物聯網綜合實驗箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開物聯網綜合實驗箱，包括：供電底板，安裝在供電底板上的通信模塊、數據采集模塊、應用網關，通信模塊與數據采集模塊、應用網關通信連接；其特征在于，在供電底板上可插拔地設有至少一個節點模塊，所述通信模塊、數據采集模塊可插拔地安裝在節點模塊上，通信模塊與數據采集模塊之間通過節點模塊進行通信連接；所述節點模塊通過插針或插排安裝到供電底板上，各節點模塊的插針或插排具有相同的結構。與現有技術相比，本實用新型提供的物聯網綜合實驗箱具有維護方便、可擴展性好、數據通信方式能自主選擇的特點。
【專利說明】物聯網綜合實驗箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通用教學實驗設備【技術領域】，尤其涉及物聯網綜合實驗箱。
【背景技術】
[0002]隨著物聯網技術的快速發展，各大高校紛紛設立了物聯網專業，相應的物聯網實驗平臺也應運而生。
[0003]現有技術中，物聯網實驗平臺主要由傳感器節點組、嵌入式網關、強電控制器、交直流供電、PC上位機、實驗桌組成,可以運行Linux、Android、WinCE等三種操作系統。其中，傳感器協議棧包括兩種類型的傳感器節點，分別是433M無線通信節點和Zigbee無線傳感器節點。433M無線通信節點包括:震動節點、指紋節點、玻璃破碎節點和煙霧節點；Zigbee無線傳感器節點共有12個，分兩行排列，第一行分別為:溫濕度、光敏、光線、結露、顏色、三軸加速度；第二行分別為:數字氣壓、火焰、可燃氣體、遙控按鍵、RFID、繼電器。
[0004]然而，現有的物聯網綜合實驗箱大都采用一體化設計，帶來的問題是擴展性差，維修不便，當某一器件損壞則整套設備無法正常工作。同時，傳感器節點的信號傳輸方式是既定的，不能根據需要自主選擇調整。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種純模塊化的物聯網綜合實驗箱，解決物聯網綜合實驗箱維修不便的問題，并實現數據通信方式的自主選擇。
[0006]為達到以上目的，本實用新型采用如下技術方案。
[0007]物聯網綜合實驗箱，包括:供電底板，安裝在供電底板上的通信模塊、數據采集模塊、應用網關，通信模塊與數據采集模塊、應用網關通信連接；其特征在于，在供電底板上可插拔地設有至少一個節點模塊，所述通信模塊、數據采集模塊可插拔地安裝在節點模塊上，通信模塊與數據采集模塊之間通過節點模塊進行通信連接。
[0008]作為本實用新型的一種改進技術方案，所述節點模塊通過插針或插排安裝到供電底板上，各節點模塊的插針或插排具有相同的結構。
[0009]作為本實用新型的一種改進技術方案，所述節點模塊包括:微處理器，與微處理器連接的通信模塊接口、數據采集模塊接口，以及供電接口 ；所述供電接口與供電底板連接，為節點模塊集中供電。
[0010]作為本實用新型的一種改進技術方案，所述通信模塊為WiFi模塊、433MHz無線通信模塊和Zigbee通信模塊中的一種或幾種，WiFi模塊、433MHz無線通信模塊、Zigbee通信模塊具有相同的插針結構。
[0011]作為本實用新型的一種改進技術方案，所述數據采集模塊為溫濕度傳感器模塊，光敏傳感器模塊，二氧化碳傳感器模塊，火焰傳感器模塊，氣壓傳感器模塊，光線傳感器模塊，可燃氣體傳感器模塊，顏色傳感器模塊及結露傳感器模塊中的一種或幾種；各傳感器模塊具有相同的插針結構。[0012]作為本實用新型的一種改進技術方案，微處理器與通信模塊接口之間通過通用異步接收/發送裝置進行雙向通信連接，微處理與數據采集模塊接口之間通過四路通用輸入/輸出針腳連接。
[0013]作為本實用新型的一種改進技術方案，在供電底板上還安裝有高頻RFID模塊，該高頻RFID模塊與應用網關通信連接。
[0014]作為本實用新型的一種改進技術方案，所述高頻RFID模塊可插拔地連接在供電底板上，且供電底板上用來安裝高頻RFID模塊的連接口和用來安裝節點模塊的連接口形
狀一致。
[0015]作為本實用新型的一種改進技術方案，所述供電底板為單層PCB板。
[0016]與現有技術相比，本實用新型提供的物聯網綜合實驗箱具有以下有益效果:
[0017]一、通信模塊、數據采集模塊通過節點模塊安裝到供電底板上，形成獨立的功能模塊，從而達到當某一功能模塊發生損壞時，不影響其它功能模塊正常工作，受損模塊也可以及時更新。
[0018]二、由于通信模塊、數據采集模塊與節點模塊之間為可插拔地連接，方便將不同功能的通信模塊與不同功能的數據采集模塊進行組合，大大提高了物聯網教學平臺的可擴展性，實現數據通信方式的自主選擇；同時，由于各節點模塊之間通過相同的插針或插排與供電底板連接，使得各功能模塊之間可以互相更迭代替，方便實現多種功能模塊的組合，進而達到不同的教學目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示為本實用新型提供的物聯網綜合實驗箱結構示意圖；
[0020]圖2所示為。
[0021]附圖標記說明:
[0022]1、供電底板，2、節點模塊，3、應用網關，4、通信模塊，5、數據采集模塊，6、高頻RFID模塊，A、功能模塊；
[0023]41、WiFi模塊，42,433MHz無線通信模塊，43,Zigbee通信模塊，44,Zigbee協調器。【具體實施方式】
[0024]為進一步闡述本實用新型的實質，結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】說明如下。
[0025]如圖1、圖2所示，物聯網綜合實驗箱，包括:供電底板1，安裝在供電底板I上的十個節點模塊2、應用網關3，以及安裝在節點模塊2上的通信模塊4和數據采集模塊5。
[0026]其中，節點模塊2與供電底板I之間為可插拔地連接，通信模塊4、數據采集模塊5與節點模塊2之間也為可插拔地連接。在這里，所述可插拔地連接是指:節點模塊2通過插針或插排安裝到供電底板I上，通信模塊4、數據采集模塊5也通過插針或插排安裝到節點模塊2上。特別地，各節點模塊2的插針或插排具有相同的結構，通信模塊2、數據采集模塊3與節點模塊2構成獨立的功能模塊A，當某一功能模塊A發生損壞時，不影響其它功能模塊正常工作，只需直接替換受損功能模塊即可，維護方便。
[0027]本實施例中，優選供電底板I為單層PCB板，用于承載應用網關3以及所有的節點模塊2，并統一為它們供電。在其他實施方式中，節點模塊2的數量根據實際需要進行調整，不限于本實施例。
[0028]優選節點模塊2包括:微處理器，與微處理器連接的通信模塊接口、數據采集模塊接口，以及供電接口。實際連接時，微處理器與通信模塊接口之間采用通用異步接收/發送裝置進行雙向通信連接，微處理與數據采集模塊接口之間采用四路通用輸入/輸出針腳連接，以實現通信模塊接口與數據采集模塊接口之間的通信。實際安裝時，首先在通信模塊接口上安裝通信模塊4，然后在數據采集模塊接口上安裝數據采集模塊5，使數據采集模塊5與通信模塊4 一一對應，最后通過供電接口將節點模塊2安裝到供電底板I上，為節點模塊2集中供電。
[0029]優選通信模塊4包括:三個WiFi模塊41、三個433MHz無線通信模塊42和三個Zigbee通信模塊43，這些通信模塊分別設置在九個節點模塊2上，且各通信模塊具有相同的插針結構，以便進行自由排布或替換。由于采用了 Zigbee通信模塊43，在電路底板I上相應地設有Zigbee協調器44，該Zigbee協調器44插接在一個節點模塊上，與電路底板I構成可插拔地連接。
[0030]優選數據采集模塊5為溫濕度傳感器模塊。在其他實施方式中，數據采集模塊5在溫濕度傳感器模塊，光敏傳感器模塊，二氧化碳傳感器模塊，火焰傳感器模塊，氣壓傳感器模塊，光線傳感器模塊，可燃氣體傳感器模塊，顏色傳感器模塊，結露傳感器模塊等所有種類傳感器模塊中任意選擇；為保證數據采集模塊5之間的自由替換，各數據采集模塊也具有相同的插針結構。
[0031]進一步地，在供電底板I上還安裝有高頻RFID模塊6，該高頻RFID模塊6與應用網關3之間通信連接，用來進行射頻模擬實驗。在這里，為實現高頻RFID模塊的維修和替換，優選高頻RFID模塊6可插拔地連接在供電底板I上，且供電底板I上用來安裝高頻RFID模塊6的連接口和用來安裝節點模塊2的連接口形狀一致，提高接口的通用性。
[0032]以上【具體實施方式】對本實用新型的實質進行了詳細說明，但并不能以此來對本實用新型的保護范圍進行限制。顯而易見地，在本實用新型實質的啟示下，本【技術領域】普通技術人員還可進行許多改進和修飾，比如變化傳感器模塊的種類，增加節點模塊上通信模塊接口和數據采集模塊接口的數量等等。需要注意的是，這些簡單改進或等效變換，都落在本實用新型的權利要求保護范圍之內。
【權利要求】
1.物聯網綜合實驗箱，包括:供電底板，安裝在供電底板上的通信模塊、數據采集模塊、應用網關，通信模塊與數據采集模塊、應用網關通信連接；其特征在于，在供電底板上可插拔地設有至少一個節點模塊，所述通信模塊、數據采集模塊可插拔地安裝在節點模塊上，通信模塊與數據采集模塊之間通過節點模塊進行通信連接。
2.根據權利要求1所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，所述節點模塊通過插針或插排安裝到供電底板上，各節點模塊的插針或插排具有相同的結構。
3.根據權利要求1所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，所述節點模塊包括:微處理器，與微處理器連接的通信模塊接口、數據采集模塊接口，以及供電接口 ；所述供電接口與供電底板連接，為節點模塊集中供電。
4.根據權利要求1所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，所述通信模塊為WiFi模塊、433MHz無線通信模塊和Zigbee通信模塊中的一種或幾種，WiFi模塊、433MHz無線通信模塊、Zigbee通信模塊具有相同的插針結構。
5.根據權利要求1所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，所述數據采集模塊為溫濕度傳感器模塊，光敏傳感器模塊，二氧化碳傳感器模塊，火焰傳感器模塊，氣壓傳感器模塊，光線傳感器模塊，可燃氣體傳感器模塊，顏色傳感器模塊及結露傳感器模塊中的一種或幾種；各傳感器模塊具有相同的插針結構。
6.根據權利要求3所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，微處理器與通信模塊接口之間通過通用異步接收/發送裝置進行雙向通信連接，微處理與數據采集模塊接口之間通過四路通用輸入/輸出針腳連接。
7.根據權利要求1所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，在供電底板上還安裝有高頻RFID模塊，該高頻RFID模塊與應用網關通信連接。
8.根據權利要求7所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，所述高頻RFID模塊可插拔地連接在供電底板上，且供電底板上用來安裝高頻RFID模塊的連接口和用來安裝節點模塊的連接口形狀一致。
9.根據權利要求1所述的物聯網綜合實驗箱，其特征在于，所述供電底板為單層PCB板。
【文檔編號】G09B19/00GK203689748SQ201420032590
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月18日 優先權日:2014年1月18日
【發明者】彭均飛, 趙勝杰, 甄鵬, 梅仲豪, 孟學軍, 龐文鳳 申請人:廣州飛瑞敖電子科技有限公司