KR102171186B1 - Apparatus and method for controlling a slave node in a multi-node system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬레이브노드의 ID 설정 및 슬레이브노드의 기능 설정을 적절하게 제어할 수 있는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slave node control device and method of a multi-node system, and more particularly, to a slave node control device and method of a multi-node system capable of appropriately controlling the ID setting of the slave node and the function setting of the slave node. About.
최근 해양 자원 탐사, 해양 환경 감시, 수중 군사 방어 등에 대한 관심과 중요도가 높아지면서, 해양에서 다양한 수중 정보를 수집할 수 있는 수중 통신에 대한 수요가 증가하고 있다. 수중 정보 전송을 위한 수중 통신망은 수중 환경에 수중정보의 송수신을 수행할 수 있는 센서노드를 복수개 설치하고, 센서노드로부터 수중정보를 취득하고 제어하는 구성으로 이루어진다. 특히 항만감시, 수중이동체의 표적 추적 등의 제어를 위해서는 다수의 수중센서들로부터 정보를 취합하는 제어가 필요하게 된다.Recently, as interest and importance in marine resource exploration, marine environment monitoring, underwater military defense, etc. increase, demand for underwater communication capable of collecting various underwater information from the sea is increasing. An underwater communication network for transmitting underwater information is configured to install a plurality of sensor nodes capable of transmitting and receiving underwater information in an underwater environment, and acquire and control underwater information from the sensor nodes. In particular, for control of port monitoring and target tracking of an underwater vehicle, a control that collects information from a plurality of underwater sensors is required.
또한 최근에는 빅데이터 활용이 급증하면서 서버컴퓨터는 다수의 부하장비들로부터 정보를 취합하는 작업을 수행할 필요가 있다. 이러한 경우에 있어서도 서비컴퓨터와 다수의 부하장비들 간의 정보 취합을 위한 효율적인 제어가 필요하게 된다. In addition, as the use of big data has increased rapidly in recent years, the server computer needs to perform a task of collecting information from a number of load devices. Even in this case, efficient control is required for collecting information between the service computer and a number of load devices.
도 1은 일반적인 멀티노드시스템의 전체적인 개략도를 도시하고 있다. 종래 멀티노드시스템은 복수의 슬레이브노드들이 마스터노드로부터 각각의 ID를 할당받아서 자신의 기능을 수행하고, 이를 통해서 필요한 기능 수행 또는 필요정보를 취합하는데 이용된다.1 shows an overall schematic diagram of a general multi-node system. In a conventional multi-node system, a plurality of slave nodes are used to perform their own functions by receiving each ID from a master node, and to perform a necessary function or collect necessary information through this.
도 1은 종래 기술에 따른 멀티노드시스템의 마스터노드와 슬레이브노드 사이의 연결 구성도이다. 1 is a diagram illustrating a connection configuration between a master node and a slave node in a multi-node system according to the prior art.
종래의 멀티노드시스템은 복수의 슬레이브노드를 중앙 집중형으로 마스터노드에 연결하여 구성된다. 마스터노드는 컨트롤러의 기능을 수행한다.The conventional multi-node system is configured by connecting a plurality of slave nodes to a master node in a centralized manner. The master node performs the function of the controller.
복수의 슬레이브노드들은 마스터노드와 케이블을 통해 연결되고, 슬레이브노드들은 자신들에게 할당된 기능을 수행하거나 또는 필요정보를 취득한다. 마스터노드는 복수의 슬레이브노드들과의 통신을 제어하고, 슬레이브노드들로부터 취득한 정보를 취합하여, 네트워크 정보국(도시하지 않음)으로 전송하거나 또는 각 슬레이브노드들의 동작 수행을 제어한다.A plurality of slave nodes are connected to the master node through a cable, and the slave nodes perform functions assigned to them or acquire necessary information. The master node controls communication with a plurality of slave nodes, collects information obtained from the slave nodes and transmits it to a network information station (not shown), or controls the operation of each slave node.
복수의 슬레이브노드들은 하나의 마스터노드에 중앙 집중형으로 연결되고, 마스터노드와 각각의 슬레이브노드들 사이에는, 각 슬레이브노드의 ID를 전송하는 제1신호라인(GPIO)과, 각 슬레이브노드의 기능수행을 위한 제2신호라인(serial or Ethernet)을 연결되고 있는 슬레이브노드 수 만큼 연결하고 있다.A plurality of slave nodes are centrally connected to one master node, and between the master node and each slave node, a first signal line (GPIO) transmitting the ID of each slave node and the function of each slave node The second signal line (serial or Ethernet) for execution is connected as many as the number of slave nodes being connected.
즉, 종래 멀티노드시스템은 각각의 슬레이브노드에 ID를 할당하기 위해서, 여러개의 제1신호라인(다용도 입출력 포트(GPIO: General Purpose Input/Output))에 하이 또는 로우신호를 출력하고, 각 슬레이브노드에서 이를 확인하는 방법이다. 마찬가지로 멀티노드시스템에서 제어연동방법은, 마스터노드와 슬레이브노드 사이에 각각 여러개의 제2신호라인을 연결하여 시리얼 또는 이더넷을 통해서 연동 제어하고 있다.That is, the conventional multi-node system outputs a high or low signal to a plurality of first signal lines (general purpose input/output (GPIO)) in order to allocate an ID to each slave node, and each slave node Here's how to check it. Likewise, in the multi-node system, the control interlocking method is interlocked through serial or Ethernet by connecting several second signal lines between the master node and the slave node, respectively.
도 2는 네트워크 연결 구성에서 컨트롤러와 복수개의 장비들 간의 마스터노드-슬레이브노드의 관계에 따른 연결 구성을 도시하고 있다. 2 shows a connection configuration according to a relationship between a master node and a slave node between a controller and a plurality of devices in a network connection configuration.
도시되고 있는 바와 같이, 컨트롤러가 마스터노드의 기능을 수행하고, 복수개의 장비가 슬레이브노드로 구성될 때, 컨트롤러와 복수개의 장비 사이에 GPIO 연결이 이루어지고, 컨트롤러에서 하이 또는 로우 신호를 출력해서 복수개의 슬레이브노드에 대한 ID를 설정하는 구성을 도시하고 있다.As shown, when a controller performs the function of a master node and a plurality of devices are configured as slave nodes, a GPIO connection is made between the controller and a plurality of devices, and a high or low signal is output from the controller. A configuration for setting IDs for two slave nodes is shown.
이와 같은 구성의 종래의 멀티노드시스템은 마스터노드가 슬레이브노드에 GPIO 신호라인을 통해서 ID설정을 위한 신호를 송신하고, 슬레이브노드의 기능 수행을 제어한다. 이때 마스터노드의 하드웨어 또는 응용소프트웨어의 이상 상태가 발생되면, 슬레이브노드가 ID 할당을 받지 못하면서 정상 기능이 동작하지 못하는 문제점이 발생된다.In the conventional multi-node system with such a configuration, the master node transmits a signal for ID setting to the slave node through a GPIO signal line, and controls the function execution of the slave node. At this time, if an abnormal state of the hardware or application software of the master node occurs, the slave node does not receive ID assignment and a problem occurs in that the normal function cannot operate.
또한 종래의 멀티노드시스템은 슬레이브노드의 수가 증가함에 따라 마스터노드와 슬레이브노드 사이의 케이블 연결수가 증가하게 된다. 그리고 마스터노드에서 슬레이브노드에서 ID를 할당하는 제어방식을 채택하고 있기 때문에, 슬레이브노드의 증가는 하드웨어적인 구성을 변화시켜야만 한다.In addition, in the conventional multi-node system, as the number of slave nodes increases, the number of cable connections between the master node and the slave node increases. In addition, since the master node adopts a control method that allocates IDs from the slave nodes, the increase of slave nodes must change the hardware configuration.
특히, 종래의 멀티노드시스템은 마스터노드와 슬레이브노드 사이에 많은 케이블 연결을 필요로 하고, 이러한 점은 슬레이브노드의 정보 취합은 물론 복수의 슬레이브노드의 점검제어에도 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점을 야기시킨다.In particular, the conventional multi-node system requires a lot of cable connection between the master node and the slave node, and this is a problem that requires a lot of cost and time for inspection and control of a plurality of slave nodes as well as information collection of slave nodes. Cause.
따라서 마스터노드와 복수의 슬레이브노드 사이의 하드웨어적인 연결관계를 최적화할 필요성이 있고, 또한 복수의 슬레이브노드를 최적으로 제어할 수 있는 제어환경을 갖출 필요성이 있다.Therefore, there is a need to optimize a hardware connection relationship between a master node and a plurality of slave nodes, and a control environment capable of optimally controlling a plurality of slave nodes is required.
따라서 본 발명의 목적은 마스터노드와 복수의 슬레이브노드 사이의 케이블 수를 최적으로 구성하고, 복수의 슬레이브노드의 점검을 위한 시간과 하드웨어적인 설치비용을 감소시킬 수 있는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is a slave node control device of a multi-node system capable of optimally configuring the number of cables between a master node and a plurality of slave nodes, and reducing time and hardware installation costs for inspection of a plurality of slave nodes. And to provide a method.
본 발명의 다른 목적은 슬레이브노드 자체적으로 자신의 ID 설정를 설정하고, 각 슬레이브노드의 부여된 기능 수행을 효율적으로 제어할 수 있는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling a slave node of a multi-node system capable of setting its own ID setting by itself and efficiently controlling the execution of assigned functions of each slave node.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치는, 컨트롤러 기능을 수행하는 마스터노드; 하나의 제어선로를 이용하여 마스터노드에 직렬로 연결되는 복수개의 슬레이브노드를 포함하고, 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하고, 측정된 값에 기초하여 자신의 ID를 부여하고, 마스터노드는 제어선로로 헤더신호를 출력하여 복수개의 슬레이브노드의 데이터를 연동하고, 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호와 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 위한 데이터 주기 설정신호를 출력하고, 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해 입력되는 ID신호와 데이터 주기 설정신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하여 해당 ID를 인식하고, 데이터 주기 설정신호동안 기능 수행을 제어하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a slave node control apparatus of a multi-node system according to an embodiment of the present invention includes: a master node that performs a controller function; It includes a plurality of slave nodes connected in series to the master node using one control line, and the plurality of slave nodes measure the cable capacitance of the control line, and assign their ID based on the measured value, The master node outputs a header signal to the control line to interlock the data of a plurality of slave nodes, outputs a slave node ID signal for performing an arbitrary function and a data period setting signal for performing the function of the corresponding slave node. The slave node is characterized by counting the ID signal input through the control line and the data period setting signal as a synchronized clock signal to recognize the corresponding ID, and controlling the function execution during the data period setting signal.
바람직하게는 마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호를, 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 ID확인신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the master node is characterized in that it outputs a slave node ID signal for performing an arbitrary function as a continuous high signal, and outputs an ID confirmation signal using a continuous low signal.
바람직하게는 마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 데이터주기 확인신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the master node is characterized in that it outputs a data period setting signal for performing an arbitrary function as a continuous high signal, and outputs a data period confirmation signal using the continuous low signal.
바람직하게는 마스터노드는, 제어선로를 통해서 데이터신호를 출력하는 기능제어송신부와, 클럭신호를 출력하는 클럭동기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the master node is characterized in that it comprises a function control transmitter for outputting a data signal through a control line, and a clock synchronization unit for outputting a clock signal.
바람직하게는 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해서 데이터신호를 수신하는 기능제어수신부; 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하는 캐패시턴스 측정부; 측정된 캐패시턴스값으로 ID를 부여하는 자동ID설정부; 마스터노드의 클럭신호를 수신하는 클럭동기부; 및 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 제어하는 기능수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the plurality of slave nodes includes: a function control receiver for receiving a data signal through a control line; A capacitance measuring unit for measuring the cable capacitance of the control line; An automatic ID setting unit that assigns an ID to the measured capacitance value; A clock synchronization unit receiving a clock signal of a master node; And it characterized in that it comprises a function execution unit for controlling the execution of the function of the slave node.
바람직하게는 복수개의 슬레이브노드는, 기능 수행 결과에 따른 신호를 마스터노드로 출력하는 응답송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the plurality of slave nodes are characterized in that it further comprises a response transmitter for outputting a signal according to a result of performing the function to the master node.
본 발명의 실시예에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어방법은, 마스터노드와, 하나의 제어선로를 이용하여 마스터노드에 직렬로 연결되는 복수개의 슬레이브노드를 포함하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어방법에 있어서, 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하고, 측정된 값에 기초하여 자신의 ID를 부여하는 단계; 마스터노드는 제어선로로 헤더신호를 출력하여 복수개의 슬레이브노드의 데이터를 연동하고, 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호와 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 위한 데이터 주기 설정신호를 출력하는 단계; 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해 입력되는 ID신호와 데이터 주기 설정신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하여 해당 ID를 인식하고, 데이터 주기 설정신호동안 기능 수행을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for controlling a slave node in a multi-node system according to an embodiment of the present invention includes a method for controlling a slave node in a multi-node system including a master node and a plurality of slave nodes connected in series to the master node using one control line. The method of
바람직하게는 마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호를, 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 ID확인신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the master node is characterized in that it outputs a slave node ID signal for performing an arbitrary function as a continuous high signal, and outputs an ID confirmation signal using a continuous low signal.
바람직하게는 마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 데이터주기 확인신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the master node is characterized in that it outputs a data period setting signal for performing an arbitrary function as a continuous high signal, and outputs a data period confirmation signal using the continuous low signal.
본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치는, 수중환경에서 표적신호를 추적하는데 이용하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치에 있어서, 복수개의 슬레이브노드와 하나의 제어선로를 이용하여 케이블 연결되는 마스터노드; 하나의 제어선로를 이용하여 마스터노드에 직렬로 연결되는 복수개의 슬레이브노드; 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하고, 측정된 값에 기초하여 자신의 ID를 부여하고, 마스터노드는 제어선로를 통해서 헤더신호를 출력하여 복수개의 슬레이브노드의 데이터를 연동하고, 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호와 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 출력하고, 복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해 입력되는 ID신호와 데이터주기 설정신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하여 ID를 인식하고, 데이터주기 설정신호동안 표적을 탐지하는 것을 특징으로 한다.A slave node control device of a multi-node system according to another embodiment of the present invention is a slave node control device of a multi-node system used to track a target signal in an underwater environment, using a plurality of slave nodes and one control line. A master node to which a cable is connected; A plurality of slave nodes connected in series to the master node using one control line; The plurality of slave nodes measure the cable capacitance of the control line and assign their ID based on the measured value, and the master node outputs a header signal through the control line to link data of the plurality of slave nodes, A slave node ID signal for performing a certain function and a data period setting signal for performing the function of the corresponding slave node are output, and a plurality of slave nodes synchronize the ID signal and the data period setting signal input through the control line. It counts as a signal to recognize the ID, and detects a target during a data period setting signal.
바람직하게는 복수개의 슬레이브노드의 탐지신호는 마스터노드를 통해서 취합되고, 마스터노드는 취합된 탐지신호는 송수신부를 통해서 외부로 송출되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the detection signals of the plurality of slave nodes are collected through the master node, and the master node is characterized in that the collected detection signals are transmitted to the outside through the transceiver.
본 발명에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법은, 마스터노드와 연결되고 있는 복수의 슬레이브노드 사이의 케이블 연결을 최적으로 구성하고, 복수의 슬레이브노드의 관리 및 점검을 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The slave node control apparatus and method of a multi-node system according to the present invention can optimally configure a cable connection between a plurality of slave nodes connected to a master node, and efficiently perform management and inspection of a plurality of slave nodes. You can get a good effect.
본 발명에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법은 케이블 캐패시턴스 특성을 이용하여 슬레이브노드가 ID를 자동으로 인식하는 제어를 통해서, 정상상태의 슬레이브노드가 ID를 부여받지 못하여 동작하지 못했던 종래의 문제점을 해결하는 것이 가능하다.The slave node control apparatus and method of a multi-node system according to the present invention is a conventional slave node that fails to operate because the slave node in a normal state does not receive an ID through control in which the slave node automatically recognizes the ID using cable capacitance characteristics. It is possible to solve the problem.
본 발명에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법은 별도의 응용 소프트웨어를 탑재할 필요없이, 하이/로우 로직 및 클럭신호를 이용하여 마스터노드에서 복수의 슬레이브노드의 동기화를 제어하는 것이 가능한 효과를 얻을 수 있다.The slave node control apparatus and method of a multi-node system according to the present invention is effective in controlling the synchronization of a plurality of slave nodes in a master node using high/low logic and clock signals without the need to install separate application software. Can be obtained.
본 발명에 따른 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치 및 방법은 다수의 부하노드와 연결된 마스터노드에서 수중 표적의 추적에 이용되기 위한 수중정보 취합을 효율적으로 수행하는 것이 가능한 효과를 얻을 수 있다.The slave node control apparatus and method of a multi-node system according to the present invention can obtain an effect capable of efficiently collecting underwater information for use in tracking an underwater target in a master node connected to a plurality of load nodes.
도 1은 종래 기술에 따른 멀티노드시스템의 마스터노드와 슬레이브노드 사이의 연결 구성도이다.
도 2는 네트워크 연결 구성에서 컨트롤러와 복수개의 장비들 간의 마스터노드-슬레이브노드의 관계에 따른 연결 구성을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드시스템의 마스터노드와 슬레이브노드 사이의 연결 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드시스템의 동작 타이밍도를 도시하고 있다.
도 5, 도6은 본 발명에 따른 멀티노드시스템을 일반장비에 적용해서 사용할 때의 동작 제어 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 멀티노드시스템을 일반장비에 적용해서 사용할 때, ID 설정을 위한 테이블 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 멀티노드시스템을 수중환경에서 표적의 추적에 이용하기 위한 일 실시예의 제어 구성도이다.1 is a diagram illustrating a connection configuration between a master node and a slave node in a multi-node system according to the prior art.
2 shows a connection configuration according to a relationship between a master node and a slave node between a controller and a plurality of devices in a network connection configuration.
3 is a diagram illustrating a connection configuration between a master node and a slave node of a multi-node system according to an embodiment of the present invention.
4 is a timing diagram illustrating an operation of a multi-node system according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are flowcharts of operation control when the multi-node system according to the present invention is applied to general equipment and used.
7 is a table configuration diagram for ID setting when the multi-node system according to the present invention is applied to general equipment and used.
8 is a control configuration diagram of an embodiment for using a multi-node system according to the present invention for tracking a target in an underwater environment.
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. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"와 "기", "모듈"과 "부", "유닛"과 "부", "장치"와 "시스템", "단말"과 "노드"와 "디지털 무전기" 등은 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. Suffixes "unit" and "unit", "module" and "unit", "unit" and "unit", "device" and "system", "terminal" and "node" for components used in the following description And “digital walkie-talkie” are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a distinct meaning or role from each other.
또한, 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.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
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.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드시스템의 전체적인 구성도를 도시하고 있다.3 shows an overall configuration diagram of a multi-node system according to an embodiment of the present invention.
멀티노드시스템은 하나의 마스터노드(100)의 기능을 수행하는 프로세서를 포함한다. 마스터노드(100)는 복수개의 슬레이브노드들로 기능제어를 위한 신호를 송신하는 기능제어송신부(120)와 복수개의 슬레이브노드들로 클럭신호를 전송하는 클럭동기부(110)를 포함한다. 그리고 마스터노드(100)는 복수개의 슬레이브노드들로부터 응답신호를 수신하는 응답수신부(130)를 포함한다.The multi-node system includes a processor that performs the function of one
멀티노드시스템은 복수개의 슬레이브노드들(200,300,400,...,1000)를 포함한다. 복수개의 슬레이브노드들(200,300,400,...1000)은 마스터노드(100)를 기점으로 해서 마지막 슬레이브노드(1000)까지 하나의 제어선로(150)에 연결되고 있다. 즉, 직렬 연결 구성과 같이 연결되어진다. 따라서 제어선로(150)은 마스터노드(100)의 기능제어송신부(120)를 기점으로 해서 슬레이브노드1(200), 슬레이브노드2(300), 슬레이브노드3(400)과 순차적으로 연결되고, 마지막 슬레이브노드N+3(1000)까지 직렬 연결되어진다.The multi-node system includes a plurality of slave nodes 200,300,400,...,1000. The plurality of
마스터노드(100)의 클럭동기부(110)에 연결된 클럭신호라인(140)은 복수개의 슬레이브노드들(200,300,400,...,1000)에 분기되어 제공되도록 케이블 연결된다.The
마스터노드(100)의 응답수신부(130)에 연결된 회신선로(160)은 복수개의 슬레이브노드들(200,300,....1000)에 분기되도록 케이블 연결된다.The reply line 160 connected to the
따라서 본 발명의 실시예에서 멀티노드시스템은 마스터노드(100)와 복수개의 슬레이브노드들(200,....1000) 사이에 하나의 제어선로(150)을 직렬 연결하고 있고, 마스터노드(100)와 복수개의 슬레이브노드들(200,...1000) 사이에 클럭신호라인(140)과 회신선로(160)를 각각의 슬레이브노드에 분기해서 연결하고 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the multi-node system connects one
슬레이브노드1(200)는 클럭신호라인(140)에 연결되고 있는 클럭동기부(210), 제어선로(150)에 연결되고 있는 기능제어수신부(220)와 캐패시턴스 측정부(240)를 포함한다. 슬레이브노드1(200)는 회신선로(160)에 연결되고 있는 응답송신부(160)를 포함한다. 그리고 기능수행부(230)와 자동ID설정부(250), 점검부(270)를 더 포함하고 있다.The
슬레이브노드1(200)에 포함된 구성은 다른 모든 슬레이브노드들에도 모두 포함되고 있는 구성으로 설명 가능하다.The configuration included in the
특히, 제어선로(150)에 연결되고 있는 슬레이브노드들의 연결관계를 좀 더 자세히 살펴보면, 마스터노드(100)의 기능제어송신부(120)에서 시작된 제어선로(150)은, 슬레이브노드1(200)의 기능제어수신부(220)와 캐패시턴스측정부(240)에 연결되고, 접속점(A)를 통해서 슬레이브노드2(300)에 연결되도록 구성되고 있다. 이와 같은 구성으로 슬레이브노드2(300)와 슬레이브노드3(400)에 연속해서 제어선로(150)이 연결되고, 이 구성은 마지막 슬레이브노드N+3(1000)까지 연속적으로 연결된다.In particular, looking at the connection relationship between the slave nodes connected to the
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드시스템의 동작은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the multi-node system according to an embodiment of the present invention configured as described above is performed as follows.
본 발명의 멀티노드시스템은 복수의 슬레이브노드 자체적으로 자신의 ID를 설정하는 구성이다. 이를 위해서 각 슬레이브노드들은, 마스터노드(100)의 기능제어송신부(120)를 기점으로 해서 하드웨어적으로 하나의 제어선로(150)에 직렬 연결되고 있다. 즉, 하나의 케이블에 모든 슬레이브노드들이 직렬 연결되고 있다.In the multi-node system of the present invention, a plurality of slave nodes set their own IDs. To this end, each slave node is serially connected to one
슬레이브노드1(200)는 캐패시턴스측정부(240)에서 제어선로(150)의 케이블 캐패시턴스를 측정한다. 일반적으로 캐패시턴스는, 마스터노드(100)와의 거리가 멀어질 수록 높은 값을 갖게 된다. 자동ID설정부(250)는 측정된 케이블 캐패시턴스를 기초로 자동 ID를 설정한다.The
모든 슬레이브노드들은 마스터노드(100)를 기점으로 해서 하나의 제어선로(150)에 직렬 연결된 구성으로 이루어지기 때문에, 각각의 슬레이브노드들의 캐패시턴스는 다른 값을 갖게 된다. 따라서 각 슬레이브노들은 다른 값의 캐패시턴스를 기초로 ID가 자동 설정되므로 모두 다른 ID를 갖게 된다.Since all slave nodes are configured in series connected to one
이를 위해서 자동ID설정부(250)는 실험치에 근거하여 케이블 캐패시턴스와 부여될 ID, 그리고 클럭개수를 매칭한 테이블을 기설정하고 저장한다. 그리고 측정된 캐패시턴스에 해당되는 ID를 당 슬레이브노드의 ID로 설정한다. 일반적으로 슬레이브노드1(200)의 캐피시턴스 측정부(240)에서 측정된 캐패시턴스가 제일 낮은 값일 때, 가장 낮은 자동 ID가 부여될 수 있다. 슬레이브노드N+3(1000)의 캐패시턴스 측정부에서 측정된 캐패시턴스가 최고 높은 캐패시턴스를 갖을 때, 슬레이브노드N+3(1000)는 최고 높은 자동 ID가 부여되어진다.To this end, the automatic ID setting unit 250 presets and stores a table in which the cable capacitance, the ID to be assigned, and the number of clocks are matched based on the experimental value. Then, the ID corresponding to the measured capacitance is set as the ID of the slave node. In general, when the capacitance measured by the
이와 같이 복수개의 슬레이브노드들 자체적으로 ID가 자동으로 부여되면, 마스터노드(100)에서 슬레이브노드의 ID 부여를 위한 제어과정이 생략될 수 있다. 이러한 점은 마스터노드(100)와 복수개의 슬레이브노드 사이의 동작 부하량이 작아지는 효과를 얻는다. 또한 종래 마스터노드(100)의 ID 부여 이상 상태시, 정상동작을 못하게 되는 슬레이브노드가 발생되었지만, 본 발명에서는 슬레이브노드에서 스스로 ID가 부여되어 동작이 가능하므로, 슬레이브노드의 효율적인 운용이 가능해진다.When IDs are automatically assigned to the plurality of slave nodes as described above, a control process for assigning IDs of the slave nodes in the
한편, 슬레이브노드1(200)는 제1기능을 수행하고, 슬레이브노드2(300)는 제2기능을 수행한다. 마찬가지로 슬레이브노드N+3(1000)도 다른 기능 수행을 위한 제어를 수행한다. Meanwhile, the
본 발명의 멀티노드시스템은 복수개의 슬레이브노드들의 동기화를 위하여 클럭 동기 방식을 이용한다. 즉, 본 발명의 멀티노드시스템 내 마스터노드(100)와 복수개의 슬레이브노드들은 클럭라인(140)을 분기해서 사용하고 있다. 따라서 마스터노드(100)의 클럭동기부(110)에서 발생되는 클럭신호는 도 4(a)에 도시하고 있는 바와 같이, 클럭신호라인(140)을 통해서 모든 슬레이브노드들의 클럭동기부(210)에 동일하게 제공되어서 복수의 슬레이브노드들 사이의 클럭을 동기화시킨다.The multi-node system of the present invention uses a clock synchronization method for synchronization of a plurality of slave nodes. That is, the
이와 같이 본 발명의 슬레이브노드들은 클럭신호의 동기화를 적용하고 있기 때문에, 종래 시스템에서 시리얼 또는 이더넷을 통한 연동 제어방식에서 사용되었던 응용소프트웨어를 탑재할 필요성이 없어진다.As described above, since the slave nodes of the present invention apply synchronization of clock signals, there is no need to mount application software used in the interlocking control method through serial or Ethernet in the conventional system.
그리고 마스터노드(100)의 기능제어송신부(120)는 신호라인(150)을 통해서 엔드타임(3클럭) + 트리거 플래그(1클럭) + 스타트 타임(3클럭)에 해당하는 헤더신호를 출력하여, 모든 슬레이브노드들 사이의 데이터 연동을 제어한다. And the
이후 기능제어송신부(120)는 수행할 기능제어신호를 출력한다. 마스터노드(100)는 실험치에 근거한 값을 통해서 자신의 부하 노드들의 캐패시턴스, ID, 기능, 클럭수 등을 테이블화하여 저장하고 있다. 따라서 임의의 기능 수행이 필요할 때, 해당 기능을 수행할 슬레이브노드에 해당하는 ID를 신호라인(150)을 통해서 출력한다. 이때 해당 슬레이브노드의 ID의 출력은, ID에 따라 기설정된 클럭수만큼 연속된 하이레벨신호(T1)를 출력하여 이루어진다.Thereafter, the function
연속해서 마스터노드(100)의 기능제어송신부(120)는 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드의 ID 출력 후에, 해당기능의 수행을 위한 데이터 주기 설정신호(T2)를 출력한다. 이 동작은, 기능제어송신부(120)에서 ID설정 신호 출력 후에, 해당기능의 동작을 위한 데이터 주기동안 연속된 하이신호를 출력하여 이루어진다.Subsequently, the function
슬레이브노드1(200)의 기능제어수신부(220)는 도 4(b)에 도시하고 있는 바와 같이, 신호라인(150)을 통해서 제공되는 연속된 하이신호의 클럭신호를 카운터하고(T1기간), 자동ID설정부(250)에서 설정된 ID에 매칭되는 클럭수를 갖을 때, 자신의 기능제어신호로 사용한다. The function
또한 슬레이브노드1(200)의 기능제어수신부(220)는 자신의 ID를 인식한 후에, 제어선로(150)을 통해서 입력되는 신호를 기능 수행을 위한 데이터 주기 설정신호로 인식한다. 기능제어수신부(220)에서 인식한 데이터 주기(T2)동안 기능수행부(230)는 슬레이브노드1(200)의 설정 기능을 수행한다.In addition, after the
기능수행부(230)는 단순한 하드웨어적인 기능 수행에서부터, 복잡한 펌웨어의 동작에 의한 기능 수행에 이르기까지, 해당 슬레이브노드마다 해당 기능이 동작될 수 있도록 기설정되어 저장되어진다.The
슬레이브노드1(200)는 기능수행부(230)를 통해서 자신에게 부여된 기능을 수행하고, 필요한 경우에 응답송신부(260)를 통해서 정상적으로 기능 수행이 이루어졌음을 알리는 송신신호를 회신선로(160)를 통해서 마스터노드(100)에 전달한다. 마스터노드(100)는 응답수신부(130)를 통해서 신호를 수신하고, 슬레이브노드1(200)의 정상동작 수행을 확인하게 된다.Slave node 1 (200) performs a function assigned to itself through the
슬레이브노드2(300)의 기능제어수신부는 도 4(c)에 도시하고 있는 바와 같이, 신호라인(150)을 통해서 제공되는 연속된 하이신호의 클럭신호를 카운터하고, 자동ID설정부에서 설정된 ID에 매칭되는 클럭수와 일치할 때, 자신의 기능제어신호로 사용한다. The function control receiver of the
또한 슬레이브노드2(300)의 기능제어수신부는 자신의 ID를 인식한 후에, 제어선로(150)을 통해서 입력되는 신호를 기능 수행을 위한 데이터 주기 설정신호(T3)로 인식한다. 기능제어수신부에서 인식한 데이터 주기 동안 기능수행부는 슬레이브노드2(300)의 설정 기능을 수행한다. In addition, after the function control receiver of the
이와 같이 모든 슬레이브노드들 내의 기능제어수신부는, 신호라인(150)을 통해서 입력되는 헤더신호 이후의 입력신호를 슬레이브노드의 ID 확인을 위한 신호(T1)로 이용한다. 그리고 ID신호 이후의 입력신호를 해당 슬레이브노드의 동작을 위한 데이터주기설정신호(T2,T3,T4)로 이용한다. In this way, the function control receiver in all slave nodes uses the input signal after the header signal input through the
데이터주기 설정신호(T2,T3,T4)는 마스터노드(100)에서 각 기능의 수행에 적절한 주기동안 출력되는 신호로, 설정된 데이터주기동안 해당 슬레이브노드는 자신의 기능을 수행하게 된다.The data period setting signals T2, T3, and T4 are signals output from the
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드시스템을 일반장비에 적용해서 사용할 때의 제어동작을 살펴보기로 한다.Next, a control operation when a multi-node system according to an embodiment of the present invention is applied to general equipment and used will be described.
도 5, 도6은 본 발명에 따른 멀티노드시스템을 일반장비에 적용해서 사용할 때의 동작 제어 흐름도이다.5 and 6 are flowcharts of operation control when the multi-node system according to the present invention is applied to general equipment and used.
도 7은 본 발명에 따른 멀티노드시스템을 일반장비에 적용해서 사용할 때의 ID 설정에 따른 테이블 구성도이다.7 is a table configuration diagram according to ID setting when the multi-node system according to the present invention is applied to general equipment and used.
본 발명의 멀티노드시스템은 다수의 장비를 사용하는 감시시스템(빅데이터 서버컴퓨터)에 적용되어 사용될 수 있다. 이 구성에서 컨트롤러는 마스터노드의 기능을 수행하고, 다수의 장비들은 슬레이브노드의 구성에 대체된다.The multi-node system of the present invention can be applied to and used in a monitoring system (big data server computer) using a plurality of equipment. In this configuration, the controller performs the function of the master node, and a number of devices are replaced with the configuration of the slave node.
감시시스템은 각각의 장비마다 고유의 독립된 기능을 부여하고, 각 장비에서는 독립된 기능이 고정되어 수행되어진다. 이 경우 다수의 장비의 관리는 컨트롤러에서 장비 ID를 이용하여 제어하게 되고, 각각의 장비는 캐패시턴스 측정 및 클럭 동기를 위한 하드웨어적인 구성은 동일하지만, 각각의 독립된 기능 수행에 따른 기능수행부의 구성은 다른 상태로 제어 가능하다.The monitoring system gives each equipment its own independent function, and each equipment has an independent function fixedly performed. In this case, the management of multiple devices is controlled using the device ID in the controller, and each device has the same hardware configuration for capacitance measurement and clock synchronization, but the configuration of the function execution unit according to the execution of each independent function is different. It can be controlled by state.
본 발명에서는 컨트롤러와 복수개의 장비 사이에서 ID 설정을 필요로 하지 않는다. 각각의 장비들은, 컨트롤러와의 케이블 연결만으로 캐패시턴스 측정을 통하여 자신의 ID를 스스로 부여하기 때문이다.In the present invention, ID setting is not required between the controller and a plurality of devices. This is because each device assigns its own ID through capacitance measurement by simply connecting a cable to the controller.
한편, 컨트롤러는 복수의 슬레이브노드들의 동작을 제어한다. 즉, 엔드타임신호, 트리거신호, 스타트신호를 순차적으로 생성하여 제어선로를 통하여 출력한다(2000 단계 내지 2020 단계). 그리고 컨트롤러는 임의의 기능을 수행할 슬레이브노드 ID 신호와 해당 기능을 수행할 데이터 주기설정신호를 생성하여 출력한다(2030 단계, 2040 단계). Meanwhile, the controller controls the operation of the plurality of slave nodes. That is, an end time signal, a trigger signal, and a start signal are sequentially generated and output through the control line (
복수의 장비는 제어선로를 통해서 입력되는 엔드타임신호(3클럭), 트리거신호(1클럭), 스타트신호(3클럭)를 확인하고(3000 단계), 상기 신호가 기설정된 상태와 일치하면, 연속해서 입력되는 신호를 노드ID 신호로 인식하고, 자신의 노드ID와 일치하는지를 확인한다(3010 단계).The plurality of devices check the end time signal (3 clocks), trigger signal (1 clock), and start signal (3 clocks) input through the control line (step 3000), and if the signal matches a preset state, continuous Thus, the input signal is recognized as a node ID signal, and it is checked whether it matches its own node ID (step 3010).
즉, 복수의 장비는 도 7에 도시하고 있는 클럭개수와 노드 ID를 테이블화한 값을 이용해서, 연속된 하이신호를 동기화된 클럭신호(도 4 b의 T1 주기)로 카운트하여 노드 ID를 식별한다. 그리고 연속된 로우신호를 카운트하여 노드ID의 확인을 수행한다. 즉, 도 4b에 도시하고 있는 바와 같이, T1 주기는 노드 ID를 전송하는신호이고, 연속된 T1' 신호는 노드 ID를 재확인하는 신호이다. 따라서 T1주기와 T1'주기는 클럭신호를 카운트했을 때, 같은 값을 갖어야 한다.That is, a plurality of devices identify node IDs by counting consecutive high signals as a synchronized clock signal (T1 period in FIG. 4b) using a tabled value of the number of clocks and node IDs shown in FIG. 7 do. Then, the node ID is checked by counting consecutive low signals. That is, as shown in FIG. 4B, the period T1 is a signal for transmitting the node ID, and the continuous T1' signal is a signal for reconfirming the node ID. Therefore, the T1 period and the T1' period must have the same value when the clock signal is counted.
이후 연속된 하이신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하고, 기능 수행을 위한 데이터주기를 인식한다(3020 단계).Thereafter, a continuous high signal is counted as a synchronized clock signal, and a data period for performing a function is recognized (step 3020).
그리고 3020 단계의 기능수행 주기를 확인하고, 연속해서 입력되는 로우신호를 동기화된 클럭신호로 카운터하고, 기능수행주기의 명령을 재확인하는 신호로 사용한다(3030단계). 즉, 도 4b에 도시하고 있는 바와 같이, T2 주기는 기능 수행을 위한 데이터주기를 확인하기 위한 신호이고, 연속된 T2' 신호는 기능 수행을 위한 데이터주기를 재확인하는 신호이다. 따라서 T2주기와 T2'주기는 클럭신호를 카운트했을 때, 같은 값을 갖어야 한다. 마찬가지로 T3주기와 T3'주기의 클럭신호 카운트값은 같아야 하고, T4주기와 T4'주기의 클럭신호 카운트값은 같아야 한다.Then, the function execution period of
3020 단계에서 카운트한 값과 3030 단계에서 카운트한 값이 같을 때, 슬레이브노드는 자신에게 부여된 기능을 수행한다(3040 단계).When the value counted in
감시시스템에서 슬레이브노드1는, 전원제어요청 기능을 수행하도록 설정될 수 있다. 슬레이브노드2는, 온라인 정보 요청 기능을 수행하도록 설정될 수 있고, 슬레이브노드3은 재부팅요청 기능을 수행하도록 설정될 수 있다. 즉, 감시시스템에서 복수의 슬레이브노드들은 각각 다른 기능들을 수행하도록 설정되어서, 컨트롤러의 제어하에 적절하게 동작 제어되는 것이 가능해진다.In the monitoring system,
다음 도 8은 본 발명에 따른 멀티노드시스템을 수중환경에서 표적의 추적에 이용하기 위한 일 실시예의 제어 구성도이다.Next, Figure 8 is a control configuration diagram of an embodiment for using the multi-node system according to the present invention for tracking a target in an underwater environment.
본 발명의 실시예에 따른 멀티노드시스템은 수중환경에서 표적 정보를 검출하는데 이용 가능하다. 항만감시 또는 수중환경에서 표적 정보를 검출할 때, 복수의 수중센서들로부터 정보를 취합하고, 취합된 정보를 감시국으로 전송하게 된다.The multi-node system according to an embodiment of the present invention can be used to detect target information in an underwater environment. When detecting target information in port monitoring or underwater environment, information is collected from a plurality of underwater sensors, and the collected information is transmitted to the monitoring station.
따라서 본 발명의 멀티노드시스템에서 복수개의 슬레이브노드들(60,65,....70)은 마스터노드(55)와 케이블 연결되고, 수중환경의 여러 곳에 장착되어서 수중음향신호(잠수함에서 발생하는 음향신호)를 검출하도록 구성된다. 슬레이브노드들은 지향성 주파수 변동(directional frequency and ranging, DIFAR) 소나부이(sonobuoy) 일 수 있다.Therefore, in the multi-node system of the present invention, a plurality of slave nodes (60, 65, ....70) are connected to the master node (55) by cable, and installed in various places in the underwater environment, so that the underwater acoustic signal (generated from the submarine Sound signal). Slave nodes may be directional frequency and ranging (DIFAR) sonobuoys.
마스터노드(55)는 복수개의 슬레이브노드들로부터 탐지되는 음향신호를 취합하고, 탐지된 음향신호를 신호처리부(50)에 제공하여 수중 표적의 정보를 검출하는데 기초정보로 이용될 수 있도록 한다. 신호처리부(50)는 배터리를 포함할 수 있다.The
신호처리부(50)는 복수개의 슬레이브노드들로부터 탐지된 음향신호에 기초하여 수중표적이 검출되면, 이를 송수신부(30)로 전달하여, 송수신부(30)를 통해서 감시국(도시하지 않음)으로 RF 송신이 이루어질 수 있도록 한다.When an underwater target is detected based on the acoustic signals detected from a plurality of slave nodes, the
이때, 송수신부(30)는 해수면으로 부양할 수 있는 부표(20)에 연결되어서, 안테나(10)를 통해서 RF신호의 송신이 이루어질 수 있도록 제어할 수 있다. 송수신부(30)는 메모리, RF 안테나, 배터리를 포함할 수 있다.At this time, the transmission/
그리고 부표(20)의 해수면 부양시에, 송수신부(30)와 신호처리부(50) 사이의 케이블 연결을 분리하는 분리부(40)를 추가적으로 더 구비하고, 전기적 신호제어를 통해서 분리부(40)가 케이블 분리되도록 구성되는 것이 바람직하다.And when the
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 멀티노드시스템은, 닻을 이용하여 해저에 설치되고, 케이블을 통해서 연결되고 있는 복수의 슬레이브노드들은 해저의 일정범위 내에서 표적을 탐지하고, 탐지된 신호를 검출할 수 있도록 구성한다.In the multi-node system according to an embodiment of the present invention configured as described above, a plurality of slave nodes installed on the seabed using an anchor and connected through cables detect a target within a certain range of the seabed, and the detected signal Is configured to be able to detect
일반적으로 수중환경에서 표적을 추적하기 위해서는 간단하게는 몇개의 슬레이브노드에서 복잡하게는 수백개의 슬레이브노드를 연결하고, 각각의 슬레이브노드들로부터 수중정보를 취득하도록 제어된다. 따라서 수백개의 슬레이브노드가 연결되어 있는 경우, 마스터노드와 수백개의 슬레이브노드의 통신제어를 위해서는 우선적으로 ID 할당이 필요하지만, 본 발명의 실시예에서는 각각의 슬레이브노드 자체적으로 캐패시턴스의 측정을 통해서 자신의 ID를 자동 설정하도록 구성하므로, 이 과정은 생략되어진다.In general, in order to track a target in an underwater environment, it is controlled to simply connect several slave nodes to hundreds of slave nodes and acquire underwater information from each of the slave nodes. Therefore, when hundreds of slave nodes are connected, ID allocation is first required for communication control between the master node and hundreds of slave nodes. However, in the embodiment of the present invention, each slave node has its own capacity by measuring its own capacitance. Since the ID is configured to be automatically set, this process is omitted.
복수개의 슬레이브노드들(60,65,...,70)은 마스터노드(55)의 제어하에 클럭 동기화되고, 수중 음향 신호(예를 들면, 적 잠수함에서 발생하는 음향신호)를 탐지하게 된다. 이때, 마스터노드(55)는 기설정된 클럭수에 따른 헤더신호인 엔트타임신호, 트리거신호, 스타트타임신호를 연속해서 출력하여, 데이터 연동시키고, 동작을 필요로 하는 슬레이브노드들을 제어한다.The plurality of
수중환경에서는 여러가지 요건에 의해서 일부의 슬레이브노드만의 동작을 필요로 할 수 있다. 일 예로 운용 주파수대역의 조건에 따라서 마스터노드(55)를 기점으로 먼거리의 일부 슬레이브노드(...,70)만을 동작시키거나 반대로 마스터노드(55)를 기점으로 가까운 거리에 연결되고 있는 일부의 슬레이브노드(60,...)로부터 정보를 얻고자 할 수 있다.In an underwater environment, only some of the slave nodes may require operation due to various requirements. For example, depending on the conditions of the operating frequency band, only some of the slave nodes (..., 70) at a distance from the
이와 같이, 마스터노드(55)는 현재의 운용 조건에 맞는 슬레이브노드를 선택할 필요성이 있고, 해당 슬레이브노드로부터 동작상태 등을 확인할 필요성이 있다. 이러한 여러가지 요인들에 의해서 마스터노드(55)는 복수의 슬레이브노드들 중에서 동작을 필요로 하는 슬레이브노드의 ID를 출력하고, 이후의 기능 수행에 따른 제어를 수행하게 된다.In this way, the
일 예로 마스터노드(55)는 슬레이브노드1,2,3의 동작을 제어하기 위해서, 헤더신호의 출력 이후에 연속해서 슬레이브노드1(60)의 ID신호에 해당하는 하이신호(T1)를 출력한다. 슬레이브노드1(60)는 연속된 하이신호(T1)를 클럭신호로 카운터하고, 자신이 동작해야 함을 인식한다. 슬레이브노드1(60)는 연속된 로우신호(T1')를 확인하여, 자신의 ID임을 재확인하고, 이후 연속된 신호(T2)를 기능 수행을 위한 데이터주기로 인식한다. 그리고 연속된 신호(T2')를 확인하여, 기능수행의 요구를 재확인하고, T2 시간 동안 표적 추적을 위한 신호를 탐지한다. 이와 같이 탐지된 신호는 응답송신부(260)를 통해서 마스터노드(55)로 제공된다.For example, in order to control the operation of the
슬레이브노드1(60)의 동작이 완료되면, 마스터노드(55)는 슬레이브노드2(65)의 동작을 제어한다. 마스터노드(55)는 도 4c에 도시하고 있는 바와 같이, 헤더신호를 출력하고, 슬레이브노드2(65)의 ID신호에 해당하는 하이신호(상승5클럭신호)를 출력한다. 슬레이브노드2(65)는 연속된 하이신호를 클럭신호로 카운터하고, 자신의 ID를 인식한다. 슬레이브노드2(65)는 연속된 로우신호를 확인하여, 자신의 ID를 재확인하고, 이후 연속된 신호(T3)를 기능 수행을 위한 데이터주기로 인식한다. 그리고 연속된 신호(T3')를 확인하여, 기능수행의 요구를 재확인하고, T3 시간 동안 표적 추적을 위한 신호를 탐지한다. 이와 같이 탐지된 신호는 응답송신부를 통해서 마스터노드(55)로 제공된다.When the operation of the slave node 1 (60) is completed, the
슬레이브노드2(65)의 동작이 완료되면, 마스터노드(55)는 슬레이브노드3의 동작을 제어한다. 마스터노드(55)는 도4d에 도시하고 있는 바와 같이, 헤더신호를 출력하고, 슬레이브노드3의 ID신호에 해당하는 하이신호(상승7클럭신호)를 출력한다. 슬레이브노드3은 연속된 하이신호를 클럭신호로 카운터하고, 자신의 ID를 인식한다. 슬레이브노드3은 연속된 로우신호를 확인하여, 자신의 ID를 재확인하고, 이후 연속된 신호(T4)를 기능 수행을 위한 데이터주기로 인식한다. 그리고 연속된 신호(T4')를 확인하여, 기능수행의 요구를 재확인하고, T4 시간 동안 표적 추적을 위한 신호를 탐지한다. 이와 같이 탐지된 신호는 응답송신부를 통해서 마스터노드(55)로 제공된다.When the operation of the
마스터노드(55)는 슬레이브노드들의 탐지신호를 취합하고, 신호처리부(50)에 전달한다. 신호처리부(50)는 취합된 슬레이브노드들의 탐지신호가 기준값보다 크고, 이것이 기준시간 이상 지속하는지를 판단한다. 신호처리부(50)는 탐지신호가 기준값보다 크고 기준시간 이상 지속된 경우, 탐지신호에 근거한 표적 정보를 검출한다. 그리고 표적정보에 해당하는 정보를 송수신부(30)로 전달하고, 분리부(40)의 전기적 제어로 송수신부(30)와 신호처리부(50)를 분리시켜서 부표(20)에 의하여 송수신부(30)가 해수면으로 부양되도록 제어한다. 송수신부(30)는 검출된 표적정보를 RF 송신을 통해서 감시국(도시하지 않음)으로 송신하게 된다.The
이상의 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.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
100 : 마스터노드 200,300,400,...,1000 : 슬레이브노드
120 : 기능제어송신부 110,210 : 클럭동기부
220 : 기능제어수신부 240 : 캐패시턴스 측정부100: master node 200,300,400,...,1000: slave node
120: function control transmission unit 110,210: clock synchronization unit
220: function control receiver 240: capacitance measurement unit
Claims (11)
하나의 제어선로를 이용하여 마스터노드에 직렬로 연결되는 복수개의 슬레이브노드를 포함하고,
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하고, 측정된 값에 기초하여 자신의 ID를 부여하고,
마스터노드는 제어선로로 헤더신호를 출력하여 복수개의 슬레이브노드의 데이터를 연동하고, 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호와 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 위한 데이터 주기 설정신호를 출력하고,
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해 입력되는 ID신호와 데이터 주기 설정신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하여 해당 ID를 인식하고, 데이터 주기 설정신호동안 기능 수행을 제어하고,
마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호를, 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 ID확인신호를 출력하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치.
A master node performing a controller function;
It includes a plurality of slave nodes connected in series to the master node using one control line,
A plurality of slave nodes measure the cable capacitance of the control line, assign their ID based on the measured value, and
The master node outputs a header signal to the control line to interlock the data of a plurality of slave nodes, outputs a slave node ID signal for performing arbitrary functions and a data period setting signal for performing the function of the corresponding slave node,
The plurality of slave nodes count the ID signal input through the control line and the data period setting signal as a synchronized clock signal to recognize the corresponding ID, and control the function execution during the data period setting signal,
The master node is a slave node control device of a multi-node system that outputs a slave node ID signal for performing a certain function as a continuous high signal and outputs an ID confirmation signal using a continuous low signal.
마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 데이터주기 확인신호를 출력하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치.
The method according to claim 1,
The master node is a slave node control device of a multi-node system that outputs a data period setting signal for performing a certain function as a continuous high signal and outputs a data period confirmation signal using a continuous low signal.
마스터노드는, 제어선로를 통해서 데이터신호를 출력하는 기능제어송신부와, 클럭신호를 출력하는 클럭동기부를 포함하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치.
The method according to claim 1,
The master node is a slave node control device of a multi-node system including a function control transmitting unit for outputting a data signal through a control line and a clock synchronization unit for outputting a clock signal.
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해서 데이터신호를 수신하는 기능제어수신부;
제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하는 캐패시턴스 측정부;
측정된 캐패시턴스값으로 ID를 부여하는 자동ID설정부;
마스터노드의 클럭신호를 수신하는 클럭동기부; 및
해당 슬레이브노드의 기능 수행을 제어하는 기능수행부를 포함하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치.
The method according to claim 1,
The plurality of slave nodes may include a function control receiver configured to receive a data signal through a control line;
A capacitance measuring unit for measuring the cable capacitance of the control line;
An automatic ID setting unit that assigns an ID to the measured capacitance value;
A clock synchronization unit receiving a clock signal of a master node; And
A slave node control device of a multi-node system including a function execution unit that controls the function execution of the slave node.
복수개의 슬레이브노드는, 기능 수행 결과에 따른 신호를 마스터노드로 출력하는 응답송신부를 더 포함하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치.
The method of claim 5,
A plurality of slave nodes, the slave node control device of a multi-node system further comprising a response transmitter for outputting a signal according to the function execution result to the master node.
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하고, 측정된 값에 기초하여 자신의 ID를 부여하는 단계;
마스터노드는 제어선로로 헤더신호를 출력하여 복수개의 슬레이브노드의 데이터를 연동하고, 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호와 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 위한 데이터 주기 설정신호를 출력하는 단계;
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해 입력되는 ID신호와 데이터 주기 설정신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하여 해당 ID를 인식하고, 데이터 주기 설정신호동안 기능 수행을 제어하는 단계를 포함하고,
마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호를, 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 ID확인신호를 출력하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어방법.
In the slave node control method of a multi-node system including a master node and a plurality of slave nodes connected in series to the master node using one control line,
The plurality of slave nodes may measure the cable capacitance of the control line and assign their IDs based on the measured values;
The master node outputs a header signal to a control line to link data of a plurality of slave nodes, and outputs a slave node ID signal for performing a function and a data period setting signal for performing a function of the slave node;
The plurality of slave nodes include the step of counting the ID signal and the data period setting signal input through the control line as a synchronized clock signal to recognize the corresponding ID, and controlling the function execution during the data period setting signal,
The master node outputs a slave node ID signal for performing an arbitrary function as a continuous high signal, and outputs an ID confirmation signal using a continuous low signal. The slave node control method of a multi-node system.
마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 데이터주기 확인신호를 출력하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어방법.
The method of claim 7,
The master node outputs a data period setting signal for performing an arbitrary function as a continuous high signal, and a data period confirmation signal using a continuous low signal, a slave node control method of a multi-node system.
복수개의 슬레이브노드와 하나의 제어선로를 이용하여 케이블 연결되는 마스터노드;
하나의 제어선로를 이용하여 마스터노드에 직렬로 연결되는 복수개의 슬레이브노드;
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로의 케이블 캐패시턴스를 측정하고, 측정된 값에 기초하여 자신의 ID를 부여하고,
마스터노드는 제어선로를 통해서 헤더신호를 출력하여 복수개의 슬레이브노드의 데이터를 연동하고, 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호와 해당 슬레이브노드의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 출력하고,
복수개의 슬레이브노드는, 제어선로를 통해 입력되는 ID신호와 데이터주기 설정신호를 동기화된 클럭신호로 카운트하여 ID를 인식하고, 데이터주기 설정신호동안 표적을 탐지하고,
마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 슬레이브노드 ID신호를, 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 ID확인신호를 출력하고,
마스터노드는 임의의 기능 수행을 위한 데이터주기 설정신호를 연속된 하이신호로 출력하고, 연속된 로우신호를 이용하여 데이터주기 확인신호를 출력하는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치.In the slave node control device of a multi-node system used to track a target signal in an underwater environment,
A master node connected by cables using a plurality of slave nodes and one control line;
A plurality of slave nodes connected in series to the master node using one control line;
A plurality of slave nodes measure the cable capacitance of the control line, assign their ID based on the measured value, and
The master node outputs a header signal through the control line to interlock the data of a plurality of slave nodes, outputs a slave node ID signal for performing a certain function and a data cycle setting signal for performing the function of the corresponding slave node,
The plurality of slave nodes count the ID signal input through the control line and the data period setting signal as a synchronized clock signal to recognize the ID, detect the target during the data period setting signal, and
The master node outputs a slave node ID signal for performing a certain function as a continuous high signal, and outputs an ID confirmation signal using a continuous low signal,
The master node is a slave node control device of a multi-node system that outputs a data period setting signal for performing a certain function as a continuous high signal and outputs a data period confirmation signal using a continuous low signal.
복수개의 슬레이브노드의 탐지신호는 마스터노드를 통해서 취합되고, 마스터노드는 취합된 탐지신호는 송수신부를 통해서 외부로 송출되는 멀티노드시스템의 슬레이브노드 제어장치. The method of claim 10,
A slave node control device of a multi-node system in which the detection signals of a plurality of slave nodes are collected through the master node, and the collected detection signals are transmitted to the outside through the master node.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190081099A KR102171186B1 (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Apparatus and method for controlling a slave node in a multi-node system |
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Citations (2)
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KR101024075B1 (en) * | 2008-12-12 | 2011-03-22 | 강릉원주대학교산학협력단 | Apparatus and method for managing energy in wireless sensor network |
KR20140143076A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery management system, and method of managing the same |
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KR20140143076A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery management system, and method of managing the same |
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