CN201877028U - 一种物联网科研教学实验装置 - Google Patents

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郑淑军
夏海明
蔡盛贵
王华明
黄贤景
刘超
宋立峰
顾航
廖树伟
钟柳波
姜珊
孙香涛
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Abstract

本实用新型公开了一种物联网科研教学实验装置，其特征在于：包括一个通过SimpliciTI无线通讯平台组成一个无线局域网，无线局域网的AP节点(1)与物联网网关(3)或PC终端(6)连接；无线局域网的ED节点(2)与无线传感节点(4)和虚拟演示终端(5)相连。本实用新型作为物联网科研教学实验平台，在保证体积不大的同时能够让广大学生可以在该平台上自由发挥想象，既可以做小型实验，又能做许多大型综合实验，又给老师讲课提供更生动的体现。且本实用新型的系统架构比较清晰，让学生能够比较容易去理解物联网，且为他们的进一步深入提供良好的平台。

Description

一种物联网科研教学实验装置
技术领域
本实用新型涉及一种科研教学实验装置，特别是一种物联网科研教学实验装置。
背景技术
物联网(Internet of Things)，是建立在互联网基础上的实物互联网络，其宗旨是实现全球物品信息的实时共享和互通。它将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，将沟通从任何时间任何地点任何人之间的沟通连接扩展到人与物(Human to Thing)和物与物(Thing to Thing)之间的沟通连接。目前的物联网实验箱，根据市面上的物联网实验箱产品的图片说明及说明书介绍，系统均分为无线传感器节点、无线传感器网络网关、模拟控制设备等组成。无线传感器网络网关采集无线传感器节点的数据，根据需要通过无线传感器网络网关发送命令去控制模拟控制设备。这样导致物联网实验箱模拟控制设备大小决定了实验箱的大小：要实现大型复杂的功能，实验箱就得做成很大，搬起来非常的不方便，且要实现更复杂的实验可能性更小；这就造成小型物联网实验箱实现的功能比较有限。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种物联网科研教学实验装置。它可以满足像物联网智能家居、物联网智能农业等大型综合实验的需求，且保证实验箱的体积不会很大。
本实用新型的技术方案：一种物联网科研教学实验装置，其特征在于：包括一个通过SimpliciTI无线通讯平台组成一个无线局域网，无线局域网的AP节点与物联网网关或PC终端连接；无线局域网的ED节点与无线传感节点和虚拟演示终端相连。
前述的物联网科研教学实验装置中，所述物联网网关或PC终端，经GPRS或3G网络与智能手机和服务器相连，和/或经以太网与服务器相连，服务器还与远程计算机相连。
前述的物联网科研教学实验装置中，所述无线传感节点为与设有SimpliciTI无线通讯模块的标准无线模块相连的传感部件；所述传感部件通过I/O口与标准无线模块连接。
本实用新型的无线传感节点包括以下基本组成部分：
a)传感部件：有温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、红外对射传感器、热释电传感器、气体传感器等；这些传感器直接通过I/O口与标准无线模块连接；
b)标准无线模块；以16位RISC微处理器为核心，拥有128KB的Flash及16KB的RAM，主频可达32MHz，满足较大数据量的处理需求；
c)SimpliciTI无线通讯模块：以CC2500无线通讯模块为核心，拥有最大250Kbps的传输速率，满足多类型传感需求；
d)加上充电电路及充电电池，可以满足灵活方便的摆放需求；
本实用新型的物联网网关由由核心控制模块、触摸显示屏模块、 串口通讯模块、USB接口模块、外部存储接口模块、外部网络接口模块、其它相关外围器件等组成。
本实用新型的虚拟演示终端由核心控制模块、显示屏模块、串口通讯模块、音频模块及其它相关外围器件组成。可以以动画及声音的形式来描述这些设备的打开或关闭。
无线通讯网络基于SimpliciTI平台，分为AP节点及ED节点，AP节点作为主机，只与物联网网关及PC终端连接；ED节点作为分机，与无线传感器节点和虚拟演示终端连接。
无线传感节点分为被动节点和主动节点，被动节点为环境检测传感器模块，而主动节点则是报警传感器，虚拟演示终端也是作为被动节点。
这样物联网网关通过发送命令给无线传感被动节点采集相应的环境参数，存储并显示，在用户通过智能手机或远程计算机访问物联网网关就能获取这些环境参数。
而无线传感主动节点一旦检测到报警信息则主动发送报警信号给物联网网关，这样物联网网关通过GPRS/3G网络发送报警信号到用户手机或者发送到小区保安等。
与现有技术相比，本实用新型作为物联网科研教学实验平台，在保证体积不大的同时能够让广大学生可以在该平台上自由发挥想象，既可以做小型实验，又能做许多大型综合实验，又给老师讲课提供更生动的体现。且本实用新型的系统架构比较清晰，让学生能够比较容易去理解物联网，且为他们的进一步深入提供良好的平台。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
附图中的标记为：1-AP节点，2-ED节点，3-物联网网关，4-无线传感节点，5-虚拟演示终端，6-PC终端，7-远程计算机，8-智能手机，9-服务器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例。一种物联网科研教学实验装置，如图1所示，包括一个通过SimpliciTI无线通讯平台组成一个无线局域网，无线局域网的AP节点1与物联网网关3或PC终端6连接；无线局域网的ED节点2与无线传感节点4和虚拟演示终端5相连。所述物联网网关3或PC终端6，经GPRS或3G网络与智能手机8和服务器9相连，和/或经以太网与服务器9相连，服务器9还与远程计算机7相连。所述无线传感节点4为与设有SimpliciTI无线通讯模块的标准无线模块相连的传感部件；所述传感部件经I/O口与标准无线模块连接。
根据教学需求编写物联网网关软件或者PC终端软件通过SimpliciTI无线通讯平台实时采集无线温度传感节点、无线湿度传感节点、无线光照度传感节点等环境参数传感节点的相应信息存储并显示出来，像无线红外对射传感节点、无线热释电传感节点、无线烟雾传感节点等报警节点在采集到报警信号时主动通过SimpliciTI无线通讯平台发送给物联网网关3或者PC终端6，物联网网关会根据软件的功能将报警信息发送到用户智能手机8或者用户的远程计算机7。
而在该系统用于教学时，需要演示控制窗帘、空调、排气扇、电灯、电视机、电饭煲、热水器、水阀等设备；而将这些设备搬进教室似乎意义不是很大，且占用空间非常大，如果实用小电机或者发光二极管等来做演示显得不是很生动；于是本实用新型采用虚拟演示终端5将以上设备做成动画及声音的形式来描述这些设备的打开或关闭，即满足像物联网智能家居、物联网智能农业等大型综合实验的需求，且保证实验箱的体积不会很大。这样将虚拟演示终端实现动画显示及相关菜单功能，并将ED节点2与该模块连接，添加到无线局域网络，就能通过物联网网关3或PC终端6发送命令给虚拟演示终端来做显示相关动画、播放相关声音、及显示用电设备状态的功能。

Claims (3)

1.一种物联网科研教学实验装置，其特征在于：包括一个通过SimpliciTI无线通讯平台组成一个无线局域网，无线局域网的AP节点(1)与物联网网关(3)或PC终端(6)连接；无线局域网的ED节点(2)与无线传感节点(4)和虚拟演示终端(5)相连。
2.根据权利要求1所述的物联网科研教学实验装置，其特征在于：所述物联网网关(3)或PC终端(6)，经GPRS或3G网络与智能手机(8)和服务器(9)相连，和/或经以太网与服务器(9)相连，服务器(9)还与远程计算机(7)相连。
3.根据权利要求1或2所述的物联网科研教学实验装置，其特征在于：所述无线传感节点(4)为与设有SimpliciTI无线通讯模块的标准无线模块相连的传感部件；所述传感部件经I/O口与标准无线模块连接。
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