KR20240051764A - 내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템 - Google Patents

내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240051764A
KR20240051764A KR1020220131869A KR20220131869A KR20240051764A KR 20240051764 A KR20240051764 A KR 20240051764A KR 1020220131869 A KR1020220131869 A KR 1020220131869A KR 20220131869 A KR20220131869 A KR 20220131869A KR 20240051764 A KR20240051764 A KR 20240051764A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
sensor
production
communication
transmits
Prior art date
Application number
KR1020220131869A
Other languages
English (en)
Inventor
김진봉
Original Assignee
주식회사 지케이정보통신
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지케이정보통신 filed Critical 주식회사 지케이정보통신
Priority to KR1020220131869A priority Critical patent/KR20240051764A/ko
Publication of KR20240051764A publication Critical patent/KR20240051764A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 및 구축방법에 관한 것으로, 특히 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 것을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템에 관한 것으로,
생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20)및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)
에 송신하는 통신부(30)를 포함하고, 상기 임베디드 디바이스는, 현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와 상기신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드
(13)와 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템{Information and communication system based on embedded system}
본 발명은 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 및 구축방법에 관한 것으로, 특히 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 것을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템에 관한 것이다.
제조업은 사람(People), 프로세스(Process), 기술(Technology)과 정보(Information) 등의 각 계층으로 이루어져 있다. 제조업의 정보통합화 관점에서 제조프로세스(10)는 원자재 입고에서 출하까지 성과개선과 연계되는 기반 요소로 구성된 내부 제조 프로세스와 제품설계, 자재 소싱, 제품 납기, 제품서비스, 공장설계와 유지보수 등 으로 구성된 외부프로세스로 구성된다.
가치사슬로 연계된 제조업 간의 프로세스는 크게 협력업체와 제품개발(21, 22)에 대한 협업인 제품 개발 협업(20), 구매조달(31, 32)을 위한 기업 간 거래(30) 및 생산현장 간의 실시간 정보 통합화를 구현하는 생산현장관리(41, 42)와 관련된 생산정보화(40) 분야로 분류할 수 있다. 생산정보화(40) 분야에서 제조업 간의 정보 통합화 구현을 위한 기반이 될 수 있는 생산현장의 생산자원 디지털
화 관점에서 생산자원은 4M은 Man(작업자), Machine(생산설비), Material(자재), Method(생산절차)로 구성된다.
일반적으로 생산제품을 자동으로 생산하고 있는 생산설비(Machine)는 디지털 제어기기인 PLC(ProgrammableLogic Controller), 공작기계, FMS(Flexible Manufacturing System) 등과 같은 복합 자동화 설비 등으로 제어된다. 주로 제어기기의 자동화 수준에 따라 차이가 있으나, 실시간 기반 통신 프로토콜의 지원으로 제어기기로 부터 생산설비에 관련 정보가 자동으로 수집이 된다.
그러나 생산설비가 아무리 자동화되어도 생산 공정에서는 필히 작업자의 개입이 필요한 경우가 있다. 즉, 자동화 설비로부터 생산정보를 자동으로 수집할 수 없거나, 품질 정보, 설비의 고장 내역, Lot 변경 등과 같은 작업자에게 의존하는 생산 활동에 대한 정보 수집 등의 경우가 있다.
또한, 생산 공정에서 원자재로부터 생산을 거처 출하되기 전까지 전 물류과정을 추적하여 공정상의 재고(WIP:Work In Process), 각 생산 공정에 작업 중인 자재의 추적과 투입 등으로 변화된 물류에 대한 정보수집도필요하다.
작업방식(Method)은 원자재에서 완제품까지의 전 과정을 디지털화하여 제품별 생산비용의 산출, 품질정보, 설비의 가동정보, 공장 내 물류정보, 각 해당 생산 공정 간의 최적화된 실시간 일정을 수립에 기반 정보로 활용이되며, 특히 제조물 책임법(PL법) 대응이 필요하다.
한편, 사물지능통신은 국제적으로 다소 상이하게 정의되어 있지만 전반적으로 M2M(Machine to Machine, ETSI),IoT(Internet of Things, ITU-T), MTC(Machine Type Communications, 3GPP) 등으로 용어가 정의되고 있다. 이러한, 사물지능통신에 대하여 방송통신위원회는 '통신·방송·인터넷 인프라를 인간 대 사물, 사물대 사물 간영역으로 확대·연계하여 사물을 통해 지능적으로 정보를 수집, 가공, 처리하여 상호 전달하는 서비스'로 정의 하였다. 협의의 의미로는 기계 간 통신 및 사람이 작동하는 장치와 기계 간 통신을 의미하지만, 광의의 의미로는 통신과 ICT 기술을 결합하여 원격지의 사물정보를 확인할 수 있는 인프라, 시스템, 단말기 등 제반 모든 솔루션(Solution)을 의미한다.
이러한, 사물지능통신의 주요 응용분야로 각광받고 있는 서비스로는 모바일오피스, 홈서비스, 헬스서비스, 차량서비스, 결제, 물류관리, 보안 등이며, 타산업과의 융합을 통한 신규 비즈니스 모델 창출이 가능하다. 이러한사물지능통신은 세계적으로 스마트그리드(Smart Grid), 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing), 스마트워크(Smart
Work) 등과 함께 각국의 신성장동력 육성을 위한 주요 정책이다. 즉, 세계 주요정부와 글로벌 기업들은 공격적인 투자와 서비스 개발 인프라 구축을 서두르고 있으며, 특히, 사물지능통신 기술과 서비스를 그린IT, 텔레매틱스, 위치기반서비스, 원격검침, 물류관리 분야로 확대 적용하고 있다.
국내에서 일부 제공되고 있는 사물지능 통신 서비스로는, 카드결제기, 교통 시스템, 원격검침, 스마트 그리드및 기상관제시스템 등이 있다. 또한, 자동차 산업과의 융합을 통해 지능형 자동차를 위한 다양한 서비스가 개발되고 있다.
이러한, 사물지능통신 기반의 융합서비스가 다양화되면서 객체(장치)와 객체(장치) 간의 M2M 통신을 위한 최적의 서비스를 제공하기 위한 플랫폼 개발을 필요로 한다.또한, 현재 국내외 표준기구를 통해 표준화가추진 중에 있지만, 기존의 사물지능통신 플랫폼 간의 연동보다는 새로운 서비스에 대한 사물지능통신 플랫폼에
대한 구조와 기능을 중심으로 표준화가 진행 중이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 생산현장 내의 생산설비의 이동에도 유연하게 대처하여 생산정보화를 적절하고 효율적으로 수행하고, 생산 현장 관리를 중앙에서 관리 가능하도록 생산 현장에 관련된 정보를 제공 및 처리하는 생산 관리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 본사에 설치된 중앙 서버가 생산현장관리를 수행할 수 있도록 생산 현장에 설치된 장비와 중앙 서버와 접속을 중개할 수 있고, 생산현장에 센서 네트워크를 구축할 수 있도록 하는 센서 서버 제공하는 데 있다
상기 목적을 달성하기위한 수단으로, 본 발명은 생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20) 및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)에 송신하는 통신부(30)를 포함하고, 상기 임베디드 디바이스는, 현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선전송하는 센서 노드(13)와 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 신호 처리기(12)는, 복수의 센서(11)에서 아날로그 센서가 존재할 경우 그 아날로그 센서에서 출력되는 아날로그 정보 신호를 그에 상응하는 디지털 정보 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12a)를 구비하고 상기 아날로그/디지털 변환기(12a)에서 변환된 정보 데이터 또는 상기 센서(11)가 디지털 센서일 경우
상기 센서(11)에서 직접적으로 출력되는 디지털 정보 데이터를 인터페이스하는 센서 인터페이스(12b)를 구비하며 상기 센서 인터페이스(12b)에서 출력되는 정보 데이터를 저장 및 관리, 그리고 전송을 제어하는 프로세서(12c)를 더 포함하고; 상기 프로세서(12c)와 연동하는 타이머(12d), 데이터SRAM(12e), EPROM(12f) 및 플래시
메모리(12g)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.
또한, 센서 노드(13)는, 상기 프로세서(12c)와 접속되어 현장에서 수집된 정보를 인터페이스하는 무선 인터페이스(13a)와 상기 인테페이스에 연결되며, 무선신호를 외부로 출력하는 안테나(13c)와; 상기 무선 인터페이스(13a)와 접속되어 상기 정보를 무선 신호로 만들어 안테나(13c)를 통해 상기 외부 리소스로 무선 전송하고, 또
한 외부 리소스로부터 전송된 구성 관리 정보나 제어 정보를 수신하여 상기 무선 인터페이스(13a)를 통해 상기프로세서(12c)에 제공하는 RF 트랜시버(13b)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.
또한, 상기 통신부(30)는, 상기 IP단에서 생성된 패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 송신하기 위해 IP단 및 MAC단 사이에 적응단을 더 포함하여 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스에 송신하는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 제조업에서 요구하는 핵심 업무기능을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 임베디드 디바이스 간략 구성도.
도 4는 본 발명의 임베디드 디바이스 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 제 1 인터넷 단말 방식 구성도.
도 6은 본 발명의 2 인터넷 단말 방식 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만,하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 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 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 2는 본 발명의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 임베디드 디바이스 간략 구성도.
도 4는 본 발명의 임베디드 디바이스 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 제 1 인터넷 단말 방식 구성도.
도 6은 본 발명의 2 인터넷 단말 방식 구성도로서,
도 2를 참조하면, 본 발명은 임베디드 디바이스(10), 통신부(20)와, 메모리(30)와, 외부 리소스(40)를 구비한다.
상기 임베디드 디바이스(10)는, 현장에 설치되어 생산설비(공작기계)의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)를 포함한다.
그리고, 상기 임베디드 디바이스(10)는, 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리를 더 포함한다. 상기에서 센서 노드는 다른 센서 노드와 동기화하고, 상기 다른 센서 노드로부터 출력되는 생산설비 정보를 중계해주는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 노드는 멀티 홉 라우터 모듈을 이용하여 다른 센서 노드와 동기화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 센서 노드는 별도 게이트웨이 지원 없이 TinyOS에서 지원되는 스택(Stack)으로 직접 IP를 지원하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 센서(11)는 공작기계의 동작상황을 다양하게 체크하여 작업툴이 정위치에 제대로 작업이 이루어지는지를 파악하는데 사용된다.
신호 처리기(12)는 복수의 센서(11)에서 아날로그 센서가 존재할 경우 그 아날로그 센서에서 출력되는 아날로그정보 신호를 그에 상응하는 디지털 정보 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12a)가 구비되며, 상기 아날로그/디지털 변환기(12a)에서 변환된 정보 데이터 또는 상기 센서(11)가 디지털 센서일 경우 상기 센서(11)에서 직접적으로 출력되는 디지털 정보 데이터를 인터페이스하는 센서인터페이스 (12b)를 구비한다.
아울러, 신호 처리기(12)는 상기 센서 인터페이스(12b)에서 출력되는 정보 데이터를 저장 및 관리, 그리고 전송을 제어하는 프로세서(12c)를 더 포함하고, 상기 프로세서(12c)와 연동하는 타이머(12d), 데이터SRAM(12e),EPROM(12f) 및 플래시 메모리(12g)를 포함한다.
상기 센서 노드(13)는 상기 프로세서(12c)와 접속되어 현장에서 수집된 정보를 인터페이스하는 무선 인터페이스(13a)와, 상기 무선 인터페이스(13a)와 접속되어 상기 정보를 무선 신호로 만들어 안테나(13c)를 통해 상기 외부 리소스로 무선 전송하고, 상기 데이터 로거(20)로부터 전송된 구성 관리 정보나 제어 정보를 수신하여 상기무선 인터페이스(13a)를 통해 상기 프로세서(12c)에 제공하는 RF 트랜시버(13b)를 포함한다.
이러한 센서 노드(13)는 다른 센서 노드와 동기화하고, 상기 다른 센서 노드로부터 출력되는 정보를 중계해주는 역할을 하게 된다. 즉, RF 트랜시버(13b)를 통해 다른 센서 노드로부터 전송된 중계 데이터를 수신하고, 이를 자신의 정보와 합하여 상기 외부 리소스(20)로 중계해주게 되는 것이다.
또한, 상기 센서 노드(13)는 멀티 홉 라우터 모듈을 이용하여 다른 센서 노드와 동기화를 수행하게 되며, 별도 게이트웨이 지원 없이 TinyOS에서 지원되는 스택(Stack)으로 직접 IP를 지원하게 된다.
즉, 임베디드 디바이스(10)는 생산설비의 상황을 감지하고 이를 전기적 신호로 산출하고, 산출한 신호를 데이터화하여 생산 자원 정보를 산출한다.
상기 메모리(30)는 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장한다. 고유 식별 주소의 예로 IP 어드레스, IPv6 어드레스일 수 있다. 그리고 고유 식별 주소는 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10)가 설치되는 시점에 사용자에 의해 세팅되거나 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10)가 부팅되는 시점에 외부 리소스(40)부터 송신될 수 있다. 고유 식별 주소를 통해 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10) 네트워크 또는 인터넷상의 위치하는 외부 리소스(40)와 통신할 수 있다.
통신부(20)는 IP단에서 메모리(30)에 저장된 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 생산 자원정보
를 외부 리소스(40)에 송신한다. 즉 생산 자원 정보는 메모리(30)에 저장된 고유 식별 주소가 포함된 헤더를 갖는 IP패킷으로 패킷화되고 패킷화된 IP패킷은 무선으로 외부 리소스(40에 송신된다.
바람직하게 통신부(20)는 MAC 단에서 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)에 송신한다. 즉, 통신부(20)는 IP단의 IP패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 외부 리소스(40)에 송신한다.
여기서 IEEE 802.15.4는 저전력 무선 통신을 지원하는 프로토콜로 IEEE 802.11기반의 물리적 링크관련 프로토콜이 발전한 프로토콜이다. IEEE 802.15.4를 지원하는 프로토콜은 Zigbee에서 Zwav로, 무선HART과 SP100.11a와 IETF 6LoWPAN 등이 있다. IEEE 802.15.4 프레임은 소형으로 IP단의 haeder의 40byte를 포함하여 한번에
127bytes까지 전송이 가능하다. 따라서 공급자는 산업 네트워크와 연계된 전형적인 환경에서 운영될 수 있는 표준 IP를 소형화하는데 어려움이 있어 개인 프로토콜을 내장하고 있다. 이에 IEEE802.15.4에 IPv6 통신을 위한 IETF 6LoWPAN 표준이 소개되었다. IETF 6LoWPAN에 의해 IEEE802.15.4 헤더에 연계된 필드로부터 정보를
기초로, 이중화 혹은 불필요한 네트워크 계층의 정보 제거로 40 byte IP header를 압축하는 방식으로 IEEE802.15.4 기반으로 IPv6 통신을 처리할 수 있다.
[0049] 6LoWPAN 사용으로 센서 노드에서 타 IP 디바이스에 직접 통신 가능한 능력, 이름, 주소, 접근관리와 보안 캐싱과 부하관리 등과 같은 상위 계층 서버를 위한 프로시 구조; 애플리케이션 계층의 데이터 모델과 서비스 TCP, UDP 등과 같은 IP 전송 프로토콜의 접근 등과 같은 IP 통신의 모든 장점을 적용할 있다.
또한, 통신부(20)는 IP단에서 생성된 패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 송신하기 위해 IP단 및 MAC단 사이에 적응단을 더 포함한다. 여기서 적응단은 6LoWPAN 프로토콜을 기반으로 하는 것이 바람직하다. 또한 IP단은 IPv6 프로토콜을 기반으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10)는 6LoWPAN를 사용하므로서 Zigbee 패킷의 단일 Byte로 처리되는 Zibee 패킷과 차별화된 UDP 6LoWPAN 패킷으로 효율화에 대한 손실이 발생하지 않으며, WSN(Wireless Senor Netowrk)내 뿐만 아니라 인터넷 등 외부 네트워크에 위치하는 외부리소스(40)와도 통신이 가능하다.
외부 리소스(40)는 본 발명에 따른 센서 서버 또는 본 발명에 따른 무선 센서 노드가 될 수 있다. 또한, 외부리소스(40)는 생산현장에 설치된 생산설비를 제어하는 생산설비 제어 플랫폼일 수 있다. 생산설비 제어 플랫폼은 생산 현장의 작업용 단말기, PC, 휴대용 입출력 단말기, 네트워크 기능을 갖는 제조설비, PLC 설비 등 생산설비를 제어하는 플랫폼을 지칭한다. 또한, 외부 리소스(40)는 ERP(Enterprise Source Planning) 서버 또는 MES(Manufacturing Execution System) 서버생산 관리 서버일 수 있다.
한편, 센서 탑재 기술은 정보통신 기술의 제일 하단에 있는 기술이다. 금형의 내부의 온도나 압력 혹은 설비의 움직임에 따른 진동과 위치신호, RPM과 같은 데이터들은 기계장치 내부에 센서를 설치하여 데이터를 발생시킬 수 있다. 경우에 따라 발생되는 데이터는 아주 미세한 전압, 전류 혹은 전하량 등 다양한 형태로 발생된다. 표준화 되어 있는 아날로그 신호를 수집 할 수 없는 경우 미세신호를 증폭 시키는 증폭 기술이 필요하다.
이때, 임베디드 디바이스(Embedded Device)는 증폭기능을 포함하고 있거나 증폭가 증폭하여 표준화된 전압과 전
류의 신호를 만들어 줄 경우 이 신호를 아날로그 인풋(Analog Input)형태로 받아들인다. 임베디드 디바이스(Embedded Device)가 받아들인 신호는 디지털(Digital)신호로 변환되어 임베디드 디바이스(Embedded Device)의 컴퓨터 기능으로 품질 및 기계장치의 성능 등에 영향을 미치는 유효데이터를 생성하고 알고리즘에 따라 데이터
를 분석하여 결과를 상위의 전산 시스템에 전달한다.
정보화에는 도 5에 도시한 바와 같이 센서기술, 임베디드(Embedded Device)기술, 증폭 기술, 프로토콜을 구현하는 기술, 통신과 네트워크기술, 지능형 소프트웨어 개발기술 센서 탑재기반의 임베디드 디바이스(EmbeddedDevice)기술 등이 필요하다.
이러한 정보화 기술을 통한 시너지는 다양한 형태로 정보화를 적용하는 대상과 정보화를 구축하는 기업에게 새로운 비즈니스(Business)의 기회를 제공한다. 정보통신 기술은 새로운 것을 창조하는 기술이라기 보다는 기존의 범용 정보통신기술을 정보화가 이루어져있지 않은 분야에 콘텐츠(Contents)로서 융합되는 기술을 말한다. 센서탑재 기반의 임베디드 디바이스(Embedded Device)를 통한 정보화 기술은 센서와 임베디드 디바이스(Embedded Device) 및 관련 펌웨어(Firmware)를 통하여 정보통합을 위한 게이트웨이(Gateway) 상품화, 임베디드 디바이스(Embedded Device )의 상품화, 모바일 디바이스(Mobile Device)와 연계되는 정보통신 기술의 상품화 등 압력과 온도 등 미세신호를 위한 증폭기술의 상품화 등 다양한 제품의 상품화를 가능하게 하여 새로운 비지니스(Business) 기회를 만들어진다.
그리고, 정보통신 솔루션(ICT Solution)은 다양한 통신, 네트워크, 인터페이스(Interface)등 커뮤니케이션(Communication)기술과 데이터를 수집하고 처리 하는 방법에 대한 정보(Information)기술을 말하는바, 본 발명에서는 다양한 정보통신(ICT)기술중 무선기술을 적용한 사출성형장비와 단독으로 연결을 하여 정보화의 시너지를 추구하는 와이파이(WiFi)를 이용한 인터넷 기술과의 융합을 소개하고자 한다.
한편, 인터넷 단말기의 방식은 M2M(Merchine to Merchine} 장비와 1:1로 연동되어 모든 사출 성형기의 정보를 취득하고 필요한 가공을 통하여 만들어진 정보를 임의의 스마트폰, PAD등 모바일(mobile)장비를 통하여 그 내용을 모니터링하고 제어하는 방식이다. 독립적으로 운영되는 사출 성형기에 M2M 디바이스의 인터넷 연결은 정보통신의 핵심기능이다. M2M 디바이스는 다양한 인터페이스로 사출 성형기의 정보를 취득하여 저장하고 있으며 와이파이(WiFi)무선모듈을 통하여 인터넷 혹은 네트워크와 연결될 준비를 마치고 있다. 그 구성은 도 6과 같다.
10: 임베디드 디바이스
20: 통신부
30: 메모리
40: 외부 리소스

Claims (4)

  1. 생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20)및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스(4
    0)에 송신하는 통신부(30)를 포함하고 상기 임베디드 디바이스(10)는,현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)와 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 지능형 임베디드기반의 정보통신 시스템.
  2. 상기 신호 처리기(12)는,복수의 센서(11)에서 아날로그 센서가 존재할 경우 그 아날로그 센서에서 출력되는 아날로그 정보 신호를 그에 상응하는 디지털 정보 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12a)를 구비하고 상기 아날로그/디지털 변환기(12a)에서 변환된 정보 데이터 또는 상기 센서(11)가 디지털 센서일 경우 상기 센서(11)에서 직접적으로 출력되는 디지털 정보 데이터를 인터페이스하는 센서 인터페이스(12b)를 구비하며 상기 센서 인터페이스(12b)에서 출력되는 정보 데이터를 저장 및 관리, 그리고 전송을 제어하는 프로세서(12c)를 더 포함하고 상기 프로세서(12c)와 연동하는 타이머(12d), 데이터SRAM(12e), EPROM(12f) 및 플래시 메모리(12g)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템.
  3. 센서 노드(13)는,상기 프로세서(12c)와 접속되어 현장에서 수집된 정보를 인터페이스하는 무선 인터페이스(13a)와 상기 인테페이스에 연결되며, 무선신호를 외부로 출력하는 안테나(13c)와 상기 무선 인터페이스(13a)와 접속되어 상기 정보를 무선 신호로 만들어 안테나(13c)를 통해 상기 외부 리소스로 무선 전송하고, 또한 외부 리소스로부터 전송된 구성 관리 정보나 제어 정보를 수신하여 상기 무선 인터페이
    스(13a)를 통해 상기 프로세서(12c)에 제공하는 RF 트랜시버(13b)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템.
  4. 상기 통신부(30)는,상기 IP단에서 생성된 패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 송신하기 위해 IP단 및 MAC단 사이에 적응단을 더 포함하여 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스에 송신하는 것을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보
    통신 시스템.
KR1020220131869A 2022-10-13 2022-10-13 내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템 KR20240051764A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220131869A KR20240051764A (ko) 2022-10-13 2022-10-13 내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220131869A KR20240051764A (ko) 2022-10-13 2022-10-13 내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240051764A true KR20240051764A (ko) 2024-04-22

Family

ID=90881790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220131869A KR20240051764A (ko) 2022-10-13 2022-10-13 내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240051764A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abdul-Qawy et al. The internet of things (iot): An overview
Bonavolontà et al. Enabling wireless technologies for industry 4.0: State of the art
Nikhade Wireless sensor network system using Raspberry Pi and zigbee for environmental monitoring applications
Williams et al. Weaving the wireless web: toward a low-power, dense wireless sensor network for the industrial IoT
Aly et al. Is Fragmentation a Threat to the Success of the Internet of Things?
Weyrich et al. Machine-to-machine communication
Jose Internet of things
CN105491005A (zh) 支持无线工厂协议的多协议设备
Becker et al. Logistic applications with wireless sensor networks
CN104412566A (zh) 用于处理资源的地址的方法和节点
US20190115785A1 (en) Mesh-networked power control devices, systems and methods
Daş et al. Machine-to-machine communications for smart homes
CN104782088A (zh) 数据包传输和交付系统与方法
Azzara et al. The icsi m2m middleware for iot-based intelligent transportation systems
KR20240051764A (ko) 내장형 시스템 기반의 정보통신 시스템
US20170075343A1 (en) Field device, method for operating a field device and cloud service
KR101931162B1 (ko) 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템
Huss et al. Flexible architecture for internet of things utilizing an local manager
Kim et al. An overview on industrial Internet of Things
Igarashi et al. Proposed node and network models for an m2m internet
KR20150125802A (ko) 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템
Dimitrios et al. Employing Internet of Things technologies for building automation
Strufe et al. Design of a 5G Ready and Reliable Architecture for the Smart Factory of the Future
Singh et al. Role of communication technologies for smart applications in IoT
US20220308547A1 (en) Remote control system for vibrating supplying devices