GPRS DTU全稱GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元,在國內(nèi)目前實(shí)際上對GPRS DTU具有更加明確的約定:GPRS DTU是專門用于將串口數(shù)據(jù)通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的GPRS無線設(shè)備。
GPRS DTU的四個(gè)核心功能
(1)內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧。有人物聯(lián)網(wǎng)推出的GPRS DTU(USR-GPRS232-730)內(nèi)部封裝了PPP撥號協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng),從硬件上,它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結(jié)合;它具備GPRS撥號上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信的功能。
(2)提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能。GPRS DTU提供了串行通信接口,包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式,而且GPRS DTU在設(shè)計(jì)上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)成“透明轉(zhuǎn)換”的方式,也就是說GPRS DTU可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送,而不需要改變原有的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容。因此,GPRS DTU可以和各種使用串口通信的用戶設(shè)備進(jìn)行連接,而且不需要對用戶設(shè)備作改動(dòng)。
(3)支持自動(dòng)心跳,保持永久在線。GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)之一就是支持GPRS終端設(shè)備永久在線,因此典型的GPRS DTU在設(shè)計(jì)上都支持永久在線功能,這就要求DTU包含了上電自動(dòng)撥號、采用心跳包保持永久在線(當(dāng)長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)通信時(shí),移動(dòng)網(wǎng)關(guān)將斷開DTU與中心的連接,心跳包就是DTU與數(shù)據(jù)中心在連接被斷開之前發(fā)送一個(gè)小數(shù)據(jù)包,以保持連接不被斷開)、支持?jǐn)嗑€自動(dòng)重連、自動(dòng)重?fù)芴柕忍攸c(diǎn)。
(4)支持參數(shù)配置,永久保存。GPRS DTU作為一種通信設(shè)備,其應(yīng)用場合十分廣泛。在不同的應(yīng)用中,數(shù)據(jù)中心的IP地址及端口號,串口的波特率等都是不同的。因此,GPRS DTU都應(yīng)支持參數(shù)配置,并且將配置好的參數(shù)保存內(nèi)部的永久存儲器件內(nèi)(一般為FLASH或EEPROM等)。一旦上電,就自動(dòng)按照設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行工作。
GPRS DTU的擴(kuò)展功能
較為專業(yè)的GPRS DTU還提供一些擴(kuò)展功能,主要包括:支持?jǐn)?shù)據(jù)中心域名解析、支持遠(yuǎn)程參數(shù)配置/遠(yuǎn)程固件升級、支持遠(yuǎn)程短信/電話喚醒、支持本地串口固件升級、提供短信通道、提供DTU在線/離線電平指示等。這些擴(kuò)展功能可以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,以及方便用戶的使用及維護(hù)。
GPRS DTU工作原理
GPRS DTU上電后,首先讀出內(nèi)部FLASH中保存的工作參數(shù)(包括GPRS撥號參數(shù),串口波特率,數(shù)據(jù)中心IP地址等等,事先已經(jīng)配置好)。GPRS DTU登陸GSM網(wǎng)絡(luò),然后進(jìn)行GPRS PPP撥號。撥號成功后,GPRS DTU將獲得一個(gè)由移動(dòng)隨機(jī)分配的內(nèi)部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是說,GPRS DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)中,而且其內(nèi)網(wǎng)IP地址通常是不固定的,隨著每次撥號而變化。我們可以理解為GPRS DTU這時(shí)是一個(gè)移動(dòng)內(nèi)部局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備,通過移動(dòng)網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)與外部Internet公網(wǎng)的通信。這與局域網(wǎng)內(nèi)的電腦通過網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的方式相似。
GPRS DTU主動(dòng)發(fā)起與數(shù)據(jù)中心的通信連接,并保持通信連接一直存在。 由于GPRS DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng),而且IP地址不固定。因此,只能由GPRS DTU主動(dòng)連接數(shù)據(jù)中心,而不能由數(shù)據(jù)中心主動(dòng)連接GPRS DTU。這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng)IP地址或固定的域名。數(shù)據(jù)中心的公網(wǎng)IP地址或固定的域名作為參數(shù)存儲在GPRS DTU內(nèi),以便GPRS DTU一旦上電撥號成功,就可以主動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心。具體地講,GPRS DTU通過數(shù)據(jù)中心的IP地址(如果是采用中心域名的話,先通過中心域名解析出中心IP地址)以及端口號等參數(shù),向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請求。在得到中心的響應(yīng)后,GPRS DTU即認(rèn)為與中心握手成功,然后就保持這個(gè)通信連接一直存在,如果通信連接中斷,GPRS DTU將立即重新與中心握手。
由于TCP/UDP通信連接已經(jīng)建立,就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信了。 對于DTU來說,只要建立了與數(shù)據(jù)中心的雙向通信,完成用戶串口數(shù)據(jù)與GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換就相對簡單了。一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù),DTU就立即把串口數(shù)據(jù)封裝在一個(gè)TCP/UDP包里,發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。反之,當(dāng)DTU收到數(shù)據(jù)中心發(fā)來的TCP/UDP包時(shí),從中取出數(shù)據(jù)內(nèi)容,立即通過串口發(fā)送給用戶設(shè)備。通過有線的數(shù)據(jù)采集中心,同時(shí)與很多個(gè)GPRS DTU進(jìn)行雙向通信。這是目前GPRS DTU應(yīng)用系統(tǒng)中最為常用的方式。