物聯網實驗平臺,物聯網實驗設備,物聯網技術實驗室設備是專門為用戶解決疑難問題的,非常具有代表性,在客戶進行產品選型前,我們一般建議用戶先看下物聯網實驗平臺,物聯網實驗設備,物聯網技術實驗室設備。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
ZRWL-WX物聯網實驗平臺是一款面向電子信息及計算機專業的教學實驗設備,由硬件設備、軟件平臺和教學資源庫三部分組成完整的教學實驗體系。他由實驗平臺、實驗模塊、實驗軟件、ZRWL-WX云平臺、實驗開發工具、電子實訓指導書等6個模塊組成。可完成51單片機技術、嵌入式Linux系統、Android系統、C#軟件開發、RFID技術、無線通訊技術、傳感器技術、數據采集、無線傳感器網絡、物聯網應用程序開發、智能終端開發、電路設計、人工智能、創客創新等諸多課程的實驗實訓。
1、統一平臺, 無限擴展
實驗平臺提供了完善的實驗環境保障。集成通訊、供電、測量等功能,實現了在一個平臺支持所有實驗應用。平臺上提供3.3V、5V、12V等常用的基礎電源,電流最大可支持10A,可以滿足所有的供電需求。另外提供串口、USB口、以太網等常用的接口,接口齊全。升級性能好,兼容性好,拓展性好。后續實驗室二次升級,不用重復購買實驗產品,購買主要硬件即可,節約建設成本。
① 采用一體式電源結構,整個實驗平臺只需連接一根電源線即可,省去繁雜的接線工作,便于學生操作。
② 實驗平臺具備8個通用實驗模塊插槽,支持最多8個模塊聯動實驗,可在單個知識點學習的基礎上,進行多模塊綜合應用,支持復雜系統實驗,可完成無線傳感網絡實驗、傳感器實驗、物聯網應用程序開發等多種復雜的聯網實驗。
③ 提供了主板復位鍵以及ZigBee模塊復位鍵。
④ 提供虛擬儀器采集接口(虛擬儀器采集儀選配),便于物聯網實驗中的數據分析。
2、物聯網實驗模塊:
① 傳感器:提供溫濕度、門磁、人體紅外、紅外柵欄、光照、煙霧、氣體、繼電器、超聲波、大氣壓力、土壤溫濕度、pm2.5、紅外測溫等多種傳感器。
② 磁吸式可拆卸模塊:AI語音模塊、攝像云平臺、STM32基礎開發板、LED執行模塊、傳感器模塊、RFID模塊、藍牙模塊、雙路繼電器、Arduino UNO模塊、鍵盤采集模塊、ZigBee底板、ZigBee基礎學習板、CC2530學習板、51單片機開發板等多種物聯網實驗模塊(可根據客戶需求提供不同的實驗模塊)。
③ 防呆設計,避免因連接錯誤導致模塊損壞。
④ 模塊更新:更新最新物聯網最新模塊時,保證可以與實驗平臺無縫連接。
3、物聯網實驗箱體:
① 實驗箱的最上方提供一塊可以懸掛物聯網模塊的掛板,并且所有物聯網模塊均采用磁吸式結構,節省實驗空間。
② 實驗箱分為兩層,最上層為實驗平臺,實驗平臺采取嵌入式結構,可隨意取出;最下層采取隔斷式結構,主要用于存放物聯網實驗模塊及實驗工具。
4、體系完善,涵蓋全面
實驗模塊涵蓋傳感技術、嵌入式技術、自動識別、通訊工程、自動化、電子工程、物聯網工程等諸多學科的實驗實訓。
5、實驗生動,資料豐富
課程實驗以實驗包的形式進行加載,內容設計新穎活潑,貼近日常學習生活。實驗軟件配套電子版實訓指導書,包含實驗的背景資料、實驗接線圖、操作步驟、視頻演示、擴展知識和創新思考等內容,并配套相應微課視頻,為教師開展課程改革和教學創新提供了豐富資源。
6、自由組合,擴展升級
實驗平臺具備8個通用實驗模塊插槽,支持最多8個模塊聯動實驗。可在單個知識點學習的基礎上,進行多模塊綜合應用,支持復雜系統實驗。模塊組合可模擬真實的行業設備及業務場景。
7、創新創業、市場應用
平臺基于物聯網基礎知識進行整合,目前很多本科生、高職生進行創新創業項目領域的應用已經非常多,到目前有一些學校已經共同開發涉及駕駛員輔助系統、信息娛樂與儀表盤、混合動力/電動動力傳動系統、電子車身配件以及照明、家用電器、樓宇自動化、顯示器及數字標牌、電子銷售標簽、工業自動化與控制系統、校內照明、樓到照明、醫療、保健與健康、電機驅動與控制、智能電網與能源、測試和測量、嵌入式云存儲、iPhone照片云備份、數據采集服務器、web小型服務器等等成功案例。部分成功案例可以免費獲得。
二、ZRWL-WX實驗平臺硬件參數:
整體要求:
1)實驗箱平臺采用市場上最新的8槽通用實驗底板(下面稱“通用平臺”)+各類實驗
模塊,每個模塊都提供彈性探針接觸點,方便對實驗模塊的程序進行下載、調試、通信、供電等作用。
2)通用平臺:平臺提供8組實驗模塊槽區域,每塊區域采用磁吸形式,即實驗模塊放
在通用平臺上,可以自動吸附,并固定在平臺上,并有防呆設計、防短路設計;每塊區域提供彈性探針,包括3.3V、5V、12V供電接口、J-link下載接口、CC-debug下載接口、串口接口,即模塊放在實驗模塊槽區域,電腦自動識別并下載對應的程序(ARM程序、zigbee程序、單片機程序等),無需外接仿真器;不接受插針方式。電腦端可以虛擬4路串口,即4組實驗模塊槽可以同時上傳到PC端或云端,不接受按鍵切換1路形式。
3)可拓展性,提供實驗模塊彈性探針接觸點的PCB電路圖,即老師/學生自己開發的
PCB開發板,可以無縫的使用在“通用平臺”上,方便對自己設計的硬件進行調試,達到科研和創新大賽的目的。
4)嵌入式核心主板:采用三星Exynos 4412處理器,該處理器采用四核Cortex-A9架構,支持仿真器硬件仿真調試開發,嵌入式Linux系統開發,Android系統開發,移動互聯無線通信系統開發,RFID射頻識別系統開發等應用。
5)平臺板載豐富的嵌入式基礎通信實驗單元,能適用于對性能和處理能力有更高要求
的嵌入式系統應用場合。
6)提供RFID射頻識別模塊:RFID射頻識別模塊可以無縫的吸附在“通用平臺”上,可以進行數據通信、程序下載等功能;RFID包含:低頻、高頻無線射頻技術,提供所有的源碼程序和案例程序。
7)包含無線通信節點:Zigbee、WiFi、藍牙、LoRa、NB-IoT等無線通信技術。
8)單獨實驗用的基礎模塊(采用磁吸結構,彈性插針通信):溫濕度教學模塊、光敏傳感器教學模塊、氣體傳感器教學模塊、門磁傳感器教學模塊、人體紅外傳感器教學模塊、紅外對射傳感器教學模塊、土壤濕度傳感器教學模塊、繼電器執行器教學模塊、云臺控制器教學模塊、zigbee單片機教學模塊,WIFI嵌入式集成網關教學模塊、STM32F103RCT6單片機教學模塊、STM32F103C8T6單片機教學模塊、按鍵教學模塊、LED教學模塊、4-20mA工業傳感器教學模塊、紅外遙控收發教學模塊、zigbee無線傳感網絡節點教學模塊等。
9)虛擬儀器測試:“通用平臺”板載虛擬儀器拓展接口,不接受外接儀器,要“通用平臺”內置,即每臺都有此功能;配合虛擬儀器拓展版,可以實現對單片機、數據通信、無線通信、信號采集分析等功能,提供可變電源輸出接口。如:IIC、SPI、UART等數據采集、圖形化分析;ADC模擬量數據采集、圖形化分析;微功耗采集;PWM模擬輸出;38K紅外數據抓取和發送;3.3V-12V可變電壓輸出,4-20mA可變電流輸出。
三、技術參數要求:
1、實驗箱整體概括:
實驗箱整體分為3個部分:儲藏區、實驗區、立式區
儲藏區:位于實驗箱低部,可以對所有的實驗模塊(通信模塊、傳感器、執行器、嵌入式開發板...)進行分割收納,每個模塊相互不觸碰,固定住,方便整理和清點;不接受隨意亂放。
實驗區:主要是以“通用平臺”為主,所有的實驗在“通用平臺”上進行。位于實驗箱的中部,可以任意取下。
立式區:位于實驗箱的頂部,打開實驗箱后,實驗箱頂蓋為實訓掛板,采用磁吸形式,方便固定實驗模塊,如LED燈、風扇、傳感器等模塊。
2、物聯網通用平臺:
實驗箱平臺采用市場上最新的8槽通用實驗底板,每塊區域采用磁吸形式,即實驗模塊放在通用平臺上,可以自動吸附,并固定在平臺上,并有防呆設計、防短路設計;每塊區域提供彈性探針,包括3.3V、5V、12V供電接口、J-link下載接口、CC-debug下載接口、串口接口,即模塊放在實驗模塊槽區域,電腦自動識別并下載對應的程序(ARM程序、zigbee程序、單片機程序等),無需外接仿真器;不接受插針方式。電腦端可以虛擬4路串口,即4組實驗模塊槽可以同時上傳到PC端或云端,不接受按鍵切換1路形式。
可拓展性,提供實驗模塊彈性探針接觸點的PCB電路圖,即老師/學生自己開發的PCB開發板,可以無縫的使用在“通用平臺”上,方便對自己設計的硬件進行調試,達到科研和創新大賽的目的。
3、智能網關平臺:
3.1 嵌入式核心主板
1)核心板芯片:三星Exynos 4412(Cortex-A9四核架構);
2)處理器主頻:1.5Ghz;
3)內置高性能4核A9 ARM架構,配備Mali-400 GPU;支持 2D/3D圖形加速;內部MFC支持 MPEG2/4、H.263、H.264等的編解碼和VC1的解碼;
4)支持32KB*4 I/D一級緩存,1MB二級緩存,支持單通道32位數據總線,高達800MHz工作頻率的LPDDR2/3,LVDDR3(Low Voltage DDR3),DDR3,支持3.3V的IO電平;
5)DDR3內存:1GB
6)存儲:8GB eMMC;
7)DC接口:DC-5V;
8)用戶按鍵:4按鍵
9)JTAG接口:標準JTAG接口
10)GPIO擴展接口: 36針可編程GPIO接口
11)外接板資源:可接zigbee模塊、藍牙模塊、wifi模塊、IPv6模塊、LoRa模塊、433M模塊、NRF模塊、GSM模塊等
12)系統軟件:Android或Linux系統,采用一鍵切換系統方式,方便后面學生或老師更換系統;
13)資料:提供實驗指導書;含Android/Linux開發源碼、配套軟件開發環境、實驗例程配套源碼工程等文件;硬件接口開放,硬件電路及原理圖,軟件代碼開源,提供完善的實驗指導書和U盤資料。
3.2 人機交換單元
1)觸摸屏:主要用于嵌入式核心主板,觸摸屏采用7寸電容觸摸屏,支持多點觸摸,分辨率為:800*480;
2)視頻輸出:支持HDMI高清接口;
3.3 外部接口驅動單元
1)2個RS232串口;
2)1個RS485串口;
3)2路SPI總線接口;
4)2路2W喇叭接口;
5)5路USB Host接口;
6)數字RGB LCD接口;
7)標準Mipi LCD接口;
8)標準LVDS LCD接口;
9)標準SIM卡接口;
10)標準TF卡接口,最大支持256GB;
11)自適應10M/100M/1000M以太網接口;
12)I2S 2.1聲道音頻接口。
3.4 基礎實驗資源
Linux方面:
1)Uboot燒寫
2)LED驅動
3)MMU內存管理單元
4)異常模式處理
5)軟中斷異常
6)中斷控制管理器
7)外部中斷
8)看門狗中斷
9)PWM定時器驅動
10)裸板時鐘頻率
11)UART串口驅動
12)LCD顯示屏驅動
13)IIC驅動
14)電容型觸摸屏驅動
15)QT實驗基礎開發實驗
16)建立交叉編譯
17)下載并運行QT軟件
18)QT實驗之傳感器采集實驗
19)QT實驗之安防設備采集實驗
20)QT實驗之繼電器執行設備實驗
Android方面:
1)下載并安裝JDK
2)下載并安裝ADT集成開發環境和ANDROID SDK
3)下載Android SDK
4)啟動ADT集成開發環境
5)創建ANDROID模擬器
6)開發第一個ANDROID程序
7)創建HelloWorld工程
8)在模擬器運行Android程序
9)建立4412調試環境
10)安裝USB ADB驅動程序
11)通過USB ADB在4412上運行程序
12)在4412上調試Android程序
13)如何使用函數庫
14)通用的輸入輸出接口
15)串口通訊的接口說明
16)開關LED的接口說明
17)讓PWM蜂鳴器發聲和停止發聲的接口說明
18)讀取ADC的轉換結果的接口說明
19)I2C通訊示例
20)SPI通訊示例
21)GPIO通訊示例
22)串口通訊示例
23)PWM示例
24)A/D轉換示例
25)I2C& EEPROM示例
26)物聯網界面開發示例
27)物聯網驅動調用示例
28)傳感器采集實驗
29)安防數據采集實驗
30)攝像頭采集實驗
31)執行控制實驗
32)云臺控制器實驗
33)物聯網綜合實驗
4、RFID射頻識別模塊
4.1 低頻RFID模塊(125K):(1個)
模塊支持125Khz-134.2KHz(LF低頻),非接觸式IC卡讀寫器的操作方法簡捷、方便,讀卡速度快,最大讀寫距離可達10cm,ISO11784/85標準設計,支持TK4100,GK4100,EM4100及其兼容芯片,支持TEMIC 5557,ATA5567,ATA5577,支持hitag-s,支持EM4469,EM4302,EM4305,支持二次開發。
4.2 高頻RFID模塊(13.56M):(1個)
模塊采用NXP推出非接觸式讀寫卡芯片RC522,工作頻率:13.56MHz;協議:ISO 14443A/MIFARE;自動應答類型:近場(13.56MHz);感應區域:0~10Cm(13.56MHz),支持SPI接口、I2C接口和UART三種通信接口;支持s50、s70、pro、UltraLight、desfire五種類型卡。
4.3 超高頻RFID模塊(900M):(1個)
模塊采用超高頻RFID專用芯片模擬電路和先進DSP技術,支持EPC C1 GEN2/ISO 18000-6C與18000-6B多協議;提供RSSI值,也就是標簽返回射頻信號強度值。軟件可調輸出功率10dBm~27dBm。輸出頻率范圍覆蓋國際和國內標準。全面支持國際常用超高頻RFID標準,包括所有碼率和編碼選項。模塊支持RS232、TTL串口兩種接口。
4.4 基礎實驗
1)低頻ID卡工作原理
2)低頻ID卡分類與應用
3)低頻ID卡串口協議
4)低頻ID卡考勤系統PC端應用
5)高頻IC卡工作原理
6)高頻IC卡分類與應用
7)高頻IC卡協議14443
8)高頻初始化和防沖突
9)高頻MIFARE 1 卡片
10)高頻尋卡操作
11)高頻系統塊讀寫
12)高頻系統驗證密鑰操作
13)高頻電子卡錢包功能
14)超高頻尋卡實驗
15)超高頻遠距離讀卡實驗
16)超高頻通信協議原理
17)物聯網綜合實驗
以上RFID模塊提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
5、zigbee無線通信節點(每套4個)
1)主芯片:CC2530F256,256K Flash,有USB控制器;
2)串行速率:38400bps(預設),可設置 9600bps,19200bps, 38400bps, 115200bps;
3)無線頻率:2.4GHz;
4)無線協議:ZigBee2007/PRO;
5) 傳輸距離:可視距離10米;
6) 接收靈敏度:-96DBm;
7)采用STM32為核心處理器
8)采用雙排24針防呆設計,傳感器接口
9)提供USB供電口和數據口(CP2012芯片)
10)提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
6、Wifi網關通信節點(1個)
WIFI模塊采用雙排(2 x 4)插針式接口,支持波特率范圍:1200~115200bps,支持硬件 RTS/CTS 流控,單3.3V供電。支持IEEE802.11b/g 無線標準,支持頻率范圍:2.412~2.484 GHz,支持兩種無線網絡類型: 基礎網(Infra)和自組網(Adhoc),支持多種安全認證機制:WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK支持快速聯網,支持無線漫游。其它:支持多種網絡協議:TCP/UDP/ICMP/DHCP/DNS/HTTP ,支持自動和命令兩種工作模式,支持串口透明傳輸模式,支持 AT+控制指令集,支持多種參數配置方式:串口/WEB 服務器/無線連接。
提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
7、藍牙4.0通信節點(2個)
模塊采用藍牙4.0協議芯片CC2540,CC2540是一個超低消耗功率的真正系統單晶片,它整合了包含微控制器、主機端及應用程式在一個元件上。 CC2540結合一個優異的無線射頻傳送接收器及一個工業標準的加強型8051微控制器,它包括連接類比及數位感應器的周邊,內建可程式的快閃記憶體, 精確的無線射頻訊號強度指示, 全速USB 2.0界面,內建AES-128加密引擎。
提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
8、LoRa通信節點:(2個)
模塊E22-400T22S是一款基于SEMTECH公司SX1268射頻芯片的無線串口模塊(UART),具有多種傳輸方式,可工作在433/470M頻段;采用全新一代LoRa擴頻技術,距離更遠,功耗更低,體積更。恢С挚罩袉拘、無線配置、載波監聽、中繼組網功能。
工作頻段:410.125~493.125MHz,默認433.125MHz,信道數84;發射功率:22 dBm,最大功率(約160mW);接收靈敏度:-138dbm;空中速率:0.3k~62.5kbps;實測距離:4000米(晴朗空曠環境,最大功率,天線增益5dBi,高度2m);天線形式:IPEX/郵票孔;通信接口:UART。
提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
9、NB-IoT通信節點:(2個)
模塊支持移動、聯通、電信 NB-IoT 網絡接入,支持 2 路 TCP/UDP 透傳和 1 路 CoAP 透傳,通過簡單配置既可以實現串口到網絡的雙向數據透明傳輸,特別適合電池供電的使用場景。
標準:HD-FDD-LTE;端口數:TTL*1;TTL 串口 3.0V;速率:14.4Kbps~57.6Kbps;標準頻段:WH-NB73-BA支持多頻段,B1,B2,B3,B5,B8,B20,B28 等,默認開啟 3、5、8;最大發射功率:23dBm~-40dBm;接收靈敏度:-115dBm;波特率(bps):4800bps,9600,57600,115200;網絡協議:UDP、CoAP、TCP;網絡緩存:發送 1Kbyte,接收 1Kbyte。
提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
10、擴展實驗模塊:
10.1、溫濕度采集傳感器模塊(1個)
溫度:要求精確到可以達到0.1攝氏度,可以與ZigBee、WiFi設備進行通信。
濕度:
1)支持電容型濕度傳感實驗;
2)支持濕度值脈沖信號輸出。
10.2、光敏傳感器模塊(1個)
采用ROHM原裝BH1750FVI芯片;供電電源:3-5v;光照度范圍:0-65535 lx
傳感器內置16bitAD轉換器,直接數字輸出,省略復雜的計算,省略標定,不區分環境光源,接近于視覺靈敏度的分光特性,可對廣泛的亮度進行1勒克斯的高精度測定。
10.3、氣體傳感器模塊(1個)
1)支持MQ系列半導體氣體傳感實驗;
2)支持1路數字量輸出;
3)支持1路模擬量AD輸出功能;
支持煙霧、空氣質量、一氧化碳等多種氣體的擴展實驗
10.4、門磁傳感器模塊(1個)
1)材料:防火ABS阻燃外殼
2)連接方式:常開或常閉
3)額定電流:300(mA)
4)額定電壓:200(VDC)
5)開啟間距:≥15 ≤25
6)額定功率:3(W)
7)采用對磁性固定件有開關量反應
10.5、人體紅外傳感器模塊(1個)
1)支持紅外對射、紅外漫反射傳感實驗;
2)支持4路紅綠指示燈顯示;
3)同時提供傳感器的模擬量、數字量信號;
10.6、繼電器執行器模塊(1個)
兩路5V控制繼電器;繼電器規格7A-240VAC;10A-24VDC;10A-110VAC
10.7、按鍵執行模塊(1個)
采用矩陣式和按鍵式布局,滿足學生練習單片機或者外部控制輸入方面的實驗。
10.8、LED單片機控制模塊(1個)
采用4路高電平和4路低電平控制的LED,滿足不同程序,實現不同的電路要求。
集成RGB燈,可以實現對RGB燈顏色的控制。
10.9、排風扇模塊(1個)
模塊提供1路直流風扇模塊,工作電壓:DC5V,工作電流(A):0.09-0.25,轉速(RPM):1000-2000
10.10、ARM單片機處理器模塊(STM32)(1個)
采用STM32F103處理器,采用積木式探針,可以實現對RFID模塊進行控制和采集功能。提供1個復位鍵,用于系統的復位。所有IO口都通過跳線針的形式引出在開發板的四周,可以方便學生進行跳線的連接方式。支持ADC、SPI、IIC、UART、PWM等接口。底部采用彈性插針,可與網聯平臺無縫連接,無須外部接線,磁吸形式。提供無線傳輸模塊通用接口,無線傳輸模塊接口功能可直接通過撥碼開關選擇切換,無需修改程序代碼實現功能自動切換。
程序下載方式為網聯平臺內部下載,即無須外部接線,節省接線操作時間和方便教學重點。帶有電源保護電路,所有未用IO全部引出。
以上所有擴展實驗模塊均提供“通用平臺”彈性探針接觸點,用于程序下載、串口調試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用于搭積木形式教學。
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