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移动互联网和移动嵌入式教学实训综合实验平台物联网实验箱

日期:2014-05-21浏览:726次

移动互联网和移动嵌入式教学实训综合实验平台物联网实验箱
新一代无线传感物联网教学科研平台简介
1.3G移动互联网物联网开发实验平台箱基本介绍 
3G移动互联网物联网开发实验平台箱是为了满足当前高校主流移动互联网和移动嵌入式应用教学相关实训室建设的综合实验平台。该平台配置SAMSUNG 公司zui强ARM Cortex-A9核心CPU,内存更达到了1GB,并且板载丰富的主流移动互联/嵌入式应用接口,包括3G通讯、WIFI、GPS、蓝牙、Zigbee、RFID等。在软件上采用Google Android 操作系统,采用独有的项目化案例教学方法,让课程资源更加丰富,同时教学内容会更加的形象生动。 

3G移动互联网物联网开发实验平台箱核心板硬件参数 
1.处理器:采用三星Samsung Exynos4412 Cortex-A9 四核1.6HZ,该CPU采用采用32纳米的工艺,配置Mali-400GPU,性能强大,支持32k一级缓存,1MB二级缓存,增强的VFP浮点体系结构内存控制器是新一代的规格DDR3/LPDDR3 1600MHZ双端口,可提供12.8GB/S高带宽,高分辨率下的高清视频解码、3D图形显示、高分辩率图形信号等,支持多种格式视频硬解码,1080P,支持MEPG-4/H.263/H.264编解码,3D 图形核心整合了ARM 新一代的Mali-400,支持大量API,支持OpenG2.0,OpenVG 1.1和OpenCL 1.1 Full Profile,图形信号处理器ISP支持800W像素30fps帧,支持单LCD显示和1080P HD; 
2.内存:采用4颗DDR3 SDRAM芯片,型号为K4B4G1646B共2GB 
3.存储器:iNand采用8GB存储,采用Sandisk公司的符合工业标准e.MMC4.41接口的MLC NAND芯片,型号为SDIN7DU2-8G 
4.电源管理:采用特有的PMU管理芯片,型号为ACT8847 
秒速时时彩5.核心板扩展接口:采用4排80Pin的双排针接口,稳定可靠,可扩展性高;将CPU的功能接口全部引出;用户可以使用该CPU核心板快速地定制自己的系统,进行二次开发与设计。 

移动互联网和移动嵌入式教学实训综合实验平台物联网实验箱主板硬件参数 
1.核心板接口:4 排80pin 双排座共320pin 接口;可扩展Exynos4412,Exynos5410,以及后续的Exynos5420等CPU进行系统升级; 
2.用户可编程LED:3个GPIO控制的红色发光二极管 
3.按键:8个用户自定义按键,默认功能为Android系统的Menu键、Home键、Back键、Seach键 锁屏Power键、音量加键、音量减键、摄像头开关;  1个系统复位键、1个开机键; 
4.蜂鸣器:1个GPIO控制的蜂鸣器; 
5.电源接口:主板引出一路4Pin的电源接口,方便用户从主板取电;主板外部电源12V,板载转换成5.0V,3.3V和1.8V; 
6.RS232工业串口:板载4路DB9串口,每个DB9接口都引出了12V电压,都能外接自定义模块;蓝牙(uart+USB)和用户扩展区域也可复用4路UART信号; 
7.RS485工业接口:板载2路RS485信号,通过2个MAX3430芯片引出; 
8.ADC:板载一路ADC信号,1个电位器,扩展区域引出3路ADC信号; 
9.JTAG调试接口:1个8Pin的JTAG接口,可以外接仿真器调试; 
10.Boot开关:一个启动设置开关,可以选择从eMMC启动,或者SD卡启动,或者USB启动;马达:一个手机振动马达,可由用户自定义振动模式; 
11.SD卡接口:一个SD卡接口,方便用户升级软件; 
12.TF卡接口:一个TF卡接口,用于扩展用户存储空间,zui大支持32G 
13.以太网口:一个DM9000芯片扩展的10/100M以太网接口; 
14.总线接口:一个1.8V电平的总线接口,方便用户扩展总线外设; 
15.三维重力加速度模块:一个三维传感器接口:标准配置为MMA7660三轴重力加速度;可以采用MPU-3050模组实现陀螺仪传感器功能,采用MMA8452Q模组实现三轴加速度功能,采用AK8975模组实现数字罗盘功能; 
16.物联网zigbee协调器接口:可架在Zigbee的协调器,可用来实现物联网开发; 
17.VGA显示输出:一路由RGB总线扩展的VGA接口,模拟视频输出接口,可外接标准显示器或者投影仪,zui大可支持1280*720; 
18.LCD接口(含电容式触摸屏):(同时支持7寸与10寸屏,软件提供源码,方便不同场合应用) 
    (1)板载一路50PIN标准RGB总线接口,接口包含一路USB信号,电容触摸屏的I2C信号,标配7寸LCD显示屏和7寸电容触摸屏; 
    (2)板载一路由MS90C385芯片扩展出的LVDS接口,标配10.1寸LCD显示屏和10.1寸电容触摸屏; 
    (3)1个MIPI LCD接口 
    (4)1个DP LCD接口(仅Exynos5410支持,4412核心板没有引出该接口) 
19.Camera摄像头接口: 
    (1)板载一路YUV接口,标准配置500万摄像头; 
    (2)板载2路MIPI摄像头接口(仅Exynos5410支持) 
20.TV-IN接口:采用4412的一路摄像头接口信号引出的TV-IN接口,可以输入视频信号源.如DVD,数字电视的视频信号,模拟视频输入; 分辨率zui大可支持1024*768 
21.HDMI多媒体接口:分辨率zui大可支持1920*1080;可以进行音视频同传,适合家庭网关与多媒体设备开发; 
22.音频接口:板载一个WM8976音频芯片,I2S 2.1声道音频接口;、 
23.音频功放:板载2路音频功放,引出2个8欧1W的喇叭; 
24.音频录音:板载1个音频输入接口和1个音频输出接口;板载一个MIC,可实现现场录音回放等功能; 
25.USB接口:板载4路USB-Host接口,采用3个FE1.1s USB hub芯片扩展出10路usb信号,分别引出到扩展接口和蓝牙,wifi,3G,和键盘等 
26.1路USB-OTG接口:可以进行USB程序下载调试。 
27.WIFI模块:板载1个Wifi模块,采用2.0间距的排针接口,方便wifi的升级和更换;标准配置为Realtek8188. 
28蓝牙模块:同样采用2.0间距的排针接口,方便Bt的升级和更换,标准配置为RDA5876A,支持V2.1+EDR 
秒速时时彩29. 3G模块:可以用户自定义模块型号,标准配置为华为MU509模块,可实现WCDMA的数据和语音通信;板载3G语音输入和输出接口。 

移动互联网物联网Cortex-A9开发实验平台可以开展嵌入式传感器与网络开发、嵌入式上层应用开发: 
  3G移动通信服务单元; 
  蓝牙无线传输单元; 
  无线Wifi网络接入单元; 
  有线网卡互联网接入单元 
  嵌入式Zigbee 无线自组织网络接入单元 
   嵌入式传感器数据采集与传输处理节点 
  摄像头图像数据采集单元              
  GPS定位数据采集与导航单元 
  温湿度数据采集单元; 
  人体红外检测单元; 
  可燃气体检测传单元; 
  RFID射频识别单元   ...... 
 
移动互联网物联网Cortex-A9开发实验平台软件特性:
全面支持Android4.0,开放源码 
稳定运行Android4.0系统,并与三星保持同步的后续版本升级; 
Android4.0底层采用稳定的Linux-2.6.35内核,Bootloader采用U-boot-1.3.4,编译器使用
arm-eabi交叉编译器; 
Android4.0下支持WCDMA 3G上网,支持GSM语音通话、收发短信、数据传输功能; 
Android4.0下支持无线WIFI上网; 
Android4.0下支持蓝牙文件传输; 
Android4.0下支持GPS定位,导航搜索; 
Android4.0下支持摄像头视频拍照及录相; 
Android4.0下支持有线100M网卡上网,并提供上层Android应用程序进行网卡的设置; 
Android4.0下支持音乐播放、视频播放、自动识别SD卡并支持热插拔; 
Android4.0下触摸屏校准程序; 
Android4.0下支持使用ADB在线调试应用程序; 
支持Windows/Linux下使用USB下载Android系统映像。 
Linux特性: 
稳定运行Linux-3.0系统,提供arm-eabi交叉编译器编译; 
提供u-boot启动代码,支持NandFlash擦除读写,支持网络下载映像; 
提供支持多种不同尺寸液晶屏驱动; 
提供触摸屏,3G,WIFI,BT,GPS等驱动 
 
嵌入式物联网软件资源 
1)无线传感网软件 
无线传感器网络采用2.4G ISM频段,通过软件可实现点对点,以及一点对多点的多形式组网控制。 
2)嵌入式网关软件嵌入式网关软件包括Android 4.0系统软件及移动无线控制应用软件。 
3) 提供基于Android  4.0操作系统上ZIGBEE自组网结构图及所有ZIGBEE传感器节点数据采集界面全部源代码。 
4) 提供多媒体数据网关与ZIBGEE模块通信协议、多媒体数据网关与3G模块通信协议、ZIGBEE通讯协议。 
2.嵌入式与传感器应用教学简介 
实验平台提供完整的移动嵌入式应用教学方案,采用更为形象化的应用教学模式来讲授嵌入式。在EBD4412验箱基础上增加嵌入式节点控制主板及选配的各个传感器应用模块,通过稳定的zigbee协议对各个传感器节点进行采集及控制。应用软件上采用主流的Android操作系统,并提供完整的底层通讯协议栈的支持。 
应用终端平台提供嵌入式综合应用程序ZTOOL,运行于Android操作系统,有好的界面,便捷的操作让学生掌握完整的嵌入式应用案例的开发,简介几个无线传感网络组网及模块用途, 
1)自组网可以根据距离等因素自动组成相应的拓扑图: 
上图显示的是节点组网示意,随着节点数量的增多拓扑图会依次增加相应的节点显示 
2)单独节点数据变化可以曲线图方式展现:  
3)单独传感器节点示意图:                                                                                                                                                                                                  
            
3. 嵌入式应用开发实训项目精选 
3G移动互联/嵌入式综合实验平台可以满足高校计算机、嵌入式等相关专业开展移动互联网课程和移动嵌入式课程,同时提供二者交叉融合的项目案例。基础软硬件配置分为两个方向:移动互联网方向、移动嵌入式方向,两个应用方向都配有单独的教材及课程资源 
1)  无线视频传输系统应用 
简介:该系统实现嵌入式应用中大容量数据的网络传输与处理方法。可以开展嵌入式中大容量视频数据采集与H263/H264等格式压缩编解码传输处理开发实验(大容量数据的压缩与编解码);嵌入式中网络传输与融合技术的开发实验(如何利用3G、WIFI等接入互联网并进行数据收发编程)、嵌入式中的终端应用开发方法(如何进行手机端、PC端等监控软件的实现方法等) 
系统通过视频处理主平台接受模拟摄像头采集到的图像数据,进行编码压缩处理,通过3G/WIFI/以太网等不同方式传输到服务器端;客户端(包括手机/平板等和PC端)可登陆服务器进行访问,实现异地实时视频监控。 
软硬件配置: 
提供BNC模拟摄像头接入不编解码硬件平台(含监控用模拟摄像头); 
1)  实现广域网以及局域网内视频远程监控功能; 
2)  提供基于Android 2.3系统上3G、WIFI、以太网的全部驱动源码; 
3)  提供基于Android 2.3系统上四路模拟摄像头接口驱动及音频驱动,四路视频可以自由切换。 
4)  提供基于Android4.0系统上摄像头采集不H.264等格式编解码全部源代码;提供3G、
WIFI、以太网视频传输源码; 
5)  提供远程PC服务器端视频流数据流收发、管理应用程序全部源代码 
6)  提供PC机客户端远程浏览不监控制程序全部源代码; 
7)  提供Android手持设备客户端远程视频浏览不监控程序全部源代码; 
8)  视频压缩格式:H.263/H.264/MPEG4 
9)  视频输入:4路输入,BNC接口 
10) 帧率:帧率5-25帧/秒可调 
11) 码率:32K—2Mbps码率可调 
12) 视频制式:PAL制 
13) 支持3G无线网络视频传输:网络类型:WCDMA 或TD-SCDMA; 
14) 支持WIFI 2.4—2.483GHZ网络视频传输;网络标准:IEEE802.1b/g 
15) 支持以太网络视频传输。 
2)  智能家居控制系统应用 
简介:智能家居控制系统 
智能家居控制系统由分布式嵌入式传感单元(智能家居传感器节点)、智能家居网关软件系统;智能家居远程控制应用软件组成。系统可以实时地控制各种分布式嵌入式传感器节点、实现门禁系统管理、家居环境检测与控制;支持IP远程访问控制。 
1)   软件支持用户登陆界面管理,可设置IP 地址不远程智能家据网关平台相连,实现远程控制; 
2)  家居环境检测:温湿度模块,实时监控,(显示温度计);可燃气体检测模块,检测厨房煤气是否有泄漏情况,能够实时报警,控制3G模块进行短信发送。 
3)  直流电机模块控制,用于控制窗帘开关,可通过实际设置自动关开窗帘                      
4)  灯光控制:继电器模块负责控制房间的灯光开关,可进行灯光动画显示。 
5)  人体检测:检测外人是否闯入,可关闭及报警。 
6)  摄像头的监控显示。 
7)  提供全部源码系统及家居控制节点硬件平台、电路图。 
4. 嵌入式平台实验指导教材 
 
实验平台针对移动互联网方向和移动物联网两个与业方向都提供了完整丰富的实验课程(注:物联网方向课程需要选配物联网模块) 

嵌入式与移动互联网课程介绍  
  Android基本组件应用程序开发 
  Android应用开发,提供基于Android sdk接口重构的移动互联网应用 
  Android系统移植、编译、固化、运行 
  Android HAL层程序开发 
  Android NDK开发中间件 
  嵌入式Linux系统移植、编译、固化 
  嵌入式Linux驱动开发 

物联网课程  
《EBD4412 3G移动互联网开发平台实验指导书》课程目录如下,提供并支持以下实验,并丏在丌断升级: 
  无线节点TI CC2530基本接口及各种传感器接口编程 
  IAR基本编程及使用 
  基于TI CC2530的无线射频应用开发 
  Z-Statck协议栈开发 
  ANDROID物联网数据中间件处理实验 
  ANDROID下各个物联网节点采集/控制实验 
秒速时时彩  ANDROID下物联网数据存储及汇总实验 

3G移动互联网开发平台实验指导书 
*章  ANDROID开发基础  4.5 Menu菜单  7.3 进程控制实验 
1.1什么是ANDROID  4.6 Broadcast广播  7.4 线程控制实验 
1.2 ANDROID开发框架  4.7 Service服务  7.5 计时器实验 
1.3 ANDROID应用场景  4.8 数据库  第八章  Linux驱动开发 
1.4 ANDROID开发资源  4.9 Web视图WebView  8.1 设备驱动简介 
第二章  ANDROID开发环境  4.10 常驻程序App Widget  8.2 字符驱动结构 
2.1 ANDROID SDK开发环境  4.11 音频和视频  8.3 Linux驱动模块 
2.2 HelloWorld应用程序  4.12 2D绘图和3DOpenGL绘图  8.4 LED驱动模块 
2.3 ANDROID模拟器的使用 
 
第五章  Linux基础知识  第九章  ANDROID中间件开发 
5.1 Linux基本介绍  9.1 中间件开发基础 
第三章  ANDROID应用开发结构介绍 
5.2 Linux环境的搭建  9.2 ANDROID JNI的使用 
3.1 应用程序框架  5.3 常用Linux命令  9.3 NDK环境构建 
3.2 库和运行环境  5.4 嵌入式常用工具的使用  9.4 NDK开发LED中间件 
3.3 ANDROID应用程序组成   5.5 GCC不Makefile  9.5 NDK开发串口中间件 
3.4 Activity介绍  第六章  ANDROID系统编译  第十章  ANDROID硬件开发 
3.5  Broadcast  Intent  Receiver介绍   
6.1 ANDROID系统构成  10.1 LED应用开发 
3.6 Service介绍  6.2 uboot编译不运行  10.2E应用开发 
3.7 Content Provider介绍  6.3 Linux编译不运行  10.3 SD卡的支持 
3.8  ANDROID应用工程文件组成   
6.4 构建基本文件系统  10.4以太网应用开发 
第四章  ANDROID应用程序编程  6.5 ANDROID系统编译不运行  10.5 WIFI网络的支持 
4.1 活动Acivity  6.6 NFS的调试方法  10.6 蓝牙的支持 
4.2 Activity&Intent  第七章  Linux应用基础  10.7 GPS的支持 
4.3 Layout布局  7.1 HelloWorld运行实验  10.8 摄像头的支持 
4.4 开发套件Widget  7.2 文件操作实验  10.9 3G/GSM语音短信功能 
5.嵌入式应用开发实验平台几大特色 
(1)采用市面上流行处理器ARM CORTEX-A9内核的EXYNOS4412 ,多核高性能 
SAMSUNG推出的新一代移动应用处理器——EXYNOS4412,是专门为智能手机、GPS系统和笔记本电脑等低功耗便携式应用而设计。其中Cortex-A9内核拥有超过当今300MHz ARM9器件4倍的处理性能。EXYNOS4412可广泛用于流媒体、2D/3D游戏、视频会议、高清静态图象、3G多媒体手机、高性能PDA等项目的评估与应用。 
 
(2)采用智能手机操作系统Android4.0,支持Android与Linux开发 
Android智能手机系统广泛应用于各种智能手持终端如3G手机、平板电脑等,并且Android作为移动互联网领域的主流支撑平台,基于Android开发的应用型人才市场需求巨大。Android
是基于Linux 内核的开放式操作系统,给其注入了强大的软件生命力。该实验平台上提供了Android4.0源码包和实验例程,用户可以开展Linux及Android的实践与研究。 
(3) 实现3G通话、短信、上网、数据传输等全部功能,支持多种3G制式 
随着各大电信运营商3G网络的大规模铺设运营,3G软件及手机开发人才的需求将越来越大,基于实践教学与科研需求,该平台搭载了3G通信单元,标配采用联通3G网络(WCDMA),同时
兼容移动3G网络(TD-SCDMA)的数据通信和语音通信,另外,平台采用了模块化的设计方法,用户可根据实际需要定制不同制式的3G功能,可以开展3G与移动通信方面的实践与研究。 
(4) 支持嵌入式开发实践、Zigbee无线传感与移动通信相融合 
平台支持Zigbee结点与无线传感网络,与嵌入式紧密结合,Zigbee结点与外围传感射频应用模块进行通信,通过主系统的3G、以太网络、Wifi可进行各种异构网络的接入。 
(5)支持无线Wifi、蓝牙、摄像头应用组件 
平台支持板载蓝牙,Wifi模块,在Android系统下实现软件驱动及应用;高清500万摄像头,软件支持拍照与录相;可与3G模块实现远程视频传输等应用案例。 
(6) 平台支持多种组网方式、从自组网到公网、从局域网到互联网 
平台支持多种组网方式,支持网卡,可实现有线互联网接入;3G、Wifi等可实现无线移动网络接入;Zibee模块可与外围射频传感节点组建WSN自组织网络,并将数据提交给主处理器平台,实现远程或广域网接入。
            
(7) GPS高精度定位/车载导航/MID项目案例 
利用3G网络高带宽的优点和卫星辅助定位技术,可以开展城市导航、出租车辆定位、人员定位、基于位置的游戏、合法的跟踪、高精度的紧急救护等业务。 
(8)无限模块扩展--超高频RFID,温湿度、人体红外、气体、压力等传感器的接入 
平台提供了扩展接口,方便二次开发与应用;主平台上提供了无线射频通信技术,可以方便快速地接入各种传感器检测数据,包括温度、气体、压力、RFID等各种应用单元,用户可以
方便地自行定制外围应用模块。 
(9)丰富的软硬件教材及实验案例 
平台设计了丰富的实验案例,配备了相应的实践教材,包括Android 移动通信开发、嵌入式开发、嵌入式开发等各个方面。 


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