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YYIOT-01 物联网实训操作台
 
　

　　　　　　　物联网实训操作台

一、概述：
　　定位于高校物联网应用专业和物联网实训室建设，采用模块化的设计模式，可以根据实际需求选配各种模块组建具有行业特色的物联网工程实训室，与实际应用紧密结合，覆盖物联网三个层面的主要技术，包括传感器技术，RFID技术，无线传感网、蓝牙、WiFi、GPRS等各种通信组网技术，以及各种应用系统。
二、产品特点：
　　1. 操作台采用侧板与底板设计，为学生提供方便操作环境。对于操作台上的所有元器件，均提供便利的接插口，便于操作。
　　2. 模块化的产品：ZigBee、GPRS、WiFi、蓝牙、RFID等系列产品
　　3. 基础控制区：结合多种模块，实现温度、湿度、光照度、气体等多种传感数据采集与控制实验
　　4. 提供智能家居模拟应用物联网实验室物联网实训室
　　5. 提供温室大棚模拟应用
　　6. 提供智能货架管理，对模块产品进行管理
　硬件资源:
名称 参数与功能
规格尺寸 1580 mm×1580 mm×800 mm
产品模块 igBee套件：包含协调器、路由器、参考节点、定位节点、传感控制节点
GPRS套件、WiFi套件、蓝牙套件
RFID读写器与标签：低频、高频、超高频
基础控制区 提供多种传感器输入模块：温湿度传感器、光敏传感器、干簧管/紧急按键、烟雾探测传感器、人体感应传感器等
提供多种输出控制设备：直流电机、步进电机、LED灯模块、数码管模块、继电器输出等
提供多种接插座与接插线缆
智能家居模拟应用区 提供ZigBee套件和GPRS Modem，结合多种传感器和输出控制设备，实现对家居环境监测、家电控制、安防监测，以及远 程监控等。
温室大棚模拟应用区 通过ZigBee套件，监测土壤温度和水分，空气温度、湿度、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件，通过自 动调节温室环境、土壤环境，实现温室集约化、网络化远程管理。
智能货架区 利用RFID技术，通过软件对产品模块进行管理
PC机套件 19寸LCD显示器、主机、键盘、鼠标，PCI转多串口卡
电源及配件 提供9V、12V等电源接口，以及电源适配线缆。
串口及配件 通用串行接口扩展到桌面，以方便模块与PC通信，提供串口线缆
　（一）基础控制区
　1、功能描述
　　物联网实训操作台基础控制区，集成了多种传感器和输出控制设备，主要包含空气温湿度采集、光照度采集、入侵探测、烟雾探测、干簧门磁等传感器、求助按键，以及直流电机、步进电机、数码管显示、LED灯、继电器输出控制设备等，学生利用ZigBee协调器、路由器、传感控制节点板，GPRS、WiFi和蓝牙传感控制节点板，采用多种无线技术完成环境数据采集和控制实验，组网实验，同时也可以进行组合创新实验。
　2、硬件列表
名 称 功能描述
温湿度传感器模块 采集环境的温度与湿度
光敏传感器模块 采集环境的光照强度
烟雾探测传感器模块 模拟安防中的烟雾探测
人体感应传感器 模拟安防中的入侵检测
紧急呼救按键 模块紧急呼救求助按钮
数码管模块 模块温度显示等
LED灯模块 模拟室内照明
直流电机 模拟空调风扇等家电设备
步进电机 模块电动窗帘、洗衣机等设备
继电器输出（灯） 模拟环境加温设备
各功能模块节点 ZigBee：协调器、路由器、参考定位节点、传感控制节点、 GPRS、WiFi、蓝牙传感控制节点
RFID：RFID低频、高频和超高频读写器与标签
　3、实训内容
　　传感控制应用实训
　　读取温度传感器采集数据实验
　　控制蜂鸣器实验
　　读取湿度传感器采集数据实验
　　控制LED实验
　　读取光照度传感器采集数据实验
　　控制直流电机和步进电机实验
　　智能家居模拟应用区：提供ZigBee套件和GPRS Modem，结合多种传感器和输出控制设备，实现对家居环境监测、家电控制、安防监测，以及远程监控等。
　　读取加速度传感器数据实验：控制干簧管，与蜂鸣器报警结合实验
　　读取烟雾探测传感器采集数据实验：实现紧急求助报警功能，按钮与蜂鸣器结合控制数码管实验
　　RFID应用实训
　　RFID低频读写实验
　　RFID高频读写实验
　　RFID超高频读写实验
　　无线综合应用实训
　　ZigBee多种组网实训
　　ZigBee传感采集控制综合实训
　　GPRS综合实训
　　蓝牙综合实训
　　WiFi综合实训
　　RFID综合实训
　（二）智能家居模拟应用
　1、功能描述
　　物联网智能家居模拟应用系统，实现家居环境监测、智能家电自动控制、安防系统与报警、远程监控等功能。通过ZigBee协调器和传感控制节点组成无线网络，采集室内温度、湿度和光照度，实现燃气与烟雾探测、入侵探测、门窗防撬，紧急求助报警等功能，并将采集的数据传输到服务器，对模拟的家电设备进行控制功能。同时，也可以利用GPRS进行短信控制与报警等。
　2、硬件列表
名 称 功能描述 数量
温湿度传感器模块 采集环境的温度与湿度 1
光敏传感器模块 采集环境的光线强度 1
烟雾探测传感器模块 用于安防中的烟雾探测 1
燃气探测传感器模块 用于安防中的燃气探测 1
人体感应传感器模块 模拟安防中的入侵检测 1
干簧门磁 模拟安防中的门窗防撬 1
紧急呼救按键 模块紧急呼救求助按钮 1
数码管模块 2位数码管，模拟空调温度设定 1
LED灯模块 一组四只LED灯，模拟室内照明 1
直流电机 模拟空调风扇等家电设备 1
步进电机 模块电动窗帘、洗衣机等设备 1
ZigBee协调器 组建ZigBee无线网络，将传感控制节点采集的数据传输到服务器进行处理。 1
ZigBee传感控制节点 利用ZigBee协调器，通过传感控制节点采集多种传感数据，并进行输出控制。 3
GPRS Modem GPRS远程短信控制与报警 1
网络摄像头 采集捕捉视频图像，远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控家中的情况  
PC服务器 提供智能家居演示系统软件界面，实现数据采集处理与控制、进行视频捕捉与监控。  
　3、实训内容
　　>>监测家居环境温度和湿度，并自动打开空调风扇等设备。
　　>>监测家居环境光照度，并自动实现灯光照明设备的开启与关闭。
　　>>进行烟雾和燃气探测，当发生异常情况时，可通过声音或手机短信等多种方式报警。
　　>>当按下紧急求助按钮时，启动报警。
　　>>当检测有人入侵时，或门窗被撬时，启动报警，同时开启网络摄像头捕捉视频 图像，可在远和通过手机和电脑进行查看。
　　>> 通过智能家居演示系统软件实现数据采集和控制。
　　>> 通过GPRS网络，实现家居环境的远程监测与控制。
　（三）温室大棚模拟应用
　1、功能描述
　　采用无线传感网络技术，可定时采集空气温度、空气湿度、CO2浓度、光照强度，土壤温度和水分等，来获得作物生长的最佳条件，通过自动调节温室环境、实现温室集约化、网络化远程管理。
利用ZigBee协调器，通过传感控制节点将环境监测数据传输到服务器，并以图表方式显示给用户，当监测数据出现异常时，可利用软件网络实现对温室设备（温、光、气、水等）的自动控制。
也可以通过Internet网络、手机短信远程监测环境信息和设备运行状态等。
　2、硬件列表
名 称 功能描述 数量
温湿度传感器模块 采集温室环境的空气温度与湿度 1
光敏传感器模块 采集温室环境的光照强度 1
CO2传感器模块 监测温室环境空气中的CO2浓度 1
LED灯模块 一组四只LED灯，模拟温室大棚内环境加温 1
直流电机 模拟温室大棚内风机/换气设备 1
继电器输出（灯） 模拟温室大棚内补光灯 1
紧急呼救按键 模块紧急呼救求助按钮 1
电磁阀水阀 模拟开闸放水，实现对土壤微喷灌溉 1
ZigBee协调器 组建ZigBee无线网络，将传感控制节点采集的数据传输到服务器进行处理。 1
ZigBee传感控制节点 利用ZigBee协调器，通过传感控制节点采集多种传感数据，并进行输出控制。 1
PC服务器 提供温室大棚演示系统软件界面，实现温室环境数据采集处理与控制。 1
GPRS Modem GPRS远程短信控制与报警 1
网络摄像头 采集捕捉视频图像，远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控温室情况 3
　3、实训内容
　　（1）监测温室空气的温度和湿度，并自动开启加温或风机/换气设备
　　（2） 监测温室光照度，当光照度不够时，自动开启补光设备
　　（3） 监测土壤温度和水分，当土壤缺少水分时，自动开闸放水
　　（4） 网络化的视频监控，实现对生产环境的图像监控以及生长图像的实时 采集，
便于远程诊指导。
　　（5） 当温室环境发生异常情况时，可通过声音或手机短信等多种方式报警
　　（6） 通过温室大棚演示系统软件实现数据采集和控制
　　（7） 通过GPRS网络，实现温室环境的远程监测与控制。
（四）智能货架
　1、功能描述
　　物联网实训操作台包含了一个RFID智能货架，它由RFID高频读写器、天线多路器和若干平板天线构成，货架内嵌的平板天线采用水平方式放置，平放于每层货架的底部，每层货架放置一组数码管输出，用于显示当前该层货架商品的数量。
将基础实验中使用的每个设备当作货品，在其底部贴上电子标签（写入货品信息），平放于货架的天线上，保证能够读取到货品信息。使用时要领用和归还。
　2、硬件设备
　　物联网实验室物联网实训室每层货架并列摆放四个平板天线，每个货架有四层，共需要内嵌 16个平板天线。每个 货架配置一个高频读写器以及一台多路器，读写器信号分配到多路器上，再连接到16个平板天线上。智能货架主要设备具体如下：
　　>>1个RFID高频读写器（货架专用）
　　>> 1个天线多路器
　　>> 16个平板天线（货架专用）
　　>> 4组2位数码管输出显示
　　>>货架货品：
　　ZigBee设备：协调器、路由器、传感控制节点、定位节点
　　无线设备：GPRS传感控制节点、WiFi传感控制节点、蓝牙传感控制节点
　　RFID设备：RFID低频读写器、RFID高频读写器、RFID超高频读写器
　3、软件功能
　　货品RFID标签：为每个货品写入RFID标签信息：货品编号、名称、位置等
　　货品上架管理：当货品上架时，将自动更新该层货架数码管数量显示
　　货品领用管理：实验前必须要求学生领用设备，否则将会报警，货品数量也会自动更新
　　货品归还管理：当完成实验后，学生要归还设备。



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