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浅谈工业型DTU的工作原理及其核心功能

笔者由于工作的需要,时常接解到一些无线通信技术,并且在我们单位系统的远程无线监测系统中,运用了不少的一些才茂的无线工业用DTU。由于需要快速的维护一些日常的简单问题,便利用空闲时间研捣鼓捣鼓DTU的工作原理及其功能,可以这么说:小有收获。为便于和我一样类似的用户的方便的调试维护工作,于是在工作之余,谈谈这个工业型DUT的工作原理,一同分享。
工具/原料
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工业用DTU一至多台(可以试验调试)

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SIM卡每DTU要配一张

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备好工业用9V电源适配器

方法/步骤
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一、DTU的概念: DTU全称无线数据传输单元,在国内,目前实际上对DTU具有更加明确的约定:DTU是专门用于将串口数据通过无线网络进行传送的无线通讯设备。

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二、DTU具有四大核心功能: 1、内部集成TCP/IP协议栈: DTU内部封装了PPP拨号协议,以及TCP/IP协议栈,或者才茂TCP/IP协议,并且具有嵌入式操作系统,具备拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。具有无线MODEM的功能。 2、双向数据传输功能:  DTU无线传输模块提供了串行通信接口,包括RS232,RS485,RS422等,而且 DTU在设计上大都将串口数据设计成“透明传输”的方式。透明传输即是将原始数据转换成经TCP协议发送的数据包进行传送,而不对数据做任何的改动处理。 3、心跳维持自动在线功能: DTU的一大优点,就是支持设备永久在线,其原理为当在一定的时间没有数据通信时,移动网关将断开 DTU与中心的连接,心跳包就是 DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包,以保持连接不被断开;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:  DTU作为一种无线通信设备,其应用场合十分广泛,基本上在各行各业都有应用。由于应用千差万别,因而其数据中心的IP地址及端口号,串口的波特率等都是不同的。所以 DTU一般都支持参数配置,并且将配置好的参数保存到设备。若非更改则参数一直保持不变。一旦上电,就自动按照设置好的参数进行工作。

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三、DTU的功作原理: DTU上电后,会自动与附近的基站进行连接,如GPRS的DTU,则会自动登陆GSM或GPRS网络,然后进行 PPP拨号。拨号成功后, DTU将获得一个运营商分配的动态IP地址。也就是说, DTU处于移动内网中,而且其内网IP地址通常是不固定的,随着每次拨号而变化。我们可以理解为才茂 DTU这时是一个移动内部局域网内的设备,通过移动网关来实现与外部Internet公网的通信。这与局域网内的电脑通过网关访问外部网络的方式相似。 DTU主动发起与数据中心的通信连接,并保持通信连接一直存在。由于 DTU处于移动内网,而且IP地址不固定。因此,只能由 DTU主动连接数据中心,而不能由数据中心主动连接 DTU。这就要求数据中心具备固定的公网IP地址或固定的域名。数据中心的公网IP地址或固定的域名作为参数存储在 DTU内,以便 DTU一旦上电拨号成功,就可以主动连接到数据中心。 具体地讲, DTU通过数据中心的IP地址(如果是采用中心域名的话,先通过中心域名解析出中心IP地址)以及端口号等参数,向数据中心发起TCP或UDP通信请求。在得到中心的响应后, DTU即认为与中心握手成功,然后就保持这个通信连接一直存在,如果通信连接中断, DTU将立即重新与中心握手。由于TCP/UDP通信连接已经建立,就可以进行数据双向通信了。

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四、DTU的应用范围: 由于DTU具有以上几大优点,加上支持语音、短信、数据触发上线以及超时自动断线的功能,降低流量降低产品功耗,实现低功耗功能。它在工业控制领域表现不俗,广泛应用于电力集中抄表、水表集中抄表、热网监控、燃气监控、水利监控、环保检测、气象检测、地震监测,交通控制等等行业。

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