KR102119140B1 - 직렬통신 방식 유도조종장치의 점 대 다중점 연결 기반 데이터 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도탄에 탑재된 적어도 하나의 탑재 장비, 상기 유도탄을 제어하는 발사통제 장비, 상기 유도탄 내에 배치되어, 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 데이터 송수신을 수행하고, 상기 발사통제 장비와 데이터를 송수신하도록 이루어지는 유도조종장치를 포함하고, 상기 유도탄은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 상기 유도탄 외부로 전송하는 제1채널 및 상기 발사통제 장비의 제어명령을 상기 유도조종장치로 송신하는 제2채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

직렬통신 방식 유도조종장치의 점 대 다중점 연결 기반 데이터 모니터링 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DATA MONITORING OF SERIAL COMMUNICATION TYPE GUIDANCE AND CONTROL UNIT BASED ON POINT TO MULTIPOINT CONNECTION}

본 발명은 유도탄 내에서 유도조종장치와 탑재장비 사이에서 송수신되는 데이터를 모니터링하기 위한 것이다.

유도조종장치(GCU: Guidance & Control Unit)는 유도탄의 유도조종 기능을 수행하기 위해 탄내 통신과 지상 통신을 수행한다. 탄내 통신은 유도탄의 설계목적에 따라 개발된 다수의 탑재 장비와 유도조종장치 간의 통신을 의미하며, 유도탄 제어를 위한 메시지를 주고받는다. 지상 통신은 지상의 발사통제장비와 유도조종장치 간의 통신을 의미하며, 유도탄의 발사 전 필요한 정보 및 명령을 위한 메시지로 구성된다. 따라서 유도탄 통신기능을 통해 유도조종 기능 수행이 가능하므로 탄내 및 지상 통신은 유도조종장치의 중요한 기능 중에 하나라고 할 수 있다.

유도조종장치와 탑재장비의 통신연결이 도 1과 같은 버스방식의 연결인 경우 모니터링 장비에서 동일한 메시지의 수신이 가능하므로 점검이 쉽게 이루어지는 반면, 도 2와 같은 점 대 점(Point to Point) 방식의 연결인 경우에는 모니터링을 위해 다른 장비에서 동일한 메시지 수신이 불가능하므로 점검 환경 설계가 불편한 점이 있었다.

따라서 종래에는 각 탑재장비 간 채널별로 점검이 가능한 점검장비 개발을 통하여 점검이 이루어졌으나 개발 초기에 점검장비 개발지연으로 활용이 어려운 경우가 많고, 개발기간 단축 요구로 유도조종장치의 통신기능 점검이 소프트웨어 개발과 동시에 수행되어야만 했다. 따라서 탄내통신 메시지 모니터링을 위해 각 채널별로 점검 노트북을 연결하여 점검을 수행하였다. 채널별 점검 노트북 연결 방식은 다수의 노트북을 필요로 하였으며, 채널별 통신케이블 연결로 점검환경 준비에 불편한 점이 있었다. 또한 다수의 점검자가 동일한 메시지의 실시간 모니터링이 불가능할 뿐만 아니라 시험환경에 따른 원거리 점검이 불가능하였다. 더욱이 원격측정장비로 점검을 수행할 경우 전송주기 및 전송 데이터 크기의 제한이 있었다.

본 발명은 점 대 다중점 연결방식으로 탄내 통신 및 지상 통신을 수행하는 유도조종장치의 데이터 모니터링을 쉽게 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 합니다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유도탄에 탑재된 적어도 하나의 탑재 장비, 상기 유도탄을 제어하는 발사통제 장비, 상기 유도탄 내에 배치되어, 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 데이터 송수신을 수행하고, 상기 발사통제 장비와 데이터를 송수신하도록 이루어지는 유도조종장치를 포함하고, 상기 유도탄은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 상기 유도탄 외부로 전송하는 제1채널 및 상기 발사통제 장비의 제어명령을 상기 유도조종장치로 송신하는 제2채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템을 제공한다.

일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 제1 및 제2채널과 연결되고, 상기 유도탄은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 브로드 캐스팅하는 이더넷 허브를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 이더넷 허브는 외부 장치로부터 유도탄의 제어명령을 수신하고, 상기 제2채널을 통해, 상기 유도조종장치로 상기 제어명령을 송신할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 유도조종장치는 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 점 대 점 통신을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 제1채널을 통해 수신된 데이터를 UDP 프로토콜로 변환하여 상기 이더넷 허브로 송신하는 UDP 변환기를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제2채널을 통해 수신된 데이터를 TCP/IP 프로토콜로 변환하여 상기 외부 장치로 송신하는 TCP/IP 변환기를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 유도탄에 탑재된 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도탄에 탑재된 유도조종장치 간에 데이터를 송수신하는 단계, 상기 유도조종장치가 제1채널을 통해 상기 송수신되는 데이터를 UDP 변환기로 송신하는 단계, 상기 UDP 변환기가 상기 송수신되는 데이터를 UDP 프로토콜로 변환하여 이더넷 허브로 송신하는 단계, 상기 이더넷 허브가 상기 송수신되는 데이터를 브로드 캐스팅 하는 단계, 상기 이더넷 허브가 외부 장치로부터 제어 명령을 수신하는 단계, 상기 이더넷 허브가 상기 제어 명령을 상기 제1채널과 다른 제2채널을 통해 유도조종장치로 송신하는 단계, 상기 유도조종장치가 상기 제어 명령에 대한 응답 메시지를 상기 제2채널을 통해 TCP/IP 변환기로 송신하는 단계 및 상기 TCP/IP 변환기가 상기 응답 메시지를 TCP/IP 프로토콜로 변환한 후, 상기 외부 장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 유도조종장치와 탑재 장비 사이에 송수신되는 데이터를 브로드캐스팅하는 것이 가능해지므로, 다수의 점검자가 동시에 실시간 모니터링이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 외부 장치의 IP에 무관하게 유도탄과 지상메시지를 송수신할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 지상 및 탄내 통신 채널을 이더넷 허브를 사용하여 하나의 네트워크로 구성함으로서 하나의 외부 장치에서 두 개의 점검 프로그램을 동시 운영가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 이더넷 통신망을 이용함으로서 폭발물 또는 고압용기를 이용하는 등 위험성이 있는 시험환경에서 통신 케이블 길이 제한사항에 대한 해결을 통해 원거리에서 점검이 가능하므로 점검자의 안전을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 탄내 또는 지상 통신 채널보다 비교적 고속의 이더넷 통신을 이용함으로서 종래의 원격측정장비를 이용한 점검에 비해 데이터 전송주기 및 데이터 크기에 제한 받지 않는다.

도 1은 버스 방식의 통신에서 데이터 모니터링을 수행하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 2는 점 대 점 방식의 통신에서 데이터 모니터링을 수행하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 모니터링 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 점검 모니터의 응용프로그램을 나타내는 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 모니터링 시스템 및 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 유도탄에 탑재된 적어도 하나의 탑재 장비, 상기 유도탄을 제어하는 발사통제 장비, 상기 유도탄 내에 배치되어, 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 데이터 송수신을 수행하고, 상기 발사통제 장비와 데이터를 송수신하도록 이루어지는 유도조종장치를 포함한다.

상기 탑재 장비는 유도탄을 운용하는데 필요한 각종 센서들일 수 있다. 유도 조종 장치는 상기 탑재 장비들로부터 센싱 결과를 수신하여 유도탄의 운용방식을 결정한다. 이를 위해, 탑재 장비는 유도탄 내에 구비된 유도조종장치와 실시간으로 통신을 수행해야 한다. 본 명세서에서 상기 탑재 장비와 유도조종장치간에 수행되는 통신을 탄내 통신이라 한다.

한편, 유도탄은 발사전 또는 발사후에 지상의 발사통제 장비로부터 제어명령을 수신하고, 상기 제어명령에 따라 운용된다. 이를 위해, 발사통제 장비는 유도탄 내에 구비된 유도조종장치와 실시간으로 통신을 수행해야 한다. 본 명세서에서 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치간에 수행되는 통신을 지상 통신이라 한다.

상기 유도조종장치는 상기 탄내 통신 및 지상 통신을 통해 상기 유도탄의 움직임을 제어한다. 상기 탄내 통신 및 지상 통신에 문제가 발생될 경우, 유도조종장치가 유도탄을 운용할 수 없게 되지 때문에, 상기 탄내 통신 및 지상 통신을 지속적으로 모니터링 하는 것이 중요하다.

상기 지상 통신의 경우, 유도조종장치와 발사통제 장비를 연결하는 채널을 상기 발사통제 장비를 통해 모니터링할 수 있다. 이와 달리, 상기 탄내 통신을 모니터링하기 위해서는 상기 탑재 장비와 유도조종장치를 연결하는 채널에 별도의 모니터링 채널을 구성해야한다. 유도조종장치와 탑재 장비들이 점 대 점 통신을 수행하는 경우, 탄내 통신의 모니터링을 위해서는 상기 탑재 장비들의 수만큼 모니터링 채널을 구성해야한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 탄내 통신 및 지상 통신의 모니터링을 용이하게 할 수 있도록, 탄내 통신 및 지상 통신 시 송수신 되는 데이터를 수신하는 별도의 채널을 포함한다. 구체적으로, 상기 유도탄은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 상기 유도탄 외부로 전송하는 제1채널 및 상기 발사통제 장비의 제어명령을 상기 유도조종장치로 송신하는 제2채널을 구비한다.

상기 제1채널은 탄내 및 지상 통신 메시지를 하나의 메시지로 통합하여 유도조종장치에서 외부로 송신할 때 사용된다. 상기 제1채널의 통신 속도는 탄내 및 지상 통신의 통신 규약에 따른 요구속도 중에 제일 빠른 채널의 속도로 정하여 설계한다. 본 발명은 상기 제1채널의 수신단에서 다 수의 점검자가 실시간으로 모니터링하기 위해 유도조종장치로부터 송신된 제1채널을 UDP 프로토콜로 변환하고, 브로드캐스트(Broadcast) 한다.

이를 위해, 본 발명은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 브로드 캐스팅하는 이더넷 허브를 더 포함한다. 또한, 본 발명은 제1채널을 통해 전달된 데이터를 UDP 프로토콜로 변환하는 UDP 변환기를 더 포함한다.

본 발명은 발사 통제장비와 유도조종장치의 지상 통신을 위해 제2채널을 구비한다. 유도조종장치로부터 제2채널을 통해 송신된 메시지는 TCP/IP 프로토콜로 변환되어 이더넷을 통해 외부 장치가 수신할 수 있도록 한다. 이를 위해, 본 발명은 제2채널을 통해 전달된 데이터를 TCP/IP로 변환하는 TCP/IP 변환기를 더 포함한다.

즉, 본 발명은 제1 및 제2채널 각각을 통해 수신된 데이터를 UDP와 TCP/IP로 변환하고, 이더넷 허브에 외부 장치와 같이 연결한다. 외부 장치의 IP는 제1채널의 브로드캐스트 범위에 해당하는 IP(1)에서 IP(N)까지 설정 가능하며, 각 외부 장치에 대하여 점검자(1)에서 점검자(N)가지 할당할 수 있다. 이 때 정해진 포트번호가 있으면 같이 설정할 수 있다.

상술한 바에 따르면, 상기 이더넷 허브에 연결된 외부 장치는 발사통제 장비로서 유도탄으로 제어명령을 송신할 수 있으며, 탄내 통신 및 지상 통신 시 송수신되는 데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에서 제안하는 하나의 외부 장치에서 두 가지 응용프로그램 운용을 나타내는 개념도이다.

본 발명에서는 상황에 따라 하나의 외부 장치에서 두 가지 응용프로그램을 운용할 수 있다. 하나는 제1채널로 수신되는 탄내 통신 메시지를 확인할 수 있는 프로그램 A이며, 다른 하나는 제2채널을 통해서 유도조종장치에 지상 메시지를 송수신할 수 있는 프로그램 L이다. 프로그램 L의 destination IP는 채널 L의 TCP/IP 통신변환기의 IP 주소 및 포트로 설정한다. 따라서 이더넷 통신망을 이용하여 원거리에서 채널 L을 이용하여 유도조종장치를 운용할 수 있으며, 채널 A를 통해 탄내 및 지상 통신 메시지들을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (7)

1. 유도탄에 탑재된 적어도 하나의 탑재 장비;
   상기 유도탄을 제어하는 발사통제 장비;
   상기 유도탄 내에 배치되어, 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 데이터 송수신을 수행하고, 상기 발사통제 장비와 데이터를 송수신하도록 이루어지는 유도조종장치를 포함하고,
   상기 유도탄은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 상기 유도탄 외부로 전송하는 제1채널 및 상기 발사통제 장비의 제어명령을 상기 유도조종장치로 송신하는 제2채널을 구비하고,
   상기 제1 및 제2채널과 연결되고, 상기 유도탄은 상기 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터 및 상기 발사통제 장비와 상기 유도조종장치 간에 송수신되는 데이터를 브로드 캐스팅하는 이더넷 허브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 이더넷 허브는,
   외부 장치로부터 유도탄의 제어명령을 수신하고,
   상기 제2채널을 통해, 상기 유도조종장치로 상기 제어명령을 송신하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 유도조종장치는,
   상기 적어도 하나의 탑재 장비와 점 대 점 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1채널을 통해 수신된 데이터를 UDP 프로토콜로 변환하여 상기 이더넷 허브로 송신하는 UDP 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2채널을 통해 수신된 데이터를 TCP/IP 프로토콜로 변환하여 상기 외부 장치로 송신하는 TCP/IP 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 시스템.
7. 유도탄에 탑재된 적어도 하나의 탑재 장비와 상기 유도탄에 탑재된 유도조종장치 간에 데이터를 송수신하는 단계;
   상기 유도조종장치가 제1채널을 통해 상기 송수신되는 데이터를 UDP 변환기로 송신하는 단계;
   상기 UDP 변환기가 상기 송수신되는 데이터를 UDP 프로토콜로 변환하여 이더넷 허브로 송신하는 단계;
   상기 이더넷 허브가 상기 송수신되는 데이터를 브로드 캐스팅 하는 단계;
   상기 이더넷 허브가 외부 장치로부터 제어 명령을 수신하는 단계;
   상기 이더넷 허브가 상기 제어 명령을 상기 제1채널과 다른 제2채널을 통해 유도조종장치로 송신하는 단계;
   상기 유도조종장치가 상기 제어 명령에 대한 응답 메시지를 상기 제2채널을 통해 TCP/IP 변환기로 송신하는 단계; 및
   상기 TCP/IP 변환기가 상기 응답 메시지를 TCP/IP 프로토콜로 변환한 후, 상기 외부 장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도탄의 데이터 모니터링 방법.

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