RS-485 데이터 수집 방법: 배선부터 클라우드 저장까지

RS-485는 산업 현장에서 계측기·센서 데이터를 수집할 때 가장 널리 쓰이는 시리얼 통신 방식입니다.

차동 신호를 사용해 노이즈에 강하고, 케이블 하나에 여러 장비를 연결할 수 있어 공장·창고·농장 어디서든 같은 방식으로 구성됩니다.

이 글은 배선부터 게이트웨이 설정, 클라우드 저장까지 실제 구축 순서대로 정리합니다.

수집하려는 계측기(전력계, 온습도 센서, 인버터 등)의 매뉴얼에서 두 가지를 확인합니다. 첫째, 통신 사양(RS-485, Modbus RTU 여부, 통신 속도, 패리티). 둘째, 레지스터 맵(어느 주소에 어떤 값이 어떤 단위·스케일로 저장되는지).

레지스터 맵이 없으면 수집기가 값을 읽어도 해석할 수 없으므로, 구축 전에 반드시 제조사 문서를 확보해야 합니다.

RS-485는 A(D+)/B(D-) 두 신호선의 전압 차이로 데이터를 전송합니다. 모든 장비의 A는 A끼리, B는 B끼리 데이지체인(한 줄)으로 연결하고, 별(star) 배선은 반사파 때문에 피해야 합니다.

장비 간 그라운드 전위차로 인한 오동작을 막으려면 공통 GND 연결을 권장합니다. 버스 양 끝단에는 120Ω 종단 저항을 달아 신호 반사를 줄입니다. 케이블은 트위스티드 페어(권장: 실드 케이블)를 사용합니다.

• A-A, B-B 데이지체인 연결 (별 배선 금지)
• 공통 GND 연결 권장
• 버스 양 끝 120Ω 종단 저항
• 트위스티드 페어/실드 케이블 사용
• 동력선과 이격 포설

버스에 연결된 모든 장비는 서로 다른 국번(Slave ID)을 가져야 하고, 통신 속도·데이터 비트·패리티·정지 비트는 전부 동일해야 합니다. 예를 들어 9600bps, 8N1로 통일합니다.

국번이 중복되면 응답 충돌로 간헐적 통신 오류가 발생하는데, 이런 오류는 원인을 찾기 어려우므로 설치 시점에 국번 표를 만들어 관리하는 것이 좋습니다.

게이트웨이(마스터)가 각 국번의 레지스터를 주기적으로 읽는 것을 폴링이라 합니다. 비트버스 엣지 게이트웨이 기준으로 버스당 최대 32대의 장비를 1분 주기로 폴링하고, 읽은 원시값에 스케일을 적용해 물리량(kW, °C 등)으로 변환합니다.

엣지 단계에서 이상치 필터링과 1분 집계를 수행하면 클라우드 전송량이 줄고 데이터 품질이 올라갑니다.

수집된 데이터는 MQTT over TLS 같은 암호화 프로토콜로 클라우드에 전송해 저장합니다. 게이트웨이의 인터넷 연결은 현장에 따라 이더넷, Wi-Fi, LTE Cat.M1 중에서 선택합니다.

핵심은 통신 두절 대비입니다. 인터넷이 끊기는 동안 게이트웨이가 데이터를 로컬에 저장했다가 복구 시 자동 백필하도록 구성해야 기록 공백이 생기지 않습니다. HACCP 증빙처럼 기록 연속성이 중요한 현장에서는 필수 요건입니다.

통신이 되지 않을 때는 다음 순서로 점검하면 대부분의 문제를 찾을 수 있습니다.