維能通信物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)方案

　 南京維能通信技術(shù)有限公司 2011 年 11 月

　 一、 方案背景 .............................................................................................................................................. 3 二、 方案特色 .............................................................................................................................................. 4 三、 物聯(lián)網(wǎng)實驗室方案介紹 .................................................................................................................. 5 3.1 實驗室組成 ............................................................................................................................................ 5 3.2 實驗室布局 ............................................................................................................................................ 6 3.3 實驗室設(shè)備介紹 ................................................................................................................................... 6 四、物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺 ....................................................................................................................................... 12 4.1 無線智能家居安防系統(tǒng) ................................................................................................................... 12 教與學：

　..................................................................................................................................................... 13 4.2 智能溫室大棚控制系統(tǒng) ................................................................................................................... 14 4.3 RFID 倉儲物流 ................................................................................................................................... 16

　教與學：

　..................................................................................................................................................... 17 4.4 農(nóng)產(chǎn)品溯源 .......................................................................................................................................... 17 典型軟件實現(xiàn)的功能：

　.......................................................................................................................... 18 教與學：

　..................................................................................................................................................... 19 4.5 個人保健 ............................................................................................................................................... 19 五、物聯(lián)網(wǎng)體驗中心成功案例 ..................................................................................................................... 19

　一、

　方案背景 物聯(lián)網(wǎng)是一個由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等構(gòu)成的龐大的社會信息系統(tǒng)，涉及國民經(jīng)濟各行各業(yè)、社會生活各個領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其連接范圍及其功能遠遠大于互聯(lián)網(wǎng)：它擴大連接

　到物品，實現(xiàn)物物(也包括人)相連，能夠形成一個連接萬億個物品(設(shè)備)和數(shù)億人的無比龐大的數(shù)據(jù)庫，采集和存儲著海量信息；它不僅能夠分析處理信息知識，而且具有控制指揮的“智能”，從而具有處理和解決問題的功能。

　物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。目前，美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，工業(yè)和信息化部會同有關(guān)部門，在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。

　此外，在“物聯(lián)網(wǎng)”普及以后，用于動物、植物和機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機的數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會成為推進經(jīng)濟發(fā)展的又一個驅(qū)動器，為產(chǎn)業(yè)開拓了又一個潛力無窮的發(fā)展機會。按照目前對物聯(lián)網(wǎng)的需求，在近年內(nèi)就需要按億計的傳感器和電子標簽，這將大大推進信息技術(shù)元件的生產(chǎn)，同時增加大量的就業(yè)機會。美國權(quán)威咨詢機構(gòu) FORRESTER 預(yù)測，2020 年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達到30 比１，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)，

　由此我們知道，物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后新一輪信息技術(shù)革命，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來競爭的制高點和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力，是加速推進工業(yè)化、信息化融合的催化劑。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，是實現(xiàn)技術(shù)自主可控，保障國家安全的迫切需要；是促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進兩化融合的迫切需要；是發(fā)展特色新興產(chǎn)業(yè)，帶動經(jīng)濟發(fā)展的迫切需要；是提升整體創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家的迫切需要。作為高校，適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展要求，著眼未來，為物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)這類戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供人才資源保障，這是歷史賦予的使命，更是面向未來的理智選擇！

　二、

　方案特色

　系統(tǒng)學習物聯(lián)網(wǎng)知識的實驗平臺：方案涵蓋物聯(lián)網(wǎng)的傳感、傳輸和應(yīng)用各層主流技術(shù)，由淺到深為用戶提供完整的實驗內(nèi)容，同時配套詳細的實驗指導書。

　切身體驗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的實訓平臺：方案通過各相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用實訓，讓學生不僅切身體驗各種場景，而且，通過工程的形式強化理論，達到知識的融會貫通。

　 深入研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)平臺：開放的實驗、實訓軟件資源，功能強大的硬件配套，是教師、興趣小組做課題研究的得力助手；是鍛煉動手能力，提高創(chuàng)新能力的理想選擇。

　三、

　物聯(lián)網(wǎng)實驗室方案介紹 1 3.1 實驗室組成 由各種硬件（實驗柜、前端模塊等）、軟件構(gòu)成的多功能實驗室，提供了從基礎(chǔ)的實驗套件、模塊到包含豐富模擬應(yīng)用的實驗柜，再到可用于工程上的物聯(lián)網(wǎng)展示廳，形成從理論到實際應(yīng)用的完整體系結(jié)構(gòu)。

　硬件組成：

　物聯(lián)網(wǎng)實驗柜系列 物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺Ⅰ型 物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺Ⅱ型 物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺Ⅲ型 物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺Ⅲ-A型 傳感器及控制模塊 玻璃破碎探測傳感器 雨滴傳感器 顏色傳感器 光強度傳感器 三軸加速度傳感器 溫濕度傳感器 煙霧感應(yīng)傳感器 紅外遙控模塊 指紋識別模塊 人體感應(yīng)模塊 手機澆花模塊 窗簾遙控模塊 Zigbee實驗套件 Zigbee協(xié)調(diào)器模塊

　Zigbee路由器模塊

　Zigbee傳感控制節(jié)點模塊

　樣板間（實訓）系統(tǒng) 智能家居樣板間 智能停車場樣板間 智能物流樣板間 智能農(nóng)業(yè)樣板間 智能交通樣板間 …… 沙盤模型 智能家居沙盤模型 智能農(nóng)業(yè)沙盤模型 智能交通沙盤模型 ……

　軟件組成：

　應(yīng)用軟件 基礎(chǔ)實驗：BEEP、AD、Telephone、Video…… 電子秘書 環(huán)境監(jiān)測 門禁檢測 音樂播放器

　智能家居安防系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件 物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺軟件

　2 3.2 實驗室布局 整個實驗室主要有教學區(qū)、實訓區(qū)。具體布局見下圖：

　教學區(qū)：教師使用實驗柜進行授課，學生可用實驗柜進行基礎(chǔ)和實訓實驗。在進行教學實驗時，學生可進行分組操作。

　演示區(qū)：對于不同應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計不同的樣板間、演示沙盤。

　3 3.3 實驗室設(shè)備介紹 ⑴物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺Ⅰ/Ⅱ型 SeaIOT-DP01-C（簡稱Ⅰ型柜）、SeaIOT-DP02-C（簡稱Ⅱ型柜）物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺是把傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)、嵌入式智能家居安防實訓平臺 智能溫室大棚實訓平臺 RFID 倉儲物流管理實訓平臺 智能停車場管理平臺

　教師教學區(qū)

　 學生實訓區(qū)

　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)整合一起的專業(yè)型研發(fā)及綜合實訓平臺。兩種型號的主要區(qū)別是外觀和結(jié)構(gòu)，Ⅱ型柜多了可容納 PC 機的空間。

　與普通的實訓系統(tǒng)相比（1）

　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件更為專業(yè)、高端、智能化，完全面向終端產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)設(shè)計 （2）前端傳感器采用模塊化設(shè)計、獨創(chuàng)加入機電一體化功能（3）無線通訊系統(tǒng)支持多種通訊協(xié)議，如 433M、ZIGBEE、藍牙、WIFI 及 3G 等，構(gòu)建了多網(wǎng)融合的構(gòu)思，實現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)的信息交互。

　本綜合實訓平臺采用三星公司主頻為 400MHz 的高端 S3C2440 微處理器（可擴展 800M 的 S3C6410），前端采用 TI 公司的 MSP430 低功耗單片機(433M 及 ZIGBEE 功能)配合豐富的外圍設(shè)備接口，是一款優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)學習和開發(fā)平臺。

　網(wǎng)關(guān)核心配置：

　模塊 功能 配置參數(shù) PCB 板 性能穩(wěn)定，經(jīng)過強電磁環(huán)境考驗 6 層 PCB 設(shè)計 處理器 S3C2440A 處理器 可升級 S3C6410 主頻 400MHz，可倍頻至 533MHz SDRAM RAM 64M 字節(jié)

　2 片 HY57V561620(32M) NANDFlash NAND Flash 128M 字節(jié)

　K9F1G08U0B

　時鐘 RTC 時鐘 12MHz 系統(tǒng)外部時鐘源； 32.768KHz 的 RTC 時鐘源 網(wǎng)關(guān)接口配置：

　模塊 功能 配置參數(shù) PCB 板 性能穩(wěn)定

　2 層 PCB 設(shè)計 電源 供電 9V 、12V UART 串口數(shù)據(jù)傳輸 一個五線異步串口，一個三線串口， 兩個三線 TTL 電平擴展引出 485

　485 數(shù)據(jù)傳輸 一路 485 接口 ADC

　10 位 AD 通道 ADC 接口 SPI

　2 路 SPI 接口 2 路 SPI 接口 PWM

　外接直流電機 外接直流電機 網(wǎng)卡 DM9000 網(wǎng)卡 100M 網(wǎng)口，采用 DM9000AE，帶聯(lián)接和傳輸指示燈 USB USB Device，程序下載 USB HOST，掛載 USB設(shè)備 一個 USB Device 接口 三個 USB HOST 接口 音頻 音頻輸出，輸入 一路立體聲音頻輸出揚聲器；另一路音頻輸入麥克風 SD 卡 外接存儲設(shè)備 一個 SD 卡接口 觸摸 LCD 終端顯示 LCD 和觸摸屏接口，支持 7 寸 TFT 液晶屏 VGA 終端顯示 終端顯示 CAN CAN 總線數(shù)據(jù)傳輸 CAN-bus 規(guī)范 V2.0 JTAG 調(diào)試 配有下載調(diào)試板，可進行下載、程序仿真調(diào)試 IIC

　IIC 接口 外接 256 字節(jié)的 EEPROM 存儲單元 ZLG7290 控制的鍵盤和顯示 LED； GPIO

　GPIO 接口 蜂鳴器、LED 燈、步進電機 USB 攝像頭 拍照、錄像 中星微攝像 USB 接口 中星微攝像頭（30 萬）

　頭 適用手持設(shè)備，攝像監(jiān)控方面。

　采用最經(jīng)典穩(wěn)定的中芯微 301P 方案，色彩逼真 速率 30fps/s，硬件 30 萬，插值 500 萬像素影像 感光器件:高品質(zhì) CMOS1/3inch,超 CCD 感光效果,VGA/CIF 格式 Video 數(shù)據(jù)格式：8/16bit 工作溫度：0°-40° 手機模塊 收發(fā)短信、語言通話、發(fā)送彩信 PTM100 GPRS 彩信模塊 功能指標 三頻段：GSM900/DCS1800/PCS1900MHz GPRS 多時隙 Class 12 標準 AT 指令集：GSM 07.07 電源電壓：3.4 ～ 4.3 V 射頻 無線數(shù)據(jù)傳輸 CC1100 體積�。≦LP 4×4mm 封裝，20 腳）

　真正的單片 UHF RF 收發(fā)器 頻率波段：300-348 MHz、400-464 MHz 和 800-928 MHz

　高靈敏度（1.2kbps 下-110dBm，1％數(shù)據(jù)包誤差率）

　可編程控制的數(shù)據(jù)傳輸率，可達 500kbps

　較低的電流消耗（RX 中 15.6mA，2.4kbps，433MHz）

　 ⑵物聯(lián)網(wǎng)智能實驗開發(fā)平臺 ⅢA 型 SeaIOT-DP03A(簡稱ⅢA 型機) 創(chuàng)造性的集成了 433M、ZIGBEE兩個物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺，還集成了通過手機 GSM 網(wǎng)絡(luò)控制的電器開關(guān)柜功能。

　下圖是維能通信ⅢA 型柜原理拓撲圖，由圖可見，ⅢA 型柜由黃色的 ZIGBEE 無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)和綠色的 433M 無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成。主機部分采用三星 S3C2440 網(wǎng)關(guān)（可升級為三星 S3C6410 嵌入式網(wǎng)關(guān)），其中433M部分標配10個無線傳感網(wǎng)傳感器節(jié)點，ZIGBEE部分標配 8 個無線傳感網(wǎng)傳感器節(jié)點。

　 維能通信ⅢA 型柜原理拓撲圖 參數(shù)說明：

　參數(shù) 協(xié)議 說明 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 433M 節(jié)點可選 CC1101 等型號 CC1101-433 無線模塊采用 TI(chipcon)高性能無線芯片 CC1101 開發(fā)，是一種低成本、高度集成的 UHF 收發(fā)器，專為低功耗無線應(yīng)用而設(shè)計。支持外接直流電源、干電池、USB 口等供電方式，其中干電池供電模式可同時為傳感器和 CC1101 長時間供電，便于有效范圍內(nèi)無障礙任意移動。

　Zigbee 使用 TI 當下主流 Zigbee 解決方案中推薦的處理器 CC2530F256；含有豐富的 I/O 端口、A/D 和各種常用外圍接口(定時器、UART、DMA、中斷等)；適應(yīng) 2.4-GHz IEEE 802.15.4；具有片內(nèi) 256K 的可編程 Flash，和 8K的 SRAM；工作電壓 2.0V-3.6V，超低功耗，支持休眠及喚醒功能；支持TI 官方 Z-Stack2007/Pro 協(xié)議棧；傳輸距離：可視距離 400 米；基于IAR5.10.6 集成開發(fā)環(huán)境的工程仿真調(diào)試環(huán)境；支持形狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和網(wǎng)狀(Mesh)組網(wǎng)方式；支持路由中繼功能、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自動修復(fù)功能

　傳感器節(jié)點 433M 1.

　溫度檢測模塊 2.

　濕度檢測模塊 3.

　震動探測模塊 4.

　玻璃破碎探測模塊 5.

　氣體檢測模塊

　6.

　煙霧檢測模塊

　7.

　紅外遙控模塊 8.

　RFID 射頻模塊 9.

　指紋識別模塊 10.

　其他傳感器模塊

　Zigbee 1. 溫度/濕度傳感器: 用于檢測當前環(huán)境溫度/濕度 2. 光強度傳感器：用于檢測光照強度檢測 3. 三軸加速度傳感器：三軸數(shù)字加速度傳感器模塊 4. 氣壓傳感器：用于檢測當前環(huán)境氣壓及溫度 5. 顏色傳感器：檢測顏色的傳感器模塊 6. 雨滴傳感器：用于對周圍環(huán)境是否下雨等做檢測 7. 其他傳感器模塊

　嵌入式網(wǎng)關(guān) 嵌入式網(wǎng)關(guān)處理器采用S3C2440 （可升級S3C6410）微處理器，S3C2440A采用了ARM920t的內(nèi)核，0.13um 的 CMOS 標準宏單元和存儲器單元。其低功耗，簡單，優(yōu)雅，且全靜態(tài)設(shè)計特別適合于對成本和功率敏感型的應(yīng)用。

　1. 64M RAM，128M NAND FLASH 2. 2 端口 USB 主機/1 端口 USB 設(shè)備（1.1 版）

　3. 3 個 UART，引出 2 個 RS232 口 4. UDA1314 解碼器接口 5. 7 寸真彩色 LCD，外帶觸摸屏，分辨率 800*480 6. 攝像頭接口，支持中芯微芯片微型 130 萬像素攝像頭 7. DM9000 10/100M 網(wǎng)卡 8. SD 卡接口

　 ⑶傳感器及控制模塊 名稱：溫度模塊

　 名稱：濕度模塊

　名稱：震動探測模塊

　名稱：玻璃破碎探測模塊

　名稱：氣體檢測模塊

　名稱：煙霧檢測模塊

　名稱：紅外遙控模塊

　 名稱：RFID 射頻模塊

　名稱：指紋識別模塊

　名稱：光強度傳感器模塊

　 名稱：三軸加速度傳感器模塊

　名稱：顏色傳感器模塊

　名稱：雨滴傳感器模塊

　名稱：氣壓傳感器模塊

　名稱：溫濕度傳感器模塊

　名稱：窗簾遙控模塊

　名稱：臺燈控制模塊

　名稱：手機澆花模塊

　 名稱：攝像頭模塊

　名稱：

　名稱：

　四、物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺 無線智能家居安防系統(tǒng) 左圖為無線智能家居系統(tǒng)的設(shè)計框圖，主要包括前端傳感器部分，安防控制主機、報警部分和家電控制部分。前端傳感器主要是使用各類不同用途的傳感器探測家居環(huán)境中的物理參數(shù)，如煙霧、水浸、門窗等；安防控制主機主要實現(xiàn)這個系統(tǒng)的控制硬件和可視化軟件；報警部分和家電控制部分是其實現(xiàn)的主要目的，異常情況下拉響警笛、撥出報警電話等；通過安防主機的無線通信開啟或者關(guān)閉家電，使得家居生活更加安全，智能，方便。

　名稱 功能描述 聯(lián)發(fā)動作 溫度檢測模塊

　通過檢測室內(nèi)溫度 開啟空調(diào)降溫 濕度檢測模塊

　檢測室內(nèi)濕度 開啟空調(diào)除濕 玻璃破碎探測模塊

　檢測玻璃是否破碎 觸發(fā) GSM 報警 氣體檢測模塊

　 檢測液化氣濃度 開窗，觸發(fā) GSM 報警

　煙霧檢測模塊

　檢測室內(nèi)煙霧濃度 觸發(fā) GSM 報警 紅外遙控模塊

　對各種家用電器進行控制

　RFID 射頻模塊

　 用于門禁系統(tǒng)中進行身份識別

　指紋識別模塊 用于門禁系統(tǒng)中進行身份識別

　光強度傳感器

　用于檢測光照強度檢測 控制電燈的開關(guān) 雨滴傳感器 用于對周圍環(huán)境是否下雨等做檢測 關(guān)閉窗戶 手機澆花模塊 通過主機遠程實現(xiàn)自動澆花

　遙控窗簾模塊 通過主機實現(xiàn)對窗簾的自動控制

　臺燈控制模塊（壓力傳感器）

　通過壓力傳感器控制臺燈的開關(guān)

　Zigbee 協(xié)調(diào)器 組建 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)，將傳感控制節(jié)點采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C進行處理。

　GSM 模塊 可發(fā)短信、彩信、撥打電話

　攝像頭模塊 用于門禁系統(tǒng)中進行訪客記錄、拍照、錄像

　主機模塊 信息處理中心，對于系統(tǒng)各方面的信息進行處理

　 電子秘書基礎(chǔ)實訓 環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)實訓 門禁檢測基礎(chǔ)實訓 家庭安防基礎(chǔ)實訓 家居安防綜合實訓平臺

　智能家居安防綜合實訓平臺軟件 教與學：

　? 通過教師指導，學生利用可用模塊搭建自己的硬件開發(fā)平臺，提高學生的動手能力 ? 搭建軟件環(huán)境，了解 wince 內(nèi)核編譯過程，建立嵌入式開發(fā)環(huán)境（eMbedded Visual C++），學會用 C++編寫應(yīng)用程序 ? 通過電子秘書模塊讓學生學會 GPRS 和 GSM 相關(guān)知識。

　? 通過環(huán)境監(jiān)測模塊，讓學生學會在 IAR 中編程，掌握 I2C、SPI 總線協(xié)議和 CC1100 無線收發(fā)模塊的工作原理。

　? 通過門禁系統(tǒng)模塊，讓學生掌握攝像頭、人體感應(yīng)等相關(guān)組件的編程 ? 通過家庭安防模塊，讓學生掌握智能家居中關(guān)鍵功能的實現(xiàn)過程。

　? 通過家居安防綜合實訓平臺，讓學生掌握整個系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程，培養(yǎng)學生進行項目開發(fā)的能力。

　以下實訓基于 433 傳感器轉(zhuǎn)換為 Zigbee；433 相關(guān)程序改寫成 Zigbee 程序；2440 板升級到 6410、A8

　4.1 無線智能家居安防系統(tǒng) 初步采用 VS2008 編寫（wince）。（修改原系統(tǒng)）

　名稱 功能描述 聯(lián)發(fā)動作 溫度檢測模塊

　通過檢測室內(nèi)溫度 開啟空調(diào)降溫 濕度檢測模塊

　檢測室內(nèi)濕度 開啟空調(diào)除濕 玻璃破碎探測模塊

　檢測玻璃是否破碎 觸發(fā) GSM 報警 氣體檢測模塊

　 檢測液化氣濃度 開窗，觸發(fā) GSM 報警

　煙霧檢測模塊

　檢測室內(nèi)煙霧濃度 觸發(fā) GSM 報警 紅外遙控模塊

　對各種家用電器進行控制

　RFID 射頻模塊

　 用于門禁系統(tǒng)中進行身份識別

　指紋識別模塊 用于門禁系統(tǒng)中進行身份識別

　光強度傳感器

　用于檢測光照強度檢測 控制電燈的開關(guān) 雨滴傳感器 用于對周圍環(huán)境是否下雨等做檢測 關(guān)閉窗戶 手機澆花模塊 通過主機遠程實現(xiàn)自動澆花

　遙控窗簾模塊 通過主機實現(xiàn)對窗簾的自動控制

　臺燈控制模塊（壓力傳感器）

　通過壓力傳感器控制臺燈的開關(guān)

　Zigbee 協(xié)調(diào)器 組建 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)，將傳感控制節(jié)點采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C進行處理。

　GSM 模塊 可發(fā)短信、彩信、撥打電話

　攝像頭模塊 用于門禁系統(tǒng)中進行訪客記錄、拍照、錄像

　主機模塊 信息處理中心，對于系統(tǒng)各方面的信息進行處理

　 智能家居安防綜合實訓平臺軟件 電子秘書基礎(chǔ)實訓 環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)實訓 門禁檢測基礎(chǔ)實訓 家庭安防基礎(chǔ)實訓 家居安防綜合實訓平臺 增加功能：遠程訪問控制（實現(xiàn)方式？點對點方式/Web 服務(wù)器方式）

　 遠程監(jiān)控（網(wǎng)絡(luò)攝像頭）

　能耗監(jiān)測

　 4.2 智能溫室大棚控制系統(tǒng) 初步采用 java 編寫（android）

　 該實訓平臺將當前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，通過不同的傳感器可高精度測量溫室大棚內(nèi)的各種參數(shù)自動實現(xiàn)大棚內(nèi)保溫、保濕、光照等，實時監(jiān)測溫室內(nèi)部環(huán)境。該平臺還可通過 GSM 或 PC 進行遠程訪問和控制。

　溫度傳感器 檢測大棚內(nèi)溫度 濕度傳感器 檢測大棚內(nèi)濕度 光照傳感器 檢測大棚內(nèi)光照強度 氣體（CO2）傳感器 檢測大棚內(nèi) CO2 濃度 風扇控制模塊 根據(jù)光照度、CO2 濃度等確定是否開啟 高清攝像頭 視頻監(jiān)控 GSM 模塊 遠程監(jiān)控 太陽能增溫系統(tǒng)控制

　白天有陽光時，太陽能系統(tǒng)蓄熱，進行水循環(huán)換熱控制，將蓄水箱中的水循環(huán)至太陽能吸熱板（管）中；無陽光或夜間系統(tǒng)進行供熱循環(huán)。

　溫室脊熱轉(zhuǎn)移控制

　為了充分利用能源，溫室內(nèi)設(shè)置脊熱轉(zhuǎn)移控制裝置，當屋脊溫度高于 35℃時，啟動脊熱轉(zhuǎn)移裝置（風機），WIFI\有線網(wǎng) GPRS\GSM 路由 網(wǎng)關(guān) 顯 示屏幕 攝像頭 人體感應(yīng) 用戶 用戶 Zigbee主 節(jié)點 溫度 濕度 光照 …… …… …… 風扇、 加濕器

　溫度降至 25℃時停止。

　溫室生態(tài)參數(shù)采集

　對溫室生態(tài)及環(huán)境參數(shù)進行采集、處理及儲存，當參數(shù)超出預(yù)定值時，能發(fā)出報警及操作提示（相關(guān)設(shè)備）。

　 視頻監(jiān)控 包含一個微型攝像頭，安裝在主機板上，可以通過短信命令抓取圖片并發(fā)送彩信給用戶。另設(shè)置高清攝像機，進行現(xiàn)場高清圖像采集。

　遠程通信及報警 采用 GSM 網(wǎng)絡(luò)先進的無線分組技術(shù)，通過 SMS 進行遠程傳輸，用戶通過手機發(fā)短信訪問控制器，包括短信請求傳感器數(shù)據(jù)，報警信息發(fā)送到手機，短信進行遠程控制設(shè)備開關(guān). 并預(yù)留網(wǎng)卡接口，以便將來接入網(wǎng)絡(luò)或通過 GPRS 訪問。

　溫室大棚控制系統(tǒng)

　報警系統(tǒng)模塊 遠程訪問控制模塊 環(huán)境監(jiān)測模塊 溫室大棚控制系統(tǒng)

　 教與學：

　? 通過教師指導，學生利用可用模塊搭建自己的硬件開發(fā)平臺，提高學生的動手能力 ? 搭建軟件環(huán)境，了解 android 系統(tǒng)編譯過程，建立嵌入式開發(fā)環(huán)境（ubuntu+eclipse），學會用 java 編寫應(yīng)用程序 ? 掌握簡單驅(qū)動的加載過程，如人體感應(yīng)驅(qū)動的編寫加載。

　? 通過報警系統(tǒng)讓學生學會編寫串口、GPRS 和 GSM 相關(guān)知識。

　? 通過環(huán)境監(jiān)測模塊，讓學生學會在 IAR 中編程，掌握 I2C、SPI 總線協(xié)議和 ZIGBEE 無線收發(fā)模塊的工作原理。

　? 通過遠程訪問控制模塊，讓學生掌握 TCP\IP 等網(wǎng)絡(luò)編程及其原理。

　? 通過溫室大棚控制系統(tǒng)，讓學生掌握整個系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程，培養(yǎng)學生進行項目開發(fā)的能力。

　4.3

　RFID 倉儲物流

　初步采用 VS2008 編寫 RFID 倉儲物流管理系統(tǒng)的目標是在倉庫體系中建立一條基于 RFID 技術(shù)的快速通道，實現(xiàn)庫房高效管理，收發(fā)貨高速自動記錄。系統(tǒng)以 RFID 中間件為支撐平臺，由收貨、入庫、

　盤點、出庫等多個流程組成，各功能既可獨立運行也可平滑連接，形成一個完整的基于 RFID 自動識別技術(shù)的倉儲物流管理系統(tǒng)。

　系統(tǒng)配置

　服務(wù)器（PC）：

　 服務(wù)端軟件（運 行于 PC 機）；VS2008 開發(fā)平臺；Access 數(shù)據(jù)庫 客戶端（網(wǎng)絡(luò)讀卡器）：客戶端軟 件（運行于 WINCE 系統(tǒng)中）

　無線 WIFI 通信模塊 配套的標簽或卡

　實訓內(nèi)容

　串口通訊實驗 RFID 讀卡實驗 WIFI 通訊實驗 以太網(wǎng)通訊實驗 Access 數(shù)據(jù)庫操作實驗 RFID 倉儲物流綜合實驗

　教與學：

　? 學會在 VS2008 中編寫 C++程序 ? 掌握串口通信原理 ? 掌握電子標簽的工作原理

　4.4 農(nóng)產(chǎn)品溯源 初步采用 VS2008 編寫

　為每一個地塊或一個品種設(shè)定一個標簽，對該地塊或該品種蔬菜從種植到打包上市的整個過程中的必要信息通過讀入或輸入設(shè)備進行及時初始信息的錄入，如蔬菜的品種、生長時間，所噴施農(nóng)藥的名稱及次數(shù)，所使用的化肥、收割時間等。

　在加工過程中，再對 RFID 添加加工單位、加工日期、加工過程所使用的添加劑、包裝重量等信息。

　其過程為：

　養(yǎng)殖場RFID耳環(huán)(1:1)讀寫器飼料使用、出生地、出生年月養(yǎng)殖地免疫檢疫……品種、免疫、檢疫、獸藥等加工廠讀寫器 讀寫器銷售商RFID貼片(N)讀寫器RFID貼片(1:N)加工單位、加工日期、復(fù)檢信息、毛重記錄各個過程的詳細信息銷售商信息、品名、 電子秤稱重出價錢；打印RFID標簽信息（讀寫器）；將RFID轉(zhuǎn)換成二維碼；打印小票小票注：1.RFID只記錄各環(huán)節(jié)中的必要信息；其他詳細信息均在數(shù)據(jù)庫保存2.X1:X2，前者代表豬，后者為RFID標簽RFID基本格式：RFID基本格式：RFID基本格式：RFID耳環(huán)標簽回收RFID貼片標簽回收

　 典型軟件實現(xiàn)的功能：

　教與學：

　? 學會 ? 掌握串口通信原理 ? 掌握電子標簽的工作原理 ? 了解超高頻讀寫器的工作原理 ? 了解專用電子秤的工作原理

　 4.5 個人保健 人身上可以安裝不同的傳感器，對人的健康參數(shù)進行監(jiān)控，并且實時傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過手機，提醒您去醫(yī)院檢查身體。

　 狀況：暫無資料

　六 、物聯(lián)網(wǎng)體驗中心成功案例 序號 項目名稱 功能要求 1

　開放式通道系統(tǒng) 開放式通道防盜系統(tǒng)，以RFID 技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、無線通訊技術(shù)、視頻技術(shù)，以全新的開放式通道門禁自動識別模式，當人員未佩戴受權(quán)代表證通過時，門禁會自動識別出來并且提出報警警示。能對私自帶帶有RFID圖書出實訓室有檢測報警功能。

　系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心、開放式防盜系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)及身份卡組成。開放式通道識別設(shè)備，有三個感應(yīng)區(qū)，而且卡片360 度旋轉(zhuǎn)仍能感應(yīng)。人員管理系統(tǒng)主要要求包括以下功能模塊：語音功能 抓拍功能 人員管理 卡片管理部分 要求進出門時能播報語音 2 客廳 一 要求能夠看到當前溫度濕度氣壓值 二 要求能通過紅外對射裝置控制窗簾和燈的開關(guān) 三 提供物聯(lián)網(wǎng)ZIGBEE家庭影院控制：要求能提供對房間內(nèi)電視、機頂盒的統(tǒng)一管理，用戶可通過遙控器對房間內(nèi)的設(shè)備進行控制和調(diào)用各種模式；要求觸摸屏上界面可以在電視上對應(yīng)顯示；要求具備紅外學習能力；要求具有支持影片的存儲和播放功能；要求具有支持任意房間的音視頻點播功能；要求具有紅外、網(wǎng)絡(luò)、RS232串口通訊等接口；要求能通過按鍵開關(guān)、遙控器或是觸摸屏控制。

　四 通過家庭影院播放物聯(lián)網(wǎng)宣傳片 3 書房：

　RFID 圖書管理系統(tǒng) 圖書館管理采用RFID技術(shù)，要求實現(xiàn)讀者自助借閱、24小時讀者自助還書、圖書管理功能及安全防盜功能。

　提供物聯(lián)網(wǎng)ZIGBEE燈光控制：要求通過遙控器調(diào)節(jié)燈光強弱；要求用GSM手機短信控制燈開關(guān)；要求人坐在凳子上，頭上的燈自動打開，要求人離開時，頭上的燈自動關(guān)閉。

　4 書房：空調(diào) 提供物聯(lián)網(wǎng) ZIGBEE 家庭空調(diào)控制，能控制我校實訓室現(xiàn)有的空調(diào)，要求根據(jù)設(shè)定的溫濕度，自動開或關(guān)閉空調(diào)。要求能通過手機短信關(guān)閉空調(diào) 5

　臥室 一、要求能根據(jù)臥室內(nèi)有人無人控制窗簾、燈光的開關(guān) 二、要求能測量人的體重和體溫，并能播放相應(yīng)語音

　 6 花房 手機澆花系統(tǒng)，要求通過短信開關(guān)澆花設(shè)備及定時功能 趣味實驗系統(tǒng)：要求能通過壓力傳感器觸發(fā)噴霧裝置 ，達到寓教于樂效果 7 廚房 提供物聯(lián)網(wǎng)家庭安防控制：要求煙霧報警時觸發(fā)噴淋系統(tǒng) ，并且語音報警。

　短信控制電飯煲開關(guān) 8

　 學生設(shè)計體驗系統(tǒng)

　要求包含十五種以上常見物聯(lián)網(wǎng)傳感器以及演示教學系統(tǒng)，能進行二次開發(fā)，能通過軟件演示各傳感器被觸發(fā)報警實驗。

　要求包含十種以上常見物聯(lián)網(wǎng)傳感器（不加電，與上面十五種不重復(fù)）并配以介紹， 9

　 被體驗系統(tǒng) 要求能觀察 3 種傳感器工作狀態(tài)

　物聯(lián)網(wǎng)智能家居體驗中心樣板間成功案例平面圖

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