SIM7600E-H 4G DTU
说明
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产品概述
本产品是一款工业级 4G DTU,基于高通方案的 SIM7600E-H 模组,支持多模多频段,适用于多个国家和地区。我们对模组固件做了二次开发,用户经过简单的配置,即可实现 RS232/RS485/TTL 串口到 4G 网络的双向数据透传。
支持 TCP/UDP、Modbus、HTTP(S) 和 MQTT 四种工作模式,支持 RNDIS 拨号上网和 GNSS 定位,功能完善、使用简单、工作稳定,适用于需要使用 4G 传输较大数据量,对通信速率和时延响应要求较高的工业数据采集、通信、控制领域,或其他物联网通信应用。
产品参数
产品型号 |
SIM7600CE-CNSE 4G DTU |
SIM7600E-H 4G DTU |
---|---|---|
工作频段 | ||
4G |
LTE-TDD: B38/B39/B40/B41 |
LTE-TDD: B1/B3/B5/B7/B8/B20 |
3G |
UMTS/HSDPA/HSPA+: B1/B8 |
UMTS/HSDPA/HSPA+: B1/B5/B8 |
GNSS |
不支持 |
GPS/Beidou/GLONASS |
2G |
GSM/GPRS/EDGE: 900/1800MHz | |
适用地区 |
中国,东南亚 |
中国,欧洲,中东,非洲,韩国 |
数据传输 | ||
4G (LTE Cat-4) |
150Mbps(DL) / 50Mbps(UL) | |
3G (HSPA+) |
42Mbps(DL) / 5.76Mbps(UL) | |
2G (EDGE) |
236.8Kbps(DL) / 236.8Kbps(UL) | |
2G (GPRS) |
85.6Kbps(DL) / 85.6Kbps(UL) | |
软件功能 | ||
通信协议 |
TCP/UDP/RNDIS/Modbus |
TCP/UDP/RNDIS/Modbus/HTTP(S)/MQTT |
TCP/UDP 模式 |
可设置 1~4 路 socket,可自定义心跳包和注册包 | |
Modbus 模式 |
支持 Modbus 自动采集,可设置 5 组指令,可自定义指令周期和间隔 | |
HTTP(S) 模式 |
不支持 |
支持 HTTP/HTTPS POST 上传 (json 格式), |
MQTT 模式 |
不支持 |
支持多主题订阅和发布 |
软件保护 |
支持掉线自动重连,可设置故障重启时间 | |
参数配置 |
上位机/云端 | |
硬件说明 | ||
串口通信接口 |
RS232: 接口保护:TVS 管保护,浪涌和静电保护 | |
RS485: 接口保护:提供 600W 防雷、浪涌和 15KV 静电保护 (预留 120R 平衡电阻焊盘) | ||
TTL(UART): 接口形式:接线端子 (TXD、RXD、GND) | ||
串口通信波特率 |
支持 300bps ~ 921600bps,默认为 115200bps | |
USB 接口 |
工作电平:5V 接口用途:参数配置、拨号上网、固件升级 | |
电源接口 |
接口形式:7~36V 接线端子 或 DC 12V 接口 | |
硬件保护 |
内置 MCU,硬件看门狗功能,确保不宕机;工业级铝合金外壳 | |
工作电压 |
7~36V DC | |
工作电流 |
空闲电流:10~30mA @12V | |
发射电流:80~450mA @12V (取决于网络情况) | ||
指示灯 |
PWR (电源)、RXD/TXD (串口收发)、NET (网络)、LINK (socket 连接) | |
按键 |
复位按键 | |
SIM 卡 |
标准 SIM 卡(1.8V / 3V) | |
天线接口 |
LTE |
LTE、GNSS |
工作温度 |
-40℃~80℃ |
软件说明
应用框图
上图中,DTU设置好对应的工作模式后,串口设备可以通过串口直接将 "数据" 透传到 "TCP/UDP/HTTP/MQTT云服务器上"。
四种工作模式
支持通过串口进行透传,可设置四种工作模式 。
TCP/UDP透传模式
可实现串口设备与网络服务器间的双向数据透传,可支持设置 1~4 路 socket 连接,支持心跳包和注册包
Modbus 模式
支持 Modbus 定时自动采集传感器数据,可设置 5 条 Modbus 采集指令,用户设置好指令后,DTU 会定时读取传感器数据,并将读取到的数据发送到服务器
HTTP(S) 模式
支持自定义接收数据的 HTTP/HTTPS 服务器地址和端口,上位机设置好参数后,DTU 会将串口的数据POST到对应的服务器上
MQTT 模式
支持多主题订阅和多主题发布
RNDIS拨号上网、GNSS定位功能和上位机参数配置
支持通过USB口进行RNDIS拨号上网、GNSS定位功能和上位机配置。可以接入pc机,树莓派或Jetson Nano主板上。
支持 RNDIS 拨号上网
支持通过 USB 口进行 RNDIS 拨号上网,支持 Windows/Linux,支持高达 150Mbps 下行和 50Mbps 上行速率*
支持 GNSS 定位
支持 GPS、北斗、Glonass、LBS 基站定位
DTU 参数配置
支持通过上位机软件、网络云端等方式配置 DTU 参数
硬件说明
接口说明
指示灯和按键说明
PWR:红灯亮,电源接通 TXD:蓝灯闪烁,数据发送状态 RXD:蓝灯闪烁,数据接收状态 NET:绿灯闪烁,网络正常 LINK:绿灯亮,连接上socket服务器 RESET:复位按键
产品尺寸
快速测试
硬件测试环境
硬件准备
快速测试所需准备的配件如下:
标准配置(购买后,会有下面的配件):
SIM7600E-H 4G DTU × 1 GPS天线 × 1 1.5米公对母串口线 × 1 USB线 type A公口 转micro公口 × 1 12V电源适配器 × 1 4G天线 × 1
须另外准备的硬件参考:
电脑 × 1 USB TO RS232/485/TTL × 1 4G卡(或激活了4G功能的手机卡) × 1
硬件连接
为了方便直接接入电脑测试,推荐选购:USB TO RS232/485/TTL。
DTU测试硬件连接示意图参考如下:
DTU开机和重启
开机:供电后,NET网络灯亮或闪烁,表示开机成功。
重启:按一下RESET按键,设备将自行重启。
软件测试环境
下文测试以 Windows 10 系统为例,测试前需要安装驱动、通过上位机配置DTU参数,再使用串口调试助手进行透传测试。透传用到的TCP/UDP服务器,用户可以用自建的,也可以使用测试服务器。
安装驱动
第一次使用时,需要安装 SIM7600X 4G DTU的驱动:
- 把4G DTU的USB接口插入Windows电脑(下文以Windows 10操作系统为例)
- 打开 设备管理器—>其他设备—>“SimTech,Incorporated”—>更新驱动程序—>浏览我的计算机以查找驱动程序文件—>根据系统,选择驱动文件存放的路径—>安装完成。
- 按照上述的方法安装好所有识别到的设备,安装好驱动效果如下:
RNDIS拨号上网
支持 RNDIS 拨号上网,支持通过 USB 口进行 RNDIS 拨号上网,支持 Windows/Linux (包含树莓派)
理想情况可支持高达 150Mbps 下行和 50Mbps 下行速率,实际测速结果受网络覆盖率,网络拥堵情况和基站情况等因素影响会有较大波动。
Windows 10 RNDIS拨号上网
- 设备装好SIM卡和天线,USB连接到电脑,电源供电
- 参考上文安装USB驱动
- 打开串口助手,找到AT串口对应的串口号,发送:
AT+CPSI? //查询是否注册上网络
- 如果已成功注册上网络,则再发送AT指令使能USB拨号上网:
at+Cusbpidswitch=9011,1,1
- 发送成功,返回OK,且 DTU会自动重启。
- 观察设备管理器发现多出一些无法识别的设备,比如 RNDIS (带叹号):
- 右键点击RNDIS,搜索设备软件提示窗口,选择“浏览我的计算机”。选择从设备列表中选择“网络适配器”。
- 在网络适配器窗口的制造商列表中选择Microsoft Corporation,然后右侧列表中选择“Remote NDIS Compatible Device”即远端NDIS兼容设备。
点击下一步并等待安装结束,RNDIS Kitl设备将会安装成功。至此,拨号功能设置完成,可以看到PC可以通过DTU上网。
树莓派下 RNDIS拨号上网
操作参考:树莓派RNDIS拨号上网
关闭DTU拨号上网功能
- 通过串口打开对应的AT串口,发送AT指令关闭USB拨号上网:
at+Cusbpidswitch=9001,1,1
DTU会自动重启,重启后关闭了拨号上网功能。
GNSS控制实例
- 插上GPS天线,并将接收器标签面朝下置于空旷的室外(注意阴雨天气测试不了),上电需要等待约1分钟才能接收到定位信号;
- 详细测试指令和截图如下:
AT+CGPS=1 //打开GPS AT+CGPSINFO //将GPS信息打印到串口 AT+CGPS=0 //关闭GPS
AT指令集说明
参数支持串口指令配置、USB指令配置、PC上位机配置和云端远程配置。
串口指令配置(一般接单片机用户会选择该方式)
DTU开机成功,串口会输出RDY,在此后10S内,可通过串口收外部设置和查询指令:
- 查询工作模式:AT+DTUMODE
- 配置参数:
AT+DTUMODE=0 |
TCP/UDP和Modbus模式,DTU默认的工作模式,上电后10s后自动进入该模式。 |
AT+DTUMODE=1 |
HTTP(s)模式,设置完重启生效 |
AT+DTUMODE=2 |
MQTT模式,设置完重启生效 |
- 查询当前配置参数:AT+DTUCFG?
- 配置参数:
AT+DTUCFG=9600,47.101.146.205,4000,TCP,1,Hello,300,Beat,1,0,0,500,0
指令格式如下:
AT+DTUCFG=BandBpr,Ip,Port,Type,EnRegister,RegisterStr,BeatPeriod,Beat,UrcEn,SleepEn,CtrlEn,ReadTimeout,Maxlen,ServerCmd,MaxLink,ModeBus,RebootPeriod
相关参数说明:
BandBpr:串口波特率. Ip:服务器地址,支持域名 Port:端口号 Type:TCP/UDP EnRegister:(1/0)使能、禁止注册包 RegisterStr:注册包 BeatPeriod:心跳包时间间隔,单位秒 Beat:心跳包内容 UrcEn:URC使能位,即连接服务器串口会上报“CONNECT SERVER OK” SleepEn:sleep使能位,1为使能 CtrlEn:流控使能位,1为使能 ReadTimeout,500MS定时向服务区上报数据,取值范围100到500 Maxlen,0表示串口收到任何数据马上发送,满足长度才触发发送 ,取值范围0-1460 ServerCmd,1,表示服务器可以下下发AT+DTUCFG指令查询和设置当前DTU参数,可以下发AT+CRESET远程重启DTU MaxLink:多连接个数,如果0表示单链接,参数取值范围【0、2、3、4】 ModeBus,1表示使能MODBUS,0进制,使能后最多可以设置5组指令主动去读从机 RebootPeriod,故障重启时间,单位是5S,如设置60分钟即3600秒,该参数为3600/5=720,这故障指的是连接服务器失败。
- 独立设置APN指令:AT+APN=apn
- 独立设置server地址指令:AT+HOST=IP,Port
USB指令配置
将DTU的USB接PC,安装驱动后,可在PC的端枚举出若干串口,找到相应的AT串口,可利用PC串口工具,随时查询或配置当前参数:
下文以设置为TCP/UDP模式为例,进行操作演示:
- 打开串口工具,比如SSCOM,波特率115200,命令结尾加回车换行。
- DTU开机后,找到对应AT串口,发送指令:
设置工作模式
设置为:TCP/UDP工作模式:
AT+DTUMODE=0
设置TCP/UDP模式参数
设置第一路链接:
AT+DTUCFG=9600,47.101.146.205,4000,TCP,1,hello,300,beat,1,0,0,500,0,0,3
如果成功,会返回OK,需按照实际情况设置参数。
设置第二路链接接:
at+multisockcfg=2,47.101.146.205,4001,TCP
如果成功返回OK。
设置第三路链:
at+multisockcfg=3,47.101.146.205,4002,TCP
如果成功返回OK。
设置成功,重启设备。
重新上电后,看到LINK灯亮表示第一路参数连接上服务器。
其他AT指令
https://www.waveshare.net/w/upload/8/8f/SIM7500_SIM7600_Series_AT_Command_Manual_V1.12.pdf
PC上位机配置
配置前,须把设备USB口接入电脑,并且安装好驱动。
上位机配置工具下载地址:DTU_Manager
上位机界面操作如下图所示:- 点击配置工具下方的“扫描串口”按键,在右侧显示窗口可以看到准备就绪
- 手动填写需要配置的参数,点击“下载参数”按钮,可将配置的参数更新到DTU设备内,重启即可生效
- 亦可通过“读取参数”按钮读取目前DTU内部的已经配置的参数
- 亦可通过“XML文件”按键,导入配置文件的方法,代替手动逐个输入参数的操作,再“下载参数”
操作演示,可参考上文快速入门部分。
云端配置
使用此功能,须事先通过上述其他参数配置方式,把云端配置使能,使能后,操作同“串口指令配置”。
TCP服务器测试设置
搭建TCP服务器
进行TCP/UDP透传测试,需要搭载TCP服务器进行测试。
用户如果自己有云服务器,可以在云服务器端直接运行SocketTest上位机,设置好相关的软件参考,并开放服务器相关的端口,即可快速搭建即收即发的TCP服务器,如下图:
说明:如果你没有自己的TCP服务器,你也可以使用网上可供直接测试的TCP服务器(IP:39.99.166.146 ;端口:2317 ),工作原理同上:
AT+DTUCFG=115200,39.99.166.146,2317,TCP,1,Hello,300,Beat,1,0,0,500,0
配置DTU参数
- 设置mqtt功能,用以下指令设置TCP/UDP功能
AT+DTUMODE=0
上位机配套DTU参数
硬件连接好后,运行DTU配置上位机。参考下表,设置好DTU连接的TCP服务器参数:
设置项 | 参数 |
---|---|
工作模式 | TCP/UDP模式 |
波特率 | 115200 |
通信协议 | TCP |
启动服务器1 | 113.110.149.13 |
端口号 | 2318 |
勾选"仅下载当前模式页"->选择好对应的参数后->点击“下载参数->接着“重启DTU”->重启后参数生效:
串口透传调试
参考上文《硬件连接示意图》连接好硬件,你可以选择UART、RS232或者RS485任意一个接口与DTU对应接口连接,注意DTU设备上的"通信接口设置"开关也需要根据接入的接口来设置。
工作模式
TCP/UDP数据透明传输
支持 RS232/RS485/TTL 与4G/3G/2G 网络的双向数据透传,可实现串口设备与网络服务器间的双向数据透传,可支持设置 1~4 路 socket 连接,支持心跳包和注册包
TCP/UDP数据透明传输,详细操作参考上文快速入门部分测试。
说明:因为TCP协议一帧数据有效长度是1460字节,包头、包尾合计40字节,因此一帧数据最大长度为1500字节。所以本DTU设备的串口发送和接收缓存均为1500字节。
Modbus 自动采集传感器数据
工作原理
支持 Modbus 定时自动采集传感器数据,支持设置 5 条 Modbus 采集指令,用户设置好指令后,DTU 会定时读取传感器数据,并将读取到的数据发送到服务器
使用说明
有些场景,需要一次读取多个从机数据,因此需设置多条指令。
每次读取的时间间隔用户可以设置,比如10S,1分钟,一小时等,这个时间我们称为指令周期。
每次读取的指令如果有多条,则命令之间的时间间隔,我们称之为指令间隔。
举例
如果每半小时读取两个传感器的数据,则可以设置指令周期1800S,指令间隔100MS。
使用演示
- 通过RS485连接SIM7600E-H 4G DTU和Modbus RTU Relay:
- 配置TCP,波特率设置为9600,填写服务器的IP和端口号等相关信息(这里用的是网上分享的TCP服务器)
- 配置Modbus,启用modbus后,将需要给到RS485的串口的hex数据填写进CMD1-CMD5(注意数据不能有空格)
- 成功配置后,SIM7600E-H 4G DTU向Modbus RTU Relay每间隔2.5S 下发一次数据,随后数据返回到DTU,DTU上传数据到服务器,继电器的通道1每间隔2.5秒开关反转一次。
HTTP通信
配置DTU参数
- 设置http功能,用以下指令设置http功能
AT+DTUMODE=1
- 按照下表,配置DTU参数->下载参数->重启DTU
设置项 | 参数 |
---|---|
波特率 | 115200 |
通信协议 | HTTP(S) |
服务器地址 | http://pico.wiki:80/post-json.php |
上传数据到网页
- 选择UART、RS232或者RS485任意一个接口与DTU对应接口连接,在sscom发送如下数据,返回POST OK后表示数据成功上传
{ "apikey": "tPmAT5Ab3j888", "value1": "33", "value2": "3", "value3": "22"}
- 数据成功上传后,刷新下Raspberry Pi Pico IoT Station网页,可以看到刚上传的数据
MQTT通信
1.配置DTU参数
- 设置MQTT功能,用以下指令设置MQTT功能
AT+DTUMODE=2
2. 配置DTU_Manager,按照下表将相应参数填写到DTU_Manager->下载参数->重启DTU
设置项 | 参数 |
---|---|
域名(服务器公网IP) | 120.79.2.0 |
端口号 | 1883 |
密码 | 自定义或NC |
用户名 | 自定义或NC |
客户ID | 自定义 |
说明:如果您没有MQTT服务器,可以使用网上分享的MQTT服务器测试:
域名(服务器公网IP) | 端口号 |
---|---|
test.mosquitto.org | 1883 |
broker.emqx.io | 1883 |
pick.wiki | 1883 |
3. 下载参数到SIM7600E-H 4G DTU后,LINK灯亮起,此时已经成功接入服务器!
4. 在MQTT工具 mqttfx-1.7.1按照下图配置好后DTU接入同一个服务器
5. 成功连接服务器后,通过TTL,RS232或者RS485往DTU发送"topic: Tomorrow will be better!",MQTT工具这边订阅同样的主题后可以收到DTU发过来的信息: "Tomorrow will be better!"
6. 通过MQTT工具发送,MQTT工具这边订阅同样的主题后可以收到DTU发过来的信息:"Yesterday is the past!,TTL,RS232或者RS485这边可以收到信息:"Yesterday is the past!"
资料
文档
驱动
软件
相关应用案例
FAQ
发送以下指令后重启SIM7600E-H下:
AT+CGPSNMEAPORTCFG=3
由于 GPS 室内搜星不稳定,请将模块或者天线放到阳台或窗户旁,或者直接在户外进行实验。 插上GPS天线,并将接收器标签面朝下置于空旷的室外,在正常情况下(户外,天气良好,没有大型建筑遮挡)上电需要等待约1分钟才能接收到定位信号;如果天气条件不好,可能需要更长的定位时间,甚至无法定位。