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物聯網行業應用創新實訓臺

LGWL-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
主控	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
車載	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

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。可直接接到主板傳感器接口板上，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
	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

關鍵詞：數控車床實訓設備實訓裝置教學儀器實驗設備教學設備實訓臺考核裝置技能考核電工電子實驗裝置數控技術實訓考核技能實訓數控系統電氣控制自控實訓實驗系統數控軟件數控實訓電氣技術數控設備數控銑床高教設備教學車床數控機床職教設備 PLC控制 PLC技術 PLC實驗

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