物联网实训室建设方案Word格式.docx
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〔5〕诺基亚屏：
〔6〕烟雾传感器特性:
具有继电器控制输出；
工作电流小，功耗低，感应电流30mA，待机电流：
10uA；
带电平检测信号输出可有效控制报警;
供电副本可直接用DC9V电池供电；
感应灵敏度高，误报率极低；
有效抗虫、抗尘、抗光效果，使用寿命长；
检测面积大，安装方便
〔7〕人体红外传感器特性：
采用PIR热释电传感器、菲涅尔
低功耗、静态功耗50uA
电路板小体积38*28mm（32*24*mm）
可重复/不可重复触发方式选择
使用简单、电源+-信号输出
感应距离7米
感应角度110°
〔8〕继电器特性：
一路常开，一路常闭。
〔9〕温度传感器特性：
封装类型:
TO-92
工作温度敏:
-55°
C
工作温度最高:
125°
工作温度范围:
C到+125°
电源电压最小:
3V
芯片标号:
18B20
外表安装器件:
通孔安装
输出电流:
4mA
输出类型:
数字式
逻辑功能号:
1.2zigbee开发实验目录
2.Zigbee协议教学实训系统
由Zigbee节点组成的一个典型的自组织网络，包含协调器、路由器、终端节点、USBHUB、攻击器、捕获器和传感网网络分析系统软件，根据需要，可以组成星型拓扑、树型拓扑和网状拓扑网络结构，演示网络中各节点的状态。
☆该局部提供设备并现场演示
该平台包含：
1个协调器、2个路由器、5个终端节点、1个USB-HUB、1个攻击器、1个捕获器和1套传感网网络分析系统软件
2.1硬件
〔1〕ZigBee节点特性：
✓基于TICC2531，具有高速USB接口;
✓具有2个用户按键,其中1个为数据发送按键，按下播送发送一次数据；
✓具有3个LED指示灯：
一个电源、一个网络连接指示灯、一个数据传输指示灯；
✓网络连接指示灯入网时灯亮，断网时灭；
✓LED灯红色表示电源正常，黄色表示入网成功，绿色表示发送数据；
✓一个下载仿真接口,用于调试和测试；
✓一排5Pin扩展口接传感器，通过跳线可以外接多种传感器；
✓一路UART引出、一个PCB天线；
✓提供代码。
〔2〕协调器特性：
〔3〕路由器特性：
〔4〕捕获器特性：
✓采用基于CC2531片上系统解决方案，具有USB2.0全速接口；
✓具有PA芯片CC2591，捕获距离0~600米；
✓采用HID方式跟PC通讯，免驱动安装；
✓发射功率为大于等于22dBm；
✓采用PPP协议进行编码和通信；
〔5〕攻击器特性：
✓采用基于CC2531解决方案，具有USB2.0全速接口；
✓攻击器仅实现数据发送，不接收数据；
✓攻击器发送每帧最大数据量为128BYTE；
✓攻击器5秒发送一次数据，可连续发送数据攻击；
攻击器可以设定发送数据时间间隔；
✓采用PPP协议进行编码和通信
〔6〕USB-HUB特性：
✓支持USB2.0，传输速率480Mbps/秒；
✓可以使用双电源供电，每个USB口可达500mA；
✓外壳采用优质的塑料材质；
✓尺寸大小：
180*120*28mm，重400克；
✓采用双USB线双通道支持，提高数据传输速度；
✓每个端口双重保护电路设计，保护电脑和设备不受到伤害；
✓隐藏式亮灯设计，容易观察设备工作状态；
✓标配专用电源适配器；
✓全面兼容USB1.1以及USB2.0，支持热插拔；
✓支持Windows7、WindowsVista、WindowsXP专业版/家庭版/Window98/ME/2000专业版/家庭版；
以及MacOS9.0和其它更高的版本；
✓主板和端口采用先进的模块化设计
2.2软件
传感网网络分析系统：
✓能自动识别Zigbee节点类型，并显示出来；
✓实时滚动显示ZigbeeMAC/NWK/APS数据帧详细的数据；
✓在新建工程中，可进行传感网工程配置：
配置工程名、操作者、路径、网络密钥、算法、信道、协议类型等；
✓支持Log窗口显示：
实时显示系统正在进行的操作以及系统中的消息；
✓统计视图：
统计出当前网络中到目前为止出现的所有类型的帧的直方图和饼状图，给出本统计的目的；
✓消息树视图；
具体功能包括：
【包结构视图】
1、Zigbee数据包分析
数据PPP解析，确定数据包的完整性
数据Zigbee协议解析，按照标准Zigbee协议栈，对数据包进行解析
数据包结构层次分析，根据Zigbee协议栈分析每个域的数据
2、数据包结构显示
数据包结构化显示按照数据的结构，直观的表示Zigbee协议
数据包分类显示不同的帧，对于不同种类的帧给予截然不同的区别表示
【网络拓扑结构】
1、网络拓扑分析
分析数据包中的网络节点地址，根据节点地址分析节点数量，根据地址和其它信息确定节点状态和节点的其他信息。
确定网络节点的拓扑结构，分析网络类型
2、网络拓扑图显示和打印
显示网络拓扑结构，直观地表示网络中各个节点的关系，和节点之间的信息传送情况
打印拓扑结构图，分析网络布局模式
【时序视图】
1、数据实时分析
实时分析数据状态以及数据包所处的网络层次，分三层：
MAC层〔物理层数据〕，NWK层〔网络层数据〕，APS层〔应用层数据〕
分析记录重要数据〔比方网络连接命令和APS层携带的数据〕的传送时间
2、数据传输时间定位
定位数据包的时间信息，根据时间查找特定的数据包的传送
根据时间信息定位监测重要数据〔比方实时监控网络密钥的传输时间，在特定的时间段破获密钥〕
【消息树视图】
1、数据分层显示
显示数据包中的每个子域的层次和所属关系。
2、数据比照分析
分析解析后的数据和原始数据包〔以十六进制为准〕的对应关系。
根据该比照结果可以实现根据需要自组Zigbee数据帧
3.物联网综合实训平台
我公司常规实训平台图片：
鉴于现场情况，本方案设计将传感层整体面板取下安装在小实验室墙上。
硬件模块数量及例程、软件资源保持不变。
3.1综合实训台介绍
微分电子物联网综合实训台MS-I208采用了模块化设计理念和工业级芯片，融入了物联网实际应用系统的概念和架构，旨在培养出的学生毕业后能够无缝衔接企业需求。
综合实训台既能用于学生的日常实验也能够满足实训需求。
实训台将综合性很强的物联网划分为三个层：
传感层、网络层、应用层。
实训硬件主要包括：
传感层：
主要作用是感知、控制、信息的采集和预处理。
主要硬件包括：
22个感控模块、6个LCD显示屏、13个主控模块、13个zigbee传输模块、13个433M传输模块、1套供电底板、1个A8嵌入式网关和1个STM32嵌入式网关〔含GPS、GPRS、蓝牙、WIFI等通讯模块〕。
网络层：
主要作用是远程传输。
主要硬件包括1个无线路由器、1个8口工业级交换机。
应用层：
主要作用是数据的存储、处理、展示和应用。
1台PC主机含可触摸显示器、1台Android开发平板。
应用层包含一套实训软件，以及物联网实训SDK开发包。
其它配套内容：
实训台台体、连接线、烧写器、光盘、使用手册等组成。
实训软件4大功能特色：
功能一演示：
具有智能家居、智能仓储、智能工业、智能路灯、智能农业等5个应用系统，可结合实训台上的感控设备进行物联网认知演示教学；
功能二动手：
具有可视化界面，包含不少于30种可拖拽、可设置的控件，学生可以不接触代码完成简单独立的物联网小型应用系统的设计；
功能三开发：
提供开发环境以及传感层各感控模块SDK开发包和说明文档；
既可以针对传感层进行单片机、嵌入式开发实训，对业务层进行应用层开发实训，还可以进行物联网全系统应用设计开发；
功能四管理：
作品可集中管理、发布，老师可审阅学生实训作品，同学之间可互相学习作品。
3.2物联网综合开发平台
1〕特点
演示：
动手：
开发：
管理：
作品可集中管理、发布，老师可审阅学生实训作品，同学之间可互相学习作品；
微分电子实训系统开发接口图
2〕开发平台IDE开发控件
3〕开发平台作品发布及管理
3.3开发平台典型应用开发例程
本开发平台提供如下5个行业开发例程〔包含全套文档和源代码〕供开发者使用：
智能路灯系统
智能农业
智能仓储
智能工业
智能家居
3.4实验及教材
序号
局部实验手册名称
1
Android嵌入式实验指导手册
2
WinCE实验指导手册
3
Linux实验指导手册
4
CC2530开发手册
5
CC1110开发手册
6
SDK-c#版使用手册
7
SDK-java版使用手册
8
演示系统使用手册
9
Android应用开发使用手册
3.5局部实验教材图片
3.6实验列表
系统组件
实训模块
具体实验内容
传感层
单片机根底实验
1.IAR环境搭建
2.新建一个“helloword〞工程
3.点亮第一个LED灯
4.Led轮流闪烁实验
5.蜂鸣器实验
6.按键查询实验
7.按键中断实验
8.定时器延时实验
9.定时器中断实验
10.内部FLASH读写实验
11.串口的printf串口打印
12.基于轮询的串口收发实验
13.基于中断的串口收发实验
14.基于DMA的串口收发实验
15.ADC采集实验
16.看门狗实验
17.时钟模式实验
18.功耗模式实验
基于单片机的传感器开发实验
1.SHT11温湿度传感器采集实验
2.BH1750FVI光照强度传感器采集实验
3.TGS4161CO2采集实验
4.BMP085大气压力采集实验
5.超声波测试实验
6.MQ-2烟雾传感器实验
7.人体红外感应实验
8.TCS230颜色传感器实验
9.加速度传感器实验
10.磁场传感器实验
11.步进电机驱动实验
12.继电器开合实验
13.数码管显示实验
14.LCD显示实验
Zigbee组网实验
1.从零开始搭建第一个ZStack工程
2.GenericApp的“helloword〞实验
3.SimpleApp组实验
4.SimpleApp绑定实验
5.片内温湿度采集实验
6.无线温湿度传感网络实验
7.串口数据透传实验
8.Zigbee网络拓扑实验-星型
9.Zigbee网络拓扑实验-树型
10.Zigbee网络拓扑实验-网状
11.反向控制协议及其应用实验
12.基于Contiki单跳组网实验
13.基于Contiki多跳组网实验
Zigbee开发试验
1.基于Z-Stack星型网络的温湿度监控系统
2.基于Z-StackMESH网络的温湿度监控系统
3.基于Z-Stack星型网络的简易智能家居系统
4.基于Z-Stack星型网络的简易智能农业系统
5.基于Contiki单跳组网的纺纱厂温湿度采集系统
6.基于Contiki多跳组网的多楼层简易智能家居系统
433M无线组网实验
1.搭建一个简单的SimpliciTI工程
2.SimpliciTIP2P通信实验
3.AP和ED之间的通信实验
4.SimpliciTI星型组网实验
5.Cascading_End_Devices实验
6.Polling_with_AP实验
7.温湿度数据采集实验
8.自定义通信协议数据传输实验
9.AP与PC之间的串口通信实验
10.基于SimpliciTI的ED之间的串口桥通信实验
433M无线开发实验
1.基于P2P的温湿度采集系统
2.基于星型网络温湿度采集实验
3.基于SimpliciTI星型网络的简易的智能家居系统
4.基于SimpliciTI星型网络的简易的智能工业环境监控系统
5.基于SimpliciTI星型网络的简易的智能农业系统
基于A8网关ARM平台Linux
1.Linux开发环境搭建实验
2.串口应用实验
3.按键测试实验
4.GPS测试实验
5.CMOS摄像头测试实验
6.GPRS拨号测试实验
7.网页远程监控实验
8.CAN总线实验
9.LED控制实验
10.helloworld驱动实验
11.GPIO驱动实验
12.输入子系统驱动实验
13.读写文件实验
14.网络编程实验-C/S结构
15.多线程编程实验
16.读写数据库实验
基于A8网关的ARM平台WinCE开发
1.Wince环境搭建
2.WinceSDK定制
3.以太网测试实验
4.Wifi测试实验
5.GPS测试实验
6.CMOS摄像头测试实验
7.3GWCDMA测试实验
8.CAN总线通讯实验
9.485总线通讯实验
基于A8网关ARM平台Andriod开发
1.Android环境搭建实验
2.串口通讯实验
3.CMOS摄像头测试实验
5.WCDMA测试实验
6.Wifi测试实验
7.蓝牙测试实验
8.Android驱动开发实验
9.AndroidJNI开发实验
10.AndroidHTML5开发实验
11.Android数据库开发实验
网络层
网络层实验室〔WIFI,GPRS，有线宽带〕
1.Linux下wifiTCPIP通讯实验
2.Android下wifiTCPIP通讯实验
3.Wince下wifiTCPIP通讯实验
4.Linux下GPRS通讯实验
5.Android下GPRS通讯实验
6.Wince下GPRS通讯实验
7.Linux下3G通讯实验
8.Android下3G通讯实验
9.Wince下3G通讯实验
10.Linux下蓝牙通讯实验
11.Android下蓝牙通讯实验
12.Wince下蓝牙通讯实验
应用层〔基于开发平台〕
根底开发实验
1.JAVA实验环境搭建实验
2.C#实验环境搭建实验
3.JAVA
Webservice实验环境搭建实验
4..NET
5.Android
UI界面实验
物联网端到端系统设计与开发
系统开发〔课程设计，毕业设计，大赛，实习〕
1.智能家居应用系统设计与实现；
2.智能路灯应用系统设计与实现
3.智能交通应用系统设计与实现
4.智能校园应用系统设计与实现
5.智能仓储应用系统设计与实现
6.智能农业应用系统设计与实现
7.智能水利应用系统设计与实现
8.智能工业应用系统设计与实现
3.7硬件参数
硬件具体参数如下：
1）实训台台体
✧铝型材结构、木质台面，长宽高〔180cm*80cm*160cm〕
✧可放置2个PC主机
✧内嵌可拆卸、模块化PCB面板
✧主要核心硬件包括：
6个LCD显示屏，12种感控模块，1个CortexA8网关，1个STM32-f207网关。
✧面板分为3个局部：
传感层、网络层、业务层
传感层面板:
1个内嵌高解析度液晶显示屏，显示内容可自定义,面板内嵌2个USB口，5V、12V电源插孔各3个,放置12个感控模块和2个嵌入式网关〔A8或STM32〕
网络层面板：
提供3中通讯方式：
有线网络、WIFI、GPRS
业务层面板：
内嵌一个电脑显示、一个PAD、一个电源插座
感控模块包括：
烟雾传感器、二氧化碳传感器、光照强度传感器特性、温湿度传感器、声音传感器特性、火焰传感器、振动传感器、人体红外传感器、红外检测传感器、触摸按键模块、电机驱动模块、直流电机模块、RFID模块、继电器模块等。
模块具体参数如下：
2）烟雾传感器特性
✧具有信号输出指示。
✧双路信号输出〔模拟量输出及TTL电平输出〕
✧TTL输出有效信号为低电平。
〔当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机〕
✧模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高
✧烟雾有较好的灵敏度
3）二氧化碳传感器特性
✧加热电压：
5V〔AC·
DC〕；
✧工作电流：
<
100mA；
✧回路电压：
≤DC5V；
✧负载电阻：
70Ω±
7；
✧检测浓度范围：
350-10000ppm；
✧感应电动势压：
350PPM对应220-490mV；
✧灵敏度：
50MV
4）光照强度传感器特性
✧数字光强度检测模块:
GY-30；
✧采用ROHM原装BH1750FVI芯片供电电源：
3-5v；
✧光照度范围：
0-65535lx；
✧传感器内置16bitAD转换器直接数字输出，省略复杂的计算，省略标定；
✧不区分环境光源；
接近于视觉灵敏度的分光特性；
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