海联•物联网技术综合实验系统II型

 海联·物联网技术综合实验系统ii型

（型号：ces-iot4412）

物联网技术是在传统互联网技术基础上拓展及延伸的，由于其应用领域极其广泛，几乎涉及各行各业，为了满足行业对专业人才的需要，越来越多的高校申请了物联网工程专业，在教学计划中安排了物联网技术类课程，海天雄电子为满足学校教学需要，结合实际产品开发经验，研发了海联·物联网技术综合实验系统产品系列。

海联·物联网技术综合实验系统侧重于物联网感知层、网络传输层、应用层三层技术的理论和实践教学，该系统中的感知层由各类传感器、rfid射频模块组成，实现了不同物理特性的信息采集，网络层则由物联网关键技术之一的zigbee短距离实现数据信息的通信任务，以及wifi、蓝牙bt、3g等技术实现各种不同网络传输的功能；应用层是物联网三层技术的上层，则由物联网网关构成，实现数据信息的处理以及上层应用的开发。

海联·物联网技术综合实验系统倡导“产品化学习”理念，该系统的设计是结合成熟物联网产品方案，以实际的产品技术导入该实验系统，学生透过对点、块、全局系统的学习，全面掌握物联网前沿技术，从而达到学习知识点与产品知识点的完美结合。

海联·物联网技术综合实验系统ii型在i型的基础上全面提升，实现了模块化设计，整个系统由物联网网关、zigbee无线模块、传感器模块三部分组成，实验系统提供多达数十种课程实验，课程实验提供开放的软件及硬件资源，着重培养学生的实际动手能力，可实现教学、科研等物联网相关课题。

ces-iot4412硬件技术规格

  系统硬件由网关、网络层和感知层硬件组成，包括1个cortex-a9物联网网关、1个zigbee协调器、3个zigbee路由器、15个传感器、3个zigbee控制器、1个rfid射频模块、1个3g通讯模块、1个wi-fi无线模块、1个蓝牙模块和1个ti仿真器组成

（一）cortex-a9物联网网关技术规格

cpu网关处理器：samsungexynos4412 应用处理器，arm cortex-a9内核，四核处理器，主频1.4～1.6ghz内存ram：芯片内置1gblpddr2 sdram，32位数据总线

可编程flash：板载8gbinand flash

lcd显示屏带驱动主板：配7寸多点电容液晶显示屏，分辨率为1024*600

gpu采用内置mali400 mp高性能图形处理器，支持2d/3d图形加速，mfc支持mpeg-2、mpeg-4、h.263、h.264等格式的编解码功能

人机交互：可触控的液晶屏，能够进行本地数据实时查看；可通过usb接口连接鼠标和键盘

板载接口： 4个rs232uart串行口、4个usbhost接口、1路hdmi1.4高清数字视频输出接口、audio数字音频输出接口、1路s/pidif5.1数字音频接口、1个标准vga接口、1个lan以太网接口、4路sdio接口、1路micin接口、1路headphone接口、2路cmoscamera摄像头接口、多个用户功能按键，板载rtc实时时钟备份电池，板载i2ceeprom

板载可拆传感器：平板电脑和手机电子罗盘传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器

支持串行口与无线协调器通信，接收来自各个传感器节点的数据信息，进行数据分析、处理、显示

 （二）网络层技术参数：

  1、zigbee主控模块

  本主控模块采用的主芯片为ti公司的zigbee第二代soc高配芯片cc2530f256。该模块是用于2.4-ghzieee 802.15.4、zigbee和rf4ce 应用的一个真正的片上系统（soc）解决方案。具有如下特点：

模块结合了领先的rf收发器的优良性能，业界标准的增强型8051cpu、8kbram、256k闪存；模块有不同的低功耗运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统，且模式切换时间极短；灵敏度高，发送距离远：该模块采用板载pcb天线，平均增益达到3db以上，经户外实际测试，开阔地通信距离可达200-300m，完全达到了外置天线的通信距离，效果良好；

工作频段：2.4ghz；

工作电压：2.0v-3.6v；

工作温度：-40℃～85℃（标称温度20℃）；

储存温度：-40℃～125℃（标称温度20℃）；

相对湿度：小于95%rh（标称湿度65%rh）；

模块引出cc2530 所有io 引脚，便于功能扩展与二次，连接方式为两排排针连接（2*11pin,2.0mm间距）；

尺寸大小：21mmx25mm；

该模块和本公司所生产的协调器，路由器及终端底板配合使用，构成zigbee网络。

   2. zigbee协调器节点底板

  zigbee主控模块与zigbee协调器节点底板构成zigbee协调器节点，通过主机发送的指令，来发送或接收路由节点或者终端节点数据，并将接收到的数据发送给主机。该底板具有的功能特点：

主控模块接口：2.0间距22针（2排，每排11针）插座接口，与zigbee主控模块相连接；

主机通讯：通过串口电平转换芯片与主机实现串口通信；

与其他节点通信：通过连接的主控板rf功能实现；

供电方式：usb、直流5v或单节锂电池（3.7v）均可；

zigbee主控模块：主控模块供电电路，dc3.3v；

充电电路：锂电充电电路；

功能接口：debug接口，兼容ti标准仿真工具；

功能按键：1个复位，3个普通按键；

led指示灯：电源指示灯、充电指示灯和组网指示灯；

工作温度：-20~50℃（标称温度20℃）；

储存温度：-20~70℃（标称温度20℃）；

相对湿度：小于95%rh（标称湿度65%rh）；

尺寸大小：40mmx68mm。

   3. zigbee路由器节点底板

  zigbee主控模块与zigbee路由器节点底板构成zigbee路由节点，在协调器节点不能和所有的终端节点通信时，路由节点作为一种中介使协调器节点和终端节点通信，实现路由通信功能。该底板具有的功能特点：

主控模块接口：2.0间距22针（2排，每排11针）插座接口，与zigbee主控模块相连接；

与协调器或终端或路由节点通信：通过连接的主控板rf功能实现；

供电方式：usb、直流5v或单节锂电池（3.7v）均可；

zigbee主控模块：主控模块供电电路，dc3.3v；

充电电路：锂电充电电路；

功能接口：debug接口，兼容ti标准仿真工具；

功能按键：1个复位，2个普通按键；

led指示灯：电源指示灯、充电指示灯和组网指示灯；

工作温度：-20~50℃（标称温度20℃）；

储存温度：-20~70℃（标称温度20℃）；

相对湿度：小于95%rh（标称湿度65%rh）；

尺寸大小：40mmx63mm。

4. zigbee终端设备节点底板：

  zigbee主控模块与zigbee终端设备节点底板和传感器模块、控制节点模块、rfid模块等构成zigbee终端节点，完成对设备的控制和数据的采集，包括传感器模块、控制节点模块、rfid模块等数据。该底板具有的功能特点：

主控模块接口：2.0间距22针（2排，每排11针）插座接口，与zigbee主控模块相连接；传感器模块、控制节点模块、rfid模块等接口：2.0间距22针（2排，每排11针）插座接口，与传感器模块、控制节点模块、rfid模块等相连接，引出所有io口；

与协调器或路由节点通信：通过连接的主控板rf功能实现；

供电方式：usb、直流5v或单节锂电池（3.7v）均可；

zigbee主控模块：主控模块供电电路，dc3.3v；

充电电路：锂电充电电路；

功能接口：debug接口，兼容ti标准仿真工具；

功能按键：1个复位，1个普通按键；

led指示灯：电源指示灯、充电指示灯和组网指示灯；

工作温度：-20~50℃（标称温度20℃）；

储存温度：-20~70℃（标称温度20℃）；

相对湿度：小于95%rh（标称湿度65%rh）；

尺寸大小：40mmx63mm。

 （三）感知层技术参数：

  感知层由15种不同功能的传感器模块、3种控制器模块、1个高频rfid射频读卡模块构成。传感器模块包括：温湿度传感器、人体红外感应传感器、光照/光强度传感器、红外测温传感器、震动检测传感器、气压测量传感器、雨滴检测传感器、超声波测距传感器、磁场传感器、红外对射传感器、声音检测传感器、烟雾传感器、酒精传感器、紫外线传感器、高精度6轴惯性导航模块。控制器模块则由继电器控制模块、全彩led模块和蜂鸣器、led灯声光报警模块组成。

 （四）无线射频rfid套件（高频13.56mhz）：

rfid主控mcu选用stc公司的stc89c54rd增强型51单片机；

高时钟频率可达80mhz；

片内搭载16kb的flash程序存储器rom和1kb的数据存储器ram；

射频读写芯片采用nxp公司高集成度的clrc632，其传输率可高达424kbps；

支持iso14443 a&b、icode1、iso15693多标准射频协议；

大非接触距离可达100mm；

配置规格16×2个字符的点阵显示屏，可对相应的数据操作进行显示；

rfid系统通过串行口与上位机网关进行数据通信。

注：可选配125khz低频、900mhz超高频和2.4ghz开发套件。

ces-iot4412软件技术规格

（一） 网关部分

  android4.2.2 jellybean操作系统，linux3.5.0内核，u-boot2012.12bootloader，ramdisk和ext4文件系统格式，全部硬件外设接口驱动程序

基于android系统开发，以新的andorid4.2.2为基础

提供丰富的基于java设计语言的应用程序实例

包含物联网下的无线传感器组网软件

提供典型3g、gps、wifi、bluetooth蓝牙等无线网络实例程序

提供app软件开发环境

支持无线传感器数据包的接收

支持互联网移动设备的开发

支持物联网终端设备的研究和开发

支持软件的二次开发，技术创新

提供物联网智能家居实例

提供物联网安防远程监控系统实例

提供物联网环境监测系统实例

（二）zigbee部分

zigbee2007规范，支持星形网、树状网、mesh网、支持多任务处理

提供基于iar 51集成开发环境的工程仿真调试环境

提供丰富的应用实例

提供ti cc2530单片机下的源程序

支持单片机ad模数转换程序

提供单片机下传感器数据采集/处理程序源程序

提供zigbee rf射频无线数据通信实例

组件配置：

ces-iot4412多达45个传感器模块、8个控制器模块、1个rfid模块可选择：

zigbee模块：

zigbee主控模块       zigbee协调器节点底板       zigbee路由器节点底板        zigbee终端设备节点底板

标配传感器模块（15个）：

温湿度传感器模块       人体红外感应传感器模块        光照/光强度传感器模块 

红外测温传感器模块    震动检测传感器模块            气压测量传感器模块

雨滴检测传感器模块    超声波测距传感器模块          磁场传感器模块

红外对射传感器模块    声音检测传感器模块            烟雾传感器

酒精传感器            紫外线传感器模块              高精度6轴惯性导航模块

标配控制器模块（3个）：   

蜂鸣器+led灯声光报警模块      继电器控制模块       全彩led模块

选配传感器模块（30个）：        

光敏传感器模块              热敏传感器模块      土壤湿度检测传感器模块

称重传感器模块              霍尔传感器模块      红外反射传感器模块

避障传感器模块              颜色识别传感器模块   干簧管传感器模块

甲烷/天然气传感器           煤气/液化气传感器   三轴加速度/倾斜角传感器模块

液化气/丁烷/丙烷传感器      一氧化碳传感器      氢气传感器

臭氧传感器                 空气质量传感器      一氧化碳/甲烷/液化石油气传感器

硫化氢传感器               氨气传感器          甲醛传感器

氟利昂传感器               二氧化硫传感器      甲苯传感器

乙炔传感器                 二氧化碳传感器      火焰传感器

电容触摸传感器              电流传感器模块      结露传感器模块

选配控制器模块（5个）：

直流电机控制模块           步进电机控制模块     led点阵显示控制模块

led照明模块                ipcamera

标配rfid模组（1个）：

rfid模块（13.56mhz）