物联网数传设备设计原理

一、应用框图

DTU应用框架图如图1所示，DTU与节点C通过有线低速的方式通信，最终由DTU 汇总数据，向业务平台服务器发送。节点C上传的数据称为业务数据，DTU 只负责传输，不做任何处理；而发往监控中心的数据称为控制数据，主要报告自身的运行状态，与此同时，控制中心也可以对DTU 下控制指令，让它执行如下线、重新登录和重启DTU等命令，达到监控的效果。

DTU结构图DTU结构图如图2所示，本次设计采用Atmel公司的AT91SAM9260，该处理器是ARM926EJ—S内核的工业级微处理器]，有大量丰富的外设接口，是一款经典的ARM9处理器，能够满足DTU 的处理需求。尤其重要的是，它支持Linux操作系统，为整套DTU 的稳定性提供了保障，提高了开发的便捷性。

串口数据接口为工业中常用的RS一232与RS一485 接口，是业务数据的来源。而网络接口则是常用RJ45接口和3G网络接口，3G网络选用中国电信的EVDO 网络，速度快、稳定性好，可以满足DTU 不同场合的应用。为了满足扩展的需求，还预留了USB接口、话筒与听筒接口，可以一键拨打电话。为了DTU可以更加完美地运行Linux操作系统，外接SDRAM 和Flash芯片，保证足够的内存和存储空间。

二、硬件设计

图3为3G模块硬件连接图、本设计采用的是中兴MC8830模块，该模块支持中国电信的EVDO网络。

UIM CL.K、UIM_DATA 和UIM RST分别与UIM卡的对应引脚连接。本电路采取灵活方式控制模块的开关，R1 为0 Ω电阻，如果不焊接该电阻，在关闭状态下向ON/OFF引脚输出一个持续1.5～2 s 的低电平脉冲，即可开启模块。如果在运行状态下收到这样的脉冲，则模块关闭;如果接上R1，模块则会自动开启，即使通过ON/OFF 引脚关机，关机之后模块仍然会自动开启【】。大多数情况下，DTU运作的时候，模块都需要运作，故实际应用中焊接上R1。
MC8630 与芯片采用USB 通信方式，以保证3G 网络速度不受限制，故模块的USB_D-和USB_D＋引脚连接AT91SAM9260 的USB＋和USB-，为了保证USB的正常工作，需在VBUS引脚加上5 V 的电压。
为了与外界更好地交互，MC8630。

 模块留出一个控制LED的引脚——sIG—LED，当模块上电正常工作之后，该引脚会在3S左右翻转一次电平，配合LED的电路实现闪烁；而当模块拨号上网发送数据的时候，翻转频率会变为1S，所以LED 是非常好的交互接口。为了保护该引脚，使用NPN 型三极管来辅助驱动LED，防止LED灯电流过大损伤模块。

三、软件设计

3．1 M2M 协议介绍M2M(Machine—to—Machine／Man)是一种以机器智能交互为核心的、网络化的行业应用与服务。它通过在机器内部嵌入通信模块，以网络通信为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案，从而满足客户多方面的信息化需求。中国电信的MDMP(M2M 协议)是一个非常庞大而且复杂的协议，它的主要特点如下：①终端号与IMSI号唯一绑定：每个终端通过唯一的M2M 卡登陆M2M 控制平台。②心跳机制：周期性地向平台发送心跳消息，告知平台终端的连接状态。

关键词：物联网数传设备