EIA-709.1 Control Network Protocol is the basic protocol of LonWorks systems that is emerg-ing as a fieldbus device. In this paper the protocol is implemented by using VHDL with FPGA and C program on an Intel 8051 processor. The protocol from the physical layer to the network layer of EIA-709.1 is im-plemented in a hardware level,. So it decreases the load of the CPU for implementing the protocol. We verify the commercial feasibility of the hardware through the communication test with Neuron Chip. based on EIA-709.1 protocol which is used in industrial fields. The developed protocol based on FPGA becomes one of IP can be applicable to various industrial field because it is implemented by VHDL.
Use ot Intelligent devices that work on the ANSI/EIA 709.1 protocol is increasing. In this study an ANSI/EIA 709.1 protocol analyzer that can monitor and analyze the packets on LonWorks network is designed and developed. The device is based on TMS320LF2407A processor for decoding data packets, and uses XScale processor for sending data to the application program on PC. The application program has various analysis features as well as basic monitoring function. The developed device can be used for debugging purposes in development of any kind of LonWorks devices, and also it is useful in maintenance of LonWorks network or Lon Works devices.
본 논문에서는 홈 제어 네트워크에서 중요한 기술로서 인식되고 있는 전력선 통신 기술 중 하나인 EIA-709.2-A PL 규격을 만족하는 모뎀을 VHDL로 구현하였다. 송신기는 전력선 채널에 존재하는 잡음으로부터 강인한 특성을 지니기 위해서 8개의 심볼을 사용하여 데이터를 전송하였고, 수신기는 수신된 신호로부터 올바른 데이터를 검출하기 위해서 정합필터, 평균기, 판별과 검출 영역 등으로 구성되어 있다. PLC 트랜시버는 Altera사의 EP1S25C672 FPGA에 인식하여 동작을 검증하였다.
This paper proposes a home control system architecture that have network configuration function. The proposed home control system architecture is implemented with partly hardware and software. For implementation of this system architecture, we developed ECONICS which is home automation controller. ECONICS consists of main board and communication modem. This communication modem supply the power line communication. The physical layer and the MAC layer software of EIA 709.1 standard protocol are implemented in communication modem. The upper layer software of EIA 709.1 standard protocol and home configuration software for home network installation, management, diagnostics, control and monitoring are implemented in main board of ECONICS. We verified the commercial feasibility of the proposed system through the home network configuration and operation. As a result, we have concluded that the proposed home control system architecture provides all the key function necessary to easily manage and control home network nodes.
본 논문에서는 홈 제어 네트워크의 대표적 표준으로 자리잡고 있는 LonWorks 시스템의 구성관리 소프트웨어의 플랫폼(LonWare)을 리눅스기반에서 구현한 내용을 기술한다. LonWare는 NMML, LonWare APl, LonWare DB의 3개의 모듈로 이루어져 있고, 응용 프로그램 개발자에게 LonWorks 시스템을 쉽게 접근 및 제어할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 또한, 가정 내의 디바이스 네트워크 DB를 가정 내 홈 서버에서 관리하므로 보안상의 단점을 보완할 수 있다.
본 논문에서는 홈 자동화 네트워크의 대표적으로 자리잡고 있는 론웍스(Lonworks) 시스템의 하드웨어 플랫폼인 뉴론칩(Neuron) 기반의 노드를 대신하는 새로운 구조를 갖는 홈 자동화 제어기를 제안한다. 기존의 론웍스 해답(Solution)은 8비트 프로세서인 뉴론칩을 모든 노드들이 중앙처리장치로 사용하므로 고성능의 처리를 필요로 하는 응용 프로그램은 구현할 수 없었다. 또한 뉴런C(Neuron C) 언어를 사용하여 응용 프로그램을 개발하므로 C 언어에서 파생된 언어인 뉴런C 언어를 새롭게 배워야 하는 번거로운 점을 가지고 있으며, 뉴런C 컴파일러(Compiler)를 비롯한 LonMaker 등의 고가의 개발 장비를 구비해야 하므로 개발자로 하여금 개발비용에 대한 부담이 컸다. 이에 본 논문에서는 처리능력이 뛰어나며 저전력 특성을 갖춘 스트롱암(SA1110)칩을 메인 프로세서로 사용한 홈 자동화 제어기인 ECONICS를 개발했다. 이 ECONICS는 홈 제어 네트워크를 구성하기 위해 통신 하드웨어 및 ANSI 표준 프로토콜인 EIA709.1 통신 프로토콜 스택을 가지고 있다. 제안된 홈 자동화 제어기를 통하여 기존의 론웍스 노드에서 구현하기 힘든 다양하고 복잡한 응용프로그램을 구현할 수 있게 되었고, 제안된 홈 자동화 제어기의 상업적 유용성을 증명하기 위해 기존의 론웍스 노드들과의 호환성을 확인하였으며 개발자로 하여금 기존의 C 언어를 통하여 응용프로그램을 개발하게 함으로써 추후 홈 자동화 제어기로써 파급효과가 클 것이다.
빌딩자동제어시스템은 여러 서브시스템의 통합을 통한 고도의 서비스 제공, 관리비의 절감 등을 효과적으로 실현할 수 있다. 통합운전의 전제조건은 표준 프로토콜을 가진 개방형 네트워크를 이용하여 합리적인 네트워크 설계에 있다. 따라서 본 논문에서는 BAS에 가장 걸림돌이 되었던 화재경보시스템(소방법 명칭)을 ANSI/FIA 709.1인 LonTalk 프로토콜을 이용하여 BAS에서의 통합을 위한 개념적인 새로운 설계방안을 제시하였다. 기존 시스템에서 사용되는 중계기를 대체하는 지능형제어모듈을 개발하고 이를 이용하여 개방된 지능형 화재경보시스템의 설계방안을 제안한 것이다. 이는 오보률의 저감 실현은 물론 빌딩의 통합운전에도 크게 기여할 것으로 판단된다.
지하시설의 안전관리를 위하여 설치된 LonWorks 네트워크의 유지보수에 적합한 작은 크기의 ANSI/EIA 709.1 프로토콜 분석기를 개발하고 테스트하였다. 하드웨어는 TMS320LF2406A 임베디드 시스템을 기반으로 하였고, 소프트웨어는 Windows XP 환경의 Visual C++6.0을 이용하여 설계하였다. 개발된 프로토콜 분석기는 LonWorks 네트워크에 연결되어 들어오는 패킷을 디코딩하고, USB 포트를 통하여 마스터 PC에 전달하도록 설계하였다. 그리고 PC에서 패킷이 처리되고, 여러 방법으로 분석되어 지하시설에 설치된 LonWorks 네트워크의 유지보수에 필수적인 정보를 담고 있는 중요변수가 관리자에게 편리한 형태로 화면에 나타나도록 하였다. 프로토콜 분석 성능은 일련의 실험을 통하여 패킷분석의 속도와 에러율을 측정함으로써 평가되었다. 개발된 프로토콜 분석기는 밴드폭 이용이 크게 증가하는 경우에도 안정적으로 동작하였다. 그러나 다양한 지하 환경조건 하에서 좀 더 종합적인 테스트도 필요하다고 생각된다.
In recent years, the case to install small water treatment facility to every local area has increased. A key issue in the successful implementation of the control systems for the water treatment plants is the choice of control architecture. Within the framework of distributed control system(DCS), this paper presents a new development of intelligent control module and its novel application to open control architecture for water treatment plants. This control system so called NCS(Network Based Control System) with standard networks system with LonTalks protocol of ANSI/EIA 709.1, regulatory control function and information dispatch function has suitable functionality to operate these distributed water treatment facility effectively. This paper describes the case where NCS is applied for the filters system in water treatment facility of Heong Sung area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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