基于物联网的教育实训综合平台装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于物联网的教育实训综合平台装置，平台装置包括机柜，机柜上设有中控机、无线传感网节点和工业控制模拟装置；中控机包括控制器、操作屏和通信传输模块，控制器与计算机连接，计算机进行图形化编程模块和程序指令生成模块的设计，并下载至控制器；无线传感网节点与控制器通过zigbee通讯模块无线连接，控制器通过总线和工业控制模拟装置连接；本发明专利技术采用以上技术方案，实现控制器与计算机同样自动控制应用，通过图形化编程模块和程序指令生成模块实现无线传感网节点采集数据的实时监控和工业控制模拟装置的控制机制，方便学生可以对各点的关键技术进行组合，模拟物联网的应用领域，保持良好的教学效果，减少教育重复投资及资源浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种教育实训平台装置，特别涉及一种基于物联网的教育实训综合平台装置。
技术介绍
物联网作为一种新兴的产业，目前还没有相关的行业应用标准；同时针对教育方面，各学科学校进行物联网实验室建设也没有一个统一的规范和标准，处于一种无序的状态。虽然市场上有很多企业或者学校做了很多物联网实验室建设的方案，但大多数都以销售产品为目的，并没有考虑到教学环境，没有很好的与教学相贴近。总而使得大多数实验室建设后，处于不用或者很少用、学生不感兴趣等尴尬的境地。从互联网时代向物联网时代跨越的过程中，随着信息的采集与智能计算技术的迅速发展和互联网与通讯的广泛应用，以及互联网网络带宽的迅速增长及持续增加，物联网技术也得到广泛的应用，大规模发展物联网及先关产业的时机日趋成熟。伴随着物联网技术的发展，各种感知技术将得到广泛应用。根据物联网的三层特征，首先对于物联网感知层的教学，平台提供了多种射频识别、传感器节点和路由器网络等硬件、网络协议和数据采集控制软件等资源。目前，物联网技术被广泛的应用在监控防盗、车载、工业、家居、医疗、环境监控等各行各业上，却忽略了教学平台。教学平台现有的设备还处于一种固定的形式，各种不同性能的设备还处于相对独立的零散形式，以及拓展性能较差的形式。这类设备在现代教育技术应用中，存在以下不足之处: ①使用方(学校)投入资金大:在教学过程中，将需要安装多种应用设备，教学局限；同时投入大量的资金，给学校带来经费开支大，学校难以实现广泛性的有效利用，学校教学难以实现面面俱到。②拓展性差:应用设备包括网络、显示设备、传输端口都需要单独安装，无论对于整体管理或区域联机操作等均带来不便。③应用层面窄:授课老师只能以单一的设备演示教学单一功能的设备性能，教学应用差，效率低。无法体现出相对于基于物联网设备教学应用的广泛性。④安装、调试、维修复杂:因各种教学设备种类多，并以分散形式分布，占用教室面积大，连接线路复杂，并需要多种专业人员进行安装、调试、保养和维修。同时，现有技术中利用Zigbee应用于物联网中的方式是单独在Zigbee设备做个相匹配的遥控器，该遥控器可以固定地控制一些终端设备，这样只能进行封闭式的网内信息交换，没有很好地解决Zigbee网内、网外互通交融问题。有的是在Zigbee设备里面再做个Zigbee通讯模块，实现3G网络其他命令转换到内网中间来，但这种应用很受限制，导致命令接口和命令协议经常修改，这种方案对在一些简单的控制设备可以，作为演示、概念还是可以的，但作为实用的角度来说的话，不是一种很好的方式，解决不了大规模的终端设备与外网互通的问题，代表不了今后发展趋势，也没充分解决内网和外网转换问题。传统技术中解决与外网的连接很多采用方式是通过短信猫，这样对电信运营商就存在一定的依赖 性，也会产生相应的资费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种将物联网中的感知层、传输层及应用层集成为一体的教学应用功能的教学实训平台装置。本专利技术采用以下技术方案，基于物联网的教训实训综合平台装置所述的平台装置包括机柜，所述的机柜上设有中控机、无线传感网节点和工业自动控制模拟装置；所述的中控机包括控制器、操作屏、通信传输模块和外部响应装置，控制器分别连接操作屏、通信传输模块和外部响应装置；所述的控制器与计算机连接，计算机采用Windows操作系统进行图形化编程模块和程序指令生成模块的设计；图形化编程模块负责对图形化的组件或者控件通过拼装的方式生成指定功能的应用监控程序；程序指令生成模块负责对应用监控程序进行编译生成程序指令；通过计算机将所述的图形化的组件或者控件和程序指令下载至控制器，并由控制器连接的操作屏显示出与计算机相同的界面；所述的无线传感网节点对被感知设备进行持续采集数据，并通过通信传输模块的收集和处理将采集数据传输至控制器，控制器对处理后的采集数据进行统计分析并在操作屏的图形化的组件或者控件中显示；所述的工业自动控制模拟装置包括被控制设备、控制电路和传感器，所述的控制器通过RS485总线和MODBUS通讯协议与控制电路连接，所述的控制电路连接被控制设备，控制器通过应用监控程序生成的程序指令对控制电路执行通或断电的控制机制，使被控制设备对应执行相应的动作；所述的控制器通过传感器实时采集被控制设备的数据进行统计分析并在操作屏的图形化的组件或者控件中显示；控制器通过通信传输模块与远程服务器连接进行数据的双向通讯。所述的控制器采用基于ARM Cortex-AS处理器的安卓或IOS操作系统。所述的通信传输模块包括蓝牙通讯模块、WIFI无线通讯模块、zigbee无线通讯模块、3G通讯模块和以太网有线通讯模块，所述的控制器分别与蓝牙通讯模块、WIFI无线通讯模块、zigbee无线通讯模块、3G通讯模块和以太网有线通讯模块连接。所述的无线传感网节点包括一个以上无线传输底板和一个以上无线传感器，所述的无线传输底板与机柜为可拆卸连接，所述的无线传感器与无线传输底板为可拆卸电连接；所述的无线传感器对被感知设备持续采集数据，并将数据通过无线传输底板发射至zigbee无线通讯模块，zigbee无线通讯模块对数据统一收集和处理并传输至控制器。所述的控制器通过以太网有线通讯模块或3G通讯模块与互联网连接，并通过互联网与远程服务器的进行数据通讯。所述的控制电路包括一个以上的继电器，所述的被控制设备包括一个以上指示灯和一个以上电机，所述的控制器分别通过继电器连接指示灯和电机，所述的控制器的程序指令命令继电器执行通或断电的控制机制。所述的机柜上设有识读装置，所述的识读装置读取的数据和图像信息通过总线或串口传输至控制器，所述的控制器通过对数据和图像信息加密、解析、验证和算法识别的方式进行处理，将处理后的数据与远程服务器进行数据通讯。所述的识读装置包括RFID识读器、磁条卡识读器、POS机、IC卡读卡器、二维码识别器、一维码识别器或图像识别设备。所述的机柜上设有测量装置，所述的测量装置为电压表、电流表或逻辑分析仪。所述的外部响应装置包括键盘和通信接口。本专利技术采用以上技术方案，使基于物联网的教学实训平台装置具有将物联网中的感知层、传输层及应用层集成为一体的教学应用功能；学生或老师基于计算机采用WINDOWS操作系统对自动控制技术开发采用的图形化编程使工业组态软件编程无缝移植到控制器上的安卓系统、IOS操作系统上，使之也可以进行简单图形化编程，实现和计算机一样的自动控制应用。中控机通过以太网有线通讯模块或3G通讯模块连接远程服务器数据库，实现人机交互和机器之间的交互功能的同时也确保控制器中的操作系统及固件能实时通过网络更新到最新版本，这样既能保证教育教学设备能够时刻跟进市场最新技术，还能保证教学配套软件、固件等实时升级换代；利用Zigbee无线通讯模块具有的路由功能，组网能力变得十分强大，任何一个开关、终端设备可呈蜂窝状相互转发、传递信号，它的信号所受的干扰和穿墙能力大大提高，可以对各点的关键技术进行组合，模拟物联网的各个应用领域，能够使学校不再建设很多冗余的物联网教学实训室，这样既节约了成本，又能保持良好的教学效果，大大的减少教育的重复投资及资源的浪费；同时利用多种通讯技术可将教学实训平台装置形成另一个物联网管理模式，方便学校统计和管理设本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于物联网的教育实训综合平台装置，其特征在于：所述的平台装置包括机柜，所述的机柜上设有中控机、无线传感网节点和工业自动控制模拟装置；所述的中控机包括控制器、操作屏、通信传输模块和外部响应装置，控制器分别连接操作屏、通信传输模块和外部响应装置；所述的控制器与计算机连接，计算机采用Windows操作系统进行图形化编程模块和程序指令生成模块的设计；图形化编程模块负责对图形化的组件或者控件通过拼装的方式生成指定功能的应用监控程序；程序指令生成模块负责对应用监控程序进行编译生成程序指令；通过计算机将所述的图形化的组件或者控件和程序指令下载至控制器，并由控制器连接的操作屏显示出与计算机相同的界面；所述的无线传感网节点对被感知设备进行持续采集数据，并通过通信传输模块的收集和处理将采集数据传输至控制器，控制器对处理后的采集数据进行统计分析并在操作屏的图形化的组件或者控件中显示；所述的工业自动控制模拟装置包括被控制设备、控制电路和传感器，所述的控制器通过RS485总线和MODBUS通讯协议与控制电路连接，所述的控制电路连接被控制设备，控制器通过应用监控程序生成的程序指令对控制电路执行通或断电的控制机制，使被控制设备对应执行相应的动作；所述的控制器通过传感器实时采集被控制设备的数据进行统计分析并在操作屏的图形化的组件或者控件中显示；控制器通过通信传输模块与远程服务器连接进行数据的双向通讯。...

【技术特征摘要】
1.关于物联网的教育实训综合平台装置，其特征在于:所述的平台装置包括机柜，所述的机柜上设有中控机、无线传感网节点和工业自动控制模拟装置；所述的中控机包括控制器、操作屏、通信传输模块和外部响应装置，控制器分别连接操作屏、通信传输模块和外部响应装置；所述的控制器与计算机连接，计算机采用Windows操作系统进行图形化编程模块和程序指令生成模块的设计；图形化编程模块负责对图形化的组件或者控件通过拼装的方式生成指定功能的应用监控程序；程序指令生成模块负责对应用监控程序进行编译生成程序指令；通过计算机将所述的图形化的组件或者控件和程序指令下载至控制器，并由控制器连接的操作屏显示出与计算机相同的界面；所述的无线传感网节点对被感知设备进行持续采集数据，并通过通信传输模块的收集和处理将采集数据传输至控制器，控制器对处理后的采集数据进行统计分析并在操作屏的图形化的组件或者控件中显示；所述的工业自动控制模拟装置包括被控制设备、控制电路和传感器，所述的控制器通过RS485总线和MODBUS通讯协议 与控制电路连接，所述的控制电路连接被控制设备，控制器通过应用监控程序生成的程序指令对控制电路执行通或断电的控制机制，使被控制设备对应执行相应的动作；所述的控制器通过传感器实时采集被控制设备的数据进行统计分析并在操作屏的图形化的组件或者控件中显示；控制器通过通信传输模块与远程服务器连接进行数据的双向通讯。2.根据权利要求1所述的基于物联网的教育实训综合平台装置，其特征在于:所述的控制器采用基于ARM Cortex-A8处理器的安卓或IOS操作系统。3.根据权利要求1所述的基于物联网的教育实训综合平台装置，其特征在于:所述的通信传输模块包括蓝牙通讯模块、WIFI无线通讯模块、zigbee无线通讯模块、3G通讯模块和以太网有线通讯模块，所述的控制器分别与蓝牙通讯模块、WIFI无线通讯模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文亮，陈继欣，葛鹏，陆胜洁，夏建雄，
申请(专利权)人：北京新大陆时代教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：