普訊科技的GPRS DTU設備本身則帶有我公司擁有自主知識產權的嵌入式系統,CPU采用32位飛利浦ARM-7處理器,并運行實時操作系統RTOS(Real Time Operation System),結合西門子工業級MC55無線通訊模塊,配置串行通訊接口(RS-232/422/485)、SIM卡插座與電源管理單元、看門狗電路,自帶32M Flash存儲用于歷史數據記錄(Data logger),板載紐扣電池用于保持實時時鐘功能(Real Time Stamp),并附帶音頻接口。同時提供了完整的互聯網通訊協議:TCP/IP、UDP、FTP、SMTP、pop3、HTTP。同時也支持Modbus通訊協議。具備了通過GPRS自動上線接入internet的撥號機制與自動上線注冊機制。因此可以直接連接任何的帶有串行接口的終端設備,完成透明數據傳輸,提供基于互聯網的完備處理機制和方便標準的二次開發能力,為不具備TCP/IP協議處理的終端設備提供基于互聯網的完善的無線通信能力。是一款功能齊全的,性能穩定的無線通訊終端產品。
產品結構圖如下所示: 3 第二章 產品特點 3.1 產品特色 n 西門子MC55工業級無線模塊,支持GSM雙頻900/1800MHz網絡 n GPRS multi-slot Class 10 n 產品所有知識成果可平滑過渡3G無線應用 n 標準工業級產品,EMC抗干擾設計,適應環境能力強 n 自主研發、自主知識產權,帶有實時操作系統的嵌入式32位ARM7- CPU n 512K SRAM并32M Flash 存儲器用于歷史事件記錄 n 帶有實時時鐘功能 n 內嵌Watchdog芯片,提供多種復位機制,可軟件控制,實現完美工業保障機制 n DIN導軌易于安裝、維護;使用方便、靈活、可靠,即插即用 n 帶有RS-232/422/485串行通訊接口 n 提供數字音頻接口 n 寬電壓9-36V DC/AC輸入,冷軋板外殼 n 彈出式SIM卡座 n 透明數據傳輸模式,幾乎可使用戶以前開發的設備及軟件不許任何改動,即可實現系統基于互聯網的應用 n IP自動注冊機制,可實現多種服務模式,構建完整的超大規模無線應用系統 n 支持本地和遠程配置與升級,為用戶實現系統的遠程維護,提供了可靠的手段。 n 強大的流量控制功能,同時支持硬件流控和軟件流控,滿足各種復雜業務的特殊需求。 n 所有工作模式,均支持永久在線方式,掉線自動重新聯網功能 n 支持Modbus ASCII、Modbus RTU、Modbus TCP協議 n 互聯網協議完整,支持TCP/IP、UDP、FTP、SMTP、Pop3、HTTP n 提供TCP、UDP通訊協議來傳輸資料,并對數據傳輸的性能進行優化 n 數據中心支持固定IP設置與動態域名解析2種機制 n 終端支持TCP/Server與TCP/Clinet方式,上線機制可分為上電后自動上線、串口讀到數據后觸發上線、遠程喚醒方式上線。 n 提供短消息備份功能,保證關鍵數據傳輸的可靠性 n 支持本地和遠程升級 n 工業級溫度范圍 n 尺寸:100.04mm(L)*67mm(W)*25mm(H)
3.2 客戶效益 u 覆蓋率高、部署成本低,借助電信級移動通信平臺,網絡可靠穩定,無需自行組網與維護。節約大量投資與工作強度。 u 內置看門狗電路及系統復位電路 u 對于構建在串行接口的系統和TCP/IP協議的系統,用戶幾乎不做任何改動,即可基于無線互聯網工作,即插即用。 大大節省人力及開發的大量投資 u 提供C#語言編寫的Server端通訊軟件或源代碼參考,加速用戶2次開發進度。 u 基于windows的中文產品配置軟件及快速使用指南,方便客戶設置需要的工作模式及參數配置,就可滿足各行業數據傳輸業務 u 完備的系統構建和測試工具軟件,伴您實現進一步的深入研究和開發出嚴格的業務系統。 4 第三章 產品應用 無線數據通信產品利用最新的GPRS 移動通信技術與GSM 移動通信網絡作為傳輸介質,有助于實現行業管理現代化、數據采集自動化等目標。此系列產品功能強大,穩定性高,能夠應用在電力、自來水、天然氣等領域表計的計量,還可實現自動測量讀取、自動計量發送、遠程信息處理、遠程設備監控,以及安防、車輛調度、公眾流量業務、工業處理自動化等任何需要統一管理服務終端的應用方案中,可廣泛用于金融、保險、證券、商業、公用事業、公安、交通、稅務、氣象、石油等行業和領域。無線數據通信系列產品具有使用成本低、準確性高、對環境適應性好、易于安裝、易于維護等特點,能夠為用戶提供高速、永遠在線、可靠的數據傳輸服務和虛擬專用數據通信網絡服務,完全能夠滿足行業數據采集、傳輸和監控的需要。
4.1 應用領域 n 無線數據通信系列產品主要應用領域有: n 工業遙信、遙測、遙控及公用事業 n 電信行業無人值守站機房監控和遠程維護(如移動基站、微波、光纖中繼站等) n 城市配電網自動化系統與抄表數據傳輸 n 高壓供電設備監測 n 自來水、煤氣管道、閘門、泵站與水廠監控 n 供熱系統實時監控和維護 n 環境保護系統數據采集 n 三防與水文監測 n 氣象數據采集 n 油田油井遠程數據監測 n 煤礦遠程數據監測及生產安全監控 n 其他無人值守(如倉庫、辦公樓等)監控 n 城市路燈,景觀燈,廣告燈的遙控、遙測、遙信、遙調、遙視 n 城市防汛中的雨量檢測 n 金融、零售行業 n 車載移動銀行 n POS機聯網 n 自動售貨機刷卡和商品信息報告 n 自動柜員機(ATM)聯網 n 銀行儲蓄所機房監控 n 移動證券交易和信息查詢 n 公安交通行業 n 公安移動性數據(身份證、犯罪檔案等)查詢 n 交警移動性數據(車輛、司機檔案等)查詢 n 交通流量監測 n 車輛違章監測 n 城市路口交通信息指示牌信息發布 n 移動車輛監控調度系統 n 公安、110、交警車輛監控調度 n 銀行運鈔車、郵政運輸車監控調度 n 出租車刷卡與管理調度 n 公交車輛調度和指示 n 集團車輛監控調度 n 物流系統車輛調度
4.2 GPRS DTU基本組成模式 基本的GPRS DTU無線數據傳輸系統,是以下3個部分組成: n 數據中心服務器 n GPRS DTU n 用戶的終端設備 系統組成如下圖所示:
8 第七章 幾種重要的組網方案 根據用戶數據中心接入Internet的不同方式,形成以下四種應用組網方案。 8.1 方案一:用戶數據中心直接使用固定的、合法IP 地址 l GPRS DTU與用戶的數據中心之間通過TCP/UDP建立數據連接; l 用戶的數據中心作為通信的服務器端,具有公用的固定IP,并指定偵聽端口; l GPRS DTU與用戶的數據中心之間通過TCP/UDP建立數據連接; l GPRS DTU上服務端的IP和端口號設置為服務器固定IP地址與服務器偵聽端口;GPRS DTU上電自動撥號,如果GPRS DTU與用戶的數據中心之間采用TCP協議傳輸數據,則自動與服務器建立TCP連接;該方案適合于擁有固定IP 地址服務器的企業應用,用戶數據中心直接擁有Internet 上的固定IP地址,用戶設備可與用戶中心直接進行雙向傳輸。
8.2 方案二:用戶數據中心沒有合法的IP 地址,但連接的路由器有固定合法的IP地址 l GPRS DTU與用戶的數據中心之間通過TCP/UDP建立數據連接; l 用戶的數據中心沒有固定的全局IP 地址,通過路由器連接到Internet,并在路由器上配置經NAT(端口映射)映射的偵聽端口; l GPRS DTU上服務端的IP和端口號設置為固定服務器IP地址與路由器上NAT映射的偵聽端口。GPRS DTU上電自動撥號,如果GPRS DTU與用戶的數據中心之間采用TCP協議傳輸數據,則自動與服務器建立TCP連接;該方案同樣適合于擁有固定IP服務器的企業應用,用戶數據中心只擁有內部局域網上的私有地址,并位于具有固定IP地址的路由器后面,GPRS/CDMA DTU透過路由器上的NAT與數據中心建立TCP連接。
8.3 方案三:用戶數據中心采用動態IP 地址 l GPRS DTU與用戶的數據中心之間通過TCP/UDP建立數據連接; l 用戶的數據中心沒有固定的全局IP地址,通過ADSL等調制解調器設備連接到Internet。ADSL Modem上電自動撥號獲得動態IP地址,數據中心安裝動態域名解析服務程序; l GPRS DTU設備上的服務端IP和端口號設置為數據中心服務器的域名(可以被域名解析服務程序解析得域名)和偵聽端口號,如果為TCP 連接方式則自動與ADSL等調制解調器設備建立TCP連接。對于一些應用相對簡單、終端數量的容量和實時性要求不高、或者運行經費有限的應用,比如一些查詢類業務、和通信不很頻繁的業務等,可采用動態IP的簡單網絡模式。用戶數據中心通過PSTN、ADSL、GPRS、CDMA 等通信模式接通INTERNET,運行數據中心程序,實現終端設備與數據中心的組網通信。
8.4 方案四:用戶數據中心通過專線方式直接連接到GPRS或CDMA 1X網絡。 l GPRS DTU與用戶的數據中心之間通過TCP/UDP建立數據連接; l 用戶的數據中心通過專線方式申請GPRS/CDMA1X網絡上固定的IP地址,并指定偵聽端口: l GPRS DTU上設置服務端的IP和端口號為用戶數據中心的固定IP地址及偵聽端口,DTU上電自動撥號,如果GPRS/CDMA DTU與用戶的數據中心之間采用TCP協議傳輸數據,則自動與服務器建立TCP連接;由于方案一到方案三均是在公共的互聯網絡中進行傳輸,在一些安全性要求較高的情況下,無法使用這些方案,就可以采用方案四專線接入模式進行,這樣就可以保證網絡和數據的完全可靠,典型的應用是移動支付類(無線POS)的業務。該專用網絡需與移動運營商共同建立,租用運營商的端口和接入線路,它是在運營商的GPRS 網絡或者CDMA 網絡中虛擬一個專用網絡(VPN),所有終端分配在一個特定的號段內。中國移動和中國聯通都開展VPN接入的業務,使用運營商所分配的專用接入號碼,該方案由于需要租用當地移動通信網絡運營商的接入通道(光纖或者DDN專線等)、端口等,使用費用相對較高。
9 第八章 附錄 常見英文縮寫對照表 APN 接入點名稱 Access Point Name BSC 基站控制器 Base Station Controller BSS 基站系統 Base Station System BTS 基站收發系統 Base Transeiver System CDMA 碼分多址 Code Division Multiple Access DDN 數字數據網 Digital Data Network DHCP 動態主機配置協議 Dynamic Host Configuration Protocol DNS 域名系統 Domain Name System GGSN GPRS支持節點網關 Gateway GPRS Support Node