国产物联网教学实验设备-OpenHarmony鸿蒙南向北向教学应用

鸿蒙全场景智能物联教学实验平台，是一款面向电子信息工程、计算机科学与技术、物联网工程等专业，开展鸿蒙轻量系统微内核开发、传感器开发、IOT开发以及鸿蒙标准系统南向嵌入式开发、北向应用开发、北向综合场景应用的综合性实验平台； 平台感知层配备多个Hi386X节点（核心Hi3861和Hi3863可选，无线节点和多功能节点可选），最多可同时搭载13个节点组网通讯。每个节点通过标准传感器接口适配温湿度、光照、人体感应、酒精、烟雾、电磁锁、调光灯、风扇等多种传感器和执行器；节点板载NFC模块，可实现鸿蒙的“碰一碰”。节点搭载Openharmony轻量化系统，通过多种智能感控模块的融合应用,即可构建智慧环境、智能家居、智慧安防等多种应用场景系统。网络层集成MQTT路由模块,构建了本地化MQTT服务器，实现多路Hi386X节点混合组网,构建了WiFi、BLE、星闪等多模无线通信模式，也可基于MQTT协议实现本地数据的云端可视化展示。 应用层搭载RK3568智能中控网关及10.1英寸电容触摸屏，运行OpenHarmony标准鸿蒙系统。基于RK3568中控网关和OpenHarmony标准系统,设计开发独立或融合的智能物联网终端应用软件。 平台提供完善的产品手册、软件资源包、硬件原理图等资料,配套《OpenHarmony轻量化系统内核开发》、《OpenHarmony轻量化系统IOT设备开发》、《OpenHarmony标准系统南向硬件系统开发》、《HarmonyOS北向应用系统开发》、《OpenHarmony综合应用项目开发与实践》等实验指导书及相关教学PPT与视频资源，为鸿蒙轻量化系统南北向开发、鸿蒙标准系统南北向应用开发等提供的教学支持。 2.2、平台布局 平台整体上分为上部、左下、右下三部分，左下为RK3568智能中控网关，右下为Hi3861/Hi3863多功能节点，上部分为MQTT路由模块和多个Hi3861/Hi3863无线节点。 三、产品功能和特点 3.1、全场景鸿蒙体系 3.1.1、配备鸿蒙智能中控网关和鸿蒙无线节点 平台使用RK3568作为鸿蒙物联网中控网关。使用Hi386X（Hi3861和Hi3863可选）鸿蒙无线节点。 鸿蒙智能中控网关RK3568，为瑞芯微公司微处理器，采用四核Cortex-A55内核架构，主频2.0GHz，提供1Tops AI算力。 鸿蒙无线节点Hi386X为海思典型短距离物联系列SOC，采用RISC-V架构；其中Hi3863为星闪通信SOC，支持星闪SLE、WiFi、BLE等多种无线通信。 3.1.2、搭载鸿蒙标准系统和轻量化系统 OpenHarmony是由开放原子开源会孵化的全场景操作系统框架，支持从微型设备（MCU）到智能终端（MPU和CPU）的全系列硬件，通过统一架构实现跨设备协同；其中面向微型设备采用轻量化系统，面向智能终端的采用标准系统。 鸿蒙智能中控网关RK3568搭载OpenHarmony标准系统，提供OpenHarmony标准系统源码级南向IOT硬件开发，以及基于DevEco开发环境和ArkTS编程语言的HarmonyOS北向应用系统开发 鸿蒙无线节点搭载OpenHarmony轻量系统，提供OpenHarmony轻量系统南向开发，以及?以Hi3861、Hi3863嵌入式硬件驱动和微内核开发为核心的系统级开发。 3.2、感知层-模块化设计 3.2.1、鸿蒙无线节点模块化设计 鸿蒙无线节点采用模块化设计，主要由无线节点底板、Hi386X无线模组、传感器模块、NFC模块、OLED屏五大部件组成。 3.2.2、鸿蒙多功能节点模块化设计 鸿蒙多功能节点采用模块化设计，主要由多功能节点底板、Oled显示屏、Hi386X无线模组、传感器1、传感器2等模块组成 3.2.3、传感器执行器模块多样化 表 1 传感器执行器多样化 红外对射传感器 温湿度传感器 燃气+蜂鸣器 光照传感器 人体感应传感器 酒精传感器 雨滴传感器 磁感应传感器 烟雾传感器 触摸按键传感器 手势识别传感器 火焰传感器+电位器 数码管 调光灯 继电器 蜂鸣器 风扇 舵机 平台整体采用模块化设计,支持任意搭配Hi3861、Hi3863无线节点;同时,每一个无线节点同样采用模块化设计，通过标准接口适配温湿度、光照、人体感应、电磁锁、调光灯等多种传感器和执行器。 3.3、网络层-多模通信 平台无线节点可通过搭配Hi3861、Hi3863等不同无线模块,构建WiFi、BLE、星闪等网络层多模通讯方式；同时，平台可选配Zigbee、LoRa、NB-IOT、5G等无线模块，构建更多的无线传感器网络。同时，可通过MQTT路由模块构建MQTT本地化服务器，实现WiFi、BLE、星闪等多路无线数据的汇聚和转发。 3.4、应用层-多应用场景 平台无线节点通过搭配不同的传感器和执行器，并结合智能中控网关所搭载的标准鸿蒙系统，可构建智慧环境、智能家居、智慧安防等多种应用场景，实现设备端多种智能物联场景应用。 3.5、开放性实验环境 平台配套提供开放性实验环境，实验教学中科通过实验环境连接硬件进行实验验证；所提供的实验环境可满足轻量化系统和标准系统实验项目；所提供的实验环境，教师可通过自由设置，将代码模块留空，交予学生进行编程训练。