DTU相關科普（什么是上位機和下位機？）

2022-11-04 13:30:59| 來源：聚英電子| 次| 0次

　　以聚英電子的4G DTU為例，DTU與服務器之間的通信是由DTU端(客戶端)發起的，服務器端通過發回反饋或接受通信來對DTU端做出響應。DTU端與服務器端共同組成了基于蜂窩網和INTERNET網絡通信的應用系統。相比DTU端，服務器端安裝有更為復雜的應用程序，能夠接受任何DTU端發起的通信請求，并時刻檢測鏈路中的通信狀態，從而實現實時數據采集、數據庫服務等應用。

　　(1)什么是上位機和下位機?

　　上位機和下位機是一個相對的概念，在通信中，有主從關系的一類設備，負責提交信息的終端設備是下位機，負責處理提交信息的設備是上位機。但是上位機和下位機不一定都是一一對應，他們可以是一個下位機對應一個或多個上位機，也可以是一個上位機對應一個或多個下位機，具體的對應方式要視應用而定。

　　(2)什么是數據中心?

　　數據中心是指對下位機回傳的信息進行采集、匯總和處理，并對下位機進行一定控制和管理的上位機系統，他包括完整的計算機硬件設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IP包不作任何操作和改變，只是簡單發送過程。通俗地講就是，全透明傳輸時，數據在發送前和發送后的格式、內容都不發生變化，遠端數據中心接收的數據與現場采集的數據是一樣的，數據在傳輸過程中不發生變化，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。

　　現場采集點的用戶串口設備(可以是各種儀表/PLC/單片機/PC等)，通過RS232或RS485接口與4G DTU終端串口相連，用戶串口設備發送的數據通過4G DTU設備對數據進行網絡協議封裝后通過4G無線網絡發送到數據中心。

　　DTU工作過程描述：

　　DTU上電后通過撥號程序，先注冊到4G無線網絡，撥號成功后，4G DTU將獲得一個由移動隨機分配的內部IP地址，4G DTU處于移動內網中，而且其內網IP地址通常是不固定的，隨著每次撥號而變化。我們可以理解為4G DTU這時是一個移動內部局域網內的設備，通過移動網關來實現與外部Internet公網的通信。這與局域網內的電腦通過網關訪問外部網絡的方式相似。

　　4G DTU主動發起與數據中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。由于4G DTU處于移動內網，而且IP地址不固定。因此，只能由4G DTU主動連接數據中心，而不能由數據中心主動連接4G DTU。這就要求數據中心具備固定的公網IP地址或固定的域名。數據中心的公網IP地址或固定的域名作為參數存儲在4G DTU內，以便4G DTU一旦上電撥號成功，就可以主動連接到數據中心。

　　具體地講，4G DTU通過數據中心的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)以及端口號等參數，向數據中心發起TCP或UDP通信請求。在得到中心的響應后，4G DTU即認為與中心握手成功，然后就保持這個通信連接一直存在，如果通信連接中斷，4G DTU將立即重新與中心握手。

　　由于TCP/UDP通信連接已經建立，就可以進行數據雙向通信了。

　　對于DTU來說，只要建立了與數據中心的雙向通信，完成用戶串口數據與4G網絡數據包的轉換就相對簡單了。一旦接收到用戶的串口數據，DTU就立即把串口數據封裝在一個TCP/UDP包里，發送給數據中心。反之，當DTU收到數據中心發來的TCP/UDP包時，從中取出數據內容，立即通過串口發送給用戶設備。

　　通過有線的數據采集中心，同時與很多個4G DTU進行雙向通信。這是目前4G DTU應用系統中最為常用的方式。

　　DTU端與服務器端的通信和協議轉換的過程見下面的示意圖：