物联网创新实验系统.docx
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物联网创新实验系统
LCH-IOTS物联网创新实验系统
。
LCH-IOTS物联网创新实验系统集成了多种传感器模型以及多种无线组网模式，可实现多种物联网构架，面向各大高校及大专院校的专业教学及创新和竞赛，提供了众多实验例程，便于学生熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。
LCH-IOTS物联网创新实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。
硬件设备包括微型无线传感器、通用传感器及被控对象、嵌入式网关、GPRS网络设备和其他配套设备。
软件资源包括无线传感器网络软件，嵌入式网关软件，PC数据管理与分析软件，实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、Zigbee网络通讯实验、及组件控制实验等，通过对这三部分资源的充分学习，可为物联网工程应用打下坚实的基础，并能通过不同传感器的特性，不同网络的组成形式，开发出更多实用性强的物联网应用模式。
1、硬件设备
1.1微型无线传感器
微型无线传感器分为温度，湿度，光电，触力等多种传感器。
每个节点由MCU/RF部分、传感器部分和电源管理部分组成，包括智能三项传感节点与智能触力传感节点。
（1）智能三项传感节点
支持温度，湿度，光电三种传感器，支持2.4G无线组网，配备按键输入和LED输出，支持电池工作，并配套电池充电功能。
（2）智能触力传感节点
支持压力传感器，支持2.4G无线组网，配备按键输入和LED输出，支持电池工作，并配套电池充电功能。
1.2通用传感器以及被控对象
通用传感器以及被控对象包括通用调试器母板，红外模拟传感器母板，超声波模拟传感器母板，酒精浓度传感器母板，电机控制器母板等。
每种母版均支持对微型无线传感器的程序更新与调试，母板可独立控制自身硬件，也可联合微型无线传感器进行联网，实现网络化控制。
通用调试器母板
超声波模拟传感器母板
酒精浓度传感器母板
红外模拟传感器母板
电机控制器母板
1.1及1.2各硬件设备具体性能详见下表。
序号
硬件名称
硬件说明
1
智能三项传感节点
带有无线组网功能的温度，湿度，光电传感器节点
2
智能触力传感节点
带有无线组网功能的触力传感器节点
3
通用调试器母板
提供2种MCU的调试接口，通用型的无线传感调试系统
4
红外传感器母板
支持通用型调试模板功能+槽型红外传感器+半导体蜂鸣器
5
超声波传感器母板
支持通用型调试模板功能+超声波传感器
6
酒精浓度传感器母板
支持通用型调试模板功能+酒精传感器
7
电机控制器母板
支持通用型调试模板功能+直流与步进电机
8
无线网络电源
同时支持8个无线模块的供电或充电
无线网络电源充电模块
1.3嵌入式网关
嵌入式网关采用PXA270D系统。
核心板
CPU
IntelXScalePXA270520MHz
SDRAM
64Mbyte
FLASH
32Mbyte
以太网
100MEthernetcontroller（LAN91C111）
CPLD
Xilinx95144（117UserIO）
接口
160PIN接口
底板
以太网接口
100M以太网接口1个
视频
4.3寸TFTLCD（包含触摸屏和有机玻璃外壳）
音频
AC97标准音频输入输出接口
USBHOST
1个,可支持USB鼠标、键盘、标准U盘、USB蓝牙、USB摄像头
USBCLIENT
1个，支持PC与设备同步
串行接口
3个，UART0是系统的调试端口；UART1是带有流控制的5线串行接口，可以连接GPRS/GSM-Modem；UART2是标准的3线串口
JTAG接口
标准20pinCPUJTAG接口，标准10pinXILINXCPLDJTAG
SD卡接口
支持SD卡或MMC卡
数码显示
4个LED指示灯，1个七段数码管
实时时钟
独立RTC电路
按键
6个用户功能按键，1个复位键
电源
外接5V/3A直流电源
总线扩展接口
40pin的总线扩展口支持16bIOTS的系统总线扩展，提供9位地址线，16bIOTS数据线，另外提供系统总线的读写控制线和5V电源。
用户也可以使用扩展口上的GPIO，自定义使用模式
LCD扩展口
30pin的液晶屏扩展口支持16bIOTSLCD扩展，支持最大分辨率为800×600的TFTLCD,扩展口上还提供直流5V的供电，可用于液晶屏系统供电。
1.4GPRSModem
采用Q2686,实现GPRS网络通讯。
1.5其他配套设备
包括程序下载器，下载线，串口线，并口线，JTAG板，WSN供电器等配套设备。
2、软件资源
2.1无线传感网软件
无线传感器网络采用2.4GISM频段，通过软件可实现点对点，以及一点对多点的多形式组网控制。
2.2嵌入式网关软件
嵌入式网关软件包括WINCE6.0系统软件。
2.3PC数据管理与分析软件
该软件能在PC上实现数据的管理与维护，通过数字和图表的方式，可多方位显示无线传感器网络的状态，及控制传感网上的设备，还有配套的波形存储与分析工具。
3、实验资源
实验从无线网络处理器的基本实验，逐步进阶到无线数据采集通信的高级实验，即能满足基础的教学要求，又能加强学生的实际应用能力。
3.1基于CC2430的实验
CC2430是TI2.4G无线网络的主流控制器，是微型无线传感器的核心控制器。
实验1：
建立实验环境IAR
实验2：
LED跑马灯实验
实验3：
定时器实验
实验4：
串口通讯实验
实验5：
AD实验
实验6：
中断实验
实验7：
温湿度传感器实验
实验8：
光电传感器实验
实验9：
压力传感器实验
实验10：
简单无线收发实验
实验11：
广播通讯实验
实验12：
Z-Stack点对点通讯
实验13：
Z-Stack星状网通讯
实验14：
Z-Stack树状网通讯
实验15：
Z-StackMESH网通讯
3.2基于C8051F120的实验。
C8051F120，内嵌128KBFLASH，主频最高可达100MHz，是通用型传感器与被控制对象的核心控制器。
实验1：
建立实验环境KeilC
实验2：
LED灯控制
实验3：
串口通讯实验
实验4：
AD实验
实验5：
中断实验
实验6：
定时器实验
实验7：
红外传感器实验
实验8：
超声波传感器实验
实验9：
酒精浓度传感器实验
实验10：
继电器控制实验
实验11：
直流电机控制实验
实验12：
步进电机控制实验
3.3嵌入式网关实验
基于WinCE5.0或WinCE6.0的实验包括：
实验1：
开发环境的建立
实验2：
HELLO实验
实验3：
串口实验
实验4：
USB口实验
实验5：
SD卡读写实验
实验6：
网口通讯实验
实验7：
LCD+触摸屏实验
实验8：
GPRS实验
实验9：
WEBServer实验
实验10：
M2M实验
实验11：
数据采集实验
3.4传感网综合实验
实验1：
网关多点数据采集
实验2：
PC多点数据采集
实验3：
智能家居
实验4：
智能农业
实验5：
网络化无线传感器控制
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