物联网实验平台(FSIOT_A)

物联网、Android移动互联最佳组合的实验箱

平台特色

1、Atmel物联网解决方案
2、功能强大的Linux、Android《智能家居演示项目》

产品简介

物联网实验平台(FSIOT_A)

FSIOT_A物联网实验箱专为高校物联网、嵌入式及3G android教学设计。系统包含物联网部分及Android开源平板两大部分。系统包含了大量的物联网及Android实验,已经应用于华清远见的Android及物联网职业培训课程。
物联网部分采用的是Atmel公司先进的基于Cortex-M3内核的SAM3S4B与SAM3X8E处理器设计而成,提供了一套完整的物联网解决方案。此开发平台主要由6个重要组成部分:传感单元、网关板单元、本地交互控制单元、执行单元、ZigBee转红外网关单元、开源Android平板单元。
《智能家居》项目界面

7寸带触摸工业串口屏

7寸Android开源平板电脑
平台功能
开发平台中,各个单元担当着不同的角色。传感单元完成家居内部的信息实时采集,主板控制单元接收来自传感单元的信息并进行数据的处理,执行单元接收上层发送而来的命令并执行相应操作,交互控制单元根据主板处理的结果做以相关体现。
1 传感单元
所谓传感单元,就是将多个传感器集成在一个开发平台上,形成对外界的感知能力。在传感单元FS_SENSOR上,负载有以下几种传感器:
1、 温度传感器;
2、 湿度传感器;
3、 烟雾传感器;
4、 磁门传感器;
5、 三轴加速度传感器;
6、 光敏传感器。
另外板上载有A/D采集器、多个按键可用于进行A/D实验、按键中断实验。
FS_SENSOR的MCU采用的是Atmel公司的基于Cortex-M3的SAM3S4B处理器。板上载有AT91RF231收发器,组了ZigBee收发单元。
传感单元实现了以下几项功能:
1、 搜索ZigBee无线网络;
2、 加入ZigBee网络;
3、 采集各种传感器的信息;
4、 通过ZigBee无线网络将传感信息发送到上层处理单元。
2 网关板单元
在开发平台中,主板FS_GATEWAY作为网关存在,处理器采用基于Cortex-M3的SAM3X8E处理器。首先介绍一下板级资源:
1、 ZigBee收发单元;
2、 RFID射频模块;
3、 GPRS收发模块;
4、 Wi-Fi无线模块;
5、 Ethernet网口。
另外,板上有RTC时钟模块,可用于进行RTC时钟的读取与设置。
FS_GATEWAY主要完成以下功能:
(1)利用ZigBee模块创建ZigBee无线网络;
(2)RFID模块进行对主人身份的识别;
(3)Wi-Fi模块与Android智能手机建立网络连接。Wi-Fi接收手机的命令并执行操作,手机接收Wi-Fi上传的信息进行显示;
(4)GPRS/GPS二合一模块完成向用户的报警操作;
(5)Ethernet网口提供远程交互的接口。
3 本地交互控制单元
(1) 接收主板的处理信息并进行相关体现;
(2)向主板发送控制命令。
4 执行单元
FS_EXCUTE执行单元上有以下几个模块:
(1)ZigBee模块;
(2)ISD1760语音模块;
(3)7段数码管;
(4)PWM风扇;
(5)蜂鸣器。
FS_EXCUTE完成以下的操作:
A、搜索ZigBee网络;
B、加入ZigBee网络;
C、接收主板命令控制语音模块;
D、接收主板命令控制7段数码管;
E、接收主板命令控制PWM风扇;
F、接收主板命令控制蜂鸣器。
5 ZigBee转红外网关单元
通过解析ZigBee发出来的指令,转换为对应的红外码,再发送给要控制的红外设备。从而可以实现控制实际的家电设备。本单元具有红外学习功能,可以学习所有常见红外遥控器,从而实现对这些电器的控制。
6 Android开源平板单元
可以通过Wi-Fi和主网关通信,实现和主网关之间的信息交互。Android开源平板采用了Cortex-A8处理器,8GB 超大Flash,512M DDR3内存,运行Android4.0系统。开放所有硬件原理图和源代码。并提供丰富的Linux、Android底层及应用实验。

设计思路

设计一款满足移动互联网、物联网的教学实验箱,具体如下:
硬件设计方面 包含本地网关、传感单元、执行单元、移动终端网关、ZigBee转红外网关
软件实验方面 提供系统的ARM裸机实验、Linux驱动、Android底层、Android应用实验。
软件项目方面 多个Linux、Android综合项目。提供源码及项目设计文档。

配套教材

物联网应用开发详解 Android应用程序开发与典型案例
  • 硬件资源
  • 软件资源
  • 包装清单
功能部件 型号参数
传感单元 CPU SAM3S4B(Cortex-M3)
温度传感器  
湿度传感器  
磁力传感器  
烟雾传感器  
光照传感器  
三轴加速度传感器  
锂电池供电系统  
ZigBee模块  
操作系统 无操作系统,C裸机编程
执行单元 CPU SAM3S4B(Cortex-M3)
可调速风扇  
可以录放的语音模块  
蜂鸣器  
数码管  
锂电池供电系统  
ZigBee模块  
操作系统 无操作系统,C裸机编程
网关单元 CPU SAM3X8E(Cortex-M3)
GPRS/GPS二合一模块  
Wi-Fi模块  
ZigBee模块  
RFID模块  
操作系统 uc/OS-II
本地人机交互单元 7寸串口带触摸液晶屏  
开源平板电脑 CPU ARM Cortex A8
主频:1.2G
3D加速,VPU:1080P硬解码
内存 512MB DDR3
NAND FLASH 8GB(8G字节)
LCD 7英寸,TFT LCD800X480
触摸屏 5点电容屏
Wi-Fi 802.11b/g/n无线局域网
3G 支持WCDMA上网功能
以太网接口 配置usb转以太网口
方向感应器 3轴重力传感器
摄像头 前置30万
配置锂电池 3.7V/2000mA可充电电池,续航时间: 4-8小时
LED灯、按键等其它外设  
操作系统 Linux3.0 Android4.0
一、系统软件资源
类别 功能特性 描述
Bootloader部分 Uboot 支持Fastboot下载
支持NandFlash烧写
Linux内核部分 内核版本 Linux-3.0
LCD显示驱动 7寸800*480屏显示驱动
触摸屏 5点电容屏驱动
MFC 多媒体编解码驱动
FIMC FIMC驱动
2D 2D加速驱动
3D 3D加速驱动
SPI SPI驱动
I2C I2C驱动
电源管理 电源管理驱动
串口 串口驱动
Camera 内置摄像头驱动
NandFlash 8GB NandFlash驱动
USB OTG USB OTG 驱动
Audio 音频驱动
Ethernet USB转Ethernet驱动
SD接口 SD卡驱动
重力传感器 重力传感器驱动
按键 按键中断驱动
3G模块 3G模块驱动
GPRS/GPS模块 GPRS/GPS模块驱动
蓝牙模块 蓝牙驱动
Android部分` Android4.04 串口测试程序
LED测试程序
GPRS拨打电话程序
GPS定位程序
重力感应程序
蓝牙通讯程序
摄像头程序
多媒体播放程序
……
二、实验及项目资源
2.1 Linux系统部分
实验类别 实验名称
Linux系统部分 1、Linux常用命令及vi, gdb的使用实验
2、Linux系统shell程序设计实验
3、Linux系统GCC编译器的使用实验
4、Linux系统GDB调试工具使用实验
5、Linux系统Makefile编写实验
6、Linux系统标准I/O实验
7、Linux系统文件目录操作编程实验
8、Linux系统文件信息的遍历实验
9、Linux系统fork等系统调用实验
10、fork等函数编写执行命令实验
11、Linux系统守护进程实验
12、Linux系统无名管道通信实验
13、Linux系统有名管道通信实验
14、Linux系统信号机制实验
15、Linux系统信号量实验
16、Linux系统共享内存通信实验
17、Linux系统TCP网络协议编程实验
18、Linux系统UDP网络协议编程实验
19、Linux系统select I/O复用实验
20、Linux系统消息队列实验
21、Linux系统多线程实验
22、Linux串口通信实验
23、GPRS通话、短信实验
24、GPS数据接收实验
25、ZigBee无线通信实验
2.2 Linux驱动实验
实验类别 实验名称
Linux驱动实验 1、简单字符设备驱动实验
2、pipe实验
3、poll实验
4、异步通知实验
5、秒表字符设备
6、tasklet实验
7、工作队列实验
8、利用udev、sys动态创建设备结点
9、按键驱动实验
10、电容屏驱动实验
11、传感器实验
2.3 Android底层开发实验
实验类别 实验名称
Android底层开发实验 1、Android4.0环境配置实验
2、Android文件系统制作实验
3、Android4.0镜像烧写实验
4、Android4.0编译实验
5、Android UART通讯实验
6、Android HAL LED点灯实验
7、Android 重力感应实验
8、蓝牙通信实验
9、Android下GPRS电话、短信实验
10、Android下GPS定位实验
2.4 Android应用开发实验
实验类别 实验名称(总数不少于100个,包含以下类别)
Android应用开发 1、界面编程
2、线程进程
3、数据存取
4、图形图像设计
5、事件处理
6、多媒体开发
7、传感器编程和桌面组件
8、网络编程
9、Android应用程序国际化
10、Google服务
11、Android游戏编程基础
12、Android NDK编程
2.5 Cortex-M3物联网部分的实验
实验类别 实验名称
Cortex-M3物联网部分 1、7寸工业触摸屏开发实验
2、语音实验
3、烟雾报警实验
4、光敏实验
5、门磁传感器实验
6、三轴加速度
7、温湿度实验
8、PWM(风机控制)实验
9、数码管实验
10、蜂鸣器实验
11、红外学习模块控制实验
12、ZigBee通讯实验
13、Wi-Fi无线网络实验
14、GPRS无线网络实验
标配出货清单 模块 规格型号 数量
本地网关板 FS_GateWay 1套
传感板 FS_Sensor 1套
执行板 FS_Exec 1套
ZigBee转红外网关 FS_Irda 1套
电源适配器 DC5V DC12V各一个 2个
开源平板电脑 FSPAD_702 1个
串口线 交叉 1根
网线 交叉 1根
3G模块 支持WCDMA上网 1个
摄像头 300万像素 1个
网线 交叉 1根
USB下载线 Mini口 1根
网盘 《环境网盘》
《FSPAD_702源码及工具网盘》
《FSIOT_A源码及工具网盘》
共3张
图书 《物联网应用开发详解》 1本