物联网传感器综合实验箱
发表时间：2015-12-11
物联网传感器综合实验箱
网关技术参数：
物联网综合网关：Samsung S5PV210，Cortex-A8，核心板可以与网关母板分离，直接插拔，并可以独立工作。网关母板带两个2X50 DIP扩展接口，用于网关的插拔和升级；
2、 网关母板技术参数：
1) 多媒体（音视频）资源：
声卡：采用WM8960；5.1环绕立体声输出（3.5mm插座）；1x3.5mm MIC/LineIn输入，支持HDMI音视频同步输出。
显示：7寸800x480 TFT LCD，带有电容触摸屏，标配铁边框固定，与嵌入式网关分离；
视频：HDMI 1.3 Video 1080p高清数字视频输出；标准VGA输出,支持液晶显示器显示；CMOS摄像头接口，AVIN，SDIO-WIFI接口，具备MIPI-DSI接口；
2) 人机交互资源：
4X4 I2C ZLG7290矩阵键盘，五向控制按钮；
3) 存储资源：1个SD卡接口，支持SD/SDIO/SDHC，可用于外接SDIO Wifi；板载I2C存储器，板载SPI储存器；
4) 大容量储存：SATA硬盘接口
5) 通信资源：4xUSB 2.0 Host，1个USB 2.0 OTG ，4个RS232 UART串口；
6) Mini-PCIE 3G模组接口；
3、 嵌入式系统扩展资源：
1) 板载光敏电阻，测量当前环境光照度； 1个独立RTC；2个8位GPIO接口引出，板载三轴重力加速度传感器，板载气体烟雾传感器、板载温湿度传感器。
2) 板载直流电机模块、步进电机模块、继电器模块；
4、 板载WSN节点模块技术参数：
① 标配6个ZigBee节点：ZigBee协调器节点（与嵌入式网关直接通讯）；ZigBee温湿度传感器节点；ZigBee燃气传感器节点；ZigBee防盗报警系统实验实训装置火焰传感器节点；ZigBee光照度传感器节点；ZigBee执行器节点，节点支持传感器插拔更换和升级；
② GPRS模块：
板载GPRS通信模块，与嵌入式网关直接通信、进行短信报警；通用SIM卡槽，可以插入SIM卡；通过实验箱汽车自动变速器器实训台供电。
③ 蓝牙模块（1对）：
由1个CC2540蓝牙4.0主机，可与嵌入式网关直接通讯，串口交互；1个蓝牙4.0节点（光照传感器、热敏电阻）从机组成；使用Ti CC2540 方案；完整的蓝牙通信4.0协议；LowPowerBluetooth；板载天线；组网：星型网络；
④ 板载Wifi模块（1对）：
1个Wifi数据采集节点：由主板、核心板、wifi温湿度传感器组成，节点母板主控芯片为CC2530，可与嵌入式网关直接通讯，串口交互；
1个SDIO-Wifi数据接收模块：具备无线组网功能，与Wifi数据采集节点组成Wifi网络；可与智能手机直接进行交互，现代制冷与空调系统实训考核装置实现传感数据的采集。
⑤ 嵌入式Linux系统集成Zigbee、蓝牙、WIFI一键还原功能，各个传感节点（ZigBee、WIFI、蓝牙）均可通过嵌入式网关自带的一键还原功能还原到出厂状态，方便教学的管理和使用；并提供现场演示。
4、板载RFID模块（3个）：
① RFID-125KHZ模块：
125KHz读卡模块1个，1张RFID-125KHZ卡，1个ID钥匙扣卡
工作电源：3.5-5.5V
uart串口韦根输出id卡射频模块，自带看门狗；
通信协议：波特率为19200IIC接口可密封胶全防护，适应于及其潮湿的恶劣环境。
② RFID-13.56MHz模块：
13.56MHz读卡模块1个，1张RFID-13.56MHz卡：
工作电源：4.5-5.5V
采用PHILIPS高度集成读卡芯片及其兼容芯片
符合ISO14443 TYPE A/MIFARE标准
支持Mifare one S50，S70及其兼容卡片
通用协议：默认波特率19200BPS；
③ RIFD-900MHz模块：
900MHz读卡模块1个，工作频段：902～928MHZ,天线1个，3张RIFD-900MHz卡，可进行多卡识别
读取距离：稳定读取距离> 1米；
支持协议：ISO18000-6C（EPC G2）或ISO-18000-6B
5、配套传感器和执行器：
温湿度传感器、人体红外传感器、雨滴传感器、火焰传感器、光照传感器、燃气传感器、酒精传感器、继电器模块、直流电机模块、步进电机模块、震动传感器；光机电一体化实训考核装置
6、其他传感器：
（1）CMOS摄像头模块
（2）水质盐度传感器+数字式变送器：
①、盐度测量范围： 0-300‰
②、分 辨率：0.1‰
③、精 度：±2.0 %(FS)
④、自动温度补偿：0～100℃ 温补：NTC 10K，以25℃为基准,温补系数可修正
⑤、控制接口：两组ON/OFF继电器接点（无源端口），分为盐度、温度控制信号光电隔离输出。
⑥、信号隔离输出：光电耦合器隔离保护4～20mA信号输出消防喷漆灭火系统实训装置
⑦、继 电器：继电器滞后量任意设定，继电器负载 10A 220VAC
⑧、工作条件：环境温度为0～60℃,相对湿度≤90%
输出负载：负载＜500Ω（0-10mA），负载＜750Ω（4-20mA）
（3）溶解氧传感器+数字式变送器
1) 残余电流：≤0.005uA
2) 响应时间：90% （30秒）
3) 测量范围：≤20mg/L
4) 稳 定 性：在正常工作状态下，环境温度变化≤±10℃，误差±0.2mg/L
5) 电极主体材料： 工程塑料， 电极主体直径：φ18和φ20可选
6) 插入部长度：80mm、150mm、200mm
7) 极谱式或原电池式,
8) 透氧膜：氟塑料／硅橡胶／不锈钢丝网复合膜
9) 阴极：99.9% 铂金丝，经过特殊工艺处理，测量时数据稳定和使用寿命
阳极：银丝，经过特殊工艺处理，电力电子技术实训装置测量时数据稳定和使用寿命长
10) 内电解液：氯化物等混合溶液
11) 在空气中响应电流：约60纳安培
12) 在氮气中响应电流：小于百分之一空气中响应电流
13) 电极响应时间：约60秒（上行，95％响应）
14) 电极响应稳定性：在恒温的恒定氧分压环境中，响应电流每周漂移小于3％
16）电极响应温度系数：3％左右（室温下）
7、具有云计算终端功能，直接RGB通信协议，支持智能手机与实验箱进行交互控制。（投标时需提供设备制造商厂家相应软件著作权证书或知识产权证书）
8、实验箱板载一个在线调试口，配备热水供暖系统管道安装实训装置专用在线调试器与PC连接后，就可以选择调试任意一个WSN节点进行在线调试和烧写，不必在每个节点上逐一进行插拔调试。节点采用模块化设计，每个节点由主板、核心板、传感器三个重要部分组成，核心板用有机玻璃防静电保护。嵌入式物联网综合A8网关、WSN节点模块、RFID感知模块、LCD触摸屏、传感器均采用插拔式结构，既可单独使用，又是整体，箱体主板对应节点板载插拔接口。
二、软件配置
5、系统基础软件资源参数：
① Zigbee程序开发软件，提供IAR实验代码。
② 实验箱集成嵌入式物联网系统测试系统（包含基础实验、物联网无线实验、物联网综合实验，嵌入式无线射频协议分析软件，具备2.4G无线协议分析、频谱分析、RF输出功能，以上软件全部集成于单个系统内的QT4人机界面，并运行于物联网传感器综合实验箱），工厂供电技术实训装置需提供样机演示以上所有功能；
③ 配套教学资源：产品使用手册；硬件原理图；CC2530的基本实验指导书；嵌入式开发实验指导书、物联网项目实训开发指导书。
④ 提供在Linux和Android2.3和4.0系统源码和实验源码，提供QT4-GUI的物联网演示系统，并可查看各个节点信息、单片机控制功能实训考核装置和控制相应的节点，集成综合项目（智能家居、2.4G无线协议分析系统、网关综合服务系统）。
⑤ 提供Linux、Android系统开发环境、并可完成基于Linux、Android系统的物联网控制实验、移动互联终端应用实验和源码。
⑥ 提供启动代码、Linux内核、Linux文件系统、Android文件系统的源码。
⑦ 可开设《嵌入式操作系统》、《嵌入式系统应用开发》、《传感器网络原理及应用》、《物联网中间件技术》、《射频技术与无线通信》等相关课程。
三、实验内容及实验指导书
要求：实验箱提供实验不少于90个实验，物联网综合实训项目不少于10个）、移动应用开发终端实验不少于10个：实验包含ARM原理和程序设计、嵌入式Linux操作系统驱动、Android应用、综合实训项目，具体实验列表如下：
嵌入式ARM原理和接口实验：
① 汇编点亮 LED
② 调用C函数
③ 控制 icache
④ 查询方式检测按键
⑤ 汇编初始化系统时钟
⑥ C语言初始化系统时钟
⑦ 串口设置之输入输出字符
⑧ 控制蜂鸣器
⑨ 看门狗定时和复位
⑩ 定时器
11 中断体系
12 测试ADC转换
13 RTC读时间
14 NAND Flash 的读写擦除
15 LCD显示图片
16 WM8960音频播放
嵌入式网关驱动实验：
17 Linux 开发平台建立实验
18 Linux内核模块HelloWorld
19 嵌入式Linux的LED实验
20 嵌入式Linux下的按键中断实验
21 嵌入式Linux的蜂鸣器控制实验
22 嵌入式Linux的定时中断实验
23 嵌入式Linux的EEPROM读写实验
24 嵌入式Linux的SD卡读写实验
25 嵌入式Linux的LCD显示实验
26 嵌入式Linux的ADC转换实验
27 嵌入式Linux下的RTC时钟控制
28 嵌入式Linux下的USB设备加载实验
29 嵌入式Linux下的VGA显示实验
30 嵌入式Linux下的串口读写实验
31 嵌入式Linux下的GPRS拨号和短信实验
32 嵌入式Linux的TCP/IP协议实验
33 嵌入式Linux的SDIO-WIFI实验
34 嵌入式Linux的GPS实验
35 嵌入式Linux的温湿度传感器实验
36 嵌入式Linux的烟雾传感器实验
37 嵌入式Linux步进电机控制实验
38 嵌入式Linux直流电机控制实验
39 嵌入式Linux继电器控制实验
40 嵌入式Linux文件IO
41 嵌入式Linux进程间通信
42 嵌入式Linux多线程通信
43 嵌入式Linux网络编程
多媒体实验：
44 液晶屏显示实验
45 摄像头采集实验
46 视频播放实验
47 音频接口实验
48 MP3音频解码实验
无线通信实验：
49 GPS 全球定位实验
50 GPRS 通信实验
51 蓝牙通信实验
52 WIFI 通信实验
53 ZigBee无线通信实验
54 蓝牙无线节点数据采集实验
55 WIFI无线节点数据采集实验
56 Zigbee无线节点数据采集实验
GUI QT4实验：
57 温湿度显示实验
58 蜂鸣器控制实验
59 继电器控制实验
60 直流电机控制实验
61 步进电机控制实验
62 Qt Hello World
63 Qt跑马灯
64 Qt聊天程序
网络实验：
65 TCP 通信实验
66 UDP 通信实验
67 Web Server实验
模块实验：
68 GPIO驱动开发实验
69 矩阵键盘驱动开发实验
70 UART 驱动开发实验
71 SPI 驱动开发实验
72 触摸屏驱动开发实验
73 ADC驱动开发实验
74 IIC驱动开发实验
75 低频RFID读卡实验
76 高频RFID读卡实验
77 超高频RFID读卡实验
78 网络驱动开发实验
高级实验：
79 BootLoader（Uboot）开发实验
80 内核开发实验
81 根文件系统开发实验
Android 2.3 /4.0实验：
82 Android 平台搭建实验
83 Android 应用程序开发环境搭建实验
84 Android应用控制LED实验
85 Android应用控制蜂鸣器 实验
86 Android应用采集ADC信息实验
87 Android应用采集温湿度实验
88 Android应用采集光照度实验
89 Android应用采集RFID读卡实验
90 Android应用采集烟雾报警实验
91 Android应用采集实时获取GPS位置
92 Android实现视频播放
93 Android实现音频播放
94 Android实现录制视频
95 Android实现拍摄功能
96 Android WIFI功能
97 Android实现电话功能
基础实验（CC2530）
98 熟悉开发环境；
99 LED实验；
100 外部中断实验；
101 定时器实验；
102 串口实验；
103 ADC采集实验；
104 DMA传输实验；
105 看门狗实验；
106 休眠与唤醒实验。
107 点对点射频通信实验；
108 无线射频广播实验；
109 RSSI 采集实验；
110 信道扫描实验；
111 无线数据传输控制实验
112 继电器控制实验；
113 温湿度传感器控制实验；
114 人体红外传感器实验；
115 气体传感器控制实验；
116 超声波传感器实验
117 光照度传感器实验
118 火焰传感器实验
119 多点自组织组网实验；
120 信息广播、组播实验；
121 网络拓扑选择实验；
Android 平台ZigBee智能物联网功能
122 Android 平台ZIGBEE智能网关；
123 Android用户控制程序设计；
124 ZigBee网络状态监视Android GUI 实验；
125 ZigBee传感器实时曲线显示实验；
126 ZigBee多种传感器动态同步监视实验。
低功耗蓝牙实验
127 物联网和蓝牙传感器网络技术；
128 BLE协议栈介绍；
129 BLE自组织组网实验；
130 BLE信息广播、组播实验；
131 BLE应用模式实验；
132 蓝牙BLE协议实验；
133 蓝牙 加密与安全实验；
134 CC2540 Android温湿度采集
135 CC2540 Android光照度采集
136 CC2540 Android串口透传实验
低功耗WIFI实验
137 建立软件AP；
138 Wi-Fi节点加入软件AP；
139 节点简单网络通信；
140 信道扫描实验；
141 无线数据传输控制实验；
142 Wifi温湿度采集实验；
143 Wifi光照度采集实验；
嵌入式网关综合实验（Android或者Linux平台下）：
144 智能手机开发项目
145 Media Player项目
146 网络黑白棋项目
147 无线点菜机项目
148 嵌入式数码相框
149 嵌入式VOD点播系统
150 物联网RFID超市管理系统（投标时需提供设备制造商厂家相应软件著作权证书或知识产权证书）
151 物联网智慧农业项目
152 物联网智能家居项目
153 物联网远程报警监控项目
154 物联网联综合服务系统设计
物联网智慧教室项目
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