TYK-PV6B型 無線傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
一、平臺(tái)簡介
TYK-PV6B型 無線傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗(yàn)箱集成WiFi、Bluetooth、IEEE802.15.4、ZigBee等多種短距離無線通訊模塊，*大亮點(diǎn)是將6LowPAN(IPv6)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議移植到傳感網(wǎng)應(yīng)用層中，與ZigBee傳感網(wǎng)使用的ZStack協(xié)議棧并存，共同支持雙協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)可唯一尋址。采用三星Cortex-A9 S5P4418四核處理器作為智能網(wǎng)關(guān)，支持6LowPAN和ZStack雙協(xié)議解析，具有1GB內(nèi)存、8GB大容量存儲(chǔ)空間、7寸電容觸摸顯示屏、豐富的外圍接口，可板載GPS定位、WIFI/BT二合一通訊、4G移動(dòng)通訊等多種模塊，內(nèi)嵌Android、Linux雙系統(tǒng)，可一鍵切換。方便學(xué)校開展各種傳感器及通訊知識(shí)的教授、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和Android應(yīng)用開發(fā)。系統(tǒng)提供豐富的實(shí)驗(yàn)例程和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，能夠滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、微控制器原理、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、Android移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)等課程的教學(xué)與實(shí)踐。
二、平臺(tái)功能
各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)具有監(jiān)測環(huán)境參數(shù)或設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制的功能；
傳感器節(jié)點(diǎn)可組建WiFi、藍(lán)牙、IEEE802.15.4三種無線網(wǎng)絡(luò)，通過Contiki操作系統(tǒng)和IPv6協(xié)議，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的無線傳輸；
傳感器節(jié)點(diǎn)可組建ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸；
網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)具有CoAP應(yīng)用協(xié)議通信的功能；
網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件通過CoAP服務(wù)和串口服務(wù)，將WiFi、藍(lán)牙、IEEE802.15.4、以及ZigBee感控節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)解析處理，在網(wǎng)關(guān)的Mesh拓?fù)鋱D中實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數(shù)據(jù)的上、下行走向；
 多網(wǎng)融合MeshTop圖 |
 ZigBee組網(wǎng)拓?fù)鋱D |
網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件展示的傳感器節(jié)點(diǎn)，可隨意拖動(dòng)，不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流向。
可在拓?fù)鋱D中點(diǎn)擊任一種傳感器節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入下一級(jí)界面，查看當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣數(shù)值、曲線形式展示，或控制設(shè)備開關(guān)狀態(tài)。
溫濕度節(jié)點(diǎn)采樣曲線展示
紅外對(duì)射傳感器的狀態(tài)監(jiān)測
三、平臺(tái)特點(diǎn)
適合多種物聯(lián)網(wǎng)課程：可滿足智能傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)等課程實(shí)驗(yàn)。
多網(wǎng)融合：引入藍(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4多種組網(wǎng)方式，多網(wǎng)融合，統(tǒng)一采用IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，COAP應(yīng)用通信協(xié)議；同時(shí)提供ZigBee組網(wǎng)。
身份唯一：WiFi、藍(lán)牙、IEEE802.15.4傳感器節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一采用IPv6協(xié)議組網(wǎng)通信，具有唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。
結(jié)構(gòu)統(tǒng)一：藍(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4等節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一采用Cortex-M3嵌入式處理器、Contiki操作系統(tǒng)和6Lowpan IPv6協(xié)議實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。ZigBee節(jié)點(diǎn)采用CC2530同時(shí)擔(dān)當(dāng)傳感器采集與無線通信。所有節(jié)點(diǎn)采用處理器模塊、無線通信模塊、傳感器模塊與底板統(tǒng)一插拔連接的形式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)自帶OLED屏顯示網(wǎng)絡(luò)信息、組網(wǎng)狀態(tài)、以及傳感器采樣數(shù)值。結(jié)構(gòu)如圖所示。
類型豐富：支持溫濕度檢測、光強(qiáng)檢測、三軸加速度、煙霧檢測、熱釋紅外檢測、霍爾檢測、氣壓檢測、接近檢測、結(jié)露、超聲波、酒精檢測、繼電器控制、聲光控制、數(shù)碼管顯示等多種感控節(jié)點(diǎn)。
一鍵切換：網(wǎng)關(guān)支持Android和Linux雙系統(tǒng)，一次燒寫，一鍵切換，默認(rèn)運(yùn)行Android系統(tǒng)。減少燒寫系統(tǒng)消耗的時(shí)間，方便不同興趣的用戶快速進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)。
拓?fù)湔故荆阂酝負(fù)鋱D形式展示節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)服務(wù)的連接關(guān)系，實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數(shù)據(jù)的上行、下行走向。
四、課程實(shí)驗(yàn)
4.1 單片機(jī)與傳感器
| 實(shí)驗(yàn)類型 | 典型實(shí)驗(yàn)名稱 | |
| CC2530接口外設(shè) | 實(shí)驗(yàn)一、CC2530簡介及開發(fā)環(huán)境的搭建 實(shí)驗(yàn)二、通用IO端口應(yīng)用——控制LED燈點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、通用IO端口應(yīng)用——按鍵控制LED燈點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、外部中斷應(yīng)用——按鍵控制LED燈點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)五、定時(shí)計(jì)數(shù)器T1應(yīng)用——定時(shí)控制LED閃爍 實(shí)驗(yàn)六、定時(shí)計(jì)數(shù)器T3應(yīng)用——中斷控制LED閃爍實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七、串口的接收和發(fā)送實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、睡眠定時(shí)器的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)九、看門狗實(shí)驗(yàn) |
| CC2530傳感器 | 實(shí)驗(yàn)一、光敏傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、結(jié)露傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、可燃?xì)怏w傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、溫濕度實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、光線實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)六、數(shù)字氣壓實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七、三軸加速度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、繼電器控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)九、LED蜂鳴器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)十、火焰?zhèn)鞲衅鳈z測 |
| STM32微控制器接口外設(shè) | 實(shí)驗(yàn)一、Led閃爍控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、按鍵檢測實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、串口通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、systick延時(shí)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、IIC OLED實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、RTC實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)七、IWDG獨(dú)立看門狗實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、WWDG窗口看門狗實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)九、定時(shí)器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)十、STM32內(nèi)部溫度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)十一、STM32的DMA的實(shí)驗(yàn) |
| STM32傳感器采集控制 | 實(shí)驗(yàn)一、光敏傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、溫濕度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、三軸加速度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、霍爾檢測實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、煙霧傳感器實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)七、LED蜂鳴器傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、繼電器控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)九、雙數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)十、紅外接近傳感器檢測 實(shí)驗(yàn)十一、大氣壓力傳感器檢測 實(shí)驗(yàn)十二、結(jié)露傳感器檢測 |
| 實(shí)驗(yàn)類型 | 典型實(shí)驗(yàn)名稱 | |
| CC2530無線射頻通訊 | 實(shí)驗(yàn)一、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、廣播通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、RSSI信號(hào)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)四、空中信道監(jiān)聽實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、無線遙控實(shí)驗(yàn) |
| ZStack協(xié)議棧 | 實(shí)驗(yàn)一、ZStack協(xié)議棧工程解析 實(shí)驗(yàn)二、多點(diǎn)自組網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)三、信息廣播/組播 實(shí)驗(yàn)四、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)-星型網(wǎng) |
實(shí)驗(yàn)五、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)-網(wǎng)狀網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)六、ZStack綁定實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七、ZStack串口應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)八、溫濕度傳感器采集傳輸 |
| Wifi組網(wǎng) | 實(shí)驗(yàn)一、WiFi AT命令配置實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、WiFi AT命令配置STA實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、WiFi AT命令配置AP實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、WiFi AT命令配置STA+AP實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)五、WiFi RSSI強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、WiFi STA客戶端模式實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七、WiFi STA服務(wù)器模式實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、WiFi Socket編程通信實(shí)驗(yàn) |
| 藍(lán)牙組網(wǎng) | 實(shí)驗(yàn)一、藍(lán)牙技術(shù)簡介 實(shí)驗(yàn)二、藍(lán)牙工作原理 實(shí)驗(yàn)三、藍(lán)牙AT 指令簡介 |
實(shí)驗(yàn)四、藍(lán)牙模塊配置 實(shí)驗(yàn)五、STM32配置藍(lán)牙透傳實(shí)驗(yàn) |
| RPL802.15.4組網(wǎng) | 實(shí)驗(yàn)一、CC2530模塊簡介 實(shí)驗(yàn)二、802.15.4協(xié)議簡介 實(shí)驗(yàn)三、SLIP協(xié)議簡介 |
實(shí)驗(yàn)四、PAN ID、CHANNEL簡介 實(shí)驗(yàn)五、CC2530模塊單體測試實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、CC2530模塊結(jié)合測試實(shí)驗(yàn) |
4.3 基于IPV6的Contiki多網(wǎng)融合實(shí)驗(yàn)
| 基于STM32的Contiki-IPv6移植實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)一、ContikiOS系統(tǒng)移植 實(shí)驗(yàn)二、LED控制 實(shí)驗(yàn)三、Contiki多線程 實(shí)驗(yàn)四、Contiki進(jìn)程間通信 |
實(shí)驗(yàn)五、按鍵位檢測 實(shí)驗(yàn)六、定時(shí)器使用 實(shí)驗(yàn)七、OLED顯示 |
| 基于IPv6的組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)一、Contiki網(wǎng)絡(luò)工程解析 實(shí)驗(yàn)二、IPv6網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、WIFI 節(jié)點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)五、RPL802.15.4 IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、節(jié)點(diǎn)間IPv6-UDP通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七、節(jié)點(diǎn)間IPv6-TCP通信實(shí)驗(yàn) |
| IPv6網(wǎng)關(guān)綜合實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)一、IPv6協(xié)議的多網(wǎng)融合框架 實(shí)驗(yàn)二、傳感器FTBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議 實(shí)驗(yàn)三、基于UDP傳感器信息采集實(shí)驗(yàn) |
實(shí)驗(yàn)四、基于COAP傳感器數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、IPv6網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚C合實(shí)驗(yàn) |
| 序號(hào) | 名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | Cortex-A9網(wǎng)關(guān) | 1 | |
| 2 | 網(wǎng)關(guān)IO基礎(chǔ)擴(kuò)展板 | 1 | |
| 3 | 三路繼電器模塊 | 1 | |
| 4 | ZigBee協(xié)調(diào)器 | 1 | |
| 5 | IEEE802.15.4主機(jī) | 1 | |
| 6 | Cortex-M3核心板(IPv6協(xié)議) | 9 | |
| 7 | CC2530主控底板 | 3 | |
| 8 | 藍(lán)牙通信模塊 | 3 | |
| 9 | WiFi通信模塊 | 3 | |
| 10 | IEEE802.15.4通信模塊 | 3 | |
| 11 | ZigBee通信模塊 | 3 | |
| 12 | 繼電器控制模塊 | 1 | |
| 13 | 紅外對(duì)射傳感器模塊 | 1 | |
| 14 | 煙霧傳感器模塊 | 1 | |
| 15 | 雙數(shù)碼管顯示控制模塊 | 1 | |
| 16 | 溫濕度傳感器模塊 | 1 | |
| 17 | 光敏傳感器模塊 | 1 | |
| 18 | LED蜂鳴器控制模塊 | 1 | |
| 19 | 霍爾傳感器模塊 | 1 | |
| 20 | 三軸加速度傳感器模塊 | 1 | |
| 21 | 紅外接近傳感器模塊 | 1 | |
| 22 | 大氣壓力傳感器模塊 | 1 | |
| 23 | 結(jié)露傳感器模塊 | 1 | |
| 24 | 智能網(wǎng)關(guān)Android網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚C合軟件 | 1 | |
| 25 | 基于IPv6的無線傳感網(wǎng)綜合應(yīng)用軟件 | 1 | |
| 26 | ZigBee無線傳輸應(yīng)用軟件 | 1 | |
| 27 | DC5V3A開關(guān)電源 | 1 | |
| 28 | 交叉串口線 | 1 | |
| 29 | 交叉網(wǎng)線 | 1 | |
| 30 | Mini USB數(shù)據(jù)線 | 1 | |
| 31 | 方口USB同步線 | 1 | |
| 32 | CC2530 Debugger調(diào)試器 | 1 | |
| 33 | TF卡讀寫器 | 1 | |
| 34 | 8G TF card | 1 | |
| 35 | USB轉(zhuǎn)串口線 | 1 | |
| 36 | J-link仿真器 | 1 | |
| 37 | 程序下載調(diào)試板V1.0 | 1 |
六、技術(shù)指標(biāo)
6.1 標(biāo)配參數(shù)
| 貨物名稱 | 型號(hào) | 指標(biāo)參數(shù) |
| 無線傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗(yàn)箱 | LGWL-PV6B | 一、整體要求 1）能夠滿足單片機(jī)接口及應(yīng)用、傳感器接口及應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)、嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)、嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)、Android移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)等課程要求。 2）能夠組建藍(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4、ZigBee四種無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸； 3）能夠?qū)⑺{(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)IPV6協(xié)議、Zigbee節(jié)點(diǎn)經(jīng)ZStack協(xié)議融合在一個(gè)拓?fù)鋱D中，在界面上顯示藍(lán)牙、WiFi、RPL802.15.4、ZigBee等節(jié)點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)或執(zhí)行器狀態(tài)，并實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的上、下行走向； 4）要求藍(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4三種傳感器節(jié)點(diǎn)均具有唯一的IPv6地址，統(tǒng)一采用IPv6協(xié)議組包通信。 5）要求網(wǎng)關(guān)支持Linux、Android雙操作系統(tǒng)，支持一鍵燒寫、一鍵切換。 6）要求在保證網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的前提下，能夠配置接入云服務(wù)平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端傳感器數(shù)據(jù)的采集顯示和執(zhí)行器的遠(yuǎn)程控制。 二、硬件資源 1.Cortex-A9網(wǎng)關(guān)（1個(gè)） 1）核心板資源： （1）CPU：Cortex-A9四核心的Samsung s5p4418，主頻1.4GHz； （2）GPU：MAIL-400，3D圖形加速 （3）內(nèi)存: 1GB DDR3； （4）EMMC: 8GB； （5）核心板+底板設(shè)計(jì)：核心板加裝屏蔽罩，郵票孔方式與底板連接，抗干擾能力更強(qiáng)，比插針式更穩(wěn)定可靠。要求引出核心板信號(hào)線，不少于188PIN。 2）網(wǎng)關(guān)主板資源： （1）LCD接口：7寸IPS電容屏（16:9），分辨率1024×600； （2）USB接口：2路USB_HOST 2.0輸出，1路USB OTG； （3）Ethernet接口：核心板內(nèi)置千兆IP，外加不超過3RMB的PHY芯片即可，支持10/100/1000M，RJ45接口； （4） 串口：2路3線RS232，1路TTL接口，1路RS485，1路Bluetooth； （5）CAN總線接口：1路； （6）RS485總線接口：1路； （7）HDMI 接口：HDMI1.4a，*大支持1920*1080高清數(shù)字輸出; （8）LVDS液晶屏接口：單通道，*大支持1920*1080； （9）攝像頭接口：1路CMOS并行接口，*大支持800萬像素； （10）AV接口：1路模擬視頻母口輸入； （11）外部存儲(chǔ)擴(kuò)展接口：SD卡、TF卡接口； （12）音頻接口： 1路MIC輸入，1路1. 8w喇叭； （13）按鍵：1個(gè)復(fù)位按鍵、1個(gè)休眠喚醒按鍵，2個(gè)音量鍵； （14） 藍(lán)牙WiFi：板載藍(lán)牙WiFi二合一模塊； （15）Mini PCIe接口：標(biāo)準(zhǔn)可插入4G通信模模塊； （16）24Pins應(yīng)用擴(kuò)展接口：用于處理器外設(shè)接口擴(kuò)展功能，包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8個(gè)GPIO，5V電源。 2.網(wǎng)關(guān)IO基礎(chǔ)擴(kuò)展板（1個(gè)） 由網(wǎng)關(guān)直接驅(qū)動(dòng)。采用HC595串入并出特點(diǎn)，使用較少IO擴(kuò)展更多功能，默認(rèn)地址0x01。1路可調(diào)電位器模擬AD采樣通道，1路PWM驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器，5個(gè)觸摸按鍵，5個(gè)LED指示燈。 3.三路繼電器擴(kuò)展板（1個(gè)） 由網(wǎng)關(guān)直接驅(qū)動(dòng)。采用HC595串入并出特點(diǎn)，使用較少IO擴(kuò)展更多功能，默認(rèn)地址0x10。 可控制3路繼電器，線圈機(jī)械式觸點(diǎn)，1個(gè)常開，1個(gè)常閉，*大負(fù)載10A/277V AC。 4. ZigBee協(xié)調(diào)器（1個(gè)） 與網(wǎng)關(guān)的TTL UART連接。采用CC2530單片機(jī)外設(shè)接口、射頻通信與ZStack協(xié)議棧的方案，具備Zigbee建網(wǎng)功能，具有2個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無線傳輸指示燈，2個(gè)功能按鍵，提供傳感器模塊接口、RS232接口、調(diào)試下載接口。 5. IEEE802.15.4主機(jī)（1個(gè)） 與網(wǎng)關(guān)的TTL UART連接。采用CC2530射頻功能與802.15.4的從機(jī)組建射頻網(wǎng)絡(luò)，接收從機(jī)信息，向從機(jī)發(fā)送命令。具有2個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無線傳輸指示燈，2個(gè)功能按鍵，提供傳感器模塊接口、RS232接口、調(diào)試下載接口。 6.無線傳感網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)（12個(gè)） 1）微控制器主板硬件資源 （1）Cortex-M3核心主板（9個(gè)） 處理器基于ARM Cortex-M3核心的STM32F103，*高主頻72Mhz，內(nèi)部Flash 256KB，RAM 48KB。 具有1個(gè)0.96寸OLED屏，能夠顯示MAC地址、上下級(jí)關(guān)系、傳感器數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)信息等。 具有4個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無線傳輸指示燈，2個(gè)功能按鍵、1個(gè)JTAG調(diào)試接口、1個(gè)24PIN的無線射頻接口，1組20*2PIN傳感器接口； 標(biāo)配ARM仿真器、串口下載仿真調(diào)試轉(zhuǎn)接板。 運(yùn)行IPv6協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)無線通信的功能。 （2）CC2530核心主板（3個(gè)） 處理器基于CC2530F256，具有2個(gè)組網(wǎng)狀態(tài)及無線傳輸指示燈，2個(gè)功能按鍵、1個(gè)JTAG調(diào)試接口、1個(gè)24PIN的無線射頻接口，1組20*2PIN傳感器接口； 標(biāo)配下載仿真器。 2）無線傳感網(wǎng)通信模塊 （1）藍(lán)牙通信模塊（3個(gè)）：采用UART接口的內(nèi)置協(xié)議棧方案，設(shè)置從機(jī)模式，與主機(jī)配對(duì)后，將微控制器采樣數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)。 （2）WiFi通信模塊（3個(gè)）：采用UART接口的內(nèi)置TCP/UDP/HTTP協(xié)議棧方案，支持設(shè)置為AP、STA的工作模式，與網(wǎng)關(guān)通信后，將微控制器采樣數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)，或者接收主機(jī)的控制命令控制執(zhí)行器。 （3）IEEE802.15.4通信模塊（3個(gè)）：基于CC2530射頻組網(wǎng)通信方案，與邊界路由器組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的雙向交互。 （4）ZigBee通信模塊（3個(gè)）：基于CC2530+ZStack協(xié)議棧組網(wǎng)通信方案，與Zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的雙向交互。 3）傳感器通信模塊（12個(gè)） 接口至少包含GPIO/IIC/SPI/PWM/電源/地等信號(hào)。 兼容紅外接近開關(guān)、可燃?xì)怏w傳感器、繼電器控制、雙位數(shù)碼管顯示、溫濕度傳感器、光敏傳感器、LEDBEEP聲光執(zhí)行器、霍爾傳感器、三軸加速度傳感器、紅外對(duì)射傳感器、數(shù)字氣壓傳感器、凝露傳感器等?？芍苯咏拥街靼鍌鞲衅鹘涌诎迳?，提供各類傳感器接口板的原理圖和技術(shù)手冊(cè)。 三、軟件資源 1.嵌入式操作系統(tǒng)： 網(wǎng)關(guān)處理器支持Linux3.4、Android4.4、QT4.8或更高版本，節(jié)點(diǎn)支持Contiki2.7、Z-Stack2007，提供板載所有硬件接口及應(yīng)用模塊的驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用測試，開放源碼。 2. 網(wǎng)關(guān)操作系統(tǒng)燒寫： 提供Windows下一鍵刷機(jī)軟件，選擇需要更新的鏡像文件，可通過SD卡脫離PC機(jī)一鍵燒寫，也可通過USB線纜刷機(jī)，支持Uboot參數(shù)修改配置。系統(tǒng)支持一鍵燒寫雙系統(tǒng)Android和Linux，可一鍵切換。 3.支持嵌入式開發(fā)所必須的功能： 4G語音通話、短信、上網(wǎng)，音頻錄放音功能，WIFI（支持AP熱點(diǎn)）、Ethernet上網(wǎng)功能，無線藍(lán)牙功能，模擬/數(shù)字?jǐn)z像頭拍照、錄像功能，模擬攝像頭信號(hào)接入， GPS/北斗位置導(dǎo)航服務(wù)，HDMI音視頻輸出（支持1080P）。 4.無線傳感網(wǎng)多網(wǎng)融合拓?fù)湔故緫?yīng)用軟件的功能： 能夠?qū)⑺{(lán)牙、wifi、IEEE802.15.4、ZigBee不同的傳輸方式，由網(wǎng)關(guān)解析后以拓?fù)鋱D的形式在界面上展示，并為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的JSON數(shù)據(jù)格式。 網(wǎng)關(guān)界面可顯示傳感器采集的數(shù)據(jù)、執(zhí)行器的狀態(tài)，顯示傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址，能夠隨意拖動(dòng)傳感器，而不改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 點(diǎn)擊網(wǎng)關(guān)上傳感器節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)，可進(jìn)入二級(jí)界面查看傳感器的實(shí)時(shí)曲線走勢，或手動(dòng)控制執(zhí)行器的開關(guān)。 具體包括：傳感器信息采集資源驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，控制傳感器動(dòng)作資源驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，拓?fù)渚C合應(yīng)用程序信息采集圖標(biāo)的實(shí)現(xiàn)； ★支持IPv6和ZStack2007雙協(xié)議棧數(shù)據(jù)解析。 開發(fā)環(huán)境：Android Studio 5.ZigBee無線傳感網(wǎng)綜合應(yīng)用軟件的功能： 具有傳感器采集、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)控制、自組網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br />提供基于Z-STACK2007協(xié)議棧的數(shù)據(jù)采集傳輸程序源碼V2.4.2以上版本。 開發(fā)環(huán)境： IAR Embedded Workbench V7.60 for 8051 6.基于IPv6的無線傳感網(wǎng)綜合應(yīng)用軟件的功能： 具有傳感器采集、執(zhí)行器控制，內(nèi)置Contiki2.7操作系統(tǒng)，兼容IPv6協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)無線通信的功能； 兼容藍(lán)牙、WIFI、IEEE802.15.4三種通訊模塊的驅(qū)動(dòng)和傳輸。 開發(fā)環(huán)境： IAR Embedded Workbench V7.60 for ARM 四、課程實(shí)驗(yàn)要求 1.STM32微控制器接口應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不少于11個(gè)：LED燈控、外部中斷按鍵檢測、串口實(shí)驗(yàn)、systick延時(shí)實(shí)驗(yàn)、IIC屏顯示字符串實(shí)驗(yàn)、RTC實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立看門狗實(shí)驗(yàn)、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、內(nèi)部溫度采集實(shí)驗(yàn)、DMA實(shí)驗(yàn)。 2.基于STM32的傳感器采集控制實(shí)驗(yàn)不少于12個(gè)：光敏傳感器實(shí)驗(yàn)、溫濕度傳感器實(shí)驗(yàn)、三軸加速度傳感器實(shí)驗(yàn)、霍爾檢測實(shí)驗(yàn)、紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)、煙霧傳感器實(shí)驗(yàn)、LED蜂鳴器傳感器實(shí)驗(yàn)、繼電器控制實(shí)驗(yàn)、雙數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)、紅外接近傳感器檢測、大氣壓力傳感器檢測、結(jié)露傳感器檢測。 3.藍(lán)牙傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)不少于4個(gè)：環(huán)境搭建實(shí)驗(yàn)、藍(lán)牙透傳實(shí)驗(yàn)、藍(lán)牙無線點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)、藍(lán)牙傳感器采集與控制實(shí)驗(yàn)。 4.WiFi傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)不少于6個(gè)：環(huán)境搭建實(shí)驗(yàn)、WiFi AT命令測試實(shí)驗(yàn)、WiFi STA客戶端實(shí)驗(yàn)、WiFi STA服務(wù)器實(shí)驗(yàn)、WiFi無線通信實(shí)驗(yàn)、WiFi傳感器采集與控制實(shí)驗(yàn)。 5.IEEE802.15.4組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)不少于3個(gè)：802.15.4協(xié)議簡介、SLIP協(xié)議簡介、PAN ID與CHANNEL簡介、CC2530模塊單體測試實(shí)驗(yàn)、CC2530模塊結(jié)合測試實(shí)驗(yàn)。 6.CC2530射頻通信實(shí)驗(yàn)不少于5個(gè)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、廣播通信、RSSI信號(hào)強(qiáng)度、空中信道監(jiān)聽、無線遙控。 7.ZSTACK協(xié)議棧組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)不少于9個(gè)：ZSTACK協(xié)議棧簡介、ZStack協(xié)議棧工程解析、多點(diǎn)自組網(wǎng)、信息廣播/組播、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫切途W(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁湫途W(wǎng)、ZSTACK綁定、ZSTACK串口、ZSTACK溫濕度采集傳輸實(shí)驗(yàn)、ZSTACK聲光傳輸控制實(shí)驗(yàn)。 8.基于STM32的Contiki操作系統(tǒng)移植實(shí)驗(yàn)不少于7個(gè)： ContikiOS系統(tǒng)移植、LED控制、Contiki多線程、Contiki進(jìn)程間通信、按鍵位檢測、定時(shí)器使用、OLED顯示。 9.IPv6多網(wǎng)融合實(shí)驗(yàn)不少于7個(gè)： Contiki網(wǎng)絡(luò)工程解析、IPv6網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn)、WIFI 節(jié)點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、RPL802.15.4 IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)間IPv6-UDP通信實(shí)驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)間IPv6-TCP通信實(shí)驗(yàn)。 10.IPv6網(wǎng)關(guān)綜合實(shí)驗(yàn)不少于5個(gè)： IPv6協(xié)議的多網(wǎng)融合框架、傳感器FTBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議、基于UDP傳感器信息采集實(shí)驗(yàn)、基于COAP傳感器數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制實(shí)驗(yàn)、IPv6網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚C合實(shí)驗(yàn)。 |
七、選配模塊的參數(shù)
（一）NB-IoT溫濕度控制模塊(CC2530解決方案）
1.參數(shù)
由ZigBee通信模塊、NB-IoT通信模塊、插針方式與接口底板連接，NB-IoT通訊模塊背面有SIM卡插槽。采用CC2530芯片作微控制器，運(yùn)行ZStack2007協(xié)議棧，通過AT命令配置NB-IoT模塊入網(wǎng)。
板載SHX溫濕度傳感器和LED燈。
通信方式：同時(shí)支持ZigBee組網(wǎng)傳輸、NB-IoT窄帶通信兩種方式。
供電電源：DC5V
2.實(shí)驗(yàn)
NB-IoT實(shí)驗(yàn)要求不少于5個(gè)，包括NB-IoT模塊的AT指令配置測試實(shí)驗(yàn)、NB-IoT溫濕度傳感器采集傳輸實(shí)驗(yàn)、NB-IoT板載LED的遠(yuǎn)程開關(guān)控制實(shí)驗(yàn)、NB-IoT云平臺(tái)后臺(tái)UDP開發(fā)實(shí)驗(yàn)、Web前端用戶登錄實(shí)驗(yàn)等
（二）NB-IoT無線節(jié)點(diǎn)(STM32方案)
（1）具備NB-IOT低功耗無線通信協(xié)議的數(shù)據(jù)接入；
（2）射頻芯片：BC95 NB-IOT無線芯片，支持電信網(wǎng)絡(luò)，頻段：850MHz，支持3GPP Rel-13以及增強(qiáng)型AT指令；
（3）通信速率可達(dá)100kbps，靈敏度：-129dBm，+23dBm功率輸出；
（4）提供USB串口調(diào)試接口，標(biāo)準(zhǔn)SIM卡槽；
（5）主芯片：STM32F103，支持標(biāo)準(zhǔn)AT指令集；
（6）板載信號(hào)指示燈：電源、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)，兩路功能按鍵，兩路串口；
（7）板載USB調(diào)試串口， ARM仿真器接口；
（9）5組RJ12電話線接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口，包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線信號(hào)，可通過扁平電話線、扁平網(wǎng)線直接與實(shí)際工業(yè)傳感器或外設(shè)連接，進(jìn)行傳感器采集與執(zhí)行器控制。
（三）LoRa傳感器節(jié)點(diǎn)
（1）具備LoRa低功耗無線通信協(xié)議的數(shù)據(jù)接入；
（2）采用嵌入式無線數(shù)傳模塊，LoRa擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，工作頻率為 410-510MHz，高靈敏度：-144.1dBm，+20dBm功率輸出；
（3）支持FSK、GFSK、LoRa調(diào)制方式；
（4）傳輸距離:可視、開闊，超遠(yuǎn)通信距離5km傳輸；
（5）主芯片：STM32F103，支持標(biāo)準(zhǔn)AT指令集；
（6）板載信號(hào)指示燈：電源、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)，兩路功能按鍵，兩路串口；
（7）板載USB調(diào)試串口， ARM仿真器接口；
（8）5組RJ12電話線接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口，包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線信號(hào)，可通過扁平電話線、扁平網(wǎng)線直接與實(shí)際工業(yè)傳感器或外設(shè)連接，進(jìn)行傳感器采集與執(zhí)行器控制。
