物联网教学、实训及创新综合实验室方案-台湾凌阳

TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiyProgramSunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp119页****大学 台湾凌阳物联网教学、实训及创综合试验室方案合作甲方：****大学合作乙方：台湾凌阳大学打算2023年 月 日一、物联网工程综合试验室构成(一) 物联网试验室功能构造框图：物联网综合试验室【学生实训试验室】智能家居实训系统演示及创实训120个

【无线传感网络试验室】物联网教学试验开发系统〔教学与科研共用〕包含12个基点，并且包含掌握节点及语音节点

【物联网工程实战】智能温室掌握实训系统智能车辆治理系统组建工程兴趣小组，提高学生做工程的实战力量学生试验工程：*合计可以完成试验工程200入式、传感器、电机掌握、无线网络等5大方面，同教师科研工程：无线传感网络底层硬件驱动及优化配置设计；无线传感网络应用软件开发〔温室大棚、校区车辆管时可以开展相关创工程争论。理、智能家居治理系统；*物联网教学及试验方向研究与应用。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台开发系统SP-WSNCE15A402台物联网智能家居SP-WSNCE14A10可调3掌握实训系统SP-WSNCE18A344物联网-智能车辆治理系统SP-WSNCE17A25体验馆智能家居体验馆SP-WSNCE19A1真实环境总计(二) 物联网综合试验室---学生创实训试验室方案1、物联网教学开发设计平台〔型号：SP-WSNCE15A〕40套,每人一套SP-WSNCE15A1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，可敏捷应用于二次开发，承受标准化设计，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；TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiySunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp第4页共19页执行节点：语音播放、继电器掌握。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。CC243012块〔可与主板分别单独使用〕承受CC2430主芯片，CC24308051微掌握器内核集成符合IEEE802.15.42.4GHz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，0.9μA0.6μA的流耗。核心板上面使用SMA2db增益放大天线，提高Zigbee的通讯距离。CC243012块〔可与主板分别单独使用〕预留USBUART接口，便利用户使用USB调试串口数据可以使用电池、5V直流电源、试验箱等直接供电预留TIDebug标准调试接口预留标准传感器接口CC2430USB1个IARforMCS-51集成开发环境无缝连接；USBUSB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/存放器观看等功能；可通过IAR直接对目标芯片下载程序，亦可使用IAR生成HEX文件后承受SmartRF烧录程序；板上带有总线芯片，防止误烧片子，更加安全牢靠10块〔12个传感器节点+31510个〕温湿度传感器模块SHT10温湿度传感器芯片2.4~5.5V超宽电源供电超低功耗，自动休眠功能相对湿度和温度的测量兼有露点输出全部校准，数字输出光照传感器模块1. 承受高灵敏度光感应传感器火焰传感器烟雾传感器1. 用于烟雾的检测，适用于火灾现场的准时监控气体传感器用于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、氢气、等烷烃类气体的探测模拟电压输出热释电传感器用于探测红外特征辐射，可感知人体，小动物的热源，TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiyProgramSunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp第5页共19页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3轴加速度传感器X/Y/Z三轴速度测量1.7~3.6V输入，超低功耗I2CSPI标准总线接口，适应不同单片机测量范围±2g或者±8g运动侦测功能三轴电子罗盘红外测距SHRAP2Y0A02专用红外测距模块20cm~150cm模拟电压信号输出语音识别节点SPCE061a语音专用识别芯片特定人语音识别5条语音指令3个语音播放SPCE61A语音播放主用芯片步进电机掌握继电器掌握嵌入式网关局部1.SAMSINGS3C2440400Mhz~533Mhz2.7寸TFT真彩触摸屏3.内存：SDRAM64M字节4.NORFlash：8Mbyte5.NANDFlash：64M字节6.NorFlsahNanFlash通过跳线两种方式启动7.2个串口8.一个USB转串口SPCP25，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。10.1IRDA红外线数据通讯口11.110M/100M网口12.2USB1.1HOST接口13.1USB1.1Device接口；14.1个音频接口，立体声音频输出接口/音频输入接口15.1SD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EEPROAT24C0II；20.1SPIFlash芯片〔AT93C46SPI驱动试验〕21.4个小按键，4个高亮LED；22.1个蜂鸣器〔带使能掌握的短路块〕23.预留四路ADC接口〔AD试验〕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.SATA2.5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.GPIO16个，便利扩展软件配套局部设计CC2430根底硬件试验IAR环境试验LED闪耀掌握试验定时器中断外部中断A/D试验单片机串口发数在PC用串口掌握LED在PC用串口收发数据RTC数据显示到PC串口试验系统睡眠/唤醒试验看门狗使用试验定时器T1/T2/T3/T4定时试验PWM调制试验CC2430并配备传感器的传感器试验温湿度传感器试验气体传感器试验烟雾传感器试验热释红外传感器试验光敏传感器试验试验火焰传感器试验试验语音传感器试验试验Zigbee2023协议栈根底试验Zigbee2023协议栈下任务建立试验Zigbee2023协议栈下温湿度驱动试验Zigbee2023协议栈下气体传感器驱动试验Zigbee2023协议栈下烟雾传感器驱动试验Zigbee2023协议栈下热释电红外传感器驱动试验Zigbee2023协议栈下光敏传感器传感器驱动试验Zigbee2023协议栈下火焰传感器驱动试验Zigbee2023协议栈下语音传感器驱动试验CC2430的无线网络试验：Z-Stack点对点通讯Z-Stack星状通讯Z-Stack树状通讯Z-Stack播送通讯试验ZigBee2023组网试验CC2430的无线传感器网络试验传感器网络综合试验〔带嵌入式网关图形界面〕嵌入式网关软件linux2.6的操作系统软件Bootloader vivi〔USB烧写〕KernelRootfs

linux2.6.29Busybox-1.15.1支持Yaffs/Cramfs根文件系统的烧写支持Nand/Norflash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)箱体规格参数：重量：65kg~70kg

1020套,2~3人一台外形尺寸：长：120CM，上宽：20CM，下宽：39CM，高：64CM外形颜色：灰白色箱体，黑色印字外形外形：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的空气开关保护掌握器规格：中心掌握器处理器：S3C2440 32位533MHZSDRAM：64MbyteFLASH：64Mbyte以太网：10/100MEthernetcontroller输入接口：MIC接口，JTAG接口，1个RS232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：7800*480TFT真彩LCD门禁掌握器处理器：S3C2440 32位533MHZSDRAM：64MbyteFLASH：64Mbyte以太网：10/100MEthernetcontroller输入接口：MIC接口，JTAG接口，1RS232接口，指纹录入、4*4密码门禁金属键盘，125KHZ读卡器，独立按键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：7800*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，风扇掌握，呼吸灯照明，电动窗户，扬声器，USB接口显示设备：128*64液晶，无线传输指示灯掌握设备：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15V电源接口112V电源接口系统扩展48PinIO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：Linux2.6.29Bootloader：u_Boot文件系统：支持yaffscramfsramfsvfatjffs2等文件系统GPIO等图形界面：Qt/E开发工具：JTAG工具，arm-linux-gcc穿插编译器，GDB，GDBSERVER调试工具。完成试验工程122个：体验式试验工程663812个、探究工程方案6个TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiySunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp1019页器件个数器件个数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电机掌握模组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发光二极管假设干电动窗帘1按键6个66个体验式实践工程1357911131517

智能家居创实践平台硬件的生疏IC卡工作原理生疏温度采集原理生疏人体红外感应原理生疏人体感应红外传感器信息采集操作演示烟雾、门磁、人体感应等安防设施的布防、撤防操作演示湿度信息采集操作演示窗帘开合掌握操作演示声控掌握灯光、窗帘、家电操作演示

24681012141618

指纹扫描原理生疏图像数据采集和显示生疏湿度度采集原理生疏烟雾传感器信息采集操作演示门磁信息采集操作演示温度信息采集操作演示灯光亮灭掌握操作演示家电掌握〔掌握热水器、空调的掌握板〕操作演示无线通信协议制定操作演示1961 〔Zigbee〕操作演示20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21无线掌握灯光、窗帘、家电操作演示22门禁机界面操作演示23门禁机头操作演示24门禁机网络掌握页面操作演示25门禁机掌握门锁操作演示26门禁机指纹掌握门锁操作演示27IC卡数据录入演示28IC卡开门操作演示29门禁机呼叫中心掌握器操作演示30门禁机与中心掌握器的声音传输操作演示31门禁机语音留言操作演示32门禁机与中心掌握器视频传输操作演示33门禁机与中心掌握器的可视对讲操作演示34门禁机图片留言操作演示TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiyProgramSunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp1119页353739414345

中心掌握器界面操作演示中心掌握器定时播放音乐操作演示中心掌握器掌握门锁操作演示中心掌握器与门禁机通信协议制定过程生疏中心掌握器网络掌握页面操作演示网页显示门磁、烟雾、温度、湿度、

3638404244

中心掌握器日历操作演示中心掌握器应答门禁机呼叫操作演示中心掌握器情景模式掌握操作演示中心掌握器头操作演示网络掌握灯光、窗帘、家电操作演示中心掌握器发送网络短息操作演示47

灯光状态、窗帘状态等信息操作演 实训46示中心掌握器接收网络短信、存储网 实训48

中心掌握器查看存储短信操作演示495153555759616365

络短信操作演示中心掌握器与门禁机网络短信通信操作演示个人电脑与门禁机网络短信通信操作演示中心掌握器接收手机短信操作演示中心掌握器自动回复短息操作演示手机远程查询室内温度、湿度操作演示手机远程布防、撤防操作演示手机远程掌握灯光操作演示手机掌握门锁操作演示智能家居创实践平台组合安装操作演示

505254565860626466

个人电脑发网络短息给中心掌握器操作演示定制中心掌握器手机短信发送命令的格式中心掌握器解析手机短息中的命令演示中心掌握器手机短信报警操作演示手机远程查询安防状态操作演示手机远程掌握窗帘操作演示手机远程掌握家电操作演示智能家居创实践平台软件的生疏智能家居创实践平台各功能调试38个课程实习题目1357911131517192123

防火声光报警器直流电机掌握器设计电子湿度计日历IC卡考勤机定时闹钟智能窗帘遥控门声控门锁指纹锁收发短信手机短信报警

24681012141618202224

防盗声光报警器电子温度计计时器触摸掌握器IC卡门锁遥控窗帘遥控灯声控窗帘声控灯简易照相机图像留言手机查询家中温度25272931333537

手机查询家中湿度手机掌握窗帘手机开门网络收发短信网络掌握窗帘网络掌握门锁头

26283032343638

手机掌握家电手机掌握灯光迷你效劳器网络掌握家电网络掌握灯光网络查看室内温湿度网络对讲机多功能电子日历创方多功能电子日历创方多功能报警器听话的窗帘网络监控远程数字湿度计自制手机简洁人脸识别2创方4创方6创方8创方10创方12局域网可视对讲远程数字温度计考生指纹识别仪自制照相机运动帧检测机器视觉导航语音留言智能探测车探究方2探究方4探究方6看门机器人自制摄影机Linux移植13579116个探究方案135适用范围：适用于本科生、争论生、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、电子竞赛、科研工程等领域的教师及学生应用，具有很高的可开发性TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiySunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp1319页3、物联网--智能车辆收费治理系统〔型号：SP-WSNCE17A〕2套,划分兴趣小组应用技术：在产品技术上承受了无线网络技术、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承受上下位掌握，在远程掌握方面承受了S3C2440嵌入式系统平台，下位机承受16位SPCE061A单片机掌握，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。及科研中使用，并适用于电子竞赛及创中的应用。核心板；S3C244064Mnandflash64MDRAM8MNorflash；摄像头；OV7720CMOSUSB上位机局部 320x24026W色TFT真彩高品质液晶显示器;Wifi802.11b/g54M;供电电源；5V;核心板；外部时钟为32768Hz49MHz；FlashROM：64Kbyte16bitFlash；RAM：4KByte16bitSRAM；I/O：32IOADC：810ADC.96KHz。DAC：210DAC100KHz；下位机局部 供电电源；5V，2A的标准直流稳压电源；TechnologyTechnologyforEasyLivingSunplusUniversitiyProgramSunplusUniversitiyProgram“mailto:unsp@sunplus.cn“E-mail:unsp@sunplus.cn“://unsp/“://unsp1419页传感器；红外探测传感器；180LCD；128*64读卡芯片；承受PHILIPS高度集成读卡芯片MFRC522及其兼容芯片；符合ISO14443TYPEA/MIFARE标准；支持MifareoneS50,S70UART；适用于PC8UART19200BPS；36mA〔VCC=3.3V〕；读写距离；20-100mm〔与天线尺寸有关〕；32.5mm×17.5mm；串口波特率；19200；典型工作电源；4.5-5.5V；RFID局部 读卡电流；5V/54mA；4、物联网--智能温室掌握实训系统〔型号：SP-WSNCE18A〕2套，划分兴趣小组功能特点：物联网智能温室掌握实训系统承受当前热门的物联网技术、嵌入式技术和无线传感器网络技术相结〔高精度测量温室大棚生产过程中的参数，智能掌握温室内温度、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掌握功能。生学习使用，并使用电子创、电子竞赛、科研工程等领域的教师及学生应用，具有很高的可开发性根本器件列表：设备名称数量设备名称数量ARM9嵌入式试验仪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掌握节点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1、网关硬件资源ARM嵌入式开发板、无线网卡、无线路由器、GPRS模块、摄像头、触屏液晶显示器。ARM嵌入式系统ARM嵌入式系统是网关的核心局部。它负责协调其他设备〔GPRS模块、触屏液晶显示器〕正常有序的工作。假设说它是总经理那么其他设备便是它手下的职员。它的工作就是支配各个职员完成各项任务。无线网卡与无线路由器无线网卡就像一位建筑工程师。它在物联网与互联网之间修建了一座稳固的数据桥梁。无线路由器则像一位交警，确保数据能够顺当的到达目的地。如图1.17所示。无线网卡的工作电压为5V，无线路由器的工作电压是9V。3〕摄像头摄像头就是我们放在温室内部的眼睛。我们所看到的温室内部实时画面都是由它传输过来的。4〕触屏液晶显示器触屏液晶显示器的任务是为用户供给一个友好的人机交互界面。它是用户与系统相互“沟通”的平台。通过它用户可以看到温室内部的实时画面，可以对温室内部的执行器件进展直接操作。2、数据采集节点数据采集节点由传感器、ZigBee无线通信芯片〔CC2430〕和转接板组成。传感器负责采集环境的数据指标；ZigBee无线通信芯片〔CC2430〕负责收集数据并将数据经路由传输到协调器；转接板则在传感器与芯片之间架起了数据传输的桥梁，起到了连接传感器与芯片的作用，同时为整个模块供给电源。1〕温度采集节点温度传感器节点配有采集温度参数的传感器，负责采集环境的温度数据指标。数据采集完成后再将数据经路由器传输到协调器。这样温度采集节点便完成了一次工作周期湿度采集节点湿度采集节点配有采集湿度参数的传感器，负责采集环境的湿度数据指标。同样，数据采集完成后也要将数据经路由器传输到协调器。这样湿度采集节点也完成了一次工作周期。光照度采集节点光照度采集节点配有采集光照度参数的传感器，负责采集环境的光照度数据指标。与前两个节点一样，数据采集完成后也要将数据经路由器传输到协调器。这样光照度采集节点也完成了一次工作周期3、掌握节点ZigBee无线通信芯片〔CC2430〕组成。掌握节点负责执行上级ARM平台发送的指令完成相应的操作。无线通信芯片通过掌握这三个继电器的通断来掌握执行器件的工作状态。例如，当环境温度降低时，掌握节点会接通与加热器相连的继电器来启动加热器。4、执行器风扇众所周知，植物需要光和作用，而光合作用的两个必要条件便是光照和二氧化碳。在光照适宜的状况下，即光照度高于设定值时，系统便会启动风扇给温室通风，为植物供给充分的二氧化碳，促进植物的光合作用。加热器加热器负责为植物供给适宜的温度。它与温度采集节点相协作，温度采集节点传送的温度数据打算着加热器的工作状态。当温度低于系统设定值时，加热器便会启动，直到温度到达设定值为止。加湿器加湿器的任务是为植物的生长供给适宜的空气湿度。它与湿度采集节点相协作，同样湿度采集节点传送的湿度数据决第一局部CC2430根底硬件试验IARC程序的编写试验二I/O端口输出试验试验三I/O端口输入试验试验四定时器计时试验试验五PWM脉宽调制试验试验六A/D转换试验试验七单片机之间串口通信试验试验八单片机与PC机串口通信试验试验九DMA掌握器试验试验十 无线通信试验试验十一外部中断试验试验十二定时器中断试验试验十三系统睡眠与唤醒试验试验十四看门狗试验试验十五FLSH读写试验试验十六数字时钟试验CC2430的传感器试验试验一温湿度传感器试验试验二光照度传感器试验

试验三热释红外传感器试验第三局部ZigBee2023操作系统根底试验试验一任务建立试验试验二光照度传感器驱动添加试验试验三热释红外传感器驱动添加试验试验四温湿度传感器驱动添加试验第四局部ZigBee2023协议栈根底试验试验一ZStack点对点通信试验试验二ZStack播送通信试验试验三ZStack星状网络试验试验四ZStack树状网络试验试验五ZStack网状网络试验第五局部嵌入式网关试验试验一Linux环境下WiFi接入试验试验二Linux环境下效劳器搭建试验试验三互联网远程掌握及信息查询试验试验四Linux环境下GPRS接入试验试验五GPRS网络远程掌握及数据访问试验第六局部物联网综合试验试验一物联网智能温室掌握系统开发5、物联网---智能家居体验馆方案方案〔型号：SP-WSNCE19A〕机结合的方式，分别实现环境、门禁、家电、安防、照明、定位等家居设施的智能化掌握和多途径掌握功能，具体掌握方式有遥控器掌握、手机掌握、网络掌握等实现家居环境的智能化、多途径掌握。开关、参数调整；具有指示灯提示，黑暗中也能准确找到掌握其位置。的作用，室内承受Zigbee技术实现数据传输，所以不受方向距离限制，只需将相应家电信息提前录入万能遥控器即可。中心掌握器掌握：中心掌握器将全部家居系统的数据搜集整合统一治理，实现集中掌握，家中全部设备均可以通过中心掌握器掌握、检测，同时中心掌握器是远程手机、远程PC掌握功能实现的前提，全部经由网络传输的数据均通过中心掌握器接收、分析、安排、发送。GPRS实现真正的远程掌握。进展掌握操作与检测。无论世界各地，身边只要有一台可以连接互联网的计算机即可随时掌握、查询家中家居设备的状态，真正实现远程网络掌握。6、安防系统包含防火、防盗、防煤气泄漏、紧急求助等功能。通过烟雾探测器、红外探测器、燃气感应器等传感设备实时监测当前环境的安全状况，当环境中烟雾、粉尘、可燃气体含量超标、有生疏人进入时，系统自动开启本地声光报警，并通过GPRS发送短信给远程手机用户，通过互联网发送信息给远程计算机用户7、照明掌握是指对室内全部电灯开关掌握和明暗调整。系统构造图如错误！未找到引用