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(shí)訓(xùn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(dòng)識(shí)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(shí)用新型具備顯著的應(yīng)用區(qū)域，起到軟件與平臺(tái)之間的模擬仿真互動(dòng)，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(shuō)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)，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(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)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(guò)射頻識(shí)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(dòng)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。
[0003]市場(chǎng)上現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(duì)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(tái)之間的模擬仿真互動(dòng)；現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(xiàng)目起不到對(duì)學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(dòng)識(shí)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)電機(jī)、數(shù)碼管、聲光報(bào)警燈和揚(yáng)聲器；從左往右依次是步進(jìn)電機(jī)、揚(yáng)聲器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、數(shù)碼管、聲光報(bào)警器、聲光報(bào)警器驅(qū)動(dòng)板、觸摸調(diào)光、溫濕度傳感器、人體紅外、光照強(qiáng)度傳感器、CO2傳感器以及數(shù)字氣壓傳感器。
[0006]進(jìn)一步，自動(dòng)識(shí)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(shí)現(xiàn)NFC模擬卡/閱讀器/點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信三種模式。
[0007]進(jìn)一步,ZigBee組網(wǎng)A區(qū)、ZigBee組網(wǎng)B區(qū)共包括6個(gè)帶有自組網(wǎng)功能的ZigBee節(jié)點(diǎn)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(gè)節(jié)點(diǎn)之間還設(shè)置有6個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)槽，以便更換ZigBee節(jié)點(diǎn)位置來(lái)體現(xiàn)ZigBee無(wú)線定位的功能。
[0008]進(jìn)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(lái)對(duì)該區(qū)進(jìn)行顯示操控，具備HDMI接口、USB接口、RS232串口、擴(kuò)展串口、SP1、IIC接口 ；還具備語(yǔ)音識(shí)別功能，可以與感知區(qū)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；還具備2.4G有源讀寫模塊。
[0009]進(jìn)一步,433M傳輸區(qū)米用頻段為433M傳輸技術(shù)，由一個(gè)433M發(fā)送設(shè)備和一個(gè)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(jìn)行配對(duì)通信。
[0010]進(jìn)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(jìn)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(cè)器、煙霧探測(cè)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(cè)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(qiáng)度探測(cè)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(cè)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?bào)警指示燈、煙霧火災(zāi)報(bào)警指示燈、聲光報(bào)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(gè)系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入該模式。
[0012]進(jìn)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)220V電壓的進(jìn)出口處，并且采用兩種方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸:一種是RS485有線傳輸，另外一種是GPRS無(wú)線傳輸；所述智能插座設(shè)置有4個(gè)，每個(gè)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(jī)、冰箱。
[0013]進(jìn)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(shí)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(tái)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(dú)的完成相關(guān)知識(shí)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，非常易于老師組織教學(xué)。
[0016]2.集成WIFI通信、ZIGBEE通信、433M無(wú)線通信、NFC通信、RS-485通信、RS-232通信、RFID智能識(shí)別、遠(yuǎn)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(diǎn)模塊，還可根據(jù)用戶需求進(jìn)行傳感器種類套件搭配。各傳感器節(jié)點(diǎn)模塊形式一致，可方便的與備選模塊進(jìn)行替換，且便于后期設(shè)備維護(hù)。
[0017]3.獨(dú)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(shí)驗(yàn)。通過(guò)生動(dòng)直觀的綜合應(yīng)用，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和有效鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。
[0018]4.加入了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)管理軟件，老師或者學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理員可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)平臺(tái)管理系統(tǒng)去查詢平臺(tái)的歷史使用記錄，方便有效的查詢?cè)O(shè)備的使用情況和學(xué)生的使用記錄。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(dòng)識(shí)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(qiáng)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(guò)上位機(jī)、手機(jī)終端、瀏覽器訪問采集子區(qū)來(lái)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(jìn)電機(jī)、數(shù)碼管、聲光報(bào)警燈和揚(yáng)聲器，用戶也可以通過(guò)上位機(jī)、手機(jī)終端、瀏覽器訪問控制子區(qū)來(lái)控制每一種控制器的工作狀態(tài)。從左往右依次是步進(jìn)電機(jī)、揚(yáng)聲器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、數(shù)碼管、聲光報(bào)警器、聲光報(bào)警器驅(qū)動(dòng)板、觸摸調(diào)光、溫濕度傳感器、人體紅外、光照強(qiáng)度傳感器、CO2傳感器以及數(shù)字氣壓傳感器。
[0023]除了通過(guò)上位機(jī)、手機(jī)終端、瀏覽器來(lái)監(jiān)控采控區(qū)外，用戶還可以通過(guò)多種聯(lián)動(dòng)來(lái)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(bào)警燈，當(dāng)人體紅外檢測(cè)到人時(shí)，將啟動(dòng)聲光報(bào)警燈進(jìn)行報(bào)警；在聯(lián)動(dòng)工作方面，除了設(shè)計(jì)了一些聯(lián)動(dòng)方式供老師學(xué)生操作外，還預(yù)留了一些聯(lián)動(dòng)方式供老師學(xué)生進(jìn)行開發(fā)，達(dá)到學(xué)習(xí)與應(yīng)用相結(jié)合的互動(dòng)效果。
[0024]自動(dòng)識(shí)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(shí)現(xiàn)NFC模擬卡/閱讀器/點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信三種模式。用戶可以通過(guò)上位機(jī)、手機(jī)終端、瀏覽器訪問自動(dòng)識(shí)別區(qū)進(jìn)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(gè)帶有自組網(wǎng)功能的ZigBee節(jié)點(diǎn)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(jìn)行傳感器種類套件搭配。在六個(gè)節(jié)點(diǎn)之間還設(shè)置有6個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)槽，以便更換ZigBee節(jié)點(diǎn)位置來(lái)體現(xiàn)ZigBee無(wú)線定位的功能，達(dá)到對(duì)ZigBee技術(shù)更深層次的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。
[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(lái)對(duì)該區(qū)進(jìn)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(kuò)展串口、SP1、IIC接口，方便用戶在此平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)；還具備語(yǔ)音識(shí)別功能，可以與感知區(qū)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，比如通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別控制LED射燈、步進(jìn)電機(jī)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(gè)433M發(fā)送設(shè)備和一個(gè)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(jìn)行配對(duì)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(lái)進(jìn)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(shí)利用此設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，使整個(gè)開發(fā)事半功倍。ZigBee協(xié)議分析儀主要針對(duì)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(shí)在用戶針對(duì)ZigBee進(jìn)行開發(fā)時(shí)也有很好的效果。
[0029]實(shí)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(shí)門才打且并進(jìn)行撤防，否則將啟動(dòng)門磁感應(yīng)，非法開門將觸發(fā)門磁感應(yīng)進(jìn)而引起報(bào)警，除此以外，當(dāng)非法進(jìn)入觸發(fā)人體紅外感應(yīng)時(shí)，將啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭進(jìn)行抓拍，將拍到的照片連同報(bào)警信息發(fā)給用戶或者直接進(jìn)行智能語(yǔ)音報(bào)警。防火子系統(tǒng)包括燃?xì)馓綔y(cè)器、煙霧探測(cè)器、排風(fēng)扇控制器以及窗戶控制器；燃?xì)馓綔y(cè)器主要探測(cè)屋內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度，當(dāng)濃度高于一定值時(shí)將進(jìn)行報(bào)警，并開啟窗戶以及排風(fēng)扇，待恢復(fù)正常情況時(shí)關(guān)閉窗戶以及排風(fēng)扇，否則將發(fā)送報(bào)警信息給用戶或者直接進(jìn)行智能語(yǔ)音報(bào)警。煙霧報(bào)警器主要探測(cè)屋內(nèi)火災(zāi)及煙霧濃度，當(dāng)濃度高于一定值時(shí)將進(jìn)行報(bào)警，并開啟窗戶以及排風(fēng)扇，并且發(fā)送報(bào)警信息給用戶或者直接進(jìn)行智能語(yǔ)音報(bào)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(guò)手機(jī)、計(jì)算機(jī)以及平板查看家中的環(huán)境參數(shù)并進(jìn)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(cè)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(dòng)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(qiáng)度探測(cè)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(qiáng)度或者用戶自定義光照強(qiáng)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(cè)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(dòng)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?bào)警指示燈、煙霧火災(zāi)報(bào)警指示燈、聲光報(bào)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(gè)系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)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(jìn)行調(diào)試、操作，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合的效果。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]智能電網(wǎng)應(yīng)用采用無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)的應(yīng)用區(qū)，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)智能電表遠(yuǎn)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(dòng)強(qiáng)度大，抄表人員數(shù)量多，管理成本大。利用智能遠(yuǎn)程抄表，可以減少傳統(tǒng)人工抄表帶來(lái)的繁雜程序和人工耗費(fèi)，并且可以增加抄表的精確度。實(shí)訓(xùn)臺(tái)的遠(yuǎn)程抄表功能是通過(guò)智能電表來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電表收集整個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的總用電量。智能電表(配有485接口)連接在實(shí)訓(xùn)臺(tái)220V電壓的進(jìn)出口處，并且采用兩種方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸:一種是RS485有線傳輸,另外一種是GPRS無(wú)線傳輸。有線傳輸模式，將智能電表上的RS485接口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線與網(wǎng)關(guān)上的RS485接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的工業(yè)級(jí)有線傳輸過(guò)程。無(wú)線傳輸，主要是通過(guò)在智能電表上配有RS485接口的GPRS模塊，通過(guò)GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸，將電表讀取的數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳送到網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而顯示在上位機(jī)上。用戶也可以利用平板電腦、手機(jī)等終端隨時(shí)隨地查看智能電表的用電量數(shù)據(jù)，模擬實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看家用電表信息。此外，智能遠(yuǎn)程終端加入了智能用電管理，分為兩部分:預(yù)付費(fèi)用戶和后付費(fèi)用戶。預(yù)付費(fèi)用戶是指用戶先付費(fèi)后獲取電量，即用戶先向系統(tǒng)購(gòu)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(shí)，系統(tǒng)會(huì)向用戶發(fā)送付費(fèi)提醒，當(dāng)用戶的用電余額低于O或者為規(guī)定的值時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)軟件模擬自動(dòng)斷電。后付費(fèi)用戶，指先用電再付費(fèi)，系統(tǒng)設(shè)置每個(gè)繳費(fèi)的周期，每個(gè)周期系統(tǒng)會(huì)出示賬單，催用戶繳納電費(fèi)，如果用戶超出一定的額度不繳納費(fèi)用，系統(tǒng)通過(guò)軟件模擬自動(dòng)斷電。
[0035]系統(tǒng)的用電分析部分主要運(yùn)用智能插座來(lái)采集用電量，在實(shí)訓(xùn)臺(tái)的應(yīng)用區(qū)域放置有4個(gè)智能插座，每個(gè)智能插座上面連接普通家用電器(例如洗衣機(jī)、冰箱等)的模型。這部分的主要目的是對(duì)每個(gè)用電設(shè)備的電量的采集，采集到的用電量通過(guò)wifi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖?shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)用電器類別對(duì)其分析，即對(duì)所有電表的用電量進(jìn)行分析以及對(duì)單個(gè)電表分時(shí)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(jī)上。此外，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制智能插座的開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)家用電器的省電功能。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以遠(yuǎn)程傳送到用戶手機(jī)、平板客戶端，用戶可以遠(yuǎn)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(yuǎn)程抄表實(shí)現(xiàn)了家用電器模型的用電量采集功能以及電表的遠(yuǎn)程抄表(有線和無(wú)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(jìn)行24小時(shí)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(yuǎn)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(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(dòng)識(shí)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(qiáng)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(jìn)電機(jī)、數(shù)碼管、聲光報(bào)警燈和揚(yáng)聲器；從左往右依次是步進(jìn)電機(jī)、揚(yáng)聲器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、數(shù)碼管、聲光報(bào)警器、聲光報(bào)警器驅(qū)動(dòng)板、觸摸調(diào)光、溫濕度傳感器、人體紅外、光照強(qiáng)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征在于:所述自動(dòng)識(shí)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(shí)現(xiàn)即模擬卡/閱讀器/點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(gè)帶有自組網(wǎng)功能的21^66節(jié)點(diǎn)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(gè)節(jié)點(diǎn)之間還設(shè)置有6個(gè)21曲66節(jié)點(diǎn)槽，以便更換21曲66節(jié)點(diǎn)位置來(lái)體現(xiàn)21^66無(wú)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(lái)對(duì)該區(qū)進(jìn)行顯示操控，具備冊(cè)11接口』38接口、1？3232串口、擴(kuò)展串口、3？1、IX接口 ；還具備語(yǔ)音識(shí)別功能，可以與感知區(qū)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(gè)4331發(fā)送設(shè)備和一個(gè)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(jìn)行配對(duì)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(cè)器、煙霧探測(cè)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(cè)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(qiáng)度探測(cè)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(cè)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?bào)警指示燈、煙霧火災(zāi)報(bào)警指示燈、聲光報(bào)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(gè)系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(shí)訓(xùn)平臺(tái)2207電壓的進(jìn)出口處，并且采用兩種方式進(jìn)行遠(yuǎn)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(wú)線傳輸；所述智能插座設(shè)置有4個(gè)，每個(gè)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(jī)、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(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(hào)】G05B15/02GK204229196SQ201420497258
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)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(guó), 李文黎 申請(qǐng)人:無(wú)錫市七芯物聯(lián)科技有限公司