DTU相關(guān)科普（什么是上位機(jī)和下位機(jī)？）

　　以聚英電子的4G DTU為例，DTU與服務(wù)器之間的通信是由DTU端(客戶端)發(fā)起的，服務(wù)器端通過發(fā)回反饋或接受通信來對(duì)DTU端做出響應(yīng)。DTU端與服務(wù)器端共同組成了基于蜂窩網(wǎng)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用系統(tǒng)。相比DTU端，服務(wù)器端安裝有更為復(fù)雜的應(yīng)用程序，能夠接受任何DTU端發(fā)起的通信請(qǐng)求，并時(shí)刻檢測(cè)鏈路中的通信狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等應(yīng)用。

　　(1)什么是上位機(jī)和下位機(jī)?

　　上位機(jī)和下位機(jī)是一個(gè)相對(duì)的概念，在通信中，有主從關(guān)系的一類設(shè)備，負(fù)責(zé)提交信息的終端設(shè)備是下位機(jī)，負(fù)責(zé)處理提交信息的設(shè)備是上位機(jī)。但是上位機(jī)和下位機(jī)不一定都是一一對(duì)應(yīng)，他們可以是一個(gè)下位機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)上位機(jī)，也可以是一個(gè)上位機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)下位機(jī)，具體的對(duì)應(yīng)方式要視應(yīng)用而定。

　　(2)什么是數(shù)據(jù)中心?

　　數(shù)據(jù)中心是指對(duì)下位機(jī)回傳的信息進(jìn)行采集、匯總和處理，并對(duì)下位機(jī)進(jìn)行一定控制和管理的上位機(jī)系統(tǒng)，他包括完整的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和特定的完整軟件功能。

　　(3)什么是全透明傳輸?

　　全透明傳輸就是對(duì)IP包不作任何操作和改變，只是簡(jiǎn)單發(fā)送過程。通俗地講就是，全透明傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)在發(fā)送前和發(fā)送后的格式、內(nèi)容都不發(fā)生變化，遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心接收的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)是一樣的，數(shù)據(jù)在傳輸過程中不發(fā)生變化，如果IP包有任何的操作和改變，就不是完全意義上的全透明了。

　　現(xiàn)場(chǎng)采集點(diǎn)的用戶串口設(shè)備(可以是各種儀表/PLC/單片機(jī)/PC等)，通過RS232或RS485接口與4G DTU終端串口相連，用戶串口設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)通過4G DTU設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議封裝后通過4G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。

　　DTU工作過程描述：

　　DTU上電后通過撥號(hào)程序，先注冊(cè)到4G無線網(wǎng)絡(luò)，撥號(hào)成功后，4G DTU將獲得一個(gè)由移動(dòng)隨機(jī)分配的內(nèi)部IP地址，4G DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)中，而且其內(nèi)網(wǎng)IP地址通常是不固定的，隨著每次撥號(hào)而變化。我們可以理解為4G DTU這時(shí)是一個(gè)移動(dòng)內(nèi)部局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備，通過移動(dòng)網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)與外部Internet公網(wǎng)的通信。這與局域網(wǎng)內(nèi)的電腦通過網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的方式相似。

　　4G DTU主動(dòng)發(fā)起與數(shù)據(jù)中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。由于4G DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，而且IP地址不固定。因此，只能由4G DTU主動(dòng)連接數(shù)據(jù)中心，而不能由數(shù)據(jù)中心主動(dòng)連接4G DTU。這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng)IP地址或固定的域名。數(shù)據(jù)中心的公網(wǎng)IP地址或固定的域名作為參數(shù)存儲(chǔ)在4G DTU內(nèi)，以便4G DTU一旦上電撥號(hào)成功，就可以主動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心。

　　具體地講，4G DTU通過數(shù)據(jù)中心的IP地址(如果是采用中心域名的話，先通過中心域名解析出中心IP地址)以及端口號(hào)等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請(qǐng)求。在得到中心的響應(yīng)后，4G DTU即認(rèn)為與中心握手成功，然后就保持這個(gè)通信連接一直存在，如果通信連接中斷，4G DTU將立即重新與中心握手。

　　由于TCP/UDP通信連接已經(jīng)建立，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信了。

　　對(duì)于DTU來說，只要建立了與數(shù)據(jù)中心的雙向通信，完成用戶串口數(shù)據(jù)與4G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換就相對(duì)簡(jiǎn)單了。一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù)，DTU就立即把串口數(shù)據(jù)封裝在一個(gè)TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。反之，當(dāng)DTU收到數(shù)據(jù)中心發(fā)來的TCP/UDP包時(shí)，從中取出數(shù)據(jù)內(nèi)容，立即通過串口發(fā)送給用戶設(shè)備。

　　通過有線的數(shù)據(jù)采集中心，同時(shí)與很多個(gè)4G DTU進(jìn)行雙向通信。這是目前4G DTU應(yīng)用系統(tǒng)中最為常用的方式。

　　DTU端與服務(wù)器端的通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換的過程見下面的示意圖：

　　核心功能

　　1、支持自動(dòng)心跳，保持永久在線

　　2、提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能

　　3、內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧

　　4、支持參數(shù)配置，永久保存