无线传感器网络科研实验平台.docx

无线传感器网络科研实验平台.docx

《无线传感器网络科研实验平台.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线传感器网络科研实验平台.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

无线传感器网络科研实验平台

1无线传感器网络科研实验平台

1基础传感器节点

1.1共100个

1.2▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

1.3可见光传感器320nm一730nm

1.4湿度传感器精度±3.0％RH

1.5温度传感器精度0.4℃

1.6通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

1.7支持USB和干电池供电

1.8无封装

2全天候封装传感器节点

2.1共2个

2.2▲支持USB和干电池供电，可在室外连续工作6个月以上

2.3▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

2.4可见光传感器320nm一730nm

2.5湿度传感器精度±3.0％RH

2.6温度传感器精度0.4℃

2.7▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

2.8通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

2.9▲节点达到“三防”要求，能够适应室外恶劣环境

3室内CO₂传感器节点

3.1共8个

3.2▲CPU使用MSP430F1611

3.3▲射频模块：

CC2420

3.4▲供电模块：

干电池供电，采用AA型电池供电时，可在室内连续工作3个月以上

3.5通讯半径：

室内20-50m，户外75-125m

3.6通讯频段：

2.4-2.4835GHZ，最大数据传输率250Kbps

3.7存储器：

内存（48K），RAM：

（10K）Flash：

（1M）

3.8室内部署要求：

能够在各种室内环境下正常使用

3.9▲CO2模块：

配备B530二氧化碳传感器，CO2精度±30ppm±5%Read，测量范围:

0~2,000ppm/0~5,000ppm/0~10,000ppm（可选）

4CO传感器节点

4.1共8个

4.2▲测量范围：

0~200ppm；

4.3▲测量精度：

±2％FS，分辨率：

0.5ppm；

4.4预热时间不超过10S。

4.5▲内置过滤器，可以滤掉H2S和SO2等酸性气体从而提高一氧化碳节点测量的精确性。

4.6自组织构成无线传感器网络，无需人为设置

4.7▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

5SO2传感器节点

5.1共8个

5.2▲测量范围：

0~20ppm；

5.3测量精度：

±2％FS

5.4▲分辨率：

0.1ppm；

5.5二氧化硫传感器为电化学传感器，具备超低功耗特性。

5.6内置过滤器，可以滤掉H2S和HCL等酸性气体从而提高二氧化硫节点测量的精确性。

5.7▲内置温度补偿，年漂移量小。

5.8可自组织构成无线传感器网络，无需人为设置；

5.9供电电压：

2.0V~3.6V

6外置增强天线AMX-2400

6.1共120个

6.2支持2.4G工作频段，与全封装传感器节点匹配

7USB连接线USB-2.0A

7.1共120个

7.2支持即插即用，热插拔

7.3USB2.0接口，完全兼容USB1.1/2.0传输方式

8USB控制器Z-TEK

8.1共18个

8.27个接口外观小巧，每个供电最高达500MA

8.3高速USB2.0接口10个可以同时使用，数据率480Mbps,并向下兼容USB1.1/1.0标准规格

8.4电流保护功能,支持过载电压及瞬间电流保护功能，使用安全又方便

8.5工作电压:

5V；工作电流:

1000mA（1A）；工作温度:

-20C-75C；存放温度:

-40C-85C

9USB转接头USB-2.0B

9.1共120个

9.2▲支持即插即用，热插拔USB2.0接口

9.3完全兼容USB2.0传输方式

10网络实验床

10.1共2台

10.2部署方便,可移动,组合分拆操作简单

10.3▲支持网络拓扑可视化定制

10.4▲支持串行\并行程序烧录，支持多跳网络协议测试，跳数>5

10.5支持多Sink节点测试

10.6物联网实验平台驱动配置软件包

10.7▲物联网实验平台工具软件套装（包括节点定位软件，可视化烧录软件，节点批量并行烧录和定点烧录软件）

11测试平台管理基站台式电脑

11.1共2台

11.2CPU：

Inteli3处理器以上

11.3CPU频率：

2.40GHz以上

11.4内存容量：

2GB

11.5硬盘容量：

500GB

11.6显卡类型：

集成

12无线传感网络软件开发教程及用户指南

12.1共10个

12.2▲TinyOS操作系统学习（包括简单Blink实验、TinyOS执行模型、节点-节点无线通信实验、PC-节点通信实验等）

12.3配备详细无线传感网络软件开发介绍，开发方法和用户指南

13实验床驱动配置软件套装

13.1共2套

13.2支持实验平台在线调试代码

13.3▲支持实验平台在线编译代码并返回结果

14物联网在线教学软件套装

14.1共2套

14.2包含在线教学系统，学生登录，在线教学，课堂教学及实验演示，在线提交作业，远程调试

14.3包含学生信息管理系统，学生信息添加、编辑、删除，评分及学生成绩管理

14.4▲包含动态实验任务分配及实验资源调度系统等，在线实验任务分配、在线实验平台资源申请、实验任务审核及资源分配、在线实验任务调度及实验任务执行

2Mesh高速骨干网系统

1Mesh高速骨干通信节点

1.1共2个

1.2▲多跳组网，节约有限的频谱资源，适合组建大型无线Mesh网络

1.3可选多个以太网电口、单模光口、多模光口、ATM口，并提供与传感器网络的接口

1.4▲采用一体化结构设计，达到IP66的防水等级，内置以太网防雷、电源防雷，各组件均采用汽车电子级器件

1.5▲可选多种供电方式：

交流、直流、POE以太网供电（PowerOverEthernet）、太阳能、风能

1.6附带专用太阳能供电设备，以确保在室外环境下稳定工作

1.7工作在2.4G或5.8G免费频段

1.8最大功率为10W

1.9平均发射接收功率约为300mA

1.10工作电压范围：

9.0v~28.0v

1.11RF调制方式为GFSK，波特率500kbps～1.2kbps自适应，1个基本信道和1～16个辅助信道（跳频），信道频点和数量可配置。

1.12UART波特率2400～230400，报文格式灵活设置，能够支持各种协议

1.13内嵌无线移动自组网协议

2Mesh配件-摄像头

2.1共2个

2.2▲Mesh摄像头，支持Mesh通信

3实验室室内定位系统

1.基础定位传感器信标节点

1.1共8个

1.2▲支持USB和干电池供电，可在室外连续工作6个月以上

1.3▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

1.4可见光传感器320nm一730nm

1.5湿度传感器精度±3.0％RH

1.6温度传感器精度0.4℃

1.7▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

1.8通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

1.9▲节点达到“三防”要求，能够适应室外恶劣环境

2基础定位传感器信号接受节点

2.1共1个

2.2▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

2.3可见光传感器320nm一730nm

2.4湿度传感器精度±3.0％RH

2.5温度传感器精度0.4℃

2.6通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

2.7支持USB和干电池供电

2.8无封装

3信标节点支架和移动终端支架（1M高）

3.1共5个

3.2用于节点展示

4系统展示终端

4.1共1个

5定位手持移动设备

5.1共1个

5.2移动终端搭载Android4.0.3系统，基于CortexTM-A8，运行主频1GHz，DDR2RAM内存512M，使用7寸触摸屏，可连续工作时间7个小时

5.3▲能够提供手持设备与智能节点的通信和在线配置

5.4能够实现无干扰智能节点诊断

5.5▲能够实时对数据包进行解析

5.6▲能够在线对智能节点的休眠唤醒

5.7支持基于非测距定位实训功能

5.8支持对于周围智能节点信号强度查询

6移动手持设备定位终端软件套装

6.1共1个

6.2▲无线传感器网络移动定位终端软件采集的数据包含：

温度、湿度、光照强度、RSSI值、电压等多种传感数据

6.3▲无线传感器网络移动定位终端软件定位精度与节点设置的功率及节点摆放位置有关，在部署区域为3.5M*2M，节点功率配置为2的系统中，定位精度能够达到50CM

6.4无线传感器网络移动定位终端软件功能模块包含：

系统配置和节点

4实验室室内在线调试系统

1、全天候封装传感器节点

1.1共8个

1.2▲支持USB和干电池供电，可在室外连续工作6个月以上

1.3▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

1.4可见光传感器320nm一730nm

1.5湿度传感器精度±3.0％RH

1.6温度传感器精度0.4℃

1.7▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

1.8通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

1.9▲节点达到“三防”要求，能够适应室外恶劣环境支持USB和干电池供电

2节点展示柜（透明玻璃）

2.1共1个

2.2节点展示

3在线查询手持设备

3.1共1个

3.2移动终端搭载Android4.0.3系统，基于CortexTM-A8，运行主频1GHz，DDR2RAM内存512M，使用7寸触摸屏，可连续工作时间长达7个小时

3.3▲提供手持设备与接收节点的通信配置

3.4支持用户设置查询节点的ID号

3.5▲支持实时数据包解析

4移动手持设备在线查询终端软件套装

4.1共1个

4.2无线传感器网络移动手持设备在线查询软件支持收集的数据包：

4.31类包：

主要包含内容包含节点传感器采集的感知数据，如温湿度和二氧化碳等

4.42类包：

主要包含节点邻居节点的信息，如邻居数量和邻居的RSSI等

4.53类包：

主要包含数据包返回链路质量的信息，如跳数和环路等

4.64类包：

主要为了用来统计网络的状态，如丢包率数据

4.7支持查询节点ID号设置

4.8▲实时显示收集数据内容

4.9▲网络动态查询技术

4.10▲数据在线分析技术

4.11▲网络休眠唤醒技术

4.12传感器网络数据分析

5手持设备在线诊断系统

1全天候封装传感器节点

1.1共8个

1.2▲支持USB和干电池供电，可在室外连续工作6个月以上

1.3▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

1.4可见光传感器320nm一730nm

1.5湿度传感器精度±3.0％RH

1.6温度传感器精度0.4℃

1.7▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

1.8通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

1.9▲节点达到“三防”要求，能够适应室外恶劣环境

2在线查询手持设备

2.1共1个

2.2移动终端搭载Android4.0.3系统，基于CortexTM-A8，运行主频1GHz，DDR2RAM内存512M，使用7寸触摸屏，可连续工作时间长达7个小时

2.3提供手持设备与接收节点的通信配置

2.4支持用户设置查询节点的ID号

2.5▲支持实时数据包解析

3移动手持设备在线诊断终端软件套装

3.1共1套

3.2基于Android4.0.3软件终端

3.3连续工作时间长达7个小时

3.4▲提供手持设备与接收节点的通信配置

3.5支持用户设置查询节点的ID号

3.6▲支持实时数据包解析

6贵重物品监控系统

1RFID主动2.4GHZ阅读器

1.1共5个

1.2有源RFID标签读写器.

1.3板载工作电压3.0V~3.6V，极限容忍电压为5V，供电源采用外部5V的USB供电，经稳压电路转换为3.3V的供电电压

1.4▲核心处理芯片为AT91SAM7S256，具有64KB的SRAM和256KB的FLASH，32位高性能的RISC构架以及高达55MHz的全静态工作速度/EEPROM数据保存时间长达40年

1.5▲射频芯片为NRF24L01，具有高达2Mbps的传输速率和高效的GFSK调制机制，抗干扰能力强

1.6在1Mbps数据传输速率下的接收灵敏度为-85dBm

1.7通信频段为全球免费的2.4GHz频段，数据收发模式为EnhancedShockBurst，具有可选的内置包应答机制，极大的降低丢包率

1.8片内采用FIFO堆栈机制，数据低速从微控制器送入，但高速发射，从而实现超低功耗

1.9▲125个通信频道，内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制

1.10具有4种功率发射等级，最大发射功率为1mW（0dBm）

1.11室内无遮挡情况下，最大通信距离达25m，有遮挡时为12m

1.12在每秒20个包的发包速率和纽扣电池供电的情况下，可连续工作16天以上

1.13可在-40℃~+85℃环境下正常工作

2RFID主动2.4GHZ标签

2.1共20个

2.2有源RFID标签，体积36mm*36mm

2.3板载工作电压2.0V~3.6V，极限容忍电压为5V，默认采用3V的纽扣电池供电

2.4▲核心处理芯片为PIC16F684，具有高耐用性闪存/EEPROM单元，闪存可经受10万次写操作，EEPROM可经受100万次写操作，闪存/EEPROM数据保存时间长达40年

2.5▲射频芯片为NRF24L01，具有高达2Mbps的传输速率和高效的GFSK调制机制，抗干扰能力强

2.6在1Mbps数据传输速率下的接收灵敏度为-85dBm

2.7通信频段为全球免费的2.4GHz频段，数据收发模式为EnhancedShockBurst，具有可选的内置包应答机制，极大的降低丢包率

2.8片内采用FIFO堆栈机制，数据低速从微控制器送入，但高速发射，从而实现超低功耗

2.9▲125个通信频道，内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制

2.10具有4种功率发射等级，最大发射功率为1mW（0dBm）

2.11室内无遮挡情况下，最大通信距离达25m，有遮挡时为12m

2.12在每秒20个包的发包速率和纽扣电池供电的情况下，可连续工作16天以上

2.13可在-40℃~+85℃环境下正常工作

3系统展示终端

3.1共1个

4PC

4.1共1个

5贵重物品监控系统含贵重物品监控系统软件

5.1共1个

5.2Reader通过USB供电，自主成网、单跳传输

5.3Tag通过电池供电，通过软件节能机制延长网络的生命周期

5.4通过Reader能否收到Tag的ID号判断物品存在与否

5.5通过Tag发往不同Reader的ID信息确定物品的移动轨迹或去向

7物联网室外环境监测系统

1太阳能传感器节点

1.1供45个

1.2▲CPU使用MSP430F1611

1.3▲射频模块为CC2420

1.4可见光传感器320nm一730nm

1.5湿度传感器精度±3.0％RH

1.6温度传感器精度0.4℃

1.7串行接口：

4个

1.8▲供电方式：

采用太阳能供电方式进行工作，同时两节AA干电池以及支持USB供电

1.9▲路由传输：

支持自组网多跳传输、支持低功耗通信

1.10▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

1.11室外部署要求：

节点达到“三防”要求

2太阳能CO₂传感器节点

2.1共5个

2.2带温度补偿，湿度补偿，功耗小，预热时间短

2.3内置PCB板的封装，有量程0-2000ppm，0-1%，0-2%供选择；

2.4峰值电流53mA，平均电流小于3.9mA，电源3.3V，传感器尺寸43mm×15m

2.5可选项：

白天/黑夜传感器，温湿度传感器，以及其他数字输出

2.6▲供电方式：

采用太阳能供电方式进行工作，同时两节AA干电池以及支持USB供电

2.7检测精度：

±30ppm±5%，采样时间：

3秒，响应时间（90%）：

≤30秒

2.8▲含通信模块、太阳能模块、flash存储模块、增强处理模块、高精度低功耗二氧化碳传感器，室外三防封装，数据采集及传输等嵌入式程序

3网络状态实时查询网络维护手持设备

3.1共1个

3.2移动终端搭载Android4.0.3系统，基于CortexTM-A8，运行主频1GHz，DDR2RAM内存512M，使用7寸触摸屏，可连续工作时间长达7个小时

3.3提供手持设备与接收节点的通信配置

3.4▲支持无干扰诊断

3.5▲支持实时数据包解析

4Mesh通讯节点

4.1共2个

4.2▲多跳组网，可组建大型无线Mesh网络

4.3可选多个以太网电口、单模光口、多模光口、ATM口，并提供与传感器网络的接口。

4.4▲采用一体化结构设计，达到IP66的防水等级，内置以太网防雷、电源防雷，各组件均采用汽车电子级器件

4.5▲可选多种供电方式：

交流、直流、POE以太网供电（PowerOverEthernet）、太阳能、风能。

4.6附带专用太阳能供电设备，以确保在室外环境下稳定工作。

4.7工作在2.4G或5.8G免费频段

4.8▲最大功率为10W

4.9平均发射接收功率约为300mA

4.10工作电压范围：

9.0v~28.0v

4.11RF调制方式为GFSK，波特率500kbps～1.2kbps自适应，1个基本信道和1～16个辅助信道（跳频），信道频点和数量可配置

4.12UART波特率2400～230400，报文格式灵活设置，能够支持各种协议

4.13▲内嵌无线移动自组网协议

5外置增强天线AMX-2400

5.1支持2.4G工作频段，与全封装传感器节点匹配

6数据服务器

7系统展示终端

8固定节点用耗材4.6*100

8.1游标式卡口金属固定带

9无线传感网络节点基础程序包（节点基础驱动程序）

9.1▲感知数据采集驱动程序，低功耗数据收发程序，占空比低于5%。

9.2多跳参数可配置

10无线传感网络节点基础程序包（节点通讯组件）

10.1驱动CC2420通讯模块

11无线传感网络节点基础程序包（节点应用协议）

11.1ZigBee通讯协议

11.2▲支持10跳以上的自组网通信

12无线传感网络节点扩展应用程序包（数据流追踪）

12.1实时数据流追踪

13无线传感网络节点扩展应用程序包（在线配置）

13.1▲支持在线功率调节

13.2支持发送数据包目地节点调整

14网络状态实时查询网络维护软件套装（手持设备使用）

14.1支持传感器感知数据采集

14.2支持感知数据实时显示

14.3支持无干扰网络状态实时分析

14.4支持传感器检测设备配置

15无线传感网络数据收集、验证软件套装

15.1支持温湿度传感器

15.2支持温湿度自动转换和错误数据自动识别

15.3▲支持二氧化碳数据的读写

15.4▲支持二氧化碳数据读写的低功耗模式

15.5▲支持二氧化碳节点的休眠模式

15.6支持MSP430MCU,CC2420射频芯片

15.7支持CSMA数据收发机制

15.8▲支持节点动态可调睡眠机制

15.9▲支持节点数据发送周期调整

15.10▲支持广播和单播的数据发送模式

16无线传感网络实时监控管理软件套装（数据流追踪）

16.1▲实时数据流追踪

17无线传感网络实时监控管理软件套装（实时拓扑发现及可视化）

17.1查看节点邻居列表以及诊断数据

17.2查看节点健康状况

17.3▲直观了解整个网络连接情况

18无线传感网络实时监控管理软件套装（节点状态可视化）

18.1统计反应各个节点连接状况的参数统计

18.2查看一段时间内，系统中节点的任务量等指标

19无线传感网络实时监控管理软件套装（节点故障可视化诊断）

19.1▲查看收包率，丢包率，重包率

19.2查看收包增长量

19.3查看路由相关的度量值，作业信息等

20无线传感网络实时监控管理软件套装（网络逻辑拓扑可视化）

20.1▲查看无线传感网络实时拓扑图

21无线传感网络实时监控管理软件套装（网络状态统计可视化）

21.1▲查看无线传感网络系统数据收集率

21.2动态统计收集率的走势，评估系统回数情况

21.3▲查看感知包，邻居表包及状态包的收集率

22无线传感网络实时监控管理软件套装（网络性能可视化分析）

22.1实时查看网络健康状况指数

23无线传感网络感知数据应用软件套装（基于地理位置的感知数据可视化）

23.1▲全局查看节点部署的地理位置，经纬度信息，以及节点采集的感知数据

24无线传感网络感知数据应用软件套装（感知数据等值线图可视化软件工具）

24.1查看一段时间内某一感知数据大范围区域无线传感网络等值线图的变化情况

25无线传感网络感知数据应用软件套装（感知数据统计分析软件）

25.1区域统计部署子网区域的情况并对区域感知数据分区域排名

25.2查询子网中实时数据变化情况

26无线传感网络感知数据应用软件套装（感知应用软件（异常事件报警、生活指数等））

26.1采集到的类型丰富的感知数据，利用已有模型，出对人们生活生产有意思的生活指数。

8物联网室内环境监测系统

1全天候封装传感器节点

1.1共10个

1.2▲支持USB和干电池供电，可连续工作6个月以上

1.3▲CPU使用MSP430F1611，射频模块为CC2420

1.4可见光传感器320nm一730nm

1.5湿度传感器精度±3.0％RH

1.6温度传感器精度0.4℃

1.7▲环境监控无线传感网络系统节点软件（包括操作系统，协议栈，应用层软件等）

1.8通讯频段：

2.4GHz~2.4835GHz

1.9▲节点达到“三防”要求，能够适应室外恶劣环境

2外置增强天线

2.1支持2.4G工作频段，与全封装传感器节点匹配

3管理节点

4移动环境数据展示终端（移动平板）

4.1移动显示终端，支持数据实时显示

5外部电源GN-10

5.1全稳压,可接发电机/电压范围:

170V-255V/功率:

260W/停电转换时间:

6ms内/过载:

450W/电池类型:

密闭式免维护铅酸电池/电池容量:

1×（12V,4AH）/电池保护:

自动检测及放电保护/电池故障警示

6无线传感网络节点基础程序包（节点基础驱动程序）

6.1▲感知数据采集驱动程序，低功耗数据收发程序,，占空比低于5%。

6.2多跳参数可配置

7无线传感网络节点基础程序包（节点通讯组件）

7.1驱动CC2420通讯模块

8无线传感网络节点基础程序包（节点应用协议）

8.1ZigB