Fig. 3.12 The fuel rod using line laser
(1) 지그비(Zigbee) 무선 전송
지그비는 IEEE 802.15.4 표준을 기반으로 만든 저전력 저가격의 근거리 무선통신의 국제 표준이다. IEEE 802.15.4 표준의 물리계층과 매체접근제 어(MAC : Medium Access Control) 계층 위에 그 상위계층으로 네트워 크 계층, 응용지원(APS : Application Support Sublayer) 계층과 보안 및 응용 규격화하였다. 지그비의 물리계층은 간단한 구조이며 매체접근제어 계층은 전력소비를 최소화할 수 있도록 연구되었다. 무엇보다도 지그비는 원격제어, 원격 모니터링에 적합하고 각종 자동화에 활발하게 이용되고 있다[52]-[54].
IEEE 802.15.4 표준 스펙의 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역은 868~870MHz은 1개 채널로 유럽의 무허가 영역이며, 902~928MHz의 10개 채널은 915MHz 미국 무허가 영역 (1번 ~ 10번 채널)이며, 2.400~2.4835GHz 16개 채널은 전 세계 무허가 영역 (11번 ~26번 채널)이다. 무선 전송 속도는 868~870MHz의 경우 20Kbps, 902~928MHz은 40Kbps, 2.400~2.4835GHz는 250Kbps이다. 송출 출력 및 전송 거리는 1mW (0dBm)에서 실내 30m, 실외 100m 전송을 기본으로 하지만 지그비 모듈 제조업체마다 전송 거리는 다르다. 코디네이터는 라우터/앤드디바이스와 통신을 하며, 라우터, 코디네이터 앤드 디바이스 또는 노드 디바이스와 데이터를 전송하게 된다.
지그비 네트워크가 시스템에 연결된 구조를 Fig. 3.13에서 보여준다. 검 사 시스템과 미믹 보드와 연동되면서 현장에서 사용자 인터페이스와도 데 이터 처리가 가능하며, 미믹 보드로부터 각종 데이터를 지그비 무선 모듈 을 통하여 전송하고 통합 관제 센터에서 동일한 사용자 인터페이스로 모 든 상황을 관찰하며 데이터를 분석할 수 있음을 보여준다.
(2) 지그비 무선 전송 모듈 제작
멀티미디어 정보의 송수신이 가능하도록 MPEG4 CODEC을 이용하여 최대 QVGA (Quarter Video Graphic Array)급 해상도를 지원하도록 하였
으며, 최대 30 FPS(Frame Per Second)의 영상 데이터 고속 전송이 가능 하도록 하였다. 30만 화소의 VGA(Video Graphics Array)급 CMOS 센서 를 사용하였으며, 3.5인치 TFT LCD 지원(320×240)하도록 하였다. RF IC 는 IEEE 802.15.4 호환 및 최대 2Mbps의 고속 전송을 지원한다. 현재 사 용 중인 핵연료 집합체 카메라 영상과 동일하게 NTSC TV 출력을 지원하 였으며, H/W 기능을 통해 최대 640×480 해상도를 지원하도록 제작하였 다. 카메라와 지그비 송신부 블록 다이어그램을 Fig. 3.14에 나타내고, PC 와 USB(universal serial bus) 지그비 모뎀 수신부 블록 다이어그램을 Fig.
3.15에 나타낸다.
Fig. 3.13 The structure of the zigbee remote control network
Fig. 3.14 The block diagram of cameras & zigbee transmitters
Fig. 3.15 The block diagram of PC & USB zigbee modem receivers
(3) 미믹 보드(mimic board)
핵연료 집합체 검사 시스템의 미믹 보드를 Fig. 3.16과 Fig. 3.17에 나타 낸다. 미믹 보드와 PC내의 UI(User Interface)는 연동되면서 원격에서 핵 연료봉 검사를 수행한다. 핵연료 집합체 외관 검사가 시작되면 카메라는 모두 네 방면에서 영상 촬영을 시작한다. 자동인 경우는 이미 최적화된 값을 따라 조명, 모터 드라이버 등 모든 기능이 자동 조절이 이루어진다.
또한 지그비 모듈을 탑재하여 원격으로 데이터를 전송한다.
Fig. 3.16 The mimic board and the rack monitor
Fig. 3.17 The front of the mimic board