GPRS DTU
目錄DTU通訊的本質和使用GPRS DTU四個核心功能GPRS DTU使用場合
CAIMORE GPRS DTUGPRS DTUDTU (Data Terminal unit)全稱數據傳輸單元，是專門用於將串口資料轉換為IP資料或將IP資料轉換為串口資料通過無線通訊 網路進行傳送的無線終端裝置。 GPRS DTU就是用GPRS網路來傳輸資料的裝置，它採用工業級嵌入式處理器，內嵌TCP/IP協議棧。為使用者提供高速，穩定可靠，資料終端永遠線上，多種協議轉換的Virtual Private Cloud。
無線參數
1. 支援EGSM900/GSM1800MHz雙頻，800/900/1800/1900MHz四頻可選
2. GPRS multi-slot class 10
3. 編碼方案：CS1~CS4
4. 符合SMG31bis技術規範
5. Compliant to GSM phase 2/2+
6. 支援資料、語音、簡訊和傳真
硬體系統
1. CPU：工業級嵌入式處理器
2. 介面：
UART：
1個RS232串口
串口速率： 300bps ~ 115200bps
資料位元支援： 8位 或 7位
同位位元： 無 或 奇數校正 或 偶數校正
停 止 位： 1位 或 2位
軟體功能
1. TCP/UDP透明資料轉送；支援多種工作模式，心跳包技術
2. 智能防掉線，支援線上檢測，線上維持，掉線自動重撥，確保裝置永遠線上
3. 支援虛擬資料專用網（APN/VPDN）
4. 支援資料中心動態網域名稱和IP地址訪問
5. 支援DNS動態擷取，防止DNS伺服器異常導致的裝置當機
6. 支援雙資料中心備份
7. 可以用做普通撥號MODEM
8. 支援遠程配置，遠端控制
9. 通過串口軟體升級
典型應用
1. 電力監控
2. 油田監測
3. 遠程抄表
4. 路燈監控
5. 環境監測
6. 氣象監測
7. 水利監測
8. 熱網監測
9. 電錶監測
10. 機房監控
11. 交通指示
12. 煤炭監控
13. 地震監測
14. 車輛誘導
15. 供水監控
16. 高速公路監測
17. 雜訊即時監控
18. 環保重點汙染源監控
19. 供水管網即時傳輸監控
20. 電力配網自動化遙控系統
21. 各類國內外帶串口或485介面的PLC，RTU實現無線資料轉送等
編輯本段DTU通訊的本質和使用 GPRS DTU最基本的用法是：在DTU中放入一張開通GPRS功能的SIM卡，DTU上電後先註冊到GPRS網路，然後通過GPRS網路和資料處理中心建立串連，如右圖所示。這條串連涉及了無線網路電訊廠商，網際網路寬 帶供應商，使用者公司的網路情況，以及使用者的電腦配置等環節，因此要建立這條串連需要把各部分都配置好。在本質上，DTU和資料處理中心建立的是SOCKET串連。DTU是SOCKET用戶端，資料處理中心是SOCKET的服務端。SOCKET串連有TCP協議和UDP協議之分，DTU和中心要使用相同的協議，這個一般都有配置軟體進行配置。給DTU配置好中心的IP地址和連接埠號碼後，則把DTU通過串口和使用者的裝置相連。在中，DTU和水文、電力、氣象、環保等裝置連起來放置在現場。DTU上電後首先註冊到移動的網路，然後發送建立SOCKET的請求包給移動，移動把這個請求發送到網際網路。中心的服務端軟體接收到請求後建立串連，並發送應答資訊。DTU發送的請求資訊是網際網路上的資料包，有一些原因會阻止中心收到串連請求包，這樣也就不能建立串連。最常見的有中心的電腦上有殺毒軟體、防火牆等把這些資料包給屏蔽了。另一是中心電腦是通過路由器上網的，在路由器上要設定資料轉寄。SOCKET串連建立後就可以雙向通訊了。
編輯本段GPRS DTU四個核心功能 （1）內部整合TCP/IP協議棧
GPRS DTU內部封裝了PPP撥號協議以及TCP/IP協議棧並且具有嵌入式作業系統，從硬體上，它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結合；它具備GPRS撥接以及TCP/IP資料通訊的功能。
（2）提供串口資料雙向轉換功能
GPRS DTU提供了串列通訊介面，包括RS232,RS485,RS422等都屬於常用的串列通訊方式，而且GPRS DTU在設計上大都將串口資料設計成“透明轉換”的方式，也就是說GPRS DTU可以將串口上的未經處理資料轉換成TCP/IP資料包進行傳送，而不需要改變原有的資料通訊內容。因此，GPRS DTU可以和各種使用串口通訊的使用者裝置進行串連，而且不需要對使用者裝置作改動。
（3）支援自動心跳，保持永久線上
GPRS通訊網路的優點之一就是支援GPRS終端裝置永久線上，因此典型的GPRS DTU在設計上都支援永久線上功能，這就要求DTU包含了上電自動撥號、採用心跳包保持永久線上（當長時間沒有資料通訊時，移動網關將斷開DTU與中心的串連，心跳包就是DTU與資料中心在串連被斷開之前發送一個小資料包，以保持串連不被斷開）、支援斷線自動重連、自動重撥號等特點。
（4）支援參數配置，永久儲存
GPRS DTU作為一種通訊裝置，其應用場合十分廣泛。在不同的應用中，資料中心的IP地址及連接埠號碼，串口的傳輸速率等都是不同的。因此，GPRS DTU都應支援參數配置，並且將配置好的參數儲存內部的永久儲存空間件內（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動按照設定好的參數進行工作。
編輯本段GPRS DTU使用場合 GPRS DTU使用場合一般可以從以下幾個實際應用角度來講：
（1） 現場只能使用無線通訊環境
當資料擷取現場的裝置需要在移動中工作，或者採集現場處於野外等情況下，無法提供有線通訊的環境。這個時候，採用GPRS無線網路就可能是一個好的選擇，因為GPRS網路的覆蓋率目前已經很高，全國大部分地區均有GPRS訊號覆蓋。
（2） 現場終端的傳輸距離分散
由於GPRS網路是覆蓋全國的公用網路，因此採用GPRS來傳輸資料的一大優勢就是現場採集點可以分步在全國範圍，資料中心與現場採集點之間的距離不受限制。無線公網通訊（包括GPRS/CDMA網路,3G網路等）這個非常顯著的優點是專用無線通訊網路（比如數傳電台，WiMax，WLAN等）無法達到的。
（3） 適當的資料即時性要求
目前的GPRS網路，其傳輸資料的延時為秒級範圍。在絕大部分時間下，GPRS資料通訊的平均整體延時為2秒左右。也就是說，從GPRS DTU端發送的資料包將大致在2秒鐘後到達資料中心。反之，從資料中的資料包也大致在2秒鐘後到達GPRS DTU。
總的來說，GPRS這種即時性，可以滿足大多數行業應用的要求。 但是，對於一些特定的應用系統，如果不能承受2秒左右的平均延時，那麼GPRS通訊方式就可能是不適合的。（另外，CDMA網路的傳輸延時也是1秒-2秒左右）。
從另一個角度來講，如果我們要設計的系統希望通過GPRS網路來傳輸資料，那麼就要在設計通訊協定時候考慮這種延時的情況。
（4） 適當的資料通訊速率
GPRS DTU與資料中心的資料通訊速率一般在10kbps-60kbps之間。從也就是說，GPRS DTU可以持續不斷地以10bps-60kbps的速度向中心發送資料，反之亦然。（補充說明：國內CDMA網路的資料通訊平均速率可以達到40kbps-90kbps左右）從系統應用可靠性角度來講，我們認為當應用系統本身的資料平均通訊量在30kbps以內的時候，使用GPRS網路來進行資料轉送是比較適合的。
從另一個角度來講，如果我們要設計的系統希望通過GPRS網路來傳輸資料，那麼就需要把資料平均通訊量控制在30kbps之內。（注意：這裡的平均持續通訊速率和瞬間通訊速率是有區別的，與裝置串口傳輸速率也不是同一個概念）
以上的幾點可以用於判斷應用系統是否適合採用GPRS網路進行資料轉送，如果這幾個方面都比較符合的話，那麼採用GPRS DTU進行資料轉送是非常合適的。
