• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.642-649
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• 2018

Modbus 프로토콜은 하나의 마스터 제어 유닛에 여러 대의 슬레이브 제어 유닛을 연결할 경우 가장 널리 사용되는 프로토콜이다. 그러나 Modbus 프로토콜에서는 SCU의 상태 값을 읽는 서로 다른 서비스 요청 메시지에 대해 결과 값만을 응답하기 때문에 어떤 전송 메시지에 대한 응답인지 식별할 수 없었다. 따라서 MCU 프로그램 작성 시 하나의 서비스 요청 메시지를 전송하고 이를 처리한 후에 다음 메시지를 전송하도록 프로그램을 작성하였다. 본 논문에서는 위 문제를 해결하기 위해 메시지의 전송 순서를 확인할 수 있는 Index 코드 및 응답한 메시지의 서비스 유형을 판단하기 위한 Service 코드를 추가한 Modbus 응용 프로토콜을 설계하고 이를 제안하였다. 실험 결과, MCU에서 전송한 서비스 요청 메시지에 대한 처리가 완료되지 않은 상태에서 다음 서비스 요청 메시지의 전송이 가능하였으며, 통신 에러 발생 시 에러 검색 알고리즘을 이용해 어떤 종류의 에러가 발생했는지 식별할 수 있었다. 또한, 다중의 동시적인 서비스 요청의 경우에 전송 메시지들의 처리시간이 기존의 Modbus 프로토콜보다 약 66.2% 향상되었다.

• 정보보호학회지
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• 제25권5호
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• pp.37-44
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• 2015

산업제어 시스템의 통신 프로토콜 중 하나인 MODBUS/TCP는 오늘날 산업체에서 높은 점유율로 사용되고 있다. 단순한 구조로 다양한 기능을 가지고 있어 "hard real system"에서 주로 사용되고 있는 MODBUS/TCP의 보안 적용 방안 또한 많은 연구로 진행되어 왔다. DNP3, SSL, SCTP와 같은 프로토콜을 연동하거나 공개키를 이용한 전자서명 적용 등의 방법이 대표적인 MODBUS/TCP의 보안 방법은 충분한 메모리 크기, 고속 공개키 연산을 위한 하드웨어 가속기 등을 요구로 한다. 하지만 I/O 디바이스 등 열악한 환경에 이는 부담스러운 요소로 작용될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 열악한 환경에서 안전한 MODBUS/TCP 통신과 기존의 MODBUS/TCP와의 호환성을 고려한 보안 적용 방안을 소개한다. 또한 측정한 결과를 통해 본 논문에서 제시하는 E-ModbusSec가 "hard real system"에서 충분히 제 역할을 수행할 수 있음을 보이고자 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.395-400
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• 2017

Modbus는 각종 자동화 장비 감시 및 제어에 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 자발적 산업표준 통신 프로토콜이다. 그러므로 선박, 빌딩, 기차, 비행기 등 Modbus를 이용하는 모든 장비들과 연결이 가능하여 환경변수의 측정 및 원격제어가 가능하게 된다. 기존의 Modbus는 Serial 통신을 기반으로 사용되어 왔으며, Modbus TCP는 오늘날 인터넷 프로토콜로 가장 많이 쓰이는 TCP/IP를 기반인 Ethernet 통신을 이용하므로 Serial 통신에 비해 빠르고 사물인터넷(Internet of Things) 환경에 연결이 가능하다. 본 논문에서는 Modbus TCP 통신 프로토콜을 이용하여 무선 Wi-Fi 환경에서 LED 조명을 제어하기 위한 알고리즘을 설계하고, 선박의 통합관리 시스템에서 외부 환경요인 확인 및 원격제어가 가능한 LED 제어기 회로를 설계 및 구현 하였다. 외부 환경요소인 온도, 습도, 전류, 조도 값들은 센서를 통해 제어기로 받아들이며 이 값들은 Modbus 프로토콜을 통해 선박의 통합관리 시스템에 알리게 된다. Modbus는 TCP 통신으로 Master 기기와 연결 되어 온도, 습도, 전류, 조도 상태 모니터링 및 LED 출력 값 확인이 가능하고 또한 사용자가 원격으로 RGB 값을 변경할 수 있기 때문에 원하는 색으로 변경이 가능하게 된다. 제작한 제어기의 구현 확인을 위해 모의 선박 관리 시스템을 만들어 온도, 습도, 전류, 조도 상태를 모니터링 하고, 원격으로 RGB 값을 변경 하여 제어기의 LED 조명색상이 변화 되는 것을 확인 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.1054-1057
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• 2015

실제적인 산업분야에서 실시간 처리는 중요하다. 본 논문에서는 LabVIEW를 이용하여 RS-485 직렬통신 기반 Modbus/RTU 프로토콜을 구현하였다. 토크(Torque) 센서와 전압/전류계로부터 측정값을 입력받기 위하여 Modbus/RTU 프로토콜을 구현하였다. 입력받은 토크 값, 전압, 전류 값을 이용하여 기계적인 손실을 계산할 수 있다. LabVIEW 툴을 이용하여 소스코드를 작성하였고, 이러한 소스코드는 실제 산업현장에 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.318-321
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• 2017

인더스트리4.0 시대의 도래로 첨단의 자동화 시스템을 구축하기 위해서는 각 장비들의 정보를 수집,분석,가공,저장 등의 작업을 수행하여야 하며 각 장비들은 통신을 통하여 모든 정보를 통합할 수 있게 하며 통신 시스템은 인더스트리4.0의 시대의 핵심 기술이라 할 수 있다 본 연구에서는 산업 표준프로토콜로 자리잡고 있는 MODBUS 프로토콜을 활용하여 통신 제어를 제안한다. 각 지원되는 기능들을 알아보고 각 프로토콜 파싱기법과 에러처리를 알아보고 MODBUS프로토콜을 만들어 통신제어가 가능함을 확인하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2000년도 춘계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2000 Spring Annual Meeting)
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• pp.22-27
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• 2000

This Paper decribes a monitoring system using Modbus protocol and RS485 interface applied in many industrial field. We developed hardware to receive alanlog sensor output and monitoring program to communicate with hardware and carried out experiment with potentiometer for plan sensor, . Through online communication between Master and Slaves we convinced the usage of this systems. Also plant data file that saved in Excel format is convenient in writing various typs of documents.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.1-8
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• 2020

스마트팩토리, 산업용 드론, 빌딩 에너지 관리 시스템, PLC, 선박, 기차 및 비행기를 포함한 산업현장에서 Modbus프로토콜을 사용하여 시스템 모듈 간 통신을 적용한다. 기존의 Modbus는 시리얼 직렬통신으로 사용되었지만, 최근 Modbus프로토콜은 TCP/IP 통신으로 사용된다. Modbus프로토콜은 3가지 유형의 RTU, TCP 및 ASCII를 지원하고 임베디스 시스템에 프로토콜을 구현 하여 사용 한다. 하지만 RTU, TCP, ASCII기반의 프로토콜은 각 송신 I/O장치가 다를 수 있다. 예를 들어 RTU, ASCII 통신은 시리얼기반으로 통신 프로토콜을 송신하지만 이더넷 TCP/IP 송신을 요구하는 경우도 있다. 이와 같은 문제는 특히 임베디드 시스템에서 C언어(절차 지향)를 사용하기 때문에 I/O레지스터 관련 소스코드의 복잡성 증가 문제가 발생된다. 본 연구는 임베디드 장치에서 I/O함수를 논리적으로 분리가능한 소프트웨어 설계를 진행하고, 더불어 대리자 클래스 인스턴스를 통하여 I/O처리가 필요한 각 인스턴스의 수행 로직을 Modbus RTU, TCP, ASCII프로토콜 생성으로 설계 하였고 인스턴스별 통신 I/O처리와 논리적 수행 로직을 분리 가능한 소프트웨어 설계와 실험을 하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.780-783
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• 2015

MODBUS/TCP는 단순하며 기능이 다양해 산업제어시스템에서 높은 점유율로 사용되는 통신 프로토콜이다. 오랜 시간 많은 사용과 더불어 안전한 MODBUS/TCP를 위한 연구 또한 많이 이루어졌지만, 이는 공개키 적용, SSL과 같은 라이브러리 연동, SCTP와 연동한 Hybrid 형식 등이 대부분이다. hard real system에서 주로 사용되는 MODBUS/TCP는 무엇보다 정해진 timeout 시간 내에 통신이 이루어지도록 해야 한다. 따라서 앞서 말한 방법은 하드웨어 가속기, 충분한 메모리 요구량 등의 문제가 따른다. 본 논문은 hard real system의 산업제어시스템에서 요구하는 timeout 시간을 충족하며 안전한 통신을 제공하는 보안 적용 방안을 소개하며 실험의 결과를 통해 실질적으로 효과적인 대안임을 보이고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.292-301
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• 2014

본 논문은 밸러스트 탱크용 분산형 독립전기유압식 원격밸브제어시스템을 개발하기 위하여 밸브개폐를 제어하는 슬레이브시스템과 다수의 슬레이브시스템을 제어감시하는 마스터시스템, 정보교환을 위하여 실시간 제어시스템에서 사용되는 이중화 모드버스 통신시스템, 선박의 통합관리 시스템에 접속 가능한 이더넷 모드버스 TCP/IP 통신시스템을 구현한다. 또한 퍼지기반 고장진단 시스템을 추가하여 시스템의 열화를 예측하고 정비시간을 단축함으로써 선박용 밸러스트 밸브 제어시스템의 안전성과 신뢰성을 높인다. 그리고 선박의 통합제어 시스템과 연계할 수 있는지를 확인할 수 있도록 이더넷 시뮬레이터를 개발하고 이들 장치의 시험에 대하여 기술한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.311-318
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• 2015

본 논문에서는 모드버스 프로토콜에서 작동되는 음성 및 SMS(Short Message Service) 경보 시스템 개발 기법을 제안한다. 제안된 기법은 마이크로프로세서 기반의 하드웨어 개발, 모뎀 및 MP3 디코더 등 입출력장치 드라이버 개발, 모드버스 프로토콜의 스택 구현 등의 3가지 과정으로 구성된다. 마이크로프로세서 기반의 하드웨어 개발 과정은 모드 버스 마스터로부터 경보를 수신 하여 SMS 전송 및 MP3를 재생할 수 있는 하드웨어를 개발하는 단계이다. 모뎀 및 MP3 디코더 등 입출력장치 드라이버 개발 과정은 하드웨어에 부착된 각 종 입출력 장치(SD 카드, MP3 디코더, SMS 모뎀, LCD, Relay 등)들을 제어하기 위한 마이크로프로세서용 구동 프로그램을 개발하는 단계이다. 모드버스 프로토콜의 스택 구현 과정은 음성 및 SMS 경보장치가 모드버스 프로토콜을 통하여 경보 메시지를 수신할 수 있도록 지원하는 프로토콜 스택 구현 단계이다. 제안된 기법의 성능을 평가하기 위하여 본 논문에서 개발된 음성 및 SMS 경보 시스템에 임의로 경보를 발생시키어 테스트를 실시하였다. 실험 결과, 경보 감지의 응답 속도는 10.7ms, 통신거리는 1.2Km, 제품의 동작온도는 $-25^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$, 모드버스 프로토콜을 지원하는 것으로 확인되었다. 따라서 본 논문에서 제안한 음성 및 SMS 경보 시스템은 산업용 빌딩 경보 시스템으로 사용될 수 있을 만큼의 성능을 가지고 있음을 확인하였다.