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VSWL-*6B型*6物联网全功能实验箱
一、产品简介
VSWL-*6B型*6物联网全功能实验箱是一款覆盖各种主流无线通信技术与下一代互联网技术的教学科研平台。该平台采用Cortex-A9四核处理器，运行主流Android移动互联网操作系统，结合丰富的外围设备，集成*6、ZigBee、Wi-Fi、蓝牙4.0等多种无线传感器网络通信技术，支持多达十二种传感层设备且每种传感设备支持双协议，提供包括*6、ZigBee、Wi-Fi、蓝牙4.0等各种通信源码，具有3G/4G新一代移动互联网通信技术、以及GPS/北斗定位技术，是一套完整的融合物联网与下一代互联网的全功能实验箱。该平台资源丰富，扩展性强，能够满足物联网专业的课程实验、创新实训、学生大赛、科研开发的各种需求。相应技术又可无缝嵌入智能家居、智能农业、智能医疗、智能溯源、智能交通等各种物联网应用领域。
二、平台特点
1、模块化设计，应用形式多样：平台由一个物联网智能网关，12 种运行不同短距离无线通信协议的传感层设备、四种网关功能扩展模块组成，所有设备均通过香蕉头和插针方式与底板可靠连接，既可以固定在实验箱底板上使用，也可单独取出，作为移动节点用于各种实训项目。
2、新一代互联网协议的引入：具备 *6 新一代互联网协议的通信设备，所有传感节点均包含独立的 *6 *地址，能通过 *6 网络进行数据通信。
3、真正的A9四核智能网关与丰富的外围扩展接口：采用新型的Samsung四核Cortex-A9处理器，主频1Ghz，运行速度更快；内存1GB，运行更流畅；EMCC标配8GB，满足大容量存储空间的需求，可升级16GB/32GB。同时具有丰富的外围接口：1024*600的RGB 显示，HDMI接口，LVDS显示接口，100M以太网接口，USBOTG，USBhost，1路MIC，1路耳机，I2C接口电容屏，支持5点触摸，1路调试串口，SDIO接口的WIFI模块，串口相连的BT4.0模块，1路RS485，1路CAN2.0B协议的CAN接口，1个500M像素的摄像头接口，标准MiniPCI-E接口，支持3G和4G，充电指示灯，支持3.7V锂电池，电量检测功能，支持休眠与唤醒功能。
4、多种短距离无线通信协议的融合：提供 *6、ZigBee、蓝牙 4.0、WiFi 等四种短距离无线通信协议的支持，每种短距离无线通信协议提供不少于三种传感设备的支撑；各种物联网传感设备：ZigBee 节点、蓝牙 4.0 节点、WiFi 节点、 *6 节点，除了能运行各自*的短距离通信协议外，都能够形成统一的 *6网络。
5、多种接入互联网的方式：以太网、3G/4G、WiFi 等，任意选择传输方式。
6、Cortex-A9高性能网关：采用ARM公司新型的Cortex-A9处理器，流畅运行Android移动互联网操作系统，可选用嵌入式Linux操作系统。
7、传感器类型丰富：支持温湿度、火焰、光敏、压力、光线、霍尔开关、三轴模块、红外学习、继电器控制、振动、语音、指纹等多达三十种传感器，更换传感器调理板即可改变节点传感器类型。
8、基于3G的移动互联网技术开发：可以开展3G通信原理、WCDMA模块驱动开发、3G模块原理设计、3G移动互联网接入、3G物联网应用开发等。
9、基于WiFi/BT/ZigBee/*6的网络通信开发：可以开展WiFi/BT/ZigBee/*6通信原理、WiFi/BT/ZigBee/*6模块驱动开发、WiFi/BT/ZigBee/*6模块原理设计、WiFi移动通信与物联网应用开发等。
10、多层次网关应用程序：提供传感层数据分析、处理、显示的嵌入式应用程序；提供多传感器汇聚信息的融合、决策、传输的网关中间件管理程序；提供智能温室、智能家居、智能交通、智能停车、智能港口等各种实训项目的应用层实施方案。
三、硬件资源
实验箱硬件资源主要分为无线传感器网络、智能网关、网关扩展模块三部分。
1、无线传感器网络
可以选择 ZigBee、蓝牙 4.0、WiFi、*6 无线通信协议，将传感器与控制设备组成一个无线传感器网络，实现信息的无线传输。
每种无线传感器节点都由采集控制主板、无线通信模块、传感器调理板、以及供电底板组成。可单独使用*的无线通信协议通过网关扩展模块的协调器接入智能网关，也可统一到 *6 通信网络，通过 *6 主机接入智能网关。
节点可配置多种传感器。ZigBee 标配传感器有加速度、气压、LED&蜂鸣器控制等；蓝牙 4.0 标配传感器有温湿度、霍尔检测、振动检测等；WiFi 标配传感器有结露、颜色、光敏检测等；*6 标配传感器有红外对射开关、红外反射、以及光照度检测等。除此之外，还可选择语音识别、超声波、继电器等。
2、智能网关
网关部分采用 Sumsung 高性能 Cortex-A9 四核 S5P4418 处理器，主频可调，大可达 1.6GHz，内存为 1GB DDR3，EMCC 为 8GB。网关标配 7 寸真彩电容式触摸屏，分辨率为 800*480。
网关集成丰富的外围接口，具有 1 路 VGA 接口，1 路 HDMI 接口；2 个 USB HOST 2.0，1 个主 USB2.0 OTG 接口，1 个 RS232 调试串口，1 路 RCA 莲花头 AVIN 接口，1 路 CAN 接口，1 路 RS485 接口，1 个 MIC 咪头，1 个耳机输出口，1 个 1.3W 功放接口等，同时集成指南针、陀螺仪、加速度传感器等，支持单键开关机的功能。
网关板载 WiFi/BT 二合一模块（必配）、4G/3G 移动通信模块（选配）、GPS定位模块（选配）、ZigBee 无线通信模块（选配，扩展模块配备）等。支持 WIFI 网、有线网络、3G 网络自由切换；WCDMA 和 EVDO 两种 3G 模块系统自动识别等功能。
3、网关扩展
网关外扩 1 个 22PIN 的总线接口（包括 UART、I2C、SPI、PWM、AD/DA 等接口），用于网关扩展模块的驱动控制。网关扩展模块标配是点阵显示模块、矩阵键盘模块、3 路继电器控制模块，可替换为步进电机模块、直流电机模块、基础功能模块（含 AD、LED、蜂鸣器、按键）。
四、软件资源
1、无线传感器网络软件
可以选择 ZigBee、蓝牙 4.0、WiFi、*6 无线通信协议，将传感器与控制设备组成一个无线传感器网络，实现信息的无线传输。
2、Android 无线传感器网络拓扑软件
Android 无线传感器网络拓扑软件，汇聚当前网关管理的 ZigBee、Bluetooth4.0、WiFi、*6 等传感器节点信息，并以拓扑结构的形式显示在界面上，用户可以点击控制节点的图标实现设备控制。Android 下的网关应用程序是采用 Eclipse或 Android Studio 结合 JAVA 语言开发的 GUI 图形化应用程序界面。
3、云终端接入理工云服务平台可以将智能网关接入物联网云平台，用户只需注册登录到云平台，录入当前网关的信息，就可以利用智能终端，随时随地查看现场网关的信息、网关管理节点的实时数据和历史数据、历史数据曲线等。此时，网关运行 Linux 系统，内置嵌入式 Web 服务器以及 SQLite 数据库。
4、上位机 PC 端的无线传感器网络管理软件
ZigBee 协调器、蓝牙主机、*6 主机可以通过串口连入 PC 机，在 PC 机上采用 Visual Studio 2012&MSDN 与 SQL SERVER 开发无线传感器网络管理软件，实现传感节点采集信息与控制信息的无线传输，代替嵌入式网关。
Android 无线传感器网络拓扑软件界面 Android 下智能家居环境监测界面
五、典型实验
1、CC2530 单片机接口与应用——部分典型实验
基础实验 | 传感器实验 | ||
实验一 | ★建立一个简单的工程 | 实验 1 | 温湿度采集实验 |
实验二 | 通用数字 I/O 实验 | 实验 2 | 霍尔开关传感器实验 |
实验三 | OLED 屏显示实验 I | 实验 3 | 红外对射传感器实验 |
实验四 | OLED 屏显示实验 II | 实验 4 | 三轴加速度采集实验 |
实验五 | ★UART 串口通讯实验 | 实验 5 | 光敏传感器实验 |
实验六 | 时钟模式实验 | 实验 6 | 接近开关实验 |
实验七 | 外部中断实验 | 实验 7 | 光照度传感器实验 |
实验八 | AD 单次采样实验 | 实验 8 | 雨滴传感器实验 |
实验九 | 用户按键实验 | 实验 9 | 振动传感器实验 |
实验十 | 温度传感器实验 | 实验 10 | 大气压力传感器实验 |
实验十一 | 功耗模式实验 | 实验 11 | 光谱气体传感器实验 |
实验十二 | 定时器中断实验 | 实验 12 LED/BEEP 控制实验 | |
实验十三 | 秒表实验（定时器 3） | 实验 13 | 继电器控制实验 |
实验十四 | 看门狗实验 |
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实验十五 | 看门狗实验(定时器模式) |
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实验十六 | DMA 传输实验 |
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2、ZigBee：短距离无线传感器网络——部分典型实验
基本射频实验 | 信息单播、广播、组播实验 | ||
实验1 | 点对点通信实验 | 实验5 | 信息单播、广播、组播实验 |
实验2 | RSSI 测量实验 | 实验6 | 多点自组网实验 |
实验3 | 发射功率设置实验 | 实验7 | 树型网络拓扑建立实验； |
实验4 | 无线信道设置实验 | 实验8 | ★基于Z-Stack2007协议栈温湿度节点与协调器的无线传输； |
实验5 | 随机序列发生器实验 | 实验9 | 基于Z-Stack2007协议栈多节点与协调器的无线传输； |
实验6 | AES 安全协处理器实验 | 实验10 | ★基于GenericApp的ZigBee节点数据采集与控制综合实验。 |
实验7 | ★射频通信实验I(数据包误码率测 | ZigBee 协议栈扩展实验 | |
实验8 | ★射频通信实验II（Light&Switch） | 实验1 | SampleApp实验 |
实验9 | ★射频通信实验III(频谱分析仪)实验 | 实验2 | SimpleApp无线串口实验 |
ZigBee 协议栈实验 | 实验3 | TransmitApp网络吞吐量测试实验 | |
实验1 | ★Z-Stack2007协议栈GenericApp原程序移植实验 | 实验4 | SensorDemo网络传感器实验 |
实验2 | 基于Z-Stack2007协议栈的点对点数据传输实验 | 实验5 | ZOAD空中升级实验 |
实验3 | Z-Stack2007协议栈分析实验 | 实验6 | HomeAutomation家庭自动化实验 |
实验4 | Z-stack2007协议栈绑定实验 | 实验7 | Smart Energy智能能源实验 |
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| 实验8 | ZigBeeRF4CE实验 |
3、蓝牙：短距离无线传感器网络——部分典型实验
协议栈实验 | 实验十二 | 系统睡眠与唤醒 | |
实验一 | OSAL 初探 | 实验十三 | 从机广播 |
实验二 | 系统定时器 | 实验十四 | 主机通信实验 |
实验三 | LED 点灯 | 实验十五 | BLE 蓝牙 4.0 协议栈启动分析 |
实验四 | LED 闪烁 | 实验十六 | 基于 BLE 协议栈的温湿度采集实验 |
实验五 | 串口输出 | 实验十七 | 基于 BLE 协议栈的振动检测 |
实验六 | 串口双工收发 | 实验十八 | 基于 BLE 协议栈的光照度检测 |
实验七 | 普通按键输入 | 实验十九 | 基于 BLE 协议栈的光敏检测 |
实验八 | AT 命令初步 | 实验二十 | 基于 BLE 协议栈的雨滴检测 |
实验九 | 看门狗实验 | 实验二十一 | 基于 BLE 协议栈的火焰检测 |
实验十 | 多任务处理 | 实验二十二 | 基于 BLE 协议栈的霍尔开关检测 |
实验十一 | 数据加密 | 实验二十三 | 基于 BLE 协议栈的继电器无线控制 |
4、WiFi：短距离无线传感器网络——部分典型实验
实验1 | WiFi AT 命令配置实验 | 实验9 | WiFi AP 无线网络热点实验 |
实验2 | WiFi AT 命令配置 STA 实验 | 实验10 | WiFi AP 兼容 Station 实验 |
实验3 | WiFi AT 命令配置 AP 实验 | 实验11 | WiFi 传感器采集实验 |
实验4 | WiFi 单片机控制实验 | 实验12 | WiFi 继电器控制实验 |
实验5 | WiFi 单片机串口实验 | 实验13 | WiFi RSSI 实验 |
实验6 | WiFi 单片机通用 IO 口实验 | 实验14 | WiFi 连接服务器数据传输实验 |
实验7 | WiFi 接入无线路由器实验 | 实验15 | WiFi 作为服务器数据传输实验 |
实验8 | WiFi SOKET 编程实验 | ...... |
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5、*6 部分典型实验
实验1 | *6 地址结构分析 | 实验11 | Contiki UDP-PING6 实验 |
实验2 | *6 数据包格式分析 | 实验12 | *6 在 CC2530 移植实验 |
实验3 | Contiki系统入门实验 | 实验13 | 基于 *6 模块进程交互实验 |
实验4 | Contiki系统移植实验 | 实验14 | 基于 RPL 的对点对通信实验 |
实验5 | Contiki线程 Hello-world 实验 | 实验15 | 基于 *6 的单播、多播通信实验 |
实验6 | Contik多线程实验 | 实验16 | *6 SOCKET 编程实验 |
实验7 | ContikEVENT-POST 实验 | 实验17 | *6 串口通信实验 |
实验8 | ContikTIMERS 实验 | 实验18 | *6 网关 ZigBee 数据汇聚转发实 |
实验9 | ContikTEST-SENSORS 实验 | 实验19 | *6 网关蓝牙数据汇聚转发实验 |
实验10 | ContikECHO-SERVER 实验 | 实验20 | *6 网关 WiFi 数据汇聚转发实验 |
6、Andorid 部分典型实验
★1.网关 Andorid 平台快速建立： | 6. ANDROID 基础实验 |
实验一 烧写 uboot 到 SD 卡 | LED 控制、ADC 采样、按键检测、PWM 蜂鸣器测试； |
实验二 使用 sdfuse 烧写系统： | |
实验三 使用 fastboot 烧写系统 | |
2.嵌入式 Andorid 开发环境的建立实验： | |
实验一 Android 编译环境的安装： | ★7. Android 下 WSN 应用开发实验 |
（1）串口通信编程实验 | |
（2）ZigBee 节点数据采集与控制: 温湿度、三轴加速度、光线、光敏、数字气压、继电器、火焰、雨滴、RFID、振动、红外对射、空气质量等节点。 | |
实验二 编译 uboot | |
实验三 配置编译 Linux 内核 | |
实验四 编译 Android | |
3. Android 系统的测试与使用 | （3）蓝牙节点数据采集与控制实验 |
★4. ANDROID (WINDOWS)开发环境建立： | （4）WiFi节点数据采集与控制实验 |
实验一 JAVA环境建立，安装JDK | （5）*6节点的网络 SOCKET 编程实验 |
实验二 ECLIPSE安装 | ★8. Android 综合实验 |
实验三 ANDROID SDK安装 | 实验一 基于3G传感数据网络通信实验 |
实验四 ADT安装 | 实验二 基于4G的网络通信实验 |
实验五 创建、删除和浏览AVD(模拟器） | 实验三 google/baiduMap个人移动地图开发 |
5. LED 项目实验： | 实验四 豆瓣网移动客户端开发实验…… |
7、Linux 部分典型实验
★网关 | 5. 多媒体硬件编解码测试实验 |
实验一 Uboot 烧写 | 实验一、配置编译运行源码实验 |
实验二 Linux 内核烧写 | 实验二、H264, MPEG4，H263 等硬解码实验 |
实验三 烧写 ubifs 根文件系统 | 实验三、图像输入输出及 H264 解码实验 |
2. 嵌入式 Linux 开发环境的建立 | 实验四、四窗口显示及 3D 加速测试实验 |
实验一 VMware ubuntu 的安装 | 6. 嵌入式 qtopia2.2.0/Qt4.7.3 应用程序 |
实验二 交叉编译链与 mkcramfs 的安装 | 实验一 含 Qtopia2.2.0 与 Qt4.7.3 的根文件系统制作实验 |
实验三 安装 nfs 服务器 | |
实验四 u-boot 配置与编译 | 实验二 Qtopia2.2.0 图像界面库的编译实验 |
实验五 Linux 内核配置与编译实验 | 实验三 Qt4.7.3 库编译实验 |
3. 嵌入式 Linux 接口驱动测试实验： | 实验四 Qt4.7.3 库的测试实验： |
实验一 LED 测试实验 | 7. Qt4.7.3 库的 WSN 应用开发 |
实验二 ADC 测试实验 | ★Qt-creator 环境搭建实验； |
实验三 按键检测实验 | ★基于 Qt4.7.3 的 hello world 实验； |
实验四 PWM 蜂鸣器控制实验 | ★基于 Qt4.7.3 的 ZigBee 节点数据采集与控制实验：温湿度、光线、光敏、数字气压、继电器、遥控按键、火焰、雨滴、结露等节点。 |
实验五 串口测试实验 | |
4. 嵌入式 Linux 基础实验 | |
实验一 shell 编程实验 | 基于 Qt4.7.3 的蓝牙节点数据采集与控制实验 |
实验二 Hello world 实验 | |
实验三 多线程实验 | 基于 Qt4.7.3 的 WiFi 节点数据采集与控制实验 |
实验四 多进程实验 | |
实验五 网络编程实验—服务器/客户机实验 | 基于 Qt4.7.3 的 *6 节点通信实验 |
实验六 Makefile 实验 | ...... |
实验七 进程间通信实验 |
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8、典型实训案例
1、基于 Qt 的 WSN 网络拓扑结构显示实验 |
