MODBUS, RS232, RS485, COM 통신: 이해하기 쉽게 정리한 직렬 통신 방식들

 

네트워크 통신에는 다양한 종류의 방식이 존재하지만, 특히 직렬 통신은 많은 산업 및 장비 제어 시스템에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 이 글에서는 MODBUS, RS232, RS485, COM 통신이 무엇인지, 어떤 환경에서 사용되는지 알아봅시다.

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1. MODBUS: 산업 현장의 대표 통신 프로토콜

MODBUS란?

MODBUS는 1979년에 모디콘(Modicon)에서 개발한 통신 프로토콜입니다. 처음에는 PLC(Programmable Logic Controller) 장비 간의 통신을 위해 개발되었지만, 현재는 다양한 산업 장비 간의 데이터 교환에 널리 사용됩니다.

MODBUS의 특징:

• 프로토콜: MODBUS는 데이터를 어떻게 주고받을지를 규정하는 통신 규약입니다. 즉, 장치 간에 데이터가 전달될 때 그 형식과 구조를 정하는 역할을 합니다.
• 마스터-슬레이브 구조: 마스터가 데이터를 요청하고, 슬레이브가 응답하는 방식으로 통신이 이루어집니다.
• 다양한 버전:
  • MODBUS RTU: RS485나 RS232 같은 직렬 통신을 기반으로 합니다.
  • MODBUS TCP: 이더넷을 통해 동작하는 버전으로, 인터넷과의 연결이 용이합니다.

MODBUS 사용 예:

• 산업 자동화 시스템에서 센서, 액추에이터와 같은 장비들이 중앙 제어 시스템과 통신할 때.
• 스마트 빌딩 시스템에서 온도, 조명, 에너지 사용 데이터를 관리할 때.

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2. RS232: 초기 컴퓨터와 장비 간의 직렬 통신 규격

RS232란?

RS232는 가장 오래된 직렬 통신 방식 중 하나로, 컴퓨터와 주변 장치(모뎀, 프린터 등) 간의 데이터를 주고받기 위해 사용됩니다. 1960년대에 개발되어, 많은 초기 장치에서 표준으로 사용되었습니다.

RS232의 특징:

• 포인트-투-포인트 통신: 두 장치 간에 1:1로 데이터를 전송하는 구조입니다.
• 짧은 거리 통신: 최대 통신 거리는 약 15미터로, 거리가 멀어질수록 신호가 약해집니다.
• 저속 통신: RS232는 비교적 느린 속도로 데이터를 전송합니다(최대 115,200bps).
• 단순한 직렬 신호: 데이터를 하나씩 순차적으로 전송하는 방식으로, 단방향 및 양방향 통신이 가능합니다.

RS232 사용 예:

• 초기 컴퓨터와 프린터, 모뎀을 연결할 때.
• POS(Point of Sale) 시스템과 같은 장비에서 카드 리더기나 영수증 프린터 연결 시 사용.

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3. RS485: 멀티드롭 네트워크를 지원하는 직렬 통신

RS485란?

RS485는 RS232의 한계를 극복하기 위해 개발된 직렬 통신 규격입니다. 멀티드롭(Multidrop) 네트워크를 지원하여 여러 장치를 하나의 통신선에 연결할 수 있고, 더 긴 거리에서도 안정적으로 데이터를 전송할 수 있습니다.

RS485의 특징:

• 긴 거리 통신: 최대 1200미터 거리에서 통신이 가능합니다.
• 다수의 장치 연결: 하나의 RS485 통신선에 최대 32개 장치를 연결할 수 있습니다.
• 차동 신호 방식: 차동 신호(Differential Signal) 방식을 사용하여 노이즈에 강하며, 신뢰성 있는 통신을 제공합니다.
• 저속 통신보다 신뢰성 중시: 장거리 통신과 여러 장치 간 통신이 가능하도록 설계되어, 공장 자동화와 산업 현장에서 많이 사용됩니다.

RS485 사용 예:

• CCTV 시스템에서 여러 카메라를 제어할 때.
• 공장 자동화에서 센서 및 제어 장비 간 통신을 위해 사용.

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4. COM 통신: 컴퓨터의 직렬 포트를 사용하는 통신 방식

COM 통신이란?

COM 통신은 컴퓨터의 직렬 포트(Serial Port)를 통해 이루어지는 직렬 통신을 가리키는 용어입니다.COM 포트(Communication Port)는 컴퓨터에서 주변 장치와 데이터를 주고받기 위한 물리적인 포트를 의미합니다.

COM 포트의 특징:

• 컴퓨터의 직렬 통신 인터페이스: COM1, COM2 등의 포트 번호로 나타납니다.
• RS232, RS485 같은 직렬 통신 규격을 사용할 수 있습니다.
• 물리적 포트 또는 가상 포트: 물리적으로 존재하는 COM 포트뿐만 아니라, USB 장치에서 가상 COM 포트를 통해 직렬 통신을 수행할 수 있습니다.

COM 통신 사용 예:

• 산업용 장비나 센서를 컴퓨터에 연결하여 데이터를 주고받을 때.
• 개발 도구나 디버깅 용도로 컴퓨터와 임베디드 장치 간 통신 시 사용.

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5. 결론

통신 방식	주요 특징	사용 예	장점	단점
MODBUS	데이터 교환을 위한 통신 프로토콜	산업용 자동화, 스마트 빌딩	다양한 장치 지원, 산업 표준	구성이 복잡할 수 있음
RS232	1:1 직렬 통신 규격	초기 컴퓨터 장치 연결, POS 시스템	간단한 통신 방식	거리 제한, 느린 속도
RS485	여러 장치를 연결하는 직렬 통신	공장 자동화, CCTV 시스템	긴 거리, 멀티드롭 지원	설정 복잡성
COM 통신	컴퓨터의 직렬 포트 통신	개발 도구, 산업용 장치 연결	다양한 직렬 통신 규격 지원	컴퓨터 의존적

 

직렬 통신은 많은 산업 및 장비 제어 환경에서 여전히 널리 사용되는 중요한 기술입니다.

MODBUS는 데이터를 어떻게 주고받을지 규정하는 프로토콜이고, RS232와 RS485는 데이터를 물리적으로 전송하는 규격입니다. COM 통신은 컴퓨터의 직렬 포트를 통해 이루어지는 통신 방식이며, 그 하위에서는 다양한 직렬 통신 규격을 사용할 수 있습니다.

 

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다음 글에서는 위 통신 방식을 사용해서 모터를 제어하는 간단한 파이썬 코드 소개해드릴게요.