[发明专利]一种基于物联网的理科实验教学系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于物联网的理科实验教学系统，其特征在于，包括：物联网传感单元(1)、物联网路由单元(2)和物联网服务器单元(3)；其中，

所述物联网传感单元(1)与所述物联网路由单元(2)建立连接，用于实时测量实验过程的待测变量，将测量的数据转换为数据帧发送给所述物联网路由单元(2)；

所述物联网路由单元(2)分别与所述物联网传感单元(1)和所述物联网服务器单元(3)建立连接，用于接收所述物联网传感单元(1)发送的所述数据帧，并将所述数据帧转换为数据指令发送给所述物联网服务器单元(3)；

所述物联网服务器单元(3)包括网络数据库和软件程序；所述网络数据库系统用于存储所述数据指令中的数据；所述软件程序用于对所述网络数据库中的数据进行实时查询、分析、筛选、图形化显示和实验报告的填写。

2.如权利要求1所述的基于物联网的理科实验教学系统，其特征在于，所述物联网传感单元(1)包括一个或一个以上物联网传感器(11)；所述物联网路由单元(2)包括一个或一个以上物联网路由器(21)。

3.如权利要求1所述的基于物联网的理科实验教学系统，其特征在于，所述物联网服务器单元(3)包括一个或一个以上物联网服务器(31)。

4.一种如权利要求1所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：物联网传感单元(1)实时测量实验过程的待测变量，将测量的数据转换为数据帧发送给物联网路由单元(2)；

步骤二：所述物联网路由单元(2)接收所述物联网传感单元(1)发送的所述数据帧，并将所述数据帧转换为数据指令发送给物联网服务器单元(3)，所述数据帧由帧起始、数据和帧结束组成；

步骤三：所述物联网服务器单元(3)的软件程序接收所述数据指令，并将所述数据指令中的数据实时存储到所述物联网服务器单元(3)的网络数据库中，所述数据指令由指令起始、数据发送方地址码、数据和指令结束组成；

步骤四：通过所述物联网服务器单元(3)的所述软件程序对所述网络数据库中的数据进行实时查询、分析、筛选、图形化显示和实验报告的填写。

5.如权利要求4所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，所述物联网传感单元(1)接收到所述物联网路由单元(2)发送的控制帧后，向所述物联网路由单元(2)发送所述数据帧。

6.如权利要求5所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，所述控制帧由帧起始、令牌和帧结束组成。

7.如权利要求4所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，所述物联网路由单元(2)接收到所述物联网服务器单元(3)发送的控制指令后，向所述物联网服务器单元(3)发送所述数据指令。

8.如权利要求7所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，所述控制指令由指令起始、指令接收方地址码、指令内容和指令结束组成。

9.如权利要求4所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，所述步骤三中，所述软件程序将所述数据以采集时间和待测变量的测量数值的数据格式存储到网络数据库中。

10.如权利要求4所述的基于物联网的理科实验教学系统的工作方法，其特征在于，所述步骤四包括如下步骤：

步骤a：所述软件程序的人机界面通过仪表盘的形式图形化显示所述待测变量的测量数值；

步骤b：所述软件程序的人机界面通过数据表格的形式显示所述待测变量的测量数值；

步骤c：所述软件程序的人机交互界面上呈现理科实验的教学知识；

步骤d：用户通过所述软件程序的人机界面填写实验报告；

步骤e：用户通过所述软件程序的人机界面提交所述实验报告，所述实验报告被保存于所述网络数据库系统中。