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YG-IOTV2EP型物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新套件增強版

物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新套件實驗系統(tǒng)增強版適合于支持無線傳感網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)工程、嵌入式系統(tǒng)原理與應用、單片機技術和物聯(lián)網(wǎng)中間件技術等系列課程的實驗教學。系統(tǒng)包含多種傳感器模型和無線組網(wǎng)模式，硬件資源由8個無線通信模塊、8個傳感器模塊、8個電源板模塊、Cortex A8雙核多功能嵌入式網(wǎng)關和其他配套設備組成。

一、產品介紹

物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新套件實驗系統(tǒng)增強版適合于支持無線傳感網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)工程、嵌入式系統(tǒng)原理與應用、單片機技術和物聯(lián)網(wǎng)中間件技術等系列課程的實驗教學。系統(tǒng)包含多種傳感器模型和無線組網(wǎng)模式，硬件資源由8個無線通信模塊、8個傳感器模塊、8個電源板模塊、Cortex A8雙核多功能嵌入式網(wǎng)關和其他配套設備組成。軟件資源包含無線傳感器網(wǎng)絡軟件、sniffer軟件、嵌入式網(wǎng)關軟件與PC Server端軟件等。實驗資源則采用由簡單到復雜的設計模式，引導學生掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)要領，為物聯(lián)網(wǎng)工程應用打下堅實的基礎。學生通過學習相關的物聯(lián)網(wǎng)實驗，實現(xiàn)多種物聯(lián)網(wǎng)構架，熟悉和掌握物聯(lián)網(wǎng)的構成及實際應用。

 

二、系統(tǒng)特點

1、系統(tǒng)完整性：
       包括無線傳感網(wǎng)節(jié)點模塊和Cortex A8雙核多功能嵌入式網(wǎng)關，完整實現(xiàn)采集和控制。實驗內容涉及嵌入式、無線傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)原理及應用。

2、先進性：
       將復雜的無線傳感節(jié)點結構有機的打散開，讓用戶直觀的了解到無線節(jié)點的組成單元。方便老師教學時有針對性的講解每個單元的功能及實現(xiàn)，讓學生更好的理解。
       電源底板模塊接口兼容目前市場上常用的無線芯片，包括CC2430、CC2431、CC2530、CC430、CEL工業(yè)模塊以及國內常用的TinyOS的ATMEL128處理器。
       傳感器及控制模塊采用ID自動識別，可自由互換，在更換傳感器模塊后無需對節(jié)點重新編程或燒寫，無需人為干預，無線節(jié)點模塊會自動識別新接入的傳感器。

3、開放性：
       系統(tǒng)開放所有軟硬件設計資源。

三、系統(tǒng)組成

物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗系統(tǒng)提供了基本的傳感器模塊、無線傳感網(wǎng)通信模塊、嵌入式網(wǎng)關、計算機服務器參考軟件等。用戶可自由選擇在PC端或嵌入式網(wǎng)關提供的軟件中操作。

1.無線傳感網(wǎng)節(jié)點
      無線傳感網(wǎng)節(jié)點模塊采用模塊化設計，各個模塊可自由組合形成針對不同應用的無線節(jié)點。系統(tǒng)包含多個無線傳感網(wǎng)節(jié)點模塊及一個無線網(wǎng)絡協(xié)調器模塊。

無線傳感網(wǎng)節(jié)點（1套設備8個節(jié)點）
無線節(jié)點模塊         TI CC2530F256，2.4GHz，6層郵票孔設計PCB板，預留外接天線底座，默認使用Antenova板載天線（標配） 無線節(jié)點模塊引腳兼容芯片系列：
  • CC430，900M，陶瓷天線/棒狀天線
  • CC2430, 2.4GHz，陶瓷天線/棒狀天線
  • CC2431, 2.4GHz，陶瓷天線/棒狀天線
  • CEL模塊，工業(yè)模塊，可以接小功率或大功率模塊
Tiny OS 核心模塊，CROSSBOW的CC2420+ATMEG128
傳感控制模塊 可以連接系列傳感模塊，引腳兼容。 傳感采集以及反饋控制模塊： 標配：
  • 溫度傳感器：量程：-40℃～+123.8℃；分度：0.1℃（標配）；
  • 濕度傳感器：量程：0～100%，分度：0.1%（標配）；
  • 光照度傳感器：量程：0～10000lx，分度：1 lx（標配）；
  • 電壓采集：雙通道 量程：-20V～+20V；分度：0.01V（標配）；
  • 加速度傳感器：三軸加速度 測量值：X軸：-2–+2g，Y軸：-2–+2g，Z軸：-2–+2g；（標配）
  • 酒精濃度傳感器：量程：1~100；分度：1（標配）；
  • 超聲波傳感器：量程最大值：100cm；分度：1cm；（標配）；
  • 電機控制模塊：通過IO擴展芯片PCA9554擴展出來的八個IO口（標配）
  • 電機模塊：模塊通過外部的兩個IO口來控制直流電機的正反轉，模塊通過外部的四個IO口來控制步進電機的正反轉（標配）;
  • Cortex M3嵌入式模塊：TI LM3S9B96 附帶 J-Link V8仿真器（標配）
  • 串轉網(wǎng)模塊：嵌入式以太網(wǎng)串口數(shù)據(jù)轉換模塊，用于將TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包或UDP數(shù)據(jù)包與RS232接口數(shù)據(jù)實現(xiàn)透明傳輸，32 位 ARM CPU，集成 10/100M 自適應以太網(wǎng)接口, 串口通信最高波特率高達 230.4Kbps, 支持 AUTO MDI/MDIX, 支持ETHER ET、ARP、IP、UDP、TCP協(xié)議，具有TCP Server, TCP Client, UDP工作模式，通過軟件輕松配置（標配）
選配：
  • 電流傳感器：量程：0A～+3A；分度：0.01A；（選配）
  • 觸力傳感器：量程最大值：1500g；分度：1g；測量使用次數(shù)：2萬次（選配）
  • 磁阻傳感器：采用單軸磁場變化傳感器來感應單一方向的磁變化量.量程：-2 – 2 gauss；分度：1m gauss；說明：不能置于強磁場（>4 gauss）中，在強磁場中將對傳感器形成長久破壞（選配）
  • GPIN模塊：通過IO擴展芯片PCA9554擴展出來的IO口為用戶提供通過程序來控制，選擇，使用的IO口（選配）
  • 16、IO擴展模塊：IO擴展模塊是為了方便二次開發(fā)，把2530的19個IO口全部引出（選配）
  • 17、電壓輸出模塊：1組，0V～+10V；分度：0.1V；（選配）
  • 18、繼電器模塊：4組24V AC/DC@0.5A 長開觸點，帶瞬間電壓抑制（選配）
  • 19、RFID模塊：RFID核心模塊采用北京易火眼科技的YHY502CTG模塊，使用ISO14443A協(xié)議; 最大感應距離：10cm;誤差率：0.0016%;可擦寫次數(shù)：10萬次（選配）
  • 20、Packet Sniffer：2.4GHz Sniffer可對空氣中的無線信號進行監(jiān)聽、過濾和數(shù)據(jù)解碼，并將其按照一定的數(shù)據(jù)包格式顯示在GUI界面，也可將這些數(shù)據(jù)以二進制文件格式存儲。配合Packet Sniffer軟件可以對PHY、 MAC、 NETWORK/SECURITY、 APPLICATION、 FRAMEWORK和APPLICATION PROFOCES等各層協(xié)議上的信息包進行分析和解碼；顯示出錯的包以及接入的錯誤；指示觸發(fā)包；在接收和注冊過程中可連續(xù)顯示包?？梢岳肞acket Sniffer分析Zigbee建立網(wǎng)絡、加入網(wǎng)絡、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的過程。（選配）
  • 串口模塊：1組，DB9 公頭，1200 至 115K 波特率，支持雙向RS-232通信，支持 RTS/CTS 硬件握手及奇偶校驗（選配）
  • 溶解氧模塊：測量范圍:0~20mg/L（選配）
  • PH值模塊：測量范圍0~14（選配）
  • 電導率模塊：測量范圍 0~1744 us/cm（選配）
  • 位移模塊：測量范圍0~50mm（選配）
  • 空氣清潔度傳感器模塊：H2進行等級劃分處理空氣質量,測量范圍 1~30 PPM（選配）
  • 氧氣模塊：測量范圍0~100%（選配）
  • 甲烷傳感器模塊：進行等級的劃分來處理甲烷。（選配）
  • 二氧化碳模塊：進行等級的劃分來處理二氧化碳。測量范圍350~10000ppm（選配）
一氧化碳傳感器模塊：進行等級劃分處理CO，測量范圍30?1000 PPM（選配）
CORTEX-M3 嵌入式模塊（標配）
M3 CPU 80 MHz LM3S9B96 ，256 K Flash, 96 K SRAM, and integrated EthernetMAC+PHY, USB OTG, and CAN communications
FLASH 1 MB serial Flash memory
電壓參考 Precision 3.00 V voltage reference
ROM 程序 SAFERTOS™ operating system in microcontroller ROM
音頻 I2S stereo audio codec，Line In/Out、Headphone Out、Microphone In
以太網(wǎng) 10/100 BaseT Ethernet
USB 口 USB On-The-Go (OTG) Connector：Device, Host, and OTG modes

  2.Cortex A8雙核多功能嵌入式網(wǎng)關
        Cortex A8嵌入式網(wǎng)關的核心CPU采用美國TI(德州儀器)OMAP3530雙核CPU，600MHz ARM Cortex-A8主處理器430MHz TMS 320C 64x+ DSP協(xié)處理器，POWERVR SG™ 2D/3D加速引擎。獨立的電源管理模塊，采用集成度極高的TI公司TPS65930芯片，實現(xiàn)核心板電源管理的智能化和低功耗，核心板可以與網(wǎng)關母板分離，直接插拔，并可以獨立工作。

高端嵌入式網(wǎng)關（標配）
CPU OMAP3530(ARM Cortex-A8 600M + 430MHz TMS 320C 64x+ DSP) POWERVR SG™ 2D/3D加速引擎 TPS65930電源管理
DDR RAM 256M DDR RAM
FLASH 256M NAND FLASH
以太網(wǎng) 10/100M 自適應以太網(wǎng)控制器 DM9000
SD/MMC 高速SD/MMC 接口一路
SDIO 預留SDIO接口可以外接WIFI和藍牙
USB HOST 4路 USB2.0 HOST接口
USB OTG 1路USB OTG接口
RS232接口 3路RS232
液晶屏 7寸 TFT LCD（包含觸摸屏和有機玻璃外殼） 16：9 顯示，分辨率：800 × 480
音頻 一組AC97標準音頻接口
觸摸屏 四線電阻式觸摸屏
LED顯示 4個LED工作狀態(tài)指示
按鍵 4個功能按鍵
無線接入模塊
無線接入模塊 BT/GPRS/3G(選配)

 

3.物聯(lián)網(wǎng)綜合演示系統(tǒng)
      采用物聯(lián)網(wǎng)中間件架構，實現(xiàn)Zigbee網(wǎng)絡拓撲顯示、傳感器采集、資源控制、數(shù)據(jù)保存及歷史數(shù)據(jù)查詢。開放PC應用層調用接口，讓學生可以自己編程設計，實現(xiàn)相應的效果。

PC端上位機拓撲顯示

PC端上位機無線節(jié)點資源控制

PC端上位機無線節(jié)點數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)視圖

PC端上位機無線節(jié)點數(shù)據(jù)采集波形視圖

PC端上位機智能家居控制

PC端上位機智能農業(yè)控制

4、嵌入式網(wǎng)關數(shù)據(jù)采集
      嵌入式網(wǎng)關軟件包括WINCE6.0系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)采集控制軟件實現(xiàn)傳感器采集、資源控制、數(shù)據(jù)保存及歷史數(shù)據(jù)查詢，同時也開放應用層調用接口，讓學生可以自己編程設計。

 

四、軟件資源和實驗資源

1、軟件資源

軟件包 備注
無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議棧 遵循Zigbee標準的基于TI Z-Stack協(xié)議棧開發(fā)的OURS-Stack Zigbee協(xié)議棧，遵循Zigbee 2007/PRO，可完全實現(xiàn)Zigbee星狀、樹狀、MESH網(wǎng)拓撲
Packet Sniffer軟件 Packet Sniffer是一款專門的協(xié)議分析軟件，可以對PHY、MAC、NETWORK/SECURITY、APPLICATION、FRAMEWORK和APPLICATION PROFOCES等各層協(xié)議上的信息包進行分析和解碼；顯示出錯的包以及接入的錯誤；指示觸發(fā)包；在接收和注冊過程中可連續(xù)顯示包。可以利用Packet Sniffer分析Zigbee建立網(wǎng)絡、加入網(wǎng)絡、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的過程
嵌入式網(wǎng)關軟件 嵌入式網(wǎng)關軟件包括WINCE6.0系統(tǒng)軟件、嵌入式網(wǎng)關WinCE6.0 BSP包、WinCE6.0內核裁剪工程、應用程序開發(fā)SDK包、網(wǎng)絡采集顯示控制DEMO
PC Server端軟件 采用物聯(lián)網(wǎng)中間件架構，實現(xiàn)Zigbee網(wǎng)絡拓撲顯示、傳感器采集、資源控制、數(shù)據(jù)保存及歷史數(shù)據(jù)查詢、遠程通過Internet訪問內部數(shù)據(jù)等

2、實驗資源

實驗從無線網(wǎng)絡處理器的基本實驗，逐步進階到無線數(shù)據(jù)采集通信的高級實驗，再到嵌入式網(wǎng)關及PC上位機實驗，既能滿足基礎的教學要求，又能加強學生的實際應用能力。

實驗列表（提供實驗指導書及實驗源碼）
無線傳感網(wǎng)實驗 實驗一：建立CC2530開發(fā)環(huán)境
實驗二：GPIO控制實驗 
實驗三：LCD控制試驗 
實驗四：CC2530外部中斷實驗
實驗五：CC2530時鐘源選擇實驗
實驗六：CC2530功耗模式選擇實驗
實驗七：CC2530睡眠定時器使用實驗
實驗八：CC2530串口通信實驗 
實驗九：CC2530 ADC實驗 
實驗十：溫濕度及光照采集實驗 
實驗十一：簡單無線通信實驗 
實驗十二：CC2530無線通信丟包率測試實驗
實驗十三：802.15.4-2.4GHz各信道信號強度測試實驗
實驗十四：Z-Stack點到點通信實驗（無線串口） 
實驗十五：Z-Stack點到點通信實驗（最大吞吐量測試）
實驗十六：Z-Stack點到點通信實驗（兩終端數(shù)據(jù)包間隔互發(fā)） 
實驗十七：Z-Stack星狀網(wǎng)通訊實驗 
實驗十八：Z-Stack MESH網(wǎng)通訊實驗
實驗十九：Z-Stack Zigbee PRO通訊實驗
嵌入式網(wǎng)關實驗 （WinCE 6.0） 實驗一：搭建WinCE6.0開發(fā)環(huán)境 
實驗二：建立WinCE 6.0平臺并導出SDK
實驗三：HelloWorld實驗 
實驗四：SD卡實驗 
實驗五：液晶屏壞點測試實驗
實驗六：簡單聊天室實驗（CE版）
實驗七：串口實驗 
實驗八：Web Server實驗
實驗九：數(shù)據(jù)采集實驗 
實驗十：網(wǎng)關多點數(shù)據(jù)采集實驗
PC Server實驗 實驗一：C/S架構建立通訊實驗
實驗二：C/S架構節(jié)點組網(wǎng)實驗 
實驗三：C/S架構實時數(shù)據(jù)采集實驗
實驗四：C/S架構節(jié)點資源控制實驗 
實驗五：B/S架構Web服務系統(tǒng)搭建實驗
實驗六：B/S架構節(jié)點拓撲結構顯示實驗
實驗七：B/S架構節(jié)點信息顯示及控制實驗
綜合實訓 車位管理系統(tǒng) 
機械零部件質量檢測分揀系統(tǒng)
基于三軸加速度振動感應和GIS/GPS的列車路軌狀態(tài)無線監(jiān)控系統(tǒng)
老年人室內監(jiān)控系統(tǒng) 
溫室環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng) 
輸液監(jiān)控系統(tǒng) 
橋梁健康檢測系統(tǒng)
智能泊車導航與管理系統(tǒng)
旅游景區(qū)監(jiān)控管理體統(tǒng) 
智能嬰兒監(jiān)護系統(tǒng) 
移動健康監(jiān)護系統(tǒng) 
智能教室系統(tǒng) 
多維警戒-重點裝備智能監(jiān)控系統(tǒng)
衛(wèi)星場站天線及前端機房環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng) 
機場電磁衛(wèi)士系統(tǒng) 
云南野生菌培育系統(tǒng) 
硒砂瓜灌溉系統(tǒng) 
農業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
開放實驗室管理系統(tǒng) 
山體滑坡、泥石流實時監(jiān)測系統(tǒng)
軌道節(jié)能控制技術研究系統(tǒng) 
智能垃圾處理系統(tǒng) 
室內物品管理系統(tǒng) 
冷庫環(huán)境監(jiān)測與預警系統(tǒng)
遠程抄表繳費系統(tǒng) 
公交車進站預報系統(tǒng) 
溺水自動報警系統(tǒng) 
基于ZigBee的不良駕駛行為監(jiān)測報警系統(tǒng)
基于ZigBee的汽車胎壓無線監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
電網(wǎng)電塔監(jiān)控系統(tǒng) 
實驗室管理系統(tǒng) 
輸液室智能選座及監(jiān)測管理系統(tǒng)
智能嬰兒車 
基于物聯(lián)網(wǎng)的活動范圍受限人員監(jiān)管系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 
智能幼兒園 
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能限電控制系統(tǒng)
智能公交系統(tǒng) 
基于物聯(lián)網(wǎng)的糧庫糧情遠程監(jiān)控系統(tǒng)
基于ZigBee的智能圖書館監(jiān)控系統(tǒng) 
智能偏心傘 
農業(yè)溫室大棚溫度自動調控系統(tǒng)
基于物聯(lián)網(wǎng)茶園精準灌溉控制系統(tǒng)設計與制作
基于無線傳感網(wǎng)的高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)
基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑結構健康監(jiān)測系統(tǒng) 
基于物聯(lián)網(wǎng)的市政路燈在線監(jiān)測系統(tǒng) 
停車場智能燈控系統(tǒng) 
基于zigbee技術的森林防火預警系統(tǒng)
基于ZigBee網(wǎng)絡的公交電子站牌及監(jiān)控系統(tǒng)
開放型實驗室靈動助理 
小天使——幼兒英語助學系統(tǒng) 
陪護寶——門診醫(yī)療輸液管理系統(tǒng)
護花使者——幼兒園智能監(jiān)護系統(tǒng) 
打車精靈 
星夜護航——室內盲人導航創(chuàng)意系統(tǒng)
健身伴侶——健身房環(huán)境監(jiān)測與健身指導系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)——智能社區(qū) 
花卉種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 
基于物聯(lián)網(wǎng)技術的車間產品存放監(jiān)控系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)在智能家居老人小孩監(jiān)護中的應用
汽車行駛記錄儀 
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能道路系統(tǒng)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能導盲犬構建
基于物聯(lián)網(wǎng)的教室燈光智能控制
基于Zigbee的小區(qū)環(huán)境監(jiān)測 
基于Zigbee的智能溫室系統(tǒng) 
遠程道路智能管理系統(tǒng) 
智能教室管理系統(tǒng) 
泳池溺水報警定位系統(tǒng)
基于zigbee的奶牛場監(jiān)測控制系統(tǒng)
基于物聯(lián)網(wǎng)的棒材自動計數(shù)系統(tǒng) 
基于無線傳感器網(wǎng)絡的滑坡聲發(fā)射信號監(jiān)測系統(tǒng)設計

 

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