一種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，包括由自上而下的感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三層物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成；感知層由采集控制區(qū)和自動識別區(qū)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)層由ZigBee組網(wǎng)A區(qū)、ZigBee組網(wǎng)B區(qū)、泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)以及433M傳輸區(qū)構(gòu)成；應(yīng)用層根據(jù)需求配置，主要由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成。本實用新型具備顯著的應(yīng)用區(qū)域，起到軟件與平臺之間的模擬仿真互動，顯示出物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能充分讓學(xué)生認(rèn)知和理解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【專利說明】—種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺，具體涉及一種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。
[0003]市場上現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)綜合教學(xué)實驗平臺從結(jié)構(gòu)上基本上都是傳感器、控制器、RFID設(shè)備以及其他相應(yīng)設(shè)備的堆積，顯示不出物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，起不到學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和理解；且沒有顯著的應(yīng)用區(qū)域，起不到軟件與平臺之間的模擬仿真互動；現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)綜合教學(xué)實驗平臺僅僅只是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的演示，起不到教學(xué)的效果，教學(xué)項目起不到對學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)。
實用新型內(nèi)容
[0004]為克服上述缺點，本實用新型提供的技術(shù)方案為:一種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，包括由自上而下的感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三層物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成；感知層由采集控制區(qū)和自動識別區(qū)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)層由ZigBee組網(wǎng)A區(qū)、ZigBee組網(wǎng)B區(qū)、泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)以及433M傳輸區(qū)構(gòu)成；應(yīng)用層根據(jù)需求配置，主要由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成。
[0005]進一步，采集控制區(qū)采用ModBus總線技術(shù)，分為采集子區(qū)與控制子區(qū)；采集子區(qū)中集成了溫濕度、光照強度、人體紅外、數(shù)字氣壓、CO2、觸摸調(diào)光6種高精度傳感器；控制子區(qū)中集成了 LED射燈、步進電機、數(shù)碼管、聲光報警燈和揚聲器；從左往右依次是步進電機、揚聲器、步進電機驅(qū)動板、數(shù)碼管、聲光報警器、聲光報警器驅(qū)動板、觸摸調(diào)光、溫濕度傳感器、人體紅外、光照強度傳感器、CO2傳感器以及數(shù)字氣壓傳感器。
[0006]進一步，自動識別區(qū)中集成了低頻、高頻、超高頻RFID讀寫設(shè)備，還具備NFC讀寫功能，可實現(xiàn)NFC模擬卡/閱讀器/點對點通信三種模式。
[0007]進一步,ZigBee組網(wǎng)A區(qū)、ZigBee組網(wǎng)B區(qū)共包括6個帶有自組網(wǎng)功能的ZigBee節(jié)點模塊，分別配有可以插拔更換的溫濕度傳感器、煙霧傳感器、人體紅外傳感器、霍爾傳感器、火焰?zhèn)鞲衅饕约癈O傳感器；在六個節(jié)點之間還設(shè)置有6個ZigBee節(jié)點槽，以便更換ZigBee節(jié)點位置來體現(xiàn)ZigBee無線定位的功能。
[0008]進一步，泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)設(shè)有7英寸電容觸摸屏用來對該區(qū)進行顯示操控，具備HDMI接口、USB接口、RS232串口、擴展串口、SP1、IIC接口 ；還具備語音識別功能，可以與感知區(qū)進行聯(lián)動；還具備2.4G有源讀寫模塊。
[0009]進一步,433M傳輸區(qū)米用頻段為433M傳輸技術(shù)，由一個433M發(fā)送設(shè)備和一個433M接收設(shè)備組成，并與泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)中的433M模塊進行配對通信。
[0010]進一步，應(yīng)用層根據(jù)應(yīng)用的不同可分為智能家居應(yīng)用、智能電網(wǎng)應(yīng)用；由由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成構(gòu)成。
[0011]進一步，智能家居模型區(qū)包括安防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；所述安防系統(tǒng)包括防盜子系統(tǒng)和防火子系統(tǒng)，防盜子系統(tǒng)包括門禁、人體紅外感應(yīng)、門磁、攝像頭等設(shè)備，門禁配置RFID卡，防火子系統(tǒng)包括燃?xì)馓綔y器、煙霧探測器、排風(fēng)扇控制器以及窗戶控制器；所述環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括溫濕度子系統(tǒng)、照明子系統(tǒng)以及空氣質(zhì)量子系統(tǒng)，溫濕度子系統(tǒng)包括溫濕度檢測器、加濕器控制器、控制模擬空調(diào)的控制器，照明子系統(tǒng)包括光照強度探測器、控制燈光亮暗的觸摸調(diào)光控制器、控制窗簾開啟關(guān)閉的窗簾控制器，空氣質(zhì)量子系統(tǒng)包括空氣質(zhì)量探測器、窗戶控制器、通斷空氣凈化器的開關(guān)控制器；控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制家中的電器以及各種設(shè)備，包括電燈、窗簾、窗戶、加濕器、空調(diào)等；智能家居控制顯示區(qū)可分為安防區(qū)、環(huán)境監(jiān)控區(qū)以及情景控制區(qū)；安防區(qū)包括燃?xì)鈭缶甘緹?、煙霧火災(zāi)報警指示燈、聲光報警器、窗戶狀態(tài)指示燈、排風(fēng)扇狀態(tài)指示燈、窗戶控制按鈕、排風(fēng)扇控制按鈕、門禁控制器、防盜指示燈以及布放/撤防按鈕；環(huán)境監(jiān)控區(qū)包括溫濕度顯示儀、光照顯示儀、空氣質(zhì)量顯示儀、窗簾狀態(tài)指示燈、窗戶狀態(tài)指示燈、加濕器狀態(tài)指示燈、空調(diào)狀態(tài)顯示屏、觸摸調(diào)光控制面板、加濕器控制按鈕、窗簾控制按鈕、窗戶控制按鈕、空調(diào)控制數(shù)字鍵；情景控制區(qū)主要用于總體控制智能家居系統(tǒng)，分為外出模式、在家模式、就寢模式以及自定義模式，用戶只要按了其中一種模式，整個系統(tǒng)將自動進入該模式。
[0012]進一步，智能電表配有485接口并具備配有RS485接口的GPRS模塊，所述智能電表連接在實訓(xùn)平臺220V電壓的進出口處，并且采用兩種方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸:一種是RS485有線傳輸，另外一種是GPRS無線傳輸；所述智能插座設(shè)置有4個，每個智能插座上連接普通家用電器的模型，前述普通家用電器為洗衣機、冰箱。
[0013]進一步，應(yīng)用層還設(shè)置有輔助功能區(qū)，所述輔助功能區(qū)由邏輯分析儀和ZigBee協(xié)議分析儀構(gòu)成。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]1.按照物聯(lián)網(wǎng)學(xué)術(shù)界的定義將平臺結(jié)構(gòu)嚴(yán)格劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。每一部分都可以單獨的完成相關(guān)知識的教學(xué)實驗，非常易于老師組織教學(xué)。
[0016]2.集成WIFI通信、ZIGBEE通信、433M無線通信、NFC通信、RS-485通信、RS-232通信、RFID智能識別、遠程傳感采集和控制等技術(shù)于一體，集成了各種高精度傳感器和控制單元，并且網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)配的ZigBee節(jié)點模塊，還可根據(jù)用戶需求進行傳感器種類套件搭配。各傳感器節(jié)點模塊形式一致，可方便的與備選模塊進行替換，且便于后期設(shè)備維護。
[0017]3.獨創(chuàng)性的加入了物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能電網(wǎng)等行業(yè)方向的應(yīng)用，學(xué)生不再拘泥于形式單一的實驗。通過生動直觀的綜合應(yīng)用，能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和有效鞏固所學(xué)知識點。
[0018]4.加入了實驗平臺管理軟件，老師或者學(xué)校實驗室管理員可以進入實驗平臺管理系統(tǒng)去查詢平臺的歷史使用記錄，方便有效的查詢設(shè)備的使用情況和學(xué)生的使用記錄。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型應(yīng)用層為智能家居應(yīng)用的布局不意圖；
[0020]圖2是本實用新型應(yīng)用層為智能電網(wǎng)應(yīng)用的布局示意圖。

【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2所示，一種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，包括由自上而下的感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三層物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成；感知層由采集控制區(qū)和自動識別區(qū)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)層由ZigBee組網(wǎng)A區(qū)、ZigBee組網(wǎng)B區(qū)、泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)以及433M傳輸區(qū)構(gòu)成；應(yīng)用層根據(jù)需求配置，主要由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成。
[0022]采集控制區(qū)采用ModBus總線技術(shù)，分為采集子區(qū)與控制子區(qū)；采集子區(qū)中集成了溫濕度、光照強度、人體紅外、數(shù)字氣壓、CO2、觸摸調(diào)光6種高精度傳感器；用戶可以通過上位機、手機終端、瀏覽器訪問采集子區(qū)來獲取每一種傳感器采集的數(shù)據(jù)?？刂谱訁^(qū)集成了LED射燈、步進電機、數(shù)碼管、聲光報警燈和揚聲器，用戶也可以通過上位機、手機終端、瀏覽器訪問控制子區(qū)來控制每一種控制器的工作狀態(tài)。從左往右依次是步進電機、揚聲器、步進電機驅(qū)動板、數(shù)碼管、聲光報警器、聲光報警器驅(qū)動板、觸摸調(diào)光、溫濕度傳感器、人體紅外、光照強度傳感器、CO2傳感器以及數(shù)字氣壓傳感器。
[0023]除了通過上位機、手機終端、瀏覽器來監(jiān)控采控區(qū)外，用戶還可以通過多種聯(lián)動來控制采控區(qū)各種傳感器和控制器的工作，比如人體紅外和聲光報警燈，當(dāng)人體紅外檢測到人時，將啟動聲光報警燈進行報警；在聯(lián)動工作方面，除了設(shè)計了一些聯(lián)動方式供老師學(xué)生操作外，還預(yù)留了一些聯(lián)動方式供老師學(xué)生進行開發(fā)，達到學(xué)習(xí)與應(yīng)用相結(jié)合的互動效果。
[0024]自動識別區(qū)中集成了低頻、高頻、超高頻RFID讀寫設(shè)備，還具備NFC讀寫功能，可實現(xiàn)NFC模擬卡/閱讀器/點對點通信三種模式。用戶可以通過上位機、手機終端、瀏覽器訪問自動識別區(qū)進行操作讀取數(shù)據(jù)，也可以自行開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用。
[0025]ZigBee組網(wǎng)A區(qū)、ZigBee組網(wǎng)B區(qū)共包括6個帶有自組網(wǎng)功能的ZigBee節(jié)點模塊，分別配有可以插拔更換的溫濕度傳感器、煙霧傳感器、人體紅外傳感器、霍爾傳感器、火焰?zhèn)鞲衅饕约癈O傳感器，并可根據(jù)用戶需求進行傳感器種類套件搭配。在六個節(jié)點之間還設(shè)置有6個ZigBee節(jié)點槽，以便更換ZigBee節(jié)點位置來體現(xiàn)ZigBee無線定位的功能，達到對ZigBee技術(shù)更深層次的學(xué)習(xí)和實驗。
[0026]泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)采用ARM Cortex A8處理器，并設(shè)有7英寸電容觸摸屏用來對該區(qū)進行顯示操控，在外形上更加美觀、大方。該區(qū)集成了包括以太網(wǎng)、Wif1、3G、ZigBee、433M等多種主流通信方式，具備HDMI接口、USB接口、RS232串口、擴展串口、SP1、IIC接口，方便用戶在此平臺上進行二次開發(fā)；還具備語音識別功能，可以與感知區(qū)進行聯(lián)動，比如通過語音識別控制LED射燈、步進電機等；還具備2.4G有源讀寫模塊。
[0027]433M傳輸區(qū)采用頻段為433M傳輸技術(shù)，由一個433M發(fā)送設(shè)備和一個433M接收設(shè)備組成，并與泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)中的433M模塊進行配對通信。
[0028]應(yīng)用層根據(jù)應(yīng)用的不同可分為智能家居應(yīng)用、智能電網(wǎng)應(yīng)用；由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成構(gòu)成，并且設(shè)置有輔助功能區(qū)，所述輔助功能區(qū)由邏輯分析儀和ZigBee協(xié)議分析儀構(gòu)成，主要用于輔助學(xué)生老師來進行物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)、學(xué)習(xí)以及開發(fā)。邏輯分析儀可以幫助用戶學(xué)習(xí)分析物聯(lián)網(wǎng)各種協(xié)議數(shù)據(jù)，并且在用戶二次開發(fā)時利用此設(shè)備進行調(diào)試，使整個開發(fā)事半功倍。ZigBee協(xié)議分析儀主要針對ZigBee協(xié)議，有助于用戶更加快捷有效地學(xué)習(xí)ZigBee協(xié)議，同時在用戶針對ZigBee進行開發(fā)時也有很好的效果。
[0029]實施例1:
[0030]智能家居模型區(qū)包括安防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；所述安防系統(tǒng)包括防盜子系統(tǒng)和防火子系統(tǒng)，防盜子系統(tǒng)包括門禁、人體紅外感應(yīng)、門磁、攝像頭等設(shè)備，門禁采用高頻RFID卡及密碼控制，只有當(dāng)高頻RFID卡或者密碼與系統(tǒng)設(shè)置匹配時門才打且并進行撤防，否則將啟動門磁感應(yīng)，非法開門將觸發(fā)門磁感應(yīng)進而引起報警，除此以外，當(dāng)非法進入觸發(fā)人體紅外感應(yīng)時，將啟動相應(yīng)的攝像頭進行抓拍，將拍到的照片連同報警信息發(fā)給用戶或者直接進行智能語音報警。防火子系統(tǒng)包括燃?xì)馓綔y器、煙霧探測器、排風(fēng)扇控制器以及窗戶控制器；燃?xì)馓綔y器主要探測屋內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度，當(dāng)濃度高于一定值時將進行報警，并開啟窗戶以及排風(fēng)扇，待恢復(fù)正常情況時關(guān)閉窗戶以及排風(fēng)扇，否則將發(fā)送報警信息給用戶或者直接進行智能語音報警。煙霧報警器主要探測屋內(nèi)火災(zāi)及煙霧濃度，當(dāng)濃度高于一定值時將進行報警，并開啟窗戶以及排風(fēng)扇，并且發(fā)送報警信息給用戶或者直接進行智能語音報警。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境信息，并根據(jù)這些信息使用戶家中保持舒適健康的狀態(tài)，用戶可以通過手機、計算機以及平板查看家中的環(huán)境參數(shù)并進行相應(yīng)的控制；所述環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括溫濕度子系統(tǒng)、照明子系統(tǒng)以及空氣質(zhì)量子系統(tǒng)，溫濕度子系統(tǒng)包括溫濕度檢測器、加濕器控制器、控制模擬空調(diào)的控制器，加濕器、空調(diào)都根據(jù)室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)自動處于工作或者關(guān)閉狀態(tài)。系統(tǒng)將根據(jù)一般人體舒適溫濕度或者用戶自定義溫濕度參數(shù)控制加濕器、空調(diào)工作使室內(nèi)的溫濕度始終保持在設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi)。照明子系統(tǒng)包括光照強度探測器、控制燈光亮暗的觸摸調(diào)光控制器、控制窗簾開啟關(guān)閉的窗簾控制器，系統(tǒng)根據(jù)一般人體舒適光照強度或者用戶自定義光照強度參數(shù)控制燈光的亮暗和窗簾的開啟關(guān)閉，使用戶在家中處于舒適的光照下?？諝赓|(zhì)量子系統(tǒng)包括空氣質(zhì)量探測器、窗戶控制器、通斷空氣凈化器的開關(guān)控制器，系統(tǒng)根據(jù)一般人體舒適空氣質(zhì)量參數(shù)或者用戶自定義空氣質(zhì)量參數(shù)控制窗戶控制器和空氣凈化器工作，當(dāng)空氣質(zhì)量恢復(fù)到設(shè)置的參數(shù)范圍內(nèi)后，將自動關(guān)閉窗戶和空氣凈化器，使用戶在家中處于舒適且健康的空氣質(zhì)量下?？刂葡到y(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制家中的電器以及各種設(shè)備，包括電燈、窗簾、窗戶、加濕器、空調(diào)等。
[0031]智能家居控制顯示區(qū)可分為安防區(qū)、環(huán)境監(jiān)控區(qū)以及情景控制區(qū)；安防區(qū)包括燃?xì)鈭缶甘緹?、煙霧火災(zāi)報警指示燈、聲光報警器、窗戶狀態(tài)指示燈、排風(fēng)扇狀態(tài)指示燈、窗戶控制按鈕、排風(fēng)扇控制按鈕、門禁控制器、防盜指示燈以及布放/撤防按鈕；環(huán)境監(jiān)控區(qū)包括溫濕度顯示儀、光照顯示儀、空氣質(zhì)量顯示儀、窗簾狀態(tài)指示燈、窗戶狀態(tài)指示燈、加濕器狀態(tài)指示燈、空調(diào)狀態(tài)顯示屏、觸摸調(diào)光控制面板、加濕器控制按鈕、窗簾控制按鈕、窗戶控制按鈕、空調(diào)控制數(shù)字鍵；情景控制區(qū)主要用于總體控制智能家居系統(tǒng)，分為外出模式、在家模式、就寢模式以及自定義模式，用戶只要按了其中一種模式，整個系統(tǒng)將自動進入該模式，自定義模式主要用于學(xué)生自定義開發(fā)模式，學(xué)生可以根據(jù)指導(dǎo)書自行開發(fā)相應(yīng)的模式進行調(diào)試、操作，實現(xiàn)學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合的效果。
[0032]實施例2:
[0033]智能電網(wǎng)應(yīng)用采用無線傳感網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)、智能處理技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及工業(yè)傳輸技術(shù)，在實訓(xùn)平臺的應(yīng)用區(qū)，學(xué)生可以實現(xiàn)智能電表遠程抄表以及智能用電分析。
[0034]傳統(tǒng)的抄表方式主要是人工采集電量，勞動強度大，抄表人員數(shù)量多，管理成本大。利用智能遠程抄表，可以減少傳統(tǒng)人工抄表帶來的繁雜程序和人工耗費，并且可以增加抄表的精確度。實訓(xùn)臺的遠程抄表功能是通過智能電表來實現(xiàn)的，電表收集整個實訓(xùn)平臺的總用電量。智能電表(配有485接口)連接在實訓(xùn)臺220V電壓的進出口處，并且采用兩種方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸:一種是RS485有線傳輸,另外一種是GPRS無線傳輸。有線傳輸模式，將智能電表上的RS485接口通過網(wǎng)絡(luò)線與網(wǎng)關(guān)上的RS485接口進行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的工業(yè)級有線傳輸過程。無線傳輸，主要是通過在智能電表上配有RS485接口的GPRS模塊，通過GPRS移動網(wǎng)絡(luò)進行無線數(shù)據(jù)的傳輸，將電表讀取的數(shù)據(jù)通過移動網(wǎng)絡(luò)傳送到網(wǎng)關(guān)，進而顯示在上位機上。用戶也可以利用平板電腦、手機等終端隨時隨地查看智能電表的用電量數(shù)據(jù)，模擬實現(xiàn)遠程查看家用電表信息。此外，智能遠程終端加入了智能用電管理，分為兩部分:預(yù)付費用戶和后付費用戶。預(yù)付費用戶是指用戶先付費后獲取電量，即用戶先向系統(tǒng)購買用電額，然后再用電，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)用戶的用電余額低于設(shè)定值時，系統(tǒng)會向用戶發(fā)送付費提醒，當(dāng)用戶的用電余額低于O或者為規(guī)定的值時，系統(tǒng)通過軟件模擬自動斷電。后付費用戶，指先用電再付費，系統(tǒng)設(shè)置每個繳費的周期，每個周期系統(tǒng)會出示賬單，催用戶繳納電費，如果用戶超出一定的額度不繳納費用，系統(tǒng)通過軟件模擬自動斷電。
[0035]系統(tǒng)的用電分析部分主要運用智能插座來采集用電量，在實訓(xùn)臺的應(yīng)用區(qū)域放置有4個智能插座，每個智能插座上面連接普通家用電器(例如洗衣機、冰箱等)的模型。這部分的主要目的是對每個用電設(shè)備的電量的采集，采集到的用電量通過wifi無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖?shù)據(jù)庫當(dāng)中，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行分析，并根據(jù)用電器類別對其分析，即對所有電表的用電量進行分析以及對單個電表分時段用電量分析，將分析數(shù)據(jù)以圖標(biāo)或曲線等的形式顯示到上位機上。此外，系統(tǒng)可以遠程控制智能插座的開關(guān)，可以實現(xiàn)家用電器的省電功能。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以遠程傳送到用戶手機、平板客戶端，用戶可以遠程查看家用電器的用電分析結(jié)果。
[0036]智能電網(wǎng)的用電量分析以及智能遠程抄表實現(xiàn)了家用電器模型的用電量采集功能以及電表的遠程抄表(有線和無線)，智能電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)按技術(shù)要求安裝高度完畢后，即可進行24小時的通信，讓學(xué)生盡快掌握智能電網(wǎng)的用電采集功能和智能遠程抄表功能。
[0037]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本實用新型所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:由自上而下的感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三層物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成；感知層由采集控制區(qū)和自動識別區(qū)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)層由21曲66組網(wǎng)八區(qū)、21曲66組網(wǎng)8區(qū)、泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)以及4331傳輸區(qū)構(gòu)成；應(yīng)用層根據(jù)需求配置，主要由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述采集控制區(qū)采用10(18118總線技術(shù)，分為采集子區(qū)與控制子區(qū)；采集子區(qū)中集成了溫濕度、光照強度、人體紅外、數(shù)字氣壓、(?、觸摸調(diào)光6種高精度傳感器；控制子區(qū)中集成了 [￡0射燈、步進電機、數(shù)碼管、聲光報警燈和揚聲器；從左往右依次是步進電機、揚聲器、步進電機驅(qū)動板、數(shù)碼管、聲光報警器、聲光報警器驅(qū)動板、觸摸調(diào)光、溫濕度傳感器、人體紅外、光照強度傳感器、002傳感器以及數(shù)字氣壓傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述自動識別區(qū)中集成了低頻、高頻、超高頻即10讀寫設(shè)備，還具備即讀寫功能，可實現(xiàn)即模擬卡/閱讀器/點對點通信三種模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述21^66組網(wǎng)八區(qū)、21^66組網(wǎng)8區(qū)共包括6個帶有自組網(wǎng)功能的21^66節(jié)點模塊，分別配有可以插拔更換的溫濕度傳感器、煙霧傳感器、人體紅外傳感器、霍爾傳感器、火焰?zhèn)鞲衅饕约阿莻鞲衅?；在六個節(jié)點之間還設(shè)置有6個21曲66節(jié)點槽，以便更換21曲66節(jié)點位置來體現(xiàn)21^66無線定位的功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)設(shè)有7英寸電容觸摸屏用來對該區(qū)進行顯示操控，具備冊11接口』38接口、1？3232串口、擴展串口、3？1、IX接口 ；還具備語音識別功能，可以與感知區(qū)進行聯(lián)動；還具備2.46有源讀寫模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述4331傳輸區(qū)米用頻段為4331傳輸技術(shù)，由一個4331發(fā)送設(shè)備和一個4331接收設(shè)備組成，并與泛在網(wǎng)通信傳輸區(qū)中的4331模塊進行配對通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述應(yīng)用層根據(jù)應(yīng)用的不同可分為智能家居應(yīng)用、智能電網(wǎng)應(yīng)用；由智能家居模型區(qū)和智能家居控制顯示區(qū)或由智能電表和智能插座構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述智能家居模型區(qū)包括安防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；所述安防系統(tǒng)包括防盜子系統(tǒng)和防火子系統(tǒng)，防盜子系統(tǒng)包括門禁、人體紅外感應(yīng)、門磁、攝像頭等設(shè)備，門禁配置即10卡，防火子系統(tǒng)包括燃?xì)馓綔y器、煙霧探測器、排風(fēng)扇控制器以及窗戶控制器；所述環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括溫濕度子系統(tǒng)、照明子系統(tǒng)以及空氣質(zhì)量子系統(tǒng)，溫濕度子系統(tǒng)包括溫濕度檢測器、加濕器控制器、控制模擬空調(diào)的控制器，照明子系統(tǒng)包括光照強度探測器、控制燈光亮暗的觸摸調(diào)光控制器、控制窗簾開啟關(guān)閉的窗簾控制器，空氣質(zhì)量子系統(tǒng)包括空氣質(zhì)量探測器、窗戶控制器、通斷空氣凈化器的開關(guān)控制器；控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制家中的電器以及各種設(shè)備，包括電燈、窗簾、窗戶、加濕器、空調(diào)等；智能家居控制顯示區(qū)可分為安防區(qū)、環(huán)境監(jiān)控區(qū)以及情景控制區(qū)；安防區(qū)包括燃?xì)鈭缶甘緹?、煙霧火災(zāi)報警指示燈、聲光報警器、窗戶狀態(tài)指示燈、排風(fēng)扇狀態(tài)指示燈、窗戶控制按鈕、排風(fēng)扇控制按鈕、門禁控制器、防盜指示燈以及布放/撤防按鈕；環(huán)境監(jiān)控區(qū)包括溫濕度顯示儀、光照顯示儀、空氣質(zhì)量顯示儀、窗簾狀態(tài)指示燈、窗戶狀態(tài)指示燈、加濕器狀態(tài)指示燈、空調(diào)狀態(tài)顯示屏、觸摸調(diào)光控制面板、加濕器控制按鈕、窗簾控制按鈕、窗戶控制按鈕、空調(diào)控制數(shù)字鍵；情景控制區(qū)主要用于總體控制智能家居系統(tǒng)，分為外出模式、在家模式、就寢模式以及自定義模式，用戶只要按了其中一種模式，整個系統(tǒng)將自動進入該模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述智能電表配有485接口并具備配有83485接口的模塊，所述智能電表連接在實訓(xùn)平臺2207電壓的進出口處，并且采用兩種方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸:一種是尺3485有線傳輸，另外一種是⑶舊無線傳輸；所述智能插座設(shè)置有4個，每個智能插座上連接普通家用電器的模型，前述普通家用電器為洗衣機、冰箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的可應(yīng)用于智能家居、智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)平臺，其特征在于:所述應(yīng)用層還設(shè)置有輔助功能區(qū)，所述輔助功能區(qū)由邏輯分析儀和21^66協(xié)議分析儀構(gòu)成。
【文檔編號】G05B15/02GK204229196SQ201420497258
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】陳松, 孫玉國, 李文黎 申請人:無錫市七芯物聯(lián)科技有限公司