Wiznet makers

프로젝트 개요

Revan Technology의 Industrial IP & 4G Smart Relay는 산업용 제어반에서 네트워크 장비와 현장 설비를 원격 감시·제어하기 위한 DIN-rail 모듈입니다. WIZnet W5500 기반 10/100 Ethernet을 기본 유선 통신 경로로 사용하고, Ethernet 장애 시 A7670E 기반 4G LTE Cat-1을 백업 통신 경로로 활용합니다.

이 장치는 9–36 V DC 전원을 사용하는 산업용 원격 I/O 및 제어 모듈로, WebUI, MQTT/JSON, SMS, ICMP watchdog, RS485 Modbus RTU, 센서 입력과 릴레이 출력을 하나의 시스템에 통합합니다.

주요 기능은 다음과 같습니다.

예를 들어 IP 카메라가 응답하지 않을 경우 장치가 설정된 IP로 ping을 보내 상태를 확인하고, 일정 횟수 이상 응답하지 않으면 릴레이를 이용해 전원을 껐다가 다시 공급할 수 있습니다. Ethernet 연결이 끊어졌을 때는 4G가 백업 통신 경로로 사용됩니다.

이 구조는 다음과 같은 산업 현장에 적용할 수 있습니다.

Industrial IoT: 센서 및 Modbus 데이터를 MQTT로 전송

원격 설비 제어: 펌프, 밸브, 조명, 접촉기 ON/OFF

스마트 팩토리: 제어반 및 생산 설비의 원격 상태 감시

빌딩·에너지 관리: 온도, 수위, 전력 계측 장비 모니터링

통신 설비: IP 카메라, 라우터, 모뎀 장애 감지 및 자동 재부팅

냉장·냉동 설비: NTC 기반 온도 감시와 원격 알람

농업·관개 시설: 현장 밸브나 펌프의 SMS 기반 원격 제어

핵심은 이 장치가 단순한 원격 릴레이가 아니라 현장 데이터를 수집하는 Monitoring Node와 실제 설비를 동작시키는 Control Node를 동시에 수행한다는 점입니다.

이미지 출처 : https://revantechnology.com/wp-content/uploads/Industrial-IP-4G-Smart-Relay-Datasheet-v2.pdf

Revan Technology는 어떤 회사인가요?

Revan Technology는 산업 자동화와 전자 시스템을 개발하는 엔지니어링 회사입니다.

주요 업무는 다음과 같습니다.

산업용 PCB 및 다층 회로 설계

STM32, ATmega, PIC/dsPIC, FPGA 기반 임베디드 소프트웨어 개발

센서·모터·밸브 등을 연결하는 산업용 제어 장치 개발

HMI/LCD 기반 맞춤형 컨트롤러 개발

IoT 및 로봇 시스템 개발

기존 PCB의 재설계 및 Reverse Engineering

프로토타입 제작부터 현장 테스트와 양산 단계까지 지원하며, 단순 PCB 제작보다는 하드웨어와 펌웨어를 함께 설계하는 산업용 시스템 개발에 초점을 두고 있습니다.

Industrial IP & 4G Smart Relay 역시 이러한 개발 방향을 잘 보여주는 제품입니다. Ethernet, 4G, RS485, 센서 입력과 릴레이 출력을 하나의 제어 노드에 통합해, 여러 개의 별도 통신·I/O 장치를 조합해야 하는 복잡성을 줄였습니다.

이미지 출처 : https://revantechnology.com/en/

WIZnet W5500은 어디에 사용되나요?

Revan Technology의 제품 사양에는 Ethernet 항목에 WIZnet W5500이 명시되어 있습니다. 따라서 W5500 적용은 추정이 아니라 실제 제품 사양으로 확인됩니다.

전체 구조를 단순화하면 다음과 같습니다.

                    ┌─ W5500 ─ Ethernet ─ LAN / Server
                    │
센서 / 입력 ────────┤
RS485 / Modbus ─────┤
                    ├─ ARM Cortex-M MCU
Relay Output ───────┤
                    │
                    └─ A7670E ─ 4G LTE ─ Cellular Network

이 구조에서 역할은 비교적 명확하게 나뉩니다.

W5500

유선 Ethernet 통신

TCP/UDP/IP 기반 socket 처리

WebUI 및 MQTT를 위한 유선 네트워크 경로

ICMP 기반 네트워크 감시에 필요한 IP 통신 경로

ARM MCU

센서 데이터 처리

릴레이 제어

Modbus RTU 처리

Watchdog 판단

MQTT 및 사용자 애플리케이션 로직

Ethernet/4G 통신 경로 관리

A7670E

4G LTE Cat-1 연결

Ethernet 장애 시 백업 통신

SMS 및 Cellular Data 통신

W5500은 10/100 Ethernet MAC/PHY와 Hardwired TCP/IP stack을 내장하고 있으며 TCP, UDP, ICMP, IPv4 등을 하드웨어에서 처리합니다. 또한 8개의 독립 socket과 총 32 KB의 내부 TX/RX buffer를 제공하고 MCU와 최대 80 MHz SPI로 연결됩니다.

이 특성은 여러 I/O와 통신 기능을 동시에 처리해야 하는 산업용 MCU 시스템에 적합합니다. MCU는 Ethernet 프로토콜 처리보다는 센서, Modbus, relay sequence, watchdog과 같은 장치 제어 로직에 더 집중할 수 있습니다.

구현 관점

Revan Technology는 제품의 기능과 하드웨어 사양은 공개하고 있지만, 실제 펌웨어 소스 코드는 공개하지 않고 있습니다.

따라서 다음 내용은 현재 공개 자료만으로 확인할 수 없습니다.

W5500 SPI 핀 번호

실제 SPI clock 설정

W5500 초기화 코드

Socket별 HTTP/MQTT 할당 방식

DHCP 또는 Static IP의 내부 구현

Ethernet → 4G 전환을 담당하는 state machine

확인되지 않은 코드를 임의로 작성하면 실제 제품 구현과 달라질 수 있으므로 여기서는 예제 코드를 제시하지 않습니다.

다만 공개된 기능을 기준으로 보면 펌웨어 구조는 다음과 같은 계층으로 구성되는 것이 자연스럽습니다.

Application
 ├─ WebUI
 ├─ MQTT / JSON
 ├─ SMS Command
 ├─ Ping Watchdog
 ├─ Relay Control
 └─ Alarm Logic
          │
Network Management
 ├─ Ethernet 상태 관리
 └─ 4G Failover 관리
          │
Communication
 ├─ W5500 Ethernet
 ├─ A7670E LTE
 └─ RS485 / Modbus RTU
          │
Hardware
 ├─ ARM MCU
 ├─ Relay
 └─ Sensor Inputs

특히 4G failover는 W5500 자체의 기능이 아닙니다. Ethernet 상태를 판단하고 MQTT 연결을 다시 설정하거나 4G 모뎀으로 통신 경로를 변경하는 동작은 상위 MCU 펌웨어에서 관리해야 합니다.

실무 적용 시 주의사항

Ethernet Link와 서버 응답 상태를 구분해서 관리하시는 것이 좋습니다. 케이블 연결이 정상이어도 gateway나 대상 장비가 응답하지 않을 수 있으므로 PHY Link와 ICMP 결과를 별도로 판단해야 합니다.

Watchdog 대상은 실제 관리 장비로 설정하셔야 합니다. 임의의 인터넷 서버를 감시하면 외부 인터넷 장애를 현장 장비 장애로 오인할 수 있습니다.

모터나 컴프레서를 릴레이에 직접 연결하지 않는 것이 좋습니다. 이런 부하에는 contactor 또는 SSR을 중간에 사용하는 구성이 적절합니다.

4G 안테나는 금속 제어반 외부에 배치하는 것이 유리합니다. 금속 enclosure 내부에서는 셀룰러 신호가 크게 감쇠될 수 있습니다.

Ethernet과 4G 전환 시 세션 복구 정책이 필요합니다. MQTT 같은 지속 연결은 인터페이스가 변경되면 broker 재접속과 timeout 처리가 필요합니다.

W5500 socket과 buffer 사용량을 애플리케이션에 맞게 설계해야 합니다. HTTP, MQTT, watchdog 등 여러 IP 기능을 동시에 사용할 경우 socket 자원 관리가 필요합니다.

원격 Relay 기능을 비상정지 회로 대신 사용해서는 안 됩니다. 원격 통신 장치는 안전 릴레이나 현장 E-Stop 체인을 대체하지 않습니다.

FAQ

Q1. 이 제품에서 왜 W5500을 사용하나요?

W5500은 Ethernet MAC/PHY뿐 아니라 Hardwired TCP/IP stack을 내장하고 있습니다. TCP, UDP, ICMP, IPv4 등의 처리를 전용 하드웨어에서 수행하고 8개의 socket과 32 KB의 내부 네트워크 buffer를 제공하므로, MCU가 센서·릴레이·Modbus와 같은 애플리케이션 처리에 집중하기 좋은 구조를 만들 수 있습니다.

Q2. W5500은 MCU와 어떻게 연결되나요?

W5500은 SPI 인터페이스를 사용하며 최대 80 MHz SPI를 지원합니다. 일반적으로 SCLK, MOSI, MISO, CS와 제어용 INT/RST 신호를 사용하지만, Revan 제품의 실제 MCU 핀 배치는 공개되어 있지 않습니다.

Q3. 이 제품에서 W5500은 구체적으로 어떤 역할을 하나요?

장치의 유선 IP 통신 인터페이스를 담당합니다. 현장 LAN을 통해 WebUI와 MQTT 같은 IP 기반 기능을 사용할 수 있도록 하며, IP 카메라나 라우터를 감시하는 watchdog 기능에도 필요한 네트워크 경로를 제공합니다.

Q4. 초보자도 비슷한 시스템을 만들 수 있나요?

W5500 Ethernet 자체는 SPI와 기본적인 TCP/IP socket 개념을 이해하시면 접근할 수 있습니다. 다만 이 제품과 같은 수준의 장치를 개발하려면 Ethernet 외에도 RS485/Modbus, 산업용 전원 설계, relay drive, 4G modem 제어, MQTT, watchdog 및 failover 설계에 대한 이해가 필요합니다.

Q5. Ethernet이 끊어지면 W5500이 자동으로 4G로 전환하나요?

그렇지 않습니다. W5500과 A7670E는 각각 독립된 네트워크 인터페이스입니다. Ethernet 장애를 감지하고 4G로 경로를 전환한 뒤 MQTT나 서버 연결을 복구하는 과정은 MCU의 상위 애플리케이션에서 관리해야 합니다. Revan 제품은 4G failover 기능을 제공하지만, 해당 내부 펌웨어 구현은 공개되어 있지 않습니다.

Project Overview

Revan Technology’s Industrial IP & 4G Smart Relay is a DIN-rail module designed for remote monitoring and control of network equipment and field devices in industrial control panels. It uses 10/100 Ethernet based on the WIZnet W5500 as its primary wired communication path, while 4G LTE Cat-1 based on the A7670E serves as a backup connection when Ethernet is unavailable.

The device is an industrial remote I/O and control module powered by 9–36 V DC. It integrates WebUI, MQTT/JSON, SMS, an ICMP watchdog, RS485 Modbus RTU, sensor inputs, and relay outputs into a single system.

Its main functions are as follows.

For example, if an IP camera stops responding, the device can ping the configured IP address to check its status. If the camera fails to respond after a predefined number of attempts, the relay can turn its power off and back on. If the Ethernet connection is lost, 4G is used as the backup communication path.

This architecture can be applied to a wide range of industrial environments.

Industrial IoT: Transmits sensor and Modbus data over MQTT.

Remote Equipment Control: Remotely switches pumps, valves, lighting, and contactors ON or OFF.

Smart Factories: Monitors control panels and production equipment remotely.

Building and Energy Management: Monitors temperature, water level, and power-metering equipment.

Telecommunications Equipment: Detects failures in IP cameras, routers, and modems and performs automatic power cycling.

Refrigeration and Cold Storage: Provides NTC-based temperature monitoring and remote alarms.

Agriculture and Irrigation: Enables SMS-based remote control of field valves and pumps.

The key point is that this device is not simply a remote relay. It acts as both a Monitoring Node that collects field data and a Control Node that operates physical equipment.

Image source: https://revantechnology.com/wp-content/uploads/Industrial-IP-4G-Smart-Relay-Datasheet-v2.pdf

What Kind of Company Is Revan Technology?

Revan Technology is an engineering company that develops industrial automation and electronic systems.

Its main areas of work include:

Industrial PCB and multilayer circuit design

Embedded software development based on STM32, ATmega, PIC/dsPIC, and FPGA platforms

Industrial control devices that interface with sensors, motors, valves, and other field equipment

Custom HMI/LCD-based controller development

IoT and robotics system development

Redesign and reverse engineering of existing PCBs

The company supports projects from prototyping and field testing through production stages. Rather than focusing only on PCB manufacturing, Revan Technology specializes in industrial system development that combines hardware and firmware design.

The Industrial IP & 4G Smart Relay reflects this development approach. By integrating Ethernet, 4G, RS485, sensor inputs, and relay outputs into a single control node, it reduces the complexity of combining multiple separate communication and I/O devices.

Image source : https://revantechnology.com/en/

Where Is the WIZnet W5500 Used?

Revan Technology’s product specifications explicitly identify the WIZnet W5500 in the Ethernet section. Therefore, the use of the W5500 is not an assumption; it is confirmed in the published product specifications.

The overall architecture can be simplified as follows.

                    ┌─ W5500 ─ Ethernet ─ LAN / Server
                    │
Sensors / Inputs ───┤
RS485 / Modbus ─────┤
                    ├─ ARM Cortex-M MCU
Relay Output ───────┤
                    │
                    └─ A7670E ─ 4G LTE ─ Cellular Network

The responsibilities in this architecture are divided as follows.

W5500

Wired Ethernet communication

TCP/UDP/IP-based socket processing

Wired network path for WebUI and MQTT

IP communication path required for ICMP-based network monitoring

ARM MCU

Sensor data processing

Relay control

Modbus RTU processing

Watchdog decision logic

MQTT and user application logic

Ethernet/4G communication-path management

A7670E

4G LTE Cat-1 connectivity

Backup communication when Ethernet is unavailable

SMS and cellular data communication

The W5500 integrates a 10/100 Ethernet MAC/PHY and a Hardwired TCP/IP stack, allowing protocols such as TCP, UDP, ICMP, and IPv4 to be processed in hardware. It also provides eight independent sockets, a total of 32 KB of internal TX/RX buffer memory, and an SPI interface operating at up to 80 MHz for communication with the MCU.

These characteristics are well suited to industrial MCU systems that must handle multiple I/O and communication tasks simultaneously. Instead of spending MCU resources on Ethernet protocol processing, the MCU can focus more on device-control logic such as sensor handling, Modbus communication, relay sequences, and watchdog functions.

Implementation Perspective

Revan Technology publishes the product features and hardware specifications, but the actual firmware source code is not publicly available.

As a result, the following details cannot currently be verified from the available public information:

W5500 SPI pin assignments

Actual SPI clock configuration

W5500 initialization code

HTTP/MQTT socket allocation

Internal DHCP or Static IP implementation

The state machine responsible for Ethernet-to-4G switching

Providing unverified example code could differ from the actual product implementation, so no example firmware code is included here.

Based on the published functionality, however, the firmware architecture can reasonably be organized into the following layers.

Application
 ├─ WebUI
 ├─ MQTT / JSON
 ├─ SMS Command
 ├─ Ping Watchdog
 ├─ Relay Control
 └─ Alarm Logic
          │
Network Management
 ├─ Ethernet Status Management
 └─ 4G Failover Management
          │
Communication
 ├─ W5500 Ethernet
 ├─ A7670E LTE
 └─ RS485 / Modbus RTU
          │
Hardware
 ├─ ARM MCU
 ├─ Relay
 └─ Sensor Inputs

In particular, 4G failover is not a function of the W5500 itself. The upper-level MCU firmware must determine the Ethernet status, re-establish MQTT connections when necessary, and switch the communication path to the 4G modem.

Practical Considerations

Ethernet link status and server response status should be monitored separately. Even if the Ethernet cable is connected correctly, the gateway or target device may still be unreachable. PHY link status and ICMP results should therefore be evaluated independently.

The watchdog target should be an actual managed device. Monitoring an arbitrary Internet server can cause an external Internet outage to be misinterpreted as a failure of local equipment.

Motors and compressors should not normally be connected directly to the relay. For these types of loads, using an intermediate contactor or SSR is more appropriate.

The 4G antenna should preferably be installed outside a metal control enclosure. Cellular signals can be significantly attenuated inside a metal enclosure.

A session-recovery policy is required when switching between Ethernet and 4G. Persistent connections such as MQTT must reconnect to the broker and handle timeouts when the network interface changes.

W5500 socket and buffer resources should be allocated according to the application. When HTTP, MQTT, watchdog, and other IP functions are used simultaneously, socket resources need to be managed carefully.

The remote relay function should not be used as a replacement for an emergency-stop circuit. A remotely controlled communication device does not replace a safety relay or a local E-Stop chain.

FAQ

Q1. Why is the W5500 used in this product?

The W5500 integrates not only an Ethernet MAC/PHY but also a Hardwired TCP/IP stack. It processes TCP, UDP, ICMP, IPv4, and related functions in dedicated hardware while providing eight sockets and 32 KB of internal network buffer memory. This architecture allows the MCU to focus more on application tasks such as sensor processing, relay control, and Modbus communication.

Q2. How is the W5500 connected to the MCU?

The W5500 uses an SPI interface and supports SPI clock speeds of up to 80 MHz. A typical connection uses SCLK, MOSI, MISO, and CS, along with control signals such as INT and RST. However, the actual MCU pin assignments used in the Revan product are not publicly available.

Q3. What specific role does the W5500 play in this product?

The W5500 provides the device’s wired IP communication interface. It enables IP-based functions such as WebUI and MQTT over the local Ethernet network and also provides the network path required for watchdog functions that monitor devices such as IP cameras and routers.

Q4. Can beginners build a similar system?

Basic W5500 Ethernet integration is approachable if you understand SPI and basic TCP/IP socket concepts. However, developing a system comparable to this product also requires knowledge of RS485/Modbus, industrial power design, relay driving, 4G modem control, MQTT, watchdog logic, and network failover design.

Q5. Does the W5500 automatically switch to 4G if Ethernet is disconnected?

No. The W5500 and A7670E are independent network interfaces. Detecting an Ethernet failure, switching the communication path to 4G, and restoring MQTT or server connections must be handled by the MCU’s upper-level application logic. The Revan product provides 4G failover functionality, but its internal firmware implementation has not been publicly disclosed.