一种基于云平台的物联网信息交互实验装置

1.本实用新型属于实验设备技术领域，尤其涉及一种基于云平台的物联网信息交互实验装置。
技术背景
2.在当今信息科技的浪潮中，物联网技术得到快速的发展，物联网使得本实用新型的生活更加便利，工作更加高效。所谓的物联网，指的是在网络覆盖范围之内，可以实现人与人之间，人与物之间和物与物之间的连接。它们经由互联网和不同的无线局域网组合构成信息传输通道，实现特定的功能。但在实际应用中，由于应用场景的千变万化，网络结构多元、性能各异，影响着系统建设的成本和效果。
3.具体而言，现有物联网实验平台存在如下问题及缺陷：
4.(1)对不同的无线传感网络缺乏信息融合功能；
5.(2)不能满足学生开展个性化实验的需求。
6.解决以上问题及缺陷的难度为：
7.(1)构建集多种无线传感网络于一体的硬件平台，实时解析不同网络协议；
8.(2)开发云平台数据库，融合不同无线传感网络的信息、数据。
9.解决以上问题及缺陷的意义为：
10.(1)通过开发stm32嵌入式系统，实时解析不同网络协议，克服了无线传感网络结构多元、性能各异信息、数据不能互通的障碍，为学生学习不同的无线传感网技术提供了平台；
11.(2)通过硬件平台开发阿里云平台数据库，将不同的无线传感网信息数据融合管理，方便了数据的共享；
12.(3)由于信息、数据在云平台交换，使得学生可以不受时间、空间、地域的限制，灵活、方便地开展个性化物联网技术实验和研究。


技术实现要素：

13.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于云平台的物联网信息交互实验装置。
14.本实用新型是这样实现的，一种基于云平台的物联网信息交互实验装置设置有：
15.实验箱；
16.所述实验箱内通过螺丝固定有嵌入式主控单片机、蓝牙信息传输模块、wi
‑
fi信息传输模块、4g&gprs&nb信息传输模块和北斗功能模块pcb主板；
17.所述实验箱侧面嵌装有多个uart接口，所述uart接口通过连接线路连接有北斗天线。
18.进一步，主控嵌入式单片机通过连接线路连接有显示屏、控制按键、外部flash存储器和电源管理器。
19.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：本实用新型通过北斗、蓝牙、wi
‑
fi、gprs和4g模块，能够实现远、中、近三种距离的通信功能，其中北斗为远距离，蓝牙、wi
‑
fi模块为近距离，gprs和4g模块为中距离。在一些偏远地区，例如沙漠、山区、海岛等，能够不受基站的限制实现信息、数据传输的目的，同时北斗通信具有低成本的特点，具有很好的实用价值。
20.本实用新型通过嵌入式主控单片机对北斗模块和蓝牙模块、wi
‑
fi模块、4g&gprs&nb模块通信协议的解析处理，以及通过对云平台数据库的调用，实现信息融合和实验箱与实验箱之间的双向通信功能。本实用新型既可以在实验箱开展不同模块的单项实验，又可以开展北斗、蓝牙、wi
‑
fi、4g和gprs之间的双模块通信的专项实验。所开展的实验项目都能够从实验原理、实验要求、实验目的、硬件电路、源代码、实验分析等多个方面系统学习，有利于帮助学生对物联网系统的理解，锻炼学生的工程实践能力。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例提供的基于云平台的物联网信息交互实验装置外结构工程图。
23.图2是本实用新型实施例提供的北斗tm8650模块电路图。
24.图3是本实用新型实施例提供的4g&gprs&nb模块电路图。
25.图4是本实用新型实施例提供的sdram&flash&sd&microusb模块电路图。
具体实施方式
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于云平台的物联网信息交互实验装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
28.本实用新型实施例提供的基于云平台的物联网信息交互实验装置中的实验箱内通过螺丝固定有嵌入式主控制单片机、蓝牙信号传输器、4g&gprs&nb信号传输器、wi
‑
fi信号传输器和北斗短报文传输功能模块；实验箱侧面嵌装有多个uart接口，uart接口通过连接线路连接有北斗天线。
29.嵌入式主控制单片机通过连接线路连接显示屏、控制按键、外部flash存储器和电源管理器。
30.本实用新型实施例中的单片机采用的型号为stm32f429igt6，stm32f429igt6具有高性能、低成本、低功耗、可裁剪功能的特性，根据需求灵活裁剪，给开发与应用带来很大的便利。另外，stm32系列的单片机是一个较为简单、易学的嵌入式系统，与其他单片机相比较经济、实用，是学生学习嵌入式系统的很好平台。stm32f429igt6控制wi
‑
fi模块来实现实验
箱的通信，把北斗协议收到的有用数据转变成本实用新型需要的数据结构，然后通过串口转wi
‑
fi的基于tcp/ip协议发送到移动供应商再发送到阿里云监控软件。云监控平台可以打开tcp/ip网络调试助手，配置好服务器和端口，就可以实现获取实验箱通过wi
‑
fi发送的数据，也可以远程的控制数据。利用串口线连接电脑和实验箱，接着把st link通过usb线连接到jtag接口上，即完成了实验箱与电脑的连接。实验箱与北斗通过三根线将tx、rx、rnss分别对应相连，天线需无障碍放置。
31.如图2所示，北斗tm8650模块电路中的2号和4号管脚分别与rx、tx相连，表示rdss通过usart2即串口2进行收发信息。1号与3号管脚分别与rx1、tx1相连，表示rdss通过usart4即串口4进行收发信息。在远程通信实验中，需要连接北斗短报文通信模块，从而实现蓝牙、wi
‑
fi、gprs之间的双模块远程通信。对于北斗通信，本实用新型要将北斗的天线部分连接好，当本实用新型在连接北斗天线时，要注意连接口之间的对应。此外本实用新型通过pc端对程序的烧写，本实用新型还需要根据oled显示屏的信息提示按键操作。
32.如图3所示，本实用新型实施中的4g/gprs信号传输器采用wh
‑
lte
‑
7s4模块，wh
‑
lte
‑
7s4模块是实验箱中的核心模块，它是一款集成lcc封装，四频段gsm\gprs和先进算法gnss引擎为一体的全功能通信模块。具有低功耗特点，支持tcp/ip协议。该模块通过usart6与stm32f429igt6连接，即用到了串口6。单模块需要用到led灯，oled屏幕，蜂鸣器以及按键等组成。通过stm32f429igt6控制模块中的gprs发送消息并接收数据。
33.如图4所示，嵌入式主控制单片机通过连接线路连接显示屏、控制按键、外部flash存储器和电源管理器。显示屏用于显示调试过程的关键提示信息和实验结果，阵列键盘用于调试过程的信息输入和调试控制，flash存储器存储协议解析程序、实验箱云平台数据库调用程序等。
34.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。