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高聯信息 物聯網實驗臺解決方案
2020-07-18 16:22








一、 設備技術特點說明:
概述:該實驗系統定位側重于物聯網感知層軟硬件及服務器系統開發設計與教學研究,平臺搭載Linux開源社區熱門板卡電腦Raspiberry Pi作為系統服務器,提供WIFI、時序數據庫、MQTT Broker等多種服務;系統采用CC2530作為感知層節點的處理器,實現傳感器數據采集、控制、ZigBee組網等功能。實驗系統支持多種傳感器,種類涵蓋檢測類、控制類、光電信號、總線類、數字信號、模擬信號、磁信號、生物感應信號、射頻信號等多種類型;微型服務器配備高清攝像頭模塊,提供人臉識別等機器視覺實驗;感知層節點可拓展WIFI模塊、RFID模塊等,能與系統服務器進行數據交互。可完全滿足物聯網工程專業的傳感器及服務器搭建的教學實驗和課程設計。
1、設備先進性:采用當代先進的物聯網及服務器架構,融合ZigBee協議棧、時序數據庫、機器視覺等先進技術,秉承模塊化、層次化的總體設計理念,使該儀器設備具有擴展性以適應不斷更新的物聯網行業中對于傳感器感知檢測、控制及信息整合處理的需求,充分發揮了創新技術的優勢又加強了基礎知識的認知與訓練以及課題的研究,適用于創新性、開放性、擴展性實驗教學,有利于培養學生的專業綜合能力。
2、模塊化設計:系統感知層節點之間相互獨立,可根據實驗需要靈活配置成協調器、路由器、終端節點。
3、層次性設計:實驗系統層次分為感知層、網絡層及應用層,符合當下物聯網行業中物聯網系統的分層設計理念,在感知層實驗設計方面,本系統配備類型豐富的傳感器及控制實驗;在網絡層方面,本系統網絡層主要由兩部分組成,即ZigBee網絡及WIFI網絡,其中ZigB網絡由CC2530節點組網形成,WIFI網絡由微型服務網關發起建立,ZigBee網絡中的協調器通過配備的WIFI模塊與之連接,應用層的上位機軟件也與之連接,應用層方面,本實驗配套PC端上位機軟件、安卓端上位機軟件及服務器端監控軟件,用于物聯網用戶的人機交互。
 
二、 開發平臺功能要求
1. 平臺支持多種物聯網基礎課程實訓:本系統支持傳感器基礎實驗、CC2530基礎實驗、Zstack協議棧組網實驗、物聯網服務器配置實驗、綜合實驗等五大類實驗,完全滿足物聯網工程專業的實驗設計和課程要求。
2. 平臺具備實驗模塊在線監測功能。
3. 平臺支持與PC及Android設備聯機實驗:PC端及Android端上位機軟件在本系統中署于應用層,上位機軟件可以監測傳感設備狀態,并具有對感知層節點進行控制的功能。
4. 平臺支持“通訊”與“自動”兩種通訊模式:“自動”模式即感知節點傳感信號自動上傳服務器,同時上位機軟件自動對節點狀態進行更新。“通訊”模式即用戶可自行通過多個節點模塊進行非特定信息的通訊。
5. 平臺支持多種課程實訓。
6. 平臺配備獨立微型服務器:服務器提供MQTT服務及其狀態監測、時序數據庫及節點狀態監測等功能。
二、詳細技術參數與配置:
★1、感知層節點參數
感知層節點核心芯片選擇TI公司的CC2530F256芯片,其具有優良的RF收發性能,內置增強型0851 CPU,搭配德州儀器的業界領先的黃金單元ZigBee協議棧(Z-Stack™),具有強大的穩健性和靈活性。
 
CC2530節點核心板
CC2530F256主要特性如下:
RF:
–適應2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收發器
–極高的接收靈敏度和抗干擾性能
–可編程的輸出功率高達4.5 dBm
–只需極少的外接元件
–只需一個晶振,即可滿足網狀網絡系統需要
–7-mm×7-mm 的QFN40 封裝
主要外設:
–強大的5 通道DMA
–IEEE802.5.4 MAC 定時器,通用定時器(一個16 位定時器,一個8 位定時器)
–IR發生電路
–具有捕獲功能的32-kHz 睡眠定時器
–硬件支持CSMA/CA
–支持精確的數字化RSSI/LQI
–電池監視器和溫度傳感器
–具有8 路輸入和可配置分辨率的12 位ADC
–AES安全協處理器
–2個支持多種串行通信協議的強大USART
–21個通用I/O 引腳(19×4 mA,2×20 mA)
–看門狗定時器
ZigBee節點模塊參數:
1)適用于2.4GHz、IEEE 802.15.4.ZigBee和 RF4CE 應用;
2)支持ZigBee2007/ ZigBee2007 PRO協議;
3)可應用在2.4-GHz IEEE 802.15.4系統、RF4CE控制系統、ZigBee系統;
4)Zigbee開發模塊可以支持外置數字量輸入通道,模擬量輸入通道,數字量輸入輸出通道;
5)支持多種無線網絡組網模式:點對點通訊、星狀通訊、樹狀通訊、廣播通訊;
★2、微型服務網關參數
本系統服務網關選用當下Linux開源社區最流行的卡片電腦Raspiberry Pi 3B,中文名稱“樹莓派”。樹莓派由“Raspberry Pi 基金會”開發,是一款基于ARM的微型電腦主板,以SD/MicroSD卡為內存硬盤,卡片主板配備USB接口和一個以太網接口,可連接鍵盤、鼠標和網線,同時擁有HDMI高清視頻輸出接口及音頻數據接口,具備所有PC的基本功能只需接通顯示器和鍵盤,能執行如電子表格、文字處理、播放高清視頻等諸多功能。
 
此外網關還配備顯示屏、鍵盤、鼠標等外設,方便直接對Linux系統進行操作。
Raspiberry Pi 3B的功能參數如下:
處理器: Broadcom BCM2837B0,1.4GHz的Cortex-A53 64位SoC
 內存:  1GB LPDDR2 SDRAM
連接性:
–2.4GHz和5GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac無線局域網,藍牙4.2,BLE
–千兆以太網(最大吞吐量300Mbps)
–4個USB 2.0端口
訪問: 40引腳GPIO接口
視頻和聲音:
–1個全尺寸HDMI
–MIPI DSI顯示端口
–MIPI CSI攝像機端口
–4針立體聲輸出和復合視頻端口
多媒體: 
–H.264,MPEG-4解碼(1080p 30);H.264編碼(1080p 30);OpenGL ES 1.1、2.0圖形
SD卡支持:  
–Micro SD格式,用于加載操作系統和數據存儲
輸入功率:
–通過微型USB連接器提供5V / 2.5A 直流
–通過GPIO接頭提供5V 直流
–以太網供電(PoE)(需要單獨的PoE HAT)
顯示器規格:
★3、PC端上位機軟件功能
上位機軟件主要功能包括:與服務器中時序數據庫Influxdb交互獲得感知層節點狀態并顯示、通過MQTT協議控制感知層節點。
 
★4、手機端上位機應用功能
手機端上位機應用搭建于Android平臺,其功能主要包括:與時序數據庫Influxdb交互獲得感知層節點狀態并顯示、通過MQTT協議控制感知層節點。
 
★5、服務網關拓展功能
機器視覺實驗設計:
人臉識別作為機器視覺的一個分支,在諸多物聯網應用場景中都有廣泛的應用,如門禁系統、打卡系統等場景。本系統網關配備高清攝像頭模塊,并提供人臉識別、圖形檢測等機器視覺算法實例,配備相關實驗內容。
 
★6、資料與附件:實驗指導書、實驗錄像、實驗附件(上位機軟件、拓展傳感器模塊)。
三、實驗內容:CC2530基礎實驗不少于10余項,Zstack實驗不少于20項,服務器實驗不少于10項
(一)CC2530基礎實驗
1)CC2530 流水燈實驗
2)CC2530 按鍵實驗
3)CC2530 外部中斷實驗
4)CC2530 16位定時器T1實驗
5)CC2530 8位定時器T3實驗
6)CC2530 串口UART0實驗
7)CC2530 睡眠定時器實驗
8)CC2530 看門口狗實驗
9)CC2530 單總線實驗
10)CC2530 PWM實驗
11)CC2530 ADC實驗
12)CC2530 RFID讀卡實驗
13)CC2530 OLED顯示屏實驗
 
(二)Zstack協議棧應用與組網實驗
14)初識Zstack協議棧-工作流程和無線收發控制LED
15)協議棧串口實驗
16)Zigbee廣播組網實驗
17)ZigBee組播組網實驗
18)ZigBee點播通訊實驗
19)協議棧讀傳DS18B20溫度傳感器實驗
20)協議棧讀傳DHT11溫濕度傳感器實驗
21)協議棧讀傳MQ2氣體傳感器傳感器實驗
22)協議棧讀傳光敏(開關量)傳感器實驗
23)協議棧讀傳DHT11溫濕度傳感器實驗
24)協議棧控制繼電器實驗
25)協議棧PWM控制電機實驗
26)協議棧串口透傳實驗
 
(三)Zstack協議棧傳感網絡實驗
27)路由器參與組網的多終端點播實驗
28)磁力傳感器節點入網實驗
29)紅外人體感應節點入網實驗
30)DHT11溫濕度傳感節點入網實驗
31)RFID識別模節點入網實驗
32)超聲波傳感節點入網實驗
33)熱敏傳感節點入網實驗
34)MQ2氣體傳感節點入網實驗
35)MQ3乙醇傳感節點入網實驗
36)組網用PWM控制直流風扇節點實驗
37)組網控制多路繼電器節點實驗
38)組網控制震動馬達節點實驗
 
(四)服務器實驗
39)WIFI網絡AP創建實驗
40)DHCP與靜態IP設置實驗
41)docker的安裝及配置實驗
42)EMQ服務的安裝及配置實驗
43)MQTT協議認知實驗
44)telegraf服務的安裝及配置實驗
45)influxdb服務的安裝及配置實驗
46)時序數據庫認知實驗
47)系統綜合實驗
48)攝像頭模塊基礎實驗
50)機器視覺算法環境搭建實驗
51)人臉識別算法實驗
 
13、售后服務:免費上門售后服務不少于叁年,軟件免費升級。
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聯系方式

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