LGWL-JJ01型物聯網智能家居教學實訓系統

一、主控平臺
主控平臺包含PC套裝、Android智能網關、智能家居主控網關等設備，主要完成教學實訓的理論教學及上機實踐任務。
1、硬件布局

2、PC套裝
(1)PC套裝包含主機、顯示器、鍵盤、鼠標，其主要功能是：
(2)完成理論教學任務；
(3)完成上機實踐操作任務；
(4)完成編程調試任務；
(5)查看實驗實訓結果；
(6)運行物聯網云服務教學平臺。
2、Android智能網關
(1)Android智能網關的主要功能是實現智能家居設備遠程監控。
(2)Android智能網關支撐智能家居應用場景實訓任務，運行Android智能網關App軟件，完成智能家居應用場景實訓中Android智能網關遠程控制智能設備。
(3)Android智能網關支撐智能家居應用場景實訓任務，運行語音控制App軟件，完成智能家居應用場景實訓的語音控制智能設備。
3、智能家居主控網關
(1)智能家居主控網關的主要功能是組建Zigbee無線傳感網絡，對網絡中各種傳感器、執行器和其它智能設備進行數據采集及自動控制，與云平臺保持實時通信，及時上傳設備信息到云平臺。
(2)支撐無線傳感網技術應用教學任務，運行網關教學軟件，完成基于Zigbee無線傳感網應用場景中，網關與感知層無線通信的程序設計和網關接入平臺的程序設計。
(3)支撐智能家居應用場景實訓任務，運行網關管理軟件，組建智能家居應用場景實訓所需Zigbee無線傳感網絡，通過上位機網關配置文件，實現將各類傳感器數據采集，執行器及設備的命令下發；同時接收Android移動終端所發的控制請求，實現遠程設備智能控制。
4、物聯網基礎技術原理教學平臺
物聯網基礎技術原理教學平臺，是主要針對物聯網、電子信息及計算機及相關專業的教學設備。該平臺可完成傳感器采集與控制，無線通訊，移動通訊，射頻識別，嵌入式技術等多種基礎學科教學，既可以用單個模塊訓練對應單個知識點，也可以使用多個系列的模塊練習各知識點的綜合運用。
5、硬件布局

6、硬件搭載平臺
（1）硬件搭載平臺由通信接口，示波器儀表、電源接口、通信選擇開關、電源開關、8個SLOT模塊組成，可完成模塊電路調試、驗證及嵌入式開發；模塊拓展開發、調試及二次開發等工作；靈活性強，可隨意組合，SLOT模塊系列無限拓展，符合現代教學創意創新性理念。
（2）通信接口：由USB接口，RS232接口組成，完成硬件搭載平臺傳感信息與PC端C#軟件信息互通及應用場景模擬；
（3）示波器儀表：完成電路節點測試，電路工作過程測試，問題排查，能夠在電路原理學習基礎上完成實踐中的驗證測試，達到理實一體效果；
（4）通信選擇開關：RS232接口與在線培訓平臺接口有兩種，串口TTL電平接口，RS485總線接口。根據通信選擇開關所處檔位，選擇一種通信模式與SLOT模塊進行信息互通；
電源開關：整個硬件搭載平臺由12V電源供電，一個金屬電源開關，控制整個實驗平臺電源的通斷。
7、硬件模塊
（1）單片機與傳感器開發套件：套件由1個ARM Cortex-M3開發板和8個傳感器模塊組成
（2）無線傳感網套件：套件由12個模塊組成，含蓋Zigbee，WiFi，藍牙，Lora，NB-IoT，4G網絡技術；
8、教學軟件
物聯網基礎技術原理教學平臺的軟件模塊，采用C#上位機教學資源軟件及聯動場景案例，針對傳感器技術的教學，每一個傳感器的原理、實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟、等實驗指導書內容移植到軟件模塊上，同時對實驗過程、實驗現象相對應顯示出來，實現了理實一體化教學的效果。并且可以在此軟件模塊上加載各系列硬件模塊套件的教學資源，包括實驗場景引入，實驗目的，知識點掌握，實驗步驟，關鍵代碼解析，實驗現象及實驗場景聯動。能夠讓學生不僅學習傳感器概念、原理，并且可以在邊學原理邊練習操作和開發，生動且有趣。軟件模塊的界面截圖如下圖所示：

物聯網基礎技術原理教學平臺軟件示意圖

9、教學功能

技術名稱	教學內容
總體	每項技術，教學內容包括：課程大綱、知識點列表，對每一個知識點的原理，實驗目標，實驗環境，實驗步驟，關鍵代碼的解讀，實驗結果一一講解，并指導程序燒寫操作，思考題等有詳細描述。
單片機與傳感器	單片機：CC2530單片機為核心的片上外設的原理、功能及使用方法，如GPIO、外部中斷、定時器、串行通信、A/D、DMA、看門狗等了解掌握傳感器的基本原理，應用場景，性能特點，硬件電路，數據采集等知識點。傳感器包括溫濕度傳感器，振動傳感器，空氣質量傳感器，光照傳感器，雨露傳感器，霍爾傳感器，干簧管傳感器，紅外反射傳感器，人體監測傳感器、九軸傳感器等實驗
嵌入式開發技術	嵌入式技術： ARM Cortex-M3以上內核的處理器基本接口（除CC2530提到的，還包括IIC、SPI、FSMC、圖像顯示、微操作系統等）、基于函數庫的編程應用了解掌握傳感器的基本原理，應用場景，性能特點，硬件電路，數據采集等知識點；傳感器包括溫濕度傳感器，結露傳感器，超聲波傳感器，霍爾傳感器，稱重傳感器，熱釋電紅外傳感器，振動傳感器，聲音檢測傳感器，環境光傳感器，顏色識別傳感器，光敏傳感器，PM2.5傳感器，紅外反射傳感器，九軸傳感器，紫外線傳感器，紅外對射傳感器等；執行器包括繼電器，風扇控制，電磁鐵，步進電機，直流減速電機，和舵機
無線傳感網技術	ZigBee傳感網的拓撲結構、協議棧工程解析、使用協議棧函數實現傳感器節點的數據收發； WiFi傳感網通信模塊的AT指令集、設置方法、Socket通信和傳感器節點的數據收發；藍牙無線傳感網絡的工作原理、設置方法、網絡特性和傳感器節點的數據收發； LoRa傳感網特點和網絡結構、AT指令集和傳感網數據收發； NB-IoT傳感網特點和網絡架構、AT指令集和傳感網數據收發； LTE 4G移動通訊網絡的基本原理、概念、技術特點和應用開發。

二、主要軟硬件清單

平臺名稱	類別	序號	設備名稱	數量
主控平臺	硬件	1	PC套裝（含主機、顯示器、鍵盤、鼠標）	1
		2	Android智能網關	1
		3	智能家居主控網關	1
	軟件	4	PC主機軟件安裝包	1
		5	Android移動終端安裝包	1
		6	智能家居主控網關系統軟件	1
物聯網基礎技術原理教學平臺	硬件	1	平臺底座	1套
		2	單片機與傳感器系列	1套
		3	嵌入式接口技術與傳感器系列	1套
		4	無線通訊系列套件	1套
	軟件	1	物聯網基礎技術原理教學軟件	1
智能家居應用場景實訓平臺	硬件	1	智能門鎖（指紋）	1
		2	網絡攝像機	1
		3	門廳人體探測器（模擬）	1
		4	門磁傳感器	1
		5	智能面板	2
		6	燈帶	5
		7	聲光報警器	1
		8	智能窗簾（模擬）	1
		9	電視（模擬）	1
		10	中央空調（模擬）	1
		11	空調面板	1
		12	背景音樂+揚聲器	1
		13	紅外探測器	1
		14	煙霧探測器	1
		15	燃氣探測器	1
		16	水浸探測器	1
		17	風雨傳感器	1
		18	聲光報警器	1
		19	機械手控制閥（模擬）	1
		20	吸油煙機（模擬）	1
		21	推窗器（模擬）	1
		22	冰箱（模擬）	1
		23	魔鏡（模擬）	1
		24	熱水器（模擬）	1
		25	體脂秤（模擬）	1
		26	馬桶（模擬）	1
		27	體感傳感器（模擬）	1
		28	緊急按鈕	1
	軟件	1	智能家居網關上位機配置軟件	1
		2	Android移動端APP	1
		3	語音控制APP	1
		4	智能面板軟件	1
智能家居工程安裝實訓平臺	硬件	1	Cortex-A9主板（7寸電容屏、WIFI/BT無線通信模塊）	1
		2	ZigBee協調器	1
		3	ZigBee無線通信節點	1
		4	WiFi無線通信節點	1
		5	溫濕度傳感器	1
		6	空氣質量傳感器	1
		7	光照傳感器	1
		8	Led蜂鳴器	1
		9	FTLINK智能遙控器	1
		10	315門磁探測器	1
		11	315燃氣探測器	1
		12	繼電器門鎖	1
		13	指紋識別節點	1
		14	電動窗簾433M遙控器（與場景平臺共用）	1
		15	電動窗簾電機與導軌（與場景平臺共用）	1
		16	電表測量節點	1
		17	無線AC220V五孔強電插座	1
		18	無線調光面板	1
		19	Led燈	1
		20	Wifi攝像頭（與場景平臺共用）	1
		21	無線路由器	1
		22	X86面板（包含強電接線）	2
		23	X86插座（包含強電接線）	2
		24	國標146面板（包含強弱電接線）	2
		25	自攻螺絲訓練木板	1
	軟件	1	ZigBee傳感器組網傳輸應用程序	1
		2	WiFi傳感器無線通信應用程序	1
		3	Android網關應用軟件	1
開發附件	硬件	1	交叉串口線、交叉網線、Mini USB數據線、方口USB同步線、JLink仿真器、CC2530調試器、SD卡讀寫器、SD卡、USB-485轉換器、USB-232轉換器等	1套

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