下载文档原格式
无线数传电台DTU的四种类型DTU是数据传输单元的缩写，是用于实现无线数据传输的设备。
根据其功能和应用领域的差异，可以分为四类：GPRS/3G/4GDTU、LoRaDTU、NB-IoTDTU和WiFiDTU。
1.GPRS/3G/4GDTUGPRS/3G/4GDTU是基于移动通信网络的无线数传电台。
它利用GPRS、3G或4G网络进行数据传输，可以实现远程监控、故障诊断、数据采集和远程控制等功能。
这种类型的DTU具有网络覆盖范围广、数据传输速度快、可靠性高等特点，适用于移动设备、车载设备和远程监测等应用场景。
2.LoRaDTULoRaDTU是基于LoRa无线通信技术的无线数传电台。
LoRa是一种低功耗、远距离传输的无线通信技术，适用于物联网应用。
LoRaDTU可以实现长距离的数据传输，覆盖范围达到数公里甚至几十公里。
它适用于低功耗、长距离传输、大规模部署的物联网应用，如智能城市、智能农业等。
3.NB-IoTDTUNB-IoTDTU是基于窄带物联网（NB-IoT）技术的无线数传电台。
NB-IoT是一种为物联网设备提供低功耗、宽覆盖范围的无线通信技术。
NB-IoTDTU可以实现低功耗、远距离传输的数据传输，适用于边缘设备、传感器、智能电表等物联网设备的连接。
它在能耗方面表现优异，可以实现长时间的电池寿命，适用于低功耗、长续航的物联网应用。
4.WiFiDTUWiFiDTU是基于WiFi无线网络的无线数传电台。
WiFi是一种无线局域网技术，可用于高速数据传输。
WiFiDTU通过连接到无线路由器或接入点，实现与许多设备的无线连接。
它适用于需要高速数据传输和较小范围的无线通信的应用场景。
WiFiDTU常用于家庭智能设备、工业自动化、智能楼宇等领域。
以上是四种常见的无线数传电台DTU类型，它们在不同的通信技术和应用场景中具有各自的特点和优势。
根据实际需求，选择合适的DTU类型能够在无线数据传输方面提供更好的解决方案。
1. GPRS DTU (Data Terminal unit)全称数据传输单元，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
GPRS DTU就是用GPRS 网络来传输数据的设备，它采用工业级嵌入式处理器，内嵌TCP/IP协议栈。
为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。
无线参数1. 支持EGSM900/GSM1800MHz双频，800/900/1800/1900MHz四频可选2. GPRS multi-slot class 103. 编码方案：CS1~CS44. 符合SMG31bis技术规范5. Compliant to GSM phase 2/2+6. 支持数据、语音、短信和传真硬件系统1. CPU：工业级嵌入式处理器2. 接口：UART：1个RS232串口串口速率： 300bps ~ 115200bps数据位支持： 8位或7位奇偶校验位：无或奇数校验或偶数校验停止位： 1位或2位软件功能1. TCP/UDP透明数据传输；支持多种工作模式，心跳包技术2. 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线3. 支持虚拟数据专用网（APN/VPDN）4. 支持数据中心动态域名和IP地址访问5. 支持DNS动态获取，防止DNS服务器异常导致的设备当机6. 支持双数据中心备份7. 可以用做普通拨号MODEM8. 支持远程配置，远程控制9. 通过串口软件升级典型应用1. 电力监控2. 油田监测3. 远程抄表4. 路灯监控5. 环境监测6. 气象监测7. 水利监测8. 热网监测9. 电表监测10. 机房监控11. 交通指示12. 煤炭监控13. 地震监测14. 车辆诱导15. 供水监控16. 高速公路监测17. 噪声实时监控18. 环保重点污染源监控19. 供水管网实时传输监控20. 电力配网自动化遥控系统21. 各类国内外带串口或485接口的PLC，RTU实现无线数据传输等2. GPRS环保数据采集系统应用方案选择GPRS DTU的原因及实现原理：在环保系统中，常常需要对众多的污染排放点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。
GT3010系列GTMODEM（GPRS透明数据传输MODEM）1简介GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的英文简称，是在现有的GSM （第二代移动通信）系统上发展出来的一种新的承载业务，能提供端到端的、广域的无线IP 连接服务。
GPRS为无线数据通信提供了一个廉价、稳定、可靠的新的解决方案，特别适合频繁或突发的小流量数据传输，可应用于工业数据采集与控制、远程抄表、交通管理等领域，更是替代短消息（SMS）通信的理想选择。
由于GPRS是基于IP通信的，而传统的嵌入式设备大都不具备PPP/TCP/IP接入能力，因此既能利用GPRS网络资源优势，又能像传统调制解调器（MODEM）一样提供透明数据传输的设备GTMODEM（GPRS Transparent MODEM）就应运而生。
胜利油田意思达电力科技公司提供的GT3010即是利用GPRS公用移动数据网进行透明数据传输的系列GTMODEM，包括:1.1 GT3010_TTL：内置式，TTL电平串行数据接口，专为嵌入式应用开发，41mm x 71mm x 8mm小板结构，插针或IDC插座连接1.2 GT3010_232：外置式，RS232接口，适用于为现有设备提供GPRS通信连接1.3 GT3010_485：外置式，485接口, 适用于远程抄表等场合2GT3010 系列GTMODEM特点2.1 内置TCP/IP协议栈，提供透明的RS232/485/TTL串行数据传输通道。
2.2 可实现点对点、点对多点等多种组网方式。
2.3 数据终端永远在线。
一旦加电运行，即可自动进入数据通信状态并一直保持。
2.4 附加的SMS短消息通信。
2.5 方便直观的配置界面。
2.6 提供ActiveX控件、高效COM组件、DLL、虚拟串口等多种数据中心软件接口模块。
2.7 可选的半透明通信方式2.8 可选的AT命令配置与查询接口2.9 抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用要求2.10 工业级设计、宽工作温度范围3GT3010应用实例3.1 电能表数据采集Power Meter GT3010_485Power Meter GT3010_485 Master stationPower Meter GT3010_4853.2 油井监控3.3 输油管道监控3.3 出租车管理GT3010_TTL + GPS Module + MCU Dispath center4GT3010主要功能4.1 支持900/1800双频GSM/GPRS网络4.2 内置TCP/IP协议栈，提供透明或按透明的RS232/485/TTL串行数据传输通道4.3 可实现点对点、点对多点等多种组网方式4.4 提供菜单操作的配置与维护界面4.5 空中软件升级4.6 用户可设定接入点名称（APN）、GPRS呼叫号码4.7 支持动态或静态IP配置4.8 用户数据自动分包传输4.9 断线自动重连4.10 附加的SMS短消息通信4.11 支持有关的AT命令5．GT3010技术指标5.1 GPRS数据通信（1）CLASS B/CG（2）一个PPP/IP包内用户数据最大可达1450字节（3）用户数据非满包传输延迟时间50~100ms5.2 串行数据接口（1）TTL电平(GT3010_TTL), RTS/CTS、XON/XOFF流控, DTR、DSR MODEM控制，支持A T参数配置命令。
GPRS通信GPRS（General Packet Radio Service）是一种基于全球移动通信系统（GSM）的无线数据传输技术，它通过移动网络传输数据包，实现了高速的移动数据通信。
本文将介绍GPRS通信的基本原理和技术特点，并探讨其在现代通信领域的应用。
一、GPRS通信原理GPRS通信采用了分组交换的方式传输数据，与传统的电路交换方式不同，它将数据划分为小的数据包进行传输。
GPRS利用现有的 GSM网络架构，通过建立虚拟链路实现通信。
具体来说，GPRS使用了数据隧道和分组交换核心网来传输数据。
GPRS通信的基本流程如下：1.移动终端向GPRS网络发送数据请求。
2.GPRS链路控制器（GLC）收到请求后，为移动终端分配IP地址。
3.数据经由物理层和射频链路传输到基站控制器（BSC）。
4.BSC将数据转发至支持GPRS的核心网。
5.核心网通过GPRS服务节点（SGSN）将数据路由至目标网络。
6.目标网络将数据传输至目标终端。
二、GPRS通信的特点GPRS通信具有以下几个特点：1.高速传输：GPRS通过最大化利用网络资源，提供更高的数据传输速率。
它采用了分组交换的方式，可以根据网络负载动态地分配带宽，从而提高通信的效率。
2.实时性：GPRS通信可以实现实时的数据传输，适用于需要快速响应的应用场景。
例如，移动支付、物联网等应用可以通过GPRS实现实时的数据传输和交互。
3.全球覆盖：GPRS是基于GSM网络的通信技术，因此具备全球范围的覆盖能力。
只要存在GSM网络覆盖的地方，就可以使用GPRS进行通信。
4.灵活性：GPRS通信可以根据用户的需求灵活地配置和调整网络参数。
用户可以根据实际需求选择通信速率、连接方式等参数，从而满足不同应用的需求。
三、GPRS通信的应用GPRS通信在现代通信领域有着广泛的应用，涵盖了许多行业和领域。
以下是几个常见的应用场景：1. 物联网物联网是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现数据的传输和交互。
基于GPRS的无线数据采集与传输终端
无线数据采集与传输的应用范围非常广，涉及行业有电力、水利、公安、交通、石油、安防和金融等。
中国移动公司在2002年5月正式开通了通用分组无线业务GPRS网络。
GPRS网络支持TCP／IP协议并且覆盖面广，比起使用短消息和超短波无线数传电台进行无线数据传输，GPRS无论在费用、可靠性和可实施性等方面都具有很大的优势。
终端的系统组成
无线数据采集与传输终端的设计可以有两套方案：第一套为“单片机＋GPRS调制解调器”，此方案虽然硬件成本较低，但功能比较有限，在协议的开发和支持上都有一定难度；第二套方案为“嵌入式CPU＋GPRS 模块”，此方案虽然硬件成本稍高，需要嵌入式CPU芯片来支持嵌入式操作系统，但可以实现丰富协议接口，便于移植和向高端系统应用升级，更加便于数据采集与传输的实现。
图1给出了一个无线数据采集和传输终端组成的原理参考图，采用Motorola半导体(编者注，现更名为：Freescale)嵌入式CPU MPC8xx加GPRS模块CMS91的第二套实现方案。
图1 终端组成原理参考图
终端工作原理为通过RS232/4，他说：想发财就去万通商联找优质微型电机供货商！485口接收到用户数据，然后将数据打成IP包，通过GPRS模块接入GPRS网络，再通过各种网关和路由将数据发送到数据处理中心。
下面对图1中的组成原理进行详细介绍：
嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心，可以很好地支持嵌入式操作系统；考虑到嵌入式操作系统的移植方便性和性能要求，采用了当前成熟的Motorola MPC8xx嵌入式CPU。
许多操作系统厂家都针对这种类型的CPU开发微码和套件(BSP)，以方便用户移植。
GPRS模块主要完成无线上网的功能。
在市场上有一些成熟的产品，譬如说Sony/Ericsson的GM47；Simens的MC35等。
在这里选用Cellon公司的CMS91。
它是一种双频段GSM/GPRS 10级模块，主要优点有：低功耗、接口简单、AT指令功能完善、可支持GPRS CLASS 10、开发多媒体应用、价格较低等。
同时，它也提供SMS(短消息服务)和语音功能。
GPRS模块提供RS232接口，可以通过它来完成对模块的控制，譬如拨号和切换模式等。
一旦通过模块连接上Internet，采集到的数据就可以用TCP/IP传输方式发送到任意一个具有公网IP地址的主机上去，从而实现采集数据的无线传输。
数据采集一般采用标准RS232或RS485接口，采集压力、温度等传感器数据。
由CPU负责对采集到的数据进行运算和处理，然后交给GPRS模块将其发送给远程数据中心。
Watchdog主要用来防止终端系统死机。
通过软件定时写数据到WD硬件，一旦系统死机，软件工作不正常，WD硬件由于接收不到数据而产生硬件中断，从而系统自动重启。
ROM主要用于保存嵌入式操作系统、应用程序及相关配置参数，通过内部总线直接与CPU通信。
在这里选用了Intel公司的28F320-J3，32M字节。
可以在ROM上完成文件系统，但需要在操作系统中加入文件系统处理模块。
LCD是可选模块，用来显示状态信息等。
10Base-T也是可选模块，方便调试。
也可以利用NAT技术和10Base-T端口将终端作为连接Internet的网关。
实施中的技术难点
CPU通信端口的配置
在此设计中选用MPC850微处理器，它是一个多用途的通用芯片，内部集成了微处理器和常用外围组件，可用于各种控制领域。
它是MPC860应用于通信系统的低成本实现，提供了更高的性价比，并在通信方面有所增强，比如通用串行总线(USB)的支持。
MPC850集成了嵌入式PowerPC 核和一个为通信使用的专门的RISC通信处理器模块(CPM)。
MPC850 的CPM 支持6个串行通道：一个串行通信控制器(SCC)，一个USB，两个串行管理控制器(SMS)，一个I2C接口，和一个串行外围接口电路SPI。
通常可将一个SCC 和两个SMS配置成为通用串口UART，用以控制不同的模块且速率可调。
ROM上文件系统的实现
普通的ROM操作只能以模块操作，维护起来很不方便，而且由于在读写的时候没有缓冲操作，数据很容易丢失和出错。
在ROM上实现的文件系统可以合理的分配和使用每一个区块，减少了区块迁移和区块过度使用。
本设计中采用Intel J3系列(28F320J3)闪存做为存储设备，实现了TrueFFS。
首先在系统启动配置文件中配置TFFS的三层结构，修改MTD。
系统启动时初始化文件系统
和缺省路径。
如果成功，就生成了可操作的文件设备符。
自此，用户就可以使用一般的文件操作方式了(生成、读、写和删除)。
要注意的是在读写完文件后，要显示关闭文件，以避免数据丢失。
设备作为网关时的网络地址转换(NA T)实现
采用NAT接入Internet改变了原来使用代理软件接入Internet的方式，可采用两种NAT的设置(动态NAT 和静态NAT)实现Internet的接入。
动态NAT实现所有主机对Internet的访问。
由于NAT具有隐藏网络内部拓扑结构的功能，外部主机不能直接访问内部网站或主机。
但通过动、静态NAT的联合使用，既可以实现内外部互访，又可以隐藏网络内部拓扑结构，确保网络安全。
在具体实现中，首先要通过PPP拨号上GPRS网络，得到分配地址。
如果得到CPU通信端口上分配的网络通信内部IP地址，然后配置NAT参数，将其中的两个端口参数配置为GPRS网络地址和内部通讯地址。
最后用配置好的NA T参数将NAT初始化。
GPRS模块工作模式的使用
利用CMS91进行数据传输的主要方法有3种：
1.SMS Messages ―可以用来传输字符或者二进制数据，一般情况下每条SMS的字节长度是140字节，SMS适合数据量小的对实时性要求不高的场合。
2.Data Calls―在数据链路建立以后可以进行透明或者非透明的数据传输。
主要适合数据量比较大而传输次数较少的场合。
3.GPRS数据传输―适合所有情况下的数据传输，是未来的发展趋势。
利用CMS91 GPRS模块进行基于Internet的数据通信SMS和Data Call应用有很大的不同，无论是SMS 还是Data Call都是有相应的AT指令支持的，使用都是比较简单的、无需了解实际的运作流程，但是对于GPRS的数据应用，牵涉的网络协议方面的知识要相对较多。
在这种应用中，CMS91 GPRS模块相当于一个无线调制解调器用户的应用系统，需要通过PPP(LCP/PAP/IPCP)先和运营商的Internet接入服务器连接，然后才能应用TCP/IP、UDP或者更高一层的应用层程序http、FTP等进行通信。
在目前的GPRS应用中，如果应用系统是基于操作系统的,由于系统功能比
较强，可以采用完整的PPP协议，但是如果应用系统是采用MCU的，那么一般采用简化的PPP协议，将一些不兼容的信息拒绝掉。
利用GPRS进行数据传输的结构有两种，主要区别在于服务器端的位置：服务器端采用普通Internet 上的主机方式，或者服务器通过DDN(或其它高速连接的方式如ASDL)直接与中间移动网CMNET连接的方式。
根据以上介绍的设计实施技术，不难写出一个完整的利用GPRS模块基于Internet的数据通信流程。
结语
本文从系统结构和实现方式上介绍了一个基于GPRS的无线数据采集和传输终端的实现方法，尤其着重描述了如何利用GPRS进行数据通信。
一般无线数据采集终端都用在专用系统中，如电力、水利等，特别适合小数据量低速数据传输要求，对工作稳定性的要求一般较高。
在这里再提出一些成本和兼容性方面的设想：1.嵌入式CPU芯片由MPC8xx转换为ARM芯片。
2.网络支持从GPRS升级到CDMA，可以通过更换无线通信模块来实现。
参考文献：
1. 陈凯旋、谢海滔，…GPRS原理及其应用，铁道通信信号‟，2003年7月，V ol.39，No.7。
