[發(fā)明專利]一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)及其實訓(xùn)方法

有效

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• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102750854A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳天娥;侯立功
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 奚勝元;葉立劍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實訓(xùn)系統(tǒng)及其實訓(xùn)方法，特別是一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)及其實訓(xùn)方法。適合于各院校、研究院所使用。

背景技術(shù)

目前已有的基于物聯(lián)網(wǎng)的實訓(xùn)裝置主要有實驗箱式、實驗板式和實驗臺式三種實訓(xùn)裝置。

其中，實驗箱式實訓(xùn)裝置可以包含常用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的各項功能實驗，但是存在以下缺點：1）缺乏對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行設(shè)備；2）實驗演示內(nèi)容、設(shè)備布局等與實際應(yīng)用設(shè)計脫節(jié)；3）各項實驗之間沒有關(guān)聯(lián)性。雖然這種形式有利于教學(xué)進程的獨立實施，但由于學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)及其控制對象和控制過程往往缺乏感性認識，在沒有系統(tǒng)性的各種實訓(xùn)項目完成后，頭腦中還是一團亂糟糟，從而造成學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足。

實驗板式實訓(xùn)裝置價格便宜，但是存在如下缺點：1）資源較少，只能進行較少的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)功能實驗；2）缺乏對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行設(shè)備；3）實驗演示內(nèi)容、設(shè)備之間連線等與實際應(yīng)用脫節(jié)；4）各項實驗之間沒有關(guān)聯(lián)性。雖然這種形式有利于教學(xué)進程的獨立實施，但由于學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)及其控制對象和控制過程往往缺乏感性認識，在沒有系統(tǒng)性的各種實訓(xùn)項目完成后，頭腦中還是一團亂糟糟，從而造成學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足。

實驗臺式實訓(xùn)裝置資源豐富，幾乎包含常用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的各項功能實驗和模擬執(zhí)行設(shè)備。但是存在如下缺點：1）仍然未能脫離插接式、演示式的實訓(xùn)性質(zhì)；2）實驗演示內(nèi)容、設(shè)備之間連線等與實際應(yīng)用脫節(jié)；3）各項實驗之間沒有關(guān)聯(lián)性。雖然這種形式有利于教學(xué)進程的獨立實施，但由于學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)及其控制對象和控制過程往往缺乏感性認識，在沒有系統(tǒng)性的各種實訓(xùn)項目完成后，頭腦中還是一團亂糟糟，從而造成學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)及其實訓(xùn)方法，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備裝調(diào)實訓(xùn)架上可安裝各類真正的傳感和執(zhí)行設(shè)備，將各種實訓(xùn)項目有機結(jié)合，有效提高學(xué)生的專業(yè)能力、方法能力和社會能力。

一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)及其實訓(xùn)方法是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)包括實訓(xùn)架、開關(guān)電源、傳感模塊、隔離繼電器模塊、傳感執(zhí)行設(shè)備、PWM調(diào)壓模塊和3.3V電壓模塊，所述的開關(guān)電源和傳感模塊安裝在網(wǎng)孔板上，開關(guān)電源為本發(fā)明系統(tǒng)提供所需的+5V和+12V直流電源信號。

在傳感模塊上根據(jù)實訓(xùn)內(nèi)容需要分別安裝有溫濕度傳感器、光照度傳感器、紅外傳感器、煙霧傳感器和震動傳感器等，傳感模塊為實訓(xùn)系統(tǒng)提供所需的具體傳感對象的數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)的無線傳輸；隔離繼電器模塊安裝在網(wǎng)孔板上，所述隔離繼電器采用光電隔離驅(qū)動繼電器，來自傳感模塊的控制信號通過光耦隔離驅(qū)動繼電器閉合或斷開，進而控制相對應(yīng)的傳感執(zhí)行設(shè)備，起到信號隔離和驅(qū)動的作用。?

PWM調(diào)壓模塊安裝在網(wǎng)孔板上，輸入端連接光照度傳感模塊發(fā)送的PWM控制信號，進而將其調(diào)制為對應(yīng)的電壓信號，通過輸出端連接到可調(diào)光LED燈泡，調(diào)節(jié)LED燈泡的亮度。

3.3V電壓模塊安裝在網(wǎng)孔板上。輸入端連接直流12V電源，其產(chǎn)生的3.3V電源通過輸出端連接至傳感模塊。

所述實訓(xùn)架由三塊網(wǎng)孔板通過機械連接構(gòu)成。

所述傳感執(zhí)行設(shè)備包括電吹風(fēng)、軸流風(fēng)機、加濕器、可調(diào)光LED燈、電控鎖、報警器和模擬卷簾門等，還可擴展安裝紅外、煙感、震動等傳感執(zhí)行設(shè)備。

一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)的實訓(xùn)方法包括如下步驟：

1）根據(jù)實訓(xùn)內(nèi)容要求將傳感模塊、傳感執(zhí)行設(shè)備、3.3V電壓模塊、隔離繼電器模塊和PWM調(diào)壓模塊安裝在實訓(xùn)架網(wǎng)孔板上適當位置。

所述傳感模塊包括溫濕度傳感器、光照度傳感器、紅外傳感器、煙霧傳感器和震動傳感器等。

所述傳感執(zhí)行設(shè)備包括電吹風(fēng)、軸流風(fēng)機、加濕器、可調(diào)光LED燈、電控鎖、報警器、模擬卷簾門、紅外、煙感和震動等。

2）根據(jù)實訓(xùn)要求，繪制系統(tǒng)接線圖，并按接線圖在網(wǎng)孔板上設(shè)計布線路徑，完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的布線和各設(shè)備器件的接線。

3）按照物聯(lián)網(wǎng)ZigBee協(xié)議規(guī)范，根據(jù)實訓(xùn)要求進行傳感網(wǎng)無線組網(wǎng)；下載Z-Stack協(xié)議棧到傳感模塊節(jié)點實現(xiàn)協(xié)調(diào)器、路由、終端節(jié)點的配置。

4）傳感模塊節(jié)點采集相應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)，并無線傳輸給網(wǎng)關(guān)。同時，傳感模塊節(jié)點從網(wǎng)關(guān)接收來自上位機或其它控制設(shè)備的指令，控制所對應(yīng)的執(zhí)行設(shè)備，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制。