一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括：物聯(lián)網(wǎng)終端，還包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和外部終端設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)終端采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)并傳輸至外部終端設(shè)備；物聯(lián)網(wǎng)終端包括：第一MCU模塊、傳感器模塊、第一無線通信模塊以及擴(kuò)展板，擴(kuò)展板為第一MCU模塊、傳感器模塊、第一無線通信模塊提供供電電源；傳感器模塊采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸至第一MCU模塊，第一MCU模塊控制第一無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。該控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，使用者可以自由搭建物聯(lián)網(wǎng)終端，也可以自由組建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這將激發(fā)使用者的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造性，更好的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。
【專利說明】一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，基本電子技能訓(xùn)練多采用焊接收音機(jī)、焊接萬用表、焊接簡單的LED閃爍設(shè) 備，或者是電子門鈴等小型電子設(shè)備。以綜合設(shè)計(jì)為主的教學(xué)模式多為讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個單 片機(jī)系統(tǒng)，或者是提供一個單片機(jī)系統(tǒng)樣例，學(xué)生完成單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)，進(jìn) 行電路焊接、調(diào)試。通常情況下，單片機(jī)系統(tǒng)一般為LED閃爍或者是其他較為簡單的功能。 這些東西僅僅達(dá)到了基本訓(xùn)練的作用，并沒有激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，無論是收音機(jī) 還是小單片機(jī)系統(tǒng)，在技術(shù)方面已經(jīng)談不上先進(jìn)了，已經(jīng)落后于實(shí)際的電子產(chǎn)品，無論是電 子系統(tǒng)開發(fā)，還是電子產(chǎn)品的應(yīng)用，學(xué)生通過這樣的練習(xí)，已經(jīng)不能與以后真正的工作聯(lián)系 起來。學(xué)習(xí)與實(shí)際工作有較大的脫節(jié)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型提供了一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)和電子器件 結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的處理與顯示、及物聯(lián)網(wǎng)綜合控制，詳見下文描述：
[0004] 一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括：物聯(lián)網(wǎng)終端，還包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和外部終端 設(shè)備，所述物聯(lián)網(wǎng)終端采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) 關(guān)接收數(shù)據(jù)并傳輸至所述外部終端設(shè)備；
[0005] 所述物聯(lián)網(wǎng)終端包括：第一 MCU模塊、傳感器模塊、第一無線通信模塊以及擴(kuò)展 板，所述擴(kuò)展板為所述第一 MCU模塊、所述傳感器模塊、所述第一無線通信模塊提供供電電 源；所述傳感器模塊采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸至所述第一 MCU模塊，所述第一 MCU模塊控制所 述第一無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
[0006] 所述擴(kuò)展板上設(shè)置有：第一供電模塊、調(diào)試接口、IXD顯示接口以及RS232串口，所 述第一供電模塊提供兩種直流電壓為所述第一 MCU模塊、所述傳感器模塊、所述第一無線 通信模塊提供供電電源；所述調(diào)試接口為仿真與下載程序的接口。
[0007] 所述擴(kuò)展板上還設(shè)置有：供所述第一 MCU模塊、所述傳感器模塊、所述第一無線通 信模塊使用的插槽。
[0008] 所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包括：第二MCU模塊、第二無線通信模塊、USB模塊和第二供電模 塊，所述第二供電模塊提供直流電壓為所述第二MCU模塊、所述第二無線通信模塊、所述 USB模塊供電，所述第二無線通信模塊接收所述物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，并在所述第二MCU 模塊的控制下將數(shù)據(jù)通過所述USB模塊傳輸至所述外部終端設(shè)備。
[0009] 所述第一 MCU模塊和所述第二MCU模塊的型號為STM32F103。
[0010] 所述傳感器模塊的型號為：基于數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度模塊、基于DHT11 的溫濕度模塊或心電檢測模塊。
[0011] 所述第一無線通信模塊與所述第二無線通信模塊的型號相匹配。
[0012] 所述第一無線通信模塊與所述第二無線通信模塊的型號為NRF24L01的Zigbee模 塊。
[0013] 或，
[0014] 所述第一無線通信模塊與所述第二無線通信模塊為藍(lán)牙通信模塊。
[0015] 所述USB模塊集成在所述第二MCU模塊內(nèi)部。
[0016] 本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是：該控制系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計(jì)，集成了 溫濕度傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無線通信技術(shù)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)。通過本控 制系統(tǒng)，使用者既可以鍛煉基本的電子設(shè)計(jì)技能，也將了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的知識，同時(shí)由于本 控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，使用者可以自由搭建物聯(lián)網(wǎng)終端，也可以自由組建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)， 這將激發(fā)使用者的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造性，更好的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型提供的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型提供的物聯(lián)網(wǎng)終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型提供的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：
[0021] A :物聯(lián)網(wǎng)終端； B:物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；
[0022] C :外部終端設(shè)備； 1 :第一 MCU模塊；
[0023] 2 :傳感器模塊； 3 :第一無線通信模塊；
[0024] 4 :擴(kuò)展板； 5 :第二MCU模塊；
[0025] 6 :第二無線通信模塊；7 :USB模塊；
[0026] 8 :第二供電模塊； 41 :第一供電模塊；
[0027] 42 :調(diào)試接口； 43 :LCD 顯示接口；
[0028] 44:RS232 串口。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本實(shí)用新型實(shí)施方式 作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0030] 為了將物聯(lián)網(wǎng)和電子器件結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理與顯示、及物聯(lián)網(wǎng)綜合控制， 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，參見圖1，包括：物聯(lián)網(wǎng)終端A、物聯(lián) 網(wǎng)網(wǎng)關(guān)B和外部終端設(shè)備C，物聯(lián)網(wǎng)終端A采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) B，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)B接收數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)傳輸至外部終端設(shè)備C，供后續(xù)數(shù)據(jù)處理使用。
[0031] 即物聯(lián)網(wǎng)終端A主要完成傳感器信息采集、以及無線通信傳輸?shù)墓δ?，物?lián)網(wǎng)網(wǎng) 關(guān)B主要完成多終端的數(shù)據(jù)收集，并將數(shù)據(jù)通過USB接口傳輸至外部終端設(shè)備C (例如；PC 機(jī))，供數(shù)據(jù)處理分析。
[0032] 參見圖2,物聯(lián)網(wǎng)終端A采用模塊化設(shè)計(jì)，包括：第一 MCU模塊1、傳感器模塊2、第 一無線通信模塊3以及擴(kuò)展板4,擴(kuò)展板4為第一 MCU模塊1、傳感器模塊2、第一無線通信 模塊3提供供電電源，傳感器模塊2采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸至第一 MCU模塊1，第一 MCU模 塊1控制第一無線通信模塊3將數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)B。
[0033] 第一 MCU模塊1采用的是STM32F103,該處理器內(nèi)核是Cortex_M3,屬于中低端的 32位4冊微控制器，芯片集成有舊8、04隊(duì)最多8個定時(shí)器、2個八0(：、3?1、12(：、化8和說町 等多種功能。
[0034] 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，傳感器模塊2可以為基于數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度模塊、基于 DHT11的溫濕度模塊或心電檢測模塊。學(xué)生可以根據(jù)自己的需求，自由搭配模塊，選擇其中 的一種或多種。
[0035] 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，第一無線通信模塊3可以為NRF24L01的Zigbee模塊(為短距離無線 通信模塊)或藍(lán)牙通信模塊(為HC-06藍(lán)牙模塊，傳輸距離10M左右)。這兩種模塊都具備無 線通信功能，使用者可以根據(jù)需要自由選擇。
[0036] 其中，參見圖2,擴(kuò)展板4上設(shè)置有：第一供電模塊41、調(diào)試接口 42、IXD顯示接口 43以及RS232串口 44,還設(shè)置有供第一 MCU模塊1、傳感器模塊2、第一無線通信模塊3使 用的插槽。第一供電模塊41將提供5v、3. 3V兩種直流電壓為第一 MCU模塊1、傳感器模塊 2、第一無線通信模塊3提供供電電源。調(diào)試接口 42是預(yù)留的仿真與下載程序的接口，為程 序調(diào)試服務(wù)。IXD顯示接口 43采用3. 2寸TFT真彩液晶，可以顯示多種狀態(tài)信息。RS232 串口 44是在調(diào)試時(shí)的輸出接口，可以利用串口觀察整個控制系統(tǒng)的狀態(tài)，便于調(diào)試。
[0037] 參見圖3,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)B采用模塊化設(shè)計(jì)，包括：第二MCU模塊5、第二無線通信模 塊6、USB模塊7和第二供電模塊8,第二供電模塊8提供5v、3. 3V兩種直流電壓為第二MCU 模塊5、第二無線通信模塊6、USB模塊7供電，第二無線通信模塊6接收物聯(lián)網(wǎng)終端B發(fā)送 的數(shù)據(jù)，并在第二MCU模塊5的控制下將數(shù)據(jù)通過USB模塊7傳輸至外部終端設(shè)備C，供后 續(xù)的數(shù)據(jù)處理使用。
[0038] 第二MCU模塊5也可以采用STM32F103處理器，本實(shí)用新型實(shí)施例在此不做贅述。
[0039] 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，優(yōu)選第二無線通信模塊6和第一無線通信模塊3的型號相匹配，即當(dāng) 第一無線通信模塊3選用NRF24L01的Zigbee模塊時(shí)，第二無線通信模塊6也選用NRF24L01 的Zigbee模塊；當(dāng)?shù)谝粺o線通信模塊3選用藍(lán)牙通信模塊時(shí)，第二無線通信模塊6也選用 藍(lán)牙通信模塊。
[0040] 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了節(jié)約使用空間，USB模塊7可以集成在第二MCU模塊5內(nèi)部。
[0041] 下面詳細(xì)分析該控制系統(tǒng)的工作原理：物聯(lián)網(wǎng)終端A采用模塊化設(shè)計(jì)，使用者可 以根據(jù)擴(kuò)展板4進(jìn)行電路焊接，然后插接上第一 MCU模塊1、傳感器模塊2以及第一無線通 信模塊3。一方面降低了工程實(shí)踐的難度，同時(shí)也使使用者更為全面的掌握電子設(shè)計(jì)的技 能。本控制系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)B，實(shí)現(xiàn)了典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，使用者通過自己組網(wǎng)，了解物 聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的原理以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式；還通過外部終端設(shè)備C實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的處理與顯示， 以及物聯(lián)網(wǎng)綜合控制。
[0042] 本實(shí)用新型實(shí)施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限 制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0043] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本實(shí)用新型實(shí) 施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0044] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括：物聯(lián)網(wǎng)終端（A)，其特征在于，還包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) 關(guān)（B)和外部終端設(shè)備（C)， 所述物聯(lián)網(wǎng)終端（A)電連接所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（B)，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（B)電連接所述外部 終端設(shè)備（C); 所述物聯(lián)網(wǎng)終端（A)包括：第一 MCU模塊（1)、傳感器模塊（2)、第一無線通信模塊（3) 以及擴(kuò)展板（4)，所述擴(kuò)展板（4)為所述第一 MCU模塊（1)、所述傳感器模塊（2)、所述第一 無線通信模塊（3)提供供電電源；所述傳感器模塊（2)電連接所述第一 MCU模塊（1)，所述 第一 MCU模塊（1)電連接所述第一無線通信模塊（3)，所述第一無線通信模塊（3)連接所述 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（B); 其中，所述擴(kuò)展板（4)上還設(shè)置有：供所述第一 MCU模塊（1)、所述傳感器模塊（2)、所 述第一無線通信模塊（3)使用的插槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)展板（4)上 設(shè)置有：第一供電模塊（41)、調(diào)試接口（42)、IXD顯示接口（43)以及RS232串口（44)，所述 第一供電模塊（41)提供兩種直流電壓為所述第一MCU模塊（1)、所述傳感器模塊（2)、所述 第一無線通信模塊（3)提供供電電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) (B)包括：第二MCU模塊（5)、第二無線通信模塊（6)、USB模塊（7)和第二供電模塊（8)，所 述第二供電模塊（8)提供直流電壓為所述第二MCU模塊（5)、所述第二無線通信模塊（6)、 所述USB模塊（7)供電，所述第二無線通信模塊（6)接收所述物聯(lián)網(wǎng)終端（A)發(fā)送的數(shù)據(jù)， 并在所述第二MCU模塊（5)的控制下將數(shù)據(jù)通過所述USB模塊（7)傳輸至所述外部終端設(shè) 備（C)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一MCU模塊 (1) 和所述第二MCU模塊（5)的型號為STM32F103。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器模塊 (2) 的型號為：基于數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度模塊、基于DHT11的溫濕度模塊或心電 檢測模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線通 信模塊（3)與所述第二無線通信模塊（6)的型號相匹配。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線通 信模塊（3)與所述第二無線通信模塊￠)的型號為NRF24L01的Zigbee模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線通 信模塊（3)與所述第二無線通信模塊（6)為藍(lán)牙通信模塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模塊化物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述USB模塊（7) 集成在所述第二MCU模塊（5)內(nèi)部。
【文檔編號】G09B19/00GK203911955SQ201420035238
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】宋立紅, 嚴(yán)正飛 申請人:天津啟誠偉業(yè)科技有限公司