物联网综合实验室建设方案

物联网实验室建设方案

深圳亿道电子技术有限公司

2011年09月

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目 录

1. 2.

背景 ............................................................................................................................................................. 3 建设物联网实验室的意义 ......................................................................................................................... 4 2.1. 建设后达到的基本目标 ................................................................................................................. 4 2.2. 建设后达到的发展目标 ................................................................................................................. 4 物联网实验室建设具体内容 ..................................................................................................................... 4 3.1. 课程设置 ......................................................................................................................................... 4 3.2. 物联网相关课程实验 ..................................................................................................................... 5

3.2.1. 物联网高级教学平台 ......................................................................................................... 5 3.2.2. RFID综合教学平台 ............................................................................................................ 7 设备选型 ................................................................................................................................................... 10 4.1. 供应商选型 ............................................................................................................................... 10

4.1.1. 亿道电子简介 ................................................................................................................... 10 4.1.2. 亿道电子资质 ................................................................................................................... 11 4.1.3. 亿道电子物联网产品及研究方向 ................................................................................... 11 4.2. 标准教学实验室设备选型 ....................................................................................................... 13

4.2.1. 物联网高级教学实验平台 ............................................................................................... 14 4.2.2. RFID综合教学平台 .......................................................................................................... 20 4.3. 创新实验室设备选型 ............................................................................................................... 23

4.3.1. 学校名人身份识别展示系统 ........................................................................................... 23 4.3.2. 多媒体展示系统 ............................................................................................................... 26 4.3.3. 物联网智能实验室系统 ................................................................................................... 28 4.4. 完整的物联网实验室架构 ....................................................................................................... 30 物联网综合实验室的设备清单 ............................................................................................................... 31

3.

4.

5.

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1. 背景

2009年8 月7日，总理视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时指出，至少三件事情可以尽快去做：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。

在当前国际国内社会普遍关注低碳经济、节能减排、气候变迁以及后危机时代经济发展的大背景下，物联网在2010年“”期间被写入工作报告，确立为五大新兴国家战略产业之一。

日本提出了U-Japan构想、韩国发布了U-Korea战略，奥巴马将物联网提到了国家战略层面，欧盟也提出了物联网行动方案。

目前物联网技术还属于一个新兴技术，正在快速发展。学习与掌握物联网的技术理论，发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业，全国首批申请到物联网相关专业的高校为37所：北京理工大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、南京航空航天大学、西北工业大学、大连海事大学、北京科技大学、北京邮电大学、华北电力大学、天津大学、大连理工大学、大连理工大学、东北大学、吉林大学、东南大学、河海大学、江南大学、合肥工业大学、山东大学、武汉大学、华中科技大学、武汉理工大学、湖南大学、中南大学、重庆大学、西南交通大学、电子科技大学、电子科技大学、四川大学、西安交通大学、太原理工大学、哈尔滨理工大学、苏州大学、南京邮电大学、江苏大学、山东科技大学、西北大学。

什么是物联网？英文百科Wikipedia对物联网的定义很简单：The Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances。中文的意思是：物联网即“像家用电器一样的物体的互联网络”。“物联网”基本上就是英文“Internet of Things”的中文直译。在美国（或英文世界），专业技术人员更习惯把物联网说成M2M。

物联网的实际应用已悄然兴起： 1、 上海浦东国际机场防入侵系统。 2、 济南园博园路灯控制系统。

3、 苏州科技城高铁物联网技术应用中心。 4、 无锡市西泾首座220千伏智能变电站。

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2. 建设物联网实验室的意义

2.1. 建设后达到的基本目标

1、 现场教学，应配备多媒体教学设备； 2、 能做以物联网各知识点的各种实验； 3、 能够兼顾竞赛以及学校科研工作；

4、 能够做一些综合创新的实验，如定位系统、RFID与传感网的应用、反向控制、3G通讯等实验。

这些实验对于培养一些素质较好的学生以及满足学院在电子设计大赛中培养学生提供了一个很好的平台。

2.2. 建设后达到的发展目标

学院在实验实的建设方面需要有一定的前瞻性。按照IT业内的规则，一是每一个IT项目首先应保证满足3至5年的需要，二是升级换代方便，三是能最大限度地保护已有投入。那么参照这个原则，实验室的发展目标是：

1、 选型的设备能满足5年内的需求； 2、 选型的设备能方便升级换代； 3、 选型的设备扩展性好；

4、 选型的合作伙伴能提供强大的售后服务支持；

3. 物联网实验室建设具体内容

3.1. 课程设置

课程类别 课程名称 物联网技术导论 专业英语 信号与系统 通信原理 专业数字信号处理 计算机网络基础 物联网操作系统课程 -TinyOS 理论课时 8 56 56 48 32 实验课时 16 8 8 16 亿道电子的内部教材《物联网技术及实例开发详解》 教 材 亿道电子的“物联网高级教学平台” 实验设备 面向对象的程序设计(C#) 32

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传感器技术 32 《传感器技术手册》 《射频识别核心技术详解》 亿道电子的内部教材《物联网技术及实例开发详解》 亿道电子的“物联网高级教学平台” 亿道电子的“RFID综合教学平台” 亿道电子的“物联网高级教学平台” 亿道电子的“物联网高级教学平台” 物联网射频识别技术 物联网网络技术 32 32 32 物联网应用程序设计

3.2. 物联网相关课程实验 3.2.1. 物联网高级教学平台

 IAR基础实验

实验一. 建立一个简单的项目实验 实验二. 通用 I/O 实验 实验三. 系统时钟源的选择 实验四. ADC（单次转换） 实验五. UART串行通信实验 实验六. 定时器 1定时实验

实验七. 定时器 1输入捕获与输出比较 实验八. 外部中断实验 实验九. 看门狗实验 实验十. 随机数生成器实验 实验十一. DMA 传输实验 实验十二. Flash 读写实验 实验十三. 功耗模式选择实验 实验十四. 供电电压监测实验

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实验十五. 获取芯片信息实验 实验十六. 误码率测试实验

 Z-Stack 实验

实验一. SampleApp实验 实验二. GenericApp 实验 实验三. SerialApp 实验 实验四. TransmitApp实验 实验五. SimpleApp实验 实验六. SensorDemo实验 实验七. SensorApp实验 实验八. ZOAD无线升级实验

实验九. HomeAutomation 家庭自动化实验 实验十. Smart Energy智能能源实验

实验十一. 无线传感器网络实验——温湿度传感器 实验十二. 无线传感器网络实验——远红外传感器 实验十三. 无线传感器网络实验——分贝传感器 实验十四. 无线传感器网络实验——振动传感器 实验十五. 无线传感器网络实验——三轴加速度传感器 实验十六. 无线传感器网络实验——太阳能传感器 实验十七. 无线传感器网络实验——光照传感器 实验十八. 无线传感器网络实验——气压传感器 实验十九. 无线传感器网络实验——医用气压传感器 实验二十. 无线传感器网络实验——霍尔传感器 实验二十一. 无线传感器网络实验——雨滴传感器 实验二十二. 无线传感器网络实验——火焰传感器

 Linux实验

实验一. 常用命令及工具实验 实验二. Makefile实验

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实验三. 文件系统制作实验 实验四. GUI应用程序实验 实验五. 驱动程序结构实验 实验六. SD驱动分析 实验七. QT移植实验 实验八. UART驱动分析 实验九. Webserver的移植实验 实验十. SNP2UVC USB摄像头驱动分析 实验十一. 嵌入式数据库实验

 WinCE实验

实验一. 环境搭建实验

实验二. WindowsCE6.0镜像定制实验 实验三. SDK的导出和使用 实验四. 程序自启动 实验五. 同步工具的使用 实验六. 远程访问工具的使用 实验七. 添加文件及文件快捷方式实验 实验八. 简单流式驱动程序的开发 实验九. 实现标准的流接口驱动 实验十. 应用程序的开发与文件操作

3.2.2. RFID综合教学平台

 STM32基础实验（主控制芯片）

实验十七. 建立一个简单的项目实验实验十八. 跑马灯实验 实验十九. 按键输入实验 实验二十. 外部中断实验 实验二十一. 定时器中断实验

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实验二十二. 通用异步收发器实验 实验二十三. ADC实验

实验二十四. 实时时钟（RTC）实验 实验二十五. LCD屏驱动实验 实验二十六. SD卡读写实验 实验二十七. SPI模式实验 实验二十八. IIC实验

实验二十九. Can总线驱动实验 实验三十. USB鼠标实验 实验三十一. 以太网驱动实验

 RFID模块实验 （模块控制芯片：C8051F340）

实验二十三. 建立一个简单项目的实验 实验二十四. GPIO读写实验 实验二十五. C8051F340的串口实验 实验二十六. C8051F340的USB驱动实验 实验二十七. EM4095读写实验

实验二十八. ISO15693协议的读写实验 实验二十九. ISO14443A/B协议的读写实验 实验三十. Tag-it协议实验

实验三十一. 13.56MHz RFID防碰撞实验 实验三十二. 13.56MHz RFID自定义命令测试实验 实验三十三. 915M RFID读写实验 实验三十四. 915M RFID防碰撞实验 实验三十五. 2.4G读写实验 实验三十六. 2.4G防碰撞实验

 一、二维码读取模块（PS/2）

实验一. 实验二. 实验三.

PS/2接口协议实验 一维码读取实验 二维码读取实验

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 GPRS模块实验

实验一. 实验二.

AT指令集实验

RFID信息通过GPRS模块的发送实验

 Zigbee通讯模块实验 （MCU:CC2530）

实验一. 实验二. 实验三. 实验四. 实验五. 实验六. 实验七. 实验八. 实验九. 实验十.

建立一个简单的项目实验 通用 I/O 实验 系统时钟源的选择 ADC（单次转换） UART串行通信实验 定时器 1定时实验

定时器 1输入捕获与输出比较 外部中断实验 看门狗实验 随机数生成器实验

实验十一. DMA 传输实验 实验十二. Flash 读写实验

实验十三. 无线传感器网络实验——温湿度传感器

实验十四. 通过IIC与STM32芯片通讯，将STM32传回的信息发送给网

关板实验

 uCos-II基础实验

实验一. 实验二. 实验三. 实验四. 实验五. 实验六. 实验七. 实验八. 实验九.

建立一个简单的项目实验 创建一个简单的uCos-II系统 uCos下的任务创建实验

uCos下的任务间的同步与通讯实验 uCos下的内存管理与分配实验 uCos下的LCD驱动实验 uCos下的USART驱动实验 uCos下的IIC驱动实验 uCos下的USB驱动实验

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实验十.

uCos下的以太网驱动实验

实验十一. uCos下的GPRS驱动实验 实验十二. uCos下的PS/2协议的驱动实验 实验十三. uCGUI界面开发基础实验

实验十四. uCGUI下的touch panel的驱动实验 实验十五. EMDOOR RFID综合实验平台控制系统移植实验

4. 设备选型

4.1.

供应商选型

1、 具有成功建设过大规模物联网实验室的案例； 2、 具备长期基于物联网系统方案的开发积淀； 3、 具备一支较强的技术支持队伍。 4、 提供的产品具备主流性、前瞻性。

5、具备深厚的行业积累； 4.1.1.

亿道电子简介

亿道电子技术有限公司成立于2002年,总部位于深圳, 在上海、北京、拥有分支机构，是服务体系遍及全国的高新技术企业。目前公司员工数超过200人，2011年销售收入将突破3亿元人民币。亿道电子专注于研制和开发个性化的物联网解决方案，同时覆盖了云技术、移动互联等多个先进科技领域。从工具类的芯片级开发工具、EDA开发工具、嵌入式开发工具、平台、方案、嵌入式软件测试工具、机电协同工具、结构设计工具、建模工具、PLM，到研发管理类的研发周期管理、研发数据管理、敏捷开发流程管理、及ODM/OEM、嵌入式培训等诸多领域为客户提供专业、个性化的服务与支持。

在全体亿道人的共同努力下, 公司形成了覆盖中国、东南亚、北美的营销、服务网络。客户群涉及高校、科研院所、通讯、工控、医疗、消费电子、军方、航空、航天等众多领域， 服务近万家企业客户、4000多家科研单位，400多所的高等院校。是ARM/ElectricCloud/Altium/PTC/UG/Microsoft等著名企业在中国区的战略合作伙伴。

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4.1.2.

亿道电子资质

亿道电子是中国电子学会物联网专家委员会成员单位；是经信息产业部认定的拥有软件项目的软件企业，即统称的“双软企业”；嵌入式软件拥有国家“软件产品登记证书”；是中国软件行业协会嵌入式系统分会理事会主任会员单位；深圳市软件行业协会理事会员单位；深圳市高新技术产业协会会员；第九届中国国际软件博览会创新奖单位。

亿道电子自成立以来，曾先后获得“科技型中小企业创新基金创业项目”、“上海市重大产业专项”、“嵌入式十佳企业”等多项专项资金。曾多次被多家媒体评为“中国本土十佳企业”。

亿道电子荣获的部分证书

4.1.3. 亿道电子物联网产品及研究方向

亿道电子是我国最早进入物联网领域的企业之一，早在2004年开始公司一直专注于研制和开发个性化的物联网解决方案，并致力于推动中国无线传感网产业的发展，于2009年在上海专门成立物联网研发中心，目前公司有超过30人的物联网方向研发团队，将继续承接亿道在物联网上近5年的研究成果上一个新台阶，把无线传感器组网技术和新传感器实用技术真正商用化。

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传感器网络技术及参考标准随着信息技术的发展，通过网络传递的数据不只是文字、语音、图像和视频，更多的是各种专业领域的信息采集和传输需求，越来越多的数据类型和信息量的收集需要新技术的支持。亿道研发的无线传感器网络强大功能具体体现在：

 提供最为完整的无线传感器网络到异构网络的整体架构，可以从手机查询到远程节点数据；  运行无线传感器网络业界公认标准操作系统TinyOS 2，硬件抽象，组件编程，可构建实时传

感器网络；

 具有新增节点或缺失节点时，自动修复，完善路由功能；

 具有Zigbemnet（ZegBee/Xmesh）协议栈，集成TDMA、CSMA的ZMAC协议和网状路由，可使大

量节点(1000+)自动组成网络，可靠，高效；

 提供的路由协议为完善的、开放的、可靠的协议，您只需定义欲传输的应用数据，就可实现

数据的可靠无线传输，无需去处理底层传输协议；

 支持所有Zigbemnet的传感器模块板，自动识别，即插即用。

亿道电子研发的无线传感网技术更加便捷、环保、安全、稳定、智能和低成本，非常适应工业、农业和数据采集等专业领域的特定环境、成本、安全性等需求，目前生产的物联网相关实验箱已走入各高校，完全可以满足相关专业的教学和教师科研需求了。

研发成果和产品覆盖了民生（智能家居,智能引导,智能衣橱,智能导游,食品安全、溯源,智能停车,环境监测,智能电视,智能医疗,智能节能,智能商场导购）、行业（智能电网,农业信息化,智能船舶,智能工业监控,智能管道,智能供热改造）和城市（智能交通,智能广告牌,智能公交,智能城市）等多个领域。

亿道电子积极开展走“产学研”的道路，与国内一流高校和研究机构积极合作，先后与北京大学，南京航空航天大学，华东计算机研究所，中文大学等机构合作，共同获得了较大的科技成果。曾赞助Intel杯大学生电子竞赛，提供的物联网竞赛平台因产品稳定性强，可扩展性大获得国内外数百所大学的一致好评，二院院士亲自为亿道电子颁发“感谢奖”。

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两院院士王越院士为亿道CEO钟景维先生颁奖

亿道电子立志更好的服务与满足客户，通过不断努力，2011年终于荣获了更多专利项目：  基于TinyOS操作系统的物联网教学平台；

 基于Zigbee协议和异构网技术的物联网智能小区实施平台；  工业现场监控无线传感器网络系统；

 新型平板计算机及配套的移动互联低功耗SoC芯片研发与产业化；  校园一卡通项目；

 柳州市城市智能交通系统调研课题；

 超大规模无限传感器网络的工业环境应用系统。

4.2. 标准教学实验室设备选型

市场研究公司In-Stat的Joyce Putscher说：“对于一个行业,全球标准在自动化应用市场产生了很多的机会,完全的SoC解决方案对制造商用更少的专业技术增加无线容量提供了能力。

CC2530结合了市场领先的Z-StackTM ZigBeeTM协议栈和TI公司的软件工具,成为市面上非常全面、具有竞争力的ZigBee 解决方案。它提供了一个重要的设计优势并减少了工程风险。

CC2530对于那些要求非常长的电池寿命的应用,其休眠模式和短时间的转换到主动模式,使之能够成为最理想的解决方案。这个配置可以被应用于所有ZigbeeTM的无线网络节点,包括Coordinators, Routers and End devices。

CC2530 以强大的集成开发环境作为支持,内部线路的交互式调试以遵从IDE的 IAR工业标准为支持,得到嵌入式机构的认可。

故CC2530也成为目前市面上应用最广泛的物联网芯片。实验室的建设应与市场需求紧密结合，只有这样才能最好的与实际接轨，达到产学研的结合，培养出来的学生也更有竞争力

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4.2.1. 物联网高级教学实验平台

据目前物联网实验室建设的最新要求，吸收国内、国外同类产品的优点，充分考虑高校物联网教学的特点精心研制而成。该平台集成多种传感器模型以及多种无线组网模式，可运行多种物联网网络构架，提供了众多实验例程和典型应用，便于学生熟悉和掌握物联网的原理和实际应用。

物联网嵌入式教学科研平台包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。实验资源包括基于CC2530的基础实验、TinyOS基础实验、Zstack基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、及上位机软件交互控制实验等，可以完全满足物联网和嵌入式相关专业的教学科研需求。。

特性

 完全支持IEEE802.15.4国际标准，2.4G频段规范。

 体现传感网从数据采集到网络传输及数据汇总等各个知识点。

 实验课程由浅入深，即包括了与单片机使用有关的基础实验，还包含了深入了解无线射频的

创新实验。

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设备配置

 CC2530模块

 使用TI当下主流 Zigbee解决方案中推荐的处理器CC2530，内置增强型8051单片

机,含有丰富的 I/O端口、内置温度传感器、 A/D和各种常用外围接口(定时器、UART、DMA、中断)；

 符合IEEE802.15.4/ZigBee 标准规范，频段范围 2045M-2483.5M，可自由在 16个

频段间切换；

 无线数据传输速率为 250 kb/s；

 具有片内256K的可编程Flash，和8K 的RAM；

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 工作电压3.0V-3.6V，超低功耗，支持休眠及唤醒功能  支持专门为无线传感器网络设计的 TinyOS操作系统；

 兼容XMesh网状协议和 ZigBee标准协议，支持 Z-MAC（集成CSMA、TDMA机制）、

X-MAC 等，可方便快速进行二次开发；

 基于IAR或Keil集成开发环境的工程仿真调试环境；  支持路由中继功能、网络节点自动修复功能；

 可外接配合多种传感器节点模块，进行温湿度、压力、加速度、光感应、声音检测

数据采集等。

 系统底板-接口

 5个完全对称的节点板接口插件；  1个标准mini-USB仿真器接口。  系统底板-ARM11系统

 CPU：Samsung S3C10、ARM11系列、主频 533MHz～667MHz  RAM：256M DDR RAM  Flash：2GB Nand Flash

 LCD：7.2寸 TFT 真彩色LCD屏、分辨率为800*480  3个串口

 3个USB Host接口  1个USB Slave接口

 1个SD卡接口，支持 SD Memory，最大可达8GB，同时支持SDIO

 无线功能：支持 WiFi、支持ZigBee网络（基于 CC2530）、支持 3G上网（需要选

配 3G上网模块） 、红外输入输出  8个板载按键, 用于开发调试 Android  1个TV-OUT接口，输出 CVBS，可以接电视  1个旋钮式变阻器，用于模拟 AD信号输入  1个AC97音频接口  1个Line-in接口  1个Line-out接口  1 个蜂鸣器

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 电池板

 2个完全对称的CC2530模块插件接口；  3个LED灯和1个电源指示灯

 2个20Pin的1.27 接口排针，连接了CC2530模块的；  2个5号电池供电盒，可实现电池供电；  1个标准mini-USB仿真器接口。  系统底板-网关

 USB转RS232接口；  4个方向按键；

 128* 图形LCD 显示屏；  2个对称的CC2430模块的接口插件；  1个标准mini-USB仿真器接口；  4个LED ；

 1个精密可调电位器，可以模拟AD信号；  1个串口切换开关。  传感器模块

 光照传感器模块  医用气压传感器模块  火焰传感器模块  温度传感器模块  霍尔传感器模块  仿真器

CC Debugger为Zigbee多功能仿真/调试工具，主要用于调试和仿真TI公司推出的 RF 片上系统，并可利用使用 TI的SmartRF Flash Programmer软件对TI的 RF_SoC芯片进行编程，同时与IAR Embedded Workbench for 8051编译开发环境实现无缝连接，实现对TI的RF_SoC芯片进行调试。

 支持的传感器模块列表（可选）

模块名称 模块型号 第17页

模块图片

光照传感器模块 EMS-GZ-1 温湿度传感器模块 EMS-WSD-1 气压传感器模块 EMS-QY-1 医用气压传感器模块 EMS-YYQY-1 霍尔传感器模块 EMS-HE-1 火焰传感器模块 EMS-HY-1 温度传感器模块 EMS-WD-1 继电器传感器模块 EMS-JDQ-1 雨滴传感器模块 EMS-YD-1

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分贝传感器模块 EMS-FB-1 烟雾传感器模块 EMS-YW-1 紫外线传感器模块 EMS-ZWX-1 振动传感器模块 EMS-ZD-1 酒精传感器模块 EMS-JJ-1 脉搏传感器模块 EMS-MB-1 红外热电堆传感器模块 EMS-RDD-1

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太阳能传感器模块 EMS-TYN-1

4.2.2. RFID综合教学平台

RFID综合教学平台（EMRFID-ZHJX-1）依据目前物联网实验室建设的最新要求，吸收国内、国外同类产品的优点，充分考虑高校RFID教学的特点精心研制而成。该RFID平台集成低频，高频，超高频及2.4G的数据采集功能，同时还集成了PS/2接口支持对一二维数据的采集。并提供了众多实验例程和典型应用，便于学生熟悉和掌握物联网的原理和实际应用。

RFID综合教学平台包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。实验资源包括基于STM32的基础实验、uCos/uCGUI实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、及上位机软件交互控制实验等，可以完全满足物联网和嵌入式相关专业的教学科研需求。

设备配置

 CC2530模块

 使用TI当下主流 Zigbee解决方案中推荐的处理器CC2530，内置硬件定位引擎及增

强型 8位51单片机； * 含有丰富的 I/O端口、内置温度传感器、 A/D和各种常用外围接口(定时器、UART、DMA、中断)；

 符合IEEE802.15.4/ZigBee 标准规范，频段范围 2045M-2483.5M，可自由在 16个

频段间切换。

 无线数据传输速率约为 250 kb/s；

 具有片内256K的可编程Flash，和8K 的RAM；

 工作电压3.0V-3.6V，超低功耗，支持休眠及唤醒功能；  支持专门为无线传感器网络设计的 TinyOS操作系统

 兼容XMesh网状协议和 ZigBee标准协议，支持 Z-MAC（集成CSMA、TDMA机制）、

X-MAC 等，可方便快速进行二次开发；

 基于IAR 51集成开发环境的工程仿真调试环境；  支持路由中继功能、网络节点自动修复功能；

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 可外接配合多种传感器节点模块，进行温湿度、压力、加速度、光感应、声音检测

数据采集等；

 带STM32主控芯片的系统底板

 CPU：STM32F107VCT6、ARM Cortex-M3系列、主频 72MHz；  RAM：KB；  程序Flash：256KB；

 LCD：3.2寸 TFT 真彩色LCD屏、分辨率为320×240；  1个USART；  1个USB OTG接口；  2个CAN接口；

 1个Ethernet MAC 10/100M；  1个SD卡槽；  1个音频输出接口；  1个PS/2接口；  1个蜂鸣器；

 125MHz RFID读写模块

 RFID读写芯片：EM4095  协议分析MCU：C8051F340  1个Mini USB接口  1个30Pin拓展插槽

 可以读取EM400X，EM4050，EM4150，EM4070，EM4170标签  1个电源指示灯  1个工作状态信号LED

 13.56MHz RFID读写模块

 RFID读写芯片：TRF7960A  协议分析MCU：C8051F340  1个Mini USB接口  1个30Pin拓展插槽

 可以读写遵循ISO15693,ISO18000-3,ISO14443A/B标签

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 1个电源指示灯  1个工作状态信号LED

 915MHZ RFID读写模块

 RFID读写芯片：AS3992  协议分析MCU：C8051F340  1个Mini USB接口  1个30Pin拓展插槽

 可以读写ISO18000-6C(EPC Gen2)，ISO18000-6A/B标签  1个电源指示灯  1个工作状态信号LED

 2.4G RFID读写模块（也可以做网关板）

 1个RS232转USB 接口；

 7个的按键(上下左右、确认、取消、重启)；  128* 图形LCD 显示屏  1个CC2530模块的接口插件

 1个标准mini-USB程序下载及仿真接口；  4个GPIO接口的 LED

 1个精密可调电位器，可进行 ADC转换  1个串行接口，用于接 PC机或是其他设备

 2.4G RFID有源标签 （也可以做电池板）

 2个完全对称的CC2530模块插件接口；  3个GPIO LED灯和1个电源指示；

 2个2*10的1.27 接口排针，连接了CC2530模块的  2个5号电池供电盒，可实现电池供电；

 GPRS模块

 GPRS模组：MG323  1个30Pin拓展插槽  1个电源指示灯  1个工作状态信号LED

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 一维码扫描设备

 PS/2接口  红光扫描头

 支持CODE93、CODE128、CODABAR、CODE39等码制

 网关板（参数同2.4G RFID读写模块）  电池板（参数同2.4G RFID有源标签）  仿真器

 CC Debugger为Zigbee多功能仿真/调试工具，主要用于调试和仿真TI公司推出的

RF 片上系统（CC1010除外），并可利用使用 TI的SmartRF Flash Programmer软件对TI的 RF PSoC进行编程，同时与 IAR Embedded Workbench for 8051编译开发环境实现无缝连接，实现对TI的RF PSoC芯片进行调试。

 JLink是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG仿真器。配合IAR EWAR，

ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9内核芯片的仿真

 U-EC为新华龙公司支持Silicon Lab的MCU而开发的一种调试器,可调试不同的

C8051F MCU,该工具可实现单步,硬件断点,连续单步,可控制程序停止与运行,支持贮存器和寄存器的修改与查看,下载程序到贮存器等功能.硬件调试可使用Keil的μVsion2环境,该调试环境支持所有C8051F MCU.

4.3. 创新实验室设备选型

4.3.1. 学校名人身份识别展示系统

智能身份识别系统采用静动结合，展板以静的方式展现，内容以多媒体的形式展现。通过在各个展板的后面放置射频感应器，当主持人手持带有身份ID节点的电子导游PAD靠近某块展板时，电子导游PAD显示该展板内容，当导游在电子导游PAD上点击想要介绍的内容时，大厅大屏幕通过图片、语音、视频、Flash等流媒体形式做该内容的详细介绍。

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Wifi以太网SERVERPCUSB/串口网关Zigbee网络身份ID节点身份识别节点大屏电子导游PAD按钮开关

4.3.1.1. 系统方案说明

 设计原图描述

名人共18位，每列2位，共计9列

身份识别节点放置在两位名人中间的凹槽内，每列1个，共计9个

 系统功能

当有来访者参观或访问学校，我校主持人向来访者介绍我校的18位名人时，手持电子导游PAD走到上海中学LOGO展示墙前0.5～1.5米左右位置；

电子导游PAD所附带的身份识别节点的发出特定Zigbee信号，并控制射灯点亮；

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LOGO后面的身份识别节点捕捉身份ID节点发出的Zigbee信号，验证其身份是否为合法设备，确认后向后台服务器发出确认指令；

后台服务器推送“播放许可”到主持人电子导游PAD上，PAD上显示当前所处位置的名人的介绍，并提供若干个按钮；

主持人点击手持电子导游PAD上的介绍按钮，电子导游PAD上播放所选择的人物介绍； 电子导游PAD上播放上所选择人物介绍流媒体同时将演示界面指令发送后台服务器； 后台服务器将所选择人物介绍流媒体推送至大厅大屏幕，则大屏幕开始与手持电子导游PAD同步显示所选人物介绍流媒体

4.3.2.1. 设备清单

名称 识别节点 电池板 身份ID模块 继电器模块 隐蔽按钮 网关 电子导游PAD 型号 EMIOT-CC2530-1 EMIOT-DC-2 EMS-Sniffer-01 EMS-JDQ-1 EMS-WG-01 EM71 数量 价格 电脑 DELL V230SR625 身份ID识别软件开发 网关监控软件开发 PC上位机软件开发

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4.3.2. 多媒体展示系统

如下图在实验的一面墙上及顶部布置搓板式灯光面，并在该墙壁不同位置放置传感器装置，该传感器装置可以感应到人的走动及速度变化，并根据此控制灯光的跳跃、渐变、闪烁等以达到灯光和人互动的效果。当有人走过时，布置在物联网光电体验区的传感器感应到人的走动，便会控制安装在隧道四壁的各种灯光彩带根据人行走的方向及速度变换出各做编制的图形，给人以美轮美奂、人体控制灯光的感觉。

TCP/IPPCUSB/串口灯光控制器网关Zigbee网络灯光装置光电开关传感器节点

4.3.2.2. 系统方案说明

 设计原图描述

分成10个区 每个区有一组光带 只考虑一个方向进入

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4.3.2.3. 系统功能

当体验者正向走入该展示区时，人体红外传感器感应到人体红外光线，通过Zigbee网络向后台服务器发出有人“信号”；

后台服务器根据此变换出不同的灯光效果。

体验者走出监控区域，人体红外传感器感应到人体红外光线，通过Zigbee网络向后台服务器发出“无人”信号；

后台服务器控制灯光为默认状态。

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4.3.2.4. 设备清单

名称 光电感应传感器模块 节点 加长天线 网关 PC 型号 EMS-GD-1 EMIOT-CC2530-1 EMS-WG-01 DELL 526 V230SR 数量 价格 智能控制互动软件

4.3.3. 物联网智能实验室系统

全数字网络视频监控系统的前端子系统包含了图像采集和编码服务两种功能。主要满足各级监控中心对各监控点图像的调用和观看。都将采用网络摄像机提供数字图像，网络摄像机部署在监控点位，通过视频监控专网汇集到各区域中心，并完成数据转发，供各部门调用。

每个实验室中，利用RFID技术，实现实验室的自动管理。同时，每个实验台上，利用Zigbee技术，实现电源的智能管理，既可以节约能源，又可以减少设备的老化。

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实验室1 实验室2 有人： 有 有人： 无已开设备：15 已开设备： 0已开门窗： 3 已开门窗： 0实验室3 实验室4有人： 无 有人： 无已开设备： 2 已开设备： 5已开门窗： 0 已开门窗： 2互联网液晶显示器传感器节点网关SERVER远程感知

4.3.4.1. 系统方案说明

选择多个实验室，安装无线摄像头、RFID系统、无线传感系统，并接入到学校以太网中

4.3.4.2. 系统功能

各摄像头可以把监控实验室的情况实时的传输到服务器的监控软件上来 可以通过PAD操作监控软件的视频，可以任意选择监控图像，投影到大屏幕上 在每个实验室中，利用RFID技术，实现实验室的智能管理。 在每个实验室中，安装上人体红外传感器来检测实验室是否有人。 在在每个实验室中,安装上电光传感器来检测实验室的门窗是否关闭。 在每个实验台上，利用Zigbee技术，实现电源的智能管理。

4.3.4.3. 设备清单

名称 Wifi摄像一体机 PC DELL V230SR 526 型号 EMS-GK-1 数量 价格

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路由器 2T存储硬盘 监控软件设计 RFID管理系统 智能电源管理系统 智能门窗检测系统 智能人体感应系统 Router 希捷

4.4. 完整的物联网实验室架构

实验室包含了物联网系统的DCM三层架构：感知层、传输层和应用层，三个部分通过不同的技术很好的融和起来，并运用到实际的应用系统中。可以通过实验室可以对物联网各个层次的技术进行研究和实践。模型结构如下：

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5. 物联网综合实验室的设备清单

名称 物联网高级教学平台 RFID综合教学平台 学校名人身份识别展示系统 多媒体展示系统 物联网智能实验室系统 EMRFID-ZHJX-1 型号 EMIOT-GJX-1 数量 单 价 总价

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