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OURS-IOTV2EP 物联网套件增强板
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北京奥尔斯科技股份有限公司

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一、系统介绍

OURS-IOTV2-EP物联网创新实验系统主要应用于“无线传感网络”和“物联网工程”等系列课程的实验教学。系统包含多种传感器模型和无线组网模式，硬件资源由8个无线通信模块、8个传感器模块、8个电源板模块、Cortex A8双核多功能嵌入式网关和其他配套设备组成。软件资源包含无线传感器网络软件、sniffer软件、嵌入式网关软件与PCServer端软件等。实验资源则采用由简单到复杂的设计模式，引导学生掌握物联网开发要领，为物联网工程应用打下坚实的基础。学生通过学习相关的物联网实验，实现多种物联网构架，熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。

二、系统特点

系统完整性：

★包括无线传感网节点模块和Cortex A8双核多功能嵌入式网关，完整实现采集和控制。

★实验内容涉及嵌入式、无线传感网和物联网原理及应用。

先进性：

★将复杂的无线传感节点结构有机的打散开，让用户直观的了解到无线节点的组成单元。方便老师教学时有针对性的讲解每个单元的功能及实现，让学生更好的理解。

★电源底板模块接口兼容目前市场上常用的无线芯片，包括CC2430、CC2431、CC2530、CC430、CEL工业模块以及国内常用的TinyOS的ATMEL128处理器。

★传感器及控制模块采用ID自动识别，可自由互换，在更换传感器模块后无需对节点重新编程或烧写，无需人为干预，无线节点模块会自动识别新接入的传感器。

开放性：

系统开放所有软硬件设计资源

三、系统组成

OURS-IOTV2-EP物联网创新实验系统提供了基本的传感器模块、无线传感网通信模块、嵌入式网关、计算机服务器参考软件等。用户可自由选择在PC端或嵌入式网关提供的软件中操作。

1.无线传感网节点

无线传感网节点模块采用模块化设计，各个模块可自由组合形成针对不同应用的无线节点。系统包含多个无线传感网节点模块及一个无线网络协调器模块。

无线传感网节点（1套设备8个节点）

无线节点模块

TI CC2530F256，2.4GHz，6层邮票孔设计PCB板，预留外接天线底座，默认使用Antenova板载天线（标配）

无线节点模块引脚兼容芯片系列：

1. CC430，900M，陶瓷天线/棒状天线

2. CC2430, 2.4GHz，陶瓷天线/棒状天线

3. CC2431, 2.4GHz，陶瓷天线/棒状天线

4. CEL模块，工业模块，可以接小功率或大功率模块

5. Tiny OS 模块，CROSSBOW的CC2420+ATMEG128

传感控制模块

可以连接系列传感模块，引脚兼容。

传感采集以及反馈控制模块：

标配：

1、温度传感器：量程：-40℃～+123.8℃；分度：0.1℃（标配）；

2、湿度传感器：量程：0～100%，分度：0.1%（标配）；

3、光照度传感器：量程：0～10000lx，分度：1 lx（标配）；

4、电压采集：双通道 量程：-20V～+20V；分度：0.01V（标配）；

5、加速度传感器：三轴加速度 测量值：X轴：-2–+2g，Y轴：-2–+2g，Z轴：-2–+2g；（标配）

6、酒精浓度传感器：量程：1~100；分度：1（标配）；

7、烟雾传感器：模拟信号输出，感应灵敏度可调，测量范围1-10ppm的定性检测，灵敏度0.6-RS，响应时间小于90S（标配）；

8、电机控制模块：通过IO扩展芯片PCA9554扩展出来的八个IO口（标配）

9、电机模块：模块通过外部的两个IO口来控制直流电机的正反转，模块通过外部的四个IO口来控制步进电机的正反转（标配）;

10、Cortex M3嵌入式模块：TI  LM3S9B96 附带 J-Link V8仿真器（标配）

11、串转网模块：嵌入式以太网串口数据转换模块，用于将TCP网络数据包或UDP数据包与RS232接口数据实现透明传输，32 位 ARM CPU，集成 10/100M 自适应以太网接口, 串口通信波特率高达 230.4Kbps, 支持 AUTO MDI/MDIX, 支持ETHER ET、ARP、IP、UDP、TCP协议，具有TCP Server, TCP Client, UDP工作模式，通过软件轻松配置（标配）

选配：

12、电流传感器：量程：0A～+3A；分度：0.01A；（选配）

13、触力传感器：量程值：1500g；分度：1g；测量使用次数：2万次（选配）

14、磁阻传感器：采用单轴磁场变化传感器来感应单一方向的磁变化量.量程：-2 – 2 gauss；分度：1m gauss；说明：不能置于强磁场（>4 gauss）中，在强磁场中将对传感器形成长久破坏（选配）

15、GPIN模块：通过IO扩展芯片PCA9554扩展出来的IO口为用户提供通过程序来控制，选择，使用的IO口（选配）

16、IO扩展模块：IO扩展模块是为了方便二次开发，把2530的19个IO口全部引出（选配）

17、电压输出模块：1组，0V～+10V；分度：0.1V；（选配）

18、继电器模块：4组24V AC/DC@0.5A 长开触点，带瞬间电压抑制（选配）

19、RFID模块：RFID模块采用北京易火眼科技的YHY502CTG模块，使用ISO14443A协议; 感应距离：10cm;误差率：0.0016%;可擦写次数：10万次（选配）

20、Packet Sniffer：2.4GHz Sniffer可对空气中的无线信号进行监听、过滤和数据解码，并将其按照一定的数据包格式显示在GUI界面，也可将这些数据以二进制文件格式存储。配合Packet Sniffer软件可以对PHY、 MAC、 NETWORK/SECURITY、 APPLICATION、 FRAMEWORK和APPLICATION PROFOCES等各层协议上的信息包进行分析和解码；显示出错的包以及接入的错误；指示触发包；在接收和注册过程中可连续显示包。可以利用Packet Sniffer分析Zigbee建立网络、加入网络、发送数据、接收数据的过程。（选配）

21、串口模块：1组，DB9 公头，1200 至 115K 波特率，支持双向RS-232通信，支持 RTS/CTS 硬件握手及奇偶校验（选配）

22、空气清洁度传感器模块：H2进行等级划分处理空气质量,测量范围 1~30 PPM（选配）

23、甲烷传感器模块：进行等级的划分来处理甲烷。（选配）

24、一氧化碳传感器模块：进行等级划分处理CO，测量范围30?1000 PPM（选配）

25、超声波传感器：量程值：100cm；分度：1cm；（选配）

26、人体红外传感器：人体热释电红外检测传感器模块，触发方式可重复，感应距离小于120度，1米距离；（选配）

27、震动传感器：TTL信号输出，灵敏度可调，输出开关量信号，震动检测无方向性；（选配）

28、火焰传感器：TTL信号输出，灵敏度可调，输出开关量信号，检测响应时间小于2uS，检测760纳米～1100纳米范围内的热源；（选配）

29、雨滴传感器：TTL信号输出，灵敏度可调，电阻式传感器，监测范围60%-99%湿度。（选配）

 

CORTEX-M3 嵌入式模块（标配）

M3 CPU

80 MHz LM3S9B96 ，256 K Flash, 96 K SRAM, and integrated EthernetMAC+PHY, USB OTG, and CAN communications

FLASH

1 MB serial Flash memory

电压参考

Precision 3.00 V voltage reference

ROM 程序

SAFERTOS? operating system in microcontroller ROM

音频

I2S stereo audio codec，Line In/Out、Headphone Out、Microphone In

以太网

10/100 BaseT Ethernet

USB 口

USB On-The-Go (OTG) Connector：Device, Host, and OTG modes

2.Cortex A8双核多功能嵌入式网关

嵌入式网关，CPU采用美国TI(德州仪器)OMAP3530双核CPU，600MHz ARM Cortex-A8主处理器 430MHz TMS 320C64x+ DSP协处理器，POWERVR SG? 2D/3D加速引擎。独立的电源管理模块，采用集成度极高的TI公司TPS65930芯片，实现板电源管理的智能化和低功耗，板可以与网关母板分离，直接插拔，并可以独立工作。

高端嵌入式网关（标配）

CPU

OMAP3530(ARM Cortex-A8 600M + 430MHz TMS 320C 64x+ DSP)

POWERVR SG? 2D/3D加速引擎

TPS65930电源管理

DDR RAM

256M DDR RAM

FLASH

256M NAND FLASH

以太网

10/100M 自适应以太网控制器 DM9000

SD/MMC

高速SD/MMC 接口一路

SDIO

预留SDIO接口可以外接WIFI和蓝牙

USB HOST

4路 USB2.0 HOST接口

USB OTG

1路USB OTG接口

RS232接口

3路RS232

液晶屏

7寸 TFT LCD（包含触摸屏和有机玻璃外壳）

16：9 显示，分辨率：800 × 480

音频

一组AC97标准音频接口

触摸屏

四线电阻式触摸屏

LED显示

4个LED工作状态指示

按键

4个功能按键

无线接入模块

无线接入模块

BT/GPRS/3G(选配)
   

3.物联网综合演示系统

采用物联网中间件架构，实现Zigbee网络拓扑显示、传感器采集、资源控制、数据保存及历史数据查询。开放PC应用层调用接口，让学生可以自己编程设计，实现相应的效果。

嵌入式网关数据采集

嵌入式网关软件包括WINCE6.0系统软件，数据采集控制软件实现传感器采集、资源控制、数据保存及历史数据查询，同事也开放应用层调用接口，让学生可以自己编程设计。

四、软件资源

软件包

备注

无线传感器网络协议栈

遵循Zigbee标准的基于TI Z-Stack协议栈开发的OURS-Stack Zigbee协议栈，遵循Zigbee 2007/PRO，可完全实现Zigbee星状、树状、MESH网拓扑。

Packet Sniffer软件

Packet Sniffer是一款专门的协议分析软件，可以对PHY、MAC、NETWORK/SECURITY、APPLICATION、FRAMEWORK和APPLICATION PROFOCES等各层协议上的信息包进行分析和解码；显示出错的包以及接入的错误；指示触发包；在接收和注册过程中可连续显示包。可以利用Packet Sniffer分析Zigbee建立网络、加入网络、发送数据、接收数据的过程

嵌入式网关软件

嵌入式网关软件包括WINCE6.0系统软件、嵌入式网关WinCE6.0 BSP包、WinCE6.0内核裁剪工程、应用程序开发SDK包、网络采集显示控制DEMO

PC Server端软件

采用物联网中间件架构，实现Zigbee网络拓扑显示、传感器采集、资源控制、数据保存及历史数据查询、远程通过Internet访问内部数据等