RTU

　　RTU（遠(yuǎn)程終端單元），英文全稱RemoteTerminalUnit，中文全稱為遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU（RemoteTerminalUnit）是構(gòu)成企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的核心裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它通過自身的軟件（或智能軟件）系統(tǒng)，可理想地實(shí)現(xiàn)企業(yè)中央監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)對生產(chǎn)現(xiàn)場一次儀表的遙測、遙控、遙信和遙調(diào)等功能。

　　RTU構(gòu)成

　　RTU的硬件主要包括CPU、存儲器、以及各種輸入輸出接口等功能模塊。這些模塊被集成到電路板中，通過電路板布線完成RTU各功能模塊連接。CPU是RTU控制器的中樞系統(tǒng)，負(fù)責(zé)處理各種輸入信號，經(jīng)運(yùn)算處理后，完成輸出。存儲器是RTU記憶系統(tǒng)，用來存儲各種臨時(shí)或永久性數(shù)據(jù)。

　　其中開關(guān)量輸入單元：對現(xiàn)場各種開關(guān)信號的采集，現(xiàn)場信號可以是繼電器觸點(diǎn)開關(guān)（無源），也可以是電壓信號，還可以是電流信號。由于采用光隔離器件，可以抵抗現(xiàn)場各種干擾，能夠在強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場、多塵埃、潮濕環(huán)境下正常工作。

　　開關(guān)量輸出單元：用于遙控遠(yuǎn)端設(shè)備的開停、聲光、告警等。

　　模擬量輸入單元：采用模擬開關(guān)及光電隔離技術(shù)，將現(xiàn)場各種模擬信號采集進(jìn)來，既可以是4-20mA、0-10mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號；也可以是非標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，如交流220V等，A/D板采用智能A/D變換和利用軟件技術(shù)，可抗工頻50Hz干擾，射頻干擾等，A/D變換精度高達(dá)14位。模擬量路路隔離，可以用于不同的地電位設(shè)備同時(shí)采集。

　　模擬量輸出單元：用于PID調(diào)節(jié)方式下的各種自控系統(tǒng)。

　　脈沖量輸入單元：采集脈沖信號的頻率，帶光隔。采集信號的頻率范圍為0～20MHz。

　　數(shù)字量輸入單元：接收各種串行數(shù)據(jù)信號。可以是RS485接口，RS232，RS422接口，或V11，V28等各種波特率下的異步串行數(shù)據(jù)。也可以采集64K同步數(shù)據(jù)。

　　包括RS485接口、RS232接口、以太網(wǎng)接口、HART儀表接口等各種通訊方式。

　　DTU

　　DTU （Data Transfer unit），是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無線終端設(shè)備。DTU廣泛應(yīng)用于氣象、水文水利、地質(zhì)等行業(yè)。DTU同時(shí)也是世界頂尖理工大學(xué)丹麥技術(shù)大學(xué) （Technical University of Denmark） 的英文簡稱。

　　核心功能

　　1）內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧

　　GPRS DTU內(nèi)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(jié)合；它具備GPRS撥號上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信的功能。

　　2）提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)成“透明轉(zhuǎn)換”的方式，也就是說GPRS DTU可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送，而不需要改變原有的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容。因此，GPRS DTU可以和各種使用串口通信的用戶設(shè)備進(jìn)行連接，而且不需要對用戶設(shè)備作改動。

　　3）支持自動心跳，保持永久在線

　　GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)之一就是支持GPRS終端設(shè)備永久在線，因此典型的GPRS DTU在設(shè)計(jì)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(dāng)長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)通信時(shí)，移動網(wǎng)關(guān)將斷開DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數(shù)據(jù)中心在連接被斷開之前發(fā)送一個(gè)小數(shù)據(jù)包，以保持連接不被斷開）、支持?jǐn)嗑€自動重連、自動重?fù)芴柕忍攸c(diǎn)。

　　4）支持參數(shù)配置，永久保存

　　GPRS DTU作為一種通信設(shè)備，其應(yīng)用場合十分廣泛。在不同的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)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(yīng)支持參數(shù)配置，并且將配置好的參數(shù)保存內(nèi)部的永久存儲器件內(nèi)（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動按照設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行工作。

　　5）支持用戶串口參數(shù)設(shè)置

　　不同用戶設(shè)備的串口參數(shù)有所不同，DTU連接用戶設(shè)備的串口時(shí)，要根據(jù)用戶設(shè)備串口的實(shí)際參數(shù)對DTU端進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，保證用戶設(shè)備的正常通信和可靠數(shù)據(jù)傳輸。

　　RTU和DTU的區(qū)別

　　基本概念（RTU）

　　RTU（遠(yuǎn)程終端單元），英文全稱RemoteTerminalUnit，中文全稱為遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。

　　RTU（RemoteTerminalUnit）是構(gòu)成企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的核心裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它通過自身的軟件（或智能軟件）系統(tǒng)，可理想地實(shí)現(xiàn)企業(yè)中央監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)對生產(chǎn)現(xiàn)場一次儀表的遙測、遙控、遙信和遙調(diào)等功能。

　　特點(diǎn)

　　RTU，是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元。RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的電子設(shè)備，用來監(jiān)視和測量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU將測得的狀態(tài)或信號轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，它還將從中央計(jì)算機(jī)發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的功能控制。

　　RTU是一種耐用的現(xiàn)場智能處理器，它支持SCADA控制中心與現(xiàn)場器件間的通訊。它是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)獲取與控制單元。它的作用是在遠(yuǎn)端控制控制現(xiàn)場設(shè)備，獲得設(shè)備數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳給SCADA系統(tǒng)的調(diào)度中心。至少應(yīng)具備以下功能：

　　現(xiàn)場信號及工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測、控制與報(bào)警。例如：數(shù)據(jù)采集及處理、現(xiàn)場控制、數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)通信）、現(xiàn)場及遠(yuǎn)程報(bào)警等等；某些RTU還具備流量累計(jì)等一系列針對特定應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)量功能等等。

　　由于RTU是專用的器件，現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在通訊方面，通常情況下一個(gè)產(chǎn)家的RTU是不能和另一個(gè)產(chǎn)家的RTU混用的。協(xié)議的轉(zhuǎn)化和競爭已經(jīng)形成了一個(gè)產(chǎn)業(yè)。近期中國自動化學(xué)會專家咨詢委員會將向市場發(fā)布RTU的通用標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)大致包括如下：

　　通信標(biāo)準(zhǔn)DNPs和IEC870。 RTU編程標(biāo)準(zhǔn)IEC1131-3

　　RTU構(gòu)成

　　RTU的硬件主要包括CPU、存儲器、以及各種輸入輸出接口等功能模塊。這些模塊被集成到電路板中，通過電路板布線完成RTU各功能模塊連接。CPU是RTU控制器的中樞系統(tǒng)，負(fù)責(zé)處理各種輸入信號，經(jīng)運(yùn)算處理后，完成輸出。存儲器是RTU記憶系統(tǒng)，用來存儲各種臨時(shí)或永久性數(shù)據(jù)。

　　其中開關(guān)量輸入單元：對現(xiàn)場各種開關(guān)信號的采集，現(xiàn)場信號可以是繼電器觸點(diǎn)開關(guān)（無源），也可以是電壓信號，還可以是電流信號。由于采用光隔離器件，可以抵抗現(xiàn)場各種干擾，能夠在強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場、多塵埃、潮濕環(huán)境下正常工作。

　　開關(guān)量輸出單元：用于遙控遠(yuǎn)端設(shè)備的開停、聲光、告警等。

　　模擬量輸入單元：采用模擬開關(guān)及光電隔離技術(shù)，將現(xiàn)場各種模擬信號采集進(jìn)來，既可以是4-20mA、0-10mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號；也可以是非標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，如交流220V等，A/D板采用智能A/D變換和利用軟件技術(shù)，可抗工頻50Hz干擾，射頻干擾等，A/D變換精度高達(dá)14位。模擬量路路隔離，可以用于不同的地電位設(shè)備同時(shí)采集。

　　模擬量輸出單元：用于PID調(diào)節(jié)方式下的各種自控系統(tǒng)。 脈沖量輸入單元：采集脈沖信號的頻率，帶光隔。采集信號的頻率范圍為0～20MHz。

　　數(shù)字量輸入單元：接收各種串行數(shù)據(jù)信號。可以是RS485接口，RS232，RS422接口，或V11，V28等各種波特率下的異步串行數(shù)據(jù)。也可以采集64K同步數(shù)據(jù)。

　　包括RS485接口、RS232接口、以太網(wǎng)接口、HART儀表接口等各種通訊方式。

　　應(yīng)用

　　與常用的可編程控制器PLC相比，RTU通常具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲容量，適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境，提供更多的計(jì)算功能。RTU產(chǎn)品在石油天然氣、水利、電力調(diào)度、市政調(diào)度等行業(yè)SCADA系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

　　基本概念（DTU）

　　數(shù)據(jù)傳輸單元DTU （Data Transfer unit），是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無線終端設(shè)備。

　　特點(diǎn)

　　DTU最基本的用法是：在DTU中放入一張開通GPRS功能的SIM卡，DTU上電后先注冊到GPRS網(wǎng)絡(luò)，然后

　　通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理中心建立連接，如右圖所示。這條連接涉及了無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，因特網(wǎng)寬

　　帶供應(yīng)商，用戶公司的網(wǎng)絡(luò)情況，以及用戶的電腦配置等環(huán)節(jié)，因此要建立這條連接需要把各部分都配置好。在本質(zhì)上，DTU和數(shù)據(jù)處理中心建立的是SOCKET連接。DTU是SOCKET客戶端，數(shù)據(jù)處理中心是SOCKET的服務(wù)端。SOCKET連接有TCP協(xié)議和UDP協(xié)議之分，DTU和中心要使用相同的協(xié)議，這個(gè)一般都有配置軟件進(jìn)行配置。給DTU配置好中心的IP地址和端口號后，則把DTU通過串口和用戶的設(shè)備相連。在如圖所示中，DTU和水文、電力、氣象、環(huán)保等設(shè)備連起來放置在現(xiàn)場。DTU上電后首先注冊到移動的網(wǎng)絡(luò)，然后發(fā)送建立SOCKET的請求包給移動，移動把這個(gè)請求發(fā)送到因特網(wǎng)。中心的服務(wù)端軟件接收到請求后建立連接，并發(fā)送應(yīng)答信息。DTU發(fā)送的請求信息是因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包，有一些原因會阻止中心收到連接請求包，這樣也就不能建立連接。最常見的有中心的電腦上有殺毒軟件、防火墻等把這些數(shù)據(jù)包給屏蔽了。另一是中心電腦是通過路由器上網(wǎng)的，在路由器上要設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。SOCKET連接建立后就可以雙向通信了。

　　RTU構(gòu)成

　　DTU 硬件組成部分主要包括CPU控制模塊、無線通訊模塊以及電源模塊 DTU 優(yōu)點(diǎn)：

　　組網(wǎng)迅速靈活，建設(shè)周期短、成本低； 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣； 安全保密性能好；

　　鏈路支持永遠(yuǎn)在線、按流量計(jì)費(fèi)、用戶使用成本低；

　　CPU：工業(yè)級高性能ARM9嵌入式處理器，帶內(nèi)存管理MMU，200MPS， 16KB Dcache，16KB Icache

　　應(yīng)用

　　DTU的主要功能是把遠(yuǎn)端設(shè)備的數(shù)據(jù)通過無線的方式傳送回后臺中心。如右圖所示，要完成數(shù)據(jù)的傳輸需要建立一套完整的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中包括：DTU，客戶設(shè)備、移動網(wǎng)絡(luò)、后臺中心。在前端，DTU和客戶的設(shè)備通過232或者485接口相連。DTU上電運(yùn)行后先注冊到移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，然后去和設(shè)置在DTU中的后臺中心建立SOCKET連接。后臺中心作為SOCKET的服務(wù)端，DTU是SOCKET連接的客戶端。因此只有DTU是不能完成數(shù)據(jù)的無線傳輸?shù)?，還需要有后臺軟件的配合一起使用。在建立連接后，前端的設(shè)備和后臺的中心就可以通過DTU進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸了，而且是雙向的傳輸。

　　DTU已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、環(huán)保、LED信息發(fā)布、物流、水文、氣象等行業(yè)領(lǐng)域。如上圖所示，盡管應(yīng)用的行業(yè)不同，但應(yīng)用的原理是相同的。大都是DTU和行業(yè)設(shè)備相連，比如PLC，單片機(jī)等自動化產(chǎn)品的連接，然后和后臺建立無線的通信連接。在互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)展的今天，DTU的使用也越來越廣泛。它為各行業(yè)以及各行業(yè)之間的信息、產(chǎn)業(yè)融合提供了幫助。