시리얼 통신 개요 - 3. 시리얼 통신의 활용 분야

3장: 시리얼 통신의 활용 분야

시리얼 통신은 마이크로컨트롤러, 산업 자동화, 네트워크, 일상생활 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
이 장에서는 시리얼 통신이 실제로 어디에서 어떻게 활용되는지 살펴보겠습니다.

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1. 어디에서 사용될까?

시리얼 통신은 데이터 전송 방식 중 하나로, 하드웨어 간의 연결, 장거리 통신, 간단한 센서 데이터 처리 등에서 필수적입니다.
대표적인 활용 분야는 다음과 같습니다.

1. 임베디드 시스템 – 마이크로컨트롤러(MCU)와 센서 간의 통신
2. 산업 자동화 – 공장 내 기기 제어(PLC, 모터, 센서 네트워크)
3. 네트워크 및 원격 데이터 전송 – 장거리 데이터 전송(RS-485, IoT, LoRa)
4. 일상 속 시리얼 통신 – USB 장치, 자동차 ECU, POS 단말기 등

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2. 임베디드 시스템 (Embedded Systems)

✅ 마이크로컨트롤러(MCU)와 센서 간 통신

임베디드 시스템은 마이크로컨트롤러(MCU)나 프로세서를 이용해 센서 및 주변 장치와 데이터를 주고받는 환경을 의미합니다.
시리얼 통신은 MCU와 센서, 모터, 디스플레이 등 다양한 장치를 연결하는데 사용됩니다.

🛠️ 활용 예시

• 아두이노(Arduino) → UART, I2C, SPI 프로토콜을 사용하여 센서 및 액츄에이터와 통신
• 라즈베리파이(Raspberry Pi) → GPIO를 통해 시리얼 통신으로 주변 장치 제어
• STM32, ESP32 등 다양한 임베디드 보드에서 UART, SPI, I2C를 활용

💡 실생활 사례

• 온도 센서(DHT11, DS18B20) → 마이크로컨트롤러와 시리얼 통신
• 초음파 센서(HC-SR04) → 거리 측정 후 MCU에 데이터 전송
• GPS 모듈 → 시리얼 통신(UART)으로 위치 데이터 전송

📌 임베디드 시스템에서는 주로 UART, I2C, SPI 같은 시리얼 통신 방식이 사용됩니다.
📌 센서 데이터 수집, 모터 제어, 디스플레이 출력 등에 시리얼 통신이 필수적입니다.

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3. 산업 자동화 (Industrial Automation)

✅ PLC(Programmable Logic Controller)와의 시리얼 통신

PLC(프로그램 가능 논리 컨트롤러)는 공장 자동화 및 로봇 제어에서 사용되는 핵심 장비입니다.
PLC는 센서, 모터, 컨베이어 벨트 등 다양한 장비를 시리얼 통신(RS-232, RS-485)으로 제어합니다.

🛠️ 활용 예시

• RS-485 기반의 PLC 시스템 → 여러 기기를 연결하여 공장 자동화
• 모터 제어 → 산업용 모터 드라이버와 시리얼 통신으로 속도 및 방향 조절
• 센서 네트워크 구축 → 공장 내 온습도 센서, 압력 센서 등이 PLC와 시리얼 통신

📌 산업 자동화에서는 RS-485, Modbus RTU 같은 시리얼 통신 프로토콜이 널리 사용됩니다.
📌 PLC와 센서 간 안정적인 데이터 전송이 필요하며, 장거리 통신이 가능해야 합니다.

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4. 네트워크 및 원격 데이터 전송

✅ RS-485를 이용한 장거리 데이터 전송

RS-485는 최대 1200m까지 데이터 전송이 가능한 시리얼 통신 방식입니다.
RS-232, UART 등 다른 시리얼 통신보다 긴 거리에서도 노이즈 영향을 적게 받으며 여러 장치를 동시에 연결할 수 있습니다.

🛠️ 활용 예시

• 원격 측정 시스템 → 공장, 발전소, 빌딩 관리 시스템(BMS)에서 센서 데이터를 모니터링
• SCADA 시스템 → RS-485를 활용하여 원격으로 기계를 제어
• IoT(사물인터넷) 기기 → Wi-Fi, LoRa, NB-IoT 등의 무선 기술과 함께 사용

📌 RS-485 기반 네트워크는 다중 노드(Multi-Drop) 통신이 가능하여 여러 장치를 한꺼번에 연결할 수 있습니다.
📌 IoT 환경에서는 무선 시리얼 통신(LoRa, Zigbee, Bluetooth)도 많이 사용됩니다.

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5. 일상 속 시리얼 통신 예시

시리얼 통신은 우리의 일상에서도 쉽게 찾아볼 수 있습니다.

✅ USB 장치

USB(Universal Serial Bus)는 사실 시리얼 통신의 발전된 형태입니다.
컴퓨터와 키보드, 마우스, 프린터 등이 USB를 통해 데이터를 주고받습니다.

📌 USB는 기존 RS-232 같은 시리얼 인터페이스를 대체하면서 빠른 속도를 제공하는 범용 표준이 되었습니다.

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✅ 자동차 ECU(Engine Control Unit)

자동차에는 다양한 전자제어장치(ECU) 가 있으며, 이들 간에는 CAN(Controller Area Network) 프로토콜을 기반으로 시리얼 통신이 이루어집니다.

🛠️ 활용 예시

• 엔진 제어 모듈 → ECU 간 시리얼 통신으로 실시간 데이터 교환
• ABS 브레이크 시스템 → 차량 내 센서 데이터 전송
• OBD-II (On-Board Diagnostics) → 자동차 상태 점검을 위한 시리얼 통신

📌 자동차 내부에서는 CAN, LIN, FlexRay 같은 시리얼 통신 프로토콜이 사용됩니다.

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✅ POS 단말기 및 바코드 스캐너

시리얼 통신은 POS(Point of Sale) 단말기, 바코드 리더기 등에서도 사용됩니다.
과거에는 RS-232 포트를 통해 연결되었지만, 현재는 USB 또는 블루투스를 통한 무선 시리얼 통신이 일반적입니다.

🛠️ 활용 예시

• 신용카드 결제 단말기 → RS-232 또는 USB 기반 데이터 전송
• 바코드 스캐너 → 시리얼 포트 또는 USB 통신으로 POS 시스템과 연결

📌 POS 시스템에서는 과거 RS-232가 많이 사용되었으며, 현재는 USB 기반 시리얼 통신이 대체하고 있습니다.

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📌 요약

✅ 임베디드 시스템 → 마이크로컨트롤러와 센서, 모터 등의 장치 간 통신
✅ 산업 자동화 → PLC, 모터 제어, 센서 네트워크에서 안정적인 데이터 전송
✅ 네트워크 및 원격 데이터 전송 → RS-485 기반의 장거리 통신 및 IoT 기기 활용
✅ 일상 속 활용 사례 → USB 장치, 자동차 ECU, POS 단말기 등

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