一、總體要求：

1、融合多MCU核心，包括嵌入式網(wǎng)關Cortex-A9核心的S5P4418平臺、M4異構網(wǎng)絡匯集網(wǎng)關、M3嵌入式基礎采集/控制實訓單元、M3工業(yè)級嵌入式采集/控制實訓單元（配套1：1實物建模3D虛擬仿真平臺資源）、51單片機基礎采集/控制實訓單元。涵蓋基礎顯示、數(shù)據(jù)采集傳感器單元（嵌入式傳感器及控制執(zhí)行模塊）、工業(yè)級傳感執(zhí)行器（工業(yè)級標準傳感器配套3D虛擬仿真平臺資源）、無線傳感單元（Zigbee、WIFI、藍牙、LORA、NB-IOT無線通信模組）、射頻識別單元（低頻、高頻、超高頻、有源2.4G射頻識別模塊）。涵蓋全面的教學資源，實訓平臺滿足單片機原理、嵌入式系統(tǒng)及應用、嵌入式CORTEX-A系列系統(tǒng)與應用、嵌入式Linux系統(tǒng)管理與移植、無線傳感網(wǎng)技術、單片機原理課程設計、嵌入式系統(tǒng)課程設計等10多門關鍵技術課程的實驗、實訓、課程設計及畢業(yè)設計。
2、實訓平臺與以上主體設備模塊采用非固定式磁性吸合連接方式，平臺采用磁吸附固定，方便快速更換，靈活拆分；嵌入式中間件、M3嵌入式基礎采集/控制實訓單元、51單片機基礎采集/控制實訓單元主控模塊預留標準的IO通信及供電等標準接口，可以結合實訓模塊、組件、線材、接插件等硬件，配合軟件資源，從零開始，逐步升級，自由設計并完成各種類型的單片機、無線傳感網(wǎng)、射頻識別、嵌入式等物聯(lián)網(wǎng)相關實訓及應用項目，靈活開展獨立模塊化實驗教學與項目式案例教學任務。
3、配套嵌入式3D虛擬仿真軟件，軟件與真實實驗設備及配套課程完全一致。軟件使用C/S+B/S架構，支持真實數(shù)據(jù)和虛擬數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,虛擬仿真平臺能夠通過MQTT協(xié)議連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺，實現(xiàn)虛擬仿真?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)采集及顯示（餅狀圖、柱狀圖、歷史數(shù)據(jù)），云平臺可對虛擬仿真執(zhí)行器下行聯(lián)動控制。
4、配套嵌入式3D仿真平臺需具備Web端教學管理功能、教師管理、評測中心、學生端、班級管理、理論教學、仿真教學、實踐教學、生成實訓報告等功能。教師登錄賬戶后，可在“評測中心”發(fā)布實驗任務給學生端，學生端在登錄后，可看到相關提示,學生完成實驗任務生成實驗報告后上傳到web管理系統(tǒng),教師接收學生端實驗數(shù)據(jù)及報告（包含實驗目的、實驗器材、實驗內(nèi)容、實驗步驟、評分、步驟記錄），支持通過打印機直接打印。

二、嵌入式核心控制模塊/中間件：

1、Cortex-A9嵌入式網(wǎng)關：平臺搭載了以Cortex-A9核心的Samsung S5P4418處理器最小系統(tǒng)板、10.1英寸電容觸摸屏；平臺搭載HDMI/MIPI/USB Host/USB OT/UART/I2C/SPI/PWM/ADC/JTAG等外設擴展接?，支持學生在嵌入式操作系統(tǒng)Linux方面的知識水平和應用能力訓練與測試（如BootLoader、Kernel、文件系統(tǒng)的移植編譯與燒寫，操作系統(tǒng)內(nèi)核驅動靜態(tài)、動態(tài)的開發(fā)，嵌入式圖形界面QT技術應用開發(fā)），以嵌入式外設傳感器、執(zhí)行器作為接口，實現(xiàn)硬件系統(tǒng)搭建、驅動開發(fā)、應用測試及環(huán)境監(jiān)測、智能安防、智能門禁等系統(tǒng)應用開發(fā)，促進其提升嵌入式系統(tǒng)開發(fā)思維與實際場景應用能力。
2、M4異構網(wǎng)絡匯集網(wǎng)關：核心MCU采用32位微控制STM32F429，主頻180MHz，集成1024KB FLASH存儲器，256KB SRAM；搭載3.5寸TFT觸摸顯示屏，板載SWD實時仿真接口，支持單步、斷點等實時仿真；預留4個通用無線模塊接口；CPU的控制管腳及功能腳引出用于拓展接入各種外設模塊，含有豐富的外設資源：TTL串口、232串口、USB轉串口、12V5V3.3V電源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等，便于開展嵌入式基礎實驗教學內(nèi)容；支持ZIGBEE、WIFI、藍牙、LORA、433等無線模塊，可匯聚多種異構網(wǎng)絡。
3、M3嵌入式基礎采集/控制實訓單元：核心板配備Cortex-M3級別處理器，板載SWD實時仿真接口，支持單步、斷點等實時仿真?；A板板載LED流水燈、LCD1602液晶顯示屏、紅外接收器、溫濕度傳感器、超聲波傳感器、ADC可調(diào)旋鈕、觸摸按鍵等開發(fā)資源，以及1個無線模塊接口，支持ZIGBEE、WIFI、LORA、藍牙、433M、NBIOT等無線模塊。板載20個香蕉插座，包含12V5V3.3V電源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等。
4、M3工業(yè)級嵌入式采集/控制實訓單元：配備Cortex-M3級別處理器，3.5寸TFT觸摸顯示屏（480*320分辨率），可提供良好的人機交互界面；矩陣鍵盤；對外提供485、CAN、ADC、SPI、PWM、GPIO、UART、IIC等多種接口，支持多種傳感器；通用雙排防反插接口，ZigBee，WiFi，LoRa等無線模塊可自由切換；可配合3D虛擬仿真軟件完成實訓，與物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺中的智能農(nóng)業(yè)、智能家居、智能門禁、智能安防、智慧氣象等系統(tǒng)的實驗環(huán)節(jié)中所使用智能硬件硬件接口、通信協(xié)議完全一致。
5、51單片機基礎采集/控制實訓單元：內(nèi)嵌8051CPU，采用國產(chǎn)STC MCU，超高速32位8051內(nèi)核（1T），比傳統(tǒng)8051快70倍以上，集成128KB FLASH存儲器，12KB SRAM，外擴4Mbit SPI NOR FLASH, 256Kbit IIC EEPROM，板載USB TYPE-C接口，支持硬件USB直接下載用戶程序；板載SWD實時仿真接口，支持STC-USB ?Link1D工具模塊，支持單步、斷點等實時仿真；板載LED流水燈、LCD1602液晶顯示屏、紅外接收器、溫濕度傳感器、超聲波傳感器、ADC可調(diào)旋鈕、觸摸按鍵等開發(fā)資源；板載1個無線模塊接口，支持ZIGBEE、WIFI、LORA、藍牙、433M、NBIOT等無線模塊；板載20個香蕉插座，包含12V5V3.3V電源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等。

三、嵌入式基礎無線傳感網(wǎng)絡模組：

1、Zigbee無線通信模塊x3：采用TI CC2530F256RHAR微處理器，256KB Flash，8KB RAM，2.4GHz(IEEE802.15.4)。
2、WIFI無線通信模塊x2：核心處理器采用MCUESP8266，主頻支持80或160 MHz，支持RTOS，集成 Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/ LNA單元。
3、藍牙無線通信模塊x2：基于TI CC2541低功耗藍牙 SOC 芯片，核心處理器CC2541F256RHAR；256KB Flash，8KB RAM。
4、LORA無線通信模塊x2：低頻半雙工支持點對點通訊協(xié)議的Lora模組，工作頻段398~525MHz；發(fā)射功率 10dBm ~22dBm；靈敏度 [email protected]；傳輸距離可達5km。
5、NB-IOT無線通信模塊x1：高性能、低功耗的多頻段NB-IoT無線通信模塊，支持B1/B3/B8/B5/B20/B28頻段；支持3GPP TS和Quectel增強型AT指令，內(nèi)嵌網(wǎng)絡服務協(xié)議棧。?

四、嵌入式基礎射頻識別模塊

1、125K 低頻RFID模塊：采用125K 低頻RFID模塊，獨立MCU可編程；通訊速率：9600波特率；讀寫距離：1～2cm。
2、13.56M 高頻RFID模塊：采用高頻NFC芯片；工作頻率為13.56MHz；板載PCB印制板天線；支持ISO14443A/B協(xié)議,支持標準非接觸s50卡、s70卡、身份證讀取。
3、900M超高頻RFID模塊：采用UHF-R200超高頻模塊，模塊化的接口設計增強超高頻RFID的抗干擾性；板載3DB陶瓷天線,讀卡距離大于10cm；發(fā)射功率-13～10 dBm可調(diào)；支持51單片機、Arduino單片機、M3、M4核心板互聯(lián)通信。
4、有源2.4G射頻識別模塊：無線收發(fā)芯片nRF24LE01；內(nèi)置硬件鏈路層；增強型ShockBurst功能；自動應答及自動重發(fā)功能；地址及CRC檢驗功能。

五、嵌入式基礎感知實驗單元：

1、傳感器數(shù)據(jù)采集板：溫濕度傳感器、光照傳感器、PM2.5傳感器、光電傳感器、震動傳感器、氣壓傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、霍爾傳感器?br /> 2、執(zhí)行器控制板：直流電機、步進電機、8位RGB全彩指示燈、蜂鳴器、舵機、繼電器。
3、顯示單元模塊：集成8位數(shù)碼管、交通信號指示燈、16*16LED點陣、2.0寸TFT液晶屏。
4、工業(yè)級傳感器及執(zhí)行器：溫濕度傳感器、光照傳感器、風速傳感器、風向傳感器、煙霧傳感器、多普勒人體感應傳感器、報警燈執(zhí)行器、風扇執(zhí)行器；提供傳感器及執(zhí)行器配套的3D虛擬仿真軟件平臺資源，通過軟件模擬出來的傳感器具有和真實傳感器完全一致的特性及接口，支持傳感器/執(zhí)行器器件屬性設定，可設置傳感器固定數(shù)據(jù)與隨機數(shù)據(jù)；可配合M3工業(yè)級嵌入式采集/控制實訓單元及虛擬仿真平臺完成智能農(nóng)業(yè)、智能家居、智能門禁、智能安防、智慧氣象等系統(tǒng)的嵌入式應用場景實訓，上位機程序可同時操作虛實兩種硬件設備，方便虛實結合使用。

六、嵌入式實驗開發(fā)工具及配件：

1、ZIGBEE無線配置器：支持 GB2530Zigbee 無線收發(fā)器的參數(shù)配置；通過 USB 轉串口連接電腦使用；在 PC 上位機程序中輸入 PANID 進行搜索；搜索時可以指定信號，默認為全信道輪詢掃描；可以修改 Zigbee 模組的 ID、PANID、DestID、信 號、名稱等多種參數(shù)的設置。
2、ST-LINK 仿真器：支持全系列 STM32 SWD 和全系列 STM8 SWIM 的下載 和調(diào)試；鋁合金 U 盤外殼，并標注了接口定義；紅藍雙色 LED 指示燈顯示工作狀態(tài)；同時對外提供 5V 和 3.3V； 內(nèi)部帶有 500MA 自恢復保 險絲保證板卡安全；可接杜邦線或者 10Pin 排線；USB 2.0 全速兼容接 口，通過 USB 給 5V 電源連接器供電。
3、CC-DEBUG仿真器：支持 TI 系列帶 8051 內(nèi)核的CC 全系列芯片以及多個 收發(fā)器的下載和調(diào)試，例如 Zigbee (CC2530)和藍牙 ? (CC2540) 等；支持目標電壓 1.2V~3.6V 自適應；接口類型為 USB/SPI；支持 SmartRF FlashPro 和 IAR for 8051 等多種開發(fā) 軟件；
4、香蕉線：用于連接傳感器、執(zhí)行器等外設硬件模塊；香蕉線的接線頭有多種形式，包括分為針對針，針對夾片的。

七、A9嵌入式系統(tǒng)拓展資源模塊（整個實驗室提供3套）：

1、提供60 PIN嵌入式標準接口轉接板，開放GPIO、UART、IIC、SPI、ADC、PWM、單總線、并行總線等常規(guī)類型接口，支持AD 旋鈕、蜂鳴器、溫濕度、電磁鎖、繼電器、直流電機、步進電機、光照傳感器、電機推桿、矩陣鍵盤、數(shù)碼管、矩陣LED、RFID模塊等采集控制單元模塊接入，能夠滿足嵌入式、移動互聯(lián)等學科的訓練;
2、提供AD 旋鈕、蜂鳴器、溫濕度、電磁鎖、繼電器、直流電機、步進電機、光照傳感器、電機推桿、矩陣鍵盤、數(shù)碼管、矩陣LED等獨立實驗單元模塊，模塊采用磁吸固定結構。

八、配套提供虛擬仿真教學平臺：

1、物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺（下稱3D仿真平臺）滿足與實訓平臺聯(lián)動，可以將理論學習、仿真練習、動手實踐有序的融入到教學過程中，滿足理實虛一體化教學需求。
2、3D仿真平臺須同時支持C/S+B/S架構的訪問，通過Socket方式實現(xiàn)與外圍設備通訊；能夠虛擬不同應用場景，并支持相應的創(chuàng)新開發(fā)；仿真平臺提供仿真實訓與硬件實訓的數(shù)據(jù)互聯(lián)，實現(xiàn)聯(lián)動操作，在仿真實訓中的操作可直接控制硬件部分動作；同時支持云教學資源加載及更新，支持云教學資源的更新自動推送功能；
3、3D仿真平臺需具備Web端教學管理功能、教師管理、評測中心、學生端、班級管理、理論教學、仿真教學、實踐教學、生成實訓報告等功能。教師登錄賬戶后，可在“評測中心”發(fā)布實驗任務給學生端，學生端在登錄后，可看到相關提示,學生完成實驗任務生成實驗報告后上傳到web管理系統(tǒng),教師接收學生端實驗數(shù)據(jù)及報告（包含實驗目的、實驗器材、實驗內(nèi)容、實驗步驟、評分、步驟記錄），支持通過打印機直接打印。
4、3D仿真平臺操作軟件需具備檢測功能，可以實時檢測連線錯誤；主要包括M3工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)采集/控制實訓單元與傳感器接線、電源接線錯誤，遵循學生動手、驗證、糾錯原則，輔助學生理解實驗，完成實驗。
5、3D仿真平臺包含以下仿真設備：實訓平臺中所含的傳感器系列、嵌入式實訓開發(fā)模塊、無線通信模塊、執(zhí)行器模塊、工業(yè)級傳感器模塊（溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2傳感器、風速傳感器、風向傳感器、報警燈執(zhí)行器、風扇執(zhí)行器、門禁電磁鎖、酸堿度PH傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤鹽分傳感器、電磁閥控制器、智能燃氣表、智能電表、智能水表等模塊對象）、網(wǎng)關、路由器節(jié)點、協(xié)調(diào)器、無線異構融合網(wǎng)關模塊等，以及ST-LINK仿真器、CCDebuger仿真器、Zigbee網(wǎng)絡配置器、低頻125K模塊、高頻ISO 14443模塊、高頻ISO 15693模塊物聯(lián)網(wǎng)類基礎器件。
6、3D仿真平臺提供的實訓項目包含但：智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象站監(jiān)測系統(tǒng)、STM32開發(fā)基礎開發(fā)、STM32傳感器開發(fā)、無線傳感網(wǎng)絡配置、綜合接線組網(wǎng)應用、Android開發(fā)、C#開發(fā)；對應的傳感器原理及嵌入式開發(fā)課程≥80個學時，物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設計≥40個學時，物聯(lián)網(wǎng)工程應用設計≥60個學時,提供實驗對應的PPT課件講義及視頻資源。
7、3D仿真平臺須支持實訓項目仿真數(shù)據(jù)通過主流的MQTT協(xié)議與云平臺信息交互，在云平臺上顯示（餅狀圖、柱狀圖、歷史數(shù)據(jù)）相關數(shù)據(jù)，并能控制仿真執(zhí)行器和真實執(zhí)行器。
8、仿真平臺支持STM32傳感器編程實驗：整個實驗全部采用3D沉浸式虛擬仿真，可獨立完成STM Keil編程（智能節(jié)點電源接線、仿真器連接、Keil編程環(huán)境使用、填寫關鍵代碼編譯、下載調(diào)試等）全過程。所有實驗過程與代碼編程均按照真實設備開發(fā)接?進?，學生的學習可無縫移植到真實的硬件設備之中。
9、仿真平臺支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成實驗：所有實驗全部采?3D沉浸式虛擬仿真，包含（3D傳感器接線操作實驗、STM 協(xié)議配置實驗、?絡層組?配置實驗等）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建全過程實驗。搭建的虛擬軟件系統(tǒng)具有和真實硬件系統(tǒng)完全一致的特性及接口，提供真實的網(wǎng)絡TCP/IP相關通信協(xié)議，支持手機APP或電腦遠程控制虛擬仿真系統(tǒng)；同時，真實硬件傳感數(shù)據(jù)?持接?虛擬仿真系統(tǒng)，虛擬仿真系統(tǒng)與真實設備可實現(xiàn)同步控制效果。