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智能物联网实训平台

物联网 Zigbee3.0 BLE WSN IOT BLE NB-IOT Wi-Fi EFR32MG 动态多协议

智能物联网实训平台承载物联网软、硬两方面能力培养,硬件能力主要包括芯片级集成电路设计和模块级集成电路设计,软件能力主要包括嵌入式开发和多种网络协议开发。

物联网 Zigbee3.0 BLE WSN IOT BLE NB-IOT Wi-Fi EFR32MG 动态多协议

  • 产品名称: 智能物联网实训平台
  • 产品型号: TC-IOTS-MDK
  • 适用院校: 高职、本科
  • 技术侧重点: 物联网、WSN、 Zigbee3.0、BLE5.0、Wi-Fi
  • 可选传感器: 温度、温度、光照度、二氧化碳、雨雪变送器、土壤温湿度传感器、风速、风向等传感器
  • 与云平台通讯协议: MQTT、TCP/IP
  • 产业或技术热点: 智能家居、无线传感器网络、工业4.0、智慧农业、智能灯光、综合布线、
  • 品牌: 百微

  • 产品参数
  • 产品名称: 智能物联网实训平台
  • 产品型号: TC-IOTS-MDK
  • 适用院校: 高职、本科
  • 技术侧重点: 物联网、WSN、 Zigbee3.0、BLE5.0、Wi-Fi
  • 可选传感器: 温度、温度、光照度、二氧化碳、雨雪变送器、土壤温湿度传感器、风速、风向等传感器
  • 与云平台通讯协议: MQTT、TCP/IP
  • 产业或技术热点: 智能家居、无线传感器网络、工业4.0、智慧农业、智能灯光、综合布线、
  • 品牌: 百微

智能物联网实训平台承载物联网软、硬两方面能力培养,硬件能力主要包括芯片级集成电路设计和模块级集成电路设计,软件能力主要包括嵌入式开发和多种网络协议开发。

智能物联网实训平台提供硬件实验主要实训包括电源硬件设计实训,液晶显示屏设计实训,传感器模块设计实训,无线模块设计实训,微控制器设计实训和网关设计实训等。软件实验实训主要包括物联网先进网络通信技术和多种传感器的采集传输应用开发功能的实验实训,包含Zigbee、BLE5.0 & BLE mesh、Lora &Lora Wan、NB-IOT & Cat1、Sub G、Wi-Fi、SDR、卫星通信等,支撑从单片机开发、嵌入式开发、无线通信协议应用开发、传感器应用开发、app开发、web应用开发的全栈能力。


智能物联网实训平台主要面向物联网工程专业,同时兼容通信工程、电子信息工程、自动化、人工智能、计算机等专业。

智能物联网实训平台主要承担课程包括通信原理、微机原理及应用、计算机网络、C语言程序设计、软件技术基础、天线与微波技术、射频识别基础、传感器原理及应用、无线传感网络、单片机原理及应用、嵌入式系统设计、物联网工程专业实习等。

智能物联网实训平台承载物联网软、硬两方面能力培养,按实验室配置硬件特点划分为如下表所示各功能模块。

序号

功能模块

模块内容

AD1

智能电源管理

平台实现智能开关识别与电量统计,平台配置了智能断路器,其是一款用于控制回路通断电的智能设备,具有过载及短路保护功能,同时可通过手机远程控制断路器分闸合闸,能够实时显示设备状态,并能对回路用电量监测统计,可定时、延时、联动控制,产品性能可靠,分断能力强,脱扣迅速,是作为学校、家庭、办公室和工业等场景能源管理的重要控制设备。

AD2

网关功能模块

网关功能模块包括边缘计算网关和物联网网关,实现物联网数据汇聚、数据分析、数据上传与命令下发、过滤和边缘计算等。

AD3

无线通信开发模块

本模块配置无线功能模块包括Zigbee、Wi-Fi、Sub G(433M)、LoRa、NB-IOT等,进行主要无线通信网络的开发学习。

AD4

先进技术开发模块

本模块配置了人工智能和Matter开发套件,人工智能套件包含软/硬件一体的面向AI人工智能方向开发系统,融合边缘计算,人脸识别,机器视觉,语音识别诸多 AI 技术。

Matter开发解决方案主要在于提供统一的应用层来汇集多个智能家庭生态系统,无论是蓝牙、Thread、Wi-Fi、Zigbee,都可以通过该解决方案,使开发人员能够将产品与Matter和所有主要的智能设备生态系统连接起来。

AD5

动态多协议开发模块

本模块提供了完整动态多协议软、硬件一体开发解决方案,包括最新Zigbee3.0、BLE5.0。

AD6

智慧传感系统功能开发模块

平台配置了包含丰富传感器模块和可控制单元,平台传感器功能模块有:温度、温度、光照度、二氧化碳、雨雪变送器、土壤温湿度传感器、风速、风向等传感器。也可通过继电器控制风扇和报警灯等控制单元。

AD7

物联网中间件模块

本模块配置了丰富传感器和中间件,汇聚中间件有数字量和模拟量模块等,可实现传感器采集数据快速汇聚、转换和分发等。通过多种传感器和中间件适当组合可构建各种物联网应用场景。

AD8

协议分析模块

本模块配置协议分析模块使看不见、摸不着的无线信号变为看得见通信协议、看得见的数据包。

AD9

电路设计模块

硬件设计主要包括芯片级集成电路设计和模块级集成电路设计。

AD10

嵌入式基础

C51、Cortex内核及外设接口(spi、i2c、uart、gpio)资源开发与应用。



(一)智能物联网实训工位    1套

1.桌面型实训工位,灵活快速搭建物联网研发环境。

2.可重构,模块化整体设计,可根据行业或实验场景将不同物联网部件自由组合,并可随物联网技术发展增加相应部件。

3.配置网孔面板,可灵活安装各类物联网研发设备。

4.工位背面可设置线槽,方便设备安装、布线与接线实训。

5.内置强弱电供电系统,带接地保护功能,配置8组强电(AC220V)五孔供电插座,2组直流弱电(DC24V)供电接口,满足工位上各类物联网设备的供电需要。

6.工位尺寸W900mm*D265mm*H700mm。

(二)智能终端 1台

1.配置ARM Cortex-A17架构CPU处理器RK3288/4核主频1.8Ghz。运行内存2GB,FLASH=8GB EMMC。

2.GPU为ARM Mali-T764,10寸电容式全视角触摸屏。分辨率为800*1280,MIPI接口,支持双屏异显。

3.配置4路RS232,2路RS485接口。2路RS485与RS232复用,232接口为PH-2.0MM-10P座子,485接口为PH-2.0MM-4P座子。

4.配置4路USB HOST,1路MIC,2路SPK接口,1路10/100Mbps自适应网络接口。1路HDMI2.0通用接口,1路TF卡接口,1路标准SIM卡,4路IO接口,支持3V3的IO,接口为PH2.0MM-5P座子。

5.配备AP6212蓝牙/Wi-Fi二合一模块,支持蓝牙4.2协议。支持4G和GPS扩展。

6.DC12V电源供电。两个LED灯,POWER灯是电源指示灯,安卓屏正常供电时,POWER灯保持常亮。

7.安卓7.1操作系统。

8.支持多种数据采集方式,包含AI边缘计算网关连接和串口(RS232\RS485)直连方式。

9.多通道数据传输,至少支持Wi-Fi/RS232/RJ45/RS485/BLE等多种数据传输方式,具备连接物联网云平台功能。

10.配备双声道4R/3W功放和SPK接插件PH2.0MM-4P座子。

11.对外引出4路USB HOST,TF卡接口,标准SIM卡接口。

12.配置的IO接口为支持3V3的IO,接口为PH2.0MM-5P座子。

13.默认配置25cm长棒状天线。

14.电压范围为最小值9V,最大值30V,典型值12V。电流范围为测试条件12V,典型值620mA。推荐额定值:12V/3.3A。

15.预装的软件包括配置维护、设置、视频播放器、资源管理器、物联网应用程序、串口调试程序等。

16.整机尺寸为255*170mm。

(三)CC2530开发节点 3个

1.主控制芯片CC2530F256,Flash=256K,RAM=8KB。

2.串口通信为波特率115200baud,8个数据位,无校验位,1个停止位。

3.无线频率为2.4GHz,接收灵敏度为-95dBm。无线传输协议为ZigBee2007/PRO。无线传输距离是无遮挡情况下不低于30米。

4.支持扩展RS485有线传感连接,支持外扩传感器连接,支持连接本平台所有传感器、传感器扩展板和执行器。

5.DC5V供电,配置个DEBUG调试和下载接口,2个功能按键,2个LED指示灯,1个USB转串口接口,1.27mm双列双排针24P外扩接口,可选配OLED显示屏。

6.内置兼容IEEE802.15.4射频收发器。

7.可编程的输出功率最大为4.5dBm。

8.支持5通道DMA和硬件支持CSMA/CA。

9.支持精确的数字化接收信号强度指示器(RSSI)/链路质量指示(LQI)。

10.支持Zigbee协议栈Z-Stack。

11.内置电池监视器和温度传感器。

12.可编程设置节点类型(协调器、路由器和终端节点)。

13.节点配置扩展接口兼容本平台配置所有传感器扩展板和执行器扩展板。

(四)EFR32MG21开发节点 3个

1.支持ZigBee3.0/Zigbee Pro2017技术规范,BLE5.0/BLE Mesh技术规范,提供BLE SDK、ZigBee3.0 SDK,采用EmberZNet PRO协议栈,支持动态多协议功能。

2.节点处理器内核为Cortex M33,Flash为768KB,RAM为64KB。最高工作频率为80MHz。

3.开发节点支持与智能物联网实训平台内的Zigbee3.0商用产品兼容互控。

4.节点硬件采用黑色沉金设计。

5.支持Simplicity Studio V4及以上开发平台。

6.配备128X64的OLED屏。采用USB/电池双电源供电。

7.支持AES128/256,SHA-1,SHA-2(SHA-224 和SHA-256)和 ECC等安全加密。

8.支持通用CRC,随机数生成器,硬件加密加速器。

9.提供仿真下载调试接口,USB/GPIO接口,传感器模块接口。

10.提供4个功能按键,4个LED指示灯,1.27mm双列双排针24P外扩接口。

11.支持的调制格式是GFSK和OQPSK。

12.节点配置扩展接口兼容本平台配置所有传感器扩展板和执行器扩展板。

13.可编程设置节点类型(协调器、路由器和终端节点)。

14.内置12信道外围设备反射系统 (PRS)。

五)NB-IOT节点 1个

1.NB-IOT全网通模块,发射功率20dBm±2dB(Max)。

2.频段为699MHZ-960MHZ,1.71GHZ-2.2GHZ。

3.USIM接口支持1.8V/3V自适应USIM卡。

六)Lora节点 1个

1.支持LoRa技术规范。

2.提供128K的FLASH,16KRAM

3.最大输出功率22dBm±1dBm,通信距离不少于4.2KM。

4.支持连接物联网云平台,实现数据显示与监控等。

七)Wi-Fi节点 1个

1.支持 802.11 b/g/n 技术规范。支持Wi-Fi Direct (P2P).soft-AP。

2.最大输出功率+16dBm(802.11b)。

3.待机功率1.0mW(DTIM3),断电泄露电流10uA。

八)Sub G节点 2个

1.工作频率为433M。

2.发射功率10dBm,空旷地传输距离可达400米。

3.通信接口:UART TTL电平。

九)高精温湿度传感器扩展板1个

1.湿度0-100%;温度-40-125°C(-40-257°F)。湿度响应时间8s。

2.输出为I²C数字/PWM,SDM输出/模拟电压接口。

3.数字温湿度传感器。1.27mm双列双排针24P接口。

4.传感器扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十)光照传感器扩展板1个

1.光强度范围为1lux-65535lux。支持I²C BUS接口。最小误差变动在±20%。

2.接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性。

3.数字型光强度传感器;双排 48P-1.27引脚。

4.传感器扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十一)红外传感器扩展板 1个

1.数字智能热释电传感器。滤波器通带-低通截止频率7Hz,高通截止频率0.4Hz。

2.有效过滤各种原因产生的低频和高频噪声干扰。

3.灵敏度阀值120uV,延时时间为2.3秒。1.27mm双列双排针24P接口。

4.传感器扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十二)可变色灯扩展板1个

1.红绿蓝三色LED灯珠。

2.发光角度120deg;1.27mm双列双排针24P接口。

3.亮度R为715-1420mcd(IF=20mA);亮度G为1120-2250mcd(IF=20mA);亮度B为285-715mcd(IF=20mA)。

4.扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十三)继电器扩展板 1个

1.含2个DC5V继电器,2个LED指示灯。1.27mm双列双排针24P接口。

2.触点负载为3A/30VDC,3A/250VAC;阻抗为50mΩ。

3.额定电流为3A,绝缘电阻为100MΩ。

4.扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十四)触摸按键板扩展板1个

1.含4个触摸按键,1个蜂鸣器,1.27mm双列双排针24P接口。

2.自动切换待机/工作模式,自动校准功能;具备抗电压波动功能。

3.最长按键输出时间检测。

4.扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十五)声光警报扩展板1个

1.含1个蜂鸣器;4个红灯。

2.声压为80dB;谐振频率2900±200Hz。

3.1.27mm双列双排针24P接口。

4.扩展板的插座与开发节点(EFR32MG21和CC2530)的插座兼容。

十六)RFID模块1个

1.支持ISO14443A技术规范。通信频段13.56MHz。

2.CRYPTO1加密算法。数据传输速率424kbit/s。

3.支持卡片Mifare1 S50,Mifare1 S70,Mifare Light,Mifare UltraLight,Mifare Pro。

4.与EFR32MG21开发节点配套使用。

十七)Zigbee分析仪 1个

1.接口为USB。

2.配备2个按键。配备2个指示灯。

3.工作频率为2.405-2.485GHz。天线为板载PCB天线。

4.支持软件为Packet Sniffer。支持解析协议包为ZigBee2006,ZigBee2007/Pro,ZigBee3.0。

十八)蓝牙分析仪 1个

1.接口为USB。配备2个按键。配备2个指示灯。

2.工作频率为2.405-2.480GHz。天线为板载PCB天线。

3.支持软件为Packet Sniffer。支持解析协议包为BLE5.0。

十九)J-link仿真器 1个

1.硬件版本为V9。提供USB线和20P排线。

2.支持EFR32MG21开发节点程序下载/仿真/调试。

3.配置USB接口。

二十)SmartRF04EB仿真器 1个

1.配置USB接口。

2.支持CC2530开发节点程序下载/仿真/调试。

二十一)配套工具箱 1套

1.常规耗材(5种颜色的RV1*1线,每种RV1*1线10米,1包扎带,1圈电工胶带)。

2.配套1把一字M2.5螺丝刀,1把十字M5螺丝刀,1把剥线钳、1根方口USB线,3根micro口USB线等。

3.工具箱1个。

二十二)开发配套终端 1套

1.酷睿i3-12100,8GB DDR4 3200MHZ内存,512G固态硬盘。

2.支持Wi-Fi6和蓝牙无线网络,千兆有线以太网。

3.配套21英寸1920*1080显示终端和鼠键套装

4.预装Windows11,一年保修及上门服务。

二十三)开发例程 1套

1.提供底层硬件开发例程、网关开发例程和上层应用程序开发例程等,全部以源代码方式提供。

2.底层硬件开发例程包括电路板设计、传感器应用开发、Zigbee3.0无线网络开发、Wi-Fi开发、BLE5.0开发、动态多协议开发、RFID应用开发、Sub G无线开发、NB-IOT应用开发和LoRa应用开发等。

3.动态多协议开发例程使用的是Zigbee3.0/BLE5.0技术规范。动态多协议开发例程使用的是采用EmberZNet PRO/BLE SDK协议栈。动态多协议开发例程使用的是Simplicity Studio V4及以上开发平台。

4.网关开发例程包括嵌入式开发、网络通信开发、数据汇聚与转发开发、多网络互联互通开发等。

5.上层应用程序开发例程包括安卓基础开发、基于云平台安卓应用程序开发和微信小程序开发等。

二十四)物联网管理平台 1套

1.支持智能物联网实训工位的数据上传到智能物联网管理平台做可视化展示与二次开发。并且可以通过智能物联网管理平台控制实训台上的受控设备,系统平台支持多租户账号管理。

2.支持学生课堂理实一体化实训考核,并将过程数据保存到智能物联网管理平台,支持进一步对数据进行分析处理。


集成电路硬件设计实验如下表:

基础实验

序号

名称

序号

名称

1

集成电路逻辑基础实验

7

时序电路基础实验

2

多功能数字时钟设计实验

8

IIC总线设计实验

3

串口通信设计实验

9

FIFO存储器设计实验

4

键盘扫描设计实验

10

随机数产生器设计实验

5

流水灯控制设计实验

11

OLED显示实验

6

按键中断控制实验

12

RS485通信实验

应用实验

序号

名称

序号

名称

1

看门狗电路设计实验

6

步进电机驱动设计实验

2

传感器模块设计实验

7

AES加密算法编码设计实验

3

摄像头驱动显示设计实验

8

图像处理与AI加速设计实验

4

电源模块设计实验

9

计价器计实验

5

低功耗时序电路的设计实验

10

射频模块设计实验

无线技术开发实验如下表:

Zigbee3.0基础实验

序号

名称

序号

名称

1

硬件、软件平台搭建

2

协议栈与例程导入

Zigbee3.0实验

序号

名称

序号

名称

1

快速体验Zigbee3.0开发实验

7

温度传感器应用实验

2

Zigbee3.0网络特性快速体验实验

8

湿度传感器应用实验

3

Zigbee3.0新建工程实验

9

红外传感器应用实验

4

Zigbee3.0网络创建与加入实验

10

智能锁应用实验

5

Zigbee3.0绑定(开关与灯)实验

11

动态多协议实验

6

光照传感器应用实验

12

Zigbee网络分析实验

BLE与BLE Mesh基础实验

序号

名称

序号

名称

1

开发平台搭建实验

5

微控制器实验:串口通信

2

微控制器实验:IO控制1

6

微控制器实验:温湿度传感器应用

3

微控制器实验:IO控制2

7

微控制器实验:光照传感器应用

4

微控制器实验:液晶屏显示

8

微控制器实验:触摸按键应用

BLE与BLE Mesh实验

序号

名称

序号

名称

1

开发平台搭建实验

7

红外探测BLE应用实验

2

新建第1个BLE应用实验

8

温度计应用实验

3

手机控制BLE节点LED实验

9

iBeacon应用实验

4

BLE控制继电器实验

10

蓝牙无线测试应用实验

5

BLE控制可变色灯实验

11

BLE Mesh应用演示程序实验

6

彩灯BLE控制实验



NB-IOT实验

序号

名称

序号

名称

1

开发平台搭建实验

4

中国电信物联网开放平台配置实验

2

AT命令控制NB-IOT模块实验

5

中国电信物联网开放平台应用实验

3

微控制器控制NB-IOT模块实验



LoRa实验

序号

名称

序号

名称

1

开发平台搭建实验

7

网关配置与信息查看实验

2

LoRa基础例程实验

8

云服务器配置与信息查看实验

3

LoRa自定义基础例程实验

9

云服务应用实验

4

LoRa点对点无线通信例程实验

10


RFID实验

1

开发平台搭建实验

5

RFID本地写卡实验

2

新建第1个BLE应用实验

6

BLE询卡及读卡实验

3

手机控制BLE节点LED实验

7

BLE写卡实验

4

RFID本地询卡及读卡实验



Wi-Fi实验

1

开发平台搭建实验

4

WebService 服务器实验

2

Wi-Fi基础实验

5

接入云物联网平台实验

3

Wi-Fi透传操作实验



物联网应用开发实验如下表:

基础实验

序号

名称

序号

名称

1

安卓应用开发环境搭建实验

7

多线程设计实验

2

安卓语法开发实验

8

本地数据存储与访问实验

3

安卓程序设计基础实验

9

安卓串口通信实验

4

界面设计实验

10

安卓数据库开发实验

5

组件间通信实验

11

安卓传感器应用实验

6

定时器控制实验

12

安卓无线应用实验

应用实验

序号

名称

序号

名称

1

安卓网关接口应用设计实验

7

安卓蓝牙应用实验

2

安卓串口通信应用设计实验

8

安卓联动应用实验

3

安卓摄像头应用实验

9

智能灯光控制应用实验

4

安卓传感器应用实验

10

RFID应用实验

5

安卓Zigbee应用实验

11

智慧农业场景应用综合实验

6

安卓Wi-Fi应用实验

12

智能家居场景应用综合实验

物联网基础实训如下表:

物联网基础实训内容

序号

名称

序号

名称

电子电工基础实训

1

用电安全实训

6

Zigbee无线网络认知实训

2

物联网设备布局设计及实现实训

7

物联网设备营销实训

3

串行通信认知实训

8

双绞线端接及测试实训

4

Wi-Fi无线路由器配置实训

9

电线基础知识及连接实训

5

Wi-Fi设备掉线分析实训

10

蓝牙通信基础实训

基础通信实训

1

串行通信认知与使用实训

7

组建无线局域网实训

2

Wi-Fi无线路由器配置实训

8

智能设备掉线分析实训

3

小型局域网构建综合实训

9

5G配网实训

4

常见网络命令使用实训

10

5G数据通信实训

5

对等网的组建与文件共享实训

11

5G应用实训

6

文件服务器配置与管理实训

12

Cat X模块通信实训

物联网设备安装实训

1

智能网关与物联网终端安装

5

模拟量模块与传感器安装

2

数字量模块与传感器安装

6

传感器安装

3

数字量模块与执行器安装

7

执行器安装

4

采集模块安装



物联网设备基础操作实训

1

人体红外探测器检测实训

8

模拟量模块与光照度传感器调试实训(终端)

2

光照度传感器检测实训

9

模拟量模块与温湿度传感器调试实训(终端)

3

温湿度传感器检测实训

10

模拟量模块与光照度传感器调试实训(计算机)

4

开发终端应用程序安装实训

11

模拟量模块与温湿度传感器调试实训(计算机)

5

人体红外探测器调试实训(终端)

12

人体红外探测器调试实训(计算机)

6

继电器与风扇综合调试实训(终端)

13

继电器与风扇综合调试实训(计算机)

7

RFID调试实训

14

BLE调试实训

云平台实训

1

云平台设置实训

5

云平台数据分析实训

2

网关配置上网实训

6

云平台数据过滤实训

3

云平台传感数据查看实训

7

云平台数据清洗实训

4

云平台执行器控制实训

8

云平台数据应用实训

 


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