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LGWL-JJ01型物聯(lián)網(wǎng)智能家居教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、主控平臺(tái)
主控平臺(tái)包含PC套裝、Android智能網(wǎng)關(guān)、智能家居主控網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，主要完成教學(xué)實(shí)訓(xùn)的理論教學(xué)及上機(jī)實(shí)踐任務(wù)。
1、硬件布局
主控平臺(tái)包含PC套裝、Android智能網(wǎng)關(guān)、智能家居主控網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，主要完成教學(xué)實(shí)訓(xùn)的理論教學(xué)及上機(jī)實(shí)踐任務(wù)。
1、硬件布局
2、PC套裝
(1)PC套裝包含主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)，其主要功能是：
(2)完成理論教學(xué)任務(wù)；
(3)完成上機(jī)實(shí)踐操作任務(wù)；
(4)完成編程調(diào)試任務(wù)；
(5)查看實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)果；
(6)運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)教學(xué)平臺(tái)。
2、Android智能網(wǎng)關(guān)
(1)Android智能網(wǎng)關(guān)的主要功能是實(shí)現(xiàn)智能家居設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。
(2)Android智能網(wǎng)關(guān)支撐智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)任務(wù)，運(yùn)行Android智能網(wǎng)關(guān)App軟件，完成智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)中Android智能網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程控制智能設(shè)備。
(3)Android智能網(wǎng)關(guān)支撐智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)任務(wù)，運(yùn)行語(yǔ)音控制App軟件，完成智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)的語(yǔ)音控制智能設(shè)備。
3、智能家居主控網(wǎng)關(guān)
(1)智能家居主控網(wǎng)關(guān)的主要功能是組建Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各種傳感器、執(zhí)行器和其它智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及自動(dòng)控制，與云平臺(tái)保持實(shí)時(shí)通信，及時(shí)上傳設(shè)備信息到云平臺(tái)。
(2)支撐無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)任務(wù)，運(yùn)行網(wǎng)關(guān)教學(xué)軟件，完成基于Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中，網(wǎng)關(guān)與感知層無(wú)線通信的程序設(shè)計(jì)和網(wǎng)關(guān)接入平臺(tái)的程序設(shè)計(jì)。
(3)支撐智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)任務(wù)，運(yùn)行網(wǎng)關(guān)管理軟件，組建智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)所需Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)上位機(jī)網(wǎng)關(guān)配置文件，實(shí)現(xiàn)將各類傳感器數(shù)據(jù)采集，執(zhí)行器及設(shè)備的命令下發(fā)；同時(shí)接收Android移動(dòng)終端所發(fā)的控制請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備智能控制。
4、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)，是主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、電子信息及計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)設(shè)備。該平臺(tái)可完成傳感器采集與控制，無(wú)線通訊，移動(dòng)通訊，射頻識(shí)別，嵌入式技術(shù)等多種基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)，既可以用單個(gè)模塊訓(xùn)練對(duì)應(yīng)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也可以使用多個(gè)系列的模塊練習(xí)各知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用。
5、硬件布局
(1)PC套裝包含主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)，其主要功能是：
(2)完成理論教學(xué)任務(wù)；
(3)完成上機(jī)實(shí)踐操作任務(wù)；
(4)完成編程調(diào)試任務(wù)；
(5)查看實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)果；
(6)運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)教學(xué)平臺(tái)。
2、Android智能網(wǎng)關(guān)
(1)Android智能網(wǎng)關(guān)的主要功能是實(shí)現(xiàn)智能家居設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。
(2)Android智能網(wǎng)關(guān)支撐智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)任務(wù)，運(yùn)行Android智能網(wǎng)關(guān)App軟件，完成智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)中Android智能網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程控制智能設(shè)備。
(3)Android智能網(wǎng)關(guān)支撐智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)任務(wù)，運(yùn)行語(yǔ)音控制App軟件，完成智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)的語(yǔ)音控制智能設(shè)備。
3、智能家居主控網(wǎng)關(guān)
(1)智能家居主控網(wǎng)關(guān)的主要功能是組建Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各種傳感器、執(zhí)行器和其它智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及自動(dòng)控制，與云平臺(tái)保持實(shí)時(shí)通信，及時(shí)上傳設(shè)備信息到云平臺(tái)。
(2)支撐無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)任務(wù)，運(yùn)行網(wǎng)關(guān)教學(xué)軟件，完成基于Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中，網(wǎng)關(guān)與感知層無(wú)線通信的程序設(shè)計(jì)和網(wǎng)關(guān)接入平臺(tái)的程序設(shè)計(jì)。
(3)支撐智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)任務(wù)，運(yùn)行網(wǎng)關(guān)管理軟件，組建智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)所需Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)上位機(jī)網(wǎng)關(guān)配置文件，實(shí)現(xiàn)將各類傳感器數(shù)據(jù)采集，執(zhí)行器及設(shè)備的命令下發(fā)；同時(shí)接收Android移動(dòng)終端所發(fā)的控制請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備智能控制。
4、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)，是主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、電子信息及計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)設(shè)備。該平臺(tái)可完成傳感器采集與控制，無(wú)線通訊，移動(dòng)通訊，射頻識(shí)別，嵌入式技術(shù)等多種基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)，既可以用單個(gè)模塊訓(xùn)練對(duì)應(yīng)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也可以使用多個(gè)系列的模塊練習(xí)各知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用。
5、硬件布局
6、硬件搭載平臺(tái)
（1）硬件搭載平臺(tái)由通信接口，示波器儀表、電源接口、通信選擇開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)關(guān)、8個(gè)SLOT模塊組成，可完成模塊電路調(diào)試、驗(yàn)證及嵌入式開(kāi)發(fā)；模塊拓展開(kāi)發(fā)、調(diào)試及二次開(kāi)發(fā)等工作；靈活性強(qiáng)，可隨意組合，SLOT模塊系列無(wú)限拓展，符合現(xiàn)代教學(xué)創(chuàng)意創(chuàng)新性理念。
（2）通信接口：由USB接口，RS232接口組成，完成硬件搭載平臺(tái)傳感信息與PC端C#軟件信息互通及應(yīng)用場(chǎng)景模擬；
（3）示波器儀表：完成電路節(jié)點(diǎn)測(cè)試，電路工作過(guò)程測(cè)試，問(wèn)題排查，能夠在電路原理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上完成實(shí)踐中的驗(yàn)證測(cè)試，達(dá)到理實(shí)一體效果；
（4）通信選擇開(kāi)關(guān)：RS232接口與在線培訓(xùn)平臺(tái)接口有兩種，串口TTL電平接口，RS485總線接口。根據(jù)通信選擇開(kāi)關(guān)所處檔位，選擇一種通信模式與SLOT模塊進(jìn)行信息互通；
電源開(kāi)關(guān)：整個(gè)硬件搭載平臺(tái)由12V電源供電，一個(gè)金屬電源開(kāi)關(guān)，控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電源的通斷。
7、硬件模塊
（1）單片機(jī)與傳感器開(kāi)發(fā)套件：套件由1個(gè)ARM Cortex-M3開(kāi)發(fā)板和8個(gè)傳感器模塊組成
（2）無(wú)線傳感網(wǎng)套件：套件由12個(gè)模塊組成，含蓋Zigbee，WiFi，藍(lán)牙，Lora，NB-IoT，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；
8、教學(xué)軟件
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)的軟件模塊，采用C#上位機(jī)教學(xué)資源軟件及聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景案例，針對(duì)傳感器技術(shù)的教學(xué)，每一個(gè)傳感器的原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、等實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容移植到軟件模塊上，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相對(duì)應(yīng)顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了理實(shí)一體化教學(xué)的效果。并且可以在此軟件模塊上加載各系列硬件模塊套件的教學(xué)資源，包括實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景引入，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模R(shí)點(diǎn)掌握，實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)鍵代碼解析，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)。能夠讓學(xué)生不僅學(xué)習(xí)傳感器概念、原理，并且可以在邊學(xué)原理邊練習(xí)操作和開(kāi)發(fā)，生動(dòng)且有趣。軟件模塊的界面截圖如下圖所示：
（1）硬件搭載平臺(tái)由通信接口，示波器儀表、電源接口、通信選擇開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)關(guān)、8個(gè)SLOT模塊組成，可完成模塊電路調(diào)試、驗(yàn)證及嵌入式開(kāi)發(fā)；模塊拓展開(kāi)發(fā)、調(diào)試及二次開(kāi)發(fā)等工作；靈活性強(qiáng)，可隨意組合，SLOT模塊系列無(wú)限拓展，符合現(xiàn)代教學(xué)創(chuàng)意創(chuàng)新性理念。
（2）通信接口：由USB接口，RS232接口組成，完成硬件搭載平臺(tái)傳感信息與PC端C#軟件信息互通及應(yīng)用場(chǎng)景模擬；
（3）示波器儀表：完成電路節(jié)點(diǎn)測(cè)試，電路工作過(guò)程測(cè)試，問(wèn)題排查，能夠在電路原理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上完成實(shí)踐中的驗(yàn)證測(cè)試，達(dá)到理實(shí)一體效果；
（4）通信選擇開(kāi)關(guān)：RS232接口與在線培訓(xùn)平臺(tái)接口有兩種，串口TTL電平接口，RS485總線接口。根據(jù)通信選擇開(kāi)關(guān)所處檔位，選擇一種通信模式與SLOT模塊進(jìn)行信息互通；
電源開(kāi)關(guān)：整個(gè)硬件搭載平臺(tái)由12V電源供電，一個(gè)金屬電源開(kāi)關(guān)，控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電源的通斷。
7、硬件模塊
（1）單片機(jī)與傳感器開(kāi)發(fā)套件：套件由1個(gè)ARM Cortex-M3開(kāi)發(fā)板和8個(gè)傳感器模塊組成
（2）無(wú)線傳感網(wǎng)套件：套件由12個(gè)模塊組成，含蓋Zigbee，WiFi，藍(lán)牙，Lora，NB-IoT，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；
8、教學(xué)軟件
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)的軟件模塊，采用C#上位機(jī)教學(xué)資源軟件及聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景案例，針對(duì)傳感器技術(shù)的教學(xué)，每一個(gè)傳感器的原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、等實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容移植到軟件模塊上，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相對(duì)應(yīng)顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了理實(shí)一體化教學(xué)的效果。并且可以在此軟件模塊上加載各系列硬件模塊套件的教學(xué)資源，包括實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景引入，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模R(shí)點(diǎn)掌握，實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)鍵代碼解析，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)。能夠讓學(xué)生不僅學(xué)習(xí)傳感器概念、原理，并且可以在邊學(xué)原理邊練習(xí)操作和開(kāi)發(fā)，生動(dòng)且有趣。軟件模塊的界面截圖如下圖所示：
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)軟件示意圖
9、教學(xué)功能
|
技術(shù)名稱
|
教學(xué)內(nèi)容 |
|---|---|
|
總體
|
每項(xiàng)技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容包括：課程大綱、知識(shí)點(diǎn)列表，對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的原理，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)鍵代碼的解讀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一一講解，并指導(dǎo)程序燒寫(xiě)操作，思考題等有詳細(xì)描述。
|
|
單片機(jī)與傳感器
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單片機(jī)：CC2530單片機(jī)為核心的片上外設(shè)的原理、功能及使用方法，如GPIO、外部中斷、定時(shí)器、串行通信、A/D、DMA、看門狗等
了解掌握傳感器的基本原理，應(yīng)用場(chǎng)景，性能特點(diǎn)，硬件電路，數(shù)據(jù)采集等知識(shí)點(diǎn)。傳感器包括溫濕度傳感器，振動(dòng)傳感器，空氣質(zhì)量傳感器，光照傳感器，雨露傳感器，霍爾傳感器，干簧管傳感器，紅外反射傳感器，人體監(jiān)測(cè)傳感器、九軸傳感器等實(shí)驗(yàn)
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嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)
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嵌入式技術(shù)： ARM Cortex-M3以上內(nèi)核的處理器基本接口（除CC2530提到的，還包括IIC、SPI、FSMC、圖像顯示、微操作系統(tǒng)等）、基于函數(shù)庫(kù)的編程應(yīng)用
了解掌握傳感器的基本原理，應(yīng)用場(chǎng)景，性能特點(diǎn)，硬件電路，數(shù)據(jù)采集等知識(shí)點(diǎn)；傳感器包括溫濕度傳感器，結(jié)露傳感器，超聲波傳感器，霍爾傳感器，稱重傳感器，熱釋電紅外傳感器，振動(dòng)傳感器，聲音檢測(cè)傳感器，環(huán)境光傳感器，顏色識(shí)別傳感器，光敏傳感器，PM2.5傳感器，紅外反射傳感器，九軸傳感器，紫外線傳感器，紅外對(duì)射傳感器等；執(zhí)行器包括繼電器，風(fēng)扇控制，電磁鐵，步進(jìn)電機(jī)，直流減速電機(jī)，和舵機(jī)
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無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)
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ZigBee傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、協(xié)議棧工程解析、使用協(xié)議棧函數(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收發(fā)；
WiFi傳感網(wǎng)通信模塊的AT指令集、設(shè)置方法、Socket通信和傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收發(fā)；
藍(lán)牙無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的工作原理、設(shè)置方法、網(wǎng)絡(luò)特性和傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收發(fā)；
LoRa傳感網(wǎng)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、AT指令集和傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)；
NB-IoT傳感網(wǎng)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、AT指令集和傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)；
LTE 4G移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的基本原理、概念、技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
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二、主要軟硬件清單
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平臺(tái)名稱
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類別
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序號(hào)
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設(shè)備名稱
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數(shù)量
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主控平臺(tái)
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硬件
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1
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PC套裝（含主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)）
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1
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2
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Android智能網(wǎng)關(guān)
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1
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3
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智能家居主控網(wǎng)關(guān)
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1
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軟件
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4
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PC主機(jī)軟件安裝包
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1
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5
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Android移動(dòng)終端安裝包
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1
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6
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智能家居主控網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)軟件
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1
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物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)平臺(tái)
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硬件
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1
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平臺(tái)底座
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1套
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2
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單片機(jī)與傳感器系列
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1套
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3
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嵌入式接口技術(shù)與傳感器系列
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1套
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4
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無(wú)線通訊系列套件
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1套
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軟件
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1
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物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)原理教學(xué)軟件
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1
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智能家居應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
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硬件
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1
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智能門鎖（指紋）
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1
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2
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網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
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1
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3
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門廳人體探測(cè)器（模擬）
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1
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4
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門磁傳感器
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1
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5
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智能面板
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2
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6
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燈帶
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5
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7
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聲光報(bào)警器
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1
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8
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智能窗簾（模擬）
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1
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9
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電視（模擬）
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1
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10
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中央空調(diào)（模擬）
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1
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11
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空調(diào)面板
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1
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12
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背景音樂(lè)+揚(yáng)聲器
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1
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13
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紅外探測(cè)器
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1
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14
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煙霧探測(cè)器
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1
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15
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燃?xì)馓綔y(cè)器
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1
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16
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水浸探測(cè)器
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1
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17
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風(fēng)雨傳感器
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1
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18
|
聲光報(bào)警器
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1
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19
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機(jī)械手控制閥（模擬）
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1
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20
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吸油煙機(jī)（模擬）
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1
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21
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推窗器（模擬）
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1
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22
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冰箱（模擬）
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1
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23
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魔鏡（模擬）
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1
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24
|
熱水器（模擬）
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1
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25
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體脂秤（模擬）
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1
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26
|
馬桶（模擬）
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1
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27
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體感傳感器（模擬）
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1
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28
|
緊急按鈕
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1
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軟件
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1
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智能家居網(wǎng)關(guān)上位機(jī)配置軟件
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1
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2
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Android移動(dòng)端APP
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1
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3
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語(yǔ)音控制APP
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1
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4
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智能面板軟件
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1
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智能家居工程安裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
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硬件
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1
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Cortex-A9主板（7寸電容屏、WIFI/BT無(wú)線通信模塊）
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1
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2
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ZigBee協(xié)調(diào)器
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1
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3
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ZigBee無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)
|
1
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4
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WiFi無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)
|
1
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5
|
溫濕度傳感器
|
1
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|
6
|
空氣質(zhì)量傳感器
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1
|
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|
7
|
光照傳感器
|
1
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||
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8
|
Led蜂鳴器
|
1
|
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9
|
FTLINK智能遙控器
|
1
|
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|
10
|
315門磁探測(cè)器
|
1
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|
11
|
315燃?xì)馓綔y(cè)器
|
1
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12
|
繼電器門鎖
|
1
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13
|
指紋識(shí)別節(jié)點(diǎn)
|
1
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||
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14
|
電動(dòng)窗簾433M遙控器（與場(chǎng)景平臺(tái)共用）
|
1
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15
|
電動(dòng)窗簾電機(jī)與導(dǎo)軌（與場(chǎng)景平臺(tái)共用）
|
1
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16
|
電表測(cè)量節(jié)點(diǎn)
|
1
|
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17
|
無(wú)線AC220V五孔強(qiáng)電插座
|
1
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18
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無(wú)線調(diào)光面板
|
1
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19
|
Led燈
|
1
|
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20
|
Wifi攝像頭（與場(chǎng)景平臺(tái)共用）
|
1
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21
|
無(wú)線路由器
|
1
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22
|
X86面板（包含強(qiáng)電接線）
|
2
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23
|
X86插座（包含強(qiáng)電接線）
|
2
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24
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國(guó)標(biāo)146面板（包含強(qiáng)弱電接線）
|
2
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25
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自攻螺絲訓(xùn)練木板
|
1
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||
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軟件
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1
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ZigBee傳感器組網(wǎng)傳輸應(yīng)用程序
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1
|
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|
2
|
WiFi傳感器無(wú)線通信應(yīng)用程序
|
1
|
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|
3
|
Android網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件
|
1
|
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|
開(kāi)發(fā)附件
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硬件
|
1
|
交叉串口線、交叉網(wǎng)線、Mini USB數(shù)據(jù)線、方口USB同步線、JLink仿真器、CC2530調(diào)試器、SD卡讀寫(xiě)器、SD卡、USB-485轉(zhuǎn)換器、USB-232轉(zhuǎn)換器等
|
1套
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