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김동현,허준환,이창홍,김광덕,김종덕 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.2
사물인터넷은 통신 기능이 없는 사물에 통신 기능을 추가하여 사물의 정보를 원격에서 수집 및 사물의 기능을 제어하는 통신기술이다. 이를 위해 Wi-Fi, 3GPP, 블루투스 등 다양한 통신기술이 사용 가능하며 NB-IoT와 LoRa(Long Range)는 사물인터넷 개념에 특화된 통신기술이다. LoRa는 장거리, 저전력, 저속 통신을 지원하는 통신기술로 원거리의 사물에서 생성되는 정보를 수집하고 장비를 제어하기에 적합하다. 이러한 특징 때문에 많은 응용 분야에서 활용되고 있으며 다양한 성능 향상 연구가 진행 중이다. 본 논문은 더욱더 넓은 응용 분야에서 활용하기 위한 초장거리 LoRa 통신 모듈을 제안하고자 한다. 초장거리 LoRa 통신 모듈을 개발하기 위해 하드웨어, 펌웨어 및 테스트를 위한 응용 소프트웨어를 설계 및 구현한다. 구현된 장비는 실제 환경에서 테스트를 통해 성능을 검증하여 활용도를 확인하겠다.
철강선재를 위한 WoT 기반 스마트 생산관리시스템 설계 및 구현
김동현,허준환,김종덕,Kim, Dong-Hyun,Huh, Jun-hwan,Kim, Jong-Deok 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.1
생산관리 시스템은 생산 공정 내의 모든 자원의 공정단위 생산계획을 현장에서 실행하는 것은 물론 생산 관련 품질 데이터까지 다루는 공장정보화시스템이다. 인공지능으로 자동화와 연결성이 극대화되는 4차 산업혁명이 화두가 되면서 제조업체들은 스마트 공장 구축에 관심을 보이나 막대한 구축비와 표준화되지 않은 생산 공정은 스마트 공장구축에 걸림돌이 되고 있다. 그래서 본 논문은 노후화된 공장에서 스마트 공장 구축을 위한 제조관리 시스템을 설계 및 구현한다. 철강 선재 공정을 위한 기초 수준의 스마트 공장을 목표로 Web 기반의 제조공정 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 REST API를 사용하여 기존 구축된 ERP 시스템과의 연동을 원활히 지원할 것이며 다양한 기기와 다양한 브라우저에서 사용할 수 있도록 확장성을 고려할 것이다. 제안한 WoT 기반 생산관리시스템을 구현하여 실용성을 보이겠다. Manufacturing execution system is a factory information system that handles production-related quality data as well as executes production plans of process unit for all resources in the production process on site. As the 4th industrial revolution, which maximizes an automation and connectivity with artificial intelligence, has become a hot topic, manufacturers are showing interest in building a smart factories, but enormous construction costs and unstandardized production processes are obstacles to smart factory construction. Therefore, this paper designs and implements a manufacturing execution system for building a smart factory in a deterioration factory. we propose a Web-based manufacturing execution system aiming at a smart factory at the basic level for steel wire processing. The proposed system will smoothly support interworking with the existing ERP system using REST APIs, and will consider extensibility so that it can be used in various devices and browsers. We will show practicality by implementing the proposed WoT-based manufacturing execution system.
산업 자동화 시스템을 위한 AoI 기반 데이터 신선도 향상 가능성 분석
최국철,허준환,김윤섭,김동현,김종덕 한국정보과학회 2022 정보과학회논문지 Vol.49 No.9
Recently, industrial automation systems have been used with various equipment and industrial protocols to provide high-level process automation. When performing real-time status information update in a network composed of various protocols, transmission delay can occur if the data processing speed of each protocol is not considered when transmitting and receiving data between heterogeneous protocols. Transmission delay causes problems with monitoring and controlling based on the old state information. Therefore, it is important to update the status information at appropriate intervals so that the destination system receives fresh information. In this paper, we analyze the problem caused by the difference in the data processing speed of each protocol during heterogeneous EtherCAT and OPC UA protocol communication using AoI (Age of Information), a metric of data freshness, and then we propose a method to find an appropriate update cycle. 최근 산업 자동화 시스템은 다양한 장비 및 산업용 프로토콜이 함께 사용되어 고수준의 공정 자동화를 제공하고 있다. 다양한 프로토콜로 구성된 네트워크에서 실시간 상태 정보 업데이트를 수행할 때, 이종 프로토콜 간 데이터 송수신 시 각 프로토콜의 데이터 처리 속도를 고려하지 않으면 전송 지연이 발생할 수 있다. 이는 오래된 상태 정보를 바탕으로 모니터링 및 제어하는 문제를 야기한다. 그러므로 목적지 시스템이 신선한 정보를 수신하도록 적절한 주기로 상태 정보 업데이트하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이종 프로토콜인 EtherCAT과 OPC UA 통신 시 각 프로토콜의 데이터 처리 속도 차이에 의해서 발생하는 문제를 데이터의 신선도를 측정하는 지표인 AoI(Age of Information)를 이용하여 분석하고 적절한 업데이트 주기를 찾는 방법을 제안한다.
김동현,정종민,허준환,김종덕,Kim, Dong Hyun,Jung, Jong Min,Huh, Jun Hwan,Kim, Jong Deok 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.1
DASH는 네트워크 상황에 따라 클라이언트가 서버에게 멀티미디어 콘텐츠를 요청하고 이를 이용하여 멀티미디어 콘텐츠를 전송하는 적응형 스트리밍 기술이다. 이러한 구조에서 멀티미디어 콘텐츠 사용자에게 최선의 품질을 보장하기 위해서는 정확한 가용 대역폭 측정이 필요하다. 그런데 TCP의 전송 특성을 고려하지 않는 DASH는 이전 미디어 세그먼트 크기에 따라 측정된 가용 대역폭이 다르고 때문에 사용자에게 QoE를 보장하기 어렵다. 본 논문은 TCP Slow start구간을 가용 대역폭 측정에서 배제하여 가용대역폭 측정 오류를 줄이는 새로운 dash대역폭 측정 방법을 제안한다. 제안 방법은 이전 세그먼트 크기에 따라 가용 대역폭 측정의 결과가 달라지는 문제를 해결할 수 있다. 우리가 제안하는 가용 대역폭 측정 방법을 오픈 소스 기반 DASH시스템에서 구현하여 기존 대역폭 측정 방법과 성능을 비교 평가하였다. 성능 평가 결과 제안 방법은 기존 대역폭 측정 방법에 비해 정확도가 20% 향상되었다. 또 평균 세그먼트 서비스 품질, 세그먼트 품질 변경 횟수 등의 측면에서 사용자 QoE가 개선됨을 확인하였다. DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) is an adaptive streaming technique that enables transmission of multimedia content when clients request the multimedia contents to server. In this system, to ensure the best quality of the content to satisfy users, it is necessary to precisely measure the residual bandwidth. However, the measured residual bandwidth by the DASH, which is not considering the transmission features of TCP, varies by the size of previous media segment, which makes it hard to ensure QoE to users. In this paper, we excluded the TCP Slow start range from measurement of residual bandwidth and suggested the new DASH bandwidth measuring method to decrease the error. Then, we realized the method in DASH system based on open source, and compared the existing measuring method. The new method showed that the accuracy of result has increased by 20%. Also, it could improve the QoE of users in terms of service quality and number of changes of segment quality.