普讯科技的GPRS DTU设备本身则带有我公司拥有自主知识产权的嵌入式系统,CPU采用32位飞利浦ARM-7处理器,并运行实时操作系统RTOS(Real Time Operation System),结合西门子工业级MC55无线通讯模块,配置串行通讯接口(RS-232/422/485)、SIM卡插座与电源管理单元、看门狗电路,自带32M Flash存储用于历史数据记录(Data logger),板载纽扣电池用于保持实时时钟功能(Real Time Stamp),并附带音频接口。同时提供了完整的互联网通讯协议:TCP/IP、UDP、FTP、SMTP、pop3、HTTP。同时也支持Modbus通讯协议。具备了通过GPRS自动上线接入internet的拨号机制与自动上线注册机制。因此可以直接连接任何的带有串行接口的终端设备,完成透明数据传输,提供基于互联网的完备处理机制和方便标准的二次开发能力,为不具备TCP/IP协议处理的终端设备提供基于互联网的完善的无线通信能力。是一款功能齐全的,性能稳定的无线通讯终端产品。
产品结构图如下所示: 3 第二章 产品特点 3.1 产品特色 n 西门子MC55工业级无线模块,支持GSM双频900/1800MHz网络 n GPRS multi-slot Class 10 n 产品所有知识成果可平滑过渡3G无线应用 n 标准工业级产品,EMC抗干扰设计,适应环境能力强 n 自主研发、自主知识产权,带有实时操作系统的嵌入式32位ARM7- CPU n 512K SRAM并32M Flash 存储器用于历史事件记录 n 带有实时时钟功能 n 内嵌Watchdog芯片,提供多种复位机制,可软件控制,实现完美工业保障机制 n DIN导轨易于安装、维护;使用方便、灵活、可靠,即插即用 n 带有RS-232/422/485串行通讯接口 n 提供数字音频接口 n 宽电压9-36V DC/AC输入,冷轧板外壳 n 弹出式SIM卡座 n 透明数据传输模式,几乎可使用户以前开发的设备及软件不许任何改动,即可实现系统基于互联网的应用 n IP自动注册机制,可实现多种服务模式,构建完整的超大规模无线应用系统 n 支持本地和远程配置与升级,为用户实现系统的远程维护,提供了可靠的手段。 n 强大的流量控制功能,同时支持硬件流控和软件流控,满足各种复杂业务的特殊需求。 n 所有工作模式,均支持永久在线方式,掉线自动重新联网功能 n 支持Modbus ASCII、Modbus RTU、Modbus TCP协议 n 互联网协议完整,支持TCP/IP、UDP、FTP、SMTP、Pop3、HTTP n 提供TCP、UDP通讯协议来传输资料,并对数据传输的性能进行优化 n 数据中心支持固定IP设置与动态域名解析2种机制 n 终端支持TCP/Server与TCP/Clinet方式,上线机制可分为上电后自动上线、串口读到数据后触发上线、远程唤醒方式上线。 n 提供短消息备份功能,保证关键数据传输的可靠性 n 支持本地和远程升级 n 工业级温度范围 n 尺寸:100.04mm(L)*67mm(W)*25mm(H)
3.2 客户效益 u 覆盖率高、部署成本低,借助电信级移动通信平台,网络可靠稳定,无需自行组网与维护。节约大量投资与工作强度。 u 内置看门狗电路及系统复位电路 u 对于构建在串行接口的系统和TCP/IP协议的系统,用户几乎不做任何改动,即可基于无线互联网工作,即插即用。 大大节省人力及开发的大量投资 u 提供C#语言编写的Server端通讯软件或源代码参考,加速用户2次开发进度。 u 基于windows的中文产品配置软件及快速使用指南,方便客户设置需要的工作模式及参数配置,就可满足各行业数据传输业务 u 完备的系统构建和测试工具软件,伴您实现进一步的深入研究和开发出严格的业务系统。 4 第三章 产品应用 无线数据通信产品利用最新的GPRS 移动通信技术与GSM 移动通信网络作为传输介质,有助于实现行业管理现代化、数据采集自动化等目标。此系列产品功能强大,稳定性高,能够应用在电力、自来水、天然气等领域表计的计量,还可实现自动测量读取、自动计量发送、远程信息处理、远程设备监控,以及安防、车辆调度、公众流量业务、工业处理自动化等任何需要统一管理服务终端的应用方案中,可广泛用于金融、保险、证券、商业、公用事业、公安、交通、税务、气象、石油等行业和领域。无线数据通信系列产品具有使用成本低、准确性高、对环境适应性好、易于安装、易于维护等特点,能够为用户提供高速、永远在线、可靠的数据传输服务和虚拟专用数据通信网络服务,完全能够满足行业数据采集、传输和监控的需要。
4.1 应用领域 n 无线数据通信系列产品主要应用领域有: n 工业遥信、遥测、遥控及公用事业 n 电信行业无人值守站机房监控和远程维护(如移动基站、微波、光纤中继站等) n 城市配电网自动化系统与抄表数据传输 n 高压供电设备监测 n 自来水、煤气管道、闸门、泵站与水厂监控 n 供热系统实时监控和维护 n 环境保护系统数据采集 n 三防与水文监测 n 气象数据采集 n 油田油井远程数据监测 n 煤矿远程数据监测及生产安全监控 n 其他无人值守(如仓库、办公楼等)监控 n 城市路灯,景观灯,广告灯的遥控、遥测、遥信、遥调、遥视 n 城市防汛中的雨量检测 n 金融、零售行业 n 车载移动银行 n POS机联网 n 自动售货机刷卡和商品信息报告 n 自动柜员机(ATM)联网 n 银行储蓄所机房监控 n 移动证券交易和信息查询 n 公安交通行业 n 公安移动性数据(身份证、犯罪档案等)查询 n 交警移动性数据(车辆、司机档案等)查询 n 交通流量监测 n 车辆违章监测 n 城市路口交通信息指示牌信息发布 n 移动车辆监控调度系统 n 公安、110、交警车辆监控调度 n 银行运钞车、邮政运输车监控调度 n 出租车刷卡与管理调度 n 公交车辆调度和指示 n 集团车辆监控调度 n 物流系统车辆调度
4.2 GPRS DTU基本组成模式 基本的GPRS DTU无线数据传输系统,是以下3个部分组成: n 数据中心服务器 n GPRS DTU n 用户的终端设备 系统组成如下图所示:
8 第七章 几种重要的组网方案 根据用户数据中心接入Internet的不同方式,形成以下四种应用组网方案。 8.1 方案一:用户数据中心直接使用固定的、合法IP 地址 l GPRS DTU与用户的数据中心之间通过TCP/UDP建立数据连接; l 用户的数据中心作为通信的服务器端,具有公用的固定IP,并指定侦听端口; l GPRS DTU与用户的数据中心之间通过TCP/UDP建立数据连接; l GPRS DTU上服务端的IP和端口号设置为服务器固定IP地址与服务器侦听端口;GPRS DTU上电自动拨号,如果GPRS DTU与用户的数据中心之间采用TCP协议传输数据,则自动与服务器建立TCP连接;该方案适合于拥有固定IP 地址服务器的企业应用,用户数据中心直接拥有Internet 上的固定IP地址,用户设备可与用户中心直接进行双向传输。
8.2 方案二:用户数据中心没有合法的IP 地址,但连接的路由器有固定合法的IP地址 l GPRS DTU与用户的数据中心之间通过TCP/UDP建立数据连接; l 用户的数据中心没有固定的全局IP 地址,通过路由器连接到Internet,并在路由器上配置经NAT(端口映射)映射的侦听端口; l GPRS DTU上服务端的IP和端口号设置为固定服务器IP地址与路由器上NAT映射的侦听端口。GPRS DTU上电自动拨号,如果GPRS DTU与用户的数据中心之间采用TCP协议传输数据,则自动与服务器建立TCP连接;该方案同样适合于拥有固定IP服务器的企业应用,用户数据中心只拥有内部局域网上的私有地址,并位于具有固定IP地址的路由器后面,GPRS/CDMA DTU透过路由器上的NAT与数据中心建立TCP连接。
8.3 方案三:用户数据中心采用动态IP 地址 l GPRS DTU与用户的数据中心之间通过TCP/UDP建立数据连接; l 用户的数据中心没有固定的全局IP地址,通过ADSL等调制解调器设备连接到Internet。ADSL Modem上电自动拨号获得动态IP地址,数据中心安装动态域名解析服务程序; l GPRS DTU设备上的服务端IP和端口号设置为数据中心服务器的域名(可以被域名解析服务程序解析得域名)和侦听端口号,如果为TCP 连接方式则自动与ADSL等调制解调器设备建立TCP连接。对于一些应用相对简单、终端数量的容量和实时性要求不高、或者运行经费有限的应用,比如一些查询类业务、和通信不很频繁的业务等,可采用动态IP的简单网络模式。用户数据中心通过PSTN、ADSL、GPRS、CDMA 等通信模式接通INTERNET,运行数据中心程序,实现终端设备与数据中心的组网通信。
8.4 方案四:用户数据中心通过专线方式直接连接到GPRS或CDMA 1X网络。 l GPRS DTU与用户的数据中心之间通过TCP/UDP建立数据连接; l 用户的数据中心通过专线方式申请GPRS/CDMA1X网络上固定的IP地址,并指定侦听端口: l GPRS DTU上设置服务端的IP和端口号为用户数据中心的固定IP地址及侦听端口,DTU上电自动拨号,如果GPRS/CDMA DTU与用户的数据中心之间采用TCP协议传输数据,则自动与服务器建立TCP连接;由于方案一到方案三均是在公共的互联网络中进行传输,在一些安全性要求较高的情况下,无法使用这些方案,就可以采用方案四专线接入模式进行,这样就可以保证网络和数据的完全可靠,典型的应用是移动支付类(无线POS)的业务。该专用网络需与移动运营商共同建立,租用运营商的端口和接入线路,它是在运营商的GPRS 网络或者CDMA 网络中虚拟一个专用网络(VPN),所有终端分配在一个特定的号段内。中国移动和中国联通都开展VPN接入的业务,使用运营商所分配的专用接入号码,该方案由于需要租用当地移动通信网络运营商的接入通道(光纤或者DDN专线等)、端口等,使用费用相对较高。
9 第八章 附录 常见英文缩写对照表 APN 接入点名称 Access Point Name BSC 基站控制器 Base Station Controller BSS 基站系统 Base Station System BTS 基站收发系统 Base Transeiver System CDMA 码分多址 Code Division Multiple Access DDN 数字数据网 Digital Data Network DHCP 动态主机配置协议 Dynamic Host Configuration Protocol DNS 域名系统 Domain Name System GGSN GPRS支持节点网关 Gateway GPRS Support Node