物联网样板间建设方案样本.doc

XXXX物联网实验室
设计方案

目 录
1. 方案背景 3
2. 建设目的 3
3. 方案特色 4
4. 总体设计 5
4.1. 实验室平面布置设计图 5
4.2. 各系统区域和重要功能 5
5. 物联网智能家居系统 7
5.1. 系统设计 7
5.2. 系统功能 7
5.3. 设备清单 10
5.4. 实训内容 13
6. 物联网环境监测系统 15
6.1. 系统设计 15
6.2. 功能设计 16
6.3. 设备清单 17
6.4. 实训内容 24
7. 物联网智能农业大棚管理系统 25
7.1. 系统设计 25
7.2. 功能设计 28
7.3. 设备清单 29
7.4. 实训内容 33
8. 物联网智能交通系统 34
8.1. 概述 34
8.2. 系统设计 34
8.3. 功能设计 37
8.4. 设备清单 37
8.5. 实验教学内容 39
9. 物联网人员定位系统 40
1.1. 概述 40
1.2. 系统设计 40
1.3. 功能设计 42
1.4. 设备清单 43
1.5. 实验内容 45
10. 重要产品简介 46

1. 方案背景
物联网是通过信息传感设备，按商定合同实现人与人、人与物、物与物全面互联网络，其重要特性是通过射频辨认、传感器等方式获取物理世界各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析解决，从而提高对物质世界感知能力，实现智能化决策和控制。
物联网技术和产业发展将引起新一轮信息技术革命和产业革命，是信息产业领域将来竞争制高点和产业升级核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富，其中涵盖了大量既有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可以应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有领域。
年8月7日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时刊登重要发言：提出了“在激烈国际竞争中，迅速建立中华人民共和国‘传感信息中心’或‘感知中华人民共和国’中心”重要批示；11月3日《让科技引领中华人民共和国可持续发展》发言中，温家宝总理再次提出“要着力突破传感网、物联网核心技术，及早布置后IP 时代有关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会‘发动机’”。两会期间，物联网再次成为热议话题。随着感知中华人民共和国战略启动及逐渐展开，中华人民共和国物联网产业发展面临巨大机遇。
当前，物联网技术还属于一种新兴技术，正在迅速发展。学习与掌握物联网技术理论，发展方向及其行业应用是当前高等教诲核心目的。最新教诲部告知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业有关专业重点，开始勉励各高校申报有关专业。
可以预见，在不久将来，无线传感网络将给咱们生活带来革命性变化。
2. 建设目的
本次物联网实验室拟建设基于物联网技术五大系统：智能家居、环境监测系统、智能农业大棚、智能交通、人员定位系统。
用相应终端设备和传感器将系统中“物”联系起来，有效展示物联网在五大系统中应用，系统具备开放性，可移植性，展示性，同步便于二次开发。系统信息展示除在个系统中配备有关显示屏外，并且可以通过网络与电工电子教学实验中心大厅LED全彩大屏相连，将有关信息在中心大屏上发布和监控。
3. 方案特色
l 系统性：方案设计是在详细分析物联网应用系统架构基本上，系统性地覆盖传感层、接入层、网络层、应用层等各个层次主流技术，为顾客提供完整物联网工程专业实验实训解决方案。
同步，整个实验室设备可连接为一种局域网络并可接入到校园网，配以功能强大实验室管理系统，可以跟踪管理学生实验时间、实验内容、实验成果，为教学效果分析提供及时并详细可靠数据来源。
l 模块化：采用模块化设计模式，可以依照实际需求选配各种模块组建实训环境，具备很强灵活性并易于扩展。
l 易操作：采用一体化操作台，集成监控屏幕、传感器、执行器件、跳线、开关、监控仪表、串口插槽等；并采用可视化监控软件，界面和谐，操作简便。
l 真正“透明”教学：通过直观和形象应用场景，使学生可以直接体会物联网应用场景；开放产品设计软硬件资源，同步配套详细教学实验文档，让学生以工程开发形式学习原理知识，融会贯通各个学科知识，达到真正学以致用。

4. 总体设计
4.1. 实验室平面布置设计图

4.2. 各系统区域和重要功能
如上图所示，实训室共分为如下几种区域，各自功能如下：
1. 智能家居系统
智能家居系统功能展示与实验系统，涉及家电控制、环境监控、灯光控制、窗帘控制、安防、社区呼喊管理、远程监控等内容。
2. 农业大棚系统
智能农业温室大棚，采用物联网技术实现对大棚内环境温湿度、土壤温湿度、光照、CO2浓度等监控以及照明、灌溉、通风等控制，可用于教学、实验和展示等。
3. 智能交通系统
模仿智能交通，实现车位监控、停车场引导、收费、道路流量监控等，实现有关内容展示和实验教学。
4. 环境监测系统：
在实验室中，放置环境监测系统服务器以及显示大屏幕，在教室底部靠窗处放置一种42寸屏幕，并放置一台服务器用于管理和配备系统数据。
5. 走道及人员定位系统：
在实验室中间有一条1.3米走道，在实验室四周放置4个ZIGBEE定位参照节点，用于实验室内人员定位，同步在实验室外一种宽约3米，长约25米走廊上布置人员定位系统。

5. 物联网智能家居系统
5.1. 系统设计
智能家居系统是物联网技术在家庭自动化方面典型应用，涉及智能环境监测、智能家电控制、灯光控制、窗帘控制、智能安防、远程监控等几种某些，系统构造拓扑图如下：

5.2. 系统功能
1. 安防系统
对人身安全、财产安全等进行实时监控，发生入室盗窃、火灾、煤气泄漏和紧急求助等状况时自动拨打顾客设定电话，及时播报险情。
l 数字智能网关可以外接各种安防探测器（如红外、门磁）；
l 如果发生警情，报警信息通过社区局域网络，发送给社区管理中心监控主机，同步自家电话报警系统会将报警信息发送给业主或有关负责人；
l 顾客同步可以设定报警自动抓拍功能，同步把抓拍照片通过电子邮件发送给顾客；
l 在发生报警时智能网关将通过文字和声音提示顾客哪里发生报警；
l 当您外出时，家中如有访客，可以通过留影留言功能让您理解访客状况。
2. 环境监控
室内温湿度监测及控制、室内有害气体泄漏监测及控制、室内光亮度监测及控制、雨滴监测及控制、室内空气监测及控制等。
3. 监视系统
互联网远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控家中状况。
4. 门禁系统
门口机和室内机之间可实现可视对讲，门禁系统和ZigBee模块进行连接将信息采集到网关，并在手机和PC上将提示灯触发为红色，并提示信息。
5. 智能灯光系统
实现对灯光自动化控制，并可创造任意环境氛围和灯光场景，如家庭影院放映灯光、晚宴灯光、约会灯光、读报灯光，依照外界光线自动调节室内灯光，依照不同步间段自动调节灯光。
l 灯光情景控制模式：通过对智能开关组合学习，可以对家庭单元各个房间定义个性化灯光场景需要。例如：全开全关模式、家庭影院模式、会客模式、会餐模式、夜间模式、起早模式等；
l 联动控制：灯光、电器(空调)、电动窗帘三者控制可以通过情景控制模式联动，如门磁可以设定与灯光、窗帘、电器等设备联动工作。例如：回家开门后，灯光打开、窗帘启动、空调启动等联动工作。
l 定期控制：在设定期间点对家电、灯光、窗帘等带电设备进行控制。如：早上7.30闹钟响起，窗帘缓缓启动，音乐开始播放。
6. 电器控制系统
把所有能控制电器构成一种管理系统，除了可以实现本地对家电控制之外，还可以通过遥控、场景、定期、电话以及互联网远程等各种控制方式实现对电器智能管理与控制。
7. 电动窗帘系统
对窗帘进行智能控制和管理，可以用遥控、定期等各种智能控制方式实现对窗帘开关、停止等控制，以及一键式场景效果实现。
8. 控制模式
1) 手动控制
保存所有灯及电器原有手动开关，不会由于局部智能设备故障，导致不能实现控制。
2) 智能无线遥控
一种遥控器，可对所有灯光、电器及安防设备进行智能遥控和一键式场景控制、实现全宅灯光及电器开关、暂时定期等遥控，各种编址操作，4路一键式情景模式，配合数字网络转发器，实现本地及异地万能遥控。
3) 一键情景控制
一键实现各种情景灯光及电器组合效果，可以用遥控器、智能开关、电脑等实现“外出、在家、就餐、影院”等各种模式。
4) Internet远程监控
通过互联网实现远程监控、操作、维护以及系统备份与系统还原，通过顾客授权，可以实现远程售后服务。无论在世界各地，只要通过INTERNET网都可随时理解家里灯及电器开关状态，涉及远程控制，随时依照需求，更改系统配备、定期管理事件，还可随时修改报警电话号码；
5) 事件定期控制
可以个性化定义各种灯及电器定期开关事件，一种事件管理模块总共可以设立多达87个事件，完全可以将每天、每月、甚至一年各种事件设立进去，充分满足顾客实际需求。可设立早上定期起床模式，晚上自动关窗帘模式，尚有出差模式等。
5.3. 设备清单
名 称
规格
数量
单位
单价
复价
备注
温湿度传感器模块
上海企想BIZ-SM-SHT
1
个
150
150

光敏传感器模块
上海企想BIZ-SM-LS
1
个
36
36

烟雾探测传感器模块
上海企想BIZ-SM-MQ2
1
个
84
84

燃气探测传感器模块
上海企想BIZ-SM-MQ5
1
个
84
84

人体感应传感器模块
上海企想BIZ-SM-OS
1
个
75
75

干黄门磁传感器模块
上海企想BIZ-SM-GH
1
个
60
60

紧急呼救按键
复位按钮 圆型 安装孔径16MM
1
个
4.5
4.5

雨滴传感器
STSM-002型
1
个
30
30

LED灯模块
上海企想BIZ-M101
4
个
90
360

智能开关
Control4 无线弱调光器 zigbee 调光模块 智能调光开关
1
个
7629
7629

电动窗帘控制系统
智能窗帘控制系统：
自动离合机构，自动、半自动、遥控、手动任意选取，断电也可正常使用；
专用开关电源适配器，24V直流驱动，安全稳定可靠；
核心传动部件采用进口钢材制成，配合优质铝合金导轨，经久耐用；
1
套
6840
6840

Zigbee协调器
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
◎支持底板涉及CC2430复位系统、JTAG在线仿真下载接口、RS232串口、以太网接口等。
◎协调器可以建立网络，并且对加入节点进行管理和访问，对整个ZigBee网络进行维护
1
个
762
762

Zigbee传感器节点
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
◎支持底板完整3电源供电系统（电池盒、外接电源、仿真器供电）、与ZigBee合同栈无缝连接按键系统、LED流水灯、温度传感器电路、温湿度传感器电路、高性能串口通信电路、蜂鸣器控制电路、继电器控制直流电机电路、光敏传感器电路以及IO排针等等。
◎提供数据访问接口以以便计算机应用程序开发。
◎传感器节点采集传感器数据，并通过zigbee网络传播到计算机网络，可以自带温度、湿度、光敏传感器，并保存传感器接口，外接传感器
控制电流：DC：3-25mA AC:12mA
通态压降：≤1.5V
断态漏电流：≤5mA
断态时间：≤10ms
介质耐压：2500V/AC
绝缘电阻：500MΩ/500V/DC
环境温度：-30℃~+75℃
15
个
600
9000

排风控制系统
Zigbee传感器节点
交流继电器：
控制方式：直流控交流(DC-AC) 交流控交流(AC-AC)
负载电流：10A,15A,25A,30A,40A,50A,60A,80A,100A,120A
负载电压：240V/AC 480V/AC 660V/AC 1200V/AC
控制电压：3-32V/DC 90~250V/AC
1
套
900
900

CDMA模块
华为EM660
CDMA 1x EV-DO Rev.A 800/1900 MHz
1.8 Mbps (上行) / 3.1Mbps (下行)
接受分集 (800/1900MHz)
支持电话本，数据业务，短信业务
操作系统：Windows /XP/VISTA/LINUX
Mini PCI-E 接口
1
个
750
750

门禁系统
室内机技术参数：
外形尺寸：238MM*172*38MM
显示屏件：5.6寸TFT
图像辨别率：320*240*3
信号制式：N/P
工作温度：-10℃-40℃
电源：AC100-240V/50-60HZ
功耗：待机2W 工作14W
线制：五芯线

室外机技术参数：
外型尺寸：125MM*170MM*25MM
夜视光源：红外线
最低照度：0.5LUX
摄像角度：92度CCD
视频输出：1VP-P/75
信号制式：N/P
接锁类型：门口机接锁
工作温度：-10摄氏度-50摄氏度
功耗：DC12V-3W
门禁感应卡5张，室内外机连接线1条及配套固定螺丝
1
套
810
810

Zigbee-红外转发器
波创ZigBee 遥控器 BC2-GGLRZB
1
个
30
30

网络摄像头
普顺达FS-613A-M136
1
个
990
990

智能家居系统上位机软件

1
套
40000
40000

42寸液晶屏
长虹LT42630FX
屏幕尺寸：42英寸
屏幕比例：16:9
面板类型：IPS硬屏
屏幕辨别：1920×1080
背光性能：CCFL冷阴极萤光灯管
HDMI：1组
1
台
7000
7000

空调
格力KFR-72LW/E1(72568L1)FdNaHC2A
空调类型：立式
空调合用面积：32-50㎡
室内机尺寸：520×1800×337mm
产品功率：大3.0p
冷暖类型：冷暖电辅
与否变频：变频
能效比：4级,3.29
1
台
10000
10000

大屏幕集成

5000

总计：人民币 （￥90595）

5.4. 实训内容
1. 智能家居系统应用体验
理解智能家居系统功能、构成构造、用法等。
2. 智能家居系统工程规划，设计思路
提供智能家居系统工程规划、设计文档，让学生理解整个智能家居系统应用工程设计、开发和实行过程。
3. Zigbee采集节点配备与使用
PANID、信道、物理地址、网络地址等参数读取和设立
4. Zigbee组网技术：星型网、树形网、网状网
5. 物联网网关配备和使用
网关配备管理：网关接入配备、网络节点控制、定义控制逻辑
嵌入式web server配备使用
6. Zigbee合同栈应用开发
开发环境建立
基于Zstack合同栈开发环节
7. 上位机软件系统开发
上位机软件设计、编程、测试等。

6. 物联网环境监测系统
6.1. 系统设计
近年来自然灾害横行提示人们迫切需要对环境进行精准、实时监控，以减少火灾、自然灾害等对人类导致生命财产损失。但是，老式有线方式布线难度大、成本高且维护困难，因而需要另一种体系构造来对无人职守环境进行实时持续地监控，从而让监控网络挣脱电缆布线和人工坚守束缚。
无线环境监测系统在面向缺少电源、通信等基本设施野外等恶劣场景中大范畴环境监测应用中有着突出优势。系统采用了无线数据采集网络（Zigbee）实现对传感器数据采集和传播。
无线环境监测传感器涉及一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器等。这些传感器进行环境数据采集并通过低功耗多跳无线自组织网络进行数据传播，无需在数据采集网络范畴内建设电缆和通信线缆等基本设施，各个传感器之间可以自动地互相进行数据中继转发，从而可以保证组网和通信可靠性，并可以扩大监测网络布置范畴，减少布置难度。长距离无线中继器通过长距离无线通信技术 将环境数据转发到与Internet连接环境监测路由器，从而大大拓展了在恶劣场景中系统布置范畴。环境监测路由器将数据推送到数据解决与访问服务器。相应工作人员都可以使用计算机Web浏览器实时查询最新环境数据和历史数据，为以便在恶劣场景下长期系统运营中维护操作，该系统集成了远程系统状态监测功能。该功能可实时报告系统中所有设备当前状态，并协助维护人员分析故障因素。

系统构造图

传感器节点是系统数据源，它重要由等多路传感器采集模块、信号调理模块和无线收发模块构成，负责采集和上传监测区域内各种环境参数和接受环境监控中心发送模式控制命令。
中心控制节点负责启动整个网络和维护节点，采集无线传感器网络上传来环境参数，并通过串口发送到监控中心计算机上，同步侦听串口接受中断，用以向传感器节点发送模式控制指令，因而，在中心控制节点硬件平台上可扩展使用RS232串口。除了上述特殊需求外，中心控制节点构造设计与传感器节点不同之处是其不包括传感器组和信号调理模块。
6.2. 功能设计
管理软件涉及4 个工作模块：实时监测模块、参数配备模块、综合记录模块、顾客设立模块。
Ø 实时监测模块重要用来显示各个监测点采集模块运营趋势图，采集到数据表格等。在这个模块里还要完毕数据丢失报警、趋势图打印、发送各种指令等功能。趋势图可以保存电子文档，以便传阅。
Ø 参数配备模块是用来配备监测点信息，涉及添加删除监测点，监测点信息涉及监测点
Ø 工作采集模块编码、采集模块回传点数、采集模块回传周期、采集模块所连接设备等。
Ø 综合记录模块是用来记录出不同规定记录出来各式报表。报表可以打印，也可以保存电子文档。
Ø 顾客模块设立顾客使用权限，以及顾客添加删除等功能。此外，还涉及数据字典输入。
无线传感器网络环境监控系统整体架构、底层硬件和应用程序软件设计办法。系统经连接测试可构成多级无线网络，从而实现数据传播，并可达到预期效果，同步系统稳定性、响应速度等性能都可满足实际需求。此外，本系统还具备良好扩展性，可以依照详细规定以便地在数据采集模块上进行相应传感器扩充以完毕特定数据采集需要。Zigbee无线传感器网络因其组网灵活、节点耗电低、可自动恢复等强大功能，其应用领域将会越来越广泛，为教学实验提供了良好平台。

6.3. 设备清单

名 称
规格
数量
单位
单价
复价
备注
一氧化碳采集节点
MQ7一氧化碳传感器
探测范畴：10 to 1000ppm
特性气体：100ppm一氧化碳
敏捷度：R in air/Rin typical gas≥5
敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中
响应时间：≤150s（70% Response）
恢复时间：≤150s（70% Response）
加热电阻：31Ω±3Ω
加热电压：5V±0.2V
加热功率：约350mW
测量电压：3.0-10.0V
工作条件：环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度：≤95%RH
贮存条件：温度：-20℃-70℃ 湿度：≤ 70%RH
传感器采集节点：
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
6
个
450
2700

二氧化碳采集节点
MG811二氧化碳传感器
探测范畴：0 to 10000ppm
特性气体：1000ppmCO2
敏捷度：ΔEMF=15～30mV（EMF350ppmCO2-EMF1000ppmCO2）
响应时间：≤60s
恢复时间：≤90s
加热电阻：35Ω±3Ω
加热电流：180±20mA
加热电压：6V±0.2V
加热功率：≤1200mW
测量电压：≤24V
环境温度：20±2℃
环境湿度：65±5%%RH
环境氧含量：21%(STD)
传感器采集节点：
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
6
个
900
5400

氧气采集节点
MQ131氧气传感器探测范畴：0 to 10000ppm
特性气体：1000ppm
响应时间：≤60s
恢复时间：≤90s
加热电阻：35Ω±3Ω
加热电流：180±20mA
加热电压：6V±0.2V
加热功率：≤1200mW
测量电压：≤24V
传感器采集节点：
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
6
个
600
3600

Zigbee路由器
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
◎支持底板涉及CC2430复位系统、JTAG在线仿真下载接口等。
◎路由器节点用于连接其他节点和协调器
3
个
600
1800

Zigbee协调器
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
◎支持底板涉及CC2430复位系统、JTAG在线仿真下载接口、RS232串口、以太网接口等。
◎协调器可以建立网络，并且对加入节点进行管理和访问，对整个ZigBee网络进行维护
1
个
780
780

PC服务器
戴尔380MT
解决器：Intel Pentium E5800(3.2GHz)
内存类型：DDR3 1333内存大小：4GB
硬盘类型：SATA硬盘
硬盘参数：7200转
硬盘容量：500GB
光驱：DVD-RW
1
个
9000
9000

42寸液晶屏
长虹LT42630FX
屏幕尺寸：42英寸
屏幕比例：16:9
面板类型：IPS硬屏
屏幕辨别：1920×1080
背光性能：CCFL冷阴极萤光灯管
HDMI：1组
1
个
7000
7000

大屏幕集成

5000

环境监测系统软件

1
个
50000
50000

总计：人民币 （￥85280）

6.4. 实训内容
1. 智能环境监测系统应用体验
理解智能环境监测系统功能、构成构造。
2. 智能环境监测系统工程规划，设计思路
提供智能环境监测系统工程规划、设计文档，让学生理解整个智能环境监测系统应用工程设计、开发和实行过程。
3. Zigbee采集节点配备与使用
PANID、信道、物理地址、网络地址等参数读取和设立
4. 传感器节点布放
学习如何合理布放传感器节点，涉及间隔、节点休眠设定、采集频率设定等
5. Zigbee组网技术：树形网、网状网
6. Zigbee合同栈应用开发
开发环境建立
基于Zstack合同栈开发环节
7. 上位机通过串口连接zigbee网络
上位机通过串口连接到zigbee协调器，学习理解串口指令，通过串口进行数据包分析，和有关编程等
8. 上位机通过以太网接口连接zigbee网络
上位机通过以太网口连接到zigbee协调器，学习理解串口指令，通过串口进行数据包分析，和有关编程等
9. 上位机软件系统开发
上位机软件设计、编程、测试等。

7. 物联网智能农业大棚管理系统
7.1. 系统设计
物联网在农业领域中有着广泛应用。咱们从农产品生产不同阶段来看，无论是从种植哺育阶段和收获阶段，都可以用物联网技术来提高它工作效率和精细管理。当前，温室大棚在农业中应用非常广泛，因而咱们选取采用物联网技术建立一种智能温室大棚模仿测控系统。
农业温室大棚多用在不适当植物生长季节，如低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗，因而对植物生长环境规定要精准地多。
在温室环境里，单个温室即可成为无线传感网络一种测量控制区，采用不同传感器节点和具备简朴执行机构节点（如风机、低压电机、电磁阀等工作电流低执行机构）构成无线传感网络来测量土壤温度、水分、空气温度、湿度、光照强度、CO2浓度来获得作物生长最佳条件，通过自动调节温室环境、实现温室集约化、网络化远程管理。

系统采用无线传感网络（zigbee）技术实现对传感器数据采集和传播，详细设备涉及zigbee协调器、zigbee采集节点，由于在实验室环境下，范畴较小，因而组建星型网络即可。Zigbee网络连接到物联网网关，物联网网关支持、以太网、WIFI等连接，实现zigbee网络数据到Internet等透明数据传播。同步物联网网关支持3G/CDMA模块，可以通过CDMA网络发送传感数据和接受短信指令。
7.2. 功能设计
1. 测控参数
重要测控参数涉及：（实际应用中尚有诸多其他指标，由于是模仿系统，选取了几种重要指标）
测控指标
参数
空气温度
范畴：-40℃~120℃
精度：±0.5℃
土壤温度
范畴：-20℃~120℃
精度：±0.5℃
CO2浓度
范畴：0~PPM
精度：±50PPM
空气湿度
范畴：0~100%RH
精度：±3%RH
土壤湿度
范畴：0~100%RH
精度：±3%RH
光照强度
范畴：0~00LUX
精度：±20LUX

其中传感器涉及：温度传感器、湿度传感器、土壤温湿度传感器、光强度传感器、CO2浓度传感器等。
网络摄像头：监控植物生长形势及病虫害等。
监控中心电脑通过无线传感网络读取传感器数据，并依照定义好逻辑模型，控制各种执行器件，涉及照明灯、加湿器、风机、电磁阀等。监控系统实时演示大棚内生产环境数值，并且可以查询历史数据和曲线图。
此外，可以针对各种参数进行阈值设定，当达到某一阈值时，控制执行器件动作。如对大棚温湿度控制，依照大棚温湿度数据自动化对风机等有关升降温设备进行控制；光照度控制，依照大棚光照状况，对大棚光照设备进行控制，以达到植物最佳光照效果。

2. 控制方式
系统支持如下控制方式：
Ø 通过计算机局域网，在局域网内任一机器进行监控
Ø 通过Internet，进行远程监控
Ø 通过手机，进行远程监控
3. RFID捆定功能
可对大棚内所有农产品进行RFID捆定，针对各种农产品区域放置RFID标签，并建立农产品种植数据库，涉及农产品生产时间，过程，用过何种肥料、农药等，为农产品进入流通消费领域提供数据准备。
7.3. 设备清单
名 称
规格
数量
单位
单价
复价
备注
温湿度传感器模块
上海企想BIZ-SM-SHT
2
个
150
300

土壤温湿度传感器
工业防护型温湿度传感器
全量程标定，两线数字输出；
湿度测量范畴：0～100%RH；
温度测量范畴：-40～+123.8℃；
湿度测量精度： ±4.5%RH
温度测量精度： ±0.5℃
响应时间：8s(tau63%)；
低功耗 80μW(12位测量，1次/s)；
可完全浸没。
2
个
435
870

CO2传感器
MG811二氧化碳传感器
探测范畴：0 to 10000ppm
特性气体：1000ppmCO2
敏捷度：ΔEMF=15～30mV（EMF350ppmCO2-EMF1000ppmCO2）
响应时间：≤60s
恢复时间：≤90s
加热电阻：35Ω±3Ω
加热电流：180±20mA
加热电压：6V±0.2V
加热功率：≤1200mW
测量电压：≤24V
环境温度：20±2℃
环境湿度：65±5%%RH
环境氧含量：21%(STD)
2
个
600
1200

光照度传感器
上海企想BIZ-SM-LS
2
个
36
72

风机控制系统
Zigbee传感器节点
电扇
交流继电器
控制方式：直流控交流(DC-AC)，交流控交流(AC-AC)
负载电流：10A,15A,25A,30A,40A,50A,60A,80A,100A,120A
负载电压：240V/AC 480V/AC 660V/AC 1200V/AC
控制电压：3-32V/DC 90~250V/AC
控制电流：DC：3-25mA AC:12mA
通态压降：≤1.5V
断态漏电流：≤5mA
断态时间：≤10ms
介质耐压：2500V/AC
绝缘电阻：500MΩ/500V/DC
环境温度：-30℃~+75℃
1
套
2100
2100

喷水控制系统
Zigbee传感器节点
电磁阀参数：
电压：DC12V
零起压启动
线圈功率：14W
阀体材质：黄铜
使用流体：空气、水、油
传动方式：直动式
型式：常闭式
1
套
900
900

照明控制系统
Zigbee传感器节点
交流继电器：
控制方式：直流控交流(DC-AC) 交流控交流(AC-AC)
负载电流：10A,15A,25A,30A,40A,50A,60A,80A,100A,120A
负载电压：240V/AC 480V/AC 660V/AC 1200V/AC
控制电压：3-32V/DC 90~250V/AC
控制电流：DC：3-25mA AC:12mA
通态压降：≤1.5V
断态漏电流：≤5mA
断态时间：≤10ms
介质耐压：2500V/AC
绝缘电阻：500MΩ/500V/DC
环境温度：-30℃~+75℃
2
个
900
1800

塑料大棚
尺寸：2米*4米
1
套
6000
6000

Zigbee传感器节点
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
◎支持底板完整3电源供电系统（电池盒、外接电源、仿真器供电）、与ZigBee合同栈无缝连接按键系统、LED流水灯、温度传感器电路、温湿度传感器电路、高性能串口通信电路、蜂鸣器控制电路、继电器控制直流电机电路、光敏传感器电路以及IO排针等等。
◎提供数据访问接口以以便计算机应用程序开发。
◎传感器节点采集传感器数据，并通过zigbee网络传播到计算机网络，可以自带温度、湿度、光敏传感器，并保存传感器接口，外接传感器
12

450
5400

Zigbee协调器
◎涉及CC2430射频底板和支持底板，射频顶板与支持底板可以无缝连接，构成完整系统。
◎射频顶板采用TI公司支持ZigBee合同栈射频芯片CC2430作为收发解决核心，运用2.4GSMA天线进行通信。
◎支持底板涉及CC2430复位系统、JTAG在线仿真下载接口、RS232串口、以太网接口等。
◎协调器可以建立网络，并且对加入节点进行管理和访问，对整个ZigBee网络进行维护
1
个
780
780

物联网网关
采用ARM11平台
基于linux操作系统
支持各种网络接入，涉及zigbee、wifi、蓝牙、485总线等
支持通过以太网、WIFI、GPRS/3G访问控制
人机界面：配备数据采集与控制节点，可以在网关层进行设备采集和控制
嵌入式web服务器：支持通过Internet进行访问控制
支持应用程序通过网关进行数据和指令透传。
1
个
6000
6000

CDMA模块
底板芯片：S3C2440AL
模块：华为电信3G模块EM660
SDRAM：64M
FLASH：板载256M
频率：CDMA 1x EV-DO Rev.A 800/1900 MHz；
传播速率：上行1.8 Mbps，下行3.1Mbps
支持合同：TCP/IP合同
数据通讯接口：RS232（RS232速率115200bps）
工作电压：DC 5－13V
耗电功率：<3.3W
供电方式：外接电源/电池
外形尺寸：160*70*20MM
工作温度：-30℃－75℃
工作湿度：5% RH~ 95% RH
1
个
600
600

网络摄像头
普顺达FS-613A-M136
1
个
990
990

大屏幕集成

5000

温室大棚管理系统软件

1
套
60000
60000

总计：人民币 （￥91922）
7.4. 实训内容
1. 智能温室大棚应用体验
体验无线传感网技术在环境温湿度检测与控制、Co2检测与控制等农作物生长环境控制方面典型应用。
2. 智能温室大棚工程规划，设计思路
提供智能温室大棚工程规划、设计文档，让学生理解整个智能温室大棚应用工程设计、开发和实行过程。
3. Zigbee采集节点配备与使用
PANID、信道、物理地址、网络地址等参数读取和设立
4. Zigbee组网技术：星型网、树形网、网状网
5. 物联网网关配备和使用
网关配备管理：网关接入配备、网络节点控制、定义控制逻辑
嵌入式web server配备使用
CDMA通信模块配备
6. Zigbee合同栈应用开发
开发环境建立
基于Zstack合同栈开发环节
7. RFID读写设备使用
8. 上位机软件系统开发
农业大棚系统上位机软件设计、编程、测试等。

8. 物联网智能交通系统
8.1. 概述
随着车辆总量不断增长，咱们在享有道路交通带来便利同步，也有为交通阻塞以及交通事故日益恶化而焦急。