RFID教学实验平台

　　一、产品介绍

　　嵌入式中控网关采用Samsung ARM Cortex-A9 S5P4418四核处理器与Cortex-A53 S5P6818 八核处理器兼容方案，搭载嵌入式Linux-3.4/Android-4.4/ Android5.1操作系统，10.1寸高清多点电容触摸液晶屏，板载WIFI、蓝牙、4G、音频、温湿度传感器、光照传感器等丰富外设，支持Linux/Android双操作系统一键切换。

　　无线模块支持ZIGBEE、WIFI、BLE、LORA等多种最主流无线传感网模块，各类模块接口完全统一，可选配温湿度、人体感应、RGB调光灯等几十种传感器模块。

　　RFID模块涵盖全部主流的频段，包括低频、高频、超高频和微波，支持125K读写卡、125K只读卡、IC TYPEA卡、身份证TYPEB卡、UHF 6C卡、2.4G有源标签卡。

　　实验平台支持选配各种应用扩展模块，包括GPRS/GSM、GPS/北斗、指纹识别、NBIOT等嵌入式/移动互联通信模块，能够满足嵌入式、移动互联、物联网应用等学科技术的学习。

　　二、平台布局

　　RFID物联网教学实验系统采用一体化设计方案，嵌入式中控网关、无线模块、RFID模块以及无线联动模块均固定在大底板上。

　　三、产品特点

　　1.Android/Linux双系统一键切换

　　教学过程中Linux课程和Android课程需要平台运行不同的操作系统。一般传统方法是通过usb或者sd、tf卡之类对系统进行对应课程的操作系统重新烧写。这样操作麻烦，会让学生、老师浪费大量时间，同时也给实验室管理员对设备维护造成了巨大的困难。

　　本实验平台可以通过控制系统切换开关现实一键切换Android和Linux系统，无需借助任何外围器件及工具就可以自由在两个系统中反复切换运行，从而为教学提供了方便。

　　RFID物联网教学实验系统启动Android系统后桌面如下：

　　2.多协议异构无线传感网

　　RFID物联网教学实验系统支持Zigbee、Wifi、蓝牙、Lora、433等无线网络协议，支持多协议无线网络数据构建拓扑图。

　　3.全频段的射频识别

　　RFID物联网教学实验系统支持低频、中高频、超高频、2.4G有源的RFID射频识别模块，可以在Android端和PC进行读卡实验。

　　4.完整的嵌入式开发

　　RFID物联网教学实验系统的S5P4418网关本身板载了LED灯、蜂鸣器、温湿度传感器、光照传感器等硬件资源。另外，可以在右侧扩展一块嵌入式开发板，它包括数码管、LED矩阵、AD旋钮、风扇、继电器、交通灯和步进电机等硬件模块，它们经底板与网关S5P4418核心板直连。这样不管是板载还是扩展的硬件模块均可以作为S5P4418 MCU的外设了，就可以满足Cotex- A9嵌入式开发了，可以进行如裸机调试、Linux驱动开发、Android NDK应用开发等相关课程。

　　5.完善的物联网/嵌入式课程体系

　　RFID物联网教学实验系统提供完整的物联网课程体系，包括《物联网Zigbee&Ble应用开发》、《物联网Wifi&Lora应用开发》、《物联网Android应用开发》、《物联网RFID应用开发》、《物联网NB-IOT应用开发》、《嵌入式裸机调试开发》、《嵌入式Linux系统开发》、《嵌入式Android应用开发》、《物联网&嵌入式综合项目实训》等。提供完善的软件资源包、原理图、硬件设计说明资料、配套的实验手册与源代码，方便学生学习，使学生能轻松学会开发工具的使用和方法，获得基本的物联网&嵌入式应用开发能力。

　　6.丰富的扩展资源

　　RFID物联网教学实验系统支持扩展语音识别模块、指纹识别模块、GPS/北斗/GPRS/GSM/BT通讯、物联网NB-IOT等模块以及嵌入式开发板模块，可以进行额外的学习和教研。

　　四、主要硬件模块

　　RFID物联网教学实验系统标配的硬件主要包含Cortex-A9/A53嵌入式中控网关、Zigbee网关、125K低频RFID、13.56M高频RFID、900M超高频RFID、微波2.4G有源RFID、Zigbee无线联动控制板以及其他配件模块。另外，平台支持语音识别、指纹识别、GPRS&北斗定位、NB-IOT物联网模块、嵌入式扩展板、无线节点等扩展模块。

　　1、嵌入式中控网关

　　RFID物联网教学实验系统的嵌入式中控网关，主要由核心板、网关底板及触摸显示屏组成。

　　（1）核心板

　　核心板采用ARM Cortex-A9四核S5P 4418处理器，主频为1.4GHz，配置1GB DDR316GB EMMC存储空间；采用AXP228电源管理芯片，支持动态调频，拥有功耗。支持Android4.4/5.1.1/7.1系统、Linux3.4.39、QT2.2/4.7/5.7、Ubuntu12.04等操作系统。S5P4418网关底板

　　（2）网关底板

　　S5P4418底板为核心板预留4*80PIN工业级板对板连接器接口，还预留了VGA、HDMI、SD等各种外设接口，提供了RS485、UART、USB等各种通信接口，还板载了LED、按键、蜂鸣器、温湿度传感器等模块。

　　（3）触摸显示屏

　　触摸显示屏采用10.1寸的LCD液晶屏，分辨率为1024*600，支持5点电容触摸，，可以应用演示程序的交互。

　　2、Zigbee网关节点

　　Zigbee网关节点使用通用的无线节点底板，并搭配Zigbee无线模组以及OLED屏等硬件，通过搭积木的方式进行组合而成。无节点底板采用通用型设计的接口，预留了无线模块核心板通用插槽，可以插入ZigBee-CC2530、WiFi-ESP-12F、Bluetooth-CC2541、LoRa-WH-L101模块等，可作为网关节点或传感器节点，组成不同的无线传感网络。同时也预留了通用的20*2Pin的传感器/执行器插槽，支持光照传感器、震动传感器、温湿度传感器、磁感应传感器、蜂鸣器、调光灯等多种传感器或执行器。

　　3、RFID射频识别模块

　　实验平台支持搭载低频、高频、超高频的RFID读卡器模块，可以进行RFID的协议调试或者进行Android或者PC端的RFID应用开发。RFID读卡器模块的硬件参数说明如下：

　　（1）125K低频RFID模块

　　1）CMOS集成收发器电路基站芯片EM4095

　　2）配备绕圈天线

　　3）独立8位MCU可编程、配备信号测量

　　4）支持Java/C#/Delphi等软件开发

　　5）通讯速率：9600波特率

　　6）读写距离：1-6cm

　　7）读卡性能支持：只读EM4100/EM4102等卡,可读写EM4469等低频ID卡。

　　8）通讯与供电：IDC10FP×2防反插欧标插座

　　（2）13.56M高频RFID模块

　　1）射频芯片采用NXP高频RFID芯片PN532工作频率为13.56MHz板载天线。

　　2）读卡性能支持：

　　支持FeliCa，ISO /IEC 14443-3 Type-A, Mifare,ISO/IEC 14443-4 TypeA, ISO/IEC 14443-3 TypeB &ISO/IEC 14443-4 Type B 卡，支持身份证卡读取。

　　3）模块功能：支持对ISO14443标签的寻卡、防冲突、选择卡、密码下载和校验、修改密码和读写操作等。

　　4）通讯与供电：IDC10FP×2防反插欧标插座。

　　（3）900M超高频RFID模块

　　1）采用900M超高频模块，模块化的接口设计增强超高频RFID的抗干扰性★板载2）5DB陶瓷天线，发功率-13-10 dBm可调。

　　3）读卡性能支持：

　　EPCglobal Class1 Gen2、ISO18000-6C标准兼容卡。

　　4）模块功能：

　　支持对900MHz标签寻卡、读写操作等。

　　5）通讯与供电：

　　IDC10FP×2防反插欧标插座。

　　（4）2.4G有源RFID模块

　　1）核心处理器采用Nordic公司的可编程MCUNRF24LE1，其集成了2.4G收发器和增强型51单片机内核，片内集成16KB FLASH。

　　2）板载蜂鸣器、LED指示灯灯等。

　　3）通讯与供电：IDC10FP×2防反插欧标插座。

　　4）配套提供2.4G标签卡，采用纽扣电池供电并有电源开关，打开标签卡在读卡器识别范围内即可识别卡的签号。

　　4、无线联动控制板

　　无线联动控制板，它主要由联动控制底板、LCD显示屏、Zigbee无线模组等几个部分组成。它通过Zigbee无线模组与Zigbee网关节点进行组网通信，主要是接收上位机下发的控制指令。收到控制指令后再通过底板的STM32 M3单片机驱动板载的硬件执行器进行工作，从而实现物联网的联动控制。

　　Zigbee无线联动控制板的底板上集成了一块主控STM32 M3单片机，还集成了电磁锁、继电器、风扇、舵机等执行器外设硬件模块。搭配了一块3.2英寸的LCD触摸&显示屏，可以对板载硬件模块进行交互控制。预留了一个通用的无线模组插槽，可以根据需求选择不同网络协议的无线模组（标配Zigbee模组）。配合试验箱上其他硬件模块进行物联网综合设计项目开发，比如和RFID模块搭配实现智能门禁系统、考勤管理系统等综合性的场景应用。

　　5、其他配件

　　（1）CC Debugger仿真器

　　CC Debugger仿真器，是TI公司出品的一款增强型的仿真器/下载器。CC-Debugger支持TI SmartRF Flash Programmer下载软件，支持TI SmartRF Studio测试和调试CCxxxx系列器件，并且可与IAR Embedded Workbench for 8051编译开发环境实现无缝连接。操作方便、连接方便、简单易学，是学习开发CC系列无线Soc的最实用的开发工具。

　　（2）ST-Link仿真器

　　ST-LINK/V2是STM8和STM32微控制器系列的在线调试器和编程器。单线接口模块(SWIM)和串行线调试(SWD)接口用于与应用板上的STM8和STM32微控制器通讯。STM8的应用使用USB全速接口与ST Visual Develop (STVD),ST Visual Program(STVP)或IAR EWSTM8等集成开发环境通讯。STM32的应用使用USB全速接口与Atollic，IAR,Keil或TASKING等集成开发环境通讯。