GPRS数传产品 GPRS DTU.docx

1、GPRS数传产品 GPRS DTUGPRS数传产品 GPRS DTU一 、GPRS介绍 GPRS通用无线分组业务GPRS（General Packet Radio Service）是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。简单的说，GPRS是一项高速数据处理的技术，其方法是以“分组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配，不要时就释放，这种发送方式称为统计复用。目前，GPRS移动通信网的传输速度可达115k/s。GPRS是在GSM基础上发展起来的技术，是介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的一种技术，所以通常称为2.5G。GPRS有下列特点：1、可充分利

2、用现有资源：中国移动覆盖全国的无线网络-GSM，方便、快速、无需布线，低成本地为用户数据终端提供远程接入网络的部署。 2、传输速率高，GPRS数据传输速度可达到57.6KBPS，最高到170BPS。3、接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接。4、提供实时在线功能“allwayonline”，用户设备将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速。5、按流量计费，gprs用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使在线也是不收费的。gprs业务，具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在

3、远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势，特别适合于频发数据的实时传输。 二、 产品概述 F2313GPRS DTU（简称DTU），是一款使用GPRS进行无线数据传输的设备。支持PPP、TCP、UDP、DNS等众多复杂网络协议和SOCKET插口标准，为用户提供全透明数据传输和用户自定义协议传输两种模式。同时支持点对点、点对多点、设备间、设备与中心间等各种不同的通讯模式。用户不用关心 复杂的网络通信协议、通过串行口，就可以进行无线数据收发，让你的设备随时随地接入Internet。本DTU产品支持TCP和UDP两种报文格式，用户可以自由选择。产品已广泛应用于电力监控、数据采集/传输、水污染监控、森

4、林防火、气象数据采集、远程抄表、ATM机、彩票投注机、油田等领域。无需任何布线就可以解决野外数据传输的难题。只要有GPRS网络的地方、F2313 DTU就可以为你提供无线数据传输服务。关键词：透明收发。所谓透明收发就是数据所见即所得，发送的数据和接收的数据完全一样，你不必关心中间环节；类似于一条透明管道，只不过这条管道你看不见、摸不着，通过gprs网络无限延伸到世界各地。1、产品特性：、产品根据设置好的工作参数，无需其它任何设备，上电自动拨号上网，自动连接服务器。、支持全透明数据收发模式。、用户可设置心跳间隔、保持设备长期在线、支持多监控中心，主中心和备份中心可以随意切换，每个数据中心都可以配

5、置成固定IP或域名解析方式工作。、支持图形界面、AT命令行、远程等多种方式对DTU进行参数配置和控制。、产品体积小，特别适合嵌入式系统集成。 、采用推拉式或抽屉式SIM卡座，可靠连接。、高度集成的GPRS、TCP/IP技术 ，内置工业级GPRS引擎和嵌入式CPU完成复杂的网络协议，支持PPP、TCP、UDP、DNS等协议，为用户数据提供透明的传输通道。 、产品独家采用双核设计，当主核受到超强电磁干扰等意外情况发生出现死机现象时，从核立刻启动，迫使主核断电重起。双核、软硬看门狗设计保证模块在各种复杂环境下永不死机，无需任何人工干预，大量节省维护成本。 、由于信号不好、中心关闭等引起的断线，DTU

6、保证在条件恢复后自动重连、支持中心为固定IP方式、支持中心为动态IP+域名解析方式，该功能使用户无需申请固定IP业务、支持点对点、点对多点联网方式、提供TTL、232、485等多种通讯接口，波特率可选择，从600BPS到115200BPS。、通过片内bootloader装载程序实现串口编程(ISP)，方便升级。随时享用新功能。 、产品内有FLASH存贮器，一次设置，永久有效,掉电不丢失。 、支持软关机、软复位等功能，节省功耗和数据流量、支持APN数据专网业务 2、产品构成及工作原理产品是一个由GPRS引擎加上MCU微处理器组成的一个控制系统。GPRS引擎主要是用来建立无线GPRS信道，并接收和

7、发出数据。MCU微处理器系统用来控制GPRS引擎，内嵌各种网络通讯协议，将各种复杂编码的协议解析出来，实现数据的透明收发，使用户不用关心复杂的底层通讯协议，使用户彻底解放出来，将更多的精力投入到自己的方案设计上。3、产品工作流程1)、DTU上电后，等待接收6个以上的”+”号，以便进入参数设置模式，如果在5秒的时间内没有收到，则进入工作模式。2）、进入工作模式后，DTU进行初始化，将各种参数从ROM调入RAM，为后面的工作联网和数据传输做好准备。3)、然后DTU自动通过PPP拨号上网、PPP用户身份、密码验证,直至联网成功。4)、DTU入网成功后，如果DTU工作在TCP协议下，则首先试图连接主服

8、务中心1 SOCKET，如果连接不上，则转去连接备用服务中心2 SOCKET。如果备用中心2也连接不上，再次重连主中心1。这样循环扫描3次，如果两个监控中心都不能连接上，DTU自动复位重启，重复上面的步骤。直至成功连接服务中心。 5）、如果DTU成功连接其中的一个数据中心，则DTU在工作过程中，始终与该中心保持连接与通信，当掉网、中心出问题、信号弱等原因导致DTU重连时，DTU也始终去与该中心连接，与该中心连接3次失败后，DTU自动复位重启，重复上面的步骤。注：如果DTU工作在UDP协议模式下，则DTU只与主中心1进行连接通讯，备份中心2则不予理会，因为UDP不是面向连接的协议，用户使用时请注

9、意。三、产品性能指标 特征 描述 电源供电 宽X围直流供电9-36V 电源功耗 电压：DC12V数据收发时工作电流120MA-480MA,典型280MA空闲时50MA模块断电时20MA 温度X围（工业级） 工作环境温度：-25 - +70储藏温度：-45 - +85 湿度X围 0 - 95 非冷凝 串行接口 默认RS232电平，波特率9600BPS8N1(可调)。速率：600-115200可选：RS485电平 SIM卡接口 标准3V手机卡，抽屉式SIM卡槽 天线接口 50欧SMA天线连接头 体积 长98mm宽60mm厚27mm（不含天线尺寸） 外观 铝合金外壳 四、产品接口 1、SIM卡的安装

10、：产品采用高档抽屉式SIM卡座，装上和取下SIM卡时无需打开设备外壳，只要用园珠笔笔尖(或其他尖的螺丝刀之类)对准SIM卡座黄色小圆点顶入，SIM卡托盘会自动弹出。将SIM卡放入托盘，注意SIM卡的铜箔电极朝外；SIM卡三角缺口对准托盘缺口。将托盘对准卡槽；SIM卡正面朝下推上SIM卡抽屉盒，即完成SIM卡安装。注意：装上和取下SIM卡时必须保证产品处于断电状态！ 2、接线端子说明引脚 名称 描述 备注 1 POW+电源+ 宽X围直流供电DC9-36V 2 POW-电源- 3 TXD(D-)串口数据发送或RS485 DATA 支持RS232RS485电平，默认RS232电平。 4 RXD(D+

11、)串口数据接收或485 DATA+ 5 +5V 如果用户电源是5V供电，可将5V电源正极接该端子 当用户用第1端子供电时，该端子将输出+5V电压，电流最大可达2A。 6 LINK 通讯链路状态指示 低电平时表示正常通讯状态；高电平时表示没有联网。该端子与LINK状态发光管同步 7 SLEEP 休眠状态指示 低电平时表示进入休眠状态；高电平时表示正常通信状态。 8 IO1 备用IO 9 IO2 备用IO 10 GND 系统地 3、工作状态指示灯 1）面板上的“POWER“指示灯是电源指示灯，上电后处于常亮状态2)NET“指示灯是GSM网络指示灯，产品上电几秒后，指示灯首先快速闪烁，此时DTU处于

12、寻找网络状态，找到通讯网络后，以3秒灭、0.5秒亮的频率闪烁，在正常工作过程中，始终保持该频率闪烁。3) “LINK”指示灯是与监控中心联网状态指示，当产品与监控中心联网成功后点亮，当断网后熄灭。该灯的状态与接线端子6-LINK同步。联网后LINK处于低电平，断网后变为高电平。 五、DTU数据收发说明 1、F2313提供全透明传输模式。 2、DTU与用户接口之间，发送缓冲区为15KB ，接收缓冲区1KB 。最大发送数据包载荷为1KB。 3、DTU上电后自动根据配置参数拨入GPRS网络，并自动寻找可以使用的数据采集中心，用户发送给DTU的所有数据，DTU都当成实际数据通过TCP或UDP协议发送给

13、数据采集中心，DTU收到数据采集中心的数据后，都直接发送给用户机，中间不做任何转换，不夹杂任何其他数据，此工作模式为用户的原有串口设备升级为GPRS传输提供了极大的方便性。 4、DTU接收到数据后的封包方法：封包方法有两种：(1)、延时封包，封包时间是几百毫秒，如果在延时封包时间内没有收到足够的一包（1KB）数据，则DTU视为一个数据包强迫发送到数据采集中心。(2)、接收到的数据字节数达到最大包载荷封包。如果DTU收到满载荷一包数据，则不管延时时间到与不到，强制封包发送。如果用户数据源源不断地发送给DTU，则DTU自动按最大包载荷进行封包发送。DTU 接收数据量超过最大缓冲区时将自动循环覆盖掉

14、开始的数据。六、产品配置DTU在使用之前应进行适当的配置，以便DTU与用户终端设备和数据采集中心能够正常的通信。如果用户对DTU不予配置，DTU将自动与我公司的数据采集中心连接。DTU的配置可以在串口工具下采用AT指令完成配制，也可以通过我们提供的图形配置软件完成配置，如果DTU与数据采集中心联网成功，也可以通过GPRS远程配置。下面介绍DTU通过本地串口用图形化软件完成配置，实际上我们的图形软件也是在AT指令的基础上制作的。 串口电平默认是RS232，因此可以直接通过串口线与上位机串口连接。串口连接线的连接方法： F2313的接线端子 上位机DB9公头 F2313的端子3（发送） DB9公头

15、的2（接收） F2313的端子4（接收） DB9公头的3（发送） F2313的端子10（地） DB9公头的5 (地) 操作过程如下：1、用串口数据线连接DTU与上位机。如果笔记本自身不带串口，可用USB转串口模块设备。2、安装“DTU配置软件“，并执行。 “接收窗口“显示的信息是DTU发送到上位机的信息，“发送窗口“显示的信息是点击每个命令按钮后上位机发送给DTU的信息。3、在“初始化控制“一栏内选择与DTU相对应的通信参数，DTU默认波特率为9600，因此选择波特率9600。选择对应的PC机串口号。4、点击“打开串口“，再点击“进入配置”，进入配置后，实际是配置软件不停的给DTU发送6个以上

16、的“+”号，在DTU上电收到这些“+”号后，即进入配置界面。接收窗口显示的是配置指令的提示帮助。 5、DTU进入上面的配置界面后，用户可以发送指令对DTU进行配置了，下面结合图形软件界面和DTU支持的AT指令来具体介绍如何对DTU进行操作。注意：、DTU支持的每条AT命令输入格式，字符均为大写，指令输入完以后要以回车结束；整条指令要一次发送给DTU才能有效。、DTU的每项参数都可以在相应的输入框中输入，然后点击对应的按钮即可配置，在“DTU控制“一栏内的命令按钮当前不可以控制，只有在DTU与采集中心联网成功后，才可以变成可以控制的按钮。、在“DTU特征设置项”一栏内也有一个“波特率”设置项，这

17、是改变DTU的串口波特率的设置项，注意：DTU的波特率改变后将立刻生效。、DTU配置完成后，点击“退出配置”,则DTU将自动复位重起，通过观察“接收窗口”看设置是否生效。、DTU配置完成后，可以屏蔽掉DTU的输出信息，点击“DTU特征设置项”中的“是否输出调试信息”，点选该项后则DTU输出调试信息，否则则不输出调试信息。在最初用户对DTU的使用还不太熟悉的情况下，可以让DTU输出信息，以便观察DTU的工作过程，待熟悉后则可屏蔽掉调试信息。在屏蔽掉输出信息后，当DTU与监控中心连接成功后，只输出“SYSSTART”字符串，其他信息不再输出。当测试没有问题后可以将DTU与用户串口设备直接连接。(1

18、)、DTU进入配置后，点击“参数查询”命令按钮，则DTU会将当前的配置参数输出。用户在配置的过程中，如果需要恢复出厂默认配置，可以点击“恢复默认配置”命令；当对DTU的配置完成后可以点击“退出配置”命令，则DTU将自动复位重起，此命令与“DTU复位”相同，对应的AT指令是：复位命令 AT+REST=1 解释 DTU复位命令 返回 OK (2)、DTU通信协议选择 DTU支持“TCP”和“UDP”通信协议，选择需要的通信协议，点击“通信协议”命令按钮，即可设置。用户可以根据自己的需要选择适合自己的通讯方式。UDP速度稍快，但是是不可靠连接，可能出现丢包、包次序错乱，用户需要自己再加层协议保证数据

19、的传输可靠性；TCP协议数据收发稍慢，但是能保证数据的正确性和网络的可靠性。 (3)、网络接入点设置如果用户申请了专网APN，则设为专网APN名称。否则GPRS DTU应该保留目前移动GPRS网络的默认接入点“CMNET“。(4)、域名解析服务器设置F2313 DTU不但支持中心有固定IP的服务器；同时支持中心为动态IP的服务器，中心为动态IP的服务器，可以通过域名解析来登陆服务器。此两项设置用户可以不用修改，采用默认设置即可。(5)、监控中心设置项 F2313可支持两个数据采集中心，监控中心1和监控中心2，两个中心都支持固定IP地址和域名解析方式；如果采用域名解析的方式，则IP地址可不用关心

20、，如果采用固定IP地址方式，则不用关心域名。、数据服务中心1是否域名解析。如果设置服务中心1采用域名解析的方式，则选择“监控中心1域名解析”；如果采用固定IP地址方式，则不选“监控中心1域名解析”。此命令实际是采用固定IP和域名解析模式的一个开关。、设置服务中心1的IP地址如果服务中心1采用域名解析的方式，则可不用理会该项内容；如果采用固定IP地址的方式，则在输入框中输入中心1的IP地址，点击“服务中心1IP”命令按钮，即可修改。、设置服务中心1的域名地址 如果服务中心1采用固定IP的方式，则可不用理会该项内容；如果采用固定域名解析的方式，则在输入框中输入中心1的域名地址，点击“服务中心1域名

21、”命令按钮,即可修改。 、设置服务中心1的端口号在输入框中输入监控中心的端口号，点击“服务中心1端口”命令按钮，即可修改监控服务中心2的设置同监控中心1的设置，在此不再陈述。 (6)、设置心跳包（或注册包）间隔时间 在输入框中输入心跳时间间隔（单位是秒），点击“心跳间隔“命令按钮，即可修改成功。心跳包是为了保持DTU设备长时间在网，并且没有应用层数据传输时，DTU保持网络连接有效的数据包；心跳间隔时间应当根据当地的网络情况设置，一般为几分钟（XX地区是2分钟甚至更长）。心跳包也是DTU与中心连接的一个保活计时器，DTU可以随时探测数据中心是否在线，数据中心出现故障，DTU能够自动重连。所以建议

22、设置适当的心跳间隔。注意，当有数据在中心与DTU之间发生传输时，心跳时间间隔重新计时。心跳包的构成：注册包（或心跳包）XX+DTU 的ID号，二部分构成。 对应的命令 AT+HTH=X AT+HTH=? 解释 X表示心跳间隔，单位秒 查询心跳间隔 返回 设置OK （7）、设置心跳包（或注册包）XX 注册包XX编码为任意组合和长度小于20个字符的ASCII字符串，也可以为空。默认编码是三个#号，设置成功返回OK，该指令设置后立刻生效，不必重启。心跳包发送时将注册包XX同时发送到采集中心（或叫监控中心）。 (8)、设置DTU ID号在输入框中输入ID号，点击“DTU ID”命令按钮即可设置。ID号

23、也可以为空。心跳包发送时将ID号同时发送到采集中心。 (9)、波特率设置DTU波特率支持从300到115200，波特率设置完后，需要重新启动DTU。默认波特率是9600。选择合适的波特率，点击“波特率”命令按钮修改，修改成功后，重新启动DTU，并以修改后的波特率工作 (10)、设置调试信息输出 “调试信息“是指F2313在工作过程中从串口输出的帮助用户判断分析模块工作过程用的，是否允许调试信息输出，用户可以通过该项来设置。禁止输出则取消点选，允许输出则点选。 用户刚拿到产品时由于不熟悉DTU的工作过程，可以允许DTU输出调试信息，待熟悉后如果与用户的目标系统连接，可以禁止模块输出调试信息。出厂

24、时默认输出调试信息。 (11)、DTU断电指令AT+SHUT=1,断电指令。该指令执行后DTU将断网、并且LINK状态灯将熄灭、NET状态灯停止闪烁、并停止心跳。功耗将大大降低，节省数据流量，适用于平时数据发送不频繁的场合。在DTU断电模式下，当DTU收到数据时，DTU将复位重启，用户可采用此方法，使DTU重新上电。AT+SHUT=0，重新给终端上电，DTU将复位重启，该指令支持远程和串口设置。 (12)、DTU休眠控制指令AT+SLEEP=1，休眠设置指令。该指令执行后DTU将断网、并且LINK状态灯将熄灭、NET灯停止闪烁、并停止心跳。但这时模块并没有断电，只是网络断。该模式下功耗也将大大

25、降低，并且节省数据流量，适用于平时数据发送不频繁的场合。当DTU休眠后，唤醒DTU的方法有两种，当DTU接收到数据后，会自动唤醒网络，联网成功后，再将数据发送到服务中心，再次执行下面的指令：AT+SLEEP=0，DTU将脱离休眠状态，自动重新连接服务中心，该指令支持串口和远程设置。 上面介绍的命令执行一次操作即可，DTU自动保存配置参数，永久有效。 在命令执行的过程中，如指令错误，返回ERROR。 七、产品收发数据工作过程测试1、数据采集中心的准备、DTU要实现与采集中心的联网并实现双向数据收发，则数据采集中心需要有一个公网IP地址。下面介绍公网和内网的区别：公网、内网是两种Internet的

26、接入方式。内网接入方式：上网的计算机得到的IP地址是Inetnet上的保留地址，保留地址有如下3种形式：10.x.x.x 172.16.x.x至172.31.x.x 192.168.x.x 内网的计算机以NAT（网络地址转换）协议，通过一个公共的网关访问Internet。内网的计算机可向Internet上的其他计算机发送连接请求，但Internet上其他的计算机无法向内网的计算机发送连接请求。公网接入方式：上网的计算机得到的IP地址是Inetnet上的非保留地址。公网的计算机和Internet上的其他计算机可随意互相访问。NAT（Network Address Translator）是网络地址

27、转换，它实现内网的IP地址与公网的地址之间的相互转换，将大量的内网IP地址转换为一个或少量的公网IP地址，减少对公网IP地址的占用。NAT的最典型应用是：在一个局域网内，只需要一台计算机连接上Internet，就可以利用NAT共享Internet连接，使局域网内其他计算机也可以上网。使用NAT协议，局域网内的计算机可以访问Internet上的计算机，但Internet上的计算机无法访问局域网内的计算机。Windows操作系统的Internet连接共享、sygate、winroute、unix/linux的natd等软件，都是使用NAT协议来共享Internet连接。所有ISP（Internet

28、服务提供商）提供的内网Internet接入方式，几乎都是基于NAT协议的。在Windows的dos控制台下执行c:/ipconfig，即可查看你的机器ip地址。、一般网通、电信、联通等通过ADSL拨号上网的机器获得的ip地址都是公网IP；铁通的宽带经过了NAT地址转换，不是公网IP、有线MODEM拨号上网后获得的IP地址，一般也是公网IP、GPRS无线上网卡（一般笔记本无线上网时会用到），虽说得到的地址是移动GPRS的内部IP，但对于GPRS DTU来说由于都是同一个网络，也可以互联互通。、如果用户上网是通过路由器上网，而路油器上的IP地址是没有经过NAT转换的公网IP，那末可以在路油器上进行

29、端口映射，以使数据通过路油器转发到你的机器上。、如果机器得到的IP地址，虽说是公网IP，但是是动态的IP，即每次上网的IP地址都不固定，可以在PC机上安装动态域名解析软件，由于我们的GPRS DTU支持域名解析，因此只要用户申请一个域名，DTU也可以与之连接。现在免费提供域名解析和域名的公司有很多，比如花生壳、科迈通讯等的服务都比较不错。、如果IP地址得到了解决，那末你的PC机就具备了作为DTU数据采集中心的条件、接下来在你的机器上打开数据采集中心测试软件，我们将借助这个软件来测试中心与DTU的数据交互。数据采集软件的核心是对socket控件编程，这个控件在各种开发环境（VB/VC/.NET/

30、C#/DELPHI等）下都可以找到，该控件的标志是两台相连的小电脑 。什么是socket？所谓socket通常也称作套接字，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者应答网络请求。Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。2、安装监控中心（或称作数据采集中心）测试软件，并执行，该软件采用的协议是TCP协议。监控中心软件中“本机IP“地址不用填写，在本地端口输入与DTU中设置相对应的端口号。然后点击“侦听“命令。 3、给DTU插上开通了GPRS无线上网功能的SIM

31、卡 ，接好GSM天线，用串口连接线将DTU与PC机连接。 4、打开DTU配置软件，选择相应端口，打开串口，DTU上电开机。5、如果DTU登陆网络成功，DTU串口会输出“SYSSTART”字符串，监控中心软件也会接受到DTU发来的注册包，注册包格式同心跳包格式：注册包XX+DTU-ID号在DTU配置软件的“发送窗口“输入数据，点击“发送“，则数据将通过串口发送到DTU，DTU接收到后转发到采集中心。6、在监控（采集）中心的发送区输入数据，点击发送，则数据也将通过INTERNET网络发送到DTU，DTU收到数据后，将通过串口输出。 7、这样DTU在用户设备和远程监控（采集）中心之间通过GPRS网络连接起来。 8、DTU在工作过程中如果数据发送不出去或出现断网等情况，DTU将重新自动联网，直到联网成功。与数据中心联网成功后，也可以在线通过指令对DTU实时配置。八、产品远程配置或控制 如果DTU安装在工业现场，需要通过监控（采集）中心远程对DTU的参数配置，必须在DTU成功登陆监控（采集）中心后远程配置，配置指令与通过串口配置指令类似，只是增加了“注册包XX“，每一个配置包