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什么是GPRS DTU？GPRS DTU有什么功能？其工作原理是什么？
什么是GPRS DTU GPRS DTU全称GPRS数据传输单元，在国内目前实际上对GPRS DTU具有更加明确的约定：GPRS DTU是专门用于将串口数据通过GPRS 网络进行传送的GPRS无线设备。
GPRS DTU的四个核心功能 （1）内部集成TCP/IP协议栈。GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统，从硬件上，它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合；它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。
（2）提供串口数据双向转换功能。GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都属于常用的串行通信方式，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接，而且不需要对用户设备作改动。
（3）支持自动心跳，保持 在线。GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备 在线，因此典型的GPRS DTU在设计上都支持 在线功能，这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持 在线（当长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， 保存。GPRS DTU作为一种通信设备，其应用场合十分广泛。在不同的应用中，数据中心的IP地址及端口号，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 存储器件内（一般为FLASH或EEPROM等）。一旦上电，就自动按照设置好的参数进行工作。
GPRS DTU的扩展功能 较为专业的GPRS DTU还提供一些扩展功能，主要包括：支持数据中心域名解析、支持远程参数配置/远程固件升级、支持远程短信/电话唤醒、支持本地串口固件升级、提供短信通道、提供DTU在线／离线电平指示等。这些扩展功能可以增强系统的可靠性，以及方便用户的使用及维护。
GPRS DTU工作原理 GPRS DTU上电后，首先读出内部FLASH中保存的工作参数（包括GPRS拨号参数，串口波特率，数据中心IP地址等等，事先已经配置好）。GPRS DTU登陆GSM网络，然后进行GPRS PPP拨号。拨号成功后，GPRS DTU将获得一个由移动随机分配的内部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是说，GPRS 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GPRS 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。
GPRS 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GPRS DTU处于移动内网，而且IP地址不固定。因此，只能由GPRS DTU主动连接数据中心，而不能由数据中心主动连接GPRS 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GPRS DTU内，以便GPRS 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，GPRS 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，GPRS 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，GPRS 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。 对于DTU来说，只要建立了与数据中心的双向通信，完成用户串口数据与GPRS网络数据包的转换就相对简单了。一旦接收到用户的串口数据，DTU就立即把串口数据封装在一个TCP/UDP包里，发送给数据中心。反之，当DTU收到数据中心发来的TCP/UDP包时，从中取出数据内容，立即通过串口发送给用户设备。通过有线的数据采集中心，同时与很多个GPRS DTU进行双向通信。这是目前GPRS DTU应用系统中最为常用的方式。
GPRS/CDMA DTU基础知识问答 GPRS/CDMA DTU常见问题答疑
问1 ：DTU如何访问数据中心？需要何种组网方式来实现？
DTU上电后，首先要进行PPP方式拨号，然后通过某个IP地址去访问数据采集中心。DTU是通过存贮在DTU里面的中心IP地址或域名来访问中心的。
一般有三种GPRS/CDMA组网方式:
方式一：给数据采集中心申请一个固定IP地址， DTU上电后每次都访问这个固定IP地址。
方式二：如数据采集中心没有固定IP地质，可以给数据采集中心申请一个动态域名(DDNS)，DTU通过 动态域名获取数据采集中心当前的动态IP地址。
方式三：向移动/联通运营商申请专用VPN业务，使DTU与中心组成一个内部网。
问2：DTU和数据中心的日常通信费用是多少?
CDMA是按照上网时间来计费的:
(本CDMA资费为四川联通收费标准,其他省份的收费方式可能不同,请到当地联通营业厅咨询)
GPRS是按照实际数据流量来计费的:
 使用GPRS省际漫游业务,不收取漫游费
 动感套餐只适用于动感地带用户,其余套餐适用于全球通,动感地带,大众卡用户
数据中心接入根据接入方式不同，资费不同。
1）ADSL接入+动态域名--
ADSL一般是包月方式,费用在80-120元/月,使用动态域名专业服务的费用一般在300元-500元/年左右,如花生壳等(花生壳也提供完全免费的动态域名服务,网址:http://www.oray.net)。
2）固定IP接入 -- 请向当地的接入商查询价格。
问3：DTU能上电就自动联接到数据中心吗？在掉线时能自动重新联接到数据中心吗？
DTU如果设置为透明模式,就会始终保持自动联接到数据中心.不论是DTU终端重新上电,GPRS/CDMA网络掉线,还是数据中心重新启动,都能够自动重新连接到中心。
问4：在GPRS/CDMA网络中传输数据,应当选择TCP还是UDP?数据传输可靠性如何？
DTU支持UDP和TCP两种方式，建议在绝大部分情况下,都应优先选择TCP方式,以保证数据传输的可靠性。
UDP协议是不保证传输可靠性的，具体表现情况就是UDP包存在丢失和包顺序错乱的现象，这是 UDP协议本身不可避免的特点，UDP的优点在于包传输速度比TCP稍快一点，并且 UDP协议栈的底层实现比较简单。
TCP协议本身有完善的数据包校验和自动重传机制，可以保证传输的可靠性，适用于绝大多数数据采集和远程控制的应用场合。
只有在对数据传输可靠性要求不高，并且允许用牺牲数据可靠性来换取传输速度的情况下(如VOIP应用)，才会考虑选择使用UDP方式。
问5：DTU如何进行参数配置?
使用众山科技提供的DTU设置程序，可以非常直观地对DTU进行配置。在DTU上电后，不论处于何种状态，都可以使用GPRS/CDMA设置软件进行配置。也可以在数据中心对DTU进行远程配置。
问6：如何在现场快速判断DTU是否登陆数据中心?
查看DTU的系统指示灯, 当DTU未登录数据中心时, 系统指示灯闪烁较块, 1秒/次。
当DTU已经登录数据中心时, 系统指示灯闪烁很慢,大约5秒才会闪烁一次。
问7：DTU为何无法登录数据中心？
首先查看DTU工作模式；
检查电源灯,查看是否上电；
检查DTU工作状态指示灯,查看是否在闪烁(可以根据闪烁频率判断DTU的工作模式)；
检查您是否插入了一张开通CDMA数据业务的R-UIM卡，并查看是否欠费；
检查您的天线状况和您所处位置的网络信号状态；
如果上述都正常,请使用DTU设置软件查看参数配置：
1）查看DTU参数是否设置正确
a.检查您是否已经设置了正确的DTUID号及登录密码,并与中心保持一致；
b.检查您是否已经输入了正确的数据中心1 IP地址或数据中心1域名；
c.如果中心使用域名方式，请检查您是否已经把IP地址设置为0.0.0.0；
d.请检查DNS服务器是否正确;(出厂默认设置是61.139.2.69)
2)使用DTU设置程序查看DTU工作状态：
启动DTU设置程序后，选中控制通信模式测试页，然后点击“读DTU状态”按钮，即可读取出DTU的内部工作状态：
 DTU一直在状态1-3之间变化，则说明PPP拨号不能成功，请检查APN用户名和APN密码是否正确，UIM卡是否已经开通CDMA上网功能，卡上是否有费用。
 DTU一直在状态4，则说明PPP拨号已经成功，但与中心连接不上。请检查中心计算机是否与互联网建立了连接，数据采集中心软件是否正确启动，并且监听端口号与DTU内设置的端口号是否一致，如果中心计算机安装了防火墙，请设置防火墙允许数据中心使用的Socket端口接受外部访问。如果中心通过路由器上网,请设置路由器的端口映射功能。
 DTU在状态5，则说明DTU已经与中心连接成功，可以正常使用。
问8：数据采集中心软件如何开发？
众山科技提供了功能完备的ZSDXXXX DTU Easy中心ActiveX控件,通过该控件,您可以使用各种Windows软件开发工具快速开发自己的GPRS/CDMA数据采集中心。
问9：如果原来的软件使用串口,并且没有源代码, 不能修改, 如何使用DTU呢?
我们可以提供数据中心提供虚拟串口的版本, 可以实现不用修改原有软件也可以正常运行。
问10：如果使用GPRS/CDMA DTU, 原来的串口设备需要做什么调整吗?
在现场采集点的设备不需要做任何改动, 直接通过串口与DTU相联即可; DTU提供透明传输通道, 相当于一根无限长的的虚拟串口线直接连接到现场设备一样。
问11：用两台GPRS/CDMA DTU可以实现两个现场设备之间的点对点传输吗?
我们提供点对点直接传输的DTU版本, 如果使用固定IP地址的SIM/UIM数据卡, 那么在DTU参数里面将数据中心地址设置为对方数据卡的固定IP地址即可。如果没有固定IP地址的数据卡, 也可以采用有线中心实现两台DTU数据之间的桥接通信,我们提供相应的软件平台。
什么场合需要用到GPRS DTU? GPRS DTU的应用
虽然我们在前面的章节中介绍了许多GPRS的行业应用。但是从实际应用角度来讲，我们更加希望有一些明确的原则来统一判断一个系统采集是否适合使用GPRS方式来实现数据传输。
1）现场只能使用无线通信环境
当数据采集现场的设备需要在移动中工作，或者采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，采用GPRS无线网络就可能是一个好的选择，因为GPRS网络的覆盖率目前已经很高，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网络是覆盖全国的公共网络，因此采用GPRS来传输数据的一大优势就是现场采集点可以分步在全国范围，数据中心与现场采集点之间的距离不受限制。无线公网通信（包括GPRS/CDMA网络,3G网络等）这个非常显著的优点是专用无线通信网络（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
目前的GPRS网络，其传输数据的延时为秒级范围。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端发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应用的要求。 但是，对于一些特定的应用系统，如果不能承受2秒左右的平均延时，那么GPRS通信方式就可能是不适合的。（另外，CDMA网络的传输延时也是1秒-2秒左右）。
从另一个角度来讲，如果我们要设计的系统希望通过GPRS网络来传输数据，那么就要在设计通信协议时候考虑这种延时的情况。
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的速度向中心发送数据，反之亦然。（补充说明：国内CDMA网络的数据通信平均速率可以达到40kbps-90kbps左右）
从系统应用可靠性角度来讲，我们认为当应用系统本身的数据平均通信量在30kbps以内的时候，使用GPRS网络来进行数据传输是比较适合的。
从另一个角度来讲，如果我们要设计的系统希望通过GPRS网络来传输数据，那么就需要把数据平均通信量控制在30kbps之内。
（注意：这里的平均持续通信速率和瞬间通信速率是有区别的，与设备串口波特率也不是同一个概念）
以上的几点可以用于判断应用系统是否适合采用GPRS网络进行数据传输，如果这几个方面都比较符合的话，那么采用GPRS DTU进行数据传输是非常合适的。
GPRS DTU数传终端流量控制策略分析
1）移动对GPRS流量的收费方式
目前移动公司对GPRS是按照流量计费方式计算的，但是实际上也实行了一些限制，主要有两个方面，一个方面是对空闲时间做了一定的限制，当长时间没有数据通信时，移动网关会自动断开通信连接（对于TCP协议，是直接断开链路，对于UDP协议，则是收回分配的NAT端口号）.对于这个断开时间，TCP协议比UDP协议大得多。一般很多地方，TCP协议允许空闲几分钟，而UDP协议仅允许空闲几十秒。
另外，移动公司在计算流量的时候，不一定按照真实的字节计算，而是规定一个最小流量，当一个时间段内,如果只发了一个包,那么不管这个包实际大小是多少,都按最小流量计算，比如1K字节。
即便按照这种方式计算下来,实际上每个月心跳方面的流量需要占用10M字节左右.
移动目前有20元、50元包月的小流量套餐,允许用户每月使用20M字节-50M字节流量,按道理,在很多GPRS行业应用中也应该是够用了.但是实际情况中, 经常存在流量失控, 超过预期的现象!
2) GPRS DTU流量失控原因分析
实际GPRS应用系统中,用户可能经常发现移动公司统计出的GPRS流量经常超过自己的预期,甚至现"费用爆炸"的现象.这个情况主要是由于用户使用的GPRS DTU终端产品没有进行彻底的流量控制, 产生大量无效流量所导致的. 总体看来, GPRS DTU流量组成主要包括四个部分:
(1)建立网络连接包;
(2)用户应用层数据;
(3)心跳包;
(4)垃圾数据
我们分两类来说明:
A.流量稳定型: 用户应用层数据；心跳包
当用户系统设计合理,参数设置合理,那么[用户应用层数据]和[心跳包]基本上不会导致流量超过预期的情况.
B.流量不确定型: 建立网络连接；垃圾数据
[建立网络连接] 不稳定的原因是,当数据中心关闭或者因为某种原因导致GPRS DTU无法与中心建立连接时,DTU会反复重试建立连接,这样会导致很大的流量.
[垃圾数据] 是当GPRS DTU处于GPRS网络内时,会受到相当一部分都不明内容的垃圾信息，这都是要计算流量的,而且可能会占流量中的较大比 例( 目前GPRS网络内垃圾数据的现象广泛存在,一种解释是可能是其他接入GPRS网络内的电脑病毒发来的攻击数据或探测包)
3) GPRS DTU数传终端流量控制策略
在分析了导致流量超过预期的原因后,我们再来看看众山科技在GPRS DTU数传终端流量控制方面采取的策略:
A.对于 [用户应用层数据],[心跳包]部分的控制策略:
众山GPRS DTU可以分为保持在线方式和唤醒上线方式,当用户应用数据通信频繁, 需要经常双向通信时,GPRS DTU一般使用保持在线方式.
当用户应用数据量极少时,也可以考虑采用唤醒上线方式,唤醒上线方式又细分为 本地控制命令唤醒, 用户数据包唤醒, 定时自动唤醒, 中心拨号唤醒, 中心短信唤醒几种方式.采用唤醒方式可以大幅减少GPRS流量.
B.对[建立网络连接]的流量控制策略:
众山GPRS DTU对[建立网络连接]的部分实行了智能判断的方法,当中心无法连接的时候, 避免大量无效连接包的产生, GPRS DTU支持重新尝试连接的时间间隔设置, 比如按每隔5分钟才重新尝试连接1次,而不是连续重新尝试连接, 或者按照时间递增的方式重新尝试连接.(比 如按照10秒, 20 秒,40 秒, ...递增),从而有效避免[建立网络连接]部分出现大流量.
C. 对[垃圾数据]的流量控制策略:
在许多GPRS DTU厂家对垃圾数据的现象束手无策的情况下, 众山科技 实现了自动避让垃圾数据的技术. 垃圾数据的一个特点是:它并不 是对所有IP都会出现,当GPRS设备在某个时间收到垃圾数据包时, 如果更换一个IP地址, 那么就可以有效避免继续收到更多的垃圾数据. 其核心思路实际上是简单的,很容易理解. 更换IP地址的方法也容易实现,也就是重新快速进行一次GPRS拨号,从而分配到一个新的IP地址,并且重新与中心建立握手即可.
但是,判断GPRS设备收到垃圾数据需要一个必备的条件,就是必须在GPRS DTU内部自行实现完整的PPP协议及TCP/IP协议.也就是GPRS DTU具备IP层数据包处理能力,由于GPRS设备知道合法数据中心的IP地址以及DNS服务器IP地址, 因此可以在IP层对收到的数据包进行判断,如果该IP包的来源IP地址即不是来自合法数据中心的IP地址,也不是合法DNS服务器IP地址,即可认定为垃圾数据.顺便提一下,目前有的厂家的GPRS DTU设备使用了GPRS无线模块内置协议栈, 这种情况下,由于GPRS无线模块内置协议栈已经把IP层封装了, 对 外开放的只是TCP和UDP通道的数据, 因此无法判断垃圾数据包存在, 更谈不上自动避让了.
众山使用自行实现的PPP及TCP/IP协议栈,可以有效识别垃圾数据包, 在保持用户数据不丢失的情况下,自动快速切换IP地址, 避让垃圾数据的攻击,从而可以有效避免垃圾流量的产生,并且保证了GPRS的有效带宽和处理器资源不被垃圾流量所消耗,进一步增强了GPRS通信的可靠性.
［众山科技］http://www.zstel.com
DTU相关名词解释
1、什么是DTU?
DTU是数据终端设备（Data Terminal unit）的简写。广义地讲，在进行通信时，传输数据的链路两端负责发送数据信息的模块单元都称之为DTU，在它的作用下对所传信息进行格式转换和数据整理校验。狭义地讲，DTU一般特指无线通讯中的下位GPRS/CDMA发射终端设备。前者是一种模块，而后者则是设备。后面的介绍如果不加特别说明，都是指后者（下位发射终端设备）。
2、与DTU有关的名词解释
1）什么是上位机和下位机？
上位机和下位机是一个相对的概念，在通信中，有主从关系的一对设备，负责提交信息的终端设备是下位机，负责处理提交信息的设备是上位机，典型的应用方式是多台DTU对应一个数据中心。但是上位机和下位机不一定都一一对应，他们可以是一个下位机对就一个或多个上位机，也可以是一个上位机对应一个或多个下位机，具体的对应方式要视应用而定。
2）什么是数据中心？
数据中心是指对下位机回传的信息进行 采集、汇总和处理，并对下位机进行一定控制和管理的上位机系统，他包括完整的计算机硬件设备和特定的完整软件功能。
3）什么是全透明传输？
全透明传输就对IP包不作任何操作和改变，只是简单的发送过程。通俗的讲就是，全透明传输时，数据在发送前和发送后的格式、内容都不发生变化，如果IP包有任何的操作和改变，就不是完全意义上的全透明了。
3、DTU与无线MODEM有什么区别？
首先要明确的一点是：DTU与线MODEM是不一样的。在软件设计上，DTU封装了协议栈内容并且具有嵌入式操作系统，硬件上可看作是嵌入式PC加无线接入部分的接合。GPRS/CDMA MODEM是接入GPRS/CDMA分组网络的一个物理通道，它本身不具有操作系统，必须依附于计算机（在功能上类似于有线MODEM），在计算机操作系统之上才能进行PPP拔号连接，通常是与PC结合使用。
从某种角度来说，DTU是嵌入式PC与GPRS/CDMA MODEM的结合，但它不能单独当作MODEM使用，它完成数据协议转换和透明传输这样一个功能。在使用上，前端采集设备或智能数据设备，通常提供标准的数据接口，如 RS232、RS485/422等，这些前端用永设备适合采用DTU,借助于GPRS/CDMA网络平台，实现与监控中心端的数据通信。GPRS/CDMA MODEM需要接入计算机，实现组网连接，比如说中心站的PC主机可以通过GPRS/CDMA MODEM接入GPRS/CDMA网络，从而构成某中心站服务器，实现网络监控，数据通信等。而DTU很难作中中心服务站来使用。
基于GPRS网络的PLC分布式控制系统
引言
自20世纪90年代以来，数字化技术取得突飞猛进的发展，并且日益渗透到各个领域，智能家居在21世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。作为通用工业控制计算机的PLC，30多年来不论是在功能上还是在应用领域方面，都有着从逻辑控制到数字控制、单体控制到运动控制、过程控制到集散控制的飞跃，今天的可编程序控制器PLC正成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。
而随着PLC应用的迅猛发展，各种高级控制策略不得不面对不同的对象在大跨距分散地点下的远程控制应用，如何实现大范围分布式应用中各种现场数据传输处理及远程控制,远程维护等就是很现实的问题，这其中的前提之一就是各种数据包的远程传输.
以前,有的PLC应用系统中采用了无线数传电台通信来达到远程控制PLC的目的,但是这种方案仍然存在一些缺陷,主要就是其分布范围仍然较为有限,而且随着通信距离的增加,其可靠性受到很大影响。 目前 应用趋势是将PLC控制系统与现有GPRS无线通信网络技术集成，通过GPRS网络通信技术，可以实现全国,甚至全球范围内的数据超远程可靠传输，进而达到数据远程分析处理，远程控制的目的。
GPRS+PLC方案优点
中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建分布式PLC控制系统，实现PLC的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS系统作为分布式PLC控制系统的数据通信平台。
GPRS无线通信系统具备如下特点：
1、可靠性高：
与SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰性能，完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
2、实时性强：
GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此GPRS监测数据中心可以多个监测点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右，完全能满足系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。
3、监控范围广：
GPRS网络已经实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。对于分布在全市/全省范围内，或全国范围的PLC控制系统，采用GPRS网络是其理想的选择。
4、系统建设成本低：
由于采用GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装设备就即可，建设成本低；也免去了网络维护费用。
5、系统运营成本低：
采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用, GPRS网络可按数据实际通信流量计费，(1分-3分/1K字节)，也可以按包月不限流量收费，从而实现了系统的低成本通信。
6、系统的传输容量，扩容性能好：
监控中心要和每一个PLC控制现场实现实时连接。系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监测中心可轻松支持上千个现场PLC数据通信。
7、GPRS传输功耗小，适合野外供电环境：
虽然与远在千里的数据中心进行双向通信，GPRS数传设备在工作时却只需与附近的移动基站通信即可,其整体功耗与一台普通GSM手机相当, 平均功耗仅为200毫瓦左右，比传统数传电台小得多。因此GPRS传输方式非常适合在野外使用太阳能供电或蓄电池供电的场合下使用。
系统构成
1、现场控制/采集点：
现场监控点由PLC实现自动控制，并采集相关信息，通过RS232或RS485接口与GPRS DTU终端相连，PLC采集到的设备信息通过GPRS DTU终端对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS无线网络。
2、监控中心：
a）公网接入方案
服务器采用公网方式接入Internet，如ADSL拨号/电信专线宽带上网等，申请公网固定IP地址；可以实现中小容量的系统应用。
b）专网接入方案
服务器采用省移动通信公司提供的DDN专线, 申请配置固定IP地址，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当现场PLC数量增加，中心不用扩容即可满足需求，可实现大容量系统应用。
监控中心RADIUS服务器接受到GPRS网络传来的数据后 行AAA认证，后传送到监控中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理，这样进一步增强了系统数据通信安全性能。
3、GPRS/GSM移动数据传输网络：
PLC采集的数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心IP地址。
系统方案
各现场控制点使用成都众山科技有限公司的ZSD3120 GPRS DTU透明数据传输终端，通过移动GPRS网络与监控中心相连。各现场控制点的GPRS DTU使用移动通信公司的GPRS普通数据卡或APN专用数据卡，同时监控中心对各点GPRS终端编号进行登记, 并与现场控制点信息进行关联，以便识别和维护处理。监控中心运行监控系统软件，实时采集现场控制点的相关数据。
产品特性
系统采用ZSD3120 GPRS DTU无线透明数据传输终端。产品基于中国移动的GPRS网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，提供标准RS232/RS485接口, 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS接收机、数据集中器等连接，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远端站点之间的数据采集和控制。
1、内置TCP/IP协议栈，针对GPRS网络优化
2、提供GPRS无线数据双向传输功能
3、提供RS232/RS485/RS422接口
4、符合ETSI GSM Phase 2+标准
5、支持自动心跳，保持 在线
6、透明数据传输：为用户的数据设备提供双向100K大容量数据缓冲区，支持大数据包传输
7、自动拨号连接：DTU上电自动拨号上网、连接网络，支持用户端发起命令连接或远程唤醒连接
8、提供短信通道，内置Unicode国际编码转换表
9、支持远程短信/电话唤醒
10、实时监测网络连接情况，掉线自动重拨功能
11、支持中心为固定IP或动态域名
12、心跳报告时间间隔用户可设定
13、支持点对点、点对多点、多点对多点对等 数据传输
14、支持APN数据专网业务
15、安装灵活、使用方便、可靠
16、支持多数据中心，自动切换
17、适应低温和高温工作环境
18、EMC抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用
19、复合式看门狗技术，永不当机
20、整机低功耗技术，在线待机电流<20mA
安全措施
由于远程控制的特殊性，系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。
监控中心可通过公网接入,或者到移动专网接入，采用公网接入方式成本比较低，企业不用租用专线，而使用数据专线接入时，GPRS数据传输设备要经过Radius服务器的认证, 整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。
1、APN数据专网模式：企业内部网络中配置APN服务器，移动终端使用APN数据专网，由于采用数据专网,服务器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入侵。
2、用SIM卡的 性，对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与监控中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。
3、可以为每个GPRS数据传设备单独配置 DTU ID号和密码，通过监控中心在其登陆时进行应用层认证，其他没有中心分配的DTU ID号和密码的GPRS的设备将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。
4、数据加密：可对整个数据传送过程进行加密保护。
5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。
结论
监控中心采用有线方式，租用静态IP目前费用约800~1500元/月。采集点采用GPRS无线方式，流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.01元-0.03元/KB，而包月制20元/月有1024KB流量，估计日后其费用会逐步降低。
对于用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当控制点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资。
［众山科技］http://wwww.zstel.com
GPRS DTU快速应用教程
概述
本指南主要面向初次接触GPRS DTU应用的工程技术人员以及系统开发人员，我们将介绍怎样快速部署一个可用的GPRS DTU开发和应用环境。
而对于GPRS DTU的基本概念和工作原理，我们在本章不做详细描述，请参考：
1） 什么是GPRS DTU
http://www.zstel.com/articles/1001.htm
2) 什么场合需要使用GPRS DTU
http://www.zstel.com/articles/1002.htm
我们通过以下几个章节来进行描述
1） 网络环境配置
介绍如何判断现有网络是否具备成为数据中心的条件。介绍了对路由器，防火墙，杀毒软件的一些配置，提供了测试配置是否生效的简易方法。
2） 动态域名的应用
介绍如何使用动态域名，来实现对数据中心IP地址的绑定。（使用固定IP地址作为数据中心的用户可以跳过）
3） DTU配置及数据通信测试
以ZSD3110 GPRS DTU为例，介绍如何对GPRS DTU参数进行设置，以及如何与数据中心演示软件进行数据通信测试。同时说明了如何连接用户设备进行通信测试。
4） GPRS DTU应用软件开发
介绍用户自行开发监控中心软件的总体概念以及要点，也介绍了虚拟DTU工具的使用方法
5） 简易软件集成方法
介绍虚拟串口以及OPC组态两种简易软件集成方法的特点。
网络环境配置
GPRS DTU是移动内网设备，一般情况下均作为TCP客户端，而数据中心是作为TCP服务器，（仅在专用APN模式下，GPRS DTU可以作为TCP服务器，不过也较少这样使用）。
也就是说，GPRS DTU要经由Internet向电脑发起TCP连接，而我们平时使用电脑上网则是相反的，是电脑经由Internet向外面的网络服务器发起TCP连接。并且，处于安全考虑，在系统的默认网络环境里面，经由Internet向电脑发起连接是被禁止的，因此需要进行配置。
通常情况下，可能需要配置的地方包括：路由器，Windows防火墙，杀毒软件或第三方防火墙软件。
1） 路由器配置
如果您的电脑是未经过路由器，直接拨号上网，比如直接通过ADSL MODEM拨号上网，那么就可以跳过路由器配置这个章节。
另外，如果您的网络环境是基于ADSL线路上网，那么绝大数据情况下,都可以作为数据中心,因为,ADSL线路目前都是具有公网IP地址的。
注意: 采用小区宽带上网，移动无线上网（如3G,GPRS/CDMA拨号等）之类,大多不能够获得公网IP地址,或者是有上级防火墙,这种网络环境,均不能作为数据中心。
绝大多数路由器的出厂默认设置情况下，都是禁止路由器外部网络向内部网络发起连接请求的。因此在网络环境下使用了路由器的情况下，需要对路由器进行端口映射配置。
端口映射配置，就是设置路由器允许通过特定的外部端口发起向内网的某台电脑的连接。端口映射又叫端口转发，又叫虚服务器，NAT设置等各个品牌路由器不同，称谓不同，但操作都是类似的。
我们以磊科路由器Netcor 235为例，介绍一下如何设置端口转发：
假定作为数据中心的电脑，局域网IP地址如下：
注意：要作为数据中心的电脑，不要使用自动获得IP地址的方式。要手工设置局域网IP地址，否则端口映射可能失效。
通常默认网关地址就是路由器地址，我们用浏览器去进行配置：
输入路由器管理帐号和密码后，进入首页：
进入首页后，您可以查看WAN口IP地址，这里是222.210.175.158,这就是路由器的WAN口IP. 这里，我们建议您查询一下公网IP地址:另外启动一个浏览器，打开http://www.ip138.com,里面显示了您当前的公网IP地址:这里显示的也是222.210.175.158
我们看到路由器里面显示的WAN口地址和查询到的公网IP地址是相同的，说明路由器的IP地址是真实的互联网IP地址，具备作为数据中心的条件，实际上大多数情况下就是这样的。
注意:如果路由器里面显示的WAN口地址和查询到的公网IP地址不同，就说明路由器的IP地址不是真实的IP地址，可能存在上级路由器,这种情况下，还需要对上级路由器进行配置。(这种情况很少见,我们这里不再详述具体操作过程)。
接下来，就是进行端口映射设置了：
首先选择NAT-虚拟服务：
填写一个虚拟名称，如GPRSTCP,以及主机地址，协议，端口号,其中主机地址就是作为数据中心的电脑局域网IP，这里是以192.168.1.56为例。外部端口表示GPRS DTU将通过该端口建立连接，而内部端口一般可以填写成和外部端口一致。
按添加按钮后，即可看到虚拟服务列表里已经增加了一项新的转发规则:
这样，端口映射就设置完毕了，大多数路由器是立即生效的，但也有部分路由器需要复位后才生效。
注意：要查看一下是否启动了DMZ主机设置，应当设置为不启用DMZ，否则，端口映射不起作用。
接下来，我们对Windows XP操作系统自带的防火墙进行设置：
打开网络连接：
在本地连接上用鼠标右键点击属性：
选择高级栏，我们可以看到有Windows防火墙的设置，点设置按钮：
我们可以看到防火墙的当前状态，我们一般建议进行例外端口设置：
点击例外栏，我们可以看到添加端口的按钮：
点击添加端口，填写一个例外名称以及端口号然后确定即可，
注意：这个端口号就是端口映射设置的内部端口号：
这样，操作系统自带的防火墙就已经设置好了。
大多数情况下，我们设置路由器端口映射和防火墙例外端口就可以了。
注意：如果计算机安装了第三方防火墙软件，或者一些杀毒软件，那么也可能需要进行类似的例外端口设置，或者在测试时可以考虑临时关闭这些软件。
这里，我们使用Socket测试软件，对端口映射的效果进行测试，该测试软件可以到以下地址下载：http://www.onlinedown.net/soft/55038.htm
1）运行TCP/UDP Socket 调试工具
2）选择TCP Server, 然后点创建按钮
输入65000,点确定，就创建了一个在65000端口上监听的TCP Server
我们再创建一个TCP Client，选中TCP Client,点击创建：
注意：这里对方IP地址需要填写为路由器的WAN口IP地址，也就是我们开始在http://www.ip138.com 上查询到的IP地址。
点确定后，就创建了一个TCP Client:
点击连接按钮，发起TCP连接：
如果TCP Client的状态为已连接，并且TCP Server下增加了一个子连接，那么就表示通过路由器的TCP外网连接请求已经成功了，说明端口映射已经设置成功。
我们也可以使用Windows自带的Telnet命令，代替TCP Client进行测试：
在Windows命令行窗口里，输入命令:telnet 公网ip 外部端口号,按回车即可，如果连接建立成功，可以看到Telnet进入一个空的窗口
同样，在Socket测试工具里面，可以看到TCP Server下面增加了一个子连接：
动态域名的应用
动态域名的功能，是实现域名到动态IP地址之间的解析。用户每次上网得到新的IP地址之后，安装在用户计算机里的动态域名软件就会把这个IP地址发送到动态域名解析服务器，更新域名解析数据库。Internet上的网络设备要访问这个域名的时候，动态域名解析服务器会返回正确的IP地址给他。
有多种动态域名服务提供方，例如花生壳（www.oray.net）, 希网(www.3322.org) 等等。
我们使用动态域名，可以让GPRS DTU通过域名来解析到路由器当前的公网IP。这样，我们就可以使用动态地址的线路作为数据采集中心，而不需要去申请固定IP地址。
注意：如果确认路由器的上网线路分配了固定公网IP地址，那么就不需要使用动态域名了。
众山科技 [http://www.zstel.com ]
DTU选型指南
众山科技专业研发生产SMS/GPRS/CDMA无线数传DTU产品，并提供强大易用的数据中心二次开发平台，为各行业客户快速组建高可靠的无线数据采集/监控应用系统提供专业化服务。
为了更好地适应各行业客户对无线数传DTU的应用需求， 我们对无线数传DTU产品功能进行了系列化设计，主要从DTU集成方式、数据网络模式、通信接口类型、电源类型、扩展I/O等进行了型号划分，并采用了统一的DTU型号命名规则。
一、众山ZSD系列数传DTU产品命名规则
命名规则说明：
| 位置
|
选项值说明
|
| ZSD
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表示该产品属于众山科技有限公司无线数据传输产品DTU系列
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| 1
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集成方式
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2：嵌入式
|
嵌入式设，需要嵌入到用户主板上
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| 3：非嵌入式
|
非嵌入式设计，有外壳，独立工作
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| 2
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数据通信模式
|
0：SMS
|
基于短消息SMS网络工作方式
|
| 1：GPRS+SMS
|
基于GPRS和SMS网络方式工作
|
| 2：CDMAS+SMS
|
基于CDMAS和SM网络方式工作
|
| 3
|
功能级别
|
1: 基础型DTU
|
对DTU功能及性能无特别要求的用户使用
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| 2: 增强型DTU
|
对DTU功能及性能有较高要求的用户使用
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| 4
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电源类型
|
0:普通型
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6.5V-36V低功耗型号，待机电流：≤25mA,收发数据电流：≤150mA, 休眠状态电流：≤8mA
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| 1:内置微UPS
|
6.5V-36V低功耗型号，待机电流：≤25mA,收发数据电流：≤150mA, 休眠状态电流：≤8mA内置微型UPS，支持DTU断电告警, 断电后持续发送数据时间：≥1分钟
|
| 2:特殊电源
|
用户定制特殊电源，电压范围包含3.3V-4.8V，5V，6V-55V，超低功耗电源等
|
二、主要DTU型号说明下面对使用最为广泛的几个DTU型号进行介绍：
1) ZSD2120嵌入式GPRS DTU
最小尺寸的全透明数传DTU，比名片还小，适合于需要嵌入DTU到产品内的客户使用
| 集成方式
|
直接嵌入到用户电路板
|
| 数据通信模式
|
GPRS+SMS
|
| 通信接口
|
TTL串行通信
|
| 电源类型
|
低功耗电源，电源范围：6.5V-35V
|
| I/O扩展
|
提供额外的8位I/O扩展口功能
|
2) ZSD3120外置式GPRS DTU
提供了RS232+RS485数据传输接口, 适合于需要外置集成,进行数据透明传数的客户使用
| 集成方式
|
外置式
|
| 数据通信模式
|
GPRS+SMS
|
| 通信接口
|
RS232+RS485
|
| 电源类型
|
低功耗电源，电源范围：6V-35V
|
| I/O扩展
|
无
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3) ZSD3120EC外置式双串口GPRS DTU
提供了两个RS232数据接口, 适合于需要同时对两路串口数据进行透明传输的客户使用
| 集成方式
|
外置式
|
| 数据通信模式
|
GPRS+SMS
|
| 通信接口
|
RS232
|
| 电源类型
|
低功耗电源，电源范围：6V-35V
|
| I/O扩展
|
提供两个串口，同时对两路串行数据进行透明传输
|
4) ZSD2220嵌入式CDMA DTU
最小尺寸的全透明数传DTU，比名片还小，适合于需要嵌入DTU到产品内的客户使用
| 集成方式
|
直接嵌入到用户电路板
|
| 数据通信模式
|
CDMA
|
| 通信接口
|
TTL串行通信
|
| 电源类型
|
低功耗电源，电源范围：6V-35V
|
| I/O扩展
|
提供额外的8位I/O扩展口功能
|
5) ZSD3220外置式CDMA DTU
提供了RS232+RS485数据传输接口, 适合于需要外置集成,进行数据透明传数的客户使用
| 集成方式
|
外置式
|
| 数据通信模式
|
CDMA
|
| 通信接口
|
RS232+RS485
|
| 电源类型
|
低功耗电源，电源范围：6V-35V
|
| I/O扩展
|
无
|
6) ZSD3110外置式GPRS DTU
提供了RS232+RS485数据传输接口, 适合于需要外置集成,进行数据透明传数的客户使用
优化硬件资源设计，具备超高性价比。
| 集成方式
|
外置式
|
| 数据通信模式
|
GPRS
|
| 通信接口
|
RS232+RS485
|
| 电源类型
|
低功耗电源，电源范围：6V-35V
|
| I/O扩展
|
无
|
众山科技GPRS/CDMA DTU具备优越的性能及稳定性
众山科技是国内少数几家拥有TCP/IP核心协议栈开发能力的专业DTU厂家之一。自2001年开始,我们已基于GPRS网络, 自主开发成功TCP/IP协议栈, 实现了卫星定位数据的传输应用,并经过多年不懈努力, 精心打造出高品质的DTU产品。
大量实际使用经验证实, GPRS/CDMA无线网络的通信环境与有线网络存在较大区别, 不宜采用有线环境下的现成算法来处理无线网络环境下的TCP/IP通信过程。众山科技自主开发的TCP/IP协议栈,针对国内GPRS/CDMA网络的实际状况,进行了大量优化处理,使DTU的通信性能和稳定性均达到了极好的效果。
众山科技GPRS/CDMA DTU提供了完整的解决方案,全面满足用户需求
我们深知, 用户希望获得的是最适合自己实际需求的无线通信解决整体方案。
首先, 众山科技GPRS/CDMA DTU提供了系列化产品供用户选择, DTU在硬件集成方式、数据通信模式、通信接口类型、电源类型、I/O扩展选项等方面均提供了系列化产品, 可以 程度地满足实际应用需求。我们还提供了DTU定制的服务, 可以根据用户的功能需求, 量身定制终端产品, 使终端产品的性价比达到 。
我们提供了功能强大的中心ActiveX控件和开发例程, 让用户在很短的时间内即可开发出中心软件系统。中心ActiveX控件采用面向对象的编程思想, 实现了对DTU系列化产品的高度兼容性, 不论是GPRS还是CDMA, 外置式还是嵌入式, 中心ActiveX控件均提供统一的API接口和驱动事件, 在同一个数据中心应用里, 用户可以同时使用GPRS DTU和CDMA DTU, 无需中心作任何特殊的编程处理。同样, 外置式DTU和嵌入式DTU也采用完全统一的通信过程, 使得用户可以从外置式DTU无缝更换成嵌入式DTU。
中心ActiveX控件除了提供通信系列API和事件机制外, 还特地为用户提供了内置的远程DTU参数配置, 远程固件升级, 远程短信配置功能, 用户只需调用一个API函数, 即可进入ActiveX内置的功能界面, 极大地简化了用户的编程工作, 并为系统的日常维护带来方便。
我们提供数据中心演示程序以及虚拟DTU仿真软件，可以进一步方便软件调试工作。
RTU选型指南
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| ZSR系列RTU命名规则:
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