CN211578117U - 一种物联网教学实训平台设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种物联网教学实训平台设备，包括主控机柜、扩展机柜，主控机柜包括主机、触摸屏幕、显示屏幕、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、喇叭；扩展机柜包括传感单元、逻辑计算单元、控制器件单元、内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元，设备结构简单，实用性强，通过逻辑计算单元控制传感器数据采集、控制器件控制、数据网络通信，使得设备具有物联网不同专业使用的实训功能；双扩展机柜设计，便于将具有不同传感器等分开放置，便于后期检修和维护；双屏幕设计，可以实现操作与演示区别开，实用性强，便于实践教学，培养专业技能。

Description

一种物联网教学实训平台设备

技术领域

本实用新型涉及一种设备，更具体一点说，涉及一种物联网教学实训平台设备，属于物联网领域。

背景技术

物联网技术和产业的结合是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力，物联网概念是庞大和丰富的，其中涵盖了大量现有的专业技术门类和技术体系，但是，高校物联网设备普遍存在以下不足：不具备物联网相关的不同专业使用的实训环境，缺少企业级的项目实践案例，因此研发具有可加强实践教学，提高受教育者的职业能力，培养学生的实践能力、专业技能等技术特点的物联网教学实训平台设备是必然趋势。

实用新型内容

为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具备物联网相关的不同专业使用的实训环境等技术特点的一种物联网教学实训平台设备。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种物联网教学实训平台设备，包括主控机柜，所述主控机柜两侧分别电性连接有一个扩展机柜；所述主控机柜包括连接有电源的主机以及与主机电性连接的触摸屏幕、显示屏幕、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、喇叭；所述扩展机柜包括传感单元、逻辑计算单元、控制器件单元、内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元，所述传感单元与逻辑计算单元电性连接以实现传感单元的数据采集，所述控制器件单元与逻辑计算单元电性连接以实现控制器件单元被控制，所述内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元均与逻辑计算单元电性连接。

作为一种改进，所述传感单元包括n个且多种型号的传感器以放置物联网行业的各种传感器，所述传感单元连接到逻辑计算单元上以实现各种传感器的数据采集；所述控制器件单元包括n个且多种型号的控制器件以放置物联网行业的各种控制器件，所述控制器件单元连接到逻辑计算单元上以实现多种控制器件被控制；所述逻辑计算单元包括n个且多种型号的单片机以实现物联网中的各种逻辑处理；所述外网单元包括2G模组、4G模组、5G模组、NB-IoT模组、WIFI模组，所述外网单元连接到逻辑计算单元上以实现与主机的通信；所述网关和边缘计算单元包括ZigBee网关、Lora网关，所述内网单元组建的设备节点通过ZigBee网关和Lora网关实现与主机的通信；所述内网单元包括ZigBee 模组、Lora模组，所述内网单元连接到逻辑计算单元上以实现与网关的通信。

作为一种改进，所述传感器包括温湿度传感器、甲醛传感器、空气质量传感器、CO2传感器、大气压力传感器、土壤水分传感器、土壤PH传感器、烟雾传感器。

作为一种改进，所述控制器件包括植物生长灯、灌溉系统、风扇、加湿器、加热器。

作为一种改进，逻辑计算单元的逻辑处理包括传感器数据采集逻辑、控制器件控制逻辑、数据网络通信逻辑。

作为一种改进，所述显示屏幕、触摸屏幕自上而下排布且两者构成显示区域，所述摄像头、麦克风、喇叭构成视觉语音交互区域，所述键盘、鼠标构成键鼠区域，所述显示区域、视觉语音交互区域、键鼠区域自上而下依次序排布。

作为一种改进，两个所述扩展机柜对称设置，所述主控机柜、扩展机柜底部均连接有万向滚轮。

有益效果：设备结构简单，实用性强，通过逻辑计算单元控制传感器数据采集、控制器件控制、数据网络通信，使得设备具有物联网不同专业使用的实训功能；双扩展机柜设计，便于将具有不同传感器等分开放置，便于后期检修和维护；双屏幕设计，可以实现操作与演示区别开，实用性强，便于实践教学，培养专业技能。

附图说明

图1是本实用新型结构原理图。

图2是本实用新型主控机柜、扩展机柜结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1-2所示为一种物联网教学实训平台设备的具体实施例，该实施一种物联网教学实训平台设备，包括主控机柜1，所述主控机柜1两侧分别电性连接有一个扩展机柜2，本申请优选采用USB接口进行数据信号连接，但不限制采用其他方式以实现数据连接，主控机柜1包括连接有电源的主机，主机电性连接有触摸屏幕、显示屏幕、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、喇叭，触摸屏幕为实训操作屏幕，显示屏幕为实训案例演示屏幕，两块屏幕都连接到主机上，键盘、鼠标配合工作实现基本操作，麦克风、喇叭、摄像头分别实现语音拾取、语音外放以及视频采集，扩展机柜2包括传感单元、逻辑计算单元、控制器件单元、内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元，其中，传感单元与逻辑计算单元电性连接以实现传感单元的数据采集，传感单元可以为现有技术中的多种成熟的传感器，具体传感器的功能和型号，可以根据实际需求进行选择即可，控制器件单元与逻辑计算单元电性连接以实现控制器件单元被控制，内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元均与逻辑计算单元电性连接，逻辑计算单元实现控制内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元，本申请设备结构简单，实用性强，通过逻辑计算单元控制传感器数据采集、控制器件控制、数据网络通信，使得设备具有物联网不同专业使用的实训功能，双扩展机柜设计，便于将具有不同传感器等分开放置，便于后期检修和维护，双屏幕设计，可以实现操作与演示区别开，实用性强，便于实践教学，培养专业技能。

本申请应用在教学实训的教育机构中的具体实施例：

(1)打开设备电源，开启主控机柜1和扩展机柜2，主控机柜1进入操作界面，扩展机柜2上的所有单元显示绿色，表示各个单元处于正常状态，显示红色表示处于异常状态；

(2)在主控机柜1上，打开管理软件，通过管理软件配置实训内容的硬件链路，硬件链路配置完成后，根据实训内容选择的传感器单元具体的传感器、控制单元具体的控制器件、逻辑单元中的单片机、网络单元中的模组就连接在一起；

(3)在主控机柜1上，打开设备端软件开发工具，进行逻辑单元的软件开发，包括传感单元的数据采集、控制单元的控制逻辑、网络通信逻辑，开发完成后，下载固件到逻辑计算单元；

(4)逻辑计算单元可以操控传感器单元、控制单元、网络单元，把采集的数据通过网络上传到具体的平台上，如IoT平台，也可以从IoT云平台接收数据；

(5)在主控机柜1上，打开业务后端的开发工具，进行业务后端的软件开发，包括从IoT云平台获取数据进行分析处理后，上传到业务前端，从业务前端获取数据进行分析处理后，到IoT云平台，下发到IoT云平台；

(6)在主控机柜1上，打开业务前端的开发工具，进行业务前端的软件开发，包括从业务后端获取数据，进行数据可视化、并且下发控制指令到业务后端；

(7)通过业务前端WEB控制台，下发指令到平台硬件设备端，控制设备外接的控制器件，也可以在业务前端可视化经过设备端采集、业务后端分析处理后的数据。

具体实施例中各种软件以及涉及的程序均不是本申请的技术特征，其只作操作时的具体引用说明，结合具体的实践需求，各种软件以及程序均是不相同的，本申请的设备能够切实配合学校已有教学计划，将教学理论结合实训实验，提高学生实践能力，让学生从学校到职场无缝衔接。

作为一种改进的实施例方式，所述传感单元包括n个且多种型号的传感器以放置物联网行业的各种传感器，所述传感单元连接到逻辑计算单元上以实现各种传感器的数据采集，n为大于或等于1的正整数；所述控制器件单元包括n个且多种型号的控制器件以放置物联网行业的各种控制器件，所述控制器件单元连接到逻辑计算单元上以实现多种控制器件被控制，n为大于或等于1的正整数；所述逻辑计算单元包括n个且多种型号的单片机以实现物联网中的各种逻辑处理，n为大于或等于1的正整数；所述外网单元包括2G模组(模块)、4G模组(模块)、5G模组(模块)、NB-IoT模组(模块)、WIFI模组(模块)，各种模组(模块)均为现有技术中的通用技术，如4G模组(模块)是指硬件加载到指定频段，软件支持标准的LTE协议，软硬件高度集成模组化的一种产品的统称，硬件将射频、基带集成在一块PCB小板上，完成无线接收、发射、基带信号处理功能，软件支持语音拨号、短信收发、拨号联网等功能；所述外网单元连接到逻辑计算单元上以实现与主机的通信；所述网关和边缘计算单元包括ZigBee网关、Lora网关，ZigBee网关、Lora网关为现有技术的网关，如ZigBee 网关为EBYTE/亿佰特E180-DTU(ZG120-ETH),自适应网络速率、提供多种工作模式、支持两路SCOKET、通过WEB网页进行相关配置，如Lora网关为有人USR-LG220-L，所述内网单元组建的设备节点通过ZigBee网关和Lora网关实现与主机的通信；所述内网单元包括ZigBee模组、Lora模组，所述内网单元连接到逻辑计算单元上以实现与网关的通信，ZigBee模组、Lora模组均为现有技术中的通用模组，如ZigBee模组为E180-DTU(ZG120-485)，其是一款以 ZigBee技术为基础的无线电台，具有透传，协议传输，等多种功能，Lora模组可以为WINEXT AN-103，专用于无线电调制解调的技术。

作为一种改进的实施例方式，所述传感器包括温湿度传感器、甲醛传感器、空气质量传感器、CO₂传感器、大气压力传感器、土壤水分传感器、土壤PH传感器、烟雾传感器，以上传感器均为现有技术中的常规传感器，具体型号和规格可以根据实际操作进行选择。

作为一种改进的实施例方式，所述控制器件包括植物生长灯、灌溉系统、风扇、加湿器、加热器，以上技术中的常规技术设备，如灌溉系统为NADSTER 定时智能灌溉系统，或者代代发s808。

作为一种改进的实施例方式，逻辑计算单元的逻辑处理包括传感器数据采集逻辑、控制器件控制逻辑、数据网络通信逻辑。

作为一种改进的实施例方式，所述显示屏幕、触摸屏幕自上而下排布且两者构成显示区域，所述摄像头、麦克风、喇叭构成视觉语音交互区域，所述键盘、鼠标构成键鼠区域，所述显示区域、视觉语音交互区域、键鼠区域自上而下依次序排布。

作为一种改进的实施例方式，两个所述扩展机柜对称设置，所述主控机柜、扩展机柜底部均连接由万向滚轮，主控机柜、扩展机柜间为独立的个体，可以通过万向滚轮滑动拼靠在一起。

最后，需要注意的是，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：包括主控机柜，所述主控机柜两侧分别电性连接有一个扩展机柜；所述主控机柜包括连接有电源的主机以及与主机电性连接的触摸屏幕、显示屏幕、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、喇叭；所述扩展机柜包括传感单元、逻辑计算单元、控制器件单元、内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元，所述传感单元与逻辑计算单元电性连接以实现传感单元的数据采集，所述控制器件单元与逻辑计算单元电性连接以实现控制器件单元被控制，所述内网单元、外网单元、网关和逻辑计算单元均与逻辑计算单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：所述传感单元包括n个且多种型号的传感器以放置物联网行业的各种传感器，所述传感单元连接到逻辑计算单元上以实现各种传感器的数据采集；所述控制器件单元包括n个且多种型号的控制器件以放置物联网行业的各种控制器件，所述控制器件单元连接到逻辑计算单元上以实现多种控制器件被控制；所述逻辑计算单元包括n个且多种型号的单片机以实现物联网中的各种逻辑处理；所述外网单元包括2G模组、4G模组、5G模组、NB-IoT模组、WIFI模组，所述外网单元连接到逻辑计算单元上以实现与主机的通信；所述网关和边缘计算单元包括ZigBee网关、Lora网关，所述内网单元组建的设备节点通过ZigBee网关和Lora网关实现与主机的通信；所述内网单元包括ZigBee模组、Lora模组，所述内网单元连接到逻辑计算单元上以实现与网关的通信。

3.根据权利要求2所述的一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：所述传感器包括温湿度传感器、甲醛传感器、空气质量传感器、CO2传感器、大气压力传感器、土壤水分传感器、土壤PH传感器、烟雾传感器。

4.根据权利要求2或3所述的一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：所述控制器件包括植物生长灯、灌溉系统、风扇、加湿器、加热器。

5.根据权利要求2所述的一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：逻辑计算单元的逻辑处理包括传感器数据采集逻辑、控制器件控制逻辑、数据网络通信逻辑。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：所述显示屏幕、触摸屏幕自上而下排布且两者构成显示区域，所述摄像头、麦克风、喇叭构成视觉语音交互区域，所述键盘、鼠标构成键鼠区域，所述显示区域、视觉语音交互区域、键鼠区域自上而下依次序排布。

7.根据权利要求1所述的一种物联网教学实训平台设备，其特征在于：两个所述扩展机柜对称设置，所述主控机柜、扩展机柜底部均连接由万向滚轮。

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