解析GPRS DTU介绍及其工作原理
gprs dtu介绍
gprs dtu 简称gprs模块，即串口服务器的无线版，其功能与串口服务器类似。
gprs dtu是一种物联网无线数据终端，利用公用运营商网络gprs网络（又称g网）为用户提供无线长距离数据传输功能。 采用高性能的工业级8/16/32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供rs232和rs485（或rs422）接口，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能。
gprs dtu工作原理 dtu与服务器之间的通信是由gprs dtu端（客户端）发起的，服务器端通过发回反馈或接受通信来对dtu端做出响应。dtu端与服务器端共同组成了基于gprs和internet网络通信的应用系统。相比dtu端，服务器端安装有更为复杂的应用程序，能够接受任何dtu端发起的通信请求，并时刻检测链路中的通信状态，从而实现实时数据采集、数据库服务等应用。
dtu端需要预先知道服务器端的ip地址和端口号，然后才能发起通信请求，而一旦通信建立，服务器端和dtu端就没有区别了。
服务器的ip地址既可以是公网ip（固定ip）也可以是通过域名解析服务器获取的动态域名。
服务器的端口号通常对应于服务器中运行的特定应用程序，如端口号tcp 21被ftp服务使用，tcp 80被超文本服务器（http）使用。即服务器端的应用程序支持通过特定的端口号实现发送和接收数据。
gprs dtu端与服务器端的通信和协议转换的过程见下面的示意图：
通常gprs-dtu终端获得的ip地址为gsm网络运营商随机分配的其内网ip地址，可以通过移动运营商的网关访问internet网，在系统应用中要特别注意的是，移动gprs网关提供的nat（网络地址翻译）端口映射服务具有很短的时效，因此若需要维持双向的通信必须设置gprs-dtu定时发送的心跳数据包，从而保持nat端口映射。
gprs dtu功能特性： 连接方式： 支持gprs和gsm
传输模式： comnet通讯协议、透明数据传输、带id透明数据传输，组态软件协议
传输协议： 支持tcp，udp
数据中心： 支持动态域名和固定ip地址访问、多备份数据中心
高效： 100k超大缓存
灵活： 支持实时在线，支持短信、电话和串口数据等多种远程唤醒方式
可管理： 可以通过短信对dtu进行远程配置和查询
易维护： 支持本地固件升级
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，保持永久在线 gprs通信网络的优点之一就是支持gprs终端设备永久在线，因此典型的gprs dtu在设计上都支持永久在线功能，这就要求dtu包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线（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，永久保存 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永久存储器件内（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的安装： 1 dtu的安装尺寸
dtu封装在金属机壳内，可独立使用，上下两侧有固定的孔位，方便用户安装，具体尺寸参见下图。
2 dtu的天线安装
dtu天线插座采用50Ω sma连接器，将天线按照顺时针方向旋紧。
3 dtu的 sim卡安装
sim卡采用吸入式自弹sim卡座，将sim卡芯片面朝下，缺角朝向dtu轻轻推入sim卡座接口，当sim卡尾端与dtu外壳面持平时，表示sim卡已经安装到位。当要取下sim卡时，向里轻推sim卡， sim卡会自动弹出。（参见手册题图dtu下端的sim图标方向）
注意：在dtu通电的情况下严禁插拔sim卡。
4 dtu串口管脚定义
gprs dtu dtu的串口使用母头db9接口，标准db9管脚排序如下：
5 dtu电源的选择与安装
该产品可以使用+5v～16v 的宽范围电压供电，电源纹波控制在300mv 以内，最大峰值电流需支持2a。该产品在进行无线通信时瞬间电流会很大，并且变化快速，所以外部电源的内阻要尽量小。 注意：电源插头极性为内正外负，电源极性错误可能会导致产品和电源设备的严重损坏。
6 dtu状态指示灯
插入电源连接线，为dtu供电， 若正常启动，dtu电源指示灯将点亮
注意：dtu串口输出“ gprs dtu”字符表示dtu初始化完成
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dtu端需要预先知道服务器端的ip地址和端口号，然后才能发起通信请求，而一旦通信建立，服务器端和dtu端就没有区别了。
服务器的ip地址既可以是公网ip（固定ip）也可以是通过域名解析服务器获取的动态域名。
服务器的端口号通常对应于服务器中运行的特定应用程序，如端口号tcp 21被ftp服务使用，tcp 80被超文本服务器（http）使用。即服务器端的应用程序支持通过特定的端口号实现发送和接收数据。
gprs dtu端与服务器端的通信和协议转换的过程见下面的示意图：
通常gprs-dtu终端获得的ip地址为gsm网络运营商随机分配的其内网ip地址，可以通过移动运营商的网关访问internet网，在系统应用中要特别注意的是，移动gprs网关提供的nat（网络地址翻译）端口映射服务具有很短的时效，因此若需要维持双向的通信必须设置gprs-dtu定时发送的心跳数据包，从而保持nat端口映射。
gprs dtu功能特性： 连接方式： 支持gprs和gsm
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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。
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