본 논문에서는 임베디드 웹 서버(Embedded Web Server)를 이용하여 원격에서 다양한 입출력 장치들의 상태를 계측하거나 이들을 제어하는 시스템을 설계하고 개발한다. 설계된 원격 제어 및 계측시스템은 Cortex-M3 ARM 마이크로컨트롤러를 사용하여 구현되었으며, 제어 및 계측 시스템 사용자를 위한 사용자 응용 프로그램, 그리고 디지틀 입출력 장치, AD/DAC, LCD 및 온습도 센서 등의 구동장치 프로그램 및 이벤트 처리를 위한 웹서버 프로그램을 구현하였다. 각각의 프로그램은 Eclipse 개발환경을 구축하여 Codesourcery C 언어, Java script, 그리고 HTML 언어를 사용하여 작성되었다. 본 논문에서 구현된 제어 및 계측 시스템의 실험결과는 실제로 실시간 실험을 통해, 설계된 바와 같이 사용자가 원하는 동작을 정확하게 수행하는 것을 확인하였다.
대규모 DC 전력시스템에서는 회로차단기와 계전기로 대표되는 기존의 전자기적 회로 차단기가 산업 전 분야에 널리 이용되고 있다. 최근에는 고 신뢰성, 원격제어능력, 과부화와 단락전류 보호, 적은 열손실 등의 장점을 가지고 있는 원격전력제어기를 MOSFET 반도체 스위칭 소자를 이용하여 개발하고 있는 추세이다. 따라서 원격전력제어기는 고품질을 요구하는 시스템에서 필수적인 부품이 되어가고 있다. 본 논문에서는 원격전력제어장치를 모델링하였고 DSP를 이용하여 과전류 여부를 미리 판단할 수 있는 테스트 환경을 구현하여 최적 신호범위를 산출하였다.
원격 영상전송 장치는 안전상의 문제가 있거나 사람이 갈 수 없는 곳을 관찰하기 위해 로봇 기술과 영상전송 기술을 결합한 것이다. 최근 원격 제어를 위해 웹서버와 로봇간 유선 및 RF를 이용한 제어 장치들이 개발되고 있지만, 작동 거리 및 인터넷 라인을 설치해야 하는 제한점이 있으며, 무선 방식의 통신장비를 이용할 경우 무선 라우터의 가격이 고가라는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 CDMA 셀룰러 폰 통신망을 이용하여 영상전송 및 영상전송 장치를 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 개발된 시스템은 기존의 무선동신(RF)을 이용한 영상 전송시의 단점인 거리 제한 문제와 인터넷을 이용한 영상전송시의 문제를 해결할 수 있었고, 현재의 통신망을 비롯한 제한된 조건하에서 최적의 영상 및 음성을 전송할 수 있었다.
본 논문은 기존의 PC기반의 웹 서버를 이용한 것이 아닌 리눅스 기반의 임베디드 웹 서버를 제작하여 원격지 하드웨어의 제어와 감시를 구현했다. 리눅스는 2.4.1 버전을 ARM7 보드에 포팅했으며 웹 서버는 GPL(General Public License)규약인 Boa web server를 사용했다. 원격지 감시와 제어를 위해 Cirrus Logic의 ARM7 칩인 EP7312의 GPIO(General Purpose Inpout Output) B포트에 입력장치와 출력장치를 연결시켜 실험하였다. 리눅스 운영체제 환경에서의 GPIO 장치 드라이버를 작성하고 이를 구동시키는 응용프로그램은 리눅스용 C언어를 CGI프로그램화시켜 클라이언트 PC의 웹 브라우저에서 제어와 감시가 가능하게 했다. 이는 기존의 PC기반의 웹 서버를 사용하는 것 보다 비용절감이라는 장점이 있고 또한 운영체제 없이 구현되는 웹 서버보다는 응용 범위의 다양성과 개발기간 단축이라는 장점을 가지고 있다.
PC 사용이 많은 현대사회에서 자신이 보유한 PC를 어느 장소에서나 편리하게 사용하고 싶은 욕구가 커지고 있다. 기존에 나온 휴대용 PC(노트북), PDA등이 이 요구를 충족하고 있지만 하드웨어장치 및 모니터(LCD)의 크기에 의하여 소형화는 한계에 부딪쳐 있다. 이를 해결하기 위해서는 차세대 이동 통신인 IMT-2000 망의 이동단말기를 이용하여 멀리 떨어진 곳에 위치한 컴퓨터를 IMT-2000 망을 통한 원격제어에 의해 현재 자신이 위치한 곳에 컴퓨터가 있는 것처럼 사용할 수 있도록 하는 원격컴퓨터 제어 서비스가 요구된다. 본 논문에서는 원격컴퓨터 제어 서비스에 필요한 요구사항, 망 구성, 프로토콜, 단말형태, 번호체계 등의 설계사항을 제시하고, IMT-2000 망에서의 원격컴퓨터 제어 서비스를 실현하기 위한 자국호 처리 시나리오의 예를 제시한다.
본 논문에서는 옥내 외에 설치 운영되는 수배전반의 결로 현상을 방지하는 IT 기반 자동 온습도 제어기를 설계하고 제작하였다. 이슬 결로점 온도가 실내공간의 습도와 온도로부터 산출되고, 이슬 결로점 온도와 결로 부위의 온도를 비교하여 수배전반의 결로 현상을 방지할 수 있는 시설이 순차적으로 제어 동작되도록 구현하였다. 아울러 원격지의 수배전반의 결로 기반 제어기 동작 상태를 모니터링 할 수 있는 원격 모니터링 장치를 LoRa 무선통신 방식을 사용하여 구현하였다. 제어기와 원격 모니터링 장치를 설치 운영하여 전송되는 데이터의 정확성과 결로 기반 제어기 동작상태의 안정성을 확인하였다. 본 제어 장치는 수배전반 이외에 결로가 발생되는 장비에 설치되어 결로를 방지할 수 있는 장치로 용이하게 활용될 수 있다.
본 논문은 홈 네트워크 구축에 있어서 저속의 PLC(Power Line Communication) 통신기술을 활용하여 지능형 홈 네트워크 시스템을 구축하였으며, UPnP 브릿지를 통하여 TCP/IP 기반의 원격 제어 및 모니터링 시스템을 설계하였다. 또한, 지능형 홈 네트워크 내부의 제어 모듈에 대한 통신은 저속 저력선 기반의 SCP( Simple Control Protocol)을 설계하여 각 장치들 사이를 연결하여 제어 할 수 있도록 구현 하였다. PLC 기반의 지능형 홈 네트워크 내부에 새로운 UPnP 장치가 연결 되었을 때는 등록된 UPnP 장치의 정보에 따라 UPnP 브릿지를 통하여 장치를 모니터링 하도록 기능을 구현하였다. 전력선 통신 기반의 장치 제어 및 각 장치에 대한 UPnP 장치로의 구현은 TCP/IP 기반의 원격 제어 및 장치 관리가 효율적이며, 홈 네트워크상의 다양한 장치에 대한 장치 정보를 쉽게 모니터링 하고 관리할 수 있는 기능을 제공한다.
UPnP프로토콜이란 PnP의 개념을 IP기반의 네트워크로 확장한 홈 네트워크용 프로토콜로서 장치의 원격제어, 영상 및 음성의 전송이 가능하다. 하지만 이러한 기능들에도 불구하고 아직 단순한 기능의 홈 네트워킹 장치에만 적용되고 있다. 본 논문에서는 UPnP프로토콜을 Non-IP 기반의 임베디드 장치간의 네트워크에 적용 및 그 기능을 확대하여 원격지에서의 펌웨어 업데이트 및 실시간 모니터링을 구현함으로써 Non-IP 또는 IP기반의 네트워크 환경에서 각 장치의 효율적인 관리를 위한 UPnP 프로토콜의 적용 가능성을 제시한다.
최근 컴퓨터 네트워킹 기술을 텔레미터/텔레컨트럴 시스템에 적용하여 고성능의 스마트 제어기능을 제공하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문은 온실 모델에 다양한 적용을 위하여 특별히 설계된 리모트 및 로칼 제어 소프트웨어를 갖는 클라이언트/서버 구조를 제안한다. 서버 장치는 센서나 액튜에이터에 관련되는 각종 데이터를 수집, 집적하고 고품질의 원격 I/O 제어동작을 유지하기 위하여 데이터베이스에 저장한다 이에 대해 클라이언트 장치는 인터넷 웹브라우저 상에서 제어 판넬과 같이 간단히 동작한다. 구현된 장치는 멀티미디어 정보가 포함된 온실의 감시 및 제어상태 모두를 대 화형으로 원활하게 통신하였다. 본 연구에서는 패킷 크기에 의해 영향 받는 종합적인 스루풋과 전송시간에 관계되는 성능 증대의 한계도 분석하였다.
본 연구는 외출시 항시 열쇠를 휴대해야하는 불편을 없애고 원격지에서도 공간의 개폐가 가능한 시스템을 개발하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 요즘 보급이 일반화 되어있는 이동전화를 원격제어의 통신 채널로 사용하였으며, 비밀번호를 설정하여 숫자와 특수키를 이용하여 열쇠를 이용하지 알고 간단한 버튼 접촉 혹은 근거리에서 리모컨의 동작으로 개폐가 가능한 시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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