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SG-Z13物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺

時間:2022-03-12 16:49:24

SG-Z13物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺(圖1)



定位于高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室建設(shè),采用模塊化的設(shè)計模式,可以根據(jù)實際需求選配各種模塊組建具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)室,與實際應(yīng)用緊密結(jié)合,覆蓋物聯(lián)網(wǎng)三個層面的主要技術(shù),包括傳感器技術(shù),RFID技術(shù),無線傳感網(wǎng)、藍(lán)牙、WiFi、GPRS等各種通信組網(wǎng)技術(shù),以及各種應(yīng)用系統(tǒng)。

一、物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺產(chǎn)品特點:
1.操作臺采用側(cè)板與底板設(shè)計,為學(xué)生提供方便操作環(huán)境。對于操作臺上的所有元器件,均提供便利的接插口,便于操作。
2.模塊化的產(chǎn)品:ZigBee、GPRS、WiFi、藍(lán)牙、RFID等系列產(chǎn)品
3.基礎(chǔ)控制區(qū):結(jié)合多種模塊,實現(xiàn)溫度、濕度、光照度、氣體等多種傳感數(shù)據(jù)采集與控制實驗
4.提供智能家居模擬應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)實驗室物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室
5.提供溫室大棚模擬應(yīng)用
6.提供智能貨架管理,對模塊產(chǎn)品進(jìn)行管理

二、硬件資源:
1.規(guī)格尺寸:1580 mm×1580 mm×800 mm
2.產(chǎn)品模塊
igBee套件:包含協(xié)調(diào)器、路由器、參考節(jié)點、定位節(jié)點、傳感控制節(jié)點
GPRS套件、WiFi套件、藍(lán)牙套件
RFID讀寫器與標(biāo)簽:低頻、高頻、超高頻
3.基礎(chǔ)控制區(qū)
提供多種傳感器輸入模塊:溫濕度傳感器、光敏傳感器、干簧管/緊急按鍵、煙霧探測傳感器、人體感應(yīng)傳感器等
提供多種輸出控制設(shè)備:直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、LED燈模塊、數(shù)碼管模塊、繼電器輸出等
提供多種接插座與接插線纜
4.智能家居模擬應(yīng)用區(qū)
提供ZigBee套件和GPRS Modem,結(jié)合多種傳感器和輸出控制設(shè)備,實現(xiàn)對家居環(huán)境監(jiān)測、家電控制、安防監(jiān)測,以及遠(yuǎn) 程監(jiān)控等。
5.溫室大棚模擬應(yīng)用區(qū)
通過ZigBee套件,監(jiān)測土壤溫度和水分,空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度等來獲得作物生長的最佳條件,通過自 動調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、土壤環(huán)境,實現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
6.智能貨架區(qū)
利用RFID技術(shù),通過軟件對產(chǎn)品模塊進(jìn)行管理
7.PC機(jī)套件
19寸LCD顯示器、主機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo),PCI轉(zhuǎn)多串口卡
8.電源及配件
提供9V、12V等電源接口,以及電源適配線纜。
9.串口及配件
通用串行接口擴(kuò)展到桌面,以方便模塊與PC通信,提供串口線纜

三、基礎(chǔ)控制區(qū):
物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺基礎(chǔ)控制區(qū),集成了多種傳感器和輸出控制設(shè)備,主要包含空氣溫濕度采集、光照度采集、入侵探測、煙霧探測、干簧門磁等傳感器、求助按鍵,以及直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)碼管顯示、LED燈、繼電器輸出控制設(shè)備等,學(xué)生利用ZigBee協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點板,GPRS、WiFi和藍(lán)牙傳感控制節(jié)點板,采用多種無線技術(shù)完成環(huán)境數(shù)據(jù)采集和控制實驗,組網(wǎng)實驗,同時也可以進(jìn)行組合創(chuàng)新實驗。
一)硬件列表
1.溫濕度傳感器模塊:采集環(huán)境的溫度與濕度
2.光敏傳感器模塊:采集環(huán)境的光照強(qiáng)度
3.煙霧探測傳感器模塊:模擬安防中的煙霧探測
4.人體感應(yīng)傳感器:模擬安防中的入侵檢測
5.緊急呼救按鍵:模塊緊急呼救求助按鈕
6.數(shù)碼管模塊:模塊溫度顯示等
7.LED燈模塊:模擬室內(nèi)照明
8.直流電機(jī):模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備
9.步進(jìn)電機(jī):模塊電動窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備
10.繼電器輸出(燈):模擬環(huán)境加溫設(shè)備
11.各功能模塊節(jié)點:ZigBee:協(xié)調(diào)器、路由器、參考定位節(jié)點、傳感控制節(jié)點、 GPRS、WiFi、藍(lán)牙傳感控制節(jié)點。RFID:RFID低頻、高頻和超高頻讀寫器與標(biāo)簽
二)實訓(xùn)內(nèi)容
傳感控制應(yīng)用實訓(xùn)
1.讀取溫度傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
2.控制蜂鳴器實驗
3.讀取濕度傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
4.控制LED實驗
5.讀取光照度傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
6.控制直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)實驗
7.智能家居模擬應(yīng)用區(qū)
8.提供ZigBee套件和GPRS Modem,結(jié)合多種傳感器和輸出控制設(shè)備,實現(xiàn)對家居環(huán)境監(jiān)測、9.家電控制、安防監(jiān)測,以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
10.讀取加速度傳感器數(shù)據(jù)實驗
11.控制干簧管,與蜂鳴器報警結(jié)合實驗
12.讀取煙霧探測傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
13.實現(xiàn)緊急求助報警功能,按鈕與蜂鳴器結(jié)合
14.控制數(shù)碼管實驗
RFID應(yīng)用實訓(xùn)
1.RFID低頻讀寫實驗
2.RFID高頻讀寫實驗
3.RFID超高頻讀寫實驗
無線綜合應(yīng)用實訓(xùn)
1.ZigBee多種組網(wǎng)實訓(xùn)
2.ZigBee傳感采集控制綜合實訓(xùn)
3.GPRS綜合實訓(xùn)
4.藍(lán)牙綜合實訓(xùn)
5.WiFi綜合實訓(xùn)
6.RFID綜合實訓(xùn)

四、智能家居模擬應(yīng)用
一)功能描述
物聯(lián)網(wǎng)智能家居模擬應(yīng)用系統(tǒng),實現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、智能家電自動控制、安防系統(tǒng)與報警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。通過ZigBee協(xié)調(diào)器和傳感控制節(jié)點組成無線網(wǎng)絡(luò),采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度,實現(xiàn)燃?xì)馀c煙霧探測、入侵探測、門窗防撬,緊急求助報警等功能,并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器,對模擬的家電設(shè)備進(jìn)行控制功能。同時,也可以利用GPRS進(jìn)行短信控制與報警等。
二)硬件列表
溫濕度傳感器模塊:采集環(huán)境的溫度與濕度 1塊
光敏傳感器模塊:采集環(huán)境的光線強(qiáng)度 1塊
煙霧探測傳感器模塊:用于安防中的煙霧探測 1塊
燃?xì)馓綔y傳感器模塊:用于安防中的燃?xì)馓綔y 1塊
人體感應(yīng)傳感器模塊:模擬安防中的入侵檢測 1塊
干簧門磁:模擬安防中的門窗防撬 1塊
緊急呼救按鍵:模塊緊急呼救求助按鈕 1只
數(shù)碼管模塊:2位數(shù)碼管,模擬空調(diào)溫度設(shè)定 1塊
LED燈模塊:一組四只LED燈,模擬室內(nèi)照明 1塊
直流電機(jī):模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備 1只
步進(jìn)電機(jī):模塊電動窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備 1只
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)椒?wù)器進(jìn)行處理。1個
ZigBee傳感控制節(jié)點:利用ZigBee協(xié)調(diào)器,通過傳感控制節(jié)點采集多種傳感數(shù)據(jù),并進(jìn)行輸出控制。 3個
GPRS Modem:GPRS遠(yuǎn)程短信控制與報警 1個
網(wǎng)絡(luò)攝像頭:采集捕捉視頻圖像,遠(yuǎn)程實時動態(tài)攝像監(jiān)控,可遠(yuǎn)程通過手機(jī)、電腦實時動態(tài)監(jiān)控家中的情況 1個
PC服務(wù)器:提供智能家居演示系統(tǒng)軟件界面,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理與控制、進(jìn)行視頻捕捉與監(jiān)控。 1個
三)實訓(xùn)內(nèi)容
1.監(jiān)測家居環(huán)境溫度和濕度,并自動打開空調(diào)風(fēng)扇等設(shè)備。
2.監(jiān)測家居環(huán)境光照度,并自動實現(xiàn)燈光照明設(shè)備的開啟與關(guān)閉。
3.進(jìn)行煙霧和燃?xì)馓綔y,當(dāng)發(fā)生異常情況時,可通過聲音或手機(jī)短信等多種方式報警。
4.當(dāng)按下緊急求助按鈕時,啟動報警。
5.當(dāng)檢測有人入侵時,或門窗被撬時,啟動報警,同時開啟網(wǎng)絡(luò)攝像頭捕捉視頻 圖像,可在遠(yuǎn)和通過手機(jī)和電腦進(jìn)行查看。
5.通過智能家居演示系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制。
6.通過GPRS網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)家居環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。

五、溫室大棚模擬應(yīng)用
一)功能描述
采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可定時采集空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度,土壤溫度和水分等,來獲得作物生長的最佳條件,通過自動調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、實現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
利用ZigBee協(xié)調(diào)器,通過傳感控制節(jié)點將環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器,并以圖表方式顯示給用戶,當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時,可利用軟件網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對溫室設(shè)備(溫、光、氣、水等)的自動控制。
也可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)短信遠(yuǎn)程監(jiān)測環(huán)境信息和設(shè)備運行狀態(tài)等。
二)硬件列表
溫濕度傳感器模塊:采集溫室環(huán)境的空氣溫度與濕度 1塊
光敏傳感器模塊:采集溫室環(huán)境的光照強(qiáng)度 1塊
CO2傳感器模塊:監(jiān)測溫室環(huán)境空氣中的CO2濃度 1塊
LED燈模塊:一組四只LED燈,模擬溫室大棚內(nèi)環(huán)境加溫 1塊
直流電機(jī):模擬溫室大棚內(nèi)風(fēng)機(jī)/換氣設(shè)備 1個
繼電器輸出(燈):模擬溫室大棚內(nèi)補光燈 1個
緊急呼救按鍵:模塊緊急呼救求助按鈕 1個
電磁閥水閥:模擬開閘放水,實現(xiàn)對土壤微噴灌溉 1個
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)椒?wù)器進(jìn)行處理。1個
ZigBee傳感控制節(jié)點:利用ZigBee協(xié)調(diào)器,通過傳感控制節(jié)點采集多種傳感數(shù)據(jù),并進(jìn)行輸出控制。 1個
PC服務(wù)器:提供溫室大棚演示系統(tǒng)軟件界面,實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集處理與控制。 1個
GPRS Modem:GPRS遠(yuǎn)程短信控制與報警 1個
網(wǎng)絡(luò)攝像頭:采集捕捉視頻圖像,遠(yuǎn)程實時動態(tài)攝像監(jiān)控,可遠(yuǎn)程通過手機(jī)、電腦實時動態(tài)監(jiān)控溫室情況 3個
三)實訓(xùn)內(nèi)容
1.監(jiān)測溫室空氣的溫度和濕度,并自動開啟加溫或風(fēng)機(jī)/換氣設(shè)備
2.監(jiān)測溫室光照度,當(dāng)光照度不夠時,自動開啟補光設(shè)備
3.監(jiān)測土壤溫度和水分,當(dāng)土壤缺少水分時,自動開閘放水
4.網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控,實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境的圖像監(jiān)控以及生長圖像的實時 采集,便于遠(yuǎn)程診指導(dǎo)。
5.當(dāng)溫室環(huán)境發(fā)生異常情況時,可通過聲音或手機(jī)短信等多種方式報警
6.通過溫室大棚演示系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制
7.通過GPRS網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。

六、智能貨架
一)功能描述
物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺包含了一個RFID智能貨架,它由RFID高頻讀寫器、天線多路器和若干平板天線構(gòu)成,貨架內(nèi)嵌的平板天線采用水平方式放置,平放于每層貨架的底部,每層貨架放置一組數(shù)碼管輸出,用于顯示當(dāng)前該層貨架商品的數(shù)量。
將基礎(chǔ)實驗中使用的每個設(shè)備當(dāng)作貨品,在其底部貼上電子標(biāo)簽(寫入貨品信息),平放于貨架的天線上,保證能夠讀取到貨品信息。使用時要領(lǐng)用和歸還。
二)硬件設(shè)備
物聯(lián)網(wǎng)實驗室物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室每層貨架并列擺放四個平板天線,每個貨架有四層,共需要內(nèi)嵌 16個平板天線。每個貨架配置一個高頻讀寫器以及一臺多路器,讀寫器信號分配到多路器上,再連接到16個平板天線上。
智能貨架主要設(shè)備具體如下:
1個RFID高頻讀寫器(貨架專用)
1個天線多路器
 16個平板天線(貨架專用)
4組2位數(shù)碼管輸出顯示
貨架貨品:
ZigBee設(shè)備:協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點、定位節(jié)點
無線設(shè)備:GPRS傳感控制節(jié)點、WiFi傳感控制節(jié)點、藍(lán)牙傳感控制節(jié)點
RFID設(shè)備:RFID低頻讀寫器、RFID高頻讀寫器、RFID超高頻讀寫器
三)軟件功能
貨品RFID標(biāo)簽:為每個貨品寫入RFID標(biāo)簽信息:貨品編號、名稱、位置等
貨品上架管理:當(dāng)貨品上架時,將自動更新該層貨架數(shù)碼管數(shù)量顯示
貨品領(lǐng)用管理:實驗前必須要求學(xué)生領(lǐng)用設(shè)備,否則將會報警,貨品數(shù)量也會自動更新
貨品歸還管理:當(dāng)完成實驗后,學(xué)生要歸還設(shè)備。