LGWL-JJ01型物聯(lián)網(wǎng)智能家居教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)

一、主控平臺
主控平臺包含PC套裝、Android智能網(wǎng)關(guān)、智能家居主控網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，主要完成教學(xué)實訓(xùn)的理論教學(xué)及上機(jī)實踐任務(wù)。
1、硬件布局

2、PC套裝
(1)PC套裝包含主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)，其主要功能是：
(2)完成理論教學(xué)任務(wù)；
(3)完成上機(jī)實踐操作任務(wù)；
(4)完成編程調(diào)試任務(wù)；
(5)查看實驗實訓(xùn)結(jié)果；
(6)運行物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)教學(xué)平臺。
2、Android智能網(wǎng)關(guān)
(1)Android智能網(wǎng)關(guān)的主要功能是實現(xiàn)智能家居設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。
(2)Android智能網(wǎng)關(guān)支撐智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)任務(wù)，運行Android智能網(wǎng)關(guān)App軟件，完成智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)中Android智能網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程控制智能設(shè)備。
(3)Android智能網(wǎng)關(guān)支撐智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)任務(wù)，運行語音控制App軟件，完成智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)的語音控制智能設(shè)備。
3、智能家居主控網(wǎng)關(guān)
(1)智能家居主控網(wǎng)關(guān)的主要功能是組建Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，對網(wǎng)絡(luò)中各種傳感器、執(zhí)行器和其它智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及自動控制，與云平臺保持實時通信，及時上傳設(shè)備信息到云平臺。
(2)支撐無線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)任務(wù)，運行網(wǎng)關(guān)教學(xué)軟件，完成基于Zigbee無線傳感網(wǎng)應(yīng)用場景中，網(wǎng)關(guān)與感知層無線通信的程序設(shè)計和網(wǎng)關(guān)接入平臺的程序設(shè)計。
(3)支撐智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)任務(wù)，運行網(wǎng)關(guān)管理軟件，組建智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)所需Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，通過上位機(jī)網(wǎng)關(guān)配置文件，實現(xiàn)將各類傳感器數(shù)據(jù)采集，執(zhí)行器及設(shè)備的命令下發(fā)；同時接收Android移動終端所發(fā)的控制請求，實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備智能控制。
4、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺，是主要針對物聯(lián)網(wǎng)、電子信息及計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)設(shè)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(shù)等多種基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)，既可以用單個模塊訓(xùn)練對應(yīng)單個知識點，也可以使用多個系列的模塊練習(xí)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(guān)、電源開關(guān)、8個SLOT模塊組成，可完成模塊電路調(diào)試、驗證及嵌入式開發(fā)；模塊拓展開發(fā)、調(diào)試及二次開發(fā)等工作；靈活性強(qiáng)，可隨意組合，SLOT模塊系列無限拓展，符合現(xiàn)代教學(xué)創(chuàng)意創(chuàng)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(yīng)用場景模擬；
（3）示波器儀表：完成電路節(jié)點測試，電路工作過程測試，問題排查，能夠在電路原理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上完成實踐中的驗證測試，達(dá)到理實一體效果；
（4）通信選擇開關(guān)：RS232接口與在線培訓(xùn)平臺接口有兩種，串口TTL電平接口，RS485總線接口。根據(jù)通信選擇開關(guān)所處檔位，選擇一種通信模式與SLOT模塊進(jìn)行信息互通；
電源開關(guān)：整個硬件搭載平臺由12V電源供電，一個金屬電源開關(guān)，控制整個實驗平臺電源的通斷。
7、硬件模塊
（1）單片機(jī)與傳感器開發(fā)套件：套件由1個ARM Cortex-M3開發(fā)板和8個傳感器模塊組成
（2）無線傳感網(wǎng)套件：套件由12個模塊組成，含蓋Zigbee，WiFi，藍(lán)牙，Lora，NB-IoT，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；
8、教學(xué)軟件
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺的軟件模塊，采用C#上位機(jī)教學(xué)資源軟件及聯(lián)動場景案例，針對傳感器技術(shù)的教學(xué)，每一個傳感器的原理、實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮?nèi)容、實驗步驟、等實驗指導(dǎo)書內(nèi)容移植到軟件模塊上，同時對實驗過程、實驗現(xiàn)象相對應(yīng)顯示出來，實現(xiàn)了理實一體化教學(xué)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(xué)資源，包括實驗場景引入，實驗?zāi)康模R點掌握，實驗步驟，關(guān)鍵代碼解析，實驗現(xiàn)象及實驗場景聯(lián)動。能夠讓學(xué)生不僅學(xué)習(xí)傳感器概念、原理，并且可以在邊學(xué)原理邊練習(xí)操作和開發(fā)，生動且有趣。軟件模塊的界面截圖如下圖所示：

物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺軟件示意圖

9、教學(xué)功能

技術(shù)名稱	教學(xué)內(nèi)容
總體	每項技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容包括：課程大綱、知識點列表，對每一個知識點的原理，實驗?zāi)繕?biāo)，實驗環(huán)境，實驗步驟，關(guān)鍵代碼的解讀，實驗結(jié)果一一講解，并指導(dǎo)程序燒寫操作，思考題等有詳細(xì)描述。
單片機(jī)與傳感器	單片機(jī)：CC2530單片機(jī)為核心的片上外設(shè)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(yīng)用場景，性能特點，硬件電路，數(shù)據(jù)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(zhì)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(jiān)測傳感器、九軸傳感器等實驗
嵌入式開發(fā)技術(shù)	嵌入式技術(shù)： ARM Cortex-M3以上內(nèi)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(tǒng)等）、基于函數(shù)庫的編程應(yīng)用了解掌握傳感器的基本原理，應(yīng)用場景，性能特點，硬件電路，數(shù)據(jù)采集等知識點；傳感器包括溫濕度傳感器，結(jié)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(huán)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(zhí)行器包括繼電器，風(fēng)扇控制，電磁鐵，步進(jìn)電機(jī)，直流減速電機(jī)，和舵機(jī)
無線傳感網(wǎng)技術(shù)	ZigBee傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、協(xié)議棧工程解析、使用協(xié)議棧函數(shù)實現(xiàn)傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)收發(fā)； WiFi傳感網(wǎng)通信模塊的AT指令集、設(shè)置方法、Socket通信和傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)收發(fā)；藍(lán)牙無線傳感網(wǎng)絡(luò)的工作原理、設(shè)置方法、網(wǎng)絡(luò)特性和傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)收發(fā)； LoRa傳感網(wǎng)特點和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、AT指令集和傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)； NB-IoT傳感網(wǎng)特點和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、AT指令集和傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)； LTE 4G移動通訊網(wǎng)絡(luò)的基本原理、概念、技術(shù)特點和應(yīng)用開發(fā)。

二、主要軟硬件清單

平臺名稱	類別	序號	設(shè)備名稱	數(shù)量
主控平臺	硬件	1	PC套裝（含主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)）	1
		2	Android智能網(wǎng)關(guān)	1
		3	智能家居主控網(wǎng)關(guān)	1
	軟件	4	PC主機(jī)軟件安裝包	1
		5	Android移動終端安裝包	1
		6	智能家居主控網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)軟件	1
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺	硬件	1	平臺底座	1套
		2	單片機(jī)與傳感器系列	1套
		3	嵌入式接口技術(shù)與傳感器系列	1套
		4	無線通訊系列套件	1套
	軟件	1	物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)軟件	1
智能家居應(yīng)用場景實訓(xùn)平臺	硬件	1	智能門鎖（指紋）	1
		2	網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)	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(diào)（模擬）	1
		11	空調(diào)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?xì)馓綔y器	1
		16	水浸探測器	1
		17	風(fēng)雨傳感器	1
		18	聲光報警器	1
		19	機(jī)械手控制閥（模擬）	1
		20	吸油煙機(jī)（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(wǎng)關(guān)上位機(jī)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(xùn)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(xié)調(diào)器	1
		3	ZigBee無線通信節(jié)點	1
		4	WiFi無線通信節(jié)點	1
		5	溫濕度傳感器	1
		6	空氣質(zhì)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?xì)馓綔y器	1
		12	繼電器門鎖	1
		13	指紋識別節(jié)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(jī)與導(dǎo)軌（與場景平臺共用）	1
		16	電表測量節(jié)點	1
		17	無線AC220V五孔強(qiáng)電插座	1
		18	無線調(diào)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(qiáng)電接線）	2
		23	X86插座（包含強(qiáng)電接線）	2
		24	國標(biāo)146面板（包含強(qiáng)弱電接線）	2
		25	自攻螺絲訓(xùn)練木板	1
	軟件	1	ZigBee傳感器組網(wǎng)傳輸應(yīng)用程序	1
		2	WiFi傳感器無線通信應(yīng)用程序	1
		3	Android網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件	1
開發(fā)附件	硬件	1	交叉串口線、交叉網(wǎng)線、Mini USB數(shù)據(jù)線、方口USB同步線、JLink仿真器、CC2530調(diào)試器、SD卡讀寫器、SD卡、USB-485轉(zhuǎn)換器、USB-232轉(zhuǎn)換器等	1套