嵌入式實(shí)訓(xùn)室解決方案

發(fā)布者：    布時(shí)間：2020-09-10 14:14:15    點(diǎn)擊量：

嵌入式實(shí)訓(xùn)室概述

隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的快速發(fā)展,嵌入式技術(shù)迎來(lái)了發(fā)展機(jī)遇的同時(shí),也給高校的嵌入式系統(tǒng)課程帶來(lái)了挑戰(zhàn)。嵌入式系統(tǒng)具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,深入人們生活方方面面,對(duì)應(yīng)培養(yǎng)多樣化、高端化人才的需求。因此,越來(lái)越多高校開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用課程。以新興應(yīng)用型本科院校為例,信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)置了嵌入式技術(shù)的理論課程、實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成項(xiàng)目實(shí)訓(xùn),目的是培養(yǎng)同時(shí)具備嵌入式系統(tǒng)軟硬件綜合開發(fā)與應(yīng)用能力的高素質(zhì)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人才。

嵌入式系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室是進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的重要場(chǎng)所,它為學(xué)生提供一個(gè)專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。實(shí)訓(xùn)室一般設(shè)置有嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)、各種傳感器模塊、嵌入式處理器開發(fā)板、儀器設(shè)備等硬件設(shè)施。同時(shí)還配備了完善的軟件平臺(tái),如嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)工具鏈、仿真平臺(tái)等。

在實(shí)訓(xùn)室內(nèi),學(xué)生可以接觸各種主流的嵌入式處理器和微控制器,如ARM、MIPS、AVR、DSP等,學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)移植、驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、系統(tǒng)仿真、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。通過(guò)完成一系列的嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn),學(xué)生可以較系統(tǒng)地掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法,培養(yǎng)解決實(shí)際嵌入式系統(tǒng)開發(fā)問(wèn)題的能力。

實(shí)訓(xùn)室還要注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。學(xué)生需要通過(guò)團(tuán)隊(duì)形式開展項(xiàng)目實(shí)訓(xùn),在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,從需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全過(guò)程中練習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。這不僅鞏固了學(xué)生的專業(yè)知識(shí),也提高了實(shí)際能力,對(duì)今后從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工作非常有幫助。

第一部分 嵌入式實(shí)訓(xùn)室概念及背景

1.1什么是嵌入式

嵌入式系統(tǒng)（embedded system），是一種嵌入機(jī)械或電氣系統(tǒng)內(nèi)部、具有專一功能和實(shí)時(shí)計(jì)算性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)常被用于高效控制許多常見(jiàn)設(shè)備，被嵌入的系統(tǒng)通常是包含數(shù)位硬件和機(jī)械部件的完整設(shè)備，例如汽車的防鎖死煞車系統(tǒng)。相反，通用計(jì)算機(jī)如個(gè)人電腦則設(shè)計(jì)靈活，可以智能處理各式各樣的運(yùn)算情況，以滿足廣大終端用戶不同的需要。

現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)通常是基于微控制器（如含集成內(nèi)存和/或外設(shè)接口的中央處理單元）的，但在較復(fù)雜的系統(tǒng)中普通微處理器（使用外部存儲(chǔ)芯片和外設(shè)接口電路）也很常見(jiàn)。通用型處理器、專門進(jìn)行某類計(jì)算的處理器、為手持應(yīng)用訂制設(shè)計(jì)的處理器等，都可能應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)。常見(jiàn)的專用處理器有數(shù)字信號(hào)處理器。

嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵特性是處理特定的任務(wù)，因此工程師能對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以降低產(chǎn)品的體積和成本，提升可靠性和性能。

嵌入式系統(tǒng)的物理形態(tài)包括便攜設(shè)備如計(jì)步器、電子手表和MP3播放器，大型固定裝置如交通燈、工廠控制器，大型復(fù)雜系統(tǒng)如混合動(dòng)力汽車、磁共振成像設(shè)備、航空電子設(shè)備等。它們的復(fù)雜度低至單片機(jī)，高至大型底盤或外殼內(nèi)安裝有多個(gè)部件、外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)。

嵌入式系統(tǒng)的主要特征包括:

1. 代碼體積小,可以在嵌入式系統(tǒng)的有限存儲(chǔ)空間內(nèi)運(yùn)行;
2. 提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口,簡(jiǎn)化應(yīng)用程序的開發(fā);
3. 實(shí)現(xiàn)模塊間的解耦合,不同模塊可以靈活組合和拆卸;
4. 具備優(yōu)異的實(shí)時(shí)性,可以應(yīng)用于各類實(shí)時(shí)控制場(chǎng)景;
5. 系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,能夠無(wú)人值守獨(dú)立運(yùn)行,及時(shí)處理各種事件與故障。

1.2 嵌入式知識(shí)結(jié)構(gòu)

嵌入式系統(tǒng)分為四層結(jié)構(gòu)，分別為：硬件層、驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層。

硬件層：

包括處理器、存儲(chǔ)器、微控制器、I/O、DAC ADC、電源、總線、定時(shí)器 計(jì)數(shù)器等等。此外根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，嵌入式硬件會(huì)集成不同的傳感器，例如攝像頭、雷達(dá)、GPS等等。

基于ARM平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)（Cortex-A8/Cortex-A9/Cortex-A53/Cortex-M系列等）

基于TI DSP平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)（2000/5000/6000系列、DM6446/DM6447 達(dá)芬奇系列）

基于FPGA 平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)（Altere/Xilinx 系列）

驅(qū)動(dòng)層：

基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader、平臺(tái)支持代碼、各類設(shè)備驅(qū)動(dòng)

基于 Windows CE/Mobil/phone 平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)定制、開發(fā)

Cortex-M系列的uC/OS、FreeRTOS

VxWorks BSP 開發(fā)

操作系統(tǒng)層：

Linux 內(nèi)核開發(fā)（內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、進(jìn)程管理、進(jìn)程通信、電源管理、實(shí)時(shí)性改進(jìn)等）

Android框架層開發(fā)

應(yīng)用層：

Android應(yīng)用開發(fā)

QT/E的應(yīng)用與開發(fā)

VxWorks 應(yīng)用開發(fā)

IOS應(yīng)用開發(fā)

Windows CE應(yīng)用開發(fā)

1.3嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)

本專業(yè)培養(yǎng)面向軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員、軟件和信息技術(shù)服務(wù)人員等職業(yè)群，能夠從事智能終端、物聯(lián)網(wǎng)等嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、測(cè)試、集成、技術(shù)支持與維護(hù)等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

掌握以下知識(shí)：

(1)掌握必備的思想政治理論、科學(xué)文化基礎(chǔ)知識(shí)和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化知識(shí)。

(2)熟悉與本專業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)以及環(huán)境保護(hù)、安全消防、文明生產(chǎn)等知識(shí)。

(3 )掌握數(shù)模電路基礎(chǔ)及常用傳感器基本原理。

(4)掌握計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

(5)熟悉單片機(jī)、ARM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本原理。

(6)熟悉嵌入式操作系統(tǒng)基本原理。

(7 )掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理。

(8)掌握Android應(yīng)用程序開發(fā)基本原理。

(9)掌握嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)基本原理。

具備以下能力：

(1 )具有探究學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

(2)具有良好的語(yǔ)言、文字表達(dá)能力和溝通能力。

(3)具有良好的文檔策劃、編寫及圖像處理能力。

(4)具有計(jì)算機(jī)語(yǔ)言程序編程能力。

(5)具有單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。

(6 )具有Android應(yīng)用程序開發(fā)能力。

(7 )具有嵌入式應(yīng)用軟件測(cè)試及撰寫測(cè)試報(bào)告能力。

(8)具有移動(dòng)智能終端產(chǎn)品開發(fā)及測(cè)試能力。

(9)具有嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)能力。

(10)具有嵌入式系統(tǒng)集成、技術(shù)支持及維護(hù)能力。

(11)具有綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

1.4嵌入式實(shí)訓(xùn)室配備專業(yè)核心課程主要教學(xué)內(nèi)容

（1）單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)

單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程概述；Keil C51集成開發(fā)環(huán)境搭建和運(yùn)行；C51程序設(shè)計(jì)；單片機(jī)中斷系統(tǒng)應(yīng)用；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用；串口通信應(yīng)用；數(shù)碼顯示與鍵盤接口 ； A/D與D/A應(yīng)用；常用外設(shè)芯片接口應(yīng)用等

（2）ARM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

ARM微處理器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介；ARM指令系統(tǒng)與應(yīng)用；ARM開發(fā)平臺(tái)搭建；ARM 的GPIO端口編程；ARM存儲(chǔ)器應(yīng)用；ARM接口技術(shù)；Bootloadeo移植；嵌入 式Linux內(nèi)核移植及嵌入式Linux文件系統(tǒng)移植等。

（3）智能硬件技術(shù)與應(yīng)用

智能硬件產(chǎn)品概述；傳感器應(yīng)用技術(shù)；硬件控制技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和智能 系統(tǒng)等部分。傳感器應(yīng)用包含生物傳感、物理傳感及化學(xué)傳感等內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)接入包含紅外、藍(lán)牙、NFC、ZigBee、Wi-Fi和二維碼等內(nèi)容，智能系統(tǒng)則主 要是云計(jì)算應(yīng)用。

（4）嵌入式Android項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)

Android開發(fā)環(huán)境搭建；Android控件Widgets應(yīng)用；Android圖形界面設(shè)計(jì)； Android數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；Android應(yīng)用數(shù)據(jù)交互；Android多線程程序設(shè)計(jì)；Android 多媒體程序設(shè)計(jì)；Android異步程序設(shè)計(jì)及Android嵌入式實(shí)例項(xiàng)目應(yīng)用等。

（5）移動(dòng)智能終端應(yīng)用開發(fā)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；自動(dòng)識(shí)別技術(shù)；條形碼技術(shù)；定位技術(shù)；Android應(yīng)用層技術(shù)開發(fā)及系統(tǒng)項(xiàng)目集成案例等。

（6）嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)

嵌入式串口通信程序設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；多任務(wù)多線程程序設(shè)計(jì)；基于QT或Android界面交互程序設(shè)計(jì)；嵌入式接口程序設(shè)計(jì)；基于BOA服務(wù)器遠(yuǎn)程程序控制及綜合控制程序設(shè)計(jì)。

1.5嵌入式實(shí)訓(xùn)室基本要求

(1)嵌入式硬件技能實(shí)訓(xùn)室

嵌入式硬件技能實(shí)訓(xùn)室應(yīng)配備服務(wù)器、投影設(shè)備、白板、計(jì)算機(jī)、Wi-Fi環(huán)境、電路實(shí) 訓(xùn)箱、單片機(jī)和ARM實(shí)訓(xùn)板，提供云計(jì)算環(huán)境接入等；用于數(shù)模電路基礎(chǔ)、單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)、ARM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用、ARM接口高級(jí)技術(shù)及編程等課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。

(2)嵌入式軟件開發(fā)實(shí)訓(xùn)室

嵌入式軟件開發(fā)實(shí)訓(xùn)室應(yīng)配備服務(wù)器、投影設(shè)備、白板、計(jì)算機(jī)、Wi-Fi環(huán)境，提供云 計(jì)算環(huán)境接入，嵌入式操作系統(tǒng)虛擬環(huán)境、計(jì)算機(jī)編程相關(guān)軟件、V交互設(shè)計(jì)軟件及軟件 測(cè)試工具等；用于計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言、嵌入式軟件測(cè)試、C+ +高級(jí)編程等課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。

(3)嵌入式綜合技能實(shí)訓(xùn)室

嵌入式綜合技能實(shí)訓(xùn)室應(yīng)配備服務(wù)器、投影設(shè)備、白板、計(jì)算機(jī)、Wi-Fi環(huán)境，提供云計(jì)算環(huán)境接入、Android開發(fā)相關(guān)軟件及工具、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)及智能硬件實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；用于智能硬件技術(shù)與應(yīng)用、嵌入式Android項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)、移動(dòng)智能終端應(yīng)用開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、嵌入式項(xiàng)目綜合實(shí)踐等課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。

(4)校外實(shí)訓(xùn)基地基本要求

校外實(shí)訓(xùn)基地基本要求為：具有穩(wěn)定的校外實(shí)訓(xùn)基地；能夠開展嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)相關(guān)實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，實(shí)訓(xùn)設(shè)施齊備，實(shí)訓(xùn)崗位、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師確定，實(shí)訓(xùn)管理及實(shí)施規(guī)章制度齊全。

第二部分 嵌入式實(shí)訓(xùn)室介紹

2.1嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)

嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)是針對(duì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的平臺(tái)。由核心控制單元、無(wú)線通信單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、循跡功能單元、功能擴(kuò)展單元、功能電路單元、邊緣智能處理單元等部分組成。

嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)作為新型教學(xué)載體，按照項(xiàng)目引領(lǐng)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式,采取模塊化、積木式的設(shè)計(jì)理念,可以根據(jù)不同的教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求,通過(guò)組合功能模塊單元,完成不同難度和不同系統(tǒng)框架的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的自主設(shè)計(jì)和搭建。

系統(tǒng)可以選配和定制各種傳感器、執(zhí)行器、自動(dòng)識(shí)別和創(chuàng)新應(yīng)用模塊來(lái)擴(kuò)充功能。支持選配全系列的物聯(lián)網(wǎng)通信單元實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)和智能互聯(lián),可以接入多種云平臺(tái)進(jìn)行云端的數(shù)據(jù)交互和互聯(lián)控制。

系統(tǒng)支持視覺(jué)(圖像分類、目標(biāo)檢測(cè)、圖像分割)和語(yǔ)音這兩大典型AI應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā),可實(shí)現(xiàn)邊緣智能和云端智能兩種AI技術(shù)路線,從而達(dá)到智能駕駛和車聯(lián)網(wǎng)等綜合應(yīng)用效果。系統(tǒng)全面融合了不同層次和專業(yè)背景人才的培養(yǎng)需求,完全滿足電子信息、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、機(jī)器人等電子信息大類專業(yè)的核心課程日常教學(xué)、實(shí)踐訓(xùn)練和競(jìng)賽創(chuàng)新的使用要求。

嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)

課程資源：

《嵌入式MCU開發(fā)高級(jí)-RT-Thread應(yīng)用開發(fā)》

《嵌入式微控制器應(yīng)用開發(fā)》

《嵌入式微控制器應(yīng)用開發(fā)|項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)》

《Python編程》

《OpenCV計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用開發(fā)》

《機(jī)器學(xué)習(xí)與應(yīng)用》

《深度學(xué)習(xí)框架開發(fā)》

《人工智能應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐》

硬件參數(shù)：

1.核心控制單元

(1) Arduino核心控制單元

1) 核心處理器，主頻≤16MHz；

2) 內(nèi)存和存儲(chǔ)：≥256KB Flash，≥8KB SRAM；

3) 板載資源及擴(kuò)展接口：1路12V供電接口、1路電源管理模塊、1路12V供電接口，1路電源管理模塊接口，1路硬件復(fù)位按鍵，2個(gè)功能按鍵，2個(gè)LED燈，1路任務(wù)板接口，1路循跡板接口，1路通信顯示板接口，1路電機(jī)驅(qū)動(dòng)板接口，1路擴(kuò)展板接口，1路USB轉(zhuǎn)串口。

(2) STC8A核心控制單元

1) 處理器，主頻≥24MHz；

2) 內(nèi)存和存儲(chǔ)：≥64KB Flash，≥8KB RAM；

3) 支持ISP編程，支持單芯片在線仿真；

4) 板載資源及擴(kuò)展接口：1路12V供電接口、1路電源管理模塊、1路12V供電接口，1路電源管理模塊接口，1路硬件復(fù)位按鍵，2個(gè)功能按鍵，2個(gè)LED燈，1路任務(wù)板接口，1路循跡板接口，1路通信顯示板接口，1路電機(jī)驅(qū)動(dòng)板接口，1路擴(kuò)展板接口，1路USB轉(zhuǎn)串口。

(3) 核心控制單元

1) 核心處理器，主頻≤168MHz；

2) 內(nèi)存和存儲(chǔ)：≥1MB Flash，≥192KB SRAM；

3) 板載資源及擴(kuò)展接口：1路12V供電接口，1路硬件復(fù)位按鍵，1路電源管理模塊接口，4個(gè)功能按鍵，4個(gè)LED燈，1路任務(wù)板接口，1路循跡板接口，1路通信顯示板接口，1路擴(kuò)展板接口， 5路CAN總線接口，1個(gè)SD卡插槽，1路3.5寸TFT顯示屏接口，1路RS485通信接口，1路4Pin串口，1路DAC接口。

2.通信顯示單元

1) OLED顯示屏；

2) 2路通信模塊接口，兩個(gè)通信模塊同時(shí)工作；

3) 板載資源及擴(kuò)展接口及接口：1路電源開關(guān)、1路以太網(wǎng)接口、1路14Pin核心控制單元接口、2個(gè)WiFi模塊重置按鍵、1個(gè)WiFi模塊供電開關(guān)、1個(gè)ZigBee模塊程序下載接口；

4) 1路WIFI通信模塊：支持IEEE802.11b/g 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，頻率范圍2.412~2.484 GHz，波特率范圍 1200~115200bps；1路ZigBee通信模塊：采用CC2530芯片，支持2.4~2.4853G主頻通信，板載OLED屏。

3.電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元

1) 電機(jī)接口控制電路：4個(gè)電機(jī)接口，1個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口，2個(gè)碼盤接口；

2) 電源管理電路：1個(gè)12V電源接口，1個(gè)電源開關(guān)，1個(gè)電源指示燈和1路5V轉(zhuǎn)3.3V電路；

3) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：2路雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)H橋高輸出電流，支持單/雙刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制；PWM控制接口；支持4V~18V的寬電源供電電壓。

4. 功能擴(kuò)展單元

(1) 功能擴(kuò)展板

1) ≥1路6P接口

2) ≥4路3P功能擴(kuò)展接口

3) ≥1路4P串口

4) ≥1路4P IIC通信接口

5) ≥1路16P核心控制單元接口

(2) 傳感器單元

1) 霍爾傳感器單元：

2) 火焰?zhèn)鞲衅鲉卧?/p>

3) 紅外熱釋電人體檢測(cè)傳感器單元

4) 溫濕度傳感器單元

5) 光照度傳感器單元

6) 空氣污染檢測(cè)傳感器單元

7) 超聲波傳感器單元

8) 姿態(tài)傳感器單元

9) 紅外測(cè)溫傳感器單元

10) 氣壓海拔檢測(cè)傳感器單元

11) 壓力傳感器單元

12) 光敏電阻傳感器單元

(3) 執(zhí)行器單元

1) RGB LED燈單元

2) 繼電器單元

3) 直流電機(jī)單元

4) 步進(jìn)電機(jī)單元

(4) 自動(dòng)識(shí)別單元

5.通信應(yīng)用單元

(1) WiFi無(wú)線通信單元

1) 射頻芯片；

2) 工作頻段：2.4~2.4835GHz；

3) 發(fā)射功率：≥20dBm（100mW）；

4) 工作電壓：3.0~3.3V

5) 支持AT指令集、服務(wù)器AT指令集，支持串口通信，支持標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.11b/g/n協(xié)議和完整的TCP/IP協(xié)議棧，支持STA/AP/STA+AP工作模式、支持SmartConfig、串口透?jìng)鳌/O口控制、開機(jī)透?jìng)?、PWM輸出等功能。

(2) 藍(lán)牙無(wú)線通信單元:采用標(biāo)準(zhǔn)Bluetooth V4.1協(xié)議，配套上位機(jī)軟件，支持AT指令配置，主從機(jī)切換，透?jìng)髂Ｊ絺鬏敗?/p>

1) 主控：工作頻段2379~2496MHz；

2) 工作電壓：2.35~3.3V；

3) 通信接口：UART，波特率4800~256000bps。

(3) ZigBee無(wú)線通信單元:配套上位機(jī)軟件，支持AT指令配置，協(xié)調(diào)器、路由器及終端設(shè)備切換，可實(shí)現(xiàn)單播、組播及廣播模式組網(wǎng)，支持透?jìng)髂Ｊ?、半透明模式及協(xié)議模式通信。

1) 主控：≥256KB Flash，≥8KB RAM；

2) 信道：支持 11~26信道（2405~2480MHZ）；

3) 通信接口：要求提供≥1路UART接口，波特率2400~1000000bps。

6. 視覺(jué)感知單元

7.智能控制單元

8.邊緣智能處理終端

主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

1.Arduino核心板實(shí)驗(yàn)

(1) 輕觸按鍵實(shí)驗(yàn)

(2) 流水燈實(shí)驗(yàn)

(3) ADC采集實(shí)驗(yàn)

(4) 串口通信實(shí)驗(yàn)

2.核心板實(shí)驗(yàn)

(1) 流水燈實(shí)驗(yàn)

(2) 按鍵檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(3) 定時(shí)器中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

(4) 串口通信數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)驗(yàn)

3.核心控制單元實(shí)驗(yàn)

(1) 流水燈實(shí)驗(yàn)

(2) 按鍵檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(3) 定時(shí)器中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

(4) PWM輸出實(shí)驗(yàn)

(5) 外部中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

(6) 串口通信數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)驗(yàn)

(7) DMA數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)

(8) 內(nèi)部溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

4.擴(kuò)展模塊實(shí)驗(yàn)

(1) 霍爾磁場(chǎng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(2) 火焰檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(3) 紅外熱釋電人體檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(4) 溫濕度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

(5) 光照強(qiáng)度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

(6) 空氣污染檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(7) 超聲波測(cè)距實(shí)驗(yàn)

(8) 姿態(tài)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(9) 紅外測(cè)溫實(shí)驗(yàn)

(10) 大氣壓測(cè)量實(shí)驗(yàn)

(11) 壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)

(12) 光強(qiáng)度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

(13) RGB LED燈驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(14) 繼電器驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(15) 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(16) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(17) 13.56M RFID實(shí)驗(yàn)

(18) 語(yǔ)音識(shí)別交互控制實(shí)驗(yàn)

(19) 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)

(20) 點(diǎn)陣屏顯示驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(21) WiFi無(wú)線通信數(shù)據(jù)交互實(shí)驗(yàn)

(22) 藍(lán)牙無(wú)線通信數(shù)據(jù)交互實(shí)驗(yàn)

(23) ZigBee無(wú)線通信數(shù)據(jù)交互實(shí)驗(yàn)

5.機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

(1) 彩色圖像采集實(shí)驗(yàn)

(2) 灰度圖像處理實(shí)驗(yàn)

(3) 圖像濾波實(shí)驗(yàn)

(4) 圖像翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)

(5) ROI設(shè)置實(shí)驗(yàn)

(6) 畫圖畫線實(shí)驗(yàn)

(7) 色塊檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

(8) 閾值分割實(shí)驗(yàn)

(9) 標(biāo)記跟蹤實(shí)驗(yàn)

(10) 模板匹配實(shí)驗(yàn)

(11) 掃碼識(shí)別實(shí)驗(yàn)

(12) 特征檢測(cè)實(shí)訓(xùn)

(13) 人臉檢測(cè)實(shí)訓(xùn)

(14) 人臉識(shí)別實(shí)訓(xùn)

2.2嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)開發(fā)裝置

嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)開發(fā)裝置包含數(shù)控云臺(tái)攝像頭、智能小車運(yùn)動(dòng)控制自動(dòng)糾正轉(zhuǎn)速、碼盤測(cè)速單元、現(xiàn)場(chǎng)總線通信單元、RFID射頻通信模塊、信息顯示單元、智能循跡模塊、OLED顯示模塊、電量監(jiān)測(cè)單元、WiFi通信單元、ZigBee通信單元、離線式語(yǔ)音識(shí)別單元、紅外通信單元、超聲波、光照強(qiáng)度等多種傳感器單元。

裝置配套STM32F4開發(fā)資源包、離線式語(yǔ)音識(shí)別開發(fā)資源包、圖像數(shù)據(jù)處理終端開發(fā)資源包、RFID開發(fā)資源包、Android應(yīng)用開發(fā)資源包、圖像識(shí)別與處理資源包等相關(guān)教學(xué)資源。

智能小車完成運(yùn)動(dòng)控制與自動(dòng)糾正轉(zhuǎn)速、傳感器數(shù)據(jù)采集、視頻采集與處理、二維碼識(shí)別、車牌識(shí)別、顏色識(shí)別、紅外控制、WiFi傳輸、ZigBee通信、RFID射頻識(shí)別、APP應(yīng)用開發(fā)等功能。

裝置留有多種應(yīng)用擴(kuò)展接口，可與多種設(shè)備互聯(lián)互通，可聯(lián)網(wǎng)、組網(wǎng)控制，支持窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，可作為多種教學(xué)平臺(tái)使用，適用于單片機(jī)、傳感器、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、汽車電子、移動(dòng)互聯(lián)與智能控制等電子通信類相關(guān)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用。

裝置滿足嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)技能大賽日常技能訓(xùn)練與教學(xué)需求，符合嵌入式技能大賽的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

平臺(tái)支持多門在線學(xué)習(xí)課程，需提供包括但不限于《Android AI應(yīng)用與開發(fā)|項(xiàng)目式教學(xué)》、《Android高級(jí)程序設(shè)計(jì)》、《移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)駕駛》、《嵌入式競(jìng)賽平臺(tái)應(yīng)用開發(fā)》、《嵌入式競(jìng)賽平臺(tái)無(wú)線組網(wǎng)通信》課程的在線學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)。

嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)開發(fā)裝置

硬件參數(shù)

1.智能小車

(1) 車體尺寸(長(zhǎng)X寬X高)：≥300mm×220mm×220mm；

(2) 車身采用鋼制車身，全面開槽；

(3) 車身重心可自由安裝和調(diào)整；

(4) 平臺(tái)為四輪驅(qū)動(dòng)；

(5) 車身重量≥1.8kg (含電池組)。

2.核心控制單元

(1) 內(nèi)核架構(gòu)：指令集≥32位，最大工作頻率168MHZ，F(xiàn)lash大小≥1M，≥192kB RAM 支持浮點(diǎn)單元 (FPU) 單精度，工作電壓1.8V-3.6V；

(2) 電源管理芯片：輸入電壓3.5-28V，輸出電壓0.8~25V，輸出電流最大5A，開關(guān)頻率≥570KHz；

(3) CAN總線收發(fā)器：支持最大數(shù)據(jù)速率不低于1Mb/s，輸入電平與3.3V和5V設(shè)備兼容，可以連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，未通電的節(jié)點(diǎn)不會(huì)干擾總線線路，發(fā)送數(shù)據(jù)顯性超時(shí)功能，對(duì)電池和接地具有短路保護(hù)；

3.智能顯示通信單元

4.電機(jī)單元

5.車載供電單元

6.智能循跡

7.功能任務(wù)擴(kuò)展單元

(1) ≥1個(gè)超聲波測(cè)距模塊；

(2) ≥1個(gè)光強(qiáng)度傳感器；

(3) ≥1個(gè)光敏電阻；

(4) ≥1個(gè)紅外發(fā)射模塊；

(5) ≥1個(gè)智能語(yǔ)音識(shí)別交互模塊；

(6) ≥1個(gè)900M RFID標(biāo)簽；

(7) ≥1個(gè)13.56M RFID讀寫卡模塊；

(8) ≥1個(gè)蜂鳴器單元；

(9) ≥2路左右雙閃LED電路；

(10) 通過(guò)16Pin（DC3-16）排線與核心控制單元相連。

8. 電機(jī)控制單元

9.攝像頭模塊單元

2.3智能移動(dòng)小車

智能移動(dòng)小車集智能視覺(jué)攝像頭、智能視覺(jué)攝像頭俯仰角度控制單元、智能移動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)控制單元、測(cè)速碼盤模塊、信息顯示單元、電量監(jiān)測(cè)單元、WiFi通信單元、ZigBee通信單元、超聲波測(cè)距單元、光照強(qiáng)度檢測(cè)單元、語(yǔ)音識(shí)別單元等智能硬件單元于一體。

平臺(tái)配套的開源硬件開發(fā)資源包、智能視覺(jué)識(shí)別開發(fā)資源包、Python開發(fā)資源包等相關(guān)資源。

可完成智能移動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)控制、傳感器數(shù)據(jù)采集、智能視覺(jué)識(shí)別（顏色、圖形識(shí)別）、紅外通信、WiFi傳輸、ZigBee通信等功能。

智能移動(dòng)小車留有多種應(yīng)用擴(kuò)展接口，可與多種設(shè)備互聯(lián)互通，可組網(wǎng)控制，可作為多種教學(xué)平臺(tái)使用，適用于單片機(jī)、傳感器、機(jī)器人、智能控制等教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用。

智能移動(dòng)小車可與智能手機(jī)、PAD等終端互聯(lián)互通，其上位機(jī)與智能移動(dòng)小車的通信方式滿足全國(guó)職業(yè)院校技能大賽嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，方便學(xué)生訓(xùn)練使用。

智能移動(dòng)小車

硬件參數(shù)

1.  車體

(1) 尺寸(長(zhǎng)X寬X高)：≥300mm×220mm×220mm；

(2) 車身采用鋼制車身，全面開槽；

(3) 車身重心可自由安裝和調(diào)整；

(4) 平臺(tái)為四輪驅(qū)動(dòng)；

(5) 車身重量：≥1.8kg (含電池組)。

2.控制器單元一

3.控制器單元二

4. 智能視覺(jué)攝像頭單元

5. 智能視覺(jué)攝像頭俯仰角度控制單元

6.智能顯示通信單元

7.電機(jī)單元

8.車載供電單元

9. 任務(wù)板單元

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

配套智能移動(dòng)小車動(dòng)作控制，自動(dòng)行駛，與沙盤標(biāo)志物交互控制實(shí)訓(xùn)。

2.4物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

 

物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)一套面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的多功能教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái),系統(tǒng)架構(gòu)遵循典型的物聯(lián)網(wǎng)三層模型,包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。系統(tǒng)通過(guò)智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智能交通和智慧安防等案例,給學(xué)生提供一個(gè)全面的實(shí)訓(xùn)環(huán)境,用于學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的底層硬件、業(yè)務(wù)原理和應(yīng)用開發(fā)。

實(shí)訓(xùn)裝置集成運(yùn)用了傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、接口控制技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)和Android應(yīng)用開發(fā)等。平臺(tái)配合實(shí)訓(xùn)臺(tái)上集成的433M無(wú)線設(shè)備、ZigBee節(jié)點(diǎn)、射頻設(shè)備、各種控制設(shè)備、網(wǎng)關(guān)和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì),構(gòu)建了既包含基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)又具備驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性的多層次實(shí)訓(xùn)平臺(tái)?？蓪?shí)現(xiàn)智能家居的門禁安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備智能控制,以及農(nóng)業(yè)環(huán)境的智能檢測(cè)和農(nóng)業(yè)設(shè)備的智能控制等功能。

產(chǎn)品特點(diǎn):

• 方便教學(xué)：本系統(tǒng)圍繞物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)方法,從知識(shí)學(xué)習(xí)到技能訓(xùn)練再到能力提升,實(shí)現(xiàn)教學(xué)的系統(tǒng)性和針對(duì)性。
• 技術(shù)覆蓋廣：系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的各主要技術(shù)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面系統(tǒng)覆蓋。
• 提供豐富的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)例：系統(tǒng)在智能家居、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域提供了豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景和案例。
• 模塊化設(shè)計(jì)方便擴(kuò)展：模塊化和平臺(tái)化設(shè)計(jì),配合標(biāo)準(zhǔn)實(shí)訓(xùn)工位,既可滿足教學(xué)需求,也可方便擴(kuò)展更多技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。
• 配套海量教學(xué)資源：系統(tǒng)擁有完善的教學(xué)資源,包括指導(dǎo)書、素材、視頻等,并提供免費(fèi)的安裝部署和培訓(xùn)服務(wù)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì):

（1）無(wú)線通信模組

無(wú)線節(jié)點(diǎn)支持通過(guò)唯眾的可視化界面生成器和可視化控制器進(jìn)行在線功能配置,可以動(dòng)態(tài)改變無(wú)線節(jié)點(diǎn)的IO口功能,無(wú)需燒錄新固件。無(wú)線節(jié)點(diǎn)的IO口可配置為按鍵輸入、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入和PWM輸出等功能,可按需求在這些功能之間進(jìn)行切換,極大地提高了無(wú)線節(jié)點(diǎn)的通用性和可重用性。

（2）可視化編輯器

系統(tǒng)提供PC端的可視化界面生成器工具,通過(guò)簡(jiǎn)單拖拽就可以生成不同的設(shè)備操作界面,無(wú)需編程。界面生成器支持指示燈、按鍵、圖片、變量視圖、超鏈接等多種可視化控件,這些控件的操作可以直接對(duì)應(yīng)到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊上。生成的界面可直接導(dǎo)入APP使用,無(wú)需重新編譯安裝,實(shí)現(xiàn)了界面與設(shè)備的可視化綁定。這簡(jiǎn)化了APP的開發(fā)過(guò)程,開發(fā)者無(wú)需處理底層設(shè)備通信,通過(guò)簡(jiǎn)單配置就可以完成界面與設(shè)備的聯(lián)動(dòng)。

（3）可視化控制器

APP可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控和控制。APP內(nèi)可以查看節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和狀態(tài),也可以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)作控制。不同無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間可以進(jìn)行動(dòng)作聯(lián)動(dòng),聯(lián)動(dòng)操作通過(guò)APP圖形化配置即可實(shí)現(xiàn),不需要編寫代碼。APP還提供動(dòng)作列表編輯功能,可以將執(zhí)行器的動(dòng)作順序組織成列表,指定觸發(fā)源,完成聯(lián)動(dòng)控制邏輯的可視化配置。以上功能簡(jiǎn)化了APP的開發(fā),開發(fā)者無(wú)需處理底層連接和通信,就可以通過(guò)簡(jiǎn)單配置實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)監(jiān)控、控制和聯(lián)動(dòng)。

（4）物聯(lián)網(wǎng)關(guān)

本產(chǎn)品為基于ARM Cortex-M4核心的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),兼容唯眾各類無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊。網(wǎng)關(guān)可以將無(wú)線節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)格式,實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與手機(jī)APP、PC軟件的互聯(lián)互通。

網(wǎng)關(guān)具備節(jié)點(diǎn)管理、多協(xié)議支持等功能,可以將不同無(wú)線節(jié)點(diǎn)抽象為獨(dú)立設(shè)備,構(gòu)建跨協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)提供兩路串口透?jìng)鹘涌?支持Zigbee、LoRa、NB-IoT等無(wú)線模塊的擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)多協(xié)議轉(zhuǎn)換。

通過(guò)手機(jī)APP或PC軟件,用戶可以監(jiān)控節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、配置聯(lián)動(dòng)規(guī)則,無(wú)需編程即可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)控制。平臺(tái)還提供開放API,供應(yīng)用開發(fā)者進(jìn)行二次開發(fā)。

本產(chǎn)品極大降低物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)門檻,開發(fā)者即便零編程基礎(chǔ),也可以在極短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建自己的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)。

實(shí)訓(xùn)功能：

1）唯眾基礎(chǔ)硬件：包含唯眾物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、唯眾物聯(lián)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，覆蓋、 ZigBee 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、433M無(wú)線通信、 Wi-Fi 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、BLE藍(lán)牙、 LoRa窄帶物聯(lián)通信、 NB-IOT物聯(lián)通信技術(shù)、Android 移動(dòng)互聯(lián)開發(fā)、嵌入式開發(fā)、傳感器技術(shù)、執(zhí)行控制、網(wǎng)絡(luò)通信、 NET 開發(fā)、 JavaScript 等技術(shù)；

2）唯眾實(shí)訓(xùn)模塊：采用工業(yè)級(jí)高精度傳感器、執(zhí)行器，涵蓋采集模擬量/數(shù)字量等多種傳感采集技術(shù)，基于行業(yè)的具體應(yīng)用進(jìn)行功能模塊的設(shè)計(jì)，提供完整的硬件驅(qū)動(dòng)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、協(xié)議轉(zhuǎn)換調(diào)試等教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；

3）唯眾實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：通過(guò)實(shí)訓(xùn)掛板提供的硬件模塊，組合形成的各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景，提供完整的硬件驅(qū)動(dòng)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、唯眾應(yīng)用層（Android 和 NET）等教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；

• 唯眾綜合案例：基于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合到具體行業(yè)的應(yīng)用案例，提供完整的案例開發(fā)手冊(cè)及相關(guān)源碼。

2.5 “虛實(shí)結(jié)合”開發(fā)式嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)云平臺(tái)

實(shí)踐教學(xué)是高校培養(yǎng)高素質(zhì)人才不可或缺的重要組成部分，如何 “以學(xué)生為中心”建構(gòu)一流的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，切實(shí)提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，始終是高校各專業(yè)建設(shè)的重要工作之一。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種有效補(bǔ)充，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，“虛實(shí)結(jié)合”已經(jīng)成為了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要發(fā)展方向，在一定程度上克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的制約。

針對(duì)傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)存在的資源有限、體驗(yàn)效果差、過(guò)程難記錄和量化等問(wèn)題,我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了新的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)平臺(tái)。首先,利用場(chǎng)景化對(duì)象代替簡(jiǎn)單的模擬控制,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的綜合認(rèn)知;其次,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),構(gòu)建三維的虛實(shí)結(jié)合場(chǎng)景,遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)反映控制對(duì)象信息,提升遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)效果;再次,平臺(tái)具備開放性,學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),適應(yīng)新生代學(xué)習(xí)需求;最后,平臺(tái)可以實(shí)時(shí)記錄學(xué)生完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,為實(shí)驗(yàn)的量化評(píng)價(jià)和教學(xué)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持。

該嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)云平臺(tái)采用統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)進(jìn)行管理。軟件系統(tǒng)具有用戶管理、場(chǎng)景管理、界面管理、通信管理、硬件管理、文檔管理和實(shí)驗(yàn)預(yù)約等功能模塊。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu),學(xué)生可通過(guò)電腦終端訪問(wèn)用戶軟件,連接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成場(chǎng)景化實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的典型實(shí)驗(yàn)流程是:登錄用戶軟件,選擇實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和項(xiàng)目,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,軟件實(shí)時(shí)反饋硬件狀態(tài),最后保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該軟件管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的集中控制和記錄。

該嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)云平臺(tái)由用戶電腦、軟件系統(tǒng)、服務(wù)器、工控機(jī)、檢測(cè)/控制/驅(qū)動(dòng)模塊、場(chǎng)景對(duì)象和攝像頭組成。平臺(tái)采用統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶、資源和場(chǎng)景的集中管理。教師和學(xué)生通過(guò)登錄軟件系統(tǒng),根據(jù)身份選擇不同的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和任務(wù)。為合理利用資源,軟件系統(tǒng)支持“分時(shí)復(fù)用”策略,教師可根據(jù)實(shí)際情況靈活規(guī)劃場(chǎng)景、設(shè)備和通信資源的使用時(shí)間和分配,學(xué)生則按預(yù)約時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣既保證學(xué)生獲得充足資源,也提高資源利用效率。

該平臺(tái)可根據(jù)需要增加不同類型和數(shù)量的場(chǎng)景化對(duì)象,擴(kuò)展平臺(tái)功能,滿足教學(xué)需求。平臺(tái)設(shè)計(jì)理念先進(jìn),功能完備,可以根據(jù)教學(xué)需求和資源狀況合理規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)。它既確保平臺(tái)的先進(jìn)性和可操作性,也兼顧了實(shí)現(xiàn)的可行性。

嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)云平臺(tái)

2.6 嵌入式實(shí)訓(xùn)室空間設(shè)計(jì)

嵌入式實(shí)訓(xùn)室

嵌入式實(shí)訓(xùn)室

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