CN109741656A - 一种物联网综合实训实景沙盘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网综合实训实景沙盘系统，搭建于实景沙盘，设置了智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块，通过综合管理服务器对各模块统一管控，可以更有效为学校提供物联网课程的教学以及展示，同时，通过将三种成熟的物联网应用结合，可以更加宏观的领悟物联网应用的实际成果，达到数据联动的作用。

Description

一种物联网综合实训实景沙盘系统

技术领域

本公开涉及物联网实训相关技术领域，具体的说，是涉及一种物联网综合实训实景沙盘。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

如今物联网产业已经进入了成熟的发展时期，从工业4.0、中国制造2025到智能家居、智慧交通等等，无一不是物联网与传统行业的高效结合，可以说，物联网使得传统工业有了再次产业升级的可能。我国物联网产业处于全球物联网经济的发展前列，美国知名企业艾拉网络(Ayla Networks)的创始人戴维·弗里德曼(Dave Friedman)在2015年就预言，中国将在未来物联网领域领先全球。但现阶段我国物联网人才紧缺，培养物联网相关人才，就成为了我国学校、企事业单位的一个工作重点。然而，我国在物联网教学展示方面还处于一个探索阶段，与未来市场对物联网人才的大量需求存在较大的矛盾。

因此，如何设计一种作为物联网教学展示的系统，实现全方位的物联网的实训、教学以及展示，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种物联网综合实训实景沙盘系统，搭建于实景沙盘，设置了智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块，通过综合管理服务器对各模块统一管控，可以更有效为学校提供物联网课程的教学以及展示，同时，通过将三种成熟的物联网应用结合，可以更加宏观的领悟物联网应用的实际成果，达到数据联动的作用。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种或多个实施例提供了一种物联网综合实训实景沙盘系统，搭建于实景沙盘，包括综合管理服务器、展示界面以及智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块，所述综合管理服务器与展示界面相互通信，展示界面通过显示屏显示各模块的状态；所述综合管理服务器通过模块标准接口分别与智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块连接，分别对各模块的自动化设备统一管控；

所述智慧交通模块分为高速ETC自动收费智能区、停车场智能区、道路交通险情预警智能区和道路交通智能控制区；智慧交通模块的每个分区包括交通实景沙盘模型、设置在交通实景沙盘上的交通信息采集单元和交通自动执行单元以及分别与交通信息采集单元和交通自动执行单元连接的交通管理控制器，交通管理控制器与综合管理服务器通过无线连接；

所述道路交通险情预警智能区包括设置在沙盘上用于显示险情的机械结构模型和光电设施，用于检测险情并自动避险的智能车，以及用于实现险情支援的智能消防车、智能救护车或/和智能警车，所述自动避险的智能车包括整车控制器、光电红外传感器、小车无线通信模块和定位装置，所述整车控制器分别与光电红外传感器、小车无线通信模块和定位装置连接。

进一步地，所述智慧交通模块的高速ETC自动收费智能区包括ETC收费站、ETC演示智能车、RFID读写器、自动闸机控制模块，所述交通管理控制器分别与RFID读写器和自动闸机控制模块无线连接，所述ETC演示智能车上设置RFID电子标签，ETC收费站至少包括入库闸机和出库闸机，自动闸机控制模块分别与入库闸机和出库闸机连接，所述入库闸机和出库闸机处分别设置RFID读写器。

进一步地，所述智慧交通模块的停车场智能区包括设置在沙盘上的停车车位，每个车位上设置用于检测是否有车辆停靠的压力传感器，可自动行驶的智能小车和设置在停车场入口的车位信息显示装置，所述车位信息显示装置包括显示屏和车位信息控制器，车位信息控制器与分别显示屏和压力传感器连接，车位信息控制器与综合管理服务器无线连接。

进一步地，智能家居模块包括设置在沙盘上的智能家居房间和设备模型，包括设置在房间门口的门禁单元，设置在家居房间内的环境安防监测单元、灯光报警单元、家电遥控单元和电动窗帘单元，还包括远程控制单元，智能家居模块的门禁单元、环境安防监测单元、灯光报警单元、家电遥控单元、电动窗帘单元和远程控制单元分别与家居管理控制器连接。

进一步地，环境安防监测单元包括设置在智能家居房间内的温湿度传感器、可燃气气体检测传感器、光照传感器、烟雾传感器、水浸传感器、震动传感器、人体感应传感器和红外栅栏，所述环境安防监测单元的所有传感器与家居管理控制器连接。

进一步地，还包括视频监控单元，所述视频监控单元可以设置在房间门口和家居房间内，视频监控单元包括门禁摄像机和云台摄像机，所述禁摄像机和云台摄像机与家居管理控制器连接。

进一步地，智慧农业模块包括农业实景沙盘模型，设置在农业实景沙盘模型上的农作传感器组和农作自动执行机构，以及与传感器组和农作自动执行机构无线连接的农业管理控制器。

进一步地，所述农业实景沙盘模型包括温室大棚、农作物、农作物浇灌装置和遮阳卷帘，用于模拟农作物生长的场景。

进一步地，农作传感器组包括设置在温室大棚内的温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、风速传感器、水质检测传感器和视频摄像机，还包括设置在大棚外的光照度传感器，所述温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、风速传感器、水质检测传感器、视频摄像机和光照度传感器分别与农业管理控制器连接。

进一步地，农作自动执行机构包括设置在温室大棚顶面或侧面的电动遮阳帘和换气风扇，设置在温室大棚内电动水泵、电子加热器和植物生长灯，所述电动遮阳帘、换气风扇电动水泵、电子加热器、植物生长灯分别与农业管理控制器连接。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开通过综合管理服务器对各模块统一管控，可以更有效为学校提供物联网课程的教学以及展示，同时，通过将三种成熟的物联网应用结合，可以更加宏观的领悟物联网应用的实际成果，达到数据联动的作用。

(2)本公开功能多样，囊括了智能家居、智慧交通和智慧农业，每个模块设置了多个智能区，可根据需要自由设置需要实训的功能区，并且每个沙盘模块采用标准接口，可进行模块扩展，并可以提供详尽开发指南，便于学生定制开发扩展；

(3)本公开的沙盘模块可选择，默认基于交通、农业、家居三大类，内部模块可配置替换，根据需要自定义大小及各模块的规模；

(4)可实现场景联动，通过沙盘上的模块标准接口连接实际的系统，如沙盘通过网络或串口通信链路，与实际部署的交通、农业、家居系统实时联动，实时反馈真实环境设备状态。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的系统的框图；

图2是本公开的智慧交通模块的结构示意图；

图3是本公开的智能家居模块的结构示意图；

图4是本公开的智慧农业模块的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种物联网综合实训实景沙盘系统，搭建于实景沙盘，包括综合管理服务器、展示界面以及智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块，所述综合管理服务器与展示界面相互通信，展示界面用于显示各模块的状态或者采集的数据。所述综合管理服务器通过模块标准接口分别与智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块连接，分别对各模块的自动化设备统一管控。通过模块标准接口还可以连接实际的实际部署的交通、农业、家居系统实时联动，实时反馈真实环境设备状态。

展示界面在显示屏上显示，为UI展示层：主要分为交通模拟、农业模拟、家具模拟三部分，每部分都含有视频数据展示功能。在交通模拟中可以演示车辆调度，货车运输，闯红灯抓拍等功能；在农业模拟中可以演示智慧大棚和智慧农田中的喷灌、滴管、鼓风、无人机等演示；在家具模拟中可以演示智能家具中的电视、空调、窗帘、门等智能化控制。各模块中都加入了视频监控。

综合管理服务器主要通过中心的综合管理模块，统筹管理整个智慧沙盘系统的各个组成部分，对摄像设备、各模块的自动执行单元或者自动化设备进行统一管控，自动执行单元可以为各个电机控制模块和家具控制板进行合理管控。综合管理服务器主要的控制逻辑包括:环境参数变化的主动控制如设定阈值，沙盘模块中的各个部件根据实际运行参数变化而执行相应的操作；对沙盘上的可移动设备进行人为控制执行，如遥控车辆。

下面对各个模块分别进行说明。

1、智慧交通模块

智慧交通模块是面向车辆交通应用推出的系列物联网展示模块。该模块结自动识别技术、无线传感网、车联网、汽车模拟定位以及多种集成智能化技术，以车辆交通为核心，通过人、车、路传感网的互通互联实现对车辆交通系统的智能控制、管理。

通过该模块可以加深对物联网技术及智慧交通系统应用方向的了解与认知，同时通过该模块可以让使用者熟悉智慧交通系统相关项目的开发，完成从具体基础知识点到综合应用的提高。整个模块具有标准接口，可进行二次开发，从而提高沙盘的可扩展性。另外还可满足演示需求。

所述智慧交通模块分为高速ETC自动收费智能区、停车场智能区、道路交通险情预警智能区和道路交通智能控制区；智慧交通模块的每个分区包括交通实景沙盘模型、设置在交通实景沙盘上的交通信息采集单元和交通自动执行单元，以及分别与交通信息采集单元和交通自动执行单元连接的交通管理控制器，交通管理控制器与综合管理服务器通过无线连接；智慧交通模块的每个分区中的智能小车可以通用，当进行相应区域的实训时可以将控制相应的智能小车行驶至相应的区域。

所述智慧交通模块的实景沙盘模型可以包括建筑模型、交通道路、路灯、交通诱导牌、信号灯、ETC系统、智能停车场、智能车和城市轨道交通，所述交通道路上还可以设置道路故障。建筑模型包括：商圈CBD、住宅楼宇、桥梁、山地绿化等。各种模型可以采用塑料、木质等材料制作，与实际建筑、道路、停车场和轨道等外形相近。智能车以32位ARM处理器为控制核心，可以包括ZigBee无线通讯模块、红外光电传感器、直流电机伺服驱动等外围应用的综合机电控制系统，智能车可以实现寻迹、避障、无线通讯控制等功能。

智慧交通模块的通信网络为无线通信网络，交通信息采集单元和交通自动执行单元与交通管理控制器通过无线连接；可以采用ZigBee无线自组网，实现对道路气象环境包括温度、湿度、光照、雨雪等信息的实时监控与处理，系统通过ZigBee无线网络，连接实体沙盘中的全部交通功能单元设备，包括智能车、传感器、执行器、控制模块等设备联网，并将数据信息发送至交通管理控制器，交通管理控制器对数据进行分析、决策和处理。

1.1道路交通险情预警智能区

道路交通险情预警智能区可以包括设置在沙盘上用于模拟显示险情的险情模拟装置，用于检测险情并自动避险的智能车，用于实现小车定位的RFID定位装置，以及用于实现险情支援的智能消防车、智能救护车和智能警车，智能车与交通管理控制器无线连接。所述险情模拟装置可以为包括机械结构模型和光电设施，机械结构模型用于根据险情的具体类型设定与险情相似的模拟环境，模型的外形与险情的情景相似，可以采用障碍物模型，机械结构模型才可以采用塑料、木质或者金属材料制作，光电设置提供光电发生信号用于提供检测信号，实现各种险情的模拟。

交通险情常见的有断桥、积水、火灾等，可以分别设置灯光的颜色设置断桥、积水、火灾处为不同的灯光信号。模拟断桥的机械及光电设施可以为在相应的断桥模型上设置灯光，当小车检测到模拟断桥的物体，并检测到相应的灯光时判定为有交通险情，智能交通行驶规划、交通布局、停车位监控等做真实环境的模拟，同时验证相关的智能交通管理算法等。所述智能车包括整车控制器、光电红外传感器、小车无线通信模块和定位装置，所述整车控制器分别与光电红外传感器和定位装置连接，当智能车行驶至交通险情设置处，通过小车上设置的光电红外传感器分别检测到交通灯灯光或者断桥处的灯光信息，智能小车停止或者绕行，并将定位信息和险情信息通过ZigBee无线通讯模块发送到交通管理控制器，交通管理控制器向沙盘中的智能消防车、智能救护车或者智能警车发送救援信息。交通管理控制器将救援信息发送至综合管理服务器，在道路交通险情预警智能区可以设置摄像设备，摄像设备可以与综合管理服务器连接将沙盘现场视频传输至综合管理服务器，综合管理服务器可以将救援情况进行视频显示，也可发送相应的救援控制信息以调整救援策略。其他交通险情的模拟可以与断桥的模拟相同。

RFID定位装置包括设置在小车上的RFID读写器和设置在险情设置处的RFID标签，当小车经过的RFID标签读取的RFID标签的信息，实现智能小车的定位。

道路交通险情预警智能区配备道路交通中常见的断桥积水、火灾现场险情演示单元，通过生动逼真的机械及光电设施，完成断桥、火灾险情现场，智能车辆可自动对路面断桥险情进行感知、避险，对火灾发生地进行现场定位与支援。

1.2高速ETC自动收费智能区

智慧交通模块的高速ETC自动收费智能区包括设置在沙盘上的ETC收费站、用于通过ETC收费站的ETC演示智能车以及设置在智能车上的RFID电子标签，所述电子标签包含车辆识别信息，车辆识别信息至少包括车牌号，还包括用于设置在ETC收费站上用于读取RFID电子标签信息的RFID读写器，设置在ETC收费入口的入库闸机和设置在ETC收费出口的出库闸机，交通管理控制器与RFID读写器连接；高速ETC自动收费智能区的自动执行单元包括无线通信模块和自动闸机控制模块，自动闸机控制模块用于根据交通管理控制器的控制指令控制闸机打开和关闭，自动闸机控制模块的型号为CC2530。

本公开通过RFID无线感应系统完成ETC停车路费系统的场景演示。通过设置RFID电子标签和RFID读写器实现，RFID电子标签设置在智能车上，在ETC收费入口的入库闸机和ETC收费出口的出库闸机上分别设置RFID读写器。智能车辆经过ETC收费入口，RFID读写器读取车载电子标签即RFID电子标签，并将读取的信息传输至交通管理控制器，完成车辆信息识别，交通管理控制器将控制信息发送至自动闸机控制模块，控制入库闸机抬杆放行，当车辆驶出ETC收费出口时，同样的识别车载电子标签，自动完成信息检测和控制出口闸机抬杆放行，交通管理控制器自动进行车辆计费管理和数据库存储，车辆计费采集现有的高速计费方法。

1.3停车场智能区

智慧交通模块的停车场智能区包括设置在沙盘上的停车车位模型，每个车位上设置用于检测是否有车辆停靠的压力传感器，可自动行驶的智能小车和设置在停车场入口的车位信息显示装置。所述车位信息显示装置包括显示屏、无线通信模块和车位信息控制器，车位信息控制器与压力传感器连接，通过无线通信模块将车位信息传输至交通管理控制器，交通管理控制器将车位信息发送至综合管理服务器，通过综合管理服务器可以实现远程查看和预约车位，当预约车位将预约信息发送至车位信息显示装置，车位信息显示装置显示对应的车位已预约。

本实施例停车场智能区可提供多个停车车位，智能车辆可以为AGV小车，可以设置定位装置和电磁传感器，在相应区域的地面上可以设置电磁导轨，可自动行驶动态演示车辆停车过程，包括驶入、定点停车、驶出过程，可以实时监测停车位变化信息，并通过车位信息显示装置同步发布车位信息，远程设备可提前查看、预约车位。

1.4道路交通智能控制区

道路交通智能控制区主要实现车辆在道路上的正常行驶的演示，包括交通信号灯的控制单元、公交调度控制单元、车辆违章自动处理单元和路灯节能控制单元。包括设置在沙盘上的交通道路模型、交通信号灯模型、布设在路口的摄像设备、路灯模型和铺设在交通道路的环境监测单元，以及相应的显示屏。

环境监测单元通过部署在道路上的传感器，进行道路环境和气象信息的实时监测和发布，所述传感器可以包括温湿度传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器、超声波传感器、浸水传感器、照度传感器和光电传感器。通过检测道路相应的信号，可自动感知道路外界的天气阴晴变化、温湿度、雨雪等状况，并通过道路环境信息发布显示器进行显示和发布。具体的监测天气阴晴变化可以综合浸水传感器、照度传感器和温湿度传感器检测的信息，采用湿度指标模拟气候的变化，设置温湿度传感器检测道路环境的温湿度值，采用加湿设备模拟雨雪，通过湿度传感器检测雨雪情况，上述传感器与环境监测单元的环境监测控制器连接，控制相应的检测数据在显示屏上显示。

智能车辆上可以设置无线传输模块和定位导航装置，道路信息管理平台可本地、远程控制车辆行驶，并监测车辆状态。系统提供多种车辆模型，包括公交车、私家车、智能警车、智能救护车、智能消防车等。智能车辆上均设置无线通信模块，通过无线遥控可以实现车辆的运行。

交通信号灯的控制单元，包括设置在沙盘上的交通信号灯模型、设置在路口的车辆流量检测器和交通信号灯控制器，所述交通信号灯模型、车辆流量检测器分别与交通信号灯控制器连接。所述交通信号灯控制器与交通管理控制器连接，交通管理控制器可以将智慧交通模块的其他区域或单元检测的路况信息发送至交通信号灯控制器。信号灯可采用LED灯，交通信号灯的控制逻辑采用实际的信号灯控制方法，交通信号灯控制器可根据道路实际路况，对交通信号灯进行智能策略调度与控制。实际路况是指道路是否有故障如火灾、断桥，以及车辆流量检测器检测的车流信息，特殊情况下智能控制信号的特殊控制，如当前路口的两个相互垂直的方向上当其中一个方向A没有车辆，另外一个方向B的车辆等待数大于设定值时，将绿灯切换至方向B，使车辆通行。

公交调度控制单元包括设置在交通道路沙盘上的公交专用车道模型，还包括设置在路边的公交停靠站点，公交停靠站点处设置在公交站牌、停车检查装置及信息发布显示器，所述公交站牌、停车检查装置及信息发布显示器与交通管理控制器连接，停车检查装置检测公交车是否入站，并记录公交车的车号或编号，停车检查装置将检测的信息发送至交通管理控制器，交通管理控制器生成公交的位置信息和到站信息，并发送至信息发布显示器进行显示。所述停车检测装置具体为公交站牌模型处设置的RFID读写器，所述公交车上设置RFID标签，所述RFID读写器与交通管理控制器连接，RFID标签内设置公交车的车号、编号等细腻，本实施例的沙盘可以设置3个公交停靠站点，公交车辆自动停靠站，通过站点的停车检查装置和信息发布显示器，实时显示公交位置与到站信息，提高公共交通的通行效率。

车辆违章自动处理单元包括设置在信号灯路口的摄像头，当车辆行驶出现闯红灯、逆向行驶等交通违法行为进行图像抓拍，摄像头将抓拍的图像上传至交通管理控制器和综合管理服务器进行违章信息的记录和存储，可以进行违章记录与违章信息查询。

路灯节能控制单元包括道路交通中的路灯设备、设置在道路上的亮度传感器，所述路灯设备、亮度传感器分别与交通管理控制器连接。道路交通中的路灯设备，可通过道路传感器，如亮度传感器，由交通管理控制器自动控制路灯设备的开启与关闭，可实现白天光照强度大的条件下，自动检测关闭路灯设备，夜间光照度弱的情况下，自动检测并开启路灯设备，无需人为干预。

2、智能家居模块

本公开的体验式智能家居沙盘是面向展厅、学校物联网工程实训实验室的系列产品之一。该系统以智能家居为应用及布景对象，采用实际家居家电设备传感器模块，既贴近实际环境应用，又支持学习实践扩展，通过真实场景的展览演示与实训。

如图3所示为本公开的智能家居模块整体构架图，智能家居模块的家居管理控制器采用CBT智能控制器，所有的智能家居功能是通过中央提供的CBT智能控制器来实现的，智能控制器与各个单元之间有多种连接方式，覆盖了GPRS连接、无线WiFi连接以及红外/ZigBee连接，作为沙盘教学，支持多种无线连接方式，能更好的指导学生对物联网多连接的体会，在实际的智能家居应用场景中，根据设备的不同，支持多种无线连接技术也是智能家居必备的一个属性。

智能家居模块包括设置在沙盘上的智能家居房间和设备模型，包括设置在房间门口的门禁单元，设置在家居房间内的环境安防监测单元、灯光报警单元、家电遥控单元和电动窗帘单元，还包括远程控制单元，智能家居模块的门禁单元、环境安防监测单元、灯光报警单元、家电遥控单元、电动窗帘单元和远程控制单元分别与家居管理控制器连接。还可以包括视频监控单元，所述视频监控单元可以设置在房间门口和家居房间内。

环境安防监测单元包括设置在室内的传感器组，传感器组包括温湿度传感器、可燃气气体检测传感器、光照传感器、烟雾传感器、水浸传感器、震动传感器和人体感应传感器。还可以包括红外栅栏，所述红外栅栏可以设置在房间门窗或者院子里，红外栅栏可以为红外对射报警器，具体型号可以为LXDJ-31，当有外物入侵，红外对射报警器的红外线接收端未接受到红外信号进行报警。光照传感器、烟雾传感器、水浸传感器、震动传感器和人体感应传感器分别用于检测室内的光照强度、是否有烟雾、室内是否漏水、房屋是否发生了震动和室内是否有人，所述环境安防监测单元与家居管理控制器连接，并设置相应信号的阈值，当相应的检测数据超过相应的阈值，家居管理控制器发送报警信号控制灯光报警单元报警。环境安防监测单元还包括ZigBee无线模块，通过无线与家居管理控制器连接进行检测数据的传输。家居管理控制器与远程控制单元可以通过设置无线路由器连接，信号为WIFI信号，将监测和报警信号发送至远程控制单元，远程控制单元可以为远程电脑、移动手机或平板电脑。

灯光报警单元包括报警灯、紧急按钮、室内照明灯和ZigBee无线模块，灯光报警单元与家居管理控制器通过ZigBee无线通信。紧急按钮用于紧急报警信号，室内灯为LED调光灯，可以根据室内的光照信号变换LED调光灯的亮度。

视频监控单元包括门禁摄像机和云台摄像机，所述门禁摄像机和云台摄像机与家居管理控制器连接，可以通过有线连接，如通过RS485总线连接，还可以设置多路路视频传输，可以随意切换视频，并实时对家居中的环境进行本地和远程视频监控。

家电遥控单元包括设置在房间内的家电设备和遥控装置，所述遥控装置与家居管理控制器无线连接，所述遥控装置为ZigBee红外转发器。

红外/ZigBee转换器可以悬挂或者放置在室内，可以是实现多向红外遥控功能，可对常见多种红外家电统一进行遥控控制，如液晶电视机、投影仪、空调等，ZigBee红外转发器具有强大的遥控学习功能，可轻松增添红外遥控家电设备。

门禁单元包括读卡器、出门开关、门禁卡、门磁感应传感器、电磁锁及ZigBee无线模块，门禁单元通过ZigBee无线模块与家居管理控制器连接，门禁卡放置于读卡器处，读卡器将读取的信息与设定信息进行比较，如果相同，电磁锁打开可以开门；否则，不打开。当门被强行打开，门禁单元的门磁感应传感器将相应的检测信号传输至家居管理控制器，家居管理控制器产生相应的报警信息，并发送至灯光报警单元和远程控制单元。

电动窗帘单元包括电动窗帘和ZigBee无线模块，可以根据设置在窗台的光照传感器的信号控制电动窗帘的开合，或者通过遥控信息、时间设定信息控制电动窗帘的开合。

模式设置场景联动

系统可支持4种常见生活模式设置，普通模式、会客模式、外出模式、睡眠模式，通过不同生活模式的简单设置，可以设置不同的灯光，以及家居中门禁的开关等，使系统智能实施场景布置、报警联动等功能；

本公开的智能家居模块可以采用真实家居家电设备以及传感器模块，场景更贴近实际应用，同时支持参观展览，采用物联网前沿技术ZigBee无线组网方式，安装灵活，节省布线，稳定可靠。本公开的智能家居模块功能丰富易于扩展，集成了射频门禁、电动窗帘、家电遥控设备、视频摄像机、环境感应传感器、安防监控传感器等多种设备及模块，可以灵活进行硬件设备扩展，能够实现多种方式的物联网实训。

3、智慧农业模块

智慧农业模块包括农业实景沙盘模型、设置在农业实景沙盘模型上的农作传感器组和农作自动执行机构，以及与传感器组和农作自动执行机构无线连接的农业管理控制器。

所述农业实景沙盘模型包括温室大棚、农作物、农作物浇灌装置、遮阳卷帘用于模拟农作物生长的场景，还可以根据需要设置食品运输加工模拟场景的模型。

农作传感器组包括设置在温室大棚内的温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、风速传感器、水质检测传感器和视频摄像机，还包括设置在大棚外的光照度传感器，农作传感器组的所有传感器与农业管理控制器连接。农作自动执行机构包含设置在温室大棚顶面或侧面的电动遮阳帘和换气风扇，温室大棚内的设置在灌溉水管上电动水泵、电子加热器和植物生长灯，以及设置在沙盘上农业区的声光报警器、语音播放器、LED信息显示器和太阳能供电装置，太阳能作为智慧农业模块供电的电源模块为系统的工作提供电能。

本实施例的智慧农业模块可以实现农作物环境参数的实时监测，通过设置在温室大棚内传感器采集大棚内的空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、土壤水分和大气压力，采集棚外光照度、雨雪天气、风速等气象环境数据，传感器组将采集数据通过有线或者无线传输给农业管理控制器进行处理和分析，农业管理控制器将数据发送至LED信息显示器进行显示公布，可以以直观的图表和曲线的方式显示，农业管理控制器进行处理和分析后检测数值不在设定的范围内，生成报警信息并发送至声光报警器和语音播放器进行报警和提醒。智慧农业模块还可以包括远程终端，可以将报警信息发送至远程终端，所述远程终端可以为远程电脑或者手机，可以通过手机短信的形式发送。

本实施例的智慧农业模块可以实现农作自动执行机构的联动调控。大棚外的光照度传感器将检测的光照强度信息传输至农业管理控制器，将检测的光照度信息与设定的光照度阈值范围进行比较，如果小于设定的阈值，控制打开电动遮阳帘或/和植物生长灯；当大于设定的阈值范围，控制关闭开电动遮阳帘或/和植物生长灯。二氧化碳浓度传感器用于检测温室大棚内的二氧化碳浓度，二氧化碳浓度的大小直接影响植物的光合作用从而影响植物的生长，当检测的二氧化碳浓度高于或者低于设定的阈值范围，农业管理控制器将控制打开设置在大棚上的通风风扇，从而通过设置的通风口进行通风换气。温度传感器用于检测温室内的温度，当检测的温度小于设定的阈值，农业管理控制器控制打开电子加热器进行加热。土壤湿度传感器用于检测土壤水分数据，当土壤湿度较低，农业管理控制器控制打开电动水泵进行灌溉，灌溉装置可以设定为喷灌或滴灌。

本实施例的智慧农业模块可以实现农田的视频监控，设置在大棚内视频摄像机，实时拍摄农作物的生长的状态，或者是否有病虫害，并将视频数据传输至农业管理控制器，农业管理控制器通过视频数据的分析作物的生长长势，分析作物生长的整体状态及营养水平，可以从整体上提供更加科学的种植决策理论依据。

上述农作物环境环境监测数据和视频监控数据可以通过农业管理控制器传输至综合管理控制器，综合管理控制器将数据在统一的展示界面进行展示。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种物联网综合实训实景沙盘系统，其特征是：搭建于实景沙盘，包括综合管理服务器、展示界面以及智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块，所述综合管理服务器与展示界面相互通信，展示界面通过显示屏显示各模块的状态；所述综合管理服务器通过模块标准接口分别与智能家居模块、智慧交通模块和智慧农业模块连接，分别对各模块的自动化设备统一管控；

所述智慧交通模块分为高速ETC自动收费智能区、停车场智能区、道路交通险情预警智能区和道路交通智能控制区；智慧交通模块的每个分区包括交通实景沙盘模型、设置在交通实景沙盘上的交通信息采集单元和交通自动执行单元以及分别与交通信息采集单元和交通自动执行单元连接的交通管理控制器，交通管理控制器与综合管理服务器通过无线连接；

所述道路交通险情预警智能区包括设置在沙盘上用于显示险情的机械结构模型和光电设施，用于检测险情并自动避险的智能车，以及用于实现险情支援的智能消防车、智能救护车或/和智能警车，所述自动避险的智能车包括整车控制器、光电红外传感器、小车无线通信模块和定位装置，所述整车控制器分别与光电红外传感器、小车无线通信模块和定位装置连接。

2.如权利要求1所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：所述智慧交通模块的高速ETC自动收费智能区包括ETC收费站、ETC演示智能车、RFID读写器和自动闸机控制模块，所述交通管理控制器分别与RFID读写器和自动闸机控制模块无线连接，所述ETC演示智能车上设置RFID电子标签，ETC收费站至少包括入库闸机和出库闸机，自动闸机控制模块分别与入库闸机和出库闸机连接，所述入库闸机和出库闸机处分别设置RFID读写器。

3.如权利要求1所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：所述智慧交通模块的停车场智能区包括设置在沙盘上的停车车位，每个车位上设置用于检测是否有车辆停靠的压力传感器，可自动行驶的智能小车和设置在停车场入口的车位信息显示装置，所述车位信息显示装置包括显示屏和车位信息控制器，车位信息控制器与分别显示屏和压力传感器连接，车位信息控制器与综合管理服务器无线连接。

4.如权利要求1所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：智能家居模块包括设置在沙盘上的智能家居房间和设备模型，包括设置在房间门口的门禁单元，设置在家居房间内的环境安防监测单元、灯光报警单元、家电遥控单元和电动窗帘单元，还包括远程控制单元，智能家居模块的门禁单元、环境安防监测单元、灯光报警单元、家电遥控单元、电动窗帘单元和远程控制单元分别与家居管理控制器连接。

5.如权利要求4所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：环境安防监测单元包括设置在智能家居房间内的温湿度传感器、可燃气气体检测传感器、光照传感器、烟雾传感器、水浸传感器、震动传感器、人体感应传感器和红外栅栏，所述环境安防监测单元的所有传感器与家居管理控制器连接。

6.如权利要求4所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：智能家居模块还包括视频监控单元，所述视频监控单元可以设置在房间门口和家居房间内，视频监控单元包括门禁摄像机和云台摄像机，所述禁摄像机和云台摄像机与家居管理控制器连接。

7.如权利要求1所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：智慧农业模块包括农业实景沙盘模型，设置在农业实景沙盘模型上的农作传感器组和农作自动执行机构，以及与传感器组和农作自动执行机构无线连接的农业管理控制器。

8.如权利要求7所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：所述农业实景沙盘模型包括温室大棚、农作物、农作物浇灌装置和遮阳卷帘，用于模拟农作物生长的场景。

9.如权利要求7所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：农作传感器组包括设置在温室大棚内的温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、风速传感器、水质检测传感器和视频摄像机，还包括设置在大棚外的光照度传感器，所述温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、风速传感器、水质检测传感器、视频摄像机和光照度传感器分别与农业管理控制器连接。

10.如权利要求7所述的一种物联网综合实训实景沙盘，其特征是：农作自动执行机构包括设置在温室大棚顶面或侧面的电动遮阳帘和换气风扇，设置在温室大棚内电动水泵、电子加热器和植物生长灯，所述电动遮阳帘、换气风扇电动水泵、电子加热器、植物生长灯分别与农业管理控制器连接。