物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)實(shí)驗箱，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)裝置
2024-09-11 06:51
一、設(shè)備簡介：
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)實(shí)驗箱，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)裝置是一款面向于物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式、移動互聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)的通用型的實(shí)驗平臺，符合硬件、網(wǎng)絡(luò)、平臺、應(yīng)用等智能產(chǎn)品框架。配置高性能的嵌入式ARM Cortex-A9四核CPU 網(wǎng)關(guān)及豐富的擴(kuò)展應(yīng)用接口。另外，平臺配置了WiFi、藍(lán)牙、RFID、ZIGBEE、LORA、攝像頭等模塊及10.1英寸高清電容式觸摸液晶顯示屏，支持Android 、Linux操作系統(tǒng)。同時系統(tǒng)配置了多種傳感器模塊和控制器模塊可供選擇，提供了多種無線組網(wǎng)模式，可實(shí)現(xiàn)多種物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架，面向各大高校及大專院校的專業(yè)教學(xué)及創(chuàng)新和競賽，提供了眾多實(shí)驗例程，該產(chǎn)品可完成的課程：單片機(jī)、傳感器、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)識別、無線傳感網(wǎng)（ZigBee、BLE、WiFi、LoRa、NB-IoT、LTE）、智能網(wǎng)關(guān)、Android應(yīng)用、web技術(shù)等，能夠開設(shè)10+實(shí)踐課程和相關(guān)的課程設(shè)計。
1、ARM核心板參數(shù)
| CPU | Exynos4412，四核Cortex-A9，主頻為1.6GHz,運(yùn)算能力16000DMIPS |
| 內(nèi)存 | 1GB 雙通道 |
| 存儲 | 8GB EMMC |
| LCD | 配置 10.1 英寸 LVDS 電容觸摸液晶顯示屏，分辨率 1280*800 |
| CAMERA接口 | 1個 |
| 攝像頭 | 規(guī)格型號：OV5640，像素：500萬 |
| 電源管理 | 低功耗動態(tài)三星S5M8767電源管理，最優(yōu)架構(gòu)！ |
| 工作電壓 | 2.65V--5.5V (推薦4.0V） |
| 系統(tǒng)支持 | Linux-QT5.7/Android 4.0.3 /Android 4.4/Ubuntu12.04操作系統(tǒng) |
| USB HOST | 板載USB3503，引出高性能HSIC，實(shí)現(xiàn)2路USB HOST輸出 |
| 引角擴(kuò)展 | 引出腳多達(dá)320個，滿足用戶各類擴(kuò)展需求 |
| 運(yùn)行溫度 | -25度至+80度區(qū)間，設(shè)備工作正常，運(yùn)行良好！ |
| SWITCH | 電源接口 |
| RESET | 1個復(fù)位按鍵 |
| POWER | 電直流電源輸入接口，5V/2A電源輸入 |
| TF Card | 1個標(biāo)準(zhǔn)TF卡接口 |
| USB Host | 2路USB Host,支持USB2.0協(xié)議 |
| USB OTG | 1路USB OTG 2.0 |
| 以太網(wǎng)口 | 10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)口 |
| PHONE | 支持耳機(jī)輸出 |
| MIC | 支持MIC輸入 |
| 串口 | 2路串口 |
| A/D | 1路 |
| User Key | 5個功能按鍵 |
| DIP SWITCH | 1個 |
| GPIO | 20PIN（電源和地） |
| WIFI接口 | 1個 |
| HDMI接口 | 標(biāo)準(zhǔn)HDMI v1.4，1080p高清分辨率輸出 |
| LCD接口 | 共3個，2個LVDS接口，1個RGB接口 |
| 電源開關(guān) | 1個 |
| MIPI接口 | 1個(可以用于擴(kuò)展MIPI屏幕) |
| 實(shí)時時鐘 | 內(nèi)部實(shí)時時鐘，帶有后備鋰電池座，斷電后系統(tǒng)時間不丟失 |
| BUZZER | 1個蜂鳴器 |
| JTAG接口 | 1個 |
| 串口、矩陣鍵盤、GPS接口 | 1個 |
| LED | 2個 |
| 尺寸 | 110mm*190mm |
2、控制器節(jié)點(diǎn)及傳感器參數(shù)
| 序號 | 模塊名稱 | 模塊參數(shù) |
| 1 |
CC2530 ZigBee無線通信模塊 |
ZigBee節(jié)點(diǎn)可以做協(xié)調(diào)器，也可以做終端，也可以做路由器，只是他們內(nèi)部的程序不一樣而已，ZigBee節(jié)點(diǎn)之間組建局域網(wǎng)，通過WiFi 連接到路由器發(fā)送到云平臺，隨時隨地手機(jī)電腦終端訪問節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，ZigBee節(jié)點(diǎn)之間做傳感器的采集和控制。 本主控模塊采用的主芯片為 TI 公司的 ZigBee 第二代 SOC 高配芯片 CC2530。該模塊是用于 2.4-GHz IEEE 802.15.4、 ZigBee 和 RF4CE 應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)(SoC)解決 方案。具有如下特點(diǎn)： 模塊結(jié)合了領(lǐng)先的 RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型 8051 CPU、8KB RAM、256K 閃存 模塊有不同的低功耗運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)，且模式切換時間極短 靈敏度高，發(fā)送距離遠(yuǎn)：該模塊采用板載 PCB 天線，平均增益達(dá)到 3dB 以上，經(jīng)戶外實(shí)際 測試，開闊地通信距離可達(dá) 200-300m ，完全達(dá)到了外置天線的通信距離，效果良好 工作頻段： 2.4GHz 工作電壓： 2.0V-3.6V 工作溫度： -40℃～85℃ （標(biāo)稱溫度 20℃ ） 儲存溫度： -40℃～125℃ （標(biāo)稱溫度 20℃ ） 相對濕度：小于 95%RH （標(biāo)稱濕度 65%RH ） 模塊引出CC2530 所有 IO 引腳，便于功能擴(kuò)展 配置：1個網(wǎng)關(guān)，2個節(jié)點(diǎn)，都包含OLED顯示屏。 |
| 2 | CC2540 藍(lán)牙通訊模塊 |
增強(qiáng)型8051微控制器，256 KB內(nèi)建快閃記憶體， 8KB SRAM。 完全整合的無線射頻功能：低功率藍(lán)牙 (1Mbps GFSK ) 。 兼容官方CC2540開發(fā)板，兼容新版1.4.0的協(xié)議棧，默認(rèn)提供的協(xié)議棧是1.3.2。 采用分離式的設(shè)計，CC254x核心板可以方便的取下，所有 IO通過排針和排母的方式引出，傳感器去可以直接插入排座上面，極大地方便開發(fā)時對管腳的使用.同時評估電流很方便（只要核心板取下測量就可以）.） 板載3個用戶LED，一個五向按鍵和一個普通按鍵.） 板載OLED接口顯示，方便液晶顯示板子狀態(tài)信息和傳感器數(shù)據(jù). 板載一個AD接口，通過ADC讀取電壓，方便學(xué)習(xí)ADC和讀取需要的傳感器數(shù)據(jù). 板載串口收發(fā)指示燈，可直觀的觀察串口有無數(shù)據(jù)傳輸，調(diào)試時很實(shí)用.板載USB轉(zhuǎn)串口電路，使用MICRO_USB接口，遠(yuǎn)比MINIUSB接口經(jīng)得起折騰，一根MICRO_USB數(shù)據(jù)線即可完成和計算機(jī)之間的通訊可以插入電腦進(jìn)行串口調(diào)試. 開發(fā)板可通過 USB供電，另外板卡上還設(shè)計了電池供電，可通過開關(guān)切換通電進(jìn)行戶外調(diào)試. 板載 MPU6050陀螺儀、 MPU9250、加速度傳感器接口，可根據(jù)自己的需求配置相應(yīng)的加速度、陀螺儀傳感器，穿戴式設(shè)備開發(fā)、四軸飛行! 板載DS18B20溫度傳感器、DHT11溫濕度傳感器接口，實(shí)現(xiàn)溫度、溫濕度檢測） 板載繼電器模塊接口，可方便地實(shí)現(xiàn)繼電器弱電控制強(qiáng)電. 板載氣體傳感器，光敏傳感器，超聲波傳感器等接口，各種傳感器數(shù)據(jù)發(fā)射到APP進(jìn)行顯示. 配置：2個節(jié)點(diǎn)模塊，都包含OLED顯示屏。 |
| 4 | 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)系統(tǒng) |
1、核心板: 雙核32位微處理器,主頻80MHZ -240MHZ可調(diào)節(jié)； FLASH：4MB, SRAM:520KB； 提供2.4GHz雙模Wi-Fi和藍(lán)牙芯片； 集成了功率放大器，濾波器、電源管理模塊、天線，低噪聲放大器； 支持：I2C、SPI、UART、CAN多種通信協(xié)議； 支持自動下載，無需手動切換下載和運(yùn)行模式； 主板引出所有的 GPIO口，方面用戶使用； 系統(tǒng)開發(fā)語言主要是MicroPython,對應(yīng)高級玩家也可以使用C/C++,程序燒入方式 為目前較為流行的串口方式下載，開發(fā)環(huán)境目前主要為Thonny、MU或者Visual Studio code等。 2、擴(kuò)展板: 主要的目的是為了擴(kuò)展出核心主板上的所有接口； 板載常用的輸入輸出型模塊及傳感器電路及面包板，可以在該板上搭載各種傳感器電路進(jìn)行實(shí)驗，板載模塊主要包括有有源蜂鳴器模塊、通用傳感器模塊電路、方向按鍵電路、8路LED流水燈實(shí)驗?zāi)K、4路全彩RGB燈模塊以及OLED顯示屏接口，常用的電源電壓輸出接 口，如5V、3.3V等. |
| 4 | LoRa 無線通信模塊 |
產(chǎn)品參數(shù)： LORA（遠(yuǎn)程）擴(kuò)頻技術(shù)； 超強(qiáng)抗干擾性（信道抑制比：56db）； 高接收靈敏度-139dbm.(32M無源10ppm晶體)； ISM多波段，不需要申請頻率免費(fèi)使用； 多頻率可選，多種傳輸速率，可在FDMA及調(diào)頻技術(shù)中應(yīng)用； 智能復(fù)位，低電壓監(jiān)測，定時喚醒，低功耗模式，休眼模式； 低功耗接受電流：10-12mA； 256位FIFO TX/RX； RSSI信道偵測功能； 傳輸模式：FIFO/直接模式（推薦FIFO包模式）； 配置：AFC/空中喚醒功能/低功耗/載波偵聽/FEC糾錯/AEC加密； 超遠(yuǎn)距離傳輸空曠最遠(yuǎn)可達(dá)5KM； 產(chǎn)品應(yīng)用： 遠(yuǎn)程搖控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 無線抄表（水表，電表，氣表）； 無線點(diǎn)菜機(jī)，油田，礦區(qū)，工地，工廠等原有485/232接口系統(tǒng)； 工業(yè)數(shù)據(jù)采集，傳輸，智能控制系統(tǒng)； 無線報警系統(tǒng)； 智能家居系統(tǒng)； 嬰兒監(jiān)控系統(tǒng)/醫(yī)院尋呼系統(tǒng)； 無線小數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 |
| 5 | RFID無線通訊模塊 |
電氣參數(shù)簡介： 工作電流：13—26mA/直流3.3V 空閑電流：10-13mA/直流3.3V 休眠電流：<80uA 峰值電流：<30mA 工作頻率：13.56MHz 支持的卡類型：mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraLight、mifare Pro、mifare Desfire 產(chǎn)品物理特性：尺寸：40mm×60mm 環(huán)境工作溫度：攝氏-20—80度 環(huán)境儲存溫度：攝氏-40—85度 環(huán)境相對濕度：相對濕度5%—95% |
| 6 | NB-IoT模塊 |
支持全球頻段（B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/B13/B17 /B18/B19/B20/B25/B26/B28/B66），客戶只需一顆模組，即可覆蓋全球需求。 具有超小體積，尺寸僅為17.7x15.8x2.0mm，能最大限度地滿足可穿戴設(shè)備、智能家居、安防、資產(chǎn)追蹤、智能表計、便攜式健康監(jiān)控儀器等緊湊型終端設(shè)備的需求。 支持低供電電壓范圍（2.1V-3.63V），更適合NB-IoT技術(shù)的應(yīng)用場景。 采用LCC封裝，兼容移遠(yuǎn)通信GSM/GPRS系列的M26模組，方便現(xiàn)有的2G客戶快速、靈活地切換至NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。 提供豐富的外部接口（ UART， SPI， ADC 等）和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧（TCP/ CoAP/ MQTT等），支持OpenCPU功能，可以幫客戶省去外部MCU。 產(chǎn)品支持中國移動OneNET云平臺、中國電信 EasyIoT、華為 OceanConnect物聯(lián)網(wǎng)云平臺，為客戶的應(yīng)用提供了極大的便利。 |
| 7 | LTE 4G通訊模塊 |
模組支持4G Cat 1全網(wǎng)通，并兼容2G GSM通信制式。依托現(xiàn)有成熟、完善的4G網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的 LTE Cat 1信號覆蓋，有效規(guī)避2G、3G退網(wǎng)帶來的風(fēng)險。 模組支持最大下行速率10Mbps和上行速率5Mbps，且具備低時延、低功耗、良好的移動性和VoLTE語音通話功能，可以完美承接對數(shù)據(jù)傳輸速率、移動性、語音有需求的2G、3G物聯(lián)網(wǎng)終端的全面升級。 采用超緊湊LCC封裝設(shè)計，，充分滿足尺寸敏感型設(shè)備的設(shè)計需求。該模組底部無信號焊盤，方便客戶進(jìn)行硬件設(shè)計、生產(chǎn)加工，提升開發(fā)效率。 支持移遠(yuǎn)增強(qiáng)型AT命令和QuecOpen開發(fā)，集成USB、I2C、LCD屏、攝像頭、矩陣鍵盤等豐富接口。 受益于高集成度和豐富外設(shè)接口，可為各類行業(yè)客戶開發(fā)提供便利，可有效縮短客戶終端開發(fā)時間，加快產(chǎn)品上市。 采用低功耗設(shè)計，內(nèi)置移遠(yuǎn)專業(yè)算法，專為共享單車、消費(fèi)級IP 攝像頭、車載金融等低功耗場景打造。 |
| 8 | 光照度傳感器模塊 |
靈敏度可調(diào) 工作電壓： 3.3V-5V 輸出形式： a 模擬量電壓輸出； b 數(shù)字開關(guān)量輸出（ 0 和 1 ） |
| 9 | 人體紅外傳感器模塊 |
工作電壓： DC3.3V 靜態(tài)電流: <50uA 電平輸出：高 3.3 V /低 0V 觸發(fā)方式： L 不可重復(fù)觸發(fā)/H 重復(fù)觸發(fā)(默認(rèn)重復(fù)觸發(fā)) 延時時間： 0.5-200S(可調(diào))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘 封鎖時間： 2.5S(默認(rèn))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十秒 感應(yīng)角度： <100 度錐角 工作溫度： -15～70℃ 感應(yīng)透鏡尺寸：直徑:23.2mm 菲涅爾透鏡 |
| 10 | 氣敏傳感器模塊 |
回路電壓： ≤15V（ AC or DC ） 加熱電壓： 5±0.2V（ AC or DC ） 負(fù)載電阻：可調(diào) 加熱電阻： 31Ω±3Ω 加熱功耗： ≤900mW 檢測濃度范圍： 100ppm-10000ppm(LPG ，丁烷，丙烷， LNG) 工作溫度： -10~50℃ （標(biāo)稱溫度 20℃ ） 儲存溫度： -20~70℃ （標(biāo)稱溫度 20℃ ） 相對濕度：小于 95%RH （標(biāo)稱濕度 65%RH ） 氧氣濃度： 21%(標(biāo)準(zhǔn)條件) （氧氣濃度會影響靈敏度特性），最小 值大于 2% 靈敏度： ≥3% 響應(yīng)時間： ≤1S （預(yù)熱 3-5 分鐘） 回復(fù)時間： ≤30S 具有信號輸出指示燈指示 雙路信號輸出；（模擬量輸出及 TTL 電平輸出） TTL 輸出有效信號為低電平，可接直接接單片機(jī) IO 口 模擬量輸出0~2.5V 電壓，濃度越高電壓越高 對液化氣、丁烷、丙烷有較高的靈敏度 |
| 11 | 溫濕度傳感器模塊 |
數(shù)字溫濕度傳感器模塊是一款已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC 測溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)相連接。 具有安裝方便、精準(zhǔn)測量，全量程標(biāo)定，低成本、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、超長的信號傳輸距離、數(shù)字信號輸出、互換性強(qiáng)。 溫濕度傳感器用于空氣凈化器、加濕機(jī)、除濕機(jī)、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、倉庫、醫(yī)藥、測試及檢測設(shè)備、氣象站、濕度調(diào)節(jié)器、煙草、自動化控制、暖通空調(diào)、等需進(jìn)行濕度測量的產(chǎn)品及場所。 供電電壓：DC 3.0V --5.5V（推薦5V） 測量精度：溫度±1℃ 濕度±3%（at 25℃ 60%RH） 信號輸出：串行單總線輸出(數(shù)字輸出） 工作溫度：0℃－50℃ 測量范圍：濕度20%--95%RH 溫度 0℃－50℃ 電源功耗：工作：<2.5mA 待機(jī)：<2uA（5V） |
| 12 | 繼電器控制模塊 |
本模塊符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)，控制區(qū)域與負(fù)載區(qū)域有隔離槽 模塊帶光耦隔離，觸發(fā)現(xiàn)可靠，更穩(wěn)定 采用雙面 FR-4 線路板設(shè)計，高端貼片工藝生產(chǎn) 采用正品繼電器控制 具有電源和繼電器動作指示，吸合亮，斷開不亮 信號輸入端有低電平信號時，公共端與常開端會導(dǎo)通 繼電器可以直接控制各種設(shè)備和負(fù)載 有 1 個常開和 1 個常閉觸點(diǎn) 藍(lán)色 KF301 端子接控制線更方便 輸入低電平有效 |
| 13 | 兩塊傳感器擴(kuò)展板 |
雙色LED實(shí)驗 輕觸開關(guān)按鍵實(shí)驗 繼電器實(shí)驗 U型光電傳感器實(shí)驗 PS2操作桿實(shí)驗 霍爾傳感器實(shí)驗 光敏傳感器實(shí)驗 火焰報警實(shí)驗 氣體傳感器檢測 觸摸開關(guān)傳感器實(shí)驗 超聲波傳感器距離檢測 旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)驗 紅外避障傳感器實(shí)驗 BMP180氣壓傳感器實(shí)驗 直流電機(jī)模塊實(shí)驗 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊實(shí)驗 循跡傳感器實(shí)驗 MPU6050陀螺儀加速度傳感器 |
軟件配置資源：
(1)最新的Android 4.0.3 /Android 4.4系統(tǒng) Linux-QT5.7系統(tǒng) Ubuntu12.04系統(tǒng)
Bootloader
| u-boot.bin | 版本：u-boot-1.3.4 | 支持Nand Flash擦除、讀、寫 |
| 支持bootm、bootargs設(shè)置 | ||
| 支持打印、設(shè)置、保存環(huán)境變量 | ||
| 支持內(nèi)存內(nèi)容顯示、對比、修改 | ||
| 支持USB 下載鏡像等功能（提供源碼) |
| 內(nèi)核:內(nèi)核版本 |
linux3.0.15 Linux-4.14.2（支持linux最小系統(tǒng)） |
|
| 系統(tǒng)時鐘 | 系統(tǒng)主頻：1.4GHz | |
| 內(nèi)存 | 1GB 或 2GB | |
| 顯示驅(qū)動 | 支持4.3寸、5寸、7寸、9.7寸、10.1寸屏 | 提供源碼 |
| TOUCH | 觸摸屏驅(qū)動 | 提供源碼 |
| HDMI | HDMI v1.4 | 提供源碼 |
| MFC | 多媒體硬件編解碼驅(qū)動 | 提供源碼 |
| ROTATOR | 屏幕旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 | 提供源碼 |
| TF卡接口 | 1個TF卡接口 | 提供源碼 |
| HSMMC | SD/MMC/SDIO驅(qū)動 | 提供源碼 |
| SPI | SPI驅(qū)動 | 提供源碼 |
| KEYBD | 按鍵驅(qū)動程序 | 提供源碼 |
| AUDIO | 音頻驅(qū)動 | 提供源碼 |
| DMA | DMA驅(qū)動 | 提供源碼 |
| RTC | 實(shí)時時鐘驅(qū)動 | 提供源碼 |
| JPEG | JPEG硬件編解碼驅(qū)動 | 提供源碼 |
| 2D | 2D硬件加速驅(qū)動 | 提供源碼 |
| 3D | 3D硬件加速驅(qū)動 | 提供源碼 |
| I2C TP驅(qū)動 | I2C 電容屏觸摸驅(qū)動 | 提供源碼 |
| PWM背光驅(qū)動 | PWM背光驅(qū)動 | 提供源碼 |
| USB驅(qū)動 | USB驅(qū)動 | 提供源碼 |
| 串口驅(qū)動 | 串口驅(qū)動 | 提供源碼 |
| 網(wǎng)口驅(qū)動 | 網(wǎng)卡驅(qū)動 | 提供源碼 |
| WIFI驅(qū)動 | WIFI驅(qū)動 | 提供源碼 |
| Camera驅(qū)動 | 500萬像素攝像頭驅(qū)動 | 提供源碼 |
| 藍(lán)牙驅(qū)動 | 藍(lán)牙模塊驅(qū)動 | 提供源碼 |
| GPS模塊 | 支持 UBLOX 7020 全球定位 | 提供源碼 |
| arm-2009q3.tar.bz2 | 交叉工具鏈 |
| DNW V0.60C | 串口調(diào)試終端、USB下載鏡像工具 |
| Ubuntu12.04 | 開發(fā)環(huán)境 |
- 可完成實(shí)驗項目：
| 嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗 |
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CC2530 ZigBee 部分實(shí)驗 |
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CC2540藍(lán)牙 部分實(shí)驗 |
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物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)系統(tǒng) 實(shí)驗 |
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