简介:
物联网综合实验教学平台,以CC2530为射频芯片的无线传感网络节点,包括了多种传感器的原理与接入、组网传输、物联网上层数据传输及处理。融合3G、蓝牙、WIFI多种通信方式,适合物联网工程ㄨ专业学生的系统学习,理解物联网的基本原理,了解物联网组网的各种方式。带ARM嵌入式的M2M网关系统,提供将WSN网络高效、快捷接入M2M网络/Internet网络的能力,能够让学生从局部到整体认识物联网』的整体框架,提高学生的系统应用及设计能力。实验平台采用整体底板形式,支持批量♀烧录,一键还原。
一、硬件配置说明型号:DXWSN320
1、配置说明:
系 统 配 置 |
||
名称 |
数量 |
说明 |
节点(2530) |
8 |
DXWSN基本节点 同时支持Zigbee和TinyOS系统,可构建实时传感器网络 |
汇聚网关 |
1 |
DXWSN汇聚网关设备 与节点组成无线传感网络,汇聚传感器所采集到的数据。并用于程序下载,在线调试,仿真 |
嵌︾入式网关 |
1 |
Samsung S5PV210,基于CortexTM-A8,运行主频1GMHz 1GB DDR2 RAM @200MHZ 标配1GB MLC NAND Flash |
传感器模块 |
8 |
DXWSN传感器模块统一接口设计,标准配置(8种)为: 温湿度♀传感器,、光〗照传感器、雨滴传⌒感器 、 气体压力传感器,、火焰传感器,、 磁场(霍尔)传感器、震动传感器、噪声传感器。 |
2G/3G模块 |
1 |
提供将WSN网络高效、快捷接入M2M网络/Internet网络。支持GPRS,支持CSD,支持传输速率:2.4,4.8,9.6,14.4ps,支持USSD补充业务。支持华为、中国电信、中国移动M2M通信协议WMMP标准 |
蓝牙 |
1对 |
选配(另外购买) |
WIFI |
1对 |
选配(另外购买) |
RFID读卡器(125K) |
1 |
RFID学习套件 |
RFID读卡器(13.56M) |
1 |
RFID学习套件 |
步进电△机控制模块 |
1 |
实训扩展控制 |
节点射频天线 |
10 |
SAM专用节点射频天线 |
串口线、烧录线、充电器 |
1 |
DXWSN专用设备 |
应用软件光盘 |
1 |
内容包含:快速使用指南、开发环境、源代码、实验ω 教学体系、应用DEMO、开发工具等 |
注:传感器除标准配置外,还可配置:三轴加速度、物理压力传感器、红外传感器、超声波传感器等等。
二、详细参数说明
2.1节点(8个)
1.硬件指标
1)微处理器:CC2530(SoC设计,工业标准增强型,256Kbyte Flash AD 10Bbit 1Ch),2.4GHz (IEEE 802.15.4)
2)传输速率:最大250Kbps;
3)传输距离:0-100m可调(增强型可达800m);
4)节点采用╱模块化设计,由主板、核心板、传感器板组成,均采用插拔式结构,方便进行更换、升级。
5)节点能够支持※4种供电方式:USB、电池、外接电源、调试接口供电。
6)节点母板△采用插拔式结构,可以独立更换○上层传感器模块。
7)节点母板配备功能扩展接口,可扩展串口及所有IO管脚
8)汇聚节点可以通过串口和USB接口和电脑及嵌入式平台连接,并可给节点一键烧录程序。
9)传感器接口】:4-20mA的工业接口,可以根据自己的需求添加配置新传感器,有添加新№传感器实验指导
2.软件说明
2.2汇聚网关(1个)
1.硬件指标
2.软件说明
工具:ISP在线下载工具、IAR在线调试工具、KEIL在线调试工具
2.3嵌入式网关(1个)
1.硬件指标
(1)核心CPU采用CortexTM-A8内核的S5PV210内存:512MB DDR2; 1GB NandFlash
(2)嵌入式网关可以与母板分离,直接插拔,并可以独立工作。
(3)板载资源
1)集成USB 2.0 Hub:扩展出4个USB Host口,其中3个为标准方口,另1个通过SCON接口引出
2)集成TVP5150视频芯片: 2路AV输入端口(RCA座),可直接连接使〓用CCD监控摄像头(注意:2路不可同时使用)RS485: 1路
3)串口: 4路,其中2路已经转换为RS232,并通过DB9座引出(COM0, COM1),同时通过CON1,2,3,4座引出TTL电平
4)中断式按⊙键: 8个,同时通过CON7座引出,方便用户扩展使用
5)RJ45网口:网卡采用DM9000AEP,10/100M自适应
6)音频输入与输出:采用WM8960专业↑音频芯片,在板麦克风,内含Class D功放,并支持HDMI音频和视频同步输出
7)USB Slave: 1路,符合USB 2.0规范
8)红外接收头:1个
9)ADC输入:6路,其中AIN0连接了在板可掉电阻,用于测试
10)蜂鸣器:1路,由PWM0控制
11)EEPROM: AT24C08(256 Byte),用于I2C测试
12)LCD接口:2个LCD接口,均为40 Pin 0.5mm间距贴片座,支持一线精准触摸,支持3.5"-19"全彩TFT显示屏,标配7"电容屏或电阻ㄨ屏。
13)SDIO接口:用于连接SD WiFi模块等
14)CMOS Camera:用于连接CMOS摄像头
2.软件配置
Superboot-210、Android 2.3 + Linux-2.6.35、Android 4.0(提供Linux-3.0.8内核源代码、Linux2.6.35 + Qtopia-2.2.0 + Qtopia4-Phone + QtE-4.7.0、WindowsCE.NET 6.0(R3)
2.4 GSM/GPRS模块(1个)
2G模块采用的是SIM900芯片,SIM900A采用工业↑标准接口,工作频↓率为GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz,可以低功耗实现SMS、数据和传真信息的传输。
主要特性:
1)双频900/ 1800 MHz
GPRS multi-slot class 10/8
GPRS mobile station class B
2)满足GSM 2/2+标准
(1)Class 4(2 W @900 MHz)
(2)Class 1(1 W @ 1800MHz)
3)通过AT命令控制(GSM 07.07 ,07.05 and
4)SIMCOM增强AT命令集)
5)SIM应用工∩具包
6)供应电压范围:3.2 ... 4.8V
7)低功耗:1.5mA(睡眠模式)
8)操作温度范围:-40°C to +85°C
2.5标配传感器模块(8种)
传感器模块标准配置,采用统一接口设计。节点母板采用插拔式结构,可以独『立更换上层传感器模块
1)温湿度传感器
采用SHT11芯片;数字式输出、免调试、免外围◆电路、功耗低、高可靠性;14位精度;I2C接口
(1)温度:(-40°C)~ (+123.8°C);±0.5°C@25°C
(2)湿度:0 to 100% RH;±3.5%RH;
(3)功耗:30uW
可广泛得应用于暖通空调HVAC、汽车、消费电子、家用气象站、湿度调节器、测试及检测设备、数据纪录仪、自动控制、家电产品、医疗仪器等领域。
2)光▓照传感器
采用FLA613
(1)参数测量范围:0~1400w/m2
(2)测量波长:全光谱
(3)输出:线性电压信号
(4)防护等级:IP65
3)雨滴传感器
(1)环境温度:-20~+50℃
(2)环境湿度:RH≤95℅%
(3)大气压力:86KPa~106KPa
(4)导通电阻:≤1 KΩ
(5)工作电压:5V(DC AC)
(6)工作电流:≤10 mA(DC.AC)
(7)响应时间:≤10 S
(8)恢复时间:≤30 S(需擦拭)
4)火焰传感器
焰传感器利用红外线对对火焰非常敏感的特点,使用特制的红外线接受管¤来检测火焰,然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号,输入@ 到中央处理器中,中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。不同燃烧物的⌒火焰辐射强度、波长分布有所差异,但总体来说,其对应火焰温度的近红外波长域及紫外光域具有很大的辐射强度,根据这种特性可制成火焰传感器。
5)磁场(霍尔)传感器
采用薄膜磁阻传感器,是★利用铁磁材料坡莫合金的各项异性磁电阻效应制作的,能够测量磁场的大小和方向。这种传感器具有体积小、功耗低、灵敏度高、可靠性高、抗干扰ㄨ能力强、温度稳定性好、耐恶劣环境能力强、工作频带∞宽、易于与数字电路匹配以及便于安装等优点,还具有可以不经物接触就能测出磁场的存在、强弱和方向等特性的优势,因此成为许多领域控制系统的“眼睛”。在测量弱磁场和基于弱磁场的地磁导航、数字智能罗盘、交通检测、流程控制、位置测量、伪钞鉴别以及〇干扰磁场的补偿电路等方面具有广泛的应用前景,广泛应用于工业、交通、航天、航海、医疗器械☉等多种领域。
6)震动传感器
震动传感器器件检测到振动信号时,能够输出直流电压信号,经外部元件电流放大后∩→,即可驱动报警一段时间后自动复原。801S震动传感器性能:
(1)具▂有极宽的的震动侦测范围,无方向限制
(2)次震动保证
(3)低损耗
(4)灵敏度可☉调
(5)可用于房◤屋,桥梁震动检测
7)噪声传感器
噪声传感器是一款宽声频范↘围、高声强动态范围、操作简便的声音传感器,适用于环Ψ境噪声的检测。其技术参数如下:
(1)频率范围:0.02~20 KHz
(2)动态范围:20~140 dB
(3)灵敏度:50 mV/pa
(4)极化电压:0 V
(5)频响特性:自由场
(6)外径:φ12.7 mm
(7)温度范围:-20~+80℃
(8)相对湿度:≤80[%]
(9)大气压力:1个大气压
其它事项:测量部不受外来冲击
8)气体压力传感器
MPS系列的表面贴装压力『传感器为测量绝对压力和表压力提供了一种有效的方法。这种COB和表面空腔的封装形式为产品提供了一种在各种特殊用途的应用∩可能。MPS系列传感器为非补偿型,能够在干净干燥的气体(空气、氮气或〖其他相似气体)中使用。产品︻可提供一个5脚的开桥结构。如果需要,一个4脚的闭桥也同样可以。软凝胶涂层可提供◣一些对外环境的保护,但仍然不建议将其应用在高潮湿度或腐蚀性的环境。传感器封装材料符合美国和欧∩盟ROHS标准,COB封装。其具体性能参数如下:
(1)绝压型:15psi
(2)工作温度:0~85℃
(3)零点偏移:±15mV
(4)线性度:±0.5%FS
(5)迟滞性:±0.5%FS
(6)响应时间:20ms
(7)灵敏度温度系数,TCS(0-50°C):±1.3%FS
(8)压力迟滞:±0.3%F.S
2.6RFID模块(2种,含天线)
125KHz读卡模块1个;
13.56MHz读卡模块1个;
电源接口:USB供电,5V供电;
工作温度:0℃~+60℃(13.56MHz)、-20℃~+65℃(900MHz);
RF功率:100mW~200mW;
读写距离:100mm(13.56MHz)、15cm~1m(900MHz);
网络协议:ISO14443 typeA、ISO15693、ISO18000-6C(GEN2);
应用软件:Demo软件,PC SDK Windows应用开发套件。
2.7步进电机控制模块(此模块根据学校具体需求,可选配LED 灯控制模块或继电
器控ζ制模块)
步进电机控制模块,包括直流电机和步进电机模块,可以实现远程控制电机正☆转,反转,
停止,也可通过串口直接控制电机转动。
1) 步进电机对应口(P1.0、P1.1.、P1.2、P1.3)
2) 直流电机对应口(P1.4、P1.5)
三、教学∞开发光盘
内容包含:提供详实的实验程序例程及实验步骤和产品说明,开发环境、源代码、实验教学№体系、应用DEMO、开发工具(KEIL)。提供TinyOS的源代码,包括所有的教学实验、静态路由、动态路由;提供zigbee协议代码。提供上层应用程序包括WSN数据采集分析软件、光监控软◥件、网络包监控软件(sniffer)、静态路由配置软件,其中提供数据采集分析软件和』光监控软@件的源代码。
四、本基础实验平台能做哪些实验课程
4.1基于TinyOS自主协议▆实验列表
1.基础实验
1)LED实验;
2)定时器实◢验;
3)串口调试实验;
4)串口通信实验;
5)Flash组件实验;
6)超声波传感╳器实验;
7)继电器实验;
2.无线射频创新实验
1)点对※点通信实验;
2)射频广ω播实验;
3)无线监听实验(Sniffer);
4)RSSI采集实验;
5)频道设置实验;
6)发射功率』设置实验;
7)AD传感器采集实验;
8)数字传感器采集实验;
9)开关量传感器采集↙实验;
10)传感器采集通讯实验;
11)摄像头传感器实验;
12)继电器控制实【验;
3.WSN综合创新实验
1)星形网络组网实验;
2)树形网络组网实验;
3)动态㊣ 路由组网实验;
4)静态路由组网实验;
5)RSSI定位实验;
6)WINCE采集综合实验;
4.应用演示实」验
1)温度场实㊣验;
2)流量监控实验;
3)光照分布实验;
4)磁场分布实▽验;
5.M2M实验
1)AT指令集实验;
2)短信上行实验;
3)短信下㊣ 行实验;
4)端反向控制实验;
5)数据透传实验;
4.2基于ZIGBEE自主协议实验列表
1.基础实验
1)LED实验;
2)定时器◥实验;
3)串口调试实验;
4)串口通信实验;
5)Flash组件实验;
6)看门狗实①验;
2.无线射频实验
1)点对点通信实验;
2)射频广播实验;
3)RSSI采集实验;
4)系统A/D采集组㊣件实验;
5)数字式传感器实验;
6)添加A/D传感器实验;
7)添加数字式ξ传感器实验;
8)添加开关式传感器采集实验;
9)传感器采集通讯实验;
3.Zigbee综合创新实验
1)Zigbee星形网络拓扑实验;
2)Zigbee串状网络拓扑实验;
3)Zigbee网状□ 网络拓扑实验;
4)Zigbee动♂态路由实验;
5)Zigbee网络数据互发实验;
6)Zigbee无线传感网络实验;
4.3基于RFDI实验列表
1.125K RFID实验
1)识别标签号∴实验;
2)寻卡实验;
3)认证操作实验;
4)读『取数据实验;
5)写入々数据实验;
6)休眠操作实验★;
2.ISO15693实验
1)识别标↑签号实验;
2)寻卡实验;
3)认证操作实验;
4)读取数▂据实验;
5)写入数据实验;
3.ISO18000-6实验
1)软件操作实验;
2)识别标签号▲实验;
3)单卡识别实验;
4)多卡识别实验;
5)功率设置实验;
6)当前功率读取〓实验
7)设置输出功率实验;
8)读取数据实验;
9)写入数据实验;
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