□ 디지털미터기와 통신단말 간의 통신은 응용프로그램까지 정의되는 않은 Media Layer에 해당
□ 유선 또는 무선 등 물리적인 통신방식을 정의하는 Physical Layer와 상호 간의 물리적 데이터 통신 방식은 Data Link Layer로 구성
□ 디지털미터기와 통신단말 간의 1:1 통신 형태가 주를 이루고 있으므로 Network
Layer는 구성되지 않는 것이 보통임
□ Physical Layer 분석
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디지털미터기와 통신단말 유선으로 연결∘ 디지털미터기와 통신단말이 상수도보호통에 함께 설치되는 경우
∘ 통신단말이 상수도보호통 주변 외벽에 설치되고 선을 매립하여 별도로 설치되는 경우
∘ Serial 통신 방식 : 시리얼 통신 방식으로 데이터 수집을 위한 저렴하고 사용이 편리한 방식. 가장 널리 사용되는 Serial 통신 방식은 RS232, RS422 및 RS485 등
Specification RS232C RS423 RS422 RS485
동작모드 Single-Ended Single-Ended Differential Differential 최대 Driver/Receiver수 1 Driver
1 Receiver
1 Driver 10 Receiver
1 Driver 32 Receiver
32 Driver 32 Receiver 최대 통달거리 약 15 m 약 1.2 km 약 1.2 km 약 1.2 km 최고 통신속도 20 kb/s 100 kb/s 10 Mb/s 10 Mb/s 지원 전송방식 Full Duplex Full Duplex Full Duplex Half Duplex 최대 출력전압 ± 25 V ± 6 V - 0.25 V ~ + 6 V - 7 V ~ + 12 V 최대 입력전압 ± 15 V ± 12 V - 7 V ~ + 7 V - 7 V ~ + 12 V
[ 표 2 - 18 ] 시리얼 통신 방식 특성
* 자료: http://cafe.naver.com/devctrl
∘ M-Bus 방식 : 유럽에서 개발된 Meter Bus방식으로 열악한 통신환경에서도 작동할 수 있도록 설계된 디지털 데이터 통신방식
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상용 RS232 연결방식∘ 조달청에 등록된 디지털 미터기는 외부 3개 선로로 구성된 RS232가 가장 일반적으로 사용되고 있음
[ 그림 2 - 40 ] RS232 3선 구성
∘ 물리적인 3선으로 신로를 보내기 위해서 신호레벨인 TTL(Transistor Transistor Logic)을 사용 함
[ 그림 2 - 41 ] TTL 레벨
* 자료: 서울시, 수도계량기 원격검침 성능개선 및 표준화 연구
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디지털미터기와 통신단말 무선으로 연결∘ 통신단말이 상수도보호통 주변 외벽에 설치되고 별도의 선을 매립하지 아니하고 무선 으로 연결하는 경우
∘ 통신단말의 경우에 따라 PDA에 장착되어 Walking Thru방식으로 활용될 수 있음
∘ 비표준 RF(약어표기) 방식 : 디지털미터기에 별도의 ISM(약어표기) 대역의 RF모듈을 부 착하여 통신단말과 무선으로 통신하는 방식
∘ 표준 Bluetooth 방식 : 디지털미터기에 별도의 Bluetooth 모듈을 부착하여 통신단말과 무선으로 통신하는 방식
□ Data Link Layer 분석
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디지털미터기와 통신단말 간 Data Link Layer 현황∘ 현재 조달에 등록된 디지털미터기의 경우, 물리적인 연결은 RS232 규격의 3선으로 연 결되어 신호레벨에 의해 통신하는 형태가 일반적임
∘ 물리적인 연결방법은 유사하나 실질적인 디지털미터기와 통신단말 간의 Data Link Layer 구성의 상이한 경우가 다수임
∘ 서울시가 2010년 수도계량기 원격검침 성능개선 및 표준화 연구 결과로 권장하는 규격 이 일부 통용되고 있으며, 그 외 미터기 제조사 고유의 Data Frame을 사용하는 것이 대부분임
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서울시, 디지털계량기 프로토콜∘ 디지털미터기와 통신단말 간의 Data Link Layer 정의
∘ KS IEC 60870-5의 권고사항을 반영한 Data Frame 구성하였으나, 이는 상시 전원 공급 이 가능한 전력 원격검침의 특징을 반영한 양방향 구조이며 이에 반하여 상시 전원 공 급이 불가능하고 배터리만으로 동작하는 상수도의 경우에는 단방향이 기본적인 컨셉으 로 상이한 점이 있음
∘ 통신단말이 디지털미터기에 검침값 요청 시 Short Frame을 사용하고, 디지털미터기가 통신단말에 검침값 회신 시 Long Frame을 사용함
Fame Length 설명 비고
Start Field 1 Byte Frame의 시작을 의미하는 필드 10h
C Field 1 Byte
제어 명령 필드
ex) ACD(Access demand) 시급한 데이터 전송 희망
A Field 1 Byte 대상 기기 주소를 의미하는 필드 Check sum 1 Byte 데이터 정합성 검사 값
Stop Field 1 Byte Frame의 종료을 의미하는 필드 16h [ 표 2 - 19 ] 서울시 검침값 요청 Fame Format
* 자료: 서울특별시 디지털계량기 프로토콜
제어명령 설명 비고
FCB Frame count bit : 전송이 성공적으로 이루어졌는지 여부
FCV Frame count bit valid : FCB의 사용 여부를 표시 1 ACD Access demand : 시급한 데이터를 전송 요청 1 DFC Data flow control : 데이터 흐름 제어
[ 표 2 - 20 ] 서울시 제어 필드
* 자료: 서울특별시 디지털계량기 프로토콜
Fame Length 설명 비고 Start Field 1 Byte Frame의 시작을 의미하는 필드 68h
L Field 1 Byte Frame의 길이를 의미하는 필드1 L Field 1 Byte Frame의 길이를 의미하는 필드2
Start Field 1 Byte Frame의 실제 데이터 시작을 의미하는 필드 68h
C Field 1 Byte
제어 명령 필드
ex) DFC(Data flow control) 더 이상 데이터를 받을 수 없음 A Field 1 Byte 대상 기기 주소를 의미하는 필드 CI Field 1 Byte 제어 정보를 의미하는 필드 User Data (0~252) Byte 실질적인 미터기 검침정보 필드 Check sum 1 Byte 데이터 정합성 검사 값
Stop Field 1 Byte Frame의 종료을 의미하는 필드 16h [ 표 2 - 21 ] 서울시 검침값 응답 Frame Format
* 자료: 서울특별시 디지털계량기 프로토콜
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민간 계량기 제조사, 디지털계량기 프로토콜∘ 디지털미터기와 통신단말 간의 Data Link Layer 정의
∘ 특별한 표준의 근거하지 않고 자체적인 Know-how에 기초하여 구성
Fame Length 설명 비고
STX Field 1 Byte Start TEXT e1h
DI Field 1 Byte Data Direction a6h
Len Field 1 Byte Frame의 길이를 의미하는 필드 04h
KM Field 1 Byte Kind of Meter 02h
BCC Field 1 Byte 옵션 필드 7fh
ETX Field 1 Byte END Text f0h
[ 표 2 - 22 ] 민간 기업, 검침값 요청 Fame Format
* 자료: NS 전자 미터기 Communication Protocol