실시간 제어 시스템을 위한 LR-WPAN 기반의 무선 산업용 통신망 구현에 관한 연구 = A Study on Implementation of Industrial Wireless Network based on LR-WPAN for Real-time Control System

국문 초록 (Abstract)

산업용 통신망은 산업 환경에서 다수의 실시간 시스템을 운용, 관리하기 위한 기술이다. 이러한 산업 환경에 실시간 시스템은 엄격한 요구 조건하에 동작하기 때문에 신뢰성 및 실시간성 제공이 필수적이다. 이에 기존의 산업용 통신망 기술은 안정성이 높은 유선 기반의 산업용 통신망이 주를 이루었다. 그러나 무선 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선 통신망의 성능과 신뢰성이 향상되고 무선기기들의 가격이 저렴해지면서 무선 통신 기술을 산업 환경에 접목하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 안정성 측면의 장점을 지닌 기존의 산업용 통신망과 확장성 및 유지/보수 용이성 측면의 장점을 지닌 무선 통신 기술을 융합한 형태의 무선 산업용 통신망을 제안하고, 이를 구현하기 위한 세부 기술들의 방법론을 제시하여 무선 산업용 통신망을 구현하였다. 이를 성능평가하기 위하여 실시간 제어 시스템의 대표 모델인 역진자 시스템에 구현된 무선 산업용 통신망을 적용하였으며, 구현된 무선 산업용 통신망의 경성 실시간 시스템으로의 적용 가능성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Industrial network is the technology that manage the several real-time system in industrial environment. In order to operate under strict requirements, real-time system is essential is the provision of real-time property and reliability in industrial environments. Then previous industrial network technology was adjusted mainly wire-based industrial network. However performance and reliability of wireless network is improved by development of wireless technology. And the price of wireless equipment is keeping cheap and trying to adjust industrial environments wireless communication technology has been actively. Therefore, in this paper, we provide industrial wireless network in the form of a fusion of wireless communication technology which has the advantage of the face of the maintenance/maintainability and scalability of the industrial conventional network with the advantages of view of stability the presented methodology detailed techniques for implementation, we implemented a industrial wireless network. We applied the wireless industry network for evaluating performance. We adjust inverted pendulum system which is a representative model of a real-time control system to verify the applicability to hard real-time system of the wireless industry network implemented were.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문초록 ⅵ
• 영문초록 ⅶ
• 제 1 장 서론 1
• 제 2 장 산업용 실시간 제어 시스템 5
• 2.1 산업용 실시간 제어 시스템 특징 5
• 2.1.1 산업용 실시간 제어 시스템의 적시성에 대한 요구 조건 8
• 2.1.2 산업용 실시간 제어 시스템의 정밀도에 대한 요구 조건 8
• 2.2 산업용 통신망 9
• 2.2.1 산업용 통신망 역사 9
• 2.2.2 상용 산업용 통신망 10
• 2.2.3 산업용 무선 통신 기술 12
• 제 3 장 제안하는 무선 산업용 통신망 16
• 3.1 제안하는 무선 산업용 통신망 16
• 3.2 무선 산업용 통신망 구현을 위한 고려사항 18
• 3.2.1 비경쟁 구간만으로 구성된 IEEE 802.15.4 슈퍼프레임 구조 18
• 3.2.2 EtherCAT 데이터 프레임 분할 및 재조합 19
• 3.2.3 유/무선 기술 사이의 전송속도 차이 20
• 3.3 무선 산업용 통신망 구현 21
• 3.3.1 IEEE 802.15.4 GTS 슈퍼프레임 설계 22
• 3.3.2 데이터 분할/재조합 알고리즘 23
• 3.3.3 EtherCAT 데이터 전송 Cycle 조정 26
• 제 4 장 성능 평가 및 분석 28
• 4.1 성능 평가 구성 28
• 4.2 성능 결과 및 분석 30
• 제 5 장 결 론 32
• 참고문헌 33