物联网教学、实训及创新综合实验室方案21

第1页共21页物联网教学、实训及创新综合实验室方案第2页共21页一、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数量均可调2实训平台物联网智能家居3项目创新物联网-智能温室控制实训系统4物联网-智能车辆管理系统总计物联网综合实验室【学生实训实验室】智能家居实训系统演示及创新实训可完成实验120个【无线传感网络实验室】物联网教学实验开发系统（教学与科研共用）包含12个基点，并且包含控制节点及语音节点教师科研项目：*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、校区车辆管理、智能家居管理系统）；*物联网教学及实验方向研究与应用。学生实验项目：*合计可以完成实验项目200余个，涵盖单片机、嵌入式、传感器、电机控制、无线网络等5大方面，同时可以开展相关创新项目研究。【物联网项目实战】智能温室控制实训系统智能车辆管理系统组建项目兴趣小组，提高学生做项目的实战能力第3页共21页(二)物联网综合实验室---学生创新实训实验室方案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。一、实验箱硬件部分：1)设备结构：箱式，共两层，上层为传感器节点，下层为仿真器、传感器、下载器、电池盒和备用节点等配件，便于收纳管理，箱体采用模块化设计，母板上有12个节点，每个节点都是可插拔的，节点插在箱体上时便于学生做实验，与主板分离后便于教师科研；2)箱体采用220V交流电源直接供电，箱体内部采用衡孚开关电源给节点供电，有较好的供电稳定性；箱体预留12个以上节点插槽并可以给节点供电；箱体预留网关插槽并能给网关供电；3）zigbee核心板12块（可与主板分离单独使用）4）zigbee主板12块（可与主板分离单独使用,每个节点可以单独供电，并配有供电设备）第4页共21页5）USB调试器1个6)★实验设备管理功能：内置RFID读写卡器及标签，进行贵重实验设备管理，实验结束后，实验箱可自动检测实验器材是否整理完毕，如有重要器件缺失，实验箱语音播报缺失器件的名称，提醒学生把器件整理好。7）①节点标配12个，其中有一个路由器、一个协调器、一个控制节点加9个传感器节点。②传感器节点种类如下：★⑴语音识别传感器节点(采用SPCE061a语音专用识别芯片、特定人语音识别、可识别5条语音指令，并可作为输出节点有语音播报功能)；⑵温湿度传感器节点；⑶雨滴传感器节点；⑷烟雾传感器节点；⑸气体传感器节点；⑹红外测距节点；⑺热湿红外传感器节点；⑻光照传感器节点；⑼火焰传感器节点⑽温度传感器；⑾灰尘传感器；⑿LED按键节点8）嵌入式网关1套SAMSINGS3C2440，主频400Mhz~533Mhz7寸TFT真彩触摸屏1块、内存：SDRAM64M字节、NORFlash：8Mbyte、NANDFlash：64M字节、NorFlsahNanFlash通过跳线两种方式启动二、实验箱软件部分：1）★包含IDE正版开发环境的系统2）★语音节点开发环境unspIDEv2.4.03）★一键还原功能软件：学生做完实验后，可一键恢复实验箱的初始状态，不影响下一批学生做实验。4）★远程实验教学管理软件：实验箱联网后，老师可通过教师机查看实验箱的状态（实验器材整理情况），检查学生做实验的结果。5）嵌入式网关软件（linux2.6的操作系统软件、Bootloadervivi（支持USB烧写）、Kernellinux2.6.29、RootfsBusybox-1.15.1）；三、实验部分（详细见表一、表二）：基于CC2430基础硬件实验13个、基于CC2430并配备传感器的传感器实验7个、Zigbee2006协议栈基础实验8个、基于CC2430的无线网络实验5个、基于CC2430的无线传感器网络综合实验1个、ZigBee开发环境实验1个、ZigBee网络实验13个、嵌入式网关基础实验1个、Qt开发实验13个、网页开发实验13个四、嵌入式网关详细参数：1.SAMSINGS3C2440，主频400Mhz~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（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USB1.1HOST接口13.1个USB1.1Device接口；14.1个音频接口，立体声音频输出接口/音频输入接口第5页共21页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）；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.SPII2C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，方便扩展五、提供2本实验指导书：（实验内容丰富）实验指导书一（表一）：第一部分CC2430基础硬件实验实验三热释红外传感器实验实验一熟悉IAR集成开发环境下C程序的编写第三部分ZigBee2006操作系统基础实验实验二I/O端口输出实验实验一任务建立实验实验三I/O端口输入实验实验二光照度传感器驱动添加实验实验四定时器计时实验实验三热释红外传感器驱动添加实验实验五PWM脉宽调制实验实验四温湿度传感器驱动添加实验实验六A/D转换实验第四部分ZigBee2006协议栈基础实验实验七单片机之间串口通信实验实验一ZStack点对点通信实验实验八单片机与PC机串口通信实验实验二ZStack广播通信实验实验九DMA控制器实验实验三ZStack星状网络实验实验十无线通信实验实验四ZStack树状网络实验实验十一外部中断实验实验五ZStack网状网络实验实验十二定时器中断实验第五部分嵌入式网关实验实验十三系统睡眠与唤醒实验实验一Linux环境下WiFi接入实验实验十四看门狗实验实验二Linux环境下http服务器搭建实验实验十五FLSH读写实验实验三互联网远程控制及信息查询实验实验十六数字时钟实验实验四Linux环境下GPRS接入实验第二部分基于CC2430的传感器实验实验五GPRS网络远程控制及数据访问实验实验一温湿度传感器实验第六部分物联网综合实验实验二光照度传感器实验实验一物联网智能温室控制系统开发实验指导书二（表二）：第一部分ZigBee开发环境实验1个实验五光照度数据显示实验熟悉IAR集成开发环境下C程序的编写实验六雨滴传感器数据显示实验第6页共21页第二部分ZigBee网络实验13个实验七红外测距传感器数据显示实验实验一ZigBee星状网络实验实验八烟雾传感器数据显示实验实验二热释红外传感器数据通信实验实验九气体传感器数据显示实验实验三温湿度传感器数据通信实验实验十语音传感器数据显示实验实验四光照度数据通信实验实验十一火焰传感器数据显示实验实验五雨滴传感器数据通信实验实验十二控制实验实验六红外测距传感器数据通信实验实验十三物联网综合实验一实验七烟雾传感器数据通信实验第五部分网页开发实验13个实验八气体传感器数据通信实验实验一嵌入式Web服务器开发实验实验九语音传感器数据通信实验实验二ZigBee网络拓扑结构显示实验实验十火焰传感器数据通信实验实验三安防信息显示实验实验十一控制信息通信实验实验四温湿度数据显示实验实验十二串口通讯实验实验五光照度数据显示实验实验十三ZigBee树状网络实验实验六雨滴传感器数据显示实验第三部分嵌入式网关基础实验1个实验七红外测距传感器数据显示实验实验一嵌入式开发环境搭建实验实验八烟雾传感器数据显示实验第四部分Qt开发实验13个实验九气体传感器数据显示实验实验一Qt的环境搭建和使用实验十语音传感器数据显示实验实验二ZigBee网络拓扑结构显示实验实验十一火焰传感器数据显示实验实验三安防信息显示实验实验十二控制实验实验四温湿度数据显示实验实验十三物联网综合实验二六、挂牌：与国际知名IC企业共同挂牌七、师资培训：提供免费物联网师资培训2名，为期40课时，工程师可以上门进行培训，人数不限八、校企合作：1）公司对学校的学生竞赛提供技术支持，共同培养学生的创新动手能力，公司招聘，优先考虑合作院校。2）企业支持老师的科研，在科研方面提供项目、技术支持，从而公司和老师互相学习共同进步。3）企业免费提供学生讲座。第7页共21页2、物联网智能家居(型号：SP-WSNCE14A)建议配2套,实训及演示使用箱体规格参数：重量：65kg~70kg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处理器：S3C244032位533MHZSDRAM：64MbyteFLASH：64Mbyte以太网：10/100MEthernetcontroller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：S3C244032位533MHZSDRAM：64MbyteFLASH：64Mbyte第8页共21页以太网：10/100MEthernetcontroller输入接口：MIC接口，JTAG接口，1个RS232接口，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：SPCE061A16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★提供正版IDE开发环境★语音识别函数库一套；操作系统：Linux2.6.29Bootloader：u_Boot文件系统：支持yaffscramfsramfsvfatjffs2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