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物联网创新应用工作站
发布日期:2017-11-14   点击次数:1225
系统简介
  物联网创新应用工作站(型号:SeaIOT-SmartAPP-C),从现实应用角度出发,集最新的窄带物联网、工业现场总线、综合布线、无线传感器网络、M2M数据网关、移动通讯、Android应用开发、信息安全、组态开发于一体,结合物联网云计算、大数据办事在精准农业、水文防汛监测、智能家居、社区医疗、工厂环境监测、楼宇自动化等领域的应用,成立一套与现实应用无缝连接的实训平台。
  该平台搭载工业现场总线标准协议Modbus RTU与Modbus TCP,无线传感网协议315、433、红外、ZigBee,集成二十种智能传感器节点,采用Cortex-A9四核处理器作为焦点智能网关,内嵌Android、Linux双系统一键切换,板载GPS定位、WIFI/BT短距离通讯以及4G移动通讯、NB-IoT等模块,多途径接入云办事平台,实现随时随地访问物联网应用系统。系统由浅入深提供了雄厚的试验例程和试验指导书,扩展性强,可以知足传感器网络、微控制器原理、嵌入式系统、中间件开发、移动通讯、信息安全及工程项目等诸多课程的教学与实践。
  • 平台设计
  • 教学资源
  • 课程资源
  系统由操作台撑持框架、行业应用传感器(有线/无线)、智能云网关、246天天有好彩正版资一云办事平台以及行业应用套件组成。
2.1 操作台撑持框架
     实训台下部设计有安全配电箱,带有空气开关、漏电保护系统,一路电源输入、一路开关总控,确保实训台用电安全牢靠;
  设计有PC通信面板,可将PC的网口、串口、USB接口直接引到实训台,方便用户的上位机调试;
  多个实训台可方便进行排列组合,构成分歧的系统,知足各种物联网应用创新场景的需求。
2.2 有线传感器
   集成工业用传感器:温度变送器、光照度传感器、智能电表、水位变送器、水流量计、风速变送器、红外对射等,传感器知足工业化标准,具有宽温、防尘、高精度等工业标准;另集成排风扇、水泵、LED灯、警笛等被控设备。
   有线传感器网络采用Modbus总线标准,所有RS485传感器与多通道输入输出模块均接入RS485总线,终究接入ModbusRTU/Modbus TCP转换器,实现现场总线向以太网的转换。
2.3 无线传感器网络
   无线传感器网络采用ZigBee自组网,Z-STACK2007协议标准;所有无线传感器均作为路由节点接入ZigBee网络,即使协调器失落电也能保证网络的正常运行。
   无线传感器网络撑持轻量级LBBLOCK、KASUMI、AES、ZUC、Snow 3G五种加密算法传输,保证传感器底层传输的安全。
2.4 射频识别
   集成高频RFID读卡器模块,知足ISO15693标准。模块预留RS232接口和ZigBee通信接口,可通过串口读取射频识别信息,也可接入ZigBee网络,由智能网关统一汇聚处理射频信息。
2.5 传输层
   传感器网络中的传输主要采用RS485总线、ZigBee传输;
   传感层到网关层的传输主要采用以太网波动传输;
   网关到云办事器的传输除采用以太网外,还具有WIFI通信、4G移动通信多种传输途径。
2.6 智能云网关
   该网关采用物联网关键技术,采集有线、无线传感网设备的数据,并通过通讯模块接入以太网或互联网,实现远程对现场传感设备的实时监测与控制。内置Android和Linux双系统,默认上电启动Android操作系统,撑持双系统一键切换。
   在保证正常接入互联网的状态下,可配置接入246天天有好彩正版资一云办事平台。
   撑持轻量级LBLOCK、KASUMI、AES、ZUC、Snow 3G五种加密算法,对传感层发来的数据进行解密,再选择任一种加密算法传输至应用层PC安全科研管理平台。
2.7 云办事大数据平台
   246天天有好彩正版资一云办事平台采用B/S架构,办事器部署在云端办事器上,分别部署了WEB办事器、数据库办事器、缓存办事器、MQTT办事器。
   用户具有多种权限级别。提供严厉的权限控制,分为功能权限和数据权限。分歧角色的用户,可以使用分歧的系统功能;用户所属的组织分歧,也使用户可以看到分歧的数据范围。
   针对物联网应用系统海量数据,系统采用Hadoop分布式大数据平台,HFBASE分布式文件系统,结合缓存办事器,以及数据挖掘算法,为用户提供海量数据的存储、趋势分析、智能决策、预测控制等。
   采用IBM开发的即时通信协议MQTT,实现网关与多客户端之间实时数据的推送与订阅。
2.8 行业应用层
  可选择平台上的传感器和设备,搭配出多套行业应用系统,如智能农业大棚、水文监测、智能家居、工厂环境监测等。
(1)智能农业大棚行业应用
   
   
        

(2)水文监测
   可以实时自动采集监测点的水位、流量等数据,用于实时监控和统计分析,监控数据可以长时间保存,供历史查询。
   当监测的水位跨越了一定鉴戒高度,或水位上涨的速度过快时,可以及时地提醒用户,并通太短信、声音警报等方式保证用户的感知。
   
(3)智能家居
   
   
   
   家庭人员健康监测:系统配备健康医疗平台,可监测人员的血压、呼吸、心电、血氧等参数,为家人的健康提供保证。
   
   
(4)信息安全系统
  
传感层:显示节点认证流程、捕获节点信息,显示传感网拓扑结构;
网络层科研:接收传感器传送数据,对数据进行加密和解密,再传送到应用层显示通信流程;
应用层:可以模拟分歧的应用场景,完成无线传感器的采集和控制。
3.1 传感层教学实训
工程布线实训
有线传感器的安装固定、连接电源线、信号线;
网线的制作、连接、测试;
有线传感器网络的实训
传感器技术知识;
有线传感器的供电、连接,调试;
模拟量传感器、开关量传感器、继电器设备与多通道输入输出模块的连接;
多通道输入输出模块的安装配置;
串口办事器的安装配置;
路由器的配置;
无线传感器网络的实训
ZigBee技术知识;
ZigBee网络如何编译、烧写固件;
ZigBee无线传感网自组网,应用开发实现;
RFID射频识别的实训
RFID技术知识、
RFID设备连接配置、RFID高频设备的使用;
典型试验如下表:
试验1 温湿度采集试验
试验2 光照度传感器试验
试验3 CO2传感器试验
试验4 水位检测试验
试验5 水流量检测试验
试验6 远程抄表试验
试验7 排风扇控制试验
试验8 水泵控制试验
试验9 警笛报警试验
试验10 无线遥控试验
试验11 315设备控制试验
试验12 RFID高频试验
试验13 点阵屏显试验
3.2 传输层实训
涉及RS485总线传感、ZigBee无线传输技术。
试验1 Modbus协议分析试验
试验2 ModbusRTU模块应用试验
试验3 Z-Stack 2007协议栈的安装 
试验4 TI的GenericApp原程序的再现
试验5 ZigBee协议栈基础试验:点对点数据传输
试验6 ZigBee数据包的捕获与协议分析
试验7  ZigBee协议栈中串口收发基础试验
试验8 ZigBee协议栈NV设备操作
试验9 Z-Stack协议栈流程分析
试验10广播通信
试验11组播通信
试验12温湿度节点与协调器的无线传输
试验13 ZigBee传感器节点采集传输试验
试验14 ZigBee控制器节点传输控制试验
试验15 ZigBee AES加密
试验16 传感层ZUC加密的温湿度传输试验
试验17 传感层LBLOCK加密的温湿度传输
3.3 网关层实训
涉及嵌入式Linux、Android技术、WIFI通信、蓝牙通信、GPS定位、3G移动通信。
★1.网关Andorid平台快速成立: 
试验一 烧写uboot到SD卡
试验二 使用sdfuse烧写系统: 
试验三 使用fastboot烧写系统
2.嵌入式Andorid开发环境的成立试验:
试验一 Android编译环境的安装:
安装Linux主机环境、安装需要的软件包;
安装适宜的JDK、解压Android源码;
试验二 编译uboot
试验三 配置编译Linux内核
试验四 编译Android
3. Android系统的测试与使用
★4. ANDROID (WINDOWS)开发环境成立:
试验一 JAVA环境成立,安装JDK
试验二 ECLIPSE安装
试验三 ANDROID SDK安装
试验四 ADT安装
试验五 创立、删除和浏览AVD(模拟器)
4. Android应用程序结构介绍
4.1 应用程序组成
4.2 应用工程文件组成
5. Android具体应用编程
5.1 流动程序Activity
5.2 Activity&Intent
5.3 开发套件Widget
5.4 Layout布局
6. ANDROID现实开发试验
LED控制、ADC采样、按键检测、PWM蜂鸣器测试;
串口通信试验、数据库使用试验;
播放器使用,帧动画播放;
办事器-客户端网络编程;
★7. Android下WSN应用开发试验
(1)串口通信编程试验
(2)ModbusTCP网络传感器采集控制试验
(3)ZigBee节点数据采集与控制试验
注意:Linux的试验与Android试验类似。
3.4 云计算&大数据实训
试验1 Tomcat办事器构建
试验2MQTT协议详解
试验3MQTT代办代理办事器构建与配置
试验4基于MQTT协议的通信测试试验
试验5Mysql数据库的构建与配置
试验6数据库基本操作试验
试验7基于JAVA的串口编程
试验8基于JAVA的网络通信编程
试验9基于JAVA的MQTT Client程序开发
试验10 JSON数据花样学习
试验11 Web Sevice程序开发
试验12 Web Sockets程序开发
试验13 基于J2EE后台程序开发
试验14 HTML5页面编程
试验15 Hadoop系统构建与配置
试验16 HDFS存储系统试验
试验17基于Map/Reduce实现分布式数据挖掘
试验18 HIVE数据库搭建与配置
3.5 应用层实训
涉及Android应用、物联网现实应用项目开发案例分析
试验1 智能农业大棚管理软件
试验2 智能水文防汛监测管理软件
试验3 智能家居管理软件
试验4 智能健康医疗管理软件
试验5 物联网信息安全管理软件
物联网创新应用工作站
序号 课程资源名称
1 产品的视频操作及展示
2 CC2530单片机技术与应用
3 物联网无线传感器网络技术与应用
4
Android物联网开发基础
5
医疗综合实训
6
工业采集
7
农业水利
8
智能交通沙盘
9
物联网综合布线与设备安装
10
产品手册
11
产品设备使用说明


CC2530单片机试验
序号 CC2530单片机试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
1
CC2530简介及开发环境的搭建




2
LED控制试验




3
按键控制LED开关试验




4
守时器T1守时试验




5
守时器T3的中断试验




6
外部中断试验




7
串口的接收和发送试验




8
睡眠守时器的试验




9
看门狗试验






物联网无线传感器网络技术与应用
序号 ZigBee 协议栈试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
无线射频试验
1 点对点通信试验




2
广播通信试验




3
RSSI信号强度试验




4
空中信道监听试验




5 无线遥控试验




协议栈试验
6
ZStack协议栈工程解析试验




7
多点自组网试验




8
信息广播/组播试验




9 星状网-网络拓扑试验




10 树状网-网络拓扑试验




11
ZStack绑定试验




12
ZStack串口应用试验




13
ZStack温湿度采集试验




14
ZStack 红外对射采集试验





Android 物联网开发基础
序号 安卓zigbee 基础试验目次 配套资料
PPT 试验指导书
试验代码
视频资料
1
Android环境搭建




2
温湿度、光线传感器数据采集




3
继电器、三路插排模块控制




4
Tcp网络通信




5
TEST-SENSORS 试验教程




6
ECHO-SERVER试验教程




7
温湿度传感器与继电器联动试验





智慧交通实训
序号 智慧交通试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
智慧交通基础试验
1 超高频读卡



2
传感器与控制器联动




3
道闸控制试验




4
点阵与公交站台




5 红绿灯信息采集




6
迷你摄像头照片拍摄




7
智能小车RFID读卡




8
智能小车控制




智能交通综合实训
9
主题框架开发




10
交通监管功能




11 ETC功能




12 停车场功能开发





智慧水利实训
序号 智慧水利试验目次 配套资料
PPT
试验指导书
试验代码
视频资料
1
智慧水利应用程序设计




2
智慧水利软件开发环境搭建




智慧水利应用程序开发
3
智慧水利主体框架开发




4
智慧水利之气候观测站功能开发




5
智慧水利之水位监测站功能开发




6
智慧水利之水质监测站功能开发