GPRS无线终端採用低功耗设计,通过GPRS或短讯息方式远程传输数据,特别适用于太阳能供电的监测场合,可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度。GPRS无线终端广泛套用于气象、水文水利、地质等行业。
基本介绍
- 中文名:GPRS无线终端
- 外文名:GPRS DTUDTU
- 设计:低功耗
- 套用于:气象、水文水利、地质等行业
简介
GPRS DTUDTU (Data Terminal 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 网路进行传送的无线终端设备。 GPRS DTU就是用GPRS网路来传输数据的设备,它採用工业级嵌入式处理器,内嵌TCP/IP协定栈。为用户提供高速,稳定可靠,数据终端永远线上,多种协定转换的虚拟专用网路。
无线参数
1. 支持EGSM900/GSM1800MHz双频,800/900/1800/1900MHz四频可选
2. GPRS multi-slot class 10
3. 编码方案:CS1~CS4
4. 符合SMG31bis技术规範
5. Compliant to GSM phase 2/2+
6. 支持数据、语音、简讯和传真
硬体系统
1. CPU:工业级嵌入式处理器
2. 接口:
UART:
1个RS232串口
串口速率: 300bps ~ 115200bps
数据位支持: 8位 或 7位
奇偶校验位: 无 或 奇数校验 或 偶数校验
停 止 位: 1位 或 2位
软体功能
1. TCP/UDP透明数据传输;支持多种工作模式,心跳包技术
2. 智慧型防掉线,支持线上检测,线上维持,掉线自动重拨,确保设备永远线上
3. 支持虚拟数据专用网(APN/VPDN)
4. 支持数据中心动态域名和IP位址访问
5. 支持DNS动态获取,防止DNS伺服器异常导致的设备当机
6. 支持双数据中心备份
7. 可以用做普通拨号MODEM
8. 支持远程配置,远程控制
9. 通过串口软体升级
典型套用
1. 电力监控
2. 油田监测
3. 远程抄表
4. 路灯监控
5. 环境监测
6. 气象监测
7. 水利监测
8. 热网监测
9. 电錶监测
10.机房监控
11. 交通指示
12. 煤炭监控
13. 地震监测
14. 车辆诱导
15. 供水监控
16. 高速公路监测
17. 噪声实时监控
18. 环保重点污染源监控
19. 供水管网实时传输监控
20. 电力配网自动化遥控系统
21. 各类国内外带串口或485接口的PLC,RTU实现无线数据传输等
DTU通信的本质和使用
GPRS DTU最基本的用法是:在DTU中放入一张开通GPRS功能的SIM卡,DTU上电后先注册到GPRS网路,然后通过GPRS网路和数据处理中心建立连线,如右图所示。这条连线涉及了无线网路运营商,网际网路宽 带供应商,用户公司的网路情况,以及用户的电脑配置等环节,因此要建立这条连线需要把各部分都配置好。在本质上,DTU和数据处理中心建立的是SOCKET连线。DTU是SOCKET客户端,数据处理中心是SOCKET的服务端。SOCKET连线有TCP协定和UDP协定之分,DTU和中心要使用相同的协定,这个一般都有配置软体进行配置。给DTU配置好中心的IP位址和连线埠号后,则把DTU通过串口和用户的设备相连。在如图所示中,DTU和水文、电力、气象、环保等设备连起来放置在现场。DTU上电后首先注册到移动的网路,然后传送建立SOCKET的请求包给移动,移动把这个请求传送到网际网路。中心的服务端软体接收到请求后建立连线,并传送应答信息。DTU传送的请求信息是网际网路上的数据包,有一些原因会阻止中心收到连线请求包,这样也就不能建立连线。最常见的有中心的电脑上有防毒软体、防火墙等把这些数据包给禁止了。另一是中心电脑是通过路由器上网的,在路由器上要设定数据转发。SOCKET连线建立后就可以双向通信了。
GPRS DTU四个核心功能
(1)内部集成TCP/IP协定栈
GPRS DTU内部封装了PPP拨号协定以及TCP/IP协定栈并且具有嵌入式作业系统,从硬体上,它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合;它具备GPRS拨接以及TCP/IP数据通信的功能。
(2)提供串口数据双向转换功能
GPRS DTU提供了串列通信接口,包括RS232,RS485,RS422等都属于常用的串列通信方式,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线,而且不需要对用户设备作改动。
(3)支持自动心跳,保持永久线上
GPRS通信网路的优点之一就是支持GPRS终端设备永久线上,因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久线上功能,这就要求DTU包含了上电自动拨号、採用心跳包保持永久线上(当长时间没有数据通信时,移动网关将断开DTU与中心的连线,心跳包就是DTU与数据中心在连线被断开之前传送一个小数据包,以保持连线不被断开)、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,其套用场合十分广泛。在不同的套用中,数据中心的IP位址及连线埠号,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,就自动按照设定好的参数进行工作。
GPRS DTU使用场合
GPRS DTU使用场合一般可以从以下几个实际套用角度来讲:
(1) 现场只能使用无线通信环境
当数据採集现场的设备需要在移动中工作,或者採集现场处于野外等情况下,无法提供有线通信的环境。这个时候,採用GPRS无线网路就可能是一个好的选择,因为GPRS网路的覆盖率已经很高,全国大部分地区均有GPRS信号覆盖。
(2) 现场终端的传输距离分散
由于GPRS网路是覆盖全国的公共网路,因此採用GPRS来传输数据的一大优势就是现场採集点可以分步在全国範围,数据中心与现场採集点之间的距离不受限制。无线公网通信(包括GPRS/CDMA网路,3G网路等)这个非常显着的优点是专用无线通信网路(比如数传电台,WiMax,WLAN等)无法达到的。
(3) 适当的数据实时性要求
GPRS网路,其传输数据的延时为秒级範围。在绝大部分时间下,GPRS数据通信的平均整体延时为2秒左右。也就是说,从GPRS DTU端传送的数据包将大致在2秒钟后到达数据中心。反之,从数据中的数据包也大致在2秒钟后到达GPRS DTU。
总的来说,GPRS这种实时性,可以满足大多数行业套用的要求。 但是,对于一些特定的套用系统,如果不能承受2秒左右的平均延时,那幺GPRS通信方式就可能是不适合的。(另外,CDMA网路的传输延时也是1秒-2秒左右)。
(4) 适当的数据通信速率
GPRS DTU与数据中心的数据通信速率一般在10kbps-60kbps之间。从也就是说,GPRS DTU可以持续不断地以10bps-60kbps的速度向中心传送数据,反之亦然。(补充说明:国内CDMA网路的数据通信平均速率可以达到40kbps-90kbps左右)从系统套用可靠性角度来讲,我们认为当套用系统本身的数据平均通信量在30kbps以内的时候,使用GPRS网路来进行数据传输是比较适合的。
以上的几点可以用于判断套用系统是否适合採用GPRS网路进行数据传输,如果这几个方面都比较符合的话,那幺採用GPRS DTU进行数据传输是非常合适的。