Novel 4G network monitor
Novel 4G network monitor
1. Patent Summary: New 4G Network Monitor
This patent relates to a multi-functional network monitoring device used in smart cities, road monitoring, and IT room environmental monitoring. It is designed to overcome the limitations of existing routers and switches (such as inability to operate during power outages and difficulties with remote management).
Key Features
Communication Redundancy: Simultaneously supporting wired Ethernet (RJ45) and wireless 4G (LTE Category-1), it maintains communication with the server even when the wired network is down.
Built-in Uninterruptible Power Supply (UPS): Equipped with a built-in lithium battery and charging circuit, it notifies the server of a power outage and maintains operation for a certain period of time even if the external power supply is interrupted.
Remote Control and Recovery: System failures can be recovered remotely by powering off and on (rebooting) cameras or routers via a relay control circuit.
Connectivity to Various Sensors: RS485 communication and analog signal collection capabilities allow for data collection from temperature, humidity, smoke detectors, and power meters.
2. Summary of the Role of the W5500 Chip
The patent specification mentions the W5500 (chip number U6) in the "RJ45 Ethernet Circuit" section. Within this device, the W5500 performs the following key roles:
① Hardware Processing of Wired Network Communications
The W5500 is a controller with a built-in hardware TCP/IP protocol stack.
Reduced MCU Load: The main processor (AT32F415) no longer needs to directly process complex network communications (TCP, UDP, IPv4, etc.) in software. The W5500 handles this in hardware, thereby enhancing system stability.
② Remote Management and Monitoring via Wired Networks
Local/Wide Area Network Access: Connected to the wired Internet via the RJ45 port, it serves as a gateway for transmitting device status data in real time and receiving control commands from the server.
③ High-Speed Data Interface
SPI Communication: Connected to the main MCU via a high-speed SPI interface, it transmits large amounts of sensor data and status information over the Ethernet network without delay.
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주하이 니렌 전기기술 유한공사 (Zhuhai Niren Electronic Technology Co ltd)
광둥성 주하이시 위치
산업용 IoT 및 스마트 제어 솔루션 전문 기업
주로 네트워크 통신과 전력 제어를 결합한 원격 관리 장비를 개발합니다.
[주요제품]
네트워크 모니터 및 리부터 (Network Monitors/Rebooters):CCTV 카메라나 라우터가 멈췄을 때 자동으로 감지하여 전원을 껐다 켜주는 장치.
원격 전원 제어기 (PDU/Remote Power Control):웹이나 모바일 앱을 통해 멀리 떨어진 곳의 전원을 제어하는 스마트 콘센트 및 산업용 제어 함체.
IoT 게이트웨이 및 DTU:RS485나 아날로그 센서 데이터를 4G/이더넷으로 변환해 서버로 전송하는 통신 장비.
전산실 환경 모니터링 시스템:전산실의 온도, 습도, 침수, 정전 여부를 감시하고 비상 알람을 보내는 솔루션.
연매출 : 50억원 내외
특징 : W5500(이더넷), Air780E(4G), RS485 등 다양한 통신 규격을 한 보드에 통합하는 설계 능력이 뛰어납니다.
1. 특허 요약: 신형 4G 네트워크 모니터
이 특허는 스마트 시티, 도로 모니터링, 전산실 환경 감시 등에 사용되는 다기능 네트워크 모니터링 장치에 관한 것입니다. 기존 공유기나 스위치가 가진 한계(정전 시 작동 불능, 원격 관리 어려움 등)를 극복하기 위해 설계되었습니다.
이 특허의 핵심 특징
통신 이중화: 유선 이더넷(RJ45)과 무선 4G(LTE Cat-1)를 동시에 지원하여 유선망이 끊겨도 서버와 통신을 유지합니다.
무정전 전원(UPS) 내장: 내장 리튬 배터리와 충전 회로를 갖추고 있어, 외부 전원이 차단되어도 정전 사실을 서버에 알리고 일정 기간 작동을 유지합니다.
원격 제어 및 복구: 릴레이 제어 회로를 통해 원격에서 카메라나 라우터의 전원을 껐다 켜서(리부팅) 시스템 장애를 복구할 수 있습니다.
다양한 센서 연결: RS485 통신 및 아날로그 신호 수집 기능을 통해 온도, 습도, 연기 감지기, 전력량계 등의 데이터를 모집합니다.
2. W5500 칩의 역할 요약
특허 명세서 내 "RJ45 이더넷 회로" 부분에서 W5500(칩 번호 U6)이 사용되었습니다. 이 장치 내에서 W5500은 다음과 같은 핵심 역할을 수행합니다.
① 유선 네트워크 통신의 하드웨어 처리
W5500은 하드웨어 TCP/IP 프로토콜 스택이 내장된 컨트롤러입니다.
MCU 부하 감소: 메인 프로세서(AT32F415)가 복잡한 네트워크 통신(TCP, UDP, IPv4 등)을 직접 소프트웨어로 처리할 필요 없이, W5500이 이를 하드웨어적으로 대신 처리해 주어 시스템의 안정성을 높입니다.
② 유선망을 통한 원격 관리 및 모니터링
로컬/광역 네트워크 접속: RJ45 포트를 통해 유선 인터넷에 연결되어 장비의 상태 데이터를 실시간으로 전송하고 서버로부터 제어 명령을 수신하는 창구 역할을 합니다.
③ 고속 데이터 인터페이스
SPI 통신: 메인 MCU와 고속 SPI 인터페이스로 연결되어 대량의 센서 데이터나 상태 정보를 지연 없이 이더넷망으로 쏘아 보냅니다.
3. 요약 및 비교 (유선 vs 무선)
4. 이 특허의 핵심은 W5500을 통한 유선 연결과 4G 모듈을 통한 무선 연결을 동시에 보유함으로써 어떠한 상황에서도 모니터링을 놓치지 않는 "신뢰성"에 있습니다.
5. 중국에서 이런 이더넷이 강한 회사가 SPE 시장을 노리지 않나?
실제로 중국의 대형 통신 기업들은 SPE 시장을 매우 적극적으로 노리고 있습니다.
다만, 앞서 언급된 주하이 니런(Zhuhai Niren) 같은 소규모 중소기업과 화웨이, 하이비전 같은 거대 기업의 전략에는 큰 차이가 있습니다.
5-1. 중국 대형 기업들의 SPE 전략
중국 내 이더넷 강자들은 이미 SPE(Single Pair Ethernet)를 미래 핵심 먹거리로 보고 투자를 늘리고 있습니다.
자동차 시장 선점 (가장 빠름): 중국은 세계 최대 전기차 시장입니다. 화웨이(Huawei)나 BYD 같은 기업들은 차량 내 배선을 줄이고 무게를 가볍게 하기 위해 SPE 기술(주로 100BASE-T1, 1000BASE-T1)을 이미 양산 단계에서 적용하고 있습니다.
산업용 표준 주도: 과거에는 독일(HARTING, Phoenix Contact)이 이더넷 표준을 주도했다면, 최근 중국은 T/CES 134-2022와 같은 자체 산업용 이더넷 표준을 만들며 SPE를 그 중심에 두고 있습니다.
거대 가전/보안 기업: 하이비전(Hikvision)이나 다후아(Dahua) 같은 보안 카메라 1위 기업들은 거대한 공장이나 빌딩에서 선 하나로 전원(PoDL)과 데이터를 해결하는 SPE 기술을 차세대 주력 라인업으로 검토 중입니다.
5-2. 왜 니런(Niren) 같은 회사는 아직 안 하나?
사용자가 보신 특허의 주인공인 니런 전자가 SPE를 쓰지 않는 이유는 기술력이 없어서라기보다 '타겟 시장' 때문입니다.
애프터마켓(AS) 중심: 니런의 제품은 주로 이미 설치된 기존 CCTV나 네트워크 장비를 보완하는 용도입니다. 현장에는 이미 수조 원어치의 RJ45(표준 이더넷) 케이블이 깔려 있습니다. 이 시장에서는 SPE보다 "기존 케이블에서 잘 돌아가느냐"가 훨씬 중요합니다.
W5500의 가성비: SPE를 쓰려면 전용 PHY 칩과 특수 커넥터가 필요한데, 아직은 표준 W5500 칩셋보다 단가가 높습니다. 중소기업 입장에서는 검증된 저렴한 솔루션을 선호합니다.
6. 이 업체와 위즈네트의 협업 방안?
6-1. SPE(싱글 페어 이더넷) 기반의 차세대 모니터 공동 개발
니런 전자가 아직 도입하지 않은 SPE 기술을 위즈네트의 차세대 칩셋을 통해 구현하는 방안입니다.
아이디어: "SPE-to-4G/Ethernet 스마트 게이트웨이" 출시.
협업 내용: 위즈네트가 개발 중인 SPE 지원 칩셋이나 모듈을 니런 전자의 모니터링 바디에 이식합니다.
기대 효과: 기존의 8가닥 이더넷 케이블 대신 2가닥만 사용하는 SPE를 통해 배선 비용을 70% 이상 절감하면서도, 니런 전자의 강점인 4G 백업 기능을 유지해 초가성비 산업용 모니터를 만들 수 있습니다.
6-2. 위즈네트 MCU(W55RP20)를 활용한 원가 절감 및 소형화
최근 위즈네트가 출시한 W55RP20(RP2040 MCU + W5500 통합 칩)을 적용하는 방식입니다.
아이디어: "초소형 임베디드 정전 감지 센서".
협업 내용: 현재 니런 전자의 장비는 여러 회로가 복잡하게 얽혀 있으나, MCU와 이더넷이 통합된 W55RP20을 쓰면 보드 크기를 절반으로 줄일 수 있습니다.
기대 효과: 장비의 소형화는 물론, 부품 수(BOM)를 줄여 가격 경쟁력을 획기적으로 높일 수 있습니다. 이는 주하이 지역의 대량 생산 인프라와 결합할 때 큰 시너지를 냅니다.
[협업의 핵심 시나리오]
니런 전자가 현장의 요구사항(정전 감지, 4G 백업, 릴레이 제어)을 하드웨어로 구현하면, 위즈네트는 이를 안정적으로 서버에 연결할 수 있는 '심장(통신 칩)'과 '혈관(SPE/IPv6)' 기술을 제공하는 모델입니다.
이러한 협업은 특히 주하이시와 한국 수원시(위즈네트 본사 인근)의 기업 간 교류가 활발해지는 현재의 비즈니스 환경에서 매우 현실성 있는 시나리오입니다.

