TYWLW-2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)平臺
一、設(shè)備簡介：
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)平臺適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室建設(shè)，采用模塊化的設(shè)計模式，根據(jù)實際需求選配各種模塊組建具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)室，與實際應(yīng)用緊密結(jié)合，覆蓋物聯(lián)網(wǎng)三個層面的主要技術(shù)，包括傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)，無線傳感網(wǎng)、WiFi、RJ45網(wǎng)絡(luò)等各種通信組網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)、以及各種應(yīng)用系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)：
1.操作臺采用側(cè)板與底板設(shè)計，為學(xué)生提供方便操作環(huán)境。對于操作臺上的所有元器件，均提供便利的接插口，便于操作。
2.模塊化的產(chǎn)品：ZigBee、RJ45網(wǎng)絡(luò)、WiFi、RFID等系列產(chǎn)品
3.基礎(chǔ)控制區(qū)：結(jié)合多種模塊，實現(xiàn)溫度、濕度、光照度、氣體等多種傳感數(shù)據(jù)采集與控制實驗
4.提供智能家居模擬應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)實驗室物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室
5.提供溫室大棚模擬應(yīng)用
6.提供智能貨架管理，對模塊產(chǎn)品進(jìn)行管理
7.提供源代碼程序，和開發(fā)案例
硬件資源:
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名稱
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參數(shù)與功能
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規(guī)格尺寸
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1600mm×800mm×1800mm
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產(chǎn)品模塊
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igBee套件：包含協(xié)調(diào)器、路由器、參考節(jié)點(diǎn)、定位節(jié)點(diǎn)、傳感控制節(jié)點(diǎn)
WiFi套件RFID讀寫器與標(biāo)簽：低頻、高頻、超高頻
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基礎(chǔ)控制區(qū)
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提供多種傳感器輸入模塊：溫濕度傳感器、光敏傳感器、干簧管/緊急按鍵、煙霧探測傳感器、人體感應(yīng)傳感器等
提供多種輸出控制設(shè)備：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、LED燈模塊、數(shù)碼管模塊、繼電器輸出等
提供多種接插座與接插線纜
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智能家居模擬應(yīng)用區(qū)
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提供ZigBee套件和GPRSModem，結(jié)合多種傳感器和輸出控制設(shè)備，實現(xiàn)對家居環(huán)境監(jiān)測、家電控制、安防監(jiān)測，以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
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溫室大棚模擬應(yīng)用區(qū)
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通過ZigBee套件，監(jiān)測土壤溫度和水分，空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度等來獲得作物生長的最佳條件，通過自動調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、土壤環(huán)境，實現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
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智能貨架區(qū)
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利用RFID技術(shù)，通過軟件對產(chǎn)品模塊進(jìn)行管理
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PC機(jī)套件
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19寸LCD顯示器、主機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)，PCI轉(zhuǎn)多串口卡
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電源及配件
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提供5V、9V、12V等電源接口，以及電源適配線纜。
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串口及配件
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通用串行接口擴(kuò)展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜
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基礎(chǔ)控制區(qū)
功能描述
物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺基礎(chǔ)控制區(qū)，集成了多種傳感器和輸出控制設(shè)備，主要包含空氣溫濕度采集、光照度采集、入侵探測、煙霧探測、干簧門磁等傳感器、求助按鍵，以及直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)碼管顯示、LED燈、繼電器輸出控制設(shè)備等，學(xué)生利用ZigBee協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點(diǎn)板，WiFi傳感控制節(jié)點(diǎn)板，采用多種無線技術(shù)完成環(huán)境數(shù)據(jù)采集和控制實驗，組網(wǎng)實驗，同時也可以進(jìn)行組合創(chuàng)新實驗。
硬件列表：
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名稱
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功能描述
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溫濕度傳感器模塊
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采集環(huán)境的溫度與濕度
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光敏傳感器模塊
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采集環(huán)境的光照強(qiáng)度
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煙霧探測傳感器模塊
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模擬安防中的煙霧探測
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人體感應(yīng)傳感器
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模擬安防中的入侵檢測
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緊急呼救按鍵
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模塊緊急呼救求助按鈕
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數(shù)碼管模塊
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模塊溫度顯示等
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LED燈模塊
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模擬室內(nèi)照明
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直流電機(jī)
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模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備
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步進(jìn)電機(jī)
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模塊電動窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備
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繼電器輸出（燈）
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模擬環(huán)境加溫設(shè)備
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各功能模塊節(jié)點(diǎn)
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ZigBee：協(xié)調(diào)器、路由器、參考定位節(jié)點(diǎn)、傳感控制節(jié)點(diǎn)、WiFi、傳感控制節(jié)點(diǎn),RFID：RFID低頻、高頻和超高頻讀寫器與標(biāo)簽
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實訓(xùn)內(nèi)容
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傳感控制應(yīng)用實訓(xùn)
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讀取溫度傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
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控制蜂鳴器實驗
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讀取濕度傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
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控制LED實驗
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讀取光照度傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
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控制直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)實驗
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智能家居模擬應(yīng)用區(qū)
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提供ZigBee套件、結(jié)合多種傳感器和輸出控制設(shè)備，實現(xiàn)對家居環(huán)境監(jiān)測、家電控制、安防監(jiān)測，以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
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讀取加速度傳感器數(shù)據(jù)實驗
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控制干簧管，與蜂鳴器報警結(jié)合實驗
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讀取煙霧探測傳感器采集數(shù)據(jù)實驗
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實現(xiàn)緊急求助報警功能，按鈕與蜂鳴器結(jié)合
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控制數(shù)碼管實驗
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RFID應(yīng)用實訓(xùn)
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RFID低頻讀寫實驗
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RFID高頻讀寫實驗
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RFID超高頻讀寫實驗
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無線綜合應(yīng)用實訓(xùn)
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ZigBee多種組網(wǎng)實訓(xùn)
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ZigBee傳感采集控制綜合實訓(xùn)
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WiFi綜合實訓(xùn)
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RFID綜合實訓(xùn)
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智能家居模擬應(yīng)用
功能描述
物聯(lián)網(wǎng)智能家居模擬應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、智能家電自動控制、安防系統(tǒng)與報警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。通過ZigBee協(xié)調(diào)器和傳感控制節(jié)點(diǎn)組成無線網(wǎng)絡(luò)，采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度，實現(xiàn)燃?xì)馀c煙霧探測、入侵探測、門窗防撬，緊急求助報警等功能，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，對模擬的家電設(shè)備進(jìn)行控制功能。
硬件列表
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名稱
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功能描述
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數(shù)量
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溫濕度傳感器模塊
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采集環(huán)境的溫度與濕度
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1
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光敏傳感器模塊
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采集環(huán)境的光線強(qiáng)度
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1
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煙霧探測傳感器模塊
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用于安防中的煙霧探測
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1
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燃?xì)馓綔y傳感器模塊
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用于安防中的燃?xì)馓綔y
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1
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人體感應(yīng)傳感器模塊
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模擬安防中的入侵檢測
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1
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干簧門磁
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模擬安防中的門窗防撬
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1
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緊急呼救按鍵
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模塊緊急呼救求助按鈕
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1
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數(shù)碼管模塊
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2位數(shù)碼管，模擬空調(diào)溫度設(shè)定
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1
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LED燈模塊
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一組四只LED燈，模擬室內(nèi)照明
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1
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直流電機(jī)
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模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備
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1
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步進(jìn)電機(jī)
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模塊電動窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備
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1
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ZigBee協(xié)調(diào)器
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組建ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，將傳感控制節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行處理。
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1
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ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn)
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利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)采集多種傳感數(shù)據(jù)，并進(jìn)行輸出控制。
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3
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網(wǎng)絡(luò)攝像頭
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采集捕捉視頻圖像，遠(yuǎn)程實時動態(tài)攝像監(jiān)控，可遠(yuǎn)程通過手機(jī)、電腦實時動態(tài)監(jiān)控家中的情況
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1
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PC服務(wù)器
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提供智能家居演示系統(tǒng)軟件界面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理與控制、進(jìn)行視頻捕捉與監(jiān)控。
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1
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實訓(xùn)內(nèi)容
監(jiān)測家居環(huán)境溫度和濕度，并自動打開空調(diào)風(fēng)扇等設(shè)備。
監(jiān)測家居環(huán)境光照度，并自動實現(xiàn)燈光照明設(shè)備的開啟與關(guān)閉。
進(jìn)行煙霧和燃?xì)馓綔y，當(dāng)發(fā)生異常情況時，可通過聲音或手機(jī)短信等多種方式報警。
當(dāng)按下緊急求助按鈕時，啟動報警。
當(dāng)檢測有人入侵時，或門窗被撬時，啟動報警，同時開啟網(wǎng)絡(luò)攝像頭捕捉視頻圖像，可在遠(yuǎn)和通過手機(jī)和電腦進(jìn)行查看。
通過智能家居演示系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制。
通過無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)家居環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。
溫室大棚模擬應(yīng)用
功能描述
采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可定時采集空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度，土壤溫度和水分等，來獲得作物生長的最佳條件，通過自動調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、實現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)將環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，并以圖表方式顯示給用戶，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，可利用軟件網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對溫室設(shè)備（溫、光、氣、水等）的自動控制。
也可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)短信遠(yuǎn)程監(jiān)測環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。
硬件列表
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名稱
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功能描述
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數(shù)量
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溫濕度傳感器模塊
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采集溫室環(huán)境的空氣溫度與濕度
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1
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光敏傳感器模塊
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采集溫室環(huán)境的光照強(qiáng)度
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1
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CO2傳感器模塊
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監(jiān)測溫室環(huán)境空氣中的CO2濃度
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1
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LED燈模塊
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一組四只LED燈，模擬溫室大棚內(nèi)環(huán)境加溫
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1
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直流電機(jī)
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模擬溫室大棚內(nèi)風(fēng)機(jī)/換氣設(shè)備
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1
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繼電器輸出（燈）
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模擬溫室大棚內(nèi)補(bǔ)光燈
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1
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緊急呼救按鍵
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模塊緊急呼救求助按鈕
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1
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電磁閥水閥
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模擬開閘放水，實現(xiàn)對土壤微噴灌溉
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1
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ZigBee協(xié)調(diào)器
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組建ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，將傳感控制節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行處理。
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1
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ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn)
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利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)采集多種傳感數(shù)據(jù)，并進(jìn)行輸出控制。
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1
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PC服務(wù)器
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提供溫室大棚演示系統(tǒng)軟件界面，實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集處理與控制。
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1
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網(wǎng)絡(luò)攝像頭
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采集捕捉視頻圖像，遠(yuǎn)程實時動態(tài)攝像監(jiān)控，可遠(yuǎn)程通過手機(jī)、電腦實時動態(tài)監(jiān)控溫室情況
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3
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實訓(xùn)內(nèi)容
1監(jiān)測溫室空氣的溫度和濕度，并自動開啟加溫或風(fēng)機(jī)/換氣設(shè)備
2監(jiān)測溫室光照度，當(dāng)光照度不夠時，自動開啟補(bǔ)光設(shè)備
3監(jiān)測土壤溫度和水分，當(dāng)土壤缺少水分時，自動開閘放水
4網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控，實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境的圖像監(jiān)控以及生長圖像的實時采集，
便于遠(yuǎn)程診指導(dǎo)。
5當(dāng)溫室環(huán)境發(fā)生異常情況時，可通過聲音或手機(jī)短信等多種方式報警
6通過溫室大棚演示系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制
7通過無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。
智能貨架
功能描述
物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)操作臺包含了一個RFID智能貨架，它由RFID高頻讀寫器、天線多路器和若干平板天線構(gòu)成，貨架內(nèi)嵌的平板天線采用水平方式放置，平放于每層貨架的底部，每層貨架放置一組數(shù)碼管輸出，用于顯示當(dāng)前該層貨架商品的數(shù)量。
將基礎(chǔ)實驗中使用的每個設(shè)備當(dāng)作貨品，在其底部貼上電子標(biāo)簽（寫入貨品信息），平放于貨架的天線上，保證能夠讀取到貨品信息。使用時要領(lǐng)用和歸還。
硬件設(shè)備
物聯(lián)網(wǎng)實驗室物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室每層貨架并列擺放四個平板天線，每個貨架有四層，共需要內(nèi)嵌16個平板天線。每個貨架配置一個高頻讀寫器以及一臺多路器，讀寫器信號分配到多路器上，再連接到16個平板天線上。智能貨架主要設(shè)備具體如下：
1個RFID高頻讀寫器（貨架專用）
1個天線多路器
16個平板天線（貨架專用）
4組2位數(shù)碼管輸出顯示
貨架貨品：
ZigBee設(shè)備：協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點(diǎn)、定位節(jié)點(diǎn)
無線設(shè)備：GPRS傳感控制節(jié)點(diǎn)、WiFi傳感控制節(jié)點(diǎn)、藍(lán)牙傳感控制節(jié)點(diǎn)
RFID設(shè)備：RFID低頻讀寫器、RFID高頻讀寫器、RFID超高頻讀寫器
軟件功能
貨品RFID標(biāo)簽：為每個貨品寫入RFID標(biāo)簽信息：貨品編號、名稱、位置等
貨品上架管理：當(dāng)貨品上架時，將自動更新該層貨架數(shù)碼管數(shù)量顯示
貨品領(lǐng)用管理：實驗前必須要求學(xué)生領(lǐng)用設(shè)備，否則將會報警，貨品數(shù)量也會自動更新
貨品歸還管理：當(dāng)完成實驗后，學(xué)生要?dú)w還設(shè)備。
