Performance of Serial Communication Protocols through Conducting Threads

Recently medical and entertainment applications using conducting textile are suggested, but the data of conducting threads are not characterized, classified and verified. Only the data sheet published by manufacturing companies is available. Thus we need to verify the performances of the threading threads in communication. And we need a guideline if the existing communication protocols can be used for the conducting threads communication or the new specific communication protocols have to be developed for the communication. This paper classifies the characteristics of conducting threads made by domestic and overseas companies. Based on the criteria we classified conducting threads into three classes: class A, class B and class C. Further we carried out experiments to verify the adaptability of existing simple serial communication protocols such as RS232. Six different conducting threads are used in experiments and the length of each thread was 0.5m, 1m, 2m and 3m. The data transmission rate and error rate are collected and analyzed. RS485 is very prone to error due to static electricity from human and environment. So it may not be appropriate as long-distance communication protocol up to 12km which is possible in theory. RS232 shows stable and error-less data transmission ability even though every conducting thread didn’t show transmission capability over RS232. USB protocol shows high data rate transmission but the distance cannot be exceeded over 2m. Additionally, USB requires stable power supply. But if the power is supplied through conducting thread, its function is not.

전도성사를 매체로 한 직렬 통신 프로토콜 성능

최근 들어 전도성 섬유를 사용한 의료 및 엔터테인먼트 관련 어플리케이션들이 제안되고 있지만, 전도성 섬유를 이루는 전도성사의 성능에 대한 기본 자료는 그 실을 만들어내는 회사가 제시하는 몇 가지 특성 말고는 통신을 위해 필요한 특성이 정립되어 있지도 않고 검증되어 있지도 않은 상태이다. 따라서 전도성사가 통신에 사용될 때 어느 정도의 통신성능을 보이는 지 검증하고, 기존의 통신 프로토콜들이 전도성사를 이용한 통신에서도 적용될 수 있을지, 아니면 새로운 프로토콜이 개발되어야 할 지 가이드라인이 필요하다. 본 논문에서는 국내 및 국외의 전도성사의 특성을 취합하여 분류해 보고, 가장 간단한 통신 프로토콜인 RS232 등의 직렬 통신 프로토콜들을 이용해 각 전도성사들의 전도 효율성을 실험하여 그 성능을 알아보았다. 국내 및 국외의 6가지 실에 대해 0.5m, 1m, 2m, 3m 길이에 대해 통신 성능을 실험하였으며, 데이터 전송률과 에러율을 측정하였다. 통신 프로토콜로는 RS485가 모든 부류의 전도성사에 대해 데이터를 전송하는 우수한 전도특성을 나타냈으나 거리에 비례하여 에러율이 높아지게 되어 이론상 12km까지 장거리 전송용으로 사용될 수 있는 RS485의 특성을 살릴 수 없었다. 아예 전도 기능을 보이지 않은 실들을 제외한 다른 전도성사들에 대해서는 RS232가 에러 없이 가장 안정적인 처리율을 보였다. USB와 같은 고속 통신 프로토콜도 전도성사를 이용한 데이터 전송에 활용될 수 있음이 확인되었으나, 전송가능 거리가 최대 2m를 넘는 거리에서는 아예 전도성사를 통해 통신이 이루어지지 않았다. 또한 USB 프로토콜은 전원까지 전도성사를 사용해 공급하는 경우 매우 불안한 동작을 보여, 전원공급 문제가 우선적으로 해결되어야 함을 알 수 있었다. 본 연구는 추후 전도성사를 이용하는 통신 프로토콜의 개발과 통신용 전도성 섬유 개발 시 고려해야 할 요구사항의 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.