CN203689748U - 物联网综合实验箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开物联网综合实验箱，包括：供电底板，安装在供电底板上的通信模块、数据采集模块、应用网关，通信模块与数据采集模块、应用网关通信连接；其特征在于，在供电底板上可插拔地设有至少一个节点模块，所述通信模块、数据采集模块可插拔地安装在节点模块上，通信模块与数据采集模块之间通过节点模块进行通信连接；所述节点模块通过插针或插排安装到供电底板上，各节点模块的插针或插排具有相同的结构。与现有技术相比，本实用新型提供的物联网综合实验箱具有维护方便、可扩展性好、数据通信方式能自主选择的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及通用教学实验设备技术领域，尤其涉及物联网综合实验箱。
背景技术
随着物联网技术的快速发展，各大高校纷纷设立了物联网专业，相应的物联网实验平台也应运而生。
现有技术中，物联网实验平台主要由传感器节点组、嵌入式网关、强电控制器、交直流供电、PC上位机、实验桌组成，可以运行Linux、Android、WinCE等三种操作系统。其中，传感器协议栈包括两种类型的传感器节点，分别是433M无线通信节点和Zigbee无线传感器节点。433M无线通信节点包括：震动节点、指纹节点、玻璃破碎节点和烟雾节点；Zigbee无线传感器节点共有12个，分两行排列，第一行分别为：温湿度、光敏、光线、结露、颜色、三轴加速度；第二行分别为：数字气压、火焰、可燃气体、遥控按键、RFID、继电器。
然而，现有的物联网综合实验箱大都采用一体化设计，带来的问题是扩展性差，维修不便，当某一器件损坏则整套设备无法正常工作。同时，传感器节点的信号传输方式是既定的，不能根据需要自主选择调整。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种纯模块化的物联网综合实验箱，解决物联网综合实验箱维修不便的问题，并实现数据通信方式的自主选择。
为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。
物联网综合实验箱，包括：供电底板，安装在供电底板上的通信模块、数据采集模块、应用网关，通信模块与数据采集模块、应用网关通信连接；其特征在于，在供电底板上可插拔地设有至少一个节点模块，所述通信模块、数据采集模块可插拔地安装在节点模块上，通信模块与数据采集模块之间通过节点模块进行通信连接。
作为本实用新型的一种改进技术方案，所述节点模块通过插针或插排安装到供电底板上，各节点模块的插针或插排具有相同的结构。
作为本实用新型的一种改进技术方案，所述节点模块包括：微处理器，与微处理器连接的通信模块接口、数据采集模块接口，以及供电接口；所述供电接口与供电底板连接，为节点模块集中供电。
作为本实用新型的一种改进技术方案，所述通信模块为WiFi模块、433MHz无线通信模块和Zigbee通信模块中的一种或几种，WiFi模块、433MHz无线通信模块、Zigbee通信模块具有相同的插针结构。
作为本实用新型的一种改进技术方案，所述数据采集模块为温湿度传感器模块，光敏传感器模块，二氧化碳传感器模块，火焰传感器模块，气压传感器模块，光线传感器模块，可燃气体传感器模块，颜色传感器模块及结露传感器模块中的一种或几种；各传感器模块具有相同的插针结构。
作为本实用新型的一种改进技术方案，微处理器与通信模块接口之间通过通用异步接收/发送装置进行双向通信连接，微处理与数据采集模块接口之间通过四路通用输入/输出针脚连接。
作为本实用新型的一种改进技术方案，在供电底板上还安装有高频RFID模块，该高频RFID模块与应用网关通信连接。
作为本实用新型的一种改进技术方案，所述高频RFID模块可插拔地连接在供电底板上，且供电底板上用来安装高频RFID模块的连接口和用来安装节点模块的连接口形状一致。
作为本实用新型的一种改进技术方案，所述供电底板为单层PCB板。
与现有技术相比，本实用新型提供的物联网综合实验箱具有以下有益效果：
一、通信模块、数据采集模块通过节点模块安装到供电底板上，形成独立的功能模块，从而达到当某一功能模块发生损坏时，不影响其它功能模块正常工作，受损模块也可以及时更新。
二、由于通信模块、数据采集模块与节点模块之间为可插拔地连接，方便将不同功能的通信模块与不同功能的数据采集模块进行组合，大大提高了物联网教学平台的可扩展性，实现数据通信方式的自主选择；同时，由于各节点模块之间通过相同的插针或插排与供电底板连接，使得各功能模块之间可以互相更迭代替，方便实现多种功能模块的组合，进而达到不同的教学目的。
附图说明
图1所示为本实用新型提供的物联网综合实验箱结构示意图；
图2所示为。
附图标记说明：
1、供电底板，2、节点模块，3、应用网关，4、通信模块，5、数据采集模块，6、高频RFID模块，A、功能模块；
41、WiFi模块，42、433MHz无线通信模块，43、Zigbee通信模块，44、Zigbee协调器。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型的实质，结合附图对本实用新型的具体实施方式说明如下。
如图1、图2所示，物联网综合实验箱，包括：供电底板1，安装在供电底板1上的十个节点模块2、应用网关3，以及安装在节点模块2上的通信模块4和数据采集模块5。
其中，节点模块2与供电底板1之间为可插拔地连接，通信模块4、数据采集模块5与节点模块2之间也为可插拔地连接。在这里，所述可插拔地连接是指：节点模块2通过插针或插排安装到供电底板1上，通信模块4、数据采集模块5也通过插针或插排安装到节点模块2上。特别地，各节点模块2的插针或插排具有相同的结构，通信模块2、数据采集模块3与节点模块2构成独立的功能模块A，当某一功能模块A发生损坏时，不影响其它功能模块正常工作，只需直接替换受损功能模块即可，维护方便。
本实施例中，优选供电底板1为单层PCB板，用于承载应用网关3以及所有的节点模块2，并统一为它们供电。在其他实施方式中，节点模块2的数量根据实际需要进行调整，不限于本实施例。
优选节点模块2包括：微处理器，与微处理器连接的通信模块接口、数据采集模块接口，以及供电接口。实际连接时，微处理器与通信模块接口之间采用通用异步接收/发送装置进行双向通信连接，微处理与数据采集模块接口之间采用四路通用输入/输出针脚连接，以实现通信模块接口与数据采集模块接口之间的通信。实际安装时，首先在通信模块接口上安装通信模块4,然后在数据采集模块接口上安装数据采集模块5，使数据采集模块5与通信模块4一一对应，最后通过供电接口将节点模块2安装到供电底板1上，为节点模块2集中供电。
优选通信模块4包括：三个WiFi模块41、三个433MHz无线通信模块42和三个Zigbee通信模块43，这些通信模块分别设置在九个节点模块2上，且各通信模块具有相同的插针结构，以便进行自由排布或替换。由于采用了Zigbee通信模块43，在电路底板1上相应地设有Zigbee协调器44，该Zigbee协调器44插接在一个节点模块上，与电路底板1构成可插拔地连接。
优选数据采集模块5为温湿度传感器模块。在其他实施方式中，数据采集模块5在温湿度传感器模块，光敏传感器模块，二氧化碳传感器模块，火焰传感器模块，气压传感器模块，光线传感器模块，可燃气体传感器模块，颜色传感器模块，结露传感器模块等所有种类传感器模块中任意选择；为保证数据采集模块5之间的自由替换，各数据采集模块也具有相同的插针结构。
进一步地，在供电底板1上还安装有高频RFID模块6，该高频RFID模块6与应用网关3之间通信连接，用来进行射频模拟实验。在这里，为实现高频RFID模块的维修和替换，优选高频RFID模块6可插拔地连接在供电底板1上，且供电底板1上用来安装高频RFID模块6的连接口和用来安装节点模块2的连接口形状一致，提高接口的通用性。
以上具体实施方式对本实用新型的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本实用新型的保护范围进行限制。显而易见地，在本实用新型实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，比如变化传感器模块的种类，增加节点模块上通信模块接口和数据采集模块接口的数量等等。需要注意的是，这些简单改进或等效变换，都落在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.物联网综合实验箱，包括：供电底板，安装在供电底板上的通信模块、数据采集模块、应用网关，通信模块与数据采集模块、应用网关通信连接；其特征在于，在供电底板上可插拔地设有至少一个节点模块，所述通信模块、数据采集模块可插拔地安装在节点模块上，通信模块与数据采集模块之间通过节点模块进行通信连接。
2.根据权利要求1所述的物联网综合实验箱，其特征在于，所述节点模块通过插针或插排安装到供电底板上，各节点模块的插针或插排具有相同的结构。
3.根据权利要求1所述的物联网综合实验箱，其特征在于，所述节点模块包括：微处理器，与微处理器连接的通信模块接口、数据采集模块接口，以及供电接口；所述供电接口与供电底板连接，为节点模块集中供电。
4.根据权利要求1所述的物联网综合实验箱，其特征在于，所述通信模块为WiFi模块、433MHz无线通信模块和Zigbee通信模块中的一种或几种，WiFi模块、433MHz无线通信模块、Zigbee通信模块具有相同的插针结构。
5.根据权利要求1所述的物联网综合实验箱，其特征在于，所述数据采集模块为温湿度传感器模块，光敏传感器模块，二氧化碳传感器模块，火焰传感器模块，气压传感器模块，光线传感器模块，可燃气体传感器模块，颜色传感器模块及结露传感器模块中的一种或几种；各传感器模块具有相同的插针结构。
6.根据权利要求3所述的物联网综合实验箱，其特征在于，微处理器与通信模块接口之间通过通用异步接收/发送装置进行双向通信连接，微处理与数据采集模块接口之间通过四路通用输入/输出针脚连接。
7.根据权利要求1所述的物联网综合实验箱，其特征在于，在供电底板上还安装有高频RFID模块，该高频RFID模块与应用网关通信连接。
8.根据权利要求7所述的物联网综合实验箱，其特征在于，所述高频RFID模块可插拔地连接在供电底板上，且供电底板上用来安装高频RFID模块的连接口和用来安装节点模块的连接口形状一致。
9.根据权利要求1所述的物联网综合实验箱，其特征在于，所述供电底板为单层PCB板。
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