SZJ-DP04C型 物联网综合实验实训操作台
一、平台简介:
“SZJ-DP04C型物联网综合实验实训操作台”,是上海中瓯公司根据物联相关专业课程大纲的要求设计而研发,面向教学、科研、实训的综合实验平台。平台提供了多种传感器节点、433M/ZigBee网络模块、ARM 处理器为内核的网关、强电控制模块等硬件资源,网络协议、数据采集控制程序、网关GUI应用程序、数据库管理程序、网络监控等软件资源,具有详细的实验指导书,资源丰富,功能强大。适合高校物联网综合实验的教学与二次开发,是楼宇技能实训考核的先进实验室设备。
二、平台组成与特点:
1、平台由实训桌与控制台组成,采用全钢结构,平台牢固,耐磨;实训桌底部安装有带刹车功能的万向轮,可以灵活,方便的移动设备,实训桌外形尺寸:长1200mm×宽800mm×高840mm;控制台是实现物联网采集与控制的主体,尺寸:长1470mm×宽750mm×高760mm;支持S3C6410X和Cortex-A8双核心板,可运行Linux、Android、Windows CE;
2、集成了433M、ZigBee两个频段,短距离无线网络资源更丰富;
3、灵活多样的传感器,支持16种以上传感器,支持用户定制;
4、短距离无线通信网络:包括433M、ZigBEE、RFID等;
5、长距离通信模块:包括以太网(有线)、WiFi、GSM/GPRS、3G、GPS等。
6、提供无线调光节点,网关直接调整白炽灯光线强弱;
7、集成多路220V无线强电控制节点,五孔86面板,更好提高学生用电安全整机消耗:1.0kVA;
8、提供红外自学习模块,可学习空调、电视机、DVD、功放等红外遥控设备;
9、提供无线窗帘控制模块,配置窗帘控制电机,网关直接控制窗帘的开关;
10、采用品牌漏电断路器,保障人身安全和防止设备因发生漏电造成的事故;
三、硬件资源:
嵌入式网关 | 核心板:默认采用Cortex-A8高性能嵌入式处理器,支持S3C6410X,主频1GHz;512MB DDR内存,8GB Nand Flash;集成DM9000网卡控制器,AC97音频解码器;处理器内置OpenGL 2D/3D图形硬件加速器等; |
底板:接口底板采用4层PCB工艺,含丰富的外围接口。板载启动代码选择开关;板载RTC;板载1个独立CAMERA接口;板载1路RS232调试串口;板载5个Android专用键盘;板载2个USB HOST 2.0,1个USB OTG 2.0接口;板载2个SDIO接口(1个SD卡接口,1个SDIO wifi接口);板载TV-OUT、HDMI、VGA输出接口;具有AVIN模拟输入接口;提供7寸液晶显示器;支持WIFI模块、3G模块、GPS模块等,支持WIFI网、有线网络、3G网络自由切换;WCDMA和EVDO两种3G模块系统自动识别;支持电阻式触摸屏与电容式触摸屏,默认提供电容式触摸屏;外扩双排系统总线接口(包括I2C、SPI、PWM、AD/DA等接口);默认配置ZigBee无线通信模块,WiFi模块等,选配3G移动网络通信模块、GPS定位模块等;增加指南针,陀螺仪,加速传感器支援;单键开关机等,详细参见升级版智能网关一节。 | |
网关扩展模块 | 基础功能模块、串口扩展模块、ZigBee协调器 |
ZigBee节点 | 标配TI CC2530,内置增强型8位51单片机和RF收发器;内置温度传感器、串口、A/D转换模块、SPI接口和I/O端口;符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范,频段范围2.045G~2.484G;无线数据传输速率约为20~250kbps,通信距离在30~300米左右;具有片内128/256K的可编程Flash,8K的RAM;配置自主研发的ZigBee烧写器:CC DEBUGGER; 可配置12种以上传感器:温湿度传感器模块,光照传感器模块,热释电传感器模块,烟雾传感器模块,空气质量传感器,火焰传感器,颜色传感器,震动传感器,无线网络协调器,电机、LED灯模块,单片机模块,显示模块,机械传送模块,射频识别模块,智能工厂仓库等; 被控设备:2路强电控制开关、1路调光控制模块、1路直流电机模块。 |
433M节点 | (1)标配TI CC1101射频IC模块;(2)节点由传感器、CC1101射频IC模块、与MSP430单片机组成,CC1101通过RS232接口与MSP430通信; (3)CC1101射频模块的性能:工作频率:433M;调制方式:FSK;发射功率:10dbm;接收灵敏度:-112dbm@1200bps;发送电流:<35mA,接收电流:<25mA,休眠电流:<16uA;数据接口:rs232;(4)模块通信距离:0-100米;(5)标配传感器:振动、指纹、玻璃破碎、烟雾等传感器。 |
四、软件资源:
Linux操作系统 |
系统引导程序:提供Uboot源码;操作系统:Linux2.6.35或3.0.8;文件系统:yaffs;图像用户界面:支持qt2.2.0/qt4.5.2/qt4.7.3;设备驱动:提供A/D、SPI、UART、I2C、PWM、SDIO、WiFi等接口驱动与测试程序;应用程序:提供GPRS/GSM模块的拨打电话、收发短信、GPRS数据通信、接入互联网等应用程序;支持基于3G模块的网络浏览功能;支持基于GPS模块的搜星、定位功能;提供ZigBee节点的数据采集与控制应用程序。提供基于ZigBee无线网络的家居环境采集、家居设备控制程序。 |
Android操作系统 |
系统引导程序:提供Uboot源码;操作系统内核:Linux2.6.35;文件系统:yaffs;图像用户界面:支持Android4.0版本;设备驱动:提供A/D、SPI、UART、I2C、PWM、SDIO、WiFi等接口驱动与测试程序;应用程序:提供3G模块的拨打电话、收发短信、TCP/IP数据通信、接入互联网等应用程序;支持3G模块的网络浏览功能;支持基于GPS模块的搜星、定位功能;提供ZigBee节点的数据采集与控制的Android应用程序;提供基于ZigBee的家居环境监测程序;提供基于ZigBee的森林火警监测程序。 |
WindowsCE系统 |
系统版本:WinCE 6.0;提供A8板级支持包;提供A/D、SPI、I2C、PWM、SDIO接口的测试程序;提供ZigBee节点的数据采集与控制应用程序。 |
ZigBee无线传感网络 |
符合IEEE802.15.4标准规范,频段范围2.045G~2.484G;支持TI Z-Stack 2007和TinyOS两种协议栈;Z-Stack协议栈为事件轮询式操作系统,支持多任务处理;支持星形、树型、网状三种网络拓扑结构;支持Packet Sniffer抓包分析仪;支持串口调试上位机软件Z-Tool;支持IAR集成开发环境;支持第三方SmartRF Flash烧写工具;不同传感器节点的固件程序,同一个工程编译;提供基于Z-Stack的ZigBee节点数据采样与控制的源码。 |
433M无线传感网络 |
采用星形网,节点采样信息都汇聚到433M协调器上;支持IAR for MSP430集成开发环境;支持在线下载烧写;提供IAR集成开发环境下433M节点数据采集与控制的源码:包含平台上的四种传感器。 |
五、典型实验列表:
《CC2530单片机原理与应用》《无线传感器网络》典型实验: | |
基础实验: 实验一 ★建立一个简单的工程 实验二 通用数字I/O实验 实验三 OLED屏显示实验I(软件模拟SPI) 实验四 OLED屏显示实验II(硬件SPI) 实验五 ★UART串口通讯实验 实验六 外部中断实验 实验七 温度传感器实验 实验八 功耗模式实验 | 协议栈实验: ★TI GenericApp原程序再现; 基于GenericApp的数据传输实验; ★GenericApp下温湿度节点与协调器的无线传输; GenericApp下多节点与协调器的无线传输; GenericApp下的树型网络拓扑建立实验; ★基于GenericApp的ZigBee节点数据采集与控制综合实验。 |
Linux:《数据处理与智能决策》《物联网控制》相关课程典型实验: | |
1. ★网关Linux平台快速建立: 实验一 Uboot烧写 实验二 Linux内核烧写 实验三 烧写ubifs根文件系统 2. ★嵌入式Linux开发环境的建立实验: 实验一 VMware ubuntu的安装 实验二 交叉编译链与mkcramfs的安装 实验三 安装nfs服务器 实验四 u-boot配置与编译 实验五 Linux内核编译与基础实验: 内核驱动配置与测试;Shell编程;Hello world实验;多线程实验;多进程实验;进程间通信实验;Makefile实验; 实验六 ★Linux接口测试实验: LED显示测试、AD采样测试程序、按键值检测测试、PWM蜂鸣器测试程序、串口通 | 信实验、服务器-客户端网络编程实验; 3. 嵌入式qtopia2.2.0或qt4应用实验: 实验一 Qtopia2.2.0应用程序实验: LED控制实验、KEY检测实验、ADC采集实验、PWM蜂鸣器控制实验; 实验二★Qt4应用程序实验: Qt-creator环境建立实验; Qt-creator控件使用实验; Qt4-hello world实验; ZigBee节点数据采集与控制实验:温湿度、光线、光敏、数字气压、继电器、遥控按键、火焰、雨滴、结露等节点。 ZigBee节点控制实验:强电开关控制、白炽灯调光控制、窗帘电机驱动控制、直流电机调速控制等实验。 |
七、平台清单:
组成 | 序号 | 名称 | 单位 | 数量 |
嵌入式网关 | 1 | Cortex-A8嵌入式主板 | 个 | 1 |
2 | 7寸真彩液晶触摸屏(电容式或电阻式) | 个 | 1 | |
网关扩展模块(或选配扩展板) | 3 | 基础功能模块 | 个 | 1 |
4 | 串口扩展模块 | 个 | 1 | |
5 | ZigBee协调器接口板 | 个 | 1 | |
6 | 直流电机控制板 | 个 | 1 | |
7 | 步进电机扩展板 | 个 | 1 | |
8 | 继电器控制板 | 个 | 1 | |
ZigBee节点 | 9 | ZigBee通信模块 | 个 | 1 |
10 | 温湿度传感器模块 | 个 | 1 | |
11 | 光照传感器模块 | 个 | 1 | |
12 | 热释电传感器模块 | 个 | 1 | |
13 | 烟雾传感器模块 | 个 | 1 | |
14 | 空气质量传感器 | 个 | 1 | |
15 | 火焰传感器 | 个 | 1 | |
16 | 颜色传感器 | 个 | 1 | |
17 | 震动传感器 | 个 | 1 | |
18 | 无线网络协调器 | 个 | 1 | |
19 | 射频识别模块 | 个 | 1 | |
20 | 单片机模块 | 个 | 1 | |
21 | 显示模块 | 个 | 1 | |
433M通信节点 | 22 | 433M通信模块 | 个 | 1 |
23 | 振动传感器 | 个 | 1 | |
24 | 指纹识别传感器 | 个 | 1 | |
25 | 玻璃破碎传感器 | 个 | 1 | |
26 | 烟雾传感器 | 个 | 1 | |
27 | 433M传感器通信控制板 | 个 | 4 | |
28 | 胶棒天线 | 个 | 4 | |
ZigBee控制节点 | 29 | 86盒无线强电控制节点 | 个 | 2 |
30 | 触摸调光无线控制节点 | 个 | 1 | |
31 | LED灯模块 | 个 | 2 | |
32 | 直流电机无线控制节点 | 个 | 1 | |
33 | 直流电机 | 个 | 1 | |
34 | 白炽灯与直流电机安装盒 | 个 | 1 | |
集成烧写机 | 35 | 2位编码开关 | 个 | 1 |
36 | 一键烧写板 | 个 | 1 | |
计算机通信接口 | 37 | RJ45与RS232通信接口面板 | 个 | 1 |
38 | USB通信接口面板 | 个 | 1 | |
操作台 | 39 | LCD显示器支架 | 个 | 1 |
40 | 全钢台式控制柜 | 个 | 1 | |
41 | 实验桌 | 个 | 1 | |
42 | 品牌电脑(主机+19寸显示器) | 个 | 1 | |
附件 | 43 | 开关电源(输出24V/12V/5V) | 个 | 1 |
44 | 交叉串口线 | 个 | 1 | |
45 | 交叉网线 | 个 | 1 | |
46 | Mini USB数据线 | 个 | 1 | |
47 | 方口USB同步线 | 个 | 1 | |
48 | FT-CC253-Debugger调试器 | 个 | 1 | |
49 | SD卡读写器 | 个 | 1 | |
50 | 4G SD card | 个 | 1 | |
51 | 触摸笔 | 个 | 1 | |
52 | 基于Linux系统的实验指导书 | 个 | 1 | |
软件 | 53 | ZigBee节点无线透明传输软件 | 个 | 1 |
54 | Linux下ZigBee与433M节点采样控制软件 | 个 | 1 | |
55 | Android下ZigBee节点采样控制软件 | 个 | 1 | |
56 | Linux下环境检测与联动控制软件 | 个 | 1 |