物联网应用研究.doc

“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网的概念早在1999年就被提出来了，不过当时不叫物联网，叫传感网。无线传感器网络，主要是针对短距离、低功耗、低速率的数据传输。数据节点之间通过特有的无线传输芯片进行连接和转发，容纳大量的节点，形成大范围的网络覆盖。传感器节点之间的网络具有自组织的特征，能够自由和智能的组成网络。数据节点之间的连接可根据用戶的需要采用不同的拓扑结构。网络具有自维护特征，即当某些节点发生问题的时候，不会影响网络的其他传感器节点的数据传输。正是因为有了如此高级灵活的网络特征，传感器网络设备的安装和维护非常简便，可以在不增加单个节点成本同时进行大规模的布设。1. 众友科技ZY11815B物联网实验开发系统一、产品概述(1) 概述物联网实验开发系统是在普通RFID教学实验系统基础上嵌入Zigbee开发出的新一代WSN/ RFID一体化教学、实验、开发、竞赛高级实验开发系统。(2) 产品特点1) 由传感器和RFID子系统组成，能够完成最新一代WSN相关传感器和射频识别、微功耗网状无线网络、无线互联和将采集数据送往互联网的全过程多种教学实验；2) 在RFID教学实验系统上加入了Zigbee无线通信功能，应用IEEE 802.15.4无线通讯标准;3) RFID子系统由UHF超高频部分和HF高频部分、LF 低频125K部分组成，支持125K ID、ISO14443、ISO/IEC 15693(ISO18000-3)、ISO18000-6C标准协议,这些部分可任意组合，与Zigbee物联网结合起来,完成多种功能,贴近实际操作应用；4) UHF超高频部分输出功率可以调整，在小功率和连接小增益天线的情况下，可稳定可靠地读取1米范围内的，兼容EPC GLOBAL第2代标准和兼容ISO-18000-6标准的各种无源电子标签;5) HF高频部分能够对符合ISO15693(ISO18000-3)标准的标签进行读写，同时通过示波器提取、显示教学实验系统中的射频信号，还可对国标指令一一进行解析;6) LF 125K低频部分工作在125KHz频道，与目前ID门禁卡读卡器协议一致，完全支持EM、TK及其125K兼容ID卡片的操作;7) 系统Zigbee网络子系统包括最新Zigbee网络协议栈，多个Zigbee为功耗传感器网络节点，实现网状网络和物品、人员的实时监控功能演示，传感器网络数据收集和相关样板源代码等功能。二、性能参数(1) 频率125KHz/13.56MHz/900MHz/2.4GHz(2) 传输协议Zigbee（IEEE 802.15.4）(3) 协议ID/ISO/IEC 14443/ISO/IEC 15693/ISO/IEC18000-6(4) 自动应答类型ID（125K）/近场（13.56MHz）/远场（900MHz）(5) 感应区域10cm以内（125K、ISO 14443)/30cm( ISO 15693)/ 1m以内（900MHz）(6) PC接口RS232C(7) 电源9V DC / 12V DC三、实验内容(1) RFID系统的INVENTORY 命令实验(2) RFID系统的STAY QUIET命令实验(3) RFID系统的SELECT命令实验(4) RFID系统的RST TO READER命令实验(5) RFID系统的WRITE AFI命令实验(6) RFID系统的LOCK AFI命令实验(7) RFID系统的RD SINGLE BLK命令实验(8) RFID系统的WR SINGLE BLK命令实验(9) RFID系统的LOCK BLOCK命令实验(10) RFID系统的RD MULTI BLK命令实验(11) RFID系统的WR MULTI BLK命令实验(12) RFID系统的WRITE DSFID命令实验(13) RFID系统的LOCK DSFID命令实验(14) RFID系统的GET SYS INFO命令实验(15) RFID系统的GET M B S STS命令实验(16) 枪支管理系统开发实例1） 软件登陆2） 枪支登记3） 枪支监控(17) 图书馆管理系统开发实例1） 系统基本功能2） 系统构成3） 系统功能特点4） 系统软件功能5） 书架管理与图书清点6） 自助借阅7） 柜台服务8） EAS防盗报警9） 自助借还四、产品配置指南序号 名称 型号 类型 备注 1 物联网实验开发系统 ZY11815B 必配 仪器配置： 1、信号源 2、示波器 3、网络分析仪(选配) 4、频谱分析仪(选配) 5、功率计(选配) 6、频率计(选配) 7、噪声系数测试仪(选配) 注：上述仪器可自行选购或由我公司代购 2. 众友科技ZY11808C无线传感器网络实验开发系统一、产品概述ZY11808C无线传感器网络实验开发系统工作在2.4G频段，通信标准采用IEEE802.15.4/ZigBee协议通过多种传感器模块：温度传感器，湿度传感器，加速度传感器，光敏传感器，压力传感器等，将采集到的数据，经ZigBee芯片CC2430以无线网络（比如星状结构、树状结构、网状结构等）的方式汇集到中心节点，然后中心节点通过USB传送到功能强大的结点工作监视终端实现全网拓扑的展示以及对于全网信息处理。非常方便于老师向学生讲解无线传感器网络的构成及其具体工作模式。通过学习，进一步进行自主创新活动，知识体系完整，过渡流畅。ZY11808C无线传感器网络实验开发系统完全满足IEEE802.15.4标准和ZigBee2006技术标准的无线网络技术设计开发。该系统除了提供构建多种ZigBee网络所需的全部硬件、软件专业开发工具、文档和各种展示、表演软件。还增加无线传感器网络演示程序。提供最多的资料、最丰富的实验、最完善的技术支持，助你早日掌握ZigBee并完成自己的项目开发。ZY11808C无线传感器网络实验开发系统中CC2430芯片的主要特点如下： 高性能和低功耗的8051微控制器核。集成符合IEEE802.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机。优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。在休眠模式时仅0.9A的流耗，外部的中断或RTC能唤醒系统，在待机模式时少于0.6A的流耗，外部的中断能唤醒系统。硬件支持CSMA/CA功能。较宽的电压范围（2.03.6V）。具有电池监测和温度感测功能。集成了14位模数转换的ADC。集成AES安全协处理器。带有2个强大的支持几组协议的USART，以及1个符合IEEE 802.15.4规范的MAC计时器，1个常规的16位计时器和2个8位计时器。 ZIGBEE/802.15.4全兼容的硬件层，物理层。集成1个高精度定位跟踪引擎。较少外围电路。强大和灵活的开发工具。二、性能参数(1) 具有USB 高速下载、支持IAR集成开发环境；(2) 具有在线下载、调试、仿真功能；(3) 提供ZigBee2006协议栈；(4) 例程丰富，并且所有例子程序以源代码方式提供并附实验手册；(5) 灵活配置。根据需求可选配更多节点；(6) 开发方便、快捷、简单；(7) C51 编程。熟悉、顺手、入手快；(8) 具有液晶显示。直观、明了；(9) 配套提供多种传感器(光敏/温度/加速度)；(10) 具有多年高频设计工程师提供专业、经验丰富技术支持；(11) 功能强大的C51RF仿真器。可以实现对CC2430开发仿真调试。(12) 多种扩展板既有简单开发按键、又有液晶显示及传感器。不但可实现简单的CC2430开发，还可作于复杂的ZigBee无线网络。(13) 硬件系统、软件代码程序自主设计完成保证长期技术支持。三、产品配置及功能（1）软件配置EXPLORERF-MC13224系统光盘V1.00数据手册及资料 软件及驱动系统原理图演示及开发例子程序系统使用说明书（2）硬件配置及功能部件功能网关 = 底板 + CC2430模块128X64中文图形显示液晶光敏传感器/温度传感器可调电阻/按键/USB接口USB/仿真器接口ZigBee节点CC2430内核(高级版本用MC13224芯片)光敏/温度/加速度传感器按键/指示灯 40针标准引脚ZigBee 开发包演示例子程序ZigBee协议规范使用说明书数据手册C51RF仿真器（高级的用ARM仿真器）USB接口CC2430模块仿真/下载/调试ZigBee分析仪(选配)USB接口802.15.4/ZigBee数据分析仪仪器配置：1、PC机：奔4，512m内存，80G硬盘2、20M双踪示波器3、万用表注：上述仪器可自行采购或由我公司代购3. 启东计算机总厂有限公司DICE-WSN-IOTS物联网创新实验系统产品介绍： 物联网是通过各种传感设备，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，可广泛应用于各行各业，如把各种传感器嵌入或装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，形成物联网，通过无线信息的收发，便于通讯和监管，不用数据线，成本低，使用便利。DICE-WSN-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。 DICE-WSN-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DICE-PXA270D系统。核心板CPU Intel XScale PXA270 520MHz SDRAM 64Mbyte FLASH 32Mbyte 以太网100M Ethernet controller (LAN91C111) CPLD Xilinx 95144 (117 User IO) 接口 160 PIN 接口底板以太网接口 100M 以太网接口1 个 视频4.3寸 TFT LCD（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USB HOST 1 个 ,可支持 USB鼠标、键盘、标准U盘、USB蓝牙、USB摄像头USB CLIENT 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20pin CPU JTAG接口，标准10pin XILINX CPLD JTAGSD 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16bIOTS LCD扩展，支持最大分辨率为800600的TFT LCD, 扩展口上还提供直流5V的供电，可用于液晶屏系统供电。1.4 GPRS Modem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2.4G ISM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。2.3 PC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TI 2.4G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-Stack MESH网通讯 3.2 基于C8051F120的实验。C8051F120，内嵌128KB FLASH，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：WEB Server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4. 北京泰格瑞德JX200系列 WSN/RFID物联网教学实验系统北京泰格瑞德JX200系列有多种实验箱 WSN/RFID物联网教学实验系统平台有很多种类，详细请看附录文件WSN-RFID物联网教学实验系统5. 北京奥尔斯电子科技有限公司无线传感器网络创新开发套件硬件规格 序号 组成 功能描述 性能指标 1无线通信模块 用于数据和指令的无线传输 （1）符合IEEE 802.15.4 标准（2）2.4G ISM工作频率 （3）传输速度250Kbps，发射功率1mW，接收灵敏度-95dBm（4）MCU：C8051F120，64KFlash，主频100MHz2温度传感器 湿度传感器 压力传感器 光敏传感器 红外线传感器 超声波传感器酒精浓度传感器 用于采集真实环境的物理信号 各传感器测量范围，测量精度：（1）温度传感器:2150，1 （2）湿度传感器:30%90%，1%（3）压力传感器：0，20pa10kpa，1pa（4）光敏传感器:1100，1（5）红外传感器: 开关量，0/1（6）超声波传感器： 80mm500mm，1mm （7）酒精浓度传感器：1100，1 3MCU调试器 支持C8051全系列MCU的开发和调试 （1）标准型USB接口即插即用 （2）支持KEIL C调试环境，可实现单步，硬件断点，连续单步，可控制程序停止与运行 （3）支持贮存器和寄存器的修改与查看，下载程序到贮存器等功能 实验列表无线传感器网络创新开发套件实验 实验一 环境熟悉实验 实验二 程序下载实验 实验三 定时器实验1实验四 定时器实验2实验五 走马灯实验 实验六 看门狗定时器实验 实验七 串口通信实验1实验八 串口通信实验2实验九 AD采样实验1实验十 AD采样实验2实验十一 CC2420启动和SPI初始化 实验十二 CC2420内部寄存器初始化 实验十三 组包发送实验 实验十四 接收和地址译码实验 实验十五 应答ACK帧实验 实验十六 无线信道监听实验 实验十七 点对点无线通信实验 实验十八 射频休眠实验 实验十九 星状网通信实验 实验二十 多跳通信实验 部分实验图软件资源清单 （1）可以选配Sniffer；（2）符合IEEE 802.15.4标准的MAC软件C源代码；（3）符合IEEE 802.15.4 标准安全软件包C源代码；（4）全部硬件原理图，接口说明；（5）传感器接口协议等；（6）用于传感器数据管理和采集的软件工具WSN-SenViewer软件，该软件具有以下特点： 符合IEEE 802.15.4标准的通信实例；l 从简单到复杂的实用实验实例；l 支持不同网络拓扑的通信实例；l 用于网络拓扑开发和维护的软件工具WSN-NetViewer软件，如下图。l装箱清单 物品 数量 备注 无线通信模块 8主节点1个，传感器节点7个 传感器模块 7温度传感器，湿度传感器，光敏传感器，红外线传感器，超声波传感器，空气压力传感器，酒精浓度传感器 电源 89V 1A天线 82.4GHz频段，SMA接口 串口线 1 单片机仿真器 1U-EC5调试器 实验指