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飞比物联网实验室建设方案介绍

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admin 发表于 2013-4-29 22:23:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
飞比云智能物联网实验室综合建设方案
IoT Lab.jpg

一、实验室建设思路与方案简介

     “物联网实验室”从最终的用户――学生的角度出发,有两点是非常重要的:一是要激发学生对物联网学习与探索的欲望;二是实验室配置要与当下流行技术与市场方向紧密相关,学生毕业后能学以致用。

       “飞比云智能物联网实验室”正是从这两点出发而倾力打造的,其特点如下:

  
       关键词之一:智能

       传统意义的物联网实验室的主角是“实验箱”,通过“开发板”模拟实际系统。比如演示“智能家居系统”中的开关灯实验,往往是通过点亮板上的LED 灯告诉学生“家里的灯开了”。这种模拟虽然可以解释基本的原理,却很难激发学生的兴趣与继续探索的激情!

  而“飞比云智能物联网实验室”并不是简单的由实验箱或者开发板拼凑起来的,它已经将“物联网”与“云计算”的内容完美地融合成一整套应用系统,以应用产品的形式融入到了实验室中:学生有没有来上课,老师不需要再点名,只要进了教室,超高频RFID 读头已经将学生的信息送到了讲台;实验室物资全部贴有RFID 标签,入库、出库、盘点,瞬间实现;当老师想用投影进行讲课时,只需要说一声“安鸠,开投影!”,此时窗帘慢慢拉上,室内光照度传感器与智能LED 灯光系统配合,准确地将室内照度调整为150 流明,投影打开、幕布自动拉下… …

       或许您会认为“飞比云智能物联网实验室”不过而而,无非是现行“智能门禁”、“智能物资管理”与“智能家居”系统的一个应用而已,那您就错了,这只是一切的开始,学生的兴奋感会因为重复而渐渐淡去。真正能激发学生兴趣的是:他们可以自己动手,让教室里的设备“动”起来!!!

       想象一下:学生按自己在理论课中学习到的Zigbee 协议的原理后,通过协议分析工具,了解了他的实验台上面天花板上的Zigbee 电灯的组网通讯过程,然后用实验台上的开发板,自行编写标准协议软件,实现了实际电灯的开关控制,甚至是调光或者调色,这是一件多么令人兴奋的事情?!相信这样的实验会让学生终生难忘!更重要的是,他体会到了“标准”在物物通讯过程中的重要性及其实现的过程,这对于即将走向工作岗位的他/她来说,都是不可或缺的一课!
   

       思考:这仿佛是一套完美的物联网实验室,但为什么没有人提供这样的产品?  

       一、物联网行业刚刚兴起,标准尚未统一,而上述系统涉及产品面广,而且全部产品都基于相同标准,这一点很难实现

       二、上述系统涉及到了同一产品的两个层次:成品与开发板。而现实情况是,做产品的厂家不提供开发板,而做开发板的厂家提供不出产品!想两者同时提供,而且还能相互通讯,这几乎成了不可能完成的任务!


       那为什么“飞比”却可以提供呢?
   
       一、飞比多年专注于物联网行业,尤其是Zigbee 协议的开发,其产品已经涉及到家居、能源、环境、农业、物流等等多个行业,而且均基于Zigbee 协议。

       二、飞比的产品线有三个层次:开发系统、成品模块与应用产品方案。其开发系统几乎遍布了国内所有研究物联网的高校;Zigbee 成品模块也获得了“美的”等众多大厂的大批量定单;应用产品方案也在智能家居行业内得到了广泛认可。而且这三级产品均基于相同的技术方案,这就使得飞比在整合提供可以互通的应用产品与开发平台上有了先天的优势!


       关键词之二:云
   
       物联网首先要体现“物物相联”,这就是上述统一标准的意义;其次,要全球联网,这自然离不了互联网;但“联网”的目的是什么?-实现智慧地球!为人类的生产、生活提供指导。庞大的数据处理与应用演化才是物联网最终的灵魂!可以毫不夸张地讲,云计算是物联网的归宿,对企业或者个人来说,掌握了云计算技术,就等于把握了未来十年信息技术的主脉络!

       也正是出于这个原因,在物联网实验室中融入云计算内容也就显得尤为重要,它将为您的教育和科研提供通向未来的强大动力,也让学校投入这么大人力、物力建设的实验室,不至于“刚落成,就落伍”。

       另外,云计算的终端连接的是无数智能设备,所以它又与移动互联网紧密相关,智能手机与平板电脑已经成为人们生活中不可或缺的工具,加上个人PC,共同组成了物联网应用层的窗口。跨平台的应用层整合也成为了当时最热门的技术之一,而这其中JAVA 与HTML5 技术是这个领域中当之无愧的明星!

       “飞比云”物联网服务平台(FBee Cloud)即支持HTML5 技术,可以跨平台开发应用界面,功能通过JavaScript 扩展,真正实现了平台无关开发。并且提供开发API,可轻松实现“微博”、“微信”等海量的互联网应用进行对接,结合物联网系统中庞大的采集、控制对象,可以开发出的创新应用是无穷的!

       这个平台针对飞比所有用户终身免费使用,更难能可贵的是,如果高校不希望使用校外服务器开展相关实验,我们也可以提供该服务平台配套硬件、校内架设服务以及维护与升级服务,以满足不同学校的需求!



      二、实验室配置及报价清单
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备注:

1、“云计算服务中心”包含了搭建云平台的软硬件及技术支持,但仅为局域网版本,只能在校园网内工作。

2、第1 项中的智能家居系统采用标准zigbee 协议,实验台中提供演示例程可与该系统进行互相通讯。

3、具体报价请联系我司销售人员索要,同时欢迎渠道商合作推广,QQ:1597476113




三、实验室配置各部分介绍  


        1、智能实验室设备

        该套系统实现了实验室设备的智能化安装(改造),让物联网设备真实地运行在实验室中,其中包含了两套子系统:

       (1)、可与实验箱互通的智能家居应用子系统   

        采用了智能家居成品设备进行搭建,所有产品均带有精美外壳,符合现代家装审美,可直接安装于家庭或者实验室中,以实现室内设备的智能化控制。

       系统包括智能家居远程控制网关、家居传感器部分(如温湿度、燃气报警、火警、防盗等),家居电器控制部分(如窗帘、插座),以及无线节电技术部分(如无线自动调光,智能家居电源管理等)。

       与市场上多见的智能家居系统不同,该系统的定位为“智能实验室应用”,除了实现普通智能家居系统的功能外,还具备三大特色:

       ①、可连接云平台,支持 HTML5-WebSocket 标准,实现实时控制及多平台兼容编程。

       ②、全部产品均留有编程口,提供 DEMO 软件源代码,学生可以进行二次深入开发。

       ③、可以与FIT1000 全系列实验箱(实训平台)进行互通,可以用开发板进行标准Zigbee开发,以控制实验室中的电器设备。
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     (2)、实验室RFID 资产管理子系统(选配)

       物联网实验室往往设备比较繁杂,为了科学地进行设备管理,同时向学生展示物联网技术的优势,学校可以选择性地配置该项子系统。它通过RFID 技术实现远程、动态、实时的实验室设备资产数据采集,替换传统的人工管理方式,方便地进行设备信息的实时监控、记录和自动更新。
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RFID 资产管理系统特点

• 每件固定资产有了自己的电子身份证,方便登记与查找
• 快速盘点与统计实物,利用RFID 功能,远距离识别到物品
• 帐、卡、物清清楚楚
• 可以轻松地知道每件物品的位置信息

       系统结构组成图
系统结构组成图.jpg


       2、云计算服务中心(选配)

       云计算服务中心,实现了整个实验室中的物联网设备的“互联网”连接,可远程进行数据采集与实时控制,可用平板、手机等移动设备进行访问,为“移动互联网+物联网”提供了研究平台。下面是其技术结构图:
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       “飞比云服务平台”针对所有用户,均可免费使用。但为满足学校对“云计算”研究的要求以及避免使用校外服务器所带来的不便,我们特别推出了该平台的校内局域网架设服务,我们提供服务器硬件、系统软件及相关的技术支持与升级等增值服务。
飞比云智能物联网实验室建设方案 2-3957.png


       3、物联网云平台数据推送及综合应用系统

       此部分为“云计算服务中心”的相关配套软件,主要包括包括“云数据推送系统”与“物联网浏览器”两大部分,前者负责物联网设备与云中心的连接;而后者则主要负责使用者与云中心的连接。



       关于飞比“物联网浏览器”-Feibit Internet of Thing Explorer
飞比云智能物联网实验室建设方案 2-4118.png



       综合应用系统(示例)
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              (上图为成功案例之一,学生可自行设计界面)


       4、物联网开发实验箱/实验台

       (一)、简介

       FIT1000 系列物联网开发平台最大的特点就是将RFID、传感器技术、Zigbee/BLE/Sub1G 等无线技术、语音识别技术、 GPRS 与Android 编程技术进行了整合,同时结合飞比云服务器与物联网浏览器,将物联网的RFID 标签与传感器的“感知层”、Zigbee 与GPRS/WIFI 网络“传输层”及PC 与互联网中的“应用层”进行了全方面的阐述,尤其适合高校“物联网专业”对物联网技术需要进行全面深入了解的场合。其特色:

1、主模块的性能均经过大批量应用的验证,成熟、稳定

2、传感器种类丰富,总传感器数量达到近百种!

3、开放全部软硬件设计资料,用户可以进行深入的二次开发。

4、将 Android 编程技术融入物联网大的技术框架内,实现Zigbee 与Android 的完美结合,且紧贴时代步伐。

5、整合云计算服务器与物联网浏览器,国内首创!用户在完成“局域网采集”后,通过“物联网浏览器”,仅需轻点鼠标即可实现图形化的“互联网监控”;并且开放云服务器API 接口,用户可以用HTML5/Andriod/iOS 等平台技术,搭建基于PC、手机、平板电脑等几乎所有智能终端下的应用场景,其扩展性与普通“演示”平台不可同日而语!

6、B/S 与C/S 两种架构下,均可实现物联网的数据采集与控制,且支持HTML5 及WebSocket 协议,互联网控制延迟可达到毫秒级别!

7、附送几十万字的原创学习教程,并且提供国内最好的Zigbee 论坛的vip 会员资格,专家在线解答问题,学习资料天天更新!
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                     (实验箱参考图片)                                             (实验台参考图片)


       (二)、各部分配置及其介绍

       感知层――部分传感器介绍
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注:以上仅为基础版本中部分可选配件,除此以外,还有风力、风向、液位、CO2、O3、O2、SO2、NOX、PH 值、粉尘传感器等数十种可选配件,请联系我们的销售人员索要“飞比物联网教学实训平台-硬件参数”表,进行更详细的了解。

        感知层之二――RFID 标签读取

       [读卡模块]:
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       工作频率:UHF频段860MHz ~ 960MHz;
       支持协议:ISO 18000-6C, EPC Gen II;
       工作电压:单电压3.3V。
       有效读写距离:1米

       [连接方式]:
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       除上述UHF RFID部分外,该套系统同时可以配备低频RFID读写模块(125KHZ)及高频RFID读写模块(13.56MHZ)

       [配套上位机读写软件]:

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       传输层之一 ―― Zigbee 节点介绍
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       传输层之二 ―― Zigbee-GPRS/WIFI 网关介绍
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               Zigbee-GPRS 网关                                   Zigbee-WIFI 网关

       Zigbee-GPRS/WIFI 网关可将zigbee 网络内采集到的数据通过UART 接口与GPRS/WIFI模块通讯,将数据上传至服务器(可以采用“飞比云服务器”,也可以由用户自行搭建服务器),提供Zigbee 协调器网关源代码与基于CC2530 的GPRS/WIFI 驱动,用户可非常方便地修改Zigbee 协调器程序,对GPRS/WIFI 模块进行初始化、设置、发送等操作。

       传输层之三 ―― Zigbee-Android 网关介绍
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       基于Cortex A8+Android4.0 平台,可通过GPRS/3G/Wifi/LAN 等多种方式连网,自带Zigbee 协调器,可方便地开发网关程序,进行本地、互联网数据监控。

    (三)、配套教学实验

       单片机基础实验
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       无线基础实验
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       Zigbee 协议栈实验
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       BLE 协议栈实验
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       RFID 基础实验
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       CortexA8 基础实验
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       物联网浏览器实验
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       云平台应用实验
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       综合应用实验
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       5、综合演示实训系统(实验台)

       区别于上述实验箱,综合演示实训系统(实验台)所采用的产品并非开发板,而是有独立外壳的应用级产品。这些系统是我们从应用项目中提炼出来的,实实在在的项目,将其配置在实验室中的目的,是为了向学生直观地演示物联网系统的功能,锻炼学生的动手操作能力,提高学生继续使用实验箱探索物联网技术的欲望。

       同时,它不仅仅实现“演示”的功能,为了增加学生自己动手的乐趣,我们特意保留了编程接口,并且提供电路原理图及演示软件源代码,学生可以自行编写设备程序,切身地体会开发产品的全部过程。
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       (1)、智能家居与节电技术实训系统

       智能家居一直是物联网行业的热点,也是制高点,因其关系到了普通百姓生活,市场潜力无可估量,相应的人才缺口也非常大!

       飞比智能家居实训平台,结合了家居中常用的灯光、电器控制及安防报警系统,采用Zigbee 无线传感网络实现本地采集、控制,又结合云服务平台实现远程监控,并对家居电器的能耗情况进行统计,指导科学节电。
其系统框架如下:
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        基本监控界面:

     (C/S 架构,客户端-服务器模式)
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    (B/S 架构,浏览器-服务器模式)
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     (2)、智能能源控制系统

       低碳、环保是当今世界主题,也是物联网技术一个非常好的发挥舞台。由于无线技术的快速发展,使得原来在能源领域中希望进行数据采集与监控,但现有的有线技术又无法开展的应用场合有了新的突破点,比如一个野外风力电站的自动运行监控。

       这套系统带有电量、电流、电压检测,风力、风向检测,环境光照与温、湿度检测,以及电机及继电器控制模块。其系统框图如下:
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       基本监控界面:
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     (3)、智能环境检测系统

       在环境检测系统中,通过对多种环境参数进行检测,如光照、降雨、烟雾、温湿度等,通过物联网技术进行远程监控,从而指导地区性的工、农业的可持续发展,保护环境。
系统框架如图:
image016.jpg

       控制界面:
image018.jpg

     (4)、物联网水文气象监测系统

       该系统已在三峡库区稳定运行数月时间,系统全部采用专业级传感器,除了监测PM2.5,SO2,O2,NOX,PH 值,CO2,O3 等空气质量参数外,还可以检测风力、风向以及水位等信息。
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