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LGDZ-GN01型 电子多功能实训台
品牌：理工伟业 咨询电话：010-82827827 82827835
一、总体要求：
1、融合多MCU核心，包括嵌入式网关Cortex-A9核心的S5P4418平台、M4异构网络汇集网关、M3嵌入式基础采集/控制实训单元、M3工业级嵌入式采集/控制实训单元（配套1：1实物建模3D虚拟仿真平台资源）、51单片机基础采集/控制实训单元。涵盖基础显示、数据采集传感器单元（嵌入式传感器及控制执行模块）、工业级传感执行器（工业级标准传感器配套3D虚拟仿真平台资源）、无线传感单元（Zigbee、WIFI、蓝牙、LORA、NB-IOT无线通信模组）、射频识别单元（低频、高频、超高频、有源2.4G射频识别模块）。涵盖全面的教学资源，实训平台满足单片机原理、嵌入式系统及应用、嵌入式CORTEX-A系列系统与应用、嵌入式Linux系统管理与移植、无线传感网技术、单片机原理课程设计、嵌入式系统课程设计等10多门关键技术课程的实验、实训、课程设计及毕业设计。
2、实训平台与以上主体设备模块采用非固定式磁性吸合连接方式，平台采用磁吸附固定，方便快速更换，灵活拆分；嵌入式中间件、M3嵌入式基础采集/控制实训单元、51单片机基础采集/控制实训单元主控模块预留标准的IO通信及供电等标准接口，可以结合实训模块、组件、线材、接插件等硬件，配合软件资源，从零开始，逐步升级，自由设计并完成各种类型的单片机、无线传感网、射频识别、嵌入式等物联网相关实训及应用项目，灵活开展独立模块化实验教学与项目式案例教学任务。
3、配套嵌入式3D虚拟仿真软件，软件与真实实验设备及配套课程完全一致。软件使用C/S+B/S架构，支持真实数据和虚拟数据互联互通,虚拟仿真平台能够通过MQTT协议连接物联网云平台，实现虚拟仿真传感器数据采集及显示（饼状图、柱状图、历史数据），云平台可对虚拟仿真执行器下行联动控制。
4、配套嵌入式3D仿真平台需具备Web端教学管理功能、教师管理、评测中心、学生端、班级管理、理论教学、仿真教学、实践教学、生成实训报告等功能。教师登录账户后，可在“评测中心”发布实验任务给学生端，学生端在登录后，可看到相关提示,学生完成实验任务生成实验报告后上传到web管理系统,教师接收学生端实验数据及报告（包含实验目的、实验器材、实验内容、实验步骤、评分、步骤记录），支持通过打印机直接打印。
二、嵌入式核心控制模块/中间件：
1、Cortex-A9嵌入式网关：平台搭载了以Cortex-A9核心的Samsung S5P4418处理器最小系统板、10.1英寸电容触摸屏；平台搭载HDMI/MIPI/USB Host/USB OT/UART/I2C/SPI/PWM/ADC/JTAG等外设扩展接⼝，支持学生在嵌入式操作系统Linux方面的知识水平和应用能力训练与测试（如BootLoader、Kernel、文件系统的移植编译与烧写，操作系统内核驱动静态、动态的开发，嵌入式图形界面QT技术应用开发），以嵌入式外设传感器、执行器作为接口，实现硬件系统搭建、驱动开发、应用测试及环境监测、智能安防、智能门禁等系统应用开发，促进其提升嵌入式系统开发思维与实际场景应用能力。
2、M4异构网络汇集网关：核心MCU采用32位微控制STM32F429，主频180MHz，集成1024KB FLASH存储器，256KB SRAM；搭载3.5寸TFT触摸显示屏，板载SWD实时仿真接口，支持单步、断点等实时仿真；预留4个通用无线模块接口；CPU的控制管脚及功能脚引出用于拓展接入各种外设模块，含有丰富的外设资源：TTL串口、232串口、USB转串口、12V5V3.3V电源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等，便于开展嵌入式基础实验教学内容；支持ZIGBEE、WIFI、蓝牙、LORA、433等无线模块，可汇聚多种异构网络。
3、M3嵌入式基础采集/控制实训单元：核心板配备Cortex-M3级别处理器，板载SWD实时仿真接口，支持单步、断点等实时仿真。基础板板载LED流水灯、LCD1602液晶显示屏、红外接收器、温湿度传感器、超声波传感器、ADC可调旋钮、触摸按键等开发资源，以及1个无线模块接口，支持ZIGBEE、WIFI、LORA、蓝牙、433M、NBIOT等无线模块。板载20个香蕉插座，包含12V5V3.3V电源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等。
4、M3工业级嵌入式采集/控制实训单元：配备Cortex-M3级别处理器，3.5寸TFT触摸显示屏（480*320分辨率），可提供良好的人机交互界面；矩阵键盘；对外提供485、CAN、ADC、SPI、PWM、GPIO、UART、IIC等多种接口，支持多种传感器；通用双排防反插接口，ZigBee，WiFi，LoRa等无线模块可自由切换；可配合3D虚拟仿真软件完成实训，与物联网虚拟仿真平台中的智能农业、智能家居、智能门禁、智能安防、智慧气象等系统的实验环节中所使用智能硬件硬件接口、通信协议完全一致。
5、51单片机基础采集/控制实训单元：内嵌8051CPU，采用国产STC MCU，超高速32位8051内核（1T），比传统8051快70倍以上，集成128KB FLASH存储器，12KB SRAM，外扩4Mbit SPI NOR FLASH, 256Kbit IIC EEPROM，板载USB TYPE-C接口，支持硬件USB直接下载用户程序；板载SWD实时仿真接口，支持STC-USB Link1D工具模块，支持单步、断点等实时仿真；板载LED流水灯、LCD1602液晶显示屏、红外接收器、温湿度传感器、超声波传感器、ADC可调旋钮、触摸按键等开发资源；板载1个无线模块接口，支持ZIGBEE、WIFI、LORA、蓝牙、433M、NBIOT等无线模块；板载20个香蕉插座，包含12V5V3.3V电源接口、485接口、RS232接口、PWM接口、SPI接口、IIC接口、ADC接口、GPIO接口等。
三、嵌入式基础无线传感网络模组：
1、Zigbee无线通信模块x3：采用TI CC2530F256RHAR微处理器，256KB Flash，8KB RAM，2.4GHz(IEEE802.15.4)。
2、WIFI无线通信模块x2：核心处理器采用MCUESP8266，主频支持80或160 MHz，支持RTOS，集成 Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/ LNA单元。
3、蓝牙无线通信模块x2：基于TI CC2541低功耗蓝牙 SOC 芯片，核心处理器CC2541F256RHAR；256KB Flash，8KB RAM。
4、LORA无线通信模块x2：低频半双工支持点对点通讯协议的Lora模组，工作频段398~525MHz；发射功率 10dBm ~22dBm；灵敏度 -140dBm@0.268Kbps；传输距离可达5km。
5、NB-IOT无线通信模块x1：高性能、低功耗的多频段NB-IoT无线通信模块，支持B1/B3/B8/B5/B20/B28频段；支持3GPP TS和Quectel增强型AT指令，内嵌网络服务协议栈。
四、嵌入式基础射频识别模块
1、125K 低频RFID模块：采用125K 低频RFID模块，独立MCU可编程；通讯速率：9600波特率；读写距离：1～2cm。
2、13.56M 高频RFID模块：采用高频NFC芯片；工作频率为13.56MHz；板载PCB印制板天线；支持ISO14443A/B协议,支持标准非接触s50卡、s70卡、身份证读取。
3、900M超高频RFID模块：采用UHF-R200超高频模块，模块化的接口设计增强超高频RFID的抗干扰性；板载3DB陶瓷天线,读卡距离大于10cm；发射功率-13～10 dBm可调；支持51单片机、Arduino单片机、M3、M4核心板互联通信。
4、有源2.4G射频识别模块：无线收发芯片nRF24LE01；内置硬件链路层；增强型ShockBurst功能；自动应答及自动重发功能；地址及CRC检验功能。
五、嵌入式基础感知实验单元：
1、传感器数据采集板：温湿度传感器、光照传感器、PM2.5传感器、光电传感器、震动传感器、气压传感器、火焰传感器、霍尔传感器。
2、执行器控制板：直流电机、步进电机、8位RGB全彩指示灯、蜂鸣器、舵机、继电器。
3、显示单元模块：集成8位数码管、交通信号指示灯、16*16LED点阵、2.0寸TFT液晶屏。
4、工业级传感器及执行器：温湿度传感器、光照传感器、风速传感器、风向传感器、烟雾传感器、多普勒人体感应传感器、报警灯执行器、风扇执行器；提供传感器及执行器配套的3D虚拟仿真软件平台资源，通过软件模拟出来的传感器具有和真实传感器完全一致的特性及接口，支持传感器/执行器器件属性设定，可设置传感器固定数据与随机数据；可配合M3工业级嵌入式采集/控制实训单元及虚拟仿真平台完成智能农业、智能家居、智能门禁、智能安防、智慧气象等系统的嵌入式应用场景实训，上位机程序可同时操作虚实两种硬件设备，方便虚实结合使用。
六、嵌入式实验开发工具及配件：
1、ZIGBEE无线配置器：支持 GB2530Zigbee 无线收发器的参数配置；通过 USB 转串口连接电脑使用；在 PC 上位机程序中输入 PANID 进行搜索；搜索时可以指定信号，默认为全信道轮询扫描；可以修改 Zigbee 模组的 ID、PANID、DestID、信 号、名称等多种参数的设置。
2、ST-LINK 仿真器：支持全系列 STM32 SWD 和全系列 STM8 SWIM 的下载 和调试；铝合金 U 盘外壳，并标注了接口定义；红蓝双色 LED 指示灯显示工作状态；同时对外提供 5V 和 3.3V； 内部带有 500MA 自恢复保 险丝保证板卡安全；可接杜邦线或者 10Pin 排线；USB 2.0 全速兼容接 口，通过 USB 给 5V 电源连接器供电。
3、CC-DEBUG仿真器：支持 TI 系列带 8051 内核的CC 全系列芯片以及多个 收发器的下载和调试，例如 Zigbee (CC2530)和蓝牙 (CC2540) 等；支持目标电压 1.2V~3.6V 自适应；接口类型为 USB/SPI；支持 SmartRF FlashPro 和 IAR for 8051 等多种开发 软件；
4、香蕉线：用于连接传感器、执行器等外设硬件模块；香蕉线的接线头有多种形式，包括分为针对针，针对夹片的。
七、A9嵌入式系统拓展资源模块（整个实验室提供3套）：
1、提供60 PIN嵌入式标准接口转接板，开放GPIO、UART、IIC、SPI、ADC、PWM、单总线、并行总线等常规类型接口，支持AD 旋钮、蜂鸣器、温湿度、电磁锁、继电器、直流电机、步进电机、光照传感器、电机推杆、矩阵键盘、数码管、矩阵LED、RFID模块等采集控制单元模块接入，能够满足嵌入式、移动互联等学科的训练;
2、提供AD 旋钮、蜂鸣器、温湿度、电磁锁、继电器、直流电机、步进电机、光照传感器、电机推杆、矩阵键盘、数码管、矩阵LED等独立实验单元模块，模块采用磁吸固定结构。
八、配套提供虚拟仿真教学平台：
1、物联网虚拟仿真平台（下称3D仿真平台）满足与实训平台联动，可以将理论学习、仿真练习、动手实践有序的融入到教学过程中，满足理实虚一体化教学需求。
2、3D仿真平台须同时支持C/S+B/S架构的访问，通过Socket方式实现与外围设备通讯；能够虚拟不同应用场景，并支持相应的创新开发；仿真平台提供仿真实训与硬件实训的数据互联，实现联动操作，在仿真实训中的操作可直接控制硬件部分动作；同时支持云教学资源加载及更新，支持云教学资源的更新自动推送功能；
3、3D仿真平台需具备Web端教学管理功能、教师管理、评测中心、学生端、班级管理、理论教学、仿真教学、实践教学、生成实训报告等功能。教师登录账户后，可在“评测中心”发布实验任务给学生端，学生端在登录后，可看到相关提示,学生完成实验任务生成实验报告后上传到web管理系统,教师接收学生端实验数据及报告（包含实验目的、实验器材、实验内容、实验步骤、评分、步骤记录），支持通过打印机直接打印。
4、3D仿真平台操作软件需具备检测功能，可以实时检测连线错误；主要包括M3工业级物联网采集/控制实训单元与传感器接线、电源接线错误，遵循学生动手、验证、纠错原则，辅助学生理解实验，完成实验。
5、3D仿真平台包含以下仿真设备：实训平台中所含的传感器系列、嵌入式实训开发模块、无线通信模块、执行器模块、工业级传感器模块（温湿度传感器、光照传感器、CO2传感器、风速传感器、风向传感器、报警灯执行器、风扇执行器、门禁电磁锁、酸碱度PH传感器、土壤温湿度传感器、土壤盐分传感器、电磁阀控制器、智能燃气表、智能电表、智能水表等模块对象）、网关、路由器节点、协调器、无线异构融合网关模块等，以及ST-LINK仿真器、CCDebuger仿真器、Zigbee网络配置器、低频125K模块、高频ISO 14443模块、高频ISO 15693模块物联网类基础器件。
6、3D仿真平台提供的实训项目包含但：智能农业系统、智能家居系统、智能门禁系统、智能安防系统、农业气象站监测系统、STM32开发基础开发、STM32传感器开发、无线传感网络配置、综合接线组网应用、Android开发、C#开发；对应的传感器原理及嵌入式开发课程≥80个学时，物联网工程规划与设计≥40个学时，物联网工程应用设计≥60个学时,提供实验对应的PPT课件讲义及视频资源。
7、3D仿真平台须支持实训项目仿真数据通过主流的MQTT协议与云平台信息交互，在云平台上显示（饼状图、柱状图、历史数据）相关数据，并能控制仿真执行器和真实执行器。
8、仿真平台支持STM32传感器编程实验：整个实验全部采用3D沉浸式虚拟仿真，可独立完成STM Keil编程（智能节点电源接线、仿真器连接、Keil编程环境使用、填写关键代码编译、下载调试等）全过程。所有实验过程与代码编程均按照真实设备开发接⼝进⾏，学生的学习可无缝移植到真实的硬件设备之中。
9、仿真平台支持物联网系统集成实验：所有实验全部采⽤3D沉浸式虚拟仿真，包含（3D传感器接线操作实验、STM 协议配置实验、⽹络层组⽹配置实验等）物联网系统搭建全过程实验。搭建的虚拟软件系统具有和真实硬件系统完全一致的特性及接口，提供真实的网络TCP/IP相关通信协议，支持手机APP或电脑远程控制虚拟仿真系统；同时，真实硬件传感数据⽀持接⼊虚拟仿真系统，虚拟仿真系统与真实设备可实现同步控制效果。