四信DTU產品快速使用手冊

此使用手冊適用于下列型號產品：

目錄

第一章 配置調試說明 3

一、接線及指示燈說明 3

二、配置數據中心服務端 6

三、配置IP MODEM 7

四、透傳測試 10

第二章 工作模式說明 11

一、PROT模式 11

二、DCTCP/UDP模式 12

三、短信功能 16

四、HTTP模式 16

五、MTCP/MRTU模式 16

六、自定義模式 17

七、MQTT模式 18

第三章 IO&ADC調試 21

一、IO口功能 21

二、模擬量接口功能 25

第四章 其他 29

一、串口緩存功能 29

二、專網APN配置 29

三、Modbus主動采集 30

四、連接管理平臺 31

五、GPS/BD定位功能（選配） 32

第五章 附錄 34

一、抓取設備日志 34

二、程序升級 34

三、設備常見問題處理 37

第一章 配置調試說明

一、接線及指示燈說明

1、接線說明

1.1 先逆時針螺開端子口上的螺絲，直到可見端口里的卡片會從上移到下打開，插入線，再順時針螺緊螺絲讓卡片從下到上卡住線；

1.2 接口定義從左往右分別為

• 電源線接線：出廠配套適配器黑白相間線接PWR正極引腳，黑色線接GND引腳。
• RS232接線：出廠配套的黑色三芯串口線，黑色線接GND引腳，藍色線接RX引腳，棕色線接TX引腳。若用戶沒用配套的串口線，在接線時需要將對端串口的設備RX和TX交叉后接到RX引腳和TX引腳。

如圖示：

• RS485接線：A引腳對應RS485線序的正，B引腳對應RS485線序的負。
• IO1、IO2、IO3接線：IO為開關量/數字量采集接口，在 IO 輸入端的 IO1-3 和 GND 之間串入無源開關，通過控制開關的閉合、斷開控制輸入量的狀態(tài)。

• ADC1、ADC2接線：ADC為電流/電壓模擬量信號采集接口，對接傳感器時，分有源和無源兩種，有源傳感器只需要把信號正對應到ADC引腳，信號負接到GND引腳。

無源的傳感器就需要將傳感器的正接到電源正，傳感器負接到ADC引腳，兩個GND引腳導通。

2、指示燈說明

DTU提供三個指示燈：“Power”，“Online”，“ACT”。指示狀態(tài)如下：

二、配置數據中心服務端

2.1 組網拓撲

如下：

2.2 在服務端電腦上打開DEMO軟件

作為數據中心，配置監(jiān)聽端口：

2.3 在服務端網關路由器上做NAT映射。

添加完成后，DTU才能通過服務器公網IP+4415端口建立網絡鏈接。

注：如果服務端軟件是讀串口的，可以聯系四信技術人員提供TCP2COM軟件配套使用。

三、配置IP MODEM

3.1 參數配置方式介紹

IP MODEM的參數配置方式有兩種：

通過專門的配置軟件：所有的配置都通過軟件界面的相應條目進行配置，這種配置方式適合于用戶方便用PC機進行配置的情況。

通過擴展AT命令（以下簡稱AT命令）的方式進行配置：在這種配置方式下，用戶只需要有串口通信的程序就可以配置IP

MODEM的所有的參數，比如WINDOWS下的超級終端，LINUX下的minicom,putty等，或者直接由用戶的單片機系統(tǒng)對設備進行配置。在運用擴展AT命令對IP MODEM進行配置前需要讓IP MODEM進入配置狀態(tài)。

下面以配置軟件的方式為主詳細介紹IP MODEM的各配置項。

注：對于參數配置涉及相關的應用擴展AT命令，請參見“F2X16 V4應用擴展AT指令集”，詳情可咨詢技術支持提供服務。

3.2 參數配置詳細說明

參數中有HEX格式的數據設置，

對于HEX格式，那么數據必須為十六進制字符，且字符數不能為奇數。

如“12AB” 格式正確

“12A” 格式錯誤，字符數為奇數

“12G” 格式錯誤，非十六進制字符

3.3 配置工具運行界面

按照【接線說明】，將IP MODEM和調試PC連接起來，運行DTU配置工具，自動加載當前主機已識別的【串口號】，默認【波特率115200】，【校驗8N1】,點擊【打開】按鈕，運行界面如下。

點擊【登錄配置】，DTU自動進入配置狀態(tài)，點擊【讀取配置】加載DTU初始參數。

工具功能項說明

3.4 配置中心服務參數

DTU最多支持5個中心同時接收的數據，通常情況單中心模式使用較多。

注：單中心模式下，如果沒有備份中心的話，請把備份中心和主中心配置成相同的值。

• 單中心模式

• 多中心模式

3.5 配置串口通信參數

點擊“串口”欄，進行232或485串口通信參數配置，需配置與實際串口終端設備一致，否則通信不上。

四、透傳測試

4.1 打開串口工具

在客戶端處用電腦接IP MODEM，在電腦上打開出串口工具，設置正確的串口以及波特率（與IP MOEDM參數中串口波特率參數一致）重新拔插電源。IP MODEM將開始連接服務器端數據中心DEMO。

當看到connected時表示已經連接成功，這時在串口工具中輸入test1，在demo服務器端可收到數據（見下圖）

客戶端串口工具發(fā)“test1”：

服務器端DEMO工具：

在服務器端demo軟件中左下角輸入test2點擊發(fā)送，客戶端串口軟件同樣可收到數據（見下圖）

服務器端DEMO工具發(fā)“test2”：

客戶端串口工具：

第二章 工作模式說明

一、PROT模式

PORT協(xié)議為TCP透傳協(xié)議，常用于對接組態(tài)軟件，需配置8位設備ID號和11位手機號或者任意數字。該協(xié)議DTU連網成功后，會主動上報注冊包給內網服務器，以此來判斷DTU設備信息，心跳包格式為FE，無數據通信60秒上報一次。

1.1 正常連接注冊，PORT模式下注冊包格式

1.2 定時發(fā)送上下行數據正常

二、DCTCP/UDP模式

2.1 DCTCP模式

工作模式配置為DCTCP模式，如下：

2.2 服務器運行DC demo軟件

設備正常上線，收發(fā)數據

2.3 DCUDP模式:

同DCTCP模式配置，設置工作模式為DCUDP，中心DC demo軟件監(jiān)聽udp協(xié)議，數據互傳測試如下：

三、短信功能

F2X16 V4系列支持三種短信模式（與F2003相同，詳細協(xié)議描述及說明可參考F2003使用手冊）

3.1 SMSCLI短信模式

短信發(fā)送正常 短信接收正常

3.2 TRNS模式:

3.2.1 text格式

3.2.2 PDU編碼格式

若短信需要發(fā)送中文，需要先將發(fā)送的對端手機號及內容轉為PDU格式編碼，再進行發(fā)送測試，轉碼地址：http://www.sendsms.cn/pdu/

3.3 SMSSER 短信服務端模式

該模式下需要發(fā)送短信，需遵循我司定義的短信發(fā)送幀格式，詳情可參考F2003使用手冊

發(fā)送的報文內容是特定的hex格式，比如Hello為本次測試所發(fā)送內容。

四、HTTP模式

當平臺端規(guī)定通過HTTP協(xié)議建立通信鏈路時，DTU配置此協(xié)議來實現數據透傳，支持POST和GET兩種請求方式。

當配置成 http 模式時，服務器地址可以配置成網址格式，設備會根據網址去判斷端口，故不需要配置端口號。

• POST方式下數據通信格式，POST 模式時透傳數據放在 http 的尾部。

• GET方式下的數據通信格式，GET 模式時透傳數據放在 http 的請求頭。

五、MTCP/MRTU模式

5.1 參數配置

該模式下，支持通過平臺下發(fā)modbusTCP協(xié)議格式指令，IP MODEM收到后，轉為modbusRTU指令下發(fā)至串口（注：若串口默認超時2秒未返回數據，會返回采集異常）

通信說明：

Modbus TCP（服務端軟件發(fā)送）

00 01 00 00 00 06 01 04 00 00 00 01 （其中06為長度，01是modbus地址，04是功能碼，00 00 00 01為寄存器起始地址2個字節(jié)+寄存器個數2個字節(jié)）

Modbus RTU （DTU串口收到）

01 04 00 00 00 01 31 CA（31 CA為校驗位）

DTU下接設備（串口）發(fā)送應答數據

01 04 02 00 B8 B9 42（02是長度，00 DB是數據）

中心將收到的數據再封裝后顯示

00 01 00 00 00 05 01 04 02 00 B8（05為后面的數據長度）

六、自定義模式

6.1 參數配置

該模式下，可自定義設備作為客戶端或者服務器，支持TCP或UDP協(xié)議、支持開啟或關閉注冊及心跳（需注意，若開啟注冊包回應或心跳包回應，則連上中心后，需要中心回應配置的內容到IP MODEM，否則會認為網絡連接失敗斷網重連）

正常配置完成后，參照標準DTU透傳進行測試即可。

七、MQTT模式

7.1 參數配置
工作協(xié)議選擇mqtt模式，配置相關的參數項（client id、用戶名/密碼、訂閱/發(fā)布主題），中心服務項配置mqtt服務器地址及端口信息：

7.2 串口modbus主動采集

串口配置為modbus主站采集模式，在modbus配置欄內配置對應modbus采集參數，如下：

串口端使用modbus slave模擬終端，IP MODEM采集到數據后轉換對應的mqtt格式上報，通過mqtt fix客戶端軟件進行數據訂閱，如下：

7.3 DTU透傳發(fā)布和訂閱數據

串口作為透傳，將采集到的數據轉為mqtt主動上報

IP MOEDM通過訂閱主題，收到下發(fā)的數據，透傳轉發(fā)至串口

第三章 IO&ADC調試

Modbus地址配置

寄存器地址： 00 01 02 03 04 整型

16 18 浮點型

一、IO口功能

DTU支持3路普通IO口，即平常所說的開關量/數字量，可配置為輸入或輸出。對于輸入，能采集到高電平或低電平；對于輸出，可輸出高電平或低電平，其中高電平為 3.3V。

1.1 IO輸入

• IO配置：輸入采集—Modbus協(xié)議

• IO配置：輸入采集—自定義協(xié)議

1.2 IO輸出

• IO配置：輸出控控制—Modbus協(xié)議

• IO配置：輸出控制—自定義協(xié)議

二、模擬量接口功能

模擬量接口支持整型及浮點型采集，精度 12bit，標準版硬件為電流信號采集。同時支持轉換為實際量程使用（如溫濕度、壓力等傳感器實際量程）相應采集測試參考如下：

2.1 ADC1模擬量接口查詢

此處配置ADC1采集4-20mA電流信號，對應參數配置如下：

查詢指令：01 04 00 03 00 01 C1 CA（整型）

01 04 00 16 00 02 90 0F（浮點型，該條指令F2X16 V4支持/F-M100不支持）

實際輸出電流15.9mA，整型采集值為0B 86，根據公式換算值為：15.84mA

浮點型采集值為：45 38 70 00 ，對應換算值為：2951，根據公式換算實際值為：15.85mA

2.2 ADC2模擬量接口查詢（配置采集傳感器實際量程）

此處配置ADC2采集4-20mA電流信號，并配置實際采集量程（舉例溫度0-100℃范圍）

查詢指令：01 04 00 04 00 01 70 0B（整型）

01 04 00 18 00 02 F1 CC（浮點型，該條指令F2X16 V4支持/F-M100不支持）

實際輸出電流15.9mA，整型對應0-100℃量程采集值00 4A，換算十進制值為74℃

浮點型采集值為42 95 27 58，換算實際值為：74.576℃

附：電流采集公式，0~20mA：Ima = AdcVal *33000/4096/15/100, 單位 mA

另：電壓公式：

電壓采集，0~5V ： Vv = AdcVal*500 /4096/100, 單位 V

0~10V ： Vv = AdcVal*1000/4096/100, 單位 V

0~15V ： Vv = AdcVal*1500/4096/100, 單位 V

注：F2X16 V4支持IO、ADC接口互相技改，F-M100不支持。

1. 其他
2. 串口緩存功能

默認帶串口緩存功能，即網絡中斷后串口數據會臨時存儲，待網絡恢復后自動上報；開啟清除串口緩存功能后，在連上網絡之前的串口數據不會發(fā)送到中心。

1. 專網APN配置

當DTU使用運營商專網卡時，PPP撥號選項里需要配置APN接入點、用戶名、密碼等參數。

三、Modbus主動采集

Modbus主動采集，用于DTU下接串口設備或者傳感器，支持標準modbusrtu協(xié)議通信，DTU可主動采集這類設備的數據，并通過MQTT協(xié)議/透傳協(xié)議上報給服務器。

• 透傳模式下的主動采集上報：數據為標準mdobusrtu格式報文。

• MQTT協(xié)議下的主動采集上報：數據為帶標簽的jison格式報文。

四、連接管理平臺

• 若開啟管理平臺功能，設備將上報本身的一些設備信息，比如：網絡信號、網絡狀態(tài)、流量等信息，同時管理平臺了可以查詢設備的相關信息，比如：讀取或配置設備的參數、日志讀取等功能。

• 在四信云平臺創(chuàng)建設備，DTU連網成功后自動連接平臺，實現對DTU遠程升級配置，狀態(tài)查詢等功能。

五、GPS/BD定位功能（根據型號選配）

定位天線需要放在露天環(huán)境下，用于接收衛(wèi)星信號；

協(xié)議格式支持GP/BD/GN，分別對應GPS、北斗及混合定位；

設置輸出GPRMC、GPS數據網絡接收服務器地址及監(jiān)聽端口、支持串口輸出定位信息；

• 串口工具輸出（GP）：返回所填寫的ID和經緯度數據

如圖返回2436.6578 11802.7510 （24代表°36代表′0.6578則需轉換成″方便和手機指南針數據對應；11802.7510同理）

換算：2436.6578 0.6578 X 60=39.468 手機指南針顯示北緯（24 °36′ 39″）

11802.7510 0.7510 X 60=45.06 手機指南針顯示東經（118 °2 ′46″）

BD（北斗）/GN定位信息輸出同上。

1. 附錄

一、抓取設備日志

第一步：IP MODEM和PC使用串口線連接起來，PC運行F2X16配置工具，設置調試等級和日志信息輸出接口參數，本例中設備使用的是串口1輸出設備運行實時日志，如圖所示：

第二步：設置好參數后，單擊下發(fā)配置，重啟設備即可生效。

第三步：關閉配置工具，PC運行串口工具，可以看到設備實時運行的詳細日志，可選擇實時保存日志，將日志輸出保存到電腦本地，如圖所示：

二、程序升級

若出現當前程序版本或定制程序版本存在異常需要進行升級處理時，可提前溝通我司技術支持人員確認版本功能，提供升級固件（.bin后綴的固件程序）及燒寫工具（升級程序使用）。

1.1 打開燒寫工具

打開“DtuDownload(可循環(huán))”，如下：

1.2 選擇對應的串口號

波特率使用115200，點擊“瀏覽”加載升級文件（此處以標準版本燒寫為例），如下：

1.3 點擊“下載”

進入燒寫狀態(tài)，如下：

1.4 對IP MODEM上電

如已通電狀態(tài)下，對設備進行重新上電即可，此時設備會自動進入升級過程，進度條加載顯示，待加載完成后即完成升級。

三、設備常見問題處理

1、DTU上電后無法進入配置界面

1）檢查串口線線序是否正確；

2）檢查與電腦連接的串口線，在電腦設備管理器里面是否有識別到串口驅動和串口號碼；

3）檢查使用的USB轉接線是否正常，可以通過短接公頭的2、3引腳，使用串口工具發(fā)送數據，看是否返回的數據和發(fā)送的一樣，若一樣，轉接線正常；

4）檢查配置工具串口參數設置是否正確，配置工具默認進入配置界面的串口波特率是115200，校驗位是8N1；

5）設備型號和配置工具是否匹配。比如F2A16 V4和F-M100都有各自對應的配置工具。

2、DTU不上線，Online燈一直不亮

1）SIM卡欠費或者沒有開通；

2）天線是否接好；

3）若是專網卡檢查APN、用戶名、密碼等參數是否填寫正確；

4）用配置工具讀取信號強度，信號值CSQ低于10說明信號較弱，也可以用手機對比信號情況，如確認信號弱可以考慮換用其他家運營商SIM卡。

3、能獲取到IP，但是連接不上服務端軟件，Online燈亮了會滅

1）檢查服務端IP、端口的配置是否正確；

2）如果是TCP連接，telnet IP+端口排查端口是否通；

3）如果服務端地址是域名，檢查DNS是否可以正確解析域名；

4）檢查服務端軟件是否正常啟動；

5）排查服務端軟件對注冊包是否有限制要求，DTU工作模式是否正確；

6）檢查服務端電腦是否有開啟防火墻，若開啟需要關閉防火墻。

4、DTU 485接儀表，服務端軟件無法收到數據，或收到數據亂碼

1）檢查串口線連接是否正常；

2）檢查設備配置的串口參數是否和儀表的串口通信參數一致；

3）查看DTU信息調試等級是否為2，為2的情況下會有大量日志輸出到485接口，導致影響到終端數據采集，需要將信息調試等級改成0或者1；

4）儀表的通信協(xié)議是否設置正確，可通過儀表與電腦串口直連進行通信測試；

5）檢測485接線口阻抗，是否存在阻抗干擾，匹配電阻一般可用120Ω。

5、IO modbus采集無回應

1）查看配置modbus采集是否啟用；

2）查看modbus采集指令是否正確；

3）如果DTU串口、IO口都有接modbus協(xié)議的傳感器，modbus從設備地址需要設置不一樣。