一种物联网应用开发平台网关的制作方法

本实用新型涉及一种网关，具体为一种用于物联网应用开发的网关。

背景技术：

由于物联网的大批兴起和应用的快速推广，物联网应用开发技术也得到了长足的发展，但是在某些方面，物联网应用开发技术的发展遇到了瓶颈，尤其是针对各种在校生进行物联网应用开发知识普及教育的物联网应用开发平台，物联网应用开发平台包括开发箱、网关箱和云平台三部分，而网关箱是连接开发箱和云平台的桥梁，因此，网关成为整个平台建设中的重点和难点。现有的物联网应用开发箱体积大、成本高，功能单一，只能做一些验证性实验，不能根据现实情况进行应用开发，不能满足学生的学习和设计需求，不能满足学生实现一个完整的工程应用系统的需求。本实用新型一种物联网应用开发平台网关解决了这些问题，满足了学生以及老师的物联网应用开发知识普及教育的实际需求。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是，克服背景技术的不足，提供一种结构简单合理、体积较小、便于携带、且能实现开发箱与云平台之间的连接的物联网应用开发平台的网关。物联网应用开发平台网关包括：单片机开发板模块、Zigbee协调器开发板模块、GPRS通信开发板模块、电源模块、杜邦线、网关箱六部分。用杜邦线将布置在网关箱内的单片机开发板模块、Zigbee协调器开发板模块、GPRS通信开发板模块、电源模块连接起来形成物联网应用开发平台网关。其通讯过程为：单片机开发板模块控制Zigbee协调器开发板模块接收物联网应用开发箱终端Zigbee节点采集回来的传感器数据，然后Zigbee协调器开发板模块又由串口和单片机开发板模块之间进行通信，随之单片机开发板模块由控制指令将信息传送到GPRS通信开发板模块，最后GPRS通信开发板模块通过TCP Socket协议传输到物联网云平台上，用户可以通过物联网云平台查看和利用数据；用户也可通过物联网云平台发送控制命令由GPRS通信开发板模块下放给Zigbee协调器开发板模块，Zigbee协调器开发板模块再下放给对应的终端Zigbee节点，以实现对设备的远程控制。

本实用新型是采取如下的技术方案实现的：一种物联网应用开发平台网关包括单片机开发板模块、Zigbee协调器开发板模块、GPRS通信开发板模块、电源模块、杜邦线、网关箱六部分。其中单片机开发板模块、Zigbee协调器开发板模块、GPRS通信开发板模块之间通过杜邦线连接构成网关，电源为其提供电以供其能够正常工作，通过相应程序实现传输功能。

所述单片机开发板模块采用的是Arduino Mega2560开发板。Arduino Mega2560开发板的核心是ATmega2560且采用USB接口形式，与其他系列的芯片相比具有较多的数字I/O口且引脚功能完备，供电方式灵活多样，因其内置了bootloader程序所以烧录程序更加方便。

所述Zigbee协调器开发板模块是由串口和单片机之间通信的，可以很快的实现把设备连入到Zigbee网络的目的。Zigbee协调器开发板模块由一个XBEE底板和XBee模块组成，把XBee模块插到XBEE底板上构成Zigbee节点，频段为2.4GHZ，采用802.15.4协议栈，是以串口的方式与单片机开发板模块进行通信的，支持点对点通信以及点对多点网络，此模块的天线为导线天线。

所述GPRS通信开发板模块用的是SIM900 GSM/GPRS扩展板，为SIM900 4频 GSM/GPRS 模块。它给Arduino Mega2560主控板提供GSM/GPRS功能扩展，用上此扩展板后，Arduino Mega2560主控板能进行短信的收发和与GPRS数据连接通讯，此模块主要实现与云平台的无线远程通信。

物联网应用开发平台网关通过Zigbee协调器开发板模块接收物联网应用开发箱Zigbee终端节点发送过来的传感器数据，其中ZigBee终端节点和Zigbee协调器开发板模块之间的传输方式是Zigbee通信方式，Zigbee协调器开发板模块将传输过来的数据通过串口通信的方式与单片机开发板模块进行通信，单片机开发板模块以控制指令的方式传输到GPRS通信开发板模块，最后GPRS通信开发板模块通过TCP Socket协议传输到物联网云平台上。用户可以通过物联网云平台查看和利用数据；用户也可通过物联网云平台发送控制命令由GPRS通信开发板模块下放给Zigbee协调器开发板模块，Zigbee协调器开发板模块再下放给对应的终端Zigbee节点，以实现对设备的远程控制。

本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的一种物联网应用开发平台网关，是一种通用性强、可扩展性高的物联网应用开发平台网关，解决了以下问题：普通物联网应用开发箱体积大、成本高，功能单一，只能做一些验证性的实验，不能根据现实情况进行应用开发，不能满足学生学习和设计的需求，不能满足学生实现一个完整的工程应用系统的需求。满足了学生以及老师对物联网应用开发知识的普及教育的实际需求，使物联网应用开发更加的完善和发展。

附图说明

图1是本实用新型网关的结构的示意图。

图2是本实用新型网关程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型一种物联网应用开发平台网关具体实施，但不对本实用新型的权利要求作任何限定。

如图1所示，一种物联网应用开发平台网关包括单片机开发板模块、Zigbee协调器开发模块和GPRS通信开发板模块三大主要部分。用杜邦线将布置在网关箱内的单片机开发板模块、Zigbee协调器开发板模块、GPRS通信开发板模块、电源模块连接起来形成物联网应用开发平台网关。

所述单片机开发板模块采用的是Arduino Mega2560开发板。Arduino Mega2560开发板的核心是ATmega2560且采用USB接口形式，单片机开发板模块上的USB接口与PC机上的USB接口通过USB接口线相连，在PC机的软件平台上编写程序并烧录到单片机开发板模块以实现所需的功能。

所述Zigbee协调器开发板模块是由串口和单片机之间通信的，可以很快的实现把设备连入到Zigbee网络的目的。所述Zigbee协调器开发板模块的TXD引脚与单片机开发板模块的串口2引脚用杜邦线进行连接，用来实现串口通信；所述Zigbee协调器开发板模块的电源和GND引脚与单片机开发板模块的对应引脚用杜邦线连接起来，以实现正常通信。所述的单片机开发板模块通过Zigbee协调器开发板模块以“02，传感器序号，传感器数据；”这样的通信格式上传数据到物联网云平台上。

所述GPRS通信开发板模块用的是SIM900 GPRS扩展板，选其是因其具有4频且能提供扩展功能。所述GPRS通信开发板模块的TXD引脚与单片机开发板模块的串口1引脚用杜邦线连接起来，所述GPRS通信开发板模块的电源和GND引脚与单片机开发板模块的对应引脚用杜邦线进行连接，用来实现通信。所述GPRS通信开发板模块以“03，传感器序号，指令序号，指令内容；”这样的通信格式上传到物联网云平台，当云平台做出控制传感器的命令时且传感器执行了则GPRS通信开发板模块会以“04，指令序号，指令返回结果；”这样的通信格式回传传感器执行的结果。

物联网应用开发平台网关通过Zigbee协调器开发板模块接收物联网应用开发箱Zigbee终端节点发送过来的传感器数据，其中Zigbee终端节点和Zigbee协调器开发板模块之间的传输方式是Zigbee通信方式，Zigbee协调器开发板模块将传输过来的数据通过串口通信的方式与单片机开发板模块进行通信，单片机开发板模块以控制指令的方式传输到GPRS通信开发板模块，最后GPRS通信开发板模块通过TCP Socket协议传输到物联网云平台上。用户可以通过物联网云平台查看和利用数据；用户也可通过物联网云平台发送控制命令由GPRS通信开发板模块下放给Zigbee协调器开发板模块，Zigbee协调器开发板模块再下放给对应的终端Zigbee节点，以实现对设备的远程控制。

如图2所示，程序在执行时首先要初始化串口频率，然后以GPRS模块控制指令和服务器建立socket连接，建立连接后单片机开发板读取GPRS串口的数据，此时单片机开发板模块会判断GPRS是否有数据，如果有数据将进一步判断是否是控制命令，若是控制命令将会由串口2发送到Zigbee协调器开发板模块上，否则将会打印到串口0上以便调试；最后单片机开发板模块利用所写的程序判断Zigbee协调器是否有数据，如果有数据则会通过串口1 与GPRS建立的socket连接将Zigbee协调器开发板模块的数据发送到服务器上，这样循环读取数据。

本实用新型上述一种物联网应用开发平台网关，不仅满足了学生以及老师对物联网应用开发知识普及教育的实际需求，而且还能满足学生做一些完整的工程应用系统，将学生对物联网的热情和兴趣激发出来，从而提高了学生的开发能力。