无线传感网课程

物联网综合实验平台

         本平台是面向物联网工程、物联网应用技术等相关专业，开展物联网科研、教学及实验实训的综合性设备。平台以Cortex-A系列处理器为物联网中控网关核心，依托多协议汇聚异构网关、基础无线节点、增强型无线节点、增强型无线工业节点、窄带NB-IOT节点、各类传感执行器及低/高/超高频模块等硬件，结合无线传感网络与射频识别（RFID）技术，深度解析物联网核心原理与技术要点，提供多个物联网典型应用实例及实现方案。平台可完成嵌入式与物联网、无线传感网络、RFID相关教学任务，支持《嵌入式系统》《物联网技术》《物联网工程》《无线传感器网络技术》《RFID开发与应用》《窄带物联网应用》等实验课程开展。

         平台按功能模块配置分为综合版、增强版、全功能版三类，客户可根据实际教学及科研需求灵活选型。

         物联网综合教学实验平台是集教学、实验、竞赛、课题研究于一体的全场景物联网实训平台，以Cortex‑A9 四核处理器为核心网关，采用多协议异构汇聚、模块化插拔、虚实结合设计，全面覆盖物联网感知层、网络层、应用层全栈技术。平台集成 ZigBee、WiFi、BLE、LoRa、NB‑IoT 全制式无线通信，支持 125K/13.56M/900M/2.4G 全频段 RFID，搭载丰富传感执行器及指纹、离线语音、定位等扩展模块，支持Linux/Android 双系统一键切换，可完整开展嵌入式开发、无线传感网络、射频识别、窄带物联网、移动应用开发等实验教学，满足高校物联网工程、电子信息、计算机、自动化等专业从基础认知到综合项目开发的全流程教学需求。

1.嵌入式主控网关

  • 核心：Cortex‑A9 四核，主频≥1.4GHz，28nm 工艺，Mali‑400 GPU
  • 内存存储：≥2GB DDR3，≥16GB EMMC
  • 显示：≥10.1 寸电容触控屏，HDMI 1.4 视频输出
  • 系统：一键切换 Android/Linux 双系统，无需重刷固件
  • 接口：千兆网口、USB Host/OTG、RS232/RS485、音频、TF 卡
  • 无线：标准防反插接口，兼容 ZigBee/WiFi/BT/LoRa

2.多协议无线通信模块

  • 异构网关：支持 ZigBee、WiFi、BLE、LoRa 4 路协调器，串口透传
  • ZigBee：CC2530，2.4GHz，传输距离≥1km，速率 250Kbps
  • WiFi：ESP8266，802.11b/g/n，支持 STA/AP/ 混合模式
  • LoRa：SX1278，398~525MHz，距离≥5km，低功耗
  • BLE：CC2541，蓝牙 4.0，UART 透传
  • NB‑IoT：STM32L4，1.4 寸 IPS 屏，支持 LiteOS，全网通
  • 智能节点：STM32F103，3.5 寸触摸屏，多无线模块自由切换

3.感知与执行单元

  • 传感器：温湿度、光照、人体感应、可燃气体、火焰、超声波等
  • 执行器：RGB 调光灯、风扇、蜂鸣器、数码管、电磁锁、继电器
  • 接口：统一双排防反插，传感器 / 执行器可任意互换

4.全频段RFID模块

  • 125K 低频：EM4095，读写距离 1‑5cm
  • 13.56M 高频：PN532，支持 ISO14443A/B，距离 2‑5cm
  • 900M 超高频：ISO18000‑6C，读卡距离≥10cm
  • 2.4G 有源：nRF24L01，识别距离≥20 米

5.智能扩展与调试工具

  • 指纹识别：光学指纹头，支持模板录入、匹配、搜索
  • 语音识别：LD3320，离线关键词识别，词条可编辑
  • 仿真工具：CC‑Debugger、ST‑Link，支持程序烧写与调试
  • 虚实联动：真实数据接入虚拟平台，仿真指令控制实物

6.软件资源

  • 开发环境：IAR、Android Studio、SmartRF、Packet Sniffer
  • 上位机：PC 端管理软件、Android 端节点管理软件
  • 资料：开源代码、实验指导书、原理图、开发手册、例程

平台配套4 大类核心实验课程，累计154 个实验项目，覆盖物联网全技术体系：

  1. CC2530&ZigBee&BLE 应用开发（54 个实验）基础 IO、串口、定时器、传感器采集、ZigBee 组网、联动控制、BLE 主机从机通信
  2. STM32&WiFi&LoRa 应用开发（35 个实验）STM32 开发、传感器 / 执行器控制、LoRa 透传、WiFi 联网、远程控制
  3. Android 应用开发（45 个实验）界面开发、数据存储、多线程、网络通信、物联网设备控制
  4. RFID & 扩展模块应用开发（20 个实验）全频段 RFID 读写、指纹识别、语音识别、北斗定位、GPRS 扩展

综合案例：环境监测、智能超市、RFID 门禁、指纹门禁、智能家居、智能农业

 

1. 专业建设解决方案

         面向物联网工程、电子信息、计算机、自动化等专业，提供硬件平台 + 课程体系 + 教学资源一体化建设方案，覆盖嵌入式系统、无线传感网、RFID、窄带物联网、移动开发全课程，快速建成标准化物联网实验室。

2. 课堂教学与实验实训解决方案

         采用模块化、分层递进教学模式，从单片机基础、无线通信、射频识别到综合应用循序渐进；双系统、多协议、统一接口设计，支持裸机开发、系统移植、驱动调试、应用开发全流程实操，降低教学难度。

3. 虚实结合混合教学解决方案

         支持真实硬件 + 虚拟仿真双向联动，虚拟设备 1:1 还原实物外观与接口，真实传感数据上云，虚拟指令控制实物执行器，兼顾安全性、扩展性与实训效果，实现线上预习 + 线下实操闭环。

4. 竞赛与科研创新解决方案

         开放全部硬件接口、原理图与源代码，支持二次开发，可快速搭建智能农业、智慧城市、智能安防、工业物联网等创新项目，支撑学科竞赛、课程设计、毕业设计与科研课题验证。

5. 实验室运维与管理解决方案

         一体化板载设计，模块防反插、易插拔、易维护；配套完整手册、驱动、例程与视频资料；支持多设备统一管理，降低实验室部署、调试与维护成本。