KR920002689B1 - 전력선을 사용한 다중노드간 데이타 전송방법 - Google Patents

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Description

전력선을 사용한 다중노드간 데이타 전송방법

제1도는 전력선을 사용한 다중 노드 연결 구성도.

제2도는 제1도의 주노드의 구체블럭도.

제3도는 제1도의 종속노드의 구체블럭도.

제4도는 종래의 정상응답 모드 데이터 전송흐름도.

제5도는 종래의 비동기 응답모드 데이터 전송흐름도.

제6도는 본 발명에 따른 흐름도.

제7도는 본 발명에 따른 제9도의 송수신후 플링타임 결정 구체흐름도.

제8도는 인터럽트 발생주기 파형도.

제9도는 비트송출 및 수신 타이밍도.

제10도는 데이터 프레임 구성도.

본 발명은 가정자동화 시스템에서의 전력선을 이용한 가전기기의 상태 및 제어를 위한 다중 노드간 데이터 전송방식에 관한 것으로, 특히 다중 노드간 데이터 전송방식에 있어서 정상 응답모드와 비동기 응답모드 전송방식을 결합하여 우선순위에 따라 폴링방식으로 데이터 통신을 실현하여 버스의 사용효율을 높이고, 신속하고 정확한 데이터 통신을 가능토록 하는 전력선을 사용한 다중노드간 데이터 전송방식에 관한 것이다.

일반적으로 가정자동화 시스템에서 전력선을 이용한 방식은 주택에 이미 배선이 되어 있는 전력선을 통해 데이터 전송을 하여 추가의 배선없이 가전기기를 제어할 수 있는 방식이다. 상기한 전력선을 이용함으로써 가전기기의 상태를 정확히 파악하고, 가전지지를 신속히 제어하며, 가전기기 상태의 변화를 신속히 파악하기 위해 전력선을 통해 데이터를 전송할 수 있는 다중 노드 전송방식을 이용하고 있다.

제1도는 전력선을 사용한 다중 노드 연결 구성도로서, 상위 레벨 프로세서로부터 명령을 받아 교신하는 주노드(1a)와 상기 주노드(1a)로부터 명령을 받아 처리하는 종속노드(1b)와, 이웃집간의 데이터 전송을 막아주는 블랙킹 필터(1c)로 구성된다. 주노드 1-16은 같은 구성으로 되어 있으며 제2도는 제도의 주노드중 하나의 주노드를 구체적으로 도시한 블록도로서, 전력선으로부터 AC를 DC로 바꾸어주는 파워 모듈부(2a)와, 전력선상에 125KHZ의 주파수를 송수신하는 모뎀부(2b)와, 60HZ AC로부터 전압이 0볼트일 때 인터럽트를 발생시키는 인터럽트 발생부(2c)와, 상기 레벨 프로세서와 교신하기 위한 IPC부(2d)와, 주택번호, 그룹번호, 주소번호를 선택하는 스위치부(2e)와, 상기 주노드의 각부를 제어하는 CPU(25)로 이루어진다. 종속노드(1-m)는 동일구성으로 되어 있으며 제3도는 제1도의 종속노드중 하나의 종속노드를 구체적으로 도시한 블록도로써, 전력선으로부터 AC를 DC로 바꾸어주는 파워모듈(3a)와, 전력선상에 125HZ 주파수를 송수신하는 모뎀부(3b)와, 60HZ AC로부터 전압이 0볼트일 때 인터럽트를 발생시키는 인터럽트발생부(3c)와, 가전기기를 제어하고 상태를 확인하는 제어부(3d)와, 주택번호, 그룹번호를 스위치부(3e)와, 종속노드의 각부를 제어하는 CPU(5f)로 이루어진다.

제4도는 종래 기술에 의한 다중 노드간 전송방식을 나타내는 것으로, 주노드 1(1a)는 종속노드(1b) 폴링타임인가를 판단하여(4a) 종속노드 1(1b) 폴링타임이면 종속노드 1(1b)에 데이터를 송신한다(4b). 종속노드 1(1b)으로부터 데이터가 수신되었는가를 판단한 후(4c) 수신한 데이터를 처리후(4d) 종속노드 2, 종속노드 m에 대해서 폴링하는 방식이다. 그러나 이러한 정상응답 모드방식을 사용할 경우에 있어서 종속노드의 숫자가 많아지면 폴링시간이 길어짐으로 해서, 종속노드의 제어와, 종속노드의 상태를 파악하는데 시간이 많이 걸린다. 그리고, 주노드(1a)가 하나이므로 다운(Down)시 전체의 시스템이 마비되며, 주노드(1a)가 버스상에 다수개 있을 때는 정상 응답모드는 사용이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

제5도는 종래 기술에 의한 전송방식중의 하나인 비동기응답모드 전송방식을 나타내는 것으로, 각 노드는 수신 데이터가 있는가를 판단하여(5a), 데이터 수신중에면 수신 데이터끝을 판정한 후(5b) 수신 데이타를 처리하고, (5c) 수신 데이터가 없을시 송신데이타가 있는지를 판단하고(5d), 송신 데이터가 있으면 버스 사용이 가능한가를 판단한다(5e). 이후 데이터 송신을 한뒤(5f) 보낸 데이터 전송을 끝낸다(5h). 이 방식이 비동기 응답모드에 의한 전송방식을 나타내고 있는데, 이러한 전송방식으로는 전송이 올바로 이루어지지 않을 수 있고, 노드가 다운시 이를 타 노드에서 감지할 수 없고, 전송이 올바로 이루어지지 않았을때는 타 노드에서 올바른 판단이 불가능하게 되는 결점이 있게된다.

따라서 본 발명의 목적은 전력선을 매체로 하여 추가 배선없이 가전기기를 제어하는 데이터를 전송하는데 있어 정상 응답 및 비동기 응답모드 방식을 결합하여 우선순위에 따라 폴링방식으로 버스를 사용하여 다중 노드간 데이터 통신을 신속하고 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명의 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제6도는 본 발명에 따른 흐름도로서, 수신데이타가 있을 때 폴링 여부에 따라 상기 데이터를 수신 처리하여 종속노드의 폴링타임을 결정하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 데이터 수신이 아니고 데이터 송신이 있으면 버스 가능여부에 따라 데이터를 송신하고 종속노드로부터 수신데이타가 데이터를 수신하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 송신 데이터가 없고, 폴링타임일 때 종속노드로 폴링데이타를 송신하여 종속노드로부터 수신데이타 유무에 따라 수신데이타가 있으면 데이터를 수신하지만 없으면 상기 송신데이타 송신후 폴링타임을 결정하는 제3과정으로 이루어진다.

제7도는 본 발명에 따른 제6도의 데이터 송수신후 폴링타임을 결정하는 구체흐름도로서, (7A)는 수신후 폴링타임 결정 흐름도로서, 자신의 주노드 번호인가를 확인하는 확인과정과, 상기 확인과정에서 주노드 번호가 처음이고 마지막 주노드가 폴링하고 있을 때 폴링타임을 4+ 그룹번호를 세팅하는 제1세팅과정과, 상기 확인과정에서 주노드 번호가 처음이 아니고 폴링한 주노드번호가 자신의 주노드 번호보다 적을 때 폴링타임을 4+그룹번호로 세팅하는 제2세팅과정으로 이루어진다. (7B)는 송신후 폴링타임 결정 흐름도로서, 송신후 4+그룹번호에다 주노드수를 더하면 송신폴링타임이 세팅된다.

제8도는 본 발명에 따른 인터럽트 주기 발생파형도로서, 60HZ AC로부터 전암이 ＂0＂볼트일 때 1초에 120번 인터럽트를 발생시키는데, 인터럽트와 인터럽트 사이를 인터럽트 발생 1주기(이하＂1주기＂로 칭함)라 한다.

제9도는 비트 송출(수신) 타이밍도를 나타내는 것으로, 전송할 비트가 ＂0＂이면, 1주기를 8등분한후, 1(9a)의 시점에서 전송을 시작하고, 3(9b)의 시점에서 전송을 멈춘다. 전송할 비트가 ＂1＂이면, 1주기를 8등분한 후 5(9c)의 시점에서 전송을 시작하고, 7(9d)의 시점에서 전송을 끝낸다. 데이터를 수신시에는 2(9e)의 시점에서 주파수가 검출되면 ＂0＂이고 6(9f)의 시점에서 주파수가 검출되면, ＂1＂이 수신되었다고 판정하다.

이러한 비트 송신(수신)을 사용함으로써 비트에 우선 순위를 둘 수가 있는데, 예를 들어 ＂0＂가 버스상에 송출되어지면, ＂1을 송출하려는 노드는 버스가 사용중임을 알고, ＂1＂의 송출을 포기함으로써 노드간의 데이터 충돌을 막을 수 있다.

제10도는 본 발명을 위한 데이터 프레임 구성도를 나타내는데 주택번호(10a), 우선번호(10b), 그룹번호(10c), 주소번호(10d), 동작모드(10e), 헤밍코드(10f)로 이루어진다.

상기한 주택번호(10a)는 주택과 주택을 구분하기 위한 것으로 4비트로 구성(0-15)되고, 우선번호(10b)는 데이터 프레임의 성질을 나타내는 것으로 4비트로 구성(0-15)되며, 그룹번호(10c)는 첫째로 주택내의 가전기기들을 그룹으로 구분하는 것으로 4비트로 구성(0-15)되고, 둘째로 주노드 번호를 사용되며, 주소번호(10d)는 첫째로, 가전기기 각각의 번호를 나타내는 것으로 4비트로 구성(0-14)되고, 15일때는 주노드임을 표시되며, 둘째로, 폴링시에는 주노드의 그룹번호 기입을 뜻한다. 그리고 동작모드(10e)는 가전기기를 제어하고 상태를 나타내는 것으로 3비트로 구성되고, 해밍코드(10f)는 데이터 프레임의 에러를 체크하기 위한 것으로 5비트로 구성된다.

따라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제6도-10도를 참조하여 상세히 설명하면, 우선 본 발명의 실시예를 기술하기전 시스템내의 메모리 구성을 살펴보면 우선번호 구성은 다음 표1과 같이 동보제어는 주노드(1a)에서 동일그룹을 동시에 제어함을 표시하는 우선번호이고, 인식(Acknowledge)는 종속노드(1b)가 주노드(1a)로부터 개별제어나 폴링을 받고 반응을 나타내는 우선번호이며, 상태(Status)는 종속노드(1b)의 상태가 변화했을 때 반응하는 우선번호이고, 개별제어는 주노드(1a)가 종속노드(1b)를 제어하기 위한 우선번호이며, 폴링(polling)은 주노드(1a)가 종속노드(1b)의 상태를 알기 위한 우선번호이다.

[표 1]

동작모드 구성은 다음 표 2와 같다.

[표 2]

전원오프는 주노드(1a)에서 종속노드(1b)로 전원오프 제어 혹은 종속노드(1b)가 전원오프상태임을 주노드(1a)로 보낼 때 사용되고, 전원온은 주노드(1a)에서 종속노드(1b)로 파워온 제어 혹은 종속노드(1b)가 파워온상태임을 주노드(1a)로 보낼 때 사용되며, 상태요구는 주노드(1a)가 종속노드(1b)의 상태로 요구할 때 사용된다.

그리고 하기 표 3은 본 발명에 따른 데이터 프레임별 버스억세스 최소 주기표를 나타내는데, 데이터 프레임별 전송을 개시하기 위한 버스 휴지 최소주기를 보면 인식(11a)는 1주기, 동보제어 및 개별제어(11b)는 2주기, 상태(11c)는 3주기를 필요로 하고, 주노드(1a)가 폴링을 개시하기 위해서는 4 혹은 20주기, 주노드 2는 5 혹은 21주기, 주노드 3은 6 혹은 22주기, 주노드 4는 7 혹은 23주기, 주노드 5은 20주기, 주노드 6은 혹은 25주기, 주노드 7은 10 혹은 26주기, 주노드 8은 11 혹은 27주기, 주노드 9은 12 혹은 28주기, 주노드 10은 13 혹은 29주기, 주노드 11는 14 혹은 30주기, 주노드 12는 15 혹은 31주기, 주노드 13는 15 혹은 32주기, 주노드 14는 17 혹은 33주기, 주노드 15는 18 혹은 34주기, 주노드 16는 19 혹은 35주기의 버스휴지 주기를 필요로 한다.

[표 3]

주노드(1a)는 수신 데이터가 있는지를 CPU(2f)에서 판단한다(6a). 이때 데이터 수신중이면 수신데이타 끝을 판정한 후(6b) 수신데이타 프레임이 폴링인가를 상기 표2로부터 체킹(6c)한 후 폴링 데이터이면 폴링타임을 결정(6d)하고, 상기 폴링 데이터가 아니면 수신 데이터 처리(6e)후 계속 수신 데이터로부터 체크를 하게 되고, 수신 데이터가 없을 때 송신 데이터가 있는지를 체크(6f)하여 폴링타임이면, 종속노드(1b)로부터 데이터 수신을 확인후(6i) 수신 데이터를 처리하고(6j) 폴링타임을 결정한다(6k). 송시 데이터가 있으면(6f) 버스를 사용 가능한가를 판단한 후(6e) 데이터 송신을 한뒤(6m) 1주기 휴지후 바로 종속노드(1b)로 부터의 표1과 같이 인식을 판단(6n)후 수신 데이터를 처리(6o)한다.

상기 (6d),(6k)과정의 송수신 폴링타임 결정은 표3과 같이 폴링데이타 프레임을 수신시에는 자신의 주노드(1a) 번호가 버스상에서 최초인가를 판단(7a)후 최초의 주노드(1a)이면 버스상의 마지막 주노드가 폴링했는가를 판단(7b)후 마지막 주노드가 폴링했으면 폴링타임을 그룹번호(4f)로 세트(7c)한다. (7a)의 판단에서 자신이 버스상의 최초 주노드가 아니면 폴링한 주노드번호가 자신의 주노드번호보다 작은가를 판단(7d)한 후 폴링한 주노드번호가 작으면 폴링타임을(4+그룹번호)로 세트한다(7e). 주노드 자신이 폴링을 한 뒤에는 폴링 타임을 (4+그룹번호+주노드수)로 세트(7f)한다.

[표 4]

예를 들어 상기 표 4와 같이 주노드가 6개 있고 각 주노드번호가 1,2,8,9,10,16일 때 폴링 타임변화는 상기 표 2데이타에 따라 주노드가 동시 전원온(14a)후 주노드 1 폴링(14b)→주노드 2 폴링(14c)→주노드 8 폴링(14d)→주노드 9 폴링(14e)→주노드 10 폴링(14f)→주노드 16 폴링(14g)→주노드 1 폴링(14h)의 순차적으로 주노드의 폴링상태를 나타내고 있으며, 6개의 주노드중 5개의 주노드가 다운(14i)시에도 엑티브된 주노드가 폴링을 계속(14j)하고, 이후 다운되었던 주노드가 다시 엑티브로 전환(14k)되어도 폴링이 계속 순환하게 되는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 다중 노드간의 전송 기법을 확립하여 우선순위에 의한 버스를 효율적으로 사용하고, 상기 버스가 휴지상태일 때 폴링에 의해 버스의 사용효율을 높이고 다중 노드간의 데이터 통신을 신속 정확하게 하는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 가정 자동화 시스템의 전력선을 이용한 주노드와 종속노드로 구성된 다중 노드간 데이터 전송방법에 있어서, 수신데이타가 있을 때 폴링이 아니면 수신 데이터를 수신 처리하고 폴링이면 상기 데이터를 수신 처리하여 종속노드의 폴링타임을 결정하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 데이터 수신이 아니고 데이터를 송신하고 있으면 버스사용이 가능할때 데이터를 송신하고 종속노드로부터 수신 데이터 유무에 따라 데이터를 수신하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 송신 데이터가 없고, 폴링타임일 때 종속노드로 폴링데이타를 송신하여 종속노드로부터 수신데이타 유무에 따라 수신데이타가 있을시 데이터를 수신하고 수신데이타가 없을시 송신후 폴링타임을 결정하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전력선을 다중 노드간 데이터 전송방법.
2. 제1항에 있어서, 데이터 송수신후 폴링타임 결정을 자신의 주노드 번호인가를 확인하는 확인과정과, 상기 확인과정에서 주노드번호가 처음이고 마지막 주노드가 폴링하고 있을 때 폴링타임을 4+그룹번호를 세팅하는 제1세팅과정과, 상기 확인과정에서 주노드 번호가 처음이 아니고 폴링한 주노드번호가 자신의 주노드 번호보다 적을 때 폴링타임을 4+그룹번호로 세팅하는 제2세팅과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.

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