Nordic Semiconductor nRF52840 DevKit + WIZnet W5500 Ethernet Shield
Nordic Semiconductor nRF52840 DevKit + WIZnet W5500 Ethernet Shield
WIZnet - W5500
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zephyr-project - Zephyr RTOS
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Mender란?
Mender는 임베디드 시스템을 위한 안전하고 신뢰성 높은 OTA(Over-The-Air) 업데이트 플랫폼입니다. 산업용 IoT에서 요구되는 대규모 장치 관리와 안정적인 업데이트를 지원합니다.
Mender 주요 기능
업데이트 실패 시 자동 롤백(듀얼 파티션 구조)
HTTPS 기반의 안전한 업데이트
다수의 IoT 장치 원격 관리
MCU 대상의 경량 OTA 업데이트(Mender MCU Client) 지원
BLE의 한계: Gateway가 필요한 이유
BLE는 기본적으로 GATT 기반의 연결 방식을 사용하며 TCP/IP 스택을 포함하지 않습니다. 이 때문에 다음과 같은 제약이 존재합니다.
BLE는 IP 기반 통신을 직접 수행할 수 없음
클라우드 서버 또는 인터넷에 접근하기 위해서는 반드시 Gateway가 필요
신호 간섭과 거리 제약으로 인해 장시간 안정적 연결이 필요한 OTA 운영에는 적합하지 않음
따라서 BLE는 단독으로 안정적인 메시지 전달이나 OTA 업데이트를 수행하기 어렵습니다.
유선 Ethernet(W5500)의 장점: 무선 대비 안정성
W5500 Ethernet Shield는 유선 기반 통신을 지원하여, 무선 환경과 비교했을 때 여러 가지 이점을 갖습니다.
전파 간섭의 영향을 받지 않아 통신 안정성이 높음
장시간 데이터 전송이 필요한 OTA 업데이트에 적합
W5500의 하드웨어 TCP/IP 스택으로 MCU의 부담 감소
산업용 IoT 환경에서 요구되는 안정적 네트워크 품질 제공
고정 IP, DHCP 등 표준 네트워크 관리 기능 활용 가능
이러한 이유로 BLE 기반의 nRF52840 보드를 유선 Ethernet으로 확장하면, 기업·산업용 IoT 시스템에 필요한 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
Zephyr + Mender 빌드 설정 요약
빌드 후에는 다음 명령으로 플래시합니다.
nRF52840 + W5500 + Mender 조합의 의미
BLE 기반 보드는 무선 환경 특성상 안정성 확보가 어렵고, Gateway가 필요하며, 장시간 연결을 요구하는 OTA 업데이트에는 적합하지 않습니다. 반면, W5500 Ethernet Shield를 결합하면 다음과 같은 장점이 생깁니다.
Gateway 없이 직접 IP 네트워크 연결
안정적이고 지속적인 데이터 전송
OTA 업데이트 실패율 감소
산업용 IoT 시스템에 적합한 네트워크 구조 확보
결과적으로, BLE 중심 보드인 nRF52840을 유선 Ethernet 기반 IoT 장치로 확장하여 기업 수준의 안정적인 OTA 업데이트와 원격 장치 관리를 실현할 수 있는 조합입니다.
What is Mender?
Mender is a secure and reliable Over-The-Air (OTA) update platform designed for embedded systems. It supports large-scale device management and stable software updates required in industrial IoT environments.
Key Features of Mender
Automatic rollback if an update fails (dual-partition architecture)
Secure updates using HTTPS
Remote management of a large number of IoT devices
Lightweight OTA updates for MCUs (via the Mender MCU Client)
Limitations of BLE: Why a Gateway is Required
BLE fundamentally uses a GATT-based communication model and does not include a TCP/IP stack. Because of this, BLE has several limitations:
BLE cannot perform IP-based communication directly
A Gateway is required to access cloud servers or the Internet
BLE is not suitable for OTA operations that require long-duration, stable connections due to signal interference and limited range
Therefore, BLE alone struggles to deliver stable communication or perform reliable OTA updates.
Advantages of Wired Ethernet (W5500): Stability Over Wireless
The W5500 Ethernet Shield supports wired Ethernet communication and provides several advantages over wireless environments:
High communication stability without being affected by radio interference
Suitable for OTA updates that require long, uninterrupted data transmission
Reduced MCU load thanks to the W5500’s hardware TCP/IP stack
Provides reliable network quality required for industrial IoT
Supports standard network management features such as static IP and DHCP
For these reasons, extending a BLE-based nRF52840 board with wired Ethernet greatly improves the stability and reliability needed for enterprise and industrial IoT systems.
Zephyr + Mender Build Configuration Summary
After the build completes, flash the firmware using:
Significance of the nRF52840 + W5500 + Mender Combination
BLE-based boards are not optimal for OTA updates since they suffer from wireless instability, require a Gateway, and cannot maintain long-duration, reliable connections. In contrast, combining the nRF52840 with the W5500 Ethernet Shield offers the following benefits:
Direct IP network connectivity without a Gateway
Stable and continuous data transmission
Dramatically reduced OTA update failure rate
A network infrastructure suitable for industrial IoT applications
In conclusion, integrating wired Ethernet into a BLE-centric nRF52840 system enables a highly reliable OTA and remote device management solution suitable for enterprise-level IoT deployments.
