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文档简介
1、感智物联网工程专业实训实验室建设方案发布时间:2011-06-04 10:59:03 感智物联网工程专业实训实验室方案系针对物联网技术应用开发与教学的整体解决方案,全方位覆盖物联网所涉及的所有技术,从无线传感器硬件到嵌入式软件系统到GPRS网络通讯再到Internet端应用软件,以及RFID(UHF,超高频RFID)与ZigBee网络的结合应用,全面诠释了物联网技术在行业应用的技术基础。该方案所涉及到的物联网技术主要包括:电子电路、2.4GHz高频通讯、ZigBee无线网络、无线传感器、无线SoC、嵌入式ARM9、GPRS、Ethernet、UHF(超高频RFID)、PC软件编程。官网地址:一
2、、方案概述1、Sensoors ZiigBee GPRS Interrnet PPC (光光照传感器、温温度传感器、三三维加速度传传感器)2、Sensoors ZiigBee USB/RRS232/Etherrnet PPC (选选配:温湿度度、烟雾、红红外、压力传传感器,无线线电机节点)3、RFID(UUHF)标签签 (UHFF)读卡器 ZigBeee PC(同时读取取多个RFIID标签) HYPERLINK /UpFiles/images/WSN001.png 二、产品简介感智物联网/传感网应用用系统开放平平台(SLAANRF-IIOT-E)系系集教学演示示、动手实训训、产品开发发于一体的
3、全全面覆盖物联联网三层架构构的开放平台台(实验箱装装箱包装)。系系高校物联网网工程/传感感网技术专业业实验室整体体建设解决方方案。感知层层:采用RFF通讯模组与与传感器模组组可插拔设计计,采用当前前WSN热门门短距离无线线通讯技术ZZigBeee(802.15.4)。网网络通讯层:采用ARMM9为核心处处理器的网关关,集成RSS232、UUSB、Ettherneet、GPRRS本地和远远程通讯接口口技术,用户户可以在远程程PC机通过过GPRS网网络监控本地地传感器节点点亦可通过本本地局域网或或PC终端监监控传感器节节点;网关上上集成液晶触触控显示屏等等传统ARMM开发工具功功能,该平台台亦是一
4、套全全功能嵌入式式教学/开发发平台,可以以完成对80051到ARRM的硬件、软软件进行二次次开发。应用用层:提供基基于Winddows DDotNett平台开发的的物联网监控控软件,且提提供该软件二二次开发接口口,用户可以以通过串口、以以太网、GPPRS学习和和二次开发自自己的应用软软件。 同同时集成当前前最新超高频频RFID技技术(UHFF),实现对对物品的全球球唯一标识管管理,轻松模模拟现代智能能物流仓储应应用。感智传感网应用用系统开放平平台(SLAANRF-WWSN-E)由由PC机部分分、网关部分分、路由节点点部分、传感感器节点、RRFID部分分五部分组成成,用户可以以快速搭建物物联网/
5、传感感网通用系统统,实现传感感器网络与RRFID无源源电子标签无无线化、网络络化、规模化化。l PC机:接接收网关数据据和发送指令令,实现可视视化人机界面面,方便用户户操作,观察察;l 网关:可以以采用有线RRS232/USB/EEthernnet和无线线GPRS方方式通过计算算机发送的指指令发送或接接收路由节点点或者传感器器节点数据,并并将接收到的的数据发送给给计算机;l路由节点:在网关不能能和所有的传传感器节点直直接通信时,路路由节点可作作为一种网络络拓展使网关关和传感器节节点通信,实实现路由通信信功能,且路路由节点亦支支持传感器;l 传感器节点点:对终端设设备的控制和和传感数据的的采集,
6、包括括LED灯控控制,温度、光光敏、加速度度数据等。l RFID子子系统:一次次同时读取多多个UHF标标签,并实时时传输到PCC机分析处理理。ZigBeee无线传感器器网络根据不不同的情况可可以由一个网网关,一个或或多个路由器器,一个或多多个传感器节节点组成。系系统大小只受受PC软件观观测数量,路路由深度,网网络最大负载载量限制。注:我公司司所有ZiggBee无线线传感网络协协议栈的出厂厂设置可支持持5级路由,331101个个网络节点,用用户可自行修修改参数。2.1 感智传传感网应用系系统开放平台台架构 HYPERLINK /UpFiles/pic/iotpro.jpg 项目实践教学配配套方案
7、:基基于WEB农农场环境监测测应用教学演演示方案WEB在线演示示地址: hhttp:/wsn/2.2 感智基基于UHF的的无线RFIID应用教学学/开发系统统架构 HYPERLINK /UpFiles/pic/003.jpg 项目实践教学配配套方案:基基于WEB现现代物流仓储储应用教学演演示方案WEB在线演示示地址: hhttp:/rfid/2.3 ZiigBee无无线网络开发发者指南 浅入深出出,只要读者者掌握单片机机开发技术,会会C编程即可可开始ZiggBee协议议栈应用开发发之旅,手把把手剖析200个基于CCC2430的的ZigBeee的基础实实验,合计超超过300页页。 HYPERLI
8、NK /UpFiles/pro/20110228book-2.jpg 2.4 企业业级物联网应应用系统开发发者指南通用物联网网应用系统三三层架构设计计与开发,四四分之一内容容讲解从感知知层到通信层层再到应用层层,物联网相相关技术理论论原理,四分分子三内容结结合感智公司司教学系统剖剖析如何设计计企业级物联联网应用系统统,实验程序序,合计超过过500页。 HYPERLINK /UpFiles/pro/20110412book-1.jpg 详细方案资料可可联系我们索取取。三、ZigBeee与无线传传感网(WSSN)1、无线传感器器网络特征l规模大、密密度高l动态性强强l自组织l应用相关关l拓扑变化化
9、l以数据为为中心l多跳路由由l可靠性低低l安全性差差l节点能力力受限l分布式事实上是对无线线网络技术提提出的新要求求2、短程无线网网络技术无线传感网是应应用相关性网网络,是一种种应用中产生生和发展的技技术,所以不不同的应用领领域使用不同同的网络技术术实现,目前前实现WSNN的主要技术术有ZigBBee、Wii-Fi、BBlueToooth 、UUWB等。针对广义的WSSN应用理论论及目前众多多实际使用场场合的特点,以以上三种技术术中应用最广广、开发成本本最低的是基基于ZigBBee技术的的无线传感网网络实现。 HYPERLINK /UpFiles/images/lab_zigbee.jpg 3
10、、ZigBeee无线网络络技术IEEE 8002.15.4ZiggBee 协协议使用IEEEE 8002.15.4 规范作作为介质访问问层(MACC)和物理层层(PHY)。IIEEE 8802.155.4 总共共定义了3 个工作频带带:2.4 GHz、9915 MHHz 和8668 MHzz。每个频带带提供固定数数量的信道。例例如, 2.4 GHzz 频带总共共提供16 个信道(信信道11-226)、9115 MHzz 频带提供供10个信道道(信道1-10)而8868 MHHz 频带提提供1 个信信道(信道00)。协议的的比特率由所所选择的工作作频率决定。22.4 GHHz 频带提提供的数据速
11、速率为2500 kbpss, 9155 MHz 频带提供的的数据速率为为40 kbbps 而8868 MHHz 频带提提供的数据速速率为20 kbps。由由于数据包开开销和处理延延迟,实际的的数据吞吐量量会小于规定定的比特率。IEEEE 8022.15.44 MAC 数据包的最最大长度为1127 字节节。每个数据据包都由头字字节和16 位CRC 值组成。116 位CRRC 值验证证帧的完整性性。此外, IEEE 802.115.4还可可以选择使用用应答数据传传输机制。使使用这种方法法,所有特殊殊ACK标志志位置1 的的帧均会被它它们的接收器器应答。这就就可以确定帧帧实际上已经经被传递了。如如果
12、发送帧的的时候置位了了ACK 标标志位而且在在一定的超时时期限内没有有收到应答,发发送器将重复复进行固定次次数的发送,如如仍无应答就就宣布发生错错误。注意接接收到应答仅仅仅表示帧被被MAC层正正确接收,而而不表示帧被被正确处理,这这是非常重要要的。接收节节点的MACC 层可能正正确地接收并并应答了一个个帧,但是由由于缺乏处理理资源,该帧帧可能被上层层丢弃。因此此,很多上层层和应用程序序要求其他的的应答响应。网络配置ZiggBee无线线网络可采用用多种类型的的配置。星型型网络配置由由一个协调器器节点(主设设备)和一个个或多个终端端设备(从设设备)组成。协协调器是实现现了一组很多多ZigBeee
13、服务的的一种特殊的的全功能设备备(Fulll Funcction Devicce,FFDD)。终端设设备可能是FFFD或简化化功能设备(RRFD)。RRFD 是最最小而且最简简单的ZiggBee 节节点。它只实实现了一组最最少的ZiggBee 服服务。在星型型网络中,所所有的终端设设备都只与协协调器通信。如如果某个终端端设备需要传传输数据到另另一个终端设设备,它会把把数据发送给给协调器,然然后协调器依依次将数据转转发到目标接接收器终端设设备。除了星星型网络之外外,ZigBBee 还可可以采用点对对点网络、群群集或网状(mmesh)网网络配置。由由于群集和网网状网络具有有在多个网络络之间路由数数
14、据包的功能能,因而被称称为多跳网络络,而星型网网络则被称为为单跳网络。和和任何网络一一样,ZiggBee 网网络也是多点点接入网络,这这意味着网络络中的所有节节点对通信介介质的访问是是同等的。有有两种类型的的多点接入机机制。在没有有使能信标的的网络中,只只要信道是空空闲的,在任任何时候都允允许所有节点点发送。在使使能了信标的的网络中,仅仅允许节点在在预定义的时时隙内进行发发送。协调器器会定期以一一个标识为信信标帧的超级级帧开始发送送,并且希望望网络中的所所有节点与此此帧同步。在在这个超级帧帧中为每个节节点分配了一一个特定的时时隙,在该时时隙内允许节节点发送和接接收数据。超超级帧可能还还含有一个
15、公公共时隙,在在此时隙内所所有节点竞争争接入信道。 HYPERLINK /UpFiles/images/zigbee_004.jpg 网络关联ZiggBee 网网络可以是aad-hocc 网络,即即可以根据需需要组建或不不组建新的网网络。在星型型网络配置中中,终端设备备在可以执行行任何数据传传输之前将总总是搜索网络络。新的网络络首先由协调调器建立。启启动时,协调调器会搜索附附近的其他协协调器,如果果没有找到协协调器,它就就会建立一个个自己的网络络并选择一个个惟一的166 位PANN ID。一一旦新网络建建立,就会允允许一个或多多个终端设备备与此网络相相关联。具体体是允许还是是不允许新关关联由协
16、调器器决定。一旦旦组建了网络络,就可能由由于物理更改改而发生多个个网络重叠和和PAN IID冲突。在在这种情况下下,协调器会会启动PANNID 冲突突解决过程并并且会有一个个协调器将更更改其PANN ID和/ 或信道。受受到影响的协协调器会指示示它所有的终终端设备进行行必要的更改改。Micrrochipp 协议栈的的当前版本不不支持PANN ID 冲冲突解决。根根据系统需求求,协调器会会在非易失性性存储器中存存储所有网络络关联,称为为邻接表。为为了连接到网网络,终端设设备可能执行行孤立通知过过程来查找先先前与之关联联的网络或者者执行关联过过程来加入一一个新网络。在在执行孤立通通知过程的情情况下
17、,协调调器将通过查查找其邻接表表来识别先前前与之关联的的终端设备。一一旦关联到网网络,终端设设备就可选择择通过执行解解除关联过程程与该网络解解除关联。如如果需要的话话,协调器本本身也会启动动解除关联过过程来强制节节点离开网络络。Micrrochipp 协议栈的的当前版本支支持新的关联联和孤立通知知过程。它仅仅支持由终端端设备启动的的离开网络过过程。 HYPERLINK /UpFiles/images/zigbee_005.jpg 协议栈架构Miccrochiip 协议栈栈是采用C 语言编写的的,可用MPPLABC118 和Hii-Techh PICCC-18 编编译器进行编编译。源文件件会自动
18、根据据所使用的编编译器进行必必要的更改。MMicrocchip 协协议栈设计为为仅在Miccrochiip PICC18F 系系列单片机上上运行。Miicrochhip 协议议栈使用内部部闪存程序存存储器来存储储可配置的MMAC 地址址、网络表和和绑定表。因因此,必须使使用可自编程程的闪存存储储器单片机。如如果需要的话话,可以修改改非易失性存存储器(NVVM)程序来来支持任何其其他类型的NNVM 而不不使用可自编编程的单片机机。此外,该该协议栈旨在在在PICDDEM Z 演示板上运运行。但是,它它可很容易地地移植到任何何使用兼容单单片机的硬件件中。 HYPERLINK /UpFiles/ima
19、ges/zigbee_003.jpg 协议栈层Miccrochiip 协议栈栈根据ZiggBee 规规范的定义将将其逻辑分为为多个层。实实现每个层的的代码位于一一个独立的源源文件中,而而服务和应用用程序接口(AAppliccationn ProggrammiingIntterfacces, AAPI)则在在头文件中定定义。协议栈栈的当前版本本不实现安全全层。每个层层为紧接着的的上一层定义义一组容易理理解的函数。要要实现抽象性性和模块性,顶顶层总是通过过定义完善的的API 和和紧接着的下下一层进行交交互。特定层层的C 头文文件(如zAAPS.h)定定义该层所支支持的所有AAPI。必须须切记,用户
20、户应用程序总总是与应用编编程支持(AAppliccationn Proggrammiing Suupportt,APS)层层和应用层(AAppliccationn Layeer, APPL)交互。由由每层提供的的很多APII 都是简单单的C 语言言宏,调用下下一层中的函函数。此方法法可以避免与与模块化相关关的典型开销销。协议栈AAPIMiccrochiip 协议栈栈由很多模块块组成。典型型的应用程序序总是与应用用层(APLL)和应用支支持子层(AAPS)接口口。但是,如如果需要的话话,也可以简简单地将应用用程序与其他他模块接口并并且/ 或者者根据需要对对它们进行自自定义。以下下部分仅提供供对A
21、PL 和APS 模块的详细细API 描描述。如果需需要的话,可可以在它们各各自的头文件件中了解其他他模块的APPI 详细信信息。如需最最新信息,可可以参考实际际的源文件。应应用层(APPL)APLL 模块提供供高级协议栈栈管理功能。用用户应用程序序使用此模块块来管理协议议栈功能。zzAPL.cc 文件实现现了APL 逻辑,而zzAPL.hh 文件定义义APL 模模块支持的AAPI。用户户应用程序将将包含zAPPL.h 头头文件来访问问其API。武汉创维特物联联网实验室建建设方案2011年033月25日 来源源:作作者:zd HYPERLINK / 进入论坛 HYPERLINK /blog/in
22、dex.aspx 开通博客字号: HYPERLINK javascript:doZoom(10) T| HYPERLINK javascript:doZoom(12) T TAG: HYPERLINK /search.aspx?searchtype=0&Keyword=%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4%E5%BB%BA%E8%AE%BE%E6%96%B9%E6%A1%88 o 物联网实验室建设方案 物联网网实验室建设设方案 武汉汉创维特信息息技术有限公公司 0277-875222625 HYPERLINK 要提到当前前
23、最流行的IIT技术,莫莫过于“物联网”了。物联网网给我们带来来的是又一场场的科技革命命。从“智慧地球”到“感知中国”;从新的经经济增长点到到政府支持鼓鼓励的一系列列措施;从国国家中长期科科学与技术发发展规划到各各高校、科研研院所的研究究,都可看出出物联网在在在当今科学技技术领域的重重要地位。但对我们来说,物物联网离我们们还有多远?怎么能与时时俱进,怎么么能最真切的的了解、学习习、应用、开开发物联网?应用是技术术发展的原动动力,以智能能家居为背景景的物联网应应用是一个绝绝好的切入点点,从我们日日常生活最熟熟悉的环境出出发,融合各各种技术与实实际控制对象象。将流行技技术真正融会会贯通应用到到现实生
24、产生生活中。当前技术的发展展趋势是多种种技术间高度度的融合,作作为一个现代代化的实验室室,同样也要要肩负着支持持多种技术,理理论联系实际际,实验联系系工程。韩伯伯电子的智能能家居实验室室,出于当前前的这种需要要,给学校提提供一个广阔阔的教学、开开发平台和施施展的空间。提提供多种技术术、产品的实实验装备,各各种产品间提提供可进行融融合的开放接接口,同时也也有已结合好好的实例,让让实训者在一一个较高的平平台上进行学学习及二次开开发。在保证证基础教学的的同时,兼顾顾动手实训、毕毕业设计、项项目竞赛等。 1. 建立物联联网工程实验验室的重要性性物联网技术将物物理世界网络络化、信息化化,对传统的的分离的
25、物理理世界和信息息空间实现互互连和整合,代代表未来网络络的发展趋势势。通俗地讲讲,物联网就就是在物体上上植入各种微微型感应芯片片使其智能化化,然后借助助无线网络,人人和物体“对话”,物体和物物体之间“交流”。继计算机、互联联网之后,物物联网引领了了信息产业革革命的又一次次浪潮。目前前,物联网理理论与技术已已成为各国竞竞争的焦点和和制高点。22009年88月上旬温家家宝总理在无无锡视察时指指出,“要在激烈的的国际竞争中中,迅速建立立中国的传感感信息中心或或感知中国中心”。随着国家家对物联网产产业的重视,物物联网相关人人才的培养显显得日益紧迫迫,20100年7月,教教育部正式公公布了30所所高校新
26、设立立物联网工程程专业,更多多院校利用网网络工程等专专业开始物联联网方向等形形式进行招生生。物联网专专业作为一个个涉及到计算算机科学与技技术、软件工工程、通信工工程、电子工工程、网络工工程等多专业业学科的交叉叉专业,毕业业学生可能从从事传感器制制造、网络融融合、集成应应用开发等多多领域的工作作,其配套实实验室建设直直接关系到学学生素质的培培养。2. 物联网技技术体系框架架物联网是通过射射频识别、红红外感应器、全全球定位系统统、激光扫描描器等信息传传感设备, 按约定的协协议, 把任任何物品与互互联网连接起起来,进行信信息交换和通通讯, 以实实现智能化识识别、定位、跟跟踪、监控和和管理的一种种网络
27、。物联联网包括感知知层、网络层层、应用层等等。感知层通过传感感器、条码、射射频识别、多多媒体信息采采集等手段感感知与采集物物理世界中发发生的物理事事件和数据, 这些数据据包括各类物物理量、标识识、音频、视视频数据等。传传感器网络组组网和协同信信息处理技术术实现传感器器、RFIDD 等数据采采集技术所获获取数据的短短距离传输、自自组织组网以以及多个传感感器对数据的的协同信息处处理过程。网网络层将传感感器网络与移移动通信技术术、互联网技技术相融合, 把采集和和感知到的信信息无障碍、高高可靠性、高高安全性地进进行传送, 实现更加广广泛的互联功功能。应用层层通过公共中中间件、信息息开放平台、云云计算平
28、台和和服务支撑平平台等物联网网应用支撑子子层, 实现现跨行业、跨跨应用、跨系系统之间的信信息协同、共共享、互通的的功能, 从从而支持物联联网技术在智智能交通、智智能医疗、智智能家居、智智能物流、智智能电力等行行业的应用。3. 高等院校校开展物联网网工程专业的的教学目标及及人才培养方方向教学改革目标:先在相关专专业开设物联联网课程,最最终建立物联联网工程专业业培养目标:物联联网工程专业业的人才培养养目标是具有有如下特征的的应用型高级级工程技术人人才:德、智智、体、美全全面发展; 具有良好的的科学素养和和人文知识背背景; 较系系统地掌握计计算机科学与与技术、物联联网工程的基基本理论和基基本知识;
29、具有较强的的实践应用能能力与知识创创新能力, 能够从事智智能交通、智智能医疗、智智能家居、智智能物流、智智能电力等行行业的系统集集成与物联网网协议开发工工作。培养方式:知识体系结构分分为:基础知知识+基本技技能+项目实实践+技术讲讲座通过各种专业课课程进行物联联网的基础理理论教学与大大量的实践操操作环节相结结合,利用先先进的教学实实验平台及开开发工具,使使学生了解物物联网的基本本体系结构,并并获取用物联联网技术应用用与开发所需需的基本技能能。如移动通通讯、信息家家电、智能玩玩具、工业控控制、数控设设备及音、视视频技术等;作为未来物联网网工程技术人人才,我们所所培养的学生生应具有解决决工程问题的
30、的能力、自我我知识学习和和更新能力、交交流沟通能力力。CVT-WSNN-S物联网网综合教学实实验系统包括括16种传感感器模块、55种被控单元元、无线射频频模块、GPPRS无线网网络通讯设备备、GPS全全球定位设备备、嵌入式网网关及相关配配套设备。其其中传感器模模块包括温度度、温湿度、光光照、人体感感应、震动、可可燃气体、酒酒精、压力、气气象气体压力力、超声波测测距、三轴加加速度、水流流量、雨滴、霍霍尔、磁场等等,被控单元元包括LEDD矩阵、数码码管、蜂鸣器器、步进电机机、直流电机机,嵌入式网网关采用三星星公司s3cc2440作作为核心处理理器,可以在在实验中对无无线传感器的的相关设备信信息显示
31、以及及对被控单元元的相关控制制,同时我们们也提供在PPC端使用的的数据管理与与分析软件,可可以很直观的的理解物联网网的组网原理理、对无线传传感器的数据据分析、以及及对被控单元元的无线控制制。一套构思完整的的物联网实验验室建设方案案(2010-008-29 12:599:05) HYPERLINK javascript:; HYPERLINK javascript:; 转载标签: HYPERLINK /c.php?t=blog&k=%CE%EF%C1%AA%CD%F8&ts=bpost&stype=tag 物联网 HYPERLINK /c.php?t=blog&k=%BF%C6%BC%BC&ts
32、=bpost&stype=tag 科技 HYPERLINK /c.php?t=blog&k=rfid&ts=bpost&stype=tag rfid HYPERLINK /c.php?t=blog&k=wifi&ts=bpost&stype=tag wifi HYPERLINK /c.php?t=blog&k=%B6%E0%C6%D5%C0%D5&ts=bpost&stype=tag 多普勒 HYPERLINK /c.php?t=blog&k=3g%D6%D5%B6%CB%BD%E7%C3%E6&ts=bpost&stype=tag 3g终端界面 HYPERLINK /c.php?t=blog
33、&k=%B4%AB%B8%D0%C6%F7&ts=bpost&stype=tag 传感器 HYPERLINK /c.php?t=blog&k=%CA%B6%B1%F0&ts=bpost&stype=tag 识别 HYPERLINK /c.php?t=blog&k=%B8%D0%D6%AA&ts=bpost&stype=tag 感知 HYPERLINK /c.php?t=blog&k=%BD%CC%D3%FD&ts=bpost&stype=tag 教育 物联网是通通过各种传感感设备,把物物品与 HYPERLINK /view/6825.htm 互联网网连接起来,进进行信息交换换和通讯,以以实现智
34、能化化识别、定位位、跟踪、监监控和管理的的一种网络,可可广泛应用于于各行各业,如如把各种传感感器嵌入或装装备到电网、铁铁路、桥梁、隧隧道、公路、建建筑、供水系系统、大坝、油油气管道等各各种物体中,形形成物联网,通通过无线信息息的收发,便便于通讯和监监管,不用数数据线,成本本低,使用便便利。 1999年年美国麻省理理工学院(MMIT)首次次提出物联网网的概念,是是指把所有物物品通过射频频识别(RFFID)等信信息传感设备备与互联网连连接起来,实实现智能化识识别和管理的的网络。国际际电信联盟(IITU)在22005年的的年度报告中中对概念的涵涵义进行了扩扩展,该报告告中指出,信信息与通信技技术的目
35、标已已经从任何时时间、任何地地点连接任何何人,发展到到连接任何物物品的阶段,而而万物的连接接就形成了物物联网。在这这份报告所提提到的物联网网中,除RFFID技术外外,更多的新新技术,例如如:传感器、纳纳米、嵌入式式芯片等技术术被广泛应用用。 20009年初,美美国已将新能能源和物联网网列为振兴经经济的两大武武器,世界其其它国家、公公司、团体都都将物联网的的发展提升到到了战略高度度,相关的技技术、应用、产产品也得到了了极大的发展展。我国也开开始加速推动动物联网的进进程,我国的的物联网发展展与世界基本本同步,目前前传感网标准准体系已形成成初步框架,向向国际标准化化组织提交的的多项标准提提案也被采纳
36、纳。20099年下半年以以来,物联网网概念火遍中中国,中央、地地方、企业都都从各自角度度展开了一系系列行动谋划划和进入物联联网20009年10月月,科技部同同意在无锡太太湖国际科技技园建立国家家(无锡)传传感网国际科科技合作基地地,以加快引引进国际领先先的传感信息息技术,推进进国内传感信信息产业的发发展。 在物联网的的产业价值链链中,有着众众多的参与者者,传感器企企业、RFIID 芯片企企业、RFIID 读卡器器企业是最早早被关注的,各各种传感器不不断翻新;还还有各种电子子设备制造企企业,海尔已已经让其冰箱箱上网了,交交通管理系统统根据行车的的速度和位置置随时发布各各条道路的交交通状况,广广告
37、公司利用用物联网随时时更新其户内内和户外电子子广告内容,联联邦快递可以以在每个物流流环节更新其其递送物品的的位置,供其其内部管理人人员和客户的的查询。物联联网相关技术术的人才的培培养需要相关关的各种条件件,主要包括括物质条件、人人力资源条件件、技术积累累等。 物联网可划划分为一个由由感知层、网网络层和应用用层组成的三三层体系,感感知层主要包包括二维码标标签和识读器器、RFIDD标签和读写写器、摄像头头、GPS、传传感器以及MM2M终端、传传感器网络和和传感器网关关等,在这一一层次要解决决的重点问题题是感知、识识别物体,采采集、捕获信信息。感知层层要突破的方方向是具备更更敏感、更全全面的感知能能
38、力,解决低低功耗、小型型化和低成本本的问题。 完备的无处处不在的移动动通信网络是是物联网发展展的基础条件件,中国移动动在物联网的的实践与创新新是把移动通通信能力向下下与感知层结结合起来,通通过在机器内内部嵌入GSSM/TD通通信模块,以以无线通信等等为接入手段段,为客户提提供综合的信信息化解决方方案,以满足足客户对监控控、指挥调度度、数据采集集和测量等方方面的信息化化需求,即MM2M应用。目目前中国移动动在M2M领领域已形成一一整套拥有自自主知识产权权的技术标准准、解决方案案和相关产品品,并已面向向政府、行业业和家庭开展展多样化的物物联网应用实实践。 物联网创新新实验系统可可实现多种物物联网构
39、架,面面向各大高校校及大专院校校的专业教学学及创新和竞竞赛,提供了了众多实验例例程,便于学学生熟悉和掌掌握物联网的的构成及实际际应用。 物联网实验验系统包括硬硬件设备、软软件资源、实实验资源三大大部分。硬件件设备包括微微型无线传感感器、RFIID、GPSS、TD-SSCDMA和和其他配套设设备。软件资资源包括系统统网络软件,嵌嵌入式网关软软件,PC数数据管理与分分析软件,实实验资源包括括基于控制器器的基础实验验、传感器信信息采集实验验、无线信号号收发实验、ZZigbeee网络通讯实实验、及组件件控制实验等等,通过对这这三部分资源源的充分学习习,可为物联联网工程应用用打下坚实的的基础,并能能通过
40、不同传传感器的特性性,不同网络络的组成形式式,开发出更更多实用性强强的物联网应应用模式。硬件设备物联网Zigbbee技术教教学实验平台台实验平台实验内内容组成1、协议分析层层面: Z-Stackk寻址:间接接传送;单播播传送;多播播(组播)传传送;广播传传送多对一路由选择择协议等。22、网络拓扑扑层面:星型型无线传感器器网络;树簇簇型无线网络络;网络同步步;加入/退出网络等。3、传感感器节点层面面:温湿度传传感器实验;光电传感器器实验;压力力传感器实验验等。微型无线传感器器微型无线传感器器分为温度,湿湿度,光电,触触力等多种传传感器。每个个节点由MCCU/RF部部分、传感器器部分和电源源管理部
41、分组组成,包括智智能三项传感感节点与智能能触力传感节节点。(1)智能三项项传感节点支持温度,湿度度,光电三种种传感器,支支持2.4GG无线组网,配配备按键输入入和LED输输出,支持电电池工作,并并配套电池充充电功能。(2)智能触力力传感节点支持压力传感器器,支持2.4G无线组组网,配备按按键输入和LLED输出,支支持电池工作作,并配套电电池充电功能能。通用传感器以及及被控对象 通用传感器器以及被控对对象包括通用用调试器母板板,红外模拟拟传感器母板板,超声波模模拟传感器母母板,酒精浓浓度传感器母母板,电机控控制器母板等等。每种母版版均支持对微微型无线传感感器的程序更更新与调试,母母板可独立控控制
42、自身硬件件,也可联合合微型无线传传感器进行联联网,实现网网络化控制。系系统配置一个个无线线网络络电源充电模模块,同时支支持8个无线线模块的供电电或充电。嵌入式网关嵌入式网关采用用嵌入式PXXA270系系统。(1)核心板CPU:Inttel XSScale PXA2770 5200MHzSDRAM:664MbytteFLASH:332Mbytte以太网:1000M Ethhernett conttrolleer (LAAN91C1111)CPLD:Xiilinx 951444 (1177 Userr IO)接口:160 PIN 接接口(2)底板以太网接口:1100M 以以太网接口11 个视频:4
43、.3寸寸 TFT LCD(包包含触摸屏和和有机玻璃外外壳)音频:AC977标准音频输输入输出接口口USB CLIIENT:11 个 ,支支持PC与设设备同步串行接口:3 个,UARRT0是系统统的调试端口口;UARTT1是带有流流控制的5线线串行接口,可可以连接GPPRS/GSSM-Moddem;UAART2是标标准的3线串串口(等等)软件资源1、无线传感网网软件2、嵌入式网关关软件3、PC数据管管理与分析软软件实验资源实验从无线网络络处理器的基基本实验,逐逐步进阶到无无线数据采集集通信的高级级实验,即能能满足基础的的教学要求,又又能加强学生生的实际应用用能力。基于于CC24330的实验CCC
44、24300是TI 22.4G无线线网络的主流流控制器,是是微型无线传传感器的核心心控制器。实实验内容共计计63个。射频识别(RFFID)原理理技术与应用用实验平台给学生以具体的的真实的系统统感性认识,加加强学生对RRFID系统统原理的理解解和认识,更更好的帮助学学生学好、学学透RFIDD技术。同时时也给非通信信专业的学生生增加通信方方面的专业知知识,实验过过程真实具体体。产品特点结合具体RFFID教材射射频识别(RRFID)原原理与应用,针针对性强;增加通信基础础知识实验内内容,扩展非非通信专业学学生的通信专专业知识;采用分立元件件开发RFIID原理机,展展现RFIDD各个组成部部分原理和具具
45、体电路,加加深学生对RRFID系统统的理解;实验中各部分分信号都可以以用示波器测测试和观看,实实验过程生动动、真实;实验平台囊括括目前实际应应用的三套系系统,实验内内容丰富、知知识覆盖全面面;配有完整的的的RFID读读写器系统,可可以开展相关关的硬件电路路测试实验和和相关软件协协议的测试和和实验。射频识别(RFFID)原理理技术与应用用实验平台规规格:1、载波频率: 125KKHz、133.56MHHz、9200-925MMHz2、支持协议: ISO114443AA,ISO114443BB,ISO115693、ISO118000-6B,ISSO180000-6C(EEPC GEEN2)3、作用
46、距离:ISO144443:77-15cmm, ISO115693:10-300cm, ISO118000-6B:6-12m4、通信接口:RS23225、电 源:2200V/AC RFIID实验平台台实验项目 9大模块有有100个实实验内容。 (欢迎咨咨询)Multi-Radioo嵌入式WiiFi开发平平台Multi-RRadio嵌嵌入式WiFFi开发平台台采用两个嵌嵌入式WiFFi模块(G2MM5477),以以ARM9(PXA2770)为核心心,平台具有有完全开放特特性,可以开开发嵌入式WWiFi的MAC协议、路路由协议、应应用层协议等等,同时平台台具有3个独立的功功耗测试电路路,电路可以以自
47、行连续测测量功率消耗耗。 目前传感器器网络的一个个发展趋势为为高速率传输输,经过以CCC10000系列和CCC2420系系列为代表的的两代传感器器网络节点的的发展,传感感器网络节点点进入高速嵌嵌入式WiFFi阶段。GG2M54777的小体积积、超低功耗耗(电池更换换周期可达33-4年以上上)、高速率率、高性能(模模块内包含444MHz RISC CPU),为为无线传感器器网络下一代代节点的研究究和应用提供供了良好的研研究平台。 平台以PXXA270 CPU为核核心,包含两两个嵌入式WWiFi模块块,WiFii模块与PXXA270之之间采用SPPI高速接口口(44MHHz),可以以完成高速MMu
48、lti-Radioo的研究工作作。也可以利利用一套开发发平台上的两两个嵌入式WWiFi模块块完成嵌入式式WiFi的的研究工作。 平台的代码码全部开放,包包括嵌入式WWiFi的MMAC层、网网络层、传输输层,PXAA270操作作系统的代码码。 平台可以通通过串口连接接计算机直接接进行开发工工作,不需另另购在线编程程器或调试器器。 支持多种传传感器。平台台依靠高性能能PXA2770 CPUU可以连接麦麦克风、摄像像头等传感器器,完成多媒媒体无线传输输的研究工作作。同时,平平台的G2MM5477模模块高精度AAD接口可以以直接连接温温度、湿度、加加速度等传感感器,完成基基于嵌入式WWiFi无线线传感
49、器网络络节点的研发发工作。 Multii-Radiio开发平台台的主要性能能指标:同时支持2个个嵌入式WiiFi模块,每每个模块的特特性如下:802.11bb/g 2.4 GHzz, 信道 1-11 和 14,数数据速率6-54Mbpps;ISO 247730-2 2.4 GGHz 收发发器以及1225 kHzz 低频接收收器;802.11 射频发射功功率 +188 dBm(8802.111g),+220 dBmm(802.11b);32位 RISSC CPUU, 时钟频频率44 MMHz;SDIO,数据据速率可达1100 Mbbps;SPI接口,最最高44 MMbps;UART接口,最最高2
50、.7 Mbps;TCP/IP吞吞吐量可达 4 Mbpps(包含WWPA2加密密);RAM 1288KB;Flash RROM 8MMbit。高性能的CPPU(ARMM9);两个WiFii模块以及整整个平台的电电压、电流、功功率、温度的的连续自动测测量;大容量存储(UU盘或SD卡卡);支持音频和视视频接口(可可以直接连接接摄像头);以太网、USSB接口。3.4 Mullti-Raadio平台台的开发目的的主要如下:面向目前广泛泛使用的P22P应用(如如网上电影播播放、大文件件下载等,特特点为多点同同时下载,增增加速率,如如常用的迅雷雷、快车、电电驴等服务),将将现有的有线线网络扩展到到无线网络中
51、中,研究无线线网络的P22P问题。由于无线带宽宽和网络特性性(无线一般般是广播方式式的,不像有有线网络是交交换方式的,广广播方式有同同信道干扰问问题)的限制制,采用多个个无线模块(即即多个Raddio)在同同一时间进行行传输,每个个模块工作在在不同的信道道上,多个链链路的同时传传输增加了网网络传输的吞吞吐量。可以进行嵌入入式WiFii的研究,嵌嵌入式WiFFi是下一代代传感器网络络节点的发展展方向之一,利利用此平台代代码开放的特特点和强劲的的CPU,可可以进行多种种多样的开发发工作,包括括传感器网络络多媒体的研研究。由于G2M55477的开开放特点,当当应用多个RRadio同同时进行传输输时,
52、需要用用新的MACC协议替代已已有的协议(当当然也可以在在高层来完成成此功能,效效率会低一些些),利用GG2M54777的MACC协议的开放放性,可以研研发Multti-Raddio的MAAC协议。GPS/GIIS/GPRRS综合实验验平台GPS/GISS/GPRSS综合实验平平台是为了配配合本科生、研研究生卫星星定位导航原原理及其应用用智能交交通系统课课程、ITTS中的车辆辆定位导航方方法课程、地地理信息系统统课程的学学习而开设教教学实验的基基础平台。据据调研,国内内开设类似课课程的教学单单位均没有相相应的实验平平台,无法让让学生直观的的掌握基础理理论知识及其其应用。GPPS/GISS/GP
53、RSS综合实验平平台对卫星导导航定位、地地理信息系统统、无线数据据传输深入研研究的基础上研究开开发的、针对对教学使用的的综合实验平平台。也可用用于研究机构构了解掌握卫卫星定位导航航工作原理及及其应用的培培训设备。5.1实验平台台功能组成实验平台主要包包含FPGAA设置、GPSS数据接收、DDOP解算、卫卫星位置解算算、DOP与卫星星仰角等关系系、伪距解算算、位置解算算、拨码开关关、扩展接口口、GPRSS数据传输协协议实现、GGIS数据显显示等基本功功能单元,供供学生学习掌掌握卫星定位位导航的基本本原理以及其其中的数据处处理流程设计计、GPRSS数据传输的的原理与实现现方法、GIIS显示功能能的
54、实现等内内容。开放GPS数据据结构和程序序库供学生编编程实验编程实验:根据导航电文文和接收机时时间计算GPPS卫星三维维位置;计算卫星信号号多普勒频率率计算卫星信号号经过电离层层产生的延时时误差;计算卫星信号号经过大气层层产生的延时时误差;计算导航定位位几何精度因因子,即HDDOP、VDDOP、PDDOP、TDDOP、GDDOP;根据已知位置置和时间,预预测可视卫星星在轨道上的的位置和多普普勒频率;建立导航方程程并解方程,计计算接收机EECEF坐标标系内的位置置、时间;ECEF坐标标系与WGSS84坐标系系坐标变换编编程实验GPS时间与与UTC时间间、本地时间间坐标变换编编程实验。ECEF坐标
55、系系与WGS884坐标系坐坐标变换编程程实验;GPS时间与与UTC时间间、本地时间间坐标变换编编程实验。根据实验设计,实实验一和实验验四包含学生生自己动手编编程的部分,因因此需要4课课时的时间完完成。学生可可根据实验指指导教程进行行实验,并按按要求完成实实验报告。实实验思考题用用于加深学生生对所做实验验的理解,同同时可对实验验老师出实验验考题时起到到参考作用。实验教学部分大大概需要144课时完成,加加上前序知识识的讲解以及及实验考试的的时间,大概概需要18课课时左右的时时间完成。若若一次实验课课为2课时,则则需要9次课课的时间。5.6适用范围围:适合通信、电子子、信息、测测量、自动控控制、导航
56、、遥遥控遥测等专专业的本科生生、究生GPPS基础教学学实验、本科科生a.毕业设计、硕硕士生课题研研究;b.适合GPSS应用系统的的工程技术和和维护人员使使用。T3G(TD-SCDMAA)技术实训训系统TD-SCDDMA技术实实验系统是国国内首创的为为高校相关专专业开展3GG技术相关课课程配套的可可视化的专业业综合实践教教学平台。通通过对各种比比特级数据的的发送、加扰扰、接受及分分析,学生可可以深入地理理解与掌握 T3G通信信系统的技术术原理和运行行机制。借助助次平台,还还可以学习系系统中的一些些故障分析知知识。本系统统编排功能强强调学生的动动手实践和专专业综合设计计分析能力的的提高,着力力培养
57、创新型型人才。可完完成的实验设设计:物理层结构实验验:实验1 TDD-SCDMMA时隙结构构实验实验2 TDD-SCDMMA帧结构实实验实验3 信道道配置实验实验4 信道道数据设置实实验空中接口信道实实验:实验5 传输输信道实验实验6 物理理信道实验实验7 信道道映射操作实实验信道编码与复用用实验:实验8 信道道编码复用结结构实验实验9 差错错校验实验实验10 传输输块的级联和和码块分段实实验实验11 信道道编码实验实验12 无线线帧尺寸均衡衡实验实验13 第一一次交织实验验实验14 无线线帧分割实验验实验15 速率率匹配实验实验16 打孔孔或重发实验验实验17 传输输信道复用实实验实验18
58、物理理信道分割上上实验实验19 第二二次交织-帧帧相关实验实验20 第二二次交织-时时隙相关实验验实验21 子帧帧分割实验实验22 物理理信道映射实实验调制与扩频实验验:实验23 调制制实验实验24 扩频频实验实验25 扰码码实验实验26 脉冲冲成形实验实验27 载波波输出波形实实验物理层处理过程程实验(系统统级):实验28 基站站发送信息配配置实验实验29 无线线传输环境配配置实验实验30 小区区搜索过程(SSYNC-DDL识别)实实验实验31 小区区搜索过程(MMidambble码识别别)实验实验32 小区区搜索过程(信信道估计)实实验实验33 随机机接入参数设设置实验实验34 随机机接入
59、(上行行同步建立)实实验实验35 随机机接入(上行行同步保持)实实验实验36 上行行UpPTSS开环功率控控制实验(免免费升级)实验37 上行行PRACHH功率控制实实验 (免免费升级)实验38 随机机接入冲突实实验 (免费费升级)无线资源管理实实验实验39 接力力切换过程实实验实验40 动态态信道分配实实验实验41 系统统码分配实验验 二次开发实验(55-8个)根据需要提供开开放接口,自自主进行程序序设计,调试试验证。6.4产品特点点:层次性:包含33G系统多个个层次实验,学学生可以从通通信网络系统的层次上认认识通信系统统,扩展了学学生的认识思思路。系统性:以TDD-SCDMMA标准为技技术
60、平台,有有助于学生理理解系统的组组成及其在系系统中的作用用。综合性:集成了了通信原理、移移动通信、数数字信号处理理、通信网络络与交换等门门课程理论知知识与技术,非非常利于学生生对专业知识识综合认识及及应用能力的的提高。先进性:实验内内容包含了当当今通信专业业一些最先进进的理论,学学生可以在较较短的时间内内掌握当今通通信技术的最最新发展动态态,适应新技技术发展的要要求。实用性:该系统统是对T3GG标准技术非非常直观的再再现,促使学学生全面而深深层次理解33G的理论知知识内容,为为以后从事33G相关工作作,提高就业业竞争力打下下坚实的基础础。开放与开发性:该实验系统统提供了一些些开放的接口口平台,
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