北京凌阳物联网教学实训及创新综合实验室方案.docx

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北京凌阳物联网教学实训及创新综合实验室方案

****大学----台湾凌阳

物联网教学、实训及创新综合实验室方案

合作甲方：

****大学

合作乙方：

台湾凌阳大学计划

二零一一年月日

一、物联网工程综合实验室构成

（一）物联网实验室功能结构框图：

物联网综合实验室

【学生实训实验室】

智能家居实训系统

演示及创新实训

可完成实验120个

【无线传感网络实验室】

物联网教学实验开发系统

（教学与科研共用）

包含12个基点，并且包含控制节点及语音节点

教师科研项目：

*无线传感网络底层硬件驱动及优化配置设计；

*无线传感网络应用软件开发（温室大棚、校区车辆管理、智能家居管理系统）；

*物联网教学及实验方向研究与应用。

学生实验项目：

*合计可以完成实验项目200余个，涵盖单片机、嵌入式、传感器、电机控制、无线网络等5大方面，同时可以开展相关创新项目研究。

【物联网项目实战】

智能温室控制实训系统

智能车辆管理系统

组建项目兴趣小组，提高学生做项目的实战能力

申购学院：

序号

类别

仪器设备名称

型号

数量

单价

小计

备注

1

教学平台

物联网教学实验开发系统

SP-WSNCE15A

40

数量均可调

2

实训平台

物联网智能家居

SP-WSNCE14A

10

3

项目创新

物联网-智能温室控制实训系统

SP-WSNCE18A

3

4

物联网-智能车辆管理系统

SP-WSNCE17A

2

5

体验馆

智能家居体验馆

SP-WSNCE19A

1

真实环境

总计

（二）物联网综合实验室---学生创新实训实验室方案

1、物联网教学开发设计平台（型号：

SP-WSNCE15A）

实验室规模40套,每人一套

SP-WSNCE15A是一款通过传感器、射频识别技术及多种传感器的物联网教学开发设计平台。

1箱具备12大节点，配备多种传感器模块，每个节点可以拆开独立供电，可灵活应用于二次开发，采用标准化设计，教学科研兼用，应用范围广泛。

⏹节点模块：

温湿度传感器模块；光照传感器模块；火焰传感器、烟雾传感器、热释电传感器、灰尘传感器、雨滴传感器、三轴加速度、三轴电子罗盘、红外测距；

⏹执行节点：

语音播放、继电器控制。

⏹适用范围：

物联网工程专业、通信、嵌入式、电子信息、计算机、自动化、机电一体化等专业的教学及科研中使用。

1）CC2430核心板12块（可与主板分离单独使用）

◆采用CC2430主芯片，CC2430采用高性能和低功耗的8051微控制器内核

◆集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz的RF无线电收发机，具有优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性，

◆超低功耗，在休眠模式时仅0.9μA的流耗，在待机模式时少于0.6μA的流耗。

◆核心板上面使用SMA接口2db增益放大天线，提高Zigbee的通讯距离。

2）CC2430主板12块（可与主板分离单独使用）

◆预留USB转UART接口，方便用户使用USB调试串口数据

◆可以使用电池、5V直流电源、实验箱等直接供电

◆预留TIDebug标准调试接口

◆预留标准传感器接口

3）CC2430USB调试器1个

◆与IARforMCS-51集成开发环境无缝连接；

◆USB接口，使用方便，下载速度快，更可采用USB供电（供电电流500mA）仿真时省去外接电源麻烦；

◆在线调试、断点、单步、变量/寄存器观察等功能；

◆可通过IAR直接对目标芯片下载程序，亦可使用IAR生成HEX文件后采用SmartRF烧录程序；

◆板上带有总线芯片，防止误烧片子，更加安全可靠

4）传感器节点10块（可从下面12个传感器节点+3个控制节点共15个节点中任意选配10个）

◆温湿度传感器模块

1.采用SHT10温湿度传感器芯片

2.2.4~5.5V超宽电源供电

3.超低功耗，自动休眠功能

4.相对湿度和温度的测量兼有露点输出

5.全部校准，数字输出

◆光照传感器模块

6.采用高灵敏度光感应传感器

◆火焰传感器

◆烟雾传感器

7.用于烟雾的检测，适用于火灾现场的及时监控

◆气体传感器

8.用于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、氢气、等烷烃类气体的探测

9.模拟电压输出

◆热释电传感器

10.用于探测红外特征辐射，可感知人体，小动物的热源，

11.适合做热释红外物体运动检测

◆灰尘传感器

◆雨滴传感器

◆三轴加速度传感器

12.采用手机专用3轴加速度传感器

13.X/Y/Z三轴速度测量

14.宽电压1.7~3.6V输入，超低功耗

15.I2C或者SPI标准总线接口，适应不同单片机

16.测量范围±2g或者±8g

17.运动侦测功能

◆三轴电子罗盘

◆红外测距

18.采用SHRAP2Y0A02专用红外测距模块

19.测量有效距离20cm~150cm

20.模拟电压信号输出

◆语音识别节点

21.采用SPCE061a语音专用识别芯片

22.特定人语音识别

23.可识别5条语音指令

2）执行节点3个

◆语音播放

24.采用SPCE61A语音播放主用芯片

◆步进电机控制

◆继电器控制

3）嵌入式网关部分

◆1.SAMSINGS3C2440，主频400Mhz~533Mhz

◆2.7寸TFT真彩触摸屏

◆3.内存：

SDRAM64M字节

◆4.NORFlash：

8Mbyte

◆5.NANDFlash：

64M字节

◆6.NorFlsahNanFlash通过跳线两种方式启动

◆7.2个串口

◆8.一个USB转串口（SPCP25A），解决学生笔记本电脑没有串口无法调试的问题

◆9.CMOS摄像头接口，可接配套OV7720摄像头模组。

◆10.1路IRDA红外线数据通讯口

◆11.1个10M/100M网口

◆12.2个USB1.1HOST接口

◆13.1个USB1.1Device接口；

◆14.1个音频接口，立体声音频输出接口/音频输入接口

◆15.1个SD卡接口

◆16.RTC（带有后备锂电池）

◆17.1个标准JTAG接口

◆18.5V开关电源供电，带电源开关和指示灯

◆19.1个EEPROM（AT24C08，IIC）；

◆20.1个SPI接口Flash芯片（AT93C46，可以做SPI驱动实验）

◆21.4个小按键，4个高亮LED；

◆22.1个蜂鸣器（带使能控制的短路块）

◆23.预留四路ADC接口（AD实验）

◆24.SPII2C总线引出

◆25.GPRS总线接口预留（兼容凌阳GPRS模块）

◆26.GPS总线接口预留（兼容凌阳GPS模块）

◆27.总线接口引出

◆28.SATA硬盘接口输出，外接2.5英寸串口移动硬盘，实现海量数据存储

◆29.VGA，TV接口输出，可以接显示器，电视机

◆30.GPIO预留16个，方便扩展

软件配套部分设计

1）基于CC2430基础硬件实验

◆建立IAR环境实验 

◆LED闪烁控制实验 

◆定时器中断

◆外部中断 

◆A/D实验

◆单片机串口发数

◆在PC用串口控制LED

◆在PC用串口收发数据

◆RTC数据显示到PC串口实验

◆系统睡眠/唤醒实验

◆看门狗使用实验

◆定时器T1/T2/T3/T4定时实验

◆PWM调制实验

2）基于CC2430并配备传感器的传感器实验

◆温湿度传感器实验

◆气体传感器实验

◆烟雾传感器实验

◆热释红外传感器实验

◆光敏传感器实验实验

◆火焰传感器实验实验

◆语音传感器实验实验

3）Zigbee2006协议栈基础实验

◆Zigbee2006协议栈下任务建立实验

◆Zigbee2006协议栈下温湿度驱动实验

◆Zigbee2006协议栈下气体传感器驱动实验

◆Zigbee2006协议栈下烟雾传感器驱动实验

◆Zigbee2006协议栈下热释电红外传感器驱动实验

◆Zigbee2006协议栈下光敏传感器传感器驱动实验

◆Zigbee2006协议栈下火焰传感器驱动实验

◆Zigbee2006协议栈下语音传感器驱动实验

4）基于CC2430的无线网络实验：

◆Z-Stack点对点通讯

◆Z-Stack星状通讯 

◆Z-Stack树状通讯 

◆Z-Stack广播通讯实验

◆ZigBee2006组网实验 

5）基于CC2430的无线传感器网络实验

◆传感器网络综合实验 （带嵌入式网关图形界面）

6）嵌入式网关软件

◆linux2.6的操作系统软件

25.Bootloadervivi（支持USB烧写）

26.Kernellinux2.6.29

27.RootfsBusybox-1.15.1

28.支持Yaffs/Cramfs根文件系统的烧写

29.支持Nand/Norflash两种启动方式

◆基于QT4的嵌入式图形界面开发软件

2、物联网智能家居（型号：

SP-WSNCE14A）

⏹

建议配10套或20套,2~3人一台

箱体规格参数：

◆重量：

65kg~70kg

◆外形尺寸：

长：

120CM，上宽：

20CM，下宽：

39CM，高：

64CM

◆外形颜色：

灰白色箱体，黑色印字

◆外形形状：

呈直角梯形体

◆机体材质：

1.5MM冷轧钢

◆输入电源：

220V

◆安全保护：

具有C16的空气开关保护

控制器规格：

✓中央控制器

◆处理器：

S3C244032位533MHZ

◆SDRAM：

64Mbyte

◆FLASH：

64Mbyte

◆以太网：

10/100MEthernetcontroller

◆输入接口：

MIC接口，JTAG接口，1个RS232接口

◆输出接口：

USB接口（2个），以太网，扬声器（2个），FM收音机

◆输入设备：

USB摄像头，麦克风

◆显示设备：

7寸800*480TFT真彩LCD

✓门禁控制器

◆处理器：

S3C244032位533MHZ

◆SDRAM：

64Mbyte

◆FLASH：

64Mbyte

◆以太网：

10/100MEthernetcontroller

◆输入接口：

MIC接口，JTAG接口，1个RS232接口，指纹录入、4*4密码门禁金属键盘，125KHZ读卡器，独立按键

◆输出接口：

USB接口（2个），以太网，扬声器（2个）

◆可视设备：

CMOS摄像头

◆显示设备：

7寸800*480TFT真彩LCD

✓室内模拟子系统

◆子系统个数：

7个，分别是协调器，嗅探器，拓展系统，空调系统，室内环境系统，厨房系统，热水器系统

◆处理器：

SPCE061A16位

◆接口：

USB下载口，RS232口

◆输入接口：

1*3独立按键，红外遥控接收头，红外探测，烟雾探测，燃气探测，温湿度检测，火焰检测，MIC接口

◆输出接口：

温湿度显示，风扇控制，呼吸灯照明，电动窗户，扬声器，USB接口

◆显示设备：

128*64液晶，无线传输指示灯

◆控制设备：

红外遥控器

扩展接口

✓物联网扩展接口

◆1个协调器

◆5个扩展节点

✓电源接口

◆1个5V