KR100770972B1 - 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법 - Google Patents
단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 조작반과 상기 조작반에 의해 개별적으로 작동 제어되는 복수의 장치를 구비한 시스템에서의 통신 방법에 있어서, 조작반측 통신수단은 특정 조작반으로부터 제어데이터를 전달받는 단계와, 상기 조작반측 통신수단은 시작데이터를 통해 장치측 통신수단과 클록신호를 상호 동기화시키는 단계와, 상기 클록신호를 상호 동기화시킨 후 조작반측 통신수단은 특정 조작반으로부터 전달된 n비트의 제어데이터를 장치측 통신수단으로 전송하는 단계와, 상기 장치측 통신수단은 조작반측 통신수단으로부터 n비트의 제어데이터가 모두 전송되면, 해당 장치로 데이터를 전달한 후 수신모드를 송신모드로 전환하는 단계와, 상기 장치측 통신수단은 해당 장치로부터 전달된 m비트의 응답데이터를 조작반측 통신수단으로 전송하는 단계, 및 상기 조작반측 통신수단은 상기 장치측 통신수단으로부터 전송된 확인 데이터를 해당 조작반으로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명에 의한 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 비대칭 통신 과정을 나타낸 절차도이다.
도 3은 조작반측 통신수단과 장치측 통신수단 간의 데이터 통신방법을 설명하기 위해 도시한 타이밍도이다.
도 4a는 조작반측에서 생성된 제어데이터의 포맷이고, 도 4b는 장치측에서 생성된 응답데이터의 포맷을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 조작반측 시스템 110: 복수의 조작반
150: 마이크로프로세서 170: 조작반측 통신수단
200: 단일 신호선 300: 장치측 시스템
310: 장치측 통신수단 330: 제어부
370: 복수의 장치
본 발명은 복수의 기계장치를 제어하기 위한 통신방법에 관한 것으로, 특히 복잡한 기계시스템을 단일 신호선을 이용하여 통신하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복수의 조작반과 복수의 장치간의 제어는 각 조작반과 해당 장치를 각각 배선을 연결하여 개별 제어함으로써, 제어해야 하는 기기의 수만큼의 신호선이 필요하므로 제어 대상이 많아질수록 시스템이 복잡해지고, 조작반의 기계장치와 근거리에 존재해야만 한다.
따라서, 기존에서는 제어가 필요한 기계장치의 수만큼의 각종 배선이 필요하여 전체적으로 시스템의 상태가 복잡하게 구성되게 되고, 수많은 배선의 이상유무를 체크하는 데 상대적으로 많은 시간이 소요되며, 또한 조작반과 기계장치 사이에 배선이 많을 경우 배선사이의 교환되는 데이터를 모니터링하기에도 어렵고, 이상발생 부분을 쉽게 파악할 수 없다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여 현재 DeviceNet과 같은 장비가 사용되고 있으나, DeviceNet에 사용되는 CAN(Controller Area Network) 통신선은 양방향 통신시 6가닥의 선(송수신채널 각 3선씩임)이 필요하여, 이또한 시스템의 거리가 멀수록 비용 상승의 원인으로 작용하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 복수의 조작반과 복수의 장치간에 통신라인을 단일 신호선으로 하여 보다 경제적이고 효율적으로 양방향 통신을 수행할 수 있는 단일 신호선 을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 복수의 조작반과 상기 조작반에 의해 개별적으로 작동 제어되는 복수의 장치를 구비한 시스템에서의 통신 방법에 있어서, 조작반측 통신수단은 특정 조작반으로부터 제어데이터를 전달받는 제 1단계; 상기 조작반측 통신수단은 시작데이터를 통해 장치측 통신수단과 클록신호를 상호 동기화시키는 제 2단계; 상기 클록신호를 상호 동기화시킨 후 조작반측 통신수단은 특정 조작반으로부터 전달된 n비트의 제어데이터를 장치측 통신수단으로 전송하는 제 3단계; 상기 장치측 통신수단은 조작반측 통신수단으로부터 n비트의 제어데이터가 모두 전송되면, 해당 장치로 데이터를 전달한 후 수신모드를 송신모드로 전환하는 제 4단계; 상기 장치측 통신수단은 해당 장치로부터 전달된 m비트의 응답데이터를 조작반측 통신수단으로 전송하는 제 5단계; 및 상기 조작반측 통신수단은 상기 장치측 통신수단으로부터 전송된 확인 데이터를 해당 조작반으로 전달하는 제 6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제 2단계에서 클록신호를 동기시키기 전에, 조작반측 통신수단은 장치측 통신수단과 연결된 신호선의 전압레벨을 체크하여 이상여부를 판단한 후 상기 신호선에 이상이 없을 경우 클록신호를 동기시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 n비트의 제어데이터와 m비트의 응답데이터는 일정 비트수로 정형화되어 있으며, 상기 n비트의 제어데이터와 m비트의 응답데이터는 데이터의 비트수 가 다른 비대칭 데이터인 것을 특징으로 한다.
상기 조작반측 통신수단과 장치측 통신수단은 송신모드와 수신모드를 반복하며 상호 통신을 수행하는 것을 특징으로 하며, 상기 조작반측 통신수단과 장치측 통신수단은 데이터를 송수신할 때마다 시작데이터를 통해 클록신호를 동기화시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 3단계에서 n비트의 데이터를 장치측 통신수단으로 전송한 후 조작반측 통신수단은 송수신모드 변경을 알리는 모드변경 데이터를 장치측 통신수단으로 전달하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 5단계는 m비트의 데이터를 조작반측 통신수단으로 전송한 후 장치측 통신수단은 데이터 전송 종료를 알리는 종료데이터를 조작반측 통신수단으로 전송하고, 그에 따라 조작반측 통신수단은 수신모드를 송신모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신시스템을 나타낸 것으로, 조작반측 시스템(100)과, 장치측 시스템(300), 및 상기 조작반측 시스템과 장치측 시스템의 통신라인인 단일 신호선(200)으로 이루어져 있다.
상기 조작반측 시스템(100)은 복수의 조작반(110)과 데이터변환수단(130), 마이크로프로세서(150) 및 조작반측 통신수단(170)을 포함하여 이루어져 있고, 장치측 시스템(300)은 장치측 통신수단(310)과 제어부(330), 데이터변환수단(350) 및 복수의 장치(370)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 복수의 조작반(110)은 서로 다른 장치의 작동을 제어하기 위한 조작단말 또는 PLC와 같은 조작반이고, 데이터변환수단(130)은 특정 조작반과 마이크로프로세서(150) 사이에 위치하여 통신 데이터를 필요에 따라 아날로그/디지털변환, 디지털/아날로그변환, PWM to Digital변환, 24V to TTL변환 등과 같이 적절한 데이터형태로 변환하도록 구성되어 있다.
상기 마이크로프로세서(150)는 복수의 조작반(110)으로부터 각기 전달되는 제어데이터의 전송과 조작반측 통신수단(170)으로부터 전달되는 응답데이터를 해당 조작반으로 전달하도록 통신채널을 제어하고, 조작반측 통신수단(170)은 마이크로프로세서(150)의 제어에 따라 특정 조작반의 n비트의 제어데이터를 단일 신호선(200)을 통해 장치측 통신수단(310)으로 전송하도록 구성되어 있다.
그리고, 장치측 통신수단(310)은 단일 신호선(200)을 통해 조작반측 통신수단(170)으로부터 전송된 n비트의 제어데이터를 제공받아 제어부(330)로 전달하도록 구성되어 있고, 제어부(330)는 장치측 통신수단(310)을 통해 전달되는 제어데이터를 해당 장치로의 전달과 복수의 장치(370)로부터 각기 전달되는 응답데이터를 장치측 통신수단(310)으로 전달하도록 통신채널을 제어한다.
상기 데이터변환수단(350)은 제어부(330)와 특정 장치 사이에 위치하여 통신 데이터를 필요에 따라 아날로그/디지털변환, 디지털/아날로그변환, PWM to Digital변환, 24V to TTL변환 등과 같이 적절한 데이터형태로 변환하도록 구성되어 있고, 복수의 장치(370)는 서로 다른 기능을 수행하는 모터, 스위치 등과 같은 각종 구동 장치이다.
또한, 상기 조작반측 통신수단(170)과 장치측 통신수단(310)은 공통된 그라운드를 이용함에 따라 통신시 공통된 접지레벨을 사용하여 신호선에서 불필요한 그라운드선을 줄일 수 있고, 이에 따라 복수의 조작반(110)과 복수의 장치(370)는 통신수단(170, 310)을 통해 단일 신호선(200)으로 연결 가능한 것이다.
상기에서 조작반 시스템(100)과 장치 시스템(300) 간의 통신시 조작반에서 장치측으로의 전송량이 많아 1채널 양방향 통신시 조작반측이 높은 점유율을 차지하게 되고, 반대로 모터나 스위치와 같은 장치 측에서는 조작반측으로 전송하는 데이터가 상대적으로 적어서 데이터 전송량이 조작반측과 장치측이 비대칭으로 이루어지게 된다.
따라서, 조작반측 통신수단(170)과 장치측 통신수단(310)은 기존과 다른 통신방식을 이용할 수밖에 없고, 도 2 및 도 3을 참조하여 단일 신호선(200)을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신방법을 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 비대칭 통신 과정을 나타낸 절차도이고, 도 3은 조작반측 통신수단과 장치측 통신수단 간의 데이터 통신과정을 설명하기 위해 도시한 타이밍도이다.
먼저, 조작반측 통신수단(170)은 마이크로프로세서(150)를 통해 특정 조작반에서 생성된 n비트의 제어데이터를 전달받는다(S1).
이에 따라 조작반측 통신수단(170)은 장치측 통신수단(310)과 연결된 신호선의 전압레벨을 체크하여 신호선에 이상이 없는지의 여부를 판단하게 된다(S2). 만 약, 신호선에 이상이 있을 경우 전압레벨에 변화가 발생되며, 이 경우에는 데이터를 전송하지 않는다.
상기 신호선에 이상이 없을 경우 조작반측 통신수단(170)은 도 3과 같이 시작데이터인 스타트비트를 통해 자신(170)과 장치측 통신수단(310) 간의 클록신호를 상호 동기화시키게 된다(S3). 즉, 조작반측 통신수단(170)과 장치측 통신수단(310)을 연결하는 신호선은 평소에는 고전압을 유지하고 있으며, 만약 전송할 데이터가 있으면 고전압을 저전압으로 천이하는 1비트의 스타트비트를 통해 조작반측 클록신호와 장치측 클록신호를 상호 동기화시키게 된다.
상기 클록신호를 상호 동기화시킨 후 조작반측 통신수단(170)은 특정 조작반으로부터 전달된 n비트의 제어데이터를 신호선에 실어 장치측 통신수단(310)으로 전송하게 된다(S4). 여기에서 1회에 장치측으로 전송할 수 있는 제어데이터의 비트수는 이미 지정되어 있으며, 제어데이터를 미리 설정된 비트수로 정형화하여 전송하게 된다. 예컨데, 1회에 전송하는 비트수가 8비트라면 제어데이터를 도 3과 같이 8비트로 정형화하여 장치측 통신수단(310)으로 전송하게 된다.
이에 따라 상기 장치측 통신수단(310)은 조작반측 통신수단(170)으로부터 전송된 n비트의 제어데이터를 수신하여 제어부(330)로 전달하게 되고(S5), 제어부(330)는 제어데이터에 포함된 목적지식별정보에 따라 해당 장치로 데이터를 전달하게 된다(S6).
한편, 상기에서 조작반측 통신수단(170)은 n비트의 제어데이터를 장치측 통신수단(310)으로 모두 전송하였으면, 조작반측 통신수단(170)은 도 3과 같이 송수 신모드의 변경을 알리는 1비트의 모드변경데이터를 제어데이터에 연이어 장치측 통신수단(310)으로 전달하게 된다(S7).
상기 장치측 통신수단(310)은 조작반측 통신수단(170)으로부터 n비트의 제어데이터가 모두 전송되고, 송수신모드를 변경하는 모드변경데이터가 전송되면 수신모드를 송신모드로 바로 전환하게 된다(S8).
상기에서 조작반측에서 생성된 제어데이터는 도 4a의 데이터포맷과 같이 시작데이터, 목적지식별정보, 제어메시지 및 모드변경데이터를 포함하여 이루어져 있으며, 상기 시작데이터와 모드변경데이터는 1비트의 데이터로 구성하는 것이 바람직하다.
이어, 제어데이터를 제공받은 소정의 장치는 m비트의 응답데이터를 작성하여 장치측 통신수단(310)으로 전달하게 되고(S9), 장치측 통신수단(310)은 전달된 응답데이터를 도 3과 같이 클록신호에 동기시켜 단일 신호선(200)을 통해 조작반측 통신수단(170)으로 전송하게 된다(S10).
이어, 조작반측 통신수단(170)은 상기 장치측 통신수단(310)으로부터 전송된 응답데이터를 수신하여 마이크로프로세서(150)로 전달하고(S11), 마이크로프로세서(150)는 응답데이터를 해당 조작반으로 전달하게 된다(S12).
아울러, 장치측 통신수단(310)은 m비트의 데이터를 조작반측 통신수단(170)으로 전송한 후 도 3과 같이 데이터 전송 종료를 알리는 종료데이터를 응답데이터에 연이어 조작반측 통신수단(170)으로 전송하게 되고(S13), 그에 따라 조작반측 통신수단(170)은 수신모드를 다시 송신모드로 원위치시키게 된다(S14). 여기에서 상기 장치측에서 생성된 응답데이터는, 도 4b와 같이 응답메시지와 종료데이터를 포함하여 이루어진 것을 알 수 있다.
상기에서 n비트의 제어데이터와 m비트의 응답데이터는 일정 비트수로 정형화된 데이터이며, 상기 n비트의 제어데이터와 m비트의 응답데이터는 일반적으로 데이터전송량이 다른 비대칭 데이터이므로 데양방향 통신시 신호선을 효율적으로 이용하기 위하여 비대칭 비트수로 할당하는 것이 바람직하다. 따라서, 조작반에서 장치측으로 전송하는 제어데이터가 응답데이터보다 데이터량이 많으므로, 제어데이터를 응답데이터보다 많은 비트수를 할당하는 것이 바람직한 것이다.
또한, 상기 조작반측 통신수단(170)과 장치측 통신수단(310)은 송신모드와 수신모드를 반복하며 서로 다른 장치에 대한 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
이와 같은 과정(S1 ~ S14)을 통해 복수의 조작반과 복수의 장치 간에 양방향 데이터통신을 수행하게 되는 것이다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 복수의 조작반과 복수의 장치 간에 통신라인을 단일 신호선으로 하여 보다 경제적이고 효율적으로 양방향 통신을 수행할 수 있다.
또한, 복수의 조작반과 복수의 장치 간의 통신선을 단일 신호선으로 구현함에 따라 기계장치의 이상유무를 신속하게 체크하는 것이 가능하고 정확한 감시가 가능한 이점이 있다.
Claims (10)
- 복수의 조작반과 상기 조작반에 의해 개별적으로 작동 제어되는 복수의 장치를 구비한 시스템에서의 통신 방법에 있어서,조작반측 통신수단은 특정 조작반으로부터 제어데이터를 전달받는 제 1단계;상기 조작반측 통신수단은 시작데이터를 통해 장치측 통신수단과 클록신호를 상호 동기화시키는 제 2단계;상기 클록신호를 상호 동기화시킨 후 조작반측 통신수단은 특정 조작반으로부터 전달된 n비트의 제어데이터를 장치측 통신수단으로 전송하는 제 3단계;상기 장치측 통신수단은 조작반측 통신수단으로부터 n비트의 제어데이터가 모두 전송되면, 해당 장치로 데이터를 전달한 후 수신모드를 송신모드로 전환하는 제 4단계;상기 장치측 통신수단은 해당 장치로부터 전달된 m비트의 응답데이터를 조작반측 통신수단으로 전송하는 제 5단계; 및상기 조작반측 통신수단은 상기 장치측 통신수단으로부터 전송된 확인 데이터를 해당 조작반으로 전달하는 제 6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 제 2단계에서 클록신호를 동기시키기 전에, 조작반측 통신수단은 장치 측 통신수단과 연결된 신호선의 전압레벨을 체크하여 이상여부를 판단한 후 상기 신호선에 이상이 없을 경우 클록신호를 동기시키는 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 n비트의 제어데이터와 m비트의 응답데이터는 일정 비트수로 정형화된 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 n비트의 제어데이터와 m비트의 응답데이터는 데이터의 비트수가 다른 비대칭 데이터인 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 조작반측 통신수단과 장치측 통신수단은 송신모드와 수신모드를 반복하며 상호 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 조작반측 통신수단과 장치측 통신수단은 데이터를 송수신할 때마다 시 작데이터를 통해 클록신호를 동기화시키는 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 3단계에서 n비트의 데이터를 장치측 통신수단으로 전송한 후 조작반측 통신수단은 송수신모드 변경을 알리는 모드변경 데이터를 장치측 통신수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 5단계는, m비트의 데이터를 조작반측 통신수단으로 전송한 후 장치측 통신수단은 데이터 전송 종료를 알리는 종료데이터를 조작반측 통신수단으로 전송하고, 그에 따라 조작반측 통신수단은 수신모드를 송신모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 시작데이터는 고전압에서 저전압으로 천이되는 1비트 데이터인 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 조작반측에서 생성된 제어데이터는, 시작데이터, 목적지식별정보, 제어메시지 및 모드변경데이터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020060118623A KR100770972B1 (ko) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법 |
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| KR1020060118623A KR100770972B1 (ko) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR100770972B1 true KR100770972B1 (ko) | 2007-10-30 |
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Family Applications (1)
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| KR1020060118623A KR100770972B1 (ko) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | 단일 신호선을 이용한 복수의 장비간의 비대칭 통신 방법 |
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2006
- 2006-11-28 KR KR1020060118623A patent/KR100770972B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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| KR19980061571A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 구자홍 | 단일 커넥터에 의한 디바이스 인식 방법 및 장치 |
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