基于DTU、组态王搭建电力主站系统

目录：

一、搭建思路

二、相关设备与名词解释

1、DTU

1）什么是DTU   2）优点   3）核心功能   4）本质   5）测试

2、组态王软件介绍与使用

1）软件介绍   2）建立应用程序的一般过程   3）项目举例

三、实施过程

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一、搭建思路

利用DTU作中间人，将IP虚拟成“虚拟串口”，有“虚拟串口”的终端和用户电脑联结；

电脑上安装组态王软件，由其绘图实现图形化控制与状态查看。

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二、相关设备与名词解释

1、DTU

1）什么是DTU

数据传输单元DTU (Data Transfer Unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。

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2）优点

组网迅速灵活，建设周期短、成本低；

网络覆盖范围广；

安全保密性能好；

链路支持永远在线、按流量计费、用户使用成本低。

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3）核心功能

（1）内部集成TCP/IP协议栈

GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并具嵌入式操作系统，从硬件上，它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合；它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。

（2）提供串口数据双向转换功能

GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都属于常用的串行通信方式，而且GPRS DTU在设计上大都将串口数据设计成“透明转换”的方式，也就是说GPRS DTU可以将串口上的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送，而不需要改变原有的数据通信内容。因此，GPRS DTU可以和各种使用串口通信的用户设备进行连接，而且不需要对用户设备作改动。

（3）支持自动心跳，保持永久在线

GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备永久在线，因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久在线功能，这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线（当长时间没有数据通信时，移动网关将断开DTU与中心的连接，心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包，以保持连接不被断开）、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。

（4）支持参数配置，永久保存

GPRS DTU作为一种通信设备，其应用场合十分广泛。在不同的应用中，数据中心的IP地址及端口号，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS DTU都应支持参数配置，并且将配置好的参数保存内部的永久存储器件内（一般为FLASH或EEPROM等）。一旦上电，就自动按照设置好的参数进行工作。

（5）支持用户串口参数设置

不同用户设备的串口参数有所不同，DTU连接用户设备的串口时，要根据用户设备串口的实际参数对DTU端进行相应设置，保证用户设备的正常通信和可靠数据传输。

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4）本质

DTU最基本的用法：在DTU中放入一张开通GPRS功能的SIM卡，DTU上电后先注册到GPRS网络，然后通过GPRS网络和数据处理中心建立连接，如下图所示。这条连接涉及了无线网络运营商，因特网宽带供应商，用户公司的网络情况，以及用户的电脑配置等环节，因此要建立这条连接需要把各部分都配置好。在本质上，DTU和数据处理中心建立的是SOCKET连接。DTU是SOCKET客户端，数据处理中心是SOCKET的服务端。SOCKET连接有TCP协议和UDP协议之分，DTU和中心要使用相同的协议，这个一般都有配置软件进行配置。给DTU配置好中心的IP地址和端口号后，则把DTU通过串口和用户的设备相连。在如下图所示中，DTU和水文、电力、气象、环保等设备连起来放置在现场。DTU上电后首先注册到移动的网络，然后发送建立SOCKET的请求包给移动，移动把这个请求发送到因特网。中心的服务端软件接收到请求后建立连接，并发送应答信息。DTU发送的请求信息是因特网上的数据包，有一些原因会阻止中心收到连接请求包，这样也就不能建立连接。最常见的有中心电脑上有杀毒软件、防火墙等把这些数据包给屏蔽了。另一是中心电脑通过路由器上网，在路由器上要设置数据转发。SOCKET连接建立后就可以双向通信了。

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5）测试

可以将DTU的串口2、3短接起来形成环路测试，这样只需要在数据中心发送就可以进行双向测试。

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2、组态王软件介绍与使用

1）软件介绍

组态王软件是运行于Microsoft Windows 98/NT中文平台的全中文界面的组态软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。

它把第一台下位机看作是外部设备，在开发过程中您可以根据“设备配置向导”的提示一步步完成连接过程。在运行期间，组态王通过驱动程序和这些外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。

每一个驱动程序都是一个COM对象，这种方式使通讯程序和组态王构成一个完整的系统，既保证了运行系统的高效率，也使系统能够达到很大的规模。

动画连接的引入是设计人机接口的一次突破它把程序员从重复的图形编程中解放出来，为程序员提供了标准的工业控制图形界面，并且有可编程的命令语言连接来增强图形界面的功能。

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2）建立应用程序的一般过程

①设计图形界面

②构造数据库

③建立动画连接

④运行和调试

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主要考虑三方面问题：

（1）图形

希望用怎样的图形画面来模拟实际的工业现场相应的工控设备？用组态王系统开发的应用程序是以“画面”为程序单位的，每一个“画面”对应于程序实际运行时的一个Windows窗口。

（2）数据

怎样用数据描述工控对象的各种属性？也就是创建一个实时数据库，用此数据库中的变量来反映工控对象的各种属性，比如“电源开关”。规划中可能还要为临时变量预留空间。 

（3）动画

数据和图形画面中的图素的连接关系是什么？也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令。

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3）项目举例

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三、实施过程

未完，待续

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