5.2無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱方案20140114

無線傳感網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)箱 應(yīng)用 方案 廣州飛瑞敖電子科技有限公司 網(wǎng)址： 地址：廣州市番禺區(qū)番禺大道北 555號(hào)節(jié)能科技園天安科技創(chuàng)業(yè)大廈 101室 辦公電話：/22883231/22883198 郵編： 511400 目 錄 1產(chǎn)品簡介 . 1 2產(chǎn)品優(yōu)勢及特點(diǎn) . 1 3產(chǎn)品實(shí)物圖 . 2 4產(chǎn)品功能介紹 . 3 5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 . 6 6、實(shí)驗(yàn)例程 . 7 7、招標(biāo)參數(shù) . 10 1 產(chǎn)品 簡介 物聯(lián)網(wǎng)已成為新一代信息技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域， 物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過 射頻識(shí)別（ RFID）、 無線通信、紅外識(shí)別等技術(shù) ，按約定的 通信 協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物 品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò) 。其中 Zigbee 技術(shù)和傳感器技術(shù)的應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，也是物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)必須要開設(shè)和涉及的一個(gè)綜合性 課程。在物聯(lián)網(wǎng)越來越受到高校的關(guān)注，廣州飛瑞敖電子科技有限公司推出了 簡單易用，易上手，內(nèi)容豐富的 IOT-L02-02 型無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱 來滿足老師的教學(xué)需求。 2 產(chǎn)品 優(yōu)勢及特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)箱采用純模塊設(shè)計(jì)，單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)分為節(jié)點(diǎn)底板、射頻模塊和傳感器模塊三部分，其中射頻模塊和傳感器模塊采取可插拔方式，易維護(hù)升級(jí)。 傳感器種類豐富涵蓋了電容 式傳感器、電阻式傳感器、光敏傳感器、氣敏傳感器等十余種不同種類的傳感器。 實(shí)驗(yàn)箱搭配 WiFi 模塊可以直接接入飛瑞敖物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱與實(shí)驗(yàn)箱直接的互聯(lián)互通。 實(shí)驗(yàn)箱搭配高效能 Cortex-A8 開發(fā)板搭載 Android 操作系統(tǒng)，學(xué)生可在本地對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 第 - - 頁 2 2 3產(chǎn)品實(shí)物圖 IOT-L02-02 型無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)物圖 IOT-L02-02 型無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱標(biāo)示圖 第 - - 頁 3 3 4 產(chǎn)品 功能 介紹 Zigbee 轉(zhuǎn) WiFi 網(wǎng)關(guān)： Zigbee 網(wǎng)絡(luò)有著功耗低 、自組和自愈等優(yōu)勢，但同時(shí)也有著明顯的 缺點(diǎn)就是無法直接和互聯(lián)網(wǎng)相連接，如果想將 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中采集到的傳感信息上傳至互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，某種形式的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用是不可或缺的。在 IOT-L02-02 型無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱便通過最簡單的方式搭建了 Zigbee 轉(zhuǎn)WiFi 網(wǎng)關(guān)，只需如 下 圖所示將 Zigbee 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和 WiFi 節(jié)點(diǎn)相連即可，此時(shí)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)采集到的數(shù)據(jù)便回通過基于 TCP/IP 協(xié)議棧的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)上傳至互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中。 搭建 Zigbee 轉(zhuǎn) WiFi 網(wǎng)關(guān) Cortex-A8 數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)上的 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)習(xí)功能： 之前對(duì)于 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?的學(xué)習(xí)大多是集中在 PC 機(jī)端的，飛瑞敖電子科技有限公司的IOT-L02-02型無線傳感網(wǎng) 創(chuàng)造性的將該功能移植到了 Cortex-A8數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)之上，學(xué)生可以通過觸屏的方式來添加和刪除節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，可以更加深刻的理解 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)。 第 - - 頁 4 4 基礎(chǔ)的星狀網(wǎng)絡(luò) 動(dòng)態(tài)的添加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 第 - - 頁 5 5 組成樹樁網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化 第 - - 頁 6 6 動(dòng)態(tài)的刪除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 5.1 CC2530 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 1、 CC2530 AD 控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 2、 CC2530 IO 口控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 3、 CC2530 LCD 控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 4、 CC2530 Timer 控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 5、 CC2530 UART 控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 6、 CC2530 Watch Dog 控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 7、 CC2530 電源管理及睡眠定時(shí)管理實(shí)驗(yàn) 5.2 CC2530 組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 1、 Basic RF 通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 2、 ZStack 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 3、 ZStack 星狀組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 4、 ZStack 樹樁組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 5、基于 ZStack 的串口及廣播、組播實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 6、基于 ZStack 的無線組網(wǎng)及點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn) 第 - - 頁 7 7 5.3 CC2530 傳感器采集實(shí) 驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 1、 CC2530 結(jié)露傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 2、 CC2530 酒精傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 3、 CC2530 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 4、 CC2530 紅外反射傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 5、 CC2530 磁控傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 6、 CC2530 煙霧氣體傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 7、 CC2530 聲音傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 8、 CC2530 光敏傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 9、 CC2530 溫濕度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 10、 CC2530 火焰?zhèn)鞲衅鲗?shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 11、 CC2530 振動(dòng)傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 12、 CC2530 超聲波測距傳感器實(shí)驗(yàn) 6、 實(shí)驗(yàn)例程 6.1 CC2530 組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) -實(shí)驗(yàn) 3、 ZStack 星狀組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 6.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 熟悉 Z-Stack 協(xié)議棧的調(diào)用。 2. 熟悉應(yīng)用層與操作系統(tǒng)層的交互。 3. 熟悉基于 Z-Stack 的星狀組網(wǎng)。 6.1.2 實(shí)驗(yàn)原理 Zigbee 星狀網(wǎng)絡(luò)是使用 Zigbee 協(xié)調(diào)器啟動(dòng)之后向周圍發(fā)出一個(gè)空閑網(wǎng)絡(luò)編號(hào) (PANID)使其他終端節(jié)點(diǎn)加入該網(wǎng)絡(luò)編號(hào)，協(xié)調(diào)器自身位于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器是一一對(duì)等的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，如 下 圖所示。 第 - - 頁 8 8 星狀網(wǎng)絡(luò)通信拓?fù)鋱D 6.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟 Step 1、在上次實(shí)驗(yàn)一里面創(chuàng)建的 FRO 文件夾下創(chuàng)建 StarNetWork 文件夾，然后將實(shí)驗(yàn) 2 GenericApp 下的 CC2530DB 和 “ 配套光盤 源代碼 Zigbee 系列實(shí)驗(yàn) CC2530 無線組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) FROBasicRFStarNetWorkSource” 目錄拷貝到剛才建立的 StarNetWork 下如 下 圖所示。 創(chuàng)建和拷貝指定的文件夾 Step 2、打開 StarNetWork 下的 CC2530DB 將 GenericApp.eww ， GenericApp.ewd , GenericApp.eww ,GenericApp.ewp , GenericApp.dep 四個(gè)文件一次使用從命名方法替換為 StarNetWork.eww ， StarNetWork.ewd ,StarNetWork.ewp , StarNetWork.dep 如 下 圖所示。 第 - - 頁 9 9 替換工程文件 Step 3、 打開 IAR 集成開發(fā)環(huán)境， “ 工程 ” -Options-Add Exsisting Project -選擇 StarNetWork.ewp ，然后刪除 App 目錄下原來的 GenericApp相關(guān)源代碼，添加 Source 下的源代碼 ,添加之后如 下 圖所示，然后保存工作空間。 替換之后的 App 下源文件 Step 4、使用實(shí)驗(yàn) 2 中 4.1.13 中講到的方法在 CoordinatorEB 工作空間下將 Sensor.c 設(shè)置為不編譯，如 下 圖所示。 第 - - 頁 10 10 CoordinatorEB 工作空間設(shè)置 Step 5、余下實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)參考實(shí)驗(yàn)箱配套光盤對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。 7、招標(biāo)參數(shù) 設(shè)備清單及技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 系統(tǒng) 名稱 設(shè)備名稱 數(shù)量 單位 主要技術(shù)參數(shù)及備注 1 無線傳感網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)箱 硬件 資源 1 套 1、物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)箱網(wǎng)關(guān) CPU：基于 CortexTM-A8 的 Samsung S5PV210； 運(yùn)行主頻： 1GMHz； RAM 內(nèi)存： 512M DDR2 RAM； FLASH 存儲(chǔ) 512M SLC NAND Flash； LCD：配 7 寸電容觸屏 LCD，分辨率 800x480； 串口： TTL*4， RS232 通信 DB9 接口 *2； USB 接口： USB HOST*3， USB Device*1； 以太網(wǎng)口： DM9000AEP 以太網(wǎng)卡，帶 RJ45 接口； 其他板載資源：音頻輸出、音頻輸入、 RCA 電視輸出、用戶按鍵 *8 個(gè)、用戶 LED*4 個(gè)、 ADC 輸 入 *1、PWM 蜂鳴器 *1、 CMOS 攝像頭接口 :*1、 SDIO20pin接口、 miniPCIe 接口 *1、 SPI*2 路、 PWM*2 路、 第 - - 頁 11 11 I2C*1 路、 AD 輸入引腳 *8 路； 用途描述： A8 嵌入式網(wǎng)關(guān)在本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)內(nèi)的作用主要有兩個(gè)： A、數(shù)據(jù)處理：嵌入式網(wǎng)關(guān)可以通過有線（串口）、WiFi 等方式獲取數(shù)據(jù)采集模塊產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，并在本地（網(wǎng)關(guān)）做出第一時(shí)間的處理。 B、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)：對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)，網(wǎng)關(guān)可以通過2G， 3G， WiFi 等多種方式上傳至更上層的上位機(jī)、服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理單元。 2、 WiFi 節(jié)點(diǎn) 數(shù)量： 1 個(gè)； 板載 MCU： STC12C5A16S2 型 51 單片機(jī)； 無線標(biāo)準(zhǔn)： IEEE 802.11b、 IEEE 802.11g、 IEEE 802.11n； 無線傳輸速率：最高 11Mbps11b、 54Mbps11g、150Mbps11n； 頻率范圍： 2.4-2.4835GHz； 發(fā)射功率：最大 15dBm； 天線類型：板載天線以及 ufl 接口柔性天線； 工作模式： Client/Router/AP； 無線安全： WEP/WPA/WPA2； 串口波特率： 50230400pbs ； TCP 連接數(shù)：可同時(shí)支持多 達(dá) 20 個(gè)連接； UDP 連接數(shù)：可同時(shí)支持多達(dá) 20 個(gè)連接； 3、 Zigbee 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)以及 Zigbee 終端節(jié)點(diǎn) 數(shù)量： Zigbee 協(xié)調(diào)器 2 個(gè)、 Zigbee 終端節(jié)點(diǎn) 8 個(gè)； 主芯片： CC2530； 工作頻率： 2.4GHz； 工作協(xié)議： IEEE 802.15.4； 第 - - 頁 12 12 工作協(xié)議棧： Zigbee PRO/2007； 天線類型：板載天線； 4、 USB 無線網(wǎng)卡 無線標(biāo)準(zhǔn)： IEEE 802.11b、 IEEE 802.11g、 IEEE 802.11n； 無線傳輸速率：最高 11Mbps11b、 54Mbps11g、150Mbps11n； 頻率范圍： 2.4-2.4835GHz； 無線安全： WEP/WPA/WPA2； 用途描述： A8 網(wǎng)關(guān)外接用 USB 無線網(wǎng)卡，增加網(wǎng)關(guān)的 WiFi 通信功能； 5、磁檢測傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào)：進(jìn)口常開型 2*14 干簧管； 測量輸出：開關(guān)量； 6、 光敏傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :GM5516； 測量輸出 :數(shù)字量； 7、 紅外對(duì)射傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :ITR9608； 測量輸出 :開關(guān)量； 8、 紅外反射傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :TCRT5000； 測量輸出 :開關(guān)量； 9、 結(jié)露傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :HDS10； 測量輸出 :數(shù)字量； 結(jié)露測試范圍 :94100%RH； 10、 酒精傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :MQ-3； 第 - - 頁 13 13 測量輸出 :數(shù)字量； 測量范圍 :0.044mg/L 酒精； 11、 振動(dòng)傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :SW-18010P； 測量輸出 :開關(guān)量； 12、 聲音傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :電容式 6*5 咪頭； 測量輸出 :數(shù)字量； 13、 溫濕度傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào) :AM2321； 測量輸出 :數(shù)字量； 測量范圍 :溫度 -4080 濕度 599.9%RH； 14、 煙霧傳感器模塊 芯片 /模塊型號(hào)： MQ-2； 測量輸出：數(shù)字量； 測量范圍： 30010000ppm； 15、 火焰?zhèn)鞲衅髂K 芯片 /模塊型號(hào)： PD333-3B 測量輸出 :開關(guān)量 16、 超聲波傳感器 最遠(yuǎn)測量距離： 4m； 最近測量距離： 2cm； 測量角度： 15； 軟件 資源 1 套 Android 4.0 1、交叉編譯器 : arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp； 2、 Bootloader Superboot & U-Boot-1.1.6； 3、內(nèi)核 :Linux-3.0.8； 4、文件系統(tǒng) :YAFFS2/CRAFS/NFS/UBIFS/； 5、驅(qū)動(dòng)程序看門狗驅(qū)動(dòng)、 RTC 驅(qū)動(dòng)、 4 個(gè) LED 驅(qū)動(dòng)、 第 - - 頁 14 14 8 個(gè)用戶按鍵驅(qū)動(dòng)、 SPI 驅(qū)動(dòng)、 I2C-EEPROM 驅(qū)動(dòng)、PWM 控制蜂鳴器驅(qū)動(dòng)、 ADC 驅(qū)動(dòng) (通道 : AIN0)、 CPU本身所帶觸摸屏控制器驅(qū)動(dòng)、一線精準(zhǔn)觸摸驅(qū)動(dòng)、LCD背光驅(qū)動(dòng) , 支持 127級(jí)可調(diào)、 LCD驅(qū)動(dòng) (4.3, 7等 ): 支持旋轉(zhuǎn)、 USB Host 驅(qū)動(dòng) :（支持優(yōu)盤，藍(lán)牙等）、 USB Device 驅(qū)動(dòng)（支持 USB ADB）、 SD 卡驅(qū)動(dòng)、 4 個(gè)串口驅(qū)動(dòng)、 SD WiFi 驅(qū)動(dòng)、 USB WiFi 驅(qū)動(dòng)（內(nèi)核自帶、可支持更多型號(hào) USB 無線網(wǎng) 卡，更加完善）、音頻驅(qū)動(dòng) (WM9714:支持錄音和放音， ALSA接口）、以太網(wǎng)絡(luò) (DM9000)、多媒體驅(qū)動(dòng) :（含視頻硬解碼，硬編碼， CMOS 攝像頭 ,TV-OUT）、 USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)、 3G 驅(qū)動(dòng)、 2D/3D 加速； 實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容 1 組 1、 CC2530 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)