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無線數(shù)傳終端DTU基礎(chǔ)知識和原理
廈門愛陸通通信科技有限公司
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DTU (Data Transfer unit)是數(shù)據(jù)終端設(shè)備,是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。DTU廣泛應(yīng)用于氣象、水文水利、地質(zhì)等行業(yè)。廣義地講,在進行通信時,傳輸數(shù)據(jù)的鏈路兩端負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)信息的模塊單元都稱之為DTU,在它的作用下對所傳信息進行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)整理校驗。狹義地講,DTU一般特指無線通訊中的下位GPRS/CDMA發(fā)射終端設(shè)備。前者是一種模塊,而后者則是設(shè)備。后面的介紹如果不加特別說明,都是指后者(下位發(fā)射終端設(shè)備)。


  與DTU有關(guān)的名詞解釋:

  什么是上位機和下位機

  上位機和下位機是一個相對的概念,在通信中,有主從關(guān)系的一對設(shè)備,負責(zé)提交信息的終端設(shè)備是下位機,負責(zé)處理提交信息的設(shè)備是上位機。DTU設(shè)備大多數(shù)情況下就屬于下位機,而負責(zé)處理DTU回傳信息的數(shù)據(jù)中心就是上位機,典型的應(yīng)用方式是多臺DTU對應(yīng)一個數(shù)據(jù)中心。但是上位機和下位機不一定都是一一對應(yīng),他們可以是一個下位機對應(yīng)一個或多個上位機,也可以是一個上位機對應(yīng)一個或多個下位機,具體的對應(yīng)方式要視應(yīng)用而定。

  什么是數(shù)據(jù)中心

  數(shù)據(jù)中心是指對下位機回傳的信息進行采集、匯總和處理,并對下位機進行一定控制和管理的上位機系統(tǒng),他包括完整的計算機硬件設(shè)備和特定的完整軟件功能。

  什么是全透明傳輸?

  全透明傳輸就是對IP包不作任何操作和改變,只是簡單的發(fā)送過程。通俗的講就是,全透明傳輸時,數(shù)據(jù)在發(fā)送前和發(fā)送后的格式、內(nèi)容都不發(fā)生變化,遠端數(shù)據(jù)中心接收的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)是一樣的,數(shù)據(jù)在傳輸過程中不發(fā)生變化,如果IP包有任何的操作和改變,就不是完全意義上的全透明了。
 
  DTU測試前需要做什么準(zhǔn)備工作?

  在對DTU進行測試前,需要有以下條件:

  1.一個公網(wǎng)IP地址或獨立域名;

  有些情況下,測試環(huán)境中的計算機由于在內(nèi)部局域網(wǎng),所以無法擁有獨立的公網(wǎng)IP地址和域名地址,這樣就需要通過撥號上網(wǎng)獲得獨立公網(wǎng)IP,也可以在測試環(huán)境中的路由器上設(shè)置DMZ主機映射或者端口映射來使計算機能夠穿透內(nèi)網(wǎng),以便計算機可以與DTU能夠進行正常應(yīng)答。

  2.一張開通GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的SIM卡(測試GPRS DTU必須),或者一張開通CDMA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的UIM卡(測試CDMA DTU必須);

  3.一臺帶有9Pin RS232串口的臺式計算機或筆記本電腦;

這臺計算機用來對DTU的參數(shù)進行設(shè)置和調(diào)整,同時在測試的時候,可以連接DTU作為虛擬數(shù)據(jù)源設(shè)備,通過串口調(diào)試工具與上位機數(shù)據(jù)中心收發(fā)數(shù)據(jù)。當(dāng)然,這臺計算機在滿足條件1的情況下可以既是上位機數(shù)據(jù)中心,同時也是虛擬數(shù)據(jù)源下位機。但是在第二種測試目的的時候,要盡量避免這么做,以免對測試本身產(chǎn)生懷疑。

  4.一套完整的測試軟件;

完整的測試軟件包括:

DTU配套的專用參數(shù)設(shè)置軟件;串口調(diào)試軟件;

DTU模塊怎么尋址的?它的地址和端口如何設(shè)置?

  服務(wù)中心的地址和端口號可預(yù)先保存在SIM/UIM卡或DTU Flash中,我們可通過DTU配置工具進行配置并存放在DTU Flash中,或通過GPRS/CDMA手機配置數(shù)據(jù)并存放在SIM卡中,與服務(wù)中心建立通信。
 
  如果知道 DTU的狀態(tài)信息,如何知道網(wǎng)絡(luò)的狀況?

  目前主要通過DTU面板(或電路板)上的LED來進行指示,

  1)、當(dāng)NET指示燈常亮,表明 DTU模塊正常工作,且已找到GSM網(wǎng)絡(luò);當(dāng)NET指示燈不亮,表明尚未找到GSM網(wǎng)絡(luò)。
  2)、對于終端是否登錄上GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò),用戶可通過FLASH指示燈的閃爍來判斷。如果FLASH指示燈不斷閃爍,則尚已登錄上GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò);如果FLASH指示燈常亮,則未登錄上GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)。
  3)對于終端是否在傳輸數(shù)據(jù),用戶可通過ACT指示燈的閃爍來判斷。如果ACT指示燈不斷閃爍,則表明數(shù)據(jù)在傳輸;如果ACT指示燈不亮則尚無數(shù)據(jù)傳輸。
 
  DTU為何無法與DSC(數(shù)據(jù)中心)進行通信?

  首先按照下列步驟進行檢查:
  檢查NET指示燈是否在常亮(只有注冊到GSM網(wǎng)絡(luò)才會閃爍);
  檢查您是否正確的插入了一張SIM/UIM卡; 檢查您是否已經(jīng)申請您的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的許可;
  檢查信號強度:進入配置狀態(tài),選擇進入(查看產(chǎn)品說明書,至少應(yīng)該大于12)。如果信號微弱,請檢查您的天線狀況和您所處位置的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài);
  檢查電源情況(參看電源要求)。

  如何使客戶在實際應(yīng)用中更好的使用DTU?
   一般情況下,當(dāng)用戶設(shè)置好DTU的參數(shù)后,進入serialnet模式,DTU會自動記住當(dāng)前的所有狀態(tài)和參數(shù),即使掉電也不會丟失;另外,DTU具有斷線重撥功能。這就使得DTU像一個透明的傳輸通道,只要用戶提供穩(wěn)定的電源供應(yīng),就應(yīng)該沒有問題。但在實際工程應(yīng)用中,用戶也提出了更高的要求,譬如說連續(xù)無人值守工作幾年不出問題,永遠保持通訊線路的暢通等。

在用DTU組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時,如何使用動態(tài)的IP接入地址?

  如果中心端是一臺具體的服務(wù)器時,具體設(shè)置方法如下:

  1)中心端:

  申請ADSL或電話線接入Internet服務(wù)。
  申請動態(tài)IP域名解析服務(wù)(DDNS),并獲得域名。安裝并設(shè)置在每次開機時運行“花生殼”程序。
  ADSL或電話線撥入Internet。

  2)終端(DTU):

  設(shè)置DTU的DNS服務(wù)器地址。(AT+TSDNS)
  對于serialNET模式,設(shè)置遠端IP地址(AT+TSRIPADDR),寫入分配到的域名。
  對于socket模式,使用AT+ISTCP:地址或域名,  建立連接。
 
  在用DTU組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時,如果中心端是局域網(wǎng),如何讓局域網(wǎng)內(nèi)的某臺機器偵聽和收發(fā)終端數(shù)據(jù)?

  可以使用網(wǎng)關(guān)路由器的虛擬服務(wù)器功能,將要監(jiān)聽的端口映射到局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺計算機上,這樣到達網(wǎng)關(guān)路由器的指定端口數(shù)據(jù)就會被送到這臺計算機上來。
 
  采用GPRS/CDMA傳輸方式和TCP/IP協(xié)議,數(shù)據(jù)中心怎樣確定數(shù)據(jù)是由采集終端上傳的數(shù)據(jù)呢?

  DTU采用端口識別方式,每個終端定義一個端口(1024-65535)。中心多線程同時偵聽這些端口數(shù)據(jù),并根據(jù)不同端口號識別數(shù)據(jù)的不同來源,從而準(zhǔn)確識別數(shù)據(jù)是由采集終端上傳的數(shù)據(jù)。一般情況下,同時偵聽幾百個端口對現(xiàn)在的計算機來說不成問題。

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