当前位置:网站首页 >> 产品中心 >> 专业教学 >> 查看详情
  • 产品详情
  • 参数规格
  • 经典案例
  • 技术资料

一、产品简介

1.1 产品设计背景

    物联网已成为新一代信息技术发展领域,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、无线通信、红外识别等技术,按约定的通信协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中Zigbee技术和传感器技术的应用是物联网的一个重要组成部分,也是物联网等相关专业必须要开设和涉及的一个综合性课程。做为一种功耗低,具备自组、自愈功能的Zigbee无线通信技术如今已经广泛应用于智能家居、智能农业、智能交通等多个行业领域。当今,物联网技术越来越受到高校,广州飞瑞敖电子科技有限公司推出了简单易用,易上手,内容丰富的IOT-L02-02型无线传感网实验箱来满足老师的教学需求。

1.2 产品设计目标

    广州飞瑞敖电子科技股份有限公司IOT-L02-02型无线传感网实验箱紧密围绕教育部物联网工程专业培训计划教学大纲进行设计,可以满足<单片机原理与技术>、<传感器原理及应用>、等物联网工程专业的专业课程实验开设,同时也可满足非物联网工程专业对物联网相关技术实验设备的体验需求。物联网综合实验箱内完整的体现了物联网的三层结构:感知层、网络层和应用层,从硬件应用到软件设计,让学生掌握整个物联网体系结构与构建设计技术,以及从底层到上层软件的开发。
该实验箱基于可靠性、先进性、开放性和可扩展性原则开发,以CC2530单片机为核心构建多种传感器节点,箱内包括种类丰富的感知层设备和网络层接入设备,学生可以从中学习和实践包括温度,湿度,烟雾,红外传感,光敏,火焰等多种传感技术,以及相应硬件与软件的设计技术。实验箱还包括采用ARM Cortex-A8处理器基于Android操作系统的嵌入式开发板,可以作为物联网的数据网关开发,也可以作为应用层进行各种基于Android应用软件开发。

1.3 产品创新点

● 实验箱采用纯模块化设计,单个传感器节点分为节点底板、射频模块和传感器模块三部分,其中射频模块和传感器模块采取可插拔方式,易维护升级。
● 传感器种类丰富涵盖了电容式传感器、电阻式传感器、光敏传感器、气敏传感器等十余种不同种类的传感器。
● 实验箱搭配WiFi模块可以直接接入飞瑞敖物联网信息平台,真正实现实验箱与实验箱之间的互联互通。
● 实验箱搭配高效能Cortex-A8开发板搭载Android操作系统,学生可在本地对采集数据进行处理。

二、产品介绍

2.1 产品概述

     如下图2.2所示,广州飞瑞敖电子科技股份有限公司IOT-L02-02型无线传感网实验箱主体由嵌入式A8开发板,以及围绕嵌入式开发板的10个Zigbee功能节点和1个WiFi节点组成。其中3号节点为WiFi节点,10号节点为Zigbee协调器节点,9号节点为Zigbee路由器节点,其余为Zigbee采集节点。每个传感器节点又由节点底板、射频模块以及传感器模块组成。实验箱标配有温湿度、光敏等12款传感器模块。所有节点及模块均采用插针可插拔式设计,方便老师学生实验。随箱附送物联网综合实验想配套光盘包含实验指导书、实验源代码、应用软件等丰富实验资源。

2.2 产品实物图

图2.1 广州飞瑞敖电子科技股份有限公司IOT-L02-02型无线传感网实验箱

图2.2 广州飞瑞敖电子科技股份有限公司IOT-L02-02型无线传感网实验箱标示图

2.3 产品功能详解

     广州飞瑞敖电子科技股份有限公司IOT-L02-02型无线传感网实验箱紧密围绕教育部物联网工程专业培训计划教学大纲进行设计,可以满足<单片机原理与技术>、<传感器原理及应用>、等物联网工程专业的专业课程实验开设。

2.3.1 满足<单片机原理与技术>课程实验开设

    IOT-L02-02型无线传感网实验箱1-11号节点的射频模块上配备有一枚TI公司的CC2530 MCU,这枚MCU也是整个无线传感网络的核心。CC2530在不搭配Z-Stack无线通信协议栈时,其功能相当于一枚8051型单片机,可以满足物联网工程专业下的<单片机原理与技术>实验课程的实验开设。与传统的单片机开发板相比,该节点(单片机板)虽然外围器件较少,但是更能体现出物联网技术中的节能低功耗的优势,所涉及实验内容更贴近于物联网工程专业学生所要学习的知识点,更适合应用于物联网工程专业<单片机原理与技术>专业课程开设。

2.3.2 满足<传感器原理及应用>课程实验开设

    IOT-L02-02型无线传感网实验箱标准配置有磁检测传感器、光敏传感器、红外对射传感器、红外反射传感器、结露传感器、酒精传感器、振动传感器、声音传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器以及超声波传感器共计12款传感器模块,12种传感器模块覆盖了电容式、电阻式、光敏式、气敏式四大原理类型传感器,配合实验指导书学生可以掌握常用传感器应用、会非电量与电量的转换,掌握处理、显示和传送等重要知识点。

2.3.3 满足课程实验开设

    Zigbee无线传感网原理及应用,(有学校也叫无线传感网原理及应用或者传感器微操作系统原理与设计),是物联网工程专业的一门核心专业课程,Zigbee无线通信方式的应用也是物联网工程专业学生必须要掌握的一门技术,其核心是围绕美国TI公司提供的CC2530型单片机以及满足Zigbee 2006标准的Z-Stack协议栈展开的。如图2.2所示,IOT-L02-02型无线传感网实验箱配备有Zigbee协调器节点1个、Zigbee路由器节点1个以及Zigbee传感器节点8个,配合实验指导书,可完成从CC2530单片机的使用,到基于Z-Stack协议栈的组网,以及无线传感网的最终搭建等一系列实验,由浅入深的帮助学生学习Zigbee无线传感网方面的知识和应用。

2.4 主要模块介绍

2.4.1 嵌入式A8开发板

     嵌入式A8开发板采用10层板沉金工艺、布局、布线设计,CPU采用Samsung S5PV210 Cortex-A8 核,1G主频配备1G DDR2、1G SLC Nandflash。主要扩展接口包括:1路USB_OTG 2.0下载接口、3路USB_HOST 2.0输出、HDMI v1.3,1080p@30fps 高清数字输出、AudioMIC&PHONE接口、板载驻极体话筒、Ethernet10/100M DM9000AEP、2路5线RS232、4路TTL、SD卡座1个、T-flash卡座1个、8路 12位AD、1路电位器模拟ADC输入、PWM 2路,1路蜂鸣器,PWM输出、SPI 2路SPI接口,支持加速度传感器模块和ZIGBEE模块、支持三路I2C、板载E2PROM芯片AT24C02、一路复位按键、支持CMOS、AV摄像头(流媒体格式)双CMOS摄像头模块接口、2个User Led、1路红外IrDA。
 
图2.3 嵌入式A8开发板

2.4.2 Zigbee采集节点

  如图2.4,图2.5所示Zigbee采集节点由Zigbee射频模块,传感器模块以及节点底板三部分组成。各模块之间采用可插拔插针式设计,大大提高了设备的可维护、维修、扩展性等性能。

图2.4 Zigbee采集节点
图2.5 Zigbee采集节点采用模块化插针设计



三、支撑课程及实验清单

3.1支撑课程及实验清单

   广州飞瑞敖电子科技股份有限公司IOT-L02-02型无线传感网实验箱紧密围绕教育部物联网工程专业培训计划教学大纲进行设计,可以满足<单片机原理与技术>、<传感器原理及应用>、等物联网工程专业的专业课程实验开设。

3.1.1 <单片机原理与技术>课程实验

实验1 CC2530LED控制实验
实验2 CC2530按键实验
实验3 CC2530外部中断实验
实验4 CC2530定时器实验
实验5 CC2530PWM实验
实验6 CC2530串口实验
实验7 CC2530ADC实验
实验8 CC2530看门狗实验
实验9 CC2530定时器唤醒系统实验
实验10 CC2530外部中断唤醒系统实验
实验11 CC2530能源管理实验
实验12 CC2530RF射频通信实验

3.1.2 课程实验

实验1 基于ZStack的LED控制实验
实验2 基于ZStack的串口实验
实验3 基于ZStack的按键实验
实验4 BasicRF点对点通信实验
实验5 ZStack点播通信实验
实验6 ZStack组播通信实验
实验7 ZStack广播通信实验
实验8 ZStack星状组网实验
实验9 ZStack树状组网实验

3.1.3 <传感器原理与应用>课程实验

实验1 CC2530 红外反射传感器实验
实验2 CC2530 红外对射传感器实验
实验3 CC2530 磁控传感器实验
实验4 CC2530 声音传感器实验
实验5 CC2530 火焰传感器实验
实验6 CC2530 振动传感器实验
实验7 CC2530 光敏传感器实验
实验8 CC2530 烟雾气体传感器实验
实验9 CC2530 结露传感器实验
实验10 CC2530 酒精传感器实验
实验11 CC2530 温湿度传感器实验
实验12 CC2530 超声波测距传感器实验

3.1.4

案例1 智能照明系统
案例2 烟雾警报系统

一、硬件资源

1.物联网综合实验箱网关
2.WiFi节点
3.Zigbee协调器节点以及Zigbee终端节点
4.USB无线网卡
5.传感器模块:
磁检测传感器模块、光敏传感器模块、红外对射传感器模块、红外反射传感器模块、结露传感器模块、酒精传感器模块、振动传感器模块、声音传感器模块、温湿度传感器模块、烟雾传感器模块、火焰传感器模块、超声波传感器

二、软件资源

Android 4.0
1.交叉编译器: arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp;
2.Bootloader Superboot & U-Boot-1.1.6;
3.内核:Linux-3.0.8;
4.文件系统:YAFFS2/CRAFS/NFS/UBIFS/;

三、实验内容

<单片机原理与技术>课程实验

实验1 CC2530LED控制实验
实验2 CC2530按键实验
实验3 CC2530外部中断实验
实验4 CC2530定时器实验
实验5 CC2530PWM实验
实验6 CC2530串口实验
实验7 CC2530ADC实验
实验8 CC2530看门狗实验
实验9 CC2530定时器唤醒系统实验
实验10 CC2530外部中断唤醒系统实验
实验11 CC2530能源管理实验
实验12 CC2530RF射频通信实验

课程实验

实验1 基于ZStack的LED控制实验
实验2 基于ZStack的串口实验
实验3 基于ZStack的按键实验
实验4 BasicRF点对点通信实验
实验5 ZStack点播通信实验
实验6 ZStack组播通信实验
实验7 ZStack广播通信实验
实验8 ZStack星状组网实验
实验9 ZStack树状组网实验

<传感器原理与应用>课程实验

实验1 CC2530 红外反射传感器实验
实验2 CC2530 红外对射传感器实验
实验3 CC2530 磁控传感器实验
实验4 CC2530 声音传感器实验
实验5 CC2530 火焰传感器实验
实验6 CC2530 振动传感器实验
实验7 CC2530 光敏传感器实验
实验8 CC2530 烟雾气体传感器实验
实验9 CC2530 结露传感器实验
实验10 CC2530 酒精传感器实验
实验11 CC2530 温湿度传感器实验
实验12 CC2530 超声波测距传感器实验

案例1 智能照明系统
案例2 烟雾警报系统