KR101171884B1 - 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치 - Google Patents

시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치 Download PDF

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KR101171884B1
KR101171884B1 KR1020120035332A KR20120035332A KR101171884B1 KR 101171884 B1 KR101171884 B1 KR 101171884B1 KR 1020120035332 A KR1020120035332 A KR 1020120035332A KR 20120035332 A KR20120035332 A KR 20120035332A KR 101171884 B1 KR101171884 B1 KR 101171884B1
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박종규
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Abstract

본 발명은 시리얼 통신을 수행하는 마스터의 통신 포트와 슬레이브의 통신 포트가 각각 연결되는 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록; 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록에 각각 연결된 상기 마스터와 슬레이브 사이에서 시리얼 데이터 패킷이 송수신되도록 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록을 연결하고, 상기 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 프로세서부; 상기 프로세서부와 연결되고, 상기 프로세서부에서 감지되는 시리얼 데이터 패킷을 표시하는 디스플레이 수단; 을 포함하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 마스터와 슬레이브 간 시리얼 통신 문제 발생의 원인을 쉽고 간편하게 모니터할 수 있고 부가기능을 이용하여 다양한 산업분야에 다용도로 활용될 수 있는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

Description

시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치{MORNITORING DEVICE FOR SERIAL COMMUNICATION INTERFACE}
본 발명은 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스터와 슬레이브 간 시리얼 통신 문제 발생의 원인을 쉽고 간편하게 모니터할 수 있는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명은 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제2000-0065961에 개시되어 있는 바와 같이, PC 등에 사용되는 데이터 전송을 위한 인터페이스 모듈에 관한 구성이다.
특히, 본 발명의 배경이 되는 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 시리얼 통신 구간에 대한 점검이 필요할 경우 시스템 운영자는 노트북 등을 이용하여 마스터, 슬레이브 각각에 대한 상태를 진단하였으며 이 경우 마스터 및 슬레이브 진단에 필요한 장치 각각의 전용 S/W를 구동하여 장치 상태를 진단하는 것이 통상적인 방법이다. 이를 수행하기 위해서는 데이터 통신 기본이론, 진단 대상 장치에 대한 운영지식 및 장치 점검용 전용 S/W 기능 습득 등과 같은 일정 수준의 전문성이 필요하여 일반 사용자에 의한 시리얼 통신 점검이 용이하게 수행되지 못하였다.
즉, 기존의 장치는 실제 시리얼 인터페이스에 대한 모니터링 기능을 수행하지 못하여 시리얼 인터페이스에 오류가 발생되어도 그 오류를 진단하기 곤란한 문제가 있다.
또한, 상술한 바와 같이 시리얼 인터페이스에서 발생된 오류를 진단하기 위해 별도의 하드웨어 및 소프트웨어가 필요하고, 이를 이용하는 데 상당한 숙련을 필요로 하는 등 시리얼 통신 오류 발생시 그 오류 발생의 진단이 곤란한 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 시리얼 통신을 수행중인 마스터와 슬레이브 장치 간에 각종 장애 발생시, 시리얼 통신을 수행중인 마스터 및 슬레이브 장치와 프로세서부의 물리적인 구성을 통하여 마스터와 슬레이브에서 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 실시간으로 디스플레이 수단에 표시되도록 함으로써, 마스터와 슬레이브 간 시리얼 통신 문제 발생의 원인을 쉽고 간편하게 모니터할 수 있도록 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 RS-232, RS-485 및 RS-422을 포함하는 다양한 시리얼 인터페이스를 지원하고 시리얼 인터페이스를 통해 시리얼 데이터 통신을 수행하는 마스터와 슬레이브 장치 간에 적용되어 패킷 모니터링 기능뿐만 아니라 시리얼 인터페이스 변환기능, 시리얼 통신 원격진단기능 및 간단한 감시제어기능을 수행할 수 있는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 시리얼 통신을 수행하는 마스터의 통신 포트와 슬레이브의 통신 포트가 각각 연결되는 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록; 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록에 각각 연결된 상기 마스터와 슬레이브 사이에서 시리얼 데이터 패킷이 송수신되도록 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록을 연결하고, 상기 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 프로세서부; 상기 프로세서부와 연결되고, 상기 프로세서부에서 감지되는 시리얼 데이터 패킷을 표시하는 디스플레이 수단; 을 포함하고, 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각에는 RS232 및 RS485를 포함하는 두 개 이상의 시리얼 통신 포트가 지원되도록 서로 다른 복수 개의 시리얼 인터페이스가 구비되며, 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각에 대해 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록에 각각 구비된 복수 개의 시리얼 인터페이스 중 어느 하나의 시리얼 인터페이스가 설정되도록 선택하는 시리얼 인터페이스 설정기능과, 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각과 상기 프로세서부 사이에서의 시리얼 데이터 패킷의 송수신에 대한 보율(Boud Rate), 데이터 비트(Data Bit), 정지 비트(Stop Bit), 패리티 비트(Parity Bit) 및 흐름제어(flow Control)를 포함하는 통신포트 설정기능, 및 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각과 상기 프로세서부 사이에서의 송수신되는 시리얼 데이터 패킷의 형식을 HEX 또는 ASCII 중 어느 하나로 설정되도록 하는 데이터 디스플레이 형식 설정기능을 수행하는 키 입력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록과 상기 프로세서부 사이 각각에는 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록에 구비된 서로 다른 시리얼 인터페이스 간에 시리얼 데이터 패킷이 송수신될 수 있도록 하는 시리얼 인터페이스 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서부는, 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록 사이의 연결을 차단시키고, 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록에 각각 연결된 마스터 및 슬레이브와 각각 시리얼 데이터 패킷을 송수신하며 마스터 및 슬레이브와 상기 프로세서부 사이에서 각각 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서부와 연결되고, 상기 프로세서부에서 감지되는 시리얼 데이터 패킷의 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서부와 연결되어 상기 프로세서부와 외부 컴퓨터 사이의 이더넷(Ethernet) 통신을 수행하고, 상기 프로세서부를 통해 상기 제1 터미널 블록 또는 제2 터미널 블록에 연결된 마스터 또는 슬레이브가 상기 외부 컴퓨터와 데이터 통신을 수행하도록 하는 이더넷 인터페이스(Ethernet Interface)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서부와 외부 장치 사이에서 데이터 정보가 입출력되도록 하는 I/O 접점부(Input-Output port)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 마스터와 슬레이브 간 시리얼 통신 문제 발생의 원인을 쉽고 간편하게 모니터할 수 있는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 패킷 모니터링 기능뿐만 아니라 시리얼 인터페이스 변환기능, 시리얼 통신 원격진단기능 및 간단한 감시제어기능을 수행할 수 있는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 시리얼 통신 모니터링 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치가 마스터와 슬레이브 사이에 연결된 연결관계를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 개념을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 패킷 모니터링 기능에 대한 플로우 챠트이다.
도 7은 프로토콜 편집 기능이 구현되기 위한 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 구성을 나타내기 위한 구성도이다.
도 8의 (a)는 마스터에 대한 시리얼 통신 진단을 나타내기 위한 모식도이며, 도 8의 (b)는 슬레이브에 대한 시리얼 통신 진단을 위한 모식도이다.
도 9는 프로토콜 편집 기능에 대한 플로우 챠트이다.
도 10은 본 발명에 따른 시리얼 통신 이터페이스 모니터링 장치에 의한 감시제어 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 감시제어 기능에 대한 플로우 챠트이다.
도 12는 유, 무선 통신매체 상태진단 및 통신망 상태 경보 출력기능을 수행하기 위한 통신망 이중화 운영에 대한 개념도이다.
도 13은 통신매체 진단 및 경보출력에 관한 개념도이다.
도 14는 통신매체 진단 및 경보출력 기능에 대한 플로우 챠트이다.
도 15는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 이용한 시리얼 인터페이스 변환기능을 나타내기 위한 개념도이다.
도 16은 터미널 서버 기능에 대한 개념도이다.
도 17은 원격진단 기능의 개념도이다.
도 18은 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 구성에 대한 다이어그램(diagram)이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 [발명의 명칭]을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치가 마스터와 슬레이브 사이에 연결된 연결관계를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 시리얼 통신을 수행하는 마스터(10)의 통신 포트와 슬레이브(20)의 통신 포트가 각각 연결되는 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)과, 상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)에 각각 연결된 상기 마스터(10)와 슬레이브(20) 사이에서 시리얼 데이터 패킷이 송수신되도록 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)을 연결하고, 상기 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 프로세서부(110)와, 상기 프로세서부(110)와 연결되어 상기 프로세서부(110)에서 감지되는 시리얼 데이터 패킷을 표시하는 디스플레이 수단(140)을 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 제1 터미널 블록(120a), 제2 터미널 블록(120b), 프로세서부(110) 및 디스플레이 수단(140)을 포함한다.
상기 제1 터미널 블록(120a)에는 마스터(10)의 통신 포트가 연결되고, 상기 제2 터미널 블록(120b)에는 슬레이브(20)의 통신 포트가 연결된다. 이때, 상기 제1 터미널 블록(120a)에 슬레이브(20)의 통신 포트가 연결되고, 제2 터미널 블록(120b)에 마스터(10)의 통신 포트가 연결될 수도 있을 것이나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상기 제1 터미널 블록(120a)에 마스터(10)의 통신 포트가 연결되고 상기 제2 터미널 블록(120b)에는 슬레이브(20)의 통신 포트가 연결된 것을 전제로 설명하기로 한다.
상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)는 모두 시리얼 통신을 수행하기 위한 시리얼 단자로서 다양한 종류의 시리얼 통신 포트가 연결될 수 있도록 서로 다른 복수 개의 시리얼 인터페이스, 즉 서로 다른 복수 개의 시리얼 단자 채널이 구비될 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
상기 프로세서부(110)는 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)에 각각 연결된 마스터(10)와 슬레이브(20) 간의 시리얼 통신을 제어 내지 중개하고, 감지하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 프로세서부(110)는 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b) 사이에서 시리얼 데이터 패킷(Serial Data Packet)이 송수신될 수 있도록 하고, 또한 상기 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 프로세서부(110)를 통해 상기 제1 터미널 블록(120a)에 연결된 마스터(10)와 상기 제2 터미널 블록(120b)에 연결된 슬레이브(20) 사이에서 시리얼 데이터 패킷이 송수신되고, 상기 프로세서부(110)에서 상기 제1 터미널 블록(120a)에 연결된 마스터(10)와 상기 제2 터미널 블록(120b)에 연결된 슬레이브(20) 사이에서 송수신되는 각각의 시리얼 데이터 패킷이 감지된다.
상기 디스플레이 수단(140)은 상기 프로세서부(110)와 연결된다.
이때, 상기 디스플레이 수단(140)은 상기 프로세서부(110)에서 감지되는 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b) 사이에서 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 표시하는 수단이다.
즉, 상기 디스플레이 수단(140)은 상기 제1 터미널 블록(120a)에 연결된 마스터(10)와 제2 터미널 블록(120b)에 연결된 슬레이브(20) 사이에서 입력과 출력으로 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 상기 프로세서부(110)를 통해 표시함으로써, 상기 마스터(10)와 슬레이브(20) 중 어느 부분에서 송신 또는 수신되는 시리얼 데이터 패킷에 이상이 발생되었는지 식별할 수 있게 된다.
이때, 상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b) 각각에는 서로 다른 복수 개의 시리얼 인터페이스(121, 122)가 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b) 각각에는 서로 다른 시리얼 포트를 지원하는, 즉 RS232, RS485 또는 RS422 등을 포함하는 각기 다른 시리얼 인터페이스(121, 122)가 구비될 수 있다. 본 명세서에 첨부된 도면에서는 설명의 편의를 위해 두 개의 시리얼 인터페이스가 구비된 것만을 도시하였다.
이때, 상기 서로 다른 시리얼 인터페이스에는 USB, IEEE1394, CAN(Controller Area Network, 계측 제어 통신망) 등을 지원할 수 있는 시리얼 인터페이스가 더 포함될 수 있다.
상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)에 서로 다른 시리얼 포트를 지원하는 서로 다른 복수 개의 시리얼 인터페이스(121,122)가 구비됨으로써, 다양한 시리얼 포트를 갖는 마스터와 슬레이브에 대한 적용이 가능해진다.
이때, 상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b) 각각에는 암놈(Female) 단자와 숫놈(Male) 단자가 모두 지원될 수 있도록 암놈 단자 및 숫놈 단자가 각각 구비될 수도 있다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 키 입력부(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 키 입력부(150)는 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b) 각각에 서로 다른 복수 개의 시리얼 인터페이스(121, 122)가 구비된 경우, 사용되는 마스터 또는 슬레이브의 통신 포트와 대응되는 시리얼 인터페이스와 상기 프로세서부(110)가 연결되도록 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)에 각각에 대해 복수 개의 시리얼 인터페이스 중 어느 하나씩을 선택하여 상기 프로세서부(110)와의 시리얼 통신이 가능하도록 설정하는 시리얼 인터페이스 설정기능을 수행한다.
또한, 상기 키 입력부(150)는 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)에 각각 연결되는 마스터 또는 슬레이브와 상기 프로세서부(110) 사이에서 송수신되는 시리얼 데이터 패킷의 데이터 설정기능을 수행한다.
즉, 마스터 또는 슬레이브와 상기 프로세서부(110) 사이에서 송수신되는 시리얼 데이터 패킷의 보율(Boud Rate), 데이터 비트(Data Bit), 정지 비트(Stop Bit), 패리티 비트(Parity Bit) 및 흐름제어(flow Control)를 포함하는 데이터 설정기능을 수행한다.
또한, 상기 키 입력부(150)는 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각과 상기 프로세서부 사이에서의 송수신되는 시리얼 데이터 패킷의 형식을 설정하는 기능을 수행한다.
즉, 시리얼 데이터 패킷의 형식을 HEX 또는 ASCII 중 어느 하나로 선택하여 설정하는 데이터 디스플레이 형식 설정기능을 수행한다.
상기의 기능을 수행하는 키 입력부(150)에는 상기 각 기능을 수행할 수 있도록 하는 조작키(미도시)들이 구비되고 상기 조작키를 조작함으로써 각 기능을 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 시리얼 인터페이스 컨버터(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 시리얼 인터페이스 컨버터(130)는 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)에 구비된 서로 다른 시리얼 인터페이스 간에 시리얼 데이터 패킷이 송수신될 수 있도록 하는 역할을 수행하고, 상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)과 상기 프로세서부(110) 사이에 각각 구비된다.
예컨대, 마스터(10)가 상기 제1 터미널 블록(120a)의 시리얼 인터페이스 중 RS232를 지원하는 시리얼 인터페이스에 연결되고, 슬레이브(20)는 상기 제2 터미널 블록(120b)의 시리얼 인터페이스 중 RS485를 지원하는 시리얼 인터페이스에 연결된 경우, 마스터에서 슬레이브로 전송되는 시리얼 데이터 패킷을 RS232에서 RS485로 변환하여 제2 터미널 블록(120b)에 연결된 슬레이브(20) 측으로 전송되도록 한다.
상기 프로세서부(110)는, 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b) 사이의 연결을 차단시키고, 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)에 각각 연결된 마스터(10) 및 슬레이브(20)와 각각 시리얼 데이터 패킷을 송수신하며 마스터(10) 및 슬레이브(20)와 상기 프로세서부(110) 사이 각각에서 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 기능(이하, '프로토콜 편집기능' 이라고 함)을 포함한다(도 7 참조).
상기의 프로토콜 편집기능은 상기 키 입력부(150)에 의해 제어될 수 있도록 설계될 수 있다.
즉, 상기 키 입력부(150)에서 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)의 연결이 상기 프로세서부(110)에서 분리되도록 설정(도 7에 표시된 채널 분리기능)하여 상기 마스터(10)와 슬레이브(20)간의 논리적 연결을 단절시킨 후, 본 발명에 의한 리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치가 마스터(10)에 대해서는 가상의 슬레이브의 역할을 수행하고 동시에 슬레이브(20)에 대해서는 가상의 마스터 역할을 수행하며 제1 터미널 블록(120a)에 연결된 마스터(10)와 제2 터미널 블록(120b)에 연결된 슬레이브(20)에 대한 시리얼 통신 에 대한 이상 유무를 각각 감지할 수 있다.
즉, 상기 프로세서부(110)와 마스터(10) 간의 시리얼 데이터 패킷의 송수신, 상기 프로세서부(110)와 슬레이브(20) 간의 시리얼 데이터 패킷의 송수신을 수행하며 이를 상기 디스플레이 수단(140)에 표시하고, 디스플레이 수단(140)에 표시되는 시리얼 데이터 패킷의 상태에 의해 어느 쪽에 시리얼 통신 이상이 발생하는지 판별할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 상기 프로세서부(110)와 연결되어, 상기 프로세서부(110)와 상기 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)에 각각 연결된 마스터(10)와 슬레이브(20) 사이에서 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 저장하는 메모리부(160)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 이더넷 인터페이스(Ethernet Interface, 180)를 더 포함할 수 있다.
상기 이더넷 인터페이스(180)는 상기 프로세서부(110)와 연결되어 상기 프로세서부(110)와 외부 컴퓨터 사이의 이더넷(Ethernet) 통신을 수행하고, 상기 프로세서부(110)를 통해 상기 제1 터미널 블록(120a) 또는 제2 터미널 블록(120b)에 연결된 마스터(10) 또는 슬레이브(20)가 상기 외부 컴퓨터와 데이터 통신을 수행할 수 있도록 한다.
상기 메모리부(160)와 이더넷 인터페이스(180)에 의해 구현될 수 있는 구체적인 기능들에 대해서는 후술하기로 한다.
이하는, 시리얼 데이터 통신에 관하여 설명한 후 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
시리얼 데이터 통신에서의 시리얼이란 거의 모든 PC에서 표준으로 사용되는 디바이스 통신 프로토콜이다. 대부분의 컴퓨터에는 2개의 RS232 기반 시리얼 포트가 마련되어 있다.
시리얼은 또한 여러 가지 디바이스에서 계측을 위한 일반 통신 프로토콜이며, 여러 GPIB(General Purpose Interface Bus) 호환 디바이스에는 RS232 포트가 장착되어 있다. 뿐만 아니라, 원격 샘플링 디바이스로 데이터 수집을 하는 경우에도 시리얼 통신을 사용할 수 있다.
시리얼 포트는 정보의 바이트를 한번에 한 비트씩 순차적으로 송수신하고, 한번에 전체 바이트를 동시에 전달하는 병렬 통신과 비교하면 시리얼 통신은 속도가 느리지만 훨씬 간단하며 장거리에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 병렬 통신용 IEEE 488 스펙을 보면 기기간 케이블링은 총 20 m 미만이어야 하며, 두 개의 디바이스간은 2 m 미만이어야 한다.
반면 시리얼 통신은 최대 1.2 Km의 통신거리를 보장할 수 있다.
통상 ASCII 데이터를 전송할 때 시리얼 통신을 사용한다. 이 때 송신용(Tx), 수신용(Rx), 그라운드용(GND)의 세 가지의 전송 라인을 사용하여 통신하게 된다. 시리얼은 비동기식이므로 포트는 한 라인에서 데이터를 전송하고 다른 라인에서 데이터를 수신하게 된다. 핸드쉐이킹용 라인도 사용 가능하지만 필수 요구사항은 아니다.
시리얼 통신의 가장 중요한 특징에는 보율(보드 속도 또는 baud rate), 데이터 비트(Data Bit), 정지 비트(Stop Bit), 패리티(패리티 비트 또는 Parity Bit)가 있다. 두 개의 포트가 통신하기 위해서는 이러한 파라미터가 반드시 적절하게 맞춰져야 한다.
이러한 파라미터에 관한 설정은 상술한 바와 같이 상기 키 입력부(150)에서 수행하게 된다.
이때, 상기 보율 내지 보드 속도는 통신의 속도를 측정하는 수치이며 초당 비트 전송 숫자로 표시된다. 예를 들어 300 보드 속도는 초당 300 비트를 의미한다. 일반적으로 사용되는 클럭 주기는 보드 속도를 의미한다. 따라서 프로토콜에 4800 보드 속도라고 나오는 경우 클럭이 4800 Hz로 작동한다는 의미이다. 즉, 시리얼 포트는 4800 Hz로 데이터 라인을 샘플링함을 의미한다.
전화선의 일반적인 보드 속도는 14400, 28800 또는 33600이다. 이때, 보다 높은 속도도 가능하지만 그 경우 디바이스를 분리할 수 있는 거리가 줄어들게 된다. 따라서 일반적으로 디바이스가 같은 장소에 위치해 있는 디바이스 통신에 높은 보드 속도를 사용하게 되며, 그 예로 GPIB 디바이스를 들 수 있다.
또한, 상기 데이터 비트는 전송되는 실제 데이터 비트의 측정값을 의미한다. 컴퓨터가 정보 패킷(예컨대, 상기 시리얼 데이터 패킷)을 보낼 때 실제 데이터의 양은 전체 8 비트가 되지 않는다. 데이터 패킷의 표준 값은 5, 7, 8비트이다.
어떤 정보를 전송하느냐에 따라 어떤 세팅을 선택할 지를 결정해야 한다. 예를 들어, 표준 ASCII는 0 ~127(7 비트)의 값을 가지고, 확장된 ASCII는 0 ~ 255 (8 비트)를 사용하게 된다.
전송하려는 데이터가 단순 텍스트(표준 ASCII)일 경우, 패킷당 7비트의 데이터를 보내면 통신에 무리가 없다.
패킷은 단일 바이트 전송을 의미하며, 시작/정지 비트, 데이터 비트, 패리티가 포함된다. 실제 비트의 수는 선택된 프로토콜에 따라 달라지므로 모든 경우를 포괄하는 "패킷"이라는 용어를 사용하게 된다.
상기 정지 비트는 단일 패킷에 대한 통신의 종료를 알리는 데 사용된다. 일반적인 값은 1, 1.5, 2 비트이다. 데이터는 모든 라인을 통해 클럭되며 각 디바이스에는 고유의 클럭이 있기 때문에 두 개의 디바이스는 동기화가 되지 않을 가능성이 있다. 따라서 정지 비트는 전송의 종료를 알려줄 뿐 아니라 클럭 속도 오류를 방지하기 위한 완충 역할을 수행한다. 더욱 많은 비트가 정지 비트에 쓰이면 다른 클럭을 동기화할 수 있지만 데이터 전송 속도는 느려지게 된다.
상기 패리티는 시리얼 통신에서 에러를 체크하는 데 사용된다. 패리티에는 짝수, 홀수, 마크, 스페이스 패리티의 네 가지 형태가 있고, "패리티 없음"을 사용할 수도 있다.
짝수 및 홀수 패리티를 이용하면, 시리얼 포트는 패리티 비트 (데이터 비트 뒤에 따라옴)를 특정 값으로 설정함으로써 전송에 logic-high bits가 짝수 개 또는 홀수 개 있음을 나타낸다. 예를 들어, 데이터가 011이고 짝수 패리티를 선택했다면 logic-high bits가 짝수 개 있으면 패리티 비트는 0 이 된다. 홀수 패리티를 선택했다면 logic-high bits가 홀수 개(3개) 이므로 패리티 비트는 1이 된다. 마크 패리티와 스페이스 패리티는 데이터 비트를 체크하는 기능이 없으며 단지 마크 패리티의 경우 패리티를 높게, 스페이스 패리티의 경우 패리티를 낮게 설정한다. 따라서 수신 디바이스가 비트의 상태를 확인할 수 있게 되므로 소음으로 인한 데이터 방해 여부나 송수신 디바이스 클럭 동기화 여부 등을 알 수 있게 된다.
흐름제어(flow Control)는 데이터 통신분야에서 데이터 패킷을 전송할 때 수신 한도를 넘는 과잉 패킷의 입력으로 패킷 분실이나 로크 업(lock up)이 일어나지 않도록 패킷의 흐름 양을 조절하는 것을 의미한다. 예를 들면, 윈도 방식의 흐름 제어에서는 수신 측의 완충 크기에 따라 연속하여 수신되는 최대의 패킷 수를 결정하고, 송신 측에서는 응답을 받기 전에 송신하는 데이터 패킷 수를 그 이하로 억제하도록 제어한다.
또한, 흐름제어는 통신망 분야에서는 패킷 교환망에서 송수신 단말의 속도 차나 교환망의 트래픽 상황 등에 의해 생기는 정체를 피하기 위해 망에 유입되는 패킷을 제어하는 것을 의미하기도 한다. 제어는 노드(교환기)와 단말 간 및 노드 상호 간에서 행해진다. 보통 망 내에 정체되고 있는 모든 패킷 수를 일정 이하로 하는 방식과 망 내에 유입하는 패킷 수를 발신국에서 제어하는 방식 등이 있다.
다음은, 시리얼 인터페이스 중 RS232와 RS422 및 RS485에 관해 설명한다.
먼저, RS232는 IBM 호환 PC에서 쓰이는 시리얼 연결 인터페이스이다. RS232는 컴퓨터를 센서 또는 모뎀에 연결하거나 계측기 컨트롤 등 여러 용도로 사용된다. RS232 하드웨어는 최장 15 m (50ft)까지 통신 가능하며, PC 시리얼 포트와 디바이스간 포인트 투 포인트(point-to-point) 연결로만 사용이 국한된다. 이러한 이유로 인해 추가의 RS232 시리얼 포트가 요구되기도 한다. 표준 PC RS232 시리얼 포트 및 여러 시리얼 인터페이스 공급업체는 시리얼 통신에서 데이터 송수신에 Win32 API를 사용한다. Win32 API는 원래 모뎀 통신을 위해 개발되었으며 전체 RS232 프로토콜을 실행하지 않으므로 특정 디바이스와 통신할 수 없다.
RS422는 애플사의 매킨토시 컴퓨터에서 사용되는 시리얼 연결 인터페이스이다. RS232가 접지 참조된 불균형(unbalanced) 신호를 채택하고 있는 것과 달리 RS422는 차동 전기 신호를 사용한다.
차동 전송 방법은 신호 송수신시 2개의 라인을 각각 사용하며 따라서 RS232에 비해 소음이 적고 장거리 통신을 보장할 수 있다. 소음 제거 및 확장된 통신 거리는 산업 어플리케이션에 있어 중요한 요소가 될 수 있다.
RS485는 디바이스 수를 10개에서 32개로 확대하고, 최대 부하에서 적절한 신호 전압이 있음을 확인하는 전자 특성을 정의하기 때문에 RS422 보다 강화된 장치라고 할 수 있다. 향상된 멀티드롭(multidrop) 기능을 통해 단일 RS485 시리얼 포트에 연결된 디바이스의 네트워크를 생성할 수 있다. PC에 네트워크 연결된 여러 분산 디바이스가 필요하거나 데이터 수집, HMI 또는 기타 작업을 위해 컨트롤러를 필요로 하는 산업용 어플리케이션에 있어 소음 제거 및 멀티드롭(multidrop) 기능을 갖춘 RS485는 최상의 선택이 된다.
RS485는 RS422의 상위 집합이므로 모든 RS422 디바이스는 RS485에 의해 컨트롤된다. RS485 하드웨어를 사용하면 최장 1.2 Km (4000 ft) 케이블 시리얼 통신을 수행할 수 있다.
이하는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 시리얼 인터페이스(즉, RS-232, RS-485, RS-422 등을 포함하는 시리얼 인터페이스)를 통해 데이터 통신을 수행하는 것으로서, 마스터와 슬레이브 장치 사이에 적용되어 소위 패킷 모니터링 기능, 시리얼 인터페이스 변환기능, 시리얼 통신 원격진단기능 및 간단한 감시제어기능 등을 수행할 수 있다.
우선 도 3 내지 도 6을 참조하며 패킷 모니터링 기능에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 개념을 설명하기 위한 모식도이며 도 6은 패킷 모니터링 기능에 대한 플로우 챠트이다.
시리얼 통신을 수행중인 마스터와 슬레이브 장치 간 데이터 통신 중 장애발생시, 사용자는 마스터와 슬레이브의 물리적인 인터페이스를 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치와 연결하여 마스터와 슬레이브 장치간 온라인 통신 상태에서 내장된 LCD 디스플레이 등의 디스플레이 수단(140)를 통해 실시간으로 표시되는 송?수신 패킷의 흐름 상태를 육안으로 직접 확인할 수 있어 데이터 통신 장애발생 원인 진단을 간편하게 수행할 수 있다.
즉, 통신을 수행중인 마스터(10)(또는 마스터 DTE 즉, 데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등)는 제1 터미널 블록(120a) 측에 연결하고 슬레이브(20)(또는 슬레이브 DTE 즉, 시리얼 출력을 지원하는 각종 센서 및 장비, 유량계, 수위계, 수질센서, 기상설비 등)는 제2 터미널 블록(120b) 측에 연결한 후 상기 키 입력부(150)를 통해 마스터(10)와 슬레이브(20)가 연결된 시리얼 인터페이스(즉, 채널번호), 통신포트설정(Baud Rate, 데이터 비트, 정지 비트, 패리티, 흐름제어 등) 및 데이터 디스플레이 형식(HEX, ASCⅡ)을 설정한 후 온라인상태에서 마스터(10)와 슬레이브(20) 간 송?수신되는 통신 패킷 즉, 시리얼 데이터 패킷을 내장된 디스플레이 수단(140)를 통해 육안으로 쉽게 확인할 수 있다. 이로써, 배경기술에서 설명한 바와 같은 번거로움 및 전문성을 필요로 하지 않고 누구나가 현장에서 마스터(10)와 슬레이브(20) 장치에 대한 1차적인 통신장애 현상 및 구간에 대한 장애 진단을 용이하게 수행할 수 있으며, 패킷 모니터링 기능 사용 중에 발생되는 송수신 시리얼 데이터 패킷이 디스플레이 수단(140)인 LCD에 디스플레이 된다. 이때, 상기 송수신 시리얼 데이터 패킷이 내장된 상기 메모리부(160)에 저장됨에 따라 프로토콜 적정성 확인 등 전문성이 필요한 부분은 장소를 이동하여 메모리부(160)에 저장된 자료를 이용하여 장치간 프로토콜 분석 등 전문적인 진단을 수행할 수 있다. 이때, 상기 메모리부(160)는 SD 메모리 등의 다양한 메모리 수단이 사용될 수 있다.
다음은 도 7 내지 도 9를 참조하며 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 의한 시리얼 프로토콜 편집 기능에 대해 설명하도록 한다.
도 7은 프로토콜 편집 기능이 구현되기 위한 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 구성을 나타내기 위한 구성도이고, 도 8의 (a)는 마스터에 대한 시리얼 통신 진단을 나타내기 위한 모식도이며, 도 8의 (b)는 슬레이브에 대한 시리얼 통신 진단을 위한 모식도이고, 도 9는 프로토콜 편집 기능에 대한 플로우 챠트이다.
본 발명에 의한 프로토콜 편집 기능은 상기 패킷 모니터링 기능을 이용한 것으로서, 마스터(10)와 슬레이브(20) 간 시리얼 통신 구간에 장애가 있다고 판단될 경우 본 장치의 채널 분리, 즉 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)의 분리 모드를 이용하여 상기 프로세서부(110) 내부에서 마스터(10)와 슬레이브(20) 간의 논리적인 연결을 단절시키고 프로세서부(110)와 마스터(10) 간 그리고 프로세서부(110)와 슬레이브(20) 간 각각의 구간에 대해 프로토콜 편집 기능이 수행되도록 하여, 마스터(10)와 슬레이브(20) 각각의 장치에 대한 상태 진단을 간편하게 수행할 수 있게 된다.
이때, 이러한 프로토콜 편집 기능은 상기 키 입력부(150)에서의 조작에 의해 가능하도록 설계될 수 있다. 즉, 키 입력부(150)에서의 프로토콜 편집 기능 설정에 의해 상기 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)의 논리적 연결 관계를 단절시키고 상술한 프로토콜 편집 기능이 구현되도록 할 수 있다.
이러한 패킷 모니터링 기능을 이용하여 마스터(10)와 슬레이브 간 시리얼 통신에 장애가 있다고 판단될 경우 상기 키입력부(150)를 이용해 채널 분리모드를 선택하고 프로세서부(110) 내부에서 마스터(10)와 슬레이브(20) 간 논리적인 연결을 단절시킨 후 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치 자체가 마스터(10)와 슬레이브(20)에 대해 각각 가상의 슬레이브와 마스터 장치로 기능을 대체하여 마스터(10)와 슬레이브(20) 각각에 대한 시리얼 통신 이상유무를 진단할 수 있다.
상기 프로코톨 편집 기능 수행을 위해서는 상기 패킷 모니터링 기능에서와 같이 제1 터미널 블록(120a)과 제2 터미널 블록(120b)에 각각 마스터(10)와 슬레이브(20)를 연결한 후, 마스터(10) 장치 진단 시에는 상기 키 입력부(150)를 사용하여 슬레이브(20) 응답 프로토콜 편집 기능을 설정하여, 슬레이브(20) 장치 진단 시에는 상기 키입력부(150)를 사용하여 마스터(10) 장치의 요청 프로토콜 편집 기능을 설정하여 상기 디스플레이 수단(140)을 통해 마스터(10)와 슬레이브(20) 각각의 장치로부터 각 장치 프로토콜에 맞는 정상적인 시리얼 데이터 패킷이 디스플레이 되는지를 모니터 함으로써, 마스터(10)와 슬레이브(20) 각각의 장치에 대한 시리얼 통신 정상 수행여부를 진단할 수 있다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 I/O 접점부(170)를 더 포함할 수 있다.
상기 I/O 접점부(I/O Port for External Device Control & Monitoring, 170)를 이용하여 소위 '감시제어 기능'이 가능해진다.
이하는 도 10 및 도 11을 참조하며 상기 감시제어 기능에 대하여 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명에 따른 시리얼 통신 이터페이스 모니터링 장치에 의한 감시제어 기능을 설명하기 위한 개념도이고, 도 11은 감시제어 기능에 대한 플로우 챠트이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 중앙 운영자 측에서 I/O 접점 구동 프로토콜을 전송(도 10의 ①)하면, 프로세서부(110)에서 I/O 구동 프로토콜 여부를 판단(도 10의 ②)하고, I/O 접점 출력이 ON(도 10의 ③)되고, 외부 릴레이가 ON(도 10의 ④)된 후 DTE 장치의 전원이 리셋(도 10의 ⑤)된다.
즉, 상기 감시제어 기능은 상기 I/O 접점부(170)를 이용하여 장치 외부에 연결된 릴레이 등을 구동시킬 수 있으며 이들 접점 등을 이용할 경우 외부 장치의 전원을 리셋시키거나 이벤트 상태 감시제어 등 간단한 제어기 역할을 수행할 수 있다.
즉, 내부 프로그램 로직에 의해 동작되는 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치는 구동 중 프로그램 연산 로직이 꼬이거나 인터럽트 처리 오류 등에 의해 프로세스가 중단될 경우 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 주요기능인 데이터 수집 및 제어기능이 중단되게 되며, 이 경우 중앙 운영자는 1차적으로 전원 리셋을 통해 장치의 이상유무를 판단하게 된다.
여기서, 무인으로 운영되는 원격지 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치에서 상기와 같은 문제 발생시 운영자는 원격지 현장으로 이동하여 1차적인 상태진단을 위한 전원 리셋을 수행하게 되며 하드웨어 고장이 아닐 경우 대부분 초등 조치단계인 전원 리셋을 통해 시스템이 정상으로 복구된다.
상기의 감시제어 기능은 중앙 운영자가 I/O 접점부(170)를 이용해 미리 정의된 본 장치 I/O 접점 구동용 프로토콜을 전용회선, CDMA, RF, 위성, ADSL 등 원격지 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치와의 데이터 통신을 위한 매체를 이용해 본 장치로 I/O 접점 구동 프로토콜을 전송하면 상기프로세서부(110)에서 I/O 접점 구동 프로토콜 여부를 판단하여 프로토콜이 일치할 경우 I/O" 접점 출력을 ON 시켜 외부에 구성된 전원 리셋 시퀀스 구동 릴레이 등을 동작시켜 원격지 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치 공급전원을 순간적으로 차단, 중앙 운영자가 현장에서 DTE 장치의 전원 스위치를 리셋시키는 것과 동일한 효과를 수행하게 되며 장치 외부에 구성된 릴레이의 복귀 상태를 I/O 접점에서 입력 받아 중앙의 운영자에게 데이터 통신으로 전원 리셋 제어명령 정상수행여부를 통보함으로써 중앙 운영자는 원격지 현장의 이동없이 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치의 전원 리셋을 중앙에서 안전하게 수행할 수 있다.
다음은 도 12 및 도 13을 참조하며 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 소위 '유, 무선 통신매체 상태진단 및 통신망 상태 경보 출력기능'에 대해 설명한다.
도 12는 유, 무선 통신매체 상태진단 및 통신망 상태 경보 출력기능을 수행하기 위한 통신망 이중화 운영에 대한 개념도이고, 도 13은 통신매체 진단 및 경보출력에 관한 개념도이며, 도 14는 통신매체 진단 및 경보출력 기능에 대한 플로우 챠트이다.
도 12에 표시된 ①은 통신매체 이상, ②는 슬레이브측 DCE 이상, ③은 마스터측 DCE 이상이 발생된 것을 나타내며, 도 12에 표시된 ① ② ③과 같이 통신 장애가 발생한 슬레이브와 보조망 DCE 장치를 이용하여 상기 ① -> ② -> ③ 순으로 순차적으로 통신을 수행하는 것을 나타낸다.
도 13에 표시된 ①은 프로세서부(110)에서 슬레이브 DTE와 DCE 간 송수신되는 데이터 패킷의 카운트 증가 여부를 감시하는 것을 나타내고, ②는 송수신되는 데이터 패킷 가운트가 증가하지 않으면 통신매체 이상으로 간주하여 I/O 접점부(170)의 I/O 접점 출력을 ON시키는 것을 나타내며, ③은 DTE에 통신매체 이상 접점신호가 입력되는 것을 나타내고, ④는 DTE 장치 이중화 절체 로직에 의거해 보조망 DCE 장치의 연결을 나타내며, ⑤는 보조망 DCE를 이용하여 마스터 측 보조망 DCE와의 접속을 나타내고, ⑥은 마스터 DTE가 보조망 DCE를 통한 슬레이브 접속을 확인하는 것을 나타내며, ⑦은 주망 DCE를 통한 데이터 통신을 끊고 슬레이브 DTE와 보조망 DCE를 통한 데이터 통신을 수행하는 것을 각각 나타낸다.
상기 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는, DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등)와 DCE(데이터 회선 종단장치 모뎀, DSU, CDMA, RF 모뎀 등) 간 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 모니터링 하고 정해진 시간 동안 송?수신되는 시리얼 데이터 패킷이 검출되지 않으면 유?무선 통신 매체의 이상으로 간주하여 내장 I/O 접점출력을 사용하여 유?무선 통신 매체의 이상 상태를 슬레이브 DTE에 접점입력 신호로 전달할 수 있어 슬레이브 DTE는 통신 매체 이상 접점신호 검출시 미리 정의된 이중화 통신망 제어로직에 따라 보조 통신망으로 절체하여 마스터와 중단없는 데이터 통신을 수행할 수 있다.
일반적으로 산업현장에서 마스터와 원격지 슬레이브 간 시리얼 데이터 통신시 통신매체로 유선을 사용할 경우 DCE 장치인 DSU(Data Service Unit, 56kbps 이하) 또는 CSU(Channel service Unit, 56kbps 이상)를 사용하는 방식이 보편화 되어있으며, 이 경우 통신매체인 선로의 장애나 DCE 장치 장애시 데이터 통신이 단절되는 치명적인 문제점을 내포하고 있어 데이터 연속성이 보장되어야하는 시스템 구성에서는 중단없는 데이터 통신을 위해 CDMA, RF, 위성 등 무선을 매체로 시용하는 DCE 장치를 이용, 보조 통신망을 구성하여 데이터 통신망을 이중화 하여 운영하게 된다.
통신망 이중화 시스템 구성에서는 마스터측 응용프로그램에서 슬레이브로부터 수집하는 데이터 갱신이 주기적으로 안되거나 통신망 이상유무 판별을 위한 특정데이터가 주기적으로 변하지 않을 경우 주 통신망의 이상으로 간주하여 보조 통신망으로 절체하여 데이터 통신을 수행하며 주 통신망이 정상으로 복구되면 다시 주 통신망을 이용하여 데이터 통신을 수행하도록 마스터측 응용프로그램에 통신망 이중화 상태진단 S/W로직을 작성하여 운영한다.
마스터와 슬레이브 간 1:1 통신의 경우 상기와 같은 방식 수행에 무리가 없으나 상기 도 12에 도시된 바와 같이 같이 여러 개의 슬레이이브를 관장하는 1:N 통신에서는 슬레이브와의 동시다발적인 통신장애 발생시 마스터측 응용프로그램에서 통신망 이중화 상태진단 S/W로직에 의거 보조 통신망용 DCE 장치를 통해 순차적으로 장애가 발생중인 슬레이브와의 데이터 통신을 수행하나 일반적으로 보조통신망용 DCE 장치는 마스터측에 1개만 설치됨에 따라 데이터 갱신이 지연되고 통신망 이중화 상태진단 S/W 로직에서 슬레이브 통신감시 모듈의 통신망 이상유무 판단로직이 계속적으로 보조 통신망의 상태를 “정상→이상→정상→이상”으로 반복 처리함에 따라 마스터 응용프로그램의 실행에러를 유발하는 등 중단없는 데이터 통신 수행이 원활하지 못하다.
본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는, 통신매체 진단 및 경보출력기능을 이용하여 무인으로 운영되는 슬레이브측 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등)와 DCE(데이터 회선 종단장치 모뎀, DSU, CSU, CDMA, RF 모뎀 등) 간 중간에 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 설치하면, 상기 프로세서부(110)에서 DTE와 DCE 간 송수신 패킷을 상술한 패킷 모니터링 기능을 사용하여 온라인 모니터링을 통한 송,수신 패킷 카운트를 증가시키고 정해진 시간 동안 송,수신되는 시리얼 데이터 패킷이 검출되지 않아 패킷 카운트가 증가하지 않을 경우 주 통신망의 이상으로 간주하여 상술한 감시제어기능을 사용 상기 I/O 접점부(170)의 I/O 접점 출력을 ON 시켜 슬레이브측 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등)에 주 통신망의 이상 상태를 H/W 접점신호로 입력하고, 슬레이브 DTE는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치로부터 입력된 주 통신망 이상 접점신호 검출시 미리 정의된 이중화 통신망 제어로직에 따라 보조 통신망으로 절체하여 슬레이브에서 마스터 측으로 접속하고 데이터통신을 수행하게 되며, DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등)와 DCE(데이터 회선 종단장치 모뎀, DSU, CSU, CDMA, RF 모뎀 등) 간 장애원인이 해결되어 상기 프로세서부(110)에서 DTE와 DCE 간 중지되었던 송수신 패킷 카운트가 증가하면 상기 I/O 접점부(170)에 통신망 이상상태 경보용으로 ”ON“ 되어있는 H/W 접점신호가 상기 프로세서부(110)의 명령에 따라 ”OFF" 상태로 복구되고 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치로부터 입력된 주 통신망의 이상 상태 H/W 접점신호 입력이 해제되면 슬레이브 DTE는 보조 통신망 절체 제어로직 수행을 중단하고 주 통신망으로 절체하여 마스터 측과 데이터 통신을 수행하게 된다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 장치는 소위 '시리얼 인터페이스 변환기능'을 수행할 수 있다.
다음은 도 15를 참조하며 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 의한 '시리얼 인터페이스 변환기능'에 대해 설명한다.
도 15는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 이용한 시리얼 인터페이스 변환기능을 나타내기 위한 개념도이다.
상기 시리얼 인터페이스 변환기능은, 서로 다른 시리얼 인터페이스 규격을 지원하는 장치간 시스템 구성 시 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 시리얼 인터페이스 변환기능(예컨대, RS232↔RS485, 422)을 사용하여 간단하게 데이터 통신을 구성할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치와 마스터 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등), 슬레이브 DTE(유량계, 수위계, 수질센서, 기상설비 등) 장치간의 연결에서 시리얼 인터페이스 규격이 각각 다를 경우 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 사용하여 마스터 DTE는 제1 터미널 블록(120a)측에 연결하고 슬레이브 DTE는 제2 터미널 블록(120b) 측에 연결한 후 키 입력부(150)를 통해 마스터(10)와 슬레이브(20)가 각각 연결된 시리얼 인터페이스의 채널번호(CH1 RS-232, CH2 RS-485/422)와 통신포트(Baud Rate, 데이터 비트, 정지 비트, 패리티, 흐름제어 등)를 설정하고 프로세서부(110)의 운영모드를 “바이패스”로 설정하면 간편하게 서로 다른 시리얼 인터페이스 규격을 지원하는 장치간 데이터 통신을 구성할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 소위 '터미널 서버 기능'을 수행할 수도 있다.
다음은 도 16를 참조하며 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 의한 터미널 서버 기능에 대해 설명한다.
도 16은 터미널 서버 기능에 대한 개념도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치 내부에서 마스터와 슬레이브 간 논리적인 연결 단절 후 시리얼 장치를 각 CH(CHANNEL, 즉 도면부호 121, 122에 해당되는 시리얼 인터페이스)에 연결하여 각 CH과 개별통신을 수행하고 상위 컴퓨터 또는 마스터 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치와의 이더넷 통신을 수행할 경우 상위 컴퓨터 또는 마스터 DTE 장치에서 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 통해 각 CH에 연결된 시리얼 장치와 통신을 수행할 수 있다.
이더넷이 지원되는 원격지 현장에 시리얼 통신을 수행하는 슬레이브 DTE(유량계, 수위계, 수질센서, 기상설비 등) 장치가 여러 개일 경우 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 프로세서부(110) 운영모드를 채널분리모드(즉, 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록의 논리적 연결이 분리되도록 하는 분리모드)로 설정하고 마스터 및 슬레이브 측의 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b) 각각의 채널(즉, 시리얼 인터페이스)에 슬레이브 DTE를 연결한 후 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치에 내장된 키 입력부(150)를 통해 마스터, 슬레이브 각각의 채널에 연결된 DTE 장치의 통신포트(Baud Rate, 데이터 비트, 정지 비트, 패리티, 흐름제어 등), 이더넷 통신을 위한 마스터, 슬레이브 각 CH의 논리적인 포트번호, 이더넷 포트(IP, 서브넨 마스크, 게이트웨이, DNS 서버 등)정보를 설정하면 상위 컴퓨터 또는 마스터 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등) 장치에서 이더넷을 이용하여 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 통해 마스터와 슬레이브 각각의 채널에 연결된 DTE 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 시리얼 인터페이스의 편리성을 제공하게 된다.
즉, 테스트 및 모니터링 하고자 하는 장비의 다양한 시리얼 인터페이스에 대응 할 수 있도록 마스터 및 슬레이브 측의 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 브록(120b)에 다양한 인터페이스용 컨넥터를 내장하여 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치와 마스터 DTE(데이터 단말장치, PLC, RTU, 데이터 로거 등), 슬레이브 DTE(유량계, 수위계, 수질센서, 기상설비 등) 장치간의 연결 시 기존 장치의 물리적인 컨넥터 변형없이 사용자가 손쉽게 연결할 수 있도록 한다.
이때, 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 컨넥터 구성은 RS-485, 422 용으로 터미널 블록을, RS-232 용으로는 9pin D-SUB connector로 구성하고, RS-232 의 경우 cross 와 null 케이블을 모두 지원 할 수 있도록 선택 스위치(135)를 두었고, 제1 터미널 블록(120a) 및 제2 터미널 블록(120b)에는 Male 과 Female 두 가지 형태의 9pin D-SUB 모두 지원 하도록 한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 편리한 휴대성 및 전원 구성의 용이성을 제공할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 시리얼 인터페이스 모니터링 장치는 전원부(190)을 더 포함하고(도 5 참조), 상기 전원부(190)로서 DC 전원 및 2차전지(배터리를) 모두를 사용할 수 있도록 구성됨으로써 휴대가 간편하고 상용전원이 지원되지 않는 장소에서 배터리 만으로 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 동작할 수 있도록 한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 소위 '원격진단 기능'을 수행할 수도 있다.
이하는 도 17을 참조하며 원격진단 기능에 관해 설명하도록 한다.
도 17은 원격진단 기능의 개념도이다.
상기 원격진단 기능은 상기 이더넷(180)을 이용한 이더넷 통신을 수행하는 시스템 구성에서 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치를 마스터와 슬레이브 간에 고정으로 설치할 경우 마스터와 슬레이브 간 통신장애 발생시 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치와 이더넷 통신을 통하여 상술한 패킷 모니터링 기능과 프로토콜 편집 기능 및 감시제어 기능을 원격지에서 수행할 수 있다(도 17 참조).
즉, 상술한 구성에 의해 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치는 원방감시 및 원방진단의 역할 기능을 수행할 수 있게 된다.
도 18은 본 발명에 따른 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치의 구성에 대한 다이어그램(diagram)이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치
110: 프로세서부 120a: 제1 터미널 블록
120b: 제2 터미널 블록 121: 제1 시리얼 인터페이스
122: 제2 시리얼 인터페이스 130: 컨버터
140: 디스플레이 수단 150: 키 입력부
160: 메모리부 170: I/O 접점부
180: 이더넷 190: 전원부

Claims (8)

  1. 시리얼 통신을 수행하는 마스터의 통신 포트와 슬레이브의 통신 포트가 각각 연결되는 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록; 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록에 각각 연결된 상기 마스터와 슬레이브 사이에서 시리얼 데이터 패킷이 송수신되도록 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록을 연결하고, 상기 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 프로세서부; 상기 프로세서부와 연결되고, 상기 프로세서부에서 감지되는 시리얼 데이터 패킷을 표시하는 디스플레이 수단; 을 포함하고,
    상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각에는 RS232 및 RS485를 포함하는 두 개 이상의 시리얼 통신 포트가 지원되도록 서로 다른 복수 개의 시리얼 인터페이스가 구비되며,
    상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각에 대해 상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록에 각각 구비된 복수 개의 시리얼 인터페이스 중 어느 하나의 시리얼 인터페이스가 설정되도록 선택하는 시리얼 인터페이스 설정기능과,
    상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각과 상기 프로세서부 사이에서의 시리얼 데이터 패킷의 송수신에 대한 보율(Boud Rate), 데이터 비트(Data Bit), 정지 비트(Stop Bit), 패리티 비트(Parity Bit) 및 흐름제어(flow Control)를 포함하는 통신포트 설정기능, 및
    상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록 각각과 상기 프로세서부 사이에서의 송수신되는 시리얼 데이터 패킷의 형식을 HEX 또는 ASCII 중 어느 하나로 설정되도록 하는 데이터 디스플레이 형식 설정기능을 수행하는 키 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 터미널 블록 및 제2 터미널 블록과 상기 프로세서부 사이 각각에는 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록에 구비된 서로 다른 시리얼 인터페이스 간에 시리얼 데이터 패킷이 송수신될 수 있도록 하는 시리얼 인터페이스 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서부는,
    상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록 사이의 연결을 차단시키고, 상기 제1 터미널 블록과 제2 터미널 블록에 각각 연결된 마스터 및 슬레이브와 각각 시리얼 데이터 패킷을 송수신하며 마스터 및 슬레이브와 상기 프로세서부 사이에서 각각 송수신되는 시리얼 데이터 패킷을 감지하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서부와 연결되고, 상기 프로세서부에서 감지되는 시리얼 데이터 패킷의 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서부와 연결되어 상기 프로세서부와 외부 컴퓨터 사이의 이더넷(Ethernet) 통신을 수행하고, 상기 프로세서부를 통해 상기 제1 터미널 블록 또는 제2 터미널 블록에 연결된 마스터 또는 슬레이브가 상기 외부 컴퓨터와 데이터 통신을 수행하도록 하는 이더넷 인터페이스(Ethernet Interface)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서부와 외부 장치 사이에서 데이터 정보가 입출력되도록 하는 I/O 접점부(Input-Output port)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 인터페이스 모니터링 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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