DTU相关科普（什么是上位机和下位机？）

2022-11-04 13:30:59| 来源：聚英电子| 次| 0次

　　以聚英电子的4G DTU为例，DTU与服务器之间的通信是由DTU端(客户端)发起的，服务器端通过发回反馈或接受通信来对DTU端做出响应。DTU端与服务器端共同组成了基于蜂窝网和INTERNET网络通信的应用系统。相比DTU端，服务器端安装有更为复杂的应用程序，能够接受任何DTU端发起的通信请求，并时刻检测链路中的通信状态，从而实现实时数据采集、数据库服务等应用。

　　(1)什么是上位机和下位机?

　　上位机和下位机是一个相对的概念，在通信中，有主从关系的一类设备，负责提交信息的终端设备是下位机，负责处理提交信息的设备是上位机。但是上位机和下位机不一定都是一一对应，他们可以是一个下位机对应一个或多个上位机，也可以是一个上位机对应一个或多个下位机，具体的对应方式要视应用而定。

　　(2)什么是数据中心?

　　数据中心是指对下位机回传的信息进行采集、汇总和处理，并对下位机进行一定控制和管理的上位机系统，他包括完整的计算机硬件设备和特定的完整软件功能。

　　(3)什么是全透明传输?

　　全透明传输就是对IP包不作任何操作和改变，只是简单发送过程。通俗地讲就是，全透明传输时，数据在发送前和发送后的格式、内容都不发生变化，远端数据中心接收的数据与现场采集的数据是一样的，数据在传输过程中不发生变化，如果IP包有任何的操作和改变，就不是完全意义上的全透明了。

　　现场采集点的用户串口设备(可以是各种仪表/PLC/单片机/PC等)，通过RS232或RS485接口与4G DTU终端串口相连，用户串口设备发送的数据通过4G DTU设备对数据进行网络协议封装后通过4G无线网络发送到数据中心。

　　DTU工作过程描述：

　　DTU上电后通过拨号程序，先注册到4G无线网络，拨号成功后，4G DTU将获得一个由移动随机分配的内部IP地址，4G DTU处于移动内网中，而且其内网IP地址通常是不固定的，随着每次拨号而变化。我们可以理解为4G DTU这时是一个移动内部局域网内的设备，通过移动网关来实现与外部Internet公网的通信。这与局域网内的电脑通过网关访问外部网络的方式相似。

　　4G DTU主动发起与数据中心的通信连接，并保持通信连接一直存在。由于4G DTU处于移动内网，而且IP地址不固定。因此，只能由4G DTU主动连接数据中心，而不能由数据中心主动连接4G DTU。这就要求数据中心具备固定的公网IP地址或固定的域名。数据中心的公网IP地址或固定的域名作为参数存储在4G DTU内，以便4G DTU一旦上电拨号成功，就可以主动连接到数据中心。

　　具体地讲，4G DTU通过数据中心的IP地址(如果是采用中心域名的话，先通过中心域名解析出中心IP地址)以及端口号等参数，向数据中心发起TCP或UDP通信请求。在得到中心的响应后，4G DTU即认为与中心握手成功，然后就保持这个通信连接一直存在，如果通信连接中断，4G DTU将立即重新与中心握手。

　　由于TCP/UDP通信连接已经建立，就可以进行数据双向通信了。

　　对于DTU来说，只要建立了与数据中心的双向通信，完成用户串口数据与4G网络数据包的转换就相对简单了。一旦接收到用户的串口数据，DTU就立即把串口数据封装在一个TCP/UDP包里，发送给数据中心。反之，当DTU收到数据中心发来的TCP/UDP包时，从中取出数据内容，立即通过串口发送给用户设备。

　　通过有线的数据采集中心，同时与很多个4G DTU进行双向通信。这是目前4G DTU应用系统中最为常用的方式。

　　DTU端与服务器端的通信和协议转换的过程见下面的示意图：