본 발명은 필드 버스(Field bus) 지원 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러(Open Network Controller ; ONC)에 관한 것으로, 특히 인터넷 통신 환경에서 각종 전자장치, 기계장치, 계측기기, 조절기 및 센서 등을 유/무선 인터페이스를 통해 감시/통제, 모니터링(Monitoring)할 수 있는 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러에 관한 것이다.Field of the Invention [0001] The present invention relates to a field bus-enabled TCP / IP-based Open Network Controller (ONC). In particular, the present invention relates to various electronic devices, mechanical devices, measuring devices, regulators and sensors in the Internet communication environment. The present invention relates to a TCP / IP-based open network controller that can monitor / control and monitor over a wireless interface.
일반적으로 각종 전자 및 기계 장치를 감시/통제, 모니터링 하는 분야는 공공기간설비관리, 공장자동화(FA), 홈 오토메이션(HA) 등 다양한 분야에서 응용되고 있다.In general, the fields of monitoring / control and monitoring various electronic and mechanical devices are applied in various fields such as public infrastructure management, factory automation (FA), and home automation (HA).
기존에는 전자 및 기계 장치를 감시/통제, 모니터링하기 위해 전용 네트워크를 사용하거나, 로컬 네트워크(Local network)를 사용하였다. 최근 인터넷 통신의 발전과 함께 이러한 공장자동화나 홈 오토메이션에도 인터넷 통신을 통해 무인관리의 원격제어가 활발하게 적용되고 있다.Traditionally, dedicated networks or local networks have been used to monitor / control and monitor electronic and mechanical devices. Recently, with the development of Internet communication, remote control of unmanned management has been actively applied to such factory automation and home automation through internet communication.
그러나, 현재 공장 또는 가정에서 사용하고 있는 기계장치, 전자장치 및 각종 센서를 인터넷을 통해 통합적으로 무인관리 하는데는 많은 문제점들이 있다. 이는 가정에서 사용하는 전자장치 내의 각종 센서와, 공장에서 사용하는 각종 센서, PLC, 계측기, 조절기, 그리고 모터를 제어하기 위한 엑추에이터(Actuator) 등에 인터넷 통신 환경에서 통신을 위한 IP 어드레스를 할당하여야 한다. 그러나, 인터넷 통신 환경에서 사용되는 공인 IP를 이러한 각종 센서와 제어기에 모두 할당하는 것은 불가능하다.However, there are many problems in the unmanned management of the mechanical devices, electronic devices and various sensors currently used in factories or homes through the Internet. This requires assigning IP addresses for communication in the Internet communication environment to various sensors in electronic devices used in homes, various sensors used in factories, PLCs, measuring instruments, regulators, and actuators for controlling motors. However, it is impossible to assign the public IP used in the Internet communication environment to all these various sensors and controllers.
현재 이러한 무인관리 원격제어를 위해 인터넷 통신 환경에서는 정보 교환 수단으로써 HTML 문서를 사용한다. 이러한 HTML 문서는 하이퍼텍스트 파일을 사용하여 정보(데이터)를 주고받고 있어 동적인 모니터링 기능이 부족하며, 웹 브라우저를 사용하여 원격으로 감시/통제, 모니터링 하는데 많은 문제점이 있다.Currently, HTML documents are used as an information exchange means in the Internet communication environment for unattended remote control. Such HTML documents use hypertext files to exchange information (data) and thus lack dynamic monitoring functions, and there are many problems in remotely monitoring / controlling and monitoring using a web browser.
또한, 기존에는 무인관리 원격제어 장치로 산업용 PC를 사용하고 있어 많은 설치비용과 유지비용이 소요되는 단점이 있다.In addition, the conventional PC is used as an unmanned remote control device has a disadvantage that takes a lot of installation cost and maintenance cost.
따라서, 본 발명은 산업현장의 공공기간 시설물 및 홈 오토메이션(HA)에서 사용되는 각종 기계장치와 전자장치를 인터넷을 통하여 원격으로 감시/통제, 모니터링 하기 위해, 이더넷(Ethernet) 모듈, 디지털 가입자 망(xDSL) 모듈, 시리얼 인터페이스 모듈, 입출력 모듈, 디바이스넷 모듈 및 블루투스 모듈이 탑재된 시스템을 제공함으로써, 상기한 단점을 해결할 수 있는 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides an Ethernet module and a digital subscriber network for remotely monitoring / controlling and monitoring various mechanical devices and electronic devices used in industrial infrastructure and home automation (HA) through the Internet. It is an object of the present invention to provide a TCP / IP-based open network controller that can solve the above disadvantages by providing a system equipped with an xDSL) module, a serial interface module, an input / output module, a DeviceNet module, and a Bluetooth module.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러는 게이트웨이 서버, 웹 브라우저, 계측기기, 조절기 및 센서 등과 무선통신 연결을 위한 블루투스 모듈과, 중계기기 선로 구성비용을 대폭 경감시킬 수 있는 디바이스넷 모듈과, 계측기기, 조절기 및 센서 등에 시리얼 인터페이스 망과 A/D, D/A 컨버터를 통해 단 대 단으로 접속되어 데이터 송수신을 처리하는 시리얼 인터페이스 모듈과, 게이트웨이 서버 및 웹 브라우저에 이더넷/xDSL 망으로 접속되어 데이터 송수신을 처리하는 이더넷 모듈/디지털 가입자 망 모듈과, 상기 A/D, D/A 컨버터를 통해 각종 센서를 연결하여 자료를 수집하고 구동기를 연결하는 입출력 모듈과, 상기 데이터 송수신 처리 과정을 나타내는 디스플레이 수단을 포함하여 구성되고, 생산 현장의 설비, 공공기간 시설물 등 공장자동화(FA) 관련 실시간 정보시스템 간의 정보교환을 프로그램 스스로 간단하게 실현시킬 수 있는 임베디드 리눅스 운영 프로그램이 탑재된 것을 특징으로 한다.The TCP / IP-based open network controller according to the present invention for achieving the above object can significantly reduce the cost of configuring the Bluetooth module and the repeater line for wireless communication connection with a gateway server, a web browser, a measuring device, a controller and a sensor. DeviceNet module, serial interface module which is connected to measuring equipment, controller and sensor through serial interface network and A / D, D / A converter to handle data transmission and reception, gateway server and web browser. An Ethernet module / digital subscriber network module connected to an Ethernet / xDSL network to process data transmission and reception, an input / output module for collecting data by connecting various sensors through the A / D and D / A converters, and connecting a driver; It is configured to include display means for indicating data transmission / reception process, and equipment and production facilities on the production site. This time facilities such as factory automation (FA) related to embedded Linux operating program in the real-time exchange of information between the information systems program can simply realize yourself and wherein the mount.
본 발명은 현재 회사 및 가정에 구축되어 있는 인터넷 통신을 통해 각종 현장에서의 상황이나 가정에서의 제어기기를 오픈 네트워크 컨트롤러(ONC)를 이용하여 인터넷 통신 환경에서 보다 쉽게 감시/통제, 모니터링 할 수 있다.The present invention can be easily monitored / controlled, monitoring in the Internet communication environment using the open network controller (ONC) in various field situations or at home through the Internet communication is established in the company and home .
또한, 본 발명의 오픈 네트워크 컨트롤러(ONC)는 보다 가격이 저렴한 임베디드 시스템(Embedded system)으로 구현하였다. 그리고, 인터넷 통신을 위해 다양한 유/무선 통신장치(RS232/485, I/O, DeviceNet, SDSL, Ethernet, Bluetooth)를 탑재하였다.In addition, the open network controller (ONC) of the present invention is implemented as a cheaper embedded system (Embedded system). Also, various wired / wireless communication devices (RS232 / 485, I / O, DeviceNet, SDSL, Ethernet, Bluetooth) are installed for internet communication.
또한, 본 발명은 비공인 IP 게이트웨이 서버(Gateway server)를 연결한 시스템을 구축하여 각종 제어기, 엑추에이터 및 센서 등에 할당하기 부족한 IP 어드레스 문제를 해결하였다. 모니터링으로는 비공인 IP 게이트웨이 서버에 데이터 베이스를 구축하여 실시간 모니터링이 가능하고, 양방향 통신을 통해 실시간 모니터링 및 원격제어가 가능하다.In addition, the present invention solves the problem of IP address that is insufficient to allocate to various controllers, actuators and sensors by building a system that connects an unauthorized IP gateway server (Gateway server). For monitoring, real-time monitoring is possible by establishing a database on an unauthorized IP gateway server, and real-time monitoring and remote control are possible through bidirectional communication.
본 발명은 임베디드 리눅스(Embedded Linux) 운영 프로그램(OS)을 사용하여 기존의 시스템 비용을 20% 이상 절감시켰다.The present invention reduces the cost of the existing system by more than 20% by using an embedded Linux operating program (OS).
도 1은 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러와 그를 이용한 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a TCP / IP-based open network controller and a system using the same according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러와 게이트웨이 서버(UMS 서버 또는 웹 브라우저) 간의 원격 모니터링 패킷 흐름도.2 is a remote monitoring packet flow diagram between a TCP / IP based open network controller and a gateway server (UMS server or web browser) according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러와 계측기기(환경 계측기, 기상 계측기, 전력 계측기 등) 간의 원격 모니터링 패킷 흐름도.3 is a flow chart of a remote monitoring packet between a TCP / IP-based open network controller and a measuring device (environmental instrument, weather meter, power meter, etc.) according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러와 조절기(온도조절기, 압력조절기, 모터속도조절기, 센서 등) 간의 원격 모니터링 패킷 흐름도.4 is a remote monitoring packet flow diagram between a TCP / IP-based open network controller and a controller (temperature controller, pressure controller, motor speed controller, sensor, etc.) according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 오픈 네트워크 컨트롤러(ONC: Open Network Controller)1: Open Network Controller (ONC)
2 : 게이트웨이 서버(또는 UMS 서버) 3 : 웹브라우저2: Gateway server (or UMS server) 3: Web browser
4 : 계측기기 5 : 조절기4: measuring instrument 5: regulator
6 : 셀룰러 폰(Cellular phone) 7 : 센서6: cellular phone 7: sensor
10 : 임베디드 리눅스 운영 프로그램(Embedded linux OS)10: Embedded linux OS
20,21,22,23 : 블루투스 모듈(Bluetooth module)20,21,22,23: Bluetooth module
30 : 디바이스넷 모듈(DeviceNet module)30: DeviceNet module
40 : 시리얼 인터페이스 모듈(RS485/RS232)40: Serial Interface Module (RS485 / RS232)
50 : 이더넷 모듈(Ethernet module)50: Ethernet module
60 : 디지털 가입자 망 모듈(xDSL module)60: digital subscriber network module (xDSL module)
70 : 입출력(I/O) 모듈70: I / O module
80 : 디스플레이 수단(LCD Display)80: display means (LCD display)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 오픈 네트워크 컨트롤러(Open Network Controller: 이하, ONC 이라 함)와 그를 이용한 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a TCP / IP-based open network controller (hereinafter referred to as ONC) and a system using the same according to the present invention.
ONC(1)는 이더넷/xDSL 유선 망을 통해 게이트웨이 서버(2) 및 웹 브라우저(3)에 연결되며, 디바이스넷/컨트롤넷/시리얼 인터페이스 유선 망과 A/D, D/A 컨버터(8)를 통해 계측기기(4), 조절기(5) 및 센서(7)에 연결된다.ONC (1) is connected to the gateway server (2) and web browser (3) via Ethernet / xDSL wired network, and connects DeviceNet / Controlnet / Serial interface wired network and A / D, D / A converter (8). It is connected to the measuring instrument 4, the regulator 5 and the sensor 7.
ONC(1)에 탑재된 블루투스 마스터 모듈(20)과 게이트웨이 서버(2) 및 웹 브라우저(3)에 탑재된 블루투스 슬레이브 모듈(21 및 22)을 통해 게이트웨이 서버(2) 및 웹 브라우저(3)에 무선망으로 연결된다. ONC(1)에 탑재된 블루투스 마스터 모듈(20)과 계측기기(4) 및 조절기(5)에 탑재된 블루투스 슬레이브 모듈(23 및 24)을 통해 계측기기(4) 및 조절기(5)에 무선망으로 연결된다.The gateway server 2 and the web browser 3 are connected to the gateway server 2 and the web browser 3 via the Bluetooth master module 20 mounted on the ONC 1 and the Bluetooth slave modules 21 and 22 mounted on the web browser 3. It is connected by wireless network. The wireless network is connected to the measuring device 4 and the controller 5 through the Bluetooth master module 20 mounted on the ONC 1 and the Bluetooth slave modules 23 and 24 mounted on the measuring device 4 and the controller 5. Is connected.
또한, ONC(1)는 이더넷/xDSL 유선 망을 대신해 셀룰러 폰(6)을 통해 게이트웨이 서버(2) 및 웹 브라우저(3)에 무선망으로 연결된다. 이는 현장 기계를 원거리에서 웹 서버를 통해 감시/통제, 모니터링을 가능하게 한다.In addition, the ONC 1 is wirelessly connected to the gateway server 2 and the web browser 3 through the cellular phone 6 instead of the Ethernet / xDSL wired network. This makes it possible to remotely monitor, control and monitor field machines through a web server.
ONC(1)는 임베디드 리눅스 운영프로그램(10)으로 구축되어 생산 현장의 설비, 공공기간 시설물 등 공장자동화(FA) 관련 실시간 정보 시스템 사이의 정보교환을 프로그램 스스로 간단하게 실현시키는 FA 현장용 네트워크 컨트롤러 이다.ONC (1) is an embedded Linux operating program (10), which is a FA field network controller that enables the program itself to easily exchange information between factory automation (FA) related real-time information systems such as production facilities and public infrastructure.
도 1에 도시된 바와 같이 ONC(1)는 임베디드 리눅스 운영 프로그램(10)과 블루투스 마스터 모듈(20), 디바이스넷 마스터 모듈(30), 시리얼 인터페이스 모듈(40), 이더넷 모듈(50), 디지털 가입자 망 모듈(60), 입출력 모듈(70) 및 디스플레이 수단(80)이 탑재되어 구성된다.As shown in FIG. 1, the ONC 1 includes an embedded Linux operating program 10, a Bluetooth master module 20, a DeviceNet master module 30, a serial interface module 40, an Ethernet module 50, and a digital subscriber. The network module 60, the input / output module 70, and the display means 80 are mounted.
또한, 본 발명의 ONC(1)는 도면에 표기되지 않았지만 오디오 포트(Port), USB 포트, 프린트 포트, 키보드 포트, 마우스 포트, 카메라 컨넥트(Connect), VGA 컨넥트, 플래쉬 디스크 소켓(Flash disk socket), 디스크 온칩 소켓(Disk on chip socket), 램 슬롯(RAM slot), PCI 슬롯 등이 포함되어 구성된다.In addition, although the ONC 1 of the present invention is not shown in the drawings, an audio port, a USB port, a print port, a keyboard port, a mouse port, a camera connector, a VGA connector, a flash disk socket , A disk on chip socket, a RAM slot, a PCI slot, and the like are included.
게이트웨이 서버(2), 웹 브라우저(3), 계측기기(4) 및 조절기(5)에는 ONC(1)와 무선으로 통신하기 위한 블루투스 슬레이브 모듈(21, 22, 23 및 24)이 탑재된다. 또한, 계측기기(4) 및 조절기(5)에는 ONC(1)의 디바이스넷 마스터 모듈(30)과 디바이스넷/컨트롤넷/시리얼 인터페이스 망을 통해 통신하기 위한 디바이스넷 슬레이브 모듈(31, 32)이 탑재된다. 그리고, 계측기기(4)로는 환경계측기기(41), 전력계측기기(42), 기상계측기기(43) 등이 있으며, 조절기(5)로는 온도조절기(51), 압력조절기(52), 모터 속도조절기(53) 등이 있다.The gateway server 2, the web browser 3, the measuring device 4 and the regulator 5 are equipped with Bluetooth slave modules 21, 22, 23 and 24 for wirelessly communicating with the ONC 1. In addition, the measuring device 4 and the regulator 5 have devicenet slave modules 31 and 32 for communicating with the devicenet master module 30 of the ONC 1 through the devicenet / controlnet / serial interface network. Mounted. The measuring device 4 includes an environmental measuring device 41, a power measuring device 42, and a meteorological measuring device 43. The controller 5 includes a temperature controller 51, a pressure controller 52, and a motor. Speed regulator 53 and the like.
블루투스 마스터 모듈(20)은 ONC(1)와 게이트웨이 서버(2), 웹 브라우저(3), 계측기기(4) 및 조절기(5) 간의 무선 연결망으로서, 확장 범위가 10 내지 100m까지를 지원하기 위해 에릭슨 블루투스 모듈(Ericsson bluetooth module; 0dBm)과 전후방(20dBm) 증폭기 모듈로 구성된다. 에릭슨 블루투스 모듈과 전후방 증폭기 모듈 모두는 안테나 연결을 위해 추가 모듈인 파워 컨트롤 핀(Power control pin)과 다른 위치를 제외하고는 에릭슨 블루투스 모듈과 핀 대 핀(Pin to pin)으로 호환되며 PCB상의 상위 부분에 위치한다. 데이터와 음성 전송 모듈은 전후방(20dBm) 증폭기 모듈에 의해 지원된다.The Bluetooth master module 20 is a wireless connection network between the ONC 1 and the gateway server 2, the web browser 3, the measuring device 4, and the regulator 5, to support an extension range of 10 to 100 m. It is composed of Ericsson bluetooth module (0dBm) and front and rear (20dBm) amplifier module. Both the Ericsson Bluetooth module and the front and rear amplifier modules are pin-to-pin compatible with the Ericsson Bluetooth module except for the power control pin and other locations for the antenna connection. Located in The data and voice transmission modules are supported by front and rear (20dBm) amplifier modules.
셀룰러 폰(6)은 ONC(1)와 게이트웨이서버(2) 사이의 이더넷 모듈(50)을 대신하여 무선 연결망을 통해 인터넷 통신을 가능하게 한다.The cellular phone 6 enables internet communication via a wireless connection network in place of the Ethernet module 50 between the ONC 1 and the gateway server 2.
디바이스넷 마스터 모듈(30)은 ONC(1)와 계측기기(4) 및 조절기(5)의 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)간에 시리얼 망으로 접속되어 데이터 송수신을 수행한다. 디바이스넷 모듈을 사용함으로써, 통신 접속비용을 크게 감소시킬 수 있으며, 중계기기 선로 구성비용을 대폭 경감시킬 수 있게 된다. 즉, 각각의 디바이스넷 슬레이브 모듈(31, 32)을 통해 수집한 데이터를 디바이스넷/컨트롤넷/시리얼 망을 통해 디바이스넷 마스터 모듈(30)에서 취합하고, ONC(1)에서 각종 계측기기(4) 및 조절기(5)와의 접속을 프로그램 스스로 실현하게 된다.The devicenet master module 30 is connected between the ONC 1 and the devicenet slave modules 31 and 32 of the measuring device 4 and the controller 5 by a serial network to perform data transmission and reception. By using the DeviceNet module, communication connection costs can be greatly reduced, and the cost of repeater line construction can be greatly reduced. That is, the data collected through the respective devicenet slave modules 31 and 32 are collected by the devicenet master module 30 through the devicenet / controlnet / serial network, and the various measuring devices 4 are turned on by the ONC 1. And the connection with the controller 5 are realized by the program itself.
또한, 디바이스넷 마스터 모듈(30)은 64개의 디바이스넷 슬레이브 모듈을 지원하며, PCI 타입이고, 프로토콜은 디바이스넷 프로토콜을 사용하여 고속 데이터를 교환한다.In addition, the DeviceNet master module 30 supports 64 DeviceNet slave modules, and is of PCI type, and the protocol exchanges high-speed data using the DeviceNet protocol.
시리얼 인터페이스 모듈(40)은 ONC(1)와 계측기기(4) 및 조절기(5)간에 시리얼 인터페이스 망을 통해 단 대 단으로 접속되어 데이터 송수신을 수행한다.The serial interface module 40 is connected end-to-end between the ONC 1, the measuring device 4, and the regulator 5 through a serial interface network to perform data transmission and reception.
이더넷 모듈(50)과 디지털 가입자 망 모듈(60)은 ONC(1)와 게이트웨이 서버(2) 및 웹 브라우저(3)간에 이더넷/xDSL 망으로 접속되어 데이터 송수신을 수행한다. 디지털 가입자 망 모듈(60)은 SDSL 망으로서 2.3Mbps 양방향 전송속도와 양방향 5km 내외 반경의 접속거리를 제공한다.The Ethernet module 50 and the digital subscriber network module 60 are connected to the Ethernet / xDSL network between the ONC 1, the gateway server 2, and the web browser 3 to perform data transmission and reception. Digital subscriber network module 60 is an SDSL network that provides a 2.3Mbps bidirectional transmission speed and a bidirectional connection distance of about 5km.
입출력 모듈(70)은 각종 센서를 연결하여 자료를 수집하고 현재의 상태를 ONC(1)로 전달하며, 각종 구동기(동작기)를 연결하여 ONC(1)의 명령에 따라 동작을 수행한다.The input / output module 70 connects various sensors to collect data, transfers the current state to the ONC 1, and connects various drivers (operators) to perform operations according to the commands of the ONC 1.
디스플레이 수단(80)은 ONC(1)와 게이트웨이 서버(2), 웹 브라우저(3), 계측기기(4) 및 조절기(5)간에 데이터 송수신 처리 과정을 디스플레이 하게 된다.이상에서 설명한 ONC(1)의 각 모듈간의 결합관계를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.ONC(1)의 소프트웨어 구조는 오퍼레이팅 시스템(OS : Operating System), 프로토콜(Protocol), 어플리케이션(Application) 소프트웨어 영역으로 구분된다.오퍼레이팅 시스템(OS)은 임베디드 리눅스 운영 프로그램을 기본 운영체계로 하여 시스템을 관장하게 된다.프로토콜은 인터넷 표준 프로토콜인 TCP/IP와 UDP/IP를 지원하며, 네트워크 통신을 지원한다.어플리케이션은 비공인 IP 지원(NAT : Natwork Address Translation) 프로그램, 웹 서비스(Web Service) 프로그램, 데이터베이스(DB) 프로그램, 시스템 기본 명령어인 유틸리티(Utility) 프로그램 등을 지원한다. 또한, 유틸리티 프로그램은 블루투스 프로그램, 디바이스넷 프로그램, 입출력 프로그램 등을 지원한다.한편, 하드웨어 구조인 인터페이스 구조는 이더넷, 시리얼, 디지털 가입자망, 블루투스, 디바이스넷, 입출력 및 디스플레이 수단 등으로 구성된다.상술한 바와 같이 구성된 ONC(1)의 소프트웨어와 하드웨어의 인터페이스 모듈간 결합관계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.원격지에서 사용자가 클라이언트 PC를 통해 해당 도메인 명칭(URL)을 입력하여 웹 페이지를 요구하면, 인터넷을 통해 ONC(1)에 내장된 웹 서버로 접속된다. 이때 웹 서버는 사용자의 클라이언트 PC로 사용자가 요구한 웹 페이지를 제공하게 된다. 사용자는 클라이언트 PC를 통해 자바 애플넷(Java Applet) 실행 및 FA 데이터 중계 서버 접속을 수행하게 된다. 이때, ONC(1)의 FA 데이터 중계 서버는 블루투스 프로그램, 디바이스넷 프로그램, 입출력 프로그램에 의해 각각의 인터페이스 모듈(시리얼, 블루투스, 디바이스넷 및 입출력 모듈)에 접속하여 계측기 데이터를 실시간으로 클라이언트 PC로 전송하게 된다.The display means 80 displays a data transmission / reception process between the ONC 1, the gateway server 2, the web browser 3, the measuring device 4, and the controller 5. The ONC 1 described above In more detail, the coupling relationship between each module is as follows. The software structure of the ONC 1 is divided into an operating system (OS), a protocol, and an application software. The OS manages the system using the embedded Linux operating program as the basic operating system. The protocol supports the Internet standard protocols TCP / IP and UDP / IP, and supports network communication. The application supports unofficial IP support ( NAT: Natwork Address Translation program, Web service program, database program, utility program which is the basic system command Want. The utility program also supports a Bluetooth program, a DeviceNet program, an input / output program, and the like. Meanwhile, the interface structure, which is a hardware structure, is composed of Ethernet, serial, digital subscriber network, Bluetooth, DeviceNet, input / output and display means, and the like. Specifically, the coupling relationship between the software and hardware interface modules of the ONC 1 configured as follows will be described below. When a user requests a web page by inputting a corresponding domain name (URL) through a client PC at a remote location, It is connected to a web server embedded in the ONC 1 via the Internet. At this time, the web server provides the web page requested by the user to the user's client PC. The user executes a Java Applet and accesses a FA data relay server through the client PC. At this time, the FA data relay server of the ONC 1 connects to each interface module (serial, Bluetooth, DeviceNet and I / O modules) by a Bluetooth program, a DeviceNet program, and an I / O program, and transmits the instrument data to the client PC in real time. Done.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 ONC의 특징을 기능별로 설명하면 다음과 같다.Referring to the features of the ONC according to the present invention configured as described above by function as follows.
첫째, 네트워크 접속기능이 있다.First, there is a network connection function.
이더넷 포트를 이용한 TCP/IP 네트워크 접속이 가능하고, 이더넷 포트를 사용한 방화벽 네트워크 구성 및 네트워크 접속이 가능하다. xDSL을 이용한 TCP/IP 네트워크 접속 기능(최대 2.3Mbps, 반경 5Km)이 있다. 외장형 모뎀을 이용한 PPP(Point to Point) 전화 접속 네트워크 접속기능이 있다. FA와 OA관련 정보 기계와 생산현장의 리얼타임 감시 및 관리 제어가 가능하다. 메인 UMS 서버와의 파이프 구조(Pipe structure)에 의한 데이터베이스(DB) 동기화 지원(현장 단위 처리 및 중앙처리 동시 지원)이 가능하며, 각종 시리얼 기구의 디바이스넷 슬레이브에 접속시 프로그램 스스로 접속하여 데이터 송수신을 자동처리 한다.TCP / IP network connection is available through Ethernet port, firewall network configuration and network connection are available through Ethernet port. TCP / IP network connection using xDSL (up to 2.3Mbps, radius 5Km). Point-to-point (PPP) dial-up network access using an external modem. Real-time monitoring and management control of FA and OA related information machines and production sites. Database (DB) synchronization support (on-site processing and central processing at the same time) by the pipe structure with the main UMS server is possible, and when connecting to the DeviceNet slave of various serial devices, the program itself connects and transmits and receives data. Automatic processing
둘째, ONC의 웹서비스 기능이 있다. ONC와 무인관리 로봇(Robot) 기능을 겸한 웹서버에 의한 네트워크 상의 웹 브라우저(NO Plug-in S/W)로 감시, 모니터, 설정 유지 기능이 지원된다. 또한, ONC에 접속된 여러 가지의 데이터를 웹 브라우저로 모니터링이 가능하다.Second, there is a web service function of ONC. Monitoring, monitoring, and setting maintenance are supported by a web browser (NO Plug-in S / W) on the network by a web server that also functions as an ONC and an unmanned robot. In addition, various data connected to ONC can be monitored by web browser.
셋째, ONC의 정보수집 컨트롤러 기능(Optimizing)이 있다. 애니하드(Anyhard)의 본체에 접속되어진 복수 PLC의 데이터를 포함한 다종의 링크 보드(Link board)를 ONC에 수집, 게이트웨이 머신으로써 사용이 가능하다. 그리고, 수집한 데이터는 웹서버 경유로 감시되며 기본적으로 현장에 필요한 최소치 데이터를 잔류시켜 FTP 서버 등에서 호스트 머신에 데이터 전송이 가능하다. 어플리케이션 구축이 용이하다(텔레넷을 통한 원격 유지보수 지원, 리눅스 기반 자바 스위치).Third, there is ONC's information collection controller function (Optimizing). A variety of link boards including data of a plurality of PLCs connected to the main body of Anyhard can be collected in the ONC and used as a gateway machine. The collected data is monitored via a web server, and basically the minimum data necessary for the site can be retained to transfer the data from the FTP server to the host machine. Easy to build applications (supports remote maintenance via telenet, Linux-based Java switches).
넷째, ONC 컨트롤러를 통한 UMS 서비스 기능이 있다.Fourth, there is UMS service function through ONC controller.
현장 기계의 이상 발생시 ONC로부터 메일, 페이저(Pager), 긴급통신, 보고서 발신과 관리자에게 통지 및 일상 데이터 전송이 가능하다.In the event of an on-site machine problem, it is possible to send e-mail, pager, emergency communication, report sending and notification to administrator and daily data transfer from ONC.
다섯째, 신뢰성 내환경성을 갖춘 로봇 엔진(Robot engine-ONC)의 소형 사이즈로, 설치장소의 고정관념 파괴, 신뢰성, 내환경성을 실현할 수 있으며, 자유로운 접속, 현장관리 위치 개념의 대변혁(지구상 어디서나 인터넷을 이용하여 현장접속이 가능함)을 실현할 수 있다.Fifth, the robot engine-ONC with reliability and environmental resistance can realize the destruction of stereotypes, reliability, and environmental resistance of the installation site. Can be connected to the field).
여섯째, ONC 유틸리티 감시 시스템 기능이 있으며, 웹 서버, 텔레넷 서버(Telnet server), FTP 서버, 데이터 게이트 서버(Data gate server, 또는 데이터 게이트 클라이언트 에이전트) 및 데이터베이스 서버 등을 지원한다.Sixth, there is ONC utility monitoring system function and supports web server, telenet server, FTP server, data gate server or data gate client agent and database server.
웹 서버(Web server) 지원; 웹 브라우저를 이용한 웹 서버 접속을 통하여 자바 에플렛(Java applet)으로 일대일(1:1) GUI(Graphic User Interface) 현장 모니터링이 가능하다.Web server support; One-to-one (1: 1) graphical user interface (GUI) field monitoring is possible through Java applet through web server connection using web browser.
텔레넷 서버 지원; 원격 접속을 통한 ONC의 프로그램 수정 및 수리가 가능하다.Telenet server support; Program modification and repair of ONC via remote access is possible.
FTP 서버지원; FTP 기능을 이용한 웹 페이지 업그레이드(Web page upgrade)가 원거리에서 가능하다.FTP server support; Web page upgrades using the FTP feature are possible from a distance.
데이터 게이트 서버 지원; 데이터 게이트 서버(데이터 게이트 클라이언트)는 필드 버스(Field bus)의 데이터를 중앙 데이터 게이트 서버로 TCP/IP 프로토콜 형태의 피켓 데이터(Packet data)로 변환하여 전송하고, 중앙 데이터 게이트 서버는 데이터베이스에 데이터를 저장하는 역할을 수행한다.Data gate server support; The data gate server (data gate client) converts the data on the field bus to the central data gate server and converts the data into packet data in the form of TCP / IP protocol, and the central data gate server transmits the data to the database. It acts as a store.
데이터 게이트 서버는 메일 전송 기능, 팩스 전송 기능, 호출 기능, 데이터 베이스 관리기능, 접속자 인증기능, 데이터 중계기능, 현장 감시기능, 네트워크 감시기능 등이 있다.The data gate server includes a mail transmission function, a fax transmission function, a call function, a database management function, a visitor authentication function, a data relay function, a field monitoring function, and a network monitoring function.
데이터베이스 서버 지원; 필드 버스의 데이터 로그(Data log)를 저장 관리하며, 웹 데이터베이스 기능을 지원한다.Database server support; It stores and manages data log of field bus and supports web database function.
도 2는 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 ONC와 게이트웨이 서버(UMS 서버 또는웹 브라우저) 간의 원격 모니터링 패킷 흐름도이다.2 is a remote monitoring packet flow diagram between a TCP / IP based ONC and a gateway server (UMS server or web browser) according to the present invention.
ONC 에서 게이트웨이 서버와 연결 설정을 초기화(100) 한다. 연결 설정이 초기화되면 게이트웨이 서버에서는 ONC의 연결에 따른 하나의 쓰레드를 설정하고 해당 결과에 대한 응답(Response acknowledge)을 ONC로 전송(101)한다. 이후 ONC는 게이트웨이 서버의 응답을 분석하여 해당 결과를 센서 및 디바이스 모듈에 대한 데이터를 게이트웨이 서버로 전송(103)한다. 게이트웨이 서버에서는 ONC로 결과를 응답(103)한다.Initialize the connection setting with the gateway server in the ONC (100). When the connection setting is initialized, the gateway server sets one thread according to the ONC connection and transmits 101 a response acknowledgment to the ONC. The ONC then analyzes the response of the gateway server and transmits the result of the sensor and device module data to the gateway server 103. The gateway server responds 103 to the result with the ONC.
본 발명은 비공인 IP 게이트웨이 서버를 연결한 시스템을 구축하여 각종 제어기, 엑추에이터 및 센서 등에 할당하기 부족한 IP 어드레스 문제를 해결하였다. 모니터링으로는 비공인 IP 게이트웨이 서버에 데이터 베이스를 구축하여 실시간 모니터링이 가능하고, 양방향 통신을 통해 실시간 모니터링 및 원격제어가 가능하다.The present invention solves the IP address problem that is insufficient to allocate to various controllers, actuators and sensors by building a system that connects an unauthorized IP gateway server. For monitoring, real-time monitoring is possible by establishing a database on an unauthorized IP gateway server, and real-time monitoring and remote control are possible through bidirectional communication.
도 3은 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 ONC와 계측기기(환경 계측기, 기상 계측기, 전력 계측기 등) 간의 원격 모니터링 패킷 흐름도이다.3 is a flowchart of a remote monitoring packet between a TCP / IP-based ONC and a measuring device (environmental instrument, weather meter, power meter, etc.) according to the present invention.
즉, ONC에 탑재된 디바이스넷 마스터 모듈(30)과 계측기기(4) 및 조절기(5)에 탑재된 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)간의 원격 모니터링 패킷 흐름도이다. 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)은 초기에 자신의 ID를 디바이스넷 마스터 모듈(30)로 전송(200)한다. 디바이스넷 마스터 모듈(30)은 해당 ID에 대해 분석한 결과를 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)로 전송(201)한다. 이후 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)은 해당 응답을 받으면 디바이스넷 마스터 모듈(30)과 연결을 설정(202)하고, 디바이스넷 마스터 모듈(30)로 데이터를 전송(203)한다.That is, it is a flowchart of a remote monitoring packet between the DeviceNet master module 30 mounted in the ONC, and the DeviceNet slave modules 31 and 32 mounted in the measuring device 4 and the regulator 5. The DeviceNet Slave Modules 31 and 32 initially transmit 200 their IDs to the DeviceNet Master Module 30. The devicenet master module 30 transmits the result of analyzing the corresponding ID to the devicenet slave modules 31 and 32 (201). When the devicenet slave module 31 and 32 receives the response, the devicenet slave module 31 and 32 establishes a connection with the devicenet master module 30 (202) and transmits data to the devicenet master module 30 (203).
디바이스넷 마스터 모듈(30)은 해당 결과에 대한 응답을 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)로 전송(204)한다. 이후 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)은 디바이스넷 마스터 모듈(30)의 응답을 분석하여 해당 결과 데이터를 디바이스넷 마스터 모듈(30)로 전송(205)한다. 디바이스넷 마스터 모듈(30)은 디바이스넷 슬레이브 모듈(31 및 32)로 결과를 응답(206)한다.The DeviceNet Master Module 30 sends 204 a response to the result to the DeviceNet Slave Modules 31 and 32. The devicenet slave modules 31 and 32 then analyze the response of the devicenet master module 30 and transmit 205 the result data to the devicenet master module 30. The DeviceNet Master Module 30 responds 206 to the DeviceNet Slave Modules 31 and 32.
도 4는 본 발명에 따른 TCP/IP 기반 ONC와 조절기(온도조절기, 압력조절기, 모터속도조절기, 센서 등) 간의 원격 모니터링 패킷 흐름도이다.4 is a remote monitoring packet flow diagram between a TCP / IP-based ONC and a controller (temperature controller, pressure controller, motor speed controller, sensor, etc.) according to the present invention.
ONC는 조절기의 연결 포트를 초기화(300)한다. 연결 포트가 초기화되면 조절기는 ONC의 연결에 따른 하나의 쓰레드를 설정하고 해당 결과에 대한 응답을 ONC로 전송(301)한다. 이후 ONC는 조절기의 응답을 분석하여 해당 결과를 조절기로 전송(303)하여 센서 및 디바이스 모듈 사이의 통신이 가능하게 한다.The ONC initializes 300 the connection port of the regulator. When the connection port is initialized, the controller sets one thread according to the connection of the ONC and transmits a response to the result to the ONC (301). The ONC then analyzes the controller's response and sends the result to the controller 303 to enable communication between the sensor and the device module.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 ONC의 특징은 인터넷 게이트웨이 프로그램(Internet gateway program), UMS 클라이언트 프로그램(UMS client program), fax 전송, 메일(mail) 전송, DB 지원, 리모트 원격제어, 웹 서버(web server), FTP 서버(FTP server), 텔레넷 서버(telenet server), 메일 서버(mail server), SNMP 지원이 가능하다. IP 변환 프로그램은 비공인 IP를 공인 IP로 변환하는 기능을 지원한다.The characteristics of the ONC according to the present invention configured as described above are Internet gateway program, UMS client program, fax transmission, mail transmission, DB support, remote remote control, web server ( Web server, FTP server, telenet server, mail server and SNMP support are available. The IP conversion program supports the conversion of unauthorized IPs to public IPs.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 산업현장의 공공기간 시설물 및 홈 오토메이션(HA)에서 사용되는 각종 기계장치와 전자장치를 인터넷을 통하여 원격으로감시/통제, 모니터링 하기 위해, 이더넷(Ethernet) 모듈, 디지털 가입자 망(xDSL)모듈, 시리얼 인터페이스 모듈, 입출력 모듈, 디바이스넷 모듈 및 블루투스 모듈이 탑재된 오픈 네트워크 컨트롤러를 제공함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, an Ethernet module, a digital module, is used to remotely monitor / control and monitor various mechanical devices and electronic devices used in industrial infrastructure and home automation (HA) through the Internet. By providing an open network controller equipped with a subscriber network (xDSL) module, a serial interface module, an input / output module, a DeviceNet module, and a Bluetooth module, the following effects can be obtained.
1. FA 네트워크에 접속된 각종 기계와의 접속을 프로그램 스스로 실현할 수 있다.1. The program can realize the connection with various machines connected to the FA network.
2. 통신속도 비용과 중계기기 선로의 구성비용을 대폭 감소시킬 수 있다.2. The cost of communication speed and the construction cost of repeater lines can be greatly reduced.
3. 내환경성, 신뢰성, 고속성을 강화시킬 수 있다.3. Enhance environmental resistance, reliability and high speed.
4. 원격진단 및 무고장 시스템을 지향한다.4. Aim for remote diagnosis and trouble-free system.
5. 손쉬운 설치와 장착 및 운전이 가능하다.5. It is easy to install, install and operate.
6. 무인관리 로봇의 네트워크 친화성을 구현할 수 있다.6. Network affinity of unmanned robot can be realized.
7. 각종 시리얼 기구의 디바이스넷 슬레이브에 접속시 프로그램 스스로 접속하여 데이터 송수신을 자동처리 한다.7. When connecting to DeviceNet slave of various serial devices, the program connects itself and automatically handles data transmission and reception.
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