[实用新型]一种可应用于智能家居、智能电网的物联网教学实训平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及物联网教学平台，具体涉及一种可应用于智能家居、智能电网的物联网教学实训平台。 

背景技术

物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。 

市场上现有物联网综合教学实验平台从结构上基本上都是传感器、控制器、RFID设备以及其他相应设备的堆积，显示不出物联网结构，起不到学生对物联网系统结构的认知和理解；且没有显著的应用区域，起不到软件与平台之间的模拟仿真互动；现有的物联网综合教学实验平台仅仅只是物联网技术的演示，起不到教学的效果，教学项目起不到对学生的专业培养。 

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型提供的技术方案为：一种可应用于智能家居、智能电网的物联网教学实训平台，包括由自上而下的感知层、网络层以及应用层三层物联网结构组成；感知层由采集控制区和自动识别区构成，网络层由ZigBee组网A区、ZigBee组网B区、泛在网通信传输区以及433M传输区构成；应用层根据需求配置，主要由智能家居模型区和智能家居控制显示区或由智能电表和智能插座构成。 

进一步，采集控制区采用ModBus总线技术，分为采集子区与控制子区；采集子区中集成了温湿度、光照强度、人体红外、数字气压、CO₂、触摸调光6种高精度传感器；控制子区中集成了LED射灯、步进电机、数码管、声光报警灯和扬声器；从左往右依次是步进电机、扬声器、步进电机驱动板、数码管、声光报警器、声光报警器驱动板、触摸调光、温湿度传感器、人体红外、光照强度传感器、CO₂传感器以及数字气压传感器。 

进一步，自动识别区中集成了低频、高频、超高频RFID读写设备，还具备NFC读写功能，可实现NFC模拟卡/阅读器/点对点通信三种模式。 

进一步，ZigBee组网A区、ZigBee组网B区共包括6个带有自组网功能的ZigBee节点模块，分别配有可以插拔更换的温湿度传感器、烟雾传感器、人体红外传感器、霍尔传感器、火焰传感器以及CO传感器；在六个节点之间还设置有6个ZigBee节点槽，以便更换ZigBee节点位置来体现ZigBee无线定位的功能。 

进一步，泛在网通信传输区设有7英寸电容触摸屏用来对该区进行显示操控，具备HDMI接口、USB接口、RS232串口、扩展串口、SPI、IIC接口；还具备语音识别功能，可以与感知区进行联动；还具备2.4G有源读写模块。 

进一步，433M传输区采用频段为433M传输技术，由一个433M发送设备和一个433M接收设备组成，并与泛在网通信传输区中的433M模块进行配对通信。 

进一步，应用层根据应用的不同可分为智能家居应用、智能电网应用；由由智能家居模型区和智能家居控制显示区或由智能电表和智能插座构成构成。 

进一步，智能家居模型区包括安防系统、环境监控系统以及控制系统；所述安防系统包括防盗子系统和防火子系统，防盗子系统包括门禁、人体红外感应、门磁、摄像头等设备，门禁配置RFID卡，防火子系统包括燃气探测器、烟雾探测器、排风扇控制器以及窗户控制器；所述环境监控系统包括温湿度子系统、照明子系统以及空气质量子系统，温湿度子系统包括温湿度检测器、加湿器控制器、控制模拟空调的控制器，照明子系统包括光照强度探测器、控制灯光亮暗的触摸调光控制器、控制窗帘开启关闭的窗帘控制器，空气质量子系统包括空气质量探测器、窗户控制器、通断空气净化器的开关控制器；控制系统主要负责控制家中的电器以及各种设备，包括电灯、窗帘、窗户、加湿器、空调等；智能家居控制显示区可分为安防区、环境监控区以及情景控制区；安防区包括燃气报警指示灯、烟雾火灾报警指示灯、声光报警器、窗户状态指示灯、排风扇状态指示灯、窗户控制按钮、排风扇控制按钮、门禁控制器、防盗指示灯以及布放/撤防按钮；环境监控区包括温湿度显示仪、光照显示仪、空气质量显示仪、窗帘状态指示灯、窗户状态指示灯、加湿器状态指示灯、空调状态显示屏、触摸调光控制面板、加湿器控制按钮、窗帘控制按钮、窗户控制按钮、空调控制数字键；情景控制区主要用于总体控制智能家居系统，分为外出模式、在家模式、就寝模式以及自定义模式，用户只要按了其中一种模式，整个系统将自动进入该模式。