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網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程綜合實訓(xùn)裝置

一、裝置簡介
LGWL-H01A型 網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程綜合實訓(xùn)裝置是輔助實訓(xùn)開發(fā)，提供多種行業(yè)應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解行業(yè)應(yīng)用所需的系統(tǒng)架構(gòu)、通訊方式。平臺集成工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)，CAN總線與RS485總線，可連接模擬量、開關(guān)量、數(shù)字量等工業(yè)級傳感器及執(zhí)行器；支持多種短距離無線通信技術(shù)，如ZigBee、WiFi、BlueTooth、LoRa；支持遠距離無線通信技術(shù)，如NB-IoT通信模塊、4G移動模塊、GPS定位模塊，可實現(xiàn)低功耗廣域網(wǎng)通信、移動互聯(lián)網(wǎng)通信、實時定位等功能。網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程綜合實訓(xùn)裝置網(wǎng)關(guān)采用Cortex-A9四核處理器，與傳感終端互聯(lián)互通，通過拓?fù)湫问秸故緜鞲芯W(wǎng)結(jié)構(gòu)和傳感器采樣，可通過MQTT、HTTP協(xié)議接入云服務(wù)平臺；WEB端云服務(wù)平臺支持本地化部署或云端部署，可快速搭建行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，如氣象觀測、農(nóng)田水利、安防監(jiān)控、車載導(dǎo)航、倉儲管理等；支持API接口Web應(yīng)用開發(fā)和Android應(yīng)用開發(fā)。

二、平臺特點
1. 標(biāo)配網(wǎng)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(jié)點的供電接口、網(wǎng)關(guān)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(chuàng)新創(chuàng)意應(yīng)用場景提供支持。
2. 采用工業(yè)級、實驗級不同層次傳感器，工業(yè)級傳感器數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確穩(wěn)定，側(cè)重工程布線、測試及應(yīng)用；實驗級傳感器側(cè)重了解傳感器原理、掌握采集控制技術(shù)。
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(jié)點支持ZigBee、WiFi、藍牙、LoRa多種短距離無線通信方式。
5. 傳感器節(jié)點采用Cortex-M3微處理器，支持嵌入式ARM應(yīng)用開發(fā)。
6. 支持RS485、CAN工業(yè)現(xiàn)場總線傳感器，支持ModbusRTU、CAN協(xié)議。
7. 支持4G、NB-IoT、GPS定位等遠距離通信模塊，可實現(xiàn)移動互聯(lián)、定位信息查詢。
8. 網(wǎng)關(guān)采用Cortex-A9四核處理器，內(nèi)置Android/Linux雙系統(tǒng)，可一鍵切換。
9. 網(wǎng)關(guān)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(jié)點實現(xiàn)組網(wǎng)通信。
10. 網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序與傳感器節(jié)點互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形式顯示傳感器的名稱、類型、狀態(tài)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、上下行流向，可任意拖拽，而不影響數(shù)據(jù)的傳輸。
11. 可通過MQTT、HTTP協(xié)議接入云服務(wù)平臺，支持WEB端快速搭建行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，通過新建項目、增加設(shè)備、添加傳感器和執(zhí)行器，構(gòu)建新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。
12. 支持二次開發(fā)。通過調(diào)用Restful API接口，編寫自己的web應(yīng)用展示頁面。
13. 可提供氣象觀測、農(nóng)田水利、安防監(jiān)控、車載交通、倉儲管理等多種行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。
三、配置清單

類別	序號	名稱	數(shù)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(shù)據(jù)管理終端	1
無線感控節(jié)點	3.	ZigBee通訊模塊（網(wǎng)關(guān)背面）	1
	4.	ZigBee-NBIoT溫濕度控制節(jié)點	1
	5.	ZigBee LED蜂鳴器節(jié)點	1
	6.	藍牙氣壓傳感器節(jié)點	1
	7.	藍牙三軸加速度節(jié)點	1
	8.	WiFi空氣質(zhì)量節(jié)點	1
	9.	WiFi光照度節(jié)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?xì)馓綔y器	1
	13.	ZigBee繼電器門鎖	1
	14.	ZigBee指紋識別節(jié)點	1
	15.	電動窗簾433M遙控器	1
	16.	電動窗簾電機與導(dǎo)軌	1
	17.	電表測量節(jié)點	1
工廠、農(nóng)業(yè)、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(fēng)速傳感器	1
	22.	風(fēng)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(fēng)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(jié)點	1
車載	34.	超聲波節(jié)點	1
平臺框架	35.	網(wǎng)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(guān)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(guān)與指示燈	4
	42.	無線AC220V五孔強電燈光插座	1
	43.	無線調(diào)光面板	1
通用設(shè)備	44.	LED大屏幕點陣顯示屏	1
	45.	WiFi網(wǎng)絡(luò)攝像頭	1
	46.	無線路由器	1
軟件	47.	ZigBee傳感網(wǎng)綜合應(yīng)用程序	1
	48.	智能網(wǎng)關(guān)綜合測試程序	1
	49.	智能網(wǎng)關(guān)云端接入程序	1
附件	50.	交叉串口線	1
	51.	交叉網(wǎng)線	1
	52.	USB數(shù)據(jù)線	1
	53.	TF卡讀寫器	1
	54.	8G TF card	1
	55.	方口USB數(shù)據(jù)線	1
	56.	FT-CC253-Debugger調(diào)試器	1
	57.	USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換器	1
	58.	USB轉(zhuǎn)RS232轉(zhuǎn)換器	1
	59.	Jlink仿真器	1
	60.	串口下載調(diào)試板	1
	61.	DC5V3A直流電源	1
	62.	系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書	1
	63.	系統(tǒng)使用說明書	1
	64.	光盤資料	1

四、技術(shù)參數(shù)

網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)裝置

一、整體要求
1.組成結(jié)構(gòu)
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(yè)應(yīng)用傳感器、執(zhí)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，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(nèi)嵌空氣開關(guān)、漏電保護設(shè)備，一路電源輸入、一路開關(guān)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(wǎng)Zigbee、WiFi、藍牙、LoRa，工業(yè)總線ModbusRTU協(xié)議的解析，結(jié)合行業(yè)應(yīng)用，讓學(xué)生體會不同的應(yīng)用場合使用不同的協(xié)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(yè)級傳感器和實驗級傳感器，并加裝磁吸底板，優(yōu)勢互補；
要求工業(yè)級傳感器和執(zhí)行器的信號集中引到信號轉(zhuǎn)接的磁吸底板上，信號轉(zhuǎn)接模塊上設(shè)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(zhuǎn)接磁吸底板的接口包括電源正極、負(fù)極、RS485+、RS485-、0-5V、4-20mA等。
要求能夠通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將各種傳感器通訊節(jié)點入云服務(wù)平臺，讓學(xué)生充分感受云平臺給物聯(lián)網(wǎng)帶來的變化；
配套各種行業(yè)實際應(yīng)用的探測器、執(zhí)行器、無線通訊節(jié)點，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)搭建各類物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用場景，幫助學(xué)生充分理解吸收知識，快速進入物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)域。
3.課程支持
要求支持《工業(yè)現(xiàn)場總線》、《單片機技術(shù)與應(yīng)用》《無線傳感網(wǎng)》、《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》、《物聯(lián)網(wǎng)Android應(yīng)用開發(fā)》等基礎(chǔ)知識實驗課程。
要求支持物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)搭建的實訓(xùn)課程，傳感器可靈活搭配，組成不同的行業(yè)應(yīng)用，有些傳感器可在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中重復(fù)使用。
要求能夠提供智慧農(nóng)業(yè)、安防監(jiān)控、車載控制等多種行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。
二、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)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(shè)備進行信息交互，接收傳感器采樣數(shù)據(jù)，向感控層發(fā)送采集控制命令。
要求網(wǎng)關(guān)能夠運行Linux、Android雙操作系統(tǒng),支持一鍵切換。
要求支持MQTT協(xié)議，能夠設(shè)置云服務(wù)平臺MQTT服務(wù)器的地址、端口、網(wǎng)關(guān)ID、以及密鑰，并經(jīng)過解析重組，采用JSON數(shù)據(jù)格式接入到云服務(wù)平臺，提供對應(yīng)的界面截圖。
要求能夠設(shè)置網(wǎng)關(guān)輪詢485探測器的時間間隔。
要求支持ZigBee、WiFi、藍牙、以太網(wǎng)、CAN、RS232、RS485、GPS等多種網(wǎng)絡(luò)通信模塊或接口。
要求系統(tǒng)具備查詢網(wǎng)關(guān)下ZigBee、WiFi、藍牙、RS485、CAN等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功能，能查看到所有傳感器的地址、名稱、采樣數(shù)據(jù)等，并可在界面上隨意拖動任意傳感器節(jié)點，提供對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞年P(guān)鍵代碼及主要界面截圖。
2.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（1個）
采用Cortex-A9四核處理器S5P4418，CPU主頻最大可調(diào)至1.4GHz，帶寬32位，800MHz的1GB DDR3內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)；
核心板采用8層盲埋設(shè)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(nèi)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(fù)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(xiàn)場總線；
板載24Pins應(yīng)用擴展接口，用于處理器外設(shè)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(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下，可配置接入物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺。
3.無線傳感網(wǎng)節(jié)點（6個）
要求至少包含ZigBee協(xié)調(diào)器模塊、ZigBee+NB-IoT溫濕度節(jié)點、ZigBeeLEDBEEP聲光報警節(jié)點、WiFi空氣質(zhì)量節(jié)點、WiFi光照度節(jié)點、藍牙氣壓節(jié)點、藍牙三軸加速度節(jié)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(nèi)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(guān)系、傳感器數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)信息等。
具有4個組網(wǎng)狀態(tài)及無線傳輸指示燈，2個功能按鍵、1個JTAG調(diào)試接口、1個24PIN的無線射頻接口，1組20*2PIN傳感器接口；
標(biāo)配ARM仿真器、串口下載仿真調(diào)試轉(zhuǎn)接板。
（2）CC2530核心主板（3個）
1個用于ZigBee協(xié)調(diào)器，2個用于ZigBee通訊節(jié)點。
處理器基于CC2530F256，具有2個組網(wǎng)狀態(tài)及無線傳輸指示燈，2個功能按鍵、1個JTAG調(diào)試接口、1個24PIN的無線射頻接口，1組20*2PIN傳感器接口；標(biāo)配下載仿真器。
2）無線傳感網(wǎng)通信模塊
（1）藍牙通信模塊（2個）：采用UART接口的內(nèi)置協(xié)議棧方案，設(shè)置從機模式，與主機配對后，將微控制器采樣數(shù)據(jù)傳輸給主機。
（2）WiFi通信模塊（2個）：采用UART接口的內(nèi)置TCP/UDP/HTTP協(xié)議棧方案，支持設(shè)置為AP、STA的工作模式，與網(wǎng)關(guān)通信后，將微控制器采樣數(shù)據(jù)傳送給主機，或者接收主機的控制命令控制執(zhí)行器。
（3）ZigBee通信模塊（2個，與CC2530核心主板共用）：基于CC2530+ZStack協(xié)議棧組網(wǎng)通信方案，與Zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)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(zhí)行器、三軸加速度傳感器、數(shù)字氣壓傳感器、光照傳感器、空氣質(zhì)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(shù)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(zhí)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(shù)字氣壓傳感器（1個）
氣壓范圍：300-1100hPa
對應(yīng)海拔：9000米~~-500米
標(biāo)準(zhǔn)IIC/SPI通信協(xié)議
供電電源：DC2.4~3.6V
（5）光照傳感器（1個）
檢測環(huán)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(zhì)量傳感器（1個）
檢測室內(nèi)或養(yǎng)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(shù)據(jù)管理終端（1套）
包含主機、鍵盤、鼠標(biāo)、以及顯示設(shè)備。
功能：安裝智能家居工程實訓(xùn)所需的數(shù)據(jù)庫、Web應(yīng)用系統(tǒng)，用于移動客戶端或WEB客戶端的訪問。
CPU主頻：不低于2.8GHz；
內(nèi)存容量：不低于4GB(DDR3)；
硬盤類型：不低于250G SSD。
三、智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)
1. 基本要求
要求至少包括工業(yè)級風(fēng)速、風(fēng)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(fēng)扇、電磁閥、聲光報警器等執(zhí)行器；
要求具有多路采集控制模塊，能夠?qū)﹄妷盒?、電流型的模擬量信號、開關(guān)量信號進行采集，具備繼電器輸出控制的功能。
要求通訊設(shè)備采用國家標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議，遠距離傳輸。
要求傳感器、執(zhí)行器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可自由組合，結(jié)合網(wǎng)關(guān)解析應(yīng)用軟件、云服務(wù)平臺，實現(xiàn)大田氣象、大棚種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、牲畜養(yǎng)殖、工廠污染物監(jiān)測等功能。
2.通用設(shè)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(shè)置，無需跳線設(shè)置。采樣速率：200Hz（25次/秒）；分辨率：12bit；
具有6路干接點或濕節(jié)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(shè)置跳線共正極或共負(fù)極輸入；作為有源輸入時極性自動轉(zhuǎn)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(fù)載250V/3A，感性負(fù)載250V/1A，隔離保護電壓1500V；
（1）通訊協(xié)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(shè)置方式：模塊地址、波特率、校驗位均可通過軟件設(shè)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(huán)境：溫度：-10~+55℃，濕度：35~85%（不結(jié)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(tǒng)
1）大田氣象
網(wǎng)關(guān)按照采樣頻率輪詢對多種氣象要素（風(fēng)速、風(fēng)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(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)通訊包，上傳到云平臺，通過搭建，在應(yīng)用管理中統(tǒng)一展示。
（1）風(fēng)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(tài)響應(yīng)時間：≤0.5s；
輸出信號：電流4-20mA。
（2）風(fēng)向傳感器（1個，安裝在臺體）
測量范圍：8個風(fēng)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(yīng)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(xì)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(wǎng)關(guān)按照采樣頻率對土壤水分，進行采集，處理，顯示，轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)通訊包，上傳到云平臺，并根據(jù)設(shè)定的控制策略，向水泵發(fā)送控制命令自動調(diào)節(jié)土壤濕度、以及大棚植物生長環(huán)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(yīng)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(chǎn)養(yǎng)殖
網(wǎng)關(guān)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(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)通訊包，上傳到云平臺，并根據(jù)設(shè)定的控制策略，向水泵發(fā)送控制命令，調(diào)節(jié)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(yǎng)殖
網(wǎng)關(guān)按照采樣頻率對養(yǎng)殖場氨氣（物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)主控區(qū)的WiFi空氣質(zhì)量節(jié)點）、二氧化碳等濃度進行定時采集，處理，顯示，經(jīng)協(xié)議重組，上傳到云平臺，并根據(jù)設(shè)定的控制策略，及時發(fā)送命令控制風(fēng)扇改善養(yǎng)殖環(huán)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(fēng)扇（1個，安裝在臺體）
工作電壓：DC12V；
轉(zhuǎn)速(RPM)：3000-4000；
紅色導(dǎo)線正極(+)；黑色導(dǎo)線負(fù)極(-)。
四、家居安防監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)
1. 總體要求
（1）至少提供環(huán)境監(jiān)測、安防監(jiān)控、視頻監(jiān)控、遠程抄表四個應(yīng)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(shè)備，自由組合，搭建應(yīng)用系統(tǒng)。
（3）要求網(wǎng)關(guān)能夠統(tǒng)一處理感控層不同傳輸類型的傳感器數(shù)據(jù)，具有傳感器數(shù)據(jù)解析顯示、執(zhí)行器手動控制、聯(lián)動控制策略設(shè)置等功能，可根據(jù)傳感器閾值自動控制執(zhí)行器動作，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。
（4）要求物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)端采用MQTT協(xié)議、HTTP協(xié)議，與Web端云服務(wù)平臺進行信息交互，實時接收顯示傳感器采樣數(shù)據(jù)、發(fā)送執(zhí)行器控制命令。
2. 通用設(shè)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(diào)、音箱、電動窗簾等紅外編碼，射頻編碼的學(xué)習(xí)功能，并集成到智能遙控器中，統(tǒng)一接入ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)，由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一管理。
由ZigBee通訊模塊、315/433MHz微功耗超外差無線收發(fā)模塊、紅外收發(fā)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(fā)功能，射頻編解碼壓縮算法保證低數(shù)據(jù)量傳輸；
紅外收發(fā)：內(nèi)置7個紅外發(fā)射頭，多方位水平發(fā)射，保證每條命令準(zhǔn)確送達，可學(xué)習(xí)并遙控多種紅外設(shè)備，直線距離約8米；
射頻收發(fā)：包含315/433射頻硬件，可學(xué)習(xí)并遙控多種射頻設(shè)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(xié)議棧；
輸入電壓：DC 5V；
輸入電流：≥1A。
3. 子功能系統(tǒng)
1）環(huán)境監(jiān)控
系統(tǒng)復(fù)用物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)主控區(qū)域的ZigBee+NB-IoT溫濕度、WiFi光照度傳感器對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過ZigBee、WiFi無線傳感網(wǎng)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān)，并通過協(xié)議解析與JSON包重組，發(fā)送到平臺，由平臺統(tǒng)一展示狀態(tài)值，并支持設(shè)置聯(lián)動策略，可控制通風(fēng)扇、LEDBEEP節(jié)點、強電控制插座照明燈實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。
要求包括射頻強電插座（照明燈）、電動窗簾等家電設(shè)備，可實現(xiàn)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(fù)載電流：單路≤10A；
待機電流：220V,40uA(小于0.0088w)；
工作溫度：-10℃~80℃；
負(fù)載路數(shù)：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(jiān)控
該系統(tǒng)至少包括門磁、燃?xì)?、煙霧、紅外對射等探測器，由網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一處理，并可根據(jù)設(shè)置的控制策略，自動向水泵、聲光報警器、風(fēng)扇等執(zhí)行器發(fā)送控制命令，模擬警情預(yù)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(wǎng)，雙向傳輸。
（1）煙霧火災(zāi)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(xié)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(qū)域的異常闖入；
探測距離：≤20米；
工作電壓：DC12V/24V；
輸出形式：默認(rèn)常開型繼電器輸出，可通過跳線帽設(shè)置常閉。
（3）門磁探測器（1個，安裝在臺體）
發(fā)射頻率：315Mhz或433MHz;
發(fā)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(jié)AA電池）
（4）燃?xì)馓綔y器（1個，安裝在臺體）
檢測可燃?xì)怏w泄漏。
發(fā)射頻率：315M
（5）聲光報警器（1個，附件箱）
工作電壓：DC12V；
紅色導(dǎo)線正極(+)；黑色導(dǎo)線負(fù)極(-)。
3）門禁控制子系統(tǒng)
使用指紋傳感器經(jīng)過錄入指紋、匹配指紋實現(xiàn)門鎖的開關(guān)控制。
（1）ZigBee指紋識別節(jié)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(wǎng)絡(luò)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(rèn)DC 5V。
（2）光學(xué)指紋識別傳感器（1個，安裝在臺體）
采用ZigBee指紋識別節(jié)點的微處理器實現(xiàn)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(rèn)N=6）；
光學(xué)指紋模塊內(nèi)部集成專業(yè)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(rèn)假率：<0.001%；拒真率：<1.0%；
（3）延時自關(guān)閉門鎖控制節(jié)點（1個，安裝在臺體）
節(jié)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(qū)動繼電器的吸合與斷開實現(xiàn)門鎖的開關(guān)；
延時時間可通過協(xié)議設(shè)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(xiàn)遠程抄表、存儲備檔的功能。
（1）電能表（1個，安裝在臺體）
規(guī)格：15（60）A
通訊方式：RS485
供電：AC220/230V
4)視頻監(jiān)控
要求包括網(wǎng)絡(luò)攝像頭，對所處區(qū)域進行視頻監(jiān)控。
要求網(wǎng)絡(luò)攝像頭采用WIFI傳輸方式、RTSP傳輸協(xié)議，支持物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)端、Android移動端、局域網(wǎng)Web監(jiān)控端都能瀏覽視頻。
（1）WiFi網(wǎng)絡(luò)攝像頭（1個，安裝在臺體）
通信方式：WiFi，DHCP自動獲取IP；
無線標(biāo)準(zhǔn)：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(yīng)；
分辨率：720P/960P/1080P；
網(wǎng)傳幀率，自適應(yīng)調(diào)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(yīng)用系統(tǒng)
1.總體要求
要求包括車速油耗模擬車輛行駛節(jié)點、超聲波節(jié)點以及GPS定位模塊，與基礎(chǔ)主控區(qū)域的溫濕度、空氣質(zhì)量等各種傳感器，實現(xiàn)車輛行駛狀態(tài)監(jiān)測、車內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、行車記錄儀等功能。
2.子功能系統(tǒng)
1）車載信息采集
（1）CAN車速油耗節(jié)點（1個，安裝在臺體）
處理器：CORTEX-M3內(nèi)核，主頻72MHZ，內(nèi)存：64KB，F(xiàn)LASH:512KB；
CAN通信采用SN65HVD230芯片實現(xiàn)；
電機驅(qū)動：
驅(qū)動芯片L298N雙橋直流電機驅(qū)動芯片
驅(qū)動部分端子供電范圍5-35V；
驅(qū)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(diào)試接口：采用MAX232通信調(diào)試接口；
油門監(jiān)測接口：AD采集接口，用于采集油門調(diào)劑旋鈕的旋轉(zhuǎn)值，通過PWM調(diào)節(jié)電機的驅(qū)動能力，調(diào)節(jié)當(dāng)前車速；
外部中斷監(jiān)測，用于監(jiān)測當(dāng)前車輛車速的轉(zhuǎn)速值，計算車當(dāng)前的車速；
（2）超聲波節(jié)點（1個，附件箱）
Zigbee通信，DC5V供電，可測距離。
七、Android接入網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序（1套）
要求具有感控終端拓?fù)湔故?、實時數(shù)據(jù)查看、設(shè)備狀態(tài)查看、數(shù)據(jù)流向展示、系統(tǒng)設(shè)置等功能。
要求可查看Zigbee串口號、信道、PANID；可查看BT節(jié)點的地址碼、連接狀態(tài)；可查看WiFi傳感器節(jié)點的IP和端口信息以及連接狀態(tài)。要求具有修改Zigbee串口號、波特率的功能。
要求網(wǎng)關(guān)能夠設(shè)置采樣頻率，輪詢對臺體工業(yè)級傳感器、實驗級傳感器發(fā)送請求命令，動態(tài)更新傳感器在線離線狀態(tài)、傳感器采樣數(shù)據(jù)、執(zhí)行器控制狀態(tài)等，并可作為終端設(shè)備故障的初步診斷依據(jù)。
具有傳感層數(shù)據(jù)幀實時接收，實時解析，并組成JSON網(wǎng)絡(luò)通訊包的功能，同時具有云服務(wù)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(wǎng)數(shù)據(jù)包的功能，實現(xiàn)信息在傳感層至平臺層的交互。
要求網(wǎng)關(guān)端支持MQTT、HTTP協(xié)議，通過Restful API接口調(diào)用云服務(wù)平臺添加的網(wǎng)關(guān)設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器、攝像頭等終端設(shè)備列表，通過MQTT實現(xiàn)Web端、Android移動端與網(wǎng)關(guān)端之間的M2M通信，實現(xiàn)傳感器信息的發(fā)布與訂閱。
開發(fā)環(huán)境：Android Studio
開發(fā)語言：Android；
通訊方式：WiFi、BlueTooth、ZigBEE、RS485、CAN（需插sim卡）；
通訊協(xié)議：傳感層支持ModbusRTU、自定義傳感網(wǎng)通訊協(xié)議、可選配支持IPv6協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層支持MQTT、HTTP協(xié)議。
八、行業(yè)應(yīng)用云服務(wù)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(chǎn)養(yǎng)殖、牲畜養(yǎng)殖、工廠環(huán)保監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、遠程抄表、車載交通、智能倉儲等應(yīng)用場景。
要求平臺具有用戶登錄、項目管理（場景應(yīng)用的增刪改查）、設(shè)備管理（網(wǎng)關(guān)的增刪改查）、傳感器與控制器的增刪改查、策略管理、以及應(yīng)用管理等功能。
要求能夠顯示項目的名稱、類型、創(chuàng)建時間，能夠顯示網(wǎng)關(guān)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(shù)據(jù)、執(zhí)行器控制狀態(tài)等。
要求系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，支持云端部署，采用Ubuntu操作系統(tǒng)，搭載tomcat服務(wù)器、負(fù)載均衡服務(wù)器、mysql數(shù)據(jù)庫、Mqtt代理服務(wù)器、websockets組件等。數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺作為Web應(yīng)用系統(tǒng)運行在服務(wù)器中，以Web頁面形式統(tǒng)一展示給用戶。
前端采用最新的HTML5編程技術(shù)，內(nèi)置javascript腳本語言；Java使用Bootstrap作為前端UI框架，自帶全局CSS設(shè)置，內(nèi)嵌JQuery插件，用于創(chuàng)建圖像、下拉菜單、導(dǎo)航、警告框、彈出框等；使用hightchars圖表庫，實現(xiàn)網(wǎng)頁上各種動態(tài)圖表，滿足物聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)庫交互、rabbitmq消息隊列技術(shù)并發(fā)處理來自傳感層、應(yīng)用層的各種消息，采用Maven構(gòu)建項目管理，具有Restful API二次開發(fā)接口。
開發(fā)環(huán)境：IDeaUL2016；
開發(fā)語言：JAVA；
前端頁面：HTML5+Node.js；
通訊方式：以太網(wǎng)、Wifi、4G（需插sim卡）；
通訊協(xié)議：MQTT、HTTP協(xié)議。
九、ZigBee傳感器自組網(wǎng)綜合應(yīng)用軟件（1套）
實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立、節(jié)點能量掃描自動入網(wǎng)、節(jié)點之間數(shù)據(jù)的傳輸、串口應(yīng)用、傳感器的采樣與傳輸、以及執(zhí)行器傳輸控制的功能。
支持溫濕度、光敏、光照度、可燃?xì)怏w、三軸加速度、結(jié)露、紅外對射、霍爾、接近開關(guān)、氣壓、顏色、紅外熱釋電、煙霧、火焰、二氧化碳、風(fēng)速、風(fēng)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(zhí)行器的控制與無線傳輸；
支持315Mhz、433MHZ、紅外類遙控設(shè)備的接入轉(zhuǎn)發(fā)與無線控制；
通訊符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，采用TI Z-Stack 2007協(xié)議棧；
支持多任務(wù)處理；支持星形、樹型、網(wǎng)狀三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
支持Packet Sniffer、wireshark抓包分析儀；
支持IAR for EW8051V7.60以上集成開發(fā)環(huán)境。
十、Cortex-M3嵌入式傳感器采集控制軟件（1套）
實現(xiàn)多種傳感器采集、執(zhí)行器控制、感知層協(xié)議組包、以及串口通信的功能。
支持溫濕度、光照度、數(shù)字氣壓、三軸加速度、空氣質(zhì)量、紅外對射、霍爾、接近開關(guān)、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(zhí)行器的控制與無線傳輸；
支持采用6LowPan協(xié)議棧，默認(rèn)不使用；
支持IAR for EWARM V7.4以上集成開發(fā)環(huán)境。
十一、實驗課程
1) 要求支持工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)、嵌入式接口技術(shù)、Android應(yīng)用開發(fā)、行業(yè)應(yīng)用場景綜合實訓(xùn)等課程，可綜合布線。
2) 要求提供工業(yè)485總線實驗不少于5個，如Modbus協(xié)議解析、電流型模擬量采集、電壓型模擬量采集、開關(guān)量采集、繼電器輸出控制；
3) 要求提供Android應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)及行業(yè)場景搭建實訓(xùn)，如智慧農(nóng)業(yè)的大田氣象、大棚種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、牲畜養(yǎng)殖等，智能家居的環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、遠程抄表、門禁控制、視頻監(jiān)控等，智能車載的車載信息查詢等。
4) 要求提供設(shè)備接入云端組建場景實驗不少于7個，如modbus智能農(nóng)業(yè)通風(fēng)應(yīng)用場景、基于modbus的智能農(nóng)業(yè)溫度采集場景、基于modbus的智能農(nóng)業(yè)聯(lián)動控制應(yīng)用場景、基于zigbee的智能窗簾應(yīng)用場景、基于zigbee的家電控制應(yīng)用場景、基于zigbee的智能家居聯(lián)動控制應(yīng)用場景、基于WiFi的光照度采集應(yīng)用場景。
5) 要求提供Web接口應(yīng)用開發(fā)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(guān)控制實驗、NB-IoT云平臺后臺UDP開發(fā)實驗等

1套

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