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產品介紹

F2302嵌入式GPRS DTU模塊

一、 GPRS介紹

GPRS通用無線分組業務GPRS（General Packet Radio Service）是一種基于GSM系統的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IP連接。簡單的說，GPRS是一項高速數據處理的技術，其方法是以“分組”的形式傳送數據。網絡容量只在所需時分配，不要時就釋放，這種發送方式稱為統計復用。目前，GPRS移動通信網的傳輸速度可達115k/s。GPRS是在GSM基礎上發展起來的技術，是介于第二代數字通信和第三代分組型移動業務之間的一種技術，所以通常稱為2.5G。
GPRS有下列特點：
1、可充分利用現有資源：中國移動覆蓋全國的無線網絡---GSM，方便、快速、無需布線，低成本地為用戶數據終端提供遠程接入網絡的部署。
2、傳輸速率高，GPRS數據傳輸速度可達到57.6KBPS，最高到170BPS。
3、接入時間短，GPRS接入等待時間短，可快速建立連接。
4、提供實時在線功能“allwayonline”，用戶設備將始終處于連線和在線狀態，這將使訪問服務變得非常簡單、快速。
5、按流量計費，gprs用戶只有在發送或接收數據期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發送數據包的數量來收取費用，沒有數據流量的傳遞時，用戶即使在線也是不收費的。
gprs業務，具有接入迅速、永遠在線、流量計費等特點，在遠程突發性數據實時傳輸中有不可比擬的優勢，特別適合于頻發數據的實時傳輸。

二、產品概述

F2302嵌入式 GPRS DTU（簡稱DTU），是一款使用GPRS進行無線數據傳輸的設備。支持PPP、TCP、UDP、DNS等眾多復雜網絡協議和SOCKET插口標準，為用戶提供全透明數據傳輸和用戶自定義協議傳輸兩種模式。同時支持點對點、點對多點、設備間、設備與中心間等各種不同的通訊模式。用戶不用關心復雜的網絡通信協議、通過串行口，就可以進行無線數據收發，讓你的設備隨時隨地接入Internet。
本DTU產品支持TCP和UDP兩種報文格式，用戶可以自由選擇。產品已廣泛應用于電力監控、數據采集/傳輸、水污染監控、森林防火、氣象數據采集、遠程抄表、ATM機、彩票投注機、油田等領域。無需任何布線就可以解決野外數據傳輸的難題。只要有GPRS網絡的地方、F2302 DTU就可以為你提供無線數據傳輸服務。
關鍵詞：透明收發。所謂透明收發就是數據所見即所得，發送的數據和接收的據
完全一樣，你不必關心中間環節；類似于一條透明管道，只不過這條管道你看不
見、摸不著，通過gprs網絡無限延伸到世界各地。
1、產品特性：
★、F2302根據設置好的工作參數，無需其它任何設備，上電自動撥號上網，自動連接服務器。
★、支持全透明收發模式和協議通訊兩種工作模式，在協議通訊模式下，發送數據包頭用戶可以自行定義，使上位機和DTU的通訊更加靈活。
★、支持多監控中心，主中心和備份中心可以隨意切換，每個數據中心都可以配置成固定IP或域名解析方式工作。
★、支持圖形界面、AT命令行、遠程等多種方式對DTU進行參數配置和控制。
★、F2302 DTU是業內體積最小、厚度最薄、功能超強的嵌入式GRPS收發模塊,具有很高的性價比。
★、采用翻蓋式SIM卡座，可靠連接。
★、高度集成的GPRS、TCP/IP技術，內置工業級GPRS引擎和嵌入式CPU完成復雜的網絡協議，支持PPP、TCP、UDP、DNS等協議，為用戶數據提供透明的傳輸通道。
★、模塊獨家采用雙核設計，當主核受到超強電磁干擾等意外情況發生出現死機現象時，從核立刻啟動，迫使主核斷電重起。雙核、軟硬看門狗設計保證模塊在各種復雜環境下永不死機，無需任何人工干預，大量節省維護成本。
★、用戶可設置心跳間隔、保持設備長期在線
★、由于信號不好、中心關閉等引起的斷線，DTU保證在條件恢復后自動重連
★、支持中心為固定IP方式
★、支持中心為動態IP+域名解析方式，該功能使用戶無需申請固定IP業務
★、支持點對點、點對多點聯網方式
★、同時支持TTL、232通訊接口，波特率可選擇，從600BPS到115200BPS。
★、通過片內bootloader裝載程序實現串口編程(ISP)，方便升級。隨時享用新功能。
★、F2302內有FLASH存貯器，一次設置，永久有效,掉電不丟失。
★、支持軟關機、軟復位、休眠等功能，節省功耗和數據流量
★、抗干擾設計，適合強電磁干擾的場合
★、支持APN數據專網業務
2、F2302 GPRS DTU構成及工作原理
　　 F2302是一個由GPRS引擎加上MCU微處理器組成的一個控制系統。GPRS引擎主要是用來建立無線GPRS信道，并接收和發出數據。MCU微處理器系統用來控制GPRS引擎，內嵌各種網絡通訊協議，將各種復雜編碼的協議解析出來，實現數據的透明收發，使用戶不用關心復雜的底層通訊協議，使用戶徹底解放出來，將更多的精力投入到自己的方案設計上。

3、F2302 GPRS DTU工作流程
1)、DTU上電后，等待接收6個以上的”+”號，以便進入參數設置模式，如果在5秒的時間內沒有收到，則進入工作模式。
2）、進入工作模式后，DTU進行初始化，將各種參數從ROM調入RAM，為后面的工作聯網和數據傳輸做好準備。
3)、然后DTU自動通過PPP撥號上網、PPP用戶身份、密碼驗證,直至聯網成功。
4)、DTU入網成功后，如果DTU工作在TCP協議下，則首先試圖連接主服務中心1 SOCKET，如果連接不上，則轉去連接備用服務中心2 SOCKET。如果備用中心2也連接不上，再次重連主中心1。。。這樣循環掃描3次，如果兩個監控中心都不能連接上，DTU自動復位重啟，重復上面的步驟。直至成功連接服務中心。
5）、如果DTU成功連接其中的一個數據中心，則DTU在工作過程中，始終與該中心保持連接與通信，當掉網、中心出問題、信號弱等原因導致DTU重連時，DTU也始終去與該中心連接，與該中心連接3次失敗后，DTU自動復位重啟，重復上面的步驟。
注：如果DTU工作在UDP協議模式下，則DTU只與主中心1進行連接通訊，備份中心2則不予理會，因為UDP不是面向連接的協議，用戶使用時請注意。

三、 F2302 GPRS DTU性能指標
1、支持三頻GSM/GPRS 900/1800/1900MHz無線網絡
2、天線接口：SMA陰頭連接器
3、標準DB9插座，支持RS232/RS485串行接口
4、采用推拉式手機SIM卡座
5、供電電壓范圍：+4.5V到+5.5VDC
6、通信時電流<200MA、空閑時<30MA、關機時<10MA
7、工作環境溫度：-35度到+80度
8、尺寸：長77mm、寬60mm、高14mm

四、產品接口描述

1、F2302串行接口描述
F2302采用標準DB9母頭插座，支持RS232/RS485接口。 DB9插座外

電纜連接線序如下圖：

2、工作狀態指示燈
F2302模塊板上有兩個發光二極管，一個是NET指示燈，一個是LINK指示燈。 NET指示燈是短信GSM引擎工作狀態指示燈，?？焐想妿酌牒?，該燈將快速閃爍，表明模塊正在尋找網絡，當找到GSM網絡后該燈將以大概3秒滅1秒閃的頻率閃爍。
LINK指示燈是模塊工作狀態指示燈，當F2302模塊開機正常后，該燈將處于長亮狀態，DB9串口同時將輸出“SYSSTART”字符串。
3、SIM卡的安裝
沿著卡座平行方向搓開卡槽的上蓋，將SIM卡對準上蓋的卡槽平行插入，注意SIM卡的銅片要和卡槽底座相對，SIM卡的三角缺口與卡槽底座的缺口想對。然后合上上蓋，鎖緊。
注意：裝上和取下SIM卡時要處于斷電狀態！

4、天線的安裝
F2302天線接口為SMA陰頭插座，將紅色的保護冒取下，露出天線座，將配套天線的SMA陽頭旋到F2302的天線接口上，旋緊。

圖6、取下紅色的保護冒，擰上GSM天線

5、電源接口
F2302采用直流DC5V供電，F2302-A需要用戶自備DC5V電源（推薦
開關電源）靠近DB9插座的一側是5V電源正極輸入，另一側是電源地。

當用戶用外加電源給模塊供電時，必須保證電源的穩定性（紋波小于300MV）并保證電源功率大于1W。

五、DTU數據收發說明

1、F2302提供全透明傳輸模式
2、DTU與用戶接口之間，最大發送數據包載荷為1KByte。
3、DTU上電后自動根據配置參數撥入GPRS網絡，并自動尋找可以使用的數據采集中心，用戶發送給DTU的所有數據，DTU都當成實際數據通過TCP或UDP協議發送給數據采集中心，DTU收到數據采集中心的數據后，都直接發送給用戶機，中間不做任何轉換，不夾雜任何其他數據，此工作模式為用戶的原有串口設備升級為GPRS傳輸提供了極大的方便性。
4、 DTU接收到數據后的封包方法：
封包方法有兩種：
(1)、延時封包，封包時間是幾百毫秒，如果在延時封包時間內沒有收到足夠的一包數據，則DTU視為一個數據包強迫發送到數據采集中心。
(2)、接收到的數據字節數達到最大包載荷封包。
如果DTU收到滿載荷一包數據，則不管延時時間到與不到，強制封包發送。如果用戶數據源源不斷地發送給DTU，則DTU自動按最大包載荷進行封包發送。
DTU 接收數據量超過最大緩沖區時將自動循環覆蓋掉開始的數據。

六、F2302 GPRS DTU 通過本地串口配置

DTU在使用之前應進行適當的配置，以便DTU與用戶終端設備和服務中心能夠正常的通信。如果用戶對DTU不予配置，DTU將自動與我公司的數據中心連接。

DTU的配置可以在串口工具下采用AT指令完成配制，也可以通過我們提供的圖形配置軟件完成配置，如果DTU與監控中心聯網，也可以通過GPRS遠程配置。
下面介紹DTU通過本地串口用圖形軟件完成配置，實際上我們的圖形軟件也是在AT指令的基礎上制作的，用戶也可以通過后面介紹的AT指令集自己來制作圖形化配置軟件。

操作過程如下：
1、用串口數據線連接DTU與上位機。如果筆記本自身不帶串口，可用USB轉串口模塊設備。
2、安裝“DTU配置軟件“，并執行

“接收窗口“顯示的信息是DTU發送到上位機的信息，
“發送窗口“顯示的信息是點擊每個命令按鈕后上位機發送給DTU的信息。
3、在“初始化控制“一欄內選擇與DTU相對應的通信參數，DTU默認波特率為9600，因此選擇波特率9600。選擇對應的PC機串口號。
4、點擊“打開串口“，再點擊“進入配置”，進入配置后，實際是配置軟件不停的給DTU發送6個以上的“+”號，在DTU上電收到這些“+”號后，即進入配置界面。接收窗口顯示的是配置指令的提示幫助。

5、DTU進入上面的配置界面后，用戶可以發送指令對DTU進行配置了，下面結合圖形軟件界面和DTU支持的AT指令來具體介紹如何對DTU進行操作。

Ⅰ、DTU支持的每條AT命令輸入格式，字符均為大寫，指令輸入完以后要以回車結束；整條指令要一次發送給DTU才能有效。
Ⅱ 、DTU的每項參數都可以在相應的輸入框中輸入，然后點擊對應的按鈕即可配置，在“DTU控制“一欄內的命令按鈕當前不可以控制，只有在DTU與采集中心聯網成功后，才可以變成可以控制的按鈕。
Ⅲ、在“DTU特征設置項”一欄內也有一個“波特率”設置項，這是改變DTU的串口波特率的設置項，注意：DTU的波特率改變后將立刻生效。
Ⅳ、DTU配置完成后，點擊“退出配置”,則DTU將自動復位重起，通過觀察“接收窗口”看設置是否生效。
Ⅴ、DTU配置完成后，可以屏蔽掉DTU的輸出信息，點擊“DTU特征設置項”中的“是否輸出調試信息”，點選該項后則DTU輸出調試信息，否則則不輸出調試信息。在最初用戶對DTU的使用還不太熟悉的情況下，可以讓DTU輸出信息，以便觀察DTU的工作過程，待熟悉后則可屏蔽掉調試信息。在屏蔽掉輸出信息后，當DTU與監控中心連接成功后，只輸出“SYSSTART”字符串，其他信息不再輸出。
當測試沒有問題后可以將DTU與用戶串口設備直接連接。

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九、常見問題解答
1、問：DTU如何訪問數據采集中心？需要何種組網方式來實現？
答：DTU上電后，根據配置參數，首先進行PPP撥號上網，用戶身份驗證，然后通過IP地址訪問數據采集中心。DTU是通過存貯在DTU里面的中心IP地址或域名地址來訪問數據中心的。

一般有三種GPRS組網方式：
方式一、給數據采集中心申請一個固定IP地址，DTU上電后每次都訪問這個固定IP地址。
方式二、如果數據中心沒有固定IP地址，可以給數據采集中心申請一個動態域名（DDNS），然后在中心端安裝一個域名解析軟件。DTU通過動態域名解析動態獲取數據采集中心當前的IP地址。需要說明的是現在很多公司都提供免費申請二級域名和提供動態域名解析的客戶端軟件，如花生殼、科邁通訊等公司，用戶可以登陸他們的網站，申請免費二級域名和下載客戶端域名解析軟件使用。
方式三、向移動運營商申請移動專用VPN業務，使DTU與中心組成一個內部網。
2、問：DTU日常通訊信息費是如何計費的？
答：GPRS一般是按照數據流量來計費的，1分/K。還有包月20元卡和30元卡，具體請咨詢當地的移動運營商。
3、問：數據傳輸應該選擇TCP還是UDP協議？
答：DTU支持兩種通訊協議，UDP協議是非面向連接的協議，帶有廣播的性質。因此是不可靠傳輸協議，但UDP協議速度快，節省流量。
TCP協議是面向連接的協議，數據傳輸可靠，缺點是速度慢，費流量。
具體選擇哪一種通訊協議，可以根據自己的需要來決定。
4、問： DTU為何無法登陸數據采集中心
答： 1）檢查電源是否正常，電源電壓、功率是否滿足要求

2）檢查SIM卡是否開通了GPRS無線上網功能（接入點是CMNET），SIM卡是否欠費

3）檢查GSM天線狀況，檢查DTU天線所處的位置是否信號充足

4）檢查DTU面板上的“NET“狀態燈閃爍是否正常，正常是NET燈大概以3秒滅，1秒亮的頻率閃爍

5）檢查你的監控中心IP地址或域名解析出來的地址是否是公網IP地址，可以用模擬DTU在與監控中心不同網絡的地方測試網絡是否正常。

6）檢查端口號是否可用，檢查防火墻是否屏蔽了你的端口號。

5）如果以上都正常，啟動串口配置軟件，檢查配置參數是否正確。尤其是檢查主、備中心IP和端口地址是否與中心相匹配。
5、問：監控中心如何開發
答：監控中心的開發我們可以提供帶有源碼的ＶＢ　ＤＥＭＯ軟件，用戶可在此基礎上更改，開發適合自己應用的監控中心。