新花生殼（內網穿透）服務調試GPRS DTU

王建和

摘 要：GPRS DTU無線數據終端基于GPRS數據通訊網絡，是專門用于將串口數據轉換為IP數據或將IP數據轉換為串口數據，并通過無線通訊網絡進行傳送的無線終端設備，目前在全國區域自動氣象站氣象數據無線傳輸中廣泛應用。針對縣氣象局區域站點數量多，布局分散，維護任務重，技術要求高，文章以作者長期對GPRS DTU的調試經驗和實例，重點介紹利用內網穿透技術突破網絡限制（無需設置路由器端口映射），達到外網訪問內網主機的目的，為GPRS DTU調試檢測工作提供便捷的網絡通道。

關鍵詞：新花生殼服務；內網映射；GPRS DTU調試

0 引言

區域自動氣象站的廣泛應用在提高天氣預報準確率、服務地方社會經濟建設、為決策部門提供決策依據、提高防災減災能力等方面發揮著重要的作用。隨著區域自動站的大量使用，區域站受野外惡劣環境影響而出現各種故障，尤其是區域站的無線數據通訊故障，對調試維護的要求也日益突出。作為縣局維護人員，如何對GPRS DTU模塊進行簡易測試，快速判斷區域站數據傳輸故障原因，對提高區域站維修效率和維護水平有著積極意義。本文針對縣局各種網絡情況，嘗試使用新花生殼服務突破內網限制，免除路由器端口映射的麻煩，為GPRS DTU的調試工作尤其是現場調試提供全方位的網絡保障。

1 GPRS DTU應用現狀和維護要求

1.1 GPRS DTU調試需求

甘肅省區域自動氣象站的數據中心服務器設在省氣象局。區域自動氣象站故障中，GPRS DTU無線數據通訊故障占有較大比例，對縣局維護人員來說，維修條件有限，現場環境（野外）不便，對DTU數據終端檢測時難以直觀了解DTU和數據中心的實時通訊情況。為了方便DTU測試，快速分析判斷故障原因，有必要在本地設立臨時服務端（DSC-DEMO無線數據中心演示程序），模擬數據中心服務器工作，使DTU和DEMO建立連接，可以為DTU調試檢測工作帶來極大便利。

1.2 GPRS DTU工作過程

GPRS DTU上電后，首先讀出內部FLASH中保存的工作參數（包括 GPRS 撥號參數，串口波特率，數據中心IP地址等等，事先已經配置好）。

GPRS DTU登陸GSM網絡，然后進行GPRS PPP撥號。撥號成功后，GPRS DTU將獲得一個由移動運營商隨機分配的內部IP地址（一般是10.X.X.X），通過移動網關來實現與外部 Internet公網的通信。

GPRS DTU主動發起與數據中心的通訊連接，并保持通訊連接一直存在。由于GPRS DTU處于移動內網，而且IP地址不固定。因此，只能由GPRS DTU主動連接數據中心。這就要求數據中心具備固定的公網IP地址或固定的域名。數據中心的公網IP地址或固定的域名作為參數存儲在GPRS DTU內，以便GPRS DTU一旦上電撥號成功，就可以主動連接到數據中心[1-2]。

1.3 GPRS DTU調試的網絡環境及要求

縣氣象局網絡一般采用局域網共享上網，內網主機指定IP，外網IP根據不同寬帶接入方式可以有固定公網IP、動態公網IP（IP地址由運營商隨機分配），有些寬帶運營商由于IPv4地址資源緊張，給用戶分配內網IP地址。

由GPRS DTU工作過程可知，數據中心對應的公網要有固定IP或固定域名，通過設置路由器端口映射或使用內網穿透服務，從外網就可以訪問安裝有DSC-DEMO服務端的內網主機。

表1是兩種映射方案對比：

1.4 新花生殼（內網穿透）客戶端軟件簡介

新花生殼是全面升級的花生殼動態域名解析軟件客戶端，新花生殼支持NAT-DDNS技術（內網穿透動態域名解析服務），實現了內網穿透技術，同時繼續支持公網版，無需公網IP，無需路由器端口映射，解決部分運營商無公網IP的問題，讓映射添加更簡單易用，幫助用戶實現在內網IP地址環境下也能實現動態域名解析服務，使動態IP地址實時與服務器保持交流，綁定固定域名，讓用戶輸入特定域名即可訪問內網主機[3]。

用戶下載安裝運行新花生殼（內網穿透）客戶端軟件后，可以注冊免費域名（建議使用付費域名，服務更穩定）。登陸客戶端后在花生殼WEB管理界面添加映射，即可輕松實現內網穿透。

2 GPRS DTU和DSC-DEMO無線數據中心的連接調試

2.1 調試準備

2.2 新花生殼（內網穿透）客戶端添加映射

新花生殼客戶端運行后，點擊客戶端主界面的“內網穿透”，進入花生殼WEB管理界面，點右上角“添加映射”，選擇自定義端口，輸入域名、映射名稱、內網主機IP地址和端口號，外網端口免費域名只能使用臨時端口號（隨機分配），點擊確定，映射成功后添加一條映射記錄，見表3：

點擊客戶端主界面的“自診斷”，出現如下信息：

花生殼 3.3.0.14073

Oray管理控制器->在線

正在解析DDNS服務域名：phddns60std.oray.net

正在檢測服務器115.159.161.245->成功

正在檢測服務器115.159.6.47->成功

已成功連接服務器（115.159.6.47）

正在解析轉發服務域名：phfwba-std0.oray.net

正在檢測服務器103.44.145.245->成功

已成功連接服務器（103.44.145.245）

說明花生殼服務器連接正常，動態域名IP地址已指向花生殼轉發服務器。至此，網絡限制已被突破，外網只要使用花生殼分配的這個域名+端口，就可以訪問內網主機了。

用戶也可以使用TCP-UDP Socket調試工具進行端口測試：

（1）在內網主機創建TCP Servr服務端。

（2）遠程控制外網主機創建TCP Client端，“對方Ip”：ygdz***.eicp.net；“對方端口”：26818。

（3）點擊“連接”按鈕進行Socket連接。連接成功后在TCP Server下面，自動增加了一個子連接，那么就表示通過TCP外網連接請求已經成功了，然后可以進行相互數據收發的測試。（因版面有限，不在附圖）

2.3 DSC_ DEMO 設置

運行DSC_ DEMO服務端，點擊菜單欄“設置”→“ 服務設置”，配置如下（見表4）：

確定后點擊工具欄的“啟動服務”按鈕，DEMO信息窗口出現服務端啟動的提示信息：“無線數據服務中心已啟動端口5002---PC201407151520（10.166.241.202）”。

正確配置GPRS DTU主要參數后，DTU重新上電啟動，主動連接DEMO成功后，DEMO會顯示 DTU 登陸 ID 號、移動內網IP地址等信息（見圖2）。

2.4 GPRS DTU參數配置

用RS232串口線和USB轉RS232串口線連接好DTU和筆記本電腦，DTU供電使用12V直流電源，在電腦設備管理器中選取合適的COM端口號。打開DTU參數配置工具，主要配置以下參數（DTU調試完成后恢復原來參數配置），其他參數正常配置。詳見表5

2.5 GPRS DTU、DSC-DEMO通訊測試

運行串口助手，DTU上電，注意串口助手接收窗口內出現的DTU狀態信息，見圖1：

GPRS DTU成功連接DSC-DEMO數據中心演示程序后，DEMO界面見圖2：

用串口助手手動發送“景泰氣象”，DEMO成功接收，點擊DEMO終端登陸號碼，在發送窗口發送數字“123456789”，串口助手接收正常。

在串口助手勾選“自動發送”，選擇自動發送周期，如10000ms，則DEMO每隔10s接收到數據，用以連續察看DTU數據發送情況。還可根據DEMO數據接收計數器的累計次數分析是否有數據漏傳情況出現。也可通過區域站有關設置對站點運行穩定性等情況做連續直觀測試。有了網絡支撐，用戶可根據需要靈活應用，還可以安裝其他的數據中心服務端軟件進行相關測試。

2.6 DEMO服務端在WIFI環境中的連接

以上連接測試是DEMO主機處于單位局域網內，采用有線網絡連接，對于以局域網靜態IP為上網方式的WIFI網絡（無線路由器WAN口IP為局域網靜態IP），內網穿透是否可行，測試如下：

（1）拔掉主機網線，設置主機無線網絡適配器（見表6），連接無線WIFI網絡。

（2）花生殼客戶端重新登錄后，點擊“自診斷”，查看花生殼服務器連接情況。

（3）花生殼服務器正常連接后，點擊“內網穿透”并添加映射，映射成功后記錄如表7：

（4）設置DTU的“DSC通訊端口”為36017（免費域名端口號不固定，使用不便，可以申請付費的固定端口號）。

（5）運行DSC-DEMO，“服務設置”中的“指定IP”設為192.168.0.102，啟動DEMO服務。

（6）打開串口助手，DTU上電，注意察看DEMO，很快就有設備登錄，DTU、DEMO又成功連接，內網穿透技術再次得到驗證。

（7）由于在花生殼客戶端同時添加了兩個映射，所以DEMO主機無論使用哪個網絡，只要保持DTU的“DSC通訊端口”和當前網絡對應的域名端口號一致以及DEMO“服務設置”的IP與當前網絡本機IP地址一致，DTU和DEMO就能順利連接。

（8）對于遠距離的DTU現場調試，筆記本電腦無4G網絡時，可以使用智能手機的“移動網絡共享”功能為筆記本提供WLAN熱點，有關網絡設置和內網映射同以上WIFI連接設置，經實際測試均能順利成功連接。也可以使用智能手機（安裝XT800移動版）遠程控制單位的DEMO服務端主機（安裝XT800 Windows版），查看和操作DEMO，配合調試工作。

3 結論

眾多內網用戶和無路由器管理權限的用戶，如何將內網IP映射到公網，通過公網也能輕松訪問，是用戶關心的問題。新花生殼（內網穿透）服務可以在復雜的網絡環境下提供內網映射，簡單易用，給用戶帶來全新體驗。使用內網穿透技術突破內網限制，為區域自動氣象站無線通訊網絡的調試提供了方便、快捷的網絡保障。在互聯網日益發展的今天，GPRS DTU無線數據傳輸在很多行業都有廣泛應用，盡管應用的行業不同，但應用的原理是相同的，對DTU的應用調試亦可參考本文有關方法。

參考文獻

[1]伍瀏陽，周樹功.基于GPRS通信的DTU數據服務中心的開發[J].唐山師范學院學報，2015，（5）：45-47.

[2]蘇軼，劉樹峰，王秀麗.區域自動站市縣兩級中心站管理方案[J].山東氣象，2014，（4）：58-61.

（作者單位：景泰縣氣象局）