本實(shí)用新型涉及一種網(wǎng)關(guān)，具體為一種用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

由于物聯(lián)網(wǎng)的大批興起和應(yīng)用的快速推廣，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是在某些方面，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展遇到了瓶頸，尤其是針對(duì)各種在校生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)知識(shí)普及教育的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)包括開(kāi)發(fā)箱、網(wǎng)關(guān)箱和云平臺(tái)三部分，而網(wǎng)關(guān)箱是連接開(kāi)發(fā)箱和云平臺(tái)的橋梁，因此，網(wǎng)關(guān)成為整個(gè)平臺(tái)建設(shè)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)?，F(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)箱體積大、成本高，功能單一，只能做一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不能根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)需求，不能滿足學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的工程應(yīng)用系統(tǒng)的需求。本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)解決了這些問(wèn)題，滿足了學(xué)生以及老師的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)知識(shí)普及教育的實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、體積較小、便于攜帶、且能實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)箱與云平臺(tái)之間的連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)板模塊、Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊、GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊、電源模塊、杜邦線、網(wǎng)關(guān)箱六部分。用杜邦線將布置在網(wǎng)關(guān)箱內(nèi)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊、Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊、GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊、電源模塊連接起來(lái)形成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)。其通訊過(guò)程為：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)板模塊控制Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊接收物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)箱終端Zigbee節(jié)點(diǎn)采集回來(lái)的傳感器數(shù)據(jù)，然后Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊又由串口和單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊之間進(jìn)行通信，隨之單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊由控制指令將信息傳送到GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊，最后GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊通過(guò)TCP Socket協(xié)議傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云平臺(tái)上，用戶可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)查看和利用數(shù)據(jù)；用戶也可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)發(fā)送控制命令由GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊下放給Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊，Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊再下放給對(duì)應(yīng)的終端Zigbee節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

本實(shí)用新型是采取如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)包括單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊、Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊、GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊、電源模塊、杜邦線、網(wǎng)關(guān)箱六部分。其中單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊、Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊、GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊之間通過(guò)杜邦線連接構(gòu)成網(wǎng)關(guān)，電源為其提供電以供其能夠正常工作，通過(guò)相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)傳輸功能。

所述單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊采用的是Arduino Mega2560開(kāi)發(fā)板。Arduino Mega2560開(kāi)發(fā)板的核心是ATmega2560且采用USB接口形式，與其他系列的芯片相比具有較多的數(shù)字I/O口且引腳功能完備，供電方式靈活多樣，因其內(nèi)置了bootloader程序所以燒錄程序更加方便。

所述Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊是由串口和單片機(jī)之間通信的，可以很快的實(shí)現(xiàn)把設(shè)備連入到Zigbee網(wǎng)絡(luò)的目的。Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊由一個(gè)XBEE底板和XBee模塊組成，把XBee模塊插到XBEE底板上構(gòu)成Zigbee節(jié)點(diǎn)，頻段為2.4GHZ，采用802.15.4協(xié)議棧，是以串口的方式與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊進(jìn)行通信的，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，此模塊的天線為導(dǎo)線天線。

所述GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊用的是SIM900 GSM/GPRS擴(kuò)展板，為SIM900 4頻 GSM/GPRS 模塊。它給Arduino Mega2560主控板提供GSM/GPRS功能擴(kuò)展，用上此擴(kuò)展板后，Arduino Mega2560主控板能進(jìn)行短信的收發(fā)和與GPRS數(shù)據(jù)連接通訊，此模塊主要實(shí)現(xiàn)與云平臺(tái)的無(wú)線遠(yuǎn)程通信。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)通過(guò)Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊接收物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)箱Zigbee終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的傳感器數(shù)據(jù)，其中ZigBee終端節(jié)點(diǎn)和Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊之間的傳輸方式是Zigbee通信方式，Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊將傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)串口通信的方式與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊進(jìn)行通信，單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊以控制指令的方式傳輸?shù)紾PRS通信開(kāi)發(fā)板模塊，最后GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊通過(guò)TCP Socket協(xié)議傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云平臺(tái)上。用戶可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)查看和利用數(shù)據(jù)；用戶也可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)發(fā)送控制命令由GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊下放給Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊，Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊再下放給對(duì)應(yīng)的終端Zigbee節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型涉及的一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)，是一種通用性強(qiáng)、可擴(kuò)展性高的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)，解決了以下問(wèn)題：普通物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)箱體積大、成本高，功能單一，只能做一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，不能根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的需求，不能滿足學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的工程應(yīng)用系統(tǒng)的需求。滿足了學(xué)生以及老師對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)知識(shí)的普及教育的實(shí)際需求，使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)更加的完善和發(fā)展。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型網(wǎng)關(guān)程序流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)具體實(shí)施，但不對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利要求作任何限定。

如圖1所示，一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)包括單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊、Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)模塊和GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊三大主要部分。用杜邦線將布置在網(wǎng)關(guān)箱內(nèi)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊、Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊、GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊、電源模塊連接起來(lái)形成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)。

所述單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊采用的是Arduino Mega2560開(kāi)發(fā)板。Arduino Mega2560開(kāi)發(fā)板的核心是ATmega2560且采用USB接口形式，單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊上的USB接口與PC機(jī)上的USB接口通過(guò)USB接口線相連，在PC機(jī)的軟件平臺(tái)上編寫(xiě)程序并燒錄到單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊以實(shí)現(xiàn)所需的功能。

所述Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊是由串口和單片機(jī)之間通信的，可以很快的實(shí)現(xiàn)把設(shè)備連入到Zigbee網(wǎng)絡(luò)的目的。所述Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊的TXD引腳與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊的串口2引腳用杜邦線進(jìn)行連接，用來(lái)實(shí)現(xiàn)串口通信；所述Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊的電源和GND引腳與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊的對(duì)應(yīng)引腳用杜邦線連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)正常通信。所述的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊通過(guò)Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊以“02，傳感器序號(hào)，傳感器數(shù)據(jù)；”這樣的通信格式上傳數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)上。

所述GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊用的是SIM900 GPRS擴(kuò)展板，選其是因其具有4頻且能提供擴(kuò)展功能。所述GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊的TXD引腳與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊的串口1引腳用杜邦線連接起來(lái)，所述GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊的電源和GND引腳與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊的對(duì)應(yīng)引腳用杜邦線進(jìn)行連接，用來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。所述GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊以“03，傳感器序號(hào)，指令序號(hào)，指令內(nèi)容；”這樣的通信格式上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，當(dāng)云平臺(tái)做出控制傳感器的命令時(shí)且傳感器執(zhí)行了則GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊會(huì)以“04，指令序號(hào)，指令返回結(jié)果；”這樣的通信格式回傳傳感器執(zhí)行的結(jié)果。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)通過(guò)Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊接收物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)箱Zigbee終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的傳感器數(shù)據(jù)，其中Zigbee終端節(jié)點(diǎn)和Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊之間的傳輸方式是Zigbee通信方式，Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊將傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)串口通信的方式與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊進(jìn)行通信，單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊以控制指令的方式傳輸?shù)紾PRS通信開(kāi)發(fā)板模塊，最后GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊通過(guò)TCP Socket協(xié)議傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云平臺(tái)上。用戶可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)查看和利用數(shù)據(jù)；用戶也可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)發(fā)送控制命令由GPRS通信開(kāi)發(fā)板模塊下放給Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊，Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊再下放給對(duì)應(yīng)的終端Zigbee節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

如圖2所示，程序在執(zhí)行時(shí)首先要初始化串口頻率，然后以GPRS模塊控制指令和服務(wù)器建立socket連接，建立連接后單片機(jī)開(kāi)發(fā)板讀取GPRS串口的數(shù)據(jù)，此時(shí)單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊會(huì)判斷GPRS是否有數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)將進(jìn)一步判斷是否是控制命令，若是控制命令將會(huì)由串口2發(fā)送到Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊上，否則將會(huì)打印到串口0上以便調(diào)試；最后單片機(jī)開(kāi)發(fā)板模塊利用所寫(xiě)的程序判斷Zigbee協(xié)調(diào)器是否有數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)則會(huì)通過(guò)串口1 與GPRS建立的socket連接將Zigbee協(xié)調(diào)器開(kāi)發(fā)板模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器上，這樣循環(huán)讀取數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型上述一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)網(wǎng)關(guān)，不僅滿足了學(xué)生以及老師對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)知識(shí)普及教育的實(shí)際需求，而且還能滿足學(xué)生做一些完整的工程應(yīng)用系統(tǒng)，將學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的熱情和興趣激發(fā)出來(lái)，從而提高了學(xué)生的開(kāi)發(fā)能力。