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高联信息 物联网实验台解决方案
2020-07-18 16:22








一、 设备技术特点说明:
概述:该实验系统定位侧重于物联网感知层软硬件及服务器系统开发设计与教学研究,平台搭载Linux开源社区热门板卡电脑Raspiberry Pi作为系统服务器,提供WIFI、时序数据库、MQTT Broker等多种服务;系统采用CC2530作为感知层节点的处理器,实现传感器数据采集、控制、ZigBee组网等功能。实验系统支持多种传感器,种类涵盖检测类、控制类、光电信号、总线类、数字信号、模拟信号、磁信号、生物感应信号、射频信号等多种类型;微型服务器配备高清摄像头模块,提供人脸识别等机器视觉实验;感知层节点可拓展WIFI模块、RFID模块等,能与系统服务器进行数据交互。可完全满足物联网工程专业的传感器及服务器搭建的教学实验和课程设计。
1、设备先进性:采用当代先进的物联网及服务器架构,融合ZigBee协议栈、时序数据库、机器视觉等先进技术,秉承模块化、层次化的总体设计理念,使该仪器设备具有扩展性以适应不断更新的物联网行业中对于传感器感知检测、控制及信息整合处理的需求,充分发挥了创新技术的优势又加强了基础知识的认知与训练以及课题的研究,适用于创新性、开放性、扩展性实验教学,有利于培养学生的专业综合能力。
2、模块化设计:系统感知层节点之间相互独立,可根据实验需要灵活配置成协调器、路由器、终端节点。
3、层次性设计:实验系统层次分为感知层、网络层及应用层,符合当下物联网行业中物联网系统的分层设计理念,在感知层实验设计方面,本系统配备类型丰富的传感器及控制实验;在网络层方面,本系统网络层主要由两部分组成,即ZigBee网络及WIFI网络,其中ZigB网络由CC2530节点组网形成,WIFI网络由微型服务网关发起建立,ZigBee网络中的协调器通过配备的WIFI模块与之连接,应用层的上位机软件也与之连接,应用层方面,本实验配套PC端上位机软件、安卓端上位机软件及服务器端监控软件,用于物联网用户的人机交互。
 
二、 开发平台功能要求
1. 平台支持多种物联网基础课程实训:本系统支持传感器基础实验、CC2530基础实验、Zstack协议栈组网实验、物联网服务器配置实验、综合实验等五大类实验,完全满足物联网工程专业的实验设计和课程要求。
2. 平台具备实验模块在线监测功能。
3. 平台支持与PC及Android设备联机实验:PC端及Android端上位机软件在本系统中署于应用层,上位机软件可以监测传感设备状态,并具有对感知层节点进行控制的功能。
4. 平台支持“通讯”与“自动”两种通讯模式:“自动”模式即感知节点传感信号自动上传服务器,同时上位机软件自动对节点状态进行更新。“通讯”模式即用户可自行通过多个节点模块进行非特定信息的通讯。
5. 平台支持多种课程实训。
6. 平台配备独立微型服务器:服务器提供MQTT服务及其状态监测、时序数据库及节点状态监测等功能。
二、详细技术参数与配置:
★1、感知层节点参数
感知层节点核心芯片选择TI公司的CC2530F256芯片,其具有优良的RF收发性能,内置增强型0851 CPU,搭配德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈(Z-Stack™),具有强大的稳健性和灵活性。
 
CC2530节点核心板
CC2530F256主要特性如下:
RF:
–适应2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收发器
–极高的接收灵敏度和抗干扰性能
–可编程的输出功率高达4.5 dBm
–只需极少的外接元件
–只需一个晶振,即可满足网状网络系统需要
–7-mm×7-mm 的QFN40 封装
主要外设:
–强大的5 通道DMA
–IEEE802.5.4 MAC 定时器,通用定时器(一个16 位定时器,一个8 位定时器)
–IR发生电路
–具有捕获功能的32-kHz 睡眠定时器
–硬件支持CSMA/CA
–支持精确的数字化RSSI/LQI
–电池监视器和温度传感器
–具有8 路输入和可配置分辨率的12 位ADC
–AES安全协处理器
–2个支持多种串行通信协议的强大USART
–21个通用I/O 引脚(19×4 mA,2×20 mA)
–看门狗定时器
ZigBee节点模块参数:
1)适用于2.4GHz、IEEE 802.15.4.ZigBee和 RF4CE 应用;
2)支持ZigBee2007/ ZigBee2007 PRO协议;
3)可应用在2.4-GHz IEEE 802.15.4系统、RF4CE控制系统、ZigBee系统;
4)Zigbee开发模块可以支持外置数字量输入通道,模拟量输入通道,数字量输入输出通道;
5)支持多种无线网络组网模式:点对点通讯、星状通讯、树状通讯、广播通讯;
★2、微型服务网关参数
本系统服务网关选用当下Linux开源社区最流行的卡片电脑Raspiberry Pi 3B,中文名称“树莓派”。树莓派由“Raspberry Pi 基金会”开发,是一款基于ARM的微型电脑主板,以SD/MicroSD卡为内存硬盘,卡片主板配备USB接口和一个以太网接口,可连接键盘、鼠标和网线,同时拥有HDMI高清视频输出接口及音频数据接口,具备所有PC的基本功能只需接通显示器和键盘,能执行如电子表格、文字处理、播放高清视频等诸多功能。
 
此外网关还配备显示屏、键盘、鼠标等外设,方便直接对Linux系统进行操作。
Raspiberry Pi 3B的功能参数如下:
处理器: Broadcom BCM2837B0,1.4GHz的Cortex-A53 64位SoC
 内存:  1GB LPDDR2 SDRAM
连接性:
–2.4GHz和5GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac无线局域网,蓝牙4.2,BLE
–千兆以太网(最大吞吐量300Mbps)
–4个USB 2.0端口
访问: 40引脚GPIO接口
视频和声音:
–1个全尺寸HDMI
–MIPI DSI显示端口
–MIPI CSI摄像机端口
–4针立体声输出和复合视频端口
多媒体: 
–H.264,MPEG-4解码(1080p 30);H.264编码(1080p 30);OpenGL ES 1.1、2.0图形
SD卡支持:  
–Micro SD格式,用于加载操作系统和数据存储
输入功率:
–通过微型USB连接器提供5V / 2.5A 直流
–通过GPIO接头提供5V 直流
–以太网供电(PoE)(需要单独的PoE HAT)
显示器规格:
★3、PC端上位机软件功能
上位机软件主要功能包括:与服务器中时序数据库Influxdb交互获得感知层节点状态并显示、通过MQTT协议控制感知层节点。
 
★4、手机端上位机应用功能
手机端上位机应用搭建于Android平台,其功能主要包括:与时序数据库Influxdb交互获得感知层节点状态并显示、通过MQTT协议控制感知层节点。
 
★5、服务网关拓展功能
机器视觉实验设计:
人脸识别作为机器视觉的一个分支,在诸多物联网应用场景中都有广泛的应用,如门禁系统、打卡系统等场景。本系统网关配备高清摄像头模块,并提供人脸识别、图形检测等机器视觉算法实例,配备相关实验内容。
 
★6、资料与附件:实验指导书、实验录像、实验附件(上位机软件、拓展传感器模块)。
三、实验内容:CC2530基础实验不少于10余项,Zstack实验不少于20项,服务器实验不少于10项
(一)CC2530基础实验
1)CC2530 流水灯实验
2)CC2530 按键实验
3)CC2530 外部中断实验
4)CC2530 16位定时器T1实验
5)CC2530 8位定时器T3实验
6)CC2530 串口UART0实验
7)CC2530 睡眠定时器实验
8)CC2530 看门口狗实验
9)CC2530 单总线实验
10)CC2530 PWM实验
11)CC2530 ADC实验
12)CC2530 RFID读卡实验
13)CC2530 OLED显示屏实验
 
(二)Zstack协议栈应用与组网实验
14)初识Zstack协议栈-工作流程和无线收发控制LED
15)协议栈串口实验
16)Zigbee广播组网实验
17)ZigBee组播组网实验
18)ZigBee点播通讯实验
19)协议栈读传DS18B20温度传感器实验
20)协议栈读传DHT11温湿度传感器实验
21)协议栈读传MQ2气体传感器传感器实验
22)协议栈读传光敏(开关量)传感器实验
23)协议栈读传DHT11温湿度传感器实验
24)协议栈控制继电器实验
25)协议栈PWM控制电机实验
26)协议栈串口透传实验
 
(三)Zstack协议栈传感网络实验
27)路由器参与组网的多终端点播实验
28)磁力传感器节点入网实验
29)红外人体感应节点入网实验
30)DHT11温湿度传感节点入网实验
31)RFID识别模节点入网实验
32)超声波传感节点入网实验
33)热敏传感节点入网实验
34)MQ2气体传感节点入网实验
35)MQ3乙醇传感节点入网实验
36)组网用PWM控制直流风扇节点实验
37)组网控制多路继电器节点实验
38)组网控制震动马达节点实验
 
(四)服务器实验
39)WIFI网络AP创建实验
40)DHCP与静态IP设置实验
41)docker的安装及配置实验
42)EMQ服务的安装及配置实验
43)MQTT协议认知实验
44)telegraf服务的安装及配置实验
45)influxdb服务的安装及配置实验
46)时序数据库认知实验
47)系统综合实验
48)摄像头模块基础实验
50)机器视觉算法环境搭建实验
51)人脸识别算法实验
 
13、售后服务:免费上门售后服务不少于叁年,软件免费升级。

联系方式

地址:杭州市余杭区仓前工业园

电话:0571-89080356

传真:0571-89080356

邮箱:zhegaolian@163.com


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