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物联网工程通用实训系统

北京奥尔斯电子科技有限公司010-******** OURS-IOTENT物联网工程通用实训系统

针对国内物联网工程教育中“以偏概全”,把涉及传感器和无线传感网的部分就定义为“物联网”的问题,北京奥尔斯希望能建立物联网工程“通用”实训系统,搭建相对比较完整的物联网架构,推进本科院校和高职院校物联网实训教育。通用实训系统采用开放式模块的设计理念,可以根据实际需求选配各种模块搭建具有行业特色的、完整的、可扩展的物联网工程实训系统,并与实际应用紧密结合,完全覆盖了物联网三层架

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系统有如下特点:

1、完整性

(1)系统结构完整:真正构建物联网多层架构,完整包括感知层、传送层和应用层。

(2)内容完整:每层内容都比较完整,感知层:传感器(智能传感器)技术、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描

器、视频数据采集等。传送层:通信层包含各种通信设备、通信技术、

通信接口、通信协议等,包括各种物联网中常见无线组网和有线组网

技术;应用层包含支撑操作系统、中间件、数据库、应用控制和管理

系统等。

(3)产品形式的完整性:系统中的模块以带外壳的完整产品形式体现,可以让学生体会到产品,而不是原理机,可以真正了解到工程中应该注

意的结构问题、供电问题、电磁干扰问题等。

2、先进性:

(1)标准先进:在系统中,积极引入国际、国内物联网先进标准。如智能传感器中采用IEEE1451标准,UHF RFID中引入IEEE18000-6C标准,

蓝牙通信中引入蓝牙4.0(低功耗蓝牙)标准,电力线载波中引入OFDM

调制的G3和PRIME标准。

北京奥尔斯电子科技有限公司010-******** (2)持久先进:基于实验室帮助学校引入国际先进企业的校企共建,如TI、IMPINJ、ENERGY MICRO等,助学校教育站在巨人肩膀上,实时

引入最新技术资源,永远保持先进。

3、开放性:系统每个模块不仅以产品形式体现,而且模块开放软件、硬件设计

资源,让有能力的学生深入进去,由“应用”能力提升为“设计”能力。4、通用性:系统设计以模块化方式展现,针对各种物联网应用可以快速搭建对

应系统模型,通过应用层简单设计可以快速实现系统演示与运行。而且,也可以快速部署到各种实际应用场景中,实现物联网各种真实系统的运行。

无线通信节点外观有线通信节点外观

便携节点内视图固定节点内视图

北京奥尔斯电子科技有限公司010-******** 有线传感网络,无线传感网络综合系统框图

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系统指标如下:

1、传感层

标准智能传感器:温度传感器、湿度传感器、超声波传感器、位移传感器、气压传感器、酒精传感器、照度传感器、红外传感器、磁传感器、甲烷传感器、氧气传感

器、空气质量传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、色度传感器、标准智能

传感器接口(SR-9接口):电压型、电流型、电阻型采集模块。RFID:LF RFID读

卡器模块、HF读卡器模块。

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◆控制对象:风扇、蜂鸣器、电磁阀、继电器4路、气压泵、数字式LED、指示灯、

2路隔离数字输出

◆输入设备:报警按键、2路隔离数字输入

◆电气及结构:每个传感器都为智能传感器模块,智能传感器通过标准的SR-9总线

接口把数据传送给通信模块;传感器模块即插即用,同时支持同步和异步通信方式,通信模块自动识别传感器。

◆通信单元:通信单元几乎兼容所有线无线传输方式,

无线通信单元:

◆802.15.4/ZIGBEE通信单元

◆Wifi通信单元

◆Bluetooth通信单元

◆GPRS通信单元(选配)

有线通信单元:

◆RS232/485通信接口,以及PROFIBUS, MODBUS

◆CAN总线通信接口

◆以太网(RJ45)通信接口

◆PLC通信接口(选配)

2、通信网络层

通信层主要载体为网关,网关实现多种采集数据的接入,最后数据通过10M/100M以太网或GPRS/3G方式传输到PC或接入PC服务器。

网关配置如下:

◆双核处理器,主频600MHz以上,内存256M DDR以上,7寸液晶屏与触摸屏,

带摄像头模块输入,带音频接口。

◆以太网接口,USB2.0接口,4个

◆UART接口,4个

◆有线485接口

◆CAN总线接口

◆GPRS模块,接口可兼容3G (WCDMA)接入

◆集成WiFi和BT

◆GPS接入

◆ZigBee通信模块

3、应用层

实训台配置PC配套访问设备,内置X86主板一个,主频1.6G以上,17寸LCD显示

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屏,可以通过以太网和网关互联,或通过无线广域网与网关互联,同时也支持联入服务器,还可以通过internet或3G网络实现远程终端接入,支持学生的移动远程访问方式。

内置物联网网络中间件、数据库、物联网管理系统,实现物联网数据的存储和管理提供智慧家居、智慧楼宇、等经典案例,每个实训案例作为实训内容完全开放给学生参考和重新设计。

4、中间件:

Java语言凭借其良好的平台无关性,在很多领域都得到了广泛应用。移植了Java 虚拟机的嵌入式设备,可以很方便的提供多种

硬件接口。向下接入不同接口的设备,RS232,RS485,Ethernet。在软件层,通过添加不同的组件进行协议转换(Bacnet,Modbus,TCP等),向上可以提供统一的API接口。从而使目前已使用的设备能够以一个统一的形式接入到物联网中。

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并且,基于Web浏览器的管理模式,更加直观,也更加通用,使管理者能够在任何时间,任何地点,只要有网络覆盖的情况下,都可以对整个系统进行管理。任何形式的网络都可接入,例如有线以太网,WiFi 无线,GPRS 网络,3G等。管理的终端也变得多样化,从以前只能用装有Windows系统的PC作为终端,到现在任何移植有Internet 浏览器的终端设备(包括手机)都可以进行访问。

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并且,基于Web浏览器的管理模式,更加直观,也更加通用,使管理者能够在任何时间,任何地点,只要有网络覆盖的情况下,都可以对整个系统进行管理。任何形式的网络都可接入,例如有线以太网,WiFi 无线,GPRS 网络,3G等。管理的终端也变得多样化,从以前只能用装有Windows系统的PC作为终端,到现在任何移植有Internet 浏览器的终端设备(包括手机)都可以进行访问。

软件系统使用一套围绕“面向组件开发”的结构,组件是一段自我描述的软件,能够像建筑用的砖块一样被组装,用于创造新的应用。一套中央组件结构解决了许多问题:数据标准化

组件提供了一个模型,用于规范不同类型的协议和网络的数据和特征,使得它们可以被无缝集成。

图形化开发工具

使用软件系统中的图形化工具,就可以组装组件成为新的应用。新

的应用的建立不再需要Java 的程序员

应用可视化

组件为应用提供了卓越的可视化能力,一旦组件被自我描述,就很容易通过工具看到应用如何被组装,配置,同时知道任何时点发生的问题。这对于调试和维护应用非常重要。

软件重用

组件使得软件可以重用。软件系统允许用户自己开发和扩展框架。组件能够被扩展并

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且超越数据和协议,统一整个开发环境。

软件架构有四个层次,最底层,是主机平台,控制器或,下一层是Java 虚拟机,JVM 介于硬件,操作系统和软件系统之间,作为软件系统的运行环境(NRE)。在NRE 的上面是软件系统的模块。

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硬件参数指标:

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软件参数指标:

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