物联网综合教学实验箱

一、产品介绍 1、产品概述 本平台是集教学、竞赛、实验、课题研究综合性开发平台。它以强大的嵌入式Cortex-A9/A53处理器作为物联网网关核心，整合了以众多种类传感器组成多协议异构无线传感器网络单元、低频、高频、超高频、等射频识别技术，实现将高端嵌入式教学与物联网、无线传感器网络、RFID教学的结合，深入剖析物联网核心原理与技术，并提供了多个应用实例说明物联网的典型应用和实现方法。平台支持《嵌入式系统》、《物联网技术》、《物联网工程》、《无线传感器网络技术》、《RFID开发与应用》、《窄带物联网应用》等课程的实验实训。 2、产品特点 2.1、多核兼容 平台兼容A9/A53 S5P4418/6818多核处理器，中控网关支持仿真器硬件裸机开发实验。 2.2、双系统一键切换 系统支持一键切换Linux、安卓双操作系统，配备系统移植、驱动开发及应用实验。 2.3、异构网关汇聚 集成ZigBee、WiFi、蓝牙、IPV6等多种网关协调器接入，让网关数据在PC与安卓系统自由转换，真正实现互连互通。 2.4、多频段RFID与联动扩展 可支持板载低频高频超高频微波RFID模块。提供ETC闸机、门禁、电机、继电器联动实验对象控制板提供应用实例。 2.5、虚拟仿真虚实集合 智能无线节点数据，支持接入物联网虚拟仿真系统，虚仿平台可以与真实硬件实验同步控制效果。 2.6、众多的扩展资源 任意两路防反插座接口，都可以作为扩展模块接入单元，可扩展语音识别、GPS/北斗定位、指纹识别、4G等模块。 3、产品构成 3.1、嵌入式主控网关 Cortex-A9高端嵌入式主控网关，搭配双系统一键切换。网关可选用Linux/Android /ubuntu三种嵌入式编程开发，包括开发环境搭建、Bootloader开发、嵌入式操作系统移植、驱动程序调试与开发、应用程序的移植与开发等。 3.2、多协议异构网关 板载支持1*ZigBee、1*WiFi、1*蓝牙、1*LoRa等四种网关协调器功能：通过CORTEX-M3支持4com-1com串口数据透传输等功能；板载：USR-WIFI232工业级WIFI中间件，将数据直接传向HTTP服务器端，按照格式向串口发送数据，数据将以Http(GET)方式直接提交给WEB服务器。支持多平台开发，可切换信号至ARM平台或PC平台； 3.3、经典型无线节点 经典型无线节点采用模块化设计，随意搭配系统所需配备的无线模组和传感器模组。支持Zigbee、蓝牙、WIFI、LoRa等多种无线通信方式，可以快速构成小规模Zigbee、WiFi、蓝牙、LoRa等无线传感通信网络。同时模块化的开发方式，可以在互联网上实现对各种通信节点的透明访问。 3.4、智能无线节点 智能无线节点的核心MCU采用基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器STM32F103ZET6，M3位于屏幕下面；配有1块3.5寸TFT触摸显示屏用于显示和交互，分辨率为320*240。对外提供多种可编程的硬件接口，包括485、CAN、ADC、SPI、PWM、GPIO、UART、IIC等。预留了通用双排防反插接口，支持Zigbee、Wifi、Lora、433等无线模块的自由切换。 3.5、NB-IOT窄带物联网节点 NB-IOT窄带物联网模块采用Stm32-M4为主控芯片，搭载1.3英寸240x240分辨率彩色IPS屏幕，无线模组、传感器/执行器模组均采用可以插拔替换的方式设计。板载RS232串口、JTAG调试接口、RJ45网络接口、SD卡接口，以及RS485、ADC、SPI、PWM、GPIO、UART、IIC等，可以进行Stm32单片机开发、LiteOS系统开发、NB-iot云平台应用开发。 3.6、RFID射频识别模块 （1）125K低频RFID模块 CMOS集成收发器电路芯片EM4095；配备绕圈天线；独立8位MCU可编程、配备信号测量；通讯速率9600波特率；读写距离1-5cm；读卡性能支持只读EM4100、EM4102等卡,可读写EM4469 等低频ID卡；IDC10FP×2防反插欧标插座，提供嵌入式主控端/PC端/Android手机端应用； （2）13.56M高频RFID模块 射频芯片采用PHILIPS高频NFC芯片PN532；板载PCB天线；工作频率13.56MHz；读写距离2-5cm；读卡性能支持：支持ISO14443A/B协议标准非接触s50卡 、支持s70卡读取；13.56MHz ISO/IEC 14443协议国际信令标准；提供嵌入式主控端/PC端/Android手机端应用；通讯与供电：防反插标准插座或USB； （3）900M超高频RFID模块 采用模块化的接口设计增强超高频 RFID 的抗干扰性；板载1DB陶瓷天线,读卡距离大于10cm；发射功率12.5~20dBm，软件可调，1.5dB步进；读卡性能支持：EPCglobal Class1 Gen2、ISO18000-6C标准兼容卡；防反插标准插座或USB通信与供电；提供嵌入式主控端/PC端/Android手机端应用； （4）2.4G有源标签RFID模块 有源标签读卡器：Nordic低功耗nRF24LE1无线和超低功耗技术；内嵌增强型51 Flask高速单片机；内嵌2.4Ghz低功耗无线收发内核nRF24L01；空中速率：250 kbps, 1 Mbps，2 Mbps；电子标签卡：内部由电池、天线、芯片一起构成；距离≥20米； 3.7、指纹、语音识别模块 （1）光学指纹识别模块模块 采用亮背景光学头指纹识别设备；由高性能DSP处理器和FLASH等芯片构成；具有指纹图像处理、模板提取、模板匹配、指纹搜索和模板存储等项功能；通讯与供电：防反插标准插座； （2）离线语音识别模块 核心MCU采用基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器TM32F103C8T6；通讯与供电：IDC10FP×2防反插欧标插座；配备LD3320语音识别/声控芯片，集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括 AD、DA 转换器、麦克风接口、声音输出接口等；识别的语列表可以编辑； 4、调试工具 4.1、CC-Debugger仿真器 仿真器用于无线单片机CCxx的程序下载、调试，USB口取电，能给目标板或用户板提供3.3V 提供windows系统驱动即插即用 程序的在线烧写，协议抓包分析等功能 4.2、ST-Link仿真器 仿真器用于STM32xx模块程序的下载烧写。 USB口取电，能给目标板或用户板提供3.3V 提供windows系统驱动即插即用 程序的在线烧写等功能 5.软件资源 5.1、软件开发资源 系统使用的软件比较多，包括CC25XX无线单片机软件集成开发环境、CC25XX芯片FLASH编程软件、ZIGBEE协议分析软件、基于ANDROID的管理分析软件等。下面分别对其进行简单的介绍。 （1）IAR Embedded Workbench for 8051 IAR嵌入式集成开发环境，包含软件编辑、编译、连接、调试等功能。它包含用于ARM软件开发的集成开发环境IAR Embedded Workbench for ARM、用于ATMEL公司单片机软件开发的集成开发环境IAR Embedded Workbench for ，CVT-WSN-II采用用于兼容8051处理器软件开发的集成开发环境IAR Embedded Workbench for 8051。用于TI公司的CC24XX及CC25XX家族无线单片机的底层软件开发，ZIGBEE协议的移植、应用程序的开发等。 （2）SmartRF Flash Programmer SmartRF Flash Programmer用于无线单片机CC2530的程序烧写，或用于USB接口的MCU固件编程，读写IEEE地址等。 （3）Zigbee协议监视分析软件(Packet Sniffer) Packet Sniffer用于802.15.4/Zigbee协议监视和分析功能。可以对本地的Zigbee网络进行协议监视和分析。 （4）JLinkARM_V434 J-Link-ARM安装驱动，用于支持J-Link调试器给STM32W108模块烧写程序。 6.实验列表 6.1、《物联网CC2530&Zigbee&Ble应用开发》 《物联网CC2530&Zigbee&Ble应用开发》实验手册目录 1.ZIGBEE&BLE应用开发基础 2.ZIGBEE&BLE开发环境搭建 3.CC2530应用开发-LED灯 4.CC2530应用开发-定时器 5.CC2530应用开发-串口通信 6.CC2530应用开发-ADC 7.CC2530应用开发-WATCHDOG 8.CC2530应用开发-人体感应 9.CC2530应用开发-光照采集 10.CC2530应用开发-调光灯控制 11.CC2530应用开发-震动检测 12.CC2530应用开发-磁感应检测 13.CC2530应用开发-温湿度采集 14.CC2530应用开发-雨雪检测 15.CC2530应用开发-数码管控制 16.CC2530应用开发-可燃气检测 17.CC2530应用开发-蜂鸣器控制 18.CC2530应用开发-超声波测距 19.CC2530应用开发-红外对射检测 20.CC2530应用开发-触摸按键检测 21.CC2530应用开发-酒精浓度检测 22.CC2530应用开发-继电器控制 23.CC2530应用开发-声音检测 24.CC2530应用开发-马达控制 25.CC2530应用开发-火焰检测 26.CC2530应用开发-大气压检测 27.CC2530应用开发-电位器采集 28.CC2530应用开发-风扇控制 29.CC2530应用开发-步进电机控制 30.ZSTACK基础应用开发-HELLOAPP 31.ZSTACK基础应用开发-CHATAPP 32.ZSTACK基础应用开发-NETSTATAPP 33.ZSTACK基础应用开发-SENSORAPP 34.ZSTACK基础应用开发-LIGHTAPP 35.ZSTACK基础应用开发-DIMLIGHTAPP 36.ZSTACK基础应用开发-SHT30APP 37.ZSTACK基础应用开发-LIBRATEAPP 38.ZSTACK基础应用开发-HALLAPP 39.ZSTACK基础应用开发-SEG7APP 40.ZSTACK基础应用开发-MANSENSORAPP 41.ZSTACK基础应用开发-RAINAPP 42.ZSTACK综合应用开发-光照&数码管联动 43.ZSTACK综合应用开发-光照&调光灯联动 44.ZSTACK综合应用开发-门磁&数码管联动 45.ZSTACK综合应用开发-门磁&调光灯联动 46.ZSTACK综合应用开发-人体&数码管联动 47.ZSTACK综合应用开发-人体&调光灯联动 48.ZSTACK综合应用开发-震动&数码管联动 49.ZSTACK综合应用开发-震动&调光灯联动 50.ZSTACK综合应用开发-温度&数码管联动 51.ZSTACK路由应用开发-上位机显示&控制 52.BLE协议栈应用开发-主机从机组网 53.BLE协议栈应用开发-执行器控制 54.BLE协议栈应用开发-传感器采集