TYK-ZH03型 物聯網行業應用創新實訓臺
TYK-ZH03型 物聯網行業應用創新實訓臺輔助實訓開發，提供多種行業應用案例，讓學生了解行業應用所需的系統架構、通訊方式。平臺集成工業現場總線技術，CAN總線與RS485總線，可連接模擬量、開關量、數字量等工業級傳感器及執行器；支持多種短距離無線通信技術，如ZigBee、WiFi、BlueTooth、LoRa；支持遠距離無線通信技術，如NB-IoT通信模塊、4G移動模塊、GPS定位模塊，可實現低功耗廣域網通信、移動互聯網通信、實時定位等功能。網關采用Cortex-A9四核處理器，與傳感終端互聯互通，通過拓撲形式展示傳感網結構和傳感器采樣，可通過MQTT、HTTP協議接入云服務平臺；WEB端云服務平臺支持本地化部署或云端部署，可快速搭建行業應用系統，如氣象觀測、農田水利、安防監控、車載導航、倉儲管理等；支持API接口Web應用開發和Android應用開發。 一、裝置特點1. 標配網孔操作板、四組供電接口、四組有線傳感器的電源通信接口、六個無線傳感節點的供電接口、網關供電接口、兩個強電控制插座、各類電源帶燈...
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TYK-ZH03型 物聯網行業應用創新實訓臺輔助實訓開發，提供多種行業應用案例，讓學生了解行業應用所需的系統架構、通訊方式。平臺集成工業現場總線技術，CAN總線與RS485總線，可連接模擬量、開關量、數字量等工業級傳感器及執行器；支持多種短距離無線通信技術，如ZigBee、WiFi、BlueTooth、LoRa；支持遠距離無線通信技術，如NB-IoT通信模塊、4G移動模塊、GPS定位模塊，可實現低功耗廣域網通信、移動互聯網通信、實時定位等功能。網關采用Cortex-A9四核處理器，與傳感終端互聯互通，通過拓撲形式展示傳感網結構和傳感器采樣，可通過MQTT、HTTP協議接入云服務平臺；WEB端云服務平臺支持本地化部署或云端部署，可快速搭建行業應用系統，如氣象觀測、農田水利、安防監控、車載導航、倉儲管理等；支持API接口Web應用開發和Android應用開發。
一、裝置特點
1. 標配網孔操作板、四組供電接口、四組有線傳感器的電源通信接口、六個無線傳感節點的供電接口、網關供電接口、兩個強電控制插座、各類電源帶燈按鈕、大屏點陣顯示屏等，為創新創意應用場景提供支持。
2. 采用工業級、實驗級不同層次傳感器，工業級傳感器數據更準確穩定，側重工程布線、測試及應用；實驗級傳感器側重了解傳感器原理、掌握采集控制技術。
3. 傳感器加裝磁吸底板，引出端子排和插孔兩種形式接口，方便安裝布線、任意拆卸組合。
4. 傳感器節點支持ZigBee、WiFi、藍牙、LoRa多種短距離無線通信方式。
5. 傳感器節點采用Cortex-M3微處理器，支持嵌入式ARM應用開發。
6. 支持RS485、CAN工業現場總線傳感器，支持ModbusRTU、CAN協議。
7. 支持4G、NB-IoT、GPS定位等遠距離通信模塊，可實現移動互聯、定位信息查詢。
8. 網關采用Cortex-A9四核處理器，內置Android/Linux雙系統，可一鍵切換。
9. 網關板載WiFi/藍牙通訊模塊、ZigBee通訊模塊接口、CAN總線接口、RS485總線接口，可與傳感器節點實現組網通信。
10. 網關應用程序與傳感器節點互聯互通，網絡拓撲圖形式顯示傳感器的名稱、類型、狀態、組網結構、上下行流向，可任意拖拽，而不影響數據的傳輸。
11. 可通過MQTT、HTTP協議接入云服務平臺，支持WEB端快速搭建行業應用系統，通過新建項目、增加設備、添加傳感器和執行器，構建新的物聯網應用場景。
12. 支持二次開發。通過調用Restful API接口，編寫自己的web應用展示頁面。
13. 可提供氣象觀測、農田水利、安防監控、車載交通、倉儲管理等多種行業應用系統。
二、裝置組成（行業）
可通過靈活搭配，組成不同的行業應用系統，有些傳感器可在不同的應用系統中重復使用，通訊模塊可根據需求進行替換，如下表所示。
| 行業應用系統名稱 | 所需傳感終端 |
| 環境監測 | 光照溫濕度、風速、風向、氣壓、粉塵、噪聲等 |
| 大棚種植 | 模擬量土壤濕度傳感器、水泵 |
| 水產養殖 | 模擬量水位傳感器、電磁閥 |
| 牲畜養殖 | 模擬量CO2探測器、通風扇 |
| 智能控制 | 433M強電插座、433M窗簾控制 |
| 門禁控制 | 指紋、電控鎖 |
| 安防報警 | 紅外對射探測器、門磁、聲光報警器 |
| 安全監測 | 燃氣、煙霧、電磁閥 |
| 遠程抄表 | RS485電表 |
| 交通（選配） | ZigBee紅綠燈、ZigBee道閘、ZigBee公交站臺 |
| 車載導航 | CAN車速油耗節點、模擬攝像頭行車視頻儀 |
| 倉儲管理（選配） | 稱重傳感器、RS485電子顯示屏、RFID讀卡裝置 |
| 基礎學習 | Zigbee -NB溫濕度、zigbee聲光報警器、藍牙氣壓、藍牙三軸、wifi光線、wifi空氣質量 |
三、配置清單
| 類別 | 序號 | 名稱 | 數量（個） | 備注 |
| 主控 | 1. | Cortex-A9主板（7寸電容屏、WIFI/BT無線通信模塊） | 1 | |
| 2. | 數據管理終端 | 1 | ||
| 無線感控節點 | 3. | ZigBee通訊模塊（網關背面） | 1 | |
| 4. | ZigBee-NBIoT溫濕度控制節點 | 1 | ||
| 5. | ZigBee LED蜂鳴器節點 | 1 | ||
| 6. | 藍牙氣壓傳感器節點 | 1 | ||
| 7. | 藍牙三軸加速度節點 | 1 | ||
| 8. | WiFi空氣質量節點 | 1 | ||
| 9. | WiFi光照度節點 | 1 | ||
| 安防、智能控制 | 10. | FTLINK智能遙控器 | 1 | |
| 11. | 315門磁探測器 | 1 | ||
| 12. | 315燃氣探測器 | 1 | ||
| 13. | ZigBee繼電器門鎖 | 1 | ||
| 14. | ZigBee指紋識別節點 | 1 | ||
| 15. | 電動窗簾433M遙控器 | 1 | ||
| 16. | 電動窗簾電機與導軌 | 1 | ||
| 17. | 電表測量節點 | 1 | ||
| 工廠、農業、水利、 | 18. | 多通道采集控制模塊 | 1 | |
| 19. | 二氧化碳探測器 | 1 | ||
| 20. | 大氣壓力探測器 | 1 | ||
| 21. | 風速傳感器 | 1 | ||
| 22. | 風向傳感器 | 1 | ||
| 23. | 紅外對射傳感器 | 1 | ||
| 24. | 土壤水分傳感器 | 1 | ||
| 25. | 液位傳感器 | 1 | ||
| 26. | 電磁閥 | 1 | ||
| 27. | 通風扇 | 1 | ||
| 28. | 水泵 | 1 | ||
| 29. | 光照度溫濕度傳感器 | 1 | ||
| 30. | 粉塵傳感器 | 1 | ||
| 31. | 噪聲探測器 | 1 | ||
| 32. | 連接線 | 1批 | ||
| 車載 | 33. | CAN車速油耗節點 | 1 | |
| 34. | 超聲波節點 | 1 | ||
| 平臺框架 | 35. | 網板鈑金控制臺 | 1 | |
| 36. | DC5/12/24V直流弱電接線板 | 4 | ||
| 37. | 傳感器接口板 | 4 | ||
| 38. | 五孔AC220V帶開關電源插座 | 2 | ||
| 39. | RJ45與RS232通信接口面板 | 1 | ||
| 40. | 兩口 USB通信接口面板 | 1 | ||
| 41. | 交直流電源開關與指示燈 | 4 | ||
| 42. | 無線AC220V五孔強電燈光插座 | 1 | ||
| 43. | 無線調光面板 | 1 | ||
| 通用設備 | 44. | LED大屏幕點陣顯示屏 | 1 | |
| 45. | WiFi網絡攝像頭 | 1 | ||
| 46. | 無線路由器 | 1 | ||
| 軟件 | 47. | ZigBee傳感網綜合應用程序 | 1 | |
| 48. | 智能網關綜合測試程序 | 1 | ||
| 49. | 智能網關云端接入程序 | 1 | ||
| 附件 | 50. | 交叉串口線 | 1 | |
| 51. | 交叉網線 | 1 | ||
| 52. | USB數據線 | 1 | ||
| 53. | TF卡讀寫器 | 1 | ||
| 54. | 8G TF card | 1 | ||
| 55. | 方口USB數據線 | 1 | ||
| 56. | FT-CC253-Debugger調試器 | 1 | ||
| 57. | USB轉485轉換器 | 1 | ||
| 58. | USB轉RS232轉換器 | 1 | ||
| 59. | Jlink仿真器 | 1 | ||
| 60. | 串口下載調試板 | 1 | ||
| 61. | DC5V3A直流電源 | 1 | ||
| 62. | 系統實驗指導書 | 1 | ||
| 63. | 系統使用說明書 | 1 | ||
| 64. | 光盤資料 | 1 |
四、技術參數
1、標準配置參數
| 3 | 物聯網創新應用工作站 | 一、整體要求 1.組成結構 外觀尺寸（長*寬*高）：不小于1100mm×1000mm×350mm； 鈑金框架； 配備LED點陣屏，至少能顯示9個漢字； 要求至少包含4組直流弱電（常用的5V、12V、24V）電源接口和4組傳感器通訊接口； 操作面板不小于500mm×800mm（寬*高），用于行業應用傳感器、執行器的安裝和工程布線； 要求至少板載6個無線通訊傳感器，2組AC220V 5孔遙控型強電插座，1個物聯網網關，5V、12V、24V、AC220V電源供電按鈕和指示燈各1個，以及1組PC通訊接口； 要求平臺內嵌空氣開關、漏電保護設備，一路電源輸入、一路開關總控，以及交流指示電表，確保平臺用電安全可靠。 2.功能特點 要求能夠支持無線傳感網Zigbee、WiFi、藍牙、LoRa，工業總線ModbusRTU協議的解析，結合行業應用，讓學生體會不同的應用場合使用不同的協議； 要求能夠支持NB-IoT、GPS定位等遠距離通信模塊； 要求包含工業級傳感器和實驗級傳感器，并加裝磁吸底板，優勢互補； 要求工業級傳感器和執行器的信號集中引到信號轉接的磁吸底板上，信號轉接模塊上設計有插孔和端子排，插孔和端子排與各個模塊之間可以自由連接。 要求信號轉接磁吸底板的接口包括電源正極、負極、RS485+、RS485-、0-5V、4-20mA等。 要求能夠通過物聯網網關將各種傳感器通訊節點入云服務平臺，讓學生充分感受云平臺給物聯網帶來的變化； 配套各種行業實際應用的探測器、執行器、無線通訊節點，結合物聯網網關搭建各類物聯網行業應用場景，幫助學生充分理解吸收知識，快速進入物聯網行業領域。 3.課程支持 要求支持《工業現場總線》、《單片機技術與應用》《無線傳感網》、《嵌入式系統開發》、《物聯網Android應用開發》等基礎知識實驗課程。 要求支持物聯網行業應用系統搭建的實訓課程，傳感器可靈活搭配，組成不同的行業應用，有些傳感器可在不同的應用系統中重復使用。 要求能夠提供智慧農業、安防監控、車載控制等多種行業應用系統。 二、物聯網基礎主控套件（1套） 1.功能需求： 要求采用Cortex-A9四核處理器，板載WiFi/藍牙二合一通訊模塊、ZigBee通訊模塊、485總線接口、CAN總線接口，用于和感控層設備進行信息交互，接收傳感器采樣數據，向感控層發送采集控制命令。 要求網關能夠運行Linux、Android雙操作系統,支持一鍵切換。 要求支持MQTT協議，能夠設置云服務平臺MQTT服務器的地址、端口、網關ID、以及密鑰，并經過解析重組，采用JSON數據格式接入到云服務平臺，提供對應的界面截圖。 要求能夠設置網關輪詢485探測器的時間間隔。 要求支持ZigBee、WiFi、藍牙、以太網、CAN、RS232、RS485、GPS等多種網絡通信模塊或接口。 要求系統具備查詢網關下ZigBee、WiFi、藍牙、RS485、CAN等拓撲結構的功能，能查看到所有傳感器的地址、名稱、采樣數據等，并可在界面上隨意拖動任意傳感器節點，提供對應網絡拓撲的關鍵代碼及主要界面截圖 。 2.物聯網網關（1個） 采用Cortex-A9四核處理器S5P4418，CPU主頻最大可調至1.4GHz，帶寬32位，800MHz的1GB DDR3內存，不小于8GB的EMMC Flash存儲空間，含Mail-400 3D圖形加速器GPU，符合OpenGL ES2.0標準； 核心板采用8層盲埋設計，加蓋屏蔽罩，與底板郵票孔緊密連接； 要求引出核心板信號線，不少于188PIN。 底板采用4層PCB工藝，板載豐富的外圍接口； 顯示器：1024*600 IPS顯示屏，5點觸摸電容屏支持； 內置千兆IP，外加不超過3RMB的PHY芯片即可，支持10/100/1000M； 板載2路USB HOST、1路USB OTG、1個TF、1個SIM卡、1個HDMI、1個LVDS、1個Camera、1個AV模擬視頻、1路MIC音頻輸入、1路1.8w喇叭輸出、1個復位按鍵、1個休眠喚醒按鍵，2個音量鍵等接口； 板載1路CAN總線、1路485總線等現場總線； 板載24Pins應用擴展接口，用于處理器外設接口擴展功能，包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8個GPIO，5V電源。 板載ZigBee通訊模塊、WiFi/BT模塊、GPS模塊，可選配4G通訊模塊。 在保證正常接入互聯網的狀態下，可配置接入物聯網云服務平臺。 3.無線傳感網節點（6個） 要求至少包含ZigBee協調器模塊、ZigBee+NB-IoT溫濕度節點、ZigBeeLEDBEEP聲光報警節點、WiFi空氣質量節點、WiFi光照度節點、藍牙氣壓節點、藍牙三軸加速度節點等。 1）微控制器主板硬件資源 （1）Cortex-M3核心主板（4個） 處理器基于ARM Cortex-M3核心的STM32F103，最高主頻72Mhz，內部Flash 256KB，RAM 48KB。 具有1個0.96寸OLED屏，能夠顯示MAC地址、上下級關系、傳感器數據、網絡信息等。 具有4個組網狀態及無線傳輸指示燈，2個功能按鍵、1個JTAG調試接口、1個24PIN的無線射頻接口，1組20*2PIN傳感器接口； 標配ARM仿真器、串口下載仿真調試轉接板。 （2）CC2530核心主板（3個） 1個用于ZigBee協調器，2個用于ZigBee通訊節點。 處理器基于CC2530F256，具有2個組網狀態及無線傳輸指示燈，2個功能按鍵、1個JTAG調試接口、1個24PIN的無線射頻接口，1組20*2PIN傳感器接口；標配下載仿真器。 2）無線傳感網通信模塊 （1）藍牙通信模塊（2個）：采用UART接口的內置協議棧方案，設置從機模式，與主機配對后，將微控制器采樣數據傳輸給主機。 （2）WiFi通信模塊（2個）：采用UART接口的內置TCP/UDP/HTTP協議棧方案，支持設置為AP、STA的工作模式，與網關通信后，將微控制器采樣數據傳送給主機，或者接收主機的控制命令控制執行器。 （3）ZigBee通信模塊（2個，與CC2530核心主板共用）：基于CC2530+ZStack協議棧組網通信方案，與Zigbee協調器組網，實現傳感器數據的雙向交互。 3）傳感器通信模塊（6個） 接口包含GPIO/IIC/SPI/PWM/電源/地等信號。 兼容溫濕度傳感器、LEDBEEP聲光執行器、三軸加速度傳感器、數字氣壓傳感器、光照傳感器、空氣質量傳感器等?？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手冊。 （1）溫濕度傳感器（1個） 用于檢測空氣濕度和溫度。 濕度測量范圍：0~100%RH； 溫度測量范圍：-40~123.8℃ 通信方式：IIC 供電電源：DC2.4~3.6V （2）LEDBEEP執行器（1個） 板載1個紅燈、1個藍燈、1個BEEP蜂鳴器。 微控制器I/O輸出控制。 （3）三軸加速度傳感器（1個） MEMS傳感器，檢測x、y、z三個方向的加速度變化，具有低通濾波器； 測量范圍：-1.5g~+1.5g 通信方式：IIC 供電電源：DC2.4~3.6V （4）數字氣壓傳感器（1個） 氣壓范圍：300-1100hPa 對應海拔：9000米~~-500米 標準IIC/SPI通信協議 供電電源：DC2.4~3.6V （5）光照傳感器（1個） 檢測環境光照亮度。 測量范圍：0-200000流明 通信接口：IIC接口 供電電源：DC2.7~6V （6）空氣質量傳感器（1個） 檢測室內或養殖場景中廢棄物釋放的諸如氨氣、硫化氫、氫氣、一氧化碳等空氣污染物。 污染氣體范圍：1-30ppm 傳感器電阻范圍：10~90k歐姆，電壓型輸出 供電電源：DC5V 4. 數據管理終端（1套） 包含主機、鍵盤、鼠標、以及顯示設備。 功能：安裝智能家居工程實訓所需的數據庫、Web應用系統，用于移動客戶端或WEB客戶端的訪問。 CPU主頻：不低于2.8GHz； 內存容量：不低于4GB(DDR3)； 硬盤類型：不低于250G SSD。 三、智慧農業應用系統 1. 基本要求 要求至少包括工業級風速、風向、二氧化碳、氣壓、土壤水分、液位、光照溫濕度、粉塵、噪聲等傳感器，水泵、風扇、電磁閥、聲光報警器等執行器； 要求具有多路采集控制模塊，能夠對電壓型、電流型的模擬量信號、開關量信號進行采集，具備繼電器輸出控制的功能。 要求通訊設備采用國家標準MODBUS通訊協議，遠距離傳輸。 要求傳感器、執行器、物聯網網關可自由組合，結合網關解析應用軟件、云服務平臺，實現大田氣象、大棚種植、水產養殖、牲畜養殖、工廠污染物監測等功能。 2.通用設備要求 1）多路采集控制模塊（1個） 具有8路模擬量采集通道，可采集0~20mA、4~20mA、0~5V和0~10V四種模擬量信號，每個輸入端口信號類型都可通過軟件設置，無需跳線設置。采樣速率：200Hz（25次/秒）；分辨率：12bit； 具有6路干接點或濕節點信號（有源或無源輸入）采集通道，作為干接點輸入或者傳感器（NPN或者PNP）輸入，可以設置跳線共正極或共負極輸入；作為有源輸入時極性自動轉換，無須跳線切換；高電平(10V~30V)，低電平(0V~1V)，采樣速率：1000Hz； 具有4路常開繼電器輸出，阻性負載250V/3A，感性負載250V/1A，隔離保護電壓1500V； （1）通訊協議：MODBUS-RTU （2）接口類型：隔離RS485通訊，輸出接口采用過壓過流雙保護 （3）波特率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps （4）校驗位：無校驗、偶校驗、奇校驗 （5）設置方式：模塊地址、波特率、校驗位均可通過軟件設置 （6）通訊距離：@9600bps 1200米 （7）RS485通訊電路電路和CPU隔離電壓保護：1500V （8）工作環境：溫度：-10~+55℃，濕度：35~85%（不結露） （9）工作電源：10V~30V寬范圍供電，帶電源極性保護，功耗小于3W。 3. 子功能系統 1）大田氣象 網關按照采樣頻率輪詢對多種氣象要素（風速、風向、溫濕度、光照、氣壓、粉塵、噪聲等）進行定時自動采集，并處理顯示，轉成網絡通訊包，上傳到云平臺，通過搭建，在應用管理中統一展示。 （1）風速傳感器（1個，安裝在臺體） 測量范圍：0-30m/s； 分辨率：0.1m/s； 動態響應時間：≤0.5s； 輸出信號：電流4-20mA。 （2）風向傳感器（1個，安裝在臺體） 測量范圍：8個風向 輸出信號：電流4-20mA （3）大氣壓力傳感器（1個，安裝在臺體） 測量范圍：0-120KPa 測量精度：±0.15kpa 響應時間：≤1s 輸出信號：4-20mA 供電電源：DC10-30V （4）光照溫濕度傳感器（1個，安裝在臺體） 同時檢測光照、溫濕度。 光照量程：0-65535Lux，溫度：-20℃~+60℃，濕度：0~100%RH （5）粉塵傳感器（1個，安裝在臺體） 可同時檢測可入肺顆粒物PM1/細顆粒物PM2.5/可吸入顆粒物PM10等。 范圍：0-999Ug/m3. （6）噪聲傳感器（1個，安裝在臺體） 量程：30~120db； RS485總線，DC12V供電。 2）大棚種植 網關按照采樣頻率對土壤水分，進行采集，處理，顯示，轉成網絡通訊包，上傳到云平臺，并根據設定的控制策略，向水泵發送控制命令自動調節土壤濕度、以及大棚植物生長環境。 （1）土壤水分傳感器（1個，放置在附件箱） 濕度范圍：0-100%RH； 響應時間：≤1s； 輸出信號：4-20mA； 供電電源：DC7-24V。 （2）水泵（1個，安裝在臺體） 接入多通道采集模塊繼電器輸出端口； 工作電壓：DC12V。 3）水產養殖 網關按照采樣頻率輪詢對水體水位進行定時自動采集，處理，顯示，存儲，轉成網絡通訊包，上傳到云平臺，并根據設定的控制策略，向水泵發送控制命令，調節水位。 （1）水位傳感器（1個，放置在附件箱） 測量范圍：0-1m； 輸出信號：4-20mA； 線制：二線制； 工作電壓：DC12-36V。 （2）電磁閥（1個，安裝在臺體） 接入多通道采集模塊繼電器輸出端口； 工作電壓：DC12V。 4）牲畜養殖 網關按照采樣頻率對養殖場氨氣（物聯網基礎主控區的WiFi空氣質量節點）、二氧化碳等濃度進行定時采集，處理，顯示，經協議重組，上傳到云平臺，并根據設定的控制策略，及時發送命令控制風扇改善養殖環境。 （1）二氧化碳傳感器（1個，安裝在臺體） 測量范圍：0-5000ppm 測量精度：±40ppm 溫度影響：自帶溫度補償 輸出信號：0-5V 供電電源：DC10-30V （2）風扇（1個，安裝在臺體） 工作電壓：DC12V； 轉速(RPM)：3000-4000； 紅色導線正極(+)；黑色導線負極(-)。 四、家居安防監控應用系統 1. 總體要求 （1）至少提供環境監測、安防監控、視頻監控、遠程抄表四個應用場景案例。 （2）要求可選用臺體中任意傳輸類型，如RS485、ZigBee、藍牙、WiFi等不同傳輸模式下的傳感器設備，自由組合，搭建應用系統。 （3）要求網關能夠統一處理感控層不同傳輸類型的傳感器數據，具有傳感器數據解析顯示、執行器手動控制、聯動控制策略設置等功能，可根據傳感器閾值自動控制執行器動作，實現自動調節。 （4）要求物聯網網關端采用MQTT協議、HTTP協議，與Web端云服務平臺進行信息交互，實時接收顯示傳感器采樣數據、發送執行器控制命令。 2. 通用設備要求 （1）FTLink智能遙控器（1個，安裝在臺體） 功能：支持多種電器，如電視、機頂盒、空調、音箱、電動窗簾等紅外編碼，射頻編碼的學習功能，并集成到智能遙控器中，統一接入ZIGBEE網絡，由物聯網網關統一管理。 由ZigBee通訊模塊、315/433MHz微功耗超外差無線收發模塊、紅外收發模塊、以及控制主板組成； 控制主板：采用51單片機，具有射頻、紅外、ZigBee信號收發功能，射頻編解碼壓縮算法保證低數據量傳輸； 紅外收發：內置7個紅外發射頭，多方位水平發射，保證每條命令準確送達，可學習并遙控多種紅外設備，直線距離約8米； 射頻收發：包含315/433射頻硬件，可學習并遙控多種射頻設備，直線距離約8米； 紅外頻率：38KHz； 射頻頻率：315/433MHz； ZigBee頻率：2.4GHz，Z-Stack2007協議棧； 輸入電壓：DC 5V； 輸入電流：≥1A。 3. 子功能系統 1）環境監控 系統復用物聯網基礎主控區域的ZigBee+NB-IoT溫濕度、WiFi光照度傳感器對室內環境參數實時監測，監測數據通過ZigBee、WiFi無線傳感網傳輸到智能網關，并通過協議解析與JSON包重組，發送到平臺，由平臺統一展示狀態值，并支持設置聯動策略，可控制通風扇、LEDBEEP節點、強電控制插座照明燈實現自動調節。 要求包括射頻強電插座（照明燈）、電動窗簾等家電設備，可實現家電控制。 （1）強電遙控插座（照明燈）（2個，安裝在臺體） 工作電源：AC180~240V，50/60Hz； 接收頻率：315MHz、433MHz； 控制器件：繼電器； 接收靈敏度： -100dBm； 負載電流：單路≤10A； 待機電流：220V,40uA(小于0.0088w)； 工作溫度：-10℃~80℃； 負載路數：一路。 （2）電動窗簾裝置（1套，安裝在臺體） 遙控方式控制窗簾拉開、合上、停止； 接收頻率：433M； 供電電源：AC220V。 2）安防監控 該系統至少包括門磁、燃氣、煙霧、紅外對射等探測器，由網關統一處理，并可根據設置的控制策略，自動向水泵、聲光報警器、風扇等執行器發送控制命令，模擬警情預處理和報警。 要求各個傳感器可采用ZIGBEE、WiFi、藍牙、ModbusRTU等幾種不同的通訊方式，可自由組合，自動組網，雙向傳輸。 （1）煙霧火災探測器（1個，安裝在臺體） 檢測對象：煙霧 自帶報警器； 輸出信號：485，Modbus協議 供電電源：DC10~30V （2）紅外對射傳感器（1個，安裝在臺體） 模擬門窗等警戒區域的異常闖入； 探測距離：≤20米； 工作電壓：DC12V/24V； 輸出形式：默認常開型繼電器輸出，可通過跳線帽設置常閉。 （3）門磁探測器（1個，安裝在臺體） 發射頻率：315Mhz或433MHz; 發射距離：空曠距離120米 編碼方式：2262/1527可選 報警濃度：6%LEL天然氣 報警指示：紅色LED閃爍 低電壓指示：黃色閃爍 報警電流：<135mA 工作電源：1.5V（單節AA電池） （4）燃氣探測器（1個，安裝在臺體） 檢測可燃氣體泄漏。 發射頻率：315M （5）聲光報警器（1個，附件箱） 工作電壓：DC12V； 紅色導線正極(+)；黑色導線負極(-)。 3）門禁控制子系統 使用指紋傳感器經過錄入指紋、匹配指紋實現門鎖的開關控制。 （1）ZigBee指紋識別節點（1個，安裝在臺體） 由四線TTL UART接口板、ZigBee通信模塊、接口底板三部分組成。 將指紋識別傳感器的匹配、搜索信息通過ZigBee網絡與上位機交互。 通信方式：ZigBee 香蕉頭插座、獨立電源適配器等供電方式。 工作電壓：典型值默認DC 5V。 （2）光學指紋識別傳感器（1個，安裝在臺體） 采用ZigBee指紋識別節點的微處理器實現指紋識別傳感器的控制； 通信接口：采用TTL電平的UART接口，通信波特率為：9600×Nbps（N=1~12，默認N=6）； 光學指紋模塊內部集成專業指紋識別芯片，采用先進的指紋識別算法，識別率高，可識別真皮；指紋錄入時間：<0.3秒； 匹配方式：比對方式（1:1），搜索方式（1:N）； 存儲容量：120/350/1000枚；認假率：<0.001%；拒真率：<1.0%； （3）延時自關閉門鎖控制節點（1個，安裝在臺體） 節點由繼電器控制板、ZigBee通信模塊和底板三部分組成； 射頻芯片通過驅動繼電器的吸合與斷開實現門鎖的開關； 延時時間可通過協議設置； 通信方式：ZigBee 供電電壓：DC5V 3）遠程抄表 使用電能表測量用電情況，并通過計算、通信，上傳到云平臺，實現遠程抄表、存儲備檔的功能。 （1）電能表（1個，安裝在臺體） 規格：15（60）A 通訊方式：RS485 供電：AC220/230V 4)視頻監控 要求包括網絡攝像頭，對所處區域進行視頻監控。 要求網絡攝像頭采用WIFI傳輸方式、RTSP傳輸協議，支持物聯網網關端、Android移動端、局域網Web監控端都能瀏覽視頻。 （1）WiFi網絡攝像頭（1個，安裝在臺體） 通信方式：WiFi，DHCP自動獲取IP； 無線標準：IEEE802.11b/g/n Dfaft: 視頻壓縮：H.264，碼率為Main Profile； 音頻壓縮：AAC，碼率自適應； 分辨率：720P/960P/1080P； 網傳幀率，自適應調整； 云臺角度：水平355°，垂直90°； 支持TF卡（8G-64G）存儲； 支持紅外夜視，照射距離10m； 供電：DC5V。 五、車載應用系統 1.總體要求 要求包括車速油耗模擬車輛行駛節點、超聲波節點以及GPS定位模塊，與基礎主控區域的溫濕度、空氣質量等各種傳感器，實現車輛行駛狀態監測、車內環境監測、行車記錄儀等功能。 2.子功能系統 1）車載信息采集 （1）CAN車速油耗節點（1個，安裝在臺體） 處理器：CORTEX-M3內核，主頻72MHZ，內存：64KB，FLASH:512KB； CAN通信采用SN65HVD230芯片實現； 電機驅動： 驅動芯片L298N雙橋直流電機驅動芯片 驅動部分端子供電范圍5-35V； 驅動部分峰峰值電流2A； 邏輯部分工作電流0-36mA; 控制信號電平：低電平 -0.3V<VIN<1.5V；高電平 2.3V<VIN<VSS； 通信調試接口：采用MAX232通信調試接口； 油門監測接口：AD采集接口，用于采集油門調劑旋鈕的旋轉值，通過PWM調節電機的驅動能力，調節當前車速； 外部中斷監測，用于監測當前車輛車速的轉速值，計算車當前的車速； （2）超聲波節點（1個，附件箱） Zigbee通信，DC5V供電，可測距離。 七、Android接入網關應用程序（1套） 要求具有感控終端拓撲展示、實時數據查看、設備狀態查看、數據流向展示、系統設置等功能。 要求可查看Zigbee串口號、信道、PANID；可查看BT節點的地址碼、連接狀態；可查看WiFi傳感器節點的IP和端口信息以及連接狀態。要求具有修改Zigbee串口號、波特率的功能。 要求網關能夠設置采樣頻率，輪詢對臺體工業級傳感器、實驗級傳感器發送請求命令，動態更新傳感器在線離線狀態、傳感器采樣數據、執行器控制狀態等，并可作為終端設備故障的初步診斷依據。 具有傳感層數據幀實時接收，實時解析，并組成JSON網絡通訊包的功能，同時具有云服務平臺消息實時接收、實時解析，實時訂閱，并組成16進制傳感網數據包的功能，實現信息在傳感層至平臺層的交互。 要求網關端支持MQTT、HTTP協議，通過Restful API接口調用云服務平臺添加的網關設備、傳感器、執行器、攝像頭等終端設備列表，通過MQTT實現Web端、Android移動端與網關端之間的M2M通信，實現傳感器信息的發布與訂閱。 開發環境：Android Studio 開發語言：Android； 通訊方式：WiFi、BlueTooth、ZigBEE、RS485、CAN（需插sim卡）； 通訊協議：傳感層支持ModbusRTU、自定義傳感網通訊協議、可選配支持IPv6協議，網絡層支持MQTT、HTTP協議。 八、行業應用云服務管理平臺（1套） 要求能夠通過自由組合的方式搭建并展示大田氣象、大棚種植、水產養殖、牲畜養殖、工廠環保監測、環境監控、安防監控、遠程抄表、車載交通、智能倉儲等應用場景。 要求平臺具有用戶登錄、項目管理（場景應用的增刪改查）、設備管理（網關的增刪改查）、傳感器與控制器的增刪改查、策略管理、以及應用管理等功能。 要求能夠顯示項目的名稱、類型、創建時間，能夠顯示網關的ID、連接類型、以及密鑰KEY； 要求能夠顯示傳感器的ID、名稱、傳輸類型、連接類型、傳感器識別碼、實時采樣數據、執行器控制狀態等。 要求系統采用B/S架構，支持云端部署，采用Ubuntu操作系統，搭載tomcat服務器、負載均衡服務器、mysql數據庫、Mqtt代理服務器、websockets組件等。數據監控平臺作為Web應用系統運行在服務器中，以Web頁面形式統一展示給用戶。 前端采用最新的HTML5編程技術，內置javascript腳本語言；Java使用Bootstrap作為前端UI框架，自帶全局CSS設置，內嵌JQuery插件，用于創建圖像、下拉菜單、導航、警告框、彈出框等；使用hightchars圖表庫，實現網頁上各種動態圖表，滿足物聯網項目多樣化的前端顯示效果，采用Restful API與后臺交互。 后臺主要采用了Springboot框架、使用JDBC與數據庫交互、rabbitmq消息隊列技術并發處理來自傳感層、應用層的各種消息，采用Maven構建項目管理，具有Restful API二次開發接口。 開發環境：IDeaUL2016； 開發語言：JAVA； 前端頁面：HTML5+Node.js； 通訊方式：以太網、Wifi、4G（需插sim卡）； 通訊協議：MQTT、HTTP協議。 九、ZigBee傳感器自組網綜合應用軟件（1套） 實現ZigBee網絡的建立、節點能量掃描自動入網、節點之間數據的傳輸、串口應用、傳感器的采樣與傳輸、以及執行器傳輸控制的功能。 支持溫濕度、光敏、光照度、可燃氣體、三軸加速度、結露、紅外對射、霍爾、接近開關、氣壓、顏色、紅外熱釋電、煙霧、火焰、二氧化碳、風速、風向、低頻、高頻、超高頻、2.4G有源等幾十種傳感器的采集與無線傳輸； 支持繼電器、LED燈、蜂鳴器、步進電機、直流電機等執行器的控制與無線傳輸； 支持315Mhz、433MHZ、紅外類遙控設備的接入轉發與無線控制； 通訊符合IEEE802.15.4標準規范，采用TI Z-Stack 2007協議棧； 支持多任務處理；支持星形、樹型、網狀三種網絡拓撲結構； 支持Packet Sniffer、wireshark抓包分析儀； 支持IAR for EW8051V7.60以上集成開發環境。 十、Cortex-M3嵌入式傳感器采集控制軟件（1套） 實現多種傳感器采集、執行器控制、感知層協議組包、以及串口通信的功能。 支持溫濕度、光照度、數字氣壓、三軸加速度、空氣質量、紅外對射、霍爾、接近開關、氣壓、顏色、紅外熱釋電、煙霧、火焰、二氧化碳等幾十種傳感器的采集與無線傳輸； 支持繼電器、LED燈、蜂鳴器、步進電機、直流電機等執行器的控制與無線傳輸； 支持采用6LowPan協議棧，默認不使用； 支持IAR for EWARM V7.4以上集成開發環境。 十一、實驗課程 1) 要求支持工業現場總線技術、嵌入式接口技術、Android應用開發、行業應用場景綜合實訓等課程，可綜合布線。 2) 要求提供工業485總線實驗不少于5個，如Modbus協議解析、電流型模擬量采集、電壓型模擬量采集、開關量采集、繼電器輸出控制； 3) 要求提供Android應用系統開發及行業場景搭建實訓，如智慧農業的大田氣象、大棚種植、水產養殖、牲畜養殖等，智能家居的環境監控、安防監控、遠程抄表、門禁控制、視頻監控等，智能車載的車載信息查詢等。 4) 要求提供設備接入云端組建場景實驗不少于7個，如modbus智能農業通風應用場景、基于modbus的智能農業溫度采集場景、基于modbus的智能農業聯動控制應用場景、基于zigbee的智能窗簾應用場景、基于zigbee的家電控制應用場景、基于zigbee的智能家居聯動控制應用場景、基于WiFi的光照度采集應用場景。 5) 要求提供Web接口應用開發實驗不少于4個，如空氣溫度Web采集、土壤濕度Web采集、水泵Web控制、強電照明燈Web控制、窗簾Web遙控等。 6) NB-IoT實驗要求不少于5個，包括NB-IoT模塊的AT指令配置測試實驗、NB-IoT溫濕度傳感器采集傳輸實驗、NB-IoT板載LED的遠程開關控制實驗、NB-IoT云平臺后臺UDP開發實驗等 |
1套 |
2、選配系統參數
| 車載交通應用系統 1.總體要求 要求包括車速油耗模擬車輛行駛節點、超聲波節點以及GPS定位模塊，與基礎主控區域的溫濕度、空氣質量等各種傳感器，實現車輛行駛狀態監測、車內環境監測、行車記錄儀等功能。 要求具有紅綠燈節點、道閘控制節點、公交站播放節點，能夠實現交通指示燈、智能道閘、ETC模擬收費、公交站到站提醒自動播報等應用。 2.子功能系統 1）車載信息采集 （1）CAN車速油耗節點（1個，安裝在臺體） 處理器：CORTEX-M3內核，主頻72MHZ，內存：64KB，FLASH:512KB； CAN通信采用SN65HVD230芯片實現； 電機驅動： 驅動芯片L298N雙橋直流電機驅動芯片 驅動部分端子供電范圍5-35V； 驅動部分峰峰值電流2A； 邏輯部分工作電流0-36mA; 控制信號電平：低電平 -0.3V<VIN<1.5V；高電平 2.3V<VIN<VSS； 通信調試接口：采用MAX232通信調試接口； 油門監測接口：AD采集接口，用于采集油門調劑旋鈕的旋轉值，通過PWM調節電機的驅動能力，調節當前車速； 外部中斷監測，用于監測當前車輛車速的轉速值，計算車當前的車速； （2）超聲波傳感器（1個，安裝在臺體） 范圍：2cm—450cm 通訊方式：ZigBee 2）道路交通 （1）紅綠燈節點（1個，安裝在臺體） 組成：主要包括zigbee控制板，四組紅綠燈+2位數碼管組合，封裝在模具內。 功能：模擬道路路口交通燈，可實現紅黃綠燈交替顯示和信號燈時長顯示，最多可支持四個方向的信號指示，可無線修改紅綠燈燈時，應用于T字或十字路口。 控制對象：紅綠LED燈各1個，2位數碼管 控制器：CC2530 通信方式：ZigBee 控制方式：I/O口輸出控制 供電：DC 5V （2）道閘控制節點（1個，安裝在臺體） 主要包括5線減速步進電機、單片機、ZigBee通信模塊等，封裝在道閘模具內。 功能：單片機通過ZigBee通信模塊接收網關發來的開啟道閘或關閉道閘的命令，實現道閘的遠程控制。 控制設備：5線減速永磁步進電機 驅動方式：四相八拍，采用ULN2003驅動； 齒輪減速比：1/64，齒輪減速，噪音低，運轉平穩； 通信方式：ZigBee 供電電源：DC 5V （3）公交站播放節點（1個，安裝在臺體） 組成：采用語音播報模塊、128X64黃綠顯示屏、ZigBee通信模塊和接口主板組成。 功能：接收網關命令，控制公交站臺自動顯示和播放信息。 語音播報模塊：采用專用語音單片機芯片，內嵌DSP高速音頻處理器，處理速度快，根據內置或外掛SPI-Flash的不同，播放時長也不同；支持2M~32Mbit的SPI-Flash；內置13bit/DA轉換器，以及12bit/PWM輸出，音質好；支持DAC/PWM兩種輸出方式；PWM輸出可直接推動0.5w/8Ω揚聲器，推挽電流充沛；支持加載WAV音頻格式；支持加載6K~22KHz采樣率音頻； 顯示屏：點陣：128X64；外型尺寸：78.7X65.0X13.0；視區尺寸：72.0X40.0；控制器：ST7920；工作電壓：5.0V /3.3V；產品規格：STN； 產品類別：中文字庫點陣；產品顏色：黃綠屏 通信方式：ZigBee 供電電源：DC 5V 六、智能倉儲應用系統（選配） 1.總體要求 （1）要求能夠通過同一種物品的重量來計算該物品存放數量，并可在電子顯示屏動態顯示刷新物品的數量。 （2）至少具有4個庫位，每個庫位安裝有稱重傳感器、電子標簽顯示屏、采集器。 （3）要求采集器采用485總線，ModbusRTU協議與網關進行通信。網關通過查詢命令獲取庫位重量，與系統后臺進行數據交互。 2.設備要求 （1）稱重傳感器（4個，安裝在小型倉儲貨架） 最大稱重重量：0-40KG； 輸出電壓靈敏度：2.0mV/V； 工作電壓：DC12V。 （2）LED電子顯示屏（4個，安裝在小型倉儲貨架） Modbus地址可以串口設置，可以用輕觸開關設置。具有1路輸出，可控制指示燈、繼電器，無輸入。電源和通訊線有進有出，便于手拉手連接。 顯示方式：4位數碼管單行顯示； 顯示內容：數字、點、橫顯示； 通訊接口：485； 通訊協議：ModbusRTU 供電電源：DC12V （3）稱重傳感器變送器（1個，安裝在小型貨架） 支持2點標定，24位高分辨率AD； 支持二次曲線校準校正傳感器非線性，帶數字濾波和隔離功能。 通道：4路稱重數據采集通道 采用頻率：10Hz,最快可調至30Hz 通訊接口：隔離RS485接口 通訊距離：1000米 通訊協議：ModbusRTU 供電電源：7-40V，默認DC12V。 （4）倉儲庫位模型（1個） 亞克力式機構； 主材：亞克力； 尺寸不小于：25CM*20CM*10CM。 |
五、實訓項目
| 課程名稱 | 類別 | 典型實驗名稱 |
| 綜合布線 | RS485工業現場總線 | RS485總線簡介 Modbus協議解析 電壓型、電流型模擬量傳感器采集測試 開關量傳感器采集測試 繼電器輸出控制測試 |
| 行業應用場景搭建 | 云服務平臺的行業應用場景搭建 | 網關接入配置 ZigBee傳感器終端接入、WiFi傳感器終端接入、藍牙傳感器終端接入、ModBus傳感器終端接入、CAN設備接入 氣象觀測場景搭建 農業種植場景搭建 智能家居場景搭建 車載場景搭建等 |
| 行業應用系統開發 | 智慧農業 | 大田氣象應用實訓開發 農業種植應用實訓開發 水產養殖應用實訓開發 牲畜養殖應用實訓開發 |
| 智能家居 | 環境監控應用實訓開發 安防監控應用實訓開發 門禁控制應用實訓開發 遠程抄表應用實訓開發 視頻監控應用實訓開發 |
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| 車載控制 | 車載信息采集應用實訓開發 | |
| Web接口應用二次開發 | 平臺接口應用開發 | 空氣溫度Web采集 土壤濕度Web采集 水泵Web控制 強電照明燈Web控制 窗簾Web遙控 |
