본 이전기술은 산업용 IoT 게이트웨이와 레거시 장치 간 통신을 위해 사용되는 인터페이스를 구현한 하드웨어 및 소프트웨어 기술로써, RS-232/485 규격으로 통신하는 복수의 레거시 장치로부터 데이터를 주기적으로 동시에 실시간 취합하는 기능, 모듈 형태로 탈착 가능한 하드웨어 구조및 다양한 프로토콜을 수용하여 취합한 데이터의 관리를 용이하게 하는 소프트웨어를 제공하여 프로토콜 정합 구성의 유연성을 극대화 할 수 있는 필드정합 인터페이스 기술임
■ IoT 기기 수 증가로 인한 방대한 데이터양과 실시간 처리 속도의 중요도가 높아지면서 엣지 컴퓨팅 기술이 대두됨. 엣지 컴퓨팅은 취득된 모든 데이터를 클라우드로 보내지 않고, 엔드포인트 근처에 컴퓨팅 파워를 배치하여 데이터가 수집되는 엣지에서 이를 즉시 분석하고 필요한 대응을 하는 하드웨어 및 소프트웨어 기술임
■ 가트너에 따르면 2022년에는 75% 이상의 기업 데이터가 엣지에서 생성될 것으로 전망되며, IDC는 2022년까지 세계 엣지 컴퓨팅 시장이 35.4%의 연평균 성장률을 보여 약 7조 5000억원 규모에 달할 것으로 전망하고 있음
■ 그림 2는 공장 및 빌딩의 에너지 관리를 위한 스마트 분전반 구성을 도식화 한 것으로 RS-485 시리얼 통신을 활용한 Modbus를 사용하는 에너지 미터링 센서 장치들이 다수 사용된 예시임. 이 때, FEMS 및 BEMS 등에서 에너지 실시간 모니터링 및 관제를 위해서는 센서 데이터의 실시간 취득이 핵심 선결과제이며, 이를 위해 센서 데이터의 실시간 취득을 위한 정합 인터페이스 기술이 필요함. 본 이전기술은 FPGA 기반의 병렬 인터페이스 구성을 통해 수십개의 RS-232/485 규격의 에너지 미터링 센서 장치로부터 동시에 데이터를 취합하는 기능을 제공함
■ FEMS 및 BEMS 등을 위해 사설 클라우드 서비스를 사용하는 경우, 기업 데이터 보호 문제가 야기될 수 있으며, 센서 수 증가에 따른 대용량 데이터 전송으로 인한 클라우드 사용료 및 통신 비용 증가, 클라우드에서의 데이터 처리 및 분석에 의한 지연시간 증가로 실시간 대응이 불가능한 문제가 발생함. 상술한 문제점들을 해결하고, 점차 증가하고 있는 현장의 실시간 대응 요구를 만족시키기 위해서는 엣지 컴퓨팅이 가능한 게이트웨이 단말이 필요하며, 본 이전기술은 이를 위한 엣지 게이트웨이 연동이 가능한 레거시 장치 정합 기술임
(고속화) RS-232/485 규격 복수 시리얼 통신 장치의 동시 데이터 취득 가능
(병렬화) FPGA 기반 병렬 IO를 통한 복수 레거시 장치의 데이터 취득 구조
(모듈화) IIoT 게이트웨이 정합을 위한 공통 포맷 하드웨어 정합 구조 제공
(유연성) EdgeX 프레임워크 기반 IIoT 게이트웨이 연동 가능
산업용 IoT 게이트웨이와 레거시 장치 간 통신을 위해 사용되는 인터페이스를 구현하여 프로토콜 정합 구성의 유연성을 극대화 할 수 있는 필드정합 인터페이스 기술로써 아래의 내용을 포함함
- RS-232/485 규격으로 통신하는 복수의 레거시 장치로부터 데이터를 주기적으로 동시에 실시간 취합하는 기능
- 모듈 형태로 탈착 가능한 하드웨어 구조
- 다양한 프로토콜을 수용하여 취합한 데이터를 쉽게 관리하는 소프트웨어
A. 기술명 : 실시간 데이터 취득을 위한 필드정합 인터페이스 기술
o RS-232/485 규격 레거시 장치 통신부 H/W 설계 기술
- RS-232/485 규격 시리얼 통신부 H/W 설계
- FPGA의 IO를 통한 복수 레거시 장치의 병렬 데이터 처리 기술
- IIoT 게이트웨이와의 정합을 위한 공통 포맷 하드웨어 정합 구현 기술
o 레거시 장치 데이터 처리 S/W 기술
- RS-232/485 규격으로 데이터를 송수신 하기 위한 신호처리 기술
- EdgeX 디바이스 서비스 연동 범용 비동기화 송수신기 제어 S/W
- EdgeX 프레임워크 기반 IIoT 게이트웨이 연동 기술
A. 기술명 : 실시간 데이터 취득을 위한 필드정합 인터페이스 기술
o 필드정합 인터페이스 상세설계서 포함 기술문서 6건
o 직렬통신 제어기 레지스터 트랜서퍼 레벨 프로그램 포함 프로그램 소스 2건
o 관련 특허 3건 실시권
■ 본 이전기술의 적용 제품으로는 스마트 공장, 스마트 빌딩 등에 전력계측을 위해 활용되는 에너지 미터로부터 데이터를 수집하는 분전반 내 데이터 취득 및 전달장치, 빌딩 등의 플로어 등에 설치되는 플로어 게이트웨이 등에 적용이 가능함
■ 본 이전기술은 에너지 수요관리 사업자, 스마트 공장 설비 사업자, 스마트 빌딩 설비사업자의 스마트 공장, 스마트 빌딩의 FEMS, BEMS 등 에너지 관리 솔루션을 위한 인프라 설비 등에 적용이 가능함
■ 한국전력의 배전지능망 및 에너지 신산업계의 신재생 에너지 저장 장치 및 배전 관련 장치들로부터 필드 데이터를 실시간으로 취합하여 관리하는 엣지 컴퓨팅 솔루션 개발에 적용될 수 있음
■ 본 이전기술을 통해 RS-232/485 규격 레거시 장치의 데이터 취득에 있어 기존 순차적 데이터 수집 방식을 병렬 실시간 수집 방식으로 변경함으로써, 수집 데이터의 정밀도 향상 및 실시간성 향상이 가능하며, 이를 통해 엣지 컴퓨팅을 위한 게이트웨이 적용이 가능해 짐. 또한, 본 이전기술이 제공하는 EdgeX 프레임워크 기반의 게이트웨이와의 소프트웨어 연동 기능을 통해 엣지 컴퓨팅 기능이 탑재된 엣지형 게이트웨이와의 정합이 용이함