1、 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 1 XXX 学院 基于物联网系统智能家居 建 设 方 案 书 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 2目目 录录 第一章第一章 方案设计说明方案设计说明.3 一、项目简介.3 二、方案设计单位简介.3 第二章第二章 实验室方案概述实验室方案概述.4 第三章第三章 教学大纲教学大纲.6（一）创维特物联网专业教学大纲由 7 个主要的知识模块组成.6（二）物联网专业（4 年制）教学计划.7 第四章第四章 系统配置系2、统配置.9 一、系统架构.9 二、系统平台配置单元.9 三、系统配置.11（一）、智能照明实训系统.11（二）、视频监控实训系统.12（三）、安防报警实训系统.13（四）、门禁监视实训系统.14（五）、电动窗帘实训系统.15（六）、环境监测实训系统.16（七）、智能遥控实训系统.17（八）、RFID 智能识别实训系统.18（九）、智能省电水温控制实训系统.19 第五章第五章 CVT-WSN-S 物联网综合教学实验系统物联网综合教学实验系统.20 一、设备介绍.21 1.1 系统组成.21 1.2 基础节点母板.22 1.3 Zigbee 板.22 1.4 功能组合.22 1.5 传感器扩展板.3、23 1.6 其它配套设备.27 1.8 ARM 嵌入式网关.27 二、软件资源.29 2.1 Zigbee 程序开发软件(IAR).29 2.2 Zigbee 无线网络分析软件(Packet Sniffer).29 2.3 PC 端综合管理分析软件.29 2.4 ARM 嵌入式管理分析软件.30 三、实验例程.31 3.1 CC2530 基础实验.31 3.2 CC2530 高级实验.31 3.3 ARM 嵌入式网关实验.32 3.4 物联网综合实验.32 第六章第六章 系统拓扑图系统拓扑图.33 第七章第七章 设备清单设备清单.34 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 04、27-87522625 87522536 http:/ 3第一章第一章 方案设计说明方案设计说明 一、项目简介一、项目简介 要提到当前最流行的 IT 技术，莫过于“物联网”了。物联网给我们带来的是又一场的科技革命。从“智慧地球”到“感知中国”；从新的经济增长点到政府支持鼓励的一系列措施；从国家中长期科学与技术发展规划到各高校、科研院所的研究，都可看出物联网在在当今科学技术领域的重要地位。但对我们来说，物联网离我们还有多远？怎么能与时俱进，怎么能最真切的了解、学习、应用、开发物联网？应用是技术发展的原动力，以智能家居为背景的物联网应用是一个绝好的切入点，从我们日常生活最熟悉的环境出发，融合各种技5、术与实际控制对象。将流行技术真正融会贯通应用到现实生产生活中。当前技术的发展趋势是多种技术间高度的融合，作为一个现代化的实验室，同样也要肩负着支持多种技术，理论联系实际，实验联系工程。韩伯电子的智能家居实验室，出于当前的这种需要，给学校提供一个广阔的教学、开发平台和施展的空间。提供多种技术、产品的实验装备，各种产品间提供可进行融合的开放接口，同时也有已结合好的实例，让实训者在一个较高的平台上进行学习及二次开发。在保证基础教学的同时，兼顾动手实训、毕业设计、项目竞赛等。二、方案设计单位简介二、方案设计单位简介 武汉创维特信息技术有限公司，位于风景秀丽、高校林立的“武汉中国光谷”,是一家专业提供嵌6、入式软硬件开发工具和嵌入式系统全套解决方案的高新技术企业。创维特公司研发、生产、销售的具有独立的知识产权的 ADT 系列 ARM 开发系统，集编辑、编译、连接、调试、工程及文件管理、图形操作界面于一体，给开发人员提供了一个集成开发环境（IDE），极大地提高了开发人员的效率,在国内外同类产品中具有自己的先进性与优越性。创维特公司将努力在嵌入式开发的基础核心领域推动国内技术和民族产业的发展。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 4第二章第二章 实验室方案概述实验室方案概述 1.建立物联网工程实验室的重要性建立物联网工程实验室7、的重要性 物联网技术将物理世界网络化、信息化，对传统的分离的物理世界和信息空间实现互连和整合，代表未来网络的发展趋势。通俗地讲，物联网就是在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化，然后借助无线网络，人和物体“对话”，物体和物体之间“交流”。继计算机、互联网之后，物联网引领了信息产业革命的又一次浪潮。目前，物联网理论与技术已成为各国竞争的焦点和制高点。2009 年 8 月上旬温家宝总理在无锡视察时指出，“要在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的传感信息中心或感知中国中心”。随着国家对物联网产业的重视，物联网相关人才的培养显得日益紧迫，2010 年 7 月，教育部正式公布了 30 所高校新设立物联网工程8、专业，更多院校利用网络工程等专业开始物联网方向等形式进行招生。物联网专业作为一个涉及到计算机科学与技术、软件工程、通信工程、电子工程、网络工程等多专业学科的交叉专业，毕业学生可能从事传感器制造、网络融合、集成应用开发等多领域的工作，其配套实验室建设直接关系到学生素质的培养。2.物联网技术体系框架物联网技术体系框架 物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网包括感知层、网络层、应用层等。感知层通过传感器、条码、射频识别、多媒体信息采集等手段感知与9、采集物理世界中发生的物理事件和数据,这些数据包括各类物理量、标识、音频、视频数据等。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID 等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。网络层将传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合,把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,实现更加广泛的互联功能。应用层通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用支撑子层,实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能,从而支持物联网技术在智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的应用。3.高等院校开展10、物联网工程专业的教学目标及人才培养方向高等院校开展物联网工程专业的教学目标及人才培养方向 教学改革目标：教学改革目标：先在相关专业开设物联网课程，最终建立物联网工程专业 培养目标：培养目标：物联网工程专业的人才培养目标是具有如下特征的应用型高级工程技术人才：德、智、体、美全面发展;具有良好的科学素养和人文知识背景;较系统地掌握计算机科学与技术、物联网工程的基本理论和基本知识;具有较强的实践应用能力与知识创新能力,能够从事智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的系统集成与物联网协议开发工作。培养方式：培养方式：知识体系结构分为：基础知识+基本技能+项目实践+技术讲座 通过各种专业11、课程进行物联网的基础理论教学与大量的实践操作环节相结合，利用先进的教学实验平台及开发工具，使学生了解物联网的基本体系结构，并获取用物联网技术应用与开发所需的基本技能。如移动通讯、信息家电、智能玩具、工业控制、数控设备及音、视频技术等；作为未来物联网工程技术人才，我们所培养的学生应具有解决工程问题的能力、自我知识学习和更新能力、交流沟通能力。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 54.物联网工程专业课程体系设置物联网工程专业课程体系设置 物联网工程专业基础课程 电子技术、计算机组成及接口、操作系统、数据结构、C/C+、网络12、技术、通信技术，自动控制等 物联网工程专业核心课程 物联网工程专业课程设置以物联网工程专业培养目标为导向,根据物联网的技术体系框架：感知层涉及的主要课程有：传感器与检测技术、射频识别技术、条码技术、智能终端与接口技术、嵌入式系统；网络层涉及的主要课程有：通信系统原理、计算机网络和移动通信技术；应用层涉及到的主要课程有：c 语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库系统原理、无线传感器网络、物联网原理与应用、web 系统开发与集成；公共技术涉及的主要课程有：信息安全、密码学基础和网络管理。5.物联网工程专业实验实训体系建设物联网工程专业实验实训体系建设 构建的物联网实验室的三大要素是硬件、软件和师13、资 1、硬件，构建物联网实验室必备的硬件平台，开发工具，传感、控制功能模块、无线传输模块、网关中心等。2、软件，包括两种：一是物联网系统运用必备的。如：开发环境、中间层软件、应用层软件，通讯协议、操作系统等。另一种是配套的教学体系与资源。如：配套的实验教材、PPT 教学课件、AVI 视频教学动画、教学大纲等。由武汉创维特公司提供。3、师资，师资培训由武汉创维特信息技术有限公司负责 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 6第三章第三章 教学大纲教学大纲（一）创维特物联网专业教学大纲由（一）创维特物联网专业教学大纲由7个主要14、的知识模块组成个主要的知识模块组成 1、单片机和嵌入式知识模块 从最基础的 8051 单片机到 ARM 嵌入式技术，由浅入深，微机原理，接口技术，微控制器体系和原理，实时操作系统，C 语言编程技术等等。2、无线片上系统（SoC)知识模块 无线单片机通讯接口设计，无线有线收发器原理和结构，通讯原理和结构，嵌入式软件基础等。3、无线通讯和无线网络知识模块 短距离无线数据通讯基础和原理，无线自组网技术，基本无线网络拓扑，ZIGBEE 无线技术和802.15,.4 无线标准，高级的 ZIGBEE 技术。网络安全和加密技术，C 语言和无线网络算法高级技术原理。4、高频微波知识模块 高频微波技术基础，调制15、和解调技术，天线原理和设计，阻抗匹配和反射，高频仪器使用，微波放大器设计，无线单片机高频测试和调试方法和原理等；5、RFID 知识模块 电磁技术基础，RFID 标签防冲突算法，EPC 和 IS0-180006C 通讯协议和原理；大功率 RFID读卡器原理和设计，RFID 和物联网数据库结构和原理等；6、物联网传输层知识模块 物联网网关原理和结构，GSM/GPRS 技术原理，3G 技术原理和结构，M2M 数据传输和远程通讯，嵌入式和高级实时操作系统在物联网网关设计技术等；7、高级无线网络知识模块 微功耗 802.11 标准 WIFI 传感器网络原理和结构，内置多 ARM 和 WI-FI 收发器的16、无线单片机，802.15.1 蓝牙技术和低功耗蓝牙无线技术原理；Wi-Fi/蓝牙，ZIGBEE PRO 无线通讯协议栈原理和设计；具体的课程教学大纲和计划，包括实验和实训规划，将陆续向购买创维特物联网教学实验室的高校提供。我们拥有完善的师资培训，并且创维特即将举办的物联网专业骨干教师培训班，采用该教学大纲，进行实验课程演示和培训；武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 7（二）物联网专业（二）物联网专业（4 年制）教学计划年制）教学计划 1主要课程主要课程 高校可以自己安排相关基础课程，包括，高等数学，线性代数，大学物理，17、大学英语，通信原理，嵌入式系统，集成电路设计，计算机网络，电子技术基础，数字信号处理，软件技术基础。创维特规划的物联网技术专业课程达到 1000 多个多个个学时，让学生全面掌握物联网相关最新技术和进行高达 400 多个多个学时的动手实践和实验，最后独立完成自己的物联网应用方案和产品设计；2物联网技术相关课程教学计划表物联网技术相关课程教学计划表 课程名称 理论/实验（学时）使用教材 实验实训设备 物联网基础 40/3 高校自选教材 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 单片机技术基础 100/32 CVT-DPJ-II 单片机微机原理与接口实验指导书 创维特 CVT-DPJ-II 单片机微18、机原理与接口实验系统 C 语言程序设计 60/30 高校自选教材 短距离无线通讯和无线网络基础 60/24 高校自选教材 模拟/数字电路和传感器设计基础 100/40 高校自选教材 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 物联网相关微波 射频技术基础 40/16 高校自选教材 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 C 语言和无线网络算法设计 64/12 高校自选教材 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 8051 内核无线 SoC入门 80/42 CC2530 无线单片机创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 无线 SoC 和 ZIGBEE技术 68/32 高级 ZIGBEE 技术19、 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 高级 ZIGBEE 技术 44/12 高级 ZIGBEE 技术 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 ARM 微控制器 嵌入式设计基础 120/30 ARM9 嵌入式技术及Linux 高级实践教程 创维特 CVT-2440-1 ARM9 教学实验系统 ARM 内核无线 SoC 80/40 创维特多媒体 电子教材 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 8RFID 基础技术 60/12 创维特多媒体 电子教材 创维特感知 CVT-WSN-R 实验箱 UHF EPC RFID 高20、级技术 52/20 高校自选教材 创维特感知 CVT-WSN-R 实验箱 物联网和蓝牙技术 40/10 创维特多媒体 电子教材 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 微功耗 WI-FI 技术和传感器网络 140/30 创维特多媒体 电子教材 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 物 联 网 传 输 层 技（3G/GPRS/GSM 以太网）40/10 高校自选教材 物联网网关设计 技术 60/22 物联网/传感网实验与实践 创维特物联网 CVT-WSN-S实验平台 物联网高级射频技术 40/12 高校自选教材 物联网应用层 设计 40/10 创维特多媒体 电子教材 创维特应用实训智能家居21、系统；创维特物联网技术设计大赛 4 周 ZIGBEE 技术概论 创维特系列 教研设备 基于 ARM 嵌入式操作系统的 无线网关设计 50/20 创维特多媒体 电子教材 创维特 CVT-2440-1 ARM9 教学实验系统 物联网应用系统设计方向的 毕业设计 16 周 两人或单人一组 创维特系列 教研设备 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 9第四章第四章 系统配置系统配置 一、系统架构一、系统架构 1、本系统以 ARM 网关机为核心，构建智能化综合安全管理和远程控制体系。以互联网将 ARM 网关机和各种传感器感以及报警22、终端以及电器控制终端有机连接。通过 ARM 网关机、PC 机、手持智能网关对所有设备实施操作管理。2、系统遵循 TCP/IP 标准互联网通信协议和 232（485）标准串行通信协议，另具有 WIFI、GPRS、蓝牙、联网功能，在任何有网络的地方均可实现设备互动。3、室内部局域网与智能家居网络相互兼容，并行运行，为本系统的远程网络控制提供通道。4，所有内部协议均有强大的软件支持，具有较好升级扩展功能。二、系统平台配置单元二、系统平台配置单元 ARM 网关机实验平台，为本系统的智能控制中心，集显示和控制所有设备。可以模拟实训智能照明、安防报警传感、门禁见识、电动控制（窗帘）、环境境监测等。武汉创维23、特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 10网络视频监控组件单元，视频管理主机 1 台，用于图像、视频、数据的存储记录、备份、刻录。通过家庭局域网连接互联网。手持智能网关若干台。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 11三、系统配置三、系统配置（一）、智能照明实训系统（一）、智能照明实训系统 本系统模拟实现室内灯光照明的智能管理，包含模拟室内数码点阵显示、数码显示、蜂鸣器报警发声等，工作原理如图所示：实训组件：1.ARM 网关机；2.ZigBee 无线传感基24、础节点母板；3.指示扩展板（包含：LED/数码管/蜂鸣器）控制；4.ARM 网管机基于 Linux 下 web 网页客户端；5.web 网页客户端共享局域网/互联网；6.PC 通过局域网/互联网打开 Linux 下的 web 网页客户端实现远程监视。7.手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 128.（二）、视频监控实训系统（二）、视频监控实训系统 本系统模拟实现室内重要区域的监视，工作原理如图所示 实训组件：1.网络彩色摄像机一组。2.1025、0M 网络交换机。3.存储 PC 电脑一台。4.网络摄像机智能监控管理软件。5.PC 图像管理及网络协议广域网共享客户端软件。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 13（三）、安防报警实训系统（三）、安防报警实训系统 本系统模拟监视室内各种报警传感器，包含可燃气体、酒精、压力、三轴加速度、人体感应、震动、车库雷达测距报警等，工作原理如图所示：实训组件：1 ARM 网关机；2 ZigBee 无线传感基础节点母板；3 传感器扩展板 1（包含温度/温湿度/光照/人体感应/震动）感应；4 传感器扩展板 2（包含可燃气体/酒精/压26、力/气象气体压力）感应；5 传感器扩展板 3（包含超声波测距/三轴加速度）感应；6 ARM 网管机基于 Linux 下 web 网页客户端；7 web 网页客户端共享局域网/互联网；8 PC 通过局域网/互联网打开 Linux 下的 web 网页客户端实现远程监视；9 手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 14（四）、门禁监视实训系统（四）、门禁监视实训系统 此系统模拟实现门禁摄像头视频监视，包含两种摄像监视 ARM 网关板的 AV 摄像头27、接口、ARM 网关板 USB 摄像头，工作原理如图所示：实训组件：1.ARM 网关机；2.USB 摄像头或 AV 高清摄像头；3.ARM 网关机 PC 管理客户端；4.PC 管理客户端协议共享局域网/互联网；5.PC 通过局域网/互联网打开协议共享地址实现远程监视。6.手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 15（五）、电动窗帘实训系统（五）、电动窗帘实训系统 本系统模拟实现室内电动窗帘，从而弥补传统手动窗帘的缺点和不足。工作原理如图所示：实28、训组件：1.ARM 网关机；2.ZigBee 无线传感基础节点母板；3.电机控制扩展板（包括直流电机/步进电机/继电器）控制；4.ARM 网管机基于 Linux 下 web 网页客户端；5.web 网页客户端共享局域网/互联网；6.PC 通过局域网/互联网打开 Linux 下的 web 网页客户端实现远程监视；7.手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 16（六）、环境监测实训系统（六）、环境监测实训系统 本系统模拟监测，包含室内湿度、温度、29、气体气压、水流量、雨滴、霍尔、磁场，工作原理如图所示：实训组件：1.ARM 网关机；2.ZigBee 无线传感基础节点母板；3.传感器扩展板 1（包括温度/温湿度/光照/人体感应/震动）感应；4.传感器扩展板 2（包括可燃气体/酒精/压力/气象气体压力）感应；5.传感器扩展板 4（包括水流量/雨滴/霍尔/磁场）感应；6.ARM 网管机基于 Linux 下 web 网页客户端；7.web 网页客户端共享局域网/互联网；8.PC 通过局域网/互联网打开 Linux 下的 web 网页客户端实现远程监视；9.手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特30、信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 17（七）、智能遥控实训系统（七）、智能遥控实训系统 本系统模拟使用 ARM 网关机自带通讯端口协议，实现家电控制。包括蓝牙、红外、串口、网口、Wi-Fi 等，工作原理如图所示：实训组件 1.ARM 网关机；2.ARM 网管机各种通讯接口；3.Linux 下各驱动程序的支持；4.数据交换给 ARM 网管机基于 Linux 下 web 网页客户端；5.web 网页客户端共享局域网/互联网；6.PC 通过局域网/互联网打开 Linux 下的 web 网页客户端实现远程监视；7.手机 Java 软件31、平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 18（八）、（八）、RFID 智能识别实训系统智能识别实训系统 本系统通过 RFID 拓展模块，模拟实现门禁系统，包括一组 13.56M RFID，工作原理如图所示：实训组件：1.ARM 网关机；2.ZigBee 无线传感基础节点母板；3.RFID 扩展板；4.ARM 网管机基于 linux 下 web 网页客户端；5.web 网页客户端共享局域网/互联网；6.PC 通过局域网/互联网打开 linux 下的 web 网页客32、户端实现远程监视；7.手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 19（九）、智能省电水温控制实训系统（九）、智能省电水温控制实训系统 本系统模拟使用流量控制和继电器开关水闸控制温水储罐的容量；模拟温度传感器监视加热温度，进行 80过热保护，通过蜂鸣器提醒住户温水可以使用。工作原理如图所示：实训组件 1.ARM 网关机；2.ZigBee 无线传感基础节点母板；3.传感器扩展板 4（包括水流量/雨滴/霍尔/磁场）感应；4.电机控制扩展板（包括直流电33、机/步进电机/继电器）控制；5.传感器扩展板 1（包括温度/温湿度/光照/人体感应/震动）感应；6.指示扩展板（包含：LED/数码管/蜂鸣器）控制；7.ARM 网管机基于 linux 下 web 网页客户端；8.web 网页客户端共享局域网/互联网；9.PC 通过局域网/互联网打开 linux 下的 web 网页客户端实现远程监视；10.手机 Java 软件平台，软件通过 GPRS 或 3G 网络协议访问实现远程监视；武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 20第五章第五章 CVT-WSN-S 物联网综合教学实验系统物联网34、综合教学实验系统 物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。CVT-WSN-S 物联网综合教学实验系统物联网综合35、教学实验系统包括 16 种传感器模块、5 种被控单元、无线射频模块、GPRS 无线网络通讯设备、GPS 全球定位设备、嵌入式网关及相关配套设备。其中传感器模块包括温度、温湿度、光照、人体感应、震动、可燃气体、酒精、压力、气象气体压力、超声波测距、三轴加速度、水流量、雨滴、霍尔、磁场等，被控单元包括 LED 矩阵、数码管、蜂鸣器、步进电机、直流电机，嵌入式网关采用三星公司 s3c2440 作为核心处理器，可以在实验中对无线传感器的相关设备信息显示以及对被控单元的相关控制，同时我们也提供在 PC 端使用的数据管理与分析软件，可以很直观的理解物联网的组网原理、对无线传感器的数据分析、以及对被控单元的36、无线控制。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 21一、设备介绍一、设备介绍 1.1 系统组成系统组成 CVT-WSN-S 物联网综合教学实验系统组成列表如下：物联网综合教学实验系统组成列表如下：序号 名称 规格型号 数量备注 1 ARM 嵌入式网关节点 CVT-WSNARM 1 S3C2440,400MHz 8 寸 TFT 显示触摸屏 USB/以太网/SD 卡支持 2 网关 GPS/GPRS 扩展板 CVT-GPSGPRS 1 支持 GPS，GPRS 3 基础节点母板 CVT-WSN-EMK 8 3 个按键/1 个 A37、D/3 个 LED/1 个 UART，3种供电模式 4 Zigbee 板 CVT-ZIGBEE 8 1.工作频段 2.4G，信道 16 个 2.信道带宽 5M 3.符合 IEEE 802.15.4 标准 4.内置 IEEE 802.15.4 MAC 层协议栈5 Zigbee 通用仿真监视器 CC2000 1 下载调试排线一根 USB2.0 下载调试线一根 6 ARM 高级仿真器 ADT2000 1 下载调试排线一根 USB2.0 下载调试线一根 7 传感器扩展板 1 CVT-WSNSENSOR11 温度/温湿度/光照/人体感应/震动 8 传感器扩展板 2 CVT-WSNSENSOR21 可燃气38、体/酒精/压力/气象气体压力 9 传感器扩展板 3 CVT-WSNSENSOR31 超声波测距/三轴加速度 10 传感器扩展板 4 CVT-WSNSENSOR41 水流量/雨滴/霍尔/磁场 11 指示扩展板 CVT-WSNSEG 1 LED/数码管/蜂鸣器 12 电机控制扩展板 CVT-WSNMOTOR 1 直流电机/步进电机/继电器 13 RFID 扩展板 CVT-WSNRFID 1 13.56M RFID 14 USB 供电板 CVT-WSNUSB 1 供电电源线一个 USB 线 8 根 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 ht39、tp:/ 221.2 基础节点母板基础节点母板 提供传感板和 ZIGBEE 板的调试接口，通用的无线传感调试系统，支持 3 种供电方式，包括 USB供电、外接电源供电以及钮扣电池供电，调试方式支持串口调试和 USB 转串口调试。通用调试母板 1.3 Zigbee 板板 Zigbee 协议栈采用 IEEE802.15.4 标准。1.4 功能组合功能组合 基础节点母板基础节点母板+Zigbee 兼容传感器扩展板传感器扩展板 或或 控制单元板控制单元板 或或 RFID 功能组合图 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 231.40、5 传感器扩展板传感器扩展板 传感器模块包括温度、温湿度、光照、人体感应、震动、可燃气体、酒精、压力、气象气体压力、超声波测距、三轴加速度、水流量、雨滴、霍尔、磁场等 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 24传感器详细信息列表如下：传感器详细信息列表如下：序号 传感器名称 特性 1 温度 1 传感器 电压工作范围：2.5V 到 5.5V 温度测量范围：-40到+125 温度转换精度：2 线性温度斜率:10mV/极低工作电流：35uA 封装：3Pin，SOT-23 2 温度 2 传感器 全数字温度转换及输出 先进的单总线41、数据通信 最高 12 位分辨率，精度可以达0.5 12 位分辨率时的最大工作周期为 750ms 温度测量范围：-55到+125 内置 EEPROM，限温报警功能 64 位光刻 ROM，内置产品序列号，方便多机挂接 封装：3Pin，TO-92 3 温湿度传感器 贴片型温湿度传感器芯片 全量程标定，两线数字输出 湿度测量范围：0100%RH 温度测量范围：-40+123.8 湿度测量精度：4.5%RH，最高 12 位分辨率 温度测量精度：0.5，最高 14 位分辨率 响应时间：8s(tau63%)低功耗 80W(12 位测量，1 次/s)4 光照传感器 环氧树脂封装 可靠性好 体积小 灵敏度高 反42、应速度快 光谱特性好 亮电阻：5-10K 暗电阻：0.5M 5 人体感应传感器 高灵敏度，高可靠性，高稳定性 工作电压：DC4.5-20V 静态电流：50uA 电平保持时间：3-900 秒可调 触发方式：不可重复触发或可重复触发可选 感应角度：110 度 感应距离：5 米 6 震动传感器 工作电压：1.25V30V 灵敏度：大于等于 0.2g 频率范围：0.5HZ20HZ 工作温度范围：-3060 体积：直径 4.5 毫米，长度 9 毫米（不含引线，单侧引线 15毫米）检测方向：全向 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/43、 25信号输出：准数字信号 输出脉冲宽度：与振动信号幅度成正比 静态电阻：小于 30000 欧姆 极性：无 7 可燃气体（烟雾）传感器 广泛的探测范围 高灵敏度 快速响应恢复 优异的稳定性 简单的驱动电路 工作电压：5V 加热阻值：33 欧 热消耗：小于 800mW 检测范围：液化天然气，丙烷：200ppm-5000ppm 丁烷：300ppm-5000ppm 甲烷：5000ppm-20000ppm 氢气：300ppm-5000ppm 8 酒精传感器 高灵敏度，快速响应 低功耗 小巧的外型 工作电压：5V 加热阻值：4.5 欧 热消耗：小于 130mW 检测范围：20ppm-1000ppm 9 44、压力传感器 测量容量：500g 零飘：FS 2 非线性：FS 0.01 滞后：FS 0.01 可重复性：FS 0.01 爬行(30min)：FS 0.01 温度对输出的影响：FS 0.03/10C 温度对零飘的影响：FS 0.03/10C 输入阻抗：1000 10 输出阻抗：1000 10 隔离度：2000 M/50 VDC 安全过载：F.S.150 极限过载：F.S.300 10 气象气体压力传感器 压力范围：018PSIA 测量介质：无腐蚀、非导电气体 桥路电阻：5000500 欧姆 工作电压：112VDC 满程输出：6085mV 零位输出：15mV 灵敏度：0.921.57 mV/V/p45、si 工作温度：085 响应时间：20ms 11 超声波测距传感器 工作电压：DC5V 静态电流：小于 2mA 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 26电平输出：高电平 VCC-0.2V，低电平0.2V 感应角度：不大于 15 度 探测距离：2cm-7m 探测精度：3mm 12 三轴加速度传感器 低工作电流：500uA 睡眠时电流：3uA 低工作电压：2.2V-3.6V 高灵敏度：800 mV/g 1.5g 响应时间：2ms 封装：6mm x 6mm x 1.45mm QFN封装 13 水流量传感器 工作电压：DC5V46、 最大工作电流：15mA 耐水压：1.75MPa 绝缘电阻：100M 精度：230LMIN10%输出脉冲占空比：50%14 雨滴传感器 灵敏度高 恢复时间短 15 霍尔开关传感器 电源电压范围宽 开关速度快，无瞬间抖动 工作频率宽 寿命长、体积小、安装方便 能直接和晶体管及 TTL、MOS 等逻辑电路接口 封装：3Pin，TO-92 封装 16 磁场传感器 高灵敏度 内置补偿线圈 内置复位线圈 能够测量磁场的大小和方向。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 271.6 其它配套设备其它配套设备 包括 Zigbee 通用仿47、真监视器、网关 GPS/GPRS 扩展板（支持 GPS 全球定位，GPRS 电话，短信，无线上网等功能，包括 GPRS 及 GPS 天线。ARM 高级仿真器、USB 蓝牙、串口红外、AV 摄像头、USB 摄像头、WI-FI（IEEE 802.11b）、USB 下载线、USB 电源线、串口线、交叉网线等配套设备。武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 281.8 ARM 嵌入式网关嵌入式网关 ARM 嵌入式网关采用三星公司 s3c2440 作为核心处理器，可以在实验中对无线传感器的相关设备信息显示以及对被控单元的相关控制 A48、RM 嵌入式网关 具体参数如下：具体参数如下：CPU SAMSUNG S3C2440 400MHz SDRAM 64Mbyte NOR FLASH 32Mbyte 核心板 NAND FLASH 64Mbyte 显示屏 8 寸 TFT 真彩液晶屏 分辨率 640X480 触摸屏 四线电阻式触摸屏 以太网接口 100M 以太网接口 1 个（DM9000）USB HOST 1 个,可支持 USB 鼠标、键盘、标准 U 盘、USB 蓝牙、USB 摄像头、USB 无线网卡等 USB DEVICE 1 个，支持 PC 与设备同步下载、烧写程序 串行接口 3 个，UART0 是系统的调试端口；UART1 是49、带有流控制的 5 线串行接口，可以连接 Zigbee 设备，UART2用于连接 GPRS 或 GPS 等设备 JTAG 接口 标准 20pin CPU JTAG 接口，标准 10pin Zigbee 调试 JTAG 接口 摄像头接口 支持 AV 摄像头 数码显示 4 个 LED 指示灯，2 个七段数码管 Zigbee 接口 支持直接接上 Zigbee 中心节点 SD 卡接口 支持 SD 卡或 MMC 卡 电源 内置开关电源 实时时钟 独立 RTC 电路 底板 按键 2 个复位键，分别用于对 Zigbee 和 ARM 的复位 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-875250、2625 87522536 http:/ 29二、软件资源二、软件资源 2.1 Zigbee 程序开发软件程序开发软件(IAR)2.2 Zigbee 无线网络分析软件无线网络分析软件(Packet Sniffer)2.3 PC 端综合管理分析软件端综合管理分析软件 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 302.4 ARM 嵌入式管理分析软件嵌入式管理分析软件 2.4.1 Linux QT 下管理分析软件下管理分析软件 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 htt51、p:/ 312.4.2 Linux 服务器服务器 web 访问管理分析软件访问管理分析软件 Web 信息显示 三、实验例程三、实验例程 3.1 CC2530 基础实验基础实验 3.1.01 安装建立 IAR 实验环境 3.1.02 输入输出 I/O 控制实验 3.1.03 定时/计数器实验 3.1.04 定时器中断实验 3.1.05 外部中断实验 3.1.06 AD 实验 3.1.07 片内温度实验 3.1.08 UART 串口实验 3.1.09 睡眠定时器实验 3.1.10 看门狗实验 3.2 CC2530 高级实验高级实验 3.2.01 温度传感器实验 3.2.02 温湿度传感器实验 3.52、2.03 光照传感器实验 3.2.04 人体感应传感器实验 3.2.05 震动传感器实验 3.2.06 可燃气体传感器实验 3.2.07 酒精传感器实验 3.2.08 压力传感器实验 3.2.09 气象气体压力传感器实验 3.2.10 超声波测距传感器实验 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 323.2.11 三轴加速度传感器实验 3.2.12 水流量传感器实验 3.2.13 雨滴传感器实验 3.2.14 霍尔传感器实验 3.2.15 磁场传感器实验 3.2.16 Z-Stack 点对点通讯实验 3.2.17 Z-St53、ack 星状网通讯实验 3.2.18 Z-Stack 树状网通讯实验 3.3 ARM 嵌入式网关实验嵌入式网关实验 ARM 嵌入式 Linux 操作系统实验 3.3.01 Linux 开发环境的建立（VMware 6.5&Fedora 10）3.3.02 Linux 内核移植实验 3.3.03 Linux 基本应用程序实验 3.3.04 Linux 多线程应用程序设计实验 3.3.05 Linux 驱动程序编写实验 3.3.06 Linux 串口通讯实验 3.3.07 Linux 定时器实验 3.3.08 Linux 以太网驱动实验 3.3.09 Linux 下的 Socket 编程实验 3.54、3.10 Linux 下的 USB 接口实验 3.3.11 Linux 下的 SD 卡实验 3.3.12 Linux 下的 WEB 服务器的移植与建立实验（BOA、CGI）3.3.13 Linux 下的嵌入式数据库实验（SQLite）3.3.14 Linux 下传感器 1 数据采集实验 3.3.15 Linux 下传感器 2 数据采集实验 3.3.16 Linux 下传感器 3 数据采集实验 3.3.17 Linux 下传感器 4 数据采集实验 3.3.18 Linux 下被控单元 1 控制实验 3.3.19 Linux 下被控单元 2 控制实验 3.3.20 Linux 下 QT 的显示实验55、 3.4 物联网综合实验物联网综合实验 3.4.1 PC 端多点传感器数据采集实验 3.4.2 PC 端被控单元综合控制实验 3.4.3 嵌入式网关多点传感器数据采集实验 3.4.4 嵌入式网关被控单元综合控制实验 3.4.5 web 浏览器多点传感器数据采集实验 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 33第六章第六章 系统拓扑图系统拓扑图 武汉创维特信息技术有限公司武汉创维特信息技术有限公司 027-87522625 87522536 http:/ 34第七章第七章 设备清单设备清单 序号 名称 规格型号 数量 单价 小计 1 物联网综合教学实验系统 CVT-WSN-S（包括嵌入式网关、16 种传感器节点模块、5种被控节点模块及开发工具等，配置见上表）20 2 GSM/GPRS 扩展板 CVT-GPRS 20 3 GPS 扩展板 CVT-GPS 20 4 WIFI 模块 20 5 蓝牙模块 20 6 AV 接口摄像头 20 7 USB 接口摄像头 20 8 串口红外模块 20 9 网络监控摄像头 8 10 100M 网络交换机 2 合计 大写：小写 注：凡本公司新产品配件、书籍、连接线（包括光盘）一律免费赠送 武汉创维特信息技术有限公司