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行业解决方案
行业解决方案
1. 相关说明
1.1 概述
随着中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣问题的出现，UPS作为针对中国电网环境和网络监控及网络系统等对电源可靠性要求所研制出的设备。因其对网络系统电源的可靠性及不间断供应。逐渐被应用到通讯、医院、网络服务器、数据存储设备等其它领域上。
1.2 适用范围
本文档主要介绍了无线数传设备（DTU)在远程控制UPS领域中的应用。
2. 原理概述
在UPS通讯中，UPS系统可以与通用计算机直接相连，或通过通信处理单元、通信转换单元构成的网络，以实现数据的传输与交换。
通讯方式的选择：通常，与 UPS通信方式主要有以下两种：
1. UPS通过数据线与电脑直接相连，利用电脑对其进行直接监控。这种通讯方式需要工作人员时刻在现场监控，比较受时间和空间的限制。
2. 通过4G无线数据传输的方式对UPS进行监控。这种方式优点在于组网方便、建设和维护成本低、通信可靠、不受时间和空间的限制，能够对UPS进行实时监控
综上所述，使用4G无线通信方式是一种理想的选择。
本应用方案实现了用户远程监控UPS。其主要的原理是：
位于工业现场的UPS通过串口（RS-232）直接与无线数传设备（DTU）相接。登录互联网的服务器，互联网服务器通过Internet、4G网络与无线数传设备（DTU）建立连接，以实现对UPS远程控制。
3. 技术实现
3.1 系统组成
本方案中整套系统由用户设备（UPS）、4G无线数传设备（DTU）、云服务器三大部分组成。方案如图3.1所示
图3.1系统组成图
3.1.1 用户设备（UPS）
在UPS通讯中，UPS系统采用RS232通信协议，可以通过RS232串口与通用计算机直接相连，或通过通信处理单元、通信转换单元构成的网络，以实现数据的传输与交换。
有关设备相关参数如下表3.1.1所示
BAUD RATE（波特率）...............: 2400 bps |
DATA LENGTH（数据长度）..........: 8 bits |
STOP BIT（停止位）....................: 1 bit |
PARITY.......................: NO |
表3.1.1
3.1.2 4G无线数传设备（DTU）
DTU是基于4G网络的无线数据传输终端设备，提供全透明数据通道，可以方便地实现远程在线的监控方式，能够让您的设备轻松的实现与internet的无线连接。
1. 接线端子
DTU使用可插拔式接线端子连接数据信号线和电源线，间距：3.5mm，12Pin，用户数据和电源线缆建议使用：14~24AWG。使用一字起子将线缆固定在可插拔端子排的接线孔内，将所有的线缆连接完成并检查无误后将端子排插入设备的底部对应的位置。必须注意，连接的线序应准确无误，线头绝缘层剥离的长度约7mm(为了安全起见，绝缘层剥离长度不宜过长)。如下表3.1.2所示
V- | V+ | RST | GND | A | B | GPI1 | GPI2 | GPO | TXD | RXD | K-C |
P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 | P9 | P10 | P11 | P12 |
表3.1.2接线端子含义
2. 技术参数
如下表3.1.3所示
参数 | 描述 |
供电电压范围 | DC7.5V~DC26V/1000ma 供电能力，典型12V1A |
频段 | 四频段：EGSM900/DCS 1800 和GSM850/PCS1900 |
功耗电流 | 在12V 供电下测量： 通信发射: 平均60mA~100mA 在线待机：平均10mA~20mA 空闲下线：平均10mA |
全网通 连接特性 | 全网通-Tx/EDGE-Rx class 12 |
工作温度 | -40 ℃ 到 85 ℃ |
湿度范围 | 5-95%，非冷凝 |
SIM卡 | 支持SIM 卡：1.8V/3V |
天线接口 | 50Ω/SMA |
串口数据接口 | RS232 |
串口波特率 | 1200~115200bits/s,默认（9600,8 位数据,无奇偶校验,1 位停止） |
表3.1.3技术参数表
3. 功能特点
Ø 支持RS232硬件接口，IO,继电器输入输出；
Ø 支持主备中心地址，保证全网通 连接的可靠性；
Ø 内嵌TCP/UDP/DNS/PPP 等协议栈；
Ø 支持域名和IP 两种连接服务器方式；
Ø 支持心跳包功能，可保证终端永远在线；
Ø 支持注册包功能，全网通 连接上则首先发送指定数据包，方便服务器对终端的识别；
Ø 支持配置参数掉电保存；
Ø 网络状态灯指示；
Ø 工业级工作温度- 4 0 - + 8 5 度；
3.1.3 云服务器
该云服务器是基于与DTU进行通信的专向服务器。云服务器通过4G网络与DTU进行连接，此时云服务器可以完整的接收到来自DTU发来的数据包。同样也可以向DTU发送操作指令。从而达到远程监控UPS的目的。
3.2 产品安装
3.2.1 DTU和UPS通信接口的连接
DTU通过DB9母头串口插座和UPS进行数据通信。该串口插座的外形和引脚编号如图三所示。
图三 DB9母头插座编号
该DB9母头串口插座引脚的引脚编号、信号名称、功能定义和方向如表1所示。表中的“方向”都是相对于DTU设备而言的。
客户在连接硬件的时候需要根据UPS的通信接口引脚定义来选择合适的连接线。
引脚连接参照如下表3.2所示
RX (pin2) <----------> TX |
TX (pin3) <-----------> RX |
GND (pin5) <-----------> GND |
表3.2
BAUD RATE...............: 2400 bps DATA LENGTH..........: 8 bits
STOP BIT....................: 1 bit PARITY.......................: NO
COMPUTER UPS
3.2.2 天线安装
由于天线安装在机箱内部，为避免干扰一般将天线安装在机箱内部空旷且与外部相通的位置，例如栅格挡板前的位置。如图2.1所示
图2.1天线安装位置
3.2.3 电源连接
DTU的工作电压为12V,需从220V转12V的电源板上进行取电，连接线需加套热缩管的保护。将电源板的正极输出连接线和4G监控卡接线端子的正极相连，负极输出连接线和DTU电路板接线端子的负极相连。
电源板的安装位置相对不同类型的机箱会有所差异，例如对于大机箱而言，电源板的安装和走线要避开机箱的液晶面板的活动区域；对于立式长机箱，电源板应安装在UPS通信模块一侧，方便串口线直线。
3.2.4 4G监控卡的安装
监控卡在进行了串口连接和绝缘处理后，安装在机箱（大机箱）内部现有的螺丝口上。
4. 使用说明
系统上电后，进入初始化阶段，DTU启动4G通信和连接服务器，完成后进入正常工作状态（绿灯常亮），系统向云服务器上传UPS工作参数，和接收并响应云服务器的控制指令。 相关内容说明如下：
4.1 LED指示灯定义
设备面板从上到下有两个L E D 分别是：4G在线/离线、N E T W O R K ，用来指示设备的工作状态， 方便用户观察设备的工作状况， 如下表所示：
全网通在线/离线灯（红色） | 暗1秒亮1秒：系统启动成功，正在初始化 暗3秒闪一下：找到网络注册成功 暗3秒闪两下：正在拨号，拨号成功 | |
NETWORK指示灯(绿色) | 常亮：连上服务器 闪烁：有数据 | |
（指示灯改为“状态指示灯“） |  | |
4.2 登陆服务器云平台
进入登陆界面输入相应的用户名账号和密码， 进入云平台首页。
登陆界面和平台首页如图3.1和图3.2所示。
图3.1登录界面
图3.2平台首页
4.3 查看设备运行状态
点击页面左侧的导航列表的“设备管理”，可通过子列表“设备详情”查看与平台连接设备的运行情况。 可通过“编辑”按键更改设备的设备名，序列号等信息。可以对设备进行授权和删除连接。操作如图3.3所示。
图3.3设备运行情况
点击编辑位置，弹出如图3.3.1所示内容进行编辑
图3.3.1编辑设备信息
4.4 数据监控
点击设备名进入“设备详情”页 ，然后点击页面左侧导航列表中的“设备详情”可以通过旁边显示出来的导航列表依次查看设备的相应数据。“测量数据”页面下，顶部绿色显示项对应的内容为监测到的数据，在其下方显示的是历史上监测到的数据。具体历史时段可由“测量数据”导航条右边的方框选择。页面如图3.4所示
图3.4
4.5 设备事件
“设备事件”主要描述的是由DTU向服务器上报的用户设备实时状态信息，如图3.5所示
表3.5
状态 | 含义 |
Standy | 就绪 |
Line-interactive | 在线互动 |
On-line | 在线 |
4.6 设备告警
“设备告警”可以实时监控UPS的异常状况，进而让我们快速实施相应措施。
如图3.6所示
表3.6
常见告警信息 | 含义 |
Utility Fail | 实例失败 |
Battery Low | 电量不足 |
Bypass/Boost mode | 旁路/升压模式 |
UPS is fault | UPS失效 |
EPO | EPO开关失效 |
Test in progress | 正在进行测试 |
Shutdown Active | 关机有效 |
Beeper is Active | UPS启动蜂鸣器 |
Bat test fail | 电池测试失败 |
4.7 设备操作
这个操作主要用于通过服务器去控制UPS的行为。例如关掉蜂鸣器。
5. 常见问题
（一）DTU指示灯红灯不亮，此时首先留意电源指示灯有无发光，无误后检查所用电话卡是否适合或是否已无效，若无问题则需要去检查天线是否连接好。
（二）DTU正常工作，监控平台没有找到设备信息。此时可能是由系统延时造成的，尝试等一会再查看一遍。或者是由于页面未刷新造成的，尝试刷新页面再查看。
6. 免责声明
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