DTU

工业物联网通讯专家!
认真做好每一件事,设计简单、可靠、价格合理的产品!

DTU

DTU (Data Transfer unit)全称数据传输单元,是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信 网络进行传送的无线终端设备。

  DTU硬件组成

  DTU 硬件组成部分主要包括CPU控制模块、无线通讯模块以及电源模块

  DTU 优点

  组网迅速灵活,建设周期短、成本低;

  网络覆盖范围广;

  安全保密性能好;

  链路支持永远在线、按流量计费、用户使用成本低;

GPRS DTU的核心功能

 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。
  5)支持用户串口参数设置
  不同用户设备的串口参数有所不同,DTU连接用户设备的串口时,要根据用户设备串口的实际参数对DTU端进行相应设置,保证用户设备的正常通信和可靠数据传输。

 

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。   更高级的DTU,也可给用户提供二次开发的功能;例如;通信插件、DLL、接口文档,以便用户根据自己的实际情况对DTU进行改造,完善DTU产品,使其更加的切合自身需求。

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。

DTU应用系统和应用领域

  DTU的主要功能是把远端设备的数据通过无线的方式传送回后台中心。如右图所示,要完成数据的传输需要建立一套完整的数据传输系统。 在这个系统中包括:DTU,客户设备、移动网络、后台中心。在前端,DTU和客户的设备通过232或者485接口相连。DTU上电运行后先注册到移动的 GPRS网络,然后去和设置在DTU中的后台中心建立SOCKET连接。后台中心作为SOCKET的服务端,DTU是SOCKET连接的客户端。因此只有DTU是不能完成数据的无线传输的,还需要有后台软件的配合一起使用。在建立连接后,前端的设备和后台的中心就可以通过DTU进行无线数据传输了,而且是双向的传输。

  DTU现在已经广泛应用于电力、环保、LED信息发布、物流、水文、气象等行业领域。如上图所 示,尽管应用的行业不同,但应用的原理是相同的。大都是DTU和行业设备相连,然后和后台建立无线的通信连接。在物联网日益发展的今天,DTU的使用也越 来越广泛。为各行业之间的产业融合提供了帮助。



上一篇:GPRS
下一篇:TCP

发表评论