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物联网研发实训建设方案

1、物联网综合试验实训台  
    钣金结构，尺寸长X宽X高= 134.5X30X82（cm），按照物联网的三层架构进行模块化设计，由三部分组成，分别是传感器节点部分、网关、上位机。传感器节点部分又分为无线模块、ZigBee无线节点、无线节点、三频段RFID节点等三类支持不同无线传输协议的节点；网关标配是S3C6410嵌入式平台，可以实现多种接口下的驱动以及应用程序开发，并且也支持多种无线模块；上位机是一台电脑，学生可以在电脑上阅读操作手册、按照操作手册编译自己的系统，编写各种应用程序，可以通过有线、无线网络的方式与网关进行通信。配备节点集成烧写机，可以通过相应开关进行各端口免拔插程序烧写功能。协议栈符合ZigBee2007或ZigBee PRO规范；提供研究型智能交通视频监控序列行人检测与跟踪核心算法源码，提供物联网智能交通及修阻机系统源代码。

一、智能家居实训区
1）物联网综合实训台标配的无线模块
①烟雾监测模块
门磁模块
可扩展模块
2）物联网综合实验台标配的无线检测模块
燃气探测模块
②  人体感应模块
3）物联网综合实训台智能家居环境检测标配的ZigBee模块
  ①雨滴传感器模块
数字气压模块
光敏传感器模块：
温湿度模块
 4）物联网综合实训台家居智能控制模块及外设
遥控按键模块
红外学习模块
触摸调光模块
强电智能控制模块2个
温湿度模块
?窗帘电机
  控制电路由CC2530射频模块、继电器模块组成
  控制模块接收协调器发来的控制命令控制继电器模块的通断来控制步进电机的转动，模拟窗帘电机的转动；
风扇
控制电路由CC2530射频模块、继电器模块组成；
  控制模块接收协调器发来的控制命令控制继电器模块的通断来控制风扇的转动，模拟家庭风扇或由开关量控制的电器；  
 数码管
灯泡一个
二、智能货架实训区
   系统功能：智能货架由读卡器、天线、天线选择器组成，每一小格都是一个物品存放区，每个小格下面都放置一个读卡器天线，读卡器通过天线选择器来选择不同位置天线来识别货架上的物品及位置。
1)高频RFID读写器
2）天线6根
3）天线选择器1个
基于ZigBee协议的监测与控制模块
 ZigBee监测与控制模块包括多种不同类型传感器的ZigBee节点，可与网关上的ZigBee协调器实现组网、匹配绑定、传感数据采集与控制、协议分析等功能。
①ZigBee协调器
② ZigBee路由器
③ ZigBee无线传感模块
三、智慧农业实训区
系统功能：用ZiBee无线传感网络技术可以模拟实时采集大棚温湿度、光照强度、CO2浓度、土壤温湿度等农作物生长环境信息，将信息通过ZiBee网络将数据传输到网关，网关通过软件实现对大棚排风扇、喷灌系统、补光灯、卷帘机等设备进行管理控制，创造作物较适宜的生长环境，从而实现大棚的智能化。
系统配置：
1.光强传感器模块
由光强传感器、CC2530射频模块和底板三部分组成；
光强ZigBee节点可以接收ZigBee协调器的采集命令进行光强采集，再将采集的数据发送回协调器。
板载BH1710FVC/BH1750FVC数字型环境亮度传感器，内置16bit AD转换器，支持IIC总线接口；
对应大范围的输入光（1-65536勒克斯）；
支持2.4~3.6V电压输入；
 2.火焰传感器模块
3.温湿度模块
4.可燃气体传感器模块
5.土壤温湿度模块
6.窗帘电机
  控制电路由CC2530射频模块、继电器模块组成
  控制模块接收协调器发来的控制命令控制继电器模块的通断来控制步进电机的转动，模拟窗帘电机的转动；
7.通风扇
控制电路由CC2530射频模块、继电器模块组成；
控制模块接收协调器发来的控制命令控制继电器模块的通断来控制风扇的转动，模拟家庭风扇或由开关量控制的电器；
8.数码管
控制电路由CC2530射频模块组成
显示温度数值，模拟大棚内的温度调节
9.喷灌装置1套

四、基础功能学习区
基础学习区配备了ZiBee评估板和两个节点模块，两个计算机通信接口，一个6410网关及其6个嵌入式扩展模块,可配RFID超高频、高频、低频三种读卡器。
ZiBee评估板和两个节点模块用以学习、训练基础的ZiBee组网、传感器信息采集、电器控制等基本能力；FRID读卡器用以学习射频识别技术；6410网关部分可进行嵌入式开发学习，并且作为智能家居、智能农业、智能货架系统的网关使用。
1）CC2530单片机开发系统：
丰富的用户接口：
JTAG程序下载和仿真接口；
扩展硬件IO接口；
电源接口；
用户摇杆按键；
用户按键；
用户指示灯；
2）三种频段RFID实验开发模组
    三种频段RFID实验开发模组包括一个低频模块、一个高频模块、一个超高频模块，每个模块又包括一个电子标签和一个读写器。读写器可以与PC通信，实现命令控制、信息录入、嵌入式编程等功能。
①低频RFID读写器
②高频RFID读写器
③超高频RFID读写器
由UHF射频模块、支持底板组成；
支持标准：ISO18000-6C；
读卡距离：0-20cm，读卡时间：1-2ms；
工作频率：840MHz~960MHz；
具有高性能通信串口RS232接口，数据透明传输；
具有ZigBee 2.4GHz通信模块，与网关进行无线数据传输；
3）网关扩展的嵌入式功能模块
 网关扩展的无线模块包括无线通讯模块、ZigBee协调器、GSM/GPRS数传模块、WiFi通讯模块、蓝牙通讯模块、红外自学习模块、3G通讯模块。
①GSM/GPRS数传模块
支持GSM 收发短信、拨打电话、短信报警与输出控制，实现与监控中心的数据通讯等功能；
支持多种传感器输入接口：温度、光敏、温湿度、烟雾探测、燃气探测等多种传感数据的采集，以及GPRS的数据传输；
支持高性能通信串口RS232，数据透明传输；
内嵌TCP/IP协议，可以网络化管理；
②WiFi通讯模块
由WiFi模块与支持底板组成；
采用嵌入式系统，提供数据访问接口以便应用程序开发；
支持多种传感器输入接口：温度、光敏、温湿度、烟雾探测、燃气探测等多种传感数据的采集
支持多种输出控制接口：直流电机、步进电机、继电器控制输出；
提供高性能通信串口RS232，对WiFi节点进行设置；
采用标准TCP/IP协议，通过WiFi网络，进行数据采集和输出控制，实现与监控中心的数据通讯。
③蓝牙通讯模块
④红外自学习模块
⑤3G通讯模块
支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术；
能够同时传送声音以及数据信息，速率在几百Kbps；
支持：UMTS/ WCDMA /HSDPA/HSUPA 850/900/1900/2100MHz；双频EGSM850//900/1800/1900MHz；
支持GPRS/EDGE CLASS 12；
支持短信/上网功能；
标准AT命令集；
标准RS232接口，速率110~230400bps；
电源供电为12Vdc；
⑥GPS定位模块
⑦其他嵌入式扩展模块
嵌入式A/D采集模块与端口控制模块
串口控制模块
CC2530开发评估板与FANTAI_CC Debugger调试器

2.物联网综合实训台6410网关（或cortex －A8核心）
    物联网综合实验台网关是以S3C6410处理器为核心的ARM11嵌入式操作平台，可升级至Cortex-A8，支持Windows CE 6.0、Linux、Android、uCOS等多种主流操作系统，支持多操作系统下驱动程序、应用程序的开发，以实现异构网络的协议转换、数据在异构网络内传输的目的。该网关可实现前端无线传感节点与PC上位机进行数据通信，为上位机开发应用程序提供支持，也是连接无线传感网络与Internet、GSM/CDMA移动通信网络的桥梁。
1）网关的硬件结构
    网关的硬件主要采用嵌入式ARM11 S3C6410开发平台，由S3C6410核心板、扩展底板组成，核心板与扩展底板采用“邮票方式”连接。
SC36410处理器核心板
Samsung S3C6410处理器，ARM1176JZF-S内核，主频533MHz/667MHz，低功耗、高性价比的RISC处理器；
同时支持S3C6410与Cortex-A8两种系统，可更换；
256MB DDR内存，1GB Nand Flash；
12MHz、48MHz、27MHz、32.768KHz时钟源；
支持5V电压供电；
引出脚多达320个，满足用户各类扩展需求；
在-20℃到80℃范围的高低温运行测试中运行良好；
整个核心板全部机器贴片，杜绝手工焊接造成的众多隐患；
扩展底板：
一个复位按键，采用专用芯片进行复位，稳定可靠；
系统启动方式设置开关，采用 8 位拨码开关；
一片2M字节NOR Flash；
三路串口，包括两个五线RS_232串口和一个三线RS_232串口；
一个RS_485总线接口；
一个CAN总线接口，2.0标准；
一个100M网口，采用DM9000AE，带联接和传输指示灯；
一个 USB HOST 插口，支持 USB1.1 协议，使用侧插 USB A 型接口；
一个 USB Slave 接口，支持 USB 2.0 协议，使用mini-USB AB型接口；
一个高速 SD 卡座。可以实现 SD Memory 功能和 SDIO 功能；
一个WIFI扩展接口；
一路立体声音频输出接口可接耳机；另一路音频输入可接麦克风；
LCD和触摸屏接口支持3.5寸、4.3寸、5.6寸、7寸、8寸等TFT液晶屏，全力支持10寸LVDS液晶屏；
一个VGA接口，支持800×600分辨率