物联网教学实训和创新综合实验室方案台湾凌阳.docx

1、物联网教学实训和创新综合实验室方案台湾凌阳*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：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-WSNCE15A40数量均可调2实训平台物联网智能家居SP-WSNCE14A103项目创新物联网-智能温室控制实训系统SP-WSNCE18A34物联网-智能车辆管理系统SP-WSNCE17A25体验馆智能家居体验馆SP-WSNCE19A1真实环境总计(二) 物联网综合实验室-学生创新实训实验室

2、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)

3、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2.4 GHz 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0.9 A 的流耗，在待机模式时少于0.6 A 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TI Debug标准调试接口

4、预留标准传感器接口3) CC2430 USB 调试器1个 与IAR for MCS-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. 2.45.5V超宽电源供电3. 超低功耗，自动休

5、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1.73.6V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

6、或者8g17. 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20cm150cm20. 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. SAMSING S3C2440，主频400Mhz533Mhz 2. 7寸 TFT 真彩触摸屏 3. 内存：SDRAM 64M字节 4. NOR Flash：8Mbyte 5. NAND Flash：64M字节

7、6. NorFlsah NanFlash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USB1.1 HOST接口 13.1个USB1.1 Device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

8、）； 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.SPI I2C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

9、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) Zigbee 2006 协议栈基础实验 Zigbee 2006协议栈下任务建立实验 Zigbee 2006协议栈下温湿度驱动实验 Zigbee 2006协议栈下气体传感器驱动实验 Zigbee 2006协议栈

10、下烟雾传感器驱动实验 Zigbee 2006协议栈下热释电红外传感器驱动实验 Zigbee 2006协议栈下光敏传感器传感器驱动实验 Zigbee 2006协议栈下火焰传感器驱动实验 Zigbee 2006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. Bootloader vivi（支持USB烧

11、写）26. Kernel linux 2.6.2927. Rootfs Busybox-1.15.128. 支持Yaffs/Cramfs根文件系统的烧写29. 支持Nand/Nor flash 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,23人一台箱体规格参数： 重量：65kg70kg 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

12、处理器：S3C2440 32位 533MHZ SDRAM：64Mbyte FLASH：64Mbyte 以太网：10/100M Ethernet controller 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：S3C2440 32位 533MHZ SDRAM：64Mbyte FLASH：64Mbyte 以太网：10/100M Ethernet controller 输入接口： MIC接口，JTAG接口，1个RS232接

13、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：SPCE061A 16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

14、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电源接口 1个12V电源接口 系统扩展 包括4个8PinIO扩展口 4个USB接口 1*3独立按键 红外遥控接收其他： GPRS模块，SIM卡软件资源 操作系统：Linux2.6.29 Bootloader：u_Boot 文件系统：支持yaffs cramfs ramfs vfat jffs2等文件系统 设备驱动：串口，Ethernet，Audio，AD卡，AD/DA，USB，红外，蓝牙，LCD，触摸屏，SPI，I2C，RTC，GPIO等 图形界面：Qt/E开发工具：JTAG工具，arm-linux-gcc

15、交叉编译器，GDB，GDBSERVER调试工具。 完成实验项目122个：体验式实验项目66个、课程实习项目38个、创新项目方案12个、探索项目方案6个器件个数器件个数S3C2440试验仪2 （套）Zigbee3SPCE061开发板3GPRS模组1门控点1LED键盘模组1指纹扫描模块1SPLC501液晶2IC卡读卡器1电机控制模组1电子插锁1无线路由器1烟雾传感器1摄像头2人体感应传感器1喇叭2门磁1报警灯1温湿度传感器1发光二极管若干电动窗帘1按键6个 66个体验式实践项目 实训1 智能家居创新实践平台硬件的认识 实训2 指纹扫描原理认识 实训3 IC卡工作原理认识 实训4 图像数据采集和显示

16、认识 实训5 温度采集原理认识 实训6 湿度度采集原理认识 实训7 人体红外感应原理认识 实训8 烟雾传感器信息采集操作演示 实训9 人体感应红外传感器信息采集操作演示 实训10 门磁信息采集操作演示 实训11 烟雾、门磁、人体感应等安防设施的布防、撤防操作演示 实训12 温度信息采集操作演示 实训13 湿度信息采集操作演示 实训14 灯光亮灭控制操作演示 实训15 窗帘开合控制操作演示 实训16 家电控制（控制热水器、空调的控制板）操作演示 实训17 声控控制灯光、窗帘、家电操作演示 实训18 无线通信协议制定操作演示 实训19 61板与中央控制器无线通信（Zigbee）操作演示 实训20

17、无线采集门磁、烟雾、温度、湿度、灯光状态、窗帘状态等信息操作演示 实训21 无线控制灯光、窗帘、家电操作演示 实训22 门禁机界面操作演示 实训23 门禁机网络摄像头操作演示 实训24 门禁机网络控制页面操作演示 实训25 门禁机控制门锁操作演示 实训26 门禁机指纹控制门锁操作演示 实训27 IC卡数据录入演示 实训28 IC卡开门操作演示 实训29 门禁机呼叫中央控制器操作演示 实训30 门禁机与中央控制器的声音传输操作演示 实训31 门禁机语音留言操作演示 实训32 门禁机与中央控制器视频传输操作演示 实训33 门禁机与中央控制器的可视对讲操作演示 实训34 门禁机图片留言操作演示 实训

18、35 中央控制器界面操作演示 实训36 中央控制器日历操作演示 实训37 中央控制器定时播放音乐操作演示 实训38 中央控制器应答门禁机呼叫操作演示 实训39 中央控制器控制门锁操作演示 实训40 中央控制器情景模式控制操作演示 实训41 中央控制器与门禁机通信协议制定过程认识 实训42 中央控制器网络摄像头操作演示 实训43 中央控制器网络控制页面操作演示 实训44 网络控制灯光、窗帘、家电操作演示 实训45 网页显示门磁、烟雾、温度、湿度、灯光状态、窗帘状态等信息操作演示 实训46 中央控制器发送网络短息操作演示 实训47 中央控制器接收网络短信、存储网络短信操作演示 实训48 中央控制器

19、查看存储短信操作演示 实训49 中央控制器与门禁机网络短信通信操作演示 实训50 个人电脑发网络短息给中央控制器操作演示 实训51 个人电脑与门禁机网络短信通信操作演示 实训52 定制中央控制器手机短信发送命令的格式 实训53 中央控制器接收手机短信操作演示 实训54 中央控制器解析手机短息中的命令演示 实训55 中央控制器自动回复短息操作演示 实训56 中央控制器手机短信报警操作演示 实训57 手机远程查询室内温度、湿度操作演示 实训58 手机远程查询安防状态操作演示 实训59 手机远程布防、撤防操作演示 实训60 手机远程控制窗帘操作演示 实训61 手机远程控制灯光操作演示 实训62 手机

20、远程控制家电操作演示 实训63 手机控制门锁操作演示 实训64 智能家居创新实践平台软件的认识 实训65 智能家居创新实践平台组合安装操作演示 实训66 智能家居创新实践平台各功能调试 38个课程实习题目 实习1 防火声光报警器 实习2 防盗声光报警器 实习3 直流电机控制器设计 实习4 电子温度计 实习5 电子湿度计 实习6 计时器 实习7 日历 实习8 触摸控制器 实习9 IC卡考勤机 实习10 IC卡门锁 实习11 定时闹钟 实习12 遥控窗帘 实习13 智能窗帘 实习14 遥控灯 实习15 遥控门 实习16 声控窗帘 实习17 声控门锁 实习18 声控灯 实习19 指纹锁 实习20 简

21、易照相机 实习21 收发短信 实习22 图像留言 实习23 手机短信报警 实习24 手机查询家中温度 实习25 手机查询家中湿度 实习26 手机控制家电 实习27 手机控制窗帘 实习28 手机控制灯光 实习29 手机开门 实习30 迷你服务器 实习31 网络收发短信 实习32 网络控制家电 实习33 网络控制窗帘 实习34 网络控制灯光 实习35 网络控制门锁 实习36 网络查看室内温湿度 实习37 网络摄像头 实习38 网络对讲机 12个创新方案 创新方1 多功能电子日历 创新方案2 多功能报警器 创新方3 听话的窗帘 创新方案4 局域网可视对讲 创新方5 网络监控 创新方案6 远程数字温度

22、计 创新方7 远程数字湿度计 创新方案8 考生指纹识别仪 创新方9 自制手机 创新方案10 自制照相机 创新方11 简单人脸识别 创新方案12 运动帧检测 6个探索方案 探索方案1 机器视觉导航 探索方案2 看门机器人 探索方案3 语音留言 探索方案4 自制摄影机 探索方案5 智能探测车 探索方案6 Linux移植 适用范围：适用于本科生、研究生、专科生的通信原理、计算机、自动化、电气、机电一体化等专业学生学习使用，并使用电子创新、电子竞赛、科研项目等领域的老师及学生应用，具有很高的可开发性3、物联网-智能车辆收费管理系统（型号：SP-WSNCE17A） 建议配2套, 划分兴趣小组应用技术：在

23、产品技术上采用了无线网络技术、物联网射频识别（RFID）技术、嵌入式系统技术以及图像处理等技术。在产品设计上充分利用了主要功能：采用上下位控制，在远程控制方面采用了S3C2440嵌入式系统平台，下位机采用16位SPCE061A单片机控制，实现了车辆信息数据库建立、车辆拍照、远程车位查询、小区监控等功能。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、机电一体化等专业应用的教学及科研中使用，并适用于电子竞赛及创新中的应用。上位机部分核心板；S3C2440 64M nandflash 64M DRAM 8M Norflash；摄像头； OV7720 CMOS摄像头、USB摄像头；

24、320x240 26W色TFT真彩高品质液晶显示器;Wifi 802.11 b/g 54M;供电电源；5V;下位机部分核心板；外部时钟为 32768Hz，内部倍频最高可至49MHz；Flash ROM：64Kbyte的 16bit Flash；RAM：4KByte的16bit SRAM；I/O：32位IO口；ADC：8路10位ADC. 最高转换速率为96KHz。DAC：2路10位DAC,最高转换速率为100KHz；供电电源；5V，2A的标准直流稳压电源；传感器；红外探测传感器；舵机；转动角度为180的舵机；LCD ；128*64的液晶模组；RFID部分读卡芯片；采用 PHILIPS高度集成读卡

25、芯片MFRC522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；UART；适用于PC机或8位UART的单片机，默认波特率19200BPS；超低功耗，最小读卡电流36mA（VCC = 3.3V）；读写距离；20-100mm（与天线尺寸有关）；超小体积，仅32.5mm17.5mm；串口波特率；19200 ；典型工作电源； 4.5-5.5V；读卡电流；5V/54 mA ；4、物联网-智能温室控制实训系统（型号：SP-WSNCE18A） 建议配2套，划分兴趣小组功能特点： 物联网智能温室控制实训系统采用当前热门的物联网技术、嵌

26、入式技术和无线传感器网络技术相结合的方法，精心挑选各种传感器（温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、人体红外感应传感器），高精度测量温室大棚生产过程中的参数，智能控制温室内温度、湿度通风状况等，自动实现保温、保湿和历史数据的记录，视频监测温室内部环境, 该系统还具有远程访问与控制功能。适应范围：适用于本科生、研究生、专科生的通信原理、计算机、自动化、电气、机电一体化等专业学生学习使用，并使用电子创新、电子竞赛、科研项目等领域的老师及学生应用，具有很高的可开发性基本器件列表：设备名称数量设备名称数量 ARM9嵌入式实验仪1 台/套GPRS模块1 个/套 无线路由器1 个/套网线1 根/套 无线网卡1 个/套USB接口连接线1 根/套 USB摄像头1 个/套摄像头支架1 个/套 ZigBee协调器1 个/套ZigBee路由器1 个/套 ZigBee温湿度传感器节点2 个/套ZigBee光照度传感器节点1 个/套ZigBee热释红外传感器节点1 个/套ZigBee控制节点1 个/套 5vUSB接口供电加湿器1 个/套5vUSB接口供电加热器1 个/套 5vUSB接口供电风扇1 个/套5v电池盒6 个/套 5v开关电源1 个/套9v开关电源2 个/套