1、 物聯網實驗室建設方案 物聯網是通過各種傳感設備，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡，可廣泛應用于各行各業，如把各種傳感器嵌入或裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，形成物聯網，通過無線信息的收發，便于通訊和監管，不用數據線，成本低，使用便利。 1999年美國麻省理工學院（MIT）首次提出物聯網的概念，是指把所有物品通過射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理的網絡。國際電信聯盟（ITU）在2005年的年度報告中對概念的涵義進行了擴展，該報告中指出，信息與通信技

2、術的目標已經從任何時間、任何地點連接任何人，發展到連接任何物品的階段，而萬物的連接就形成了物聯網。在這份報告所提到的物聯網中，除RFID技術外，更多的新技術，例如：傳感器、納米、嵌入式芯片等技術被廣泛應用。 2009年初，美國已將新能源和物聯網列為振興經濟的兩大武器，世界其它國家、公司、團體都將物聯網的發展提升到了戰略高度，相關的技術、應用、產品也得到了極大的發展。我國也開始加速推動物聯網的進程，我國的物聯網發展與世界基本同步，目前傳感網標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案也被采納。2009年下半年以來，物聯網概念火遍中國，中央、地方、企業都從各自角度展開了一系列行動謀劃

3、和進入物聯網2009年10月，科技部同意在無錫太湖國際科技園建立國家（無錫）傳感網國際科技合作基地，以加快引進國際領先的傳感信息技術，推進國內傳感信息產業的發展。 在物聯網的產業價值鏈中，有著眾多的參與者，傳感器企業、RFID 芯片企業、RFID 讀卡器企業是最早被關注的，各種傳感器不斷翻新；還有各種電子設備制造企業，海爾已經讓其冰箱上網了，交通管理系統根據行車的速度和位置隨時發布各條道路的交通狀況，廣告公司利用物聯網隨時更新其戶內和戶外電子廣告內容，聯邦快遞可以在每個物流環節更新其遞送物品的位置，供其內部管理人員和客戶的查詢。物聯網相關技術的人才的培養需要相關的各種條件，主要包括物質條件、人

4、力資源條件、技術積累等。 物聯網可劃分為一個由感知層、網絡層和應用層組成的三層體系,感知層主要包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器以及M2M終端、傳感器網絡和傳感器網關等，在這一層次要解決的重點問題是感知、識別物體，采集、捕獲信息。感知層要突破的方向是具備更敏感、更全面的感知能力，解決低功耗、小型化和低成本的問題。 完備的無處不在的移動通信網絡是物聯網發展的基礎條件,中國移動在物聯網的實踐與創新是把移動通信能力向下與感知層結合起來，通過在機器內部嵌入GSM/TD通信模塊，以無線通信等為接入手段，為客戶提供綜合的信息化解決方案，以滿足客戶對監控、指揮調度、數據采集

5、和測量等方面的信息化需求，即M2M應用。目前中國移動在M2M領域已形成一整套擁有自主知識產權的技術標準、解決方案和相關產品，并已面向政府、行業和家庭開展多樣化的物聯網應用實踐。 物聯網創新實驗系統可實現多種物聯網構架，面向各大高校及大專院校的專業教學及創新和競賽，提供了眾多實驗例程，便于學生熟悉和掌握物聯網的構成及實際應用。 物聯網實驗系統包括硬件設備、軟件資源、實驗資源三大部分。硬件設備包括微型無線傳感器、RFID、GPS、TD-SCDMA和其他配套設備。軟件資源包括系統網絡軟件，嵌入式網關軟件，PC數據管理與分析軟件，實驗資源包括基于控制器的基礎實驗、傳感器信息采集實驗、無線信號收發實驗、

6、Zigbee網絡通訊實驗、及組件控制實驗等，通過對這三部分資源的充分學習，可為物聯網工程應用打下堅實的基礎，并能通過不同傳感器的特性，不同網絡的組成形式，開發出更多實用性強的物聯網應用模式。硬件設備物聯網Zigbee技術教學實驗平臺實驗平臺實驗內容組成1、協議分析層面： Z-Stack尋址：間接傳送；單播傳送；多播（組播）傳送；廣播傳送多對一路由選擇協議 等。2、網絡拓撲層面：星型無線傳感器網絡；樹簇型無線網絡；網絡同步；加入/退出網絡 等。3、傳感器節點層面：溫濕度傳感器實驗；光電傳感器實驗；壓力傳感器實驗 等。微型無線傳感器微型無線傳感器分為溫度，濕度，光電，觸力等多種傳感器。每個節點由M

7、CU/RF部分、傳感器部分和電源管理部分組成，包括智能三項傳感節點與智能觸力傳感節點。（1）智能三項傳感節點支持溫度，濕度，光電三種傳感器，支持2.4G無線組網，配備按鍵輸入和LED輸出，支持電池工作，并配套電池充電功能。（2）智能觸力傳感節點支持壓力傳感器，支持2.4G無線組網，配備按鍵輸入和LED輸出，支持電池工作，并配套電池充電功能。通用傳感器以及被控對象 通用傳感器以及被控對象包括通用調試器母板，紅外模擬傳感器母板，超聲波模擬傳感器母板，酒精濃度傳感器母板，電機控制器母板等。每種母版均支持對微型無線傳感器的程序更新與調試，母板可獨立控制自身硬件，也可聯合微型無線傳感器進行聯網，實現網絡

8、化控制。系統配置一個無線線網絡電源充電模塊，同時支持8個無線模塊的供電或充電。嵌入式網關嵌入式網關采用嵌入式PXA270系統。（1）核心板 CPU：Intel XScale PXA270 520MHzSDRAM：64MbyteFLASH：32Mbyte以太網：100M Ethernet controller (LAN91C111)CPLD：Xilinx 95144 (117 User IO)接口：160 PIN 接口（2）底板 以太網接口：100M 以太網接口1 個視頻：4.3寸 TFT LCD（包含觸摸屏和有機玻璃外殼）音頻：AC97標準音頻輸入輸出接口USB CLIENT：1 個 ，支持P

9、C與設備同步串行接口：3 個，UART0是系統的調試端口；UART1是帶有流控制的5線串行接口，可以連接GPRS/GSM-Modem；UART2是標準的3線串口（等等）軟件資源1、無線傳感網軟件2、嵌入式網關軟件3、PC數據管理與分析軟件實驗資源實驗從無線網絡處理器的基本實驗，逐步進階到無線數據采集通信的高級實驗，即能滿足基礎的教學要求，又能加強學生的實際應用能力。基于CC2430的實驗CC2430是TI 2.4G無線網絡的主流控制器，是微型無線傳感器的核心控制器。實驗內容共計63個。 射頻識別（RFID）原理技術與應用實驗平臺給學生以具體的真實的系統感性認識，加強學生對RFID系統原理的理解

10、和認識，更好的幫助學生學好、學透RFID技術。同時也給非通信專業的學生增加通信方面的專業知識，實驗過程真實具體。產品特點結合具體RFID教材射頻識別（RFID）原理與應用，針對性強；增加通信基礎知識實驗內容，擴展非通信專業學生的通信專業知識；采用分立元件開發RFID原理機，展現RFID各個組成部分原理和具體電路，加深學生對RFID系統的理解；實驗中各部分信號都可以用示波器測試和觀看，實驗過程生動、真實；實驗平臺囊括目前實際應用的三套系統，實驗內容豐富、知識覆蓋全面；配有完整的的RFID讀寫器系統，可以開展相關的硬件電路測試實驗和相關軟件協議的測試和實驗。射頻識別（RFID）原理技術與應用實驗平

11、臺規格：1、載波頻率： 125KHz、13.56MHz、920-925MHz2、支持協議： ISO14443A,ISO14443B,ISO15693、 ISO18000-6B，ISO18000-6C（EPC GEN2）3、作用距離：ISO14443：7-15cm， ISO15693：10-30cm， ISO18000-6B：6-12m4、通信接口：RS2325、電 源：220V/AC RFID實驗平臺實驗項目 9大模塊有100個實驗內容。 (歡迎咨詢） Multi-Radio嵌入式WiFi開發平臺Multi-Radio嵌入式WiFi開發平臺采用兩個嵌入式WiFi模塊（G2M5477），以ARM

12、9（PXA270）為核心，平臺具有完全開放特性，可以開發嵌入式WiFi的MAC協議、路由協議、應用層協議等，同時平臺具有3個獨立的功耗測試電路，電路可以自行連續測量功率消耗。 目前傳感器網絡的一個發展趨勢為高速率傳輸，經過以CC1000系列和CC2420系列為代表的兩代傳感器網絡節點的發展，傳感器網絡節點進入高速嵌入式WiFi階段。G2M5477的小體積、超低功耗（電池更換周期可達3-4年以上）、高速率、高性能（模塊內包含44MHz RISC CPU），為無線傳感器網絡下一代節點的研究和應用提供了良好的研究平臺。 平臺以PXA270 CPU為核心，包含兩個嵌入式WiFi模塊，WiFi模塊與PX

13、A270之間采用SPI高速接口（44MHz），可以完成高速Multi-Radio的研究工作。也可以利用一套開發平臺上的兩個嵌入式WiFi模塊完成嵌入式WiFi的研究工作。 平臺的代碼全部開放，包括嵌入式WiFi的MAC層、網絡層、傳輸層，PXA270操作系統的代碼。 平臺可以通過串口連接計算機直接進行開發工作，不需另購在線編程器或調試器。 支持多種傳感器。平臺依靠高性能PXA270 CPU可以連接麥克風、攝像頭等傳感器,完成多媒體無線傳輸的研究工作。同時，平臺的G2M5477模塊高精度AD接口可以直接連接溫度、濕度、加速度等傳感器，完成基于嵌入式WiFi無線傳感器網絡節點的研發工作。 Mult

14、i-Radio開發平臺的主要性能指標：同時支持2個嵌入式WiFi模塊，每個模塊的特性如下：802.11b/g 2.4 GHz, 信道 1-11 和 14，數據速率6-54Mbps；ISO 24730-2 2.4 GHz 收發器以及125 kHz 低頻接收器；802.11 射頻發射功率 +18 dBm（802.11g），+20 dBm（802.11b）；32位 RISC CPU, 時鐘頻率44 MHz；SDIO，數據速率可達100 Mbps；SPI接口，最高44 Mbps；UART接口，最高2.7 Mbps；TCP/IP吞吐量可達 4 Mbps（包含WPA2加密）；RAM 128KB；Flash

15、 ROM 8Mbit。高性能的CPU（ARM9）；兩個WiFi模塊以及整個平臺的電壓、電流、功率、溫度的連續自動測量；大容量存儲（U盤或SD卡）；支持音頻和視頻接口（可以直接連接攝像頭）；以太網、USB接口。3.4 Multi-Radio平臺的開發目的主要如下：面向目前廣泛使用的P2P應用（如網上電影播放、大文件下載等，特點為多點同時下載，增加速率，如常用的迅雷、快車、電驢等服務），將現有的有線網絡擴展到無線網絡中，研究無線網絡的P2P問題。由于無線帶寬和網絡特性（無線一般是廣播方式的，不像有線網絡是交換方式的，廣播方式有同信道干擾問題）的限制，采用多個無線模塊（即多個Radio）在同一時間進

16、行傳輸，每個模塊工作在不同的信道上，多個鏈路的同時傳輸增加了網絡傳輸的吞吐量。可以進行嵌入式WiFi的研究，嵌入式WiFi是下一代傳感器網絡節點的發展方向之一，利用此平臺代碼開放的特點和強勁的CPU，可以進行多種多樣的開發工作，包括傳感器網絡多媒體的研究。由于G2M5477的開放特點，當應用多個Radio同時進行傳輸時，需要用新的MAC協議替代已有的協議（當然也可以在高層來完成此功能，效率會低一些），利用G2M5477的MAC協議的開放性，可以研發Multi-Radio的MAC協議。 GPS /GIS/GPRS綜合實驗平臺GPS/GIS/GPRS綜合實驗平臺是為了配合本科生、研究生衛星定位導航

17、原理及其應用智能交通系統課程、ITS中的車輛定位導航方法課程、地理信息系統課程的學習而開設教學實驗的基礎平臺。據調研，國內開設類似課程的教學單位均沒有相應的實驗平臺，無法讓學生直觀的掌握基礎理論知識及其應用。GPS/GIS/GPRS綜合實驗平臺對衛星導航定位、地理信息系統、無線數據傳輸深入研究的基礎上研究開發的、針對教學使用的綜合實驗平臺。也可用于研究機構了解掌握衛星定位導航工作原理及其應用的培訓設備。5.1實驗平臺功能組成實驗平臺主要包含FPGA設置、GPS數據接收、DOP解算、衛星位置解算、DOP與衛星仰角等關系、偽距解算、位置解算、撥碼開關、擴展接口、GPRS數據傳輸協議實現、GIS數據

18、顯示等基本功能單元，供學生學習掌握衛星定位導航的基本原理以及其中的數據處理流程設計、GPRS數據傳輸的原理與實現方法、GIS顯示功能的實現等內容。 開放GPS數據結構和程序庫供學生編程實驗編程實驗：根據導航電文和接收機時間計算GPS衛星三維位置；計算衛星信號多普勒頻率計算衛星信號經過電離層產生的延時誤差；計算衛星信號經過大氣層產生的延時誤差；計算導航定位幾何精度因子，即HDOP、VDOP、PDOP、TDOP、GDOP；根據已知位置和時間，預測可視衛星在軌道上的位置和多普勒頻率；建立導航方程并解方程，計算接收機ECEF坐標系內的位置、時間；ECEF坐標系與WGS84坐標系坐標變換編程實驗GPS時

19、間與UTC時間、本地時間坐標變換編程實驗。ECEF坐標系與WGS84坐標系坐標變換編程實驗；GPS時間與UTC時間、本地時間坐標變換編程實驗。根據實驗設計，實驗一和實驗四包含學生自己動手編程的部分，因此需要4課時的時間完成。學生可根據實驗指導教程進行實驗，并按要求完成實驗報告。實驗思考題用于加深學生對所做實驗的理解，同時可對實驗老師出實驗考題時起到參考作用。實驗教學部分大概需要14課時完成，加上前序知識的講解以及實驗考試的時間，大概需要18課時左右的時間完成。若一次實驗課為2課時，則需要9次課的時間。5.6適用范圍：適合通信、電子、信息、測量、自動控制、導航、遙控遙測等專業的本科生、究生GPS

20、基礎教學實驗、本科生a.畢業設計、碩士生課題研究；b.適合GPS應用系統的工程技術和維護人員使用。 T3G（TD-SCDMA）技術實訓系統 TD-SCDMA技術實驗系統是國內首創的為高校相關專業開展3G技術相關課程配套的可視化的專業綜合實踐教學平臺。通過對各種比特級數據的發送、加擾、接受及分析，學生可以深入地理解與掌握 T3G通信系統的技術原理和運行機制。借助次平臺，還可以學習系統中的一些故障分析知識。本系統編排功能強調學生的動手實踐和專業綜合設計分析能力的提高，著力培養創新型人才。可完成的實驗設計：物理層結構實驗：實驗1 TD-SCDMA時隙結構實驗實驗2 TD-SCDMA幀結構實驗實驗3

21、信道配置實驗實驗4 信道數據設置實驗空中接口信道實驗：實驗5 傳輸信道實驗實驗6 物理信道實驗實驗7 信道映射操作實驗信道編碼與復用實驗：實驗8 信道編碼復用結構實驗實驗9 差錯校驗實驗實驗10 傳輸塊的級聯和碼塊分段實驗實驗11 信道編碼實驗實驗12 無線幀尺寸均衡實驗實驗13 第一次交織實驗實驗14 無線幀分割實驗實驗15 速率匹配實驗實驗16 打孔或重發實驗實驗17 傳輸信道復用實驗實驗18 物理信道分割上實驗實驗19 第二次交織-幀相關實驗實驗20 第二次交織-時隙相關實驗實驗21 子幀分割實驗實驗22 物理信道映射實驗調制與擴頻實驗：實驗23 調制實驗實驗24 擴頻實驗實驗25 擾碼實驗實驗26 脈沖成形實驗實驗27 載波輸出波形實驗物理層處理過程實驗（系統級）：實驗28 基站發送信息配置實驗 實驗29 無線傳輸環境配置實驗實驗30 小區搜索過程（SYNC-DL識別）實驗實驗31 小區搜索過程（