CN208752846U - 一种基于Niagara中间件的物联网试验箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，包括基座、电源模块、通信模块、传感器模块、控制模块、数字控制器和JACE物联网控制引擎，还包括了交换机和摄像头，基座内设有若干固定架；电源模块用于提供各功能模块部件的电源；通讯模块包括wifi模块、GPRS模块、蓝牙模块、NB‑IoT模块、LoRa模块和以太网接口；传感模块由温度传感器、湿度传感器、超声波传感器、光线传感器、人体红外传感器、PM2.5传感器、CO传感器和CO2传感器构成；控制模块包括温度控制器、电表、开关、风机、蜂鸣器及高亮LED灯构成。本实用新型综合体现了物联网在各领域应用的关键技术，方便学生学习箱内的功能模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验设备技术领域，具体涉及一种基于Niagara中间件的物联网试验箱。
背景技术
随着NB-IoT等通信技术的落地并商用、大数据分析、云计算等IT技术的逐渐成熟，物联网成为正在推动各个行业想智能化发展的引擎。2016年，我国物联网产业规模达到9300亿元，同比增长24％。预测2020年，我国物联网产业整体规模将超过1.8万亿元。机器到机器(M2M2)应用终端数量超过一亿。全球70亿世界人口，一半以上(40亿)人拥有智能手机，未来可以智能连接的设备接近600亿。而这些设备又分布在不同的垂直领域、网络和协议之间，这种繁杂程度超乎想象。如何将这些智能设备有机的连接起来，相互通信，并可以很好的与上层企业级管理系统和门户一体化融合，对于物联网从业者具有很大的挑战性，提高了物联网产品和服务开发的难度，同时也增加了开发的周期。这不利于我国实现建设数字中国，网络强国和智慧社会的目标。
物联网技术是通过感应模块、通讯模块、各种功能终端等信息设备按照约定的协议，将物品与互联网相连接，从而达到信息交换和通讯，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，对于物联网人才的需求不断提高，传统的教学手段已经不能够满足人才培养的需求，特别是一些普通实验箱通常采用微处理器和上网卡进行组合而成，其实验内容单一，模拟使用无法得到充分的实现，各个终端协议不同，例如有的终端使用ModBus协议，有的使用BacNET协议，有的使用MQTT,有的使用CoAP协议，还有IP摄像头采用的ONVIF协议，物理世界联入网络的设备千千万万，协议也千差万别，学生无法真正做到物物互通，影响了教学质量，降低了学习者的学习兴趣。
现有中国专利文件201620364331.8公布了一种物联网实验箱，其主要技术方案为：一种物联网实验箱，包括基座、电源模块、显示模块、通讯模块、射频模块、传感模块及控制模块，所述基座内设有若干固定架，所述固定架上安装设有若干安装槽，所述安装槽以供各种功能模块组合在所述基座上；所述电源模块设置在所述固定架上，所述电源模块用于提供所述显示模块、通讯模块、射频模块、传感模块及控制模块内各部件的电源；所述显示模块设置在所述固定架上，所述显示模块包括一液晶显示屏，用以显示输出信息和输入信息；所述通讯模块设置在所述固定架上，所述通讯模块包括wifi模块、GPRS模块、蓝牙模块，用以完成数据传输试验；所述射频模块设置在所述固定架上，所述射频模块包括天线组合装置、超高频RFID模块、高频RFID模块及低频RFID模块；所述传感模块设置在所述固定架上，所述传感模块由温度传感器、湿度传感器、压力传感器、超声波传感器、气体传感器、光线传感器及人体红外传感器构成；所述控制模块设置在所述固定架上，所述控制模块包括直流电机、步进电机、继电器、蜂鸣器及高亮LED灯构成。与本实用新型方案不同。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，箱内的功能模块综合体现了物联网在各领域应用的关键技术，并采用Niagara作为物联网中间件解析各种协议，具备演示效果好、教学便捷，打通不同设备之间数据通信壁垒的特点，实现了物联网中不同设备的信息互联，和交互式操作，方便学生进行学习。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，包括基座，所述基座内设有若干固定架，所述固定架上固设若干用于安装功能模块的安装槽；所述固定架上设有通信模块、控制模块、传感器模块、数字控制器、JACE物联网控制引擎及电源模块，所述电源模块用于为通信模块、控制模块、传感器模块、数字控制器及JACE物联网控制引擎提供电源；所述JACE物联网控制引擎内嵌Niagara系统。
其中，所述通信模块包括wifi模块、LoRa模块、GPRS模块、NB-IoT模块、蓝牙模块及以太网接口；
其中，所述控制模块包括温度控制器、蜂鸣器、开关、风机、高光LED灯及电表；
其中，所述传感器模块包括湿度传感器、温度传感器、光线传感器、红外传感器、超声波传感器、PM2.5传感器、CO传感器和CO2传感器；所述传感器模块经数字控制器与JACE物联网控制引擎连接。
进一步的，所述固定架上还设有交换机及摄像头，且交换机通过以太网接口与摄像头连接。
进一步的，所述交换机、数字控制器及JACE物联网控制引擎均设有以太网接口，且所述交换机及数字控制器均通过以太网接口与JACE物联网控制引擎连接；所述传感器模块通过GPRS模块或NB-IoT模块与JACE物联网控制引擎进行数据传输；所述温度控制器、蜂鸣器、开关、风机、高光LED灯及电表均与数字控制器有线连接。
进一步的，所述基座外部设有安装罩，所述安装罩包括上罩和下罩，所述下罩边框处设有密封槽，所述密封槽内绕制导线，所述导线与所述密封槽构成高频天线。
进一步的，所述高频天线为超宽带双极化天线，且所述NB-IoT模块采用高频天线作为通讯媒介。
进一步的，所述超宽带双极化天线由一个铜片和两条母线馈电单元构成，所述铜片为辐射单元，所述铜片和母线馈电单元紧密贴合在上罩内。
作为优选，所述摄像头为IP高清摄像头。
作为优选，所述铜片厚度为0.8～1.2mm，所述母线馈电单元直径尺寸为1.1～1.3mm。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型涵盖了物联网教育市场上多种功能模块，数据采集以数字控制器和传感器模块为主，无线传输以通讯模块为主，也可以采用以太网传输，内置了NB-IoT和GPRST通信模块，学生可以自由组合进行数据传送，并结合多个领域软件为应用平台，方便学生学习箱内的功能模块，综合体现了物联网在各领域应用的关键技术，具备演示效果好、教学便捷，完全模拟真实场景、激发学生想象力，定制二次开发的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的基座内功能模块结构设置示意图；
图2为本实用新型试验箱外部结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示的一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，包括基座30，所述基座30内设有若干固定架31，所述固定架31上固设若干用于安装功能模块的安装槽32；所述固定架31上设有通信模块1、控制模块3、传感器模块4、数字控制器5、JACE物联网控制引擎6及电源模块28，所述电源模块28用于为通信模块1、控制模块3、传感器模块4、数字控制器5及JACE物联网控制引擎6提供电源；所述JACE物联网控制引擎6内嵌Niagara系统，方便物联网设备的数据搜集、存储于展示。
其中，所述通信模块1包括wifi模块7、LoRa模块8、GPRS模块9、NB-IoT模块10、蓝牙模块11及以太网接口12；以太网接口12用于完成数据传输的实验，提高实验开发的灵活性。
其中，所述控制模块3包括温度控制器13、蜂鸣器14、开关15、风机16、高光LED灯17及电表18；
其中，所述传感器模块4包括湿度传感器19、温度传感器20、光线传感器21、红外传感器22、超声波传感器26、PM2.5传感器25、CO传感器24和CO2传感器23；所有传感器可以经数字控制器5与JACE物联网控制引擎6连接，也可以选择NB-IoT模块10或者GPRS模块9进行数据传输。
所述传感器模块4经数字控制器5与JACE物联网控制引擎6连接；JACE物联网控制引擎6可以通过以太网或者内置4G LTE通信模块与数据云平台对接。
进一步的，所述固定架31上还设有交换机2及摄像头27，且交换机2通过以太网接口12与摄像头27连接。
进一步的，所述交换机2、数字控制器5及JACE物联网控制引擎6均设有以太网接口12，且所述交换机2及数字控制器5均通过以太网接口12与JACE物联网控制引擎6连接；所述传感器模块4通过GPRS模块9或NB-IoT模块10与JACE物联网控制引擎6进行数据传输；所述温度控制器13、蜂鸣器14、开关15、风机16、高光LED灯17及电表18均与数字控制器5有线连接。
进一步的，所述基座30外部设有安装罩，所述安装罩包括上罩33和下罩34，所述下罩34边框处设有密封槽35，所述密封槽35内绕制导线36，所述导线36与所述密封槽35构成高频天线37。
进一步的，所述高频天线37为超宽带双极化天线，且所述NB-IoT模块10采用高频天线37作为通讯媒介。
进一步的，所述超宽带双极化天线由一个铜片和两条母线馈电单元构成，所述铜片为辐射单元，所述铜片和母线馈电单元紧密贴合在上罩33内。
作为优选，所述摄像头27为IP高清摄像头。
作为优选，所述铜片厚度为0.8～1.2mm，所述母线馈电单元直径尺寸为1.1～1.3mm。
本实用新型涵盖了物联网教育市场上多种功能模块，数据采集以数字控制器5和传感器模块4为主，无线传输以通信模块1为主，也可以采用以太网传输，内置了NB-IoT模块10和GPRST模块9，学生可以自由组合进行数据传送，并结合多个领域软件为应用平台，方便学生学习箱内的功能模块，综合体现了物联网在各领域应用的关键技术，具备了演示效果好、教学便捷，完全模拟真实场景、激发学生想象力，定制二次开发的特点。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，包括基座(30)，其特征在于，所述基座(30)内设有若干固定架(31)，所述固定架(31)上固设若干用于安装功能模块的安装槽(32)；
所述固定架(31)上设有通信模块(1)、控制模块(3)、传感器模块(4)、数字控制器(5)、JACE物联网控制引擎(6)及电源模块(28)，所述电源模块(28)用于为通信模块(1)、控制模块(3)、传感器模块(4)、数字控制器(5)及JACE物联网控制引擎(6)提供电源，所述JACE物联网控制引擎(6)内嵌Niagara系统；
所述通信模块(1)包括wifi模块(7)、LoRa模块(8)、GPRS模块(9)、NB-IoT模块(10)、蓝牙模块(11)及以太网接口(12)；
所述控制模块(3)包括温度控制器(13)、蜂鸣器(14)、开关(15)、风机(16)、高光LED灯(17)及电表(18)；
所述传感器模块(4)包括湿度传感器(19)、温度传感器(20)、光线传感器(21)、红外传感器(22)、超声波传感器(26)、PM2.5传感器(25)、CO传感器(24)和CO2传感器(23)；所述传感器模块(4)经数字控制器(5)与JACE物联网控制引擎(6)连接；
所述固定架(31)上还设有交换机(2)及摄像头(27)，且交换机(2)通过以太网接口(12)与摄像头(27)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，其特征在于，所述交换机(2)、数字控制器(5)及JACE物联网控制引擎(6)均设有以太网接口(12)，且所述交换机(2)及数字控制器(5)均通过以太网接口(12)与JACE物联网控制引擎(6)连接；所述传感器模块(4)通过GPRS模块(9)或NB-IoT模块(10)与JACE物联网控制引擎(6)进行数据传输；所述温度控制器(13)、蜂鸣器(14)、开关(15)、风机(16)、高光LED灯(17)及电表(18)均与数字控制器(5)有线连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，其特征在于，所述摄像头(27)为IP高清摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，其特征在于，所述基座(30)外部设有安装罩，所述安装罩包括上罩(33)和下罩(34)，所述下罩(34)边框处设有密封槽(35)，所述密封槽(35)内绕制导线(36)，所述导线(36)与所述密封槽(35)构成高频天线(37)。
5.根据权利要求4所述的一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，其特征在于，所述高频天线(37)为超宽带双极化天线，其由一个铜片和两条母线馈电单元构成，所述铜片为辐射单元，所述铜片和母线馈电单元紧密贴合在上罩(33)内。
6.根据权利要求5所述的一种基于Niagara中间件的物联网试验箱，其特征在于，所述铜片厚度为0.8～1.2mm，所述母线馈电单元直径尺寸为1.1～1.3mm。
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