SK-Super IOT高级物联网和无线传感器网络实验箱

功能特点

● 整个系统包含以下三部分资源：

■ 硬件资源

■ 实验资源

■ 软件资源

● 充分考虑高校实验室教学的特点，硬件设备采用固定与分离式相结合，既有助于实验室管理和维护，又具有无线传感器节点的移动灵活性。

● 无线传感器节点采用以下任一供电方式：

■ 实验箱底板供电

■ 5V DC电源适配器供电

■ 2节AA电池供电

● 有多种可选配件：

■ 多种传感器

■ 多种控制器

■ 各频段RFID

■ RF4CE射频遥控板

■ CC2531 USB Dongle（可充当ZigBee协议分析仪）

● 实验箱内的任何硬件模块（例如各传感器模块、控制器模块、RFID模块、2.4GHz射频模块、WIFI模块、蓝牙模块、网关、协调器以及无线传感器节点等）都可从实验箱中分离而单独使用，方便用户将其装配到自己的目标板进行实际应用项目（或产品）的开发。

● 提供丰富的实验例程，每个实验例程的源代码都配有详细的中文注释。

● 配套提供以下教程：

■ 用户指南

■ 理论指导书

■ 实验指导书

● 提供海量的讲解视频，例如：

■ ZigBee网络协议栈架构分析

■ 多种RFID防碰撞算法的实验

■ 无线传感器节点设计

■ 无线传感器网络的构建

■ 物联网场景应用

● 提供多种基于PC和安卓系统的应用软件，给用户带来良好的无线传感器网络和物联网应用体验。

硬件资源

嵌入式物联网综合网关

嵌入式网关是连接无线传感器网络与PC（也称为上位机）或互联网的桥梁，用来处理和收集来自无线传感器网络中各无线传感器节点的相关信息并上传给上位机或互联网。嵌入式网关可外扩兼容多种常见通讯模块如GPRS、GPS、WIFI、蓝牙、红外等。网关控制器本身也可用于高端嵌入式教学、科研开发以及高性能移动终端设计。

■  采用TI的Cortex M3内核的LM3S9B96为嵌入式网关主处理器，主频为80MHz，带有256K Flash，96K SRAM

■  标准20PIN JTAG调试接口

■  7" TFT 触摸屏

■  两路CAN

■  USB OTG接口（设备、主机和OTG模式）

■  10/100BaseT以太网

■  一路RS-232接口

■  一路RS-485接口

■  1MB SPI Flash 存储器 

■  Micro SD卡接口

■  5V DC供电接口

■  语音模块

■  RFID接口

■  用户LED和按键

■  集成在微处理器ROM中的SafeRTOSTM操作系统

无线ZigBee网络协调器

ZigBee网络协调器用于建立ZigBee网络。一旦ZigBee网络协调器成功建立网络后，它将接收来自各无线传感器节点、RFID节点的数据，并将数据重新打包成应用帧后通过自身的RS-232接口进行数据转发；或把自身RS-232接口接收到的应用帧进行解析并转发给ZigBee网络中的各无线控制器节点。无线ZigBee网络协调器采用TI最新ZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256。它符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M，可自由在16个频段间切换，无线数据传输速率最大为250 kb/s，具有片内256K的可编程Flash，和8K的RAM，支持TI 官方Z-Stack2007/Pro协议栈，可方便快速进行二次开发，支持星状网、树状网和网状（Mesh）组网方式，支持路由中继功能、网络节点自动修复功能。 

■  CC2530EM射频模块（采用TI最新ZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256）

■  标准10PIN JTAG调试接口

■  2.2" TFT 真彩屏

■  5V DC 供电接口

■  一路RS-232接口

■  用户LED和按键

无线ZigBee网络节点板

无线节点搭载有CC2530EM射频模块，另外可搭载各种传感器模块、控制器模块以及RFID模块，构成无线传感器节点、无线控制器节点以及无线RFID节点（以下简称无线节点）。无线节点可加入由ZigBee网络协调器建立的无线传感器网络，并周期性地向网络协调器报告数据（各类传感器数据和RFID数据）或接收来自网络协调器的OTA数据包（用于对控制器的控制）。它可作为路由器或终端设备。无线ZigBee网络节点采用TI最新ZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256。它符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M，可自由在16个频段间切换，无线数据传输速率最大为250 kb/s，具有片内256K的可编程Flash，和8K的RAM，支持TI 官方Z-Stack2007/Pro协议栈，可方便快速进行二次开发，支持星状网、树状网和网状（Mesh）组网方式，支持路由中继功能、网络节点自动修复功能。超低功耗，支持休眠及唤醒功能。

■  CC2530EM射频模块（采用TI最新ZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256）

■  标准10PIN JTAG调试接口

■  多种供电方式：

☆ 实验箱底板供电

☆ 5V DC 电源适配器供电

☆ 2节AA电池供电

■  用户LED和按键

■  可装配以下各类模块：

☆ 多种传感器模块

☆ 多种控制器模块

☆ 各频段RFID模块

数据采集类传感器模块

☆  温湿度传感器模块：温度和相对湿度一体测量，精确露点测量，可完全浸没水中，具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

☆  亮度传感器模块：可自动检测环境光线的亮度，对光线的敏感度高，标称阻值10lux ，可以应用在楼宇光线检测等领域。

☆  三轴加速度传感器模块：小型低功耗、三轴、信号调理电压输出型加速计。可以测量X、Y、Z三个方向±5 g 满量程范围的加速度，可应用于倾斜感应应用中的静态加速度测量，也可应用于运动、冲击或振动产生的动态加速度的测量。适合于移动设备、游戏系统、磁盘驱动保护、图像稳定和体育与健康设备。

☆  霍尔传感器模块：可用于磁场检测。

☆  气压（海拔）传感器模块：数字式气压传感器，内置AD转换器，支持IIC通信协议，可测大气气温和大气压强，并计算出海拔高度。

☆  声音传感器模块：灵敏度高，可调输入强度。可用于声控灯，配合亮度传感器做声光报警，以及声音检测的场合。

☆  振动传感器模块：振动侦测范围宽，无方向性，灵敏度可调。可应用于防盗器、电子锁、机械设备振动检测、靶场靶心计数检测等测试振动的场合。

☆  RGB颜色传感器模块：静态监测被测物颜色。

☆  人体热释红外传感器模块：全自动感应，可用于安防产品、人体感应玩具、人体感应灯具、工业自动化控制等。

☆  普适气体和烟雾传感器模块：探测范围300～10000ppmm，可应用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置， 适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。

☆  超声波测距模块：高精度，盲区（2cm）超近，感应角度：不大于15度，探测距离为2cm-450cm，可应用于机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防等。

☆  触摸传感器模块：电容式感应，灵敏度高，输出自锁和非自锁模式可选，适用于LED灯触控、隔离触控开关、玩具人体感应检测、游戏配件设备触摸感应，可替代开关功能。

☆  火焰传感器传感器模块：可检测760纳米～1100纳米范围内的热源，火焰探测角度为45°范围。

☆  环境光传感器模块：光照检测范围广，可以检测0～65535Lx，传感器内置16bit AD转化，精度高，I2C直接读取，对光照源无选择性，可直接转化为光照度。

☆  紫外线传感器模块：专为需要高可靠性和精确性测量紫外线指数（UVI）的场合所设计，适合测量太阳光紫外线强度总量，对照世界卫生组织紫外线指数分级标准，检测UV波长：200～370nm。可应用于紫外线测试仪、紫外线指数仪、户外紫外线监测设备等。 

☆  倾斜角度传感器模块：可测0～180°倾角，可应用于智能车身平衡检测。

控制类模块

☆  RGB LED等色彩控制模块：可以控制RGB LED灯的发光颜色。

☆  5V继电器控制模块：可控制各种家用电器及大电流负载。

☆  电机控制模块：可控制步进电机和5V直流电机。

RFID模块

☆  125KHz低频RFID模块：采用125KHz射频基站，以UART接口输出ID卡卡号，完全支持EM、TK及125K兼容ID卡片的操作，自带看门狗，读卡距离6~10cm。可广泛应用于门禁考勤，汽车电子感应锁配套，办公/商场/洗浴中心储物箱的安全控制，各种防伪系统及生产过程控制。

☆  13.56MHz高频RFID模块：主芯片采用TI公司最新推出的HF高频阅读器芯片TRF7970A。支持ISO15693、ISO14443B以及ISO/IEC14443A协议的标准卡片。该芯片具有高集成度、多标准模拟前端及数据成帧系统，读卡距离最大为10cm。广泛适用于13.56MHz高频非接触式标签读写识别系统。

☆  900MHz超高频RFID模块：工作频率为920～925MHz，支持EPC C1 GEN2/ ISO 18000-6C协议，最大输出功率为27dBm，采用UART接口。最大读卡距离为80cm。模块工作在低电压+3.3V，适合用户开发手持机。

☆  2.4GHz RFID模块：工作频段为2.4GHz，支持250kbps、1Mbps和2Mbps数据率。传输距离较远，可达10米，适合于资产追踪系统。主动式2.45GHz标签采用CR2032电池供电，并且预留了编程接口。方便用户进行二次开发。

WiFi模块

WiFi模块可作为无线传感器网络与WiFi网络之间的桥梁，实现无线传感器网络与WiFi网络之间的数据透传。 

蓝牙模块

蓝牙模块可作为无线传感器网络与蓝牙网络之间的桥梁，实现无线传感器网络与蓝牙网络之间的数据透传。 

仿真器

●  TI Stellaris FTDI仿真器

TI Stellaris FTDI仿真器用于对TI Stellaris系列单片机进行程序下载和调试。它配合LM Flash Programmer软件还可以直接给LM3S9B96烧写bin文件。

●  SK-CC Debugger仿真器

SK-CC Debugger多功能仿真器支持TI公司所有的RF片上系统（SoC），进行实时在线仿真、调试（CC1010除外）。

传感器模块

控制器模块

RFID模块

可选配件

实验课程规划

基于嵌入式网关的基础实验

实验01 闪烁LED

实验02 Hello World（图形库原语编程）

实验03 Hello World（图形库组件编程）

实验04 看门狗

实验05 定时器

实验06 UART回送

实验07 软件UART回送

实验08 位带寻址

实验09 触摸屏校准

实验10 JTAG相关引脚切换为GPIO引脚 

实验11 存储器保护单元（MPU）

实验12 图形库综合演示

实验13 图形库的多语言支持

实验14 IQmath演示

实验15 简易涂鸦板

实验16 uDMA控制器

实验17 AES普通密钥

实验18 AES预扩展密钥

实验19 图形库综合演示

实验20 CAN总线报文发送和接收

实验21 访问microSD卡

实验22 串行Flash

实验23 语音模块

实验24 具有USB接口的鼠标

实验25 具有USB接口的键盘

实验26 可进行批量数据传输的通用USB

实验27 支持USB键盘的USB主机

实验28 USB OTG

实验29 以太网控制器和lwIP TCP_IP协议栈的使用（基于WEB的IO控制）

实验30 SafeRTOS多任务演示       

基于CC2530的基础实验

实验01 获取CC2530射频SoC的基本信息

实验02 通用IO实验

实验03 外部中断实验

实验04 系统时钟源（主时钟源的选择）

实验05 LCD显示

实验06 看门狗定时器作为看门狗

实验07 看门狗定时器作为定时器（查询方式）

实验08 看门狗定时器作为定时器（中断方式）

实验09 功耗模式选择（由睡眠定时器或外部中断唤醒）

实验10 UART发送数据（查询方式）

实验11 UART接收数据（中断方式）

实验12 中断优先级（中断优先级组IPG5的优先级大于中断优先级组IPG1）

实验13 中断优先级（中断优先级组IPG5的优先级小于中断优先级组IPG1）

实验14 ADC单次转换

实验15 供电电压监测

实验16 片内温度传感器

实验17 使用随机数发生器产生随机数（使用来自射频的随机种子值）

实验18 使用随机数发生器产生随机数（人为设定不同的种子值）

实验19 使用随机数发生器进行CRC16

实验20 定时器1正计数倒计数器模式（查询方式）

实验21 定时器1正计数倒计数器模式（中断方式）

实验22 定时器1正计数/倒记数器模式应用（秒表）

实验23 定时器1自由计数器模式（查询方式）

实验24 定时器1自由计数器模式（中断方式）

实验25 定时器1输出比较（发生匹配时产生中断）

实验26 DMA控制器（块传输 人工触发）

实验27 片内Flash存储器的读写操作

RFID基础原理实验

实验01 125kHz RFID读卡演示

实验02 13.56MHz RFID ISO15693防碰撞寻卡（单时隙）

实验03 13.56MHz RFID ISO15693防碰撞寻卡（16时隙）

实验04 13.56MHz RFID ISO15693状态转换

实验05 13.56MHz RFID ISO15693综合演示

实验06 13.56MHz RFID ISO14443A REQA_WUPA

实验07 13.56MHz RFID ISO14443A 防碰撞寻卡

实验08 13.56MHz RFID访问MIFARE Classic RFID卡片

实验09 13.56MHz RFID获取第二代身份证UID

实验10 13.56MHz RFID多协议寻卡 

实验11 900MHz RFID模块设置

实验12 900MHz RFID寻卡

实验13 900MHz RFID读写卡片数据

实验14 2.4GHz RFID寻标签   

基于Z-Stack协议栈的ZigBee无线网络基础实验

实验01 在ZigBee网络中进行广播和组播（SampleApp）

实验02 构建通用ZigBee网络通信应用（GenericApp）

实验03 基于ZigBee网络的RS232数据透传（SerialApp）

实验04 基于ZigBee网络的传感器数据采集引用（SimpleApp）    

无线传感器网络基础实验

实验01 无线温湿度采集

实验02 无线亮度采集

实验03 无线三轴加速度采集

实验04 无线霍尔采集

实验05 无线普敏气体和烟雾采集

实验06 无线气压采集

实验07 无线色彩采集

实验08 无线声音采集

实验09 无线振动采集

实验10 无线人体热释红外检测

实验11 无线传输超声波测距

实验12 无线环境光采集

实验13 无线紫外线采集

实验14 无线倾斜角度采集

实验15 无线火焰采集

实验16 无线电机控制

实验17 无线继电器控制

实验18 无线色彩控制

基于无线传感器网络的RFID实验

实验01 无线传输125kHz低频RFID卡号信息

实验02 无线传输13.56MHz高频RFID ISO15693卡号信息

实验03 无线传输13.56MHz高频RFID ISO14443A卡号信息

实验04 无线传输900MHz超高频RFID卡号信息

实验05 无线传输2.4GHz RFID卡号信息

无线传感器网络综合实验

实验01 物联网网络拓扑监控演示（网关和PC上监控）

实验02 基于WEB服务器的物联网多点数据采集和控制

实验03 网关多点无线数据采集和无线控制

实验04 PC多点无线数据采集和无线控制

实验05 Android系统平台的多点无线采集和无线控制

实验06 物联网场景应用实验——智能农业

配套教程

本系统配套丰富详实的教程，既有详细的理论基础教程，又有生动多样的实践教程，具体如下：

☆ 《用户指南》

☆ 《物联网和无线传感器网络理论基础》

☆ 《实验指导书（一）》

☆ 《实验指导书（三）》