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(新)物聯(lián)網(wǎng)本科實(shí)驗室實(shí)訓技術(shù)方案

物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設備硬件及課程資源說(shuō)明
       IPv6 多網(wǎng)融合全功能物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗箱(SeaIOT-B-IPv6-03),由 IPv6 多網(wǎng)融合主實(shí)驗箱、RFID 識別套件、傳感與檢測套件組成。
1.IPv6 多網(wǎng)融合實(shí)驗箱
     主要滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗系統包括硬件設備、軟件資源、實(shí)驗資源三大部分。硬件設備包括多種微型無(wú)線(xiàn)傳感器、RFID、GPS、TD-SCDMA 和其他配套的嵌入式網(wǎng)關(guān)、核心開(kāi)發(fā)板等設備。軟件資源包括系統網(wǎng)絡(luò )軟件,嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件,PC 數據管理與分析軟件,實(shí)驗資源包括基于控制器的基礎實(shí)驗、傳感器信息采集實(shí)驗、無(wú)線(xiàn)信號收發(fā)實(shí)驗、Zigbee 網(wǎng)絡(luò )通訊實(shí)驗、RFID 射頻識別實(shí)驗及組件控制實(shí)驗等,通過(guò)對這三部分資源的充分學(xué)習,可為物聯(lián)網(wǎng)工程應用打下堅實(shí)的基礎,并能通過(guò)不同傳感器的特性、射頻識別技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò )的組成形式等,開(kāi)發(fā)出更多實(shí)用性強的物聯(lián)網(wǎng)應用模式。
      該物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗平臺可細分為物聯(lián)網(wǎng) Zigbee 技術(shù)教學(xué)實(shí)驗平臺、射頻識別( RFID )原理技術(shù)與應用實(shí)驗平臺、嵌入式 WIFI 開(kāi)發(fā)平臺、GPS /GIS/GPRS綜合實(shí)驗平臺,提供眾多實(shí)驗例程,便于學(xué)生熟悉和掌握物聯(lián)網(wǎng)的構成及實(shí)際應用。該平臺除了可以滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎》、《物聯(lián)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )》、《RFID 原理與應用》、《物聯(lián)網(wǎng)應用》等課程教學(xué)需求外,也可為物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的創(chuàng )新項目訓練和競賽提供服務(wù)。硬件外觀(guān)如圖所示。



模塊布局,如圖所示。



      無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)采用模塊化設計,主要由接口底板、無(wú)線(xiàn)通信模塊、微處理器模塊、及傳感器調理板組成,通過(guò)插針對應連接而成,支持自由組合。Cortex-M3核的微處理器模塊自帶 OLED 屏顯示網(wǎng)絡(luò )信息、組網(wǎng)狀態(tài)、以及傳感器采樣數值。如圖所示,展示節點(diǎn)各模塊的連接方式。


(1)藍牙、WiFi 等無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與 Cortex-A9 處理器通信。
(2)IEEE802.15.4、ZigBee 無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與邊界路由器、ZigBee 協(xié)調器通信,再由邊界路由器、ZigBee 協(xié)調器與 Cortex-A9 處理器通信。
(3)LoRa 傳感器節點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與 NB 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通信。
(4)A9 處理器運行 Android、Linux 雙操作系統,默認運行 Android。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )拓撲圖展示傳感器的連接關(guān)系和采樣信息。

識別套件
        共 5 個(gè)模塊,位于附件盒,可獨立于實(shí)驗箱使用。主要滿(mǎn)足《識別技術(shù)及應用》核心課程基礎教學(xué),還能夠滿(mǎn)足圖書(shū)管理應用實(shí)驗、身份識別應用實(shí)驗、ETC道閘應用實(shí)驗、倉儲出入庫應用實(shí)驗、畜牧耳標應用實(shí)驗。
(1)125K 低頻模塊,外觀(guān)如圖所示。


(2)13.56M 高頻模塊,外觀(guān)如圖所示。

(3)900M 超高頻模塊,外觀(guān)如圖所示。

42.4G 有源 RFID 模塊
 


 

5)智能電機控制節點(diǎn)
響應電機控制電路,包含直流減速電機、舵機、彩色屏、IIC 接口的 EEPROM、zigbee 通信模塊等。


 

 

3.傳感與檢測套件
 8 個(gè)模塊,位于附件盒。包含敏感傳感器檢測模塊、磁電式傳感器檢測模塊、壓電式傳感器檢測模塊、光電式傳感器檢測模塊、紅外類(lèi)傳感器檢測模塊、電容式傳感器檢測模塊、采集類(lèi)傳感器模塊、RFID 識別類(lèi)傳感器模塊等,滿(mǎn)足《傳感器與智能檢測》、《感知識別實(shí)踐》專(zhuān)業(yè)課程實(shí)訓。使用時(shí),替換實(shí)驗箱內無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的傳感器模塊,進(jìn)行采集控制。
1)敏感電阻器檢測模塊
包含力敏、熱敏、廣譜氣體、結露等傳感器,雙色燈、蜂鳴器、繼電器等執行器。參考實(shí)訓題目:異常氣體檢測、壓力超限報警 等。
2)磁電式傳感器檢測模塊
包含干簧管、霍爾流量等傳感器,雙色燈、減速電機執行器參考實(shí)訓題目:霍爾測速、干簧管水箱水位控制、流水線(xiàn)自動(dòng)加工等。
3)壓電式傳感器檢測模塊
包含振動(dòng)、超聲波傳感器,雙色燈、蜂鳴器、播放器等執行器。參考實(shí)訓題目:車(chē)位狀態(tài)檢測、防盜報警等
4)光電式傳感器檢測模塊
包含光敏、光強傳感器、繼電器執行器。參考實(shí)訓題目:光照自動(dòng)調節、智能照明等
5)紅外傳感器檢測模塊
包含紅外反射、紅外對射、熱釋電等傳感器、數碼管、蜂鳴器、LED 燈執行器。

 

參考實(shí)訓題目:出入人數計數、人體紅外報警等
6)電容式傳感器檢測模塊
包含九軸、噪聲、觸摸等傳感器、LED 燈、蜂鳴器、播放器等執行器。
參考實(shí)訓題目:姿態(tài)監測報警、設備噪聲監測等
7)采集類(lèi)傳感器檢測模塊
包含溫濕度、數字氣壓傳感器、直流風(fēng)扇執行器。
參考實(shí)訓題目:溫度自動(dòng)調節等
8RFID 識別類(lèi)傳感器模塊
包含 NFC 識別模塊。
參考實(shí)訓題目:POS 機支付等。

序號

名稱(chēng)

技術(shù)參數

1

IPv6 多網(wǎng)融合全功
能實(shí)驗箱

包含 IPv6 多網(wǎng)融合全功能實(shí)驗箱主體、RFID 別套件、傳感與檢測套件三部分。能滿(mǎn)足《傳感器原理及應用》、《識別技術(shù)及應用》、《嵌入式系統及應用》、《無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)》等核心課程基礎教學(xué)。能瞞足《傳感器與智能檢測》、《感知識別應用實(shí)踐》課程實(shí)訓。
一、IPv6 多網(wǎng)融合全功能實(shí)驗箱主體
總體功能:
能夠組建藍牙、WiFi、IEEE802.15.4、ZigBee 四種短距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳輸;能夠組建 LoRa、NB-IoT、4G 長(cháng)距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現數據傳輸。能夠通過(guò) LoRa 網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)收發(fā)傳感器數據,在保證 NB 網(wǎng)絡(luò )鋪設完成的條件下將傳感器數據通過(guò) NB-IOT 網(wǎng)絡(luò )接入平臺;具有通過(guò) 4G 網(wǎng)絡(luò )接入平臺的功能。通信協(xié)議支持 TCP、UDP、CoAP 協(xié)議。能夠使用 Web 應用系統查看傳感器采集節點(diǎn)上報的 JSON 數據包,并支持手動(dòng)編輯 JSON 包下發(fā)命令控制執行器。
硬件資源:
1.Cortex-A9 網(wǎng)關(guān)(1 個(gè))
1)核心板資源:
(1)CPU:Cortex-A9 四核心的 Samsung s5p4418,主頻 1.4GHz;
(2)GPU:MAIL-400,3D 圖形加速;
(3)內存: 1GB DDR3;
(4)EMMC: 8GB;
(5)核心板+底板設計:核心板加裝屏蔽罩,郵票孔方式與底板連接,抗干擾能力更強,比插針式更穩定可靠。引出核心板信號線(xiàn),不少于188PIN。
2)網(wǎng)關(guān)主板資源:
(1)LCD 接口:7 寸 IPS 電容屏(16:9),分辨率 1024×600;
(2)USB 接口:2 路 USB_HOST 2.0 輸出,1 路USB OTG;
(3)Ethernet 接口:核心板內置千兆 IP,外加不 超 過(guò) 3RMB 的 PHY 芯 片 即 可 , 支 持10/100/1000M,RJ45 接口;
(4)串口:2 路 3 線(xiàn) RS232,1 路 TTL 接口,1路 RS485,1 路 Bluetooth;
(5)CAN 總線(xiàn)接口:1 路;
(6)RS485 總線(xiàn)接口:1 路;
(7)HDMI 接口:HDMI1.4a,最大支持 1920*1080高清數字輸出;
( 8 )LVDS 液晶屏接口:?jiǎn)瓮ǖ?,最大支?920*1080;
(9)攝像頭接口:1 路 CMOS 并行接口,最大支持 800 萬(wàn)像素;
(10)AV 接口:1 路模擬視頻母口輸入;
(11)外部存儲擴展接口:SD 卡、TF 卡接口;
(12)音頻接口:1 路 MIC 輸入,1 路 1.8w 喇叭;
(13)按鍵:1 個(gè)復位按鍵、1 個(gè)休眠喚醒按鍵,2 個(gè)音量鍵;
(14) 藍牙 WiFi:板載藍牙 WiFi 二合一模塊;
(15)Mini PCIe 接口:標準可插入 4G 通信模模塊;
(16)24Pins 應用擴展接口:用于處理器外設接口擴展功能,包含 3 路串口、1 路 PWM、1 路 IIC、
1 路 ADC、8 個(gè) GPIO,5V 電源。
2.網(wǎng)關(guān) IO 基礎功能模塊(1 個(gè))由網(wǎng)關(guān)直接驅動(dòng)。采用 HC595 串入并出特點(diǎn),使用較少 IO 擴展更多功能,默認地址 0x01。1 路可調電位器模擬 AD 采樣通道,1 路 PWM 驅動(dòng)的蜂鳴器,5 個(gè)觸摸按鍵,5 個(gè) LED 指示燈。
3.NB 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(1 個(gè))支持 LoRa 等無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )數據解析,采用標準 JSON 數據包通過(guò) NB-IoT 網(wǎng)絡(luò )接入平臺,實(shí)現遠程數據傳輸,支持 UDP 協(xié)議、CoAP 應用協(xié)議;LoRa 模塊、NB-IoT 模塊,均采用插針與 STM32F103主板連接;
NB-IoT 模塊采用 BC95 無(wú)線(xiàn)芯片,可配置使用電信網(wǎng)絡(luò )接入平臺,850MHz 工作頻段,支持 3GPPRel-13 以及增強型 AT 指令;通信速率可 達100kbps,靈敏度:-129dBm,+23dBm 功率輸出;
 
模塊板載 SHT10 溫濕度傳感器及 LED 指示燈,實(shí)現本地溫濕度遠程采集及 LED 遠程控制;支持LoRa 無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)遠程采集及執行器遠程控制。
網(wǎng)關(guān)板載 2 路 JTAG 調試接口,支持 STM32 處理器及無(wú)線(xiàn)通信模塊的調試;板載 1 路 RS232 調試接口、功能按鍵、組網(wǎng)狀態(tài)指示燈等。
供電:DC5V。
4.ZigBee 協(xié)調器(1 個(gè))
與網(wǎng)關(guān)的 TTL UART 連接。采用 CC2530 單片機外
設接口、射頻通信與 ZStack 協(xié)議棧的方案,具備 Zigbee 建網(wǎng)功能,具有 2 個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2 個(gè)功能按鍵,提供傳感器模塊接口、RS232 接口、調試下載接口。
5.IEEE802.15.4 主機(1 個(gè))與網(wǎng)關(guān)的 TTL UART 連接。采用 CC2530 射頻功能與 802.15.4 的從機組建射頻網(wǎng)絡(luò ),接收從機信息,向從機發(fā)送命令。具有 2 個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2 個(gè)功能按鍵,提供傳感器模塊接口、RS232 接口、調試下載接口。
6.無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)通信節點(diǎn)(12 個(gè))
1)微控制器主板硬件資源
(1)Cortex-M3 核心主板(9 個(gè))處理器基于 ARM Cortex-M3 核心的 STM32F103,最高主頻 72Mhz,內部 Flash 256KB,RAM 48KB。具有 1 個(gè) 0.96 寸 OLED 屏,能夠顯示 MAC 地址、上下級關(guān)系、傳感器數據、網(wǎng)絡(luò )信息等。具有 4 個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2 個(gè)功能按鍵、1 個(gè) JTAG 調試接口、1 個(gè) 24PIN 的無(wú)線(xiàn)射頻接口,1 組 20*2PIN 傳感器接口;標配 ARM 仿真器、串口下載仿真調試轉接板。、運行 IPv6 協(xié)議棧實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信的功能。
 
(2)CC2530 核心主板(3 個(gè))
處理器基于 CC2530F256,具有 2 個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2 個(gè)功能按鍵、1 個(gè) JTAG 調試接口、1 個(gè) 24PIN 的無(wú)線(xiàn)射頻接口,1 組 20*2PIN傳感器接口;標配下載仿真器。
2)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)通信模塊
(1)藍牙通信模塊(2 個(gè)):采用 UART 接口的內置協(xié)議棧方案,設置從機模式,與主機配對后,將微控制器采樣數據傳輸給主機。
(2)WiFi 通信模塊(2 個(gè)):采用 UART 接口的內置 TCP/UDP/HTTP 協(xié)議棧方案,支持設置為 AP、STA 的工作模式,與網(wǎng)關(guān)通信后,將微控制器采樣數據傳送給主機,或者接收主機的控制命令控
制執行器。
(3)IEEE802.15.4 通信模塊(3 個(gè)):基于 CC2530射頻組網(wǎng)通信方案,與邊界路由器組網(wǎng),實(shí)現傳感器數據的雙向交互。
(4)ZigBee 通信模塊(3 個(gè)):基于 CC2530+ZStack協(xié)議棧組網(wǎng)通信方案,與 Zigbee 協(xié)調器組網(wǎng),實(shí)現傳感器數據的雙向交互。
(5)LoRa 通信模塊(2 個(gè)):采用 STM32+LoRa模塊組網(wǎng)通信方案,采用 LoRa 擴頻調制技術(shù),工作頻率為 410-510MHz,高靈敏度:-144.1dBm,+20dBm 功率輸出;支持 FSK、GFSK、LoRa 調制方式;可視、開(kāi)闊,超遠通信距離 5km 傳輸;與 LoRa主機點(diǎn)對點(diǎn)通信,實(shí)現傳感器數據的雙向傳輸。
3)傳感器模塊(12 個(gè))
傳感器模塊數量不小于 12 個(gè)。包含紅外對射模塊、繼電器模塊、光敏模塊、溫濕度模塊、振動(dòng)傳感器模塊、步進(jìn)電機控制模塊、LEDBEEP 聲光報警模塊、三軸加速度傳感器模塊、霍爾傳感器
模塊、紅外接近傳感器模塊、氣體結露模塊、氣
壓傳感器等。支持傳感器采集和執行器控制實(shí)
驗。傳感器模塊插針接入,可直接插到無(wú)線(xiàn)傳感
網(wǎng)節點(diǎn)接口板上,支持替換,提供各類(lèi)傳感器接
口板的原理圖和技術(shù)手冊。
接口包含 GPIO/IIC/SPI/PWM/電源/地等信號。
軟件資源:
1.嵌入式操作系統:
無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)處理器支持 Contiki2.7 操作系
統,內嵌 IPv6 協(xié)議棧;節點(diǎn) CC2530 處理器支持
Z-Stack2007 協(xié)議棧。
A9 網(wǎng)關(guān)處理器支持 Linux3.4、QT4.8、Android4.4
或更高版本,提供 Linux 操作系統外設硬件接口
及應用模塊的驅動(dòng)測試程序。
2. 網(wǎng)關(guān)操作系統燒寫(xiě):
提供 Windows 下一鍵刷機軟件,選擇需要更新的
鏡像文件,可通過(guò) SD 卡脫離 PC 機一鍵燒寫(xiě),也
可通過(guò) USB 線(xiàn)纜刷機,支持 Uboot 參數修改配置。
系統支持一鍵燒寫(xiě)雙系統 Android 和 Linux,可
一鍵切換。
3.支持嵌入式開(kāi)發(fā)所必須的功能:
可基于 Android 系統設置 WIFI(支持開(kāi)啟 AP 熱
點(diǎn))聯(lián)網(wǎng)、Ethernet 聯(lián)網(wǎng),無(wú)線(xiàn)藍牙傳輸,支持
模擬攝像頭信號接入、HDMI 音視頻輸出(支持
1080P)。
二、RFID 識別套件
共 5 個(gè)模塊,位于附件盒,可獨立于實(shí)驗箱使用。
(1)125K 低頻模塊(1 個(gè))
采用 STC11F04E 主控,與 125K 射頻卡基站模塊
進(jìn)行數據交互,支持射頻信息通過(guò)串口、zigbee
無(wú)線(xiàn)兩種模式與上位機或 android 網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通
信。
 
板載 RS232 串行接口、ZigBee 通信模塊,可通過(guò)
雙位撥碼開(kāi)關(guān)切換。
支持標準:125K ID;
讀卡距離:0-10cm;
讀卡時(shí)間:1-2ms;
工作頻率:125KHz;
支持卡片類(lèi)型:TEMIC 5557、EM4305 可讀寫(xiě)系列
通訊方式:RS232 和 Zigbee
供電電源:DC5V;
(2)13.56M 高頻模塊(1 個(gè))
采用 MSP430 單片機主控,與 TRF7970 高頻基站
電路進(jìn)行數據交互,支持射頻信息通過(guò) RS232 串
口、Zigbee 無(wú)線(xiàn)兩種方式與上位機或 android 網(wǎng)
關(guān)進(jìn)行通信。
板載 RS232 串行接口、ZigBee 通信模塊,可通過(guò)
雙位撥碼開(kāi)關(guān)切換。
控制芯片:MSP430F2370;
支持標準:ISO15693;
讀卡距離:0-10cm;
讀卡時(shí)間:1-2ms;
工作頻率:13.56MHz;
通訊方式:RS232 和 Zigbee
供電電源:DC5V.
(3)915M 超高頻模塊(1 個(gè))
采用 RLM100 超高頻讀寫(xiě)器核心部件,里面集成
了 PLL、發(fā)射、接受、耦合器以及 MCU 等外設,
通過(guò) API 函數庫控制模塊,支持射頻信息通過(guò)
RS232 串口、Zigbee 無(wú)線(xiàn)兩種方式與上位機或網(wǎng)
關(guān)進(jìn)行通信。
天線(xiàn):陶瓷天線(xiàn)
支持標準:ISO18000-6C、EPC GEN 2 標準;
讀卡距離:讀卡大于 50cm, 寫(xiě)卡距離為讀卡的
 
70%;
讀卡時(shí)間:讀每 8 字節小于 5ms,寫(xiě)每 4 字節小
于 25ms;
工作頻率:902~928MHz;
最大 RF 輸出功率:20dBm;
特點(diǎn):輸出功率可以調整;
通訊方式:RS232 和 Zigbee
供電電源:DC5V。
(4)2.4G 有源模塊(1 個(gè))
采用 nRF24LE1 主控,內部集成 2.4Ghz 無(wú)線(xiàn)傳輸
模塊和增強型 C8051 Flash 高速單片機,實(shí)現與
2.4G 讀卡器的功能,可與 2.4G 標簽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通
信。支持射頻信息通過(guò) RS232 串口、Zigbee 無(wú)線(xiàn)
兩種方式與上位機或網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。
工作主頻;2.4 GHz ~ 2.483 GHz
讀卡距離:最大 80 米
衰減距離:1-80 米可調節(距離誤差±15%)
識別角度: 全向
極化方式: 垂直極化或雙極化
通信機制: 基于 HDLC 時(shí)分多址和同步通信機

抗干擾性: 頻道隔離技術(shù),多個(gè)設備互不干擾
安 全 性: 加密計算與安全認證,防止鏈路偵

通訊接口:RS232/USB、ZigBee
工作溫度: -40℃~+85℃(工業(yè)級)
工作濕度: 10%~90%RH
電 壓:+5VDC(5VDC)
電 流:≤100mA
(5)智能控制節點(diǎn)(1 個(gè))
采用高性能 Cortex-M3 32 位微處理器,主頻
72MHz;內存:8KB SRAM,Flash 存儲:128KB。
 
板載 1.8 寸 TFT LCD 顯示屏、舵機、直流電機,
板載無(wú)線(xiàn)通訊模塊,可接收無(wú)線(xiàn)命令,控制舵機、
直流電機動(dòng)作??膳c其他 RFID 節點(diǎn)組合,組建
各種物聯(lián)網(wǎng)應用場(chǎng)景。
(6)電子標簽
包含 125K 低頻、13.56M 高頻、900M 超高頻、2.4G
有源電子標簽。
三、傳感與檢測套件
共 8 個(gè)模塊,位于附件盒。
(1)敏感電阻器檢測模塊(1 個(gè))
含力敏、熱敏、廣譜氣體、結露等傳感器,雙色
燈、蜂鳴器、繼電器等執行器??砷_(kāi)展異常氣體
檢測、壓力超限報警等傳感器綜合實(shí)驗。
(2)磁電式傳感器檢測電路(1 個(gè))
包含干簧管、霍爾流量等傳感器,雙色燈、減速
電機等執行器??砷_(kāi)展霍爾測速、干簧管水箱水
位控制、流水線(xiàn)自動(dòng)加工等傳感器綜合實(shí)驗。
(3)壓電式傳感器檢測電路(1 個(gè))
包含振動(dòng)、超聲波傳感器,雙色燈、蜂鳴器、播
放器等執行器??砷_(kāi)展車(chē)位狀態(tài)檢測、防盜報警
等傳感器綜合實(shí)驗。
(4)光電式傳感器檢測電路(1 個(gè))
包含光敏、光強傳感器、繼電器執行器??砷_(kāi)展
光照自動(dòng)調節、智能照明等傳感器綜合實(shí)驗。
(5)紅外傳感器檢測電路(1 個(gè))
包含紅外反射、紅外對射、熱釋電等傳感器,數
碼管、蜂鳴器、LED 燈執行器??砷_(kāi)展出入人數
計數、人體紅外報警等傳感器綜合實(shí)驗
(6)電容式傳感器檢測電路(1 個(gè))
包含九軸、噪聲、觸摸等傳感器,LED 燈、蜂鳴
器、播放器等執行器??砷_(kāi)展姿態(tài)監測報警、設
備噪聲監測等傳感器綜合實(shí)驗。
 
(7)采集類(lèi)傳感器檢測電路(1 個(gè))
包含溫濕度、數字氣壓等傳感器,直流風(fēng)扇執行
器??砷_(kāi)展溫度自動(dòng)調節等傳感器綜合實(shí)驗。
(8)RFID 識別類(lèi)電路(1 個(gè))
包含 NFC 識別模塊??砷_(kāi)展 POS 機支付等傳感器
綜合實(shí)驗。
 

2

Android 網(wǎng)關(guān)多網(wǎng)
融合拓撲軟件

能夠將藍牙、WiFi、IEEE802.15.4 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )經(jīng)IPV6 協(xié)議融合在一個(gè)拓撲圖中,Zigbee 節點(diǎn)經(jīng)ZStack 協(xié)議展示在拓撲圖中;在界面上顯示藍牙、WiFi、RPL802.15.4、ZigBee 等節點(diǎn)的傳感器數據或執行器狀態(tài);網(wǎng)關(guān)界面可顯示傳感器采集的數據、執行器的狀態(tài),顯示藍牙、WiFi、IEEE802.15.4 傳感器節點(diǎn)的 IPv6 地址,顯示ZigBee 傳感器節點(diǎn)組網(wǎng)短地址,能夠隨意拖動(dòng)傳感器,而不改變網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構;點(diǎn)擊網(wǎng)關(guān)上傳感器節點(diǎn)圖標,可進(jìn)入二級界面查看傳感器的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)走勢,或手動(dòng)控制執行器的開(kāi)關(guān)。

3

IPv6 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)綜
合應用軟件

采用 Contiki-2.7 網(wǎng)絡(luò )操作系統,內置 IPv6 協(xié)議棧,具有傳感器采集、執行器控制,無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)傳輸的功能,可進(jìn)行 TCP/UDP/CoAP 網(wǎng)絡(luò )通信。具有藍牙、WIFI、IEEE802.15.4 三種通信模塊的驅動(dòng)傳輸的功能。開(kāi)發(fā)環(huán)境: IAR Embedded Workbench V7.40 forARM

4

ZigBee 無(wú)線(xiàn)透明傳
輸應用軟件

采用 Z-Stack2007 協(xié)議棧,具有傳感器采集、執行器驅動(dòng)控制、自組網(wǎng)無(wú)線(xiàn)數據傳輸、數據透明傳輸等功能。采用 Smart RF Flash Programmer和 CC Debugger 驅動(dòng)燒寫(xiě)固件。協(xié)議棧:ZSTACK-CC2530-2.3.0-1.4.0開(kāi)發(fā)環(huán)境: IAR Embedded Workbench V8.10 for8051

5

數值分析應用軟件

運行在 windows7 以上操作系統應用軟件,具有傳感器采樣數據數值分析的功能,支持使用EXCEL2007 文檔存儲,支持文件名自定義,路徑自定義;具有自定義采樣間隔、固定時(shí)刻采樣的功能;繪制時(shí)域坐標系采樣曲線(xiàn),能夠選擇任意時(shí)間段內有效傳感器的歷史數據進(jìn)行統計分析,列表顯示被測傳感器的采樣次數、測量值、最大(?。┲?、算術(shù)平均值、偏差、中值、方差、近似標準差、剔除壞值后的算式平均值等;具有傅里葉變換功能,能夠在上位機軟件中顯示傳感器采樣數據傅里葉變換后的頻域圖;具備最小二乘曲線(xiàn)擬合功能,能夠觀(guān)察采樣曲線(xiàn)和擬合后曲線(xiàn)的對比圖。開(kāi)發(fā)環(huán)境:Visual Studio 2013

6

《傳感器原理及應
用》

主要研究力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等傳感器原理與性能指標,并能設計一般的檢測電路。通過(guò)課程學(xué)習,掌握電渦流式傳感器、磁電式傳感器、霍爾傳感器、流量傳感器、加速度傳感器的檢測技術(shù),結合 ARM Cortex-M3 內核的 STM32 處理器的接口技術(shù)、通過(guò)場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)案例方式教學(xué),介紹常用傳感器(能耗類(lèi)、物理類(lèi)、探測類(lèi)、開(kāi)關(guān)控制類(lèi)、電機控制類(lèi)、顯示控制類(lèi)等)的工作原理、驅動(dòng)方法、采集方法。

7

《識別技術(shù)及應用》

主要講解無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)(低頻、高頻、超高頻、2.4G 有源)的工作原理、頻率標準、技術(shù)規范。使用讀寫(xiě)器、電子標簽,結合上位機應用軟件實(shí)現電子標簽信息的讀取、寫(xiě)入、安全保護等功能;實(shí)驗課程重點(diǎn)放在對各個(gè)頻段 RFID 模塊的管理、控制和上位機應用,學(xué)生可利用開(kāi)放的通信協(xié)議,編寫(xiě)上位機應用程序,實(shí)現身份識別、圖書(shū)管理、模擬收費、門(mén)禁管理等各種物聯(lián)網(wǎng)應用場(chǎng)景。

8

《嵌入式系統及應
用》

主要研究 Cortex-A9 以上內核的操作系統移植、應用程序開(kāi)發(fā)、設備上云、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) app 應用開(kāi)發(fā)等。掌握 Cortex-A9 高性能處理器的嵌入式Linux 系統移植、文件系統制作、Android 系統制作,以及基于 Qt/Android 的可視化應用程序開(kāi)發(fā)。掌握多種異構網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議轉換的編程方法,兼容 RS485、CAN 有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ), ZigBee/WiFi/藍牙等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),和 4G/5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò ),支持物聯(lián)網(wǎng) MQTT、HTTP 協(xié)議,以及協(xié)議轉換。

9

《無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)》

主要講授短距離無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )相關(guān)知識:ZigBee傳感網(wǎng)的拓撲結構、協(xié)議棧工程解析、使用協(xié)議棧函數實(shí)現傳感器節點(diǎn)的數據收發(fā);WiFi 傳感網(wǎng)通信模塊的 AT 指令集、設置方法、Socket 通信和傳感器節點(diǎn)的數據收發(fā);藍牙無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的工作原理、設置方法、網(wǎng)絡(luò )特性和傳感器節點(diǎn)的數據收發(fā);長(cháng)距離通信網(wǎng)絡(luò ):LoRa 傳感網(wǎng)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )結構、AT 指令集和傳感網(wǎng)數據收發(fā);NB-IoT傳感網(wǎng)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )架構、AT 指令集和傳感網(wǎng)數據收發(fā);LTE 4G/5G 移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò )的基本原理、概念、技術(shù)特點(diǎn)和應用開(kāi)發(fā)。

10

《傳感器與智能檢
測》

根據設計要求,確定檢測系統方案,選擇傳感器、設計信號調理電路。使學(xué)生初步具有檢測系統分析、設計的能力,為后期測控系統的設計研制打下基礎。

11

 
《感知識別應用實(shí)
踐》

 
設計射頻識別應用系統,包括圖書(shū)管理應用實(shí)驗、身份識別應用實(shí)驗、ETC 道閘應用實(shí)驗、倉儲出入庫應用實(shí)驗、畜牧耳標應用實(shí)驗。

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