[윤종옥's 스마트팜 프리즘] CPS 장치, 접속 네트워크에 연결하라

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모든 CPS 장치는 마이크로파 무선 링크, 광섬유 또는 DSL과 같은 여러 기술을 사용하는 접속 네트워크를 통해 인터넷에 연결되어 있다.

이 아키텍처에서는 센서 또는 액추에이터와의 통신에서 최소 지연 시간과 높은 신뢰성을 필요로 하는 저수준 작동이 CPS 노드에서 실행된다.

이것들은 창문을 닫고, 일정 시간 동안 관개 명령을 실행하거나 이산화탄소의 수준에 도달할 때까지 환기시키는 것과 같은 원자 작용으로 간주된다. 또한 CPS 노드에서 국지적으로 구현된 비상 대응 조치가 있으며, 실시간 작동이 필요하며 사람 또는 가장자리 평면 감시 없이 시작할 수 있다.

이러한 예로는 온실 내부 온도가 미리 정의된 임계값에 도달할 경우 창문을 열고 환기를 켜는 것이 있다.

계층 구조의 두 번째 처리 및 관리 수준은 CPS 계층의 오케스트라를 담당하는 NFV 전원 제어 모듈 세트를 포함하는 에지 컴퓨팅 평면이다. 가장자리층의 서브시스템은 온실가스의 주요 운영 통제를 구성하고 있으며, 경보 및 에너지 관리를 포함한 관개, 기후, 영양 및 보조 작업을 담당한다.

이 계층에서는 플랫폼의 클라우드 부분이 다수의 작물 및 사용자에게 서비스를 제공할 수 있다는 점을 감안하여 일반적으로 클라우드에서 수행되는 오프로드 분석 기능에 데이터 융합과 집계가 수행된다. 엣지 컨트롤 모듈은 네트워크 경로의 다양한 레벨에서 인스턴스화가 가능한 NFV 기법을 통해 가상화되며, MQTT 또는 CoAP 등의 IoT 통신 프로토콜을 이용해 CPS 노드와 통신한다.

MQTT는 특히 산업 프로세스 관리에 더 많이 다루어진다는 점에서 고려되지만, CoAP는 통제가 수반되지 않는 특정 비임계 모니터링 작업에도 지원된다.



김철호 기자 fire@thekpm.com