MQTT 기반 실시간 공조제어 시스템 설계 및 구현 논문자료

MQTT 기반 실시간 공조제어 시스템 설계 및 구현
Design and Implementation of 
MQTT Based Real-time HVAC Control Systems

본 논문에서는 클라우드 플랫폼에서의 실시간 공조제어 시스템의 제어, 관리 및 모니터링을 위한 MQTT 기반의 프로토콜을 설계하고, 설계된 프로토콜을 적용한 시스템을 구현하였다. MQTT 프로토콜은 보편성, 유연성, 경량성, 신속성을 가지며 메시지 전달의 신뢰도와 보안성이 있는 양방향 메시징 프로토콜이다. 구현된 시스템에서는 CCU와 클라우드 서버 간 데이터 수집 및 제어를 위한 통신 프로토콜의 성능 및 안정성을 고려하였다. 클라우드 서버 상에서의 장비 제어 및 모니터링은 MQTT 서버를 기반으로 CCU와 연계하여 수신된 데이터를 실시간으로 실행된다.

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연구 주제

 

1. 문제 정의

TCP/IP기반 HVAC 시스템 솔루션을 제공하는 공급자가 증가하고 있으며, 이 솔루션의 목표는 리얼타임 데이터에 근거한 기본적인 운전상의 의사 결정을 통해 숨겨진 불필요한 비용을 발견하고 에너지 소비를 절감하며 포괄적인 시설 관리를 통해 비용을 삭감할 수 있는 시설을 제공하고자 하는 것이다.

본 논문에서는 제한된 컴퓨팅 성능과 빈약한 네트워크 연결환경에 적합한 개방형 표준 메시징 프로토콜인 MQTT 프로토콜을 이용한 실시간 공조제어 시스템의 설계를 제안하며, 설계된 시스템을 구현한다.

 

연구 방법

 

1. 제안 방법

본 논문에서 제안한 시스템은 다양한 환경에서 사용 할 수 있도록 하기 위하여 Html 5, JavaScript, CSS를 이용하여 사용자 화면을 개발하였다.

본 논문에서는 보편성, 유연성, 경량성, 신속성을 가지며 메시지 전달의 신뢰도와 보안성이 있는 양방향 메시징 프로토콜인 MQTT를 활용하여 클라우드 플랫폼에서의 실시간 공조제어 시스템의 제어, 관리 및 모니터링을 위한 프로토콜을 설계하고, 설계한 프로토콜을 적용한 시스템을 구현하였다.

2. 대상 데이터

MQTT 기반 실시간 공조제어 시스템의 구성은 그림 2와 같이 서로 상이한 프로토콜을 사용하는 공조 장치들의 인터페이스를 TCP/IP로 변환해주는 Protocol Converter와 이를 통하여 공조장치들을 제어/모니터링 할 수 있는 CCU(Central Control Unit) 및 클라우드 플랫폼을 기반으로 스마트 공조제어 시스템 원격제어/모니터링을 할 수 있는 어플리케이션 및 웹서비스로 구성된다.

 

연구 결과

 

1. 성능/효과

구현된 시스템에서는 CCU와 클라우드 서버 간 데이터 수집 및 제어를 위한 통신 프로토콜은 성능 및 안정성을 고려하였으며, 클라우드 서버 상에서의 장비제어 및 모니터링은 MQTT 서버를 기반으로 CCU와 연계하여 수신된 데이터를 실시간으로 서비스하도록 하였다.

2. 후속 연구

향후에는 제안된 시스템을 실제 현장에 적용하여 성능 측정 및 분석을 통하여 시스템의 성능과 안정성을 향상할 계획이다.

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▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201525960536841

[논문]MQTT 기반 실시간 공조제어 시스템 설계 및 구현