TYK-Z01A型 物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓平臺
一、平臺簡介
物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓平臺是以家居安防、智能農(nóng)業(yè)、智能貨架為案例，使學生了解和掌握其硬件構(gòu)成、業(yè)務(wù)原理及應(yīng)用開發(fā)。
該平臺綜合運用傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、接口控制技術(shù)、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、Android應(yīng)用開發(fā)等，依托部署在操作臺上的315MHz設(shè)備、ZigBee節(jié)點、射頻設(shè)備、控制設(shè)備、Cortex-A9網(wǎng)關(guān)以及軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)智能家居門禁安防監(jiān)控、智能家居環(huán)境監(jiān)測、家居設(shè)備智能控制、農(nóng)業(yè)環(huán)境智能檢測、農(nóng)業(yè)設(shè)備智能控制、以及貨架信息動態(tài)感知等功能。平臺提供智能家居實訓應(yīng)用程序、智能農(nóng)業(yè)實訓應(yīng)用程序、智能貨架實訓應(yīng)用程序等多個應(yīng)用案例，為用戶的綜合實訓開發(fā)提供支持。
二、平臺特點
1、全面覆蓋物聯(lián)網(wǎng)各層知識點：傳感層包含多種傳感器和控制設(shè)備；短距離通信網(wǎng)絡(luò)包含ZigBee無線傳感網(wǎng)、RFID射頻識別等。網(wǎng)關(guān)集成4G新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)、WiFi/藍牙無線通信模塊以及用于嵌入式開發(fā)的各種輸入輸出設(shè)備。網(wǎng)關(guān)設(shè)備支持Linux嵌入式開發(fā)、Qt開發(fā)與Android應(yīng)用開發(fā)。
2、模塊化設(shè)計，應(yīng)用形式多樣：嵌入式網(wǎng)關(guān)、傳感器節(jié)點通過插針或香蕉頭方式與底板連接。節(jié)點采用供電與固定一體的安裝方式，使用靈活，既可固定實驗臺上使用，也可單獨取出，作為移動節(jié)點用于各種實訓項目。
3、靈活多樣的傳感器，支持用戶定制：提供溫濕度、火焰檢測、低頻RFID、高頻RFID、光照度節(jié)點、二氧化碳檢測節(jié)點、土壤濕度節(jié)點、指紋識別、人體熱釋紅外探測器、燃氣探測器、門磁探測器、語音播放控制、LED聲光報警、數(shù)碼管顯示控制、強電控制節(jié)點等；
4、生物識別智能傳感器：提供指紋識別傳感器，用于家居門禁系統(tǒng)。
5、短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)：集成315M、433M、ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)。?
6、多種長距離通信模塊：包括以太網(wǎng)（有線）、WiFi、4G、GPS等。
7、支持多種主流操作系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)：采用Cortex-A9網(wǎng)關(guān)。核心板和接口底板通過郵票方式可靠連接，具有高主頻（1.6Ghz）、大存儲容量（8GB）、大內(nèi)存容量（1GB）的特點，集成ZigBee、WiFi/BT二合一、4G通信、GPS定位等多種無線通信模塊；LINUX和Android雙操作系統(tǒng)，可一鍵切換。
8、豐富的應(yīng)用實訓系統(tǒng)：提供傳感層數(shù)據(jù)分析、處理、顯示的嵌入式應(yīng)用程序；提供智能農(nóng)業(yè)、智能家居、智能貨架等各種實訓項目的應(yīng)用方案。
9、智能遙控：系統(tǒng)集成多向紅外學習遙控功能，可輕松添加紅外遙控家電設(shè)備，可對常見的多種紅外家電統(tǒng)一進行遙控控制。
10、本地監(jiān)控與遠程監(jiān)控相結(jié)合：網(wǎng)關(guān)Android應(yīng)用軟件可進行本地控制。在保證網(wǎng)關(guān)正常接入互聯(lián)網(wǎng)時，可接入云服務(wù)平臺搭建web應(yīng)用場景，實現(xiàn)遠程訪問。
11、實訓臺內(nèi)置漏電斷路器，防止設(shè)備因發(fā)生漏電造成的事故。
三、軟件功能
1、智能家居監(jiān)控功能：充分利用平臺部署的各種傳感器節(jié)點、控制設(shè)備形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合智能網(wǎng)關(guān)的家居管理軟件，實現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)控、家居安防、家電控制、智能遙控、視頻監(jiān)控、本地監(jiān)控、遠程監(jiān)控等功能。
2、智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控功能：充分利用平臺部署的各種傳感器節(jié)點、控制設(shè)備形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合智能網(wǎng)關(guān)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理軟件，實現(xiàn)農(nóng)作物生長環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)設(shè)備控制、農(nóng)業(yè)遠程監(jiān)控等功能。
3、智能貨架動態(tài)顯示功能：利用平臺部署的RFID電子標簽、RFID天線、RFID讀寫器以及ZigBee通信模塊形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合智能網(wǎng)關(guān)的智能倉儲管理軟件，實現(xiàn)貨位物品的動態(tài)感知、自動盤點等功能。
四、課程資源
（一）課程目標
認識傳感器，了解傳感器的特性及相關(guān)應(yīng)用場景。
掌握ZIGBEE協(xié)議棧的使用。
掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目開發(fā)流程。
（二）課程簡介：本課以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)為核心，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)進行劃分，開發(fā)內(nèi)容包含感知層基礎(chǔ)與開發(fā)、傳輸層應(yīng)用、Android應(yīng)用層基礎(chǔ)與開發(fā)。
（三）課程目錄：
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章節(jié) |
課程 |
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設(shè)備簡介 |
平臺認知 |
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單片機技術(shù)與應(yīng)用 |
LED點燈、按鍵控制LED開關(guān)、定時器T1定時、定時器T3中斷、外部中斷、串口收發(fā)、睡眠定時器、看門狗等 |
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傳感器采集技術(shù) |
溫濕度采集、光照度采集、空氣質(zhì)量采集、繼電器控制、LED控制、蜂鳴器控制等 |
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無線傳感器網(wǎng)絡(luò) |
1. CC2530射頻通信：如點對點通信、廣播通信、RSSI信號強度、空中信道監(jiān)聽、無線遙控等； 2. Z-Stack傳感器組網(wǎng)傳輸實驗：如多點自組網(wǎng)、信息廣播、信息組播、星型網(wǎng)拓撲圖、樹狀拓撲圖、綁定、串口應(yīng)用、溫濕度采集傳輸?shù)?/font> |
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Android基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā) |
1. Android應(yīng)用開發(fā)環(huán)境搭建實驗，如JDK安裝配置、Android Studio安裝配置。 2. Android基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā)實驗，如Helloworld，程序設(shè)計基礎(chǔ)、界面設(shè)計、組件間通信、定時器開發(fā)、多線程實驗、數(shù)據(jù)存儲與訪問等。 |
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Android物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā) |
1. Android網(wǎng)關(guān)接口外設(shè)應(yīng)用開發(fā)實驗，如LED燈控制實驗、蜂鳴器控制實驗、模擬可調(diào)電阻器AD采集、按鍵采集、三路繼電器控制實驗、點陣屏幕漢字顯示實驗等。 2. Android傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)實驗，如串口通信、ZigBee協(xié)議分析、Zigbee傳感器采集、ZigBee射頻探測器等。 |
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Android物聯(lián)網(wǎng)實訓系統(tǒng)開發(fā) |
1.智能家居主題：指紋門禁實訓開發(fā)、RFID門禁實訓開發(fā)、燃氣聯(lián)動報警實訓開發(fā)、家居智能調(diào)光系統(tǒng)。 2.智能農(nóng)業(yè)主題：農(nóng)業(yè)溫度采集實訓開發(fā)、農(nóng)業(yè)光照采集實訓開發(fā)、農(nóng)業(yè)補光系統(tǒng)實訓開發(fā)、農(nóng)業(yè)通風系統(tǒng)實訓開發(fā)。 3.智能倉儲主題：貨架盤點實訓開發(fā)、貨物出入庫管理實訓開發(fā)。 |
五、設(shè)備清單
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序號 |
類別 |
名稱 |
數(shù)量 |
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1 |
嵌入式基礎(chǔ)教學區(qū) |
Cortex-A9網(wǎng)關(guān)（板載WiFi/藍牙模塊、7寸電容顯示屏） |
1 |
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2 |
ZigBee協(xié)調(diào)器 |
1 |
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3 |
網(wǎng)關(guān)I/O基礎(chǔ)擴展板 |
1 |
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4 |
16*24點陣屏擴展板 |
1 |
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5 |
三路繼電器擴展板 |
1 |
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6 |
直流風扇擴展板 |
1 |
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7 |
步進電機擴展板 |
1 |
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8 |
Zigbee節(jié)點區(qū) |
溫濕度傳感節(jié)點 |
1 |
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9 |
火焰?zhèn)鞲泄?jié)點 |
1 |
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10 |
無線轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 |
1 |
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11 |
語音播報節(jié)點 |
1 |
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12 |
雙數(shù)碼管控制節(jié)點 |
1 |
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13 |
LED蜂鳴器控制節(jié)點 |
1 |
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14 |
125K低頻節(jié)點 |
1 |
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15 |
智能家居功能區(qū) |
無線熱釋電紅外探測器（315M） |
1 |
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16 |
無線燃氣探測器（315M） |
1 |
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17 |
無線門磁探測器（315M） |
1 |
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18 |
ZigBee指紋識別節(jié)點 |
1 |
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19 |
光學指紋傳感器 |
1 |
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20 |
無線串口輸出控制節(jié)點 |
1 |
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21 |
LED點陣屏 |
1 |
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22 |
延時自關(guān)閉門鎖控制節(jié)點 |
1 |
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23 |
電控鎖 |
1 |
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24 |
門禁專用電源 |
1 |
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25 |
門禁機 |
1 |
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26 |
一鍵開門按鈕 |
1 |
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27 |
門鈴 |
1 |
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28 |
無線觸摸調(diào)光面板（433M） |
1 |
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29 |
25w白熾燈泡 |
1 |
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30 |
燈座 |
1 |
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31 |
FTLink智能遙控器 |
1 |
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32 |
智慧農(nóng)業(yè)功能區(qū) |
土壤溫濕度探頭 |
1 |
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33 |
土壤溫濕度傳感節(jié)點 |
1 |
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34 |
光線傳感節(jié)點 |
1 |
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35 |
二氧化碳傳感節(jié)點 |
1 |
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36 |
無線強電控制插座（86型433M) |
2 |
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37 |
LED射燈1w |
1 |
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38 |
直流風扇 |
1 |
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39 |
無線串口輸出控制節(jié)點 |
1 |
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40 |
LCD工業(yè)串口屏 |
1 |
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41 |
智能貨架功能區(qū) |
高頻貨架讀卡器 |
1 |
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42 |
天線選擇器 |
1 |
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43 |
貨架天線板 |
4 |
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44 |
天線 |
5 |
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45 |
實驗臺框架 |
含電源、空氣開關(guān)、各路直流電源開關(guān)與指示燈等） |
1 |
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46 |
附件 |
串口交叉線、網(wǎng)線、CC-debugger調(diào)試器、Mini USB數(shù)據(jù)線、方口USB同步線、TF卡讀寫器、8G TF card |
1 |
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47 |
數(shù)據(jù)管理終端 |
含顯示屏、鍵鼠套裝、主機 |
1套 |
