[实用新型]物联网综合实训平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及科研教学实验装置技术领域，尤其涉及一种采用FPGA技术、基于无线传感网和RFID技术的、支持多个课程教学的、针对物联网应用技术专业及相关专业的综合实训平台。

背景技术

物联网技术是一种十分综合性的信息技术，涵盖了传感器技术、电子技术、通信技术、嵌入式软件技术以及应用软件技术等多种信息技术，涉及面广且技术含量高，针对学生的培养要求，实验实训器材则存在技术广度与技术深度的要求，一方面要为学生提供最全面的技术实验条件，实验器材应尽可能地涵盖所有的物联网技术领域，即能够支持足够广度的技术训练，另一方面在每一个技术领域还必须为学生提供深入的技术训练条件，拓宽学生思路，支持开创性的模拟真实性的综合实训项目开发，即能够支持足够深度的技术训练。

目前物联网应用实验实训器材一般采用实验箱或实验台的形式，但针对专业训练要求却不尽如意，普遍存在以下二个方面的问题：

1、实验箱体积小巧，但涉及技术面窄，技术广度训练资源不足。

目前物联网应用技术实验箱一般体积均较小，便于携带，便于学生随时随地进行训练，这是优点，但就目前公开或市场现有的产品还存在以下五个方面的缺陷：

（1）物联网实验箱按涉及技术不同而分为二类：一是无线传感网技术实验箱，二是RFID技术实验箱。因此学生要进行这二项技术的分项训练时必须使用两个实验箱，对训练组织带来困难，同时还无法进行即包含无线传感网技术、又包含RFID技术的综合性项目训练。

（2）目前公开或市场现有的产品均不包含对传感器调理电路及综合应用能力的训练，只使用数字化的各类传感器，这种数字化传感器从应用训练的技术角度来看基本上是相同的，因此这种训练对于学生能力的迅速提高帮助不大。

（3）针对无线传感网技术实验箱，一般采用一拖多的形式，即一个实验箱提供一个无线传感网网关节点、若干个远端节点的形式（一般六个以上），这种形式对学生训练组织带来困难，在多人一套设备的情况下无法使每一个学生都能对网关及节点进行训练，若采用一人一套设备，一套设备6个以上的节点则失去了存在的意义。

（4）就无线传感网技术实验箱而言，只能提供单一的无线传感网技术训练，而无法为其他课程提供训练平台，设备应用效益不高。

（5）可扩展性差，无线传感网技术实验箱的网关设备，只提供传感器的更换式扩展，对其他类型的部件则无法扩展，制约了学生的创新性训练，因此其深度技术训练的资源不足。

因此目前公开或市场现有物联网实验箱的上述缺陷给物联网技术的实验实训带来不便。

2、实验台体积庞大，技术深度训练资源不足，存在以下三个方面的缺陷：

（1）物联网综合实验台包含了计算机、无线传感网网关、节点、RFID应用处理单元、以及嵌入式系统单元等部件，还包括了操作台、柜等辅助性部件，因此体积庞大，无法经常性搬动，给教室的空间提出了更高的要求。

（2）由于无法经常性搬动，因此无法满足学生随时随地训练的要求，也无法满足无线传感网综合项目的训练。

（3）实验台仅支持各部件间的相互连接，而不提供部件扩展的功能，因此限制了学生创新性训练的条件，因此其深度技术训练的资源严重不足。

因此物联网综合实验台虽然所涉及的技术面较广，但针对单项技术的训练缺乏技术深度，技术深度训练资源不足。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：基于上述问题，提供一种便于携带的、涉及物联网应用技术专业多门课程训练的、能提供各种应用扩展接口的、支持足够广度与深度技术训练的物联网综合实训平台。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种物联网综合实训平台，用于物联网应用技术专业的教学与训练的实验箱，包括节点模块、综合模块和附件组，

节点模块，由无线芯片、通过通信接口与无线芯片连接的温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、将无线芯片的其他资源输出的应用扩展接口、直接与无线芯片连接的RTC电路以及给本模块上所有元件提供电源的锂电池组组成；无线芯片通过应用扩展接口与无线设备通信；

综合模块，具有安装于实验箱内的综合模块底板，该综合模块底板上以插卡的形式接入有单片机模块、无线通信模块、嵌入式系统模块、模拟处理模块、RFID模块、WiFi通信模块以及GSM/GPRS通信模块；

附件组，包括编辑器、线缆和电源。附件组具体包括一个电源适配器、一个Altera可编程芯片调试器、一个TI无线芯片调试器、一个ARM JLINK调试器、一根USB电缆等附件。

进一步的技术方案是：