CAN통신은 자동차 내부 전자제어장치 간의 통신을 위하여 개발되었으며, CAN통신은 UART 방식과는 달리 전송속도와 안정성 측면에서도 뛰어나고 배선 결선에서도 간편한 버스타입으로 구성할 수 있어서 배선량을 줄일 수 있어 생산시간의 단축과 신뢰성을 높일 수 있다. 최근에는 자동제동장치, 선박의 엔진제어 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 CAN통신을 기반으로 하여 3개의 리니어 액추에이터(Linear Actuator)를 통하여 수평 플랜트에 대한 수평제어를 구현하였다. 또한 본 논문의 수평제어시스템은 수평조절을 하는 액추에이터와 CAN통신을 내장한 AT90CAN128로 구성되어 있다. CAN통신을 기반의 수평제어를 통해 선박이나 자동차의 액추에이터를 조절하여 수평을 제어하고자 한다.
현재 CAN(controller Area Network)통신은 노이즈에 강인한 시리얼통신으로 전자모듈에 많이 사용하고 있다. 특히, CAN통신은 자동차 전자제어모듈, 엔진제어유닛, 센서모듈 등 자동차 부분에 많이 사용되는 방식 이지만 CAN 통신의 연결노드 우선순위와 오류가 낮아 공장자동화 라인에도 적용되고 있다. CAN통신은 기본적으로 전기 노이즈에 강인하여 적용가능한 분야가 다양하다고 사료된다. 본 연구에서는 High-Speed, Full-CAN에서 2개의 CAN Node를 사용하여 임베디드 시스템용으로 오류 검출이 가능한 CAN통신 인터페이스를 설계 하였다.
고강도 집속 초음파 장치는 피부치료 시술시에 방사되는 고주파로 인해서 사용하는 동안 장치간에 통신 신호 간섭으로 인해서 간헐적으로 비정상적 동작이 발생한다. 멀티주파수 초음파 장치간에 발생하는 통신 간섭을 CAN 통신의 콘트롤러 및 트랜시버 설계, 펌웨어 S/W 프로그램와 CAN 통신 모듈 개발을 통해 장치간의 상호 노이즈 간섭을 줄일 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 자동차, 비행기, 선박 등의 제어시스템과 자동화 라인 컨트롤 시스템 (Product line control system) 그리고 의료 및 산업기기 등 실생활에 광범위하게 쓰이는 Controller Area Network(CAN) 통신을 가시광통신과 연동한 시스템을 구현한다. 가시광통신과 CAN 통신을 위한 응용회로를 개발하였으며 동작원리를 설명하였다. 회로의 Pulse 특성은 송, 수신단 각 부분의 신호 파형으로 보였으며 3m 거리에서 오류 없는 전송 성능 특성을 보였다.
CAN통신은 자동차 내부 전자제어장치 간의 통신을 위하여 개발되어 최근 자동제동장치 등의 적용되고 있으며, 생산자동화를 위한 필드버스에도 적용되고 있다. 최근에는 대형 선박의 엔진제어 등을 위하여 필드버스가 도입되고 있다. 본 논문에서는 CAN통신을 기반으로 선박의 선실 출입통제 시스템을 구현한다. CAN통신기반 선실 출입통제 시스템은 출입통제 서버, ARM9 임베디드시스템과 CAN컨트롤러를 내장한 마이크로컨트롤러로 구성되어 있다. 출입통제 서버는 관리자가 접속하여 출입통제 시스템 전반적인 관리를 할 수 있도록 하고 ARM9 프로세서를 채용한 임베디드시스템은 CAN 네트워크로 연결된 RFID 리더컨트롤러의 출입 정보를 서버로 전송하고 출입관리를 한다. 임베디드 시스템은 CAN 프레임을 서버로 전반하는 게이트웨이 역할을 한다.
본 논문에서는 CAN 기반 분산 제어 시스템을 위한 환경 명세 CORBA인 CAN-CORBA를 설계한다. CAN-CORBA의 ORB core는 다음과 같은 특성을 지닌다. (1) 기존의 접속 지향 점대점 통신뿐만 아니라 가입 기반(subscription-based)의 그룹 통신을 지워난다. 이를 통해, 결과적으로 전형적인 제어 시스템의 데이터 멀티캐스팅(multicasting) 요구를 한층 충족시킨다. (2) CORBA 메소드(method) 호출에 필요한 메시지 전송량을 크게 감소시킨다. CAN 같은 저속 브로드케스트(broadcast) 버스에서도 CORBA 메소트 호출의 오버헤드를 감당 할 수 있게 한다. 자연스럽게 두 종류의 통신 방법을 본 논문에서 제안한 매우 작은 크기의 ORB에 통합하기 위하여, 최대 4가지의 상위 통신규약을 지원할 수 있는 CAN의 전송층(Transport layer) 통신규약을 설계한다. 또한 서울대학교에서 이미 개발된 mArx라는 실시간 운영체제 환경에서 CAN-CORBA를 구현하였다. 성능 평가를 통하여 매우 제한적인 자원을 지니는 분산 내장형 제어 시스템 개발에 CORBA를 사용하는 것이 매우 적합하다는 결과를 보인다.
CAN통신은 자동차 내부 전자제어장치 간의 통신을 위하여 개발되어 최근 자동제동장치 등의 적용되고 있으며, 생산자동화를 위한 필드버스에도 적용되고 있다. 최근에는 대형 선박의 엔진제어 등을 위하여 필드버스가 도입되고 있다. 본 논문에서는 기존의 RS485 방식에 비하여 유지보수가 수월하도록 CAN통신을 기반으로 선박의 선실 출입통제 시스템을 구현하여 하였다. CAN통신기반 선실 출입통제 시스템은 출입통제 서버, ARM9 임베디드 시스템과 CAN컨트롤러를 내장한 마이크로컨트롤러로 구성되어 있다. 출입통제 서버는 관리자가 접속하여 출입통제 시스템의 전반적인 관리를 할 수 있도록 하고 ARM9 프로세서를 채용한 임베디드 시스템은 CAN 네트워크로 연결된 RFID 리더컨트롤러의 출입 정보를 서버로 전송하고 출입관리를 한다. 임베디드 시스템은 CAN 프레임을 서버로 전송하는 게이트웨이 역할을 한다.
본 논문은 CAN(Controller Area Network) 통신의 WCRT(Worst Case Response Time) 분석을 통해 IEEE1212 기반 RTU(Remote Terminal Unit)의 통신 신뢰성을 검증한다. RTU는 원격지에서 네트워크를 구성하여 각 모듈들로부터 획득한 정보를 서버로 전송하거나 원격지를 제어하는 역할을 한다. 본 논문에서 대상으로 하는 RTU의 네트워크는 물리계층과 데이터링크 계층은 CAN을 사용하고 응용계층은 IEEE1212 기반으로 통신한다. 즉, RTU를 구성하는 모듈은 각각메모리 영역을 가지고 있고, CAN ID에 메모리 주소를 포함하여 해당 영역을 쓰는 구조로 통신을 한다. 첫 번째로 이러한 응용계층을 고려하여 WCRT를 계산하는 방법을 제시하고, 두 번째로 CAN 메시지의 우선 순위를 최적화하는 방법을 고찰한다. 마지막으로 시험 환경을 구축하고 시뮬레이션을 통해 앞에서 선정한 우선순위에 따라 통신 신뢰성을 검증한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권1호
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pp.102-107
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2011
에너지 절감을 위한 백색 LED 기반 조명은 자유공간상의 광 무선통신 분야를 개척하는 기회를 제공하였다. 가시광 통신을 위한 트랜시버는 LED와 포토다이오드로 구성되므로 높은 대역폭과 신뢰성, 저 전력 등의 장점이 있어 기존의 무선통신과 양립할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 그러나 기존의 건축물이나 배와 자동차와 같은 구조물에 조명을 이용한 통신 네트워크를 설치한다는 것은 쉬운 일이 아니다. 본 연구에서는 자동차 또는 선박의 통신망으로 갖춰진 CAN 기반의 LED 통신시스템을 제안한다. 실내무선 네트워크를 위한 CAN 인터페이스 모듈과 트랜시버를 조명 시스템에 적용 가능함을 보였다.
본 논문에서는 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)와 CAN (Controller Area Network)의 장점을 활용할 수 있는 차량통신 콘트롤러를 제안한다. UART는 1대1 통신에 사용되며 데이터 유효성 검사로 패리티 비트를 사용한다. 제안하는 차량통신 콘트롤러를 사용하는 경우에는 UART를 CAN으로 변환하여 1대1 통신뿐만 아니라 버스 구조의 다중 통신도 가능하다. 또한 데이터 유효성 검사를 패리티보다 발전된 CRC (cyclic redundancy check)를 통해 수행하므로 신뢰도가 올라간다. CAN은 마이크로프로세서에 의해 제어되지만 제안하는 차량통신 콘트롤러를 사용하는 경우에는 RS-232, RS-422, RS-485를 지원하는 장치라면 무엇이든지 제어가 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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