LGWL-WD01型 物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗實訓(xùn)臺

一、平臺簡介
   LGWL-WD01型 物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗實訓(xùn)臺是一款覆蓋各種主流無線通信技術(shù)與下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、面向物聯(lián)網(wǎng)三個層次知識點的綜合實驗實訓(xùn)平臺。平臺采用模塊化設(shè)計，包含 433M 探測區(qū)、ZigBee 傳感區(qū)、Bluetooth4.0 傳感區(qū)、 WiFi 傳感區(qū)、IPv6 傳感區(qū)、智能網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)關(guān)擴展區(qū)、ZigBee 強電控制區(qū)、計算機通信接口以及電源供電區(qū)等。平臺傳感區(qū)集成了多達十六種傳感器節(jié)點，涵蓋433M/ZigBee/BT/WiFi/IPv6 各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊與 ZigBee 強電控制模塊；網(wǎng)關(guān)采用 Cortex-A8（A9）處理器，具有 3G/4G 新一代移動互聯(lián)網(wǎng)通信模塊、以及GPS/北斗定位模塊。平臺提供無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)采集控制程序、網(wǎng)關(guān) GUI 應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理程序、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等各種軟件資源，支持 PC 與 ARM 架構(gòu)的二次開發(fā)與應(yīng)用；具有詳細(xì)的硬件設(shè)計電路圖、豐富的實驗例程以及完善的實驗指導(dǎo)書，非常適合高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)、實驗、實訓(xùn)、科研開發(fā)。 二、平臺特點
   全面覆蓋物聯(lián)網(wǎng)各層知識點，傳感層包含 16 種不同類型傳感器，3 種以上控制設(shè)備；短距離通信網(wǎng)絡(luò)包含 433M 無線網(wǎng)絡(luò)、ZigBee 無線傳感網(wǎng)、Wi-Fi 無線網(wǎng)絡(luò)、藍牙無線通信、IPv6 無線網(wǎng)絡(luò)、RFID 射頻識別等。網(wǎng)關(guān)集成 3G/4G 新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)、WiFi 無線通信模塊以及用于嵌入式開發(fā)的各種輸入輸出設(shè)備。網(wǎng)關(guān)可運行 Android 或 Linux 操作系統(tǒng)，用于 Android 移動開發(fā)與 Linux 開發(fā)。
平臺由實訓(xùn)桌與控制臺組成，采用全鋼結(jié)構(gòu)，平臺牢固，耐磨；實訓(xùn)桌底部安裝有帶剎車功能的萬向輪，可以靈活，方便的移動設(shè)備；控制臺是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)采集與控制的主體，尺寸：長 1470mm×寬 750mm×高 760mm；
1、塊化設(shè)計，應(yīng)用形式多樣：嵌入式網(wǎng)關(guān)、傳感器節(jié)點通過插針或插件方式與底板連接。節(jié)點采用供電與固定一體的巧妙安裝方式，使用靈活，既可固定在實驗箱底板上使用，也可單獨取出，作為移動節(jié)點用于各種實訓(xùn)項目。
2、傳感器類型豐富：支持溫濕度、火焰、光敏、壓力、光線、煙霧、加速度、顏色、RFID 低頻、霍爾、紅外學(xué)習(xí)、繼電器控制、遙控按鍵控制、語音識別、指紋識別等多達三十種傳感器，更換傳感器調(diào)理板即可改變節(jié)點傳感器類型。
3、多種短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)融合：集成 433M、ZigBee、WiFi、藍牙、IPv6 五種頻段傳輸傳感器信息。433M 采用自定義協(xié)議棧傳輸信息，ZigBee 節(jié)點使用Z-Stack2007 協(xié)議棧，藍牙采用 BLE4.0 協(xié)議棧，IPv6 使用 6LowPAN 協(xié)議棧。
4、多種接入互聯(lián)網(wǎng)的方式：以太網(wǎng)、3G/4G、WiFi 等，任意選擇傳輸方式。
5、支持多種主流操作系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)：采用 Cortex-A8 網(wǎng)關(guān)，可升級 Cortex-A9 網(wǎng)關(guān)。核心板和接口底板通過郵票方式可靠連接，具有高主頻（1Ghz）、大存儲容量（8GB）、大內(nèi)存容量（512MB）的特點，集成 ZigBee、WiFi/BT 二合一、3G/4G通信、GPS 定位等多種無線通信模塊，具有 WIFI 網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)、3G 網(wǎng)絡(luò)自由切換功能；具有陀螺儀、加速度等方位感知傳感器支持，網(wǎng)關(guān)默認(rèn)選用 Android 操作系統(tǒng)，也可使用 Linux 操作系統(tǒng)。
6、長距離通信模塊：包括以太網(wǎng)（有線）、WiFi、3G/4G、GPS 等。
7、提供紅外自學(xué)習(xí)模塊，可學(xué)習(xí)空調(diào)、電視機、DVD、功放等紅外遙控設(shè)備；
8、采用品牌漏電斷路器，保障人身安全和防止設(shè)備因發(fā)生漏電造成的事故。
三、硬件資源
   平臺主要包括 433 頻段、ZigBee、藍牙、WiFi、IPv6 等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感與控制節(jié)點、嵌入式網(wǎng)關(guān)、PC 機以及其他輔助硬件設(shè)備。詳見下圖： 四、軟件架構(gòu)
1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件：可以選擇 433、ZigBee、藍牙、WiFi、IPv6 無線通信協(xié)議，將傳感器與控制設(shè)備組成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息的無線傳輸。
2、智能網(wǎng)關(guān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理軟件：具有本地化工作模式與物聯(lián)網(wǎng)工作模式。默認(rèn)是本地化工作模式。
處于本地化工作的網(wǎng)關(guān)，主要運行 Android 或嵌入式 Linux 系統(tǒng)下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理軟件，匯聚當(dāng)前網(wǎng)關(guān)管理的 433、ZigBee、Bluetooth、WiFi、IPv6等傳感器節(jié)點信息，控制相關(guān)的設(shè)備。Android 下的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序是采用 Eclipse或 Android Studio 結(jié)合 JAVA 語言開發(fā)的 GUI 圖形化應(yīng)用程序界面。Linux 下的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序是采用 QT4.7.3 函數(shù)庫與 QT C++開發(fā)的 GUI 圖形化應(yīng)用程序界面。
可以將智能網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)云平臺，用戶只需注冊登錄到云平臺，錄入當(dāng)前網(wǎng)關(guān)的信息，就可以利用智能終端，隨時隨地查看現(xiàn)場網(wǎng)關(guān)的信息、網(wǎng)關(guān)管理節(jié)點的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)曲線等。
3、上位機 PC 端的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理軟件：433 主機、ZigBee 協(xié)調(diào)器、藍牙主機、IPv6 主機可以通過串口連入 PC 機，在 PC 機上采用 Visual Studio 2012&MSDN與 SQL SERVER 開發(fā)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理軟件，實現(xiàn)傳感節(jié)點采集信息與控制信息的無線傳輸，代替嵌入式網(wǎng)關(guān)。 五、典型實驗
1、ZigBee：短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)——部分典型實驗

基本射頻實驗		實驗 5	信息單播、廣播、組播實驗
實驗 1	點對點通信實驗	實驗 6	多點自組網(wǎng)實驗
實驗 2	RSSI 測量實驗	實驗 7	樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣嶒灒?/td>
實驗 3	發(fā)射功率設(shè)置實驗	實驗 8	★基于 Z-Stack2007 協(xié)議棧溫濕度節(jié)點與協(xié)調(diào)器的無線傳輸；
實驗 4	無線信道設(shè)置實驗	實驗 9	基于 Z-Stack2007 協(xié)議棧多節(jié)點與協(xié)調(diào)器的無線傳輸；
實驗 5	隨機序列發(fā)生器實驗	實驗 10	★基于 GenericApp 的 ZigBee 節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控制綜合實驗。
實驗 6	AES 安全協(xié)處理器實驗	ZigBee 協(xié)議棧擴展實驗
實驗 7	射頻通信實驗 I(數(shù)據(jù)包誤碼率測試)	實驗 1	SampleApp 實驗
實驗 8	射頻通信實驗 II（Light&Switch）	實驗 2	SimpleApp 無線串口實驗
實驗 9	射頻通信實驗 III(頻譜分析儀)	實驗 3	TransmitApp 網(wǎng)絡(luò)吞吐量測試實驗
ZigBee 協(xié)議棧實驗		實驗 4	SensorDemo 網(wǎng)絡(luò)傳感器實驗
實驗 1	★Z-Stack2007 協(xié)議棧 GenericApp 原程序移植實驗	實驗 5	ZOAD 空中升級實驗
實驗 2	基于 Z-Stack2007 協(xié)議棧的點對點數(shù)據(jù)傳輸實驗	實驗 6	HomeAutomation 家庭自動化實驗
實驗 3	Z-Stack2007 協(xié)議棧分析實驗	實驗 7	Smart Energy 智能能源實驗
實驗 4	Z-stack2007 協(xié)議棧綁定實驗	實驗 8	ZigBeeRF4CE 實驗

2、藍牙：短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)——部分典型實驗

基本射頻實驗		實驗 12	系統(tǒng)睡眠與喚醒
實驗 1	OSAL 初探	實驗 13	從機廣播
實驗 2	系統(tǒng)定時器	實驗 14	主機通信實驗
實驗 3	LED 點燈	實驗 15	BLE 藍牙 4.0 協(xié)議棧啟動分析
實驗 4	LED 閃爍	實驗 16	基于 BLE 協(xié)議棧的溫濕度采集實驗
實驗 5	串口輸出	實驗 17	基于 BLE 協(xié)議棧的振動檢測
實驗 6	串口雙工收發(fā)	實驗 18	基于 BLE 協(xié)議棧的光照度檢測
實驗 7	普通按鍵輸入	實驗 19	基于 BLE 協(xié)議棧的光敏檢測
實驗 8	AT 命令初步	實驗 20	基于 BLE 協(xié)議棧的雨滴檢測
實驗 9	看門狗實驗	實驗 21	基于 BLE 協(xié)議棧的火焰檢測
實驗 10	多任務(wù)處理	實驗 22	基于 BLE 協(xié)議棧的霍爾開關(guān)檢測
實驗 11	數(shù)據(jù)加密	實驗 23	基于 BLE 協(xié)議棧的繼電器無線控制

3、短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)——部分典型實驗

實驗 1	實驗 1 WiFi AT 命令配置實驗	實驗 9	WiFi AP 無線網(wǎng)絡(luò)熱點實驗
實驗 2	實驗 2 WiFi AT 命令配置 STA 實驗	實驗 10	WiFi AP 兼容 Station 實驗
實驗 3	實驗 3 WiFi AT 命令配置 AP 實驗	實驗 11	WiFi 傳感器采集實驗
實驗 4	實驗 4 WiFi 單片機控制實驗	實驗 12	WiFi 繼電器控制實驗
實驗 5	實驗 5 WiFi 單片機串口實驗	實驗 13	WiFi RSSI 實驗
實驗 6	實驗 6 WiFi 單片機通用 IO 口實驗	實驗 14	WiFi 連接服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸實驗
實驗 7	實驗 7 WiFi 接入無線路由器實驗	實驗 15	WiFi 作為服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸實驗
實驗 8	實驗 8 WiFi SOKET 編程實驗	......

4、Andorid 部分典型實驗

★1.網(wǎng)關(guān) Andorid 平臺快速建立：	5. LED 項目實驗：
實驗一 燒寫 uboot 到 SD 卡	整體架構(gòu)分析；Android  源碼中編寫硬件驅(qū) 動；編寫 HAL 層；編寫 JNI 層；編寫 SERVICE 層；編寫  app  軟件；代碼編譯與使用；
實驗二 使用 sdfuse 燒寫系統(tǒng)：
實驗三 使用 fastboot 燒寫系統(tǒng)
2.嵌入式 Andorid 開發(fā)環(huán)境的建立實驗：	6.ANDROID 基礎(chǔ)實驗
實驗一 Android 編譯環(huán)境的安裝： 安裝 Linux 主機環(huán)境、安裝必要的軟件包； 安裝合適的 JDK、解壓 Android 源碼；	LED 控制、ADC 采樣、按鍵檢測、PWM 蜂鳴 器測試； 串口通信實驗、數(shù)據(jù)庫使用實驗； 播放器使用，幀動畫播放； 服務(wù)器-客戶端網(wǎng)絡(luò)編程；
實驗二 編譯 uboot
實驗三 配置編譯 Linux 內(nèi)核
實驗四 編譯 Android	★7. Android 下 WSN 應(yīng)用開發(fā)實驗
3. Android 系統(tǒng)的測試與使用	（1）串口通信編程實驗
★4. ANDROID (WINDOWS)開發(fā)環(huán)境建立：	（2）ZigBee 節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控制: 溫濕度、 三軸加速度、光線、光敏、數(shù)字氣壓、繼電器、 火焰、雨滴、RFID、振動、紅外對射、空氣 質(zhì)量等節(jié)點。
實驗一 JAVA 環(huán)境建立，安裝 JDK
實驗二 ECLIPSE 安裝
實驗三 ANDROID SDK 安裝
實驗四 ADT 安裝	（3）藍牙節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控制實驗
實驗五 創(chuàng)建、刪除和瀏覽 AVD（模擬器）	（4）WiFi 節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控制實驗

5、Linux 部分典型實驗

1. ★網(wǎng)關(guān) Linux 平臺快速建立	5. 多媒體硬件編解碼測試實驗
實驗一 Uboot 燒寫	實驗一、配置編譯運行源碼實驗
實驗二 Linux 內(nèi)核燒寫	實驗二、H264, MPEG4，H263 等硬解碼實驗
實驗三 燒寫 ubifs 根文件系統(tǒng)	實驗三、圖像輸入輸出及 H264 解碼實驗
2. 嵌入式 Linux 開發(fā)環(huán)境的建立	實驗四、四窗口顯示及 3D 加速測試實驗
實驗一 VMware ubuntu 的安裝	6. 嵌入式 qtopia2.2.0/Qt4.7.3 應(yīng)用程序
實驗二 交叉編譯鏈與 mkcramfs 的安裝	實驗一 含 Qtopia2.2.0 與 Qt4.7.3 的根文件系統(tǒng)制作實驗
實驗三 安裝 nfs 服務(wù)器
實驗四 u-boot 配置與編譯	實驗二 Qtopia2.2.0 圖像界面庫的編譯實驗
實驗五 Linux 內(nèi)核配置與編譯實驗	實驗三 Qt4.7.3 庫編譯實驗
3. 嵌入式 Linux 接口驅(qū)動測試實驗：	實驗四 Qt4.7.3 庫的測試實驗：
實驗一 LED 測試實驗	7. Qt4.7.3 庫的 WSN 應(yīng)用開發(fā)
實驗二 ADC 測試實驗	★Qt-creator 環(huán)境搭建實驗；
實驗三 按鍵檢測實驗	★基于 Qt4.7.3 的 hello world 實驗；
實驗四 PWM 蜂鳴器控制實驗	★基于 Qt4.7.3 的 ZigBee 節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控 制實驗：溫濕度、光線、光敏、數(shù)字氣壓、繼 電器、遙控按鍵、火焰、雨滴、結(jié)露等節(jié)點。
實驗五 串口測試實驗
4. 嵌入式 Linux 基礎(chǔ)實驗
實驗一 shell 編程實驗	基于 Qt4.7.3 的藍牙節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控制實驗
實驗二 Hello world 實驗
實驗三 多線程實驗	基于 Qt4.7.3 的 WiFi 節(jié)點數(shù)據(jù)采集與控制實驗
實驗四 多進程實驗
實驗五 網(wǎng)絡(luò)編程實驗—服務(wù)器/客戶機實驗	基于 Qt4.7.3 的 IPv6 節(jié)點通信實驗
實驗六 Makefile 實驗	......
實驗七 進程間通信實驗

6、典型實訓(xùn)案例

1、基于 Qt 的 WSN 網(wǎng)絡(luò)采集、控制實驗 2、基于 Qt、Android 的 WSN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣嶒灒ˋndroid） 3、基于 Qt、Android 的智能環(huán)境監(jiān)控實驗