[發明專利]一種基于人工智能的物聯網實驗裝置

在審

• 申請號: 201711385813.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108230803A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 沈行良;李鵬鵬;王昕;王曉麗
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B25/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

1.一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，用于物聯網的教學實踐和研究，其特征在于，該實驗裝置包括電源輸入模塊、云服務器、Wi-Fi傳輸模塊、實驗裝置網關、單片機、多種傳感器模塊和基本實驗平臺，所述的電源輸入模塊、Wi-Fi傳輸模塊、實驗裝置網關、單片機和多種傳感器模塊安裝在基本實驗平臺上，所述的多種傳感器模塊和單片機分別連接實驗裝置網關，所述的實驗裝置網關通過Wi-Fi傳輸模塊連接云服務器，所述的電源輸入模塊分別與Wi-Fi傳輸模塊、實驗裝置網關、單片機和多種傳感器模塊連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置還包括擴展接口和擴展模塊，所述的擴展接口和擴展模塊分別安裝在基本實驗平臺上，當需要使用擴展模塊的時候，對所述的單片機進行相對應的程序燒錄，將所述的擴展模塊通過擴展接口連接單片機。

3.根據權利要求2所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的擴展接口包括DMA接口、以太網接口、TF Card接口、ADC接口、通用同步串口、通用I/O引腳、SPI、IIC、藍牙接口和紅外收發接口。

4.根據權利要求2所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的擴展模塊包括RGB發光二極管、數碼管、紅外接收器、藍牙模塊、ZigBee模塊和GPS模塊。

5.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置還包括用戶按鍵、LED顯示屏和RFID讀寫模塊，所述的用戶按鍵、LED顯示屏和RFID讀寫模塊分別安裝在基本實驗平臺上，所述的用戶按鍵、LED顯示屏和RFID讀寫模塊分別與單片機連接；

所述的用戶按鍵和LED顯示屏用于人機交互，所述的用戶按鍵用于實驗裝置輸入指令，所述的LED顯示屏用于顯示多種傳感器模塊回傳的數據；所述的RFID讀寫模塊與單片機連接，實現聯網功能，并獲取服務器數據庫中的已授權使用者的身份信息，同時執行考勤任務。

6.根據權利要求4所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的多種傳感器模塊包括溫濕度傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、噪音傳感器模塊、MEMS模塊、語音傳感器和攝像頭模塊，所述的攝像頭模塊用來進行實驗現象拍攝，所述的攝像頭模塊將整個實驗過程記錄下來，存儲到云服務器或本地SD卡中。

7.根據權利要求6所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的RGB發光二極管作為全色燈光源，根據攝像頭模塊接收到的主體顏色作智能識別，RGB發光二極管發出相應顏色的燈光；

語言的識別控制燈的顏色，語音傳感器接收講話的聲音，通過自學習和云服務器數據對比，作分析識別來控制RGB發光二極管的顏色，發出相應顏色的燈光。

8.根據權利要求6所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的多種傳感器模塊還包括電能參數測量傳感器，用于測量電流、電壓、功率因數、高次諧波、有功功率、無功功率電量參數，并對用電線路和每一段線路的用電情況進行檢測，把檢測的數據發送給云服務器，云服務器對數據的進行分析和識別，從而確定每一段線路上使用了那些用電器，負荷變化規律；

或者用機器學習的方法，來識別自動識別出使用什么新類型的電器。

9.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置還包括實驗安全子系統，該實驗安全子系統包括安全監控服務器和智能終端；

所述的安全監控服務器通過與智能終端交互，及時獲取實驗室內各個實驗臺當前的實驗狀態，包括學生實驗狀態、用電情況、實驗臺的溫濕度狀態值，并將信息存儲于云服務器中；

所述的實驗臺智能終端及時獲取當前實驗臺學生的簽到、遷出信息、實驗臺各個實驗儀器當前的用電情況和當前的溫濕度狀態，一方面將這些狀態信息報告給安全監控服務器，另一方面獲取安全監控服務器的指令，進而對當前實驗臺進行操作。

10.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的物聯網實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置還包括遠程虛擬實驗子系統，該遠程虛擬實驗子系統包括與云服務器通信連接的學生端虛擬實驗設備，該學生端虛擬實驗設備包括裝有虛擬軟件的PC和VR眼鏡，所述的PC向云服務器請求下載相應的虛擬實驗課程，學生通過佩戴VR進行實驗前虛擬預習和試驗后虛擬復習。