环境感知和检测系统技术要求

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1、环境感知和检测系统技术要求：环境感知和检测系统由物联网网关、无线传感器节点、设备接入控制器 780MHz无线 物联网模组验证及测试平台四部分构成，包括窄带物联网技术（NBIOT/lorawan）、zigbee、 蓝牙、4G、WiFi、uwb （5.8G）超宽带等无线协议。功能介绍：1）学生能够将物联网感知层设备（数据网关、传感器、执行器等）接入物联网云服务 平台，平台能够接收并存储传感器和执行器的实时数据，模块在线状态，并实时显示。平台 支持公有云和私有云两种方式部署。2）物联网感知层设备也能够向执行器发送控制命令，系统能够实现模块的在线监测。3）物联网网关支持物联网硬件多协议接入，通过zig

2、bee/BLE/wifi/lora/NBIOT无线技术 取得传感器采集的数据，形成一个完整的无线传感器网络。4）通过智能传感器节点实时监测、感知、采集网络覆盖区域各种环境和监测对象的信 息，并对其进行处理后再以无线网络的方式传送给观察者，便于师生学习、观察和开发 NBIOT、lorawan、zigbee、蓝牙、4G、WiFi、uwb （5.8G）等无线特性。5）网关通过 http/MQTT/websocket 协议传输至物联网云服务平台，进行数据图形化展 示及处理并验证LORA/LORAWAN模组的组网、设备传输距离及数据传输速率。6）实现基于云平台的远程室内温湿度传感器、室内烟雾传感器、室内

3、有毒气体传感器 等设备等等数据采集并验证lorawan模组的组网、设备传输距离及数据传输速率及智能感知 定位的研究，并包含配套完整的教学资源。一、物联网网关 2 套1系统采用PXI机箱、模块化设计，支持多协议接入，适应各种无线通信协议场景,3U板卡 式设计，板卡采用PCI-E X1接口。各板卡安装有助拔器，方便替换拔插，支持热插拔，只需 通过硬件板卡的快速装卸，就可以实现功能的自由增删可更换。系统集成DHCP及交换机功能，各外设板卡通过有线及3G/4G/LTE方式即可接入物联网云服务 平台，完成相关实验。2.核心主板介绍：1）系统板：主控芯片为Broadcom BCM2837 64位A53处理

4、器，1.2GHz主频，1G RAM内 存，系统采用Linux2.6操作系统，1路HDMI接口，两路USB HOST接口，1路以太网接口， 提供有线及 3G/4G/LTE 方式接入互联网。2）Zigbee/BLE/WIFI网关板：板载基于TICC2530的Zigbee协调器核心模块，板载基于TI CC2540DE BLE协调器核心模块，板载基于ESP8266的wifi核心模块。3）NBIOT/4G网关板:板载BC95模块，可实现基于NBIOT的双向通信实验;板载基于SIM7600 的 4G 模块。4）5.8G无线网关板：板载基于DW1000超宽带高精度无线定位节点。可完成静态定位检测 精度 10

5、 厘米的高精度定位系统搭建5）lorawan网关基站板：核心模块采用sx1301，主控芯片为Broadcom BCM2837 64位A53 处理器，1.2GHz主频，1G RAM内存，系统采用Linux2.6操作系统。3. 软件资源：1）用户能够将物联网感知层设备（数据网关、传感器、执行器等）接入物联网云服务系统。2）系统能够接收并存储传感器和执行器的实时数据，模块在线状态，并实时显示；也能够 向执行器发送控制命令；系统能够实现模块的在线监测。3）提供后台管理系统，能够设置账号类型和使用权限。支持多用户管理及权限控制，分为 父用户和子用户，父用户可以创建多个子用户，并且可以为每个子用户分配增、

6、删、改几种 权限，子用户创建的资源相互隔离。4）系统提供丰富的接口，支持MQTT, CoAP或HTTP协议进行数据采集，同时也支持websocket 协议订阅数据更新，用于数据可视化或实时分析。5）平台可以分为公有云和私有云，公有云可以部署在阿里云之上，使用 MongoDB 服务器 集群作为大数据存储，学生老师申请账号后即可使用；私有云可以为客户提供本地化部署， 客户具有完全的控制权限。私有云支持 Cassandra、PostgreSQL 数据库。6）提供物联网规则编辑器，无需编写代码即可编辑复杂的自动化控制策略，实现移动互联 网系统的自动化控制。7）提供丰富的可视化控件库，通过拖拽、简便配置

7、即可完成美观的UI设计。支持GIS地图、 曲线图、柱状、饼图、图表、按钮、仪表图等控件。8）支持基于Apache Spark对大数据分析，并据此完成相关实验。9）支持接入本项目的物联网网关，并开展相关实验。4. 传感器实验资源：NB-IOT AT操作及入网实验 云管理平台数据库实验 云管理平台系统实验 云管理平台WEB前端服务器实验 云管理平台 zigbee 传感器实验 云管理平台蓝牙传感器实验 云管理平台lora传感器实验 云管理平台NBIOT传感器实验 云管理平台传感器添加与管理实验 配合本项目传感器节点可实现无线传感器网络、智能大棚，智能家居等实验。二、室内温湿度传感器 20套1. 功能

8、：通过zigbee/BLE/wifi/lora/NBIOT无线技术取得室内温湿度传感器采集的数据。2. 主控芯片为Broadcom BCM2837 64位A53处理器，1.2GHz主频，1G RAM内存。3. 系统支持 Linux2.6、 Android7.0 等操作系统。4. 板载 Lorawan/NBIOT/zigbee/BLE/wifi无线模块。5. 传感器技术参数：测湿范围：0100%RH测温范围：-40123.8C响应时间：湿度：8s，温度：30s分辨率：湿度：0.03%RH，温度：0.01 C重复性 ： 湿度： 0.1%RH， 温度： 0.1C湿度精度:3%RH温度精度:0.4C

9、（25C时）安装方式：2.54mm间距插针迟滞：1%RH长期稳定性：0.5%RH/年6. 提供底层源代码，支持二次开发7. 传感器需配合网关接入物联网私有云服务系统完成相关实验。三、室内烟雾传感器 20套1. 功能：通过zigbee/BLE/wifi/lora/NBIOT无线技术取得室内烟雾传感器采集的数据。2. 主控芯片为Broadcom BCM2837 64位A53处理器，1.2GHz主频，1G RAM内存。3. 系统支持 Linux2.6、Android7.0 等操作系统。4. 板载 Lorawan/NBIOT/zigbee/BLE/wifi无线模块。5. 传感器技术参数：探测范围： 3

10、00 to 10000ppmm特征气体： 1000ppmm 异丁烷灵敏度：R in air/Rin typical gas5敏感体电阻：1KQ to 20KQ in 50ppm甲苯响应时间：W10s恢复时间：W30s加热电阻：31Q 3Q加热电流： 180mA加热电压： 5.0V0.2V加热功率：W900mW测量电压：W24V工作条件环境温度：-20C+55C贮存条件温度:-20 C+70C湿度:W70%RH6. 提供底层源代码，支持二次开发7. 传感器需配合网关接入物联网私有云服务系统完成相关实验。四、室内有毒气体传感器 20 套1. 功能：通过zigbee/BLE/wifi/lora/NB

11、IOT无线技术取得室内有毒气体传感器采集的数据。2. 主控芯片为Broadcom BCM2837 64位A53处理器，1.2GHz主频，1G RAM内存。3. 系统支持 Linux2.6、Android7.0 等操作系统。4. 板载 Lorawan/NBIOT/zigbee/BLE/wifi无线模块。5. 传感器技术参数：灵敏度：R in air/R in typical gas5敏感体电阻：1KQ to 2KQ in 100ppm NH3响应时间：WlOs (70% Response)恢复时间：W30s (70% Response) 加热电阻：31Q 3Q加热电流：Wl80mA加热电压： 5

12、.0V0.2V AC or DC加热功率：W900mW测量电压：W24V工作条件：环境温度：-20C+55C湿度：W95%RH温度: -20C+70C湿度:W70%RH6. 提供底层源代码，支持二次开发7. 传感器需配合网关接入物联网私有云服务系统完成相关实验。五、设备接入控制器 10套1.功能：远程传感器设备控制。2.STM32F407ZGT6 STM32F429IGT6等芯片基于STM32F4 (Cortex-M4)系列处理器3板载以太网，串口 WIFI、ZIGBEE、OLED显示屏，继电器，温湿度传感器，USB等的外设 4.软件资源1) LED 控制例程2) 蜂鸣器控制例程3) 按键控制

13、例程4) 串口输出例程5) SPI-flash 例程6) OLED 显示例程7) 485 通信例程8) can 通信例程9) DHT11 温湿度显示例程10) RTC 时钟显示11) 4路继电器输出例程12) 4 路输入例程13) SD 卡文件系统例程14) USBdevice 例程15) ESP8266_MQTT 例程16) LWIP之TCP客户端例程17) 远程温湿度显示例程(基于无线ESP8266MQTT协议)18) 远程温湿度显示例程(基于LWIP协议)19) 远程控制设备例程(基于无线ESP8266MQTT协议)20) 远程控制设备例程(基于LWIP协议)21) 基于C#的TCP调试

14、工具22) 基于C#的温湿显示工具23）基于C#的控制设备工具24）基于C#的MQTT调试工具25）基于C#的智能家居控制工具六、780MHz无线物联网模组验证及测试平台2套1功能：实现基于云平台的数据采集并验证lorawan模组的组网、设备传输距离及数据传输 速率及智能感知定位的研究。2. 网关核心板性能参数：1.2GHz主频BCM2837处理器，内嵌四核Cortex A53和专用512K字 节二级缓存， 1Gbyte LPDDR2 RAM， 4Gbytes eMMC Flash。3. 网关射频板性能参数：1）基于Semtech Sx1301&Sx1308的LoRa扩频调制技术2）射频ipe

15、x或SMA输出3）10个可编程并行解调路径4）嵌入1个GFSK解调器和49个LoRa解调器5）自动自适应扩频因子，每个通道SF7至SF12可选6）接收灵敏度： -142.5dBm300bps7）最大输出功率25dBm8）用于同步的GPS PPS输入，保留给LoRaWAN Class B协议9）支持 LoRaWAN Class A, ClassB and Class C协议+5V/1A单电源供电10）自动流控RS485通信接口，带防护11）HDMI 1.3a 接口12）40PIN通用可扩展GPIO插针接口13）一路标准miniPCIE接口（扩展4G无线通信）14）板载Ubolx高性能GPS模块1

16、5）支持标准CN470510频段4.lorawan 节点性能参数：1）基于 Semtech Sx1276/Sx1278 的 LoRa 扩频调制技术2）提供 SWD 仿真调试接口3）提供可扩展的GPIO，将SPI,IIC,ADC等外设引出4）符合Iorawan1.0.1和1.0.2标准的SDK开发包5. 高精度定位节点参数：1）基于DW1000超宽带芯片2）每套单元板由硬件单元组成，每个单元可配置成锚点（基站）或者标签3）板载 WIFI 模块。4）支持 oled 显示屏。5）支持锂电池供电和USB供电双供电方式，支持USBOTG功能。6）采用模块和底板分离设计的模式，总体设计基于ARM-CM37

17、）系统基于双向飞行时间（TOF）测距原理，静态定位检测精度小于10厘米。8）基于x-y平面定位使用飞行时间（TOF）测量或单向到达时差（TDOA）算法，实时定位检 测精度小于30厘米。通过10位硬件拨码开关配置硬件的RF信道，空中速率等信息，实现 系统的快速部署。9）提供硬件原理图和底层源代码，支持二次开发。6. 实验资源：1）lorawan 网关程序的配置与启动2）lorawan 嵌入式 NS 的配置与启动3）lorawan 嵌入式 NS 介绍与设置4）lorawan 嵌入式 NS 中添加节点5）lorawan 嵌入式 NS 中添加网关6）搭建私有云 lorawan NS7）连接第三方共有云

18、 NS8）基于NS的二次开发示例9）网关模块 SPI 驱动示例10）网关模块USB驱动示例11）Lorawan网关流程及源码解析12）Lorawan 源码及导出13）无线定位技术原理解读14）三边定位算法简析15）uwb 定位实验配置基站16）uwb 定位实验配置移动节点17）基于手机客户端的 uwb 定位实验七、售后质保培训1）设备自安装调试验收合格后提供3 年内免费保修，保修期满后，提供终身维修、维护服 务，只收取材料成本费。2）质保期内，接到用户维修申请后2小时内响应，并在1 个工作日内到达现场解决问题。3）提供上门安装调试。4）提供课堂培训、远程网络培训等免费培训计划。5）提供与原有系统的无缝对接。6）提供 word 版本资料。