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LG-BCWL02型 物聯網綜合應用實訓系統
一、產品介紹
LG-BCWL02型 物聯網綜合應用實訓系統是針對物聯網專業實驗室建設需求設計的覆蓋物聯網基礎教學、智能家居、智慧農業等實際應用的綜合實訓系統，它綜合運用傳感器技術、RFID技術、無線傳感器網絡技術、嵌入式技術、Zigbee/Wi-Fi等通信組網技術等，依托部署在操作臺上的無線傳感網節點、執行器節點、嵌入式智能網關等，實現智能家居門禁安防監控、智能家居環境監測、家居設備智能控制、農業環境智能檢測等功能，可激發學生對物聯網學習的興趣，具有較高的性價比， 能夠滿足物聯網教學、基礎實驗教學、應用創新等多層次需求。
二、系統組成
1. 智能網關區
智能網關硬件采用恩智浦i.MX6 DualLite處理器，支持網關進行深度的嵌入式學習和開發以及Android操作系統移植、驅動開發、基于Android的物聯網應用程序開發等，同時配套10.1寸高清顯示液晶電容觸摸屏；
物聯網綜合應用實訓系統的實訓區操作軟件均運行于智能網關上，包括：基礎實驗區、環境監測區、家電控制區、家居安防區、遠程抄表區、視頻監控區等等；
2. 基礎實驗區
基礎實驗區提供一套Zigbee無線傳感網系統、RFID射頻識別系統、感知執行器，并讓學生自主構建無線傳感網。本區域中除了讓學生學習基礎的Zigbee、RFID無線傳感網的各個技術知識外， 還可以自行構建各種物聯網技術應用系統，例如智能家居系統、智能農業系統、地鐵閘機收費系統等；
3. 家居安防區
家居安防區構建了一套完整的家居安防實訓環境，所有的安防監控傳感器均采用工業級傳感器，結合Zigbee無線通信技術，將完善的商業級智能家居安防架構呈現于廣大師生，讓學生更深入的體驗與了解物聯網在智能家居中的應用；
4. 環境監測區
該區域包含二氧化碳傳感器、大氣壓力傳感器、光照強度傳感器、溫濕度傳感器等工業級傳感器，搭載著Zigbee無線傳感網技術以及電燈、風扇等執行機構，可實現家居室內環境監測、農業大棚環境監測等物聯網技術應用；
5. 家電控制區
家電控制區通過運用Wi-Fi插座、智能紅外學習模塊、路由器及Zigbee模塊等硬件，搭載Wi-Fi、Zigbee等無線通訊技術應用，通過智能網關實現對家居電視、風扇、電動窗簾、電燈等執行機構的智能化控制；
6. 視頻控制區
視頻監控區通過Wi-Fi技術將智能網關與Wi-Fi攝像頭進行有機的結合，通過智能網關實現對Wi-Fi攝像頭的控制與視頻采集。也可以通過手機或電腦進行遠程訪問與監控；
7. 遠程抄表區
遠程抄表區采用國家標準規程的三星電表，運用Zigbee無線傳感網技術，將整套的物聯網綜合應用系統的用電量實時的上報至智能網關，也可將其運用至智能家居實訓系統中，實時監測家庭用電量；
三、硬件資源
1、核心網關區
（1）CPU：采用目前市場上*主流的i.MX6處理器，具有圖像硬件加速器與原生千兆以太網，ARM® Cortex™-A9架構；
（2）主頻：1GHz；
（3）內存：1GB的DDR3；
（4）EMMC：8G；
（5）電源管理芯片：i.MX6專用電源管理芯片MMPF0100F0EP，為處理器及系統其他設備提供電源；
（6）顯示設備：10.1寸電容觸摸屏；
（7）接口資源：3個UART接口，1個用于調試終端，2個做其他用途；千兆以太網接口，傳輸速率：10M/100M/1000Mb/s；500W CMOS攝像頭接口，視頻解碼輸入接口；LVDS，LCD顯示屏接口；4個USB HOST接口，1 個USB OTG接口；SD Card接口；音頻耳機接口，MIC接口；板載3G，WIFI，藍牙模塊；ZIGBEE模塊，用于與外部設備進行無線通訊；VGA接口；1個RS485接口，1個CAN總線接口；HDMI接口；板載JTAG調試接口；
（8）其他：板載陀螺儀傳感器；
2、基礎實驗區
（1）Zigbee模塊：16個
（2）二氧化碳傳感器：1個
（3）光照強度傳感器：1個
（4）聲響/光敏傳感器：1個
（5）大氣壓力傳感器：1個
（6）粉塵傳感器：1個
（7）紫外線傳感器：1個
（8）紅外對射傳感器：1個
（9）雨雪傳感器：1個
（10）磁場強度傳感器：1個
（11）熱釋紅外傳感器：1個
（12）廣譜氣體傳感器：1個
（13）干簧門磁/霍爾開關傳感器：1個
（14）RFID 125KHz模塊：1個，配套5張標簽卡。
（15）高頻13.56MHz模塊：1個，配套5張標簽卡。
（16）超高頻900MHz模塊：1個，配套5張標簽卡。
（17）有源2.4GHz接收模塊：1個，含2個2.4G有源電子標簽。
（18）舵機模塊：3個。
3、環境檢測區
（1）工業級二氧化碳傳感器：1個。
（2）工業級大氣壓力傳感器：1個
（3）工業級光照強度傳感器：1個
（4）工業級溫濕度傳感器：1個
（5）Zigbee模塊：4個
4、家電控制區
（1）Zigbee模塊：3個
（2）迷你小型高清HDMI高清電視機：1臺。
（3）WIFI插座：2個；
（4）風扇:1個；
（5）電動窗簾：1個；
（6）電燈：2個；
（7）路由器：1個；
5、遠程抄表區
（1）Zigbee模塊：1個；
（2）智能電表：1個；
6、視頻監控區
（1）高清WIFI攝像頭：1個；
7、家居安防區
（1）Zigbee模塊：11個；
（2）報警燈：1個；
（3）幕簾型紅外探測器：1個；
（4）緊急按鈕：1個；
（5）震動傳感器：1個；
（6）燃氣探測器：1個；
（7）吸頂式紅外入侵探測器：1個；
（8）煙霧探測器：1個；
（9）水浸探測器：1個；
（10）門禁一體機：1個；
（11）門禁陰極鎖：1個；
（12）開門開關：1個；
（13）門磁開關：1對；
（14）紅外對射入侵監測模塊：1對；
四、軟件資源
1、智能網關
（1）內核：Linux3.0.35；
（2）操作系統：Android 4.4.4；
（3） 驅動支持：10.1寸LVDS/TTL驅動，VGA顯示驅動（1280x800）、HDMI顯示驅動（1920x1080）；電容觸摸屏驅動；多媒體硬件編解碼驅動；OV5640攝像頭驅動；屏幕旋轉驅動；FIMC驅動；重力傳感器驅動；陀螺儀傳感器驅動；AR8031千兆網卡驅動；485、CAN總線驅動；PWM驅動；按鍵驅動；音頻驅動WM8962；DMA驅動；實時時鐘驅動；USB Device驅動；USB host驅動；USB OTG驅動；WIFI模塊驅動；3G模塊驅動；藍牙模塊驅動；JPEG硬件編解碼驅動；2D硬件加速驅動；3D硬件加速驅動；
2、數據傳輸單元：通過Zigbee實現無線傳感網，采集傳感器數據上傳至智能網關。
（1）基于Z-Stack2007協議棧組網；
（2）基于IAR 51集成開發環境的工程仿真調試環境；
（3）支持tinyOS和contiki OS操作系統；
（4）支持基于IPV6協議棧進行組網；
3、基礎學習單元：基礎學習單元提供一套Zigbee無線傳感網系統、RFID射頻識別系統、感知執行器控制系統，搭載著二氧化碳、光照強度、聲響/光敏監測、大氣壓力、粉塵、紫外線、紅外對射、雨雪、磁場、熱釋紅外、廣譜氣體、干簧門磁/霍爾開關等傳感器以及配套智能網關傳感器數據采集系統，學生可以對無線傳感網技術進行學習并自行開發構建綜合的無線傳感網系統，例如智能家居系統、智能農業系統、圖書管理系統、ETC不停車收費系統、地鐵閘機收費系統等。
3、環境檢測系統：通過二氧化碳傳感器、大氣壓力傳感器、光照強度傳感器、溫濕度傳感器，配合智能網關環境檢測系統軟件，實現農業大棚環境檢測系統等物聯網綜合應用系統。
（1）二氧化碳濃度檢測系統；
（2）大氣壓力檢測系統；
（3）光照強度檢測系統；
（4）溫濕度數據檢測系統；
4、家居安防環境監測系統：通過紅外入侵、震動、燃氣、煙霧、水浸、緊急按鈕、紅外對射入侵檢測、門禁一體機、門鎖、門磁、報警燈等工業級傳感器，配合智能網關家居安防系統軟件，實現智能家居安防系統，使學生們可以真正的了解與學習物聯網無線傳感網技術在智能家居上的應用。
（1）紅外入侵監測系統；
（2）煙霧監測系統；
（3）水浸監測系統；
（4）燃氣監測系統；
（5）震動監測系統；
（6）智能門禁控制系統；
（7）安防報警燈報警系統；
5、家電控制系統：通過運用WIFI插座、智能紅外學習模塊、路由器及Zigbee6模塊等硬件，搭載WIFI、Zigbee等技術應用，通過智能網關家電控制系統軟件實現對家居電視、風扇、電動窗簾、電燈等執行機構的智能化控制。
6、視頻監控系統：WIFI攝像機與智能網關通過WIFI技術有機結合，通過對智能網關視頻監控系統軟件，實現對WIFI攝像機的云臺控制功能。
7、遠程抄表系統：采用國家標準規程的三星電表，運用無線傳感網技術，將整套的物聯網綜合應用系統的用電量實時的上報至智能網關，也可將其運用至智能家居實訓系統中，實時監測家庭用電量。
8、web遠程訪問系統：通過PC、平板電腦訪問智能網關，遠程實現環境監測、家居安防環境監測、家電控制、視頻監控、遠程抄表以及各種無線傳感網節點的數據采集與觀察。
LG-BCWL02型 物聯網綜合應用實訓系統是針對物聯網專業實驗室建設需求設計的覆蓋物聯網基礎教學、智能家居、智慧農業等實際應用的綜合實訓系統，它綜合運用傳感器技術、RFID技術、無線傳感器網絡技術、嵌入式技術、Zigbee/Wi-Fi等通信組網技術等，依托部署在操作臺上的無線傳感網節點、執行器節點、嵌入式智能網關等，實現智能家居門禁安防監控、智能家居環境監測、家居設備智能控制、農業環境智能檢測等功能，可激發學生對物聯網學習的興趣，具有較高的性價比， 能夠滿足物聯網教學、基礎實驗教學、應用創新等多層次需求。
1. 智能網關區
智能網關硬件采用恩智浦i.MX6 DualLite處理器，支持網關進行深度的嵌入式學習和開發以及Android操作系統移植、驅動開發、基于Android的物聯網應用程序開發等，同時配套10.1寸高清顯示液晶電容觸摸屏；
物聯網綜合應用實訓系統的實訓區操作軟件均運行于智能網關上，包括：基礎實驗區、環境監測區、家電控制區、家居安防區、遠程抄表區、視頻監控區等等；
2. 基礎實驗區
基礎實驗區提供一套Zigbee無線傳感網系統、RFID射頻識別系統、感知執行器，并讓學生自主構建無線傳感網。本區域中除了讓學生學習基礎的Zigbee、RFID無線傳感網的各個技術知識外， 還可以自行構建各種物聯網技術應用系統，例如智能家居系統、智能農業系統、地鐵閘機收費系統等；
3. 家居安防區
家居安防區構建了一套完整的家居安防實訓環境，所有的安防監控傳感器均采用工業級傳感器，結合Zigbee無線通信技術，將完善的商業級智能家居安防架構呈現于廣大師生，讓學生更深入的體驗與了解物聯網在智能家居中的應用；
4. 環境監測區
該區域包含二氧化碳傳感器、大氣壓力傳感器、光照強度傳感器、溫濕度傳感器等工業級傳感器，搭載著Zigbee無線傳感網技術以及電燈、風扇等執行機構，可實現家居室內環境監測、農業大棚環境監測等物聯網技術應用；
5. 家電控制區
家電控制區通過運用Wi-Fi插座、智能紅外學習模塊、路由器及Zigbee模塊等硬件，搭載Wi-Fi、Zigbee等無線通訊技術應用，通過智能網關實現對家居電視、風扇、電動窗簾、電燈等執行機構的智能化控制；
6. 視頻控制區
視頻監控區通過Wi-Fi技術將智能網關與Wi-Fi攝像頭進行有機的結合，通過智能網關實現對Wi-Fi攝像頭的控制與視頻采集。也可以通過手機或電腦進行遠程訪問與監控；
7. 遠程抄表區
遠程抄表區采用國家標準規程的三星電表，運用Zigbee無線傳感網技術，將整套的物聯網綜合應用系統的用電量實時的上報至智能網關，也可將其運用至智能家居實訓系統中，實時監測家庭用電量；
三、硬件資源
1、核心網關區
（1）CPU：采用目前市場上*主流的i.MX6處理器，具有圖像硬件加速器與原生千兆以太網，ARM® Cortex™-A9架構；
（2）主頻：1GHz；
（3）內存：1GB的DDR3；
（4）EMMC：8G；
（5）電源管理芯片：i.MX6專用電源管理芯片MMPF0100F0EP，為處理器及系統其他設備提供電源；
（6）顯示設備：10.1寸電容觸摸屏；
（7）接口資源：3個UART接口，1個用于調試終端，2個做其他用途；千兆以太網接口，傳輸速率：10M/100M/1000Mb/s；500W CMOS攝像頭接口，視頻解碼輸入接口；LVDS，LCD顯示屏接口；4個USB HOST接口，1 個USB OTG接口；SD Card接口；音頻耳機接口，MIC接口；板載3G，WIFI，藍牙模塊；ZIGBEE模塊，用于與外部設備進行無線通訊；VGA接口；1個RS485接口，1個CAN總線接口；HDMI接口；板載JTAG調試接口；
（8）其他：板載陀螺儀傳感器；
2、基礎實驗區
（1）Zigbee模塊：16個
（2）二氧化碳傳感器：1個
（3）光照強度傳感器：1個
（4）聲響/光敏傳感器：1個
（5）大氣壓力傳感器：1個
（6）粉塵傳感器：1個
（7）紫外線傳感器：1個
（8）紅外對射傳感器：1個
（9）雨雪傳感器：1個
（10）磁場強度傳感器：1個
（11）熱釋紅外傳感器：1個
（12）廣譜氣體傳感器：1個
（13）干簧門磁/霍爾開關傳感器：1個
（14）RFID 125KHz模塊：1個，配套5張標簽卡。
（15）高頻13.56MHz模塊：1個，配套5張標簽卡。
（16）超高頻900MHz模塊：1個，配套5張標簽卡。
（17）有源2.4GHz接收模塊：1個，含2個2.4G有源電子標簽。
（18）舵機模塊：3個。
3、環境檢測區
（1）工業級二氧化碳傳感器：1個。
（2）工業級大氣壓力傳感器：1個
（3）工業級光照強度傳感器：1個
（4）工業級溫濕度傳感器：1個
（5）Zigbee模塊：4個
4、家電控制區
（1）Zigbee模塊：3個
（2）迷你小型高清HDMI高清電視機：1臺。
（3）WIFI插座：2個；
（4）風扇:1個；
（5）電動窗簾：1個；
（6）電燈：2個；
（7）路由器：1個；
5、遠程抄表區
（1）Zigbee模塊：1個；
（2）智能電表：1個；
6、視頻監控區
（1）高清WIFI攝像頭：1個；
7、家居安防區
（1）Zigbee模塊：11個；
（2）報警燈：1個；
（3）幕簾型紅外探測器：1個；
（4）緊急按鈕：1個；
（5）震動傳感器：1個；
（6）燃氣探測器：1個；
（7）吸頂式紅外入侵探測器：1個；
（8）煙霧探測器：1個；
（9）水浸探測器：1個；
（10）門禁一體機：1個；
（11）門禁陰極鎖：1個；
（12）開門開關：1個；
（13）門磁開關：1對；
（14）紅外對射入侵監測模塊：1對；
四、軟件資源
（1）內核：Linux3.0.35；
（2）操作系統：Android 4.4.4；
（3） 驅動支持：10.1寸LVDS/TTL驅動，VGA顯示驅動（1280x800）、HDMI顯示驅動（1920x1080）；電容觸摸屏驅動；多媒體硬件編解碼驅動；OV5640攝像頭驅動；屏幕旋轉驅動；FIMC驅動；重力傳感器驅動；陀螺儀傳感器驅動；AR8031千兆網卡驅動；485、CAN總線驅動；PWM驅動；按鍵驅動；音頻驅動WM8962；DMA驅動；實時時鐘驅動；USB Device驅動；USB host驅動；USB OTG驅動；WIFI模塊驅動；3G模塊驅動；藍牙模塊驅動；JPEG硬件編解碼驅動；2D硬件加速驅動；3D硬件加速驅動；
2、數據傳輸單元：通過Zigbee實現無線傳感網，采集傳感器數據上傳至智能網關。
（1）基于Z-Stack2007協議棧組網；
（2）基于IAR 51集成開發環境的工程仿真調試環境；
（3）支持tinyOS和contiki OS操作系統；
（4）支持基于IPV6協議棧進行組網；
3、基礎學習單元：基礎學習單元提供一套Zigbee無線傳感網系統、RFID射頻識別系統、感知執行器控制系統，搭載著二氧化碳、光照強度、聲響/光敏監測、大氣壓力、粉塵、紫外線、紅外對射、雨雪、磁場、熱釋紅外、廣譜氣體、干簧門磁/霍爾開關等傳感器以及配套智能網關傳感器數據采集系統，學生可以對無線傳感網技術進行學習并自行開發構建綜合的無線傳感網系統，例如智能家居系統、智能農業系統、圖書管理系統、ETC不停車收費系統、地鐵閘機收費系統等。
3、環境檢測系統：通過二氧化碳傳感器、大氣壓力傳感器、光照強度傳感器、溫濕度傳感器，配合智能網關環境檢測系統軟件，實現農業大棚環境檢測系統等物聯網綜合應用系統。
（1）二氧化碳濃度檢測系統；
（2）大氣壓力檢測系統；
（3）光照強度檢測系統；
（4）溫濕度數據檢測系統；
4、家居安防環境監測系統：通過紅外入侵、震動、燃氣、煙霧、水浸、緊急按鈕、紅外對射入侵檢測、門禁一體機、門鎖、門磁、報警燈等工業級傳感器，配合智能網關家居安防系統軟件，實現智能家居安防系統，使學生們可以真正的了解與學習物聯網無線傳感網技術在智能家居上的應用。
（1）紅外入侵監測系統；
（2）煙霧監測系統；
（3）水浸監測系統；
（4）燃氣監測系統；
（5）震動監測系統；
（6）智能門禁控制系統；
（7）安防報警燈報警系統；
5、家電控制系統：通過運用WIFI插座、智能紅外學習模塊、路由器及Zigbee6模塊等硬件，搭載WIFI、Zigbee等技術應用，通過智能網關家電控制系統軟件實現對家居電視、風扇、電動窗簾、電燈等執行機構的智能化控制。
6、視頻監控系統：WIFI攝像機與智能網關通過WIFI技術有機結合，通過對智能網關視頻監控系統軟件，實現對WIFI攝像機的云臺控制功能。
7、遠程抄表系統：采用國家標準規程的三星電表，運用無線傳感網技術，將整套的物聯網綜合應用系統的用電量實時的上報至智能網關，也可將其運用至智能家居實訓系統中，實時監測家庭用電量。
8、web遠程訪問系統：通過PC、平板電腦訪問智能網關，遠程實現環境監測、家居安防環境監測、家電控制、視頻監控、遠程抄表以及各種無線傳感網節點的數據采集與觀察。
