何承剛　王亞鵬

【摘 要】本文以如何解決遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)通信問題引題，簡要介紹了GPRS技術(shù)要點和H7210 GPRS DTU產(chǎn)品性能，并舉例分析了H7210 GPRS DTU的兩種常見模式即短信傳輸模式和TCP數(shù)據(jù)傳輸模式的運用。通過實際的操作實踐，探索了該產(chǎn)品在實際工程運用中的一些配置步驟、使用技巧和注意事項。

【關(guān)鍵詞】GPRS DTU；短信傳輸；數(shù)據(jù)傳輸

0 引言

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)通信的需求隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及而日益增長。而GPRS（General Packet Radio Service）技術(shù)的運用則能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離無線傳輸。GPRS即通用無線分組業(yè)務(wù)[1]，該技術(shù)是一種以GSM網(wǎng)絡(luò)為依托，運用無線分組交換協(xié)議技術(shù)，為用戶提供遠(yuǎn)程分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)[2]的技術(shù)。具有接入時間短、傳輸效率高、實時在線等特點。[3]目前，許多企業(yè)開發(fā)了各種GPRS模塊[4]，由深圳宏電公司出品的H7000 DTU系列產(chǎn)品則是基于GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線DDN數(shù)據(jù)通信的內(nèi)置協(xié)議棧模塊[5]。該產(chǎn)品被定義為低功耗、工業(yè)級無線傳輸設(shè)備，專門解決各行業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸困難的問題。筆者以深圳宏電公司的H7210 GPRS DTU為例，分析介紹該產(chǎn)品運用過程中的一些心得體會。

1 H7210 GPRS DTU性能簡介

深圳宏電公司開發(fā)的H7200無線DDN通信系統(tǒng)為用戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。H7210 DTU正是基于H7200無線DDN通信系統(tǒng)的產(chǎn)品之一，它利用運營商的GPRS/GSM/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，為客戶終端和數(shù)據(jù)服務(wù)中心（平臺）搭建起一條無線通信鏈路，客戶基于該無線通信鏈路傳輸其用戶數(shù)據(jù)。該產(chǎn)品采用模塊一體化設(shè)計方案，將PPP、TCP/IP、DDP等多種協(xié)議內(nèi)嵌到GPRS模塊內(nèi)部，簡化了設(shè)計方案。同時，在模塊外部使用硬件狗電路，實時監(jiān)控模塊運行狀態(tài)，保證產(chǎn)品可靠穩(wěn)定的運行。根據(jù)應(yīng)用場合和應(yīng)用方式的不同，H7210可工作在以下兩種模式：（1）點——點數(shù)據(jù)傳輸；（2）中心點——多點數(shù)據(jù)傳輸。該產(chǎn)品工作電壓為+3.3—+30VDC，建議使用12VDC/1A電源，工作環(huán)境溫度為-30—+70℃。

2 H7210GPRS DTU 接口電路

H7210 GPRS DTU通過RS232串行通信口與控制核心連接，如圖1所示。其中第11端子為地線“GND”，第12端子為電源輸入正極，電源電纜必須正確連接，否則將導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p毀。注意RS232的2號引腳與H7210接線端子的3號引腳相接；而RS232的3號引腳與H7210接線端子的2號引腳相接。

3 使用前的準(zhǔn)備工作

為確保產(chǎn)品的使用壽命，使用前的準(zhǔn)備工作的操作步驟和操作要點一定按照要求進(jìn)行。

1）按照圖1要求，連接好各端子，并檢查無誤，暫不供電；

2）連接天線，放入開通了GPRS業(yè)務(wù)的SIM卡，供電之前，必須連接天線，以免射頻部分阻抗失配，進(jìn)而損毀模塊；

3）檢測網(wǎng)絡(luò)情況。通過連接電纜向H7210供電，H7210上的PWR燈滅、NET燈快速閃爍表示注冊GPRS網(wǎng)絡(luò)中，若PWR開始閃爍則說明H7210已經(jīng)注冊上GPRS網(wǎng)絡(luò)；

4）參數(shù)配置。將PC和H7210連接，并在PC上啟動H7210管理工具，點擊界面工具欄中的“打開串口”按鈕，當(dāng)界面信息欄中顯示“打開串口成功”時，再點擊工具欄中“連接”按鈕，同時給H7210上電，當(dāng)界面信息欄中顯示“連接DTU成功”時，如圖2所示，表示H7210管理工具盒H7210連接成功。

4 應(yīng)用舉例

H7210 DTU功能豐富，常見的有擴(kuò)展AT指令操作功能、UDP透明數(shù)據(jù)傳輸功能、UDP DDP數(shù)據(jù)傳輸功能、TCP透明數(shù)據(jù)傳輸功能、TCP DDP數(shù)據(jù)傳輸功能、域名解析功能、遠(yuǎn)程升級功能、短信傳輸功能、喚醒上線功能、遠(yuǎn)程及本地參數(shù)配置和查看功能、遠(yuǎn)程及本地日志查看功能和異常處理功能。這里舉例分析最常用的短信傳輸功能和TCP透明數(shù)據(jù)傳輸功能。

4.1 短信傳輸功能應(yīng)用

DTU短信功能配置如圖3所示，將服務(wù)中心號碼設(shè)置為短信接收方的SIM卡號碼，DSC連接類型修改為SMS模式，編碼方式配置為UCS2，其他參數(shù)為默認(rèn)設(shè)置。

配置好參數(shù)之后，即可驗證DTU是否能給指定的手機(jī)號碼發(fā)送短信。打開串口調(diào)試助手，將串口界面中的波特率設(shè)置為57600bps，其他參數(shù)為默認(rèn)。然后“打開串口”，重新給DTU上電，即可在串口工具界面的發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)域輸入短信息，點擊“發(fā)送”，手機(jī)就可以收到來自DTU的短信；當(dāng)然，也可以從手機(jī)給DTU發(fā)送短信。

4.2 TCP透明數(shù)據(jù)傳輸功能應(yīng)用

TCP透明數(shù)據(jù)傳輸功能可實現(xiàn)DTU和數(shù)據(jù)服務(wù)器中心的數(shù)據(jù)交換。GPRS DTU負(fù)責(zé)將前端收集的信號做相應(yīng)處理，打成IP包[6]，再通過GPRS空中接口接入到GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)透明傳輸，然后將經(jīng)過INTERNET公網(wǎng)傳到數(shù)據(jù)服務(wù)中心。筆者采用中心用INTERNET公網(wǎng)連接，將數(shù)據(jù)服務(wù)中心（TCP Server）架設(shè)在公司局域網(wǎng)的某臺計算機(jī)PC0（本地IP地址為：192.168.1.111）上，局域網(wǎng)經(jīng)過路由器網(wǎng)關(guān)代理上網(wǎng)，公網(wǎng)上網(wǎng)采用PPPoE按需連接，隨機(jī)分配IP地址。由于存在路由器，則必須通過端口映射將外網(wǎng)映射到路由器下指定的計算機(jī)PC0。其組網(wǎng)過程如下：

1）確定PC0的IP地址。在Windows界面的“開始”菜單中單擊“運行”選項，在彈出的文本框中輸入：“cmd”，后再輸入“ipconfig”命令，查得本地IP地址為：192.168.1.111。

2）在路由器設(shè)置界面添加虛擬服務(wù)器。在網(wǎng)頁瀏覽器界面中輸入“192.168.1.1”進(jìn)入路由器設(shè)置狀態(tài)，設(shè)計中涉及的路由器是TP_LINK某型號，單擊“轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則”進(jìn)入圖4所示的設(shè)置界面。在添加新條目界面填寫：“服務(wù)端口”為5111，“IP地址”為192.168.1.111，“協(xié)議”為ALL，再點擊“保存”。

3）設(shè)置計算機(jī)PC0的TCP/IP屬性使PC0的IP地址在路由器局域網(wǎng)內(nèi)固定。右擊“網(wǎng)上鄰居”，選擇“屬性”選項，再右擊“本地連接”，選擇“屬性”選項，彈出“本地連接屬性”界面，在“常規(guī)”選項卡下，選中“Internet協(xié)議（TCP/IP）”選項，單擊“屬性”，進(jìn)入圖5所示界面。選中“使用下面的IP地址（s）”，輸入PC0的本地IP地址192.168.1.111，子網(wǎng)掩碼為默認(rèn)的255.255.255.0，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為192.168.1.1，最后單擊“確定”，完成設(shè)置，使得計算機(jī)PC0在路由器下的局域網(wǎng)內(nèi)IP地址固定。

4）進(jìn)入H7210 GPRS DTU管理工具進(jìn)行配置。如圖6所示，修改DTU號碼為SIM卡號；IP地址為公網(wǎng)IP地址，注意此IP地址由于公網(wǎng)上網(wǎng)采用PPPoE按需連接，隨機(jī)分配IP地址，所以配置時需在網(wǎng)頁瀏覽器界面中輸入“192.168.1.1”進(jìn)入路由器設(shè)置界面查詢公網(wǎng)IP；端口設(shè)置為前面映射好的5111；DSC連接類型為TCP模式；啟用DDP設(shè)置為DIS，其他參數(shù)配置為默認(rèn)值。輸入?yún)?shù)之后，點擊“設(shè)置參數(shù)”，再“重啟設(shè)備”即完成DTU配置。

5）在PC0計算機(jī)上運行數(shù)據(jù)服務(wù)中心軟件TCP-UDP服務(wù)管理，如圖7所示，單擊“TCP Server”，主機(jī)IP軟件能自動識別，只需將端口號更改為映射成功的51111，然后點擊“偵聽”，當(dāng)H7210與數(shù)據(jù)中心建立連接，則數(shù)據(jù)中心的“客戶端”欄中將顯示對應(yīng)的移動網(wǎng)關(guān)的IP地址，如圖8所示。

5 結(jié)束語

H7210 GPRS DTU能很好的解決數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸問題，可用行業(yè)和場景十分廣泛，如電力系統(tǒng)配電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控和大客戶抄表、對自來水、煤氣管道的監(jiān)控、物流系統(tǒng)的車輪調(diào)度管理和鐵路盡頭線的安全防護(hù)等。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王璞.基于GPRS的天然氣遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2011.

[2]馮明發(fā)，楊軼歡.基于GPRS的水位監(jiān)測系統(tǒng)[J].深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008，7（2）：21-23.

[3]金福寶.基于GPRS的橋梁遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2007.

[4]姜曉榮.基于GPRS的太陽能熱水系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器研制[D].杭州：杭州電子科技大學(xué)，2015.

[5]李蘭春.基于ARM的GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)[D].太原：太原理工大學(xué)，2012.

[6]甑玉杰，李振武，李長久.GPRS技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報，2004.9，6（3）：37-39.

[責(zé)任編輯：王楠]