一种物联网仿真实验装置的制作方法

本实用新型涉及实验器具技术领域，具体涉及一种物联网仿真实验装置。

背景技术：

M2M是物联网四大支柱业务群之一，长距离无线通信网是物联网四大支撑网络之一。无线CPU是长距离无线通信的重要组成部分，是实现物联网的关键技术之一。作为一种新兴技术，目前企事业单位、高校都开始进行相关技术的研发和试验，由于配套的试验箱价格昂贵，高校对物联网的教学还仅限于课本教授、论文写作，大部分院校并没有理论与实践紧密结合的试验平台。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种结构简单、低成本的物联网仿真实验装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种物联网仿真实验装置，与外部PC相连接配合工作，其特征在于：包括PCB板及设置在所述PCB板上的实验电路，所述实验电路包括无线CPU芯片，与所述无线CPU芯片相连接的供电电路，与所述无线CPU芯片相连接的异步收发传输器，与所述异步收发传输器相连接的USB接口装置，分别与所述无线CPU芯片相连接的SIM卡、键盘电路模块、蜂鸣器、存储器、显示屏、LED灯电路模块、传感器模块，所述无线CPU芯片通过所述USB接口装置与外部PC连接工作。

所述无线CPU芯片具有RF接口和通用接口，所述SIM卡、键盘电路模块、蜂鸣器、存储器、显示屏、LED灯电路模块、传感器模块分别通过通用接口与所述无线CPU芯片相连接；

所述通用接口包括

UART接口，所述异步收发传输器通过该UART接口所述无线CPU芯片相连接；

SIM卡接口，所述SIM卡通过该SIM卡接口与所述无线CPU芯片相连接；

键盘接口，所述键盘电路模块通过该键盘接口与所述无线CPU芯片相连接；

蜂鸣器接口，所述蜂鸣器通过该蜂鸣器接口与所述无线CPU芯片相连接；

同步串行I2C总线接口，所述存储器通过该同步串行I2C总线接口与所述无线CPU芯片相连接；

同步串行SPI总线接口，所述显示屏通过该同步串行SPI总线接口与所述无线CPU芯片相连接；

音频接口，该音频接口上连接有耳机接口装置以供连接具有话筒的耳机；

GPIO接口，所述LED灯电路模块通过该GPIO接口与所述无线CPU芯片相连接。

优选地，所述GPIO接口上还扩展连接有GPIO接口装置，所述传感器模块通过GPIO接口装置与所述无线CPU芯片相连接。

优选地，所述通用接口还包括USB接口，该USB接口上扩展连接有扩展USB接口装置。

为了方便控制电源供电并显示电源的供电状态，所述供电电路中具有用于连接外部电源的电源接口装置，用于启闭电源供电的开关和用于显示供电状态的电源显示灯。

方便地，所述PCB板上连接有多个支撑脚。

优选地，所述PCB板的边沿上均匀开设有多个开孔，每个开孔中穿设一螺栓构成所述支撑脚。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该物联网仿真实验装置仅需要将需要的元件依据连接关系焊接在PCB板上即能形成需要的仿真实验装置，结构简单，制作方便，体积小，成本低，非常适用于教学使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中实验电路的结构框图。

图2为本实用新型实施例中实验电路的电路图。

图3为本实用新型实施例中PCB板的丝印图。

图4为本实用新型实施例中物联网仿真实验装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～图4所示，本实施例中的物联网仿真实验装置在使用时，需要与外部PC相连接配合工作，如此可以下载PC中编辑好的现有的物联网实验程序，还能通过PC向该物联网仿真实验装置发送公知的AT指令，进而实现相应的实验效果。

该物联网仿真实验装置包括一块矩形的PCB板1及设置在PCB板1上的实验电路。PCB板1的四个角上分别开设有开孔，各个开孔中穿入一螺栓，从而构成该PCB板1的支脚，在使用时，通过四个支脚将PCB板1支撑放置在实验台上，如此可以保持PCB板1和实验台之间具有一定的空隙，进而避免PCB板1上的焊脚遭到破坏。

PCB板1上的实验电路包括有无线CPU芯片2，与无线CPU芯片2相连接的供电电路3，与无线CPU芯片2相连接的异步收发传输器4，与异步收发传输器4相连接的USB接口装置5，分别与无线CPU芯片2相连接的SIM卡6、键盘电路模块7、蜂鸣器8、存储器9、显示屏10、LED灯电路模块11、传感器模块12。

为了方便控制电源供电并显示电源的供电状态，其中供电电路3为现有的通用的供电电路3，该供电电路3中具有用于连接外部电源的电源接口装置31、用于启闭电源供电的开关32和用于显示供电状态的电源显示灯33。外部电源则通过电源接口装置31实现与供电电路3的连通，进而实现对无线CPU芯片2的供电。操作开关32则可以断开电源供电或者导通电源供电。根据电源的供电或者断开状态，电源显示灯33会相应的点亮和熄灭，如此可以方便显示电源的供电状态。

本实施例中无线CPU芯片2选用型号为Q2687的无线CPU芯片2，Q2687是一个内置有ARM处理器的GSM/GPRS通信芯片。在使用时，该无线CPU芯片2与异步收发传输器4相连接，而PC则连接在USB接口装置5上，如此无线CPU芯片2则和外部PC实现连接，进而和外部PC配合完成实验工作。

无线CPU芯片2具有RF接口21和通用接口，在使用时，无线CPU芯片2通过RF接口21连接一无线天线。通用接口则包括UART接口、SIM卡接口22、键盘接口23、蜂鸣器接口24、同步串行I2C总线接口25、同步串行SPI总线接口26、音频接口27、GPIO接口28、USB接口210。

异步收发传输器4通过UART接口20与无线CPU芯片2相连接。

SIM卡6通过SIM卡接口22与无线CPU芯片2相连接，键盘电路模块7通过键盘接口23与无线CPU芯片2相连接，蜂鸣器8通过蜂鸣器接口24与无线CPU芯片2相连接，存储器9通过同步串行I2C总线接口25与无线CPU芯片2相连接，显示屏10通过同步串行SPI总线接口26与无线CPU芯片2相连接，LED灯电路模块11通过GPIO接口28与无线CPU芯片2相连接。

音频接口27上连接有耳机接口装置271以供连接具有话筒的耳机。即在进行实验时，可将耳机插接在耳机接口装置271上，如此实现耳机与无线CPU芯片2的连接，实现音频数据传送。

USB接口210上扩展连接有扩展USB接口装置14，如此可方便外部元件通过该扩展USB接口装置14实现与无线CPU芯片2的连接。

GPIO接口28上还扩展连接有GPIO接口装置13，传感器模块12通过GPIO接口装置13与无线CPU芯片2相连接。使用时，实验者可以根据实验需要选择相应的传感器进行使用。此外通过该GPIO接口装置13还连接示波器进行示波器实验或者连接其他设备进行相应的实验。

通过该物联网仿真实验装置可以进行如下实验：

实验一、SIM卡6通过SIM卡接口22与无线CPU芯片2连接后，通过外部的PC输入的短信AT指令，则能够SIM卡6可通过无线CPU芯片2向其他手机发送短消息，同时还可以无线CPU芯片2接收自其他手机发送的短消息。

实验二、键盘模块通过键盘接口23与无线CPU芯片2连接后，键盘模块可以选用现有技术中的各种键盘模块，键盘模块中包含有多个相互连接的按键，无线CPU芯片2自外部PC中下载现有的键盘控制程序并在其内运行，等待键盘模块中按键的操作，当无线CPU芯片2接收到某个按键的按下与放松信号后，则完成该按键相应完成的功能。

实验三、蜂鸣器8通过蜂鸣器接口24与无线CPU芯片2相连，无线CPU芯片2自下载外部PC中下载现有的声音控制程序并在其内运行，然后自外部PC输入播放音乐的AT指令，则无线CPU芯片2控制蜂鸣器8播放音乐，自外部PC输入停止音乐播放的AT指令，则能通过无线CPU芯片2控制蜂鸣器8停止播放音乐，进而完成控制蜂鸣器停止或播放音乐的功能。

实验四、存储模块通过同步串行I2C总线接口25与无线CPU芯片2连接后，无线CPU芯片2自外部PC中下载现有的存储器9读写操作控制程序并在其内进行运行，自外部PC输入存储器9读写AT指令，则无线CPU芯片2则实现对存储器9中数据读取或者向存储器9中写入数据，进而完成存储器9指定的读写操作。

实验五、显示屏10模块通过同步串行SPI总线接口26与无线CPU芯片2连接后，无线CPU芯片2自外部PC中下载现有的显示屏10显示控制程序并在其内运行，自外部PC输入显示屏10的字幕显示AT指令，则无线CPU芯片2控制显示屏10显示指定颜色的文字，如显示屏10上可实现简单的不同颜色的中英文欢迎字幕。

实验六、SIM卡6通过SIM卡接口22与无线CPU芯片2连接后，并且具有话筒的耳机通过耳机接口装置与无线CPU芯片2连接后，Q26主模块下载程序并运行后，由外部输入的AT指令控制拨打电话、接电话或挂电话，利用耳机发送或收听语音信号，实现语音呼叫功能。

实验七、本实施例中的LED灯电路模块11可以根据实验需要设置成交通灯电路模块，即该LED灯电路模块11中包括有三路LED灯控制电路，分别为绿灯、黄灯和红灯控制电路。红、黄、绿三色Led灯组通过GPIO接口28与无线CPU芯片2连接后，无线CPU芯片2自外部PC中下载现有的交通灯控制程序并在其内运行，由自外部PC输入交通灯控制的AT指令控制三色LED灯的交替点亮和熄灭，实现交通灯功能。

实验八、键盘模块通过键盘接口23与无线CPU芯片2连接，并且蜂鸣器8通过蜂鸣器接口24与无线CPU芯片2连接后，无线CPU芯片2自外部PC中下载现有的乐曲演奏程序并在其内运行，等待键盘模块中按键的操作，当无线CPU芯片2接收到按键操作信号后，会控制蜂鸣器8模块发出相应的音符，进而完成简单乐曲的演奏功能。

实验九、选用温度传感器进行实验，将温度传感器通过GPIO接口装置13与无线CPU芯片2连接，无线CPU芯片2自外部PC中下载现有的温度测试程序并在其内运行，然后自外部PC输入的温度查询的AT指令，进而获取相应的温度数据，如此即完成温度的测试功能。