初识DTU

DTU（Data Transfer unit）是实现遥感、遥控、遥测以及远程升级（OTA）的关键器件，通俗的讲DTU可以理解为在终端与服务器之间铺设的高速公路，这条高速公路上有汽车也有服务区。传输的数据则是这条高速公路上飞驰的汽车，当出现交通拥堵时可以进入服务区（DataBuffer）稍事休息。

4G DTU

联网方式

DTU常用的无线联网方式有Wifi、Lora、NBIot、2G、4G等，其中由于这几年运营商2G逐渐退网的原因，主流应用也逐渐转变为以4G为主了。主要是因为这种方式受时间、空间的限制最小，只要附近有信号DTU就可以正常联网，而且现在小流量物联网卡包年的资费一般也就几十块钱。

4G模块的选择

主要从模块的稳定性、开发难度、功耗、传输数据量几方面考虑，国内品牌有中兴、华为、移远、有方、龙尚、SIMCON等等，每家产品都有其自身的优势与特点，实际应用时可根据侧重点进行选择。

主流应用4G模块主要有Cat.1、Cat.4两个类别，Cat.1可以称为“低配版”的 4G 终端，上行峰值速率5Mbit/s，下行峰值速率10Mbit/s，与Cat.4相比Cat.1更具成本优势；Cat.4上行峰值速率50Mbit/s，下行峰值速率150Mbit/s。

由于我主要使用DTU进行数据传输和OTA，且传输的数据量不大，所以Cat.1的带宽完全满足需求。

4G模块类别

电路设计

这里重点介绍4G模块供电电源与射频信号部分，因为这两部分设计不好直接影响产品的稳定性。其它部分不做说明，感兴趣的朋友可留言交流。

DTU 电路框图

由于DTU为12V供电， 4G模块的工作电压范围为3.4V～4.2V，因此需要一级DCDC变压。4G模块RF数据传输不是连续的，每个包数据Burst，瞬时峰值电流高达2.5A。因此，要确保电源设计中，电源走线阻抗低，在瞬时峰值电流时才不会有大的电压跌落，引起模块工作异常。输出端的电解电容尽量靠近4G模块放置，且电源线宽至少2.5mm。

4G模块供电电源

4G模块供电电源

4G模块天线引脚到天线接口的走线为射频线，射频线走线长度应尽量短，周围要用接地铜箔包裹，且要均匀打接地过孔减小接地阻抗。射频信号还应注意远离数字电路、开关电源、电源变压器、功率电感和时钟信号等。

射频信号先处理

到这里DTU的硬件设计部分基本已经分享完了，希望对朋友们有所帮助。下一篇准备把DTU的软件设计部分分享给大家，感兴趣的朋友记得收藏、点赞，3Q！