[發(fā)明專利]一種物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110023783.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112799366A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳佳瀚;韓一石;曾祥威
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

本申請公開了一種物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡層和應用層，其中，感知層包括多個邊緣管理模塊和多個感知層設備，每個邊緣管理模塊連接到相應的感知層設備，邊緣管理模塊用于獲取相應感知層設備采集到的實訓環(huán)境數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡層包括云端模塊，云端模塊的一端連接到邊緣管理模塊，另一端連接到應用層中設有的多個實訓模塊，用于實現(xiàn)對相應感知層設備的訪問，并將采集到的實訓環(huán)境數(shù)據(jù)轉發(fā)到應用層；應用層包括多個實訓模塊，各實訓模塊分別連接到云端模塊，用于基于進行實訓環(huán)境數(shù)據(jù)的調用。本申請克服使用傳統(tǒng)嵌人式模式開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)實訓應用的復雜性，以實現(xiàn)將千差萬別的設備使用標準的方式進行連接和訪問。

技術領域

本申請涉及物聯(lián)網(wǎng)通信領域，尤其涉及一種物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)。

背景技術

隨著5G通信技術的大力發(fā)展，5G通信將大大加速物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，與通用的物聯(lián)網(wǎng)架構類似，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層三個層次。通常感知層由各種常見的末端設備所組成，末端設備的選擇主要由實訓場景決定，例如常見的智能家居場景和工業(yè)生產(chǎn)場景，上述場景下的末端設備的主要功能是感知和采集環(huán)境信息，因此，在上述的實訓場景中可以采用各種環(huán)境傳感器和執(zhí)行器實現(xiàn)對環(huán)境信息的采集。網(wǎng)絡層根據(jù)具體需求由無線通信平臺和有線通信平臺組成，具體包括了私有網(wǎng)絡(局域網(wǎng))和互聯(lián)網(wǎng)等。應用層則是物聯(lián)網(wǎng)和用戶之間直接接觸的窗口，主要根據(jù)實際的應用需求，實現(xiàn)不同層次的物聯(lián)網(wǎng)應用。

現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)實訓方式主要是課堂講解配合物聯(lián)網(wǎng)實訓箱實操，物聯(lián)網(wǎng)實訓箱主要目的是讓學生動手操作配置各種物聯(lián)網(wǎng)設備(特別是感知層設備)，完成末端設備的互聯(lián)互通，根據(jù)具體物聯(lián)網(wǎng)場景實現(xiàn)設備簡單聯(lián)動等，以此達到教學目的。但傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)實訓存在兩個主要問題，一是在感知層，即傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)實訓裝置的局限性。傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)實訓箱只能對特定物聯(lián)網(wǎng)場景、特定的感知層設備進行配置，導致物聯(lián)網(wǎng)實訓場景單一的問題，不利于感知層設備后期擴展；二是在應用層，為滿足不同層次、不同場景的物聯(lián)網(wǎng)教學需求，實訓應用需要具備一定的擴展性和可自定義性。因此，由于目前各種物聯(lián)網(wǎng)設備的千差萬別，數(shù)據(jù)采集協(xié)議繁多以及通信標準不統(tǒng)一，將進一步增加物聯(lián)網(wǎng)實訓應用的開發(fā)難度，不利于后期的教學項目擴展。

申請內容

本申請?zhí)峁┝艘环N物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術增加物聯(lián)網(wǎng)實訓應用的開發(fā)難度的技術問題。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡層和應用層，所述感知層包括多個邊緣管理模塊和多個感知層設備，每個所述邊緣管理模塊連接到相應的感知層設備，所述邊緣管理模塊用于獲取相應感知層設備采集到的實訓環(huán)境數(shù)據(jù)；

所述網(wǎng)絡層包括云端模塊，所述云端模塊的一端連接到所述邊緣管理模塊，另一端連接到應用層，用于實現(xiàn)對相應感知層設備的訪問，并將采集到的實訓環(huán)境數(shù)據(jù)轉發(fā)到應用層。

優(yōu)選的，所述感知層設備包括多個環(huán)境傳感器以及多個執(zhí)行器，用于進行實訓環(huán)境數(shù)據(jù)的感知以及采集；

各邊緣管理模塊包括物聯(lián)網(wǎng)主機，所述物聯(lián)網(wǎng)主機基于無線或有線連接方式，建立與相應感知層設備之間的通信連接；其中：

所述無線連接方式包括串口連接方式、WIFI網(wǎng)絡連接方式、Zigbee網(wǎng)絡連接方式和藍牙連接方式中的至少一種。

優(yōu)選的，各所述邊緣管理模塊包括依次連接的設備驅動管理模塊、設備事件驅動模塊和中間件通信模塊，其中：

所述設備驅動管理模塊，用于管理所述感知層設備的驅動庫，以及在所述驅動庫未設置相應的驅動程序時，進行驅動庫的更新；

所述設備事件驅動模塊，用于將處于運行狀態(tài)中的感知層設備抽象為設備對象，并針對所述設備對象進行接口的統(tǒng)一發(fā)布；

所述中間件通信模塊，用于建立相應感知層設備與云端模塊之間的通信連接。

優(yōu)選的，所述設備驅動管理模塊中，管理所述感知層設備的驅動庫具體為：