一、適用范圍：
物聯網綜合實驗實訓系統是我公司基于ARM Cortex-M3內核的LM3S9B96、LM3S811和ZIGBEE芯片推出的功能全面、經濟實用的實驗系統。該系統不僅能完成LM3S9B96、LM3S811的功能實驗，而且配合傳感器模塊、ZIGBEE模塊、WIFI模塊可以完成數據的采集以及無線傳輸，另外ZIGBEE還可以實現組網的功能。適合物聯網數據采集、無線傳輸、ZIGBEE無線組網的教學實驗及科研研發。同時本產品也是大學生電子設計競賽的理想開發平臺。
二、結構簡介：
物聯網綜合實驗實訓系統采用模塊化分離式結構，便于用戶使用、擴展和二次開發。CPU采用的是基于Cortex-M3內核的LM3S9B96、LM3S811，LM3S9B96主頻80MHz。集成了100MHz以太網、CAN控制器、USB
OTG、外部總線EPI、ROM片上StellarisWare軟件、睡眠模塊、正交編碼器、ADC、帶死區PWM、模擬比較器、UART、SSI、通用定時器、I2S、I2C、CCP、高精度振蕩器、DMA等外設。其中通過外部總線EPI接口可以外擴SDRAM，便于存儲更多的程序。LM3S811支持最大主頻為50MHz。集成了ROM片上StellarisWare軟件、睡眠模塊、ADC、帶死區PWM、模擬比較器、UART、SSI、通用定時器、I2S、I2C、CCP、高精度振蕩器、DMA等外設。實驗系統資源豐富，不僅可以完成LM3S9B96、LM3S811的所有資源實驗，而且配合傳感器模塊跟ZIGBEE模塊后，還可以完成物聯網數據的采集及傳送。
三、硬件資源：
物聯網綜合實驗實訓系統硬件資源如下所示：
☆ 協調器CPU：采用TI公司LM3S9B96；CORTEX
M3內核；主頻為80MHz ；
☆ 采集節點模塊CPU：采用TI公司LM3S811；CORTEX
M3內核；LM3S811主頻為50 MHz；本實驗系統底板自帶兩個采集節點模塊，可擴展傳感器模塊。
☆ 時鐘：LM3S9B96主時鐘16MHz，以太網時鐘25MHz，LM3S811主時鐘6MHz；
☆ 電源：由外接電源提供，可提供+5V、+3.3V兩種電源，由指示燈指示；
☆ JTAG接口：3個標準20針下載接口；
☆ REST&KEY&LED&Vref：復位鍵、外接按鍵LED燈以及AD參考電壓3V；
☆ SD卡接口單元：SPI通信方式；
☆ 1M flash：SPI通信方式，芯片W25X80AVSSIG-ND；
☆ 8M SDRAM單元：外部總線EPI接口的8M SDRAM，芯片MT48LC4M16A2；
☆ 語音處理單元：I2S通信方式，采用TI公司的TLV320AIC23BPW芯片，內置耳機輸出放大器，支持MIC和LINE IN兩種輸入方式，可以在8K到96K的頻率范圍內提供16Bit、20Bit、24Bit和32Bit的采樣，ADC和DAC的輸出信噪比分別可以達到90dB和100dB�；胤拍Ｊ较鹿β蕛H為23mW，省電模式下更是小于15μW；
☆ ETHERNET接口：芯片內部集成以100MHz以太網，網絡接口芯片為HR911105A，HR911105A自帶網絡變壓器；
☆ USB接口：芯片內部集成了USB控制器，支持HOST、DEVICE以及OTG三種模式，USB2.0傳輸協議；
☆ UART接口：芯片SP3232EEN；
☆ CAN總線接口：芯片內部集成CAN控制器，只需外接電平轉換芯片，電平轉換芯片為SN65HVD1050D；
☆ E-WS總線接口：六組�？赏瑫r擴展三個ZIGBEE模塊和三個傳感器模塊；
☆ QVGA LCD液晶顯示單元：3.5寸26萬色320*240TFT液晶，帶4線電阻觸摸屏；
☆ 鍵盤和LED數碼管顯示電路（HD7279）；
☆ WIFI模塊擴展單元：可擴展WIFI模塊；串行通訊方式；
☆ 板載18B20溫度傳感器：精度0.5℃；
四、開設的實驗項目：
1、LM3S811硬件實驗
l LM3S811 IO實驗
l LM3S811串口實驗
l LM3S811 ADC實驗
l LM3S811 I2C實驗
l LM3S811 SPI實驗
l LM3S811 CC2420/2520接口實驗
2、LM3S9B96硬件實驗
l LM3S9B96 IO實驗
l LM3S9B96中斷實驗
l LM3S9B96定時器實驗
l LM3S9B96看門狗實驗
l LM3S9B96液晶顯示類實驗
l LM3S9B96串口實驗
l LM3S9B96的I2S類實驗
l LM3S9B96的USB類實驗
l LM3S9B96的以太網類實驗
l LM3S9B96的圖形顯示類實驗
l LM3S9B96的SD卡實驗
l LM3S9B96的UDMA卡實驗
l LM3S9B96的bitband實驗
l LM3S9B96與CC2420/2520接口實驗
l LM3S9B96的WIFI模塊模塊
3、ZigBee組網實驗
l 物理層PHY編程實驗
l 介質訪問層MAC編程實驗
l 網絡層編程實驗
l 應用層之支持子層框架編程實驗
l 應用層之服務編程實驗
4、上位機實驗
l 編程環境搭建實驗
l 界面編寫實驗
l 通訊接口程序編寫實驗
5、ZigBee組網綜合實驗
l 溫度采集實驗
l 濕度采集實驗
l 可燃氣體濃度采集實驗
l 煙霧濃度采集采集
l CO2濃度采集實驗
l 氧濃度采集實驗
l 光照度采集實驗
l 紅外測溫實驗
l 紅外線防盜信號采集實驗*
l 加速度采集實驗
l 電源電壓檢測實驗
l RFID身份識別實驗*
l 遠程無線抄表實驗*
五、系統特點：
1、外設模塊獨立，所有的外設模塊都由跳線帽短接來選擇；方便二次開發進行課程設計、畢業設計。
2、硬件資源豐富：系統提供豐富的外設電路，包括按鍵和LED燈、AD信號輸入、QVGA LCD、UART接口、傳感器接口、SD卡、SPI串行flash、外擴SDRAM、USB
OTG接口、以太網接口，CAN總線接口、WIFI模塊、8位LED數碼管顯示、4x2掃描鍵盤等。
3、例程序豐富：包括簡單的IO、定時器、串口、以及復雜的USB、以太網、數碼管顯示、鍵盤掃描、WIFI數據傳輸等實驗；
4、zigbee收發與組網：外擴傳感器模塊跟zigbee模塊可以實現數據的采集及zigbee組網傳輸；
5、系統自帶協調器和兩個采集節點，單個系統即可完成星型組網方案。
6、資料豐富詳盡：實驗指導書敘述詳盡，開發資料全面，軟件免費升級。提供開放的ZigBee協議棧源碼以及相關的軟、硬件學習速查資料，使用戶以最短的時間，掌握Cortex-M3的核心技術。
六、系統配置：
表1:實驗箱配置
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設備名稱 |
型號或說明 |
備注 |
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物聯網綜合實驗實訓系統 |
EL-IOT-II |
系統自帶ZIGBEE模塊3個,含M3-LINK 1個 傳感器模塊選配，底板可同時支持3個傳感器模塊 |
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仿真器 |
M3-LINK |
和協調器CPU，采集節點CPU配套使用 |
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擴展模塊系列 |
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參見下表 |
表2：物聯網產品擴展模塊
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物聯網模塊系列參數 |
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名稱 |
型號 |
備注 |
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ZIGBEE采集節點模塊 |
EL-IOTM |
含ZIGBE模塊，采用TI公司的CC2420芯片。頻率為2.4GHz ；主控CPU為TI公司的 LM3S811，最大主頻50M；板載資源含RS232接口、USB接口、JTAG接口、蜂鳴器、兩組E-WS總線接口 （一組擴展ZIGBEE模塊，一組擴展傳感器模塊）、三個按鍵、可擴展傳感器模塊，鋰電池供電 ；
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WIFI模塊 |
E-WS-WIFI |
采用WIZ610wi開發模塊，內含802.11b/g無線網絡，支持Access Point，Client，Gateway工作模式，以太網到無線的橋梁，具有64/128 bit WEP、WPA、WPA2安全的加密技術，具有MII、UART、GPIO、U.FL（WLAN）接口，支持串口到無線的應用，最大25Mbps數據流，符合RoHS標準； 與EL-IOT-II配套使用 |
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溫濕度傳感器模塊 |
E-WS-TH |
1、芯片SHT11，內部集成了可配置的14位A/D轉換器，可以配置成8位或者是12位模式 2、濕度分辨率：0.03%RH（0-100%RH范圍） 3、溫度分辨率：0.01℃（-40-123.8℃范圍） 4、接口輸出：兩線數字輸出。 與EL-IOTM配套使用 |
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光照度傳感器模塊 |
E-WS-PH |
1、芯片TSL230，將光信號轉換為脈沖輸出，然后由CPU采集脈沖信號 2、靈敏度和滿量程輸出頻率可編程； 3、精度±5% 4、寬電壓供電范圍：2.7-6V，具備掉電功能 與EL-IOTM配套使用 |
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加速度傳感器模塊 |
E-WS-AC |
1、芯片MMA7260Q，該芯片可以檢測X、Y、Z三個方向的加速度值，可以實現三維的測量 2、靈敏度可編程，有4種模式：1.5g、2g、4g、6g 3、低電流，正常模式為：500uA；睡眠模式為：3uA 與EL-IOTM配套使用 |
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可燃氣體傳感器模塊 |
E-WS-GAS |
1、芯片MQ-2，可以檢測多種氣體的濃度，例如：氫氣、甲烷、液化氣和丙烷、一氧化碳、煙霧等 2、測量范圍：100-10000ppm 與EL-IOTM配套使用 |
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煙霧傳感器模塊 （硬件與可燃氣體傳感器模塊相同，只是程序不同） |
E-WS-GAS |
1、芯片MQ-2，可以檢測多種氣體的濃度，例如：氫氣、甲烷、液化氣和丙烷、一氧化碳、煙霧等 2、測量范圍：100-10000ppm 與EL-IOTM配套使用 |
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紅外測溫模塊 |
E-WS-IT |
1、芯片MLX90614ESF-BAA，該芯片內部集成了一個17位的AD轉換器，采用紅外測溫的方式來測量被測物體的溫度，測量距離為10cm左右， 2、測量范圍：-40-85℃ 3、分辨率0.02℃ 4、接口輸出：I2C接口 與EL-IOTM配套使用 |
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濕敏電阻傳感器模塊 |
E-WS-HR |
1、芯片HR202 2、測量范圍：20-95%RH 3、分辨率：5%RH 與EL-IOTM配套使用 |
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氧氣傳感器模塊 |
E-WS-O2 |
1、芯片O2-A2，該芯片的工作原理是傳感器遇到氧氣后經過化學反應長生電流 2、使用壽命為兩年 3、測量范圍：0-21% 4、分辨率：1% 與EL-IOTM配套使用 |
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二氧化碳傳感器模塊 |
E-WS-CO2 |
1、芯片TGS4161，該芯片是電化學傳感器，根據輸出電壓的變化來測量二氧化碳的濃度 2、測量范圍：350-5000ppm 3、分辨率：50ppm 與EL-IOTM配套使用 |
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紅外防盜模塊 |
E-WS-IM |
1、模塊采用Z8FS040XSB20EG+SDA02-54熱釋電紅外傳感器+透鏡的形式組成，程序里面包含了算法，以提高報警的范圍。 2、可以安裝到墻上或這是天花板上。 3、安裝到墻上的測量范圍：角度：180°，最大距離9m； 4、安裝到天花板上的測量范圍：角度：180°距離3.7m； 與EL-IOTM配套使用 |
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125KHZ RFID模塊 |
EL-IOTM-RFID-125KHz |
該模塊由讀卡模塊、RFID卡以及底板組成，底板上自帶zigbee模塊，主要實現卡號的接收與無線發送,ZIGBE模塊采用TI公司的CC2420芯片。頻率為2.4GHz ；主控CPU為TI公司的 LM3S811，最大主頻50M；板載資源含RS232接口、USB接口、JTAG接口、蜂鳴器、兩組E-WS總線接口 （一組擴展ZIGBEE模塊，一組擴展傳感器模塊）、三個按鍵、可擴展傳感器模塊，鋰電池供電
；讀卡模塊的頻率為125KHz，讀卡距離為：3-5cm。 |
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13.56MHZ RFID模塊 |
E-WS-RFID-13.56MHz |
1、芯片為FM1702,支持ISO14443 typeA typeB 15693 協議，包含512byte 的EEPROM，包含64byte 的FIFO，支持MIFARE 和SH 標準的加密算法 2、頻率為13.56MHz 3、讀卡距離為1-10cm 4、包含卡片一張 必須與EL-IOTM模塊配套使用。 |
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2.45GHZ RFID模塊 |
NRF24L01 |
1、芯片為NRF24L01頻率為：2.45G，可以實現點對點以及點對多點的傳輸 2、傳輸距離為：10m左右（空曠地） 3、125個信號通道 4、接口方式：SPI（傳輸速率為0-10Mbps） 5、寬電壓范圍：1.9-3.6V 必須與EL-IOTM模塊配套使用。 |
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900 MHZ RFID模塊 |
E-WS-RFID-900MHz |
該模塊由讀卡模塊、RFID卡以及底板組成，底板上自帶zigbee模塊，主要實現卡號的接收與無線發送,ZIGBE模塊采用TI公司的CC2420芯片。頻率為2.4GHz ；主控CPU為TI公司的 LM3S811，最大主頻50M；板載資源含RS232接口、USB接口、JTAG接口、蜂鳴器、兩組E-WS總線接口 （一組擴展ZIGBEE模塊，一組擴展傳感器模塊）、三個按鍵、可擴展傳感器模塊，外部電源供電
；讀卡模塊的頻率為900MHz，讀卡距離為：20cm左右。 |
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電表模塊 |
E-WS-EMC |
1、該模塊采用的芯片為：ADE7755。 2、工作電壓：AC220V，50Hz 3、額定電流：5A 4、精度：0.01° 必須與EL-IOTM模塊配套使用。 |
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水(氣)表模塊 |
EL-IOTM-WGM |
1、該模塊主控CPU為TI公司的 LM3S811和MSP430FW427， 2、LM3S811最大主頻50M，模塊資源含RS232接口、USB接口、JTAG接口、蜂鳴器、ZigBee模塊、三個按鍵、一個8段液晶、IC卡座（含IC卡）以及水氣表實物模型。 3、模塊上的MSP430FW427主要負責采集數據，LM3S811和zigbee負責數據的發送，模塊上的IC卡可以實現購買水或者是煤氣的功能。 4、通信方式：LM3S811和MSP430FW427采用串口通信方式 5、分辨率：0.1 |
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物聯網實物控制模型 |
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名稱 |
型號 |
備注 |
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物聯網電動窗簾模型 |
E-WS-EC |
1.該模塊通過zigbee接收協調器發來的控制信號，控制窗簾馬達實現相應的動作，完成窗簾的開、關、停止動作 2.功率為45W，移動距離為20cm/s，扭矩0.8Nm，承重50Kg 3. 與EL-IOTM模塊配套使用。 |
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物聯網燈光控制模型 |
E-WS-LAMP |
該模塊通過zigbee接收協調器發來的控制信號，控制燈的亮滅。實物燈為普通家用電燈。 |
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物聯網風扇控制模型 |
E-WS-FAN |
該模塊通過zigbee接收協調器發來的控制信號，控制風扇的啟動或停止。實物風扇為家用風扇。 |
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物聯網濕度控制模型 |
E-WS-HC |
該模塊通過zigbee接收協調器發來的控制信號，控制實物加濕器的啟動或停止。 |
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物聯網門鎖控制模型 |
E-WS-DL |
該模塊通過zigbee接收協調器發來的控制信號，控制門鎖的開鎖和解鎖。實物電磁門鎖，不銹鋼材質，控制電壓為12V，啟動電流900mA,工作電流100mA。 與EL-IOTM模塊配套使用。 |
七、其他參數：
外型尺寸（mm）：385x300
工作電壓： 220v ± 10%，50Hz ± 1Hz
