1 硬件准备
- 4G DTU 一台
- USB转232转接线一根
- 485温湿度传感器一个
- 12V电源2个
- LTE-Cat1物联网卡一张
2 拓扑图
DTU RS485 <-----> 传感器的485线（A接A，B接B）
DTU RS232 <-----> USB转RS232转接器
DTU 电源（耳机孔电源）<-----> DC 12V 外接电源
传感器电源线 <-----> DC 12V 外接电源
3 准备知识
3.1 什么是DTU
3.1.1 概念
DTU(Data Transfer Unit)：数据传输单元，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，进而通过无线通信网络进行传送的终端设备。节省开发时间，快速将设备数据上传到服务器。
3.1.2 DTU类型
有两种分类方式，其一是按照通信方式分类有以下7类；
- GPRS
- 4G
- NB-IoT
- LORA
- ZigBee
- WiFi
- 卫星
其二是按照接口类型分类。
- RS232
- RS485
- TTL
3.2 RS232
RS表示Recommend Standard（推荐标准），串口标准之一，较为常用。工业控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。接口形态为DB9。
3.3 RS485
RS含义同上。RS232接口，可以实现点对点的通信方式，但不能实现联网功能，随后出现的RS485解决了这个问题。RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式。RS485/MODBUS是流行的一种布网方式，实施简单方便 ，支持RS485的仪表很多。1
3.4 Modbus RTU协议
3.4.1 概念
Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式。后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和（CRC16）。
Modbus协议是一个Master/Slave架构的协议。和TCP有点类似。
一个节点是master节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave节点。每一个slave设备都有一个唯一的地址。
3.4.2 命令举例
请求：01 03 00 00 00 02 C4 0B
| 字节 | 功能 | 含义 |
| 01 | 设备地址 | 设备地址为1 |
| 03 | 功能码 | 当前为03读取请求 |
| 00 00 | 设备地址 | 寄存器起始地址，从00 00寄存器开始读取 |
| 00 02 | 读取寄存器长度 | 读取2个长度，对应回复4个字节 |
| C4 0B | 效验和 | CRC16效验和 |
回复：01 03 04 00 0C 00 02 BB F1
| 字节 | 功能 | 含义 |
| 01 | 设备地址 | 设备地址为1 |
| 03 | 功能码 | 当前为03读取回复 |
| 04 | 数据长度 | 当前为03读取回复 |
| 00 0C | 设备地址 | 寄存器1数值 |
| 00 02 | 读取寄存器长度 | 读取2个长度，对应回复4个字节 |
| BB F1 | 效验和 | CRC16效验和 |
4 期待目标
- 将传感器设备的数据通过4G网络上报给云服务器（已完成）
- 通过网络发送命令给传感器
5 调试流程
5.1 搭建TCP服务器
在服务器上安装Socket程序，启动TCP监听。
5.2 配置4G DTU 设置TCP服务器连接
- 设置DTU工作方式为数据透传；
- 设置上述服务器的IP和端口数值；
- 设置消息格式，包括心跳包和注册数据；
- 点击保存参数，点击重启设备。（每一次对设备进行配置后，都需重启生效）
- 在服务器上查看是否收到数据。
- 如果收到数据，表明网络通信服务是OK的。
5.3 配置温湿度传感器
使用USB转485转接器连接温度传感器，DC 12V电源对传感器进行供电。
为避免和其它的传感器地址冲突，设置温度传感器的地址值为3，然后对传感器进行写操作，接着读取数据。
可以看到数据采集成功。
5.4 设置Modbus主动轮询参数
此配置的功能是，DTU可以向传感器发送读取指令03 03 00 00 00 02 C5 E9，对应上一步设置的温度传感器的地址。DTU收到回复数据后，会将字节数组数据按照设置的上传类型【json带IMEI】通过4G网络上传至步骤5.1设置的TCP服务器上。整条数据包格式如下所示。
{"IMEI":863488052947903,"time":"2022-06-10 16:03:43","wenshidu":[1,15,3,42]}
5.5 集成测试
将上述器件进行连接，进行集成测试。线有点多，可以使用并线器。
6 结果
读取温湿度数据，4个字节，前2个表示温度，后2个表示湿度，拿[1,27,3,6]举例。
[1,27] = 0x011B = 0d283 ,除10等于 28.3℃
[3,6] = 0x0306 = 0d777，除10等于 77.7 RH
