教育装备采购网
河南大学体育论坛580*60 第六届图书馆论坛580*60

【北京邮电大学】物联网综合实验箱

教育装备采购网 2014-10-24 15:07 围观1788次


物联网综合实验箱  

  功能、作用介绍:

  一、实验箱概述

  随着物联网技术与产业的发展,作为物联网核心技术,RFID技术以及无线传感器网络技术已经被越来多的高校列入专业课程之中。与其他传统通讯网络技术课程不同的是,物联网工程实践课程不只是关注于单个节点的构造和实现,更关注大量节点之间的协同和通信,以及在有限资源下如何进行单个实验箱的相关实验,并利用多个实验箱进行组网并形成大规模的分布式网络。

  物联网综合实验箱遵循物联网最新标准和核心技术,依托北京邮电大学物联网中心的科研积累,并根据物联网专业的建设要求,吸收国内、国外同类产品的优点,充分考虑高校物联网教学的特点精心研制而成。该平台集成RFID读写器、标签,多种传感器节点、路由节点以及协调者,提供了众多实验例程和典型应用,便于学生熟悉和掌握物联网的原理和实际应用。

  物联网综合实验箱包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。实验资源包括(a)基于RFID的基础实验和综合实验;(b)WSN采集与控制实验、WSN网络通信实验、WSN应用层软件实验和WSN系统探索型实验等;(c)最后把RFID和WSN两者结合,进行综合性探索实验,通过基础实验掌握基本知识,进而通过系统探索型实验提升学生能力,最后通过综合实验引导学生进行创新性设计,完全满足物联网专业的教学科研需求。

  RFID系列实验可让学生通过学习API手册,设计实现对标签的基本操作,如盘存,读写,加密解密等操作,锻炼了学生的的手册查阅能力和代码编写能力。

  WSN系列实验层次清晰,首先可通过Jlink和无线下载两种方式,掌握以STM32为处理机的采集部分相关实验,熟悉传感器部分知识;网络通信实验分为基础和扩展两部分,加强了学生对于WSN网络的和短距离无线通信相关知识的理解;应用层和探索型实验为学生提供了自由设计WSN应用系统的空间。

  综合实验系列要求学生将RFID技术和WSN技术相结合,自主设计并实现物联网应用系统。

  二、实验箱硬件体系

  1、RFID系统硬件架构:

  RFID读写器是读取或写入标签信息的设备。它的任务是控制射频收发器发射射频信号,通过射频收发器接收来自标签上的信息。

  天线为在标签和读取器间传递射频信号。任何一个RFID系统至少应包含一根天线(不管是内置还是外置)以发射和接收射频信号。

  射频标签具有一定容量的存储器,用以存储被识别对象的信息;对其特定存储区的信息可进行读、写、锁存操作。

  2、WSN系统硬件体系架构:

  在WSN实验硬件平台中,包括感知节点、控制节点、路由节点和协调者,以及调试这些节点的仿真器和协议分析仪。

  感知节点具有采集温度,电压,光照的功能,并把采集的数据通过无线发送出去。感知点的底板为采集板,它是实验平台中感知点采集数据的设备。三个传感器(电压、温度、光照),一个SPI编程接口,一个Mini-USB充电接口。采集板具有红、绿两个状态指示灯(即LED灯)。采集板上通过插槽连接一个无线通信模块。

  控制节点通过无线模块接收指令,从而控制灯的开闭。控制节点包括开关模块、LED灯展示模块及无线模块。开关模块包括两个手动开关,分别控制两个LED灯。

  路由节点具有转发数据的能力,本身不会产生数据。感知节点和路由节点上的无线模块具有的不同功能。

  协调者是无线传感器网络的核心设备,负责将大量无线传感器组织成一个网络,并接收由网络中的感知点通过路由节点传送过来的监测数据,然后将数据按功能(如温度、电压和光照)拆分并进行处理。

  Jlink仿真器配合Keil μVision4用来下载调试底板程序。

  协议分析仪配合Packet Sniffer用来抓包分析。

  实验箱软件体系

  Impinj Tracer:通过该软件可以直接对标签进行Inventory、Read、Write操作。

  IAR 系列软件:在该实验中适用于无线模块代码的调试和编译。

  KeilμVision4:KeilμVision4支持实验箱仿真器,把仿真器和感知点底板相连,通过该软件把程序下载到底板中。

  AccessPort软件:把协调者与PC相连,通过该软件可以观察协调者接收的数据。

  Packet Sniffer软件:通过该软件可以空中抓取数据包,观察感知点、控制点和协调者之间的无线通信协议。

  Microsoft Visual Studio软件:通过在该软件中编写程序,接收来自协调者的数据并加以处理,学生可以清楚的观察到相关的数据。

  Mysql数据库软件:通过使用该数据库,可以把采集点的相关数据(如温度湿度光照电压、MAC地址和短地址、错误标识)存到不同的表中,有利于数据的查看。

  三、实验箱实验内容

  RFID实验系列:

  RFID基本操作演示

  简单读写标签程序设计

  R2000 API实例设计—Inventory操作

  R2000 API实例设计—Read操作

  R2000 API实例设计—Write操作

  R2000 API实例设计—标签加密

  WSN实验系列:

  WSN采集与控制实验

  STM32开发平台搭建

  STM32初步编程

  STM32串口编程

  STM32室内湿度采集

  STM32 I2C总线编程

  STM32定时器编程

  STM32 DMA编程

  STM32音频数据采集

  WSN网络通信实验

  WSN基础实验

  WSN采集节点数据分析实验

  WSN控制节点数据分析实验

  WSN多点网络通信实验

  WSN多跳网络通信实验

  WSN广播通信实验

  WSN网络拓扑实验

  Zigbee网络层实验

  Zigbee RSSI采集实验

  Zigbee低功耗实验

  Zigbee应用层事件实验

  WSN应用层软件实验

  WSN节点管理

  WSN拓扑管理

  WSN数据管理

  WSN故障与告警管理

  WSN系统探索型实验

  环境监测实验

  环境监控实验

  分布式WSN综合监控实验

  综合实验:

  仓库管理系统

  开放实验设计

  作品名称:物联网综合实验箱

  完成单位:北京邮电大学

来源:教育装备采购网 我要投稿
校体购终极页

相关阅读

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:教育装备采购网"的所有作品,版权均属于教育装备采购网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:教育装备采购网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:XXX(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

九牧