KR20080084360A - 통신 장애 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중의 통신 수단을 갖춘 원격감시제어 장치에서 통신선로의 이상을 감지하는 방법으로써 데이터의 전송 크기에 따라 설정된 시간제한을 활용하는 방법과 시간제한을 초과하는 데이터의 전송을 중지하고, 재가동시키는 방법과 지속적인 전송 시간 초과에 대처하여, 다른 전송선로를 선택하는 방법과 전송 수단을 선택할 수 없을 때, 데이터의 손실을 막기 위하여, 데이터를 생성하는 주기를 늘려서 저장시키고, 다시 전송수단을 획득하였을 때 데이터 생성주기를 다시 정상적으로 되돌리고 저장된 데이터를 재전송하는 방법에 관한 것이다.

제시한 방법은 일시적인 통신수단의 두절 또는 이상 현상에 대하여, 효과적으로 대처하면서, 해당 기간에 획득될 데이터의 손실을 최소화하는데 사용될 수 있다.

다중통신 수단, 원격 감시제어 장치, 시간제한, 대체통신 수단선택, 데이터 손실 최소화

Description

통신 장애 처리 시스템 및 방법{Communication Error Treatment System and Method thereof}

도 1은 본 발명에 사용되는 원격감시제어 시스템 구성도,

도 2는 본 발명의 통신장애상태 검출 프로세스의 흐름도,

도 3은 본 발명의 통신장애 처리 프로세스의 흐름도,

도 4는 본 발명의 통신 데이터 버퍼 처리의 구조 및 방식을 나타내는 도면,

도 5는 데이터 획득 실시간 처리도,

도 6은 다중 이종 통신수단, 출력 데이터 버퍼와 프로세서 인터페이스를 나타네는 도면.

본 발명은 통신 장애 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중이종의 통신수단을 이용한 원격감시제어장치의 통신 장애 검출, 장애 처리 및 데이터 손실 최소화 방식에 관한 것이다.

원격감시제어 시스템은 반드시 감시제어장치와 원격지에서 해당 장치와 통신 수단을 통하여 데이터를 주고받는 서버로 구성된다. 두 장치 사이의 통신수단이나 통신선로에 이상이 발생하면 원격감시제어 시스템은 불능 상태에 빠진다. 그러나 다중의 통신수단을 구비한 원격감시제어 장치의 경우에는 대체 수단을 활용하여 데이터 전송이 가능하여 불능상태에 빠지지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고 다중의 통신 수단이 모두 가용하지 않을 경우 통신 수단이 복구될 때까지 획득된 데이터는 유실된다.

다중의 통신수단을 이용하는 경우 종래에는 같은 종류의 장치로 이중화하는 방식을 사용하였다. 그러나 자연재해나 사고에 의한 통신 선로 이상은 동종의 통신 수단이 모두 차단되는 경우가 많아 이중화 방식이 효과를 발휘할 수 없다.

또, 종래의 방식은 주로 잡음에 의한 통신장애 또는 전송 시스템의 장애 발생 후에 전송을 중지하고, 장애 요인이 제거된 후에 다시 시스템을 복구시키는 방식에 관한 것으로서, 대체 수단의 선택이나, 데이터 손실을 줄이기 위한 방식의 제시는 없었다.

그러나, 상술한 문헌 등에 개시된 기술에 있어서,

다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 원격감시제어장치에서 반드시 확보되어야 할 통신 수단과 통신선로에서 이상이 발생할 때, 원격감시제어 시스템이 불능상태에 빠지는 것을 방지하거나, 방지하 지 못하여 불능 상태에 빠졌다가 복구될 때, 그 기간 중에 발생한 감시제어 데이터의 손실을 최소화하는 수단을 마련한 통신 장애 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 통신 장애 처리 시스템 및 방법은 시스템 외부 및 내부의 통신장애상태를 검출하기 위하여 현재 사용되고 있는 통신수단과 전송 데이터의 크기 특성에 맞게 설정된 시간제한 요소와 데이터 버퍼의 입출력 포인터의 차이를 사용하는 장애상태 검출부로 이루어진 장애상태 검출 수단, 상기 장애상태검출부에서 얻어진 상태 값에 따라 장애상태를 감지하고, 실시간으로 검출되는 데이터를 저장하는 데이터 버퍼의 용량을 조정하는 데이터 버퍼 조절부를 포함한 데이터 저장 수단, 대체 통신수단을 선택하고, 데이터 버퍼를 선택된 대체 통신수단에 할당하는 대체 수단 선택 부를 포함한 지능형 자원할당 수단과 장애통신수단의 회복에 따라 수행되는 장애통신수단 복구 수단을 구비함으로써 달성된다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.

또한, 본 발명의 설명에 있어서는 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

본 발명은 다중 이종의 통신수단을 갖는 원격감시제어 시스템에서 통신수단 또는 통신선로의 장애 발생/해제에 대한 감지 및 복구와 이에 수반하는 데이터 손실을 최소화하는 방식에 관한 것으로, 특히 장애 발생에서 복구에 걸리는 시간동안 데이터 버퍼의 크기와 데이터의 획득 주기를 조절하여 기존에 고정된 크기의 데이터 버퍼 크기로 획득한 데이터를 저장할 수 없어 유실되는 것과 한정된 저장 공간과 고정된 데이터 획득 주기 때문에 장애 지속기간 중에 유실되는 데이터의 동적 흐름에 대한 정보를 가능한 한 줄일 수 있도록 한 실시간 처리 방식에 관한 것이다.

종래 통신시스템에 있어 장애 발생처리는 도 3에 도시된 (301)과 같은 데이터 버퍼 수를 조절하는 기능이 없어, 장애가 지속되면 데이터 버퍼가 전송될 데이터로 모두 채워져 새로 획득한 데이터를 저장할 공간이 없어지며, 이는 곧 데이터 유실로 직결된다. 또한 (304)와 같은 데이터 획득 주기 조절기능이 없어 장애가 지속되면 한정된 저장 공간 때문에 획득 데이터를 더 이상 저장할 수 없다. 그러나 획득 주기를 길게 하면 결과적으로 데이터의 발생을 억제하여 좀 더 많은 시간 동안의 센서 데이터를 저장할 수 있다. 센서 환경의 빠른 변화에 대한 데이터를 획득할 수는 없지만, 데이터의 변화 추이를 좀 더 거시적으로 관찰할 수 있다.

따라서 한정된 자원을 효과적으로 관리한다는 차원에서 데이터의 동적 특성을 좀 더 유지시키는데 유효하다. 종래의 통신 선로 이상의 감지는 하드웨어 이상에 국한되었지만 본 발명에서는 도 2의 (201)과 (202)와 같이 데이터 버퍼의 포인 터 차이나 데이터 전송시간의 허용 시간을 검사하여 전송 선로의 트래픽 부하의 과중 같은 이상 상태에 준하는 상황에 대처할 수 있다.

본 발명은 도 1의 통신수단(103)의 이상이나 통신수단과 원격서버(104)를 연결하는 통신선로의 장애 시, 도 2에 나타난 통신장애 상태 검출 프로세스를 통하여 통신장애 상태를 감지하고, 장애처리 순서에 입각하여 도 3에 나타난 통신장애처리 절차를 수행하여 대체 수단을 확보하여 통신을 지속하거나, 통신 불능상태에 빠지면 데이터 손실을 최소화하는 처리를 수행하며, 통신장애가 회복되면 통신수단을 복구하여, 저장된 데이터들을 전송하는 수단을 제공함으로써 원격감시제어시스템의 기능과 성능을 유지시킨다. 이러한 과정은 언제나 반복적으로 수행된다.

도 1은 전체 원격감시제어 시스템의 구성을 나타낸다. 시스템은 감시제어 장치(102)가 여러 가지 감시대상(100)을 센서들을 인터페이스 하여 감시하고, 감시데이터를 해석하여 여러 제어 대상(101)을 구동하며, 다중의 통신수단(103) 중에 하나를 선택하여 원격지의 원격서버(104)와의 통신을 통하여 수집된 감시데이터를 전송하고, 원격서버로부터 제어명령을 수신하여, 제어대상을 제어한다.

이 통신수단들 중에 평상시에는 가장 효과적인 통신수단만을 사용하며, 이상 발생 시에 다른 통신 수단을 대체 수단으로 사용한다. 다른 대체 통신 수단의 사용은 이종의 장치를 사용하였으므로 다른 통신선로를 확보하는 것을 의미한다.

도 2에는 통신이상 상태 검출 방식을 표시하였으며, 통신수단 또는 통신선로의 이상을 통신 수단을 통한 데이터 전송에 사용되는 퍼스트 인 퍼스트 아웃 구조의 라운드 로빈 방식을 사용하는 데이터 버퍼의 입력 포인터와 출력 포인터의 차이 를 최대 허용치와 비교(201)하고, 데이터 크기와 연관하여 설정된 허용시간과 실시간으로 관측된 데이터 전송 시간을 비교(202)하여, 결과적으로 과도한 통신선로의 트래픽 부하와 같은 이상 현상에 준하는 장애까지도 감지한다.

그 다음에 통신장애 플래그를 설정하며(203), 다음 검출 프로세스로 진행하기 위하여 장애순서 번호를 증가시킨다. 통신장애 상태 검출 프로세스는 장애 순서번호에 따라 3가지 경로 중에 하나를 선택하여 수행된다. 통신장애상태 검출프로세스의 다음 과정은 대체수단이 선택되었는지를 검사(205)하여 선택되지 않았으면 통신 불능 플래그를 설정(208)하고, 장애순서번호를 증가시킨 후 종료된다.

만일 도 3에서 제시한 장애처리 프로세스에서 대체 수단이 선택되었으면 할당된 데이터 버퍼의 상태를 감시(206, 207)하여 정상적이면 일차통신수단이 회복되어 가용(210)한지를 검사하고, 가용하면 장애순서번호를 초기화하고, 통신장애 플래그를 리셋하고 종료한다. 데이터 버퍼의 작동이 정상이 아니면 통신 불능 플래그를 설정(208)하고, 장애순서번호를 1 증가시킨다. 마지막 처리 순서는 통신 불능 상태에서 통신수단이 가용한지를 계속적으로 검사(213, 214)하여 가용하면 장애순서번호 초기화, 장애불능 플래그 리셋을 수행한다.

감시제어장치에서 통신이상을 통신장애와 통신 불능으로 구분하여 대응 수단도 각각 대체 수단 선택(303)과 데이터 획득 주기 조절로 구분한다. 일단 통신장애나 통신 불능 상태에 빠지면 일차 통신수단이나 이차 통신수단의 가용 여부를 검사하여 그 상태를 벗어났는지를 계속 그 상태에 있는지를 인식하고, 가용하면 각각 통신장애나 통신 불능 플래그를 리셋하고, (201), (202), (203), (204)의 프로세스 나 (205), (206), (207), (208), (209) 프로세스를 수행한다.

도 3에는 통신장애처리방식을 표시하였다. 통신 장애 중 (300)에만 활동하며, 통신장애 중에는 획득할 데이터를 유실하지 않기 위하여 데이터 버퍼의 크기를 조절(301)하여 더 크게 할당한다. 데이터 버퍼는 현재 획득한 데이터를 제외하면 데이터의 유일한 저장 공간이다.

대체 통신수단이 가용한지를 검사(302)하여, 가용하지 않으면 결국 통신 불능 상태에 빠진 것을 의미하며, 데이터 획득 주기를 길게 조절(304)하여, 장기간 통신 불능 상태에 빠질 것에 대비하고, 데이터의 유실을 최소화한다.

가용한 통신 수단이 있으면 대체수단을 선택하고(303), 선택된 수단에 데이터 버퍼를 할당하며, 장애통신수단이 회복되었는지를 검사(305)하여, 회복되었으면 장애통신수단 복구(306)를 수행하고, 통신장애나 불능 플래그를 리셋(307)한다.

도 4에는 통신데이터 버퍼 처리 방식과 데이터 버퍼 구조를 표시하였다. 도 1에서 표시되었던 외부의 환경을 감시하기 위하여 센서나 센서 모듈로 이루어진 감시기(100)를 통하여 데이터 획득(400)을 수행하고, 그 데이터를 입력 포인터가 가리키는 데이터 버퍼에 저장한다.

데이터 버퍼는 원격 서버로부터 전달된 제어명령을 저장하는 입력용(402)과 감시제어장치의 감시기로부터 획득된 데이터를 원격서버에 전달하기 위한 출력용(403)이 있으며, 다수의 데이터 프레임으로 구성된다. 데이터 버퍼는 라운드로빈 방식의 퍼스트인 퍼스트 아웃 구조로 처리된다.

출력용 데이터 버퍼에서 출력포인터가 가리키는 위치로부터 데이터를 꺼내어 통신수단을 통하여 원격서버에 전송한다. 해당 버퍼와 원격서버(405) 사이에는 통신 수단(404)이 존재해야 한다. 서버에서 내린 제어 명령은 입력데이터 버퍼에 저장되며, 제어명령 처리부(401)로 전달된다.

도 5에는 데이터 획득 실시간 처리 방식을 표시하였다. 데이터 획득은 일정시간마다 일어나며, 이를 보장하기 위하여 타이머(500)를 사용하여 주기적으로 인터럽트를 발생시켜 프로세서(501)에 전달한다. 프로세서는 인터럽트를 받아, 센서1 입력부(502), 센서2 입력부(503)와 센서 n 입력부와 같은 모든 입력부에서 데이터를 수집한다. 수집된 데이터는 도 4의 데이터 버퍼(402)에 저장되어 원격서버로 전송된다. 타이머의 인터럽트 발생 주기는 프로세서에서 설정하며, 통신장애 상태를 고려하여 발생주기를 길게 늘려 설정할 수 있다.

도 6에는 다중 이종 통신수단, 출력 데이터 버퍼와 프로세서 인터페이스를 표시하였다. 통신두절과 같은 통신 장애 상태에서도 원격감시제어시스템의 기능과 성능을 유지하기 위하여 이종의 다중 통신수단 중에 가용한 수단을 선택하여 지속적인 통신이 가능하도록 구성된다.

일반적으로 통신두절이 발생할 때는 같은 환경요소를 사용하는 통신 수단은 동시에 두절되는 사례가 많다. 따라서 이종의 통신 수단을 사용하는 것이 종래의 동종 이중화 방식보다 기능과 성능 유지에 효과적이다. 정상상태에서는 일차통신수단(600)만을 사용하며, 나머지 통신수단은 프로세서에 의하여 비활성화 상태로 유지한다. 통신장애 상태에서 프로세서가 그 상태를 감지하면 대체수단으로 이차 통신수단(601)을 선택하며 통신수단으로서의 가용성과 통신선로 이상 여부를 검사하 여, 이상이 없으면 처리 대상 통신수단으로 설정하여 데이터 버퍼를 할당하여 전송에 사용하며, 이상이 있으면 계속하여 n차 통신수단(602)까지 앞서의 과정을 반복하여 가용한 통신수단을 확보하려고 한다.

통신수단의 활성화는 프로세서(606)가 디코더(604)를 해당 통신수단에 설정된 어드레스를 발생하여 이루어진다. 통신 인프라와 필요한 데이터 전송률을 고려하여 통신수단은 계속 확장할 수 있다. 통신수단에 데이터 버퍼(605)를 할당하는 데는 멀티플렉서(603)를 사용하며, 프로세서(606)가 멀티플렉서를 제어하여 데이터 버퍼를 할당한다. 멀티플렉서는 다중의 통신수단 중에서 하나의 통신수단만을 데이터 버퍼에 물리적으로 연결해 준다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 장애 처리 시스템 및 방법에 의하면, 원격감시제어시스템에서 반드시 확보되어야 할 통신 수단과 통신선로에서 이상이 발생할 때, 원격감시제어 시스템이 불능상태에 빠지는 것을 방지하거나, 방지하지 못하여 불능 상태에 빠졌다가 복구될 때, 그 기간 중에 발생한 감시제어 데이터의 손실을 최소화하는 효과가 있다.

또한 이종의 통신 수단을 사용함으로서 장애 발생의 대체 수단으로 같은 종 류의 통신수단을 사용할 때 발생할 수 있는 동반 통신두절을 피할 수 있는 확률이 증가하며, 이차 통신수단을 데이터 전송량에 따라 부과되는 통신요금을 사용할 경우 장애가 발생할 때에만 데이터 전송이 사용되어 기존의 이중화 방식에 비하여 통신요금을 절감할 수 있는 경제적 효과도 있다.

Claims (6)

1. 다중의 이종 통신수단을 구비한 원격감시제어 시스템에서 감시제어장치의 통신수단 또는 원격 서버와 감시제어장치 사이의 통신선로의 이상 발생시 이를 감지하고, 대체 통신수단을 활성화하여 원격감시 불능상태를 방지하고, 통신 수단 또는 통신선로의 이상 해제 시에 주 통신수단으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 통신 장애 처리 시스템.
2. 제1항 있어서,

   대체 통신수단을 활용할 수 없을 때, 통신 수단 또는 통신선로의 이상이 해제될 때까지 획득된 데이터의 유실과 획득할 데이터의 동적 흐름 특성의 유실을 최소화하기 위하여 데이터 버퍼의 크기와 데이터 획득 주기를 조절하는 것을 특징으로 하는 통신 장애 처리 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   통신 수단 또는 통신선로의 이상을 감지하기 위하여 통신을 위한 퍼스트 인 퍼스트 아웃 구조를 갖는 데이터 버퍼의 입출력 포인터와 데이터 전송에 할당된 허용시간을 이용하는 것을 특징으로 하는 통신 장애 처리 시스템.
4. 다중의 이종 통신수단을 구비한 원격감시제어 시스템에서 감시제어장치의 통 신수단 또는 원격 서버와 감시제어장치 사이의 통신선로의 이상 발생시 이를 감지하고, 대체 통신수단을 활성화하여 원격감시 불능상태를 방지하고, 통신 수단 또는 통신선로의 이상 해제 시에 주 통신수단으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 통신 장애 처리 방법.
5. 제4항 있어서,

   대체 통신수단을 활용할 수 없을 때, 통신 수단 또는 통신선로의 이상이 해제될 때까지 획득된 데이터의 유실과 획득할 데이터의 동적 흐름 특성의 유실을 최소화하기 위하여 데이터 버퍼의 크기와 데이터 획득 주기를 조절하는 것을 특징으로 하는 통신 장애 처리 방법.
6. 제4항에 있어서,

   통신 수단 또는 통신선로의 이상을 감지하기 위하여 통신을 위한 퍼스트 인 퍼스트 아웃 구조를 갖는 데이터 버퍼의 입출력 포인터와 데이터 전송에 할당된 허용시간을 이용하는 것을 특징으로 하는 통신 장애 처리 방법.

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