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产品名称:

物联网综合实验系统

概要信息
无线传感器网络综合实验系统可用于“无线传感网络”和“物联网工程”等系列课程的实验教学。实验箱主要面向各高校开展基于ZigBee技术的无线传感网基础教学和创新研发,用户可以根据所需的应用在该套件上进行深入学习和自主开发,并可在本地直接观测无线节点的数据采集、网络状态、无线通信质量等情况的实时变化。
规格:
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产品描述

一、 概述

无线传感器网络综合实验系统可用于“无线传感网络”和“物联网工程”等系列课程的实验教学。实验箱主要面向各高校开展基于ZigBee技术的无线传感网基础教学和创新研发,用户可以根据所需的应用在该套件上进行深入学习和自主开发,并可在本地直接观测无线节点的数据采集、网络状态、无线通信质量等情况的实时变化。

物联网教学实验系统包含物联网基础套件、物联网扩展开发套件和物联网综合应用套件,提供的硬件资源包括ZigBee基础节点、标准型节点、扩展型节点、嵌入式网关、传感器型节点、风扇模组、灯光模组、智能插座模组和其他配套设备,用户可根据不同的教学需求选配不同的模块。

实验资源则采用由简单到复杂的设计模式,引导学生掌握物联网开发要领,为物联网工程应用打下坚实的基础。学生通过学习相关的物联网实验,实现对物联网专业基础知识的学习和理解,熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。

二、主要组成

1、标准型节点:

  • 射频底板+人机交互板架构,可插拔;
  • TI最新ZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256;
  • 无线数据传输速率最大为250 Kbps;
  • 人机交互板:提供3.2英寸液晶屏,一个蜂鸣器,3个独立按键和4个彩色LED灯;
  • 底板:提供温度传感器、光照传感器、声音传感器、三轴加速度传感器、热释电传感器、USB口、下载调试接口、串口通信接口、各种常用按键及指示灯;
  • 符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范,频段范围2045-2483.5M,可在16个频段间自由切换;
  • 支持TI官方Z-Stack协议栈,支持TI Z-Stack自带的轮询操作系统及多任务处理;
  • 支持路由中继功能、网络节点自动修复功能;
  • 基于IAR 51的工程仿真调试环境;
  • 节点底板Mini USB供电和锂电池供电;
  • 工作电压2.0-3.6V,超低功耗,支持休眠及唤醒功能。

2、传感器型节点:

  • 采用底板+传感器模块架构,可插拔;
  • TI最新ZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256;
  • 无线数据传输速率最大为250 Kbps;
  • 支持TI官方Z-Stack协议栈;符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范,频段范围2045-2483.5M,可在16个频段间自由切换;
  • 提供了SPI、IIC、RS485、ADC、输入/输出等扩展接口,与传感器模块搭配使用
  • 可选配的传感器模块有:温湿度传感器、红外测距传感器、力敏传感器、硅光电池传感器、酒精传感器、热电偶传感器、声音传感器、RFID传感器、光敏二/三极管、可燃气体传感器、温敏电阻、光敏电阻等。

3、扩展型节点:

  • MCU:增强型8051MCU,256KFlash
  • 2.4G ISM工作频率;
  • 传输速度250Kbps,可编程的输出功率高达4.5dBm,接收灵敏度-97dBm;
  • 提供一路直流电机驱动电路,一个继电器;4路输入通道,4路输出通道;
  • 板载2个LED指示灯灯及2个用户按键、预留多种标准传感器接口(4-20mA,0-10V,差分放大电路);
  • 支持RS232,RS485,CAN等多种通信方式;
  • 支持IEEE 802.15.4标准以及ZigBee、ZigBee PRO和ZigBee RF4CE标准;
  • 兼容不同类型的MCU控制器。

4、嵌入式网关:

  • 采用CPU板+通信板+人机交互面板架构;
  • 处理器:LPC4357(32-bit ARM Cortex-M4/M0异构双核),主频204MHz;
  • 存储器:32MB SDRAM,2MB SPI Nor Flash, Micro SD;
  • LCD:5寸,24位真彩色,800x480分辨率,支持触摸输入;
  • 无线通信:Wi-Fi,GPRS,ZigBee,Bluetooth 4.0
  • 串行接口:100M以太网,USB 2.0,RS232
  • 提供音频接口、立体声音频输入/输出接口、JTAG接口、用户LED及按键,预留纽扣电池座,断电后系统时间不丢失;
  • 支持DC 5V电压供电。

5、灯光模式组

  • LED彩灯,红蓝绿三种光源可调,可通过智能终端远程控制光源开关、调节光源颜色;
  • 功    率:3W;
  • 电    压:5V。

6、风扇模式组

  • 采用DA07015T12U风扇,可以本地PC控制风扇的转速,也可以通过智能终端远程控制,可以预设控制动作,打破传统验证性实验设备采集到传感器的数据以后无反馈的弊端,增强学生的主观能动性;²
  • 额定电压:DC12V,
  • 额定电流:0.7A;
  • 接口类型:主板4pin口;
  • 转速监测:支持。

7、智能插座模式组

  • 采用ZigBee实现插座与局域网之间的通信;
  • 实时检测设备的工作电流、电压及累计用电量;
  • 可通过远程智能终端控制插座的通断。

8、软件介绍

软件采用我公司自主研发的WSN监控软件,该软件是Windows下的采集监控程序,配合节点使用,可以在PC机上进行数据采集及分析。

软件启动界面

串口发送接收界面

星型网络拓补结构图

Mesh网络拓扑结构图

光照信息

温度信息

三轴加速传感器

麦克风传感器

三、特点

  • 可以通过软件实时检测设备的工作电流、电压及累计用电量,用电情况一目了然;
  • 自配多种典型传感器, 并且可任意外接通用传感器,帮助学生更快速了解无线传感网传输特点和机制,更利于创新和扩展实验的开发;
  • 自带灯光、风扇、插座等执行机构,采集到数据以后可以预设控制动作,打破传统验证性实验设备采集到传感器的数据以后无反馈的弊端,增强学生的主观能动性;
  • 完全支持IEEE 802.15.4国际标准2.4GHz频段 规范,支持ZigBee-Pro协议栈;
  • 覆盖物联网感知层核心技术—无线传感网从数据采集到网络传输直至数据汇总和显示;
  • 本地实时观测采样数据,具有极强的灵活性和实际使用价值;
  • 液晶屏实现数据显示和控制功能,便于老师和学生理解,使教学具有更强的直观性。
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