ISOBUS 네트워크 아키텍처

1. 네트워크 토폴로지

ISOBUS 네트워크는 물리적으로 두 개의 CAN 버스로 구성된다.

• In-Cab 버스: 트랙터 내부 ECU들이 연결되는 버스
• Implement 버스: 트랙터 외부에 연결되는 작업기 ECU들이 연결되는 버스

두 버스는 TBC(Tractor Bus Connector)를 통해 연결된다.

graph LR
    subgraph 트랙터_내부
        TECU[TECU<br>Tractor ECU]
        VT[VT<br>Virtual Terminal]
        TC[TC<br>Task Controller]
        GW[Gateway<br>브리지]
        TECU --- InCab[In-Cab Bus<br>250kbps CAN]
        VT --- InCab
        TC --- InCab
        GW --- InCab
    end

    GW --- TBC[TBC<br>9핀 커넥터]

    subgraph 작업기_외부
        TBC --- ImplBus[Implement Bus<br>250kbps CAN]
        WSM[Working Set<br>Master]
        WSMem[Working Set<br>Member 1]
        WSMem2[Working Set<br>Member 2]
        ImplBus --- WSM
        ImplBus --- WSMem
        ImplBus --- WSMem2
    end

두 버스를 분리하는 이유는 전기적 안전성과 버스 부하 분산이다. 작업기를 탈착할 때 발생하는 전기적 충격이 트랙터 내부 버스에 영향을 주지 않도록 격리한다.

2. TBC (Tractor Bus Connector)

TBC는 트랙터와 작업기를 물리적으로 연결하는 9핀 커넥터이다. ISO 11783-2에 정의되어 있다.

9핀 커넥터 핀 배치

전원 공급 구조

트랙터는 TBC를 통해 작업기 ECU에 전원을 공급한다. ECU_PWR 핀을 통해 작업기의 ECU와 센서가 동작에 필요한 전력을 받다. 작업기 자체 전원(배터리)이 없어도 트랙터에 연결하면 즉시 동작 가능한다.

3. ECU 종류

ISOBUS 네트워크 위에는 역할별로 명확히 구분된 ECU들이 존재한다.

graph TB
    subgraph ISOBUS_ECU_역할
        VT["VT<br>Virtual Terminal<br>─────────<br>트랙터 캐빈의 디스플레이<br>작업기 UI를 화면에 표시<br>운전자 조작 입력 처리"]
        TC["TC<br>Task Controller<br>─────────<br>작업 계획(Task) 관리<br>섹션 제어, 처방도 적용<br>작업 데이터 기록 (ISOXML)"]
        TECU["TECU<br>Tractor ECU<br>─────────<br>트랙터 정보 브로드캐스트<br>속도, PTO RPM, 히치 위치<br>엔진 RPM, 연료량 등"]
        GPS["GPS Receiver<br>─────────<br>위치 정보 (위도·경도)<br>NMEA 0183 / ISOBUS PGN<br>정밀 농업 기반 데이터"]
        AUX["AUX Input Device<br>─────────<br>조이스틱, 버튼 패드<br>운전자 추가 조작 입력<br>AUX-N / AUX-O 기능"]
        WSM["Working Set Master<br>─────────<br>작업기 대표 ECU<br>작업기 내 ECU 통합 관리<br>VT·TC와 협상"]
        WSMem["Working Set Member<br>─────────<br>작업기 내 개별 ECU<br>섹션 밸브, 센서, 모터 등<br>Master 지시에 따라 동작"]

        VT -. "UI 요청/응답" .-> WSM
        TC -. "작업 명령" .-> WSM
        TECU -. "속도·PTO 정보" .-> WSM
        GPS -. "위치 정보" .-> TC
        AUX -. "조작 신호" .-> VT
        WSM -. "내부 제어" .-> WSMem
    end

각 ECU의 핵심 역할 요약

4. 네트워크 메시지 흐름

트랙터에 작업기를 연결하고 시동을 켠 후, ISOBUS 통신이 확립되기까지 일련의 단계가 순서대로 진행된다.

sequenceDiagram
    participant TECU as TECU
    participant WSM as Working Set Master
    participant VT as Virtual Terminal
    participant TC as Task Controller

    Note over TECU,TC: 전원 ON / 시동

    TECU->>TECU: 주소 클레임 (Address Claim)
    WSM->>WSM: 주소 클레임 (Address Claim)
    VT->>VT: 주소 클레임 (Address Claim)
    TC->>TC: 주소 클레임 (Address Claim)

    Note over TECU,TC: ~250ms: 모든 ECU 주소 확정

    WSM->>WSM: Working Set Master 선언<br>(PGN 65070 브로드캐스트)
    WSM->>TC: Working Set Member 목록 알림

    Note over TECU,TC: ~1s: Working Set 구성 완료

    WSM->>VT: VT 연결 요청<br>(Working Set Master Maintenance)
    VT->>WSM: VT Status 응답

    WSM->>VT: Object Pool 전송 시작<br>(작업기 UI 데이터)
    VT->>WSM: Object Pool 수신 완료
    VT->>WSM: End of Object Pool 응답

    WSM->>TC: Device Descriptor 전송<br>(작업 장치 구조 정보)
    TC->>WSM: Device Descriptor 수신 완료

    Note over TECU,TC: 정상 동작: VT에 작업기 화면 표시, TC 작업 시작 가능

    TECU->>WSM: 속도·PTO·히치 정보 주기 전송
    TC->>WSM: 섹션 제어 명령 전송
    WSM->>VT: 화면 업데이트 (작업기 상태)

각 단계의 의미:

1. 주소 클레임: 모든 ECU가 네트워크에서 고유한 주소를 확보한다 (J1939 방식과 동일).
2. Working Set 구성: 작업기를 대표하는 WSM이 자신과 멤버 ECU를 선언한다.
3. VT 연결: WSM이 VT에 연결을 요청하고 상태를 수신한다.
4. Object Pool 전송: 작업기 UI 화면 데이터를 VT에 업로드한다.
5. Device Descriptor 전송: 작업기의 기능 구조를 TC에 알린다.
6. 정상 동작: TECU 정보·TC 명령·VT 화면 업데이트가 주기적으로 이루어진다.

핵심 정리

• ISOBUS 네트워크는 In-Cab 버스와 Implement 버스로 분리되며, TBC 9핀 커넥터로 연결된다.
• VT는 화면, TC는 작업 관리, TECU는 트랙터 정보 제공, WSM은 작업기 대표 역할을 한다.
• 시동 후 주소 클레임 → Working Set 구성 → VT 연결 → Object Pool 전송 순으로 통신이 확립된다.
• Object Pool은 작업기 UI를 정의하는 데이터로, WSM이 VT에 전송하여 화면을 구성한다.

다음 챕터

• 다음 : ISOBUS 네트워크 관리