CN204946383U - 一种物联网技术实验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种物联网技术实验箱，该物联网技术实验箱包括：箱体，所述箱体包括上箱体和下箱体；实验底板，所述实验底板固定在下箱体上；电池单元，所述电池单元安装在下箱体底部，用于给实验箱供电；物联网实验模块，所述物联网实验模块安装在所述实验底板上；物联网网关，所述物联网网关固定在所述实验底板上。本实用新型可以提供一种集成RFID技术、GPS技术、GPRS技术、Zigbee技术、物联网网关技术等多种物联网技术的便携式实验教学装置，与RFID、GPS等技术的应用相适应，同时具有一定技术先进性，对学生的专业教学起到良好的作用。

Description

一种物联网技术实验箱

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，尤其是一种物联网技术实验箱。

背景技术

物联网技术是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。由于物联网技术的发展，对物联网人才的需求不断提高，传统的教学手段已经不能满足人才培养的需求，现阶段出现了一批新型的教学系统，但是这些系统相对固定，不够灵活，不便携带且不能适应物联网技术应用的空间差异性等。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种物联网技术实验箱，以提供一种集成RFID技术、GPS技术、GPRS技术、Zigbee技术、物联网网关技术等多种物联网技术的便携式实验教学装置，与RFID、GPS等技术的应用相适应，同时具有一定技术先进性，对学生的专业教学起到良好的作用。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种物联网技术实验箱，包括：

箱体，所述箱体包括上箱体和下箱体；

实验底板，所述实验底板固定在下箱体上；

电池单元，所述电池单元安装在下箱体底部，用于给实验箱供电；

物联网实验模块，所述物联网实验模块安装在所述实验底板上；

物联网网关，所述物联网网关固定在所述实验底板上。

优选的，所述实验底板包括：串口单元、电源开关、状态灯、拨键开关、模块选择开关、插槽及输入单元；所述物联网实验模块通过所述插槽安装在所述实验底板上。

优选的，所述串口单元，用于连接电脑，将实验数据输出到电脑上；

所述电源开关，打开则实验箱开始供电，同时所述状态灯亮起；

所述拨键开关，控制实验数据输出到所述物联网网关，或者输出到串口单元；

所述模块选择开关，其中每个开关控制一个物联网实验模块，打开则进行相应模块的实验；

所述插槽，固定在所述实验底板上，该实验底板上有多个所述插槽，用来将各个物联网实验模块连接到所述实验底板上，以灵活拆卸；

所述输入单元，为键盘，用于输入实验参数。

优选的，所述物联网网关固定在所述实验底板上，为嵌入式平台，带有显示器，用于处理和显示所述物联网实验模块的数据；所述嵌入式平台包括安卓平台。

优选的，所述物联网实验模块，包括：低频LFRFID模块、高频HFRFID模块、超高频UHFRFID模块、GPS模块、北斗BD模块，GPRS/GSM模块、条码BARCODER模块、ZIGBEE模块，其中：

所述LFRFID模块，为125KHZRFID读写器及天线，用于读写低频RFID标签信息，完成低频RFID实验；

所述HFRFID模块，为13.56mhzRFID读写器和天线，用以读写13.56MhzRFID标签的信息，完成高频RFID实验；

所述UHFRFID模块，为915mhzRFID读写器和天线，用以读写915MhzRFID标签的信息，完成超高频RFID实验；

所述GPS模块包括：GPS芯片、卫星天线，用以完成GPS定位技术实验；

所述BD模块包括：北斗芯片、卫星天线，用以完成北斗定位技术实验；

所述GPRS/GSM模块包括：GPRS模块或3G模块、天线、摄像头，用以完成利用GPRS/3G通信技术进行数据传输实验，完成网络通讯实验；

所述BARCODER模块包括：一维或二维条码识别设备，用以识别一维或二维条码，完成条码识别实验；

所述ZIGBEE模块，由ZIGBEE汇聚节点和多个网络节点组成，汇聚节点通过通讯获取网络节点相关信息，以完成ZIGBEE实验。

本实用新型的物联网技术实验箱，是一种集成RFID技术、GPS技术、GPRS技术、Zigbee技术、物联网网关技术等多种物联网技术的便携式实验教学装置，能够实现多种物联网教学任务，具有集成度高、实验内容丰富等特点。特别是该平台能够提供移动、便携式的物联网整体教学系统，克服教学空间和仪器重量限制的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1是本实用新型物联网技术实验箱结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型提供一种集成RFID技术、GPS技术、GPRS技术、Zigbee技术、物联网网关技术等多种物联网技术的便携式实验教学平台，包括箱体、实验底板、电池单元、物联网实验模块及物联网网关。所述箱体包括上箱体和下箱体，所述实验底板固定在下箱体上，包括串口单元、电源开关、状态灯、拨键开关、模块选择开关、插槽及输入单元。所述电池单元安装在下箱体底部，用于给实验箱供电。所述物联网实验模块通过插槽安装在所述实验底板上。所述物联网网关固定在所述实验底板上，用于处理所述物联网实验模块的数据。本实验箱用于进行多种物联网实验，具有集成度高、实验内容丰富、便于携带等特点。

如图1所示，为本实用新型一种物联网技术实验平台的结构示意图，包括箱体1、实验底板2、电池单元12、物联网实验模块10及物联网网关11。

所述箱体1包括上箱体和下箱体。

所述实验底板2固定在下箱体上，包括串口单元3、电源开关4、状态灯5、拨键开关6、模块选择开关7、插槽8及输入单元9。上述串口单元3可以连接电脑等设备，将实验数据输出到电脑上。上述电源开关4打开则实验箱开始供电，同时上述状态灯5亮起。上述拨键开关6控制实验数据是输出到所述物联网网关11还是输出到串口单元3。上述模块选择开关7中每个开关控制一个物联网实验模块，打开则可以进行相应模块的实验。所述插槽8固定在所述实验底板2上，实验底板上有多个插槽，用来将各个物联网实验模块连接到所述实验底板2上，可以灵活拆卸。上述输入单元9为小型键盘，用于输入实验参数。

所述电池单元12安装在所述箱体1的下箱体底部，用于给实验箱供电。

所述物联网网关11固定在所述实验底板2上，可以为安卓平台或其它嵌入式平台，带有液晶等一定规格的显示器，用于处理和显示所述物联网实验模块的数据。

所述物联网实验模块10通过插槽安装在所述实验底板2上，主要包括低频RFID(LFRFID)模块、高频RFID(HFRFID)模块、超高频RFID(UHFRFID)模块、GPS模块、北斗(BD)模块，GPRS/GSM模块、条码(BARCODER)模块、ZIGBEE模块，还可以扩展其它模块，用于进行多种物联网实验。

上述LFRFID模块为125KHZRFID读写器及天线，用于读写低频RFID标签信息，完成低频RFID相关实验。

上述HFRFID模块为13.56mhzRFID读写器和天线，用以读写13.56MhzRFID标签的信息，完成高频RFID实验。

上述UHFRFID模块为915mhzRFID读写器和天线，用以读写915MhzRFID标签的信息，完成超高频RFID实验。

上述GPS模块包括GPS、卫星天线，此单元模块主要完成GPS定位技术相关实验。

上述BD模块包括北斗、卫星天线，此单元模块主要完成北斗定位技术相关实验。

上述GPRS/GSM模块主要包括GPRS模块或3G模块、天线、摄像头，此单元模块主要完成利用GPRS/3G通信技术进行数据传输实验，完成网络通讯实验。

上述BARCODER模块包括一维、二维条码识别设备，用以识别一维或二维条码，完成条码识别实验。

上述ZIGBEE模块由ZIGBEE汇聚节点和多个网络节点组成，汇聚节点通过通讯获取网络节点相关信息，最常见应用为检测环境中的环境信息，完成ZIGBEE实验。

本实用新型一种便携式物联网技术实验教学平台，使用步骤如下：

1.打开箱体，按下电源开关4，看状态灯5是否亮起，确保电池单元12给实验箱供电正常。

2.若进行条码实验、RFID实验、GPS实验等，分别将相应物联网实验模块通过插槽安装在实验底板2上，并将模块选择开关10中对应模块的开关打开。

3.若进行多个组合实验时，也可同时将相应物联网实验模块通过插槽安装到实验底板2上。

4.上拨拨键开关6，则实验数据输出和显示在物联网网关11上，由物联网网关11对数据进行处理。下拨拨键开关6，则实验数据输出到串口单元3连接的电脑等设备上。

5.实验中学生可以通过输入单元9输入实验参数。

6.实验结束后，学生卸下相应模块，关闭箱体。

本实用新型的核心理念是提供一种开展RFID技术、GPS技术、GPRS技术、Zigbee技术、物联网网关技术等物联网技术的便携式实验平台，该平台通过实验底板、电池和开关设计，能够大大减小自身体积，克服空间和重量的约束性，且使用和数据处理更加灵活，能更好的适应创新式物联网教学中对教学仪器的要求。该平台可以完成如下功能：

1)完成灵活移动的低频RFID实验教学演示功能；

2)完成灵活移动的高频RFID实验教学演示功能；

3)完成灵活移动的超高频RFID实验教学演示功能；

4)完成灵活移动的GPS实验教学演示功能；

5)完成灵活移动的北斗实验教学演示功能；

6)完成灵活移动的通讯实验教学演示功能；

7)完成灵活移动的条码实验教学演示功能；

8)完成灵活移动的ZIGBEE实验教学演示功能；

9)完成灵活移动的物联网网关实验教学演示功能；

10)完成这些技术组合成的实验。

本实用新型根据实际教学需要，设计一套便携式、不受空间时间限制、可以进行物联网单个或多种技术实验的教学系统，符合当前RFID技术、GPS技术、GPRS技术、Zigbee技术、物联网网关技术等物联网技术教学应用现状及发展趋势，具有集成度高、实验内容丰富、便于携带等特点，相对于以前的教学系统更加方便有效的进行教学。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrativelogicalblock)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrativecomponents)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种物联网技术实验箱，其特征在于，该实验箱包括：

箱体，所述箱体包括上箱体和下箱体；

实验底板，所述实验底板固定在下箱体上；

电池单元，所述电池单元安装在下箱体底部，用于给实验箱供电；

物联网实验模块，所述物联网实验模块安装在所述实验底板上；

物联网网关，所述物联网网关固定在所述实验底板上。

2.如权利要求1所述物联网技术实验箱，其特征在于，所述实验底板包括：串口单元、电源开关、状态灯、拨键开关、模块选择开关、插槽及输入单元；

所述物联网实验模块通过所述插槽安装在所述实验底板上。

3.如权利要求2所述物联网技术实验箱，其特征在于，

所述串口单元，用于连接电脑，将实验数据输出到电脑上；

所述电源开关，打开则实验箱开始供电，同时所述状态灯亮起；

所述拨键开关，控制实验数据输出到所述物联网网关，或者输出到串口单元；

所述模块选择开关，其中每个开关控制一个物联网实验模块，打开则进行相应模块的实验；

所述插槽，固定在所述实验底板上，该实验底板上有多个所述插槽，用来将各个物联网实验模块连接到所述实验底板上，以灵活拆卸；

所述输入单元，为键盘，用于输入实验参数。

4.如权利要求1所述物联网技术实验箱，其特征在于，

所述物联网网关固定在所述实验底板上，为嵌入式平台，带有显示器，用于处理和显示所述物联网实验模块的数据；所述嵌入式平台包括安卓平台。

5.如权利要求1所述物联网技术实验箱，其特征在于，所述物联网实验模块，包括：低频LFRFID模块、高频HFRFID模块、超高频UHFRFID模块、GPS模块、北斗BD模块，GPRS/GSM模块、条码BARCODER模块、ZIGBEE模块，其中：

所述LFRFID模块，为125KHZRFID读写器及天线，用于读写低频RFID标签信息，完成低频RFID实验；

所述HFRFID模块，为13.56mhzRFID读写器和天线，用以读写13.56MhzRFID标签的信息，完成高频RFID实验；

所述UHFRFID模块，为915mhzRFID读写器和天线，用以读写915MhzRFID标签的信息，完成超高频RFID实验；

所述GPS模块包括：GPS芯片、卫星天线，用以完成GPS定位技术实验；

所述BD模块包括：北斗芯片、卫星天线，用以完成北斗定位技术实验；

所述GPRS/GSM模块包括：GPRS模块或3G模块、天线、摄像头，用以完成利用GPRS/3G通信技术进行数据传输实验，完成网络通讯实验；

所述BARCODER模块包括：一维或二维条码识别设备，用以识别一维或二维条码，完成条码识别实验；

所述ZIGBEE模块，由ZIGBEE汇聚节点和多个网络节点组成，汇聚节点通过通讯获取网络节点相关信息，以完成ZIGBEE实验。