物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)室介紹

1、一、實(shí)訓(xùn)室概況物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)室：是服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)群教學(xué)的核心實(shí)訓(xùn)室，全套 設(shè)備由江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電研究所與物聯(lián)網(wǎng)工程系自主研制。（一）設(shè)計(jì)思想以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，兼顧當(dāng)前流行技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，注重各種技術(shù)之間 的融合與靈活應(yīng)用，依據(jù)工程項(xiàng)目，既可滿足日常教學(xué)要求，同時(shí)注重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及項(xiàng)目實(shí)踐，能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)技術(shù)真正融會(huì)貫通到實(shí)際應(yīng)用中。（二）主要功能匯聚物聯(lián)網(wǎng)不同層面的核心技術(shù)，聚焦無線單片機(jī)、嵌入式及計(jì)算機(jī)軟件 等三大平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了從感知層一傳輸層一應(yīng)用層的信息采集與處理流，應(yīng)用 層 一傳輸層一感知層的信號(hào)控制與處理流?？沙袚?dān)感知器件、物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與組建、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)及 物

2、聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)，也是物聯(lián)網(wǎng)工程系創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班及江蘇省高職院校技能競(jìng)賽 （物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目）教學(xué)及技能訓(xùn)練的主要場(chǎng)所。（三）適用專業(yè)核心專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)；相關(guān)專業(yè)：軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等專業(yè)（四）主要特色結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的特點(diǎn)，搭建直觀和形象的應(yīng)用場(chǎng)景， 將智能家居系統(tǒng)組建和調(diào)測(cè)的實(shí)際項(xiàng)目貫穿實(shí)訓(xùn)的全過程，涉及傳感器技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)、Zigbee技術(shù)、智能網(wǎng)關(guān)開發(fā)技術(shù)、用口通信技術(shù)、上位機(jī)開發(fā)技 術(shù)、通信技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、視頻多媒體技術(shù)、基礎(chǔ)電子電工技術(shù)。學(xué)生 通 過完成項(xiàng)目的形式，融會(huì)貫通物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵知識(shí)和技能。實(shí)訓(xùn)室設(shè)置教學(xué)、實(shí)訓(xùn)兩大功能區(qū)，可同步完

3、成項(xiàng)目教學(xué)、實(shí)訓(xùn)I,實(shí)現(xiàn)理 實(shí)一體、學(xué)做融合。智能家居實(shí)訓(xùn)設(shè)備如圖 1,智能家居操作臺(tái)如圖2。圖1智能家居實(shí)訓(xùn)設(shè)備圖2智能家居操作臺(tái)二、實(shí)訓(xùn)裝置組成與功能智能家居是利用先進(jìn)的電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技 術(shù)將與居家生活有關(guān)的各種設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來，通過網(wǎng)絡(luò)化方式綜合管理家中設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)室以智能家居應(yīng)用模塊實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家 電 自動(dòng)控制、安防系統(tǒng)與報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。每套系統(tǒng)由綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)、家 居 場(chǎng)景模擬展示架、計(jì)算機(jī)構(gòu)成。系統(tǒng)融入了傳感器原理與檢測(cè)、RFID技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、電機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊編程、網(wǎng)頁制作、無線電通訊、圖像處理、嵌入式技術(shù)等相關(guān)知

4、識(shí)，將生產(chǎn)生活常見場(chǎng)景和設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來，通過 ZigBee或無線數(shù)傳 模塊組成無線網(wǎng)絡(luò)，采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度，實(shí)現(xiàn)燃?xì)馀c煙霧探測(cè)、入侵探測(cè)、門窗防撬，緊急求助報(bào)警等功能，并將采集的數(shù)據(jù)通過WiFi模塊傳輸?shù)椒?wù)器，對(duì)模擬的家電設(shè)備進(jìn)行控制功能。物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)裝置可實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)感知實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，其系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖3,示意圖如圖4,系統(tǒng)主要實(shí)物如圖5。圖3智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖m圖4智能家居系統(tǒng)示意圖圖5智能家居系統(tǒng)實(shí)物圖三、開設(shè)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1、基于CC253C®礎(chǔ)硬件實(shí)訓(xùn)建立IAR環(huán)境實(shí)訓(xùn) LED閃爍控制實(shí)訓(xùn)I 定時(shí)器中斷外部中斷A/D實(shí)訓(xùn)單片

5、機(jī)用口發(fā)數(shù)在PC用用口控制LED 在PC用用口收發(fā)數(shù)據(jù) RTCK據(jù)顯 示到PC串口實(shí)訓(xùn) 系統(tǒng)睡眠/喚 醒實(shí)訓(xùn) 看門狗使用實(shí)訓(xùn) 定 時(shí)器T1/T2/T3/T4定時(shí)實(shí)訓(xùn) PWM0制實(shí)訓(xùn)2、Zigbee協(xié)議?；A(chǔ)實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下任務(wù)建立實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下溫濕度驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下氣體傳感器驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下煙霧傳感器驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下光敏傳感器傳感器驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下電表驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)Zigbee協(xié)議棧下GSM莫塊驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)3、基于CC2530勺無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)Z-Stack點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊Z-Stack星狀通訊Z-Stack樹狀通訊Z-Stack廣播通訊實(shí)訓(xùn)Zig

6、Bee組網(wǎng)實(shí)訓(xùn)基于CC2530勺無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)4、嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件linux操作系統(tǒng)常用命令linux操作系統(tǒng)常用服務(wù)配置交叉編譯環(huán)境 運(yùn)用 Bootloader vivi 編譯生成linux內(nèi)核制作根文件系統(tǒng)，使用BusyboxBootloader ,內(nèi)核，根文件系統(tǒng)的燒寫 配置QT®序編譯，運(yùn)行環(huán)境 QT相關(guān) 界面設(shè)計(jì)5、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范系統(tǒng) 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用實(shí)訓(xùn) 智能家居應(yīng)用實(shí)訓(xùn) 智能抄表應(yīng)用實(shí)訓(xùn)四、主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目介紹（一）物聯(lián)網(wǎng)感知實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)感知實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件設(shè)備的選型、安裝、接線、編程與調(diào)試，其中硬件設(shè)備主要包含系統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器、安防監(jiān)測(cè)設(shè)備

7、、三 表 設(shè)備、電子支付系統(tǒng)設(shè)備等。為系統(tǒng)中傳感節(jié)點(diǎn)下載Z-Stack協(xié)議棧，配置協(xié)調(diào)器、路由、終端節(jié)點(diǎn)參數(shù)，并按照 ZigBee協(xié)議規(guī)范，進(jìn)行無線組網(wǎng)調(diào)試，編 寫硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，編寫傳感節(jié)點(diǎn)程序，實(shí)現(xiàn)受控設(shè)備的控制功能。學(xué)生通過物聯(lián)網(wǎng)感知實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以掌握傳感器數(shù)據(jù)采集、 Zigbee組網(wǎng)、Zigbee網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、藍(lán)牙、WiFi、RFID,以及多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，Zigbee模塊 如圖6。圖6 ZigBee節(jié)點(diǎn)圖1、電源控制系統(tǒng)電控制系統(tǒng)可統(tǒng)智能家居里面所有電腦插座面板以及墻壁插座面板的電源 開關(guān)，基于物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)，通過 ZigBee設(shè)備服務(wù)器連接電源控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 對(duì)總電的遠(yuǎn)程控制及使用。

8、2、燈光控制系統(tǒng)（分布控制方式）智能燈光控制系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)組建的無線 WiFi網(wǎng)絡(luò)、WiFi設(shè)備 服務(wù)器、中央控制器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)的燈光的智能化管理。燈光控制系統(tǒng)如圖7?？藉炀W(wǎng)俱息，育用群茶舒器中央片制國t墟開美血.依JTH圖7燈光控制系統(tǒng)（分布控制方式）拓?fù)鋱D3、空調(diào)控制系統(tǒng)基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程空調(diào)控制模 式，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)臨時(shí)、定時(shí)自動(dòng)開關(guān) 等功能。溫控空調(diào)開關(guān)模式，通過溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)溫控空調(diào)開關(guān)功能。手動(dòng)空調(diào)控制模式，通過指令對(duì)電源控制器的面板解鎖可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)空調(diào)開關(guān)控制，空調(diào)控制系統(tǒng)如圖8。WHlrffi.T'h-ili他各收并蕭卅獨(dú)寸用”制海肥打、拉式飛

9、前圖8壁掛、柜式空調(diào)控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D4、窗簾控制系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程窗簾控制功能，可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)窗簾的開關(guān)動(dòng)作；手動(dòng)開關(guān)控制功能，通過窗簾控制面板實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制窗簾開關(guān)動(dòng)作。窗簾控制系統(tǒng)如 圖9。計(jì)尊機(jī) 打聯(lián)網(wǎng)信息平行 中控主機(jī)雷增護(hù)制系統(tǒng)圖9窗簾控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D5、智能電表控制系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程讀表功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電表的讀取，并可發(fā)送給用戶。智 能電表控制系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D10。計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)中控主機(jī)電表控制系統(tǒng)電表圖10智能電表控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D6、GSM6制系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制功能，可以實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的發(fā)送。GSg制系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D11。現(xiàn)對(duì)電表的讀取，并可發(fā)送給用戶。智能電表控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程

10、控制功能，可以實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的發(fā)送。計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)中控主機(jī)GS瞳制系統(tǒng)GSM莫塊圖11 GSM控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D7、智能安防系統(tǒng)安防報(bào)警系統(tǒng)需要監(jiān)控的內(nèi)容有可燃?xì)怏w探測(cè)器、溫感探測(cè)器、煙感探測(cè) 器、主動(dòng)紅外對(duì)射棒、門鎖狀態(tài)、GSM1信發(fā)送等。當(dāng)有任一監(jiān)控點(diǎn)觸發(fā)時(shí)，要求能迅速報(bào)警并采取相應(yīng)的措施。（二）物聯(lián)網(wǎng)嵌入式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)嵌入式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：主要完成嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備的配置、編程與調(diào)試。其中包括配置嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備，通過串口連接協(xié)調(diào)器，通過網(wǎng)口連接上位機(jī)，嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備系統(tǒng)軟件平臺(tái)的完善和搭建，QT系統(tǒng)應(yīng)用界面設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)傳感 節(jié)點(diǎn)信息獲取和設(shè)備控制功能，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信（數(shù)據(jù)上傳、主機(jī)響應(yīng)等）功能

11、。嵌入式設(shè)備采用 Micro2440以及，Tiny210。Micro2440開發(fā)板如圖12圖12 Micro2440開發(fā)板Tiny210是一款高性能的CortexA8核心板，采用三星S5PV210乍為主處理器，Tiny210開發(fā)板如圖13。圖13 Tiny210開發(fā)板學(xué)生通過物聯(lián)網(wǎng)嵌入式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以掌握 Linux常用操作命令、Linux系 統(tǒng)管理、嵌入式系統(tǒng)環(huán)境搭建、嵌入式系統(tǒng)移植、QT程序開發(fā)。1、Linux常用操作命令Linux操作系統(tǒng)的概念和安裝方法，Linux下的基本命令、管理配置和編輯器,包括VI編輯器，GC翻譯器,GDBS試器和Make項(xiàng)目管理工具等知識(shí)。2、Linux系統(tǒng)管理配

12、置及使用nfs , telnet , tftp , ssh, smaba等linux 常用服務(wù)程序。3、嵌入式系統(tǒng)環(huán)境搭建搭建嵌入式Linux運(yùn)行環(huán)境，內(nèi)容包括內(nèi)核裁減、內(nèi)核移植、交叉編譯、內(nèi)核調(diào)試、啟動(dòng)程序Bootloader編寫、根文件系統(tǒng)制作和集成部署 Linux系統(tǒng)等 整個(gè)流程。4、嵌入式系統(tǒng)移植搭建 Qt/Embedded開發(fā)環(huán)境，交叉編譯 qt- embedded-linux-opensource , 配置QT Create工具鏈，部署ARM QT運(yùn)行環(huán)境。5、QT程序開發(fā)掌握Qt的開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境，了解 Qt基本組件與框架，掌握Qt/Embedded編程方法和編程技能、常用的基

13、礎(chǔ)類、信號(hào) 和槽的概念和對(duì)象問 通訊機(jī)制及圖形界面的編寫。（三）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：實(shí)現(xiàn)直接對(duì)物聯(lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備（RFID讀寫器、家 居三表、POSM卡機(jī)、IP攝像機(jī)等）的操作使用，通過與網(wǎng)關(guān)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì) 傳 感節(jié)點(diǎn)信息的監(jiān)聽、解析功能，通過與網(wǎng)關(guān)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)受控設(shè)備的控制功能，編寫傳感節(jié)點(diǎn)和受控設(shè)備相關(guān)感知和控制信息的顯示、存儲(chǔ)等客戶端程序編寫 信息顯示和設(shè)備控制界面，編寫遠(yuǎn)程訪問 Web#面程序。學(xué)生通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目圍繞“采集、傳輸、處理、應(yīng)用”展開學(xué)習(xí)， 以了解物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)、電力、物流、交通、安防、環(huán)保、醫(yī)療、銀行、廣電 、家 居等領(lǐng)域的全新應(yīng)用，讓學(xué)生了解當(dāng)前物

14、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)，以及相關(guān) 產(chǎn)品。1、基本應(yīng)用項(xiàng)目-智能家居應(yīng)用系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)訓(xùn)臺(tái)智能家居模塊實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家電自動(dòng)控 制、安防系統(tǒng)與報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。軟件可以實(shí)現(xiàn)智能家居平臺(tái)模塊和智能家居實(shí)際應(yīng)用套件的聯(lián)動(dòng)同步控制。通過ZigBee或無線數(shù)傳模塊組成無線 網(wǎng)絡(luò)，采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度， 實(shí)現(xiàn)燃?xì)馀c煙霧探測(cè)、入侵探測(cè)、門窗防撬，緊急求助報(bào)警等功能，并將采 集的 數(shù)據(jù)通過WiFi模塊傳輸?shù)椒?wù)器，對(duì)模擬的家電設(shè)備進(jìn)行控制功能。智能家居系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖14所示：w圖14智能家居，應(yīng)用系統(tǒng)2、可拓展應(yīng)用項(xiàng)目-智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可定時(shí)采集空氣溫度、空氣濕度、

15、CO舔度、光照強(qiáng)度，土壤溫度和水分等，來獲得作物生長的最佳條件，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)溫 室 環(huán)境、實(shí)現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。通過ZigBee或無線數(shù)傳模塊組成無線 網(wǎng)絡(luò)，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)將環(huán)境監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，并以圖表方式顯示給用戶，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，可 利 用軟件網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室設(shè)備（溫、光、氣、水等）的自動(dòng)控制。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖15所示:圖15智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)3、可拓展應(yīng)用項(xiàng)目-智能倉儲(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)用超高頻RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)貨物入庫、出庫、盤點(diǎn)、人員設(shè)備管理等操作流 程。相對(duì)于條碼管理技術(shù)等物流管理技術(shù)， RFID技術(shù)不僅可以精確管理追溯到 每件商品，并且通過固定 RFID讀卡器和RFID手持機(jī)等數(shù)據(jù)采集終端，操作更 加簡(jiǎn)便快捷。通過模擬實(shí)際物流流程，讓學(xué)習(xí)者充分體驗(yàn)和感受物聯(lián)網(wǎng)在物流中的應(yīng)用， 通過實(shí)訓(xùn)和課題創(chuàng)新達(dá)到提升綜合運(yùn)用和管理水平的目的。智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖16所示：圖16智能倉儲(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)4、可拓展應(yīng)用項(xiàng)目-智能交通應(yīng)用系統(tǒng)模擬智能交通管理，對(duì)交通燈進(jìn)行一個(gè)可視可控的管理，可以處理特殊情 況的管理，軟件可選擇性連接攝像頭，對(duì)實(shí)時(shí)路況進(jìn)行監(jiān)視。易學(xué)、易