物联网教学实验开发系统

1、物联网实训室建设方案生产厂家：上海左岸芯慧电子科技有公司1. 背景物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命，是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的，其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系，而在其系统集成和应用端，可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环

2、保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。无线传感网络正是适应于这样背景下的全新网络技术。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器、RFID技术、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监控、感知和采集，这些信息通过无线方式被发送，并以自组织多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会这三元世界的连通。2 建设目标2.1 无线传感器网络研究目前情况WSN的商用迄今可以划

3、分为三个阶段：2003-2004年，WSN开始被试用，以验证投资回报；2005-2006年，WSN的使用量持续增长，重点关注可靠性和集成度；而2007-2010年为WSN的起飞期，新应用不断涌现，出货量高速增长，这一时期为消费者驱动，重点关注成本和尺寸。根据美国多家知名市场公司预测，到2008年，WSN节点全球出货量将超过1亿个，市场销售总额超过20亿美元。专门致力于无线技术研究的美国加利福尼亚圣迭戈（原圣地亚哥）市场调研公司ON World近期发布的一份报告，预计到2011年，世界市场无线传感器网络（WSN）系统与服务将飞升至约46亿美元，并呈现爆炸式增长，现阶段国内市场应用正在整体评估和试

4、探阶段，但是相应的研究工作已经开展；近期主要用户为高校、研究机构（包含为交通、环境、农业、能源、国防等政府部门服务的科研院所），企业研发中心；中长期目标用户为海量使用的政府和企业(包括交通、环境、农业、能源、国防等政府部门)以及未来可能使用无线传感器网络的各类企业提供平台和应用案例。到目前为止，国内外己经推出了几十种成型的无线传感器网络节点设备。国外主要节点设备技术分析：（1）Smart dust是美国DARR/MTO MEMS支持的项目，其目的是研制体积不超过1mm3，使用太阳能电池，具有光通信能力的自治传感器节点。由于体积小，重量轻，该节点可以附着在其他物体上，甚至在空气中浮动。(2) M

5、ica节点由加州大学伯克利分校研制，用于传感器网络研究的演示平台的试验节点，Mica系列节点包括WeC、Renee、Mica、Mica2、Mica2dot和SPec等。WeC、Renee、Mica这三款节点无线通信模块都采用了RFM公司的TR1000芯片，而Mica2、Mica2dot这两款节点无线通信模块都采用了ChiPcon公司的CC1000芯片，处理器采用了Atmel公司的Atmega128芯片。Mica3节点采用Atmegal28L与CC1020相结合的结构，拥有强大的传感器板接口。Micaz节点无线通信电路采用的是Chipcon公司的CC2420芯片。(3) Telos节点是美国国防

6、部DARPA支持NEST项目的一部分，该节点已经被MoteV公司产品化了。节点采用MSP430和CC2420相结合的构架，采用USB-COM桥接口，直接通过USB接口供电、编程和控制，进一步简化了外部接口。(4) TMote Sky节点是加州大学伯克利分校研制的Mica系列节点的后续产品，它采用Tl公司的MSP430微处理器和Chipcon公司的CC2420。TMote Sky主要用于监测活动火山，监测其运动情况、周边环境和突发情况。节点上装有麦克风和地震检波器传感器，用来收集震动和声音数据，利用TI公司的AD7710模数转换器，转换成数字信号传输，来达到监测火山活动的目的。（5）EyesIF

7、X节点是由欧洲研究计划(European Research Projeet)中自组织传感器网络研究项目的成果之一，节点采用TI的MSP430微处理器作为节点处理控制中心，无线通信芯片采用的是TDA5250，节点仅需一节AAA电池供电即可。（6）U3(U-cube)节点由东京大学的Yoshihiro Kwahara等提出。U3节点采用的是立方体的概念，它把能量供应模块、处理器模块、无线通信模块、数据采集模块分别做成了四个小电路板，然后通过插针接口将四者连接在一起，优点就是可以随时重构节点，例如，当需要改变传感器类型时，只需把数据采集模块换成相应所需的传感器即可，而不用重新设计电路板。U3节点处理

8、器模块采用Micochip公司的PIC18F452，无线通信模块采用CDC-TR-02B实现，采用AAA充电电池提供节点工作电压。2.1 我校物联网发展目标（1）建立完整的无线传感网实验室完成了传感器热插拔节点板设计，在此基础完成1000个点以上自组网和自恢复协议，初步实现一个具有动态可扩充能力的新型传感器网络数据库管理系统的实验室研究。整个实验室将分为学生实验实训平台和教师科研和学生创新设计二部分。建成后实验室不但可以提供给30位学生同时进行无线传感网络的实训训练，还可根据行业应用需求，搭建起数个应用模型，用于教师科研和学生创新设计，如：可以利用实验室WSN节点在校园内搭建一个环境监测系统，

9、对校园内相关环境参数进行监测，监测结果可以通过实验室LED大屏实时发布，同时也可通WEBserver进行发布和远程登录及控制。（2）建立完整的物联网节点的软件架构物联网节点由传感器模块、路由协议管理模块、系统控制模块、无线收发模块和能量控制模块五部分组成，每个传感器节点兼顾传统网络节点终端和路由器双重功能，除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定任务。为了能够实现最为稳定的节点互联，信息互通，我将采用伯克利大学编写的TinyOS操作系统，并把该操作系统移植到目前比较新的SOC 芯片（CC2430）上，在节点上实现完整

10、的MAC协议以及路由协议，并可以根据应用场合的不同根据实际的需要替换为不同的路由协议。主题软件架构框架如下：硬件层CPU及其外设传感器RF射频模块TINYOS组件层CPU外设组件各种传感器组件路由协议TINYOS应用软件层按照规则收集、存储所需传感器的数据，通过协议进行信息发送。二次开发可选硬件库CC2430, MSP430, ARM环保医疗工业用传感器射频(CC2420，NRF)组合抽象图 节点架构示意图（3）无线传感器网络数据查询理论无线传感器网络产业化使用的核心技术问题之一就是海量数据的有效处理，包含存储、统计、查询以及基于数据处理之上的专家对数据的判断，行业领域应用的技术矛盾之一就是行

11、业数据的大规模和专家的小数量之间的矛盾，这一问题的解决方式集中于专家的远程化准现场处理，而在这种处理方式中，数据的准确查询和使用是核心中的核心。对SINK节点传过来的数据进行处理，包括：采集、分析、存入数据库、查询等。也可大体分为几个工作，针对数据查询：本项目研究传感器网络环境下的不受节点失效、通信链路失效和节点移动影响的查询处理技术，并提出基于该技术的聚集查询、KNN查询和连接查询等典型查询的处理算法。研究能够在系统部署之后动态且高效地添加新的查询语言、存储和索引机制、查询处理算法的新型传感器网络数据库管理系统的体系结构。实现具有自主版权的满足实时性、鲁棒性要求的、具有动态可扩充能力的新型传

12、感器数据库管理系统的原型系统NHSensor。（4）搭建丰富应用监控软件平台无线传感器网络产业化使用的不但依赖于稳定、高效的节点和数据库功能，还需要丰富的应用端软件，采取优化的人机交互系统，面向掌握简单电脑技术的实际农田数据使用者，提供使用简单、理解清晰、操作方便、丰富多样的应用端程序。l 便携式采集终端l WEB数据库服务器l PC端采集终端l 移动采集终端（5）建立基于无线传感网的物联网的数据融和系统模型 物联网是所有感知网络的融和，所以无线传感网如何与互联网（或主干网）的数据融和是行业应用中一个需要解决的非常重要问题。传感网的数据融和绝不仅仅是对采集来的数据进行简单的数据转发，而是包括了

13、一系列的子网序列管理、登录、认证、网络连接、数据加密、发送等一系列复杂的过程。现在如华为、中国电信、移动共同提出了M2M通信概念，并提出相应的协议规范。这次的无线传感网实训室我们将基于M2M协议搭建起相关系统模型，摸拟期M2M协议运行过程，并对其研究。通过以上几方面的研究力争3至5年将我校建成物联网领域技术、产业、应用的先导基地；建成国家示范性的物联网创新示范区，力争让物联网技术落地，引导全市物联网产业快速发展，并在产业规模、竞争力、人才队伍和示范作用上达到预期目标。3 建设意义3.1 对于教学的意义物联网技术面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高

14、等工程技术人才。可以培养学生合理的知识结构、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层，传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。物联网具有以下几大知识模块，可以把以下的知识模块融入到相应的课程体系中去。1、单片机和嵌入式知识模块知识点包括：从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术，由浅入深，知识点包括：微机原理，接口技术，微控制器体系和原理，实时操作系统，C语言编程技术等等2、 无线片上系统（SoC)

15、知识模块知识点包括：无线单片机通讯接口设计，无线有线收发器原理和结构，通讯原理和结构，嵌入式软件基础等；3、无线通讯和无线网络知识模块知识点包括：短距离无线数据通讯基础和原理，无线自组网技术，基本无线网络拓扑，ZIGBEE无线技术和802.15,.4无线标准，高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术，C语言和无线网络算法高级技术原理；4、高频微波知识模块知识点包括：高频微波技术基础，调制和解调技术，天线原理和设计，阻抗匹配和反射，高频仪器使用，微波放大器设计，无线单片机高频测试和调试方法和原理等；5、RFID知识模块知识点包括：电磁技术基础，RFID标签防冲突算法，EPC和IS0-18000

16、6C通讯协议和原理；大功率RFID读卡器原理和设计，RFID和物联网数据库结构和原理等；6、物联网传输层知识模块知识点包括：物联网网关原理和结构，GSM/GPRS技术原理，3G技术原理和结构，M2M 数据传输和远程通讯，嵌入式和高级实时操作系统在物联网网关设计技术等；7、高级无线网络知识模块知识点包括：微功耗802.11标准WIFI传感器网络原理和结构，内置多ARM和WI-FI收发器的无线单片机，802.15.1 蓝牙技术和低功耗蓝牙无线技术原理；Wi-Fi/蓝牙，ZIGBEE PRO 无线通讯协议栈原理和设计； 具体的实训设置安排可以如下：1、 无线传感器网络基础知识部分：（1）、

17、无线传感器网络专业系统组成实验（TINYO）12个实验，可安排12-24个课时。（2）、无线射频通信实验 8个，可安排8-16课时。（3）无线传感器网络组网实验，6个实验，可安排6-12课时。2、M2M通信协议实训：根据M2M协议可模拟通信过程分解成6个以上实训课程。3、无线传感器网络上层应用实训：现提供Web Server、数据库、远程用户登录及控制等。4、综合无线传感器网络实训项目：包括光场监控实训、温度监控实训等，每个项目约1周。5、无线传感器网络创新应用项目设计,根据学校特色可设计2-3行业应用模型系统，用于学生大项目训练，时间安排在3-4周。 七个知识模块，以无线SOC和无线单片机为

18、中心进行串联，结合400多学时的实验和实训，让学生充分动手，接触各种无线有线通讯技术和实际训练，并且使用无线单片机设计微功耗无线网络节点，各种网络路由器，无线有线网关；最终达到能够独立使用无线单片机，构架设计各种物联网应用系统；3.2 对于科研水平提高的意义传感网把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理；是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域。早在1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”；2003年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首；2

19、005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS），国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式提出了“物联网”的概念。报告指出：无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。传感器网络标准工作组组长、上海微系统所副所长刘海涛表示，我国的技术研发水平已处于世界前列。中科院早在10年前就启动了传感网研究，先

20、后投入数亿元，目前，中国与德国、美国、英国、韩国等国一起，成为国际标准制定的主要国家之一。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。8月7日，温家宝总理在无锡考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时曾表示，至少三件事情可以尽快去做，一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信心中心，或者叫“感知中国”。并指出，要早一点谋划未来，早一点攻破传感网核心技术，要依靠科技和人才，占领科技和经济发展制高点，保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力。从“物联网”的应用来看，我们认为有三个层

21、次：一是传感网络，即以二维码、RFID、传感器为主，实现“物”的识别。二是传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络或未来的NGN网络，实现数据的传输与计算。三是应用网络，即输入输出控制终端，可基于现有的手机、PC等终端进行。由此可以看到，“物联网”的关键在于射频标签（RFID）、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域。从IT硬件与设备上市公司来看，我们认为能够在“物联网”主题中受益的领域有：（1）二维码和RFID（二维码溯源的新大陆；RFID芯片、电子标签与读写器的远望谷、上海贝岭及子公司阿法迪、厦门信达子公司信达汇聪）；（2）传感器（华东科技子公司南京高华科技；MEMS封装的长电科技

22、）；（3）TD-SCDMA芯片与SIM卡（大唐电信、东信和平、SiP封装的长电科技）根据我校的实际情况，我们可以按照以下几个步骤，逐步提升我校在物联网研究方面的水平，主要分为以下几个步骤：3.2.1 物联网基础开发具体分为一下几个专题专题1：传感采集控制设计及实现 传感采集控制设计及实现包含物联网无线传感数据采集基础、数据采集原理和应用、数传控制设计环境和应用开发流程。基于现有产品实施监测体系的搭建和实际运行。主要内容如下：掌握传感数据采集方法，熟悉专用设计语言编程方法，熟悉传感数据采集变化，掌握搭建无线探测监测体系的思路、方法和步骤。研究内容1. 传感器概括2. 传感数据的传输3. 传感数据

23、传输和系统数据采集4. 传感网搭建和数据本地监控专题2：通信网络设计及实现 通信网络设计及实现包含物联网无线局域组网、数据无缝接入、远程使用开发流程。基于现有产品实施监测体系中网络部分的顺利建设和运行。主要内容如下：掌握无线组网方法，熟悉专用设计语言编程方法，熟悉无线组网性能指标，掌握搭建无线传感网路及数据接入的思路、方法和步骤。研究内容1. 通信网络概括2. 无线自组网应用实验3. 数据接入应用实验4. 网络性能调整实务专题3：系统应用设计及实现 系统应用设计及实现包含物联网应用场景描述、需求分析、系统集成开发流程。基于现有产品面向具体应用的监测体系建设和运行。主要内容如下：系统及应用描述，

24、熟悉专用设计语言编程方法，掌握根据典型应用搭建无线传感网路及数据接入的思路、方法和步骤。研究内容1. 应用场景描述2. 温湿度场监测场景应用3. 远程实时数据监测4. 远程定时数据监测5. 远程低功耗数据监测3.2.2 传感采集及控制研究专题1：高级传感节点应用初步 高级传感节点应用初步包含物联网无线传感节点的设计原理、实务与开发流程、应用场景描述和选配方案。主要内容如下：掌握节点基本原理、设计方案，传感部件、通讯部件的选用，处理能力局限和器件选用。研究内容1. 传感节点实务2. 传感节点电路基础3. 节点处理能力编程专题2：自动控制系统自动控制实训包含物联网无线传感网的控制作用原理、实务与开

25、发流程，自动控制基础及初步应用。主要内容如下：掌握自动控制应用下节点软件改造、硬件改造及更新的思路、方法和设计方案，自动控制实际实施。研究内容1. 自动控制初步2. 电路控制初步3. 节点控制类专题3：场景化自动控制系统开发场景化自动控制系统开发包含物联网无线传感网的控制应用设计、实务与开发流程，自动控制应用和实际场景搭建。主要内容如下：掌握自动控制应用下节点软件改造、硬件改造及更新的思路、方法和设计方案，特定环境下自动控制实际实施。学习内容1. 工业场景节点无线电机控制2. 农业场景节点无线开关控制3. 低功耗协同控制3.2.3 通信网络深度研究专题1：网络数据传输研究 网络数据传输实训包含

26、物联网无线传感网的网络传输判断、性能监视、数据融合功能的实现和完成。主要内容如下：掌握对监测网内数据的分析和检测、网络拓扑的设计和改造、全网性能的监视和更新。研究内容1. 数据实时监测2. 网络数据安全监测3. 网络性能改造专题2：高级网络通讯高级网络通讯包含物联网无线传感网节点通讯模块原理、实务和实际开发流程，通讯性能、通讯安全、网络协议开发和使用实务。主要内容如下：掌握网络数据安全的监控、安全系统的添加、通讯性能分析和影响、网络协议的开发和使用。研究内容1. 安全数据系统2. 入侵检测3. 增强型通讯及能量测试4. 通讯协议改造专题3：复杂数据接入实训复杂数据接入实训包含物联网传感数据的多

27、种接入、接入性能、接入方式和开发实务。主要内容如下：掌握数据接入的环境变化性，数据接入对应用的重要性，掌握数据接入的方法和应用。研究内容1. 全系列数据接入实验2. M2M平台数据接入3.2.4 系统级应用研究专题1：物联网管理系统实训物联网管理系统包含一般物联网传感数据网情况下，上层数据的使用系统的设计、开发和和使用实务，如何在一般接口下开发深层数据使用功能实务。主要内容如下：掌握数据使用接口，设定和开发数据库，掌握上层系统使用接口和开发。研究内容1. 基本数据监测系统的搭建和使用2. 数据深度使用3. 基于数据的流程控制系统4. 基于应用的监测系统5. 多点阵监测系统界面6. 基于应用的自

28、动控制系统7. 基于应用的物联网系统软件中间件3. 实验设备资源分析3.1实验室建设基本思路及构成：实训室设备主要由二部分组成：学生专业实训平台和WSN科研创新系统。1、 学生专业实训平台：初步设计每2-3学生共用一套实训平台，在此平台上集成了嵌入式处理系统、WSN通信节点、传感器部分等，可在此平台就WSN各个知识点开展技能实训。2、 科研创新设计系统，主要由一些可在行业中应用布置的节点，外加各种不同的传感器模块、数据通信网关（M2M）、整套WSN系统架构软件等，老师和学生通过这些设备都可以组成整体的网络通信解决方案，如下图：WSN无线传感器网络（ZigBee或TinyOs）采集物理数据量通过

29、串口传输到PC机或嵌入式平台（PDA），然后通过WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法传感到服务器（WEBSERVER），客户端可以通过各种介质（手机、PC机）和各种方法（GPRS、INTERNET）来进行访问。实验室设备清单ATOS-EDU-WSN教学平台配置序号品 名单位数量单项总价备注ATOS WSN教学平台型号：ATOS-EDU-WSN套127000设备分WSN区、ARM区、扩展区、M2M区，WSN包含无线节点8个、传感器8种（温湿度、光照、流量、霍尔、气压、火焰、震动、噪声）、网关板一块，在线烧录器一个，网络分析仪一个，ARM处理模块，M2M模块、实训扩展区（外接扩展板），天

30、线10根，充电器一个，线缆一套，学习光盘选配件AToS霍尔传感器ATOS-WSN-HR-SE块1480ATOS雨滴传感器ATOS-WSN-YD-SE块1480ATOS血压传感器ATOS-WSN-XY-SE块1480ATOS加速度传感器ATOS-WSN-JS-SE块1480ATOS酒精传感器ATOS-WSN-JJ-SE块1480AToS三轴加速度传感器ATOS-WSN-JSD-SE块1480扩展选配件1ATOS LED扩展板型号：ATOS-WSN-LED-EX块16502ATOS 电机扩展板型号：ATOS-WSN-MOT-EX块16503ATOS RFID模块型号：ATOS-WSN-RFID-E

31、X块19004ATOS 视频扩展模块型号：ATOS-WSN-CAM-EX块19005ATOS 继电器扩展模块型号：ATOS-WSN-REL-EX块16506ATOS GPS展模块型号：ATOS-WSN-GPS-EX块19007ATOS工业节点型号：ATOS-WSN-WATN个117008M2M客户终端ATOS-WSN-MSM台19500ATOS开发套件ATOS-DEV-WSN配置序号品 名单位数量单项总价备注ATOS开发套件型号：ATOS-DEV-WSN套113000网关板一个，无线节点10个，传感器10块（温湿度、光照、流量、霍尔、气压、火焰、震动、噪声、压力、雨滴），在线烧录器一个，网络分

32、析仪一个，天线11根，充电器一个，线缆一套，学习光盘选配件1ATOS工业节点型号：ATOS-WSN-WATN个11700防水外壳封装2M2M客户终端台195003ATOS CMOS 摄像头传感器ATOS-WSN-CMOS块17004ATOS可燃气体传感器ATOS-WSN-KR-SE块14005ATOS GPS定位模块ATOS-WSN-GPS-SE块18006ATOS继电器控制模块ATOS-WSN-REL-EX块14007ATOS红外传感器ATOS-WSN-HY-SE块14008ATOS超声波传感器ATOS-WSN-CS-SE块14009ATOS震动传感器ATOS-WSN-ZD-SE块14001

33、0WSN节点1 ATOS-WSN-2430N块195011WSN节点2ATOS-WSN-2431N块195012WSN节点3ATOS-WSN-2591N块1950实验室设备配置清单序号设备名称配置清单1无线传感器网络实训平台Sink节点1个：ATOS数据测试平台，ARM9,三星2440.提供Windows CE/Linux系统，支持以网络拓扑、数据、曲线等方式显示传感器各节点的数据传感网节点8个：TOS基本节点，可在TICC2430、CC2430+2591、CC2431选择采用TinyOS2操作系统，可构建实时传感器网络仿真器及网关1个：ATOS仿真设备用于程序下载，在线调试，仿真；可用于基站

34、使用。M2M网关扩展板1个：支持M2M协议，可连接华为服务器，可提供自己的M2M服务端源代码在线烧录器1个：ATOS专用烧录设备支持在线烧录节点程序，无需插拔式编程网络分析仪1个：ATOS网络数据分析设备可以捕获网络中的所有数据包，进行网络数据分析传感器模块8个：温湿度传感器、光照传感器、流量传感器、血压传感器、雨滴传感器、三轴加速度传感器、火焰传感器、震动传感器各1个2M2M网关数据处理协调器：含ARM处理器和WSN基站3G通信模块（可选 择GPRS模块）支持华为、中国电信、移动M2M协议，可把数据直接接入华为M2M服务器3WSN节点防水产品包装，包含WSN CC2430+2591节点和锂电

35、池模块，通过航空接头与传感器部分相连，方便室外布置。4网关及仿真调试板C8501F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash），支持节点模块热插拔，通过标准接口与节点连接，网关调试接口，可在线调试节点程序，支持标准RS232接口，速率9600bps115200bps可选，USB 2.0 Full speed，3个LED调试信号灯，USB口5V供电/外接5V电源/2.7-3.3V电池供电5GPS传感器模块GPS传感器适用于节点区域定位，可辅助周边节点进行精确定位。应用于室外开阔环境下的定位。6COMS摄像头传感器模块摄像头传感器可用于低速图像的采集（80*64分辨率下4 fps,

36、160*128下1 fps，320*240下0.25fps， 640*480下0.15 fps）应用于区域图像监控、拍照。7超声波传感器模块用超声波，用于超声波测距。8CO2气敏传感器模块CO2气敏检测9继电器模块继电器模块，弱电控制强电。10三轴加速度传感器飞思卡尔MMA7260 加速传感器微型电容式加速度传感器采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术，并且提供4个量程可选，用户可在4个灵敏度中的选择。该器件带有低通滤波并已做零g补偿。还提供休眠模式，因而是电池充电的手持设备产品的理想之选。11酒精传感器酒精传感器  可用于用于机动车驾驶人员及其他风险作业人员的酗酒检

37、测和其他场所乙醇蒸汽的探测。具有快速响应恢复、优异的稳定性、长寿命、功耗低、微型化设计，温湿度影响小等优点。12可燃气体传感器可燃气体、烟雾传感器MQ-2适用于可燃性气体、烟雾检测，具有广泛的探测范围 、高灵敏度、快速响应恢复、优异的稳定性、长寿命等优点应用于家庭、工厂的可燃性、毒性气体泄漏探测装置， 适宜于液化气，丁烷，丙烷，甲烷，酒精，氢气，烟雾等的探测。13人体红外传感器人体红外传感器适用于检测人员出入15磁场传感器模块Philips公司的磁阻传感器KMZ51/KMZ52采用薄膜磁阻传感器，是利用铁磁材料坡莫合金的各项异性磁电阻效应制作的，能够测量磁场的大小和方向。16气体压力传感器非补

38、偿、绝压型天气预报用压力传感器MPS系列的表面贴装压力传感器为测量绝对压力和表压力提供了一种有效的方法。这种COB和表面空腔的封装形式为产品提供了一种在各种特殊用途的应用可能。17LED大屏SONY 42 寸18PC机电脑自配系统软件清单名称说明TinyOS2WSN专用操作系统，组件式软件机构，事件驱动多线程机制，硬件抽象层，含Atosenet网络协议，高速路由，低功耗控制。Z-Stack完整支持Zigbee所有协议，通用API接口，便捷的应用程序开发。Atosenet控制台WSN数据采集分析软件，兼容TinyOS和Z-Stack两种数据模式。支持数据自动上传SQL服务器，节点地图信息显示，网

39、络拓扑信息显示，历史数据显示/统计/绘图分析，报警设置，自定义解析插件等功能。AtosEX控制台嵌入式平台数据采集分析软件，运行于可移动平台。支持采集节点数据，历史数据显示/统计/绘图，自动将数据上传至远端服务器，进行网络参数配置等。AtoServer服务器中央服务器软件，包含大型数据库管理软件，接收Atosenet和AtosEX控制台上传数据。支持WebService接口，支持WEB浏览器访问，支持多地域数据存储。AtosMobile客户端运行于手机客户端，支持无线连接至中央数据库，并即时获取相应的数据，完全兼容所有支持J2ME的手机。可以显示即时数据信息，获取历史数据信息，并进行数据分析统

40、计，自动接收应用系统的报警信息等。AtoSniffer网络分析工具基于网络分析设备，可以截取网络中的所有射频数据信息，进行数据分析，诊断网络问题。AtosAgent协议分析框架基于TINYOS的协议分析框架，通过OSAgent，用户即可在真实硬件平台和现实环境中，分析现场网络中各网络协议的真实性能，进而帮助用户更好的分析和改进协议。AtosDemoCenter演示中心丰富的应用DEMO演示，包括：温度场演示程序，光场演示程序，流量监控程序，实用定位演示程序等。ATOS配置系统完善的配置IDE，利用它可以实现整个解决方案的配置，包含传感器、网络、数据存储、数据显示等.ATOS 无线传感器网络教学

41、实验产品1、ATOS教学实验箱目前物联网技术还属于一个新兴技术，正在快速发展，学习与掌握物联网的技术理论，发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业。基于对高校教育教学的长期了解与研究，本系统提供了一套丰富、生动、形象的教学开发平台。利用本系统可以实现： “物联网”专业关键技术的实验教学 “物联网”专业人才的培养 “物联网”实习实训基地的建设为了更好的完成实验教学的工作，教学实验系统除具有ATOS完整解决方案之外，还配备了一套完善的实验教学体系，包含资源： “物联网”实验手册（学生用教材）

42、“物联网”高级实验手册（教师可用于实验题目，培养学生动手能力） “物联网”实验教程讲义（PPT）该体系结构涵盖了“物联网”传感器技术、“物联网”通讯技术、“物联网”应用技术等，配备了50多个生动实验案例，同时配备了大量的思考题及温度场演示程序，光场演示程序，流量监控程序，实用定位演示程序等。实验列表实验类别实验列表TinyOS1. 如何创建一个TinyOS应用程序4. TinyOS任务实验2. TinyOS接口及组件实验5. TinyOS带参数接口实验3. TinyOS命令及事件实验6. TinyOS通用组件实验基础实验1. TinyOS系统下的 LED接口实验12. AES加密模块2. 定时

43、器实验13. 外部中断唤醒实验3. 串口调试实验14. PWM控制电机4. 串口通信实验15. 继电器实验5. 看门狗16. AD类传感器（光）6. RTC实时时钟实验17. 流量传感器7. IIC接口的EPPROM读写实验18. 数字式传感器（SHT）8. FLASH读写19. GPS实验9. 片内温度传感器20. CMOS摄像头实验10. 硬件随机序列生成21. 分贝传感器实验11. 设置功耗模式无线射频实验1. 点对点通信实验4. 发射功率设置实验2. 无线控制实验5. 频道设置实验3. 无线监听实验（Sniffer）6. RSSI采集实验综合实验1. QuickRoute演示实验5.

44、Mesh路由实验2. ProfieRoute演示实验6. OSAgent协议分析3. 低功耗演示实验7. 反向控制协议4. 实用定位实验应用演示实验1. 温度场实验4. 应力监控实验2. 流量监控实验5. 磁场分布实验3. 光照分布实验（1）、ATOS物联网教学实验系统增强型硬件配置清单：名称说明节点ANTc30（2430）5个或10个ATOS基本节点采用TinyOS2操作系统，可构建实时传感器网络节点ANTc91（2430+2591）可选ATOS增强型节点采用TinyOS2操作系统，可构建实时传感器网络节点ANTc31（2431）可选ATOS定位型节点用于无线传感器定位。仿真器AEMATOS

45、仿真设备用于程序下载，在线调试，仿真SINK节点ATOS手持式数据测试平台提供Windows CE/Linux系统，支持以网络拓扑、数据、曲线等方式显示传感器各节点的数据在线烧录器AOPATOS专用烧录设备支持在线烧录节点程序，无需插拔式编程网络分析仪ASNFATOS网络数据分析设备可以捕获网络中的所有数据包，进行网络数据分析传感器模块10个ATOS传感器(温湿度传感器、光照传感器、流量传感器、血压传感器、海拔传感器、雨滴传感器、三轴加速度传感器、霍尔传感器、火焰传感器、震动传感器各1个)统一接口设计，详见下表，根据需要多种配置应用软件光盘内容包含：开发环境、源代码、实验教学体系、应用DEMO

46、、开发工具、ATOS配置系统等系统软件配置概要：名称说明TinyOS2WSN专用操作系统，组件式软件机构，事件驱动多线程机制，硬件抽象层，含Atosenet网络协议，高速路由，低功耗控制。Z-Stack完整支持Zigbee所有协议，通用API接口，便捷的应用程序开发。Atosenet控制台WSN数据采集分析软件，兼容TinyOS和Z-Stack两种数据模式。支持数据自动上传SQL服务器，节点地图信息显示，网络拓扑信息显示，历史数据显示/统计/绘图分析，报警设置，自定义解析插件等功能。AtosEX控制台嵌入式平台数据采集分析软件，运行于可移动平台。支持采集节点数据，历史数据显示/统计/绘图，自动

47、将数据上传至远端服务器，进行网络参数配置等。AtoServer服务器中央服务器软件，包含大型数据库管理软件，接收Atosenet和AtosEX控制台上传数据。支持WebService接口，支持WEB浏览器访问，支持多地域数据存储。AtosMobile客户端运行于手机客户端，支持无线连接至中央数据库，并即时获取相应的数据，完全兼容所有支持J2ME的手机。可以显示即时数据信息，获取历史数据信息，并进行数据分析统计，自动接收应用系统的报警信息等。AtoSniffer网络分析工具基于网络分析设备，可以截取网络中的所有射频数据信息，进行数据分析，诊断网络问题。AtosAgent协议分析框架基于TINYO

48、S的协议分析框架，通过OSAgent，用户即可在真实硬件平台和现实环境中，分析现场网络中各网络协议的真实性能，进而帮助用户更好的分析和改进协议。AtosDemoCenter演示中心丰富的应用DEMO演示，包括：温度场演示程序，光场演示程序，流量监控程序，实用定位演示程序等。ATOS配置系统完善的配置IDE，利用它可以实现整个解决方案的配置，包含传感器、网络、数据存储、数据显示等系统性能参数概要：节点板硬件配置微处理器CC2430 （SoC 设计，工业标准增强型，128Kbyte Flash AD 10bit 1Ch）2.4GHz (IEEE 802.15.4)传送速率最大250Kbps传输通道

49、16个可选频段传输距离0-100m可调（增强型节点可在0-800m可调）超低功耗睡眠：0.6-0.9uA电源1.5vAA 2传感器模块搭配温度，湿度，光及多种传感器软件配置TinyOS开源操作系统，组件式、事件驱动Z-STACKTI标准ZIGBEE协议实现网络协议兼容XMesh网状协议和ZigBee标准协议，支持Z-MAC（集成CSMA、TDMA机制）、X-MAC等，可实现1000+节点自组网低功耗协议实现UltraLowPower，电池使用最大化安全传输AES、XXTEA等可选加密方式，实现安全传输开发环境NesC编译器、IAR编译器工具Atosenet控制台程序、ATOS配置系统工具网关及

50、仿真板硬件配置微处理器C8501F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash）节点插座支持节点模块热插拔，通过标准接口与节点连接调试接口网关调试接口，可在线调试节点程序RS232接口支持标准RS232接口，速率9600bps115200bps可选USB接口USB 2.0 Full speed LED调试3个LED调试信号灯电源USB口5V供电/外接5V电源/2.7-3.3V电池供电软件配置工具ISP在线下载工具IAR在线调试工具KEIL在线调试工具网络分析仪硬件配置微处理器CC2430 Embedded, 128Kbyte FlashUSB接口USB 2.0 Full speed

51、，分析仪接口，传输捕获的数据软件配置工具网络数据抓包及分析工具在线烧录器硬件配置微处理器C8051F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash）USB-B接口烧录器接口，供电及USB通讯Mini-USB接口连接节点，可以在线烧录程序软件配置工具ISP在线下载工具M2M网关（增强型）硬件配置处理器S3C2430（400MHz）64M SDRAM,256M FlashLCD7 寸LCD屏，分辨率:800x480，颜色:26万色，LED背光，带四线电阻触摸屏工业接口CAN，RS232，RS485网络接口(可选)10Mbps网卡USB接口供电及USB通讯GSM模块(可选)GPRS网络GP

52、S模块(可选)蓝牙接口(可选)BlueTooth 2.0接口WIFI (可选)IEEE 802.11a/bGSM模块(可选)GPRS网络3G模块（可选）TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000软件配置操作系统Linux 2.6,WindowsCE6.0应用软件ISP在线下载工具网络配置工具数据采集软件网络诊断工具“Atosenet”产品模块1.网关板ATOS-AGT主要功能：1. 无线传感器网关，支持串口和USB两种方式输出数据2. 提供CC2430芯片程序的烧写和仿真调试，支持SmartRF04工作方式3. 模拟输入按键×5与LED×3为测试提供了便利主要配件：网关

53、板模块×1，CC2430模块×1，SAM天线（5db）×12.CC2430终端节点ATOS-ANTc30主要功能：1. 传感器采样2. 超低功耗无线传输3. 路由功能，支持数据转发4. 有效传输距离可达70m主要配件：CC2430模块×1，传感器模块×1，电池底板×1，SAM天线（3db）×13. 小型可充电节点型号：ATOS-ANTc30-TR250主要功能：1. 锂电池供电，可充电2. 体积小，可用于较狭窄的环境3. 传感器与处理芯片一体化设计4. 板载陶瓷天线5. 软件完全兼容CC2430模块主要配件：mini_CC2

54、430模块×14. 超远距离传输无线模块型号：ATOS-ANTc91主要功能：1. 提供800m低功耗超远距离无线传输方案2. 板载PCB天线3. 硬件接口与CC2430模块相同4. 软件完全兼容CC2430模块主要配件：CC2430-CC2591模块×15、M2M网关型号：ATOS-M2M网关主要功能：1、无线网关用于连接区域内无线节点，汇总并存储数据。根据不同应用情景提供丰富可选的数据接入方式，保证数据稳定有效的采用；根据不同需求提供通讯模块、传感器模块和电源模块中丰富的可选系列和配件，充分满足不同应用场景的复杂要求。2、提供USB、宽带网络、蓝牙、WiFi、GPRS、3G多种接入方式。6、室外布置防水节点型号：ATOS-XCH1000-AR主要功能：1、 设计采用防水设计，可防水18米。2、 传感器采用航空接头。3、 方便室外布置。 u 丰富的传感器模块温度传感器模块温湿传感器模块光照传感器模块流量传感器模块雨滴传感器模