CN108281054A - 新型物联网综合实训平台扩展板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新型物联网综合实训平台扩展板，包括固定安装在桌面的扩展板，扩展板本体上设有嵌入式软件学习区、智能家居农业演示区和显示区，嵌入式软件学习区细分为嵌入式网关学习区和Zigbee传感区智能家居农业演示区细分为智能家居区、公用区和智能农业区；显示区用于在扩展板上划分出区域来安装电脑的显示屏以及电脑主机延伸的通讯接口。

Description

新型物联网综合实训平台扩展板

技术领域

本发明涉及教学设备技术领域，具体涉及一种培养专业人才的物联网综合实训平台。

背景技术

物联网应用技术专业涉及电子、网络、通讯和软件等技术领域，物联网专业实验平台是物联网专业人才培养的必须要件。目前，物联网实验***或产品主要有类：一是各种形式的“实验箱”，能够完成RFID、Zigbee、嵌入式、传感器、单片机等单项技术的软件应用及硬件接口应用实践需要。但是，实验项目有局限性且项目之间关联度不高，不能进行有效的***集成与应用开发 应用的实践，该方式的***展示度较好，但由于实践难度大、实践周期长、容纳人数有限等原因，学生的参与度反而有所降低。

因此，为满足高校物联网专业课程的课程实训、综合实***台。申请人已经将物联网综合实训平台已经申请专利，中国专利文件201520177124.7公开了高职院校物联网综合实训平台的专利技术。但是申请人在应用中发现此技术仍然存在缺陷，其安装有智能温室模拟场景模块、智能家居模拟场景模块和显示模块的立面功能还是比较少，需要作出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供新型物联网综合实训平台扩展板。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于,包括固定安装在桌面的扩展板，扩展板本体上设有嵌入式软件学习区、智能家居农业演示区和显示区，嵌入式软件学习区分为嵌入式网关学习区和Zigbee传感区；嵌入式网关学习用于在扩展板上划分出区域来安装带有液晶显示屏的嵌入式开发板；Zigbee传感区用于在扩展板上划分出区域来安装智能家居农业设备的通用的数据采集设备；

智能家居农业演示区分为智能家居区、公用区和智能农业区；智能家居区用于在扩展板上划分出区域安装用于表示智能家居的演示器件；公用区用于在扩展板上划分出区域来安装表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件；智能农业区用于在扩展板上划分区域来安装表示农业专用设备的演示器件和农业专用数据采集设备；

显示区用于在扩展板上划分出区域来安装电脑的显示屏以及电脑主机延伸的通讯接口；

上述数据采集设备皆与嵌入式开发板无线连接，嵌入式开发板还与上述表示智能家居的演示器件、表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件、表示智能表示农业专用设备的演示器件有线连接。

作为一种优选技术方案，上述通讯接口包括RJ45通讯接口、RS232通讯接口、RS485C通讯接口和USB通讯接口。

作为一种优选技术方案，Zigbee传感区所在扩展板上还安装有作为驱动外接设备接口的、与嵌入式开发板无线连接的继电器。

作为一种优选技术方案，智能农业区所在扩展板上还安装有作为驱动外接设备接口的、与嵌入式开发板无线连接的继电器。

作为一种优选技术方案，ZigBee传感器所在扩展板上安装有ZigBee协调器；上述数据采集设备和继电器通过ZigBee协调器与嵌入式开发板无线数据传输。

作为一种优选技术方案，Zigbee传感区所在扩展板上安装的数据采集设备包括空气温湿度传感器、光敏传感器、烟雾探测传感器、火焰探测传感器、二氧化碳传感器。

作为一种优选技术方案，表示智能家居的演示器件包括设置在扩展板上的煤气报警灯、火警报警灯、电视工作指示灯、空调工作指示灯、电动窗帘模型、电动窗帘工作指示灯；上述煤气报警灯、火警报警灯、电视工作指示灯、空调工作指示灯、电动窗帘模型皆与嵌入式开发板有线连接。

作为一种优选技术方案，表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件包括设置在扩展板上的温度显示屏、通风机、语音播报器；温度显示屏、通风机、语音播报器皆与嵌入式开发板有线连接。

作为一种优选技术方案，扩展板上还设有若干为外接设备供电的标准电源接口。

本发明与现有技术相比，具备以下优点：

对扩展板进行精确划分和具体结构设计，使得可以实现智能家居***和智能农业***的实训和演示。

智能家居农业演示区使得智能家居、智能农业以及无线网络、移动互联综合设计为一个复合***，该部分主要功能完成典型案例至少包括智能家居、智能农业、无线网络及数据传输、移动互联，具体的对智能家居和智能农业***效果显示，比如环境监测、电器自动控制及智能浇灌、安防与报警、远程监控等，该部分还可以进行***集成和二次开发。能满足《Zigbee技术应用》、《无线组网技术应用》、《通信导论》、《移动互联网技术与应用》、《物联网工程》、《智能农业物联网***集成与服务》、《智能家居》等课程实践教学的需要。

该平台扩展板弥补了实验箱和一般实验台的不足，将实验箱、实验台、以及***集成开发集成在一起，既可以实现课程实训、综合实训、***集成开发和家居智能农业综合演示与二次开发等。本设计发明的有益效果是结构简单、实用性强、易于操作、集成性高、功能全面，适合高校物联网专业的实践教学和人才的培养，有利于科研创新。

附图说明

图1为扩展板布局示意图。

其中，附图标记如下所示：1-扩展板，1a-嵌入式软件学习区，1b-Zigbee传感区，1c-智能家居区，1d-公用区，1e-智能农业区，1f-显示区，2-嵌入式开发板，21-液晶显示屏，3-数据采集设备，4-电源接口，5-煤气示警灯，6-火警示警灯，7-空调工作指示灯，8-电视工作指示灯，9-电动窗帘工作指示灯，10-电动窗帘模型，11-温度显示屏，12-照明灯，13-通风扇，14-语音播放器，15-水阀工作指示灯，16-水阀，17-电脑显示屏，18-通讯接口。

具体实施方式

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供新型物联网综合实训平台扩展板，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

新型物联网综合实训平台扩展板，包括于桌面固定连接的扩展板1，为了区域划分的明确、整洁、美观。当然，电脑主机设置在上述桌面下方。

扩展板1被划分为三个大区域，分别为嵌入式软件学习区1a、智能家居农业演示区和显示区1f。

其中嵌入式软件学习区1a再次被细分为嵌入式网关软件区和Zigbee传感区1b。嵌入式网关学习用于在扩展板1上划分出区域来安装带有液晶显示屏21的嵌入式开发板2。Zigbee传感区1b用于在扩展板1上划分出区域来安装智能家居农业设备的通用数据采集设备3，比如空气温湿度传感器、光敏传感器、烟雾探测传感器、火焰探测传感器、二氧化碳等。当然，除此之外，此区域还设有Zigbee协调器和继电器。

其中，上述空气温湿度传感器、光敏传感器、烟雾探测传感器、火焰探测传感器、二氧化碳传感器和继电器皆通过Zigbee协调器与嵌入式开发板2搭建Zigbee组网，实现将传感器采集的数据传输给嵌入式开发板2，而嵌入式开发板2发出指令给继电器，产生驱动。继电器作为一个外接接口，可以外接学生自己带来的设备，使得学生可以自己在嵌入式开发板2写入命令后，观察此设备是否按照规定工作，上手操作性很强。

嵌入式软件学习区1a上还设有若干标准电源接口4，为学生自己带来的设备或老师发的实验设备供电，嵌入式软件学习区1a上设有电源开关控制嵌入式学习区各个设备的通电。

智能家居农业演示区再被细分为智能家居区1c、公用区1d和智能农业区1e。智能家居区1c用于在扩展板1上划分出区域安装用于表示智能家居的演示器件。比如，煤气示警灯5、火警示警灯6、空调工作指示灯7、电视工作指示灯8、电动窗帘模型10、电动窗帘工作指示灯9。

电动窗帘工作指示灯9包括滑轨组件和控制滑轨组件中滑块活动的电机。煤气示警灯5、火警示警灯6、空调工作指示灯7、电视工作指示灯8、电动窗帘模型10中的电机、电动窗帘工作指示灯9皆与嵌入式开发板2有线连接。

智能家居区1c可以向学生演示智能家居***的工作，比如，学生可以向嵌入式开发板2手动输入电动窗帘、电视、空调打开的信息指令，此时，智能家居区1c的电动窗帘模型10活动，电动窗帘工作指示灯9、空调工作指示灯7、电视工作指示灯8常亮。比如，学生可以拿出打火机，让Zigbee传感区1b的火焰探测传感器感应到火焰，发送信号给嵌入式开发板2，嵌入式开发板2控制火警示警灯6常亮。

公用区1d用于在扩展板1上划分出区域来安装表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件，比如温度显示屏11、照明灯12、通风扇13和语音播放器14。温度显示屏11、照明灯12、通风扇13和语音播放器14也与嵌入式开发板2有线连接。

智能农业区1e用于在扩展板1上划分区域来安装表示农业专用设备的演示器件和农业专用数据采集设备3，比如模拟喷/滴灌的水阀16和水阀16工作指示灯15，比如，土壤盐度传感器、土壤温湿度传感器等。且这些农业专用传感器也通过Zigbee协调器与嵌入式开发板2搭建ZigBee组网，用于无线数据传输。智能农业区1e所在扩展板1上也设有与嵌入式开发板2无线连接的继电器，用于外接可驱动的农业设备演示器件。

控制智能家居农业演示区的供电电路开关设置在嵌入式软件学习区1a，使得扩展板1板面更加地整洁。

显示区1f用于在扩展板1上划分出区域来安装电脑的显示屏以及电脑主机延伸的通讯接口18。比如显示区1f所在扩展板1上设有电脑显示屏17及通讯面板，通讯面板上设有有RJ45通讯接口18、RS232通讯接口18、RS485C通讯接口18和USB通讯接口18。

本发明中，各个区域用处、功能分明，使得学生更加直观、快速的了解专业知识。

本发明的工作原理在于：学生可以通过将嵌入式开发板2与电脑主机之间连接后，往嵌入式开发板2内写入需要的程序，因此学生可以通过此方式学习程序的改写。

Zigbee传感区1b让学生学习嵌入式开发板2与各传感器之间的ZigBee无线网络的搭建。

智能家居农业演示区的智能家居和智能农业可以模拟智能控制操作、学生可以自主向嵌入式开发板2输入各种指令和各种数值，使得智能家居和智能农业的各个器件按照设置的标准工作。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点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较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于,包括固定安装在桌面的扩展板，扩展板本体上设有嵌入式软件学习区、智能家居农业演示区和显示区,

嵌入式软件学习区分为嵌入式网关学习区和Zigbee传感区；嵌入式网关学习用于在扩展板上划分出区域来安装带有液晶显示屏的嵌入式开发板；Zigbee传感区用于在扩展板上划分出区域来安装智能家居农业设备的通用的数据采集设备；

智能家居农业演示区分为智能家居区、公用区和智能农业区；智能家居区用于在扩展板上划分出区域安装用于表示智能家居的演示器件；公用区用于在扩展板上划分出区域来安装表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件；智能农业区用于在扩展板上划分区域来安装表示农业专用设备的演示器件和农业专用数据采集设备；

显示区用于在扩展板上划分出区域来安装电脑的显示屏以及电脑主机延伸的通讯接口；

上述数据采集设备皆与嵌入式开发板无线连接，嵌入式开发板还与上述表示智能家居的演示器件、表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件、表示智能表示农业专用设备的演示器件有线连接。

2.根据权利要求1所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于，上述通讯接口包括RJ45通讯接口、RS232通讯接口、RS485C通讯接口和USB通讯接口。

3.根据权利要求2所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于，Zigbee传感区所在扩展板上还安装有作为驱动外接设备接口的、与嵌入式开发板无线连接的继电器。

4.根据权利要求3所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于， 智能农业区所在扩展板上还安装有作为驱动外接设备接口的、与嵌入式开发板无线连接的继电器。

5.根据权利要求4所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于， ZigBee传感器所在扩展板上安装有ZigBee协调器；上述数据采集设备和继电器通过ZigBee协调器与嵌入式开发板无线数据传输。

6.根据权利要求5所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于，Zigbee传感区所在扩展板上安装的数据采集设备包括空气温湿度传感器、光敏传感器、烟雾探测传感器、火焰探测传感器、二氧化碳传感器。

7.根据权利要求6所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于，表示智能家居的演示器件包括设置在扩展板上的煤气报警灯、火警报警灯、电视工作指示灯、空调工作指示灯、电动窗帘模型、电动窗帘工作指示灯；上述煤气报警灯、火警报警灯、电视工作指示灯、空调工作指示灯、电动窗帘模型皆与嵌入式开发板有线连接。

8.根据权利要求7所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于，表示智能家居和智能农业通用设备的演示器件包括设置在扩展板上的温度显示屏、通风机、语音播报器；温度显示屏、通风机、语音播报器皆与嵌入式开发板有线连接。

9.根据权利要求8所述的新型物联网综合实训平台扩展板，其特征在于，扩展板上还设有若干为外接设备供电的标准电源接口。