一、產(chǎn)品介紹
YG-IOTV3物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，是對(duì)傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱的一個(gè)革新，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱只滿足"無(wú)線傳感網(wǎng)"一門(mén)課的局限，擴(kuò)展到滿足物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)如下課程：
YG-IOTV3適合課程開(kāi)設(shè)
每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于"傳感器+處理器"的架構(gòu)，可以獨(dú)立運(yùn)行，配合20 多種傳感器模塊，滿足物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)"智能傳感器"相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
基于"傳感器+MCU"的智能傳感器單元
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱只包含一種ZIGBEE 無(wú)線組網(wǎng)，YG-IOTV3引入多種國(guó)際主流無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)，除了包含ZIGBEE 無(wú)線組網(wǎng)，還包含藍(lán)牙無(wú)線組網(wǎng)，WIFI 無(wú)線組網(wǎng)和EN-OCEAN無(wú)線組網(wǎng)。并且每個(gè)無(wú)線通信模塊可以獨(dú)立運(yùn)行。
包含的無(wú)線通信模塊
可獨(dú)立使用的無(wú)線通信模塊
其中EN-OCEAN是國(guó)際流行的，也是成熟的無(wú)線無(wú)源組網(wǎng)技術(shù)，供電來(lái)自環(huán)境能源獲取，在國(guó)外各個(gè)行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，也導(dǎo)引進(jìn)了我們的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
把無(wú)線通信核心模塊插到智能傳感器底板上，便可以組合成各種無(wú)線通信形式的傳感節(jié)點(diǎn)。
這些無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，結(jié)合網(wǎng)關(guān)、云端可以非常方便地構(gòu)筑各種完整的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成ZIGBEE無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、WIFI無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和EN-OCEAN無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)絡(luò)層結(jié)合無(wú)線節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和計(jì)算機(jī)，可以構(gòu)成不同的網(wǎng)絡(luò)層架構(gòu)；節(jié)點(diǎn)云、局域云和廣域云。
節(jié)點(diǎn)云
對(duì)單個(gè)學(xué)生，可以有不同無(wú)線節(jié)點(diǎn)構(gòu)成"節(jié)點(diǎn)云"，學(xué)習(xí)過(guò)程主要側(cè)重于無(wú)線組網(wǎng)協(xié)議，學(xué)習(xí)無(wú)線組網(wǎng)協(xié)議的架構(gòu)，原理及代碼實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單組網(wǎng)，可以直接由協(xié)調(diào)器直接連接學(xué)生計(jì)算機(jī)，通過(guò)編程環(huán)境實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議學(xué)習(xí)，也可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)連接，并在網(wǎng)關(guān)上實(shí)現(xiàn)基本人機(jī)交互。
無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室局域云
為了方便教師管理，不同學(xué)生組網(wǎng)設(shè)備可以互聯(lián)，把每個(gè)節(jié)點(diǎn)、每個(gè)實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示到教室的教師服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)管理、用戶管理及基于這些數(shù)據(jù)形成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。
傳感網(wǎng)廣域云
為了配合學(xué)生真正體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，基于我們的廣域云平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)廣域手機(jī)APP和教室里面的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)互通，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的"物聯(lián)網(wǎng)"。
搭建于公有云之上的" CLOUD!"
為了支持物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，投入建設(shè)開(kāi)放的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)云平臺(tái)，傳感節(jié)點(diǎn)基于RESTful API 和云端通信，基于云端開(kāi)發(fā)了系列化功能，例如云存儲(chǔ)、云報(bào)警、固件更新、云端編程等功能，作為全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)教育廣域互聯(lián)的基礎(chǔ)平臺(tái)。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、多課程適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，滿足多課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)，除了傳感網(wǎng)課程之外，還滿足智能傳感器、組網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)中間件，物聯(lián)網(wǎng)工程等課程實(shí)驗(yàn)。
2、多種無(wú)線組網(wǎng)，除了ZIGBEE 組網(wǎng)，還引入了藍(lán)牙連接、WIFI 組網(wǎng)和EN-OCEAN 組網(wǎng)，呈現(xiàn)比較完整的無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)。
3、創(chuàng)引入EN-OCEAN 組網(wǎng)技術(shù)，引入國(guó)際成熟應(yīng)用的無(wú)源無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)可以大面積應(yīng)用的技術(shù)。
4、具有節(jié)點(diǎn)云、局域云、廣域云三層云架構(gòu)，方便學(xué)習(xí)，也方便管理，也方便創(chuàng)新應(yīng)用。
三、系統(tǒng)硬件配置和軟件資源
IOTV3實(shí)驗(yàn)箱是由智能傳感器模塊、各種通信模塊、網(wǎng)關(guān)單元及各種配套軟件構(gòu)成的新一代物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
1、硬件配置：
| 設(shè)備 | 參數(shù)描述 | 數(shù)量 | |
|---|---|---|---|
| 智能傳感器底板 | 32位處理器，USB接口直接和PC相連，帶A/D采集、D/A輸出，I2C接口，SPI接口，可以直接接入各種模擬，數(shù)字傳感器 | 8 | |
| 傳感器 | 溫度、濕度、加速度、噪聲、多種氣體參數(shù)、無(wú)線無(wú)源動(dòng)作開(kāi)關(guān)，無(wú)線無(wú)源溫濕度等。 | 8 | |
| 通信模塊 | ZigBee通信模塊 | M4處理器+ZigBee | 8 |
| WIFI通信模塊 | TI CC3000/CC3101 | 1 | |
| 藍(lán)牙通信模塊 | CC2540/CC256雙模藍(lán)牙 | 1 | |
| EN-OCEAN通信模塊 | TCM310無(wú)線無(wú)源雙向通信 | 2 | |
| M4網(wǎng)關(guān) | CPRTEX-M4處理器，以太網(wǎng)接口，ZigBee接入、WIFI接入、藍(lán)牙介入、EN-OCEAN接入、I/O擴(kuò)展、多路UART擴(kuò)展、SPI擴(kuò)展、I2C擴(kuò)展 | 1 | |
| A9網(wǎng)關(guān) | TI OMAP4460處理器，1.5G多核處理器，7寸電容觸控屏，2.4G/53.8G WIFI擴(kuò)展，GPS，NFC，BLE等接口。 | 可選 | |
2、軟件資源：
| 知識(shí)點(diǎn) | 參數(shù) |
|---|---|
| 智能傳感器 | 基于32位處理器，開(kāi)發(fā)智能傳感器應(yīng)用，USB接口直接和PC相連便可以調(diào)試，帶A/D采集、D/A輸出，I2C接口，SPI接口，可以直接接入各種模擬，數(shù)字傳感器。提供各種傳感器，包括溫度、濕度、加速度、噪聲、多種氣體參數(shù)、無(wú)線無(wú)源動(dòng)作開(kāi)關(guān)，無(wú)線無(wú)源溫濕度等傳感器的智能信號(hào)采集、智能信號(hào)處理和智能信號(hào)傳輸軟件樣例。 |
| ZigBee組網(wǎng) | ZigBee PRO協(xié)議學(xué)習(xí)，基于協(xié)議了解自組織低功耗無(wú)線傳感網(wǎng)的協(xié)議層知識(shí)，基于API實(shí)踐組網(wǎng)特性。 |
| WIFI組網(wǎng) | 基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的WIFI SOC 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，SMART CONFIG等功能，基于TCP/HTTP協(xié)議開(kāi)發(fā)與局域云或廣域云的通信。 |
| 藍(lán)牙組網(wǎng) | 藍(lán)牙2.1/藍(lán)牙4.0與計(jì)算機(jī)組網(wǎng)及與智能手機(jī)互聯(lián)，基于互聯(lián)開(kāi)發(fā)基本的應(yīng)用程序。 |
| EN-OCEAN組網(wǎng) | 基于EN-OCEAN PROFILE通信協(xié)議開(kāi)發(fā)無(wú)源無(wú)線傳感器網(wǎng)應(yīng)用，提供基于PROFILE的各種通信應(yīng)用樣例程序，包括能量收集單元的開(kāi)發(fā)編程和收發(fā)模塊的開(kāi)發(fā)編程。 |
| 組網(wǎng)技術(shù) | 基于物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)，基于網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層歸一化，標(biāo)準(zhǔn)化，并實(shí)例化。 |
| 物聯(lián)網(wǎng)工程 | 基于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用背景，開(kāi)發(fā)典型綜合應(yīng)用，包括智能家居、只能樓宇、智慧社區(qū)、智慧農(nóng)業(yè)等工程綜合樣例。 |
| 局域教師管理軟件 | 提供教師機(jī)管理軟件一套，部署在教師服務(wù)器上，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可以形成初步的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。 |
| 廣域云 | 基于部署在公有云上的服務(wù)接口，學(xué)生設(shè)備通過(guò)HTTP的RESTful API就可以實(shí)現(xiàn)廣域傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合我們提供的Android和ISO的APP就可以非常方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。基于云平臺(tái)我們還可以實(shí)現(xiàn)云固件程序下載和云端編程。 |
