物聯(lián)網基礎實訓平臺需求說明

物聯(lián)網基礎實訓平臺需求說明產品名稱參數(shù)單位數(shù)量物聯(lián)網基礎實訓平臺一、實驗平臺套件平臺采用可重構、模塊化結構設計，在多種環(huán)境下快速、靈活搭建物聯(lián)網云教學所需的軟硬件環(huán)境。具備涵蓋全面的教學資源，實驗平臺支持不少于10門課程，包含如下類別的物聯(lián)網關鍵技術實驗：感知層實驗、通訊實驗、窄帶物聯(lián)網實驗、嵌入式開發(fā)實驗、ARM實驗、自動識別實驗、單片機實驗等。平臺須同時支持C/S、B/S訪問，支持云教學資源一鍵加載及更新，支持云教學資源的更新自動推送功能。平臺升級自動提示并支持一鍵式更新。每個云教學資源須包含原理介紹、連接說明、仿真場景等教學板塊。平臺支持基于物聯(lián)網技術真實行業(yè)應用場景教學，須包含不少于五種不同行業(yè)模擬場景。模擬真實行業(yè)應用，支持多種類物聯(lián)網關鍵技術組合實驗，須具備不少于6個通用實驗設備槽，并支持不少于7個不同設備同時聯(lián)動實驗。為利于實驗的操作性與后期相關技術升級，平臺與設備采用非固定式磁性吸合連接方式，不接受螺絲或針腳固定方式。平臺上具有設備防呆設計，支持正反兩面放置，確保設備錯誤放置時無法使用且不會造成設備永久性破壞。每個實驗槽支持多路DC電源與多路UART通信通道。平臺須經過可靠性驗證，平臺實驗設備槽與教學設備之間采用彈性探針電鍍觸點方式供電及提供信號傳輸。彈性針座表面采用電鍍工藝，具有定制化保護措施，探針伸縮部分采用護套保護，避免外力及應力破壞。彈性探針座具有專利保護。平臺配置可拆卸執(zhí)行器件掛架，掛架采用金屬噴塑工藝，并配置網孔結構，便于設備吸附或固定在網孔結構中。非使用時，執(zhí)行器掛架拆卸后能覆蓋在平臺表面合成一體，作為平臺的一部分保護平臺。平臺須能夠提供至少3種不同安全電壓等級的獨立電源輸出接口。平臺須具備短路保護功能，如錯誤短接任意一路，平臺自動斷電，恢復后重啟正常使用。平臺須支持自主電路搭建，內嵌集成電路實驗板。平臺須支持“通訊”與“自動”兩種通信模式，并支持面板一鍵切換?！白詣印蹦Ｊ较?，平臺及配套軟件能自動識別放置的設備，對每次實驗所需設備安裝正確性進行智能實時監(jiān)測。提供創(chuàng)新教學模式擴展，支持對自主創(chuàng)新實驗與現(xiàn)有實驗進行包括原理介紹、連接說明、關鍵代碼分析、場景模擬實驗等內容的制作、編輯、生成。提供實驗包生成工具，根據(jù)需求自主編輯實驗內容，通過生成工具生成可下載的實驗包，實驗包可以導入平臺使用。所有實驗須支持項目引導式教學形式。需同時配備PC端及Android端實驗軟件。實驗平臺至少包含背景知識介紹、實驗準備、演示場景展示等內容。電子教學資源須含多種教學形式，如文字、圖片、視頻等。實驗平臺具有CQC產品質量認證證書。二、物聯(lián)網云平臺實現(xiàn)家居情景模式設定管理，燈光照明系統(tǒng)智能控制，家庭環(huán)境智能控制，智能化安防告警等功能?？稍趶V域網中通過PC、移動智能終端、智能網關等設備登錄此云平臺。具備項目管理功能，提供定制化的項目中心集中管理。支持物聯(lián)網SAAS項目的新建并支持授權API的自動生成功能。支持物聯(lián)網云網關的配置，支持云網關的設備管理、編輯等功能。云平臺與物聯(lián)網項目云網關之間的心跳輪詢時間可在3-15S之間靈活設置。需能提供多種的項目案例配置默認地址，至少提供智能家居安居、養(yǎng)殖案例等默認地址配置。兼容行業(yè)中常見的物聯(lián)網功能節(jié)點，至少支持數(shù)字量Modbus、模擬量Modbus及ZigBee無線傳輸類型的節(jié)點管理。支持至少15種以上常用傳感器節(jié)點，支持溫度、濕度、水溫、二氧化碳、光照、風速、大氣壓力、空氣質量、可燃氣體、火焰、紅外對射傳感器等。同時支持手動與默認的物聯(lián)網節(jié)點配置方案，提供至少一種默認節(jié)點配置方案。支持物聯(lián)網節(jié)點的狀態(tài)查詢并按需控制。三、自動識別系列套件本系統(tǒng)中應至少包含HF射頻子系統(tǒng)、NFC射頻子系統(tǒng)、LF射頻子系統(tǒng)、UHF射頻子系統(tǒng)、有源RFID子系統(tǒng)（含有源標簽）、條碼識讀子系統(tǒng)、射頻天線、以及M3核心子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)須采用分離耦合的模塊化設計技術，為獨立的子系統(tǒng)，既可通過磁性吸合方式與云物聯(lián)創(chuàng)新教學支撐平臺進行關聯(lián)實驗，亦可獨立于平臺進行實驗。設備的PCB面板上均使用物理電學標準化符號繪制出表示各元器件組成及相互關系的拓撲結構圖。設備背面配置智能檢測模塊，能通過軟件自動判斷在實驗中是否選用了正確的模塊。模塊上配置指示燈，能示意實驗過程中重要步驟所觸發(fā)的相應電器元件位置。支持高頻RFID開發(fā)實驗，可展示高頻RFID工作過程，并通過對代碼分析，學習掌握相關嵌入式開發(fā)原理，支持ISO144431～4/typeA/B協(xié)議，可對邏輯加密卡及CPU卡進行操作，可演示完備的卡片防沖突機制，支持高頻M1卡、CPU卡分步驟讀寫，支持中國銀聯(lián)接口規(guī)范及EMV協(xié)議規(guī)范，主要控制信號可通過測試環(huán)引出，便于外接控制及測量。配置RF接口、lisaajous調諧電路。支持NFC讀卡器實驗，支持卡標簽的激活，支持卡標簽的密鑰驗證，同時支持A密碼與B密碼的認證，數(shù)據(jù)的讀寫支持16進制與非16進制格式。支持低頻RFID開發(fā)實驗，數(shù)據(jù)的讀寫支持16進制與非16進制格式，自帶收發(fā)命令的調試信息，可以查看當前串行通信的數(shù)據(jù)信息。支持超高頻RFID（900MHz）開發(fā)實驗，支持超高頻RFID標簽數(shù)據(jù)讀寫實驗，支持超高頻RFID標簽存儲器選擇；自帶收發(fā)命令的調試信息，可以查看當前串口通信的數(shù)據(jù)信息。支持有源RFID實驗開發(fā)實驗，支持2.4GHz低功耗無線收發(fā)，空中速率1Mbps（MAX），內建高性能MCU；內置128bitAES硬件加密，32bit硬件乘除協(xié)處理器，6～12bitADC，PWM、I2C，UART，硬件隨機數(shù)產生器，WDT、RTC、模擬比較器等；標簽設備板載RTC，內置電池。支持CMOS圖像傳感器，支持電平觸發(fā)、感應、連續(xù)讀碼等多種識讀模式，照明燈、瞄準燈、解碼成功提示音等可分別控制。內嵌32位Cortex-M3處理器，核心頻率約72MHz，不小于512KBFlash，20KBSRAM。CPU的控制管腳及功能腳全部引出測試環(huán)，便于同步信號測量。須配套實驗所用耗材包及相關實驗教程書。該課程提供至少25個教學PPT課件及配套教學資源。四、NB-IOT、LoRa通訊套件本系統(tǒng)中應至少包含NB-IOT子系統(tǒng)、LORA子系統(tǒng)、及溫度傳感子系統(tǒng)、移動實驗盒及主控子系統(tǒng)。支持NB-IOT節(jié)點盒獨立供電方式，支持OLED液晶，支持SWD調試接口，支持傳感器擴展接口。NB-IOT具備低功耗小于等于12uW（TBD），靈敏度不小于-129dBm；至少內置Cortex-M3(32位），主頻須支持32kHz到32MHz，64KFLASH，16KRAM，4KEEPROM，支持ADC（12位）24個通道；支持AT指令：3GPPTR45.820和其它AT擴展指令，下載方式支持UART。支持LORA調制方式，同時兼容并支持FSK，GFSK，OOK傳統(tǒng)調制方式；超遠有效通訊距離不小于2.5Km@250bps；支持OLED液晶、SWD調試接口；具備傳感器接口；支持LORAWAN組網開發(fā)。為利于教學的連續(xù)性，移動實驗盒與設備的固定方式采用磁性吸合方式，不接受螺絲的固定方式；移動實驗盒與設備的通訊采用探針方式，不接受插座的連接方式。配備能實現(xiàn)移動且獨立工作的實驗盒，須包含UART通訊、485通信通道，不少于2路弱電DC電源；內置可充電電池，具備充電指示功能。主控子系統(tǒng)芯片采用不低于32位Cortex-M3處理器，最高72MHz。存儲達到512KBFlash，64KBSRAM；cpu控制管腳及功能腳全部引出插針和測試環(huán)；傳輸速率至少10Mbps；支持ISO國際標準化的串行通信協(xié)議；支持ISO11898-2標準；總線支持不少于120個節(jié)點的連接；數(shù)據(jù)速率至少1Mbps；需提供三種工作模式：高速、低功耗、斜率控制。要求具備獨立的RS-485通信總線，收發(fā)可控，支持不少于32個收發(fā)器的總線連接。配套課程至少涵蓋窄帶技術協(xié)議、微控制器處理、智能溫度監(jiān)控告警系統(tǒng)、PING-PONG、LoRaWan源碼分析，以及網關匯集、與云平臺通信等相關實驗內容。須配套實驗所用耗材包及相關實驗教程書。該課程提供至少10個教學PPT課件及配套教學資源。五、通訊系列套件本系統(tǒng)中應至少包含ZigBee子系統(tǒng)、Bluetooth子系統(tǒng)、WIFI子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)、DIY測試子系統(tǒng)及傳感器配件包（至少包含人體傳感器、心率傳感器、溫濕度光敏傳感器）。各子系統(tǒng)須采用分離耦合的模塊化設計技術，為獨立的子系統(tǒng)，既可通過磁性吸合方式與云物聯(lián)創(chuàng)新教學支撐平臺進行關聯(lián)實驗，亦可獨立于平臺進行實驗。支持ZigBee協(xié)議，適用于2.4GHz、IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應用；包括RF收發(fā)器，工業(yè)標準MCU；支持ZigBee2007/ZigBee2007PRO協(xié)議；可應用在2.4-GHzIEEE802.15.4系統(tǒng)、RF4CE控制系統(tǒng)、ZigBee系統(tǒng)；支持傳感器系列設備擴展傳感網實驗功能；支持多種無線網絡組網模式：點對點通訊、星狀通訊、樹狀通訊、廣播通訊。以Basic

RF無線點對點傳輸協(xié)議為基礎，采用兩塊ZigBee子系統(tǒng)作為無線發(fā)射設備和無線接收設備。觸發(fā)發(fā)射設備上控制鍵，可以控制接收設備上的LED燈的亮和滅，實現(xiàn)無線開關LED燈的功能。支持Bluetooth4.0協(xié)議，可以外接傳感器開發(fā)套件；支持250kbps、500kbps、1Mbps、2Mbps的數(shù)據(jù)速率，射頻可編程功率輸出可達0dBm，接收靈敏度可達-94dBm（在1Mbps時）；支持TI針對單模藍牙低功耗協(xié)議棧BLE-Stack。至少支持三個基于BLE的無線通信實驗：（1）無線點燈實驗，采用兩個藍牙通訊模塊，一個模塊作為從機，通過繼電器控制指示燈執(zhí)行器，另一個作為主機，連接PC機串口，在作為主機的PC機上，使用BTool工具控制主機和從機建立連接，并控制指示燈亮和滅；（2）串口透傳實驗，采用兩個藍牙模塊，分別與PC機串口相連，一個模塊作為從機，另一個模塊作為主機，使主從機建立連接，并能進行無線串口數(shù)據(jù)透傳；（3）智能手機與藍牙模塊的通信實驗，采用安卓智能手機作為主機，藍牙模塊作為從機，使主從機建立連接并進行無線數(shù)據(jù)傳輸，能在手機上觀察到藍牙模塊發(fā)來的信息，同時在藍牙模塊對應的串口調試軟件觀察到手機發(fā)來的信息，實現(xiàn)智能手機與藍牙模塊的透傳。支持WIFI協(xié)議，符合IEEE802.11b/g/n標準，支持兩種工作模式：集中控制式（Infrastructure）和對等式（Ad-Hoc），支持64/128/256位WEP數(shù)據(jù)加密，支持WPA/WPA-PSK、WPA2/WPA2-PSK安全機制。支持GPRS多時隙class12，頻段支持：GSM900/DCS1800，兼容標準：ETSIGSMPhase2+、Class4、Class1，支持標準AT指令集，連接串口、USB、GPIO口，支持通過串口調試軟件實現(xiàn)撥打與接聽電話、短信的讀取與發(fā)送、GPRS通信等實驗。配置信號測試子系統(tǒng)，支持4路數(shù)字量和4路模擬量輸入檢測；支持4路數(shù)字量輸出和1路TTL電平的串口信號。設備背面配置智能檢測芯片，能自動判斷在實驗中是否選用了正確的設備。須配套實驗所用耗材包及相關實驗教程書。該課程提供至少10個教學PPT課件及配套教學資源。六、傳感器系列套件本系統(tǒng)中應至少包含溫度/光照傳感子系統(tǒng)、紅外傳感子系統(tǒng)、聲音感知子系統(tǒng)、霍爾傳感子系統(tǒng)、稱重傳感子系統(tǒng)、濕度感知子系統(tǒng)、壓電傳感子系統(tǒng)、氣體傳感子系統(tǒng)、DIY測試子系統(tǒng)、DIY板子系統(tǒng)、位移傳感子系統(tǒng)、熱電偶傳感子系統(tǒng)、超聲波傳感子系統(tǒng)、微機電傳感子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)須采用分離耦合的模塊化設計技術，為獨立的子系統(tǒng)，既可通過磁性吸合方式與云物聯(lián)創(chuàng)新教學支撐平臺進行關聯(lián)實驗，亦可獨立于平臺進行實驗。設備的PCB面板上均使用物理電學標準化符號繪制出表示各元器件組成及相互關系的拓撲結構圖。設備背面配置智能檢測部分，能通過軟件自動判斷在實驗中是否選用了正確的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)上配置指示燈，能通過軟件觸發(fā)使指示燈閃爍提示實驗過程中重要步驟所觸發(fā)的相應電器元件位置。支持至少六種智能家居場景模擬實驗，自動監(jiān)測居室內的溫度、濕度、聲音、門窗的開關狀態(tài)以及廚房里的空氣質量、煤氣灶的狀況，實時顯示檢測結果，并可根據(jù)結果實現(xiàn)對風扇、加熱器、照明燈、煤氣灶閥門的自動控制；支持至少三種智慧停車場場景模擬實驗，能自動監(jiān)測并實時顯示停車場出口和入口的車輛進出狀態(tài)、車位的車輛占用情況、倒車雷達的測距結果；支持至少兩種道路行車場景模擬實驗，能自動監(jiān)測并實時顯示行車速度和車輛重量；支持至少一種生產線場景模擬實驗，能自動監(jiān)測并實時顯示流水線上的金屬工件的距離。溫度/光照傳感子系統(tǒng)須支持模擬量AD輸出功能。支持NTC溫度特性曲線、光照度-電阻特性曲線動態(tài)實時顯示，支持溫度\光照強度控制電位器調節(jié)功能。可進行溫度傳感器驗證試驗，當室內溫度高于預設值時候，風扇自動啟動，當室內溫度低于預設值時，照明自動打開?？蛇M行基于光敏電阻的光照傳感器的驗證和場景模擬試驗，當環(huán)境光照度大于預設值的時候，關閉燈光照明，反之則開啟燈光照明。同時，能以動態(tài)曲線實時展示光照度測量數(shù)據(jù)的變化。紅外傳感子系統(tǒng)可進行紅外反射和對射傳感實驗。支持智能停車場管理實驗，可以模擬車輛進出識別管理、車位自動檢測管理；霍爾傳感子系統(tǒng)支持線性霍爾磁感強度檢測實驗，檢測結果以圖像方式動態(tài)顯示。同時支持霍爾開關傳感實驗，并以動畫形式展示其實際應用場景。線性霍爾傳感器和開關霍爾傳感器的輸出信號均可檢測。濕度傳感子系統(tǒng)可進行電容式相對濕度傳感器實驗，支持模擬頻率輸出信號測量。聲音傳感子系統(tǒng)可進行駐極體電容式聲音傳感器實驗，對比環(huán)境聲音和可調節(jié)的閾值，當環(huán)境聲音超過預設的閾值時，自動點亮指示燈，并輸出比較結果。支持駐極體話筒信號檢測，靈敏度信號檢測，音頻放大信號檢測，比較信號檢測，比較輸出信號檢測。壓電傳感子系統(tǒng)可進行壓電振動傳感實驗，支持壓電傳感器信號檢測、壓電電荷放大信號檢測、壓電信號濾波放大后的輸出信號檢測、比較輸出信號檢測，具備震動靈敏度調節(jié)功能。氣體傳感子系統(tǒng)可進行基于半導體氣敏元件的氣體傳感實驗，支持參考電源檢測、靈敏度閾值檢測，支持1路數(shù)字量輸出，支持1路模擬量AD輸出功能，支持煙霧、空氣質量、一氧化碳等多種氣體的擴展實驗。超聲波傳感子系統(tǒng)支持超聲波發(fā)生器驅動電路的發(fā)送信號檢測，超聲波發(fā)生器的驅動信號檢測，超聲波傳感器接收信號檢測，超聲波接收信號的各級放大輸出信號檢測，超聲波濾波信號檢測，濾波后的超聲波信號檢測。能以動畫場景模擬的形式，演示超聲波測距的應用場景，并實時顯示測量數(shù)據(jù)。具備測量觸發(fā)控制功能，觸發(fā)測量后，能以脈沖形式輸出測距結果。具備串口指令觸發(fā)測量的功能。熱電偶傳感子系統(tǒng)采用K型熱電偶，能輸出與溫度對應的、可測量的電壓，也能輸出數(shù)字量的測量結果。系統(tǒng)具備零上溫度和零下溫度測量功能，零上零下溫度檔位手動切換功能，測溫電路手動調零功能，調零和工作模式手動切換功能，熱電偶斷線自動檢測功能。支持帶補償?shù)臏y量放大信號檢測，信號放大輸出檢測，信號轉換電路輸出檢測，斷線信號檢測，測量檔位信號檢測，正負驅動電壓檢測。位移傳感子系統(tǒng)采用電感式傳感器，當被測位移信號小于設定的基準值時，自動點亮接近指示燈。支持振蕩器信號檢測，濾波電路的信號檢測，檢波電路的信號檢測，升壓電路檢測。能輸出接近開關信號、位移信號、距離判定信號，能手動調節(jié)感應距離基準值。微機電傳感子系統(tǒng)采用三軸加速度傳感器，實時顯示三個軸向的測量結果，并以動畫旋轉的形式實時展示三軸合成的測量結果。支持三個軸向的模擬量輸出測量，支持自測信號的控制輸入。稱重傳感子系統(tǒng)采用電阻應變片傳感器，可選擇最高10位或者24位的A/D轉換器分辨率，具備模擬量和數(shù)字量兩種輸出。支持直流電橋電路調零，電橋輸出電壓測量，放大信號測量?？赏ㄟ^RS-485通訊獲取A/D采樣值，并可根據(jù)場景需要自動選擇8位或者10位兩種精度。還支持通過串口AT指令進行調零、稱重、電壓值測量等操作?？蛇M行智能設備制作，包含原理圖繪制、PCB布線、器件焊接、設備調試的等內容的綜合訓練。須配套實驗所用耗材包及相關實驗教程書。該課程提供至少12個教學PPT課件及配套教學資源。七、執(zhí)行器件系列套件采用分離耦合的模塊化設計技術，為獨立的子系統(tǒng)，既可通過磁性吸合方式與云物聯(lián)創(chuàng)新教學支撐平臺進行關聯(lián)實驗，亦可獨立于平臺進行實驗。設備的PCB面板上均使用物理電學標準化符號繪制出表示各元器件組成及器件關系的原理布局圖。獨立電回路控制設備，提供至少兩路控制電路，控制電路的輸入量支持3V～6V，驅動回路可同時支持直流及交流兩種模式，提供7A-240VAC、10A-24VDC、10A-110VAC等主流供電規(guī)格。獨立指示燈設備，提供12VLED照明。獨立工業(yè)散熱設備，風流量不低于45CFM，運行噪音不高于20db，支持大4PIN、3PIN接口。配備獨立二相四線直流減速馬達，可視化齒輪組，步距角約18°，每分鐘轉速約為60轉。配備獨立二相四線時序控制電流步進電機。八、物聯(lián)網工作臺工作