北科大物聯(lián)網方案

1、北京科技大學物聯(lián)網教學實訓方案一:面向基礎課程的實驗教學通過對各技術方向教學實驗系統(tǒng)的動手操作，學生可以加深對物聯(lián)網基礎理論知識的了解和掌握.ATOS物聯(lián)網教學實驗開發(fā)系統(tǒng)是一款融合了傳感器技術、嵌入式技術、分布式信息處理技術、無線通訊技術、網絡安全技術，智能控制等一系列先進技術的物聯(lián)網產品。ATOS實驗開發(fā)系統(tǒng)在網絡安全協(xié)議、大規(guī)模傳感器網絡中的節(jié)點移動性管理、網絡的自組織、自愈性和系統(tǒng)功耗問題等一系列關鍵技術方面處于市場的前沿。其包含了一整套完善的解決方案：應用決策層: AtoApp：應用決策軟件，基于各種行業(yè)應用，可實現數據的遠程即時獲取，迅速做出決策中央服務器層: AtoServer：

2、中央數據庫服務器，存儲海量傳感器數據采集匯集層: AtoSink：匯聚節(jié)點網絡數據，通過3G、Internet等將數據遠程上傳至中央服務器WSN網絡: Atosenet：節(jié)點網絡，自組織、自恢復、低功耗、網狀路由數據感知層: AtoSensor：可接入各種標準傳感器及用戶自定義傳感器，用于感知各種物理推薦實驗室配置如下:產品型號 ATOS3010F以CC2430為射頻芯片的無線傳感網絡節(jié)點及帶RFID及二維碼的系統(tǒng)系統(tǒng)配置無線網絡節(jié)點（CC2430）8個網關板1個USB基站1個多頻段RFID讀卡器1個多頻段電子標簽5個二維碼讀寫器1個二維碼標簽2個在線燒錄器1個網絡分析儀1個傳感器8個射頻天線

3、9個串口線、燒錄線、充電器3根ATOS實驗平臺光盤內容包含：開發(fā)環(huán)境、源代碼、實驗教學體系、應用DEMO、開發(fā)工具等二:面向項目開發(fā)教學應用物聯(lián)網屬于前沿技術領域，具有重大的科學研究及應用價值?；诒鞠到y(tǒng)的學習,可以開發(fā)簡單實用項目.讓學生對所學習的內容能轉化為實際應用的案例.實驗室的建設將緊密結合物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網的應用已經在食品溯源、智能建筑、智能交通、智能電網、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)都有極好的應用前景.通過對物聯(lián)網的實訓平臺，讓學生了解物聯(lián)網的整個應用環(huán)節(jié)，從而激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)其物聯(lián)網工程應用及設計的綜合能力，達到真正的學以致用?！拔锫?lián)網”是眾多學科交叉的技術，在實際應用中，需要跟應用領

4、域緊密的結合起來，形成有機的整體，才能最大限度的發(fā)揮“物聯(lián)網”的能力。針對各個應用領域，主要解決如下問題：傳感器的多樣性數據采集參數的要求存儲數據的多樣性決策終端的多樣性傳輸協(xié)議的特殊性ATOS應用開發(fā)系統(tǒng)秉承ATOS解決方案的框架優(yōu)勢，在傳感器設置、數據采集、數據庫存儲、數據訪問等各個部分均提供了合理易用的二次開發(fā)接口，用戶可以將注意力集中在自己所關注的部分，進行合理的改造，就可以實驗應用系統(tǒng)的開發(fā)工作推薦實驗室配置如下:產品型號 ATOS3020E這是一款所有節(jié)點、網關等設備都直接插在底板上，電源可用交流供電的,包括八個節(jié)點，網關、ARM網關、M2M模塊、WiFi模塊等，若干可選的擴展板，

5、留給用戶的擴展部分，平臺形式的實驗箱系統(tǒng)配置無線網絡節(jié)點（CC2430）8個網關板1個嵌入式網關（S3C2440）1個M2M模塊1個WIFI模塊1個網絡分析儀1個在線燒錄器1個傳感器模塊8種射頻天線9個串口線、燒錄線、充電器3根電源線1根ATOS實驗平臺光盤內容包含：開發(fā)環(huán)境、源代碼、實驗教學體系、應用DEMO、開發(fā)工具等以上配置的硬件說明名稱說明CC2430節(jié)點ATOS基本節(jié)點采用TinyOS2操作系統(tǒng)，可構建實時傳感器網絡網關板ATOS仿真設備用于程序下載，在線調試，仿真USB小基站ATOS數據匯集設備嵌入式網關ATOS終端設備提供Windows CE/Linux系統(tǒng)，支持以網絡拓撲、數據

6、、曲線等方式顯示傳感器各節(jié)點的數據M2M模塊ATOS終端設備提供將WSN網絡高效、快捷接入M2M網絡/Internet網絡的能力在線燒錄器ATOS專用燒錄設備支持在線燒錄節(jié)點程序，無需插拔式編程網絡分析儀ATOS網絡數據分析設備可以捕獲網絡中的所有數據包，進行網絡數據分析傳感器模塊ATOS傳感器統(tǒng)一接口設計，根據需要多種配置應用軟件光盤內容包含：開發(fā)環(huán)境、源代碼、實驗教學體系、應用DEMO、開發(fā)工具等硬件參數說明節(jié)點板硬件配置微處理器CC2430 （SoC 設計，工業(yè)標準增強型，128Kbyte Flash AD 10bit 1Ch）2.4GHz (IEEE 802.15.4)傳送速率最大25

7、0Kbps傳輸通道16個可選頻段傳輸距離0-100m可調（增強型節(jié)點可在0-800m可調）超低功耗電源1.5vAA 2傳感器模塊搭配溫度，濕度，光及多種傳感器軟件配置TinyOS開源操作系統(tǒng)，組件式、事件驅動Z-STACKTI標準ZIGBEE協(xié)議實現網絡協(xié)議兼容XMesh網狀協(xié)議和ZigBee標準協(xié)議，支持Z-MAC（集成CSMA、TDMA機制）、X-MAC等，可實現1000+節(jié)點自組網低功耗協(xié)議實現UltraLowPower，電池使用最大化安全傳輸AES、XXTEA等可選加密方式，實現安全傳輸開發(fā)環(huán)境NesC編譯器、IAR編譯器工具Atosenet控制臺程序、ATOS配置系統(tǒng)工具網關板硬件配

8、置微處理器C8501F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash）節(jié)點插座支持節(jié)點模塊熱插拔，通過標準接口與節(jié)點連接調試接口網關調試接口，可在線調試節(jié)點程序RS232接口支持標準RS232接口，速率9600bps115200bps可選USB接口USB 2.0 Full speed LED調試3個LED調試信號燈電源USB口5V供電/外接5V電源/2.7-3.3V電池供電軟件配置工具ISP在線下載工具IAR在線調試工具KEIL在線調試工具網絡分析儀硬件配置微處理器CC2430 Embedded, 128Kbyte FlashUSB接口USB 2.0 Full speed，分析儀接口

9、，傳輸捕獲的數據軟件配置工具網絡數據抓包及分析工具在線燒錄器硬件配置微處理器C8051F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash）USB-B接口燒錄器接口，供電及USB通訊Mini-USB接口連接節(jié)點，可以在線燒錄程序軟件配置工具ISP在線下載工具M2M模塊硬件配置數據業(yè)務支持GPRS,最大下行速率85.6Kbps，最大上行速率 21.4Kbp，支持CSD,支持傳輸速率:2.4,4.8,9.6,14.4ps ，支持 USSD 補充業(yè)務接口50PIN 連接器，B2B 連接器發(fā)射功率Class 4(2W) EGSM 900,Class 1(1W) GSM1800頻段EGSM900,

10、 GSM1800串口支持 RTS/CTS 流控、支持虛擬多串口、支持波特率:300bps-115.2Kbps、不支持自適應波特率。兼容CM320的AT指令標準電壓待機電流4mA軟件配置應用軟件支持華為、中國電信、中國移動M2M通信協(xié)議WMMP標準,可以注冊、登陸華為服務端嵌入式網關硬件配置處理器處理器S3C2440A 主頻400MHz 最高533MHz SDRAM-64MNAND FLASH-256MNOR FLASH-2MLCD7 寸LCD屏分辨率:800 x480接口10Mbps網卡100M網絡Rj-45接口，采用DM9000網卡芯片3個串口接口，分別有RS232接口和TTL接口引出4個U

11、SB Host（USB1.1協(xié)議）1個USB Slave（USB1.1協(xié)議）標準音頻輸出接口6個用戶按鍵標準SD卡接口一個可調電阻，用于AD轉換測試標準配備網關調試器JTAG標準配備節(jié)點調試器JTAG、CC Debugger標準配備網關PAN控制器SINK節(jié)點，USB藍牙模塊標準配備網關WI-FI 客戶端802.11 B/G/N 全速WI-FI 客戶端GSM/GPRS/3G網絡控制器選配GPRS或者3G無線網絡控制器軟件配置操作系統(tǒng)Linux 2.6,WindowsCE5.0應用軟件ISP在線下載工具網絡配置工具數據采集軟件網絡診斷工具軟件配置說明名稱說明TinyOSWSN專用操作系統(tǒng)，組件式

12、軟件機構，事件驅動多線程機制，硬件抽象層，含Atosenet網絡協(xié)議，高速路由，低功耗控制。Z-Stack完整支持Zigbee所有協(xié)議，通用API接口，便捷的應用程序開發(fā)。AtoStudioWSN數據采集分析軟件，兼容TinyOS和Z-Stack兩種數據模式。支持數據自動上傳SQL服務器，節(jié)點地圖信息顯示，網絡拓撲信息顯示，歷史數據顯示/統(tǒng)計/繪圖分析，報警設置，自定義解析插件等功能。AtosEX嵌入式平臺數據采集分析軟件，運行于可移動平臺。支持采集節(jié)點數據，歷史數據顯示/統(tǒng)計/繪圖，自動將數據上傳至遠端服務器，進行網絡參數配置等。AtoServer中央服務器軟件，包含大型數據庫管理軟件，接收

13、Atosenet和AtosEX控制臺上傳數據。支持WebService接口，支持WEB瀏覽器訪問，支持多地域數據存儲。AtoSniffer基于網絡分析設備，可以截取網絡中的所有射頻數據信息，進行數據分析，診斷網絡問題。AtosDemoCenter豐富的應用DEMO演示，包括：溫度場演示程序，光場演示程序，流量監(jiān)控程序，實用定位演示程序等。硬件配置圖片 CC2430+CC2591 增強型射頻芯片 CC2430芯片 基本節(jié)點 網關板 在線燒錄器 Sniffer工具ARM嵌入式網關 與華為公司合作，基于本系統(tǒng)開發(fā)M2M網關，支持最新WMMP協(xié)議，系統(tǒng)內傳感數據通過3G網絡無障礙傳送至華為遠程數據平臺

14、，為各種M2M應用提供完善解決方案。M2M模塊上層軟件圖片AtoStudio界面一（節(jié)點數值）AtoStudio界面二（數據圖表）AtoStudio界面三（報警系統(tǒng)）光場監(jiān)控Sniffer工具靜態(tài)路由演示三:智能家居實訓系統(tǒng)整個系統(tǒng)既包含分立模塊化設計的節(jié)點原理講解，又有高度集成化的節(jié)點組網應用；從各模塊獨立實驗到整個系統(tǒng)的綜合應用實驗，系統(tǒng)思路清晰，幫助學生輕松掌握物聯(lián)網中應用到的知識和體系架構，又能讓學生注重實際應用，提高動手操作能力的教學要求。 ATOS智能家居實訓系統(tǒng)，在闡述物聯(lián)網基本理論與實現方法的基礎上，將物聯(lián)網技術上層重要應用之一的智能家居作為一個實訓載體，突出無線傳感網絡技術與

15、RFID技術的實際應用，系統(tǒng)的開放性以及模塊化的軟、硬件，完善的二次開發(fā)包以及參考說明文檔，可以良好的支撐教學及實踐過程當中的課程設計與創(chuàng)新應用。ATOS智能家居實訓系統(tǒng)的主要功能模塊包含：智能門禁系統(tǒng)智能門窗及生態(tài)家居系統(tǒng)煤氣泄漏檢測系統(tǒng)火災預警系統(tǒng)智能家電控制系統(tǒng)室內人體紅外感知系統(tǒng)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)家居能耗監(jiān)控系統(tǒng)智能家居主控終端、軟件系統(tǒng)與數據庫系統(tǒng)四:實驗列表 實驗類別實驗列表TinyOS1. 如何創(chuàng)建一個TinyOS應用程序4. TinyOS任務實驗2. TinyOS接口及組件實驗5. TinyOS帶參數接口實驗3. TinyOS命令及事件實驗6. TinyOS通用組件實驗基礎實驗1. LED實驗12. AES加密模塊2. 定時器實驗13. 外部中斷喚醒實驗3. 串口調試實驗14. PWM控制電機4. 串口通信實驗15. 繼電器實驗5. 看門狗16. AD類傳感器（光）6. RTC實時時鐘實驗17. 流量傳感器7. IIC接口的EPPROM讀寫實驗18. 數字式傳感器（SHT）8. FLASH讀寫19. GPS實驗9. 片內溫度傳感器20. CMOS攝像頭實驗10. 硬件隨機序列生成21. 分貝傳感器實驗11. 設置功耗模式無線射頻實驗