BNWAS의 기능과 동작은 국제 표준을 통해 제안되었으나, 현재 배에 탑재되어 있는 BNWAS는 모니터링하는 것에 많은 어려움을 가지고 있다. NMEA-0183, NMEA-2000과 같은 BNWAS내의 장비에서 생성되는 여러 데이터가 있다. 본 논문에서는 주로 BNWAS에서 사용되어지고 있는 저속 NMEA-0183을 기반으로 한 통신 프로토콜을 이용한 멀티미디어 전송 기법을 제안하였다. NMEA-0183을 통한 저속 멀티미디어 데이터 서비스의 원만한 전송을 위해서는 데이터 압축 기술이 필요하다. 현재 주로 사용되어지고 있는 NMEA-0183 프로토콜이 배의 장비에 주로 사용되어지나, 센서를 통한 BNWAS 장비를 제어하기 위해서는 보다 효율적인 NMEA-0183 프로토콜 전송이 필요할 것이다.
As the number of sensors in a ship has increased, studies have been actively conducted to efficiently manage a large amount of data. Sensors in a ship follow the NMEA (National Marine Electronics Association) data format. In particular, NMEA0183 standardized as IEC 61162-1 and NMEA2000 standardized as IEC 61162-3 are widely used. NMEA0183 is a protocol based on serial communication and NMEA2000 is a protocol based on CAN (Controller Area Network) communication. We implemented a gateway that receives data from NMEA0183 sensors and NMEA2000 sensors and then transmits them to the server on TCP/IP network. By using the NMEA2000 0183/2000 gateway to receive the sensor data and manage it through the ship's preventive maintenance system, the sensor data can be utilized efficiently and promptly. This management can reduce crew's daily tasks and reduce the number of accidents.
본 논문은 NMEA-0183기반의 BNWAS(선교항해당직경보시스템)에 관한 연구이다. 현재 선박내에 사용중인 BNWAS은 시스템의 관리와 모니터링의 어려움이 있었다. 본 논문에서의 NMEA 기반의 BNWAS은 차후 선박내에 NMEA 기반의 장비와 연동이 가능해 BNWAS 모니터링 뿐만 아니라 선박의 모든 NMEA 기반 장비를 통합 관리할 수 있는 시스템으로 발전가능하다 이러한 NMEA-0183 기반의 BNWAS의 모니터링을 통해 선박내의 승무원의 위험이나 비상사태에 보다 효율적으로 대응할 수 있다.
최근 선박 및 물류 자동화는 물류 증대와 함께 선박의 운용을 더욱 복잡하게 만들고 있으며, 선박 내부의 통신 장비 및 통신 시스템의 구성 또한 매우 복잡하게 구성되어 있다. 때문에 지금 현재의 통신장비의 내부 통신 프로토콜은 일반적인 RS-422,485 기반의 NMEA-0183과 CAN 통신 기반의 NMEA-2000 기반으로 해상전자장비의 인터페이스 표준으로 법제화 되어있다. 본 논문에서는 가장 일반적인 NMEA-0183 프로토콜을 7-체널의 NMEA-0183 시리얼 통신 데이터를 지원하도록 설계하였으며, 그 외에 SPI 방식의 3-체널 16비트 ADC(Analog Digital Converter)와 SPI 방식의 2-체널 펄스(pulse) 입력을 받을 수 있도록 설계하였다. 특히, 선박용 통신장비의 중요한 7가지로 한정하여 설계하였다. 본 연구의 소형화를 통하여 이동이 가능하도록 하여 그 편리성을 제공하고, 소형 PC 기반의 중앙 모니터링 시스템을 구현하여 다체널 인디케이트 시스템의 효율성을 제시하고자 한다.
최근 선박 및 물류 자동화는 물류 증대와 함께 선박의 운용을 더욱 복잡하게 만들고 있으며, 선박내부의 통신 장비 및 통신 시스템의 구성 또한 매우 복잡하게 구성되어 있다. 때문에 지금 현재의 통신장비의 내부 통신 프로토콜은 일반적인 RS-422,485 기반의 NMEA-0183과 CAN 통신 기반의 NMEA-2000 기반으로 해상전자장비의 인터페이스 표준으로 법제화 되어있다. 본 논문에서는 가장 일반적인 NMEA-0183 프로토콜을 7-체널의 NMEA-0183 시리얼 통신 데이터를 지원하도록 설계하였으며, 그 외에 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식의 3-체널 16비트 ADC(Analog Digital Converter)와 SPI 방식의 2-체널 펄스(pulse) 입력을 받을 수 있도록 설계하였다. 특히, 선박용 통신장비의 중요한 7가지로 한정하여 설계하였다. 본 연구의 소형화를 통하여 이동이 가능하도록 하여 그 편리성을 제공하고, 소형 PC 기반의 중앙 모니터링 시스템을 구현하여 다체널 인디케이트(indicator) 시스템의 효율성을 제시하고자 한다.
RS-232 또는 RS-422의 단순한 통신 구조로 인하여 여전히 선박 대부분은 이를 기반으로 한 통신인프라를 내부 네트워크 환경으로 구축하고 있다. NMEA-0183은 선교 항해 당직 경보시스템(BNWAS: Bridge Navigational Watch Alarm System)을 위한 세 개의 계층을 구성하는 규격 중 하나이며 다양한 통신방식을 제공하지만, 여전히 이미 구축된 RS-232 나 RS-422를 사용하고 있다. 선교 항해 당직 경보시스템은 선박 상태 및 환경요소 등을 감지하는 각종 센서, GPS, AIS 등 다양한 장치들을 연결하여 운영한다. 본 논문에서는 이 NMEA-0183 환경에서 영상센서의 적용 가능성을 확인하고 영상데이터를 스트리밍하기 위한 기법을 제안한다. 그리고 동인 통신채널을 공유하는 다른 센서들로부터 생성된 NMEA 메시지 개수에 따른 영상품질의 변화를 분석하고 적용 타당성을 입증한다.
본 연구는 산업용 모니터링 장비의 통신 프로토콜 해석에 대한 자료를 수집 분석하여 기존에 프로토콜 해석을 위해 소요되었던 시간을 효과적으로 단축하고자 하였다. 산업용 모니터링에 많이 이용되는 프로토콜인 Modbus와 NMEA0183의 데이터를 분석하여 사용자가 활용할 수 있는 데이터로 변환할 수 있도록 하였다. 프로토콜 컨버터의 메인보드는 AVR128을 이용하였고, RS232C, Ethernet 통신이 가능하도록 구성하였다.
현재 선박용 통신 네트워크의 구성은 RS-422, RS-485, CAN, EtherNet 기반의 물리계층으로 NMEA0183, NMEA2000, MiTS(Maritime information Technology Standards) 프로토콜을 지원하도록 설계하고 있다. 본 논문에서는 이러한 물리계층을 지원하도록 선박내부의 전력선 통신망을 설계하여 NMEA0183 프로토콜을 지원하는 DC-전력선통신(DC-PLC : DC-Power Line Communication) 기반의 브릿지를 설계하고자 한다.
현재 선박용 통신 네트워크의 구성은 RS-422, RS-485, CAN, EtherNet 기반의 물리계층으로 NMEA0183, NMEA2000, MiTS(Maritime information Technology Standards) 프로토콜을 지원하도록 설계하고 있다. 특히, 기존의 선박통신은 별도의 전용선을 설치해야하는 단점이 있다. 그러나, 기존의 통신방식과 달리 전력선 통신은 선박내부에서 사용하고 있는 AC220V /DC24V을 그대로 사용하는 장점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 이러한 물리계층을 지원하도록 선박내부의 전력선 통신망을 설계하여 NMEA0183 프로토콜을 지원하는 DC-전력선 통신(DC-PLC : DC-Power Line Communication) 기반의 브릿지를 설계하고자 한다.
선박의 안전한 운전을 위하여 선박 내/외에 다양한 계측장비를 추가하여 선박의 안전한 운항을 돕고 있다. 이러한 계측장비들과의 통신은 일반적인 RS-422,485 통신을 기반으로 NMEA0183과 고속의 통신 속도를 지원하는 CAN 통신 기반의 NMEA2000 프로토콜을 표준으로 하고 있다. 본 논문에서는 NMEA0183 프로토콜을 지원하도록 하고 NMEA0183 프로토콜 기반의 특정 선박용 통신 데이터를 사용자가 선택적으로 모니터링하고 체크할 수 있는 지능형 단말기를 설계하였다. 이러한 간단한 펌웨어 기반의 다기능 인디케이트(indicator)는 선박 내에서 사용할 수 있는 간편한 이동용 통신 프로토콜 체크기와 다양한 데이터를 선택적으로 모니터링 할 수 있는 다기능 인디케이트를 개발하여 실용 가능성을 제시하고 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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