KR20200127905A - Method and apparatus for remote controlling of industrial device in smart factory - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스마트팩토리의 산업 장치를 원격으로 제어하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for remotely controlling an industrial device of a smart factory.
스마트팩토리 서비스의 여러 측면 중 머신 비전과 협동 로봇이라는 두 분야에 대한 서비스가 이루어지고 있다. Among the various aspects of the smart factory service, two services are being provided: machine vision and cooperative robots.
머신 비전이란, 제품 이미지를 수집하여 제품의 특성 검사 및 분석을 수행하는 산업용 이미지처리 기술을 의미한다. 딥러닝을 기반으로, 비정형적인 불량품을 검출하는 기술과 조명, 배경 등의 주변 환경을 극복하기 위한 광학 처리 기술을 핵심으로 한다. 머신 비전은 불량 검사, 로봇 가이드, 제품 인식, 치수 측정에 활용될 수 있다. Machine vision refers to an industrial image processing technology that collects product images to inspect and analyze product characteristics. Based on deep learning, technology to detect irregular defective products and optical processing technology to overcome surrounding environments such as lighting and background are the core. Machine vision can be used for defect inspection, robot guidance, product recognition, and dimension measurement.
또한 머신 비전을 통해, 개인의 피로도, 작업 능숙도, 주변 환경에 관계 없이 항상 일정한 작업 결과(Quality Verification)를 제공할 수 있고, 빠른 판단과 검사로 생산률을 향상시킬 수 있다. 광학 카메라를 이용한다면 정밀한 품질 검사도 이루어질 수 있다. In addition, through machine vision, it is possible to always provide consistent quality verification regardless of personal fatigue, work proficiency, and surrounding environment, and improve production rate through quick judgment and inspection. If an optical camera is used, precise quality inspection can also be performed.
협동 로봇이란 사람과 동일한 작업 공간에서 물리적으로 상호 작용하는 로봇을 의미한다. 협동 로봇은 어디에나 설치 가능하며, 위험하거나 단순반복 업무를 사람 대신 수행하여 안전성과 효율성을 확보할 수 있다. 또한 간단한 프로그래밍을 통해 로봇의 원하는 경로를 설정할 수 있다. 협동 로봇의 구현을 위해 딥러닝 기반의 충돌 감지 기술, 티치 펜던트(Teach Pendant) 기술, 고속 전류 제어가 가능한 스마트 엑추에이터가 요구된다. A cooperative robot refers to a robot that physically interacts in the same work space as a person. Cooperative robots can be installed anywhere, and safety and efficiency can be secured by performing dangerous or simple repetitive tasks on behalf of people. In addition, the desired path of the robot can be set through simple programming. For the implementation of a cooperative robot, a deep learning-based collision detection technology, a teach pendant technology, and a smart actuator capable of high-speed current control are required.
한편, 머신 비전과 협동 로봇을 이용하기 위한 기존의 방법은 각 장치와 스마트팩토리 서버를 로컬망을 통해 동일한 서브넷으로 연결하고, 장치 탐색을 위해 스마트팩토리 서버는 장치로 브로드캐스트(Broadcast) 메시지를 전송한다. 따라서, 기존의 방법은 공정셀 사이트에서 로컬망으로 동작하는데에 적합한 구조이다. Meanwhile, the existing method for using machine vision and cooperative robots connects each device and the smart factory server to the same subnet through a local network, and the smart factory server transmits a broadcast message to the device for device discovery. do. Therefore, the existing method is a structure suitable to operate as a local network at the process cell site.
로컬망이 아닌 공용망(Public Network)에서 산업 장치들을 제어하기 위해서는 스마트팩토리 서버에서 각 장치의 IP를 확인해야 하므로, 각 장치에 고정 IP가 할당되어야 한다. 그러나 이 방법은 네트워크 전체에서 IP 부족 문제를 유발할 수 있다. In order to control industrial devices on a public network rather than a local network, the smart factory server must check the IP of each device, so a static IP must be assigned to each device. However, this method can cause IP shortage problems throughout the network.
고정 IP의 할당이 어려워 각 장치가 가변 IP를 사용한다면, 스마트팩토리 서버가 장치별 가변 IP를 파악할 수 없으므로, 관리자는 장치의 IP 주소가 변경될 때마다 매번 이를 확인하여야 한다. 또한 장치의 IP 주소가 바뀔 때마다 통신이 단절될 우려도 있다. If each device uses a variable IP because it is difficult to allocate a fixed IP, since the smart factory server cannot determine the variable IP for each device, the administrator must check this every time the IP address of the device changes. There is also a concern that communication will be cut off whenever the device's IP address is changed.
해결하고자 하는 과제는 스마트팩토리 내의 산업 장치와 연결된 통신 장치의 IP 주소를 자동으로 획득하고, 획득한 통신 장치의 IP 주소 및 산업 장치와 통신 장치의 연결 정보를 이용하여 산업 장치를 원격으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved is a method of automatically obtaining the IP address of the communication device connected to the industrial device in the smart factory, and remotely controlling the industrial device using the obtained IP address of the communication device and the connection information between the industrial device and the communication device. And an apparatus.
한 실시예에 따른 정보 제공 장치로서, 메모리, 그리고 상기 메모리에 로드된 프로그램의 명령들(instructions)을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램은 스마트팩토리 서버로부터 특정 산업 장치의 식별자를 포함한 IP 주소 요청 메시지를 수신하는 단계, 그리고 네트워크 장치로부터 상기 특정 산업 장치로 할당된 IP 주소를 제공받으면, 상기 산업 장치의 IP 주소를 상기 스마트팩토리 서버에 전송하는 단계를 포함하고, 상기 산업 장치는 상기 스마트팩토리로부터 수신한 메시지의 내용에 기초하여 작동된다.An information providing device according to an embodiment, comprising a memory and at least one processor that executes instructions of a program loaded in the memory, wherein the program includes an identifier of a specific industrial device from a smart factory server. Receiving an IP address request message, and when receiving an IP address allocated to the specific industrial device from a network device, transmitting the IP address of the industrial device to the smart factory server, wherein the industrial device It operates based on the content of the message received from the smart factory.
상기 네트워크 장치로부터 상기 산업 장치의 변경된 IP 주소를 제공받으면, 상기 변경된 IP 주소를 상기 스마트팩토리 서버에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Upon receiving the changed IP address of the industrial device from the network device, the step of transmitting the changed IP address to the smart factory server may be further included.
상기 변경된 IP 주소는, 상기 산업 장치와 네트워크 간 세션 재연결에 따라 상기 네트워크 장치로부터 신규 생성된 것일 수 있다.The changed IP address may be newly generated from the network device according to session reconnection between the industrial device and the network.
상기 산업 장치는 통신 장치를 포함하고, 상기 메시지는 상기 산업 장치의 식별자, 상기 통신 장치로 할당된 IP 주소 그리고 상기 산업 장치와 연결된 통신 장치의 포트 번호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The industrial device may include a communication device, and the message may include at least one of an identifier of the industrial device, an IP address assigned to the communication device, and a port number of a communication device connected to the industrial device.
한 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 정보 제공 장치의 동작 방법으로서, 네트워크 장치로부터 특정 통신 장치로 할당된 IP 주소를 제공받는 단계, 그리고 스마트팩토리 서버로부터 상기 특정 통신 장치의 식별자를 포함한 IP 주소 요청 메시지를 수신하면, 상기 스마트팩토리 서버에 상기 통신 장치의 IP 주소를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 통신 장치는 스마트팩토리의 산업 장치와 연결된 것이다. A method of operating an information providing device operated by at least one processor according to an embodiment, comprising the steps of: receiving an IP address allocated to a specific communication device from a network device, and including an identifier of the specific communication device from a smart factory server. Upon receiving the IP address request message, transmitting the IP address of the communication device to the smart factory server, wherein the communication device is connected to an industrial device of the smart factory.
상기 통신 장치의 IP 주소가 변경되면, 상기 네트워크 장치로부터 통신 장치의 변경된 IP 주소를 제공받는 단계, 그리고 상기 변경된 IP 주소를 상기 스마트팩토리 서버에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.When the IP address of the communication device is changed, receiving a changed IP address of the communication device from the network device, and transmitting the changed IP address to the smart factory server.
한 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 스마트팩토리 서버가 동작하는 방법으로서, 등록된 통신 장치의 식별자를 포함한 IP 주소 요청을 정보 제공 장치로 전송하는 단계, 상기 정보 제공 장치로부터 상기 통신 장치의 IP 주소를 수신하는 단계, 그리고 상기 통신 장치로 상기 통신 장치와 연결된 산업 장치의 제어 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제어 메시지의 목적지 IP 주소는 상기 통신 장치의 IP 주소이다. A method of operating a smart factory server operated by at least one processor according to an embodiment, the method comprising: transmitting an IP address request including an identifier of a registered communication device to an information providing device, from the information providing device to the communication device Receiving an IP address of, and transmitting a control message of an industrial device connected to the communication device to the communication device, wherein the destination IP address of the control message is the IP address of the communication device.
상기 산업 장치의 식별자, 상기 통신 장치의 식별자 그리고 상기 통신 장치와 상기 산업 장치가 연결된 포트 번호 중 적어도 하나를 등록하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include registering at least one of an identifier of the industrial device, an identifier of the communication device, and a port number to which the communication device and the industrial device are connected.
상기 제어 메시지는, 상기 산업 장치의 식별자와 상기 포트 번호를 포함하고, 유니캐스트 방식으로 상기 통신 장치에 전송될 수 있다.The control message may include an identifier of the industrial device and the port number, and may be transmitted to the communication device in a unicast manner.
상기 정보 제공 장치로부터 상기 통신 장치의 변경된 IP 주소를 제공받는 단계, 그리고 상기 변경된 IP 주소를 상기 통신 장치의 식별자와 매핑하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.It may further include receiving a changed IP address of the communication device from the information providing device, and mapping the changed IP address with an identifier of the communication device and storing it.
상기 산업 장치는 머신 비전 카메라 또는 로봇이고, 상기 제어 메시지는 상기 머신 비전 카메라의 검색 메시지 또는 상기 로봇의 소켓 연결 요청 메시지일 수 있다.The industrial device may be a machine vision camera or a robot, and the control message may be a search message of the machine vision camera or a socket connection request message of the robot.
본 발명에 따르면 산업 장치와 네트워크를 연결하는 통신 장치로 할당된 IP가 변경되어도 관리자의 개입 없이 변경된 IP를 알 수 있으므로 스마트팩토리를 효율적으로 운영할 수 있다.According to the present invention, even if the IP assigned to the communication device connecting the industrial device and the network is changed, the changed IP can be known without the intervention of an administrator, so that the smart factory can be efficiently operated.
또한 본 발명에 따르면, 스마트팩토리 내의 다수의 산업 장치 또는 통신 장치에 고정 IP를 할당할 필요가 없으므로 네트워크의 IP 부족 문제를 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, since it is not necessary to allocate static IPs to a number of industrial devices or communication devices in a smart factory, the problem of IP shortage in the network can be prevented.
도 1은 기존의 스마트팩토리 원격 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 기존의 머신 비전 카메라와 스마트팩토리 서버의 통신 방법의 예시도이다.
도 3은 기존의 로봇과 스마트팩토리 서버의 통신 방법의 예시도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 스마트팩토리 원격 제어 시스템의 구성도이다.
도 5는 한 실시예에 따른 스마트팩토리 원격 제어 시스템의 동작 방법의 흐름도이다.
도 6은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.1 is a block diagram of an existing smart factory remote control system.
2 is an exemplary diagram of a communication method between a conventional machine vision camera and a smart factory server.
3 is an exemplary diagram of a communication method between an existing robot and a smart factory server.
4 is a block diagram of a smart factory remote control system according to an embodiment.
5 is a flowchart of a method of operating a smart factory remote control system according to an embodiment.
6 is a hardware configuration diagram of a computing device according to an embodiment.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit", "... group", and "module" described in the specification mean units that process at least one function or operation, which can be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.
본 명세서에서 단말(Terminal)은 사용자 기기로서, 디바이스(Device), UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등의 용어로 언급될 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다. In the present specification, a terminal is a user device, and a device, a user equipment (UE), a mobile equipment (ME), a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a subscriber station, SS), a portable subscriber station (PSS), a user equipment (UE), an access terminal (AT), etc., and may be referred to as a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, It may include all or part of functions such as user equipment.
본 명세서의 단말은 게이트웨이(gateway), 기지국(base station, BS), 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS, 5G NB(gNB) 등과 같은 네트워크 장치에 접속하여 원격의 서버에 연결될 수 있다.The terminal of the present specification is a gateway, a base station (BS), an access point (AP), a radio access station (RAS), a node B (Node B), an advanced node B (evolved NodeB, eNodeB), a base transceiver station (BTS), a mobile multihop relay (MMR)-BS, 5G NB (gNB), and the like, and can be connected to a remote server.
본 명세서에서, 기지국은 3GPP에서 제정한 5세대 이동통신 NR(New Radio) 기지국을 의미하며, 5G 무선 접속망 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)은 다수의 gNodeB들로 연결 구성되며, 기존의 eNodeB도 포함될 수 있다. In this specification, a base station refers to a 5G mobile communication NR (New Radio) base station established by 3GPP, and a 5G radio access network NG-RAN (Next Generation-Radio Access Network) is connected to a plurality of gNodeBs. eNodeB may also be included.
본 발명의 실시예들은 FS_NextGen(Study on Architecture for Next Generation System)과 같은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 5세대(5G) 시스템과 관련된 표준 문서 또는 ETSI(European telecommunication standards Institute)에서 제정한 MEC(Multi-access Edge Computing)와 관련된 표준 문서에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.Embodiments of the present invention are standard documents related to a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) 5G (5G) system, such as FS_NextGen (Study on Architecture for Next Generation System), or a multi- access Edge Computing) can be supported by standard documents. That is, among the embodiments of the present invention, steps or parts not described in order to clearly reveal the technical idea of the present invention may be supported by the document. In addition, all terms disclosed in this document can be described by the standard document.
도 1은 기존의 스마트팩토리 원격 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 기존의 머신 비전 카메라와 스마트팩토리 서버의 통신 방법의 예시도이고, 도 3은 기존의 로봇과 스마트팩토리 서버의 통신 방법의 예시도이다.1 is a configuration diagram of an existing smart factory remote control system, FIG. 2 is an exemplary diagram of a communication method between an existing machine vision camera and a smart factory server, and FIG. 3 is an example of a communication method between a conventional robot and a smart factory server. Is also.
도 1을 참고하면, 기존의 스마트팩토리 원격 제어 시스템(10)은 공장 내 설치된 로봇, 머신 비전 카메라 등의 산업 장치(100), 산업 장치(100)와 연결되거나 산업 장치(100) 내부에 탑재된 통신 장치(200), 그리고 네트워크 뒷단에 연결되어 산업 장치(100)를 원격으로 관제하고 제어하여 공정을 지원하는 스마트팩토리 서버(300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the existing smart factory
배경 기술을 통해 설명한 바와 같이, 기존의 스마트팩토리 원격 제어 시스템(10)은 로컬망에서 구현될 수 있으나, 이하에서는 공용망에서 구현되는 경우에 대해 설명한다. As described through the background technology, the existing smart factory
통신 장치(200)는 기지국을 통해 코어 시스템에 접속하고, 코어 시스템을 통하여 연결된 공용망 또는 전용망과 데이터를 송수신한다. 이때 스마트팩토리 서버는 공용망 또는 전용망에 포함된 것일 수 있다. The
코어 시스템은 제어 평면 기능(Control Plane functions) 및 사용자 평면 기능(User Plane function)을 포함한 장치들의 집합을 의미한다. 코어 시스템의 제어 평면 기능은 AMF(Access and Mobility Function), SMF(Session Management Function), 그리고 NEF를 포함한다. 그리고 코어 시스템의 사용자 평면 기능은 UPF를 포함한다.The core system refers to a set of devices including Control Plane functions and User Plane functions. The control plane functions of the core system include Access and Mobility Function (AMF), Session Management Function (SMF), and NEF. And the user plane function of the core system includes UPF.
AMF는 통신 장치(200)의 이동 상태를 관리하고, 예를 들어 통신 장치(200)가 어떤 무선 접속망에 접속해 있는지 또는 휴지 상태(Idle State) 인지 등을 관리한다. The AMF manages the mobile state of the
AMF는 통신 장치(200)로부터 접속 요청 메시지를 수신하면, SMF로 통신 장치(200)의 세션 생성 요청을 전달한다.When the AMF receives the connection request message from the
SMF는 AMF로부터 통신 장치(200)의 세션 생성 요청을 수신하여 세션을 생성하는 등 세션 관리를 한다. 또한 SMF는 통신 장치(200)가 접속할 망에서 사용할 IP 주소를 할당한다.The SMF performs session management, such as generating a session by receiving a session creation request from the
NEF(Network Exposure Function)는 코어 네트워크 외부로 데이터를 제공하는 이벤트 개방 서비스를 제공한다. 또한 외부에서 들어온 데이터를 SMF를 통해 단말로 전송할 수 있다.Network Exposure Function (NEF) provides an event open service that provides data outside the core network. In addition, data from outside may be transmitted to the terminal through SMF.
산업 장치(100)와 스마트팩토리 서버(300)가 로컬망이 아닌, 공용(Public) 망 특히 5G 망으로 연결되는 경우 아래와 같은 문제점이 발생할 수 있다.When the
도 2를 참고하면, 카메라와 스마트팩토리 서버(300)의 통신은 GigE(Gigabit Etherne) Vision 프로토콜에 의해 이루어질 수 있다. GigE Vision이란 Gigabit Ethernet을 하드웨어적인 기반으로 하여, AIA에서 정의한 머신 비전 카메라 인터페이스 표준을 의미한다. Referring to FIG. 2, communication between the camera and the
먼저 스마트팩토리 서버(300)가 장치 검색을 위한 Discovery 메시지를 전송해야 하지만, 표준 상 5G 망을 통해서는 브로드캐스트 방식의 메시지를 전달할 수 없다. 또한 통신 장치(200)의 IP는 네트워크 리소스 문제로 인해, 고정 IP가 아닌 가변 IP로 할당되므로, 스마트팩토리 서버(300)는 통신 장치(200)의 IP를 매번 수동으로 확인하고, 유니캐스트 방식으로 통신 장치(200)로 Discovery 메시지를 전송한다.First, the
만약 산업 장치(100)가 통신 장치(200)로부터 포트 포워딩을 통해 로컬 IP를 할당받은 후, 스마트팩토리 서버(300)로 ACK 메시지를 전송하면, 메시지 내의 IP 주소가 로컬 IP이므로, 이후 산업 장치(100)와 스마트팩토리 서버(300) 간 통신이 불가능하게 된다. If the
또한, 산업 장치(100)와 스마트팩토리 서버(300)의 서브넷이 다르므로 표준 상 ACK 메시지를 브로드캐스팅 해야 하지만 5G 망은 브로드캐스팅 방식을 지원하지 않는다는 문제도 있다. 즉, 공용(Public) 망에서 스마트팩토리 서버(300)가 산업 장치(100)를 검색할 수 없다는 문제가 있다. In addition, since the subnets of the
도 3을 참고하면, 산업 장치(100)가 로봇인 경우 통신 장치(200)는 먼저 로봇에 로컬 IP를 할당할 수 있다. 이후 스마트팩토리 서버(300)가 통신 장치(200)로 TCP/IP 통신을 위한 소켓 연결 요청을 전송한다. 통신 장치(200)는 포트 포워딩을 통해 로봇으로 이를 전송하고, 로봇은 소켓 연결 요청에 대한 응답을 스마트팩토리 서버(300)로 전송한다. Referring to FIG. 3, when the
이때, 통신 장치(200)의 IP 주소 및 통신 장치(200)가 로봇에 할당한 로컬 IP 주소 역시 가변 IP이므로, 관리자가 수시로 통신 장치(200)의 IP 주소를 확인하지 않는 한 통신이 단절될 우려가 있다. At this time, since the IP address of the
따라서 관리자가 통신 장치(200)에 할당된 IP의 변화를 수동으로 확인하지 않고, 로봇과의 직접 통신이 가능하도록, 통신 장치(200)가 사용하는 가변 IP에 대한 정보를 스마트팩토리 서버(300)가 알 수 있도록 하는 방법이 요구된다.Therefore, the
도 4는 한 실시예에 따른 스마트팩토리 원격 제어 시스템의 구성도이다.4 is a block diagram of a smart factory remote control system according to an embodiment.
도 4를 참고하면, 스마트팩토리 원격 제어 시스템(20)은 도 1에서 설명한 산업 장치(100), 통신 장치(200) 그리고 스마트팩토리 서버(300)에 추가로 IP 정보 제공 서버(400)를 더 포함한다.4, the smart factory
산업 장치(100)는 머신 비전 카메라, 로봇 등 스마트팩토리 내에 설치된 장치를 의미한다. 머신 비전 카메라는 GigE Vision 프로토콜을 지원하는 것일 수 있다The
통신 장치(200)는 기지국과 무선 통신하여, 산업 장치(100)와 네트워크를 연결하기 위한 장치를 의미한다. 라우터 또는 통신 모듈로 구현될 수 있다. 통신 장치(200)는 산업 장치(100)와 물리적으로 구분되어 외부에 존재하여 산업 장치(100)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있으며 또는 산업 장치(100) 내에 포함될 수도 있다. The
스마트팩토리 서버(300)는 IP 정보 제공 서버(400)로부터 획득한 통신 장치(200)의 IP 주소를 이용하여, 스마트팩토리 외부에서 산업 장치(100)를 제어하기 위한 플랫폼을 의미한다. The
예를 들어 스마트팩토리 서버(300)는 로봇을 원격으로 제어하고 머신 비전 카메라에 의해 촬영된 영상을 관제할 수 있으며, 제어 가능한 산업 장치(100)는 이에 한정되지 않는다. 또한 스마트팩토리 서버(300)는 클라우드 서버로 구현된 것일 수 있다. For example, the
스마트팩토리 서버(300)는 전용망에 포함된 것일 수 있고, AF(Application Function)와 연결된 것일 수 있다.The
스마트팩토리 서버(300)는 통신 장치(200)의 IP 주소를 목적지 IP 주소로 하여 로봇과 연결 세션을 오픈하고, 머신 비전 카메라의 검색 절차를 수행할 수 있다.The
IP 정보 제공 서버(400)는 네트워크 장비가 통신 장치(200)에 할당하는 가변 IP 정보를 수집하여 스마트팩토리 서버(300)에 전송하여, 스마트팩토리 서버(300)가 통신 장치(200)의 IP와 통신 장치(200)에 연결된 산업 장치(100)들의 정보를 바탕으로 각 산업 장치(100)를 직접 제어할 수 있도록 한다.The IP
IP 정보 제공 서버(400)는 통신 장치(200)가 네트워크에 접속하면, 네트워크 장치로부터, 네트워크에 연결된 통신 장치(200)의 IP 주소와 통신 장치(200)의 위치 정보를 수집할 수 있다. 네트워크 장치는 LTE 망인 경우 P-GW, 5G 망인 경우 SMF일 수 있다. When the
IP 정보 제공 서버(400)는 NEF와 연결되거나 NEF에 포함된 장치일 수 있다. IP 정보 제공 서버(400)는 3GPP NEF(Network Exposure Function) 또는 ETSI MEP(Mobile Edge Platform)와 관련한 표준을 따를 수 있다.The IP
이하에서는, IP 정보 제공 서버(400)가 등록된 통신 장치(200)의 IP 주소를 획득하여 스마트팩토리 서버(300)로 전송하고, 스마트팩토리 서버(300)가 획득한 IP 주소를 이용하여 산업 장치(100)를 제어하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, the IP
도 5는 한 실시예에 따른 스마트팩토리 원격 제어 시스템의 동작 방법의 흐름도이다. 5 is a flowchart of a method of operating a smart factory remote control system according to an embodiment.
도 5를 참고하면, 스마트팩토리 서버(300)는 스마트팩토리에 설치된 산업 장치(100)들의 식별자와 산업 장치(100)와 연결된 통신 장치(200)의 식별자 및 연결된 포트 정보를 산업 장치 정보로 등록한다(S101). 예를 들어 스마트팩토리 서버(300)는 표 1과 같은 형태로 정보들을 저장할 수 있다.5, the
표 1에서, 통신 장치(200)의 식별자는 IMSI, Scrambled IMSI, IMEI, MS-ISDN 중 어느 하나일 수 있다. In Table 1, the identifier of the
스마트팩토리 서버(300)는 IP 정보 제공 서버(400)로 통신 장치(200)의 식별자를 포함한 IP 정보 제공 서비스의 등록을 요청하는 서비스 등록 요청 메시지(Service Registration Request)를 전송한다(S102).The
IP 정보 제공 서버(400)는 전송받은 통신 장치(200)의 식별자를 저장하고, 서비스 등록 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 전송한다(S103, S104). The IP
통신 장치(200)에 전원이 인가되어 네트워크에 접속하면, 통신 장치(200)는 SMF로부터 IP 주소를 할당 받는다(S105, S106). 구체적으로, 통신 장치(200)는 네트워크로 PDN(Packet Data Network) 연결을 요청한다. SMF는 통신 장치(200)가 PDN 세션에서 사용할 IP 주소를 할당하여 통신 장치(200)로 제공한다. 이때 통신 장치(200)이 할당받는 IP는 가변 IP일 수 있다.When power is applied to the
한편, 통신 장치(200)의 전원이 초기 인가되는 경우뿐만 아니라, 스마트팩토리 운용 중 통신 장치(200)의 전원이 재인가되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에도 통신 장치(200)가 네트워크에 초기 접속하는 경우와 마찬가지로 SMF로부터 다시 IP 주소를 제공받을 수 있다. On the other hand, not only a case in which the power of the
즉 통신 장치(200)의 전원이 재연결된 경우, 통신 장치(200)는 PDN 세션을 재연결하고, SMF로부터 신규 IP 주소를 할당받을 수 있다. 신규 IP 주소는 초기에 제공받은 IP 주소와 다를 수 있다.That is, when the power of the
통신 장치(200)는 연결된 각 산업 장치(100)에 로컬 IP 주소를 할당한다(S107). 통신 장치(200)은 복수의 산업 장치(100)들을 구분하기 위해 포트 번호를 이용하며, 추가로 각 산업 장치(100)의 식별자를 이용할 수 있다. The
IP 정보 제공 서버(400)는 SMF로부터 통신 장치(200)로 할당된 IP 주소를 제공받고, 스마트팩토리 서버(300)로 IP 주소를 전송한다(S108, S109). IP 정보 제공 서버(400)가 직접 스마트팩토리 서버(300)로 IP 주소를 전송하거나 또는 스마트팩토리 서버(300)로부터 IP 주소 제공을 요청받고, 이에 대한 답변으로서 IP 주소를 제공할 수 있다.The IP
한편, S105 단계에서 통신 장치(200)에 전원이 재인가되어 SMF로부터 신규 IP 주소가 생성된 경우, IP 정보 제공 서버(400)가 직접 스마트팩토리 서버(300)로 IP 주소 변경을 공지하거나, 또는 스마트팩토리 서버(300)로부터 IP 주소의 변경 여부를 질문받고, 이에 대한 답변으로서 신규 IP 주소를 제공할 수 있다.On the other hand, when power is reapplied to the
이때 스마트팩토리 서버(300)는 통신 장치(200)의 IP 주소가 변경되는 경우, 이에 대한 알람을 받기 위해 미리 IP 정보 제공 서버(400)로 공지를 요청할 수 있다.In this case, when the IP address of the
한편 IP 정보 제공 서버(400)는 IP 주소에 S103 단계에서 등록한 통신 장치(200)의 식별자를 매핑하여 저장할 수 있다.Meanwhile, the IP
스마트팩토리 서버(300)는 등록된 산업 장치 정보에 통신 장치(200)의 IP 주소를 추가한다(S110). The
이후, 스마트팩토리 서버(300)로 산업 장치(100)의 제어 요청이 입력된다(S111). 제어 요청은 산업 장치(100)의 식별자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 로봇의 원격 조작 또는 머신 비전 카메라의 원격 관제일 수 있다. Thereafter, a control request of the
스마트팩토리 서버(300)는 S110 단계에서 저장한 IP 주소를 목적지 주소로 하여, 산업 장치(100)를 검색하는 메시지를 통신 장치(200)에 유니캐스트 방식으로 전송한다(S112). 이때 장치 검색 메시지의 소스 IP 주소는 스마트팩토리 서버(300)의 IP 주소일 수 있다. 장치 검색 메시지는 소스 IP 주소, 목적지 IP 주소, 산업 장치 식별자를 포함할 수 있다.The
통신 장치(200)는 포트 포워딩을 통해 해당 산업 장치(100)로 장치 검색 메시지를 전송한다(S113). 통신 장치(200)는 장치 검색 메시지 이외에 스마트팩토리 서버(300)에서 생성된 제어 메시지들을 하위의 산업 장치(100)들로 전송할 수 있다. 한편 산업 장치(100)에 라우터 또는 통신 모듈이 직접 탑재된 경우는 포트 포워딩이 불필요하므로 해당 단계가 생략될 수 있다. The
산업 장치(100)는 장치 검색 메시지에 대한 응답 메시지를 통신 장치(200)를 통해 스마트팩토리 서버(300)로 전송한다(S114, S115). 이때 응답 메시지는 유니캐스트 방식으로 전송될 수 있으며, 목적지 IP 주소는 스마트팩토리 서버(300)의 IP 주소일 수 있다.The
산업 장치(100)가 머신 비전 카메라인 경우, 기존의 GigE Vision 프로토콜과는 달리, 머신 비전 카메라가 장치 검색 메시지를 수신하면 flag 필드에 관계 없이 직접 유니캐스트 방식으로 응답 메시지를 전송할 수 있다.When the
이후 스마트팩토리 서버(300)는 원격으로 산업 장치(100)를 제어할 수 있다(S116).Thereafter, the
도 6은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.6 is a hardware configuration diagram of a computing device according to an embodiment.
도 6을 참고하면, IP 정보 제공 서버(400)는 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치(500)에서, 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들(instructions)이 포함된 프로그램을 실행한다. Referring to FIG. 6, the IP
컴퓨팅 장치(500)의 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(510), 메모리(520), 스토리지(530), 통신 인터페이스(540)를 포함할 수 있고, 버스를 통해 연결될 수 있다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 컴퓨팅 장치(500)는 프로그램을 구동할 수 있는 운영 체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재될 수 있다.The hardware of the
프로세서(510)는 컴퓨팅 장치(500)의 동작을 제어하는 장치로서, 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서(510)일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다. 메모리(520)는 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(510)에 의해 처리되도록 해당 프로그램을 로드한다. 메모리(520)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다. 스토리지(530)는 본 발명의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 프로그램 등을 저장한다. 통신 인터페이스(540)는 유/무선 통신 장치일 수 있다.The
본 발명에 따르면 산업 장치와 네트워크를 연결하는 통신 장치로 할당된 IP가 변경되어도 관리자의 개입 없이 변경된 IP를 알 수 있으므로 스마트팩토리를 효율적으로 운영할 수 있다.According to the present invention, even if the IP assigned to the communication device connecting the industrial device and the network is changed, the changed IP can be known without the intervention of an administrator, so that the smart factory can be efficiently operated.
또한 본 발명에 따르면, 스마트팩토리 내의 다수의 산업 장치 또는 통신 장치에 고정 IP를 할당할 필요가 없으므로 네트워크의 IP 부족 문제를 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, since it is not necessary to allocate static IPs to a number of industrial devices or communication devices in a smart factory, the problem of IP shortage in the network can be prevented.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only through an apparatus and a method, but may be implemented through a program that realizes a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
Claims (11)
메모리, 그리고
상기 메모리에 로드된 프로그램의 명령들(instructions)을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 프로그램은
스마트팩토리 서버로부터 특정 산업 장치의 식별자를 포함한 IP 주소 요청 메시지를 수신하는 단계, 그리고
네트워크 장치로부터 상기 특정 산업 장치로 할당된 IP 주소를 제공받으면, 상기 산업 장치의 IP 주소를 상기 스마트팩토리 서버에 전송하는 단계를 포함하고,
상기 산업 장치는 상기 스마트팩토리로부터 수신한 메시지의 내용에 기초하여 작동되는, 정보 제공 장치.As an information providing device,
Memory, and
Including at least one processor to execute instructions (instructions) of the program loaded in the memory,
The above program is
Receiving an IP address request message including an identifier of a specific industrial device from the smart factory server, and
When receiving an IP address assigned to the specific industrial device from a network device, transmitting the IP address of the industrial device to the smart factory server,
The industrial device is operated based on the content of the message received from the smart factory, information providing device.
상기 네트워크 장치로부터 상기 산업 장치의 변경된 IP 주소를 제공받으면, 상기 변경된 IP 주소를 상기 스마트팩토리 서버에 전송하는 단계
를 더 포함하는, 정보 제공 장치.In claim 1,
When receiving the changed IP address of the industrial device from the network device, transmitting the changed IP address to the smart factory server
The information providing device further comprising.
상기 변경된 IP 주소는,
상기 산업 장치와 네트워크 간 세션 재연결에 따라 상기 네트워크 장치로부터 신규 생성된 것인, 정보 제공 장치.In paragraph 2,
The changed IP address,
The information providing device, which is newly created from the network device according to the reconnection of a session between the industrial device and the network.
상기 산업 장치는 통신 장치를 포함하고,
상기 메시지는 상기 산업 장치의 식별자, 상기 통신 장치로 할당된 IP 주소 그리고 상기 산업 장치와 연결된 통신 장치의 포트 번호 중 적어도 하나를 포함하는, 정보 제공 장치.In claim 1,
The industrial device comprises a communication device,
The message includes at least one of an identifier of the industrial device, an IP address assigned to the communication device, and a port number of a communication device connected to the industrial device.
네트워크 장치로부터 특정 통신 장치로 할당된 IP 주소를 제공받는 단계, 그리고
스마트팩토리 서버로부터 상기 특정 통신 장치의 식별자를 포함한 IP 주소 요청 메시지를 수신하면, 상기 스마트팩토리 서버에 상기 통신 장치의 IP 주소를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 통신 장치는 스마트팩토리의 산업 장치와 연결된 것인, 동작 방법.A method of operating an information providing device operated by at least one processor,
Receiving an IP address assigned to a specific communication device from a network device, and
When receiving an IP address request message including an identifier of the specific communication device from a smart factory server, transmitting the IP address of the communication device to the smart factory server,
The communication device is connected to the industrial device of the smart factory, the operation method.
상기 통신 장치의 IP 주소가 변경되면, 상기 네트워크 장치로부터 통신 장치의 변경된 IP 주소를 제공받는 단계, 그리고
상기 변경된 IP 주소를 상기 스마트팩토리 서버에 전송하는 단계
를 더 포함하는, 동작 방법. In clause 5,
If the IP address of the communication device is changed, receiving a changed IP address of the communication device from the network device, and
Transmitting the changed IP address to the smart factory server
Further comprising, the operation method.
등록된 통신 장치의 식별자를 포함한 IP 주소 요청을 정보 제공 장치로 전송하는 단계,
상기 정보 제공 장치로부터 상기 통신 장치의 IP 주소를 수신하는 단계, 그리고
상기 통신 장치로 상기 통신 장치와 연결된 산업 장치의 제어 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 제어 메시지의 목적지 IP 주소는 상기 통신 장치의 IP 주소인, 동작 방법.As a method of operating a smart factory server operated by at least one processor,
Transmitting a request for an IP address including an identifier of a registered communication device to an information providing device,
Receiving an IP address of the communication device from the information providing device, and
Including the step of transmitting a control message of the industrial device connected to the communication device to the communication device,
The destination IP address of the control message is an IP address of the communication device.
상기 산업 장치의 식별자, 상기 통신 장치의 식별자 그리고 상기 통신 장치와 상기 산업 장치가 연결된 포트 번호 중 적어도 하나를 등록하는 단계
를 더 포함하는 동작 방법.In clause 7,
Registering at least one of an identifier of the industrial device, an identifier of the communication device, and a port number to which the communication device and the industrial device are connected
Operation method further comprising a.
상기 제어 메시지는,
상기 산업 장치의 식별자와 상기 포트 번호를 포함하고, 유니캐스트 방식으로 상기 통신 장치에 전송되는, 동작 방법.In clause 8,
The control message,
The method of operation, comprising the identifier of the industrial device and the port number, and transmitted to the communication device in a unicast manner.
상기 정보 제공 장치로부터 상기 통신 장치의 변경된 IP 주소를 제공받는 단계, 그리고
상기 변경된 IP 주소를 상기 통신 장치의 식별자와 매핑하여 저장하는 단계
를 더 포함하는, 동작 방법.In clause 7,
Receiving a changed IP address of the communication device from the information providing device, and
Mapping and storing the changed IP address with an identifier of the communication device
Further comprising, the operation method.
상기 산업 장치는 머신 비전 카메라 또는 로봇이고,
상기 제어 메시지는 상기 머신 비전 카메라의 검색 메시지 또는 상기 로봇의 소켓 연결 요청 메시지인, 동작 방법.In clause 7,
The industrial device is a machine vision camera or a robot,
The control message is a search message of the machine vision camera or a socket connection request message of the robot.
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GRNT | Written decision to grant |