物联网通信与组网技术实验箱
科教设备有限公司专业生产维修电工实训考核装置,智能楼宇实验台,工业机器人实验台,教学设备,汽车实训设备,机电一体化实训设备,电工电子电力拖动实验室设备,中职实训基地设备,产教融合实训基地建设,物联网实训沙盘,数控实训考核设备,化工实验室设备等教学设备。
一、平台简介
ZRWL-IPV6B 型 物联网通信与组网技术实训箱包括WiFi、Bluetooth、IEEE802.15.4、ZigBee等多种短距离无线通讯模型块，最大亮点是将6LowPAN(IPv6)互联网协议移植到传感网应用层中，与ZigBee传感网使用的ZStack协议栈并存，一起合作支持双协议栈，完成传感器节点可唯一寻址。物联网通信与组网技术实训箱应用三星Cortex-A9 S5P4418四核处置整理器作为智能网关，支持6LowPAN和ZStack双协议解析，设定有1GB内部存储、8GB大容量（KV）存储空间、7寸电容触摸显露屏、丰富的外围连接口，可板载GPS定位、WIFI/BT二合一通讯、4G位移通讯等多种模型块，内嵌Android、Linux双系统，可一键变换。便利学校开展各种传感器及通讯知识的教授、嵌入式系统研发和Android应用研发。物联网通信与组网技术实训箱提供丰富的实训例程和实训手册，能够适用无线传感器互联网、微控制器原理、嵌入式系统研发、Android位移应用研发等课程的教学与实践。
二、平台功能
1.物联网通信与组网技术实训箱 各个传感器节点设定有监测环境功能数值或设备驱动控制的功能；
2. 传感器节点可组建WiFi、蓝牙、IEEE802.15.4三种无线互联网，经过Contiki实操系统和IPv6协议，完成采样数值的无线传输；
3. 传感器节点可组建ZigBee无线互联网，完成数值的无线传输；
4. 网关与节点设定有CoAP应用协议通信的功能；
5. 网关应用系统经过CoAP服务和串行口服务，将WiFi、蓝牙、IEEE802.15.4、以及ZigBee感控节点数值解析处置整理，在网关的Mesh拓扑图中就地实时流动地显露传感器数值的上、下行走向；
6. 网关应用系统展示的传感器节点，可随意拖动，不会影响互联网的拓扑构造和数值流向。
7. 可在拓扑图中点击任一种传感器节点，进入下一级界面，查看当前传感器节点的采样数值、弯曲线形式展示，或控制设备开关状态。
三、配备表单
| 序号 | 名称 | 数量 | |
| 1 | Cortex-A9网关 | 1 | |
| 2 | 网关IO基础拓展板 | 1 | |
| 3 | 三路继电器模型块 | 1 | |
| 4 | ZigBee协调器 | 1 | |
| 5 | IEEE802.15.4主机 | 1 | |
| 6 | Cortex-M3核心板(IPv6协议) | 9 | |
| 7 | CC2530主控底层基板 | 3 | |
| 8 | 蓝牙通信模型块 | 3 | |
| 9 | WiFi通信模型块 | 3 | |
| 10 | IEEE802.15.4通信模型块 | 3 | |
| 11 | ZigBee通信模型块 | 3 | |
| 12 | 继电器控制模型块 | 1 | |
| 13 | 红外对射传感器模型块 | 1 | |
| 14 | 烟雾传感器模型块 | 1 | |
| 15 | 双数码管显露控制模型块 | 1 | |
| 16 | 温湿度传感器模型块 | 1 | |
| 17 | 光敏传感器模型块 | 1 | |
| 18 | LED蜂鸣器控制模型块 | 1 | |
| 19 | 霍尔传感器模型块 | 1 | |
| 20 | 三轴加快速度度传感器模型块 | 1 | |
| 21 | 红外接近传感器模型块 | 1 | |
| 22 | 大气压力传感器模型块 | 1 | |
| 23 | 结露传感器模型块 | 1 | |
| 24 | 智能网关Android互联网拓扑综合系统 | 1 | |
| 25 | 基于IPv6的无线传感网综合应用系统 | 1 | |
| 26 | ZigBee无线传输应用系统 | 1 | |
| 27 | DC5V3A开关电源 | 1 | |
| 28 | 交叉串行口线 | 1 | |
| 29 | 交叉网线 | 1 | |
| 30 | Mini USB数值线 | 1 | |
| 31 | 方口USB同步线 | 1 | |
| 32 | CC2530 Debugger调节测试器 | 1 | |
| 33 | TF卡读写器 | 1 | |
| 34 | 8G TF card | 1 | |
| 35 | USB转串行口线 | 1 | |
| 36 | J-link拟真器 | 1 | |
| 37 | 程序下载调节测试板V1.0 | 1 |
| 货物名称 | 型号 | 指标功能数值 |
| 物联网通信与组网技术实训箱 | ZRWL-IPV6B |
一、整体要求 1）能够适用单片机连接口及应用、传感器连接口及应用、无线传感网、嵌入式实操系统研发、嵌入式Linux应用研发、Android位移应用研发等课程要求。 2）能够组建蓝牙、WiFi、IEEE802.15.4、ZigBee四种无线互联网，完成数值的无线传输； 3）能够将蓝牙、WiFi、IEEE802.15.4无线互联网经IPV6协议、Zigbee节点经ZStack协议融合在一个拓扑图中，在界面上显露蓝牙、WiFi、RPL802.15.4、ZigBee等节点的传感器数值或执行器状态，并就地实时流动地显露各个传感器数值的上、下行走向； 4）要求蓝牙、WiFi、IEEE802.15.4三种传感器节点均设定有唯一的IPv6地址，统一应用IPv6协议组包通信。 5）要求网关支持Linux、Android双实操系统，支持一键烧写、一键变换。 6）要求在保证网关接入互联网的前提下，能够配备接入云服务平台，并完成位移端传感器数值的收集显露和执行器的远程控制。 二、硬件资源 1.Cortex-A9网关（1个） 1）核心板资源： （1）CPU：Cortex-A9四核心的Samsung s5p4418，主频1.4GHz； （2）GPU：M*L-400，3D图形加快速度 （3）内部存储: 1GB DDR3； （4）EMMC: 8GB； （5）核心板+底层基板设计：核心板加装屏蔽罩，邮票孔方法与底层基板连接，抗干扰能力更强，比插针式更平稳可靠。要求引出核心板信号线，不少于188PIN。 2）网关主板资源： （1）LCD连接口：7寸IPS电容屏（16:9），分辨率1024×600； （2）USB连接口：2路USB_HOST 2.0输出，1路USB OTG； （3）Ethernet连接口：核心板内置千兆IP，外加不超过3RMB的PHY芯片即可，支持10/100/1000M，RJ45连接口； （4） 串行口：2路3线RS232，1路TTL连接口，1路RS485，1路Bluetooth； （5）CAN总线连接口：1路； （6）RS485总线连接口：1路； （7）HDMI 连接口：HDMI1.4a，最大支持1920*1080高清数字输出; （8）LVDS液晶屏连接口：单通道，最大支持1920*1080； （9）摄像头连接口：1路CMOS并行连接口，最大支持800万像素； （10）AV连接口：1路模仿视频母口写入； （11）外部存储拓展连接口：SD卡、TF卡连接口； （12）音频连接口： 1路MIC写入，1路1. 8w喇叭； （13）按键：1个复位按键、1个休眠唤醒按键，2个音量键； （14） 蓝牙WiFi：板载蓝牙WiFi二合一模型块； （15）Mini PCIe连接口：标准可插入4G通信模模型块； （16）24Pins应用拓展连接口：用来处置整理器外设连接口拓展功能，含有3路串行口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8个GPIO，5V电源。 2.网关IO基础拓展板（1个） 由网关直接驱动。应用HC595串入并出特别点，使用较少IO拓展更多功能，默认地址0x01。1路可调电位器模仿AD采样通道，1路PWM驱动的蜂鸣器，5个触摸按键，5个LED指示灯。 3.三路继电器拓展板（1个） 由网关直接驱动。应用HC595串入并出特别点，使用较少IO拓展更多功能，默认地址0x10。 可控制3路继电器，线圈机械式触点，1个常开，1个常闭，最大负载10A/277V AC。 4. ZigBee协调器（1个） 与网关的TTL UART连接。应用CC2530单片机外设连接口、射频通信与ZStack协议栈的方案，具备Zigbee建网功能，设定有2个组网状态及无线传输指示灯，2个功能按键，提供传感器模型块连接口、RS232连接口、调节测试下载连接口。 5. IEEE802.15.4主机（1个） 与网关的TTL UART连接。应用CC2530射频功能与802.15.4的从机组建射频互联网，接收从机信息，向从机发送命令。设定有2个组网状态及无线传输指示灯，2个功能按键，提供传感器模型块连接口、RS232连接口、调节测试下载连接口。 6.无线传感网通信节点（12个） 1）微控制器主板硬件资源 （1）Cortex-M3核心主板（9个） 处置整理器基于ARM Cortex-M3核心的STM32F103，最高主频72Mhz，内部Flash 256KB，RAM 48KB。 设定有1个0.96寸OLED屏，能够显露MAC地址、上下级关系、传感器数值、互联网信息等。 设定有4个组网状态及无线传输指示灯，2个功能按键、1个JTAG调节测试连接口、1个24PIN的无线射频连接口，1组20*2PIN传感器连接口； 标配ARM拟真器、串行口下载拟真调节测试转接板。 运行IPv6协议栈完成无线通信的功能。 （2）CC2530核心主板（3个） 处置整理器基于CC2530F256，设定有2个组网状态及无线传输指示灯，2个功能按键、1个JTAG调节测试连接口、1个24PIN的无线射频连接口，1组20*2PIN传感器连接口； 标配下载拟真器。 2）无线传感网通信模型块 （1）蓝牙通信模型块（3个）：应用UART连接口的内置协议栈方案，设定从机模式，与主机配对后，将微控制器采样数值传输给主机。 （2）WiFi通信模型块（3个）：应用UART连接口的内置TCP/UDP/HTTP协议栈方案，支持设定为AP、STA的作业模式，与网关通信后，将微控制器采样数值传送给主机，或者接收主机的控制命令控制执行器。 （3）IEEE802.15.4通信模型块（3个）：基于CC2530射频组网通信方案，与边界路由器组网，完成传感器数值的双向交互。 （4）ZigBee通信模型块（3个）：基于CC2530+ZStack协议栈组网通信方案，与Zigbee协调器组网，完成传感器数值的双向交互。 3）传感器通信模型块（12个） 连接口至少含有GPIO/IIC/SPI/PWM/电源/地等信号。 兼容红外接近开关、可燃气体传感器、继电器控制、双位数码管显露、温湿度传感器、光敏传感器、LEDBEEP声光执行器、霍尔传感器、三轴加快速度度传感器、红外对射传感器、数字气压传感器、凝露传感器等。可直接接到主板传感器连接口板上，提供各类传感器连接口板的原理图和技术手册。 三、系统资源 1.嵌入式实操系统： 网关处置整理器支持Linux3.4、Android4.4、QT4.8或更高版本，节点支持Contiki2.7、Z-Stack2007，提供板载全部硬件连接口及应用模型块的驱动和应用测量试验，开放源码。 2. 网关实操系统烧写： 提供Windows下一键刷机系统，选用需要更新的镜像文件，可经过SD卡脱离PC机一键烧写，也可经过USB线缆刷机，支持Uboot功能数值修改配备。系统支持一键烧写双系统Android和Linux，可一键变换。 3.支持嵌入式研发所必须的功能： 4G语音通话、短信、上网，音频录放音功能，WIFI（支持AP热点）、Ethernet上网功能，无线蓝牙功能，模仿/数字摄像头拍照、影像功能，模仿摄像头信号接入， GPS/北斗位置导航服务，HDMI音视频输出（支持1080P）。 4.无线传感网多网融合拓扑展示应用系统的功能： 能够将蓝牙、wifi、IEEE802.15.4、ZigBee不一样的传输方法，由网关解析后以拓扑图的形式在界面上展示，并为上层应用提供统一的JSON数值格式。 网关界面可显露传感器收集的数值、执行器的状态，显露传感器节点的IPv6地址，能够随意拖动传感器，而不改变互联网的拓扑构造； 点击网关上传感器节点图标，可进入二级界面查看传感器的就地实时弯曲线走势，或手动控制执行器的开关。 具体含有概括：传感器信息收集资源驱动完成，控制传感器动作资源驱动完成，拓扑综合应用程序信息收集图标的完成； ★支持IPv6和ZStack2007双协议栈数值解析。 研发环境：Android Studio 5.ZigBee无线传感网综合应用系统的功能： 设定有传感器收集、执行器驱动控制、自组网无线数值传输等功能。 提供基于Z-STACK2007协议栈的数值收集传输程序源码V2.4.2以上版本。 研发环境： IAR Embedded Workbench V7.60 for 8051 6.基于IPv6的无线传感网综合应用系统的功能： 设定有传感器收集、执行器控制，内置Contiki2.7实操系统，兼容IPv6协议栈完成无线通信的功能； 兼容蓝牙、WIFI、IEEE802.15.4三种通讯模型块的驱动和传输。 研发环境： IAR Embedded Workbench V7.60 for ARM 四、课程实训要求 1.STM32微控制器连接口应用基础实训不少于11个：LED灯控、外部中断按键检验测试、串行口实训、systick延时实训、IIC屏显露字符串实训、RTC实训、单独看门狗实训、定时器实训、内部温度（℃）收集实训、DMA实训。 2.基于STM32的传感器收集控制实训不少于12个：光敏传感器实训、温湿度传感器实训、三轴加快速度度传感器实训、霍尔检验测试实训、红外对射传感器实训、烟雾传感器实训、LED蜂鸣器传感器实训、继电器控制实训、双数码显露实训、红外接近传感器检验测试、大气压力传感器检验测试、结露传感器检验测试。 3.蓝牙传感网实训不少于4个：环境搭建实训、蓝牙透传实训、蓝牙无线点灯实训、蓝牙传感器收集与控制实训。 4.WiFi传感网实训不少于6个：环境搭建实训、WiFi AT命令测量试验实训、WiFi STA客户端实训、WiFi STA服务器实训、WiFi无线通信实训、WiFi传感器收集与控制实训。 5.IEEE802.15.4组网实训不少于3个：802.15.4协议简介、SLIP协议简介、PAN ID与CHANNEL简介、CC2530模型块单体测量试验实训、CC2530模型块集合测量试验实训。 6.CC2530射频通信实训不少于5个：点对点通信、广播通信、RSSI信号强度、空中信道监听、无线遥控。 7.ZSTACK协议栈组网实训不少于9个：ZSTACK协议栈简介、ZStack协议栈工程解析、多点自组网、信息广播/组播、互联网拓扑星型网、互联网拓扑树型网、ZSTACK绑定、ZSTACK串行口、ZSTACK温湿度收集传输实训、ZSTACK声光传输控制实训。 8.基于STM32的Contiki实操系统移植实训不少于7个： ContikiOS系统移植、LED控制、Contiki多线程、Contiki进程间通信、按键位检验测试、定时器使用、OLED显露。 9.IPv6多网融合实训不少于7个： Contiki互联网工程解析、IPv6网关实训、WIFI 节点IPv6组网实训、蓝牙节点IPv6组网实训、RPL802.15.4 IPv6组网实训、节点间IPv6-UDP通信实训、节点间IPv6-TCP通信实训。 10.IPv6网关综合实训不少于5个： IPv6协议的多网融合框体结构、传感器FTBee数值通信协议、基于UDP传感器信息收集实训、基于COAP传感器数值收集和设备控制实训、IPv6互联网拓扑综合实训。 |
