HL-WLW02物联网技术系统实验箱
一、设备简介：
HL-WLW02物联网技术综合实验系统一款面向于物联网、嵌入式、移动互联网等专业的通用型的实验平台，符合硬件、网络、平台、应用等智能产品框架。配置高性能的嵌入式ARM Cortex-A9四核CPU 网关及丰富的扩展应用接口。另外，平台配置了5G、WiFi、蓝牙、RFID、ZIGBEE、LORA、11.6英寸高清液晶显示屏，支持Android 、Linux、OpeHarmony等多种操作系统。
同时系统配置了多种传感器模块和控制器模块可供选择，提供了多种无线组网模式，可实现多种物联网构架，面向各大高校及大专院校的专业教学及创新和竞赛，提供了众多实验例程，该产品可完成的课程：单片机、传感器、嵌入式、物联网识别、无线传感网（ZigBee、BLE、WiFi、LoRa、NB-IoT、5G）、智能网关、Android应用、web技术等，能够开设10+实践课程和相关的课程设计。
二、硬件配置资源：
1、ARM核心板参数
CPU主频 | 配置四心核A55，主频可达到1.8~2.0GHz |
内存 | 2GB DDR4 |
存储器 | 16GB EMMC |
电源管理芯片 | PMIC集成编解码器，适用于由外部电源供电的多核系统应用,支持动态调频 |
GPU | 它采用了 Bifrost 架构，具有 32 个计算核心，并且最大频率可达 820 MHz。 |
NPU | 支持1TOPS算力，支持学习框架：Darkne,Tensorflow,,Caffe,,PytorchONNX,MXNet,TF-lite,Keras. |
显示屏 | 配置 11.6寸高清液晶显示屏，分辨率1920x1080 |
系统支持 | buildroot+QT5.15、Android12、Android11、Yocto、Debian10、Ubuntu 22.04和20.04、OpeHarmony3.2LTS |
接口 | 支持USB2.0/USB3.0/PCIE3.0/PCIE2.1/SATA3.0/QSGMIl |
引脚扩展 | 引出脚多达300个以上，满足用户各类扩展需求 |
ARM核心板接口资源
功能 | 数量 | 参数 |
USB2.0 | 2 | USB2.0 Host独立端口，与USB3.0不复用 |
USB3.0 | 2 | 1路USB 3.0 Host,1路USB 3.00TG |
SATA | ≤3 | SATA3.0,速率达6.0Gb/s,支持eSATA |
pcie2.1 | ≤1 | PCle 2.1x1,速率达5.0Gbps,RC模式 |
pcie3.0 | ≤2 | 1×2Lanes或2x1Lane,每Lane速率达8.0Gbps 1Lane仅支持Root Complex(RC)模式。 2Lanes支持Root Complex(RC)和End Point(EP)模式 |
SPI | ≤4 | 可配置主从模式 |
12C | ≤5 | 支持7bits和10bits地址模式，速率可达1 Mbit/s |
UART | ≤10 | 支持的波特率达4Mbp |
Audio | ≤4 | 1X8ch 12S/TDM,2X2ch 12S,1x8ch PDM |
pwm | ≤16 | 支持16通道PWM,32bits定时器/计数器 |
TSADC | ≤2 | 支持俩通道，-20~120度 |
SARADC | ≤8 | 8个单端输入通道 |
MIPI_DSI | 2 | 提供2个4-lane MIPI显示串行接口，支持MIPIV1.2; 单通道分辨率达1920*1080@60Hz; 双通道分辨率达2560*1440@60Hz; 其中MIPIDSI TX0与LVDS TX PHY复用。 |
LVDS | 1 | 单通道(4 lanes)支持1280*800@60Hz, 与MIPI DSITX0引脚复用。 |
eDP | 1 | 提供一个4-lane eDP显示接口，支持eDPV1.3版本 分辨率达2560*1600@60Hz |
HDMI | 1 | 支持HDMI2.0,分辨率可达1080p@120Hz |
RGB | 1 | 支持RGB888,分辨率1280*800 |
Ethernet | ≤2 | 支持2路RGMII接口 |
SDI0 |
| SD0,4-bit,支持1.8/3.3V模式切换，可用于系统烧写 |
camera | 2 | SD2,4-bit,支持1.8V模式。 支持1路DVP接口，1路4Lanes MIPI-CSI |
底板资源
尺寸 | 190mm*125mm |
POWER | 12V供电，电直流电源输入接口 |
SWITCH | 电源开关 |
Ethernet | 2路千兆以太网，RJ45接口 |
USB HOST | 2路USB2.0,带有集成PHY |
WIFI/BT | 支持 |
5G模块 | 配置5G模块 |
PCIE3.0接口 | PCIE总线接口，可用于PCIE接口设备扩展 |
PCIE2.0接口 | PCIE总线接口 |
USB3.0 | 1路USB HOST3.0接口 |
HDMI | 支持 |
MIPI CAMERA | 1个MIPICSI(4通道) |
MIPI-TX接口 | 1路4通道，分辨率高达1920*1080@60Hz |
EDP接口 | 1路4通道，分辨率高达2560*1600 |
LVDS接口 | 1路4通道，分辨率1280*800 |
SATA接口 | SATA信号，电源接口 |
FAN | 支持 |
SIM Card | 1个 |
独立按键 | 6个 |
TF Card | 1个 |
TTL-UART | 1路 |
232-UART | 1路(调试串口) |
RS485 | 1路 |
CAN | 1路 |
PHONE | 支持耳机输出 |
MIC | 支持MIC输入，喇叭输出 |
RTC | 实时时钟 |
VGA | 1路，分辨率达1080p |
红外接收头 | HS0038 |
Led | 1路 |
SARADC | 支持 |
GPIO | 引出20PIN(1路UART、2路i2c、一路spi |
系统支持
Linux | 4.19版本、5.10版本 |
文件系统 | Android11、Android12系统 buildroot+QT5.15系统 Yocto系统 Debian10系统 Ubuntu22.04、Ubuntu20.04系统 OpenHarmony4.1系统 Preemption实时系统 Xenomaip实时系统 AMP双系统(Linux+HAL) AMP双系统(Linux+RT-Thread) |
5、控制器节点及传感器参数
序号 | 模块名称 | 模块参数 |
1 | ZigBee无线通信模块 | ZigBee节点可以做协调器，也可以做终端，也可以做路由器，只是他们内部的程序不一样而已，ZigBee节点之间组建局域网，通过WiFi 连接到路由器发送到云平台，随时随地手机电脑终端访问节点数据，ZigBee节点之间做传感器的采集和控制。 本主控模块采用的主芯片为 TI 公司的 ZigBee 第二代 SOC 高配芯片。该模块是用于 2.4-GHz IEEE 802.15.4、 ZigBee 和 RF4CE 应用的一个真正的片上系统(SoC)解决 方案。具有如下特点： 模块结合了领先的 RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型 8051 CPU、8KB RAM、256K 闪存 模块有不同的低功耗运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统，且模式切换时间极短 灵敏度高，发送距离远：该模块采用板载 PCB 天线，平均增益达到 3dB 以上，经户外实际 测试，开阔地通信距离可达 200-300m ，完全达到了外置天线的通信距离，效果良好 工作频段： 2.4GHz 工作电压： 2.0V-3.6V 工作温度： -40℃～85℃ （标称温度 20℃ ） 储存温度： -40℃～125℃ （标称温度 20℃ ） 相对湿度：小于 95%RH （标称湿度 65%RH ） 模块引出CPU所有 IO 引脚，便于功能扩展 (10)配置：1个网关，2个节点，都包含OLED显示屏。 (11)配置ZigBee EB仿真器 |
2 | 蓝牙无线通讯模块 | 增强型8051微控制器，256 KB内建快闪记忆体， 8KB SRAM。 完全整合的无线射频功能：低功率蓝牙 (1Mbps GFSK ) 。 采用分离式的设计，CPU核心板可以方便的取下，所有 IO通过排针和排母的方式引出，传感器去可以直接插入排座上面，极大地方便开发时对管脚的使用.同时评估电流很方便（只要核心板取下测量就可以）.） 板载3个用户LED，一个五向按键和一个普通按键.） 板载OLED接口显示，方便液晶显示板子状态信息和传感器数据. 板载一个AD接口，通过ADC读取电压，方便学习ADC和读取需要的传感器数据. 板载串口收发指示灯，可直观的观察串口有无数据传输，调试时很实用.板载USB转串口电路，使用MICRO_USB接口，远比MINIUSB接口经得起折腾，一根MICRO_USB数据线即可完成和计算机之间的通讯可以插入电脑进行串口调试. 开发板可通过 USB供电，另外板卡上还设计了电池供电，可通过开关切换通电进行户外调试. 板载 MPU6050陀螺仪、 MPU9250、加速度传感器接口，可根据自己的需求配置相应的加速度、陀螺仪传感器，穿戴式设备开发、四轴飞行! 板载DS18B20温度传感器、DHT11温湿度传感器接口，实现温度、温湿度检测） 板载继电器模块接口，可方便地实现继电器弱电控制强电. 板载气体传感器，光敏传感器，超声波传感器等接口，各种传感器数据发射到APP进行显示. 配置：2个节点模块，都包含OLED显示屏。 |
4 | LoRa 无线通信模块 | 1、产品参数： 全新LoRaWAN组网开发板使用STM32G031F8P6和SX1268芯片开发，使用STM32 CuBeMX+HAL软件开发，支持频段在410-525MHZ,可用于超长距离扩频通信。 采用分离式的设计，LoRa核心板可以方便的取下，所有 IO通过排针和排母的方式引出，传感器去可以直接插入排座上面，极大地方便开发时对管脚的使用.同时评估电流很方便（只要核心板取下测量就可以）. 板载2个用户LED，一个普通按键，一个复位按键.） 板载OLED接口显示，方便液晶显示板子状态信息和传感器数据. 超强抗干扰性（信道抑制比：56db）； 高接收灵敏度-139dbm.(32M无源10ppm晶体)； ISM多波段，不需要申请频率免费使用； 多频率可选，多种传输速率，可在FDMA及调频技术中应用； 智能复位，低电压监测，定时唤醒，低功耗模式，休眼模式； 低功耗接受电流：10-12mA； 256位FIFO TX/RX； RSSI信道侦测功能； 传输模式：FIFO/直接模式（推荐FIFO包模式）； 配置：AFC/空中唤醒功能/低功耗/载波侦听/FEC纠错/AEC加密； 超远距离传输空旷最远可达5KM； 2、配置：2个节点模块，都包含OLED显示屏。 3、配置STM32仿真器 |
5 | RFID无线通讯模块 | 电气参数简介： 工作电流：13—26mA/直流3.3V 空闲电流：10-13mA/直流3.3V 休眠电流：<80uA 峰值电流：<30mA 工作频率：13.56MHz 支持的卡类型：mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraLight、mifare Pro、mifare Desfire 产品物理特性：尺寸：40mm×60mm 环境工作温度：摄氏-20—80度 环境储存温度：摄氏-40—85度 环境相对湿度：相对湿度5%—95% |
6 | NB-IoT无线通讯模块 | 支持全球频段（B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/B13/B17 /B18/B19/B20/B25/B26/B28/B66），客户只需一颗模组，即可覆盖全球需求。 具有超小体积，尺寸仅为17.7x15.8x2.0mm，能最大限度地满足可穿戴设备、智能家居、安防、资产追踪、智能表计、便携式健康监控仪器等紧凑型终端设备的需求。 支持低供电电压范围（2.1V-3.63V），更适合NB-IoT技术的应用场景。 采用LCC封装，兼容移远通信GSM/GPRS系列的M26模组，方便现有的2G客户快速、灵活地切换至NB-IoT网络。 提供丰富的外部接口（ UART， SPI， ADC 等）和网络协议栈（TCP/ CoAP/ MQTT等），支持OpenCPU功能，可以帮客户省去外部MCU。 产品支持中国移动OneNET云平台、中国电信 EasyIoT、华为 OceanConnect物联网云平台，为客户的应用提供了极大的便利。 配置天线和物联卡。 |
7 | WIFI无线通讯模块 | 模块参及特点 超低功耗处理器：集成了超低功耗32位微型MCU，主频支持80MHz和160MHz，并支持RTOS（实时操作系统），能够高效处理各种任务。 完整的Wi-Fi功能：支持标准的IEEE802.11 b/g/n协议和完整的TCP/IP协议栈，用户可以利用该模块为现有设备添加联网功能，或者构建独立的网络控制器。 丰富的接口：模块提供了UART、GPIO、ADC、PWM、SPI、I2C等多种接口，方便与其他设备或系统进行连接和通信。 高灵活性和可扩展性：用户可以根据需要选择不同的工作模式（STA/AP/STA+AP），并支持AT指令集，使得模块的配置和使用变得非常简单。 强大的升级能力：支持串口本地升级和远程固件升级（FOTA），方便用户随时更新模块固件，以获取更好的性能和功能。 串口速率：最高可达4Mbps 可适配ZigBee模块和蓝牙模块。 |
8 | 光照度传感器模块 | 灵敏度可调 工作电压： 3.3V-5V 输出形式： a 模拟量电压输出； b 数字开关量输出 每台配置2块 |
9 | 人体红外传感器模块 | 工作电压： DC3.3V 静态电流: <50uA 电平输出：高 3.3 V /低 0V 触发方式： L 不可重复触发/H 重复触发(默认重复触发) 延时时间： 0.5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟 封锁时间： 2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒 感应角度： <100 度锥角 工作温度： -15～70℃ 感应透镜尺寸：直径:23.2mm 菲涅尔透镜 每台配置2块 |
10 | 气敏传感器模块 | 回路电压： ≤15V（ AC or DC ） 加热电压： 5±0.2V（ AC or DC ） 负载电阻：可调 加热电阻： 31Ω±3Ω 加热功耗： ≤900mW 检测浓度范围： 100ppm-10000ppm(LPG ，丁烷，丙烷， LNG) 工作温度： -10~50℃ （标称温度 20℃ ） 储存温度： -20~70℃ （标称温度 20℃ ） 相对湿度：小于 95%RH （标称湿度 65%RH ） 氧气浓度： 21%(标准条件) （氧气浓度会影响灵敏度特性），最小 值大于 2% 灵敏度： ≥3% 响应时间： ≤1S （预热 3-5 分钟） 回复时间： ≤30S 具有信号输出指示灯指示 双路信号输出；（模拟量输出及 TTL 电平输出） TTL 输出有效信号为低电平，可接直接接单片机 IO 口 模拟量输出0~2.5V 电压，浓度越高电压越高 对液化气、丁烷、丙烷有较高的灵敏度 每台配置2块 |
11 | 温湿度传感器模块 | 数字温湿度传感器模块是一款已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。 具有安装方便、精准测量，全量程标定，低成本、超快响应、抗干扰能力强、超长的信号传输距离、数字信号输出、互换性强。 温湿度传感器用于空气净化器、加湿机、除湿机、智能家居、物联网、仓库、医药、测试及检测设备、气象站、湿度调节器、烟草、自动化控制、暖通空调、等需进行湿度测量的产品及场所。 供电电压：DC 3.0V --5.5V（推荐5V） 测量精度：温度±1℃ 湿度±3%（at 25℃ 60%RH） 信号输出：串行单总线输出(数字输出） 工作温度：0℃－50℃ 测量范围：湿度20%--95%RH 温度 0℃－50℃ 电源功耗：工作：<2.5mA 待机：<2uA（5V） 每台配置2块 |
12 | 继电器控制模块 | 本模块符合国际安全标准，控制区域与负载区域有隔离槽 模块带光耦隔离，触发现可靠，更稳定 采用双面 FR-4 线路板设计，高端贴片工艺生产 采用正品继电器控制 具有电源和继电器动作指示，吸合亮，断开不亮 信号输入端有低电平信号时，公共端与常开端会导通 继电器可以直接控制各种设备和负载 有 1 个常开和 1 个常闭触点 蓝色 KF301 端子接控制线更方便 输入低电平有效 每台配置2块 |
13 | DS18B20温度传感器 | 工作电源电压范围：2.0V至5.5V，典型值为3.3V或5V。 测量温度范围：-55°C至+125°C。 分辨率：可编程，9位至12位，默认为12位。 精度：在-10°C至+85°C范围内，精度为±0.5°C。 通信协议：使用1-Wire协议，支持单线通信。 封装形式：常见的有TO-92和DS18B20+。 寄生供电模式：可以通过数据线（DQ）供电，不需要外部电源。 独特的64位序列号：每个DS18B20具有唯一的标识符，允许在同一通信线上连接多个传感器。 内置数字信号处理器（DSP）：负责将温度传感器的模拟信号转换为数字信号。 功耗：待机电流约750nA，工作电流约1mA（VDD=5V时）。 |
三、可完成实验项目：
嵌入式系统实验 | 支持以下实验项目： 1.Android11 系统功能测试 开机启动 命令终端 应用程序 设置语言 亮度调节 设置永不休眠 音量调节 设置时间 开发板重启 USB 连接 U 盘 USB 连接鼠标及键盘 查看图片和视频 游戏性能测试 TF卡测试（TF卡自行配置） 有线网测试 WiFi 测试 4G 拨号上网测试（选配模块） 蓝牙测试 红外测试 固态硬盘测试（硬盘自行配置） OV5695/OV13850 摄像头测试（选配模块） SATA 硬盘测试（硬盘自行配置） USB 摄像头测试（选配模块） can 测试 串口测试 485 测试 5G 测试 2.Ubuntu 系统功能测试 系统启动 系统信息查询 背光测试 按键测试 有线网测试 WiFi 测试 图形界面连接 wifi 命令行连接 wifi U 盘测试（U盘自行配置） TF 卡测试（TF卡自行配置） Linux 485 测试 485 硬件连接 测试 485 串口测试 4G 模块测试（选配模块） 界面测试 命令行测试 can 测试 SATA 硬盘测试（硬盘自行配置） M2 接口固态硬盘测试（硬盘自行配置） VGA 测试（显示器自行配置） HDMI 测试（显示器自行配置） RTC 时钟测试 UVC 摄像头测试（选配模块） OV5695 摄像头测试（选配模块） 看门狗测试 耳机测试 麦克风测试 喇叭测试 EMMC 测试 蓝牙测试 NPU 查询 5G 模块测试 RFID模块测试实验 |
ZigBee通讯模块 部分实验 | 流水灯实验 按键控制流水灯 外部中断控制流水灯 按键控制LED开关 外部中断控制LED开关 查询方式使用定时器 定时器T1的使用 定时器T3的使用 串口UART0发送字符串 串口UARTO收发字符串 串口发送指令控制LED灯 AD采集内部温度串口显示 睡眠定时器唤醒系统 中断唤醒系统 液晶LCD显示 看门口狗Watch Dog使用 温度传感器DS18B20 温湿度传感器DHT11 MQ-2气体传感器 人体红外传感器 继电器模块 光敏传感器 PWM调光 按键控制灯光强度 BasicRF（无线点灯） 无线传输质量检测 WiFi模块ESP8266进行网络数据传输 协议栈工作流程和无线收发控制LED 协议栈中串口基础实验 广播组网-无线数据传输 组播组网-多终端控制协调器LED 点播通讯-无线通讯 温度传感器DS18B20 温湿度传感器DHT11 气体传感器 光敏传感器 人体红外热释电传感器 按键无线控制台灯和LED灯继电器 串口透传之节点相互收发信息 基于GenericApp无线收发实验 新建自己的Zstack工程 基于GenericApp串口无线控制LED灯 TI Sensor实验和Monitor使用 协议捕捉与分析 RemoTI实验 带路由器多终端点播通信 协议栈ADC采集烟雾光照等浓度采集温度和开关量 组播组网-多终端控制协调器两个组播 组网发送温湿度显示温湿度到液晶屏 ONENET云端APP 多传感器采集通过WIFI发送到ONENET 多个终端采集多路数据通过WIFI发送到ONENE ZIGBEE NBIOT网关NB网络和阿里云物联网平台的搭建 ZIGBEE NBIOT网关终端采集温湿度通过NB网络发送到阿里云物联网平台 |
蓝牙通讯模块 部分实验 | Led闪烁 流水k灯 按键控制LED跑马灯 外部中断-按键检测 定时器T1-查询方式 定时器T3-中断方式 串口通讯-收发字符串 AD采集c254x温度串口显示 系统睡眠唤醒--中断唤醒 系统睡眠唤醒--定时器唤醒 看门狗 OLED显示屏 温度传感器DS18B20 温湿度传感器DHT11 MQ-2气体传感器 PIR人体红外传感器 继电器模块 光敏传感器 OSAL操作系统初探 基于OSAL的系统定时器 基于OSAL的LED点灯 基于OSAL的LED跑马灯 基于OSAL的LED闪烁 基于OSAL的串口输出 基于OSAL的串口双工收发 基于OSAL的OLED显示 基于OSAL的OLED显示用串口输出 基于OSAL的普通按键 基于OSAL的普通ADC采样（光敏） 基于OSAL的串口波特率扩展 基于OSAL的AT命令初步【多调试】 基于OSAL的看门狗WachDog 基于OSAL的 SNV内部Flash数据读写 基于OSAL的多任务处理 基于OSAL的数据加密 基于OSAL的系统睡眠等级研究 基于OSAL的从机广播功率修改 基于OSAL的从机广播数据动态修改 BLE添加串口打印 iBeacon基站locate ibeacons 用电脑串口AT命令控制蓝牙BLE主机 BLE温度计Ds18b20（含有主机工程与从机工程） 蓝牙4.0连接之配对与绑定 主从一体串口透传 USB双向透传-基于AT命令控制 |
LoRa 无线通信模块 部分实验 | A按键控制B的灯 A按键控制B的灯和B控制A A和B串口透传对射 A采集DHT11温湿度发送给B A采集DS18B20温度发送给B上位机显示 A采集DHT11温湿度和光照强度发送给B A采集温湿度烟雾浓度和光照强度发送给B A采集温湿度烟雾光照发送给B和B控制A A采集温湿度烟雾光照发给B和B蜂鸣器报警 A采集温湿度发给B通过wifi发送到手机TCP工具显示 A采集温湿度发给B通过wifi发送到emq A采集温湿度发给B通过wifi发送到onenet物联网开放平台 A采集温湿度发给B通过wifi发送到阿里云物联网平台 |
