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LGWL-A9Y型 移動互聯網/物聯網教學科研平臺
一、平臺簡介
LGWL-A9Y型 移動互聯網/物聯網教學科研平臺是一款集成無線傳感網、嵌入式網關、移動互聯網通信于一體的箱式教學科研平臺。平臺集成六種以上無線網絡傳感器，采用升級版 Cortex-A9 核的智能網關，板載 3G/4G 移動通信、 WiFi/BlueTooth 二合一無線通信、GPS 定位、以及無線傳感網通信等多種模塊接口，擴展 A9 處理器外部總線接口實現按鍵檢測、AD 采樣、串口通信以及流水燈、顯示屏、蜂鳴器、步進電機、直流電機等本地設備的控制，是一套完整的融合 ZigBee 無線傳感網、移動通信、嵌入式開發、數據采集與設備控制等物聯網技術的教學科研平臺。同時平臺提供了完全開放的源碼、詳細的實驗文檔以及方便二次開發的 SDK 支持包，便于用戶進行不同模式的學習、科研。
二、平臺特點
1、采用強大的 Cortex-A9 升級版智能網關。升級版智能網關的硬件*新、*強、*完善，軟件不斷升級，接口功能歷史空前強大。
●LINUX 3.4.39 和 Android 4.4.2 版本同時發布，用戶更快、更準體驗。
●四核 A9，主頻可調，*大 1.6GHz
●增加 FLASH 到 8GB，并外置 ECC 處理
●標配 1024*600 IPS 顯示屏，具有 HDMI 和 LVDS 接口
●增加鋰電池 3.7-4.2v 充電，電源路徑管理
●增加 SLEEP，喚醒支持
●單 USB 調試燒寫（不再使用 USB 轉串口線和 DB9）
●AVIN，標準 PAL 輸入解碼及編碼，支持 720*576@30Hz
●增加 LCD 指示單鍵燒寫系統支持
●支持電信、聯通、移動 4G 全網通
●板載 BT/WIFI 模塊，WIFI 支持便攜熱點
●WIFI 網絡、有線網絡、3G/4G 網絡自由切換
●啟動方式改為按鍵選擇，方便用戶
●外部存儲 Micro SD（TF 卡）
●部分高頻率總線加入 EMI 防護器件，有效抑制開發板的 EMI
2、模塊化設計，應用形式多樣：智能網關、傳感器節點通過插針或插件方式與底板連接。節點采用供電與固定一體的巧妙安裝方式，使用靈活，既可固定在實驗箱底板上使用，也可單獨取出，作為移動節點用于各種實訓項目。
3、傳感器類型豐富：支持溫濕度、光敏、三軸加速度、霍爾、LED 蜂鳴器、可燃氣體、人體感應及車輛模擬單元等多種傳感器，更換傳感器調理板即可改變節點傳感器類型。
4、ZigBee/WiFi/BT 三種短距離無線通信方式隨意選：默認選擇 ZigBee 無線傳感網通信協議，采用 Z-Stack2007 協議棧，支持 TinyOS 開源協議棧，也可選用
5、WiFi、BlueTooth 無線傳感網通信方式。
多種接入互聯網的方式：以太網、3G/4G、WiFi 等，任意選擇傳輸方式。
6、基于 3G/4G 的移動互聯網技術開發：可以開展 3G/4G 通信原理、3G/4G 模塊原理設計、3G/4G 移動互聯網接入、3G/4G 物聯網應用開發等。
7、基于 WiFi/BT 的網絡通信開發：可以開展 WiFi/BT 通信原理、WiFi/BT 模塊驅動開發、WiFi/BT 模塊原理設計、WiFi/BT 互聯網接入、WiFi/BT 移動通信與物聯網應用開發等。
8、多層次網關應用程序：提供傳感層數據分析、處理、顯示的嵌入式應用程序；提供多傳感器匯聚信息的融合、決策、傳輸的中間件管理程序；提供智能溫室、智能家居、智能交通、智能港口等各種實訓項目的應用層實施方案。
三、硬件資源
平臺主要包括 ZigBee 無線傳感器節點、升級版 Cortex-A9 智能網關、以及網關擴展模塊等硬件資源。如圖所示：
●升級版智能網關具有豐富的外圍設備，如圖所示：
四、軟件資源
1、無線傳感器網絡軟件：使用 ZigBee 無線通信技術，將傳感器與控制設備組成一個無線傳感器網絡，實現信息的無線傳輸。
2、智能網關無線傳感器網絡管理軟件：該軟件主要運行 Android 或嵌入式 Linux 系統下的無線傳感器網絡管理軟件，匯聚當前網關管理的 433、ZigBee、Bluetooth、WiFi、IPv6 等傳感器節點信息，控制相關的設備。Android 下的網關應用程序是采用 Eclipse 或 Android Studio 結合 JAVA 語言開發的 GUI 圖形化應用程序界面。Linux 下的網關應用程序是采用 QT4.7.3 函數庫與 QT C++開發的 GUI 圖形化應用程序界面。
3、云終端接入理工云服務平臺軟件：將智能網關切換到云終端模式，通過軟件把整個平臺采集到的數據通過網絡接入物聯網云平臺，進行大數據處理和專家會診。用戶只需通過終端設備注冊登錄到云服務平臺，錄入當前網關的信息，就可以利用智能終端，隨時隨地查看現場網關的信息、網關管理節點的實時數據和歷史數據、歷史數據曲線、本地設備的遠程控制等。
●部分軟件界面如圖所示：
1、《無線傳感器網絡》部分典型實驗
2、Andorid 部分典型實驗
2、典型實訓案例
LGWL-A9Y型 移動互聯網/物聯網教學科研平臺是一款集成無線傳感網、嵌入式網關、移動互聯網通信于一體的箱式教學科研平臺。平臺集成六種以上無線網絡傳感器，采用升級版 Cortex-A9 核的智能網關，板載 3G/4G 移動通信、 WiFi/BlueTooth 二合一無線通信、GPS 定位、以及無線傳感網通信等多種模塊接口，擴展 A9 處理器外部總線接口實現按鍵檢測、AD 采樣、串口通信以及流水燈、顯示屏、蜂鳴器、步進電機、直流電機等本地設備的控制，是一套完整的融合 ZigBee 無線傳感網、移動通信、嵌入式開發、數據采集與設備控制等物聯網技術的教學科研平臺。同時平臺提供了完全開放的源碼、詳細的實驗文檔以及方便二次開發的 SDK 支持包，便于用戶進行不同模式的學習、科研。
1、采用強大的 Cortex-A9 升級版智能網關。升級版智能網關的硬件*新、*強、*完善，軟件不斷升級，接口功能歷史空前強大。
●LINUX 3.4.39 和 Android 4.4.2 版本同時發布，用戶更快、更準體驗。
●四核 A9，主頻可調，*大 1.6GHz
●增加 FLASH 到 8GB，并外置 ECC 處理
●標配 1024*600 IPS 顯示屏，具有 HDMI 和 LVDS 接口
●增加鋰電池 3.7-4.2v 充電，電源路徑管理
●增加 SLEEP，喚醒支持
●單 USB 調試燒寫（不再使用 USB 轉串口線和 DB9）
●AVIN，標準 PAL 輸入解碼及編碼，支持 720*576@30Hz
●增加 LCD 指示單鍵燒寫系統支持
●支持電信、聯通、移動 4G 全網通
●板載 BT/WIFI 模塊，WIFI 支持便攜熱點
●WIFI 網絡、有線網絡、3G/4G 網絡自由切換
●啟動方式改為按鍵選擇，方便用戶
●外部存儲 Micro SD（TF 卡）
●部分高頻率總線加入 EMI 防護器件，有效抑制開發板的 EMI
2、模塊化設計，應用形式多樣：智能網關、傳感器節點通過插針或插件方式與底板連接。節點采用供電與固定一體的巧妙安裝方式，使用靈活，既可固定在實驗箱底板上使用，也可單獨取出，作為移動節點用于各種實訓項目。
3、傳感器類型豐富：支持溫濕度、光敏、三軸加速度、霍爾、LED 蜂鳴器、可燃氣體、人體感應及車輛模擬單元等多種傳感器，更換傳感器調理板即可改變節點傳感器類型。
4、ZigBee/WiFi/BT 三種短距離無線通信方式隨意選：默認選擇 ZigBee 無線傳感網通信協議，采用 Z-Stack2007 協議棧，支持 TinyOS 開源協議棧，也可選用
5、WiFi、BlueTooth 無線傳感網通信方式。
多種接入互聯網的方式：以太網、3G/4G、WiFi 等，任意選擇傳輸方式。
6、基于 3G/4G 的移動互聯網技術開發：可以開展 3G/4G 通信原理、3G/4G 模塊原理設計、3G/4G 移動互聯網接入、3G/4G 物聯網應用開發等。
7、基于 WiFi/BT 的網絡通信開發：可以開展 WiFi/BT 通信原理、WiFi/BT 模塊驅動開發、WiFi/BT 模塊原理設計、WiFi/BT 互聯網接入、WiFi/BT 移動通信與物聯網應用開發等。
8、多層次網關應用程序：提供傳感層數據分析、處理、顯示的嵌入式應用程序；提供多傳感器匯聚信息的融合、決策、傳輸的中間件管理程序；提供智能溫室、智能家居、智能交通、智能港口等各種實訓項目的應用層實施方案。
三、硬件資源
平臺主要包括 ZigBee 無線傳感器節點、升級版 Cortex-A9 智能網關、以及網關擴展模塊等硬件資源。如圖所示：
1、無線傳感器網絡軟件：使用 ZigBee 無線通信技術，將傳感器與控制設備組成一個無線傳感器網絡，實現信息的無線傳輸。
2、智能網關無線傳感器網絡管理軟件：該軟件主要運行 Android 或嵌入式 Linux 系統下的無線傳感器網絡管理軟件，匯聚當前網關管理的 433、ZigBee、Bluetooth、WiFi、IPv6 等傳感器節點信息，控制相關的設備。Android 下的網關應用程序是采用 Eclipse 或 Android Studio 結合 JAVA 語言開發的 GUI 圖形化應用程序界面。Linux 下的網關應用程序是采用 QT4.7.3 函數庫與 QT C++開發的 GUI 圖形化應用程序界面。
3、云終端接入理工云服務平臺軟件：將智能網關切換到云終端模式，通過軟件把整個平臺采集到的數據通過網絡接入物聯網云平臺，進行大數據處理和專家會診。用戶只需通過終端設備注冊登錄到云服務平臺，錄入當前網關的信息，就可以利用智能終端，隨時隨地查看現場網關的信息、網關管理節點的實時數據和歷史數據、歷史數據曲線、本地設備的遠程控制等。
●部分軟件界面如圖所示：
Android 下 Zigbee 節點通信界面 Linux WSN 節點網絡拓撲圖
ETC 車輛管理界面 智能家居管理界面
五、典型實驗1、《無線傳感器網絡》部分典型實驗
| 基礎實驗： | 協議棧實驗： | |
| 實驗一 | ★建立一個簡單的工程 | ★TI GenericApp 原程序再現； |
| 實驗二 | 通用數字 I/O 實驗 | 基于 GenericApp 的數據傳輸實驗； |
| 實驗三 | OLED 屏顯示實驗 II（硬件 SPI） | ★基于 GenericApp 溫濕度節點與協調器的無 |
| 實驗四 | ★UART 串口通訊實驗 | 線傳輸； |
| 實驗五 | 外部中斷實驗 | GenericApp 多節點與協調器的無線傳輸； |
| 實驗六 | AD 單次采樣實驗 | GenericApp 的樹型網絡拓撲建立實驗； |
| 實驗七 | 溫度傳感器實驗 | ★基于 GenericApp 的 ZigBee 節點數據采集與 |
| 實驗八 | 功耗模式實驗 | 控制綜合實驗。 |
|
1、基于 Qt 的 WSN 網絡拓撲結構顯示實驗 2、基于 Android 的智能家居環境監控實驗 3、基于 Qt 的智能交通與停車管理實驗 4、基于 Android 的農業大棚遠程監控實驗 |
