CN108124013A - 一种物联网综合实训平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网综合实训平台，包括物联网网关、协调器、多个Zigbee终端、传感器组、多个光电耦合器以及执行器组，物联网网关通过串口连接协调器，物联网网关通过无线传输模块连接智能终端，协调器分别连接多个Zigbee终端，多个Zigbee终端分别连接传感器组中对应的传感器，且Zigbee终端通过光电耦合器连接与传感器相对应的执行器，本发明结构原理简单，智能化程度高，能够自由接入真实的传感器和执行器，配套不同种类的嵌入式网关，方便、灵活、快捷搭建多种物联网工程应用模型，借助组合软件编程，直观实现物联网的应用体系场景。

Description

一种物联网综合实训平台

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体为一种物联网综合实训平台。

背景技术

物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据；其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议‘’还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

物联网技术是采集各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。

目前的物联网平台智能化程度低，无法有效的实现对设备的按需控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物联网综合实训平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物联网综合实训平台，包括物联网网关、协调器、多个Zigbee终端、传感器组、多个光电耦合器以及执行器组，所述物联网网关通过串口连接协调器，所述物联网网关通过无线传输模块连接智能终端，所述协调器分别连接多个Zigbee终端，多个Zigbee终端包括第一Zigbee终端、第二Zigbee终端、第三Zigbee终端、第N Zigbee终端，N为大于3的整数，多个光电耦合器包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器、第M光电耦合器，M为大于3的整数；多个Zigbee终端分别连接传感器组中对应的传感器，且多个Zigbee终端分别通过多个光电耦合器连接与传感器相对应的执行器；

所述传感器组中包括温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、噪声传感器、震动传感器、红外传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器、粉层传感器、RFID传感器、可燃气体传感器、有害气体传感器；

所述执行器包括灯光控制器、空调控制器、加湿机、报警器、步进电机、电磁阀、除尘机。

优选的，所述协调器包括Zigbee单元、以太网接口单元、MCU单元以及防火墙单元，所述MCU单元分别耦接Zigbee单元、以太网接口单元和防火墙单元。

优选的，所述无线传输模块采用wifi 模块、zigbee 模块、红外模块、GPRS模块、4G模块中的至少一种。

优选的，其使用方法包括以下步骤：

A、传感器组采集现场信息，经过简单数据处理后，通过由节点和协调器组成的ZigBee无线网络，借助自定义协议传输到物联网网关；

B、物联网网关汇聚各路节点采集的数据，按照程序设定的算法，进行解析、整理、编码，再通过有线或无线网络上传到智能终端；

C、智能终端对物联网网关传来的数据再次进行解析、整理、编码，一方面将用户需要的信息通过可视化界面呈现给用户，另一方面根据用户的需求将部分有效数据进行保存，或形成新的编码指令，再借助物联网网关、协调器和智能终端，对执行器进行操作，达到按需控制终端设备的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明结构原理简单，智能化程度高，能够自由接入真实的传感器和执行器，配套不同种类的嵌入式网关，方便、灵活、快捷搭建多种物联网工程应用模型，借助组合软件编程，直观实现物联网的应用体系场景。

（2）本发明采用的协调器抗干扰能力强，有效的避免了现有技术中出现的数据丢失和传输道路堵塞的问题，提高了信号传输效率。

附图说明

图1为本发明整体控制原理图；

图2为本发明协调器原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种物联网综合实训平台，包括物联网网关1、协调器2、多个Zigbee终端、传感器组3、多个光电耦合器以及执行器组4，所述物联网网关1通过串口连接协调器2，所述物联网网关1通过无线传输模块5连接智能终端6，无线传输模块5采用wifi 模块、zigbee 模块、红外模块、GPRS模块、4G 模块中的至少一种；所述协调器2分别连接多个Zigbee终端，多个Zigbee终端包括第一Zigbee终端7、第二Zigbee终端8、第三Zigbee终端9、第N Zigbee终端，N为大于3的整数，多个光电耦合器包括第一光电耦合器10、第二光电耦合器11、第三光电耦合器12、第M光电耦合器，M为大于3的整数；多个Zigbee终端分别连接传感器组3中对应的传感器，且多个Zigbee终端分别通过多个光电耦合器连接与传感器相对应的执行器；

所述传感器组3中包括温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、噪声传感器、震动传感器、红外传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器、粉层传感器、RFID传感器、可燃气体传感器、有害气体传感器；

所述执行器组4包括灯光控制器、空调控制器、加湿机、报警器、步进电机、电磁阀、除尘机。

本发明中，协调器2包括Zigbee单元13、以太网接口单元14、MCU单元15以及防火墙单元16，所述MCU单元15分别耦接Zigbee单元13、以太网接口单元14和防火墙单元16。协调器工作的时候，首先通过以太网接口单元利用有线的方式与外部的上位机进行通讯，将通过Zigbee单元接收到的数据包发送到智能终端，其中这里的发送动作由 MCU 单元发出指令实行发送，以太网接口单元实现数据的传输，如此便能够很好的发送出数据，接着智能终端回复数据包收取指令，通过以太网接口单元，在 MCU 单元通过 Zigbee 单元将数据包将收取回应数据包进行协议转换并向目标终端设备发送，终端设备收到回应便删除数据包和停止发送，本发明采用的协调器抗干扰能力强，有效的避免了现有技术中出现的数据丢失和传输道路堵塞的问题，提高了信号传输效率。

本发明的使用方法包括以下步骤：

A、传感器组采集现场信息，经过简单数据处理后，通过由节点和协调器组成的ZigBee无线网络，借助自定义协议传输到物联网网关；

B、物联网网关汇聚各路节点采集的数据，按照程序设定的算法，进行解析、整理、编码，再通过有线或无线网络上传到智能终端；

C、智能终端对物联网网关传来的数据再次进行解析、整理、编码，一方面将用户需要的信息通过可视化界面呈现给用户，另一方面根据用户的需求将部分有效数据进行保存，或形成新的编码指令，再借助物联网网关、协调器和智能终端，对执行器进行操作，达到按需控制终端设备的目的。

本发明结构原理简单，智能化程度高，能够自由接入真实的传感器和执行器，配套不同种类的嵌入式网关，方便、灵活、快捷搭建多种物联网工程应用模型，借助组合软件编程，直观实现物联网的应用体系场景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种物联网综合实训平台，包括物联网网关（1）、协调器（2）、多个Zigbee终端、传感器组（3）、多个光电耦合器以及执行器组（4），其特征在于：所述物联网网关（1）通过串口连接协调器（2），所述物联网网关（1）通过无线传输模块（5）连接智能终端（6），所述协调器（2）分别连接多个Zigbee终端，多个Zigbee终端包括第一Zigbee终端（7）、第二Zigbee终端（8）、第三Zigbee终端（9）、第N Zigbee终端，N为大于3的整数，多个光电耦合器包括第一光电耦合器（10）、第二光电耦合器（11）、第三光电耦合器（12）、第M光电耦合器，M为大于3的整数；多个Zigbee终端分别连接传感器组（3）中对应的传感器，且多个Zigbee终端分别通过多个光电耦合器连接与传感器相对应的执行器；

所述传感器组（3）中包括温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、噪声传感器、震动传感器、红外传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器、粉层传感器、RFID传感器、可燃气体传感器、有害气体传感器；

所述执行器组（4）包括灯光控制器、空调控制器、加湿机、报警器、步进电机、电磁阀、除尘机。

2.根据权利要求1所述的一种物联网综合实训平台，其特征在于：所述协调器（2）包括Zigbee单元（13）、以太网接口单元（14）、MCU单元（15）以及防火墙单元（16），所述MCU单元（15）分别耦接Zigbee单元（13）、以太网接口单元（14）和防火墙单元（16）。

3. 根据权利要求1所述的一种物联网综合实训平台，其特征在于：所述无线传输模块（5）采用wifi 模块、zigbee 模块、红外模块、GPRS模块、4G 模块中的至少一种。

4.实现权利要求1所述的一种物联网综合实训平台的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

A、传感器组采集现场信息，经过简单数据处理后，通过由节点和协调器组成的ZigBee无线网络，借助自定义协议传输到物联网网关；

B、物联网网关汇聚各路节点采集的数据，按照程序设定的算法，进行解析、整理、编码，再通过有线或无线网络上传到智能终端；

C、智能终端对物联网网关传来的数据再次进行解析、整理、编码，一方面将用户需要的信息通过可视化界面呈现给用户，另一方面根据用户的需求将部分有效数据进行保存，或形成新的编码指令，再借助物联网网关、协调器和智能终端，对执行器进行操作，达到按需控制终端设备的目的。