기존의 컨트롤러와 단위 센서류까지 전기적으로 연결하던 방식에서, DCS 같은 컨트롤러로 독자적이고 폐쇄적인 서브시스템을 구축하고, 각 각의 서브시스템은 단순한 프로토콜 변형을 위한 게이트웨이를 사용하던 방식으로 변화되었으나, 현재는 각 단위 디바이스에 지식을 부여하고 플 랫(flat, peer-to-peer) 구조로 제어 네트워크를 구성한다.
그림 3-2는 기존의 자동제어 아키텍처를 보이고 있다. 게이트웨이를 이용한 시스템 통합은 서로 다른 벤더의 폐쇄적이고 독자적인 시스템이 빌딩의 서브시스템에 각각 적용되었을 때 이들 서브시스템간의 상위에서 게이트웨이를 통하여 이루어질 수밖에 없다. 이러한 게이트웨이가 하는 일은 폐쇄적인 서브시스템간의 통신을 위한 것으로서 양쪽의 메시지를 변경하여 처리하도록 기능을 담고 있다. 시스템 통합 시, 이러한 게이트
웨이의 구현은 그 자체가 고가일뿐더러, 응용마다 매번 구성해 주어야 하고, 또 유지보수의 작업도 어렵다는 단점이 있다. 또한 서브시스템 별 로 다른 프로토콜을 사용하기 때문에 같은 방안 또는 같은 계층에서 일 어나는 작업도 매번 게이트웨이를 거쳐 제어되어야 하므로 네트워크의 효율도 떨어진다.
그림 3-2. 기존 자동제어 아키텍처
Fig. 3-2. Present Automatic Control Architecture
PIC 제어 부분 (PIC Control Part)
P1 P2 P3
PIC 제어 부분 (PIC Control Part)
P1 P2 P3
PIC 제어 부분 (PIC Control Part)
P1 P2 P3
호스트(Host) 서버
(Server)
컴퓨터(PC)
la
tig
id
PIC 제어 부분 (PIC Control Part)
PIC 제어 부분 (PIC Control Part)
호스트(Host)
컴퓨터(PC)
P1 P2 P3 P1 P2 P3
라우터/게이트웨이 (Router/Gateway) 프린터(Printer)
제어 네트워크 (Control Network
데이터 네트워크 (Data Network)
LonWorks 디바이스는 ANSI/EIA 709.1의 제어 프로토콜을 사용하는 네트워크 디바이스를 의미한다. 이 프로토콜은 공개된 스펙이고 EIA 문 서와 애쉴론 사에서는 구현 소스코드를 제공하기도 하지만, 대부분의 개 발자는 ANSI/EIA 709.1 프로토콜이 이미 내장된 칩을 사용하여 디바이 스 응용을 작성하는 것이 일반적이다.
LonWorks를 구성하기 위해 필요한 기능은 대부분 뉴런 칩에 포함되 어 있고, 전송 매체로서 쌍꼬임선, 전력선, 적외선과 무선방식 등을 모두 적용할 수 있다. 이렇게 제어 네트워크를 구성하여 뉴런 칩은 많은 수의 센서와 엑츄에이터의 정보처리 능력과 제어 기능이 있고 데이터 처리속 도가 1 Mbps 대인 폭 넓은 시스템을 구축할 수 있다.
그림 3-3. LonWorks 통신 모듈 구성
Fig. 3-3. LonWorks Communication Module Configuration
뉴런 칩 (Neuron Chip) (TMPN3120FE3M) 전원/발진
(Power Source, Crystal)
트랜시버 (Transceiver)
(Network)
입·출력 포트(I/O Port)
LonWorks Communication Module
입·출력 포트(I/O Port)
PIC 컨트롤러(PIC Controller)
MAX232
P5
론카드 (LonCard)
개발툴 (Development
Tools)
Computer
Microcontroller Part
Control Points
P1 P2 P3
P4
이와 같이 뉴런 칩 또는 트랜시버는 통신 및 디바이스의 고유 응용을 함께 수행할 수 있는 다목적 칩이지만, 본 논문에서 구현하고자 하는 것 과 같이 다른 프로세서(컨트롤러)와 뉴런 칩을 함께 사용하기도 한다. 그 리고 다른 프로세서 계열은 PIC(Programmable Interrupt Controller)이고 뉴런 칩과의 통신은 직렬 또는 병렬 포트를 사용할 수 있으며, DPRAM(Dual Port Random Access Memory)과 같은 보조 메모리를 사 용하여 구현 할 수도 있다.
그림 3-3은 그림 3-2의 일부분을 본 논문에서 구현하고자 하는 뉴런 칩과 다른 프로세서를 함께 사용한 시스템의 구성도이다. 본 논문에서는 그림 3-1의 SLN을 응용하여 기능상의 한계를 극복하기 위하여 다른 마 이크로프로세서와 병렬 프로세서 형태로 구성하였다. 즉 제어 포인트 (control point)들의 상태를 마이크로컨트롤러 제어 모듈에서 정보를 받 아들이고, 이 정보를 제어 네트워크(LonWorks)를 통해서 모니터링 또는 컨트롤 시스템에 전달된다. 그림 3-3의 LonWorks 통신 모듈 구성에서 와 같이 본 논문은 제어 네트워크에 연결할 수 있는 LonWorks 통신 모 듈을 제작, 구현하고자 한다.