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智能物联网综合创新实训开发平台
产品型号：RC-AIoT-II
平台由嵌入式应用层网关、嵌入式异构组网网关、无线传输功能单元、自动识别功能单元、智能传感器单元、智能节点控制单元、智能执行机构单元七部分组成，可以体现完整的物联网架构，无线传输功能单元、自动识别功能单元、传感器单元、执行机构单元以堆叠方式插在智能节点控制单元； 平台采用模块化结构设计，集成智能物联网中最新的NB-IoT、LoRa以及高级嵌入式网关技术，可以构成各种各样的物联网典型应用； 平台提供温度、湿度、光照、超声波、姿态等传感器的感知采样；提供多种RFID模块，可实现电子标签（RFID）读写功能； 平台提供电动风扇、继电器、舵机、可调LED等多种执行单元； 平台提供物联网公共云平台和私有云平台两种云服务平台连接； 平台可实现物联网云服务、数据上传与下行控制，提供丰富的物联网场景、技术、应用的使用操作、部署配置，能够极大提高学生的实践动手能力，适用于物联网课程的日常教学、课程设计、毕业设计、大学生创新项目以及竞赛、科研使用。 嵌入式物联网应用层网关（1）处理器：8核处理器，ARM Cortex-A53 Samsung S5P6818，主频：1.4GHz；
（2）存储：处理器内置显卡:Mali-400 MP4，2GB DDR3 1600MHz，16GB eMMC 4.5；
（3）常用接口：2个RS232串口；1路SPI总线接口；1路I2S音频处理电路，含mic输入；1路功放电路，含扬声器接口；3路USB Host接口；1路USB OTG电路；1路HDMI高清接口；2路标准LVDS LCD接口；1路标准SIM卡接口，支持2G/3G/4G SIM卡；1路标准TF卡接口，最大支持64GB；1路自适应以太网接口；3路标准DC3-20插座，外引6818 的GPIO、UART、IIC接口；1路500W 摄像头接口；1路JTAG调试接口；1个标准5V电源接口，带自锁开关；
（4）板载资源：6路功能按键；2路自定义独立按键；1路蜂鸣器控制电路；1路PWM LED控制电路；1路电位器ADC采集电路；1路RTC时钟电路；1路WiFi 蓝牙二合一电路，支持2.4GHz和5GHz双频802.11n Wi-Fi, Wi-F Direct及Wi-Fi HotSpot、蓝牙4.0+HS双模运作。
（5）板载GPS模块：工作电压范围：1.4～3.6V；通道：56；冷启动灵敏度：-148 dB；跟踪灵敏度：-162 dB；热启动：2 s；冷启动：30s；串行接口：DDC, SPI, UART；符合RoHS。
（6）板载重力感应器：14位数字加速度传感器；电源电压：1.95V-3.6V；接口电压：1.6-3.6V；全量程动态可选：±2g/±4g/±8g；输出数据频率范围（ODR）:1.56HZ-800HZ;超低功耗：待机模式下为0.1μA；电耗：6μA -165μA;符合RoHS规范。
（7）板载全网通4G模块：采用EC20模组，工作电压：3.3-3.6V；下行支持多用户MIMO；FDD：最大上行速率50Mbps，最大下行速率 150Mbps；TDD：最大上行速率35Mbps，最大下行速率130Mbps；支持FDD-LTE/TDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA/GSM网络数据连接，支持 WinCE/Linux/Android等嵌入式操作系统，支持标准AT指令集 3GPPTS27.007，27.005及扩展AT指令集。
（8）液晶显示模块：10.1寸高清IPS屏，支持电容式多点触摸；
（9）摄像头模块：500W 高清摄像头,具有自动对焦功能；
（10）系统：支持Android5.1、Linux3.4.39+QT2.2、Ubuntu12.04。
嵌入式异构组网网关本网关具有异构组网功能，可以完成不同频段、不同协议无线通信单元的组网数据传输与控制，支持无线射频（433M、868M、915M、2.4G）、ZigBee、LoRa、NB-IoT等至少7种不同架构无线传输单元。
同时支持至少3种架构无线传输单元组网和3种移动互联连接方式。
支持物联网云端连接、数据上传与下行控制，支持多种公共物联网云（机智云、OneNet、庆科云等）和企业私有云。
处理器：Cortex-M4架构；工作频率：168MHZ；1M字节扩展SRAM；
板载资源：3.5寸四线电阻触摸屏；FSMC液晶接口；SD卡接口；32M SPI Flash；E2PROM；字库芯片；CP2102 USB转串口；SIM800C GPRS/GSM模块；标准SIM卡接口；2路LED；4个独立按键；1路有源蜂鸣器。
具有无线通信模块自动切换功能，无需修改程序代码即可实现功能自动切换，每个无线通信模块接口供电可分别控制。
无线传输功能单元无线传输功能单元集合目前物联网传输层常用的无线传输方案以及先进的窄带物联网通信单元，便于用户全面学习各种无线通信方案的知识要点和技能。各模块数据传输可通过嵌入式物联网网关互联互通，堆叠插接到节点主控单元上。
（1）WiFi通信模块
模块采用Espressif公司的射频芯片ESP8266EX，工作频段：2.4~2.4835GHz，工作电压：3.0~3.3V，发射功率：20dBm(100mW)。模块支持AT指令集，服务器AT指令集，用户可通过串口即可使用网络访问的功能，支持标准的IEEE802.11b/g/n协议和完整的TCP/IP协议栈，支持STA/AP/STA+AP工作模式、支持SmartConfig、串口透传、IO口控制、开机透传、PWM输出、AD检测等功能。
（2）ZigBee通信模块（7个）
射频芯片:TI CC2530；FLASH:256KB；RAM:8KB；载波频率：2400~2480MHz；发射功率：20dBm；发射电流：129~154mA；接收电流：39~46mA；接收灵敏度：-97.6dBm；支持二次开发，适用于ZigBee设计及2.4Hz IEEE 802.15.4协议。
（3）LoRa窄带通信模块（7个）
模块嵌入高速低功耗单片机和高性能LoRa扩频芯片，采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高。发射功率100mW，低功耗，具有无线唤醒功能，LoRa扩频窄带通信能够带来更远的通讯距离。模块提供了多个频道的选择，可在线修改串口波特率、收发频率、发射功率、射频空中速率等各种参数。
（4）NB-IoT窄带通信模块（3个）
模块采用5G授权频道NB-IoT技术，采用华为海思最新推出的NB-IoT商用芯片，支持海量连接、有深度覆盖能力、功耗低，非常适合用于传感、计量、监控等物联网应用，配套独家可视化参数配置软件，提供后台服务器应用软件。
（5）BLE模块
模块采用蓝牙4.2协议芯片，工作频率：2.379~2.496GHz；电源电压：2.35~3.3V；发射电流：3.1~3.7mA；接收电流：3.4~4.1mA；接收灵敏度：-94dBm；发射功率：最大0dBm约1mW；传输距离：<100M；芯片集成了嵌入式32位MCU、内存和丰富的外设，支持UART通信，支持Flash和一次性可编程内存。支持无线软件升级。支持RSSI。具有开机自动连接和地址绑定功能。
自动识别功能单元该功能单元包括RFID模块、指纹识别模块，丰富物联网更多场景、技术、应用的使用操作、部署配置，更大提高学生的实践动手能力。堆叠插接到节点主控单元上。
（1）高频RFID模块
模块采用非接触式读写卡芯片，工作频率：13.56MHz；协议:ISO 14443A/MIFARE；自动应答类型:近场（13.56MHz）；感应区域:0～10Cm（13.56MHz）,支持SPI接口、I2C接口和UART三种通信接口；支持s50、s70、pro、UltraLight、desfire五种类型卡。
（2）指纹识别模块
模块提供一个指纹识别功能单元；指纹识别部分采用光学式探测技术和光学成像技术；抗静电指标：15KV；指纹图像录入时间：<1秒；认辨率：≤0.0001%（安全级可调）；拒真率：≤0.1%；比对时间：≤1秒；指纹验证方式：支持指纹验证（1:1）和指纹搜索（1:N）；通讯接口：支持USB和RS-232通信接口；RS232通讯波特率：9600BPS-115200BPS可调（缺省值9600BPS)。
智能传感器单元包括15种传感器单元。
（1）温湿度传感器采用已校准数字信号输出的温湿度传感器；内部集成一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件；湿度精度：+-5%RH， 温度精度：+-2℃，湿度量程：20-90%RH， 温度量程：0~50℃。
（2）烟雾传感器采用烟雾浓度检测传感器MQ-2,烟雾传感器测量范围：300～10000ppm，测量精度：gas≥5，响应时间：<10s，恢复时间：<10s。
（3）火焰传感器采用远红外接收管接收红外信号，检测波长：760~1100 nm，火焰检测距离：80cm，探测角度：60°，灵敏度可调。
（4）红外热释电传感器采用热释电红外传感器，感应距离：0~3.5M,输出：高电平H=3.3V,L=0V,供电支流：3.3V~5V，静态电流：20uA
（5）红外测距传感器测量射程范围：10~80 cm，最大允许角度：>40°，更新频率/周期：25Hz/40ms，测量距离与输出模拟电压关系：2.4V~0.4V，模拟信号对应10cm~80cm，输出与距离成反比非线性关系。
（6）光照度传感器采用光电二极管，板载模拟调理电路对传感器原始信号进行放大调理。
（7）振动传感器采用常闭型振动传感器SW-420，工作电压：3.3Vz~5V,输出信号：数字开关量，宽电压比较强输出，波形好，驱动能力强。
（8）人体脉搏传感器采用调理电路对脉搏传感器探测的微弱信号进行放大整形，以脉冲信号形式输出，实现人体脉搏测量。
（9）霍尔传感器采用霍尔传感器YS4913，带有霍尔输出端口；YS4913是一款基于混合信号CMOS技术的无极性霍尔开关，这款IC采用了先进的斩波稳定技术，因而能够提供准确而稳定的磁开关点。
（10）超声波传感器采用超声波传感器TCT40-16R/T，(直径16mm）标称频率（kHz）：40kHz，测量范围：3cm ~ 20cm，测量精度：±0.5 cm。
（11）电子罗盘传感器采用弱磁传感器芯片HMC5883L，实现电子罗盘和磁场检测功能。
（12）加速度传感器采用ADXL345芯片，最高13位数字精度分辨,能够测量超过±16g的加速度变换。信号）输出为16位数字输出，可以通过SPI与I2C接口实现信号采集。
（13）陀螺仪传感器采用集成3 轴MEMS 陀螺仪和3 轴MEMS加速度计的六轴传感器MPU6050，以及一个可扩展的数字运动处理器DMP；陀螺仪可测范围为±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps），加速度计可测范围为±2，±4，±8，±16g。
（14）气压传感器采用高精度、小体积、低能耗气压传感器MS5611，绝对精度最低可以达到0.03hPa，可以通过SPI或者I2C总线实现信号采集直,可实现高精度气压和海拔测量。
(15)PM2.5传感器采用夏普光学灰尘传感器，可以检测非常细的颗粒，如香烟烟雾。
所有传感器单元支持传感器自动识别功能，传感器种类发生改变时，无需修改程序代码就可实现测量结果自动切换。
智能节点控制单元（6个）智能节点主控单元V1
处理器：ARM Cortex-M3；1个5V电源接口；1个USB转串口接口；1个RTC时钟模块；4个用户按键；1个复位按键；1个有源蜂鸣器；4个用户LED。
提供0.96寸OLED屏，用于节点采集信息显示和节点组网信息显示。
提供无线传输模块通用接口，无线传输模块接口功能可直接通过拨码开关选择切换，无需修改程序代码实现功能自动切换。
提供传感器节点通用接口，支持传感器节点自动识别功能，传感器种类发生改变时，无需修改程序代码实现功能自动切换。
提供标准SWD下载接口，使用USB接口的J-LINK下载器进行程序仿真和下载，也可通过串口进行程序下载。
智能执行机构单元（1）电动风扇模块
模块提供1路直流风扇模块，工作电压：DC5V，工作电流(A)：0.09-0.25，转速(RPM)：3000-4000。
（2）舵机模块
无负载速度0.17秒/60度(4.8V) 0.13秒/60度(6.0V)，扭矩：13KG，死区设定:4微秒，工作电压:3.0V-7.2V。
（3）电磁继电器模块
模块提供1路继电器及驱动模块，继电器输出工程接线端子。
（4）全彩RGB LED模块
模块支持RGB颜色值，亮度值，开关状态可调，可以通过程序进行调光处理，控制LED的相关变化。
