乐发500

RTU（retmote terminal unit）即远程终端单元。GB/T 34039-2017中对RTU的定义是：它具有数据采集、存储、控制输出、通信等功能，还具有计算和编程功能，能够接受遥控主机的操作，控制终端的动作，在野外安装，在现场与检测仪器、执行装置相连，适用于通信距离较长、环境复杂的工业场所。

定义中有三项重要需求：周边子站；数据的采集，存储，通讯，控制。这也是我们在设计和应用 RTU时要注意的问题。

★  RTU是其它系统的外围子站点，经常需要在复杂的野外环境中进行部署，对环境的适应能力很高；

★  在工作中，一端要收集各类现场仪器资料，一端要适应不同的系统，并支持不同的通讯协议，从通讯能力上来说，此时更象一个网关；

★  除了通讯之外，它还必须有自己的控制策略，并且还必须有一定的运算能力，也就是说， RTU是一种很聪明的装置。

所以 RTU是一种具有良好环境适应性的智能控制网关，它的关键在于环境适应性、通信网关、智能控制。

对复杂环境的适应能力

5G遥测终端机RTU分布于不同的工业场地，往往比较偏远、分散，电压不稳定，信号质量差。其工作环境通常都很糟糕，一根电线杆上的金属盒子就是“家”。

为了在恶劣的工况条件下稳定可靠的工作，5G遥测终端机RTU往往具备以下核心功能：

温度

一般在室外的工作温度范围在-20ºC~+70ºC，储存运输温度在-40ºC~+70ºC；而宽温RTU的工作温度则达到-40ºC~+70ºC，储存运输温度达到-55ºC~+85℃。这就意味着，在硬件上，所有的元件都要选择宽温的工业级，这是 RTU的特点。RTU在完成总体设计后，还要进行严格的温度测试，以确保其温度特性的一致性。

湿度

5%~95%，相对湿度无凝露。因此，在工作、储存、运输中，都需要达到这个湿度的要求。在硬件的实际设计中，选用的元件也要同样地加以考虑。RTU的总体设计完成后，除了对其进行湿度检测外，还要结合温度试验对其进行交变湿热检验，以保证其性能的一致性。

海拔

国标GB/T 34039对海拔的要求为工作2000米，储运3000米。但是，一些比较高档的 RTU，在海拔3000多米、4000多米的存储和运输中，都能达到一定的应用需求。在硬件设计过程中，高度会影响爬电间隙、爬电间距，从而增加了硬件的开发难度，提高了系统的制作费用。

电磁兼容性能

对EMI的抗扰性、 EMC的发射极限均有其自身的需求。

宽压供电

18-32VDC宽压供电，确保外界供电条件不佳时，也能正常启动工作。

抗电源噪声

现场的供电状况通常较差，应采用精心设计的电源调整器，以消除电力干扰。

低功耗

硬件本身功率消耗小，适合非市电，如太阳能，风能等。

机械适应性能

从三个不同的角度来看，震动，撞击，坠落，都有规定。样机设计完成后，还需进行相关试验。

其他安全要求

在产品设计过程中，应注意到箱体绝缘、防火、接地等方面的保护。

多样的通信方式

5G遥测终端机RTU的通信需求主要来自两方面，一方面是采集现场数据，另一方面是对外传输数据，两者有着显著的不同。

RTU多样通信拓扑示意图

数据采集

现场数据采集可分为有线和无线采集方式。

有线采集方式：包括I/O硬接线和现场总线，如RS-485。

无线采集方式：包括基于IEEE802.15.4的各种协议（ZigBee，A11，Wireless HART，ISA100.11a，WIA-PA等），以及其他自组网协议（LoRa，Sigfox等）或运营商网络协议（NBIoT），无线技术具备组网灵活、易维护、安全性高和可靠性高等优点。

有些现场仪表支持的通信协议是非标准的，为了提升适用性，往往支持自由（自定义）通信协议。

现场数据采集对接口也提出了要求，高端5G遥测终端机RTU一般具备多路RS485/RS232，在一些应用中，还支持多种无线采集方式。

数据对外传输

RTU支持的对外数据传输方式，除传统的以太网、串口等有线方式外，还包括GPRS、3/4/5G、WIFI、NB-IOT，和无线数传电台等无线方式。

对外传输的数据内容除常规的采集数据外，还可能包括视频、音频等监视数据。为了应对传输中断的情形，往往需要支持断点续传，例如在应用层采用DNP3.0协议。

通常，在冗余链路的基础上进行外部的通信，通常有两个网络分段。这两类网络都可以采用双线或无线方式。在各种网络中，也可以通过有线或无线方式来实现，比如在管线阀室中，它既能支持光纤，也能支持卫星通讯。

RTU的多种传输需求，使其在硬件方面的接口多种多样。高端 RTU一般都有2个单独的以太网端口，在特定情况下可以使用多种无线接口。

专业化的控制功能

在石油和天然气工业中，5G遥测终端机RTU常常被用于监测或监测阀室，通常的控制要求包括：从局部或远端接受和执行打开/关闭命令，根据阀室的温度自动控制风扇的启动和关闭，门禁系统和摄像头联动，现场可燃气体浓度检测和报警，压力检测和阀门控制。