DTU使用说明书资料.docx

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DTU使用说明书资料

DTU使用说明书

此说明书适用于下列型号产品：

型号

产品类别

F2116

GPRSIPMODEM

F2216

CDMAIPMODEM

F2416

WCDMAIPMODEM

F2616

EVDOIPMODEM

F2716

TDD-LTEIPMODEM

F2816

FDD-LTEIPMODEM

F2A16

LTEIPMODEM

文档修订记录

日期

版本

说明

作者

2016-4-3

V1.0.0

初建

wzj

第一章产品简介

1.1产品概述

F2X16系列IPMODEM是一种物联网无线数据终端，利用公用蜂窝网络为用户提供无

线长距离数据传输功能。

该产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系

统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485（或RS422）接口，可直接连接串口设备，

实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于5mA@12VDC；提供1路ADC,2路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出、模拟量输入、脉冲计数等功能。

该产品已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、

金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、军事、空间探索、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。

IPMODEM典型应用如图1-1所示：

图1-1　IPMODEM应用拓扑图

1.2产品特点

工业级应用设计

◆采用高性能工业级无线模块

◆采用高性能工业级32位通信处理器

◆低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗

◆采用金属外壳，保护等级IP30。

金属外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应

用

◆宽电源输入（DC5~36V）

稳定可靠

◆WDT看门狗设计，保证系统稳定

◆采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线

◆RS232/RS485/RS422接口内置15KVESD保护

◆SIM/UIM卡接口内置15KVESD保护

◆电源接口内置反相保护和过压保护

◆天线接口防雷保护（可选）

标准易用

◆采用工业端子接口，特别适合于工业现场应用

◆提供2路标准RS232和1路标准RS485（或RS422）接口，可直接连接串口设备

◆可定制TTL电平串口，可定制ADC

◆智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态

◆提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理（可选）

◆使用方便，灵活，多种工作模式选择

◆方便的系统配置和维护接口

◆支持串口软件升级和远程维护

功能强大

◆支持TCPserver功能，可同时支持4个TCP连接（可选）

◆支持双数据中心备份传输及多数据中心同步传输（5个数据中心）

◆提供2路I/O，可实现2路数字量输入输出；可定制2路脉冲输出、2路模拟量输入、

2路脉冲计数功能

◆支持多种上下线触发模式，包括短信、电话振铃、串口数据触发上下线模式

◆支持根据域名和IP地址访问中心

◆内嵌标准的TCP/IP协议栈，支持透明数据传输

◆支持APN/VPDN

1.3工作原理框图

IPMODEM结构框图如图1-2所示：

图1-2IPMODEM结构框图

1.4产品规格

F2X16系列无线参数

项目

内容

F2116GPRSIPMODEM

标准及频段

支持EGSM900/GSM1800MHz双频

可选GSM850/900/1800/1900MHz四频

支持GSMphase2/2+

支持GPRSclass10，可选class12

理论带宽

85.6Kbps

发射功率

GSM850/900：

<33dBm

GSM1800/1900：

<30dBm

接收灵敏度

<-107dBm

F2216CDMAIPMODEM

标准及频段

支持CDMA20001xRTT800MHz单频

可选800/1900MHz双频，450MHz单频

理论带宽

153.6Kbps

发射功率

<30dBm

接收灵敏度

<-104dBm

F2416WCDMAIPMODEM

标准及频段

支持UMTS/WCDMA/HSDPA/HSUPA/HSPA+850/1900/2100MHz三频，可选850/900/1900/2100MHz四频

支持GSM850/900/1800/1900MHz四频

支持GPRS/EDGECLASS12

理论带宽

HSDPA:

7.2Mbps（下行速率），HSUPA:

5.76Mbps（上行速率）

UMTS:

384Kbps（上行速率/下行速率）

HSPA+:

21Mbps（下行速率）5.76Mbps（上行速率）

发射功率

<24dBm

接收灵敏度

<-109dBm

F2616EVDOIPMODEM

标准及频段

支持CDMA20001XEVDORevA800MHz单频

可选800/1900MHz双频，450MHz单频

支持IS-95A/B和CDMA20001xRTT无线网络

理论带宽

3.1Mbps（下行速率），1.8Mbps（上行速率）

可选EVDORev.B:

14.7Mbps（下行速率），5.4Mbps（上行速率）

发射功率

<23dBm

接收灵敏度

<-104dBm

F2716TDD-LTEIPMODEM

标准及频段

支持TDD-LTE2600/1900/2300MHz（Band38/39/40）

可选800/1400/1800MHz（Band27/61/62）

TD-SCDMA2010/1900MHz（A/F频段，Band34/39）

GSM/GPRS/EDGE900/1800/1900MHz

理论带宽

TDD-LTE：

61Mbps（下行速率），18Mbps（上行速率）

TD-SCDMA:

2.8Mbps（下行速率），2.2Mbps（上行速率），

发射功率

<23dBm

接收灵敏度

<-97dBm

F2816FDD-LTEIPMODEM

标准及频段

支持FDD-LTE2600/2100/1800/900/800MHz（Band1/3/7/8/20）

可选700/850/1700/1900/2100MHz（Band2/4/5/13/17/25）

支持DC-HSPA+/HSPA+/HSDPA/HSUPA/WCDMA/UMTS2100/1900/900/850/800MHz（Band1/2/5/6/8）

支持EDGE/GPRS/GSM850/900/1800/1900MHz

理论带宽

FDD-LTE：

100Mbps（下行速率），上行速率50Mbps（上行速率）

HSDPA:

7.2Mbps（下行速率），HSUPA:

5.76Mbps（上行速率）

UMTS:

384Kbps（下行速率/上行速率）

HSPA+:

42Mbps（下行速率）5.76Mbps（上行速率）

发射功率

<23dBm

接收灵敏度

<-93.3dBm

F2A16LTEIPMODEM

标准及频段

支持全网：

TDD-LTE、FDD-LTE、EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA1X、GPRS/EDGE

理论带宽

FDD-LTE：

100Mbps（下行速率），50Mbps（上行速率）

TDD-LTE：

61Mbps（下行速率），18Mbps（上行速率）

CDMA2000 1X EVDO Rev A ：

3.1Mbps（下行速率），上行速率1.8Mbps（上行速率）

WCDMA：

42Mbps（下行速率），5.76Mbps（上行速率）

TD-SCDMA：

4.2Mbps（下行速率），2.2Mbps（上行速率）

发射功率

<23dBm

接收灵敏度

<-93.3dBm

硬件系统

项目

内容

CPU

工业级32位通信处理器

FLASH

512KB（可扩展至8MB）

SRAM

256KB

接口类型

项目

内容

串口

2个RS232和1个RS485（或RS422）接口，内置15KVESD保护，串口参数如下：

数据位：

5、6、7、8位

停止位：

1、1.5、2位

校验：

无校验、偶校验、奇校验、SPACE及MARK校验

串口速率：

110~230400bits/s

指示灯

具有电源、通信及在线指示灯

天线接口

标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧

SIM/UIM卡接口

标准的抽屉式用户卡接口，支持1.8V/3VSIM/UIM卡，内置15KVESD保护

电源接口

端子接口，内置电源反相保护和过压保护

供电

项目

内容

标准电源

DC12V/0.5A

供电范围

DC5~36V

功耗

工作状态

功耗

通信状态

45~165mA@12VDC（2G:

45~55mA3G:

80~165mA4G:

75~95mA）105~365mA@5VDC（2G:

105~115mA3G:

165~365mA4G:

150~200mA）

待机状态

35~50mA@12VDC55~105mA@5VDC

休眠状态

3mA@12VDC6mA@5VDC

物理特性

项目

内容

外壳

金属外壳，保护等级IP30。

外壳和系统安全隔离，特别适合工控现场应用

外形尺寸

91x58.5x22mm（不包括天线和安装件）

重量

205g

其它参数

项目

内容

工作温度

-35~+75ºC（-22~+167℉）

储存温度

-40~+85ºC（-40~+185℉）

相对湿度

95%（无凝结）

第二章安装

2.1概述

IPMODEM必须正确安装方可达到设计的功能，通常设备的安装必须在本公司认可合格的工程师指导下进行。

Ø注意事项：

请不要带电安装IPMODEM。

2.2开箱

为了安全运输，IPMODEM通常需要合理的包装，当您开箱时请保管好包装材料，以便日后需要转运时使用。

IPMODEM包括下列组成部分：

✧IPMODEM主机1个（根据用户订货情况包装）

✧使用说明书光盘1张

✧车载天线（SMA阳头）1根

✧标配12VDC/0.5A电源1个

✧RS232三芯线1条（或RS485线1条，可选）

2.3安装与电缆连接

外形尺寸：

IPMODEM封装在金属机壳内，可独立使用，两侧有固定的孔位，方便用户安装，具体的尺寸参见下图。

（单位:

mm）

图2-1安指示图

天线及SIM卡安装：

IPMODEM天线接口为SMA阴头插座。

将配套天线的SMA阳头旋到IPMODEM天线接口上，并确保旋紧，以免影响信号质量。

安装或取出SIM卡时，先用尖状物插入SIM卡座右侧小黄点，SIM卡套即可弹出。

安装SIM卡时，先将SIM卡放入卡套，并确保SIM卡的金属接触面朝外，再将SIM卡套插入抽屉中，并确保插到位。

接口信号定义说明：

接口编号

接口名称

默认功能

扩展功能

PWR

电源输入正极

无

GND

系统地

无

RX1

RS232数据接收

无

TX1

RS232数据发送

无

GND

系统地

无

RX2

RS232数据接收

可定制ADC，TTL电平串口

TX2

RS232数据发送

可定制ADC，TTL电平串口

RS485通讯接口正极

可定制ADC

RS485通讯接口负极

可定制ADC

IO1

GPIO，可检测干节点信号和3.3V开关量信号。

可输出3.3V开关量信号

可定制脉冲输出、脉冲计数和模拟量输入功能。

IO2

GPIO，可检测干节点信号和3.3V开关量信号。

可输出3.3V开关量信号

可定制脉冲输出、脉冲计数和模拟量输入功能。

ADC1

模拟量输入功能

注：

（RX1TX1）RS232和RS485（或RS422）同时只能支持一路在线。

安装电缆：

F2X16采用工业级端子接口，建议使用的电源线材和数据线材为28-16AWG。

标配电源和数据线说明如下：

电源（输出12VDC/0.5A）：

线材颜色

电源极性

黑白相间

正极

黑色

负极

RS232线（一端为DB9母头）：

线材颜色

对应DB9母头管脚

棕色

蓝色

黑色

RS485线（可选）：

线材颜色

信号定义

红色

RS485正极（A）

黑色

RS485负极（B）

电源和数据接口线缆连接示意图:

2.4电源说明

IPMODEM通常应用于复杂的外部环境。

为了适应复杂的应用环境，提高系统的工作稳定性，IPMODEM采用了先进的电源技术。

用户可采用标准配置的12VDC/500mA电源适配器给IPMODEM供电，也可以直接用直流5~36V电源给IPMODEM供电。

当用户采用外加电源给IPMODEM供电时，必须保证电源的稳定性（纹波小于300mV，并确保瞬间电压不超过36V），并保证电源功率大于4W以上。

推荐使用标配的12VDC/0.5A电源。

2.5指示灯说明

IPMODEM提供三个指示灯：

“Power”，“ACT”，“Online”。

指示状态如下：

指示灯

状态

说明

Power

灭

设备未上电

亮

设备电源正常

ACT

灭

没有数据通信

闪烁

正在数据通信

Online

灭

IPMODEM不在线

亮

IPMODEM在线

第三章参数配置

3.1配置连接

在对IPMODEM进行配置前，需要通过出厂配置的RS232串口线或RS232-485转换线把IPMODEM和用于配置的PC连接起来，如下图：

3.2参数配置方式介绍

IPMODEM的参数配置方式有两种：

◆通过专门的配置软件：

所有的配置都通过软件界面的相应条目进行配置，这种配置方式适合于用户方便用PC机进行配置的情况。

◆通过扩展AT命令（以下简称AT命令）的方式进行配置：

在这种配置方式下，用户只需要有串口通信的程序就可以配置IP

MODEM的所有的参数，比如WINDOWS下的超级终端，LINUX下的minicom,putty等，或者直接由用户的单片机系统对设备进行配置。

在运用扩展AT命令对IPMODEM进行配置前需要让IPMODEM进入配置状态，其步骤请参考附录。

下面以配置软件的方式为主详细介绍IPMODEM的各配置项。

注：

对于参数配置涉及相关的应用扩展AT命令，请参见“F2X16应用扩展AT指令集”

3.3参数配置详细说明

参数中有HEX格式的数据设置，

对于HEX格式，那么数据必须为十六进制字符，且字符数不能为奇数。

如“12AB”格式正确

“12A”格式错误，字符数为奇数

“12G”格式错误，非十六进制字符

3.3.1配置工具运行界面

在串口参数设置栏内显示当前打开串口的串口参数，默认波特率为115200，连接设备打开相应串口号，运行界面如下：

3.3.2设备上电

设备上电后，参数配置软件使IPMODEM进入配置状态后会自动载入设备中的当前配置参数，并显示在右边的”IPMODEM设备参数配置”中，至此可以开始配置IPMODEM中所有配置参数。

注：

对于4G模块，设备上电后进入配置状态会比较慢，约40秒。

3.3.3工作模式

3.3.3.1连接协议设置

针对不同的客户需求IPMODEM可以配置成多种协议模式。

注：

不同的协议模式下，配置工具会根据当前的协议模式展现不同参数配置项，客户只需根据展现的参数配置项配置即可。

PORT协议设置

心跳包采用TCP协议，数据通信也采用TCP协议，心跳包和数据通信采用同一个TCP连接，需配置8位设备ID号和手机号。

设备ID

8位设备ID号

手机号码

设备的SIM卡号码，也可以配置为任意的11位数字

DCTCP协议设置

电力相关通讯协议，采用TCP协议传输

手机号码

设备的SIM卡号码，也可以配置为任意的11位数字

DCUDP协议设置

电力相关通讯协议，采用UDP协议传输

手机号码

设备的SIM卡号码，也可以配置为任意的11位数字

TRNS协议设置

设备工作于普通的GPRSMODEM工作方式，此模式下，IPMODEM可用于短信，CSD和拨号上网

SMSCLI协议设置

IPMODEM作为短信DTU，工作数据通过短信的方式发到已绑定的手机上，同时接

收已绑定的手机发送的内容，并将数据发送指定的外围接口上

短信号码组

绑定指定收发短信号码，最多支持5个手机号

是否显示号码

是否把来短信号码输出到指定的接口上

16进制强制转文本

把16进制的数据转为文本格式收发

SMSSER协议设置

IPMODEM作为短信DTU，工作数据通过短信的方式发到任意指定的手机上，但对发送内容有要求，必须按指定的格式组帧发送，同时手机可以向短信DTU发送数据，短信DTU会将数据发送指定的外围接口上。

是否显示号码

是否把来短信号码输出到指定的接口上

16进制强制转文本

把16进制的数据转为文本格式收发

自定义协议设置：

客户端模式

支持TCP或UDP传输协议，同时支持自定义注册和心跳包

传输协议

TCP或UDP

16进制强制转文本

把16进制的数据转为文本格式收发

注册及心跳

若选择“关闭”则无需配置以下参数，否则需要按要求配置参数

包格式

Text:

以下内容将以text格式传输

Hex：

以下内容将以16进制格式传输

注册包

自定义注册包

注册包回应

自定义注册包回应

心跳包

自定义心跳包

心跳包回应

自定义心跳包回应

自定义协议设置：

服务端模式

支持TCP或UDP传输协议

传输协议

TCP或UDP

监听端口

服务端监听端口号

3.3.3.2激活方式

通常情况下IPMODEM工作在永远在线的状态，随时保持数据传输通道的畅通，及时传输应用数据。

但在一些对无线通信数据流量特别敏感的场合，为了节省流量，平时可以让IPMODEM处于待机状态，一旦有应用数据需要传输的时候，通过IPMODEM的内部的激活方式，使IPMODEM上线，建立数据传输通道，传输完成后挂断连接使其重新回到待机状态，IPMODEM支持如下几种激活方式。

自动

该方式下使IPMODEM永远在线

短信激活

通过给IPMODEM发送短信，只有收到绑定的手机号短信才能有效激活IPMODEM

电话激活：

通过电话呼叫IPMODEM，使其建立数据通信链路

短信激活号码

需绑定短信激活号码

电话激活

通过电话呼叫IPMODEM，使其建立数据通信链路。

可选择绑定电话号码。

若不绑定电话激活号码，则任何手机给IPMODEM打电话均可激活。

若选择绑定电话激活号码，则只有该绑定的电话激活号码才能激活，否则继续保持待机状态。

注：

选择绑定电话激活的手机号，一定要确保该手机号开通了来电显示业务，否则无法识

别来电号码

电话激活号码

绑定电话激活号码

串口激活

数据激活的方式，通过向IPMODEM串口发送特定的数据，使IPMODEM建立或者拆除数据通信链路

上线数据

自定义上线数据或不配置（为空）

若定义了上线数据，则必须与定义的上线数据完全匹配方能激活，否则不激活；

若不配置（为空），则任意数据均可激活，注：

第一帧数据会丢弃，这种情况下设备将进入深度休眠

下线数据

自定义下线数据或不配置（为空）

激活接口

只有配置为激活接口，才能激活设备，支持“串口1”和“串口2”两个外围接口

数据格式

激活数据内容格式，支持“Text”和“Hex”两种格式

I/O激活：

休眠与唤醒

通过指定I/O口电平变化激活IPMODEM，即：

当I/O口输入高电平或悬空时，为激活状态，输入低电平时，设备进入深度休眠状态

休眠/唤醒

当所选择的I/O输入低电平时，设备将进入深度休眠，输入高电平立即唤醒

I/O

选择休眠/唤醒的I/O口，只有选择的I/O口才能进入休眠/唤醒模式

I/O激活：

上线与下线

通过指定I/O口电平变化激活IPMODEM，即：

当I/O口输入高电平或悬空时，为激活状态，输入低电平时，设备进入待机状态

上线/下线

当所选择的I/O输入高电平时，控制对应中心上线；输入低电平时，控制对应中心下线

I/O1控制

ALL：

控制所有中心上/下线

NONE：

不控制中心上/下线

中心1：

控制第1中心上/下线

中心2：

控制第2中心上/下线

中心3：

控制第3中心上/下线

中心4：

控制第4中心上/下线

中心5：

控制第5中心上/下线

I/O2控制

同上

I/O3控制

同上

混合激活

同时支持短信，电话，串口和I/O激活方式的混合方式，只要满足其中一种的激活条件，IPMODEM则被激活

电话激活号码

若不绑定电话激活号码，则任何手机给IPMODEM打电

话均可激活。

若选择绑定电话激活号码，则只有该绑定的电话激活号码才能激活，否则继续保持待机状态

短信激活

只有收到绑定的手机号短信才能有效激活

上线数据

自定义上线数据或不配置

下线数据

自定义下线数据或不配置

激活接口

只有配置为激活接口，才能激活设备，支持“串口1”和“串口2”两个外围接口

数据格式

激活数据内容格式，支持“Text”和“Hex”两种格式

3.3.3.3调试信息

调试信息等级用于设备的软件调试或者简单的信息提示

调试等级

关闭：

没有任何调试信息输出

等级1：

输出简单的提示信息

等级2：

输出详细的调试信息

信息输出接口

串口1：

信息从串口1输出

串口2：

信息从串口2输出

485：

信息从485接口输出

3.3.4中心服务

3.3.4.1中心服务器

IPMODEM支持两种数据服务中心接收数据的方式：

一种是主备中心备份的方式，中心服务器数目为1时IPMODEM将工作于主副中心备份的方式，此时主中心和备份中心配置生效。

当IPMODEM上线以后，它首先去连接主中心，如果连接成功IPMODEM将和主中心进行数据通信，否则IPMODEM会尝试连接备份中心进行数据通信。

注：

如果没有备份中心的话，请把备份中心和主中心配置成相同的值。

另一种是多中心的方式，中心数目大于1时IPMODEM将工作于多中心的方式，此时备份中心无效，主中心和中心1～5有效。

IPMODEM最多可以支持到同时和5个中心进行数据通信，在这种模式下，IPMODEM上线后会尝试和配置的多个数据中心建立连接，并进行数据通信。

3.3.4.2多中心连接参数设置

在实际应用中，如果由于中心服务器异常或者关闭服务器，导致IPMODEM始终无法建立连接，IPMODEM为了确保永远在线而不断地尝试建立

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