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GPRS DTU是什么,工作原理讲解

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GPRS DTU是什么,工作原理讲解
2020-08-27 11:54:02 阅读:12 发布人:

GPRS是什么?

GPRS DTU全称是GPRS数据传输单元,目前在国内没有具体的叫法,也没有明确的约定。也有人称为数据传输终端、数据采集终端等。GPRS DTU的作用是专门用来将串口数据通过GPRS网络进行传输的GPRS无线设备。

GPRS DTU的四核核心功能

(1)串口数据双向转换功能

GPRS DTU提供串口通信接口,通信接口有RS485、RS232、RS422等,以上3中串口是常用和常见的通信方式,并且市面上大多数的DTU厂商都是将串口数据设计为“透明传输”。方便用户使用!(透明传输:可理解为GPRS DTU将串口的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送,而不需要改变原有的数据通信内容)。所以有透明传输,可以让用户无需对设备进行改动,即可使GPRS DTU与各种使用串口通信的用户设备进行连接。

(2)内部集成TCP/IP协议栈

GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议和TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统,从硬件层面来说,GPRS DTU可看作是嵌入式PC与GPRSMODEM的结合,GPRS DTU具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。

(3)支持参数配置永久保存

作为一种通信设备,他的应用范围非常广泛,在不同的应用场景中,数据中心的IP地址及端口号,串口的波特率都是不同的,所以GPRS DTU基本的功能是必须支持参数配置,并且配置好的参数,需要保存在DTU内部的永久存储器内,一旦上电,DTU就会按照配置好的参数进行工作。

(4)支持自动心跳,保证永久在线

基站在设备与之通信的时候,如果长时间没有发送信息,设备会与基站断开联系。GPRS DTU基本都带有心跳包功能。拥有心跳包功能,设备可定时想基站发送一个信号,以保持活跃度,保证设备不掉线。同时具备断线自动重连,自动重拨号等特点。

图片关键词

GPRS DTU扩展功能

国内厂商给DTU加的特色功能都不一样,以下功能介绍以纵横智控的为列;

(1)点对点、点对多组网

纵横智控的GPRS DTU通过纵横云可实现点对点、点对多的方式传输。跟数传电台功能一样,适用于一些特殊的应用场景。

(2)主动采集数据

可主动去采集传感器上的数据,并上传至服务器。可以节省采集器的钱。

GPRS DTU的工作原理

通过典型GPRS在线监测系统方案,来说明GPRS DTU的工作原理

在线监测系统结构图:

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。

GPRS DTU工作过程描述:

1、当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)。

2、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。

3、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。

4、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。