一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统，包括PC机、仿真物联网模块、实时时钟模块、通讯模块以及存储模块；实时时钟模块连接PC机与仿真物联网模块，PC机通过通讯模块与仿真物联网模块通讯，仿真物联网模块连接存储模块；其中，PC机负责发送重载代码和仿真传感器数据给仿真物联网模块；仿真物联网模块负责根据PC机发送的重载代码仿真成为仿真物联网模块，并把PC机发送的仿真传感器数据存储在存储模块中；实时时钟模块负责同步PC机与仿真物联网模块的时间；通讯模块负责PC机与仿真物联网模块建立通讯连接；存储模块负责存储仿真传感器信息；本实用新型专利技术无需针对不同传感器准备各式各样的物联网设备，减少物联网设备投入成本。

A system that can overload and simulate various industrial Internet of Things sensors

【技术实现步骤摘要】
一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统
本技术涉及物联网领域，特别指一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统。
技术介绍
在工业物联网工程中，需要用到大量的传感器设备。目前，多数工业物联网设备，如温湿度传感器，会将测量到的温湿度数据，转换为数字信号，并以一定的通讯协议、一定的时间间隔，如MODBUS、MQTT等，通过RS232或RS485或WIFI的通信方式，将数据送出。物联网系统需要接收并分析协议中的数据，从而取得传感器的实时值，并进行显示、分析、控制和存储等。在物联网系统的设计过程，物联网系统是通过解释传感器的输出数据，来获得实际传感器的值。在这一过程中，工业物联网传感器，所输出的数据是否与实际数据相符，是由传感器厂商提供的指标决定。在物联网工程的调试阶段，和物联网工程的教学过程中，工业物联网传感器设备是否有真实的传感器，和传感器值是否准确，并不重要。目前，在物联网工程的教学过程中，需要使用大量的工业物联网传感器，用于系统集成和测试。在教学上使用时，存在的问题有：(1)针对不同的物联网系统，需要购买不同的物联网传感器，成本较高。(2)有些物联网传感器并不能或不方便在实验室内进行调试，如风速传感器、一氧化碳传感器、紫外线传感器等。以风速传感器为例，在测试过程中，通过希望能够得到从最小到最大风速的情况进行测试，但在实验室内较难实现，成本较高。对于一氧化碳传感器而言，为测试一氧化碳传感器的测量范围，需要在实验室输出不同的一氧化碳浓度，既不安全，且成本成高。(3)真实物联网传感器不易控制其输出，不利于调试。如，当需要测试一个游泳池的温度监控系统时，改变游泳池的温度的过程十分缓慢，不利于物联网系统的调试。(4)有些真实的物联网传感器价格较高，且不易维护。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统。本技术是这样实现的：一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统，包括PC机、仿真物联网模块、实时时钟模块、通讯模块以及存储模块；所述PC机通过所述通讯模块与所述仿真物联网模块通讯，所述仿真物联网模块连接所述存储模块以及所述实时时钟模块；其中，PC机负责发送重载代码和仿真传感器数据给仿真物联网模块；仿真物联网模块负责根据PC机发送的重载代码仿真成为仿真物联网模块，并把PC机发送的仿真传感器数据存储在存储模块中；实时时钟模块负责同步所述PC机与所述仿真物联网模块的时间；通讯模块负责PC机与仿真物联网模块建立通讯连接；存储模块负责存储仿真传感器信息。优选地，所述仿真物联网模块的控制器为单片机或嵌入式控制器。优选地，还包括显示屏，所述显示屏连接所述仿真物联网模块。优选地，所述存储模块为非易失存储模块。本技术的优点在于：1、通过重载不同程序的方式仿真多种类型、多种协议、多种数据的仿真物联网模块，无需针对不同传感器准备各式各样的物联网设备，减少物联网设备投入成本、降低设备占用实验室的使用面积、减免物联网设备维修成本，大大减少了实验资金的投入。2、本技术的仿真物联网模块既可与仿真传感器通讯，也可以直接与真实传感器通讯，因为同一类型的仿真传感器和真实传感器的协议以及通信接口是完全一致的，避免重复调试，在减轻工作量的同时使仿真物联网模块的使用范围更加广泛。3、通过仿真传感器，无需使用真实传感器进行实验，不仅减免了传感器的投入成本，而且也避免了传感器失效情况下传感器作废的资源浪费。而且通过仿真传感器能在实验室环境中测试学习一些特殊传感器数据，如：风速传感器、一氧化碳传感器、紫外线传感器等，通过仿真传感器使实验更加方便、简单以及安全。通过仿真传感器能够控制传感器输出数值，利于物联网系统设计时的调试，对于物联网系统设计有长足的改善。4、本技术通过设置显示屏，显示当前仿真传感器的类型、实时时钟模块、预置数据总数量、仿真开始时间、当前输出数据序号、当前输出数据值，方便学生了解实验过程，使实验过程更具可视性。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1为本技术的仿真阶段数据走向图。图2为本技术一实施例的通信阶段数据走向图。图3为本技术另一实施例的通信阶段数据走向图。具体实施方式请参阅图1和图3所示，一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统，包括PC机、仿真物联网模块、实时时钟模块、通讯模块以及存储模块；PC机通过通讯模块与仿真物联网模块通讯，仿真物联网模块连接存储模块以及实时时钟模块；其中，PC机负责发送重载代码和仿真传感器数据给仿真物联网模块；仿真物联网模块负责根据PC机发送的重载代码仿真成为仿真物联网模块，并把PC机发送的仿真传感器数据存储在存储模块中；实时时钟模块负责同步PC机与仿真物联网模块的时间；通讯模块负责PC机与仿真物联网模块建立通讯连接；存储模块负责存储仿真传感器信息；所述显示屏连接所述仿真物联网模块，所示显示屏用于显示当前仿真传感器的类型、实时时钟模块、预置数据总数量、仿真开始时间、当前输出数据序号、当前输出数据值；所述仿真物联网模块的控制器为单片机或嵌入式控制器；所述存储模块为非易失存储模块。本技术与常规物联网模块以及常规传感器模块的区别点只在于重载仿真，而重载仿真属于本领域的现有技术。实施步骤如下：步骤10、重载阶段：PC机根据需要仿真的传感器发送对应的重载代码给仿真物联网模块，仿真物联网模块接收重载代码并重载设备；步骤20、预置数据序列阶段：步骤21、PC机将仿真的传感器类型、仿真数据总条数、每数据字节数、仿真开始时间以及数据时间间隔发送给仿真物联网模块；步骤22、仿真物联网模块的控制器接收PC机发送的上述预置数据序列，并按照仿真传感器数据的输出时间顺序保存到存储模块中；步骤23、PC机设置对应的传感器通讯地址或服务器IP地址及端口与仿真物联网模块通讯，并通过实时时钟模块与仿真物联网模块同步时间；步骤30、仿真阶段：仿真物联网模块重载成功后，仿真物联网模块内的控制器从存储模块内读出预置数据序列，并按照数据字节数、仿真开始时间、数据的时间间隔、数据的先后顺序，以及对应的通信协议，通过相适应的通讯接口输出；或，仿真物联网模块重载成功后，仿真物联网模块内的控制器与仿真物联网模块对应的真实传感器通过相适应的通信协议与通讯接口进行通讯。仿真物联网模块的控制器为单片机或嵌入式控制器。实时时钟模块由PC机发送设定的命令，通过仿真物联网模块，读取和设置实时时钟模块的时间，实时时钟模块同步PC机与仿真物联网模块的时间，实时时钟模块实际上是一个集成芯片如DS1302加锂电池作为备用电源，由单片机或者嵌入式控制器通过IIC、SPI或并口等，与实时时钟芯片连接完成通讯。存储模块为非易失存储器。通信协议为MODBUS、CoAP、MQTT、HTTP、XMPP或AMQP等。通讯方式为RS232、RS485、LAN或WIFI等。仿真温湿度传感器步骤如下：步骤10、重载阶段PC机根据需要发送不同的重载代码给单片机或嵌入式控制器，单片机或嵌入式控制器接收重载代码并根据重载代码进行重载：如果仿真物联网模块的控制器为单片机，可以选择具有IAP(在应用可编程)功能的单片机，利用IAP功能写入新代码。如果物联网设备的控制器为嵌入式控制器，如采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统，其特征在于：包括PC机、仿真物联网模块、实时时钟模块、通讯模块以及存储模块；所述PC机通过所述通讯模块与所述仿真物联网模块通讯，所述仿真物联网模块连接所述存储模块以及所述实时时钟模块；其中，PC机负责发送重载代码和仿真传感器数据给仿真物联网模块；仿真物联网模块负责根据PC机发送的重载代码仿真成为仿真物联网模块，并把PC机发送的仿真传感器数据存储在存储模块中；实时时钟模块负责同步所述PC机与所述仿真物联网模块的时间；通讯模块负责PC机与仿真物联网模块建立通讯连接；存储模块负责存储仿真传感器信息。

【技术特征摘要】
1.一种可重载并仿真多种工业物联网传感器的系统，其特征在于：包括PC机、仿真物联网模块、实时时钟模块、通讯模块以及存储模块；所述PC机通过所述通讯模块与所述仿真物联网模块通讯，所述仿真物联网模块连接所述存储模块以及所述实时时钟模块；其中，PC机负责发送重载代码和仿真传感器数据给仿真物联网模块；仿真物联网模块负责根据PC机发送的重载代码仿真成为仿真物联网模块，并把PC机发送的仿真传感器数据存储在存储模块中；实时时钟模块负责同步所述PC机与所述仿真物联网模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松岭，陈江红，叶润玉，贾瑞芬，孙晓婷，刘星华，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：新型
国别省市：福建,35