[發明專利]一種基于物聯網的理科實驗教學系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201410799963.2
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104539675A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 薛耀鋒;蘇小兵
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F17/30;G06Q50/20
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種基于物聯網的理科實驗教學系統，其特征在于，包括：物聯網傳感單元(1)、物聯網路由單元(2)和物聯網服務器單元(3)；其中，

所述物聯網傳感單元(1)與所述物聯網路由單元(2)建立連接，用于實時測量實驗過程的待測變量，將測量的數據轉換為數據幀發送給所述物聯網路由單元(2)；

所述物聯網路由單元(2)分別與所述物聯網傳感單元(1)和所述物聯網服務器單元(3)建立連接，用于接收所述物聯網傳感單元(1)發送的所述數據幀，并將所述數據幀轉換為數據指令發送給所述物聯網服務器單元(3)；

所述物聯網服務器單元(3)包括網絡數據庫和軟件程序；所述網絡數據庫系統用于存儲所述數據指令中的數據；所述軟件程序用于對所述網絡數據庫中的數據進行實時查詢、分析、篩選、圖形化顯示和實驗報告的填寫。

2.如權利要求1所述的基于物聯網的理科實驗教學系統，其特征在于，所述物聯網傳感單元(1)包括一個或一個以上物聯網傳感器(11)；所述物聯網路由單元(2)包括一個或一個以上物聯網路由器(21)。

3.如權利要求1所述的基于物聯網的理科實驗教學系統，其特征在于，所述物聯網服務器單元(3)包括一個或一個以上物聯網服務器(31)。

4.一種如權利要求1所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：物聯網傳感單元(1)實時測量實驗過程的待測變量，將測量的數據轉換為數據幀發送給物聯網路由單元(2)；

步驟二：所述物聯網路由單元(2)接收所述物聯網傳感單元(1)發送的所述數據幀，并將所述數據幀轉換為數據指令發送給物聯網服務器單元(3)，所述數據幀由幀起始、數據和幀結束組成；

步驟三：所述物聯網服務器單元(3)的軟件程序接收所述數據指令，并將所述數據指令中的數據實時存儲到所述物聯網服務器單元(3)的網絡數據庫中，所述數據指令由指令起始、數據發送方地址碼、數據和指令結束組成；

步驟四：通過所述物聯網服務器單元(3)的所述軟件程序對所述網絡數據庫中的數據進行實時查詢、分析、篩選、圖形化顯示和實驗報告的填寫。

5.如權利要求4所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，所述物聯網傳感單元(1)接收到所述物聯網路由單元(2)發送的控制幀后，向所述物聯網路由單元(2)發送所述數據幀。

6.如權利要求5所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，所述控制幀由幀起始、令牌和幀結束組成。

7.如權利要求4所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，所述物聯網路由單元(2)接收到所述物聯網服務器單元(3)發送的控制指令后，向所述物聯網服務器單元(3)發送所述數據指令。

8.如權利要求7所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，所述控制指令由指令起始、指令接收方地址碼、指令內容和指令結束組成。

9.如權利要求4所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，所述步驟三中，所述軟件程序將所述數據以采集時間和待測變量的測量數值的數據格式存儲到網絡數據庫中。

10.如權利要求4所述的基于物聯網的理科實驗教學系統的工作方法，其特征在于，所述步驟四包括如下步驟：

步驟a：所述軟件程序的人機界面通過儀表盤的形式圖形化顯示所述待測變量的測量數值；

步驟b：所述軟件程序的人機界面通過數據表格的形式顯示所述待測變量的測量數值；

步驟c：所述軟件程序的人機交互界面上呈現理科實驗的教學知識；

步驟d：用戶通過所述軟件程序的人機界面填寫實驗報告；

步驟e：用戶通過所述軟件程序的人機界面提交所述實驗報告，所述實驗報告被保存于所述網絡數據庫系統中。