一、概述

物联网标准实验套件是基于Zigbee技术的无线传感网实验箱，可用于“无线传感网络”和“物联网工程”等系列课程的实验教学，针对能力较为突出的学生可通过扩展型节点进行拓展，自行设计传感器或工业应用型传感器进行联网实验，在使用过程中用户可直接观测无线节点的数据采集、网络状态、无线通信质量等情况的实时变化。

二、硬件参数

1、基础型节点：

• 射频板+底板架构，可插拔；
• TIZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256；
• 无线数据传输速率为250Kbps；
• 底板提供温度传感器、光照传感器、USB口和各种常用按键和指示灯并预留编程仿真接口和串口通信接口；
• 基于IAR 51集成开发环境的工程仿真调试环境；
• 符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045-2483.5M，可自由在16个频段间切换；
• 支持TIZ-Stack协议栈；
• 支持TI Z-Stack自带的轮询操作系统，支持多任务处理；
• 工作电压2.0-3.6V，超低功耗，支持休眠及唤醒功能；
• 节点底板Mini USB供电和电池供电。支持路由中继功能及网络节点自动修复功能。

2、标准型节点：

• 射频底板+人机交互板架构，可插拔；
• TIZigBee2007/PRO标准芯片CC2530F256；
• 无线数据传输速率为250 Kbps；
• 人机交互板：提供3.2英寸液晶屏，一个蜂鸣器，3个独立按键和4个彩色LED灯；

• 底板：提供温度传感器、光照传感器、声音传感器、三轴加速度传感器、热释电传感器、USB口、下载调试接口、串口通信接口、各种常用按键及指示灯；
• 符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045-2483.5M，可在16个频段间自由切换；
• 支持TIZ-Stack协议栈，支持TI Z-Stack自带的轮询操作系统及多任务处理；
• 支持路由中继功能、网络节点自动修复功能；
• 基于IAR 51的工程仿真调试环境；
• 节点底板Mini USB供电和锂电池供电；
• 工作电压2.0-3.6V，超低功耗，支持休眠及唤醒功能。

3、嵌入式网关：

• 采用CPU板+通信板+人机交互面板架构；

• 处理器：LPC4357（32-bit ARM Cortex-M4/M0异构双核），主频204MHz；
• 存储器：32MB SDRAM，2MB SPI Nor Flash， Micro SD；
• LCD：5寸，24位真彩色，800x480分辨率，支持触摸输入；
• 无线通信：Wi-Fi，GPRS，ZigBee，Bluetooth 4.0
• 串行接口：100M以太网，USB 2.0，RS232
• 提供音频接口、立体声音频输入/输出接口、JTAG接口、用户LED及按键，预留纽扣电池座，断电后系统时间不丢失；
• 支持DC 5V电压供电。

4、扩展型节点

• MCU：增强型8051MCU，256KFlash
• 2.4G ISM工作频率；
• 传输速度250Kbps，可编程的输出功率高达4.5dBm，接收灵敏度-97dBm；
• 提供一路直流电机驱动电路，一个继电器；4路输入通道，4路输出通道；
• 板载2个LED指示灯灯及2个用户按键、预留多种标准传感器接口（4-20mA，0-10V，差分放大电路）；
• 支持RS232,RS485,CAN等多种通信方式；
• 支持IEEE 802.15.4标准以及ZigBee、ZigBee PRO和ZigBee RF4CE标准；
• 兼容不同类型的MCU控制器。

三、软件介绍

软件采用我公司自主研发的WSN监控软件，该软件是Windows下的采集监控程序，配合节点使用，可以在PC机上进行数据采集及分析。

软件启动界面 串口发送接收界面

星型网络拓补结构图 Mesh网络拓扑结构图

光照信息 温度信息

三轴加速传感器 麦克风传感器

四、适用专业

物联网工程、电子与电气工程、电子信息、通信工程、计算机、自动控制等专业的专科生、本科生的教学和创新实验活动，研究生的自主开发研究。

五、实验内容

章 ZIGBEE标准套件简介

1.1 概述

1.2 教学

1.3 组成

1.4 系统连接

1.5 其它模块的连接

1.6 硬件安装及使用注意事项

第二章 无线传感网/物联网体系综述

2.1 无线网络的分类和基本架构

2.2 无线传感网的发展历程

2.3 无线传感网网络结构和特点

2.4 物联网与无线传感网基础

2.5 ZIGBEE基础知识简介

2.6 Z-STACK简介

第三章 CC2530基础实验

实验一 LED闪烁实验

实验二 KEY扫描实验

实验三 WATCHDOG实验

实验四 定时器实验

实验五 串口实验

实验六 外部中断实验

实验七 ADC实验

实验八 LCD_test实验

实验九 Buzzer_test实验

第四章 无线基础实验

实验十 点对点传输实验

实验十一 功率设置实验

实验十二 信道设置实验

实验十三 应答帧设置实验

第五章 ZIGBEE协议栈组网实验

实验十四 星型网组网实验

实验十五 树型网组网实验

实验十六 网状网（Mesh）组网实验

第六章 无线传感器网络实验

实验十七 传感器信息传输实验（Mesh）

实验十八 无线网络双向通信实验

实验十九 广播消息实验

实验二十 组播消息实验

实验二十一 绑定通信实验

实验二十二 串口实验