Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
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A Study on the Wireless Sensor Network Routing Method and Fault Node Detection for Production Line

생산라인에 적용을 위한 무선 센서 네트워크 라우팅방식 및 고장노드 검출에 대한 연구

  • Received : 2018.12.07
  • Accepted : 2018.12.21
  • Published : 2018.12.31
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Abstract

IIoT applies IoT to industrial sites to monitor factors such as production, manufacturing, and safety, and it is a solution that allows the worker to easily manage the site. An important technology element in this IIoT is a technology that collects information on industrial sites and delivers reliable information to managers using sensors. Therefore, general industrial sites use wired network methods such as Ethernet and RS485 to deliver information. However, there are limitations to the problem of infrastructure costs and to the wide range of line constructions in network deployment. Therefore, in this paper, the network of IEEE 802.15.4 Ad-Hoc wireless sensors is deployed on production lines with machine tools. In addition, we describe the routing method considering machine tool layout and sensor node failure detection algorithm.

IIoT는 IoT를 산업현장에 적용하여 생산, 제조, 안전 등의 요소를 모니터링하며, 작업자가 쉽게 현장을 관리하게 해주는 솔루션이다. 이러한 IIoT에서 중요한 기술요소는 센서를 이용하여 산업현장의 정보수집과 관리자에게 신뢰성 있는 정보를 전달하는 기술이 요구된다. 따라서 일반적인 산업현장에는 Ethernet과 RS485 등의 유선 네트워크 방식을 이용해 정보를 전달한다. 하지만 네트워크 구축에 있어 기반비용의 문제와 넓은 범위의 회선구축에 있어 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 공작기계가 즐비해있는 생산라인에 IEEE 802.15.4 Ad-Hoc 무선 센서 네트워크를 구축한다. 또한 공작기계의 배치형태를 고려한 라우팅 방식과 센서노드 고장을 감지하는 알고리즘을 설명한다.

Keywords

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Fig. 1. Network target field. 그림 1. 네트워크 target field

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Fig. 2. Management board connected to machine tool PMC. 그림 2. 공작기계 PMC와 연결된 매니지먼트 보드

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Fig. 3. Placement of sensor nodes and direction of data transfer. 그림 3. 센서노드의 배치 및 데이터의 전달방향

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Fig. 4. normal state multi-node routing. 그림 4. 정상상태 멀티노드 라우팅

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Fig. 5. Algorithm of normal state multi-node routing. 그림 5. 정상상태 멀티노드 라우팅 알고리즘

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Fig. 6. Fault state multi-node routing. 그림 6. 고장상태 멀티노드 라우팅

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Fig. 7. Algorithm of normal fault multi-node routing. 그림 7. 고장상태 멀티노드 라우팅

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Fig. 8. Detection of fault state nodes. 그림 8. 고장상태 노드의 검출

Table 1. System Specification of WSN management board. 표 1. 무선 센서 네트워크 매니지먼트 보드 사양

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References

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