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LGWL-PV6B型 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗平臺
品牌:理工偉業(yè) 咨詢(xún)電話(huà):010-82827827 82827835
一、平臺簡(jiǎn)介
LGWL-PV6B型 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗箱集成WiFi、Bluetooth、IEEE802.15.4、ZigBee等多種短距離無(wú)線(xiàn)通訊模塊,*大亮點(diǎn)是將6LowPAN(IPv6)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議移植到傳感網(wǎng)應用層中,與ZigBee傳感網(wǎng)使用的ZStack協(xié)議棧并存,共同支持雙協(xié)議棧,實(shí)現傳感器節點(diǎn)可唯一尋址。采用三星Cortex-A9 S5P4418四核處理器作為智能網(wǎng)關(guān),支持6LowPAN和ZStack雙協(xié)議解析,具有1GB內存、8GB大容量存儲空間、7寸電容觸摸顯示屏、豐富的外圍接口,可板載GPS定位、WIFI/BT二合一通訊、4G移動(dòng)通訊等多種模塊,內嵌Android、Linux雙系統,可一鍵切換。方便學(xué)校開(kāi)展各種傳感器及通訊知識的教授、嵌入式系統開(kāi)發(fā)和Android應用開(kāi)發(fā)。系統提供豐富的實(shí)驗例程和實(shí)驗手冊,能夠滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、微控制器原理、嵌入式系統開(kāi)發(fā)、Android移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)等課程的教學(xué)與實(shí)踐。
二、平臺功能
各個(gè)傳感器節點(diǎn)具有監測環(huán)境參數或設備驅動(dòng)控制的功能;
傳感器節點(diǎn)可組建WiFi、藍牙、IEEE802.15.4三種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)Contiki操作系統和IPv6協(xié)議,實(shí)現采樣數據的無(wú)線(xiàn)傳輸;
傳感器節點(diǎn)可組建ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳輸;
網(wǎng)關(guān)與節點(diǎn)具有CoAP應用協(xié)議通信的功能;
網(wǎng)關(guān)應用軟件通過(guò)CoAP服務(wù)和串口服務(wù),將WiFi、藍牙、IEEE802.15.4、以及ZigBee感控節點(diǎn)數據解析處理,在網(wǎng)關(guān)的Mesh拓撲圖中實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數據的上、下行走向;
網(wǎng)關(guān)應用軟件展示的傳感器節點(diǎn),可隨意拖動(dòng),不會(huì )影響網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構和數據流向。
可在拓撲圖中點(diǎn)擊任一種傳感器節點(diǎn),進(jìn)入下一級界面,查看當前傳感器節點(diǎn)的采樣數值、曲線(xiàn)形式展示,或控制設備開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
溫濕度節點(diǎn)采樣曲線(xiàn)展示
紅外對射傳感器的狀態(tài)監測
三、平臺特點(diǎn)
適合多種物聯(lián)網(wǎng)課程:可滿(mǎn)足智能傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、嵌入式系統、物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)等課程實(shí)驗。
多網(wǎng)融合:引入藍牙、WiFi、IEEE802.15.4多種組網(wǎng)方式,多網(wǎng)融合,統一采用IPv6協(xié)議標準,COAP應用通信協(xié)議;同時(shí)提供ZigBee組網(wǎng)。
身份唯一:WiFi、藍牙、IEEE802.15.4傳感器節點(diǎn)統一采用IPv6協(xié)議組網(wǎng)通信,具有唯一的網(wǎng)絡(luò )地址。
結構統一:藍牙、WiFi、IEEE802.15.4等節點(diǎn)統一采用Cortex-M3嵌入式處理器、Contiki操作系統和6Lowpan IPv6協(xié)議實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據傳輸。ZigBee節點(diǎn)采用CC2530同時(shí)擔當傳感器采集與無(wú)線(xiàn)通信。所有節點(diǎn)采用處理器模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊、傳感器模塊與底板統一插拔連接的形式,每個(gè)節點(diǎn)自帶OLED屏顯示網(wǎng)絡(luò )信息、組網(wǎng)狀態(tài)、以及傳感器采樣數值。結構如圖所示。
一鍵切換:網(wǎng)關(guān)支持Android和Linux雙系統,一次燒寫(xiě),一鍵切換,默認運行Android系統。減少燒寫(xiě)系統消耗的時(shí)間,方便不同興趣的用戶(hù)快速進(jìn)入開(kāi)發(fā)狀態(tài)。
拓撲展示:以拓撲圖形式展示節點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)服務(wù)的連接關(guān)系,實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數據的上行、下行走向。
四、課程實(shí)驗
4.1 單片機與傳感器
4.3 基于IPV6的Contiki多網(wǎng)融合實(shí)驗
六、技術(shù)指標
6.1 標配參數
七、選配模塊的參數
(一)NB-IoT溫濕度控制模塊(CC2530解決方案)
1.參數
由ZigBee通信模塊、NB-IoT通信模塊、插針?lè )绞脚c接口底板連接,NB-IoT通訊模塊背面有SIM卡插槽。采用CC2530芯片作微控制器,運行ZStack2007協(xié)議棧,通過(guò)AT命令配置NB-IoT模塊入網(wǎng)。
板載SHX溫濕度傳感器和LED燈。
通信方式:同時(shí)支持ZigBee組網(wǎng)傳輸、NB-IoT窄帶通信兩種方式。
供電電源:DC5V
2.實(shí)驗
NB-IoT實(shí)驗要求不少于5個(gè),包括NB-IoT模塊的AT指令配置測試實(shí)驗、NB-IoT溫濕度傳感器采集傳輸實(shí)驗、NB-IoT板載LED的遠程開(kāi)關(guān)控制實(shí)驗、NB-IoT云平臺后臺UDP開(kāi)發(fā)實(shí)驗、Web前端用戶(hù)登錄實(shí)驗等
(二)NB-IoT無(wú)線(xiàn)節點(diǎn)(STM32方案)
(1)具備N(xiāo)B-IOT低功耗無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的數據接入;
(2)射頻芯片:BC95 NB-IOT無(wú)線(xiàn)芯片,支持電信網(wǎng)絡(luò ),頻段:850MHz,支持3GPP Rel-13以及增強型AT指令;
(3)通信速率可達100kbps,靈敏度:-129dBm,+23dBm功率輸出;
(4)提供USB串口調試接口,標準SIM卡槽;
(5)主芯片:STM32F103,支持標準AT指令集;
(6)板載信號指示燈:電源、網(wǎng)絡(luò )、數據,兩路功能按鍵,兩路串口;
(7)板載USB調試串口, ARM仿真器接口;
(9)5組RJ12電話(huà)線(xiàn)接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口,包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線(xiàn)信號,可通過(guò)扁平電話(huà)線(xiàn)、扁平網(wǎng)線(xiàn)直接與實(shí)際工業(yè)傳感器或外設連接,進(jìn)行傳感器采集與執行器控制。
(三)LoRa傳感器節點(diǎn)
(1)具備LoRa低功耗無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的數據接入;
(2)采用嵌入式無(wú)線(xiàn)數傳模塊,LoRa擴頻調制技術(shù),工作頻率為 410-510MHz,高靈敏度:-144.1dBm,+20dBm功率輸出;
(3)支持FSK、GFSK、LoRa調制方式;
(4)傳輸距離:可視、開(kāi)闊,超遠通信距離5km傳輸;
(5)主芯片:STM32F103,支持標準AT指令集;
(6)板載信號指示燈:電源、網(wǎng)絡(luò )、數據,兩路功能按鍵,兩路串口;
(7)板載USB調試串口, ARM仿真器接口;
(8)5組RJ12電話(huà)線(xiàn)接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口,包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線(xiàn)信號,可通過(guò)扁平電話(huà)線(xiàn)、扁平網(wǎng)線(xiàn)直接與實(shí)際工業(yè)傳感器或外設連接,進(jìn)行傳感器采集與執行器控制。
關(guān)鍵詞: 數控車(chē)床 實(shí)訓設備 實(shí)訓裝置 教學(xué)儀器 教學(xué)設備 實(shí)驗設備 實(shí)訓臺 考核裝置 電工電子 實(shí)驗裝置 數控技術(shù) 實(shí)訓考核 技能實(shí)訓 數控系統 電氣控制 實(shí)訓鑒定 自控實(shí)訓 數控軟件 實(shí)驗系統 數控實(shí)訓 電氣技術(shù) 數控設備 數控銑床 高教設備 教學(xué)車(chē)床 職教設備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實(shí)驗 變頻調速
LGWL-PV6B型 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗箱集成WiFi、Bluetooth、IEEE802.15.4、ZigBee等多種短距離無(wú)線(xiàn)通訊模塊,*大亮點(diǎn)是將6LowPAN(IPv6)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議移植到傳感網(wǎng)應用層中,與ZigBee傳感網(wǎng)使用的ZStack協(xié)議棧并存,共同支持雙協(xié)議棧,實(shí)現傳感器節點(diǎn)可唯一尋址。采用三星Cortex-A9 S5P4418四核處理器作為智能網(wǎng)關(guān),支持6LowPAN和ZStack雙協(xié)議解析,具有1GB內存、8GB大容量存儲空間、7寸電容觸摸顯示屏、豐富的外圍接口,可板載GPS定位、WIFI/BT二合一通訊、4G移動(dòng)通訊等多種模塊,內嵌Android、Linux雙系統,可一鍵切換。方便學(xué)校開(kāi)展各種傳感器及通訊知識的教授、嵌入式系統開(kāi)發(fā)和Android應用開(kāi)發(fā)。系統提供豐富的實(shí)驗例程和實(shí)驗手冊,能夠滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、微控制器原理、嵌入式系統開(kāi)發(fā)、Android移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)等課程的教學(xué)與實(shí)踐。
各個(gè)傳感器節點(diǎn)具有監測環(huán)境參數或設備驅動(dòng)控制的功能;
傳感器節點(diǎn)可組建WiFi、藍牙、IEEE802.15.4三種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)Contiki操作系統和IPv6協(xié)議,實(shí)現采樣數據的無(wú)線(xiàn)傳輸;
傳感器節點(diǎn)可組建ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳輸;
網(wǎng)關(guān)與節點(diǎn)具有CoAP應用協(xié)議通信的功能;
網(wǎng)關(guān)應用軟件通過(guò)CoAP服務(wù)和串口服務(wù),將WiFi、藍牙、IEEE802.15.4、以及ZigBee感控節點(diǎn)數據解析處理,在網(wǎng)關(guān)的Mesh拓撲圖中實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數據的上、下行走向;
多網(wǎng)融合MeshTop圖 |
ZigBee組網(wǎng)拓撲圖 |
可在拓撲圖中點(diǎn)擊任一種傳感器節點(diǎn),進(jìn)入下一級界面,查看當前傳感器節點(diǎn)的采樣數值、曲線(xiàn)形式展示,或控制設備開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
溫濕度節點(diǎn)采樣曲線(xiàn)展示
紅外對射傳感器的狀態(tài)監測
適合多種物聯(lián)網(wǎng)課程:可滿(mǎn)足智能傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、嵌入式系統、物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)等課程實(shí)驗。
多網(wǎng)融合:引入藍牙、WiFi、IEEE802.15.4多種組網(wǎng)方式,多網(wǎng)融合,統一采用IPv6協(xié)議標準,COAP應用通信協(xié)議;同時(shí)提供ZigBee組網(wǎng)。
身份唯一:WiFi、藍牙、IEEE802.15.4傳感器節點(diǎn)統一采用IPv6協(xié)議組網(wǎng)通信,具有唯一的網(wǎng)絡(luò )地址。
結構統一:藍牙、WiFi、IEEE802.15.4等節點(diǎn)統一采用Cortex-M3嵌入式處理器、Contiki操作系統和6Lowpan IPv6協(xié)議實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據傳輸。ZigBee節點(diǎn)采用CC2530同時(shí)擔當傳感器采集與無(wú)線(xiàn)通信。所有節點(diǎn)采用處理器模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊、傳感器模塊與底板統一插拔連接的形式,每個(gè)節點(diǎn)自帶OLED屏顯示網(wǎng)絡(luò )信息、組網(wǎng)狀態(tài)、以及傳感器采樣數值。結構如圖所示。
實(shí)驗箱的組成結構示意圖
類(lèi)型豐富:支持溫濕度檢測、光強檢測、三軸加速度、煙霧檢測、熱釋紅外檢測、霍爾檢測、氣壓檢測、接近檢測、結露、超聲波、酒精檢測、繼電器控制、聲光控制、數碼管顯示等多種感控節點(diǎn)。一鍵切換:網(wǎng)關(guān)支持Android和Linux雙系統,一次燒寫(xiě),一鍵切換,默認運行Android系統。減少燒寫(xiě)系統消耗的時(shí)間,方便不同興趣的用戶(hù)快速進(jìn)入開(kāi)發(fā)狀態(tài)。
拓撲展示:以拓撲圖形式展示節點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)服務(wù)的連接關(guān)系,實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數據的上行、下行走向。
四、課程實(shí)驗
4.1 單片機與傳感器
實(shí)驗類(lèi)型 | 典型實(shí)驗名稱(chēng) | |
CC2530接口外設 |
實(shí)驗一、CC2530簡(jiǎn)介及開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建 實(shí)驗二、通用IO端口應用——控制LED燈點(diǎn)亮實(shí)驗 實(shí)驗三、通用IO端口應用——按鍵控制LED燈點(diǎn)亮實(shí)驗 實(shí)驗四、外部中斷應用——按鍵控制LED燈點(diǎn)亮實(shí)驗 |
實(shí)驗五、定時(shí)計數器T1應用——定時(shí)控制LED閃爍 實(shí)驗六、定時(shí)計數器T3應用——中斷控制LED閃爍實(shí)驗實(shí)驗七、串口的接收和發(fā)送實(shí)驗 實(shí)驗八、睡眠定時(shí)器的實(shí)驗 實(shí)驗九、看門(mén)狗實(shí)驗 |
CC2530傳感器 |
實(shí)驗一、光敏傳感器實(shí)驗 實(shí)驗二、結露傳感器實(shí)驗 實(shí)驗三、可燃氣體傳感器實(shí)驗 實(shí)驗四、溫濕度實(shí)驗 實(shí)驗五、光線(xiàn)實(shí)驗 |
實(shí)驗六、數字氣壓實(shí)驗 實(shí)驗七、三軸加速度傳感器實(shí)驗 實(shí)驗八、繼電器控制實(shí)驗 實(shí)驗九、LED蜂鳴器實(shí)驗 實(shí)驗十、火焰傳感器檢測 |
STM32微控制器接口外設 |
實(shí)驗一、Led閃爍控制實(shí)驗 實(shí)驗二、按鍵檢測實(shí)驗 實(shí)驗三、串口通信實(shí)驗 實(shí)驗四、systick延時(shí)實(shí)驗 實(shí)驗五、IIC OLED實(shí)驗 實(shí)驗六、RTC實(shí)驗 |
實(shí)驗七、IWDG獨立看門(mén)狗實(shí)驗 實(shí)驗八、WWDG窗口看門(mén)狗實(shí)驗 實(shí)驗九、定時(shí)器實(shí)驗 實(shí)驗十、STM32內部溫度傳感器實(shí)驗 實(shí)驗十一、STM32的DMA的實(shí)驗 |
STM32傳感器采集控制 |
實(shí)驗一、光敏傳感器實(shí)驗 實(shí)驗二、溫濕度傳感器實(shí)驗 實(shí)驗三、三軸加速度傳感器實(shí)驗 實(shí)驗四、霍爾檢測實(shí)驗 實(shí)驗五、紅外對射傳感器實(shí)驗 實(shí)驗六、煙霧傳感器實(shí)驗 |
實(shí)驗七、LED蜂鳴器傳感器實(shí)驗 實(shí)驗八、繼電器控制實(shí)驗 實(shí)驗九、雙數碼顯示實(shí)驗 實(shí)驗十、紅外接近傳感器檢測 實(shí)驗十一、大氣壓力傳感器檢測 實(shí)驗十二、結露傳感器檢測 |
4.2 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)實(shí)驗
實(shí)驗類(lèi)型 | 典型實(shí)驗名稱(chēng) | |
CC2530無(wú)線(xiàn)射頻通訊 |
實(shí)驗一、點(diǎn)對點(diǎn)通信實(shí)驗 實(shí)驗二、廣播通信實(shí)驗 實(shí)驗三、RSSI信號強度實(shí)驗 |
實(shí)驗四、空中信道監聽(tīng)實(shí)驗 實(shí)驗五、無(wú)線(xiàn)遙控實(shí)驗 |
ZStack協(xié)議棧 |
實(shí)驗一、ZStack協(xié)議棧工程解析 實(shí)驗二、多點(diǎn)自組網(wǎng) 實(shí)驗三、信息廣播/組播 實(shí)驗四、網(wǎng)絡(luò )拓撲實(shí)驗-星型網(wǎng) |
實(shí)驗五、網(wǎng)絡(luò )拓撲實(shí)驗-網(wǎng)狀網(wǎng) 實(shí)驗六、ZStack綁定實(shí)驗 實(shí)驗七、ZStack串口應用 實(shí)驗八、溫濕度傳感器采集傳輸 |
Wifi組網(wǎng) |
實(shí)驗一、WiFi AT命令配置實(shí)驗 實(shí)驗二、WiFi AT命令配置STA實(shí)驗 實(shí)驗三、WiFi AT命令配置AP實(shí)驗 實(shí)驗四、WiFi AT命令配置STA+AP實(shí)驗 |
實(shí)驗五、WiFi RSSI強度實(shí)驗 實(shí)驗六、WiFi STA客戶(hù)端模式實(shí)驗 實(shí)驗七、WiFi STA服務(wù)器模式實(shí)驗 實(shí)驗八、WiFi Socket編程通信實(shí)驗 |
藍牙組網(wǎng) |
實(shí)驗一、藍牙技術(shù)簡(jiǎn)介 實(shí)驗二、藍牙工作原理 實(shí)驗三、藍牙AT 指令簡(jiǎn)介 |
實(shí)驗四、藍牙模塊配置 實(shí)驗五、STM32配置藍牙透傳實(shí)驗 |
RPL802.15.4組網(wǎng) |
實(shí)驗一、CC2530模塊簡(jiǎn)介 實(shí)驗二、802.15.4協(xié)議簡(jiǎn)介 實(shí)驗三、SLIP協(xié)議簡(jiǎn)介 |
實(shí)驗四、PAN ID、CHANNEL簡(jiǎn)介 實(shí)驗五、CC2530模塊單體測試實(shí)驗 實(shí)驗六、CC2530模塊結合測試實(shí)驗 |
基于STM32的Contiki-IPv6移植實(shí)驗 |
實(shí)驗一、ContikiOS系統移植 實(shí)驗二、LED控制 實(shí)驗三、Contiki多線(xiàn)程 實(shí)驗四、Contiki進(jìn)程間通信 |
實(shí)驗五、按鍵位檢測 實(shí)驗六、定時(shí)器使用 實(shí)驗七、OLED顯示 |
基于IPv6的組網(wǎng)實(shí)驗 |
實(shí)驗一、Contiki網(wǎng)絡(luò )工程解析 實(shí)驗二、IPv6網(wǎng)關(guān)實(shí)驗 實(shí)驗三、WIFI 節點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗 實(shí)驗四、藍牙節點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗 |
實(shí)驗五、RPL802.15.4 IPv6組網(wǎng)實(shí)驗 實(shí)驗六、節點(diǎn)間IPv6-UDP通信實(shí)驗 實(shí)驗七、節點(diǎn)間IPv6-TCP通信實(shí)驗 |
4.4 IPv6網(wǎng)關(guān)綜合實(shí)驗
IPv6網(wǎng)關(guān)綜合實(shí)驗 |
實(shí)驗一、IPv6協(xié)議的多網(wǎng)融合框架 實(shí)驗二、傳感器FTBee數據通信協(xié)議 實(shí)驗三、基于UDP傳感器信息采集實(shí)驗 |
實(shí)驗四、基于COAP傳感器數據采集和設備控制實(shí)驗 實(shí)驗五、IPv6網(wǎng)絡(luò )拓撲綜合實(shí)驗 |
五、配置清單
序號 | 名稱(chēng) | 數量 | 備注 |
1 | Cortex-A9網(wǎng)關(guān) | 1 | |
2 | 網(wǎng)關(guān)IO基礎擴展板 | 1 | |
3 | 三路繼電器模塊 | 1 | |
4 | ZigBee協(xié)調器 | 1 | |
5 | IEEE802.15.4主機 | 1 | |
6 | Cortex-M3核心板(IPv6協(xié)議) | 9 | |
7 | CC2530主控底板 | 3 | |
8 | 藍牙通信模塊 | 3 | |
9 | WiFi通信模塊 | 3 | |
10 | IEEE802.15.4通信模塊 | 3 | |
11 | ZigBee通信模塊 | 3 | |
12 | 繼電器控制模塊 | 1 | |
13 | 紅外對射傳感器模塊 | 1 | |
14 | 煙霧傳感器模塊 | 1 | |
15 | 雙數碼管顯示控制模塊 | 1 | |
16 | 溫濕度傳感器模塊 | 1 | |
17 | 光敏傳感器模塊 | 1 | |
18 | LED蜂鳴器控制模塊 | 1 | |
19 | 霍爾傳感器模塊 | 1 | |
20 | 三軸加速度傳感器模塊 | 1 | |
21 | 紅外接近傳感器模塊 | 1 | |
22 | 大氣壓力傳感器模塊 | 1 | |
23 | 結露傳感器模塊 | 1 | |
24 | 智能網(wǎng)關(guān)Android網(wǎng)絡(luò )拓撲綜合軟件 | 1 | |
25 | 基于IPv6的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)綜合應用軟件 | 1 | |
26 | ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸應用軟件 | 1 | |
27 | DC5V3A開(kāi)關(guān)電源 | 1 | |
28 | 交叉串口線(xiàn) | 1 | |
29 | 交叉網(wǎng)線(xiàn) | 1 | |
30 | Mini USB數據線(xiàn) | 1 | |
31 | 方口USB同步線(xiàn) | 1 | |
32 | CC2530 Debugger調試器 | 1 | |
33 | TF卡讀寫(xiě)器 | 1 | |
34 | 8G TF card | 1 | |
35 | USB轉串口線(xiàn) | 1 | |
36 | J-link仿真器 | 1 | |
37 | 程序下載調試板V1.0 | 1 |
6.1 標配參數
貨物名稱(chēng) | 型號 | 指標參數 |
無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗箱 | LGWL-PV6B |
一、整體要求 1)能夠滿(mǎn)足單片機接口及應用、傳感器接口及應用、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、嵌入式操作系統開(kāi)發(fā)、嵌入式Linux應用開(kāi)發(fā)、Android移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)等課程要求。 2)能夠組建藍牙、WiFi、IEEE802.15.4、ZigBee四種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳輸; 3)能夠將藍牙、WiFi、IEEE802.15.4無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )經(jīng)IPV6協(xié)議、Zigbee節點(diǎn)經(jīng)ZStack協(xié)議融合在一個(gè)拓撲圖中,在界面上顯示藍牙、WiFi、RPL802.15.4、ZigBee等節點(diǎn)的傳感器數據或執行器狀態(tài),并實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示各個(gè)傳感器數據的上、下行走向; 4)要求藍牙、WiFi、IEEE802.15.4三種傳感器節點(diǎn)均具有唯一的IPv6地址,統一采用IPv6協(xié)議組包通信。 5)要求網(wǎng)關(guān)支持Linux、Android雙操作系統,支持一鍵燒寫(xiě)、一鍵切換。 6)要求在保證網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的前提下,能夠配置接入云服務(wù)平臺,并實(shí)現移動(dòng)端傳感器數據的采集顯示和執行器的遠程控制。 二、硬件資源 1.Cortex-A9網(wǎng)關(guān)(1個(gè)) 1)核心板資源: (1)CPU:Cortex-A9四核心的Samsung s5p4418,主頻1.4GHz; (2)GPU:MAIL-400,3D圖形加速 (3)內存: 1GB DDR3; (4)EMMC: 8GB; (5)核心板+底板設計:核心板加裝屏蔽罩,郵票孔方式與底板連接,抗干擾能力更強,比插針式更穩定可靠。要求引出核心板信號線(xiàn),不少于188PIN。 2)網(wǎng)關(guān)主板資源: (1)LCD接口:7寸IPS電容屏(16:9),分辨率1024×600; (2)USB接口:2路USB_HOST 2.0輸出,1路USB OTG; (3)Ethernet接口:核心板內置千兆IP,外加不超過(guò)3RMB的PHY芯片即可,支持10/100/1000M,RJ45接口; (4) 串口:2路3線(xiàn)RS232,1路TTL接口,1路RS485,1路Bluetooth; (5)CAN總線(xiàn)接口:1路; (6)RS485總線(xiàn)接口:1路; (7)HDMI 接口:HDMI1.4a,*大支持1920*1080高清數字輸出; (8)LVDS液晶屏接口:?jiǎn)瓮ǖ溃?大支持1920*1080; (9)攝像頭接口:1路CMOS并行接口,*大支持800萬(wàn)像素; (10)AV接口:1路模擬視頻母口輸入; (11)外部存儲擴展接口:SD卡、TF卡接口; (12)音頻接口: 1路MIC輸入,1路1. 8w喇叭; (13)按鍵:1個(gè)復位按鍵、1個(gè)休眠喚醒按鍵,2個(gè)音量鍵; (14) 藍牙WiFi:板載藍牙WiFi二合一模塊; (15)Mini PCIe接口:標準可插入4G通信模模塊; (16)24Pins應用擴展接口:用于處理器外設接口擴展功能,包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8個(gè)GPIO,5V電源。 2.網(wǎng)關(guān)IO基礎擴展板(1個(gè)) 由網(wǎng)關(guān)直接驅動(dòng)。采用HC595串入并出特點(diǎn),使用較少I(mǎi)O擴展更多功能,默認地址0x01。1路可調電位器模擬AD采樣通道,1路PWM驅動(dòng)的蜂鳴器,5個(gè)觸摸按鍵,5個(gè)LED指示燈。 3.三路繼電器擴展板(1個(gè)) 由網(wǎng)關(guān)直接驅動(dòng)。采用HC595串入并出特點(diǎn),使用較少I(mǎi)O擴展更多功能,默認地址0x10。 可控制3路繼電器,線(xiàn)圈機械式觸點(diǎn),1個(gè)常開(kāi),1個(gè)常閉,*大負載10A/277V AC。 4. ZigBee協(xié)調器(1個(gè)) 與網(wǎng)關(guān)的TTL UART連接。采用CC2530單片機外設接口、射頻通信與ZStack協(xié)議棧的方案,具備Zigbee建網(wǎng)功能,具有2個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2個(gè)功能按鍵,提供傳感器模塊接口、RS232接口、調試下載接口。 5. IEEE802.15.4主機(1個(gè)) 與網(wǎng)關(guān)的TTL UART連接。采用CC2530射頻功能與802.15.4的從機組建射頻網(wǎng)絡(luò ),接收從機信息,向從機發(fā)送命令。具有2個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2個(gè)功能按鍵,提供傳感器模塊接口、RS232接口、調試下載接口。 6.無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)通信節點(diǎn)(12個(gè)) 1)微控制器主板硬件資源 (1)Cortex-M3核心主板(9個(gè)) 處理器基于A(yíng)RM Cortex-M3核心的STM32F103,*高主頻72Mhz,內部Flash 256KB,RAM 48KB。 具有1個(gè)0.96寸OLED屏,能夠顯示MAC地址、上下級關(guān)系、傳感器數據、網(wǎng)絡(luò )信息等。 具有4個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2個(gè)功能按鍵、1個(gè)JTAG調試接口、1個(gè)24PIN的無(wú)線(xiàn)射頻接口,1組20*2PIN傳感器接口; 標配ARM仿真器、串口下載仿真調試轉接板。 運行IPv6協(xié)議棧實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信的功能。 (2)CC2530核心主板(3個(gè)) 處理器基于CC2530F256,具有2個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無(wú)線(xiàn)傳輸指示燈,2個(gè)功能按鍵、1個(gè)JTAG調試接口、1個(gè)24PIN的無(wú)線(xiàn)射頻接口,1組20*2PIN傳感器接口; 標配下載仿真器。 2)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)通信模塊 (1)藍牙通信模塊(3個(gè)):采用UART接口的內置協(xié)議棧方案,設置從機模式,與主機配對后,將微控制器采樣數據傳輸給主機。 (2)WiFi通信模塊(3個(gè)):采用UART接口的內置TCP/UDP/HTTP協(xié)議棧方案,支持設置為AP、STA的工作模式,與網(wǎng)關(guān)通信后,將微控制器采樣數據傳送給主機,或者接收主機的控制命令控制執行器。 (3)IEEE802.15.4通信模塊(3個(gè)):基于CC2530射頻組網(wǎng)通信方案,與邊界路由器組網(wǎng),實(shí)現傳感器數據的雙向交互。 (4)ZigBee通信模塊(3個(gè)):基于CC2530+ZStack協(xié)議棧組網(wǎng)通信方案,與Zigbee協(xié)調器組網(wǎng),實(shí)現傳感器數據的雙向交互。 3)傳感器通信模塊(12個(gè)) 接口至少包含GPIO/IIC/SPI/PWM/電源/地等信號。 兼容紅外接近開(kāi)關(guān)、可燃氣體傳感器、繼電器控制、雙位數碼管顯示、溫濕度傳感器、光敏傳感器、LEDBEEP聲光執行器、霍爾傳感器、三軸加速度傳感器、紅外對射傳感器、數字氣壓傳感器、凝露傳感器等??芍苯咏拥街靼鍌鞲衅鹘涌诎迳?,提供各類(lèi)傳感器接口板的原理圖和技術(shù)手冊。 三、軟件資源 1.嵌入式操作系統: 網(wǎng)關(guān)處理器支持Linux3.4、Android4.4、QT4.8或更高版本,節點(diǎn)支持Contiki2.7、Z-Stack2007,提供板載所有硬件接口及應用模塊的驅動(dòng)和應用測試,開(kāi)放源碼。 2. 網(wǎng)關(guān)操作系統燒寫(xiě): 提供Windows下一鍵刷機軟件,選擇需要更新的鏡像文件,可通過(guò)SD卡脫離PC機一鍵燒寫(xiě),也可通過(guò)USB線(xiàn)纜刷機,支持Uboot參數修改配置。系統支持一鍵燒寫(xiě)雙系統Android和Linux,可一鍵切換。 3.支持嵌入式開(kāi)發(fā)所必須的功能: 4G語(yǔ)音通話(huà)、短信、上網(wǎng),音頻錄放音功能,WIFI(支持AP熱點(diǎn))、Ethernet上網(wǎng)功能,無(wú)線(xiàn)藍牙功能,模擬/數字攝像頭拍照、錄像功能,模擬攝像頭信號接入, GPS/北斗位置導航服務(wù),HDMI音視頻輸出(支持1080P)。 4.無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)多網(wǎng)融合拓撲展示應用軟件的功能: 能夠將藍牙、wifi、IEEE802.15.4、ZigBee不同的傳輸方式,由網(wǎng)關(guān)解析后以拓撲圖的形式在界面上展示,并為上層應用提供統一的JSON數據格式。 網(wǎng)關(guān)界面可顯示傳感器采集的數據、執行器的狀態(tài),顯示傳感器節點(diǎn)的IPv6地址,能夠隨意拖動(dòng)傳感器,而不改變網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構; 點(diǎn)擊網(wǎng)關(guān)上傳感器節點(diǎn)圖標,可進(jìn)入二級界面查看傳感器的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)走勢,或手動(dòng)控制執行器的開(kāi)關(guān)。 具體包括:傳感器信息采集資源驅動(dòng)實(shí)現,控制傳感器動(dòng)作資源驅動(dòng)實(shí)現,拓撲綜合應用程序信息采集圖標的實(shí)現; ★支持IPv6和ZStack2007雙協(xié)議棧數據解析。 開(kāi)發(fā)環(huán)境:Android Studio 5.ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)綜合應用軟件的功能: 具有傳感器采集、執行器驅動(dòng)控制、自組網(wǎng)無(wú)線(xiàn)數據傳輸等功能。 提供基于Z-STACK2007協(xié)議棧的數據采集傳輸程序源碼V2.4.2以上版本。 開(kāi)發(fā)環(huán)境: IAR Embedded Workbench V7.60 for 8051 6.基于IPv6的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)綜合應用軟件的功能: 具有傳感器采集、執行器控制,內置Contiki2.7操作系統,兼容IPv6協(xié)議棧實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信的功能; 兼容藍牙、WIFI、IEEE802.15.4三種通訊模塊的驅動(dòng)和傳輸。 開(kāi)發(fā)環(huán)境: IAR Embedded Workbench V7.60 for ARM 四、課程實(shí)驗要求 1.STM32微控制器接口應用基礎實(shí)驗不少于11個(gè):LED燈控、外部中斷按鍵檢測、串口實(shí)驗、systick延時(shí)實(shí)驗、IIC屏顯示字符串實(shí)驗、RTC實(shí)驗、獨立看門(mén)狗實(shí)驗、定時(shí)器實(shí)驗、內部溫度采集實(shí)驗、DMA實(shí)驗。 2.基于STM32的傳感器采集控制實(shí)驗不少于12個(gè):光敏傳感器實(shí)驗、溫濕度傳感器實(shí)驗、三軸加速度傳感器實(shí)驗、霍爾檢測實(shí)驗、紅外對射傳感器實(shí)驗、煙霧傳感器實(shí)驗、LED蜂鳴器傳感器實(shí)驗、繼電器控制實(shí)驗、雙數碼顯示實(shí)驗、紅外接近傳感器檢測、大氣壓力傳感器檢測、結露傳感器檢測。 3.藍牙傳感網(wǎng)實(shí)驗不少于4個(gè):環(huán)境搭建實(shí)驗、藍牙透傳實(shí)驗、藍牙無(wú)線(xiàn)點(diǎn)燈實(shí)驗、藍牙傳感器采集與控制實(shí)驗。 4.WiFi傳感網(wǎng)實(shí)驗不少于6個(gè):環(huán)境搭建實(shí)驗、WiFi AT命令測試實(shí)驗、WiFi STA客戶(hù)端實(shí)驗、WiFi STA服務(wù)器實(shí)驗、WiFi無(wú)線(xiàn)通信實(shí)驗、WiFi傳感器采集與控制實(shí)驗。 5.IEEE802.15.4組網(wǎng)實(shí)驗不少于3個(gè):802.15.4協(xié)議簡(jiǎn)介、SLIP協(xié)議簡(jiǎn)介、PAN ID與CHANNEL簡(jiǎn)介、CC2530模塊單體測試實(shí)驗、CC2530模塊結合測試實(shí)驗。 6.CC2530射頻通信實(shí)驗不少于5個(gè):點(diǎn)對點(diǎn)通信、廣播通信、RSSI信號強度、空中信道監聽(tīng)、無(wú)線(xiàn)遙控。 7.ZSTACK協(xié)議棧組網(wǎng)實(shí)驗不少于9個(gè):ZSTACK協(xié)議棧簡(jiǎn)介、ZStack協(xié)議棧工程解析、多點(diǎn)自組網(wǎng)、信息廣播/組播、網(wǎng)絡(luò )拓撲星型網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )拓撲樹(shù)型網(wǎng)、ZSTACK綁定、ZSTACK串口、ZSTACK溫濕度采集傳輸實(shí)驗、ZSTACK聲光傳輸控制實(shí)驗。 8.基于STM32的Contiki操作系統移植實(shí)驗不少于7個(gè): ContikiOS系統移植、LED控制、Contiki多線(xiàn)程、Contiki進(jìn)程間通信、按鍵位檢測、定時(shí)器使用、OLED顯示。 9.IPv6多網(wǎng)融合實(shí)驗不少于7個(gè): Contiki網(wǎng)絡(luò )工程解析、IPv6網(wǎng)關(guān)實(shí)驗、WIFI 節點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗、藍牙節點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗、RPL802.15.4 IPv6組網(wǎng)實(shí)驗、節點(diǎn)間IPv6-UDP通信實(shí)驗、節點(diǎn)間IPv6-TCP通信實(shí)驗。 10.IPv6網(wǎng)關(guān)綜合實(shí)驗不少于5個(gè): IPv6協(xié)議的多網(wǎng)融合框架、傳感器FTBee數據通信協(xié)議、基于UDP傳感器信息采集實(shí)驗、基于COAP傳感器數據采集和設備控制實(shí)驗、IPv6網(wǎng)絡(luò )拓撲綜合實(shí)驗。 |
(一)NB-IoT溫濕度控制模塊(CC2530解決方案)
1.參數
由ZigBee通信模塊、NB-IoT通信模塊、插針?lè )绞脚c接口底板連接,NB-IoT通訊模塊背面有SIM卡插槽。采用CC2530芯片作微控制器,運行ZStack2007協(xié)議棧,通過(guò)AT命令配置NB-IoT模塊入網(wǎng)。
板載SHX溫濕度傳感器和LED燈。
通信方式:同時(shí)支持ZigBee組網(wǎng)傳輸、NB-IoT窄帶通信兩種方式。
供電電源:DC5V
2.實(shí)驗
NB-IoT實(shí)驗要求不少于5個(gè),包括NB-IoT模塊的AT指令配置測試實(shí)驗、NB-IoT溫濕度傳感器采集傳輸實(shí)驗、NB-IoT板載LED的遠程開(kāi)關(guān)控制實(shí)驗、NB-IoT云平臺后臺UDP開(kāi)發(fā)實(shí)驗、Web前端用戶(hù)登錄實(shí)驗等
(二)NB-IoT無(wú)線(xiàn)節點(diǎn)(STM32方案)
(1)具備N(xiāo)B-IOT低功耗無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的數據接入;
(2)射頻芯片:BC95 NB-IOT無(wú)線(xiàn)芯片,支持電信網(wǎng)絡(luò ),頻段:850MHz,支持3GPP Rel-13以及增強型AT指令;
(3)通信速率可達100kbps,靈敏度:-129dBm,+23dBm功率輸出;
(4)提供USB串口調試接口,標準SIM卡槽;
(5)主芯片:STM32F103,支持標準AT指令集;
(6)板載信號指示燈:電源、網(wǎng)絡(luò )、數據,兩路功能按鍵,兩路串口;
(7)板載USB調試串口, ARM仿真器接口;
(9)5組RJ12電話(huà)線(xiàn)接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口,包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線(xiàn)信號,可通過(guò)扁平電話(huà)線(xiàn)、扁平網(wǎng)線(xiàn)直接與實(shí)際工業(yè)傳感器或外設連接,進(jìn)行傳感器采集與執行器控制。
(三)LoRa傳感器節點(diǎn)
(1)具備LoRa低功耗無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的數據接入;
(2)采用嵌入式無(wú)線(xiàn)數傳模塊,LoRa擴頻調制技術(shù),工作頻率為 410-510MHz,高靈敏度:-144.1dBm,+20dBm功率輸出;
(3)支持FSK、GFSK、LoRa調制方式;
(4)傳輸距離:可視、開(kāi)闊,超遠通信距離5km傳輸;
(5)主芯片:STM32F103,支持標準AT指令集;
(6)板載信號指示燈:電源、網(wǎng)絡(luò )、數據,兩路功能按鍵,兩路串口;
(7)板載USB調試串口, ARM仿真器接口;
(8)5組RJ12電話(huà)線(xiàn)接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口,包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線(xiàn)信號,可通過(guò)扁平電話(huà)線(xiàn)、扁平網(wǎng)線(xiàn)直接與實(shí)際工業(yè)傳感器或外設連接,進(jìn)行傳感器采集與執行器控制。