[发明专利]一种物联网实训系统

说明书

本申请公开了一种物联网实训系统，包括感知层、网络层和应用层，其中，感知层包括多个边缘管理模块和多个感知层设备，每个边缘管理模块连接到相应的感知层设备，边缘管理模块用于获取相应感知层设备采集到的实训环境数据；网络层包括云端模块，云端模块的一端连接到边缘管理模块，另一端连接到应用层中设有的多个实训模块，用于实现对相应感知层设备的访问，并将采集到的实训环境数据转发到应用层；应用层包括多个实训模块，各实训模块分别连接到云端模块，用于基于进行实训环境数据的调用。本申请克服使用传统嵌人式模式开发物联网实训应用的复杂性，以实现将千差万别的设备使用标准的方式进行连接和访问。

技术领域

本申请涉及物联网通信领域，尤其涉及一种物联网实训系统。

背景技术

随着5G通信技术的大力发展，5G通信将大大加速物联网的发展，与通用的物联网架构类似，现有的物联网实训系统分为感知层、网络层和应用层三个层次。通常感知层由各种常见的末端设备所组成，末端设备的选择主要由实训场景决定，例如常见的智能家居场景和工业生产场景，上述场景下的末端设备的主要功能是感知和采集环境信息，因此，在上述的实训场景中可以采用各种环境传感器和执行器实现对环境信息的采集。网络层根据具体需求由无线通信平台和有线通信平台组成，具体包括了私有网络(局域网)和互联网等。应用层则是物联网和用户之间直接接触的窗口，主要根据实际的应用需求，实现不同层次的物联网应用。

现有的物联网实训方式主要是课堂讲解配合物联网实训箱实操，物联网实训箱主要目的是让学生动手操作配置各种物联网设备(特别是感知层设备)，完成末端设备的互联互通，根据具体物联网场景实现设备简单联动等，以此达到教学目的。但传统物联网实训存在两个主要问题，一是在感知层，即传统物联网实训装置的局限性。传统物联网实训箱只能对特定物联网场景、特定的感知层设备进行配置，导致物联网实训场景单一的问题，不利于感知层设备后期扩展；二是在应用层，为满足不同层次、不同场景的物联网教学需求，实训应用需要具备一定的扩展性和可自定义性。因此，由于目前各种物联网设备的千差万别，数据采集协议繁多以及通信标准不统一，将进一步增加物联网实训应用的开发难度，不利于后期的教学项目扩展。

申请内容

本申请提供了一种物联网实训系统，用于解决现有技术增加物联网实训应用的开发难度的技术问题。

有鉴于此，本申请提供了一种物联网实训系统，包括感知层、网络层和应用层，所述感知层包括多个边缘管理模块和多个感知层设备，每个所述边缘管理模块连接到相应的感知层设备，所述边缘管理模块用于获取相应感知层设备采集到的实训环境数据；

所述网络层包括云端模块，所述云端模块的一端连接到所述边缘管理模块，另一端连接到应用层，用于实现对相应感知层设备的访问，并将采集到的实训环境数据转发到应用层。

优选的，所述感知层设备包括多个环境传感器以及多个执行器，用于进行实训环境数据的感知以及采集；

各边缘管理模块包括物联网主机，所述物联网主机基于无线或有线连接方式，建立与相应感知层设备之间的通信连接；其中：

所述无线连接方式包括串口连接方式、WIFI网络连接方式、Zigbee网络连接方式和蓝牙连接方式中的至少一种。

优选的，各所述边缘管理模块包括依次连接的设备驱动管理模块、设备事件驱动模块和中间件通信模块，其中：

所述设备驱动管理模块，用于管理所述感知层设备的驱动库，以及在所述驱动库未设置相应的驱动程序时，进行驱动库的更新；

所述设备事件驱动模块，用于将处于运行状态中的感知层设备抽象为设备对象，并针对所述设备对象进行接口的统一发布；

所述中间件通信模块，用于建立相应感知层设备与云端模块之间的通信连接。

优选的，所述设备驱动管理模块中，管理所述感知层设备的驱动库具体为：