GPRS DTU全稱GPRS數據傳輸單元，在國內目前實際上對GPRS DTU具有更加明確的約定：GPRS DTU是專門用于將串口數據通過GPRS 網絡進行傳送的GPRS無線設備。

GPRS DTU的四個核心功能：

1）內部集成TCP/IP協(xié)議棧
GPRS DTU內部封裝了PPP撥號協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，從硬件上，它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結合；它具備GPRS撥號上網以及TCP/IP數據通信的功能。

2）提供串口數據雙向轉換功能
GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式，而且GPRS DTU在設計上大都將串口數據設計成“透明轉換”的方式，也就是說GPRS DTU可以將串口上的原始數據轉換成TCP/IP數據包進行傳送，而不需要改變原有的數據通信內容。因此，GPRS DTU可以和各種使用串口通信的用戶設備進行連接，而且不需要對用戶設備作改動。

3）支持自動心跳，保持永久在線
GPRS通信網絡的優(yōu)點之一就是支持GPRS終端設備永久在線，因此典型的GPRS DTU在設計上都支持永久在線功能，這就要求DTU包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線（當長時間沒有數據通信時，移動網關將斷開DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數據中心在連接被斷開之前發(fā)送一個小數據包，以保持連接不被斷開）、支持斷線自動重連、自動重撥號等特點。

4）支持參數配置，永久保存
GPRS DTU作為一種通信設備，其應用場合十分廣泛。在不同的應用中，數據中心的IP地址及端口號，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS DTU都應支持參數配置，并且將配置好的參數保存內部的永久存儲器件內（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動按照設置好的參數進行工作。

GPRS DTU的擴展功能：

較為專業(yè)的GPRS DTU還提供一些擴展功能，主要包括：支持數據中心域名解析、支持遠程參數配置/遠程固件升級、支持遠程短信/電話喚醒、支持本地串口固件升級、提供短信通道、提供DTU在線／離線電平指示等。

這些擴展功能可以增強系統(tǒng)的可靠性，以及方便用戶的使用及維護。
 
什么場合需要使用GPRS DTU?

GPRS DTU可以應用在多個領域，包括電力，環(huán)保，水利，工控，氣象，交通，安防，測繪等。
雖然上面介紹了這么多GPRS的應用領域。但是從實際應用角度來講，我們更加希望有一些明確的原則來統(tǒng)一判斷一個系統(tǒng)采集是否適合使用GPRS方式來實現數據傳輸。

1） 現場只能使用無線通信環(huán)境
當數據采集現場的設備需要在移動中工作，或者采集現場處于野外等情況下，無法提供有線通信的環(huán)境。這個時候，采用GPRS無線網絡就可能是一個好的選擇，因為GPRS網絡的覆蓋率目前已經很高，全國大部分地區(qū)均有GPRS信號覆蓋。
2） 現場終端的傳輸距離分散
由于GPRS網絡是覆蓋全國的公共網絡，因此采用GPRS來傳輸數據的一大優(yōu)勢就是現場采集點可以分步在全國范圍，數據中心與現場采集點之間的距離不受限制。無線公網通信（包括GPRS/CDMA網絡,3G網絡等）這個非常顯著的優(yōu)點是專用無線通信網絡（比如數傳電臺，WiMax，WLAN等）無法達到的。
3） 適當的數據實時性要求
目前的GPRS網絡，其傳輸數據的延時為秒級范圍。在絕大部分時間下，GPRS數據通信的平均整體延時為2秒左右。也就是說，從GPRS DTU端發(fā)送的數據包將大致在2秒鐘后到達數據中心。反之，從數據中的數據包也大致在2秒鐘后到達GPRS DTU。
總的來說，GPRS這種實時性，可以滿足大多數行業(yè)應用的要求。 但是，對于一些特定的應用系統(tǒng)，如果不能承受2秒左右的平均延時，那么GPRS通信方式就可能是不適合的。（另外，CDMA網絡的傳輸延時也是1秒-2秒左右）。
從另一個角度來講，如果我們要設計的系統(tǒng)希望通過GPRS網絡來傳輸數據，那么就要在設計通信協(xié)議時候考慮這種延時的情況。
4） 適當的數據通信速率
GPRS DTU與數據中心的數據通信速率一般在10kbps-60kbps之間。從也就是說，GPRS DTU可以持續(xù)不斷地以10bps-60kbps的速度向中心發(fā)送數據，反之亦然。（補充說明：國內CDMA網絡的數據通信平均速率可以達到40kbps-90kbps左右）
從系統(tǒng)應用可靠性角度來講，我們認為當應用系統(tǒng)本身的數據平均通信量在30kbps以內的時候，使用GPRS網絡來進行數據傳輸是比較適合的。
從另一個角度來講，如果我們要設計的系統(tǒng)希望通過GPRS網絡來傳輸數據，那么就需要把數據平均通信量控制在30kbps之內。
（注意：這里的平均持續(xù)通信速率和瞬間通信速率是有區(qū)別的，與設備串口波特率也不是同一個概念）
以上的幾點可以用于判斷應用系統(tǒng)是否適合采用GPRS網絡進行數據傳輸，如果這幾個方面都比較符合的話，那么采用GPRS DTU進行數據傳輸是非常合適的。

下面通過眾山科技ZSD3120 GPRS DTU功能描述，來詳細列出專業(yè)DTU具備的基本功能及增強功能：

ZSD3120是一款使用GPRS網絡進行無線數據傳輸的終端設備。內置西門子公司生產的工業(yè)級高可靠性GPRS引擎（MC35i／MC39i）和高速嵌入式處理器。支持PPP、TCP、UDP、ICMP等眾多復雜網絡協(xié)議和SOCKET標準，提供全透明數據傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。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協(xié)議，使用RS232/485/422接口，就可以進行無線數據收發(fā)，讓你的設備能夠隨時隨地接入Internet。

 
基本功能
內置TCP/IP協(xié)議棧，針對無線網絡優(yōu)化
GPRS無線數據雙向傳輸
提供RS232/485/422接口
符合ETSI GSM Phase 2+標準
支持自動心跳，保持永久在線
支持圖形化參數配置

產品優(yōu)勢
雙向100K大容量數據緩沖區(qū)，支持大數據包傳輸
采用TCP滑動窗口技術，大幅提升數據傳輸效率
數據100%可靠收發(fā)
數據包全透明1:1真實轉換
支持多數據中心，自動切換
復合式看門狗技術，永不死機
EMC抗干擾設計，適合電磁惡劣環(huán)境應用
適應低溫和高溫工作環(huán)境
提供功能強大的二次開發(fā)平臺

增強功能
自動重聯(lián)機制,數據通道自恢復
支持DTU斷線告警
支持智能流量控制策略，大幅降低無效流量
支持中心為固定IP或動態(tài)域名
支持遠程參數配置，遠程固件升級
支持數據中心虛擬串口，兼容大量已有應用軟件
支持遠程短信/電話喚醒
支持點對點、點對多點、多點對多點對等  數據傳輸
支持通過串口進行固件升級
提供短信通道，內置Unicode碼表
提供DTU在線／離線電平指示腳
支持300-115200寬范圍波特率,支持數據位,奇偶校驗位,停止位設置,支持硬件流控
支持APN虛擬專網業(yè)務
支持透明通信模式/控制通信模式/工業(yè)MODEM模式
支持數據中心PING操作

我們通過典型GPRS在線監(jiān)測系統(tǒng)方案，來說明一下GPRS DTU的工作原理：

1）在線監(jiān)測系統(tǒng)結構圖:

 現場采集點

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/RS422接口與GPRS DTU終端相連，用戶串口設備發(fā)送的數據通過GPRS DTU終端的內部嵌入式處理器對數據進行網絡協(xié)議封裝后通過GPRS無線網絡發(fā)送到數據中心。（GPRS通信費用說明：目前全國大部分地區(qū)均有每月20元包50M字節(jié)的CMNET套餐，在GPRS DTU具備智能流量控制功能的情況下，20元包月套餐可以滿足大部分行業(yè)應用需要，關于GPRS DTU流量費用控制，參見 GPRS DTU流量控制策略）

監(jiān)控中心：

a）公網接入方案
服務器采用公網方式接入Internet，如ADSL撥號/電信專線寬帶上網等，申請動態(tài)域名或者公網固定IP地址；可以實現中小容量的數據采集應用。

b）專網接入方案
服務器采用省移動通信公司提供的DDN專線, 申請配置固定IP地址，與GPRS網絡相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當現場采集點數量增加，中心不用擴容即可滿足帶寬需求，可實現大容量數據采集應用。監(jiān)控中心RADIUS服務器接受到GPRS網絡傳來的數據后先進行AAA認證，后傳送到監(jiān)控中心計算機主機，通過系統(tǒng)軟件對數據進行還原顯示，并進行數據處理，這樣進一步增強了系統(tǒng)數據通信安全性能。

GPRS DTU工作過程描述：

 GPRS DTU上電后，首先讀出內部FLASH中保存的工作參數（包括GPRS撥號參數，串口波特率，數據中心IP地址等等，事先已經配置好）。

 GPRS DTU登陸GSM網絡，然后進行GPRS PPP撥號。撥號成功后，GPRS DTU將獲得一個由移動隨機分配的內部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是說，GPRS 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GPRS 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。

 GPRS DTU主動發(fā)起與數據中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。 由于GPRS DTU處于移動內網，而且IP地址不固定。因此，只能由GPRS DTU主動連接數據中心，而不能由數據中心主動連接GPRS 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GPRS DTU內，以便GPRS 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，GPRS 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(fā)起TCP或UDP通信請求。在得到中心的響應后，GPRS 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，GPRS 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GPRS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(fā)送給數據中心。反之，當DTU收到數據中心發(fā)來的TCP/UDP包時，從中取出數據內容，立即通過串口發(fā)送給用戶設備。

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

節(jié)選自 <眾山GPRS DTU數傳應用基礎知識>
GPRS DTU行業(yè)應用方案：
GPRS環(huán)保行業(yè)應用    GPRS電力行業(yè)應用   GPRS遠程水文監(jiān)測    GPRS供水調度系統(tǒng)
GPRS油井監(jiān)測系統(tǒng)    GPRS路燈監(jiān)控系統(tǒng)   GPRS氣象監(jiān)測系統(tǒng)