BetaFMS

COMPONENTS Hardware components

WIZnet - W6100-EVB-Pico

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PROJECT DESCRIPTION

📌 Overview

BetaFMS는 Robotique FIRST Québec의 BetaBots 대회를 위해, FRC(Field Management System) 운영 방식을 축소·응용하려는 프로젝트입니다. 공개 README와 제공 자료 기준으로, Linux 서버·Cisco 네트워크 장비·SQLite·웹 인터페이스·WIZnet W6100-EVB-PICO 2대를 조합해 경기 진행, 팀 네트워크 분리, 드라이버 스테이션 연결, 일정 관리까지 하나의 운영 체계로 묶으려는 구조입니다. BetaBots 자체가 FIRST 구성요소를 활용한 입문·훈련형 프로그램이라는 점도 프로젝트 방향성과 맞습니다.

📌 Features

대회 운영용 네트워크 자동 구성
- 제공 자료 기준으로 Cisco L3 스위치와 AP를 SSH로 제어해 팀별 IP 대역, DHCP, ACL, SSID, WPA 키를 자동 구성합니다.
- 운영자 입장에서는 매 경기마다 네트워크를 수동 재설정할 필요를 줄일 수 있습니다.
팀 간 통신 격리 구조
- 공개 README 기준으로 필드는 Vert / Jaune / Admin의 3개 VLAN으로 나뉘며, 팀 간 통신을 분리하도록 설계되었습니다. 이 구조는 경기 중 불필요한 네트워크 간섭을 줄이는 데 유리합니다.
드라이버 스테이션 탐지 및 경기 제어 패킷 처리
- 제공 코드 기준으로 서버는 TCP 1750에서 드라이버 스테이션을 식별하고, UDP 1121로 제어 패킷을 주기적으로 전송합니다.
- 즉, 경기장 운영 서버가 팀 단말과 연결 상태를 확인하고 경기 상태를 배포하는 구조입니다.
웹 기반 운영 인터페이스
- 제공 자료에는 index.html, matchControl.html, scheduleControl.html 등이 포함되어 있어, 향후 운영자가 브라우저에서 경기와 일정을 제어하는 흐름을 의도한 것으로 보입니다.
- 발표자료 없이도 이해 가능한 수준으로, “현장 운영 UI + 백엔드 제어” 구조가 이미 드러납니다.
FRC 운영 개념의 교육용 재해석
- FRC Driver Station 문서상 FMS 연결 시 드라이버 스테이션은 “FMS Connected” 상태로 동작하며 경기 제어 권한이 현장 시스템으로 넘어갑니다. BetaFMS는 바로 이 개념을 BetaBots용으로 재구성하려는 시도입니다.

📌 System Architecture

현장 서버 계층
- Linux 서버에서 Python 기반 FMS 로직이 실행됩니다.
- SQLite DB가 팀 정보, 일정, 경기 진행 정보를 저장합니다.
- HTTP 서버가 운영용 웹 화면을 제공합니다.
네트워크 인프라 계층
- Cisco 3560 L3 스위치가 팀별 서브넷, DHCP, ACL을 구성합니다.
- Cisco 2602i AP가 팀별 SSID와 WPA 키를 적용합니다.
- 필드 스위치 2대가 경기장 측 연결을 담당합니다.
단말/필드 디바이스 계층
- 드라이버 스테이션은 TCP로 서버에 자신을 알리고, 이후 UDP 제어 패킷을 수신합니다.
- WIZnet W6100-EVB-PICO 2대는 필드용 마이크로컨트롤러로 배치됩니다. .
데이터 흐름
- 운영자 → 웹 UI → Python 서버 → DB/네트워크 장비 설정
- 서버 → TCP로 드라이버 스테이션 식별 → UDP로 경기 제어 패킷 송신
- 서버 → Cisco 장비 SSH 설정 → 팀별 네트워크/SSID 재구성
- 서버 ↔ DB → 팀 정보, 일정, 경기 상태 관리

📌 Role and Application of the WIZnet's Chip

사용 보드 : W6100-EVB-PICO
네트워크에서의 역할
- 프로젝트 전체는 TCP/UDP 기반 경기 운영 네트워크를 전제로 합니다. 공개 코드에서 서버는 드라이버 스테이션 탐지에 TCP를, 경기 제어 패킷 송신에 UDP를 사용합니다.

📌 Market & Application Value

(by ChatGPT)

가장 직접적인 시장은 교육용 로봇 대회 운영, 학교·지역 STEM 행사, 훈련용 미니 리그, 메이커 기반 실습 경기장입니다.
BetaBots가 FIRST 구성요소를 활용한 훈련형 프로그램이라는 점을 감안하면, 이 프로젝트는 대형 FRC 행사보다 중소 규모·입문형 운영 시장에 더 적합합니다.

📌 WIZnet Strategic Value

(by ChatGPT)

이 사례는 WIZnet 칩이 센서 노드, 간단한 웹서버, 원격 모니터링을 넘어서 운영 시스템급 인프라에도 적용될 수 있음을 보여줍니다.

특히 경기장·교육장·실습장처럼 현장 네트워크 안정성이 중요한 환경에서 WIZnet의 포지션을 잘 설명합니다.

📌 Summary

BetaFMS는 로봇 대회 운영에 필요한 네트워크, 경기 제어, 팀 관리 기능을 하나의 시스템으로 통합하려는 시도로, WIZnet 기반 Ethernet 디바이스를 포함해 전체 운영 인프라를 구조적으로 설계한 점이 특징입니다. 아직은 외부 확산이나 제품 완성도 측면에서 초기 단계에 머물러 있지만, 교육용·소규모 대회 환경에서 실질적인 문제를 해결하려는 방향성과 WIZnet 칩의 활용 범위를 확장했다는 점에서 의미가 있습니다. 향후 실제 운영 사례와 기능 고도화가 더해진다면, 교육·이벤트용 네트워크 기반 제어 시스템으로 발전할 잠재력이 있는 프로젝트입니다.

📌 FAQ

Q1. BetaFMS는 어떤 프로젝트인가요?
BetaFMS는 FIRST Robotics Competition(FRC)의 Field Management System(FMS)을 축소·응용하여, BetaBots와 같은 교육용 로봇 대회에서 사용할 수 있도록 설계된 경기 운영 시스템입니다. 네트워크 구성, 경기 제어, 팀 관리 등을 통합적으로 처리하는 것이 목적입니다.

Q2. BetaFMS는 어떤 환경에서 사용을 목표로 하나요?
주로 교육용 로봇 대회, STEM 행사, 소규모 리그, 훈련용 경기장 등 비교적 소형 이벤트 환경에서의 활용을 목표로 합니다.

Q3. 네트워크는 어떻게 자동 구성되나요?
BetaFMS는 Cisco L3 스위치와 무선 AP에 SSH로 접속하여 VLAN, DHCP, ACL, SSID, WPA 키 등을 자동으로 설정합니다. 이를 통해 경기마다 수동 설정 없이 네트워크를 빠르게 재구성할 수 있습니다.

Q4. 팀 간 네트워크 간섭은 어떻게 방지하나요?
Vert, Jaune, Admin의 3개 VLAN으로 네트워크를 분리하여 팀 간 통신을 격리합니다. 이 구조는 경기 중 불필요한 간섭을 줄이고 안정성을 높이는 데 도움이 됩니다.

Q5. 드라이버 스테이션은 어떻게 서버와 통신하나요?
드라이버 스테이션은 TCP 포트 1750을 통해 서버에 연결되어 식별되며, 이후 UDP 포트 1121을 통해 경기 제어 패킷을 주기적으로 수신합니다.

Q6. 웹 인터페이스는 어떤 기능을 제공하나요?
웹 UI를 통해 운영자는 경기 시작/종료 제어, 일정 관리, 매치 진행 상황 확인 등을 브라우저에서 직접 수행할 수 있도록 설계되어 있습니다.

Q7. WIZnet W6100-EVB-PICO는 어떤 역할을 하나요?
W6100 기반 보드는 필드 디바이스로 사용되며, TCP/UDP 기반 네트워크 통신을 통해 경기 제어 신호를 처리하는 마이크로컨트롤러 역할을 수행합니다.

Q8. 데이터는 어떻게 관리되나요?
SQLite 데이터베이스를 사용하여 팀 정보, 경기 일정, 매치 상태 등을 저장하고, 서버와 웹 인터페이스 간 데이터 흐름을 관리합니다.

Q9. 이 시스템은 실제 FRC FMS와 동일한가요?
완전히 동일하지는 않지만, FMS의 핵심 개념(드라이버 스테이션 제어, 중앙 서버 기반 운영)을 교육용 환경에 맞게 단순화하여 구현한 프로젝트입니다.

Q10. WIZnet 칩 사용의 의미는 무엇인가요?
이 프로젝트는 WIZnet 칩이 단순 IoT 장치를 넘어, 경기 운영과 같은 실시간 네트워크 인프라 환경에서도 활용될 수 있음을 보여주는 사례로 의미가 있습니다.

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