电子行业企业管理 微分电子物联网实验室建设

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1、电子行业企业管理 微分电子物联 网实验室建设 电子行业企业管理 微分电子物联 网实验室建设 山东师范大学山东师范大学 物联网实训室建设物联网实训室建设 山东微分电子科技有限公司山东微分电子科技有限公司 2014年9月2014年9月 目录目录 本物联网实验室总体建设说明-2- 1.ZigBee 开发套件-2- 1.1硬件-2- 1.2zigbee 开发实验目录-8- 2.Zigbee 协议教学实训系统-10- 2.1硬件-10- 2.2软件-14- 3.物联网综合实训平台-18- 3.1综合实训台介绍-19- 3.2物联网综合开发平台-20- 3.3开发平台典型应用开发例程-23- 3.4实验及

2、教材-26- 3.5部分实验教材图片-27- 3.6实验列表-29- 3.7硬件参数-34- 4.智能家居系统-46- 4.1功能-46- 4.2系统架构图-48- 4.3智能家居详细技术参数-49- 5.设备清单及参数-0- 本物联网实训室总体建设说明本物联网实训室总体建设说明 建设内容包括：建设内容包括： 专门针对 zigbee 协议、单片机开发方面的两种套件 zigbee 开发套件12 套和 zigbee 协议实训套件4套； 物联网综合开发平台4套，安装到两边墙上； 物联网智能家居一套，安装到实验室相应环境中； 智能家居、物联网综合开发平台通过以太网口或 WIFI 与实验室现有的13台

3、电脑组成局域网，日常实验及学习和实训，学生3人一组，每组一套综合开发平 台。若另外两个实验室也这样改造，则可以同时供近40人进行实训和实验。 建成后将能满足以下功能：学生能直观的体验物联网应用之智能家居系统； 12个人同时进行单片机基础实验、温湿度等传感器数据采集实验、zigbee 协议 基础和扩展实验 ； 可以通过可视化的界面学习 zigbee 组网、zigbee 数据包分析、 zigbee 网络故障诊断；通过综合开发平台，学生可以进行从底层传感层、到网 络层、 应用层全层次的物联网应用系统实训。 系统提供5种应用系统例程， 和 SDK 开发包，学生可以轻松入门。 以下是4套系统的分章简介：

4、 1.ZigBee 开发套件1.ZigBee 开发套件 包含：协调器1个、路由器2个、节点2个、烧写器1个、诺基亚5110屏1个、 温湿度传感器1个、人体红外传感器1个、烟感传感器1个、继电器1个，实验指导 手册、实验源码。 1.1 硬件1.1 硬件 （1）节点特性：（1）节点特性： 提供 2 个电源接口：USB 供电和 5V 电源插座供电，两者可通过电源切换 开关互相转换，达到更换电源模式的效果 节点模块：烟雾传感器、人体红外、温湿度传感器、光敏传感器、继电 器、LCD 等 Debug 调试口，可在免拔插状态烧写 Zigbee 主芯片 CC2530 的程序，达 到调试设备的目的 1 个复位按

5、键，可在不掉电情况下对芯片进行复位操作，使程序重新运 行，方便对程序的调试 1 个独立按键，可由于用户自定义其功能，方便用户开发 5 方向按键，符合用户操作习惯，可以用户自由定义其功能，可进行多 按键功能操作，方便用户开发， 4 色 LED 灯可以指示评估钣运行状态，也可由用户自由定义，指示程序 运行情况，方便调试和开发 采用 CH340 芯片取代传统 232 串口，可直接连接 USB，在上位机用串口 调试助手等工具进行 CC2530 与上位机进行通讯 具有电源外接口，可给外部单位提供 5V 和 3.3V 电压，方便设备的扩展 具有多路多功能排阵，可用杜邦线引出，扩展外部接口，增加外接模块，

6、方便用户扩展与开发 评估钣采用多路跳线帽设计 JTAG 程序下载和仿真接口，扩展硬件 IO 接口 用户摇杆按键 （2）路由器特性：（2）路由器特性： 提供 2 个电源接口：USB 供电和 5V 电源插座供电，两者可通过电源切换 开关互相转换，达到更换电源模式的效果 节点模块：烟雾传感器、人体红外、温湿度传感器、光敏传感器、继电 器、LCD 等 Debug 调试口，可在免拔插状态烧写 Zigbee 主芯片 CC2530 的程序，达 到调试设备的目的 1 个复位按键，可在不掉电情况下对芯片进行复位操作，使程序重新运 行，方便对程序的调试 1 个独立按键，可由于用户自定义其功能，方便用户开发 5 方

7、向按键，符合用户操作习惯，可以用户自由定义其功能，可进行多 按键功能操作，方便用户开发， 4 色 LED 灯可以指示评估钣运行状态，也可由用户自由定义，指示程序 运行情况，方便调试和开发 采用 CH340 芯片取代传统 232 串口，可直接连接 USB，在上位机用串口 调试助手等工具进行 CC2530 与上位机进行通讯 具有电源外接口，可给外部单位提供 5V 和 3.3V 电压，方便设备的扩展 具有多路多功能排阵，可用杜邦线引出，扩展外部接口，增加外接模块， 方便用户扩展与开发 评估钣采用多路跳线帽设计 JTAG 程序下载和仿真接口，扩展硬件 IO 接口 用户摇杆按键 （3）协调器特性：（3）

8、协调器特性： 提供 2 个电源接口：USB 供电和 5V 电源插座供电，两者可通过电源切换 开关互相转换，达到更换电源模式的效果 节点模块：烟雾传感器、人体红外、温湿度传感器、光敏传感器、继电 器、LCD 等 Debug 调试口，可在免拔插状态烧写 Zigbee 主芯片 CC2530 的程序，达 到调试设备的目的 1 个复位按键，可在不掉电情况下对芯片进行复位操作，使程序重新运 行，方便对程序的调试 1 个独立按键，可由于用户自定义其功能，方便用户开发 5 方向按键，符合用户操作习惯，可以用户自由定义其功能，可进行多 按键功能操作，方便用户开发， 4 色 LED 灯可以指示评估钣运行状态，也可

9、由用户自由定义，指示程序 运行情况，方便调试和开发 采用 CH340 芯片取代传统 232 串口，可直接连接 USB，在上位机用串口 调试助手等工具进行 CC2530 与上位机进行通讯 具有电源外接口，可给外部单位提供 5V 和 3.3V 电压，方便设备的扩展 具有多路多功能排阵，可用杜邦线引出，扩展外部接口，增加外接模块， 方便用户扩展与开发 评估钣采用多路跳线帽设计 JTAG 程序下载和仿真接口，扩展硬件 IO 接口 用户摇杆按键 （4）烧写器特性：（4）烧写器特性： 支持仿真、调试、单步、烧录、加密等操作，可与 IAR 编译环境和 Ti 发 布的相关软件进行无缝连接。 （5）诺基亚屏：（

10、5）诺基亚屏： （6）烟雾传感器特性:（6）烟雾传感器特性: 具有继电器控制输出； 工作电流小，功耗低，感应电流 30mA，待机电流：10uA； 带电平检测信号输出可有效控制报警; 供电副本可直接用 DC9V 电池供电； 感应灵敏度高，误报率极低； 有效抗虫、抗尘、抗光效果，使用寿命长； 检测面积大，安装方便 （7）人体红外传感器特性：（7）人体红外传感器特性： 采用 PIR 热释电传感器、菲涅尔 低功耗、静态功耗 50uA 宽电压范围、DC4.5-20V 电路板小体积 38*28mm(32*24*mm) 可重复/不可重复触发方式选择 使用简单、电源+-信号输出 感应距离 7 米 感应角度 1

11、10 （8）继电器特性：（8）继电器特性： 一路常开，一路常闭。 （9）温度传感器特性：（9）温度传感器特性： 封装类型:TO-92 工作温度敏:-55C 工作温度最高:125C 工作温度范围:-55C 到+125C 电源电压最大:5.5V 电源电压最小:3V 芯片标号:18B20 表面安装器件:通孔安装 输出电流:4mA 输出类型:数字式 逻辑功能号:18B20 1.2 zigbee 开发实验目录1.2 zigbee 开发实验目录 第一章、安装软件1 一、安装 IAR8101 二、安装 ZigBee 协议栈8 三、安装 FlashProgrammer 软件8 四、安装驱动10 1、仿真器驱动

12、的安装10 2、安装 USB 转串口驱动16 第二章、基础实验20 一、IO 控制 LED 亮灭20 二、流水灯27 三、按键控制 LED 亮灭27 四、按键控制 LED 流水灯28 五、外部中断28 六、外部中断控制 LED 倒流水灯29 七、定时器 T1-查询方式29 八、定时器 T3-中断发送方式30 九、串口通信-发送字符串31 十、串口通信-收发字符串35 十一、串口通信-串口控制 LED36 十二、AD 采集 CC2530温度串口显示37 十三、系统睡眠唤醒-中断唤醒39 十四、系统睡眠唤醒-定时器唤醒40 十五、看门狗40 十六、12864屏实验41 十七、nokia5110显示

13、屏实验41 十八、温度传感器 DS18B20用串口助手显示43 十九、温湿度传感器 DHT1144 二十、MQ-2气体传感器45 二十一、人体红外传感器46 二十二、光敏传感器47 二十三、继电器模块48 二十四、模拟 PWM 调光-理解 PWM 原理49 第三章、官方协议栈实验49 一、按键发送闪烁实验49 1、实验步骤49 实验分析58 二、按键控制亮灭实验60 1、下载代码60 2、操作模块64 三、无线测温实验-利用 CC2530芯片内部温度传感器65 1、下载采集器信息65 2、操作模块66 四、透明传输实验68 五、ZigBee 抓包实验72 六、ZigBeeSensor 实验74

14、 1、下载模块程序74 2、操作模块76 用协议栈代码进行实验77 七、RemoTII 实验80 八、用遥控器模块做抓包分析仪实验84 九、如何编译协议栈产生 HEX 文件86 十、ZigBee 协议栈（CC2530开发板）修改发射功率87 十一、协调器断电重启后，其他设备加入网络89 第四章、官方协议栈修改实验90 第五章、官方协议栈拓展实验95 一、无线测人体红外实验95 二、按键无线控制继电器实验98 三、18b20无线测温实验18b2099 四、无线测光强实验104 五、无线测烟雾实验104 六，DHT11无线测温湿度实验105 第六章、进阶实验107 一、用 HEX 文件来做进阶实验

15、107 二、用代码来做实验116 三、如何建立节点代码工程120 四、如何打开安卓源代码120 2.Zigbee 协议教学实训系统2.Zigbee 协议教学实训系统 由 Zigbee 节点组成的一个典型的自组织网络，包含协调器、路由器、终端 节点、USBHUB、攻击器、捕获器和传感网网络分析系统软件，根据需要，可以组 成星型拓扑、树型拓扑和网状拓扑网络结构，演示网络中各节点的状态。 该部分提供设备并现场演示该部分提供设备并现场演示 该平台包含：1个协调器、2个路由器、5个终端节点、1个 USB-HUB、1个攻击 器、1个捕获器和1套传感网网络分析系统软件 2.1硬件2.1硬件 （1）ZigBe

16、e 节点特性：（1）ZigBee 节点特性： 基于 TICC2531，具有高速 USB 接口; 具有 2 个用户按键,其中 1 个为数据发送按键，按下广播发送一次数 据； 具有 3 个 LED 指示灯：一个电源、一个网络连接指示灯、一个数据 传输指示灯； 网络连接指示灯入网时灯亮，断网时灭； LED 灯红色表示电源正常，黄色表示入网成功，绿色表示发送数据； 一个下载仿真接口,用于调试和测试； 一排 5Pin 扩展口接传感器，通过跳线可以外接多种传感器； 一路 UART 引出、一个 PCB 天线； 提供代码。 （2）协调器特性：（2）协调器特性： 基于 TICC2531，具有高速 USB 接口; 具有 2 个用户按键,其中 1 个为数据发送按键，按下广播发送一次数 据； 具有 3 个 LED 指示灯：一个电源、一个网络连接指示灯、一个数据 传输指示灯； 网络连接指示灯入网时灯亮，断网时灭； LED 灯红色表示电源正常，黄色表示入网成功，绿色表示发送数据； 一个下载仿真接口,用于调试和测试； 一排 5Pin 扩展口接传感器，通过跳线可以外