KR20120047559A - Zigbee convergence device, zigbee actuator device, method for synchronizing wire/wireless convergence actuator on zigbee based - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공장/가정/빌딩 시스템과 같이 유선 네트워크 시스템과 무선 네트워크 시스템이 혼용되어 사용되거나 통합적으로 운용될 수 있는 시스템 환경에서 유무선 네트워크상에 분산된 액추에이터들 간의 정확한 모션 동기화를 위한 기법 및 이를 구현하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 이더넷 기반의 유선 네트워크 시스템 상에 적용되었던 IEEE 1588 시기반 동기화 기술을 지그비 기반의 무선 네트워크 시스템 영역으로 확장하여 유무선 통합 액추에이터 동기화 기술을 구현하는데 적합한 지그비 통합 장치, 지그비 액추에이터 장치 및 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법에 관한 것이다.
The present invention provides a technique for accurate motion synchronization between actuators distributed in wired and wireless networks in a system environment in which a wired network system and a wireless network system can be used or integrated together such as a factory / home / building system. In more detail, the present invention relates to ZigBee integration, which is suitable for implementing wired / wireless integrated actuator synchronization technology by extending the IEEE 1588 time-based synchronization technology applied to an Ethernet-based wired network system to a Zigbee-based wireless network system area. A device, a ZigBee actuator device and a ZigBee-based wired / wireless integrated actuator.
최근 들어, 공장/가정/빌딩 시스템에 다양한 무선 네트워크 시스템들의 도입이 가속화되고 있는데, 특히 공장 자동화 시스템의 경우 자동화 시스템을 위한 무선 네트워크 표준화 작업까지 추진되고 있는 실정이다. 이에 따라 무선 시스템과 유선 시스템과의 통합 및 통합 유무선 네트워크 시스템 환경에서의 분산된 유무선 모듈들의 정확한 동기화 구동을 위한 기술이 중요한 요소로 평가되고 있다.Recently, the introduction of various wireless network systems in the factory / home / building system has been accelerated, especially in the case of factory automation system is pushing to standardize the wireless network for the automation system. Accordingly, technology for accurate synchronization driving of distributed wired / wireless modules in an integrated wired / wireless network system environment with a wireless system and a wired system is evaluated as an important factor.
즉, 마스터로서 기능하는 상위 제어기는 유선 네트워크를 통해 다수의 슬레이브와 연결되고, 각 슬레이브는 무선 네트워크를 통해 다수의 종단 디바이스(액추에이터 모듈)에 연결되는 통합 유무선 네트워크 시스템이 구축될 수 있으며, 마스터는 이러한 유/무선 네트워크를 통해 종단 디바이스의 구동을 제어할 수 있다.
That is, an upper controller functioning as a master may be connected with a plurality of slaves through a wired network, and each slave may be constructed with an integrated wired / wireless network system in which a plurality of end devices (actuator modules) are connected through a wireless network. This wired / wireless network can control the operation of the end device.
그러나, 현재 상용화된 통합 유무선 네트워크 시스템에 적용되고 있는 무선 네트워크 프로토콜들은 무선 네트워크들의 시간 비결정적인 특성으로 인하여 디바이스들간 동기화 기술을 지원하고 있지 않아 큰 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.
However, wireless network protocols currently being applied to commercially available integrated wired and wireless network systems are emerging as a big problem because they do not support synchronization technology between devices due to the time indeterminate nature of wireless networks.
본 발명은, 일 관점에 따라, 상위 제어기와의 유선 데이터 인터페이스를 제공하는 네트워크 인터페이스 블록과, 무선 네트워크를 통해 자신에게 연결되는 다수의 무선 슬레이브와의 데이터 인터페이스를 제공하는 지그비 인터페이스 블록과, 상기 네트워크 인터페이스 블록을 통해 상기 상위 제어기로부터 동기화 피드백 정보가 요청될 때, 상기 지그비 인터페이스 블록을 통해 자신에게 연결된 각 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 획득하고, 지그비 통신의 RSSI를 통해 상기 각 무선 슬레이브의 라인 딜레이를 계산하며, 획득된 동기화 피드백 정보와 계산된 라인 딜레이 정보를 자신의 동기화 피드백 정보와 함께 상기 네트워크 인터페이스 블록을 통해 상기 상위 제어기로 전송하고, 상기 네트워크 인터페이스 블록을 통해 상기 상위 제어기로부터 수신되는 클럭 동기화 정보와 기준 클럭을 상기 지그비 인터페이스 블록을 통해 상기 각 무선 슬레이브로 전송하는 제어 블록과, 상기 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화시키는 동기화 실행 블록과, 상기 제어 블록으로부터의 제어에 따라 액추에이터를 구동하는 액추에이터 드라이버를 포함하는 지그비 통합 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a network interface block for providing a wired data interface with an upper controller, a Zigbee interface block for providing a data interface with a plurality of wireless slaves connected thereto via a wireless network, and the network. When synchronization feedback information is requested from the higher level controller through an interface block, the synchronization feedback information of each wireless slave connected to itself is obtained through the Zigbee interface block, and the line delay of each wireless slave is controlled through RSSI of Zigbee communication. Calculating and transmitting the obtained synchronization feedback information and the calculated line delay information together with their synchronization feedback information to the upper controller through the network interface block, and transmitting to the upper controller through the network interface block. A control block for transmitting the received clock synchronization information and a reference clock to each of the wireless slaves through the Zigbee interface block, a synchronization execution block for synchronizing its clock based on the clock synchronization information and the reference clock, and the control block A ZigBee integrated device is provided that includes an actuator driver for driving an actuator according to control from the same.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 유선 네트워크를 통해 상위 제어기와 데이터 인터페이스를 실행하는 슬레이브와의 지그비 데이터 인터페이스를 제공하는 지그비 인터페이스 블록과, 상기 슬레이브로부터의 요청에 응답하여 자신의 동기화 피드백 정보를 인출하여 상기 지그비 인터페이스 블록을 통해 상기 슬레이브로 전송하는 제어 블록과, 상기 상위 제어기로부터 생성되어 상기 슬레이브를 경유하여 수신되는 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화시키는 동기화 실행 블록과, 상기 제어 블록으로부터의 제어에 따라 액추에이터를 구동하는 액추에이터 드라이버를 포함하는 지그비 액추에이터 장치를 제공한다.According to another aspect, the present invention provides a ZigBee interface block for providing a ZigBee data interface between a host controller and a slave executing a data interface through a wired network, and retrieves its synchronization feedback information in response to a request from the slave. A control block for transmitting to the slave through the Zigbee interface block; a synchronization execution block for synchronizing its clock based on clock synchronization information and a reference clock generated from the upper controller and received via the slave; A Zigbee actuator device is provided that includes an actuator driver for driving an actuator in accordance with control from a control block.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 상위 제어기가 유선 네트워크를 통해 연결된 유선 슬레이브로 동기화 피드백 정보를 요청하는 과정과, 상기 유선 슬레이브가 무선 네트워크를 통해 자신에게 연결되는 다수의 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 획득하는 과정과, 상기 유선 슬레이브가 자신의 동기화 피드백 정보와 각 무선 슬레이브로부터 획득한 동기화 피드백 정보를 상기 상위 제어기로 전송하는 과정과, 상기 상위 제어기가 수신되는 동기화 피드백 정보를 기반으로 클럭 동기화 정보와 기준 클럭을 생성하여 상기 유선 슬레이브로 전송하는 과정과, 상기 유선 슬레이브와 각 무선 슬레이브가 상기 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신들의 클럭을 동기화시키는 과정포함하는 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a process of requesting synchronization feedback information to a wired slave connected through a wired network by an upper controller, and synchronization feedback information of a plurality of wireless slaves connected to the wired slave via the wireless network Acquiring a signal; transmitting the synchronization feedback information of the wired slave and the synchronization feedback information obtained from each wireless slave to the host controller; and clock synchronization information based on the synchronization feedback information received by the host controller. Generating a reference clock and transmitting the generated reference clock to the wired slave; and synchronizing a clock of the wired slave and each wireless slave based on the clock synchronization information and a reference clock. Article Ball.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 상위 제어기가 유선 네트워크를 통해 연결된 유선 슬레이브로 동기화 피드백 정보를 요청하는 과정과, 상기 유선 슬레이브가 무선 네트워크를 통해 연결되는 다수의 무선 슬레이브로 동기화 피드백 정보를 요청하는 과정과, 각 무선 슬레이브가 자신의 동기화 피드백 정보를 상기 유선 슬레이브로 전송하는 과정과, 상기 유선 슬레이브가 지그비 통신의 RSSI를 통해 상기 각 무선 슬레이브의 라인 딜레이를 계산하는 과정과, 상기 유선 슬레이브가 자신의 동기화 피드백 정보와 상기 각 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 계산된 라인 딜레이 정보와 함께 상기 상위 제어기로 전송하는 과정과, 수신되는 동기화 피드백 정보를 기반으로 클럭 동기화 정보를 생성한 후 상기 유선 슬레이브로 전송하는 과정과, 상기 유선 슬레이브가 상기 클럭 동기화 정보를 상기 각 무선 슬레이브로 무선 전송하는 과정과, 상기 상위 제어기가 상기 유선 슬레이브 및 각 무선 슬레이브로 기준 클럭을 분산시키는 과정과, 상기 유선 슬레이브와 각 무선 슬레이브가 상기 기준 클럭에 의거하여 자신들의 클럭을 동기화시키는 과정포함하는 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, a process of requesting synchronization feedback information to a wired slave connected through a wired network by an upper controller, and requesting synchronization feedback information to a plurality of wireless slaves connected through a wireless network And transmitting, by each wireless slave, its own synchronization feedback information to the wired slave, calculating, by the wired slave, a line delay of each of the wireless slaves through RSSI of Zigbee communication; Transmitting its synchronization feedback information and synchronization feedback information of each wireless slave to the host controller together with the calculated line delay information, and generating clock synchronization information based on the received synchronization feedback information to the wired slave. Transmitting and the wired Rave transmits the clock synchronization information to each of the wireless slaves, the host controller distributes the reference clock to the wired slave and each wireless slave, and the wired slave and each wireless slave to the reference clock The present invention provides a method for synchronizing ZigBee-based wired / wireless integrated actuators including synchronizing their clocks.
본 발명은, 상위 제어기가 유선 네트워크를 통해 연결된 유선 슬레이브로 동기화 피드백 정보를 요청하고, 유선 슬레이브가 무선 네트워크를 통해 자신에게 연결되는 다수의 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 획득하여 자신의 동기화 피드백 정보와 각 무선 슬레이브로부터 획득한 동기화 피드백 정보를 상위 제어기로 전송하며, 상위 제어기가 수신된 동기화 피드백 정보를 기반으로 클럭 동기화 정보와 기준 클럭을 생성하여 분산된 각 유선 및 무선 슬레이브로 전송하고, 이를 통해 분산된 각 유선 및 무선 슬레이브가 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신들의 클럭을 동기화시키도록 함으로써, 유무선 통합 네트워크 시스템이 구축된 환경 또는 무선 네트워크 시스템이 구축된 환경 내에서 무선 네트워크 상에 분산된 액추에이터 모듈간의 정확한 모션 동기화를 실현할 수 있다.
According to the present invention, the host controller requests synchronization feedback information to a wired slave connected through a wired network, and obtains synchronization feedback information of a plurality of wireless slaves connected to the wired slave via the wired network. The synchronization feedback information obtained from each wireless slave is transmitted to the upper controller, and the upper controller generates clock synchronization information and a reference clock based on the received synchronization feedback information, and transmits them to each of the distributed wired and wireless slaves. Each distributed wired and wireless slave synchronizes its clock based on the clock synchronization information and the reference clock, so that actuators distributed on the wireless network in the environment in which the wired / wireless integrated network system or the wireless network system are constructed. module Accurate motion synchronization can be realized.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통합 유무선 네트워크 시스템의 구성도,
도 2는 상위 유무선 통합 시스템 상에서 각각 분산된 슬레이브 상에 탑재된 서로 다른 분산 클럭 정보를 기반으로 분산 클럭 동기화를 위한 클럭 오프셋을 계산하는 과정을 설명하기 위한 개념적인 예시도,
도 3 및 4는 분산 클럭 동기화를 구현하기 위해 네트워크의 연결 거리에 따라 발생되는 라인 딜레이를 계산하는 과정을 설명하기 위한 개념적인 예시도,
도 5는 포트 딜레이의 발생 개념을 설명하기 위한 예시도,
도 6은 라인 딜레이의 발생 개념을 설명하기 위한 예시도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 지그비 통합 장치의 블록구성도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 지그비 액추에이터 장치의 블록구성도,
도 9는 본 발명에 채용되는 동기화 유닛의 블록구성도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터를 동기화시키는 주요 과정을 도시한 순서도.1 is a block diagram of an integrated wired and wireless network system according to an embodiment of the present invention;
2 is a conceptual illustration for explaining a process of calculating a clock offset for distributed clock synchronization based on different distributed clock information mounted on respective slaves in a higher wired / wireless integrated system;
3 and 4 are conceptual diagrams for explaining a process of calculating a line delay generated according to a connection distance of a network to implement distributed clock synchronization.
5 is an exemplary diagram for describing a concept of generating a port delay;
6 is an exemplary diagram for describing a concept of generating a line delay;
7 is a block diagram of a ZigBee integrated device according to an embodiment of the present invention;
8 is a block diagram of a Zigbee actuator device according to an embodiment of the present invention;
9 is a block diagram of a synchronization unit employed in the present invention;
10 is a flowchart illustrating a main process of synchronizing a Zigbee-based wired / wireless integrated actuator according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 분산 클럭 기반의 시기반 동기화 기술을 지그비 기반의 무선 네트워크 시스템으로 확장함으로써, 유무선 통합 네트워크 시스템이 구축된 환경 또는 무선 네트워크 시스템이 구축된 환경 내에서 현 기술적인 난제로 작용하였던 무선 네트워크 상에 분산된 액추에이터 모듈간의 정확한 모션 동기화 기술을 제공할 수 있고, 유무선 통합 시스템 구현을 위하여 고속 이더넷 기반의 실시간 네트워크 시스템 상에 지그비 무선 시스템을 통합하기 위한 기법을 제공할 수 있으며, 지그비 무선 통신 기술의 RSSI 기반 측위 기술과 분산 클럭 기반의 시 기반 동기화 기술을 융합하여 유무선 시스템 상에서의 동기화 기술 구현에 대한 기법을 제공할 수 있고, 무선 시스템의 동기화 기술을 구현하기 위해 지그비 통합 모듈 및 지그비 액추에이터 모듈에 탑재해야 할 동기화 유닛의 구조 및 동작 원리를 제공할 수 있다.The present invention extends distributed clock-based time-based synchronization technology to a Zigbee-based wireless network system, thereby providing a wireless network system that has been a technical challenge in an environment where a wired / wireless integrated network system or a wireless network system is established. It is possible to provide accurate motion synchronization technology between actuator modules distributed in the network, and to provide a technique for integrating a Zigbee wireless system on a fast Ethernet-based real-time network system for implementing wired and wireless integrated systems. By combining RSSI-based positioning technology and distributed clock-based time-based synchronization technology, it can provide a technique for implementing synchronization technology in wired and wireless systems, and it is installed in a Zigbee integration module and a Zigbee actuator module to implement a synchronization technology of a wireless system. Should be is possible to provide a structure and operation principle of a synchronization unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may be changed according to intention or custom of a user, an operator, or the like. Therefore, the definition should be made based on the technical idea described throughout this specification.
먼저, 유무선 네트워크상에 분산된 클럭을 동기화시키는 동기화 알고리즘을 구현하기 위해, 유무선 통합 네트워크 시스템 상에서의 클럭 동기화를 위한 일련의 과정은 다음과 같이 실행된다.First, in order to implement a synchronization algorithm for synchronizing distributed clocks on a wired or wireless network, a series of processes for clock synchronization on a wired / wireless integrated network system are executed as follows.
오프셋 보정(Offset Compensation)Offset Compensation
클럭 동기화 구현을 위한 첫 번째 과정으로서 유무선 통합 네트워크 상에 분산된 모듈들 상에 가동 중인 로컬 클럭을 각각 수신하여 슬레이브들(무선 슬레이브 포함) 간의 클럭 차인 오프셋을 계산한 후 계산된 클럭 오프셋 값을 각 슬레이브(무선 슬레이브 포함)로 전송함으로서 클럭 보정을 수행할 수 있다. 클럭 오프셋에 대한 계산식은 아래의 수학식 1과 같다.As a first step to implement clock synchronization, each local clock running on modules distributed on the wired / wireless integrated network is received and the offset, which is the clock difference between slaves (including the wireless slaves), is calculated. Clock correction can be performed by transmitting to a slave (including a wireless slave). The equation for the clock offset is shown in
[수학식 1][Equation 1]
Offset Time = Send Time - Received TimeOffset Time = Send Time-Received Time
클럭 오프셋을 계산을 위하여 상위 제어기(110)는 유무선 네트워크 상에 분산된 각 슬레이브(각 지그비 통합 모듈 및 각 지그비 액추에이터 모듈)로부터 로컬 클럭의 정보를 수신하여 각각의 슬레이브들(무선 슬레이브 포함)에 대한 클럭 및 오프셋을 계산한다.In order to calculate the clock offset, the
도 2는 상위 유무선 통합 시스템 상에서 각각 분산된 슬레이브(예컨대, 4개의 슬레이브) 상에 탑재된 서로 다른 분산 클럭 정보를 기반으로 분산 클럭 동기화를 위한 클럭 오프셋을 계산하는 과정을 설명하기 위한 개념적인 예시도로서, 본 발명의 발명자들은 이러한 예시도를 통해 각 슬레이브의 클럭 오프셋을 계산할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.FIG. 2 is a conceptual illustration illustrating a process of calculating a clock offset for distributed clock synchronization based on different distributed clock information mounted on distributed slaves (for example, four slaves) on a higher wired / wireless integrated system. As a result, the inventors of the present invention clearly showed that the clock offset of each slave can be calculated through this illustration.
딜레이 보정(Delay Compensation)Delay Compensation
클럭 오프셋 보정을 통하여 분산된 슬레이브들(디바이스들)의 각 클럭은 라인 딜레이(유무선 네트워크 거리에 다른 딜레이) 만큼의 오차를 가지기 때문에 이를 보정해 주어야 하는데, 딜레이의 계산을 위하여 최초 분산된 슬레이브들(디바이스들)의 각 입출력 포트 상의 딜레이를 측정한다. 동기화 유닛(또는 동기화 실행 블록)이 탑재된 분산된 슬레이브의 내부에는 입출력 포트 상의 메시지 수신 및 피드백 시간을 측정하는 포트 스탬프를 가지고 있으므로 아래의 수학식 2와 같이 포트 딜레이를 계산할 수 있다.Each clock of slaves (devices) distributed through clock offset correction has the same error as line delay (different delay in wired / wireless network distance) and should be corrected. Delay on each input and output port of the devices) is measured. Since the distributed slave in which the synchronization unit (or the synchronization execution block) is mounted has a port stamp for measuring message reception and feedback time on the input / output port, the port delay may be calculated as in
[수학식 2][Equation 2]
dti = Ti1 - Ti0 dt i = T i1 -T i0
상기한 수학식 2에서, dti는 i번째 슬레이브에서 수신된 메시지가 돌아오는 데 걸리는 시간( 포트 딜레이)을 나타내고, Ti1은 상위 제어기(110)에서 전송된 메시지가 슬레이브(종단 디바이스)를 거쳐 i번째 슬레이브에 돌아온 시간을 나타내며, Ti0는 상위 제어기(110)에서 전송된 메시지가 i번째 슬레이브에 첫 수신된 시간을 나타낸다.In
최종적으로 계산된 포트 각 슬레이브들의 포트 딜레이 정보를 기반으로 실제 네트워크상에 발생하는 라인 딜레이를 계산하고 각 슬레이브들에 전송하는데, 이러한 라인 딜레이의 계산은 아래의 수학식 3과 같이 각 모듈간의 포트 딜레이의 차를 구함으로써 계산할 수 있다.Finally, based on the port delay information of each slave port calculated, the line delay that occurs on the actual network is calculated and transmitted to each slave. This line delay is calculated according to
[수학식 3]&Quot; (3) "
ldi = (dt0 - dti)/2ld i = (dt 0 -dt i ) / 2
상기한 수학식 3에서, ldi는 0번째 슬레이브와 i번째 슬레이브간의 시간차(라인 딜레이)를 나타내고, dt0는 0번째 슬레이브의 포트 딜레이를 나타내고, dti는 i번째 슬레이브의 포트 딜레이를 나타낸다.In
즉, 실시간 유선 네트워크상에서는 포트 스탬핑을 통해 라인 딜레이를 계산할 수 있지만 무선 시스템에서는 이와 같은 방법의 적용이 어렵기 때문에 본 발명에서는 다음과 같이 지그비 통신의 RSSI(Receiving signal Strength Indicator) 기술을 통한 무선 거리를 측위하고, 이 측위된 거리를 이용하여 라인 딜레이를 계산한다.In other words, the line delay can be calculated through port stamping on a real-time wired network. However, since such a method is difficult to be applied in a wireless system, the present invention uses the Zigbee communication's Receiving Signal Strength Indicator (RSSI) technology as follows. After positioning, the line delay is used to calculate the line delay.
클럭 분산 및 동기화(Drift Compensation)Drift Compensation
상술한 바와 같은 클럭 오프셋 및 라인 딜레이 보정 과정을 통해 클럭 동기화를 위한 상위 제어기의 처리과정이 완료되면, 상위 제어기가 기준 클럭(Reference Clock)을 네트워크를 통해 주기적으로 분산시켜 각 분산된 슬레이브 상에 기 구현된 DC 엔진을 가동시켜 줌으로써, 기준 클럭을 수신받은 각 클럭은 DC 제어 엔진을 가동하여 아래의 수학식 4에 의해 계산된 시간 차(△t)에 따라 로컬 클럭을 가/감속시켜 클럭을 동기화시킨다.When the process of the host controller for clock synchronization is completed through the clock offset and line delay correction process as described above, the host controller periodically distributes the reference clocks through the network so that the controllers can distribute the reference clocks on each distributed slave. By operating the implemented DC engine, each clock receiving the reference clock starts the DC control engine to synchronize the clocks by accelerating / decelerating the local clock according to the time difference Δt calculated by
[수학식 4]&Quot; (4) "
△t = (tlocaltime + toffset + tpropagationdelay) - treceivedtime △ t = (t localtime + t offset + t propagationdelay )-t receivedtime
즉, 상위 제어기로부터 기준 클럭을 수신받은 각각의 분산 슬레이브들은 동기화 유닛을 통하여 모두 동일한 클럭으로 정렬하게 되며 동기화 완료 후 싱크(Sync) 신호 및 동기화 인터럽트 신호를 발생함으로서 분산될 슬레이브들의 동기화가 이루어지게 된다. 이를 위해, 각 무선 슬레이브에 탑재되는 동기화 유닛 내부에는 독립적인 클럭(Local Clock)이 가동되고 있으며 슬레이브(유무선 통합 모듈)로부터 전송된 기준 시스템 클럭, 오프셋 클럭, 딜레이 클럭 등의 정보가 클럭 동기화 회로를 통해 로컬 클럭이 동기화된 시스템 클럭으로 변경된다.That is, each distributed slave that receives the reference clock from the upper controller is aligned with the same clock through the synchronization unit, and after completion of synchronization, the synchronization of the slaves to be distributed is performed by generating a sync signal and a synchronization interrupt signal. . To this end, an independent clock (Local Clock) is operated inside the synchronization unit mounted in each wireless slave, and information such as a reference system clock, an offset clock, and a delay clock transmitted from the slave (wired / wireless integrated module) is used to provide a clock synchronization circuit. This changes the local clock to a synchronized system clock.
도 3 및 4는 분산 클럭 동기화를 구현하기 위해 네트워크의 연결 거리에 따라 발생되는 라인 딜레이를 계산하는 과정을 설명하기 위한 개념적인 예시도로서, 본 발명의 발명자들은 이러한 예시도를 통해 라인 딜레이를 계산할 수 있음을 분명하게 알 수 있었다.3 and 4 are conceptual illustrations for explaining the process of calculating the line delay generated according to the connection distance of the network to implement distributed clock synchronization, the inventors of the present invention to calculate the line delay through this illustration I can see clearly.
예컨대, 0번째 슬레이브가 상위 제어기로부터 메시지를 수신 받은 시간을 1초, 그리고 이 메시지가 종단 디바이스를 거처 다시 0번째 슬레이브에 돌아온 시간을 10초라고 가정했을 때, 일 예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 포트 딜레이(dti = Ti1 - Ti0)는 9초가 되는데, 이러한 포트 딜레이는 네트워크 상에 연결된 디바이스가 많으면 많을수록 증가하게 된다.For example, assuming that the 0th slave receives the message from the upper controller for 1 second and the message returns to the 0th slave through the end device for 10 seconds, as shown in FIG. 5 as an example. Similarly, the port delay (dt i = T i1 -T i0 ) is 9 seconds, which increases with more devices connected on the network.
그리고, 라인 딜레이는 각 슬레이브들간의 거리에 따른 시간차를 의미하는데, 일 예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 0번째 슬레이브의 포트 딜레이가 9초이고, 1번째 슬레이브의 포트 딜레이가 7초인 경우라고 가정할 때, 라인 딜레이(ldi = (dt0 - dti)/2)는 1초가 되는데, 여기에서 2를 나누는 이유는 메시지가 첫 수신된 후 종단을 거쳐 다시 돌아오므로 실제 거리 상으로는 2배가 되기 때문에 2를 나누는 것이다.In addition, the line delay means a time difference according to the distance between the slaves. As an example, as shown in FIG. 6, a port delay of the 0th slave is 9 seconds and a port delay of the 1st slave is 7 seconds. Assuming that the line delay (ld i = (dt 0 -dt i ) / 2) is 1 second, where the division of 2 is twice as long as the actual distance since the message is first received and then returned across the end. Divide by two.
다음에, 본 발명의 실시 예에 따른 지그비 통합 장치, 지그비 액추에이터 장치 및 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a method of synchronizing a ZigBee integrated device, a ZigBee actuator device, and a ZigBee-based wired / wireless integrated actuator according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통합 유무선 네트워크 시스템의 구성도로서, 상위 제어기(110), 다수(예컨대, 4개)의 지그비 통합 모듈들(120/1 - 120/4)로 된 슬레이브 그룹(120), 다수(예컨대, 3개)의 지그비 액추에이터 모듈들(130/1 - 130/3)로 된 무선 슬레이브 그룹(130) 등을 포함할 수 있으며, 마스터로서 기능하는 상위 제어기(110)와 슬레이브로서 기능하는 각 지그비 통합 모듈들(120/1 - 120/4)은 유선 네트워크(고속 리얼타임 네트워크)로 연결될 수 있고, 각 지그비 통합 모듈(예컨대, 120/4)과 무선 슬레이브로서 기능하는 각 지그비 액추에이터 모듈들(130/1 - 130/3)은 무선 네트워크(예컨대, 지그비 통신)를 통해 연결될 수 있다. 여기에서, 지그비 통합 모듈은 지그비 통합 장치 또는 유선 슬레이브 또는 종단 디바이스로 정의될 수 있으며, 지그비 액추에이터 모듈은 지그비 액추에이터 장치 또는 무선 슬레이브 또는 종단 디바이스로 정의될 수 있다.1 is a block diagram of an integrated wired and wireless network system according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein a slave group includes an
도 1을 참조하면, 상위 제어기(110)(또는 마스터)는 유선 네트워크를 통해 각 슬레이브로 동기화 피드백 정보(예컨대, 로컬 클럭 정보, 전송 딜레이 정보 및 지터 관련 정보 등)를 요청하고, 이 요청에 응답하여 각 슬레이브로부터 수신되는 각 슬레이브(각 지그비 통합 모듈) 및 각 무선 슬레이브(각 지그비 액추에이터 모듈)의 동기화 피드백 정보에 의거하여 클럭 동기화 정보를 생성하여 각 슬레이브(무선 슬레이브 포함)로 전송하고, 기준 클럭을 결정하여 각 슬레이브(무선 슬레이브 포함)로 전송한다. 여기에서, 클럭 동기화 정보(또는 보정 정보)는 클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값 등의 정보를 포함할 수 있으며, 기준 클럭으로서는 상위 제어기(110) 자신의 시스템 클럭을 이용하거나 혹은 다수의 슬레이브(무선 슬레이브 포함) 중 어느 한 슬레이브의 로컬 클럭을 이용할 수 있으며, 이러한 기준 클럭은 각 슬레이브로 주기적으로 분산되어 동기화 실행을 위한 DC 엔진을 가동시키는 역할을 수행한다.Referring to FIG. 1, the upper controller 110 (or master) requests synchronization feedback information (eg, local clock information, transmission delay information, and jitter related information) to each slave through a wired network, and responds to the request. Generate the clock synchronization information based on the synchronization feedback information of each slave (each Zigbee integrated module) and each wireless slave (each Zigbee actuator module) received from each slave, and transmit it to each slave (including the wireless slave) Is determined and transmitted to each slave (including wireless slave). Here, the clock synchronization information (or correction information) may include information such as a clock offset, a line delay offset, a jitter average value, and the like, and as a reference clock, the
다음에, 슬레이브 그룹(120) 내의 각 슬레이브(예컨대, 120/4)는 상위 제어기로부터 동기화 피드백 정보가 요청될 때, 자신에게 연결된 각 무선 슬레이브들(130/1 - 130/3)의 동기화 피드백 정보를 획득하고, 지그비 통신의 RSSI를 통해 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)의 라인 딜레이를 계산하며, 획득된 동기화 피드백 정보와 계산된 라인 딜레이 정보를 자신의 동기화 피드백 정보와 함께 상위 제어기(110)로 전송하고, 상위 제어기(110)로부터 수신되는 클럭 동기화 정보를 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 전송하며, 상위 제어기(110)로부터 기준 클럭이 수신될 때 자신의 클럭을 동기화시키는 등의 기능을 수행하는데, 그 구체적인 내용에 대해서는 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, each slave (eg, 120/4) in the
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 지그비 통합 장치의 블록구성도로서, 네트워크 인터페이스 블록(702), 제어 블록(704), 지그비 인터페이스 블록(706), 동기화 실행 블록(708), 액추에이터 드라이버(710) 및 액추에이터(712) 등을 포함할 수 있다.7 is a block diagram of a ZigBee integrated device according to an embodiment of the present invention, the
도 7을 참조하면, 네트워크 인터페이스 블록(702)은 상위 제어기(110)와 슬레이브 간의 유선 데이터 인터페이스를 제공하는 것으로, 상위 제어기(110)로부터 전송되는 동기화 피드백 요청 메시지, 클럭 동기화 정보, 기준 클럭, 액추에이터 구동 지령신호(어플리케이션 정보) 등과 같은 데이터를 수신하여 제어 블록(704)으로 전달하고, 제어 블록(704)으로부터 전달되는 동기화 피드백 정보(각 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보 포함)를 상위 제어기(110)로 전송하는 등의 기능을 수행한다.Referring to FIG. 7, the
다음에, 제어 블록(704)은, 슬레이브(예컨대, 120/4)에서의 전반적인 동작 제어를 실행하는 마이크로프로세서 등을 포함하는 것으로, 네트워크 인터페이스 블록(702)을 통해 상위 제어기(110)로부터 동기화 피드백 요청 메시지가 수신될 때, 지그비 인터페이스 블록(706)을 통해 무선 네트워크를 통해 자신에게 연결된 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 동기화 피드백 정보를 요청하여 관련 정보를 획득하고, 지그비 통신의 RSSI를 통해 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)의 라인 딜레이를 계산하며, 획득된 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)의 동기화 피드백 정보와 계산된 라인 딜레이 정보를 자신의 동기화 피드백 정보와 함께 네트워크 인터페이스 블록(702)을 통해 상위 제어기(110)로 전송하는 등의 기능을 수행한다. 여기에서, 동기화 피드백 정보는, 예컨대 로컬 클럭 정보, 전송 딜레이 정보 및 지터 관련 정보 등을 포함할 수 있으며, 클럭 동기화 정보(또는 보정 정보)는, 예컨대 클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값 등의 정보를 포함할 수 있다.The
또한, 제어 블록(704)은 네트워크 인터페이스 블록(702)을 통해 상위 제어기(110)로부터 수신되는 클럭 동기화 정보를 저장한 후 지그비 인터페이스 블록(706)을 통해 각 무선 슬레이브로 전송하고, 네트워크 인터페이스 블록(702)을 통해 상위 제어기(110)로부터 기준 클럭이 수신될 때, 지그비 인터페이스 블록(706)을 통해 수신된 기준 클럭을 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 분산시키고, 수신된 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화(동기화 실행을 위한 DC 엔진의 가동)시키는 등의 기능을 제공한다. 여기에서, 기준 클럭은, 예컨대 상위 제어기(110) 자신의 시스템 클럭이거나 혹은 다수의 슬레이브(무선 슬레이브 포함) 중 어느 한 슬레이브의 로컬 클럭이 될 수 있다.In addition, the control block 704 stores the clock synchronization information received from the
그리고, 지그비 인터페이스 블록(706)은, 예컨대 지그비 트랜시버(Zigbee transceiver) 등을 포함하는 것으로, 제어 블록(704)으로부터 전달되는 동기화 피드백 요청 메시지, 클럭 동기화 정보, 기준 클럭, 액추에이터 구동 지령신호 등을 무선 네트워크(지그비) 통신 포맷으로 변환(매핑)시켜 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 무선 송출하고, 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로부터 송출되는 데이터(동기화 피드백 정보 등)를 수신하여 제어 블록(704)으로 전달하는 등의 기능을 수행한다.The
또한, 동기화 실행 블록(708)은, 예컨대 동기화 유닛을 의미하는 것으로, 상위 제어기(110)로부터 기준 클럭이 수신될 때 이전에 수신하여 저장하고 있는 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화, 즉 DC 엔진을 가동시켜 동기화를 실행하는 기능을 수행한다.In addition, the
마지막으로, 액추에이터 드라이버(710)는 제어 블록(704)으로부터 전달되는 액추에이터 구동 지령신호에 응답하여 액추에이터(712)를 구동시키는 등의 기능을 수행한다.Finally, the
다시, 도 1을 참조하면, 무선 슬레이브 그룹(130) 내 각 무선 슬레이브(예컨대, 130/1)는 슬레이브(120/4)로부터 동기화 피드백 정보가 요청될 때, 동기화 피드백 정보를 인출하여 슬레이브(120/4)로 무선 송출하고, 슬레이브(120/4)로부터 클럭 동기화 정보가 수신된 후 기준 클럭이 수신될 때 기준 클럭과 클럭 동기화 정보에 의거하여 자신의 클럭을 동기화시키는 등의 기능을 수행하는데, 그 구체적인 내용에 대해서는 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.Referring again to FIG. 1, when each wireless slave (eg, 130/1) in the
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 지그비 액추에이터 장치의 블록구성도로서, 지그비 인터페이스 블록(802), 제어 블록(804), 동기화 실행 블록(806), 액추에이터 드라이버(808) 및 액추에이터(810) 등을 포함할 수 있다.8 is a block diagram of a ZigBee actuator device according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes a
도 8을 참조하면, 지그비 인터페이스 블록(802)은, 예컨대 지그비 트랜시버(Zigbee transceiver) 등을 포함하여 슬레이브(120/4)와 지그비 데이터 인터페이스를 실행하는 것으로, 슬레이브(120/4)로부터 송출되는 동기화 피드백 요청 메시지, 클럭 동기화 정보, 기준 클럭, 액추에이터 구동 지령신호 등을 수신하여 제어 블록(804)으로 전달하고, 제어 블록(804)으로부터 전달되는 데이터(예컨대, 동기화 피드백 정보 등)를 무선 네트워크(지그비) 통신 포맷으로 변환(매핑)시켜 슬레이브(120/4) 측으로 무선 송출하는 등의 기능을 수행한다.Referring to FIG. 8, the
다음에, 제어 블록(804)은 무선 슬레이브(예컨대, 130/1)에서의 전반적인 동작 제어를 실행하는 마이크로프로세서 등을 포함하는 것으로, 지그비 인터페이스 블록(802)을 통해 슬레이브(120/4)로부터 동기화 피드백 요청 메시지가 수신될 때, 관련 정보를 인출하여 지그비 인터페이스 블록(802)을 통해 슬레이브(120/4)로 전달하고, 지그비 인터페이스 블록(802)을 통해 슬레이브(120/4)로부터 수신되는 클럭 동기화 정보를 저장한 후 지그비 인터페이스 블록(802)을 통해 슬레이브(120/4)로부터 기준 클럭이 수신될 때, 수신된 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화(동기화 실행을 위한 DC 엔진의 가동)시키는 등의 기능을 제공한다.Next, the
그리고, 동기화 실행 블록(806)은, 예컨대 동기화 유닛을 의미하는 것으로, 슬레이브(120/4)로부터 기준 클럭이 수신될 때 이전에 수신하여 저장하고 있는 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화, 즉 DC 엔진을 가동시켜 동기화를 실행하는 기능을 수행한다.In addition, the
마지막으로, 액추에이터 드라이버(808)는 제어 블록(804)으로부터 전달되는 액추에이터 구동 지령신호에 응답하여 액추에이터(810)를 구동시키는 등의 기능을 수행한다.Finally, the
도 9는 본 발명의 지그비 통합 장치(또는 모듈)와 지그비 액추에이터 장치(또는 모듈)에 탑재되는 동기화 유닛에 대한 블록구성도이다.9 is a block diagram of a synchronization unit mounted in a ZigBee integrated device (or module) and a ZigBee actuator device (or module) of the present invention.
도 9를 참조하면, 동기화 유닛(①)은 로컬 클럭을 정속시키고, ②에서는 슬레이브를 경유하여 상위 제어기로부터 전송된 오프셋 타임을 저장하며, ③에서는 슬레이브를 경유하여 상위 제어기로부터 전송된 딜레이 타임을 저장하고, ④에서는 기준 클럭이 전송된 시점의 로컬 클럭을 스탬핑(측정)하여 저장하며, ⑤에서는 슬레이브를 경유하여 상위 제어기로부터 전송된 기준 클럭을 저장하고, ⑥에서는 스탬핑된 클럭과 오프셋 클럭을 합하는 방식으로 시스템 타임 값을 생성하여 저장하며, ⑦에서는 시간 보정 값에 딜레이 타임을 뺀 값과 전송된 기준 클럭과의 차를 구한 후 다음과 같은 조건들에 따라 로컬 클럭을 제어한다.Referring to FIG. 9, the
조건1 : 차가 0보다 큰 경우에는 로컬 클럭을 가속Condition 1: Accelerate the local clock if the difference is greater than zero
조건2 : 차가 0보다 작은 경우에는 로컬 클럭을 감속Condition 2: Decelerate local clock when difference is less than 0
조건3 : 차가 0인 경우에는 로컬 클럭을 정속Condition 3: If the difference is 0, local clock is constant
그리고, ⑧에서는 로컬 클럭을 ⑦의 조건에 따라 정속/가속/감속시키며, ⑨에서는 로컬 클럭의 가/감속에 따라 시스템 타임이 동기화되고, ⑩에서는 동기화가 완료될 때 동기 펄스가 생성된다.In ⑧, the local clock is speeded / accelerated / decelerated according to the condition of ⑦. In ⑨, the system time is synchronized with the acceleration / deceleration of the local clock. In ,, a sync pulse is generated when synchronization is completed.
한편, 도 1에서는 슬레이브(120/4)에만 무선 네트워크를 통해 다수의 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)가 연결되는 것으로 도시하고 있으나, 이것은 설명의 편의를 위한 예시적인 제시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 슬레이브(120/1 - 120/3)에도 무선 네트워크를 통해 하나 또는 다수의 무선 슬레이브가 연결될 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, although FIG. 1 illustrates that a plurality of
다음에, 상술한 바와 같은 본 발명의 지그비 통합 장치와 지그비 액추에이터 장치를 이용하여 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터를 동기화시키는 일련의 과정에 대하여 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a series of processes for synchronizing a Zigbee-based wired / wireless integrated actuator using the Zigbee integrated device and the Zigbee actuator device of the present invention as described above will be described in detail with reference to FIG.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터를 동기화시키는 주요 과정을 도시한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a main process of synchronizing a Zigbee-based wired / wireless integrated actuator according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 상위 제어기(110)는 유선 네트워크를 통해 각 슬레이브(120/1 - 120/4)로 동기화 피드백 요청 메시지를 전송하여 동기화 피드백 정보를 요청한다(단계 1002).Referring to FIG. 10, the
이에 응답하여, 슬레이브(120/4)에서는 무선 네트워크를 통해 자신에게 연결된 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 동기화 피드백 정보를 요청하여 관련 정보를 획득하고(단계 1004), 지그비 통신의 RSSI를 통해 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)의 라인 딜레이를 계산한다(단계 1006).In response, the
이후, 슬레이브(120/4)는 획득된 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)의 동기화 피드백 정보와 계산된 라인 딜레이 정보를 자신의 동기화 피드백 정보와 함께 유선 네트워크를 통해 상위 제어기(110)로 전송한다(단계 1008). 이때, 다른 슬레이브들(120/1 - 120/3)도 자신의 동기화 피드백 정보를 상위 제어기(110)로 전송하게 될 것이다.Thereafter, the
다음에, 상위 제어기(110)에서는 각 슬레이브(120/1 - 120/4)로부터 수신된 각 슬레이브(각 지그비 통합 장치) 및 각 무선 슬레이브(각 지그비 액추에이터 장치)의 동기화 피드백 정보에 의거하여 클럭 동기화 정보(클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값 등)를 생성한 후 유선 네트워크를 통해 각 슬레이브로 전송한다(단계 1010).Next, the
이에 응답하여, 슬레이브(120/4)에서는 수신된 클럭 동기화 정보를 무선 네트워크 통신 포맷으로 변환하여 자신에게 연결된 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 전송한다(단계 1012).In response, the
다시, 상위 제어기(110)에서는 자신의 시스템 클럭을 이용하거나 혹은 다수의 슬레이브(무선 슬레이브 포함) 중 어느 한 슬레이브의 로컬 클럭을 기준 클럭으로 결정하여 각 슬레이브로 분산시키고, 슬레이브(120/4)에서는 수신된 기준 클럭을 무선 네트워크를 통해 각 무선 슬레이브(130/1 - 130/3)로 분산시킨다(단계 1014).Again, the
이후, 각 슬레이브 및 무선 슬레이브로 분산된 기준 클럭과 클럭 동기화 정보를 이용하여 동기화 유닛이 DC 엔진을 가동시킴으로서, 분산된 모둔 슬레이브들에 대한 동기화가 동시에 실행된다(단계 1016).Thereafter, the synchronization unit starts the DC engine using the reference clock and the clock synchronization information distributed to each slave and the wireless slave, so that the synchronization for all the distributed slaves is executed simultaneously (step 1016).
상술한 바와 같은 구성 및 동작 원리를 갖는 본 발명은, 상위 제어기로부터 제공되는 클럭 동기화 정보 및 기준 클럭에 의거하여 각각의 슬레이브(무선 슬레이브 포함)가 동시에 동기화되는데, 이러한 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 기술은 지능형 로봇 분야의 로봇 관절 제어, 휠체어 제어, 원격 제어, 스마트 가전기기 제어, 고장상태 감시 제어 등과 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다.According to the present invention having the configuration and operation principle as described above, each slave (including the wireless slave) is synchronized at the same time based on the clock synchronization information and the reference clock provided from the upper controller, and the Zigbee-based wired / wireless integrated actuator is a synchronization technique. The robot can be applied to various fields such as robot joint control, wheelchair control, remote control, smart home appliance control, fault condition monitoring control, etc. in the intelligent robot field.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description has been described by presenting a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not necessarily limited to this, and those skilled in the art to which the present invention pertains within a range without departing from the technical spirit of the present invention It will be readily appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.
102 : 상위 제어기
120 : 슬레이브 그룹
120/1 - 120/4 : 슬레이브
130 : 무선 슬레이브 그룹
130/1 - 130/3 : 무선 슬레이브
702 : 네트워크 인터페이스 블록
704, 804 : 제어 블록
706, 802 : 지그비 인터페이스 블록
708, 806 : 동기화 실행 블록
710, 808 : 액추에이터 드라이버
712, 810 : 액추에이터102: host controller
120: slave group
120/1-120/4: Slave
130: wireless slave group
130/1-130/3: Wireless Slave
702: network interface block
704, 804: control block
706, 802: Zigbee Interface Block
708, 806: Synchronization Execution Block
710, 808: Actuator Driver
712, 810: Actuator
Claims (17)
무선 네트워크를 통해 자신에게 연결되는 다수의 무선 슬레이브와의 데이터 인터페이스를 제공하는 지그비 인터페이스 블록과,
상기 네트워크 인터페이스 블록을 통해 상기 상위 제어기로부터 동기화 피드백 정보가 요청될 때, 상기 지그비 인터페이스 블록을 통해 자신에게 연결된 각 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 획득하고, 지그비 통신의 RSSI를 통해 상기 각 무선 슬레이브의 라인 딜레이를 계산하며, 획득된 동기화 피드백 정보와 계산된 라인 딜레이 정보를 자신의 동기화 피드백 정보와 함께 상기 네트워크 인터페이스 블록을 통해 상기 상위 제어기로 전송하고, 상기 네트워크 인터페이스 블록을 통해 상기 상위 제어기로부터 수신되는 클럭 동기화 정보와 기준 클럭을 상기 지그비 인터페이스 블록을 통해 상기 각 무선 슬레이브로 전송하는 제어 블록과,
상기 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화시키는 동기화 실행 블록과,
상기 제어 블록으로부터의 제어에 따라 액추에이터를 구동하는 액추에이터 드라이버
를 포함하는 지그비 통합 장치.
A network interface block providing a wired data interface with an upper level controller;
A Zigbee interface block that provides a data interface with a plurality of wireless slaves connected to it via a wireless network,
When the synchronization feedback information is requested from the upper controller through the network interface block, the synchronization feedback information of each wireless slave connected to it through the Zigbee interface block is obtained, and the line of each wireless slave is transmitted through the RSSI of Zigbee communication. Calculate a delay, and transmit the obtained synchronization feedback information and the calculated line delay information together with its synchronization feedback information to the upper controller through the network interface block, and a clock received from the upper controller through the network interface block. A control block for transmitting synchronization information and a reference clock to each of the wireless slaves through the Zigbee interface block;
A synchronization execution block for synchronizing its clock based on the clock synchronization information and a reference clock;
An actuator driver for driving an actuator in accordance with control from the control block
Zigbee integrated device comprising a.
상기 동기화 피드백 정보는,
클럭 정보, 라인 딜레이 정보 및 지터 정보를 포함하는
지그비 통합 장치.
The method of claim 1,
The synchronization feedback information,
Including clock information, line delay information and jitter information
Zigbee integrated device.
상기 클럭 동기화 정보는,
클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값을 포함하는
지그비 통합 장치.
The method of claim 2,
The clock synchronization information,
Including clock offset, line delay offset, and jitter average
Zigbee integrated device.
상기 기준 클럭은,
상기 상위 제어기의 시스템 클럭 또는 상기 유선 슬레이브와 각 무선 슬레이브 중 어느 한 슬레이브의 로컬 클럭인
지그비 통합 장치.
The method of claim 1,
The reference clock is,
The system clock of the host controller or the local clock of any one of the wired slave and each wireless slave.
Zigbee integrated device.
상기 슬레이브로부터의 요청에 응답하여 자신의 동기화 피드백 정보를 인출하여 상기 지그비 인터페이스 블록을 통해 상기 슬레이브로 전송하는 제어 블록과,
상기 상위 제어기로부터 생성되어 상기 슬레이브를 경유하여 수신되는 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신의 클럭을 동기화시키는 동기화 실행 블록과,
상기 제어 블록으로부터의 제어에 따라 액추에이터를 구동하는 액추에이터 드라이버
를 포함하는 지그비 액추에이터 장치.
A Zigbee interface block that provides a Zigbee data interface with a slave running a data interface with a host controller through a wired network;
A control block for retrieving its synchronization feedback information in response to a request from the slave and transmitting the synchronization feedback information to the slave through the Zigbee interface block;
A synchronization execution block generated from the upper controller to synchronize its clock based on the clock synchronization information and the reference clock received via the slave;
An actuator driver for driving an actuator in accordance with control from the control block
ZigBee actuator device comprising a.
상기 동기화 피드백 정보는,
클럭 정보, 라인 딜레이 정보 및 지터 정보를 포함하는
지그비 액추에이터 장치.
The method of claim 5, wherein
The synchronization feedback information,
Including clock information, line delay information and jitter information
Zigbee actuator device.
상기 클럭 동기화 정보는,
클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값을 포함하는
지그비 액추에이터 장치.
The method according to claim 6,
The clock synchronization information,
Including clock offset, line delay offset, and jitter average
Zigbee actuator device.
상기 기준 클럭은,
상기 상위 제어기의 시스템 클럭 또는 상기 유선 슬레이브와 각 무선 슬레이브 중 어느 한 슬레이브의 로컬 클럭인
지그비 액추에이터 장치.
The method of claim 5, wherein
The reference clock is,
The system clock of the host controller or the local clock of any one of the wired slave and each wireless slave.
Zigbee actuator device.
상기 유선 슬레이브가 무선 네트워크를 통해 자신에게 연결되는 다수의 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 획득하는 과정과,
상기 유선 슬레이브가 자신의 동기화 피드백 정보와 각 무선 슬레이브로부터 획득한 동기화 피드백 정보를 상기 상위 제어기로 전송하는 과정과,
상기 상위 제어기가 수신되는 동기화 피드백 정보를 기반으로 클럭 동기화 정보와 기준 클럭을 생성하여 상기 유선 슬레이브로 전송하는 과정과,
상기 유선 슬레이브와 각 무선 슬레이브가 상기 클럭 동기화 정보와 기준 클럭에 의거하여 자신들의 클럭을 동기화시키는 과정
포함하는 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
Requesting synchronization feedback information from the host controller to the wired slave connected through the wired network;
Acquiring synchronization feedback information of a plurality of wireless slaves connected to the wired slave through the wireless network;
Transmitting, by the wired slave, its own synchronization feedback information and synchronization feedback information obtained from each wireless slave to the host controller;
Generating, by the upper controller, clock synchronization information and a reference clock based on the received synchronization feedback information, and transmitting the generated clock information to the wired slave;
The wired slave and each wireless slave synchronizing their clocks based on the clock synchronization information and a reference clock;
Synchronization method of ZigBee-based wired and wireless integrated actuators, including.
상기 유선 슬레이브는,
지그비 통신의 RSSI를 통해 상기 각 무선 슬레이브의 라인 딜레이를 계산하는
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
The method of claim 9,
The wired slave,
Calculate the line delay of each wireless slave through RSSI of Zigbee communication
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
상기 동기화 피드백 정보는,
클럭 정보, 딜레이 정보 및 지터 정보를 포함하는
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
The method of claim 9,
The synchronization feedback information,
Including clock information, delay information and jitter information
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
상기 클럭 동기화 정보는,
클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값을 포함하는
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
The method of claim 11,
The clock synchronization information,
Including clock offset, line delay offset, and jitter average
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
상기 기준 클럭은,
상기 상위 제어기의 시스템 클럭 또는 상기 유선 슬레이브 및 각 무선 슬레이브의 로컬 클럭 중 어느 하나인
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
The method of claim 9,
The reference clock is,
Any one of a system clock of the upper controller or a local clock of the wired slave and each wireless slave;
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
상기 유선 슬레이브가 무선 네트워크를 통해 연결되는 다수의 무선 슬레이브로 동기화 피드백 정보를 요청하는 과정과,
각 무선 슬레이브가 자신의 동기화 피드백 정보를 상기 유선 슬레이브로 전송하는 과정과,
상기 유선 슬레이브가 지그비 통신의 RSSI를 통해 상기 각 무선 슬레이브의 라인 딜레이를 계산하는 과정과,
상기 유선 슬레이브가 자신의 동기화 피드백 정보와 상기 각 무선 슬레이브의 동기화 피드백 정보를 계산된 라인 딜레이 정보와 함께 상기 상위 제어기로 전송하는 과정과,
수신되는 동기화 피드백 정보를 기반으로 클럭 동기화 정보를 생성한 후 상기 유선 슬레이브로 전송하는 과정과,
상기 유선 슬레이브가 상기 클럭 동기화 정보를 상기 각 무선 슬레이브로 무선 전송하는 과정과,
상기 상위 제어기가 상기 유선 슬레이브 및 각 무선 슬레이브로 기준 클럭을 분산시키는 과정과,
상기 유선 슬레이브와 각 무선 슬레이브가 상기 기준 클럭에 의거하여 자신들의 클럭을 동기화시키는 과정
포함하는 지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
Requesting synchronization feedback information from the host controller to the wired slave connected through the wired network;
Requesting, by the wired slave, synchronization feedback information to a plurality of wireless slaves connected through a wireless network;
Transmitting, by each wireless slave, its own synchronization feedback information to the wired slave;
Calculating, by the wired slave, the line delay of each wireless slave through RSSI of Zigbee communication;
Transmitting, by the wired slave, its synchronization feedback information and synchronization feedback information of each wireless slave to the host controller together with the calculated line delay information;
Generating clock synchronization information based on received synchronization feedback information and transmitting the generated clock synchronization information to the wired slave;
The wired slave wirelessly transmitting the clock synchronization information to each of the wireless slaves;
Distributing a reference clock to the wired slave and each wireless slave by the upper controller;
The wired slave and each wireless slave synchronizing their clocks based on the reference clock;
Synchronization method of ZigBee-based wired and wireless integrated actuators, including.
상기 동기화 피드백 정보는,
클럭 정보, 딜레이 정보 및 지터 정보를 포함하는
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
15. The method of claim 14,
The synchronization feedback information,
Including clock information, delay information and jitter information
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
상기 클럭 동기화 정보는,
클럭 오프셋, 라인 딜레이 오프셋, 지터 평균값을 포함하는
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.
The method of claim 15,
The clock synchronization information,
Including clock offset, line delay offset, and jitter average
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
상기 기준 클럭은,
상기 상위 제어기의 시스템 클럭 또는 상기 유선 슬레이브 및 각 무선 슬레이브의 로컬 클럭 중 어느 하나인
지그비 기반 유무선 통합 액추에이터의 동기화 방법.15. The method of claim 14,
The reference clock is,
Any one of a system clock of the upper controller or a local clock of the wired slave and each wireless slave;
How to synchronize Zigbee-based wired and wireless integrated actuators.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100109203A KR101167911B1 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | Zigbee convergence device, zigbee actuator device, method for synchronizing wire/wireless convergence actuator on zigbee based |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100109203A KR101167911B1 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | Zigbee convergence device, zigbee actuator device, method for synchronizing wire/wireless convergence actuator on zigbee based |
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Publication Number | Publication Date |
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KR20120047559A true KR20120047559A (en) | 2012-05-14 |
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KR1020100109203A KR101167911B1 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | Zigbee convergence device, zigbee actuator device, method for synchronizing wire/wireless convergence actuator on zigbee based |
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JP2001290316A (en) | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Canon Inc | Image recorder |
KR100695074B1 (en) | 2006-01-09 | 2007-03-14 | 삼성전자주식회사 | Time synchronizing method in wireless sensor networks |
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- 2010-11-04 KR KR1020100109203A patent/KR101167911B1/en active IP Right Grant
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