物联网综合实训室介绍

一、实训室概况

物联网综合实训室：是服务于物联网技术专业群教学的核心实训室，全套设备由江苏信息职业技术学院机电研究所与物联网工程系自主研制。

（一）设计思想

以物联网技术为核心，兼顾当前流行技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，依据工程项目，既可满足日常教学要求，同时注重创新实验及项目实践，能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。

（二）主要功能

汇聚物联网不同层面的核心技术，聚焦无线单片机、嵌入式及计算机软件等三大平台，实现了从感知层→传输层→应用层的信息采集与处理流，应用层→传输层→感知层的信号控制与处理流。

可承担感知器件、物联网规划与组建、物联网应用系统开发等项目实训及物联网综合实训，也是物联网工程系创新实验班及江苏省高职院校技能竞赛（物联网技术应用项目）教学及技能训练的主要场所。

（三）适用专业

核心专业：物联网应用技术专业；

相关专业：软件技术、计算机应用技术、计算机网络技术等专业

（四）主要特色

结合物联网感知层、网络层与应用层的特点，搭建直观和形象的应用场景，将智能家居系统组建和调测的实际项目贯穿实训的全过程，涉及传感器技术、传感网技术、Zigbee技术、智能网关开发技术、串口通信技术、上位机开发技术、通信技术、移动互联技术、视频多媒体技术、基础电子电工技术。学生通过完成项目的形式，融会贯通物联网关键知识和技能。

实训室设置教学、实训两大功能区，可同步完成项目教学、实训，实现理实一体、学做融合。智能家居实训设备如图1，智能家居操作台如图2。

图1智能家居实训设备

图2智能家居操作台

二、实训装置组成与功能

智能家居是利用先进的电子技术、传感器技术、无线电技术、网络通讯技术将与居家生活有关的各种设备有机地结合起来，通过网络化方式综合管理家中设备。物联网综合实训室以智能家居应用模块实现家居环境监测、智能家电自动控制、安防系统与报警、远程监控等功能。每套系统由综合实训台、家居场景模拟展示架、计算机构成。

系统融入了传感器原理与检测、RFID 技术、单片机技术、计算机原理、电机控制、网络通讯编程、网页制作、无线电通讯、图像处理、、嵌入式技术等相关知识，将生产生活常见场景和设备有机地结合起来，通过ZigBee或无线数传模块组成无线网络，采集室内温度、湿度和光照度，实现燃气与烟雾探测、入侵探测、门窗防撬，紧急求助报警等功能，并将采集的数据通过WiFi模块传输到服务器，对模拟的家电设备进行控制功能。

物联网综合实训装置可实施物联网感知实训项目、物联网嵌入式实训项目、物联网应用实训项目，其系统体系结构如图3，示意图如图4，系统主要实物如图5。

图3 智能家居系统结构图

图4 智能家居系统示意图

图5 智能家居系统实物图

三、开设的实训内容

1、基于CC2530基础硬件实训

●建立IAR环境实训

●LED闪烁控制实训

●定时器中断

●外部中断

●A/D实训

●单片机串口发数

●在PC用串口控制LED

●在PC用串口收发数据

●RTC数据显示到PC串口实训

●系统睡眠/唤醒实训

●看门狗使用实训

●定时器T1/T2/T3/T4定时实训

●PWM调制实训

2、Zigbee协议栈基础实训

●Zigbee协议栈下任务建立实训

●Zigbee协议栈下温湿度驱动实训

●Zigbee协议栈下气体传感器驱动实训

●Zigbee协议栈下烟雾传感器驱动实训

●Zigbee协议栈下光敏传感器传感器驱动实训

●Zigbee协议栈下电表驱动实训

●Zigbee协议栈下GSM模块驱动实训

3、基于CC2530的无线网络实训

●Z-Stack 点对点通讯

●Z-Stack 星状通讯

●Z-Stack 树状通讯

●Z-Stack 广播通讯实训

●ZigBee组网实训

●基于CC2530的无线传感器网络实训

●传感器网络综合实训

4、嵌入式网关软件

●linux操作系统常用命令

●linux操作系统常用服务

●配置交叉编译环境

●运用Bootloader vivi

●编译生成linux 内核

●制作根文件系统，使用Busybox

●Bootloader，内核，根文件系统的烧写

●配置QT程序编译，运行环境

●QT相关界面设计

5、物联网应用示范系统

●环境监测应用实训

●智能家居应用实训

●智能抄表应用实训

四、主要实训项目介绍

（一）物联网感知实训项目

物联网感知实训项目：进行物联网系统硬件设备的选型、安装、接线、编程与调试，其中硬件设备主要包含系统传感器和执行器、安防监测设备、三表设备、电子支付系统设备等。为系统中传感节点下载Z-Stack协议栈，配置协调器、路由、终端节点参数，并按照ZigBee协议规范，进行无线组网调试，编写硬件设备驱动程序，编写传感节点程序，实现受控设备的控制功能。

学生通过物联网感知实训项目可以掌握传感器数据采集、Zigbee组网、

Zigbee网络监控、蓝牙、WiFi、RFID，以及多种技术的综合应用，Zigbee模块如图6。

图6 ZigBee节点图

1、电源控制系统

电控制系统可统智能家居里面所有电脑插座面板以及墙壁插座面板的电源开关，基于物联网信息平台，通过ZigBee设备服务器连接电源控制系统，实现对总电的远程控制及使用。

2、灯光控制系统（分布控制方式）

智能灯光控制系统结合物联网信息平台组建的无线WiFi网络、WiFi设备服务器、中央控制器等设备，实现对的灯光的智能化管理。灯光控制系统如图7。

图7 灯光控制系统（分布控制方式）拓扑图

3、空调控制系统

基于ZigBee无线网络远程空调控制模式，可实现空调临时、定时自动开关等功能。温控空调开关模式，通过温湿度传感器的数据采集实现温控空调开关功能。手动空调控制模式，通过指令对电源控制器的面板解锁可实现手动空调开关控制，空调控制系统如图8。