CN108391098A - 物联网实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物联网实验装置。一种物联网实验装置，包括设备控制器组、物联网设备组以及摄像设备组，物联网设备组包括至少两个物联网设备，物联网设备与设备控制器组相连接，摄像设备组与设备控制器组相连接，设备控制器组接收外部的处理请求，根据处理请求控制物联网设备组中的物联网设备执行处理请求、输出处理数据，根据处理请求控制摄像设备组记录物联网设备组中的物联网设备执行处理请求的全过程、输出摄像设备组记录的视频数据。上述物联网实验装置，通过设备控制器组控制物联网设备组和摄像设备组工作，从而实现了对物联网设备组内多个物联网设备的控制，实现了基于增强现实的多个物联网设备的共享，提高了物联网设备的使用效率。

Description

物联网实验装置

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种物联网实验装置。

背景技术

随着物联网技术的发展，出现了物联网实验装置。物联网实验装置是能紧密结合物联网相关专业教学与科研的核心实验装置，能比较全面的满足用户在学习和研究物联网技术方面的需求。

传统的物联网实验装置包括物联网试验箱，箱中集成了包括传感器节点模块、RFID模块以及通信模块等在内的物联网模块，支持PC与ARM架构的二次开发与应用。传统的物联网实验装置只能给个人或一个小组单独使用，使用效率低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的物联网实验装置使用效率低的问题，提供一种物联网实验装置。

一种物联网实验装置，包括设备控制器组、物联网设备组以及摄像设备组，物联网设备组包括至少两个物联网设备，物联网设备与设备控制器组相连接，摄像设备组与设备控制器组相连接；

设备控制器组接收外部的处理请求，根据处理请求控制物联网设备组中的物联网设备执行处理请求、输出处理数据，根据处理请求控制摄像设备组记录物联网设备组中的物联网设备执行处理请求的全过程、输出摄像设备组记录的视频数据。

在其中一个实施例中，设备控制器组包括设备控制器，设备控制器与物联网设备组相连接，设备控制器与摄像设备组相连接，设备控制器包括：

任务分发单元，用于分发包括处理请求的任务至物联网设备组；

第一控制单元，用于控制摄像设备组工作；

第二控制单元，用于控制物联网设备组工作；

存储单元，用于保存并优化视频数据和处理数据，根据视频数据和处理数据生成并输出虚拟场景数据；

设置单元，用于获取物联网设备组的信息，根据物联网设备组的信息设置控制参数，控制参数用于与物联网设备组建立通信。

在其中一个实施例中，第一控制单元用于控制摄像设备组转动。

在其中一个实施例中，第二控制单元用于根据物联网设备组工作情况，选择物联网设备组中的空闲的物联网设备执行处理请求。

在其中一个实施例中，物联网实验装置还包括服务器，服务器与设备控制器组相连接，服务器用于接收与验证处理请求、转发处理请求至设备控制器组。

在其中一个实施例中，服务器还用于存储预设的物联网设备的配置数据和根据处理请求确定的实验信息，实验信息包括实验进度以及实验结果。

在其中一个实施例中，物联网实验装置还包括客户端，客户端与服务器相连接，客户端用于发送处理请求至服务器、从服务器获取预设的物联网设备的配置数据和实验信息。

在其中一个实施例中，物联网实验装置还包括客户端，客户端与设备控制器组相连接，客户端用于接收设备控制器组输出的虚拟场景数据。

在其中一个实施例中，客户端还用于根据虚拟场景数据，显示处理处理请求的场景和辅助实验的帮助信息。

在其中一个实施例中，摄像设备组包括至少四个摄像设备，物联网设备组中各物联网设备分别与摄像设备组中至少两个摄像设备相对应设置。

上述物联网实验装置，通过设备控制器组控制物联网设备组内的多个物联网设备工作，实现对多个物联网设备的合理调度，使物联网设备组内的物联网设备及时处理各类处理请求，通过设备控制器组控制摄像设备组记录物联网设备组中的物联网设备执行处理请求的全过程，根据输出的摄像设备组记录的视频数据实现对处理过程的记录，实现了基于增强现实的多个物联网设备的共享，提高了物联网设备的使用效率。

附图说明

图1为本申请物联网实验装置其中一个实施例的结构示意图；

图2为本申请物联网实验装置其中一个实施例的结构示意图；

图3为本申请物联网实验装置其中一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本申请。应该理解的是，本申请的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

一种物联网实验装置，如图1所示，包括设备控制器组100、物联网设备组200以及摄像设备组300，物联网设备组200包括至少两个物联网设备220，物联网设备220与设备控制器组100相连接，摄像设备组300与设备控制器组100相连接；

设备控制器组100接收外部的处理请求，根据处理请求控制物联网设备组200中的物联网设备220执行处理请求、输出处理数据，根据处理请求控制摄像设备组300记录物联网设备组200中的物联网设备220执行处理请求的全过程、输出摄像设备组300记录的视频数据。

物联网实验面向教学实验及科研应用开发需求，包括单片机、嵌入式系统及智能终端等软硬件平台，可以全方位覆盖物联网的感知与标识、通信与网络、接入与处理三个不同层面的各项核心关键技术。

设备控制器组用于控制物联网设备组和摄像设备组工作，物联网设备组内包括至少两个相同的物联网设备，相同的物联网设备可以用于执行相同的处理请求。常见的物联网设备组包括智能家居设备组、智能农业设备组、智能交通设备组以及智能玩具设备组。设备控制器组内包括设备控制器，此设备控制器为通用的设备控制器，可以控制不同类型的物联网设备组工作，设备控制器组内设备控制器的数量可以为一个或多个，一个设备控制器在工作期间会同时控制一个物联网设备组和一个摄像设备组工作，在发出控制指令之前，设备控制器会获取物联网设备组的信息，根据物联网设备组的信息设置控制参数，从而与物联网设备组建立通信。在本实验装置中，还为每个物联网设备组配置了摄像设备组，当设备控制器控制物联网设备组执行处理请求时，同时设备控制器会控制与物联网设备组对应的摄像设备组记录物联网设备组中的物联网设备执行处理请求的全过程。物联网设备组在执行处理请求时会输出处理数据，摄像设备组会输出记录的视频数据。物联网设备组包括至少两个物联网设备，将多个物联网设备以组为单位进行使用，能够提高物联网设备的使用效率，在物联网实验装置中，可以包括多个物联网设备组，实现多个物联网设备的合理使用。

常见的物联网设备组中，智能家居设备组主要用于住宅中的设备(如空调、灯、监控、电器)的智能应用；智能农业设备组，主要是以农业中的生产作为背景，对氧气、二氧化碳、温湿度、以及光照度进行监控，对异常情况进行报警；智能交通设备组，以交通模拟背景，涉及到汽车、红绿灯等交通灯、停车、车牌识别、高速ETC等；智能玩具设备组，主要指的是可以通过APP来控制行为的玩具。在设备控制器内有不同的两个单元分别控制物联网设备组和摄像设备组工作。设备控制器控制物联网设备组和摄像设备组工作的方式可以为，输出控制指令至物联网设备组和摄像设备组。处理请求由外部的服务器发送至设备控制器组，处理请求可以为一个数据包，设备控制器组在接收到这个处理请求数据包后，分配空闲的设备控制器进行处理，设备控制器对其中的处理请求进行解析，分析和选择合适的物联网设备组执行该处理请求，设备控制器在确定执行处理请求的物联网设备组后，首先与物联网设备组建立通信，然后将该处理请求放入处理请求队列当中，等待处理，当该物联网设备组中有物联网设备空闲时，选择该物联网设备执行该处理请求，同时控制摄像设备组记录该物联网设备执行处理求的全过程。

上述物联网实验装置，通过设备控制器组控制物联网设备组内的多个物联网设备工作，实现对多个物联网设备的合理调度，使物联网设备组内的物联网设备及时处理各类处理请求，通过设备控制器组控制摄像设备组记录物联网设备组中物联网设备执行处理请求的全过程，根据输出的摄像设备组记录的视频数据实现对处理过程的记录，实现了基于增强现实的多个物联网设备的共享，提高了物联网设备的使用效率。

在其中一个实施例中，如图2所示，设备控制器组100包括设备控制器120，设备控制器120与物联网设备组200相连接，设备控制器120与摄像设备组300相连接，设备控制器120包括：

任务分发单元122，用于分发包括处理请求的任务至物联网设备组200；

第一控制单元124，用于控制摄像设备组300工作；

第二控制单元126，用于控制物联网设备组200工作；

存储单元128，用于保存并优化视频数据和处理数据，根据视频数据和处理数据生成并输出虚拟场景数据；

设置单元129，用于获取物联网设备组200的信息，根据物联网设备组200的信息设置控制参数，控制参数用于与物联网设备组200建立通信。

具体的，设备控制器在接收到处理请求之后，首先会对处理请求进行分析，确定处理该处理请求的物联网设备组，通过设置单元与物联网设备组建立通信。然后通过任务分发单元分配处理请求至处理该处理请求的物联网设备组。在将处理请求分配至物联网设备组之后，设备控制器中的第二控制单元会控制被分配处理该处理请求的物联网设备组工作。由于物联网设备组中包括多个物联网设备，同一个物联网设备组当中的所有的物联网设备是都可以执行该处理请求的，第二控制单元首先将该处理请求放入处理请求队列当中，当物联网设备组中的物联网设备空闲时，选择该空闲的物联网设备执行处理请求。当第二控制单元选择好物联网设备执行处理请求时，第一控制单元控制与该物联网设备组对应的摄像设备组工作，记录物联网设备处理该处理请求的全过程。当物联网设备执行完处理请求之后，对应的摄像设备组也停止工作，并生成物联网设备执行处理请求的视频数据，此时物联网设备会将处理数据传输至存储单元，摄像设备组会将视频数据传输至存储单元，用于保存和优化。存储单元在接收到视频数据后会对视频数据进行优化，根据视频数据和处理数据生成并输出虚拟场景数据。虚拟场景数据指的是综合处理数据和视频数据得到的数据，将虚拟场景数据导入虚拟场景显示软件中，可以再现处理处理请求的视频画面。其中，设置模块主要用于设备控制器的初始化，设备控制器为通用的设备控制器，可以与所有的物联网设备组实现通信，在确定与设备控制器通信的物联网设备组和摄像设备组之后，设备控制器会获取物联网设备组的信息，根据物联网设备组的信息设置控制参数，根据控制参数与物联网设备组建立通信，以便工作时发送控制信号至物联网设备组。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一控制单元124用于控制摄像设备组300转动。

具体的，摄像设备组包括摄像设备，第一控制单元控制摄像设备组工作主要指的是控制摄像设备组中的摄像设备转动，因为在一个物联网设备组中存在多个物联网设备，只有在物联网设备执行处理请求时，才需要开启摄像设备组中的摄像设备对其处理过程进行记录。为了更好地记录物联网设备执行处理请求的过程，第一控制单元会控制摄像设备组中的摄像设备根据物联网设备的位置进行转动，转动到一个合适的角度进行拍摄，以形成良好的立体摄像效果。

在其中一个实施例中，如图2所示，第二控制单元126用于根据物联网设备组200工作情况，选择物联网设备组200中的空闲的物联网设备220执行处理请求。

具体的，设备控制器在接收到外部的处理请求之后，会根据处理请求的类型通过任务分发单元将处理请求分配至合适的物联网设备组，此时物联网设备组中可能并没有空闲的物联网设备能执行该处理请求，第二控制单元会根据物联网设备组的工作情况，首先将该处理请求放在处理请求队列中，当物联网设备组中的物联网设备空闲时，将处理请求从处理请求队列中移除，选择物联网设备执行该处理请求。

进一步的，在处理请求队列中，有多个处理请求在排队时，一般按照排队顺序依次安排物联网设备对其进行处理，但当某个处理请求需要加急处理时，也可以将其安排在处理请求队列的队首。首先在客户端对需要加急处理的处理请求进行加急标记，然后将其传输至服务器，服务器会转发携带加急标记的处理请求至设备控制器组，设备控制器组分配设备控制器处理该携带加急标志的处理请求，设备控制器接收到该携带加急标记的处理请求之后，会通过任务分发单元将其分配至能处理该处理请求的物联网设备组，并通过第二控制单元将其排列在处理请求队列的前列，优先处理该处理请求。

在其中一个实施例中，如图3所示，物联网实验装置还包括服务器400，服务器400与设备控制器组100相连接，服务器400用于接收与验证处理请求、转发处理请求至设备控制器组100。

具体的，服务器指的是负责连接软、硬件资源以及提供高性能的综合业务服务的服务器，它整合了计算、存储以及网络等功能，为用户提供公用化的互联网基础设施服务。服务器与设备控制器组相连接，服务器在接收到来自客户端的用户的处理请求之后，会对用户的身份进行验证，验证完成后会将该处理请求转发至设备控制器组，供设备控制器组处理。其中，对用户进行身份验证的方式可以为，在每个用户初次使用时，要求其注册账号与密码，并记录其账号和密码，在之后的每次操作过程中，都要求其使用账号和密码进行登录，将用户输入的账号和密码与记录的账号和密码进行对比，从而验证用户信息。

在其中一个实施例中，服务器400还用于存储预设的物联网设备的配置数据和根据处理请求确定的实验信息，实验信息包括实验进度以及实验结果。

具体的，物联网设备的配置数据包括一些使用物联网设备的基本要求和规范等。服务器在接收到来自客户端的处理请求之后，会反馈预设的物联网设备的配置数据至客户端，供用户查看。同时，服务器还会存储根据处理请求确定的实验信息，作为备份数据。在存储的实验信息中，实验进度和实验结果由设备控制器上传至服务器。其中，实验进度可以为百分数或实验完成所需剩余分钟数，表示实验的完成情况，实验结果可以为通过分析实验数据得到的实验报告。

在其中一个实施例中，如图3所示，物联网实验装置还包括客户端500，客户端500与服务器400相连接，客户端500用于发送处理请求至服务器400、从服务器400获取预设的物联网设备220的配置数据和实验信息。

具体的，客户端或称为用户端，与服务器相对应，包括为客户提供本地服务的程序，需要与服务端互相配合运行。常用的用户端包括学生和老师的电脑或者移动设备。客户端与服务器相连接，学生通过客户端发送处理请求至服务器，并在发送处理请求之后从服务器获取预设的物联网设备的配置数据和实验信息。其中，物联网设备的配置数据是服务器在接收到处理请求之后立刻反馈给客户端的，而实验信息可以为学生按照自己的需求随时从服务器获取。老师可以通过客户端获取服务器上存储的学生的实验信息，便于检验学生的实验质量，及时发现实验问题，并提供帮助。

在其中一个实施例中，如图3所示，物联网实验装置还包括客户端500，客户端500与设备控制器组100相连接，客户端500用于接收设备控制器组100输出的虚拟场景数据。

具体的，设备控制器中的存储模块会生成虚拟场景数据，并输出虚拟场景数据至客户端，用户可以通过客户端查看虚拟场景数据，了解实验情况。

在其中一个实施例中，客户端500还用于根据虚拟场景数据，显示处理处理请求的场景和辅助实验的帮助信息。

具体的，在客户端中预置有虚拟场景显示软件，在用户接收到虚拟场景数据之后，可以将虚拟场景数据导入虚拟场景显示软件中，该软件会显示处理处理请求的场景，还原整个处理处理请求的过程，通过这种方式能更为直观地将执行处理请求的过程展示给用户。

在其中一个实施例中，摄像设备组包括至少四个摄像设备，物联网设备组中各物联网设备分别与摄像设备组中至少两个摄像设备相对应设置。

具体的，为了实现更好的立体摄像效果，两个摄像设备与物联网设备的相对位置并不相同，可以将其中一个摄像设备与物联网设备平行放置，另一个摄像设备与物联网设备垂直放置。

在其中一个实施例中，通过一个实例来说明本方案。

首先用户通过客户端向服务器提出处理请求，服务器在接收到该处理请求之后，对用户权限进行校验，验证完成后，将该处理请求转发至设备控制器组，设备控制器组解析该处理请求，并分配设备控制器处理该处理请求，设备控制器首先根据处理请求的类型确定能够处理该处理请求的物联网设备组，获取物联网设备组的信息，根据物联网设备组的信息设置控制参数，与物联网设备组建立通信。然后通过任务分发单元将处理请求分配至已建立通信的物联网设备组。接着通过第二控制单元将处理请求放入处理请求队列中进行排队，当存在空闲的物联网设备时，第二控制单元将该处理请求从队列中移除，安排空闲的物联网设备执行该处理请求，在执行处理请求时，物联网设备传输处理数据至存储单元，处理数据包括处理请求执行过程中产生的数据、最终的处理结果以及处理结果分析。在物联网设备开始处理该处理请求时，第一控制单元控制与该物联网设备对应的摄像设备组工作，通过摄像设备组中的摄像设备记录物联网设备执行处理请求的全过程，并传输对应的视频数据至存储单元。存储单元优化视频数据，并根据处理数据和视频数据生成并输出虚拟场景数据至客户端。客户端在接收到虚拟场景数据之后，会通过客户端上的虚拟场景显示软件显示虚拟场景的视频画面，这种方式能够更为直观地将执行处理请求的过程展示给用户。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种物联网实验装置，其特征在于，包括设备控制器组、物联网设备组以及摄像设备组，所述物联网设备组包括至少两个物联网设备，所述物联网设备与所述设备控制器组相连接，所述摄像设备组与所述设备控制器组相连接；

所述设备控制器组接收外部的处理请求，根据所述处理请求控制所述物联网设备组中的所述物联网设备执行所述处理请求、输出处理数据，根据所述处理请求控制所述摄像设备组记录所述物联网设备组中的所述物联网设备执行所述处理请求的全过程、输出所述摄像设备组记录的视频数据。

2.根据权利要求1所述的物联网实验装置，其特征在于，所述设备控制器组包括设备控制器，所述设备控制器与所述物联网设备组相连接，所述设备控制器与所述摄像设备组相连接，所述设备控制器包括：

任务分发单元，用于分发包括所述处理请求的任务至所述物联网设备组；

第一控制单元，用于控制所述摄像设备组工作；

第二控制单元，用于控制所述物联网设备组工作；

存储单元，用于保存并优化所述视频数据和所述处理数据，根据所述视频数据和所述处理数据生成并输出虚拟场景数据；

设置单元，用于获取所述物联网设备组的信息，根据所述物联网设备组的信息设置控制参数，所述控制参数用于与所述物联网设备组建立通信。

3.根据权利要求2所述的物联网实验装置，其特征在于，所述第一控制单元用于控制所述摄像设备组转动。

4.根据权利要求2所述的物联网实验装置，其特征在于，所述第二控制单元用于根据所述物联网设备组工作情况，选择所述物联网设备组中的空闲的物联网设备执行所述处理请求。

5.根据权利要求1所述的物联网实验装置，其特征在于，还包括服务器，所述服务器与所述设备控制器组相连接，所述服务器用于接收与验证所述处理请求、转发所述处理请求至所述设备控制器组。

6.根据权利要求5所述的物联网实验装置，其特征在于，所述服务器还用于存储预设的物联网设备的配置数据和根据所述处理请求确定的实验信息，所述实验信息包括实验进度以及实验结果。

7.根据权利要求6所述的物联网实验装置，其特征在于，还包括客户端，所述客户端与所述服务器相连接，所述客户端用于发送所述处理请求至所述服务器、从所述服务器获取所述预设的物联网设备的配置数据和所述实验信息。

8.根据权利要求1所述的物联网实验装置，其特征在于，还包括客户端，所述客户端与所述设备控制器组相连接，所述客户端用于接收所述设备控制器组输出的虚拟场景数据。

9.根据权利要求8所述的物联网实验装置，其特征在于，所述客户端还用于根据所述虚拟场景数据，显示处理所述处理请求的场景和辅助实验的帮助信息。

10.根据权利要求1所述的物联网实验装置，其特征在于，所述摄像设备组包括至少四个摄像设备，所述物联网设备组中各所述物联网设备分别与所述摄像设备组中至少两个所述摄像设备相对应设置。