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GPRS DTU是什么?其工作原理是什么?

smset  发表于 2007/11/16 23:13:35      2151 查看 2 回复  [上一主题]  [下一主题]

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GPRS DTU是什么?其工作原理是什么?


GPRS DTU全称GPRS数据传输单元,在国内目前实际上对GPRS DTU具有更加明确的约定:GPRS DTU是专门用于将串口数据通过GPRS 网络进行传送的GPRS无线设备。

GPRS DTU的四个核心功能:

1)内部集成TCP/IP协议栈
GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统,从硬件上,它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合;它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。

2)提供串口数据双向转换功能
GPRS DTU提供了串行通信接口,包括RS232,RS485,RS422等都属于常用的串行通信方式,而且GPRS DTU在设计上大都将串口数据设计成“透明转换”的方式,也就是说GPRS DTU可以将串口上的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送,而不需要改变原有的数据通信内容。因此,GPRS DTU可以和各种使用串口通信的用户设备进行连接,而且不需要对用户设备作改动。

3)支持自动心跳,保持永久在线
GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备永久在线,因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久在线功能,这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线(当长时间没有数据通信时,移动网关将断开DTU与中心的连接,心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包,以保持连接不被断开)、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。

4)支持参数配置,永久保存
GPRS DTU作为一种通信设备,其应用场合十分广泛。在不同的应用中,数据中心的IP地址及端口号,串口的波特率等都是不同的。因此,GPRS DTU都应支持参数配置,并且将配置好的参数保存内部的永久存储器件内(一般为FLASH或EEPROM等)。一旦上电,就自动按照设置好的参数进行工作。

GPRS DTU的扩展功能:

较为专业的GPRS DTU还提供一些扩展功能,主要包括:支持数据中心域名解析、支持远程参数配置/远程固件升级、支持远程短信/电话唤醒、支持本地串口固件升级、提供短信通道、提供DTU在线/离线电平指示等。

这些扩展功能可以增强系统的可靠性,以及方便用户的使用及维护。

下面通过众山科技ZSD3120 GPRS DTU功能描述,来详细列出专业DTU具备的基本功能及增强功能:

  ZSD3120 GPRS DTU
    

ZSD3120是一款使用GPRS网络进行无线数据传输的终端设备。内置西门子公司生产的工业级高可靠性GPRS引擎(MC35i/MC39i)和高速嵌入式处理器。支持PPP、TCP、UDP、ICMP等众多复杂网络协议和SOCKET标准,提供全透明数据传输和用户自由控制传输两种模式。同时支持点对点、点对多点、设备间、设备与中心间等各种不同的通讯模式。用户不用关心复杂的网络协议,使用RS232/485/422接口,就可以进行无线数据收发,让你的设备能够随时随地接入Internet。


 基本功能  增强功能
 内置TCP/IP协议栈,针对无线网
  络优化
 GPRS无线数据双向传输
 提供RS232/485/422接口
 符合ETSI GSM Phase 2+标准
 支持自动心跳,保持永久在线
 支持图形化参数配置
  完善的自动重联机制,强大的数据
  通道自恢复能力
 支持DTU断线告警
 支持智能重连模式,大幅降低无效流量
 支持中心为固定IP或动态域名
 支持远程参数配置,远程固件升级
 支持数据中心虚拟串口,兼容大量
  已有应用软件
 支持远程短信/电话唤醒
 支持点对点、点对多点、多点对多
  点对等  数据传输
 支持通过串口进行固件升级
 提供短信通道,内置Unicode码表
 提供DTU在线/离线电平指示脚
 支持300-115200宽范围波特率,支 
  持数据位,奇偶校验位,停止位设
  置,支持硬件流控
 支持APN虚拟专网业务
 支持现场定时发送数据采集指令,
  采集指令和采集周期可随意设置
 支持透明通信模式/控制通信模式/
  工业MODEM模式
 支持数据中心PING操作
 
 产品优势
 双向100K大容量数据缓冲区,支
  持大数据包传输
 采用TCP滑动窗口技术,大幅提升数据传输效率
 数据100%可靠收发
 数据包全透明1:1真实转换
 支持多数据中心,自动切换
 复合式看门狗技术,永不死机
 EMC抗干扰设计,适合电磁恶劣
  环境应用
 适应低温和高温工作环境
 提供功能强大的二次开发平台
 

 

我们通过典型GPRS在线监测系统方案,来说明一下GPRS DTU的工作原理:

1)在线监测系统结构图:


 

现场采集点

现场采集点的用户串口设备(可以是各种仪表/PLC/单片机/PC等),通过RS232或RS485/RS422接口与GPRS DTU终端相连,用户串口设备发送的数据通过GPRS DTU终端的内部嵌入式处理器对数据进行网络协议封装后通过GPRS无线网络发送到数据中心。

监控中心:

a)公网接入方案
服务器采用公网方式接入Internet,如ADSL拨号/电信专线宽带上网等,申请动态域名或者公网固定IP地址;可以实现中小容量的数据采集应用。

b)专网接入方案
服务器采用省移动通信公司提供的DDN专线, 申请配置固定IP地址,与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽,当现场采集点数量增加,中心不用扩容即可满足带宽需求,可实现大容量数据采集应用。监控中心RADIUS服务器接受到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证,后传送到监控中心计算机主机,通过系统软件对数据进行还原显示,并进行数据处理,这样进一步增强了系统数据通信安全性能。


GPRS DTU工作过程描述:

 GPRS DTU上电后,首先读出内部FLASH中保存的工作参数(包括GPRS拨号参数,串口波特率,数据中心IP地址等等,事先已经配置好)。

 GPRS DTU登陆GSM网络,然后进行GPRS PPP拨号。拨号成功后,GPRS DTU将获得一个由移动随机分配的内部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是说,GPRS DTU处于移动内网中,而且其内网IP地址通常是不固定的,随着每次拨号而变化。 我们可以理解为GPRS DTU这时是一个移动内部局域网内的设备,通过移动网关来实现与外部Internet公网的通信。这与局域网内的电脑通过网关访问外部网络的方式相似。

 GPRS DTU主动发起与数据中心的通信连接,并保持通信连接一直存在。 由于GPRS DTU处于移动内网,而且IP地址不固定。因此,只能由GPRS DTU主动连接数据中心,而不能由数据中心主动连接GPRS DTU。这就要求数据中心具备固定的公网IP地址或固定的域名。数据中心的公网IP地址或固定的域名作为参数存储在GPRS DTU内,以便GPRS DTU一旦上电拨号成功,就可以主动连接到数据中心。

具体地讲,GPRS DTU通过数据中心的IP地址(如果是采用中心域名的话,先通过中心域名解析出中心IP地址)以及端口号等参数,向数据中心发起TCP或UDP通信请求。在得到中心的响应后,GPRS DTU即认为与中心握手成功,然后就保持这个通信连接一直存在,如果通信连接中断,GPRS DTU将立即重新与中心握手。

由于TCP/UDP通信连接已经建立,就可以进行数据双向通信了。

对于DTU来说,只要建立了与数据中心的双向通信,完成用户串口数据与GPRS网络数据包的转换就相对简单了。一旦接收到用户的串口数据,DTU就立即把串口数据封装在一个TCP/UDP包里,发送给数据中心。反之,当DTU收到数据中心发来的TCP/UDP包时,从中取出数据内容,立即通过串口发送给用户设备。

通过有线的数据采集中心,同时与很多个GPRS DTU进行双向通信。这是目前GPRS DTU应用系统中最为常用的方式。

节选自 <众山GPRS DTU数传应用基础知识>

 

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  • bjtdhj

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    bjtdhj   发表于 2007/11/15 22:57:03

     TD-8700R是一款RS-232到GPRS转换器(又称无线数传终端,工业无线网卡,工业手机,GPRS调制解调器)。是深圳市天地华杰科技有限公司为了解决串口设备长距离传输数据,在利用GPRS网络平台的情况下而专业设计的。TD-8700S提供标准的RS-232通信接口,还提供双向透明数据传输通道,让用户不用知道复杂的GPRS通讯原理和TCP/IP协议情况下,不用更改原有程序情况下,就可以让工业RS-232串口设备的串口通信立即转换为GSM/GPRS无线网络通信。TD-8700R内置TCP/IP协议栈,它不对设备上传和下发的数据包进行解释与处理,仅对用户数据包实施TCP/UDP数据封包与拆包处理,从而实现数据透明传输的功能。同时还可以在网络结构上实现虚拟数据专用网的传输。



    >>产品特性:
        
                     1. 使用方便、灵活、可靠 、配置维护接口 
                     2. 符合GSM/GPRS通讯标准,支持虚拟数据专用网   
                     3. 数据终端永远在线 ,透明数据传输与协议转换 
                     4. 支持点对点、点对多点、多点对中心等数据传输短消息数据备用通道   
                     5. 一个RS232串口, 内置GPRS模块 
                     6. 抗干扰设计,适合电磁环境恶劣的应用需求   
                     7. 路由与虚拟地址转换服务(NAT)  无线、实时、大数据量通信  
                     8. 控制端不需要多用户卡、Modem之类的设备,只需要控制端上网  
                     9. 低端串口设备快速无线联网,大数据量通信  
                     10.通信效果取决于GSM/GPRS网络的建设  
                     11.数据通信稳定,数据传输速度快,数据量大的优点。单程<1秒,速度可达40 kbit/s 
                     12.通过超级终端类似于AT指令方式设置程序,灵活设置通信参数  
                     13.支持静态IP,域名,SMS找IP等多种主机发现方式 





    >>技术参数:
      
                      ◆ TCP/IP协议栈支持:TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、POP3、SMTP、HTTP 
                      ◆ 天线接口:50Ω/SMA 阴头    
                      ◆ 数据传输方式:全透明数据传输   
                      ◆ 支持参数设置:TCP客户、TCP服务器、UDP、设备透明传输等模式  
                      ◆ UIM卡:3V    
                      ◆ 串行数据接口:RS-232或RS-485    
                      ◆ 串行数据接口速率:300到115,200 bits/s    
                      ◆ 功能模式:掉线自动重新拨号功能 省电模式  
                      ◆ 设备功耗:待发射状态约120mA;发射状态约300mA,范围200mA ~480mA
                      ◆ 工作温度:-10~+50℃    
                      ◆ 储存温度:-20~+75℃    
                      ◆ 相对湿度:95% (无凝结)   
                      ◆ 设备供电: +5V   
                      ◆ 工作温度:-20℃ ~ +70℃   
                      ◆ 质量保证:三年  
       




    >>应用领域: 

                      广泛用于楼宇自动化控制、停车场设备联网控制、交通联网控制、PLC控制与管理、POS机的联网、LED屏幕控制、工厂、车间、矿井、银行、油田监控、电气、航海通信 、其他RS-232/485设备联网应用等遥控领域

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    引用 bjtdhj 2007/11/15 22:57:03 发表于2楼的内容

  • wweitree

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    wweitree   发表于 2007/11/16 23:13:35

    "GPRS DTU是专门用于将串口数据通过GPRS 网络进行传送的GPRS无线设备。"?


    请问楼主,你家DTU只能提供串口通讯的DTU么?行业内可不是这么约定的哦,这方面也没有什么明确的约定。

    3楼 回复本楼

    引用 wweitree 2007/11/16 23:13:35 发表于3楼的内容

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