨이 시스템{IoT GATEWAY SYSTEM FOR INDUSTRIAL}Industrial IoT gateway system {IoT GATEWAY SYSTEM FOR INDUSTRIAL}

본 발명은 산업용 IoT 게이트웨이 시스템으로서, 다양한 프로토콜 타입의 에지 디바이스에서의 데이터를 프로토콜과 무관하게 취급하며, 에지 컴퓨팅을 하는 산업용 IoT 게이트웨이 시스템이다.The present invention is an industrial IoT gateway system that handles data from edge devices of various protocol types regardless of protocols and performs edge computing.

인력, 자본이 부족한 중소 제조기업의 경우 기초, 중간 수준의 스마트공장 구축 수요가 대부분이고, 구축 기간 단축, 도입 비용 최소화 요구가 가장 많은 것으로 조사되었다. 소규모 제조 설비 중심으로 운용되는 많은 국내 중소 제조업체에 범용적으로 활용될 수 있는 저비용의 스마트공장 솔루션이 필요하다.In the case of small and medium-sized manufacturing companies lacking manpower and capital, most of the demand for building a smart factory at the basic or intermediate level was found to be the most demanding for shortening the construction period and minimizing the introduction cost. There is a need for a low-cost smart factory solution that can be used universally for many small and medium-sized domestic manufacturers operating mainly on small manufacturing facilities.

또한, 산업용 IoT에서 에지 디바이스, 예를 들어, 센서나 설비는 다양한 통신 프로토콜을 가지고 있는 바, 다양한 통신 프로토콜을 사용자가 관리하지 않는 솔루션이 필요하다.In addition, in the industrial IoT, edge devices, for example, sensors or facilities, have various communication protocols, so a solution in which users do not manage various communication protocols is needed.

KRUS 10-2019-007991710-2019-0079917 AA

본 발명은 중소 제조 현장의 다양한 설비/센서를 쉽고 간단하게 효율적으로 연동/관리할 수 있고, 에지 컴퓨팅 기술을 적용하여 고가의 스마트 제조 시스템(MES)나 Cloud Platform이 없이도 스마트 공장 구축이 가능한 산업용 IoT 센서 게이트웨이 시스템 제공을 목적으로 한다.The present invention is an industrial IoT that enables easy, simple and efficient interworking/management of various facilities/sensors in small and medium-sized manufacturing sites, and enables smart factory construction without an expensive smart manufacturing system (MES) or Cloud Platform by applying edge computing technology. The purpose is to provide a sensor gateway system.

또한, 단일 디바이스로 산업현장 내 다양한 센서/설비와의 인터페이스 해결로 센서/설비의 설치, 관리 및 유지보수 비용의 절감을 가능하게 하고, 데이터 처리, 자동보정, 자가진단, 의사결정기능을 수행하는 고기능, 고편의성, 고부가가치 산업용 IoT 센서 게이트웨이 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, by solving the interface with various sensors/facilities in the industrial field with a single device, it is possible to reduce the installation, management and maintenance costs of sensors/facilities, and to perform data processing, automatic correction, self-diagnosis, and decision-making functions. It aims to provide a high-function, high-convenience, high-value industrial IoT sensor gateway system.

본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 IoT 게이트웨이 시스템은, 센서 데이터 및 설비 데이터 중 적어도 하나를 구비하는 에지 데이터를 생성하는 에지 디바이스; 클라우드 서비스, 웹 서비스, 스마트 제조 시스템(MES) 서비스, 및 ERP 서비스 중 적어도 어느 한 서비스를 제공하는 클라우드; 및 상기 에지 데이터를 수신하여 상기 에지 데이터를 처리하고, 상기 클라우드에 상기 에지 데이터를 전송하는 에지 게이트웨이를 포함하고, 상기 에지 게이트웨이는 상기 에지 디바이스로부터 상기 에지 데이터를 수신하고, 다양한 통신 프로토콜을 관리하는 에지 디바이스 접속부; 상기 수신한 에지 데이터를 기설정된 정책에 따라 내부의 응용 프로그램 및 외부의 상기 클라우드 중 적어도 어느 한 곳으로 전송하는 멀티 프로토콜 적응부; 상기 멀티 프로토콜 적응부으로부터 수신한 에지 데이터를 이용하여 응용 프로그램을 구동하여 응용 서비스를 제공하는 에지 응용부; 및 상기 멀티 프로토콜 적응부으로부터 수신한 에지 데이터를 상기 클라우드로 전송하는 외부 접속부을 구비할 수 있다.An industrial IoT gateway system according to an embodiment of the present invention includes: an edge device that generates edge data including at least one of sensor data and facility data; Cloud providing at least one service of a cloud service, a web service, a smart manufacturing system (MES) service, and an ERP service; and an edge gateway that receives the edge data, processes the edge data, and transmits the edge data to the cloud, wherein the edge gateway receives the edge data from the edge device and manages various communication protocols edge device connection; a multi-protocol adaptation unit for transmitting the received edge data to at least one of an internal application program and an external cloud according to a preset policy; an edge application unit providing an application service by driving an application program using the edge data received from the multi-protocol adaptation unit; and an external connection unit for transmitting edge data received from the multi-protocol adaptation unit to the cloud.

또한, 상기 에지 디바이스 접속부는 다양한 통신 모듈을 장착하여 통신 환경을 확장하는 네트워크 확장 슬롯부을 구비하고, 상기 통신 모듈은 Wi-Fi 모듈, LoRa 모듈, NB-IoT 모듈, Zigbee 모듈, Bluetooth 모듈, Wi-SUN 모듈, CANbus 모듈, RS-238/485 모듈, 및 Ethernet 모듈 중 어느 하나이고, 상기 통신 모듈 중 일부는 상기 에지 디바이스 접속부에 고정 장착될 수 있다.In addition, the edge device connection unit has a network expansion slot unit for expanding a communication environment by mounting various communication modules, and the communication module is a Wi-Fi module, a LoRa module, an NB-IoT module, a Zigbee module, a Bluetooth module, a Wi- It is any one of a SUN module, a CANbus module, an RS-238/485 module, and an Ethernet module, and some of the communication modules may be fixedly mounted to the edge device connection unit.

또한, 상기 멀티 프로토콜 적응부는 네트워크 확장 슬롯부에 장착된 상기 통신 모듈을 파악하여 상기 파악된 통신 모듈이 지원하는 통신 프로토콜을 관리하는 에이전트를 생성하는 멀티 프로토콜 매니저; 상기 멀티 프로토콜 매니저로부터 수신한 상기 에지 데이터를 관리하고, 상기 에지 데이터를 에지 컴퓨팅할 지 여부를 판단하는 데이터 매니저; 및 상기 에지 데이터가 에지 컴퓨팅용 데이터이면 상기 에지 데이터를 수신하여 응용 서비스를 제공하는 서비스 API 매니저을 구비할 수 있다.In addition, the multi-protocol adaptor includes: a multi-protocol manager for identifying the communication module mounted on the network expansion slot unit and generating an agent for managing a communication protocol supported by the identified communication module; a data manager that manages the edge data received from the multi-protocol manager and determines whether to perform edge computing on the edge data; and if the edge data is data for edge computing, a service API manager for receiving the edge data and providing an application service.

또한, 상기 에지 응용부는 에지 게이트웨이 응용 및 관제-분석부을 구비할 수 있다.In addition, the edge application unit may include an edge gateway application and control-analysis unit.

또한, 상기 에지 게이트웨이 응용은 상기 에지 데이터를 처리를 위한 룰(rule)을 등록, 변경, 또는 삭제하는 에지 룰 엔진; 상기 룰에 따라 상기 에지 데이터를 전처리, 필터링, 및 보정하는 에지 데이터 핸들러; 및 상기 룰을 관리하고 이벤트나 장애를 검출하는 에지 리얼-타임 서비스을 구비할 수 있다.In addition, the edge gateway application may include: an edge rule engine for registering, changing, or deleting a rule for processing the edge data; an edge data handler for preprocessing, filtering, and correcting the edge data according to the rule; and an edge real-time service that manages the rules and detects events or failures.

또한, 상기 룰은 상기 에지 데이터를 보정하고 결함을 수정하는 규칙, 데이터를 필터링하거나 변환하는 규칙, 이벤트나 장애를 검출하는 규칙을 구비할 수 있다.In addition, the rule may include a rule for correcting the edge data and correcting a defect, a rule for filtering or transforming data, and a rule for detecting an event or a failure.

또한, 상기 관제-분석부는 상기 에지 게이트웨이 응용에서 전송한 데이터를 이용하여 상기 에지 디바이스가 구축한 장비를 관제 및 분석할 수 있다.In addition, the control-analysis unit may control and analyze the equipment built by the edge device using the data transmitted from the edge gateway application.

본 발명의 일 실시예에 따른 에지 게이트웨이는 센서 데이터 및 설비 데이터 중 적어도 하나를 구비하는 에지 데이터를 생성하는 에지 데이터를 수신하여 상기 에지 데이터를 처리하고, 클라우드 서비스, 웹 서비스, 스마트 제조 시스템(MES) 서비스, 및 ERP 서비스 중 적어도 어느 한 서비스를 제공하는 클라우드에 상기 에지 데이터를 전송하는 에지 게이트웨이로서, 상기 에지 디바이스로부터 상기 에지 데이터를 수신하고, 다양한 통신 프로토콜을 관리하는 에지 디바이스 접속부; 상기 수신한 에지 데이터를 기설정된 정책에 따라 내부의 응용 프로그램 및 외부의 상기 클라우드 중 적어도 어느 한 곳으로 전송하는 멀티 프로토콜 적응부; 상기 멀티 프로토콜 적응부으로부터 수신한 에지 데이터를 이용하여 응용 프로그램을 구동하여 응용 서비스를 제공하는 에지 응용부; 및 상기 멀티 프로토콜 적응부으로부터 수신한 에지 데이터를 상기 클라우드로 전송하는 외부 접속부을 포함할 수 있다.The edge gateway according to an embodiment of the present invention receives edge data that generates edge data including at least one of sensor data and equipment data, processes the edge data, and performs cloud service, web service, and smart manufacturing system (MES). ) an edge gateway for transmitting the edge data to a cloud providing at least one of a service and an ERP service, comprising: an edge device connection unit configured to receive the edge data from the edge device and manage various communication protocols; a multi-protocol adaptation unit for transmitting the received edge data to at least one of an internal application program and an external cloud according to a preset policy; an edge application unit providing an application service by driving an application program using the edge data received from the multi-protocol adaptation unit; and an external connection unit for transmitting edge data received from the multi-protocol adaptation unit to the cloud.

본 발명에 따른 산업용 IoT 게이트웨이 시스템는 다양한 통신 프로토콜을 사용자가 관리하지 않아도 되며, 에지 컴퓨팅을 지원하여 비용 절감, 고기능, 고편의성을 제공할 수 있다.The industrial IoT gateway system according to the present invention does not require a user to manage various communication protocols, and can provide cost reduction, high functionality, and high convenience by supporting edge computing.

도 1은 본 발명에 따른 산업용 IoT 게이트웨이 시스템의 블록 다이어그램,
도 2는 도 1의 에지 게이트웨이의 블록 다이어그램,
도 3은 도 2의 에지 디바이스 접속부의 블록 다이어그램,
도 4는 도 2의 멀티 프로토콜 적응부의 블록 다이어그램,
도 5는 도 2의 에지 응용부의 블록 다이어그램, 및
도 6은 도 2의 외부 접속부의 블록 다이어그램이다.
1 is a block diagram of an industrial IoT gateway system according to the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of the edge gateway of Fig. 1;
Fig. 3 is a block diagram of the edge device connection of Fig. 2;
4 is a block diagram of the multi-protocol adaptation unit of FIG. 2;
5 is a block diagram of the edge application of FIG. 2, and
FIG. 6 is a block diagram of an external connection of FIG. 2 .

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. '또는'은 전후 문맥상 논리적 배타합으로 해석될 수 있으나, 일반적으로 '그렇지 않으면', '논리적 배타합' 등의 직접적인 묘사가 없는 한, '및/또는'과 같은 의미, 즉, 논리합으로 해석한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items. 'or' may be construed as a logical exclusive sum in context, but in general, unless there is a direct description such as 'otherwise' or 'logical exclusion', it has the same meaning as 'and/or', that is, it is interpreted as a logical sum. do.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한 네트워크 상의 제1 구성요소와 제2 구성요소가 연결되어 있거나 접속되어 있다는 것은, 유선 또는 무선으로 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 데이터를 주고 받을 수 있음을 의미한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Also, when the first component and the second component on the network are connected or connected, it means that data can be exchanged between the first component and the second component by wire or wirelessly.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.In addition, the suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not give a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.

이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 도면 전체를 통하여 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였고, 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소에 대한 자세한 설명은 전술한 구성요소에 대한 설명으로 대체되어 생략될 수 있다.When these components are implemented in actual applications, two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components as needed. The same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the drawings, and detailed descriptions of the components having the same reference numerals may be omitted instead of being replaced with the descriptions of the above-described components.

또한, 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적이지 않다. 본 명세서에 기술된 특정 형상, 구조, 기능, 및 특성의 일 실시예는 다른 실시예로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 실시예에서 언급되는 구성요소는 제1 및 제2 실시예의 모든 기능을 수행할 수 있다.Furthermore, the invention encompasses all possible combinations of the embodiments indicated herein. Various embodiments of the present invention are different, but not mutually exclusive. One embodiment of a particular shape, structure, function, and characteristic described herein may be embodied in another embodiment. For example, components mentioned in the first and second embodiments may perform all functions of the first and second embodiments.

도 1은 본 발명에 따른 산업용 IoT 게이트웨이 시스템의 블록 다이어그램, 도 2는 도 1의 에지 게이트웨이의 블록 다이어그램, 도 3은 도 2의 에지 디바이스 접속부의 블록 다이어그램, 도 4는 도 2의 멀티 프로토콜 적응부의 블록 다이어그램, 도 5는 도 2의 에지 응용부의 블록 다이어그램, 및 도 6은 도 2의 외부 접속부의 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram of an industrial IoT gateway system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the edge gateway of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of the edge device connection unit of FIG. 2, and FIG. 4 is a multi-protocol adaptation unit of FIG. FIG. 5 is a block diagram of the edge application part of FIG. 2 , and FIG. 6 is a block diagram of the external connection part of FIG. 2 .

도 1을 참조하면, 산업용 IoT 게이트웨이 시스템은 에지 디바이스(10), 에지 게이트웨이(20), 및 클라우드(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the industrial IoT gateway system may include an edge device 10 , an edge gateway 20 , and a cloud 30 .

에지 디바이스(10)는 산업에서 이용되는 다양한 장치들로서, 센서 디바이스, 액튜에이터, 물리적인 측정 기구, PLC(Logic Controller), DCS(Distributed Control System), OPC(OLE for process control), 및/또는 DBMS(Database Management System) 등이 있을 수 있다. 에지 디바이스(10)는 이에 한정되지 않고 다양한 장치일 수 있으며, IoT 또는 IIoT의 다양한 사물(thing)일 수 있다.The edge device 10 is a variety of devices used in industry, a sensor device, an actuator, a physical measuring instrument, PLC (Logic Controller), DCS (Distributed Control System), OPC (OLE for process control), and / or DBMS ( Database Management System) and the like. The edge device 10 is not limited thereto, and may be various devices, and may be various things of the IoT or IIoT.

에지 디바이스(10)는 장비나 장치의 일부일 수 있으며, 이러한 장비나 장치는 공장 등의 시스템을 구축할 수 있다.The edge device 10 may be a part of equipment or apparatus, and such equipment or apparatus may construct a system such as a factory.

에지 디바이스(10)는 설비 데이터 및 센서 데이터(이하, '에지 데이터')를 출력할 수 있다. 에지 데이터는 온도, 습도, 밝기, 먼지(탄소), 압력, 진동, 전압, 전류, 평행, 자기, 조도, 근접, 및 거리 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.The edge device 10 may output facility data and sensor data (hereinafter, 'edge data'). The edge data may include at least one of temperature, humidity, brightness, dust (carbon), pressure, vibration, voltage, current, parallelism, magnetism, illuminance, proximity, and distance.

에지 디바이스(10)는 외부와 근거리/원거리 및 유/무선 통신할 수 있으며, 에지 데이터를 외부로 전송할 수 있다.The edge device 10 may communicate with the outside in short-distance/long-distance and wired/wireless communication, and may transmit edge data to the outside.

에지 디바이스(10)는 장치별로 상이한 통신 프로토콜을 구비할 수 있다. 이에 AP(Acess Point)는 모든 통신 프로토콜을 구비해아 하며, 각 통신 프로토콜에 따른 데이터를 취합할 수 있어야 했는데, 본 발명에 따른 산업용 IoT 게이트웨이 시스템는 이러한 문제를 해결할 수 있다.The edge device 10 may have a different communication protocol for each device. Accordingly, the AP (Access Point) should have all communication protocols and be able to collect data according to each communication protocol. The industrial IoT gateway system according to the present invention can solve this problem.

에지 게이트웨이(20)는 에지 디바이스(10)의 에지 데이터를 수신하여, 에지 데이터를 처리하거나 외부의 클라우드(30)로 전송할 수 있다.The edge gateway 20 may receive the edge data of the edge device 10 , process the edge data or transmit it to the external cloud 30 .

에지 게이트웨이(20)는 에지 컴퓨팅을 제공할 수 있다. 에지 컴퓨팅은 분산된 개방형 IT 아키텍처로서 분산된 처리 성능을 제공하여 모바일 컴퓨팅 및/또는 IoT(사물 인터넷) 기술을 지원할 수 있다.The edge gateway 20 may provide edge computing. Edge computing is a distributed, open IT architecture that can provide distributed processing power to support mobile computing and/or Internet of Things (IoT) technologies.

에지 게이트웨이(20)는 에지 컴퓨팅을 제공하여, 대기 시간 없이 실시간 데이터 처리를 할 수 있고, 데이터 흐름의 가속화를 지원할 수 있으며, 데이터가 생성될 때 거의 즉각적으로 데이터에 대응하여 대기 시간을 줄일 수 있으며, 효율적인 데이터 처리를 지원함으로써 인터넷 대역폭 사용량을 감소시킬 수 있으며, 퍼블릭 도메인을 이용하지 않아 유용한 보안 서비스를 제공할 수 있다.The edge gateway 20 provides edge computing, enabling real-time data processing without latency, supporting the acceleration of data flow, and reducing latency in response to data almost immediately as it is generated. , by supporting efficient data processing, Internet bandwidth usage can be reduced, and useful security services can be provided by not using the public domain.

에지 게이트웨이(20)는 자체적으로 데이터를 처리할 뿐만 아니라, 선별하거나 기설정된 정책에 따라 클라우드(30)로 전송할 수 있다.The edge gateway 20 may not only process data by itself, but also select it or transmit it to the cloud 30 according to a preset policy.

클라우드(30)는 에지 게이트웨이(20)에 연결된 외부 네트워크일 수 있다. 클라우드(30)는 인터넷, 서비스를 제공하는 서버, 공장에 배치된 스마트 제조 시스템(MES), ERP(Enterprise resource planning), SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 등의 다양한 클라우드 플랫폼일 수 있다.The cloud 30 may be an external network connected to the edge gateway 20 . The cloud 30 may be various cloud platforms such as the Internet, a server providing services, a smart manufacturing system (MES) deployed in a factory, enterprise resource planning (ERP), and supervisory control and data acquisition (SCADA).

도 2를 참조하면, 에지 게이트웨이(20)는 에지 디바이스 접속부(100), 멀티 프로토콜 적응부(200), 에지 응용부(300), 및 외부 접속부(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the edge gateway 20 may include an edge device connection unit 100 , a multi-protocol adaptation unit 200 , an edge application unit 300 , and an external connection unit 400 .

에지 디바이스 접속부(100)는 에지 디바이스(10)와 통신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 에지 디바이스(10)는 임의의 통신 프로토콜을 가질 수 있다. 이에, 에지 디바이스 접속부(100)는 다양한 통신 프로토콜을 제공할 수 있어야 한다.The edge device connector 100 may communicate with the edge device 10 . As noted above, edge device 10 may have any communication protocol. Accordingly, the edge device connection unit 100 should be able to provide various communication protocols.

에지 디바이스 접속부(100)는 제조 설비 및 센서의 데이터를 수집하기 위해 다양한 표준 프로토콜, 업계표준, 비표준(센서/설비 제조사가 제공하는) 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 에지 디바이스 접속부(100)는 PLC(Logic Controller), 범용 비동기화 송수신기(UART), RS-485, USB, RTC, TCP/IP 등을 지원한다. IoT 센서통합모듈(M3)은 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선 통신(IrDA), 와이-파이(Wi-Fi) 통신프로토콜을 따르는 무선 통신모듈, 로라(LoRa) 통신프로토콜을 따르는 로라(LoRa) 통신모듈, 3G, LTE, LTE-M 통신프로토콜을 지원할 수 잇다.The edge device connection unit 100 may support various standard protocols, industry standards, and non-standard protocols (provided by sensor/equipment manufacturers) in order to collect data of manufacturing facilities and sensors. For example, the edge device connection unit 100 supports a PLC (Logic Controller), a universal asynchronous transceiver (UART), RS-485, USB, RTC, TCP/IP, and the like. IoT sensor integrated module (M3) is a wireless communication module that follows Bluetooth, Zigbee, infrared communication (IrDA), Wi-Fi communication protocols, and LoRa that follows the LoRa communication protocol. LoRa) communication module, 3G, LTE, LTE-M communication protocol can be supported.

도 3을 참조하면, 에지 디바이스 접속부(100)는 다양한 통신 모듈을 확장할 수 있는 네트워크 확장 슬롯부(110)을 구비할 수 있다. 통신 모듈은 Wi-Fi 모듈, LoRa 모듈, NB-IoT 모듈, Zigbee 모듈, Bluetooth 모듈, Wi-SUN 모듈, CANbus 모듈, RS-238/485 모듈, Ethernet 모듈 등이 있을 수 있다.Referring to FIG. 3 , the edge device connection unit 100 may include a network expansion slot unit 110 capable of expanding various communication modules. The communication module may include a Wi-Fi module, a LoRa module, an NB-IoT module, a Zigbee module, a Bluetooth module, a Wi-SUN module, a CANbus module, an RS-238/485 module, an Ethernet module, and the like.

에지 디바이스 접속부(100)는 위에서 언급한 통신 모듈 중 일부는 고정 장착되고, 에지 디바이스(10)의 통신 프로토콜에 따라 통신 모듈을 장착하여 적절히 통신 프로토콜을 확장할 수 있다.In the edge device connection unit 100 , some of the above-mentioned communication modules are fixedly mounted, and the communication protocol may be appropriately extended by mounting the communication module according to the communication protocol of the edge device 10 .

멀티 프로토콜 적응부(200)는 에지 디바이스 접속부(100)에서 수신한 에지 데이터를 다른 응용 프로그램이나 클라우드 서비스에서 이용할 수 있도록 호환할 수 있다. 멀티 프로토콜 적응부(200)는 에지 데이터를 필요에 따라 또는 정책에 따라 에지 응용부(300) 또는 외부 접속부(400) 중 어느 하나 또는 양측에 전송할 수 있다.The multi-protocol adaptation unit 200 may be compatible so that the edge data received from the edge device connection unit 100 can be used in other applications or cloud services. The multi-protocol adaptation unit 200 may transmit edge data to either or both of the edge application unit 300 or the external connection unit 400 as needed or according to a policy.

도 4를 참조하면, 멀티 프로토콜 적응부(200)는 멀티 프로토콜 매니저(210), 데이터 매니저(220), 및 서비스 API 매니저(230)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the multi-protocol adaptor 200 may include a multi-protocol manager 210 , a data manager 220 , and a service API manager 230 .

멀티 프로토콜 매니저(210)는 플러그인 매니저, 각종 에이전트, 및 공통 프로토콜 핸들러를 구비할 수 있다.The multi-protocol manager 210 may include a plug-in manager, various agents, and a common protocol handler.

플러그인 매니저는 네트워크 확장 슬롯부(110)에 장착된 통신 모듈을 파악하여 해당 통신 모듈이 지원하는 통신 프로토콜을 관리하는 에이전트를 생성할 수 있다.The plug-in manager may identify a communication module mounted in the network expansion slot unit 110 and create an agent that manages a communication protocol supported by the corresponding communication module.

에이전트는 컨테이너나 VM(Virtual Machine)과 같이 가상화되어 생성될 수 있다.Agents can be created virtualized like containers or virtual machines (VMs).

에이전트는 OPC-UA 에이전트, SECS-I 에이전트, HSMS 에이전트, MODBUS 에이전트, PROFINET 에이전트, MQTT 에이전트, CoAP 에이전트, 및 EtherNet-IP 에이전트 등이 있을 수 있다.The agent may be an OPC-UA agent, a SECS-I agent, an HSMS agent, a MODBUS agent, a PROFINET agent, an MQTT agent, a CoAP agent, and an EtherNet-IP agent.

공통 프로토콜 핸들러는 수신한 에지 데이터를 상위 레이어 프로토콜로 변환하는 등의 작업을 하여, 다른 AIP나 서비스에서 이용하게 할 수 있다. 공통 프로토콜 핸들러는 에지 응용부(300)나 클라우드(30)에서 에지 데이터를 사용할 수 있도록 프로토콜을 전환할 수 수 있다.The common protocol handler converts the received edge data into a higher layer protocol, etc., so that it can be used by other AIPs or services. The common protocol handler may switch protocols so that edge data can be used by the edge application unit 300 or the cloud 30 .

데이터 매니저(220)는 멀티 프로토콜 매니저(210)로부터 수신한 에지 데이터를 관리할 수 있다. 데이터 매니저(220)는 에지 데이터를 에지 컴퓨팅할 지 여부를 판단할 수 있다. 에지 컴퓨팅할 에지 데이터라고 판단하면, 데이터 매니저(220)는 에지 데이터를 서비스 API 매니저(230)로 전달할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 데이터 매니저(220)는 외부 접속부(400)로 에지 데이터를 전송할 수 있다.The data manager 220 may manage edge data received from the multi-protocol manager 210 . The data manager 220 may determine whether to perform edge computing on edge data. If it is determined that it is edge data to be edge computed, the data manager 220 may transmit the edge data to the service API manager 230 . Otherwise, the data manager 220 may transmit the edge data to the external connection unit 400 .

서비스 API 매니저(230)는 다양한 API에 에지 데이터를 전달하는 관리 기능을 할 수 있다. 서비스 API 매니저(230)는 인증(Authenticator), 서비스 API 제어 등을 할 수 있다.The service API manager 230 may perform a management function of delivering edge data to various APIs. The service API manager 230 may perform authentication, service API control, and the like.

에지 응용부(300)는 여러 응용을 구동할 수 있다. 에지 응용부(300)는 에지 게이트웨이(20)가 에지 컴퓨팅 기능하도록 하는 중추적인 부분일 수 있다. The edge application unit 300 may drive several applications. The edge application unit 300 may be a pivotal part for enabling the edge gateway 20 to perform edge computing functions.

에지 응용부(300)는 클라우드 플랫폼 및 기업 전산시스템(MES 등)에서 제공하는 데이터 처리, 분석 및 관제 기능의 일부를 제조 현장의 설비/센서들과 근거리에 처리함으로써, 스마트 공장 응용 서비스 성능 개선할 수 있다.The edge application unit 300 processes some of the data processing, analysis and control functions provided by the cloud platform and enterprise computer system (MES, etc.) in a short distance to the facilities/sensors of the manufacturing site, thereby improving the performance of smart factory application services. can

에지 응용부(300)는 다양한 센서/설비에서 수집되는 데이터를 지능적으로 필터링/결합/보정/분석 처리하여, 스마트 공장 어플리케이션이나 서비스, 시스템의 성능 개선을 위한 edge computing 개념이 적용될 수 수 있다.The edge application unit 300 intelligently filters/combines/corrects/analyzes data collected from various sensors/equipment, so that an edge computing concept for improving the performance of smart factory applications, services, and systems can be applied.

도 5를 참조하면, 에지 응용부(300)는 에지 게이트웨이 응용(310) 및 관제-분석부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the edge application unit 300 may include an edge gateway application 310 and a control-analysis unit 360 .

에지 게이트웨이 응용(310)은 에지 룰 엔진(320), 에지 데이터 핸들러(330), 및 에지 리얼-타임 서비스(340)을 구비할 수 있다.The edge gateway application 310 may include an edge rule engine 320 , an edge data handler 330 , and an edge real-time service 340 .

에지 룰 엔진(320)은 에지 데이터를 처리를 위한 룰(rule)을 등록, 변경, 또는 삭제할 수 있다. 룰은 에지 데이터를 포함하는 데이터를 보정하거나 결함을 수정하는 규칙, 데이터를 필터링하거나 변환하는 규칙, 이벤트나 장애를 검출하는 규칙 등이 있을 수 있다.The edge rule engine 320 may register, change, or delete a rule for processing edge data. The rule may include a rule for correcting data including edge data or correcting a defect, a rule for filtering or transforming data, a rule for detecting an event or a failure, and the like.

에지 데이터 핸들러(330)는 룰에 따라 데이터를 전처리하거나 필터링, 및/또는 보정할 수 있다.The edge data handler 330 may preprocess, filter, and/or correct data according to rules.

에지 리얼-타임 서비스(340)는 룰을 관리하고 이벤트나 장애를 검출할 수 있도록 실시간으로 동작하며 다른 구성요소나 데이터를 제어할 수 있다.The edge real-time service 340 may operate in real time to manage rules and detect events or failures, and may control other components or data.

관제-분석부(360)는 에지 게이트웨이 응용(310)에서 전송한 데이터를 이용하여 에지 디바이스(10)나 에지 디바이스(10)가 구축한 장비/시스템을 관제하거나 분석할 수 있다.The control-analysis unit 360 may control or analyze the edge device 10 or the equipment/system built by the edge device 10 using the data transmitted from the edge gateway application 310 .

관제-분석부(360)는 빅-데이터 플랫폼(370), 에지 분석부(380), 및 에지 모니터링-진단부(390)을 구비할 수 있다.The control-analysis unit 360 may include a big-data platform 370 , an edge analysis unit 380 , and an edge monitoring-diagnosis unit 390 .

빅-데이터 플랫폼(370)은 데이터를 수집 및/또는 저장할 수 있다. 빅-데이터 플랫폼(370)은 데이터를 전처리하며 분석할 수 있다. 빅-데이터 플랫폼(370)은 빅 데이터를 처리하기 위한 운영체제를 구비할 수 있다. The big-data platform 370 may collect and/or store data. The big-data platform 370 may pre-process and analyze data. The big-data platform 370 may include an operating system for processing big data.

에지 분석부(380)는 관제 및/또는 분석을 위한 머신러닝을 분석하거나 모델을 개발할 수 있다.The edge analyzer 380 may analyze machine learning for control and/or analysis or develop a model.

에지 분석부(380)는 빅 데이터 기반으로 설비/센서 데이터 저장하고 플랫폼 구축할 수 있다. 에지 분석부(380)는 머신러닝 데이터 분석 알고리즘(RNN, LSTM, CNN 등) 선택하거나 이를 응용 설계할 수 있다. 에지 분석부(380)은 분석 알고리즘 학습하거나 적합성을 검증할 수 있다.The edge analyzer 380 may store facility/sensor data based on big data and build a platform. The edge analyzer 380 may select a machine learning data analysis algorithm (RNN, LSTM, CNN, etc.) or design it by application. The edge analyzer 380 may learn an analysis algorithm or verify suitability.

에지 모니터링-진단부(390)은 산업 현장을 모니터링하고 예지보전 기능 설계를 할 수 있다.The edge monitoring-diagnosing unit 390 may monitor an industrial site and design a predictive maintenance function.

에지 모니터링-진단부(390)는 모니터링 대상 설비/센서/데이터 선정하고, 모니터링 정책을 설계할 수 있다. 에지 모니터링-진단부(390)는 설비/공정 상태에 영향을 미치는 공정변수 정의할 수 있다. 에지 모니터링-진단부(390)는 통계 분석 기반의 센싱 데이터 분석 및 예측 기술을 설계할 수 있다. 에지 모니터링-진단부(390)는 머신러닝 분석 알고리즘을 적용한 예지보전 기능 설계할 수 있다.The edge monitoring-diagnosing unit 390 may select equipment/sensors/data to be monitored and design a monitoring policy. The edge monitoring-diagnosing unit 390 may define process variables affecting equipment/process conditions. The edge monitoring-diagnosing unit 390 may design a statistical analysis-based sensing data analysis and prediction technology. The edge monitoring-diagnosing unit 390 may design a predictive maintenance function to which a machine learning analysis algorithm is applied.

에지 모니터링-진단부(390)는 스마트 폰, 태플릿 PC 등의 이동 단말에서의 원격 관제 기능 설계할 수 있다.The edge monitoring-diagnosing unit 390 may design a remote control function in a mobile terminal such as a smart phone or a tablet PC.

외부 접속부(400)는 클라우드(30)와 데이터를 주고 받을 수 있다. 외부 접속부(400)는 에지 응용부(300)(특히, 데이터 매니저(220))로부터 수신한 에지 데이터를 클라우드(30)으로 전송하여, 필요한 서비스를 요청하거나 해당 서비스를 받을 수 있다.The external connection unit 400 may send and receive data to and from the cloud 30 . The external connection unit 400 transmits the edge data received from the edge application unit 300 (particularly, the data manager 220 ) to the cloud 30 to request a necessary service or receive a corresponding service.

도 6을 참조하면, 외부 접속부(400)는 클라우드 관리 모듈(410), 데이터 브로커 매니저(420), 및 데이터 브로커(430)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the external connection unit 400 may include a cloud management module 410 , a data broker manager 420 , and a data broker 430 .

클라우드 관리 모듈(410)은 에지 데이터를 클라우드(30)의 어느 서비스로 보낼지 관리할 수 있다.The cloud management module 410 may manage which service of the cloud 30 to send the edge data to.

데이터 브로커 매니저(420)는 에지 데이터가 전송될 클라우드 서비스를 관리하는 데이터 브로커(broker)(430)에 에지 데이터를 전송할 수 있다.The data broker manager 420 may transmit edge data to a data broker 430 that manages a cloud service to which edge data will be transmitted.

데이터 브로커(430)는 에지 데이터를 해당 클라우드 서비스에 적합하도록 변환할 수 있다. 데이터 브로커(430)는 MES 데이터 브로커, ERP 데이터 브로커, 클라우드 데이터 브로커, 웹 데이터 브로커 등이 있을 수 있다.The data broker 430 may convert edge data to be suitable for a corresponding cloud service. The data broker 430 may include an MES data broker, an ERP data broker, a cloud data broker, a web data broker, and the like.

각 브로커는 해당 서비스를 하는 서버로 해당 데이터를 전송할 수 있다. 브로커는 번들로 생성될 수 있다.Each broker can transmit the corresponding data to the server that provides the corresponding service. Brokers can be created in bundles.

상기 본 발명은 하드웨어 또는 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 구현은 상기 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 즉, 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터가 읽을 수 있는 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 및 기타 데이터 등 정보 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로서 구현된 모든 저장 가능한 매체를 포함하는 것으로, 휘발성/비휘발성/하이브리드형 메모리 여부, 분리형/비분리형 여부 등에 한정되지 않는다. 통신 저장 매체 는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호 또는 전송 메커니즘, 임의의 정보 전달 매체 등을 포함한다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The present invention may be implemented in hardware or software. Implementation The present invention can also be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. That is, it may be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer. The computer readable medium includes any type of medium in which data that can be read by a computer system is stored. Computer-readable media may include computer storage media and communication storage media. Computer storage media includes all storable media implemented as any method or technology for information storage, such as computer readable instructions, data structures, program modules, and other data, and includes volatile/nonvolatile/hybrid memory. Whether or not, it is not limited to whether it is a detachable/non-separable type. Communication storage media includes a modulated data signal or transmission mechanism, such as a carrier wave, any information delivery media, and the like. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

10: 에지 디바이스
20: 에지 게이트웨이
10: edge device
20: edge gateway

Claims (4)

센서 데이터 및 설비 데이터 중 적어도 하나를 구비하는 에지 데이터를 생성하는 에지 디바이스;
클라우드 서비스, 웹 서비스, 스마트 제조 시스템(MES) 서비스, 및 ERP 서비스 중 적어도 어느 한 서비스를 제공하는 클라우드; 및
상기 에지 데이터를 수신하여 상기 에지 데이터를 처리하고, 상기 클라우드에 상기 에지 데이터를 전송하는 에지 게이트웨이를 포함하고,
상기 에지 게이트웨이는, 상기 에지 디바이스로부터 상기 에지 데이터를 수신하고, 다양한 통신 프로토콜을 관리하는 에지 디바이스 접속부; 상기 수신한 에지 데이터를 기설정된 정책에 따라 내부의 응용 프로그램 및 외부의 상기 클라우드 중 적어도 어느 한 곳으로 전송하는 멀티 프로토콜 적응부; 상기 멀티 프로토콜 적응부으로부터 수신한 에지 데이터를 이용하여 응용 프로그램을 구동하여 응용 서비스를 제공하는 에지 응용부; 및 상기 멀티 프로토콜 적응부으로부터 수신한 에지 데이터를 상기 클라우드로 전송하는 외부 접속부을 구비하고,
상기 에지 디바이스 접속부는 다양한 통신 모듈을 장착하여 통신 환경을 확장하는 네트워크 확장 슬롯부을 구비하고,
상기 멀티 프로토콜 적응부는, 네트워크 확장 슬롯부에 장착된 상기 통신 모듈을 파악하여 상기 파악된 통신 모듈이 지원하는 통신 프로토콜을 관리하는 에이전트를 생성하는 멀티 프로토콜 매니저; 상기 멀티 프로토콜 매니저로부터 수신한 상기 에지 데이터를 관리하고, 상기 에지 데이터를 에지 컴퓨팅할 지 여부를 판단하는 데이터 매니저; 및 상기 에지 데이터가 에지 컴퓨팅용 데이터이면 상기 에지 데이터를 수신하여 응용 서비스를 제공하는 서비스 API 매니저을 구비하고,
상기 에이전트는 가상화되어 생성되고,
상기 에이전트는 OPC-UA 에이전트, SECS-I 에이전트, HSMS 에이전트, MODBUS 에이전트, PROFINET 에이전트, MQTT 에이전트, CoAP 에이전트, 및 EtherNet-IP 에이전트 중 어느 하나이고,
상기 멀티 프로토콜 매니저는 상기 수신한 에지 데이터를 상위 레이어 프로토콜로 변환하여, 다른 AIP 및 서비스에서 이용하게 하고, 상기 에지 응용부 및 상기 클라우드에서 상기 에지 데이터를 사용할 수 있도록 프로토콜을 전환하는 공통 프로토콜 핸들러를 구비하고,
상기 에지 응용부는 에지 게이트웨이 응용 및 관제-분석부을 구비하고,
상기 에지 게이트웨이 응용은, 상기 에지 데이터를 처리를 위한 룰(rule)을 등록, 변경, 또는 삭제하는 에지 룰 엔진; 상기 룰에 따라 상기 에지 데이터를 전처리, 필터링, 및 보정하는 에지 데이터 핸들러; 및 상기 룰을 관리하고 이벤트나 장애를 실시간으로 동작하며 검출하는 에지 리얼-타임 서비스을 구비하고,
상기 룰은 상기 에지 데이터를 보정하고 결함을 수정하는 규칙, 데이터를 필터링하거나 변환하는 규칙, 이벤트나 장애를 검출하는 규칙을 구비하고,
상기 관제-분석부는 상기 에지 게이트웨이 응용에서 전송한 데이터를 이용하여 상기 에지 디바이스가 구축한 장비를 관제 및 분석하고,
상기 관제-분석부는 데이터를 수집 및 저장하고, 상기 데이터를 전처리하며 분석하고, 빅 데이터를 처리하기 위한 운영체제를 구비하는 빅-데이터 플랫폼; 관제 및 분석을 위한 머신러닝을 분석 및 모델을 개발하고, 빅 데이터 기반으로 상기 설비 및 센서 데이터 저장하고 플랫폼 구축고, 머신러닝 데이터 분석 알고리즘(RNN, LSTM, CNN 등) 선택하여 분석 알고리즘 학습하고 적합성을 검증는 에지 분석부; 및 모니터링할 대상의 설비 및 센서 데이터 선정하고, 모니터링 정책을 설계하고, 설비 및 공정 상태에 영향을 미치는 공정변수 정의하고, 통계 분석 기반의 센싱 데이터 분석 및 예측 기술을 설계하고, 상기 머신러닝 데이터 분석 알고리즘을 적용한 예지보전 기능을 설계하는, 에지 모니터링-진단부;를 구비하고,
상기 외부 접속부(400)는 상기 에지 데이터를 클라우드(30)의 어느 서비스로 보낼지 관리하는 클라우드 관리 모듈(410); 및 상기 에지 데이터를 해당 클라우드 서비스에 적합하도록 변환하는 데이터 브로커(430);를 구비하는, 산업용 IoT 게이트웨이 시스템.
an edge device that generates edge data including at least one of sensor data and facility data;
Cloud providing at least one service of a cloud service, a web service, a smart manufacturing system (MES) service, and an ERP service; and
an edge gateway that receives the edge data, processes the edge data, and transmits the edge data to the cloud;
The edge gateway may include: an edge device connection unit configured to receive the edge data from the edge device and manage various communication protocols; a multi-protocol adaptation unit for transmitting the received edge data to at least one of an internal application program and an external cloud according to a preset policy; an edge application unit providing an application service by driving an application program using the edge data received from the multi-protocol adaptation unit; and an external connection unit for transmitting the edge data received from the multi-protocol adaptation unit to the cloud,
The edge device connection unit includes a network expansion slot unit for expanding the communication environment by mounting various communication modules,
The multi-protocol adapting unit may include: a multi-protocol manager for identifying the communication module mounted on the network expansion slot unit and generating an agent for managing a communication protocol supported by the identified communication module; a data manager that manages the edge data received from the multi-protocol manager and determines whether to perform edge computing on the edge data; and a service API manager for receiving the edge data and providing an application service if the edge data is data for edge computing,
The agent is created by virtualization,
The agent is any one of an OPC-UA agent, a SECS-I agent, an HSMS agent, a MODBUS agent, a PROFINET agent, an MQTT agent, a CoAP agent, and an EtherNet-IP agent;
The multi-protocol manager converts the received edge data into a higher layer protocol, allows it to be used by other AIPs and services, and converts protocols so that the edge data can be used by the edge application unit and the cloud. A common protocol handler provided,
The edge application unit includes an edge gateway application and control-analysis unit,
The edge gateway application may include: an edge rule engine for registering, changing, or deleting a rule for processing the edge data; an edge data handler for preprocessing, filtering, and correcting the edge data according to the rule; and an edge real-time service that manages the rules and operates and detects events or failures in real time,
The rule comprises a rule for correcting the edge data and correcting a defect, a rule for filtering or transforming data, a rule for detecting an event or a failure,
The control-analysis unit controls and analyzes equipment built by the edge device using the data transmitted from the edge gateway application,
The control-analysis unit collects and stores data, pre-processes and analyzes the data, and a big-data platform having an operating system for processing big data; Analyze and develop machine learning models for control and analysis, store the facility and sensor data based on big data, build a platform, select machine learning data analysis algorithms (RNN, LSTM, CNN, etc.) Verification of the edge analysis unit; and selecting equipment and sensor data to be monitored, designing monitoring policies, defining process variables affecting equipment and process conditions, designing statistical analysis-based sensing data analysis and prediction technology, and analyzing the machine learning data and an edge monitoring-diagnostic unit that designs a predictive maintenance function to which an algorithm is applied;
The external connection unit 400 includes a cloud management module 410 that manages which service of the cloud 30 to send the edge data; and a data broker 430 that converts the edge data to be suitable for a corresponding cloud service.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113381894A (en) * 2021-06-10 2021-09-10 北京小程科技有限公司 Decentralized data communication system and method for urban in-road parking management
CN113627527A (en) * 2021-08-11 2021-11-09 中车青岛四方车辆研究所有限公司 Non-standard detection equipment monitoring system
KR102348545B1 (en) 2021-10-27 2022-01-10 이대성 Heterogeneous Protocol Gateway System in Smart Factory
CN113992480A (en) * 2021-11-01 2022-01-28 武汉市水务集团有限公司 Internet of things gateway system based on modular design and configuration method
CN114153468A (en) * 2021-11-04 2022-03-08 云镝智慧科技有限公司 Industrial protocol adaptation method and device, edge device and cloud server
CN114237178A (en) * 2021-12-15 2022-03-25 山东浪潮工业互联网产业股份有限公司 Workshop equipment management system based on edge calculation, workshop management system and method
CN114422618A (en) * 2021-12-31 2022-04-29 北京千方科技股份有限公司 IOT platform protocol adaptation method, device, equipment and medium based on cloud protogenesis
CN114500543A (en) * 2022-01-13 2022-05-13 徐工汉云技术股份有限公司 Distributed elastic edge acquisition system and application method thereof
CN115242770A (en) * 2022-08-02 2022-10-25 无锡隐溪信息技术有限公司 Edge calculation system and method supporting out-of-band management
CN115643312A (en) * 2022-09-30 2023-01-24 中铁第四勘察设计院集团有限公司 Multi-protocol data acquisition and protocol conversion device based on cloud gateway
KR102499180B1 (en) * 2021-10-06 2023-02-13 최태식 System for integrated control for safety integration linkage based on the platform
KR20230030877A (en) * 2021-08-26 2023-03-07 주식회사 엘지유플러스 Method for controlling system including edge gateway of managing industrial iiot
CN115766615A (en) * 2022-11-30 2023-03-07 杭州谐云科技有限公司 Cloud edge-based equipment twin data management method and system
CN116542656A (en) * 2023-07-05 2023-08-04 煤炭科学技术研究院有限公司 Cloud-edge combined intelligent operation and maintenance system and method for mining equipment
KR102594581B1 (en) * 2023-01-17 2023-10-26 동양비엠에스(주) Multi gateway device with integrated system of wire and wireless communication modes
KR102669961B1 (en) * 2021-12-31 2024-05-30 주식회사 두두원 SMART FACTORY MANGEMENT SYSTEM BASED ON INDUSTRIAL IoT EDGE GATEWAY SUPPORTING MUTI-PROTOCOL

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016006922A (en) * 2014-06-20 2016-01-14 株式会社日立ソリューションズ Gateway device and sensor data collection system
KR101741945B1 (en) * 2016-01-14 2017-05-31 호남대학교 산학협력단 System for total managing multi-channel electrical power energy
KR20180045003A (en) * 2015-08-28 2018-05-03 퀄컴 인코포레이티드 Small Cell Edge Computing Platform
KR20190079917A (en) 2017-12-28 2019-07-08 (주)시그너스 SYSTEM AND APPARATUS FOR OBTAINING DATA OF FACILITY AND SENSOR BASED ON INDUSTRIAL IoT SERVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016006922A (en) * 2014-06-20 2016-01-14 株式会社日立ソリューションズ Gateway device and sensor data collection system
KR20180045003A (en) * 2015-08-28 2018-05-03 퀄컴 인코포레이티드 Small Cell Edge Computing Platform
KR101741945B1 (en) * 2016-01-14 2017-05-31 호남대학교 산학협력단 System for total managing multi-channel electrical power energy
KR20190079917A (en) 2017-12-28 2019-07-08 (주)시그너스 SYSTEM AND APPARATUS FOR OBTAINING DATA OF FACILITY AND SENSOR BASED ON INDUSTRIAL IoT SERVICE

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113381894A (en) * 2021-06-10 2021-09-10 北京小程科技有限公司 Decentralized data communication system and method for urban in-road parking management
CN113381894B (en) * 2021-06-10 2024-04-12 北京小程科技有限公司 Decentralized data communication system and method for urban road parking management
CN113627527A (en) * 2021-08-11 2021-11-09 中车青岛四方车辆研究所有限公司 Non-standard detection equipment monitoring system
CN113627527B (en) * 2021-08-11 2024-02-02 中车青岛四方车辆研究所有限公司 Nonstandard detection equipment monitoring system
KR102593932B1 (en) * 2021-08-26 2023-10-25 주식회사 엘지유플러스 Method for controlling system including edge gateway of managing industrial iiot
KR20230030877A (en) * 2021-08-26 2023-03-07 주식회사 엘지유플러스 Method for controlling system including edge gateway of managing industrial iiot
KR102499180B1 (en) * 2021-10-06 2023-02-13 최태식 System for integrated control for safety integration linkage based on the platform
KR102348545B1 (en) 2021-10-27 2022-01-10 이대성 Heterogeneous Protocol Gateway System in Smart Factory
CN113992480A (en) * 2021-11-01 2022-01-28 武汉市水务集团有限公司 Internet of things gateway system based on modular design and configuration method
CN114153468A (en) * 2021-11-04 2022-03-08 云镝智慧科技有限公司 Industrial protocol adaptation method and device, edge device and cloud server
CN114237178A (en) * 2021-12-15 2022-03-25 山东浪潮工业互联网产业股份有限公司 Workshop equipment management system based on edge calculation, workshop management system and method
CN114422618B (en) * 2021-12-31 2024-01-02 北京千方科技股份有限公司 Cloud-protogenesis-based IOT platform protocol adaptation method, device, equipment and medium
CN114422618A (en) * 2021-12-31 2022-04-29 北京千方科技股份有限公司 IOT platform protocol adaptation method, device, equipment and medium based on cloud protogenesis
KR102669961B1 (en) * 2021-12-31 2024-05-30 주식회사 두두원 SMART FACTORY MANGEMENT SYSTEM BASED ON INDUSTRIAL IoT EDGE GATEWAY SUPPORTING MUTI-PROTOCOL
CN114500543B (en) * 2022-01-13 2024-01-23 徐工汉云技术股份有限公司 Distributed elastic edge acquisition system and application method thereof
CN114500543A (en) * 2022-01-13 2022-05-13 徐工汉云技术股份有限公司 Distributed elastic edge acquisition system and application method thereof
CN115242770A (en) * 2022-08-02 2022-10-25 无锡隐溪信息技术有限公司 Edge calculation system and method supporting out-of-band management
CN115643312A (en) * 2022-09-30 2023-01-24 中铁第四勘察设计院集团有限公司 Multi-protocol data acquisition and protocol conversion device based on cloud gateway
CN115766615A (en) * 2022-11-30 2023-03-07 杭州谐云科技有限公司 Cloud edge-based equipment twin data management method and system
CN115766615B (en) * 2022-11-30 2023-08-25 杭州谐云科技有限公司 Cloud-edge-based equipment twin data management method and system
KR102594581B1 (en) * 2023-01-17 2023-10-26 동양비엠에스(주) Multi gateway device with integrated system of wire and wireless communication modes
CN116542656A (en) * 2023-07-05 2023-08-04 煤炭科学技术研究院有限公司 Cloud-edge combined intelligent operation and maintenance system and method for mining equipment
CN116542656B (en) * 2023-07-05 2023-09-22 煤炭科学技术研究院有限公司 Cloud-edge combined intelligent operation and maintenance system and method for mining equipment

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