标题：GPRS DTU
简介
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。
该GPRS DTU已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域  才茂GPRS DTU[1][2]
规格参数
无线参数支持EGSM900/GSM1800MHz双频，800/900/1800/1900MHz四频可选 　
GPRS multi-slot class 10 　
编码方案：CS1~CS4 　
符合SMG31bis技术规范 　
Compliant to GSM phase 2/2+
支持数据、语音、短信和传真
硬件系统1、CPU：工业级高性能ARM9嵌入式处理器，带内存管理MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB Icache
2、FLASH：8MB，可扩充到32MB
3、SDRAM：64MB，可扩充到256MB
4、接口：
UART:
CM3160P:1个RS232串口。
串口速率： 110bps ~ 230400bps
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
流控： 无 或 RTS/CTS
CM3160EP:1个RS485接口。（根据需要，可硬件跳线支持RS232/422/TTL）
串口速率： 110bps ~ 230400bps
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
流控： 无 或 RTS/CTS
控制口：RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1)
指示灯：具有电源、通信及在线指示灯。
天线接口：标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。
UIM卡接口：3V/5V标准的推杆式用户卡接口。
电源接口：标准的3芯火车头电源插座。
语音接口：标准的耳机麦克风接口。
5、供电：
外接电源：DC 9V 500mA
宽电压供电：DC 5-32V
通信电流：350mA
待机电流：35mA
6、尺寸
产品外形尺寸：92x62x22 mm（不包括天线及固定件）
产品包装尺寸：298x226x60mm
7、重量
0.41KG
8、其他参数:
工作环境温度 -25~+65&ordm;C
储存温度 -40~+85&ordm;C
相对湿度 95%(无凝结)
软件功能TCP/UDP透明数据传输；支持多种工作模式，心跳包技术 　
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 　
支持RSA，RC4加密算法 　
支持虚拟值守VWM（Virtual Man Watch）功能，确保系统稳定可靠
支持虚拟数据专用网（APN/VPDN）
支持数据中心动态域名和IP地址访问
支持DNS动态获取，防止DNS服务器异常导致的设备当机 　
支持双数据中心备份 　
支持多数据中心同时接受数据 　
支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接 　
支持短消息备份及告警
多重软硬件看门狗
数据包传输状态报告 　
标准的AT命令界面 　
可以用做普通拨号MODEM 　
支持telnet功能 　
支持远程配置，远程控制 　
通过串口软件升级 　
同时支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系统

GPRS DTU应用
电力监控
油田监测
远程抄表
路灯监控
环境监测
气象监测
水利监测
热网监测
电表监测
机房监控
交通指示
煤炭监控
地震监测
车辆诱导
供水监控
高速公路监测
噪声实时监控
环保重点污染源监控
供水管网实时传输监控
电力配网自动化遥控系统
各类国内外带串口或485接口的PLC，RTU实现无线数据传输等
DTU通信的本质GPRS DTU最基本的用法是：在DTU中放入一张开通GPRS功能的SIM卡，DTU上电后先注册到GPRS网络，然后通过GPRS网络和数据处理中心建立连接。这条连接涉及了无线网络运营商，因特网宽 带供应商，用户公司的网络情况，以及用户的电脑配置等环节，因此要建立这条连接需要把各部分都配置好。
在本质上，DTU和数据处理中心建立的是SOCKET连接。DTU是SOCKET客户端，数据处理中心是SOCKET的服务端。SOCKET连接有TCP协议和UDP协议之分，DTU和中心要使用相同的协议，这个一般都有配置软件进行配置。
给DTU配置好中心的IP地址和端口号后，则把DTU通过串口和用户的设备相连。DTU和水文、电力、气象、环保等用户设备通过串口连起来放置在现场。
DTU上电后首先注册到移动的网络，然后发送建立SOCKET的请求包给移动，移动把这个请求发送到因特网。中心的服务端软件接收到请求后建立连接，并发送应答信息。
DTU发送的请求信息是因特网上的数据包，有一些原因会阻止中心收到连接请求包，这样也就不能建立连接。最常见的有中心的电脑上有杀毒软件、防火墙等把这些数据包给屏蔽了。另一是中心电脑是通过路由器上网的，在路由器上要设置数据转发。SOCKET连接建立后就可以双向通信了。工作过程GPRS DTU上电后，首先读出内部FLASH中保存的工作参数（包括GPRS拨号参数，串口波特率，数据中心IP地址等等，事先已经配置好）。
GPRS DTU登陆GSM网络，然后进行GPRS PPP拨号。拨号成功后，GPRS DTU将获得一个由移动随机分配的内部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是说，GPRS DTU处于移动内网中，而且其内网IP地址通常是不固定的，随着每次拨号而变化。 我们可以理解为GPRS DTU这时是一个移动内部局域网内的设备，通过移动网关来实现与外部Internet公网的通信。这与局域网内的电脑通过网关访问外部网络的方式相似。
GPRS DTU主动发起与数据中心的通信连接，并保持通信连接一直存在。 由于GPRS DTU处于移动内网，而且IP地址不固定。因此，只能由GPRS DTU主动连接数据中心，而不能由数据中心主动连接GPRS DTU。这就要求数据中心具备固定的公网IP地址或固定的域名。数据中心的公网IP地址或固定的域名作为参数存储在GPRS DTU内，以便GPRS DTU一旦上电拨号成功，就可以主动连接到数据中心。
具体地讲，GPRS DTU通过数据中心的IP地址（如果是采用中心域名的话，先通过中心域名解析出中心IP地址）以及端口号等参数，向数据中心发起TCP或UDP通信请求。在得到中心的响应后，GPRS DTU即认为与中心握手成功，然后就保持这个通信连接一直存在，如果通信连接中断，GPRS DTU将立即重新与中心握手。
由于TCP/UDP通信连接已经建立，就可以进行数据双向通信了。
对于DTU来说，只要建立了与数据中心的双向通信，完成用户串口数据与GPRS网络数据包的转换就相对简单了。一旦接收到用户的串口数据，DTU就立即把串口数据封装在一个TCP/UDP包里，发送给数据中心。反之，当DTU收到数据中心发来的TCP/UDP包时，从中取出数据内容，立即通过串口发送给用户设备。
通过有线的数据采集中心，同时与很多个GPRS DTU进行双向通信。这是目前GPRS DTU应用系统中最为常用的方式。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使用场合一般可以从以下几个实际应用角度来讲：
（1） 现场只能使用无线通信环境
当数据采集现场的设备需要在移动中工作，或者采集现场处于野外等情况下，无法提供有线通信的环境。这个时候，采用GPRS无线网络就可能是一个好的选择，因为GPRS网络的覆盖率在国内已经很高，全国大部分地区均有GPRS信号覆盖。
（2） 现场终端的传输距离分散
由于GPRS网络是覆盖全国的公共网络，因此采用GPRS来传输数据的一大优势就是现场采集点可以分步在全国范围，数据中心与现场采集点之间的距离不受限制。无线公网通信（包括GPRS/CDMA网络,3G网络等）这个非常显著的优点是专用无线通信网络（比如数传电台，WiMax，WLAN等）无法达到的。
（3） 适当的数据实时性要求
国内GPRS网络，其传输数据的延时为秒级范围。在绝大部分时间下，GPRS数据通信的平均整体延时为2秒左右。也就是说，从GPRS DTU端发送的数据包将大致在2秒钟后到达数据中心。反之，从数据中的数据包也大致在2秒钟后到达GPRS DTU。
总的来说，GPRS这种实时性，可以满足大多数行业应用的要求。 但是，对于一些特定的应用系统，如果不能承受2秒左右的平均延时，那么GPRS通信方式就可能是不适合的。（另外，CDMA网络的传输延时也是1秒-2秒左右）。
从另一个角度来讲，如果我们要设计的系统希望通过GPRS网络来传输数据，那么就要在设计通信协议时候考虑这种延时的情况。
（4） 适当的数据通信速率
GPRS DTU与数据中心的数据通信速率一般在10kbps-60kbps之间。从也就是说，GPRS DTU可以持续不断地以10bps-60kbps的速度向中心发送数据，反之亦然。（补充说明：国内CDMA网络的数据通信平均速率可以达到40kbps-90kbps左右）从系统应用可靠性角度来讲，我们认为当应用系统本身的数据平均通信量在30kbps以内的时候，使用GPRS网络来进行数据传输是比较适合的。
也可以从另外一方面，例如果通过GPRS网络来进行远程传输数据，那么就需要把数据平均通信量控制在30kbps之内。（注意：这里的平均持续通信速率和瞬间通信速率是有区别的，与设备串口波特率也不是同一个概念）
以上的几点可以用于判断应用系统是否适合采用GPRS网络进行数据传输，如果这几个方面都比较符合的话，那么采用GPRS DTU进行数据传输是非常合适的。
测试方法
由于GPRS DTU大多用于遥远的监测现场，因此GPRS DTU的稳定性就变得非常重要。
很多用户选用GPRS DTU，仅在前期做了一些简单测试就结束选型工作，实际上是很不充分的。如果选用了不稳定的GPRS DTU并大量应用, 无异于给自己的监测系统埋下了一颗定时炸弹！
如何能够在一开始，就能全面而快速的测试GPRS DTU稳定性？ 这已经成为一个重要课题！
遗憾的是，大多GPRS DTU厂家都只是宣扬自己产品稳定性好，而对于具体的稳定性测试方法，则闭口不谈！
这里，是经过验证的GPRS DTU稳定性测试流程，希望帮助用户掌握一套全面的，可操作的GPRS DTU鉴别方法，这套测试方法，可以快速鉴别GPRS DTU的主要通信性能和稳定性。
一）在线空闲测试
测试原因：测试GPRS DTU自己维持已建链路的能力，当没有数据时，GPRS DTU通过心跳保持自己的连接，GPRS DTU应至少能维持平均1小时以上的链路持续时间，不发生断线重连。
测试方法：让GPRS DTU连上数据中心后不发任何数据，观察它能维持链路多久，时间越长越好。本项测试临近结束时，应向数据中心和DTU各发几个数据包，来验证该DTU保持的
空闲链路是真实可用的，如果DTU或数据中心任何一方无法收到对方的数据包，则为不合格。
二）数据中心关闭后恢复测试
测试原因：数据中心在以后运行和维护过程中，肯定会出现临时停止暂停服务的情况，因此需要测试GPRS DTU在数据中心恢复后的快速恢复能力。
测试方法：
让数据中心关闭短时间，如1分钟，然后恢复数据中心，看DTU是否能快速连接上来，恢复时间应该在5分钟内，越快越好，重复多次该项测试，DTU必须能100%恢复连接，只要出现一次DTU始终无法恢复连接的现象，即为不合格,以此例推就就可以判断出DTU质量.　　
三）频繁双向小数据量测试
测试原因：测试GPRS DTU频繁收发小数据包的能力，因为日常运行中主要是小数据包的频繁双向收发。
测试方法：在数据中心和DTU端，每10秒向对方发送一个100字节左右的数据包，持续10分钟，同时统计，是网络有没有出现断线或是数据出现丢包丢失的情况，最好的结果是：没有发生断线重连，也没有丢失任何数据包，如果出现DTU断线后再也不上线，或上线后无法继续双向收发数据，即为不合格。
另外，在小数据量测试时，可以观察是否出现丢包，或数据内容错误的情况，如果频繁丢包，或出现内容错误，则为不合格。
小技巧：可以将DTU的串口2，3短接起来形成环路测试，这样只需要在数据中心发送就可以进行双向测试。
四）双向大数据压力测试
测试原因：某些应用需要临时传输大数据量，因此该项测试也是非常必要的。
测试方法：在数据中心和DTU端，每2秒都向对方发送一个1000字节左右的数据包，持续30分钟，并进行统计，是否出现网络断线的情况，以及双方是否出现数据包丢失的情况，一般来说，压力测试下，GPRS DTU可能会出现断线重连，也会丢失数据包。但断线重连的次数不应超过10次，而且次数越小越好。如果出现DTU断线后再也不能上线，或上线后无法继续双向收发数据，即为不合格。
另外，大数据压力测试时，可以观察数据传输性能这个指标，一般情况下，GPRS DTU传输数据的速度在每秒300-1500字节范围内，均属于正常，但速度越快的传输性能越好。如果GPRS DTU的传输能力明显低于该范围，为不合格。
五）去天线测试
测试原因：某些现场，因先现场某些原因，可能出现GPRS/GSM信号临时中断或变弱，信号恢复正常后，GPRS DTU应能自动恢复连接，并续传数据到数据中心。
测试方法：
1）短时间去天线：当GPRS DTU在线时，去掉GPRS DTU的天线1分钟，然后重新装上天线，并且在去掉GPRS DTU天线的时候下，依次向GPRS DTU提交3个100字节左右的数据包，当插上天线后，GPRS DTU必须能自动快速恢复连接，速度越快越好，并能续传期间的数据到数据中心，3个数据包全部丢失的为不合格，数据全部上传的为最佳。
2）长时间去天线：当GPRS DTU在线时，去掉GPRS DTU的天线30分钟，然后重新装上天线，当插上天线后，GPRS DTU必须能自动恢复连接，恢复时间应小于10分钟，超出30分钟或更长间未恢复连接的，为
不合格。
六）重复上电测试
测试原因：某些时候，现场会出现临时断电然后恢复的情况，GPRS DTU应能保证可靠的登录数据中心。
测试方法：将GPRS DTU上电，然后等待GPRS DTU连接上数据中心，每次DTU都能在2分钟内登录到数据中心，重复进行20次测试，一旦发现有一次DTU始终无法连接到数据中心，则为不合格，如有条件可以增大测试次数。
七）拨号及短信干扰测试
测试原因：在DTU登录或在线运行过程中，可能会收到一些不明短信或电话呼叫, GPRS DTU应能保证这些情况不影响其正常工作。
测试方法：将DTU上电，然后等待10秒左右，开始向DTU发送2条短信，以及2次呼叫，DTU应能正确的连接上数据中心。 在连接数据中心成功后，再向DTU发送2条短信，以及2次呼叫，观察5分钟，看DTU是否能维持链路，然后双向发送10个数据包，看是否能正常收发。
八）看门狗测试（选测）
测试原因： 如果一个GPRS DTU，即使前面的测试项都通过了，但是如果它的内部看门狗没做好，那也是有隐患的，在现场长时间连续运行，很可能还会出问题。
测试方法：看门狗的测试方法有多种，一般在内部CPU的数据总线或地址总线上，瞬间短路几个管脚，让其程序跑飞，或者RAM数据错乱，也可利用外部强干扰源进行干扰，在这种情况下，有良好看门狗机制的产品，其CPU能够在20秒内复位，如果不能复位则不合格，重复多次测试该项，DTU必须能100%复位。
这项功能要求测试人员对DTU主板比较熟悉，而且不一定方便操作，所以设为选测项。但如有测试操作条件的，建议进行该项测试。
九）去卡测试（选测）
测试原因：如果GPRS DTU应用现场恶劣，如振动或有腐蚀性气体，则可能造成SIM卡短时接触不良，GPRS DTU应能自动恢复,我们用临时取卡来模拟这种情况。
测试方法：在GPRS DTU连接数据中心时，去掉卡3秒钟左右再插上，看GPRS DTU是否会掉线及正常收发数据，去掉卡60秒钟左右再插上，看GPRS DTU是否会掉线。如果临时取卡再上卡后，DTU再也无法自动连接中心的，建议不应用这类DTU到现场有振动或有腐蚀性气体的环境。
十）电源波动测试（选测）
测试原因：如果GPRS DTU应用现场采用电池或太阳能供电，有可能出现较大范围的电源波动，GPRS DTU应能适应这种电源波动。
测试方法：以12V电池为例，电压波动范围可能在5伏到14伏之间波动，所以我们在GPRS DTU连接数据中心时，将外部电源从3伏到16伏进行缓慢的升降，模拟电池的充放电情形，这项测试GPRS DTU出现复位是正常的，我们主要看GPRS DTU是否会出现再也无法连接数据中心的情况。如果经过供电电源波动后，DTU再也无法自动连接中心的，建议不应用这类DTU到现场为电池供电的环境。
十一）欠费测试（选测）
测试原因：在GPRS DTU常年运行过程中，很可能会出现因SIM卡欠费，导致无法使用GPRS业务，从而通信连接中断的情况，在进行充值后，GPRS DTU应自动恢复与中心的连接。
测试方法：找一张欠费的SIM卡插入GPRS DTU，等待10分钟，由于欠费，DTU是无法登录数据中心的，这时用手机拨打该号码，提示为已停机或已限制呼入，这时给SIM卡充值，然后用手机拨打该号码，提示为对方振铃或彩铃，就表示该卡已经充值成功，GSM业务已经恢复，等待10分钟左右，看DTU是否能自动连接到数据中心，如果DTU始终无法自行连接数据中心，并且必须要人工复位一次才能恢复连接到数据中心，则视为不合格。
补充一条，如果该DTU支持电话呼叫或发短信来进行复位，并经过测试方法有效，则应视为合格。
十二）域名解析测试（选测）
测试原因：有的应用系统，使用了域名来代替固定IP地址，这会增加一个域名解析的环节，由于域名解析服务存在临时失效的情况，因此在使用域名解析时，需要加测这个项目。
测试方法：
1）域名失效模拟，将动态域名失效，或者静态域名设置指向为一个无效地址，将DTU设置为通过域名寻找数据中心，上电后DTU将无法连接到数据中心，这时，恢复域名的指向，然后观察DTU是否能自动连接到数据中心，恢复时间越短越好，如果DTU始终无法自动连接数据中心，则为不合格。
2）将设置好域名的GPRS DTU,在连接数据中心成功后，进行去天线测试（参见第五项），看是否通过测试，未通过测试的为该项不合格。
3）将设置好域名的GPRS DTU,在连接数据中心成功后，进行数据中心关闭后恢复测试（参见第二项），看是否通过测试，未通过测试的为该项不合格。
如果域名解析测试不合格，建议不应用这类DTU到使用域名解析数据中心IP地址的系统中。
其他测试项：
1）高低温测试，请参考电子产品通用测试方法。
2）冲击振动测试，请参考电子产品通用测试方法。