HL-WLW04無(wú)線傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗(yàn)箱
1. 【產(chǎn)品簡(jiǎn)介】
無(wú)線傳感網(wǎng)全功能實(shí)驗(yàn)箱，集成Bluetooth、WiFi、IEEE802.15.4、ZigBee等短距離無(wú)線通信技術(shù)，將6LowPAN(IPv6)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議應(yīng)用到短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，與ZigBee使用的ZStack協(xié)議棧并存，支持雙協(xié)議棧；集成LoRa、NB-IoT等長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)，自定義傳感網(wǎng)協(xié)議，CoAP應(yīng)用協(xié)議，實(shí)現(xiàn)主從機(jī)組網(wǎng)應(yīng)用，平臺(tái)接入應(yīng)用。采用三星Cortex-A9 S5P4418四核處理器作為智能網(wǎng)關(guān)，支持6LowPAN、Z-Stack、自定義傳感網(wǎng)協(xié)議等多協(xié)議解析，具有1GB內(nèi)存、8GB大容量存儲(chǔ)空間、7寸電容觸摸顯示屏、豐富的外圍接口，可板載GPS定位、WIFI/BT二合一通訊、4G移動(dòng)通訊等多種模塊，內(nèi)嵌Android、Linux雙系統(tǒng)，可一鍵切換。
系統(tǒng)提供豐富的實(shí)驗(yàn)例程、實(shí)驗(yàn)手冊(cè)、教學(xué)視頻等課程資源，能夠滿足嵌入式接口技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、Android移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)等課程的教學(xué)與實(shí)踐。
2. 【產(chǎn)品特點(diǎn)】
Ø 窄帶物聯(lián)：集成LoRa、NB-IoT無(wú)線傳感網(wǎng)模塊，具有2km遠(yuǎn)距離傳輸、協(xié)議轉(zhuǎn)換、平臺(tái)接入的功能。
Ø 多網(wǎng)融合：將藍(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4多種組網(wǎng)方式，通過(guò)IPv6協(xié)議融合在一起，實(shí)現(xiàn)協(xié)議層的多網(wǎng)融合；并通過(guò)COAP應(yīng)用協(xié)議開(kāi)放接口，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線采集與控制。同時(shí)提供ZigBee組網(wǎng)。
Ø 身份：WiFi、藍(lán)牙、IEEE802.15.4傳感器節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一采用IPv6協(xié)議組網(wǎng)通信，具有的網(wǎng)絡(luò)地址。
Ø 結(jié)構(gòu)統(tǒng)一：藍(lán)牙、WiFi、IEEE802.15.4等節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一采用Cortex-M3嵌入式處理器、Contiki操作系統(tǒng)和6Lowpan IPv6協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。ZigBee節(jié)點(diǎn)采用CC2530芯片，同時(shí)擔(dān)當(dāng)傳感器采集與無(wú)線通信。所有節(jié)點(diǎn)的處理器模塊、無(wú)線通信模塊、傳感器模塊通過(guò)插針?lè)绞脚c底板連接，易于更換。每個(gè)節(jié)點(diǎn)自帶OLED屏顯示網(wǎng)絡(luò)信息、組網(wǎng)狀態(tài)、以及傳感器采樣數(shù)值。結(jié)構(gòu)如圖所示。
實(shí)驗(yàn)箱的組成結(jié)構(gòu)示意圖
Ø 類型豐富：支持溫濕度檢測(cè)、光強(qiáng)檢測(cè)、三軸加速度、煙霧檢測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)、霍爾檢測(cè)、氣壓檢測(cè)、接近檢測(cè)、結(jié)露檢測(cè)、繼電器控制、聲光控制、步進(jìn)電機(jī)控制等多種感控節(jié)點(diǎn)。
Ø 一鍵切換：網(wǎng)關(guān)支持Android和Linux雙系統(tǒng)，一次燒寫(xiě)，一鍵切換，默認(rèn)運(yùn)行Android系統(tǒng)。減少燒寫(xiě)系統(tǒng)消耗的時(shí)間，方便不同興趣的用戶快速進(jìn)入開(kāi)發(fā)狀態(tài)。
Ø 拓?fù)湔故?/span>：以拓?fù)鋱D形式展示節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)服務(wù)的連接關(guān)系，實(shí)時(shí)流動(dòng)地顯示傳感器數(shù)據(jù)的上行、下行走向。
Ø 場(chǎng)景可擴(kuò)：節(jié)點(diǎn)處理器模塊、通信模塊、傳感器模塊支持任意互換，燒寫(xiě)固件后，支持不同的無(wú)線通信方式，可擴(kuò)展不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
3. 【硬件組成】
集成Bluetooth、WiFi、IEEE802.15.4、ZigBee等短距離無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，ZigBee協(xié)調(diào)器、IEEE802.15.4邊界路由器、LoRa長(zhǎng)距離傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、NB-IoT長(zhǎng)距離無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。采用Cortex-A9四核處理器為智能網(wǎng)關(guān)，板載7寸電容觸摸顯示屏、板載WIFI/BT通信等多種模塊，具有豐富的外圍接口，外擴(kuò)I/O擴(kuò)展板，內(nèi)嵌Android、Linux雙系統(tǒng)，可一鍵切換，默認(rèn)運(yùn)行Android系統(tǒng)。
詳細(xì)布局如圖所示。
硬件布局圖
無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)均采用模塊化設(shè)計(jì)，主要由接口底板、無(wú)線通信模塊、微處理器模塊、及傳感器調(diào)理板，通過(guò)插針對(duì)應(yīng)連接而成，支持自由組合。自帶OLED屏顯示網(wǎng)絡(luò)信息、組網(wǎng)狀態(tài)、以及傳感器采樣數(shù)值。如圖所示，展示節(jié)點(diǎn)各模塊的連接方式。
無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)組成圖
傳感器模塊，支持不同傳感器工作原理，如電阻式、電感式、壓電式、電磁式、光電式等，集成十多種傳感器類型。
4. 【軟件功能】
Ø 可以滿足多種物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)，如單片機(jī)與傳感器、嵌入式接口技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、Android移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)等課程實(shí)驗(yàn)。
Ø 傳感器節(jié)點(diǎn)具有環(huán)境參數(shù)采集或設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制的功能。
Ø 可組建WiFi、藍(lán)牙、IEEE802.15.4三種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)Contiki操作系統(tǒng)和IPv6協(xié)議，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸；
Ø 具有ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組建的功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸；
Ø 具有LoRa無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組建的功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸；
Ø 具有NB-IoT平臺(tái)接入的功能，能夠?qū)?/span>LoRa傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳感器采集與執(zhí)行器控制。
Ø 網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件具有CoAP應(yīng)用協(xié)議、ZigBee應(yīng)用協(xié)議解析的功能，通過(guò)CoAP服務(wù)和串口服務(wù)，對(duì)WiFi、藍(lán)牙、IEEE802.15.4、以及ZigBee傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，Mesh拓?fù)鋱D的形式實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)流的上、下行走向。
多網(wǎng)融合MeshTop圖 |
ZigBee組網(wǎng)拓?fù)鋱D |
Ø 網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件展示的傳感器節(jié)點(diǎn)，可隨意拖動(dòng)，不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流向。
Ø 可在拓?fù)鋱D中點(diǎn)擊任一種傳感器節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入下一級(jí)界面，查看當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣數(shù)值、曲線形式展示，或控制設(shè)備開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
溫濕度節(jié)點(diǎn)采樣曲線展示
紅外對(duì)射傳感器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)
5. 【課程資源】
5.1 單片機(jī)與傳感器
實(shí)驗(yàn)類型 | 典型實(shí)驗(yàn)名稱 | |
CC2530接口技術(shù) | 實(shí)驗(yàn)一、CC2530開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建 實(shí)驗(yàn)二、通用IO端口應(yīng)用——LED燈亮滅控制 實(shí)驗(yàn)三、通用IO端口應(yīng)用——按鍵查詢方式點(diǎn)燈 實(shí)驗(yàn)四、外部中斷應(yīng)用——按鍵中斷方式點(diǎn)燈 實(shí)驗(yàn)五、定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用——T1定時(shí)查詢方式點(diǎn)燈 實(shí)驗(yàn)六、定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用——T3定時(shí)中斷方式點(diǎn)燈 | 實(shí)驗(yàn)七、UART接口應(yīng)用——串口數(shù)據(jù)的收發(fā)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、AD轉(zhuǎn)換應(yīng)用——內(nèi)部溫度檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)九、睡眠定時(shí)器應(yīng)用——低功耗休眠與喚醒 實(shí)驗(yàn)十、獨(dú)立看門(mén)狗應(yīng)用——設(shè)備宕機(jī)檢測(cè)與復(fù)位 實(shí)驗(yàn)十一、DMA應(yīng)用——串口DMA傳輸 實(shí)驗(yàn)十二、模擬IIC總線應(yīng)用——OLED屏秒表顯示 |
CC2530傳感器 | 實(shí)驗(yàn)一、光敏傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、結(jié)露傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、溫濕度實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)四、紅外接近傳感器開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、數(shù)字氣壓傳感器開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、繼電器控制實(shí)驗(yàn) |
5.2 嵌入式接口技術(shù)
實(shí)驗(yàn)類型 | 典型實(shí)驗(yàn)名稱 | |
嵌入式接口技術(shù) | 實(shí)驗(yàn)一、Led閃爍控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、按鍵中斷檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、串口收發(fā)通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、Systick延時(shí)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、OLED顯示控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、RTC設(shè)置實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)七、IWDG獨(dú)立看門(mén)狗宕機(jī)檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)八、WWDG窗口看門(mén)狗實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)九、定時(shí)器燈控實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)十、嵌入式單片機(jī)內(nèi)部溫度采集 實(shí)驗(yàn)十一、串口DMA傳輸實(shí)驗(yàn) |
嵌入式傳感器采集控制 | 實(shí)驗(yàn)一、溫濕度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、光敏傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、三軸加速度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、霍爾檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、振動(dòng)傳感器實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)七、LED蜂鳴器傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八、繼電器控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)九、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)十、紅外接近傳感器檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)十一、數(shù)字壓力傳感器檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)十二、結(jié)露傳感器檢測(cè) |
5.3 無(wú)線通信技術(shù)
實(shí)驗(yàn)類型 | 典型實(shí)驗(yàn)名稱 | |
CC2530射頻通信 | 實(shí)驗(yàn)一、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、廣播通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、RSSI信號(hào)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)四、空中信道實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、無(wú)線遙控實(shí)驗(yàn) |
Z-Stack協(xié)議棧開(kāi)發(fā) | 實(shí)驗(yàn)一、Z-Stack協(xié)議棧工程解析 實(shí)驗(yàn)二、多點(diǎn)自組網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)三、信息廣播/組播 實(shí)驗(yàn)四、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)-星型網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)五、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)-網(wǎng)狀網(wǎng) | 實(shí)驗(yàn)六、ZStack綁定實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七、ZStack串口收發(fā)應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)八、ZStack溫濕度無(wú)線采集 實(shí)驗(yàn)九、ZStack聲光無(wú)線控制 |
Wi-Fi無(wú)線通信 | 實(shí)驗(yàn)一、Wi-Fi AT命令配置 實(shí)驗(yàn)二、Wi-Fi STA模式配置 實(shí)驗(yàn)三、Wi-Fi AP模式配置 實(shí)驗(yàn)四、Wi-Fi STA+AP模式配置實(shí)驗(yàn)五、Wi-Fi RSSI信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè) | 實(shí)驗(yàn)六、Wi-Fi STA客戶端模式 實(shí)驗(yàn)七、Wi-Fi STA服務(wù)器模式 實(shí)驗(yàn)八、Wi-Fi Socket雙向通信 實(shí)驗(yàn)九、Wi-Fi光照無(wú)線采集與控制 |
藍(lán)牙無(wú)線通信 | 實(shí)驗(yàn)一、藍(lán)牙模塊AT命令測(cè)試 實(shí)驗(yàn)二、藍(lán)牙信息AT命令查詢 | 實(shí)驗(yàn)三、藍(lán)牙模塊主從無(wú)線通信 實(shí)驗(yàn)四、藍(lán)牙模塊無(wú)線點(diǎn)燈 |
RPL802.15.4無(wú)線通信 | 實(shí)驗(yàn)一、CC2530模塊簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)二、802.15.4協(xié)議簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)三、SLIP協(xié)議簡(jiǎn)介 | 實(shí)驗(yàn)四、PAN ID、CHANNEL簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)五、CC2530模塊單體測(cè)試實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、CC2530模塊結(jié)合測(cè)試實(shí)驗(yàn) |
LoRa無(wú)線通信 | 實(shí)驗(yàn)一、LoRa模塊AT指令測(cè)試 實(shí)驗(yàn)二、LoRa點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信 | 實(shí)驗(yàn)三、LoRa振動(dòng)無(wú)線采集 實(shí)驗(yàn)四、LoRa步進(jìn)電機(jī)無(wú)線控制 |
NB-IoT無(wú)線通信 | 實(shí)驗(yàn)一、NB-IoT模塊AT指令交互 實(shí)驗(yàn)二、NB-IoT信號(hào)強(qiáng)度查詢 實(shí)驗(yàn)三、NB-IoT擾碼配置 實(shí)驗(yàn)四、NB-IoT開(kāi)機(jī)入網(wǎng) | 實(shí)驗(yàn)五、NB-IoT發(fā)送數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)六、NB-IoT CoAP協(xié)議接入平臺(tái) 實(shí)驗(yàn)七、NB-IoT傳感網(wǎng)設(shè)備平臺(tái)監(jiān)控 |
5.4 物聯(lián)網(wǎng)微操作系統(tǒng)
基于Cortex-M3嵌入式的Contiki-OS實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)一、ContikiOS系統(tǒng)移植 實(shí)驗(yàn)二、Contiki LED控制 實(shí)驗(yàn)三、Contiki多線程通信 實(shí)驗(yàn)四、Contiki進(jìn)程間通信 | 實(shí)驗(yàn)五、Contiki按鍵檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)六、Contiki定時(shí)器使用 實(shí)驗(yàn)七、Contiki OLED顯示控制 |
基于IPv6的組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)一、Contiki網(wǎng)絡(luò)工程解析 實(shí)驗(yàn)二、IPv6網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三、節(jié)點(diǎn)間IPv6-UDP通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、節(jié)點(diǎn)間IPv6-TCP通信實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)五、RPL802.15.4 IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六、WIFI 節(jié)點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)IPv6組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) |
IPv6網(wǎng)關(guān)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)一、IPv6協(xié)議的多網(wǎng)融合框架 實(shí)驗(yàn)二、傳感器數(shù)據(jù)通信協(xié)議 | 實(shí)驗(yàn)三、IPv6網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚C合應(yīng)用實(shí)驗(yàn) |
6. 【配置清單】
序號(hào) | 名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | Cortex-A9網(wǎng)關(guān) | 1 | 含7寸電容觸摸顯示屏 |
2 | 網(wǎng)關(guān)I/O基礎(chǔ)功能模塊 | 1 | |
3 | NB無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān) | 1 | Cortex-M3處理器，帶NB模塊 |
4 | IEEE802.15.4主機(jī) | 1 | |
5 | ZigBee協(xié)調(diào)器 | 1 | |
6 | Cortex-M3核心板 | 9 | Cortex-M3核心模塊+底板 |
7 | CC2530主控底板 | 3 | 僅是短底板 |
8 | 藍(lán)牙通信模塊 | 2 | |
9 | WiFi通信模塊 | 2 | |
10 | IEEE802.15.4通信模塊 | 3 | |
11 | ZigBee通信模塊 | 3 | 需焊接OLED排座 |
12 | LoRa通信模塊 | 3 | |
13 | 繼電器控制模塊 | 1 | |
14 | 槽型紅外對(duì)射傳感器模塊 | 1 | |
15 | 振動(dòng)傳感器模塊 | 1 | |
16 | 步進(jìn)電機(jī)控制模塊 | 1 | |
17 | 溫濕度傳感器模塊 | 1 | |
18 | 光敏傳感器模塊 | 1 | |
19 | LED蜂鳴器控制模塊 | 1 | |
20 | 霍爾傳感器模塊 | 1 | |
21 | 三軸加速度傳感器模塊 | 1 | |
22 | 紅外接近傳感器模塊 | 1 | |
23 | 大氣壓力傳感器模塊 | 1 | |
24 | 結(jié)露傳感器模塊 | 1 | |
25 | Android網(wǎng)關(guān)多網(wǎng)融合拓?fù)鋺?yīng)用軟件 | 1 | |
26 | IPv6無(wú)線傳感網(wǎng)綜合應(yīng)用程序 | 1 | 無(wú)需報(bào)價(jià)，與硬件一起 |
27 | ZigBee傳感網(wǎng)透明傳輸應(yīng)用程序 | 1 | 無(wú)需報(bào)價(jià)，與硬件一起 |
28 | NB無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序 | 1 | 無(wú)需報(bào)價(jià)，與硬件一起 |
29 | DC5V3A電源適配器 | 1 | |
30 | 交叉串口線 | 1 | |
31 | 網(wǎng)線 | 1 | |
32 | Micro USB數(shù)據(jù)線 | 1 | |
33 | 方口USB數(shù)據(jù)線 | 1 | |
34 | CC2530 Debugger調(diào)試器 | 1 | |
35 | TF卡讀寫(xiě)器 | 1 | |
36 | TF Card | 1 | |
37 | USB轉(zhuǎn)串口線 | 1 | |
38 | J-link仿真器 | 1 | |
39 | 程序下載調(diào)試板 | 1 | |
40 | 磁鐵 | 1 | |
41 | NB-IoT物聯(lián)卡 | 1 | 提供1年流量 |
42 | 箱體 | 1 | 尺寸：52*32*20cm |
