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教学实训设备Teaching Equipment

YG-IOTV3型物联网创新教学实训系统

传统实验箱只包含一种ZIGBEE 无线组网,YG-IOTV3引入多种国际主流无线传感网技术,除了包含ZIGBEE 无线组网,还包含蓝牙无线组网,WIFI 无线组网和EN-OCEAN无线组网。并且每个无线通信模块可以独立运行

一、产品介绍

YG-IOTV3物联网创新教学实验箱,是对传统物联网实验箱的一个革新,突破了传统实验箱只满足"无线传感网"一门课的局限,扩展到满足物联网专业如下课程:

YG-IOTV3适合课程开设

每个节点基于"传感器+处理器"的架构,可以独立运行,配合20 多种传感器模块,满足物联网专业"智能传感器"相关课程的教学实验。

基于"传感器+MCU"的智能传感器单元

传统实验箱只包含一种ZIGBEE 无线组网,YG-IOTV3引入多种国际主流无线传感网技术,除了包含ZIGBEE 无线组网,还包含蓝牙无线组网,WIFI 无线组网和EN-OCEAN无线组网。并且每个无线通信模块可以独立运行。

包含的无线通信模块

可独立使用的无线通信模块

其中EN-OCEAN是国际流行的,也是成熟的无线无源组网技术,供电来自环境能源获取,在国外各个行业有着广泛的应用,也导引进了我们的教学实验系统。

把无线通信核心模块插到智能传感器底板上,便可以组合成各种无线通信形式的传感节点。

这些无线传感节点,结合网关、云端可以非常方便地构筑各种完整的无线传感网络,构成ZIGBEE无线传感网络、蓝牙无线传感网络、WIFI无线传感网络和EN-OCEAN无线传感网络。

网络层结合无线节点、网关和计算机,可以构成不同的网络层架构;节点云、局域云和广域云。

节点云

对单个学生,可以有不同无线节点构成"节点云",学习过程主要侧重于无线组网协议,学习无线组网协议的架构,原理及代码实现。简单组网,可以直接由协调器直接连接学生计算机,通过编程环境实现组网协议学习,也可以通过网关实现组网连接,并在网关上实现基本人机交互。

无线传感网实验室局域云

为了方便教师管理,不同学生组网设备可以互联,把每个节点、每个实验箱的实验数据存储、显示到教室的教师服务器上,实现对学生实验过程的数据管理、用户管理及基于这些数据形成统计分析报告。

传感网广域云

为了配合学生真正体验物联网的应用,基于我们的广域云平台,可以实现广域手机APP和教室里面的传感网节点之间的互联互通,真正实现无处不在的"物联网"。

搭建于公有云之上的" CLOUD!"

为了支持物联网教学实验,投入建设开放的传感网数据云平台,传感节点基于RESTful API 和云端通信,基于云端开发了系列化功能,例如云存储、云报警、固件更新、云端编程等功能,作为全国高校物联网教育广域互联的基础平台。

二、系统特点

  1、多课程适应性,结构化设计,满足多课程教学实验,除了传感网课程之外,还满足智能传感器、组网技术,物联网中间件,物联网工程等课程实验。

  2、多种无线组网,除了ZIGBEE 组网,还引入了蓝牙连接、WIFI 组网和EN-OCEAN 组网,呈现比较完整的无线传感网技术。

  3、国内首创引入EN-OCEAN 组网技术,引入国际成熟应用的无源无线传感网技术,让学生学习可以大面积应用的技术。

  4、具有节点云、局域云、广域云三层云架构,方便学习,也方便管理,也方便创新应用。

三、系统硬件配置和软件资源

IOTV3实验箱是由智能传感器模块、各种通信模块、网关单元及各种配套软件构成的新一代物联网教学实验系统。

1、硬件配置:

设备 参数描述 数量
智能传感器底板 32位处理器,USB接口直接和PC相连,带A/D采集、D/A输出,I2C接口,SPI接口,可以直接接入各种模拟,数字传感器 8
传感器 温度、湿度、加速度、噪声、多种气体参数、无线无源动作开关,无线无源温湿度等。 8
通信模块 ZigBee通信模块 M4处理器+ZigBee 8
WIFI通信模块 TI CC3000/CC3101 1
蓝牙通信模块 CC2540/CC256双模蓝牙 1
EN-OCEAN通信模块 TCM310无线无源双向通信 2
M4网关 CPRTEX-M4处理器,以太网接口,ZigBee接入、WIFI接入、蓝牙介入、EN-OCEAN接入、I/O扩展、多路UART扩展、SPI扩展、I2C扩展 1
A9网关 TI OMAP4460处理器,1.5G多核处理器,7寸电容触控屏,2.4G/53.8G WIFI扩展,GPS,NFC,BLE等接口。 可选

2、软件资源:

知识点 参数
智能传感器 基于32位处理器,开发智能传感器应用,USB接口直接和PC相连便可以调试,带A/D采集、D/A输出,I2C接口,SPI接口,可以直接接入各种模拟,数字传感器。提供各种传感器,包括温度、湿度、加速度、噪声、多种气体参数、无线无源动作开关,无线无源温湿度等传感器的智能信号采集、智能信号处理和智能信号传输软件样例。
ZigBee组网 ZigBee PRO协议学习,基于协议了解自组织低功耗无线传感网的协议层知识,基于API实践组网特性。
WIFI组网 基于物联网应用的WIFI SOC 物联网应用,SMART CONFIG等功能,基于TCP/HTTP协议开发与局域云或广域云的通信。
蓝牙组网 蓝牙2.1/蓝牙4.0与计算机组网及与智能手机互联,基于互联开发基本的应用程序。
EN-OCEAN组网 基于EN-OCEAN PROFILE通信协议开发无源无线传感器网应用,提供基于PROFILE的各种通信应用样例程序,包括能量收集单元的开发编程和收发模块的开发编程。
组网技术 基于物联网中间件技术,基于网关实现异构通信网络的组网,通过网络层归一化,标准化,并实例化。
物联网工程 基于物联网行业应用背景,开发典型综合应用,包括智能家居、只能楼宇、智慧社区、智慧农业等工程综合样例。
局域教师管理软件 提供教师机管理软件一套,部署在教师服务器上,可以通过网络收集学生实验设备的实验数据,并可以形成初步的统计分析报告。
广域云 基于部署在公有云上的服务接口,学生设备通过HTTP的RESTful API就可以实现广域传感网数据传输,结合我们提供的Android和ISO的APP就可以非常方便地实现远程传感网数据交互。基于云平台我们还可以实现云固件程序下载和云端编程。