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LGDZ-GN01型 電子多功能實(shí)訓臺
品牌:理工偉業(yè) 咨詢(xún)電話(huà):010-82827827 82827835
一、總體要求:
1、融合多MCU核心,包括嵌入式網(wǎng)關(guān)Cortex-A9核心的S5P4418平臺、M4異構網(wǎng)絡(luò )匯集網(wǎng)關(guān)、M3嵌入式基礎采集/控制實(shí)訓單元、M3工業(yè)級嵌入式采集/控制實(shí)訓單元(配套1:1實(shí)物建模3D虛擬仿真平臺資源)、51單片機基礎采集/控制實(shí)訓單元。涵蓋基礎顯示、數據采集傳感器單元(嵌入式傳感器及控制執行模塊)、工業(yè)級傳感執行器(工業(yè)級標準傳感器配套3D虛擬仿真平臺資源)、無(wú)線(xiàn)傳感單元(Zigbee、WIFI、藍牙、LORA、NB-IOT無(wú)線(xiàn)通信模組)、射頻識別單元(低頻、高頻、超高頻、有源2.4G射頻識別模塊)。涵蓋全面的教學(xué)資源,實(shí)訓平臺滿(mǎn)足單片機原理、嵌入式系統及應用、嵌入式CORTEX-A系列系統與應用、嵌入式Linux系統管理與移植、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)技術(shù)、單片機原理課程設計、嵌入式系統課程設計等10多門(mén)關(guān)鍵技術(shù)課程的實(shí)驗、實(shí)訓、課程設計及畢業(yè)設計。
2、實(shí)訓平臺與以上主體設備模塊采用非固定式磁性吸合連接方式,平臺采用磁吸附固定,方便快速更換,靈活拆分;嵌入式中間件、M3嵌入式基礎采集/控制實(shí)訓單元、51單片機基礎采集/控制實(shí)訓單元主控模塊預留標準的IO通信及供電等標準接口,可以結合實(shí)訓模塊、組件、線(xiàn)材、接插件等硬件,配合軟件資源,從零開(kāi)始,逐步升級,自由設計并完成各種類(lèi)型的單片機、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、射頻識別、嵌入式等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實(shí)訓及應用項目,靈活開(kāi)展獨立模塊化實(shí)驗教學(xué)與項目式案例教學(xué)任務(wù)。
3、配套嵌入式3D虛擬仿真軟件,軟件與真實(shí)實(shí)驗設備及配套課程完全一致。軟件使用C/S+B/S架構,支持真實(shí)數據和虛擬數據互聯(lián)互通,虛擬仿真平臺能夠通過(guò)MQTT協(xié)議連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺,實(shí)現虛擬仿真傳感器數據采集及顯示(餅狀圖、柱狀圖、歷史數據),云平臺可對虛擬仿真執行器下行聯(lián)動(dòng)控制。
4、配套嵌入式3D仿真平臺需具備Web端教學(xué)管理功能、教師管理、評測中心、學(xué)生端、班級管理、理論教學(xué)、仿真教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、生成實(shí)訓報告等功能。教師登錄賬戶(hù)后,可在“評測中心”發(fā)布實(shí)驗任務(wù)給學(xué)生端,學(xué)生端在登錄后,可看到相關(guān)提示,學(xué)生完成實(shí)驗任務(wù)生成實(shí)驗報告后上傳到web管理系統,教師接收學(xué)生端實(shí)驗數據及報告(包含實(shí)驗目的、實(shí)驗器材、實(shí)驗內容、實(shí)驗步驟、評分、步驟記錄),支持通過(guò)打印機直接打印。
二、嵌入式核心控制模塊/中間件:
1、Cortex-A9嵌入式網(wǎng)關(guān):平臺搭載了以Cortex-A9核心的Samsung S5P4418處理器最小系統板、10.1英寸電容觸摸屏;平臺搭載HDMI/MIPI/USB Host/USB OT/UART/I2C/SPI/PWM/ADC/JTAG等外設擴展接?,支持學(xué)生在嵌入式操作系統Linux方面的知識水平和應用能力訓練與測試(如BootLoader、Kernel、文件系統的移植編譯與燒寫(xiě),操作系統內核驅動(dòng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的開(kāi)發(fā),嵌入式圖形界面QT技術(shù)應用開(kāi)發(fā)),以嵌入式外設傳感器、執行器作為接口,實(shí)現硬件系統搭建、驅動(dòng)開(kāi)發(fā)、應用測試及環(huán)境監測、智能安防、智能門(mén)禁等系統應用開(kāi)發(fā),促進(jìn)其提升嵌入式系統開(kāi)發(fā)思維與實(shí)際場(chǎng)景應用能力。
2、M4異構網(wǎng)絡(luò )匯集網(wǎng)關(guān):核心MCU采用32位微控制STM32F429,主頻180MHz,集成1024KB FLASH存儲器,256KB SRAM;搭載3.5寸TFT觸摸顯示屏,板載SWD實(shí)時(shí)仿真接口,支持單步、斷點(diǎn)等實(shí)時(shí)仿真;預留4個(gè)通用無(wú)線(xiàn)模塊接口;CPU的控制管腳及功能腳引出用于拓展接入各種外設模塊,含有豐富的外設資源:TTL串口、232串口、USB轉串口、12V5V3.3V電源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等,便于開(kāi)展嵌入式基礎實(shí)驗教學(xué)內容;支持ZIGBEE、WIFI、藍牙、LORA、433等無(wú)線(xiàn)模塊,可匯聚多種異構網(wǎng)絡(luò )。
3、M3嵌入式基礎采集/控制實(shí)訓單元:核心板配備Cortex-M3級別處理器,板載SWD實(shí)時(shí)仿真接口,支持單步、斷點(diǎn)等實(shí)時(shí)仿真?;A板板載LED流水燈、LCD1602液晶顯示屏、紅外接收器、溫濕度傳感器、超聲波傳感器、ADC可調旋鈕、觸摸按鍵等開(kāi)發(fā)資源,以及1個(gè)無(wú)線(xiàn)模塊接口,支持ZIGBEE、WIFI、LORA、藍牙、433M、NBIOT等無(wú)線(xiàn)模塊。板載20個(gè)香蕉插座,包含12V5V3.3V電源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等。
4、M3工業(yè)級嵌入式采集/控制實(shí)訓單元:配備Cortex-M3級別處理器,3.5寸TFT觸摸顯示屏(480*320分辨率),可提供良好的人機交互界面;矩陣鍵盤(pán);對外提供485、CAN、ADC、SPI、PWM、GPIO、UART、IIC等多種接口,支持多種傳感器;通用雙排防反插接口,ZigBee,WiFi,LoRa等無(wú)線(xiàn)模塊可自由切換;可配合3D虛擬仿真軟件完成實(shí)訓,與物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺中的智能農業(yè)、智能家居、智能門(mén)禁、智能安防、智慧氣象等系統的實(shí)驗環(huán)節中所使用智能硬件硬件接口、通信協(xié)議完全一致。
5、51單片機基礎采集/控制實(shí)訓單元:內嵌8051CPU,采用國產(chǎn)STC MCU,超高速32位8051內核(1T),比傳統8051快70倍以上,集成128KB FLASH存儲器,12KB SRAM,外擴4Mbit SPI NOR FLASH, 256Kbit IIC EEPROM,板載USB TYPE-C接口,支持硬件USB直接下載用戶(hù)程序;板載SWD實(shí)時(shí)仿真接口,支持STC-USB Link1D工具模塊,支持單步、斷點(diǎn)等實(shí)時(shí)仿真;板載LED流水燈、LCD1602液晶顯示屏、紅外接收器、溫濕度傳感器、超聲波傳感器、ADC可調旋鈕、觸摸按鍵等開(kāi)發(fā)資源;板載1個(gè)無(wú)線(xiàn)模塊接口,支持ZIGBEE、WIFI、LORA、藍牙、433M、NBIOT等無(wú)線(xiàn)模塊;板載20個(gè)香蕉插座,包含12V5V3.3V電源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等。
三、嵌入式基礎無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )模組:
1、Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊x3:采用TI CC2530F256RHAR微處理器,256KB Flash,8KB RAM,2.4GHz(IEEE802.15.4)。
2、WIFI無(wú)線(xiàn)通信模塊x2:核心處理器采用MCUESP8266,主頻支持80或160 MHz,支持RTOS,集成 Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/ LNA單元。
3、藍牙無(wú)線(xiàn)通信模塊x2:基于TI CC2541低功耗藍牙 SOC 芯片,核心處理器CC2541F256RHAR;256KB Flash,8KB RAM。
4、LORA無(wú)線(xiàn)通信模塊x2:低頻半雙工支持點(diǎn)對點(diǎn)通訊協(xié)議的Lora模組,工作頻段398~525MHz;發(fā)射功率 10dBm ~22dBm;靈敏度 -140dBm@0.268Kbps;傳輸距離可達5km。
5、NB-IOT無(wú)線(xiàn)通信模塊x1:高性能、低功耗的多頻段NB-IoT無(wú)線(xiàn)通信模塊,支持B1/B3/B8/B5/B20/B28頻段;支持3GPP TS和Quectel增強型AT指令,內嵌網(wǎng)絡(luò )服務(wù)協(xié)議棧。
四、嵌入式基礎射頻識別模塊
1、125K 低頻RFID模塊:采用125K 低頻RFID模塊,獨立MCU可編程;通訊速率:9600波特率;讀寫(xiě)距離:1~2cm。
2、13.56M 高頻RFID模塊:采用高頻NFC芯片;工作頻率為13.56MHz;板載PCB印制板天線(xiàn);支持ISO14443A/B協(xié)議,支持標準非接觸s50卡、s70卡、身份證讀取。
3、900M超高頻RFID模塊:采用UHF-R200超高頻模塊,模塊化的接口設計增強超高頻RFID的抗干擾性;板載3DB陶瓷天線(xiàn),讀卡距離大于10cm;發(fā)射功率-13~10 dBm可調;支持51單片機、Arduino單片機、M3、M4核心板互聯(lián)通信。
4、有源2.4G射頻識別模塊:無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片nRF24LE01;內置硬件鏈路層;增強型ShockBurst功能;自動(dòng)應答及自動(dòng)重發(fā)功能;地址及CRC檢驗功能。
五、嵌入式基礎感知實(shí)驗單元:
1、傳感器數據采集板:溫濕度傳感器、光照傳感器、PM2.5傳感器、光電傳感器、震動(dòng)傳感器、氣壓傳感器、火焰傳感器、霍爾傳感器。
2、執行器控制板:直流電機、步進(jìn)電機、8位RGB全彩指示燈、蜂鳴器、舵機、繼電器。
3、顯示單元模塊:集成8位數碼管、交通信號指示燈、16*16LED點(diǎn)陣、2.0寸TFT液晶屏。
4、工業(yè)級傳感器及執行器:溫濕度傳感器、光照傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、煙霧傳感器、多普勒人體感應傳感器、報警燈執行器、風(fēng)扇執行器;提供傳感器及執行器配套的3D虛擬仿真軟件平臺資源,通過(guò)軟件模擬出來(lái)的傳感器具有和真實(shí)傳感器完全一致的特性及接口,支持傳感器/執行器器件屬性設定,可設置傳感器固定數據與隨機數據;可配合M3工業(yè)級嵌入式采集/控制實(shí)訓單元及虛擬仿真平臺完成智能農業(yè)、智能家居、智能門(mén)禁、智能安防、智慧氣象等系統的嵌入式應用場(chǎng)景實(shí)訓,上位機程序可同時(shí)操作虛實(shí)兩種硬件設備,方便虛實(shí)結合使用。
六、嵌入式實(shí)驗開(kāi)發(fā)工具及配件:
1、ZIGBEE無(wú)線(xiàn)配置器:支持 GB2530Zigbee 無(wú)線(xiàn)收發(fā)器的參數配置;通過(guò) USB 轉串口連接電腦使用;在 PC 上位機程序中輸入 PANID 進(jìn)行搜索;搜索時(shí)可以指定信號,默認為全信道輪詢(xún)掃描;可以修改 Zigbee 模組的 ID、PANID、DestID、信 號、名稱(chēng)等多種參數的設置。
2、ST-LINK 仿真器:支持全系列 STM32 SWD 和全系列 STM8 SWIM 的下載 和調試;鋁合金 U 盤(pán)外殼,并標注了接口定義;紅藍雙色 LED 指示燈顯示工作狀態(tài);同時(shí)對外提供 5V 和 3.3V; 內部帶有 500MA 自恢復保 險絲保證板卡安全;可接杜邦線(xiàn)或者 10Pin 排線(xiàn);USB 2.0 全速兼容接 口,通過(guò) USB 給 5V 電源連接器供電。
3、CC-DEBUG仿真器:支持 TI 系列帶 8051 內核的CC 全系列芯片以及多個(gè) 收發(fā)器的下載和調試,例如 Zigbee (CC2530)和藍牙 (CC2540) 等;支持目標電壓 1.2V~3.6V 自適應;接口類(lèi)型為 USB/SPI;支持 SmartRF FlashPro 和 IAR for 8051 等多種開(kāi)發(fā) 軟件;
4、香蕉線(xiàn):用于連接傳感器、執行器等外設硬件模塊;香蕉線(xiàn)的接線(xiàn)頭有多種形式,包括分為針對針,針對夾片的。
七、A9嵌入式系統拓展資源模塊(整個(gè)實(shí)驗室提供3套):
1、提供60 PIN嵌入式標準接口轉接板,開(kāi)放GPIO、UART、IIC、SPI、ADC、PWM、單總線(xiàn)、并行總線(xiàn)等常規類(lèi)型接口,支持AD 旋鈕、蜂鳴器、溫濕度、電磁鎖、繼電器、直流電機、步進(jìn)電機、光照傳感器、電機推桿、矩陣鍵盤(pán)、數碼管、矩陣LED、RFID模塊等采集控制單元模塊接入,能夠滿(mǎn)足嵌入式、移動(dòng)互聯(lián)等學(xué)科的訓練;
2、提供AD 旋鈕、蜂鳴器、溫濕度、電磁鎖、繼電器、直流電機、步進(jìn)電機、光照傳感器、電機推桿、矩陣鍵盤(pán)、數碼管、矩陣LED等獨立實(shí)驗單元模塊,模塊采用磁吸固定結構。
八、配套提供虛擬仿真教學(xué)平臺:
1、物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺(下稱(chēng)3D仿真平臺)滿(mǎn)足與實(shí)訓平臺聯(lián)動(dòng),可以將理論學(xué)習、仿真練習、動(dòng)手實(shí)踐有序的融入到教學(xué)過(guò)程中,滿(mǎn)足理實(shí)虛一體化教學(xué)需求。
2、3D仿真平臺須同時(shí)支持C/S+B/S架構的訪(fǎng)問(wèn),通過(guò)Socket方式實(shí)現與外圍設備通訊;能夠虛擬不同應用場(chǎng)景,并支持相應的創(chuàng )新開(kāi)發(fā);仿真平臺提供仿真實(shí)訓與硬件實(shí)訓的數據互聯(lián),實(shí)現聯(lián)動(dòng)操作,在仿真實(shí)訓中的操作可直接控制硬件部分動(dòng)作;同時(shí)支持云教學(xué)資源加載及更新,支持云教學(xué)資源的更新自動(dòng)推送功能;
3、3D仿真平臺需具備Web端教學(xué)管理功能、教師管理、評測中心、學(xué)生端、班級管理、理論教學(xué)、仿真教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、生成實(shí)訓報告等功能。教師登錄賬戶(hù)后,可在“評測中心”發(fā)布實(shí)驗任務(wù)給學(xué)生端,學(xué)生端在登錄后,可看到相關(guān)提示,學(xué)生完成實(shí)驗任務(wù)生成實(shí)驗報告后上傳到web管理系統,教師接收學(xué)生端實(shí)驗數據及報告(包含實(shí)驗目的、實(shí)驗器材、實(shí)驗內容、實(shí)驗步驟、評分、步驟記錄),支持通過(guò)打印機直接打印。
4、3D仿真平臺操作軟件需具備檢測功能,可以實(shí)時(shí)檢測連線(xiàn)錯誤;主要包括M3工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)采集/控制實(shí)訓單元與傳感器接線(xiàn)、電源接線(xiàn)錯誤,遵循學(xué)生動(dòng)手、驗證、糾錯原則,輔助學(xué)生理解實(shí)驗,完成實(shí)驗。
5、3D仿真平臺包含以下仿真設備:實(shí)訓平臺中所含的傳感器系列、嵌入式實(shí)訓開(kāi)發(fā)模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊、執行器模塊、工業(yè)級傳感器模塊(溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、報警燈執行器、風(fēng)扇執行器、門(mén)禁電磁鎖、酸堿度PH傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤鹽分傳感器、電磁閥控制器、智能燃氣表、智能電表、智能水表等模塊對象)、網(wǎng)關(guān)、路由器節點(diǎn)、協(xié)調器、無(wú)線(xiàn)異構融合網(wǎng)關(guān)模塊等,以及ST-LINK仿真器、CCDebuger仿真器、Zigbee網(wǎng)絡(luò )配置器、低頻125K模塊、高頻ISO 14443模塊、高頻ISO 15693模塊物聯(lián)網(wǎng)類(lèi)基礎器件。
6、3D仿真平臺提供的實(shí)訓項目包含但:智能農業(yè)系統、智能家居系統、智能門(mén)禁系統、智能安防系統、農業(yè)氣象站監測系統、STM32開(kāi)發(fā)基礎開(kāi)發(fā)、STM32傳感器開(kāi)發(fā)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )配置、綜合接線(xiàn)組網(wǎng)應用、Android開(kāi)發(fā)、C#開(kāi)發(fā);對應的傳感器原理及嵌入式開(kāi)發(fā)課程≥80個(gè)學(xué)時(shí),物聯(lián)網(wǎng)工程規劃與設計≥40個(gè)學(xué)時(shí),物聯(lián)網(wǎng)工程應用設計≥60個(gè)學(xué)時(shí),提供實(shí)驗對應的PPT課件講義及視頻資源。
7、3D仿真平臺須支持實(shí)訓項目仿真數據通過(guò)主流的MQTT協(xié)議與云平臺信息交互,在云平臺上顯示(餅狀圖、柱狀圖、歷史數據)相關(guān)數據,并能控制仿真執行器和真實(shí)執行器。
8、仿真平臺支持STM32傳感器編程實(shí)驗:整個(gè)實(shí)驗全部采用3D沉浸式虛擬仿真,可獨立完成STM Keil編程(智能節點(diǎn)電源接線(xiàn)、仿真器連接、Keil編程環(huán)境使用、填寫(xiě)關(guān)鍵代碼編譯、下載調試等)全過(guò)程。所有實(shí)驗過(guò)程與代碼編程均按照真實(shí)設備開(kāi)發(fā)接?進(jìn)?,學(xué)生的學(xué)習可無(wú)縫移植到真實(shí)的硬件設備之中。
9、仿真平臺支持物聯(lián)網(wǎng)系統集成實(shí)驗:所有實(shí)驗全部采?3D沉浸式虛擬仿真,包含(3D傳感器接線(xiàn)操作實(shí)驗、STM 協(xié)議配置實(shí)驗、?絡(luò )層組?配置實(shí)驗等)物聯(lián)網(wǎng)系統搭建全過(guò)程實(shí)驗。搭建的虛擬軟件系統具有和真實(shí)硬件系統完全一致的特性及接口,提供真實(shí)的網(wǎng)絡(luò )TCP/IP相關(guān)通信協(xié)議,支持手機APP或電腦遠程控制虛擬仿真系統;同時(shí),真實(shí)硬件傳感數據?持接?虛擬仿真系統,虛擬仿真系統與真實(shí)設備可實(shí)現同步控制效果。
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