摘要:物联网工程创新应用实训平台是一款综合性教学设备,专为物联网工程专业人才培养而设计。平台采用模块化、磁吸式设计理念,集成了感知层、网络层和应用层的完整物联网架构,支持多种通信协议和供电方式,能够满足物联网基础教学、项目实训、竞赛培训及科研开发等多方面需求。该平台
产品简介
物联网工程创新应用实训平台是一款综合性教学设备,专为物联网工程专业人才培养而设计。平台采用模块化、磁吸式设计理念,集成了感知层、网络层和应用层的完整物联网架构,支持多种通信协议和供电方式,能够满足物联网基础教学、项目实训、竞赛培训及科研开发等多方面需求。该平台通过创新性的项目实践网板为基础环境,结合丰富的传感器、执行器和通信模块,为学生提供从理论学习到实践操作的无缝衔接,助力培养具备物联网系统设计、开发和集成能力的复合型人才。
产品特点
(1)模块化磁吸设计
平台采用磁吸式接口技术,实训工位配备不少于8组模块磁吸供电接口,节点模块和通信模块均可通过磁吸方式快速连接与断开,无需使用螺丝或扎带固定。这种设计不仅提高了实验操作的灵活性,还减少了传统插拔式接口的磨损,延长了设备使用寿命。节点模块支持正反两种方向放置,具有防呆设计,确保学生操作便捷且不易出错。
(2)多层级架构支持
平台完整覆盖物联网三层架构:感知层(传感器与执行器)、网络层(多种通信协议)和应用层(云平台与控制界面)。通过标准化的接口,学生可以自由组合不同层级的模块,构建完整的物联网系统。
(3)多样化供电方式
实训工位提供5V、12V、24V等多种供电接口,满足各类设备的电力需求。节点模块支持磁吸供电和DC5V电源输入接口两种供电模式,可根据实验场景灵活选择,特别适合电池供电的物联网终端设备实训。
(4)完善的网络功能
实训工位内置无线路由器,配备至少1个WAN口和3个LAN口,支持远程访问、设备互联等网络实训。物联网关板载多种接口(如以太网、RS232、天线等),支持Zigbee、WiFi、LoRa等多种无线通信协议,以及RS485和CAN工业现场总线协议,实现物联网设备的互联互通。
(5)灵活的扩展能力
平台配备一组可折叠伸展的网孔板,便于安装物联网成品设备及布线,满足不同实验需求的灵活扩展。所有模块遵循统一的接口标准,支持快速组合与重构,可构建上千种物联网实训设备,适应教学内容的持续更新与拓展。
(6)安全可靠的设计
设备底部配备空气开关,有效防止过载或短路,保障实验安全;同时包含三脚电源输入模块,确保稳定供电;提供电源指示灯及开关按钮,便于监测和控制电源状态。节点模块配备电源控制三位开关和电源指示灯,进一步提升了实验操作的安全性和便捷性。
技术优势
(1)高性能处理器
物联网关采用ARM Cortex-M4系列处理器,其性能不低于STM32F407VET6,最高运行频率不小于168MHz,并支持FPU(浮点运算单元)和DSP指令集,能够高效处理复杂的物联网数据和算法,为学生提供接近工业级的开发环境。
(2)多协议通信支持
平台集成多种通信协议,包括Zigbee、WiFi、LoRa等短距离无线通信协议,以及4G、NB-IoT、GPS等远距离通信技术,还支持RS485和CAN工业现场总线协议。这种多协议融合设计使学生能够全面掌握物联网领域的通信技术,并根据实际需求选择合适的通信方案。
(3)低功耗优化设计
Zigbee无线通信模块采用低功耗设计,使学生能够学习和实践电池供电的物联网终端设备设计,培养能源管理意识,掌握如何在有限能源条件下优化系统性能。
(4)可视化交互元素
每个节点模块均配备0.91寸OLED显示控制模块、2路用户按键、1路有源蜂鸣器、4路用户LED灯等交互元件,支持实时数据可视化和用户交互。这些元素使学生能够直观地观察物联网系统的运行状态,调试和优化系统功能。
(5)开放式开发环境
平台支持多种单片机(如M3、51系列)开发,并提供相应的下载调试接口。节点底板和通信模块均提供PCB原理图,便于学生深入理解硬件设计。同时,平台支持API接口开发,为学生提供从基础到高级的多层次实训环境。
产品功能
(1)感知层实训功能
平台提供丰富的传感器模块,包括温湿度传感器、光照强度检测器、人体红外监测器等,支持学生学习传感器原理、数据采集技术及信号处理算法。温湿度采集子系统可模拟农业温室或工业设备温湿度控制场景;光照采集子系统可用于环境监测或植物生长模拟实验;人体红外监测子系统则适用于安防监控或智能考勤系统开发。
(2)网络层实训功能
平台集成了多种无线通信模块,包括Zigbee模块、WiFi模块、LoRa模块以及RF433M无线通信模块。这些模块支持学生学习不同通信协议的特性、应用场景及实现方法,掌握无线网络组网、数据传输和协议转换技术。此外,平台还支持RS485和CAN工业现场总线协议,使学生能够了解工业物联网的通信特点。
(3)应用层实训功能
平台提供物联网关和云服务接入功能,支持学生开发物联网应用系统。物联网关采用Cortex-A9四核处理器,内置Android/Linux双系统,可一键切换。通过MQTT、HTTP等协议,学生可以将传感器数据上传至云平台,并在Web端或移动端进行展示和分析。平台还支持API接口开发,使学生能够掌握物联网应用开发的全流程,从硬件配置到软件实现。
(4)控制与执行功能
平台配备多种执行器模块,包括RGB三色灯执行器、LED显示单元、继电器控制模块和智能语音播放设备(内置扬声器)。这些执行器使学生能够学习如何将感知数据转化为实际控制动作,掌握物联网系统的闭环控制原理。
(5)综合实训项目
平台支持多种综合实训项目,如:
智能家居系统:通过温湿度、光照、人体红外等传感器与RGB灯、继电器等执行器,构建完整的家居环境控制系统。
智慧农业监测:利用温湿度、光照等传感器监测植物生长环境,并通过无线通信模块将数据传输至云平台,实现远程监控和管理。
智能安防系统:通过人体红外监测器、摄像头等设备,构建入侵报警系统,实现与继电器、蜂鸣器等执行器的联动控制。
环境监测系统:通过多点部署的温湿度、光照等传感器,构建环境监测网络,学习如何处理和分析大规模物联网数据。
(6)教学与科研支持
平台提供完整的教学资源,包括实验指导书、软件开发工具包、云平台接入指南等,支持教师开展系统化的物联网教学。同时,平台的开放性和扩展性也使其成为科研开发的理想平台,支持学生进行创新性研究和竞赛项目开发。
(7)实训工位功能
实训工位采用桌面式操作台设计,收纳尺寸不大于460×370×160mm,实训展开不小于460×370×500mm,便于实验室空间管理。工位配备可拉伸小抽屉及隐藏式扣手,便于存放实验设备和配件;底部配备空气开关,保障实验安全;提供多种电压接口(5V、12V、24V),满足各类设备的电力需求。工位还内置无线路由器,支持远程访问和设备互联,为网络实训提供便利。
来源:V科技搬砖工