《物联网系统综合设计》（实践）课程考核方案学期：202204考期课程性质：□理论实践适用专业：080905物联网工程学分：6一、课程考查目的与要求1、考查目的：通过对物联网系统的综合设计考查，引导学生根据课程知识和兴趣，在掌握基本物联网硬软件实践技术的基础上，结合行业发展和实际应用需求，综合运用所学知识，提升分析和设计物联网系统的能力。2、考查要求：根据实际的物联网应用场景，通过设计具体方案，提交实验报告。二、考查内容1、智能交通系统的设计方案一例，要求写出该系统涉及的软硬件环境和大致思路。2、智能农业系统的设计方案一例，要求写出该系统需要的软硬件环境和大致思路。注：如果设计方案符合软件工程规范，有需求分析、系统设计、功能模块设计、测试等环节，系统设计中用图规范（具有用例图、时间图、数据流图、流程图等）的报告可以大幅加分。三、课程学习资料1、参考书籍：《物联网导论》（第3版），刘云浩编著，科学出版社。《物联网工程设计与实施》，黄传河等编著，机械工业出版社。2、网络资源：用相关关键字网络自行查找。四、实验报告要求1、格式：采用统一的格式模板。2、字数：1000字及以上。《物联网系统综合设计》实验报告姓名考籍号专业身份证号实验名称：物联网系统综合设计所用软件设备：文字编辑软件（Word或者Latex）、画图软件（Visio或者其他画图软件）、任何能完成系统设计的编程工具实验目的要求：1、进一步熟悉物联网系统所需软硬件设备。2、熟悉常用物联网应用系统的设计思路和完成过程。3、了解系统设计中的技术细节。一、系统硬件设计无线传感网络由多个传感器节点和一个中心节点构成，传感器节点也称设备，中心节点又称协调器，系统总体硬件设计图如图1所示。本系统中的传感器节点用TI公司的CC2530芯片，它是一种低功耗、低成本的无线微控制器，适用于IEEE802.15.4协议和ZigBee软件应用。CC2530是一个真正的片上系统解决方案，它能够以非常低的材料成本建立强大的网络节点，它结合了领先的RF收发器的优良性能、业界标准的增强型8051CPU、系统内可编程闪存、8KB、RAM、A/D转换器以及许多其他强大的功能，并且其具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。围绕着CC2530芯片，系统大致可分为三大模块:CPU和内存相关的模块，外设、时钟和电源管理相关的模块以及无线电相关的模块。SensorCC2530SensorCC2530CC2530LCDGPRSMCU图1系统总框图Keyboard主控MCU选择意法半导体公司STM32F103RBT6芯片，它是基于ARM推出的V7平台的Cortex-M3内核的32位处理器。该处理器芯片有64个引脚、51个I/O口、128KBFlash、20KBSRAM、3个串口、2个SPI接口、1个CAN总线和1个USB接口。芯片的数据处理能力为1.25dMi/sMHZ，在72MHZ的工作频率下，工作电流为36mA，待机时下降到2mA，是目前32位处理器市场上功耗最低的产品。其售价接近51单片机的售价，但它的数据处理能力达到了DSP的水平，具有较高的性价比和应用前景。GPRS无线传输选用西门子公司的MC35iGPRS模块，主要通过主控制器的串口发送AT命令实现对模块的控制，它主要完成与STM32之间的数据交换。该模块内嵌TCP/IP协议栈，能通过移动公司GPRS网络与Internet的PC机以及用户手机进行数据交换；SMS支持PDU以及Text模式短信息的发送与接收；内置5KBuffer，使得传输数据的最大数据包长度可达1.5K，完全满足各路传感器的信息传输需要；提供两个全双工串口，可实现两个TCP通道的同时传输。二、系统软件设计本系统采用星型网络拓扑结构，有一个成为网络协调器的中心控制器和若干从设备。协调器负责建立和维护网络，它是全功能设备（FFD），有稳定的电能供给，无需考虑功耗。从设备是采用电池供电的RFD，它只能直接与网络协调器进行数据通信，从设备之间的通信只能通过协调器转发。当协调器上电开始工作时，它就会检测周围环境，选择合适信道。IEEE802.15.4规范定义了27个物理信道，信道编号从0至26，每个具体的信道对应着一个中心频率，在我国使用的是2.4GHZ频段，它定义了16个信道（11~26号信道）。信道确定后，再选择一个PAN标识符，然后建立起自己的网络。PAN标识符用来唯一确定本网络，以和其...
