LGWL-JJ01型物联网智能家居教学实训系统

一、主控平台
主控平台包含PC套装、Android智能网关、智能家居主控网关等设备，主要完成教学实训的理论教学及上机实践任务。
1、硬件布局

2、PC套装
(1)PC套装包含主机、显示器、键盘、鼠标，其主要功能是：
(2)完成理论教学任务；
(3)完成上机实践操作任务；
(4)完成编程调试任务；
(5)查看实验实训结果；
(6)运行物联网云服务教学平台。
2、Android智能网关
(1)Android智能网关的主要功能是实现智能家居设备远程监控。
(2)Android智能网关支撑智能家居应用场景实训任务，运行Android智能网关App软件，完成智能家居应用场景实训中Android智能网关远程控制智能设备。
(3)Android智能网关支撑智能家居应用场景实训任务，运行语音控制App软件，完成智能家居应用场景实训的语音控制智能设备。
3、智能家居主控网关
(1)智能家居主控网关的主要功能是组建Zigbee无线传感网络，对网络中各种传感器、执行器和其它智能设备进行数据采集及自动控制，与云平台保持实时通信，及时上传设备信息到云平台。
(2)支撑无线传感网技术应用教学任务，运行网关教学软件，完成基于Zigbee无线传感网应用场景中，网关与感知层无线通信的程序设计和网关接入平台的程序设计。
(3)支撑智能家居应用场景实训任务，运行网关管理软件，组建智能家居应用场景实训所需Zigbee无线传感网络，通过上位机网关配置文件，实现将各类传感器数据采集，执行器及设备的命令下发；同时接收Android移动终端所发的控制请求，实现远程设备智能控制。
4、物联网基础技术原理教学平台
物联网基础技术原理教学平台，是主要针对物联网、电子信息及计算机及相关专业的教学设备。该平台可完成传感器采集与控制，无线通讯，移动通讯，射频识别，嵌入式技术等多种基础学科教学，既可以用单个模块训练对应单个知识点，也可以使用多个系列的模块练习各知识点的综合运用。
5、硬件布局

6、硬件搭载平台
（1）硬件搭载平台由通信接口，示波器仪表、电源接口、通信选择开关、电源开关、8个SLOT模块组成，可完成模块电路调试、验证及嵌入式开发；模块拓展开发、调试及二次开发等工作；灵活性强，可随意组合，SLOT模块系列无限拓展，符合现代教学创意创新性理念。
（2）通信接口：由USB接口，RS232接口组成，完成硬件搭载平台传感信息与PC端C#软件信息互通及应用场景模拟；
（3）示波器仪表：完成电路节点测试，电路工作过程测试，问题排查，能够在电路原理学习基础上完成实践中的验证测试，达到理实一体效果；
（4）通信选择开关：RS232接口与在线培训平台接口有两种，串口TTL电平接口，RS485总线接口。根据通信选择开关所处档位，选择一种通信模式与SLOT模块进行信息互通；
电源开关：整个硬件搭载平台由12V电源供电，一个金属电源开关，控制整个实验平台电源的通断。
7、硬件模块
（1）单片机与传感器开发套件：套件由1个ARM Cortex-M3开发板和8个传感器模块组成
（2）无线传感网套件：套件由12个模块组成，含盖Zigbee，WiFi，蓝牙，Lora，NB-IoT，4G网络技术；
8、教学软件
物联网基础技术原理教学平台的软件模块，采用C#上位机教学资源软件及联动场景案例，针对传感器技术的教学，每一个传感器的原理、实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、等实验指导书内容移植到软件模块上，同时对实验过程、实验现象相对应显示出来，实现了理实一体化教学的效果。并且可以在此软件模块上加载各系列硬件模块套件的教学资源，包括实验场景引入，实验目的，知识点掌握，实验步骤，关键代码解析，实验现象及实验场景联动。能够让学生不仅学习传感器概念、原理，并且可以在边学原理边练习操作和开发，生动且有趣。软件模块的界面截图如下图所示：

物联网基础技术原理教学平台软件示意图

9、教学功能

技术名称	教学内容
总体	每项技术，教学内容包括：课程大纲、知识点列表，对每一个知识点的原理，实验目标，实验环境，实验步骤，关键代码的解读，实验结果一一讲解，并指导程序烧写操作，思考题等有详细描述。
单片机与传感器	单片机：CC2530单片机为核心的片上外设的原理、功能及使用方法，如GPIO、外部中断、定时器、串行通信、A/D、DMA、看门狗等了解掌握传感器的基本原理，应用场景，性能特点，硬件电路，数据采集等知识点。传感器包括温湿度传感器，振动传感器，空气质量传感器，光照传感器，雨露传感器，霍尔传感器，干簧管传感器，红外反射传感器，人体监测传感器、九轴传感器等实验
嵌入式开发技术	嵌入式技术： ARM Cortex-M3以上内核的处理器基本接口（除CC2530提到的，还包括IIC、SPI、FSMC、图像显示、微操作系统等）、基于函数库的编程应用了解掌握传感器的基本原理，应用场景，性能特点，硬件电路，数据采集等知识点；传感器包括温湿度传感器，结露传感器，超声波传感器，霍尔传感器，称重传感器，热释电红外传感器，振动传感器，声音检测传感器，环境光传感器，颜色识别传感器，光敏传感器，PM2.5传感器，红外反射传感器，九轴传感器，紫外线传感器，红外对射传感器等；执行器包括继电器，风扇控制，电磁铁，步进电机，直流减速电机，和舵机
无线传感网技术	ZigBee传感网的拓扑结构、协议栈工程解析、使用协议栈函数实现传感器节点的数据收发； WiFi传感网通信模块的AT指令集、设置方法、Socket通信和传感器节点的数据收发；蓝牙无线传感网络的工作原理、设置方法、网络特性和传感器节点的数据收发； LoRa传感网特点和网络结构、AT指令集和传感网数据收发； NB-IoT传感网特点和网络架构、AT指令集和传感网数据收发； LTE 4G移动通讯网络的基本原理、概念、技术特点和应用开发。

二、主要软硬件清单

平台名称	类别	序号	设备名称	数量
主控平台	硬件	1	PC套装（含主机、显示器、键盘、鼠标）	1
		2	Android智能网关	1
		3	智能家居主控网关	1
	软件	4	PC主机软件安装包	1
		5	Android移动终端安装包	1
		6	智能家居主控网关系统软件	1
物联网基础技术原理教学平台	硬件	1	平台底座	1套
		2	单片机与传感器系列	1套
		3	嵌入式接口技术与传感器系列	1套
		4	无线通讯系列套件	1套
	软件	1	物联网基础技术原理教学软件	1
智能家居应用场景实训平台	硬件	1	智能门锁（指纹）	1
		2	网络摄像机	1
		3	门厅人体探测器（模拟）	1
		4	门磁传感器	1
		5	智能面板	2
		6	灯带	5
		7	声光报警器	1
		8	智能窗帘（模拟）	1
		9	电视（模拟）	1
		10	中央空调（模拟）	1
		11	空调面板	1
		12	背景音乐+扬声器	1
		13	红外探测器	1
		14	烟雾探测器	1
		15	燃气探测器	1
		16	水浸探测器	1
		17	风雨传感器	1
		18	声光报警器	1
		19	机械手控制阀（模拟）	1
		20	吸油烟机（模拟）	1
		21	推窗器（模拟）	1
		22	冰箱（模拟）	1
		23	魔镜（模拟）	1
		24	热水器（模拟）	1
		25	体脂秤（模拟）	1
		26	马桶（模拟）	1
		27	体感传感器（模拟）	1
		28	紧急按钮	1
	软件	1	智能家居网关上位机配置软件	1
		2	Android移动端APP	1
		3	语音控制APP	1
		4	智能面板软件	1
智能家居工程安装实训平台	硬件	1	Cortex-A9主板（7寸电容屏、WIFI/BT无线通信模块）	1
		2	ZigBee协调器	1
		3	ZigBee无线通信节点	1
		4	WiFi无线通信节点	1
		5	温湿度传感器	1
		6	空气质量传感器	1
		7	光照传感器	1
		8	Led蜂鸣器	1
		9	FTLINK智能遥控器	1
		10	315门磁探测器	1
		11	315燃气探测器	1
		12	继电器门锁	1
		13	指纹识别节点	1
		14	电动窗帘433M遥控器（与场景平台共用）	1
		15	电动窗帘电机与导轨（与场景平台共用）	1
		16	电表测量节点	1
		17	无线AC220V五孔强电插座	1
		18	无线调光面板	1
		19	Led灯	1
		20	Wifi摄像头（与场景平台共用）	1
		21	无线路由器	1
		22	X86面板（包含强电接线）	2
		23	X86插座（包含强电接线）	2
		24	国标146面板（包含强弱电接线）	2
		25	自攻螺丝训练木板	1
	软件	1	ZigBee传感器组网传输应用程序	1
		2	WiFi传感器无线通信应用程序	1
		3	Android网关应用软件	1
开发附件	硬件	1	交叉串口线、交叉网线、Mini USB数据线、方口USB同步线、JLink仿真器、CC2530调试器、SD卡读写器、SD卡、USB-485转换器、USB-232转换器等	1套

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