物联网综合实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种物联网综合实验系统，包括多个功能扩展板，每个所述功能扩展板上均设有扩展接口；多个功能扩展区，每个所述功能扩展板通过各自的扩展接口能够与任意一个所述功能扩展区连接；每个功能扩展区上均设有串口调试接口和SWD下载接口；下载调试功能区，其包括串口调试片选模块和SWD下载片选模块，每个功能扩展区均通过各自的串口调试接口与所述串口调试片选模块连接，每个功能扩展区均通过各自的SWD下载接口与所述串口SWD下载片选模块连接。本发明专利技术的物联网综合实验系统，系统架构清晰、综合性强、开放性好、便于管理、开发交互友善、开发效率高。

Integrated experimental system of Internet of things

The invention discloses a IOT integrated experiment system, expansion board comprises a plurality of functions, each of the functional expansion board is provided with the extended interface; multiple functional expansion area, each of the functional expansion board through the respective district to expand interface connected with any one of the extensions; each functional expansion area are equipped with serial debugging interface and SWD download interface; download debugging function area, which includes serial debugging module and download module SWD chip select chip select, each functional expansion area via separate serial debugging interface and the serial debugging module chip connection, each functional expansion area via separate SWD download interface and the serial port SWD download chip module connection. The integrated experiment system of the Internet of things of the invention has clear system architecture, strong comprehensiveness, good openness, easy management, interactive development, friendly development and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
物联网综合实验系统
本专利技术涉及一种物联网综合实验系统。
技术介绍
物联网技术是把所有物资和产品通过射频识别、传感器或其他嵌入式器件等与互联网连接,实现智能化管理、监督和控制，是继计算机、互联网与移动通信之后的又一次信息产业浪潮。物联网技术具有广泛的发展前景，我国高度关注与重视物联网的研究，并开始着力进行相关领域的人才培养与储备。为进一步适应物联网技术的发展以及相关的人才市场需求，全国各大高等院校及各类职业培训学校在计算机和通信类专业先后开设网络通信和物联网的相关课程，同时建设与课程教学相配套的“物联网信息平台”实验室，其意义在于：提高教学科研水平，促进学生就业，并且提升学校竞争力。目前用于物联网技术实训及演示的物联网试验箱有以下缺点：(一)传感节点输入输出模块单一，且不固定，不利于实验室管理；(二)实验箱中对每个扩展功能区进行程序下载或串口调试都需要将下载线或调试线进行插拔操作，不利于开发调试；(三)实验箱中传感节点功能单一且数量较少，无法进行场景实训与演示；(四)试验箱中无法对每个扩展功能区的供电进行独立控制；(五)实验箱与电脑通信使用有线的方式进行，不利于开发调试与数据传输；(六)试验箱中每个扩展功能区与协调器之间的通信只有一种方式，不利于教学过程中的知识面的拓展以及实践操作。
技术实现思路
本专利技术提供一种物联网综合实验系统，系统架构清晰、综合性强、开放性好、便于管理、开发交互友善、开发效率高，解决了物联网科研教学实验中所遇到的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种物联网综合实验系统，包括多个功能扩展板，每个所述功能扩展板上均设有扩展接口；多个功能扩展区，每个所述功能扩展板通过各自的扩展接口能够与任意一个所述功能扩展区连接；每个功能扩展区上均设有串口调试接口和SWD下载接口；下载调试功能区，其包括串口调试片选模块和SWD下载片选模块，每个功能扩展区均通过各自的串口调试接口与所述串口调试片选模块连接，每个功能扩展区均通过各自的SWD下载接口与所述串口SWD下载片选模块连接。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述下载调试功能区上对应每个功能扩展区均设有串口调试拨动开关和下载拨动开关，通过所述串口调试拨动开关切换选择当前需要调试的功能扩展区，通过所述下载拨动开关切换选择当前需要下载的功能扩展区。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括其还包括，协调器，每个所述功能扩展区均通过能够切换的网络连接方式与协调器连接；嵌入式网关，所述协调器通过能够切换的网络连接方式与嵌入式网关连接网络选择单元，每个功能扩展区、协调器均和嵌入式网关均与网络选择单元连接。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括每个所述功能扩展区、协调器和嵌入式网关上均集成有485模块和ZigBee模块，所述功能扩展区和协调器通信时，所述网络选择单元在485模块和ZigBee模块中选择当前使用的通信模块；所述协调器和嵌入式网关通信时，所述网络选择单元在485模块和ZigBee模块中选择当前使用的通信模块。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述协调器上设有串口调试接口和SWD下载接口，所述协调器通过串口调试接口与串口调试片选模块连接、通过SWD下载接口与SWD下载片选模块连接；所述下载调试功能区上对应协调器设有串口调试拨动开关和下载拨动开关。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述下载调试功能区上对应每个调试拨动开关、下载拨动开关均设有状态显示灯。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括每个所述功能扩展板上均集成有采集器和执行器。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述采集器和执行器包括高亮LED、炫彩LED、人体红外传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、光照强度传感器、紫外线传感器、MQ-5甲烷传感器、MQ-2烟雾传感器、火光传感器、PM2.5传感器、光电开关、对射开关、报警灯、报警LED、RFID读卡器、Mini12864液晶显示屏、舵机、Mini风扇、丝杆带滑台步进电机、继电器、电磁锁、指纹传感器、矩阵键盘中的一种或者多种的组合。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所有的功能扩展区、协调器和嵌入式网关上均设有电源控制开关，所有的功能扩展区、协调器和嵌入式网关均通过各自的电源控制开关独立管理供电。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括每个功能扩展区、协调器和嵌入式网关上对应各自的电源控制开关均设有状态显示灯。其一、本专利技术的物联网综合实验系统，系统架构清晰、综合性强、开放性好、便于管理、开发交互友善、开发效率高。其二、操作拨动开关就可以对每个功能扩展区进行程序下载和串口调试，不需要频繁的插拔下载线和调试线，延长功能扩展区的使用寿命。其三、功能扩展板和功能扩展区之间采用统一标准的扩展接口连接，功能扩展板可以插接在任意一个功能扩展区上，兼容性好，同时大幅度增加传感节点的数量和丰富传感节点的功能，能够进行多个场景的实训与演示。其四、功能扩展区固定设置，功能扩展板根据实验需要插接在任意一个功能扩展区上，利于实验室管理。其五、功能扩展区和协调器之间、协调器与嵌入式网关之间均集成两种网络连接方式，一种是基于485的有线通信方式，一种是基于ZigBee的无线通信方式，且根据需要可以切换，利于开发调试与数据传输、利于教学过程中的知识面的拓展以及实践操作。附图说明图1是本专利技术优选实施例的结构框图；图2是本专利技术优选实施例的供电系统结构框图；图3是本专利技术优选实施例功能扩展区的结构框图；图4是本专利技术优选实施例协调器的结构框图；图5是本专利技术优选实施例嵌入式网关的结构框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例如图1-5所示，本实施例公开了一种物联网综合实验系统，包括多个功能扩展板、多个功能扩展区、协调器、嵌入式网关、下载调试功能区和网络选择单元，各部件之间的连接关系或逻辑关系如下：①功能扩展区和协调器之前基于有线或者无线网络连接方式连接；②协调器和嵌入式网关之间基于有线或者无线网络连接方式连接；③嵌入式网关基于TCP/IP协议与上位机通信；④各功能扩展区和协调器均与下载调试功能区连接，下载调试功能区统一管理各功能扩展区和协调器的SWD程序下载功能和串口调试功能；⑤网络选择单元选择功能扩展区和协调器之间的网络连接方式、选择协调器和嵌入式网关之间的网络连接方式。各组成部分的具体结构如下：一、功能扩展板功能扩展板为一个个独立的功能小板，每个功能扩展板上均设有统一标准的I/O扩展接口，每个功能扩展板上均集成有采集器和执行器，用于模拟代替家电、照明、安防、交通，智能锁等。具体的，上述采集器和执行器包括高亮LED、炫彩LED、人体红外传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、光照强度传感器、紫外线传感器、MQ-5甲烷传感器、MQ-2烟雾传感器、火光传感器、PM2.5传感器、光电开关、对射开关、报警灯、报警LED、RFID读卡器、Mini12864液晶显示屏、舵机、Mini风扇、丝杆带滑台步进电机、继电器、电磁锁、指纹传感器、矩阵键盘中的一种或者多种的组合。本实施例中，优选设计八个功能扩展板、八个功能扩展区，当然，根据实际使用需要，还可以设计更多数量的功能扩展板和功能扩展区，此处对两者的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网综合实验系统，其特征在于：包括，多个功能扩展板，每个所述功能扩展板上均设有扩展接口；多个功能扩展区，每个所述功能扩展板通过各自的扩展接口能够与任意一个所述功能扩展区连接；每个功能扩展区上均设有串口调试接口和SWD下载接口；下载调试功能区，其包括串口调试片选模块和SWD下载片选模块，每个功能扩展区均通过各自的串口调试接口与所述串口调试片选模块连接，每个功能扩展区均通过各自的SWD下载接口与所述串口SWD下载片选模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种物联网综合实验系统，其特征在于：包括，多个功能扩展板，每个所述功能扩展板上均设有扩展接口；多个功能扩展区，每个所述功能扩展板通过各自的扩展接口能够与任意一个所述功能扩展区连接；每个功能扩展区上均设有串口调试接口和SWD下载接口；下载调试功能区，其包括串口调试片选模块和SWD下载片选模块，每个功能扩展区均通过各自的串口调试接口与所述串口调试片选模块连接，每个功能扩展区均通过各自的SWD下载接口与所述串口SWD下载片选模块连接。2.如权利要求1所述的物联网综合实验系统，其特征在于：所述下载调试功能区上对应每个功能扩展区均设有串口调试拨动开关和下载拨动开关，通过所述串口调试拨动开关切换选择当前需要调试的功能扩展区，通过所述下载拨动开关切换选择当前需要下载的功能扩展区。3.如权利要求1所述的物联网综合实验系统，其特征在于：其还包括，协调器，每个所述功能扩展区均通过能够切换的网络连接方式与协调器连接；嵌入式网关，所述协调器通过能够切换的网络连接方式与嵌入式网关连接网络选择单元，每个功能扩展区、协调器均和嵌入式网关均与网络选择单元连接。4.如权利要求3所述的物联网综合实验系统，其特征在于：每个所述功能扩展区、协调器和嵌入式网关上均集成有485模块和ZigBee模块，所述功能扩展区和协调器通信时，所述网络选择单元在485模块和ZigBee模块中选择当前使用的通信模块；所述协调器和嵌入式网关通信时，所述网络选择单元在485模块和ZigBee模块中选...

【专利技术属性】
技术研发人员：安海龙，闫鹏程，黄洪阳，王羽，成泽岩，任青松，
申请(专利权)人：昆山杰普软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32