F2X16V4&F7X16V4&F-M100使用手册

四信DTU产品快速使用手册

此使用手册适用于下列型号产品：

目录

第一章 配置调试说明 3

一、接线及指示灯说明 3

二、配置数据中心服务端 6

三、配置IP MODEM 7

四、透传测试 10

第二章 工作模式说明 11

一、PROT模式 11

二、DCTCP/UDP模式 12

三、短信功能 16

四、HTTP模式 16

五、MTCP/MRTU模式 16

六、自定义模式 17

七、MQTT模式 18

第三章 IO&ADC调试 21

一、IO口功能 21

二、模拟量接口功能 25

第四章 其他 29

一、串口缓存功能 29

二、专网APN配置 29

三、Modbus主动采集 30

四、连接管理平台 31

五、GPS/BD定位功能（选配） 32

第五章 附录 34

一、抓取设备日志 34

二、程序升级 34

三、设备常见问题处理 37

第一章 配置调试说明

一、接线及指示灯说明

1、接线说明

1.1 先逆时针螺开端子口上的螺丝，直到可见端口里的卡片会从上移到下打开，插入线，再顺时针螺紧螺丝让卡片从下到上卡住线；

1.2 接口定义从左往右分别为

• 电源线接线：出厂配套适配器黑白相间线接PWR正极引脚，黑色线接GND引脚。
• RS232接线：出厂配套的黑色三芯串口线，黑色线接GND引脚，蓝色线接RX引脚，棕色线接TX引脚。若用户没用配套的串口线，在接线时需要将对端串口的设备RX和TX交叉后接到RX引脚和TX引脚。

如图示：

• RS485接线：A引脚对应RS485线序的正，B引脚对应RS485线序的负。
• IO1、IO2、IO3接线：IO为开关量/数字量采集接口，在 IO 输入端的 IO1-3 和 GND 之间串入无源开关，通过控制开关的闭合、断开控制输入量的状态。

• ADC1、ADC2接线：ADC为电流/电压模拟量信号采集接口，对接传感器时，分有源和无源两种，有源传感器只需要把信号正对应到ADC引脚，信号负接到GND引脚。

无源的传感器就需要将传感器的正接到电源正，传感器负接到ADC引脚，两个GND引脚导通。

2、指示灯说明

DTU提供三个指示灯：“Power”，“Online”，“ACT”。指示状态如下：

二、配置数据中心服务端

2.1 组网拓扑

如下：

2.2 在服务端电脑上打开DEMO软件

作为数据中心，配置监听端口：

2.3 在服务端网关路由器上做NAT映射。

添加完成后，DTU才能通过服务器公网IP+4415端口建立网络链接。

注：如果服务端软件是读串口的，可以联系四信技术人员提供TCP2COM软件配套使用。

三、配置IP MODEM

3.1 参数配置方式介绍

IP MODEM的参数配置方式有两种：

通过专门的配置软件：所有的配置都通过软件界面的相应条目进行配置，这种配置方式适合于用户方便用PC机进行配置的情况。

通过扩展AT命令（以下简称AT命令）的方式进行配置：在这种配置方式下，用户只需要有串口通信的程序就可以配置IP

MODEM的所有的参数，比如WINDOWS下的超级终端，LINUX下的minicom,putty等，或者直接由用户的单片机系统对设备进行配置。在运用扩展AT命令对IP MODEM进行配置前需要让IP MODEM进入配置状态。

下面以配置软件的方式为主详细介绍IP MODEM的各配置项。

注：对于参数配置涉及相关的应用扩展AT命令，请参见“F2X16 V4应用扩展AT指令集”，详情可咨询技术支持提供服务。

3.2 参数配置详细说明

参数中有HEX格式的数据设置，

对于HEX格式，那么数据必须为十六进制字符，且字符数不能为奇数。

如“12AB” 格式正确

“12A” 格式错误，字符数为奇数

“12G” 格式错误，非十六进制字符

3.3 配置工具运行界面

按照【接线说明】，将IP MODEM和调试PC连接起来，运行DTU配置工具，自动加载当前主机已识别的【串口号】，默认【波特率115200】，【校验8N1】,点击【打开】按钮，运行界面如下。

点击【登录配置】，DTU自动进入配置状态，点击【读取配置】加载DTU初始参数。

工具功能项说明

3.4 配置中心服务参数

DTU最多支持5个中心同时接收的数据，通常情况单中心模式使用较多。

注：单中心模式下，如果没有备份中心的话，请把备份中心和主中心配置成相同的值。

• 单中心模式

• 多中心模式

3.5 配置串口通信参数

点击“串口”栏，进行232或485串口通信参数配置，需配置与实际串口终端设备一致，否则通信不上。

四、透传测试

4.1 打开串口工具

在客户端处用电脑接IP MODEM，在电脑上打开出串口工具，设置正确的串口以及波特率（与IP MOEDM参数中串口波特率参数一致）重新拔插电源。IP MODEM将开始连接服务器端数据中心DEMO。

当看到connected时表示已经连接成功，这时在串口工具中输入test1，在demo服务器端可收到数据（见下图）

客户端串口工具发“test1”：

服务器端DEMO工具：

在服务器端demo软件中左下角输入test2点击发送，客户端串口软件同样可收到数据（见下图）

服务器端DEMO工具发“test2”：

客户端串口工具：

第二章 工作模式说明

一、PROT模式

PORT协议为TCP透传协议，常用于对接组态软件，需配置8位设备ID号和11位手机号或者任意数字。该协议DTU连网成功后，会主动上报注册包给内网服务器，以此来判断DTU设备信息，心跳包格式为FE，无数据通信60秒上报一次。

1.1 正常连接注册，PORT模式下注册包格式

1.2 定时发送上下行数据正常

二、DCTCP/UDP模式

2.1 DCTCP模式

工作模式配置为DCTCP模式，如下：

2.2 服务器运行DC demo软件

设备正常上线，收发数据

2.3 DCUDP模式:

同DCTCP模式配置，设置工作模式为DCUDP，中心DC demo软件监听udp协议，数据互传测试如下：

三、短信功能

F2X16 V4系列支持三种短信模式（与F2003相同，详细协议描述及说明可参考F2003使用手册）

3.1 SMSCLI短信模式

短信发送正常 短信接收正常

3.2 TRNS模式:

3.2.1 text格式

3.2.2 PDU编码格式

若短信需要发送中文，需要先将发送的对端手机号及内容转为PDU格式编码，再进行发送测试，转码地址：http://www.sendsms.cn/pdu/

3.3 SMSSER 短信服务端模式

该模式下需要发送短信，需遵循我司定义的短信发送帧格式，详情可参考F2003使用手册

发送的报文内容是特定的hex格式，比如Hello为本次测试所发送内容。

四、HTTP模式

当平台端规定通过HTTP协议建立通信链路时，DTU配置此协议来实现数据透传，支持POST和GET两种请求方式。

当配置成 http 模式时，服务器地址可以配置成网址格式，设备会根据网址去判断端口，故不需要配置端口号。

• POST方式下数据通信格式，POST 模式时透传数据放在 http 的尾部。

• GET方式下的数据通信格式，GET 模式时透传数据放在 http 的请求头。

五、MTCP/MRTU模式

5.1 参数配置

该模式下，支持通过平台下发modbusTCP协议格式指令，IP MODEM收到后，转为modbusRTU指令下发至串口（注：若串口默认超时2秒未返回数据，会返回采集异常）

通信说明：

Modbus TCP（服务端软件发送）

00 01 00 00 00 06 01 04 00 00 00 01 （其中06为长度，01是modbus地址，04是功能码，00 00 00 01为寄存器起始地址2个字节+寄存器个数2个字节）

Modbus RTU （DTU串口收到）

01 04 00 00 00 01 31 CA（31 CA为校验位）

DTU下接设备（串口）发送应答数据

01 04 02 00 B8 B9 42（02是长度，00 DB是数据）

中心将收到的数据再封装后显示

00 01 00 00 00 05 01 04 02 00 B8（05为后面的数据长度）

六、自定义模式

6.1 参数配置

该模式下，可自定义设备作为客户端或者服务器，支持TCP或UDP协议、支持开启或关闭注册及心跳（需注意，若开启注册包回应或心跳包回应，则连上中心后，需要中心回应配置的内容到IP MODEM，否则会认为网络连接失败断网重连）

正常配置完成后，参照标准DTU透传进行测试即可。

七、MQTT模式

7.1 参数配置
工作协议选择mqtt模式，配置相关的参数项（client id、用户名/密码、订阅/发布主题），中心服务项配置mqtt服务器地址及端口信息：

7.2 串口modbus主动采集

串口配置为modbus主站采集模式，在modbus配置栏内配置对应modbus采集参数，如下：

串口端使用modbus slave模拟终端，IP MODEM采集到数据后转换对应的mqtt格式上报，通过mqtt fix客户端软件进行数据订阅，如下：

7.3 DTU透传发布和订阅数据

串口作为透传，将采集到的数据转为mqtt主动上报

IP MOEDM通过订阅主题，收到下发的数据，透传转发至串口

第三章 IO&ADC调试

Modbus地址配置

寄存器地址： 00 01 02 03 04 整型

16 18 浮点型

一、IO口功能

DTU支持3路普通IO口，即平常所说的开关量/数字量，可配置为输入或输出。对于输入，能采集到高电平或低电平；对于输出，可输出高电平或低电平，其中高电平为 3.3V。

1.1 IO输入

• IO配置：输入采集—Modbus协议

• IO配置：输入采集—自定义协议

1.2 IO输出

• IO配置：输出控控制—Modbus协议

• IO配置：输出控制—自定义协议

二、模拟量接口功能

模拟量接口支持整型及浮点型采集，精度 12bit，标准版硬件为电流信号采集。同时支持转换为实际量程使用（如温湿度、压力等传感器实际量程）相应采集测试参考如下：

2.1 ADC1模拟量接口查询

此处配置ADC1采集4-20mA电流信号，对应参数配置如下：

查询指令：01 04 00 03 00 01 C1 CA（整型）

01 04 00 16 00 02 90 0F（浮点型，该条指令F2X16 V4支持/F-M100不支持）

实际输出电流15.9mA，整型采集值为0B 86，根据公式换算值为：15.84mA

浮点型采集值为：45 38 70 00 ，对应换算值为：2951，根据公式换算实际值为：15.85mA

2.2 ADC2模拟量接口查询（配置采集传感器实际量程）

此处配置ADC2采集4-20mA电流信号，并配置实际采集量程（举例温度0-100℃范围）

查询指令：01 04 00 04 00 01 70 0B（整型）

01 04 00 18 00 02 F1 CC（浮点型，该条指令F2X16 V4支持/F-M100不支持）

实际输出电流15.9mA，整型对应0-100℃量程采集值00 4A，换算十进制值为74℃

浮点型采集值为42 95 27 58，换算实际值为：74.576℃

附：电流采集公式，0~20mA：Ima = AdcVal *33000/4096/15/100, 单位 mA

另：电压公式：

电压采集，0~5V ： Vv = AdcVal*500 /4096/100, 单位 V

0~10V ： Vv = AdcVal*1000/4096/100, 单位 V

0~15V ： Vv = AdcVal*1500/4096/100, 单位 V

注：F2X16 V4支持IO、ADC接口互相技改，F-M100不支持。

1. 其他
2. 串口缓存功能

默认带串口缓存功能，即网络中断后串口数据会临时存储，待网络恢复后自动上报；开启清除串口缓存功能后，在连上网络之前的串口数据不会发送到中心。

1. 专网APN配置

当DTU使用运营商专网卡时，PPP拨号选项里需要配置APN接入点、用户名、密码等参数。

三、Modbus主动采集

Modbus主动采集，用于DTU下接串口设备或者传感器，支持标准modbusrtu协议通信，DTU可主动采集这类设备的数据，并通过MQTT协议/透传协议上报给服务器。

• 透传模式下的主动采集上报：数据为标准mdobusrtu格式报文。

• MQTT协议下的主动采集上报：数据为带标签的jison格式报文。

四、连接管理平台

• 若开启管理平台功能，设备将上报本身的一些设备信息，比如：网络信号、网络状态、流量等信息，同时管理平台了可以查询设备的相关信息，比如：读取或配置设备的参数、日志读取等功能。

• 在四信云平台创建设备，DTU连网成功后自动连接平台，实现对DTU远程升级配置，状态查询等功能。

五、GPS/BD定位功能（根据型号选配）

定位天线需要放在露天环境下，用于接收卫星信号；

协议格式支持GP/BD/GN，分别对应GPS、北斗及混合定位；

设置输出GPRMC、GPS数据网络接收服务器地址及监听端口、支持串口输出定位信息；

• 串口工具输出（GP）：返回所填写的ID和经纬度数据

如图返回2436.6578 11802.7510 （24代表°36代表′0.6578则需转换成″方便和手机指南针数据对应；11802.7510同理）

换算：2436.6578 0.6578 X 60=39.468 手机指南针显示北纬（24 °36′ 39″）

11802.7510 0.7510 X 60=45.06 手机指南针显示东经（118 °2 ′46″）

BD（北斗）/GN定位信息输出同上。

1. 附录

一、抓取设备日志

第一步：IP MODEM和PC使用串口线连接起来，PC运行F2X16配置工具，设置调试等级和日志信息输出接口参数，本例中设备使用的是串口1输出设备运行实时日志，如图所示：

第二步：设置好参数后，单击下发配置，重启设备即可生效。

第三步：关闭配置工具，PC运行串口工具，可以看到设备实时运行的详细日志，可选择实时保存日志，将日志输出保存到电脑本地，如图所示：

二、程序升级

若出现当前程序版本或定制程序版本存在异常需要进行升级处理时，可提前沟通我司技术支持人员确认版本功能，提供升级固件（.bin后缀的固件程序）及烧写工具（升级程序使用）。

1.1 打开烧写工具

打开“DtuDownload(可循环)”，如下：

1.2 选择对应的串口号

波特率使用115200，点击“浏览”加载升级文件（此处以标准版本烧写为例），如下：

1.3 点击“下载”

进入烧写状态，如下：

1.4 对IP MODEM上电

如已通电状态下，对设备进行重新上电即可，此时设备会自动进入升级过程，进度条加载显示，待加载完成后即完成升级。

三、设备常见问题处理

1、DTU上电后无法进入配置界面

1）检查串口线线序是否正确；

2）检查与电脑连接的串口线，在电脑设备管理器里面是否有识别到串口驱动和串口号码；

3）检查使用的USB转接线是否正常，可以通过短接公头的2、3引脚，使用串口工具发送数据，看是否返回的数据和发送的一样，若一样，转接线正常；

4）检查配置工具串口参数设置是否正确，配置工具默认进入配置界面的串口波特率是115200，校验位是8N1；

5）设备型号和配置工具是否匹配。比如F2A16 V4和F-M100都有各自对应的配置工具。

2、DTU不上线，Online灯一直不亮

1）SIM卡欠费或者没有开通；

2）天线是否接好；

3）若是专网卡检查APN、用户名、密码等参数是否填写正确；

4）用配置工具读取信号强度，信号值CSQ低于10说明信号较弱，也可以用手机对比信号情况，如确认信号弱可以考虑换用其他家运营商SIM卡。

3、能获取到IP，但是连接不上服务端软件，Online灯亮了会灭

1）检查服务端IP、端口的配置是否正确；

2）如果是TCP连接，telnet IP+端口排查端口是否通；

3）如果服务端地址是域名，检查DNS是否可以正确解析域名；

4）检查服务端软件是否正常启动；

5）排查服务端软件对注册包是否有限制要求，DTU工作模式是否正确；

6）检查服务端电脑是否有开启防火墙，若开启需要关闭防火墙。

4、DTU 485接仪表，服务端软件无法收到数据，或收到数据乱码

1）检查串口线连接是否正常；

2）检查设备配置的串口参数是否和仪表的串口通信参数一致；

3）查看DTU信息调试等级是否为2，为2的情况下会有大量日志输出到485接口，导致影响到终端数据采集，需要将信息调试等级改成0或者1；

4）仪表的通信协议是否设置正确，可通过仪表与电脑串口直连进行通信测试；

5）检测485接线口阻抗，是否存在阻抗干扰，匹配电阻一般可用120Ω。

5、IO modbus采集无回应

1）查看配置modbus采集是否启用；

2）查看modbus采集指令是否正确；

3）如果DTU串口、IO口都有接modbus协议的传感器，modbus从设备地址需要设置不一样。