一种物联网仿真教学实验系统

本发明涉及物联网教学平台，具体的说，是一种物联网仿真教学实验系统。

背景技术：

1、随着物联网技术快速发展，各行各业对于物联网应用的需求不断增加，已涵盖智能家居、工业自动化、交通运输等诸多领域。相应地，院校必须培养更多的物联网人才，才能满足行业用人需求。在物联网专业教学过程中，仿真技术可以提供虚拟的实验环境，使学生能够模拟和探索各种物联网场景，更深入地理解物联网的技术原理，更直观地理解物联网设备应用，从而在实践中提高知识水平和实践技能。

2、然而，目前学界缺乏一个系统化、集成的物联网仿真教学实验系统。对于教学需求而言，一些商业平台过于复杂和昂贵，而技术领域的一些开源解决方案则缺乏集成性和易用性。cn111599241b旨在利用虚拟设备搭建场景，解决物联网设备现场演示不便的问题，但它没有提供预置的物联网场景模版，对于新手来说，并不容易理解一个典型场景如何构成，不能很好地处理设备之间的行为逻辑。它也缺乏社区互动，不能满足多样化教学需求，且系统没有集成相应的教学资源，仅满足实验用途。cn112637271b致力于解决实验中的虚实结合问题，以及系统开放性和扩展性兼容问题。同样也面临缺乏预置场景模版、不支持社区互动，没有集成教学资源的问题。

3、因此，本发明旨在提供一种物联网仿真教学实验系统，使用户能够通过一个集成的平台进行互动式物联网教学和实验。该系统结合了实时仿真、数据分析、实验教学和社区交流功能，为学生和教师提供了一个全面而灵活的学习环境。新手用户可以选择预置场景模板进行实验，从而更容易上手，也能自定义场景，并通过实时互动和反馈来观察和分析仿真结果。同时，用户可利用系统的教学资源在线学习相关知识点，还可以通过社区分享他们的实验设计和结果，并与其他用户进行讨论和交流。

4、通过本发明的物联网仿真教学实验系统，学生和教师可以更加方便地进行物联网教学和实验，加深对物联网技术的理解和应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种物联网仿真教学实验系统，围绕实验教学的需求，实现一套物联网仿真教学实验系统的目的。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

3、一种物联网仿真教学实验系统，包括：

4、用户界面模块，用于用户与系统进行交互；

5、物联网场景模块，用于用户根据教学需求和实验目标选择或创建合适的物联网场景模板，包括预制场景模板和自定义场景模板；

6、实时仿真互动模块，用于实时数据展示、互动操作以及仿真控制、实时反馈和提示；

7、结果分析模块，用于将分析结果进行可视化；

8、数据处理模块，用于储存和管理实验数据；

9、教学辅助模块，用于提供与实验相关的教学资源。

10、作为优选的，所述用户界面模块通过web或移动应用与用户交互。

11、进一步的，所述物联网场景模块通过以下方式进行创建：

12、使用使用mongodb数据库来存储物联网场景的模版信息；

13、用户通过客户端或者web界面创建自定义的物联网场景模版；

14、所述物联网场景模块包括以下要素：

15、仿真场景的基本功能和特点描述；

16、常见的设备和传感器模型。

17、更进一步的，所述实时仿真互动模块使用omnet++引擎运行物联网设备的仿真环境，设定仿真的时间步长、模拟速度和持续时间，模拟设备产生的数据流，数据流包括传感器读数、状态变化、通信报文。

18、更进一步的，所述结果分析模块用于提供各种数据可视化图表，可视化图表包括折线图、柱状图、饼图。

19、更进一步的，所述数据处理模块通过数据保存与分享模块，帮助用户方便地存储和管理实验数据，并灵活地分享给其他用户或小组，包括：

20、数据保存、数据分享、数据导出和共享格式以及数据隐私和安全。

21、更进一步的，所述教学辅助模块用于提供与实验相关的教学资源，教学资源包括教学视频、文档等学习资料，课程大纲以及课程计划。

22、本发明在使用的过程中，具有以下有益效果：

23、提供一个集成式物联网仿真教学实验系统，满足教师设计、演示、考核的需求、满足学生实践练习的需求。

24、提供典型的物联网场景模版，便于新手用户快速上手，也支持自定义物联网仿真场景。

25、提供实时数据反馈、实验互动、用户互动功能，使学生能够在仿真过程中实时观察、调整参数，并获得实时的、可视化的反馈，从而更好地理解物联网技术原理和实现细节。通过社区平台，促进师生之间、生生之间的交流和分享，增进互动与合作。

26、通过解决当前物联网实验系统面临的问题，本发明将为用户提供一个全面而灵活的教学实验环境，提升教学效率，改善教学效果。

技术特征：

1.一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，所述用户界面模块通过web或移动应用与用户交互。

3.根据权利要求1所述的一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，所述物联网场景模块通过以下方式进行创建：

4.根据权利要求1所述的一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，所述实时仿真互动模块使用omnet++引擎运行物联网设备的仿真环境，设定仿真的时间步长、模拟速度和持续时间，模拟设备产生的数据流，数据流包括传感器读数、状态变化、通信报文。

5.根据权利要求1所述的一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，所述结果分析模块用于提供各种数据可视化图表，可视化图表包括折线图、柱状图、饼图。

6.根据权利要求1所述的一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，所述数据处理模块通过数据保存与分享模块，帮助用户方便地存储和管理实验数据，并灵活地分享给其他用户或小组，包括：

7.根据权利要求1所述的一种物联网仿真教学实验系统，其特征在于，所述教学辅助模块用于提供与实验相关的教学资源，教学资源包括教学视频、文档等学习资料，课程大纲以及课程计划。

技术总结本发明公开了一种物联网仿真教学实验系统，涉及物联网教学平台技术领域。本发明包括：用户界面模块，用于用户与系统进行交互；物联网场景模块，用于用户根据教学需求和实验目标选择或创建合适的物联网场景模板，包括预制场景模板和自定义场景模板；实时仿真互动模块，用于实时数据展示、互动操作以及仿真控制、实时反馈和提示；结果分析模块，用于将分析结果进行可视化；数据处理模块，用于储存和管理实验数据；教学辅助模块，用于提供与实验相关的教学资源；围绕实验教学的需求，实现一套物联网仿真教学实验系统的目的。技术研发人员：杨磊,张靓,陈良维受保护的技术使用者：成都航空职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/5/29