一,、背景概述

隨著信息技術(shù)的迅猛進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)已成為智能化設(shè)備與應(yīng)用的核心驅(qū)動(dòng)力,，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)變革與創(chuàng)新。其應(yīng)用范圍廣泛，涵蓋智能家居、智能醫(yī)療,、工業(yè)控制、交通及網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域,，是信息化與智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,。在此背景下，嵌入式人才的培養(yǎng)尤為迫切,。然而，傳統(tǒng)教學(xué)方法偏重理論,，缺乏實(shí)踐,，導(dǎo)致學(xué)生理論與實(shí)踐脫節(jié)。因此,，構(gòu)建嵌入式實(shí)訓(xùn)室成為高校與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的重要使命,。

唯眾嵌入式實(shí)訓(xùn)室致力于為學(xué)生打造真實(shí),、貼近工業(yè)界的實(shí)踐環(huán)境，緊密結(jié)合行業(yè)需求與教學(xué)實(shí)際,，注重軟硬件環(huán)境建設(shè),，提供豐富課程與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生在此可深入學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā),，掌握核心技術(shù),，積累實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，為職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。

二,、嵌入式實(shí)訓(xùn)室詳解

1、嵌入式系統(tǒng)定義

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,，基于計(jì)算機(jī)技術(shù),，可根據(jù)用戶需求靈活裁剪軟硬件模塊的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),、日常生活,、工業(yè)控制及航空航天等領(lǐng)域。主要特征包括代碼體積小,、提供統(tǒng)一應(yīng)用程序接口,、模塊間解耦合、實(shí)時(shí)性優(yōu)異及系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,。

2,、嵌入式知識(shí)結(jié)構(gòu)

嵌入式系統(tǒng)分為硬件層、驅(qū)動(dòng)層,、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu),。

1．硬件層：包括處理器、存儲(chǔ)器等核心部件,，以及基于ARM,、TI DSP、FPGA等平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā),。

2．驅(qū)動(dòng)層：涵蓋Linux,、Windows CE/Mobile/Phone等平臺(tái)驅(qū)動(dòng)定制與開發(fā)，以及uC/OS,、FreeRTOS,、VxWorks等操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)開發(fā)。

3．操作系統(tǒng)層：涉及Linux內(nèi)核開發(fā),、Android框架層開發(fā)等,。

4．應(yīng)用層：包括Android、QT/E、VxWorks,、IOS及Windows CE應(yīng)用開發(fā),。

3. 嵌入式實(shí)訓(xùn)室核心課程與教學(xué)內(nèi)容

（1）單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)

課程內(nèi)容：

單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程概述

Keil C51集成開發(fā)環(huán)境搭建與運(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)

數(shù)碼顯示與鍵盤接口

A/D與D/A轉(zhuǎn)換應(yīng)用

常用外設(shè)芯片接口應(yīng)用

（2）ARM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

課程內(nèi)容：

ARM微處理器結(jié)構(gòu)簡介

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)

Bootloader移植

嵌入式Linux內(nèi)核移植

嵌入式Linux文件系統(tǒng)移植

（3）智能硬件技術(shù)與應(yīng)用

課程內(nèi)容：

智能硬件產(chǎn)品概述

傳感器應(yīng)用技術(shù)（生物傳感、物理傳感,、化學(xué)傳感）

硬件控制技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)（紅外,、藍(lán)牙、NFC,、ZigBee,、Wi-Fi、二維碼）

智能系統(tǒng)（云計(jì)算應(yīng)用）

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

課程內(nèi)容：

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)

Android嵌入式實(shí)例項(xiàng)目應(yīng)用

（5）移動(dòng)智能終端應(yīng)用開發(fā)

課程內(nèi)容：

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論

無線傳感網(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)

系統(tǒng)項(xiàng)目集成案例

（6）嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)

課程內(nèi)容：

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的界面交互程序設(shè)計(jì)

嵌入式接口程序設(shè)計(jì)

基于BOA服務(wù)器的遠(yuǎn)程程序控制

綜合控制程序設(shè)計(jì)

通過以上課程，學(xué)生能夠全面掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)，從單片機(jī)到ARM架構(gòu),，從智能硬件到移動(dòng)終端應(yīng)用，逐步提升實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力,，為未來職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4. 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)室需構(gòu)建完備的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)境,。在硬件設(shè)施方面,，應(yīng)配備性能強(qiáng)勁的服務(wù)器，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與運(yùn)算支撐,；高清投影設(shè)備和電子白板,，以滿足多樣化教學(xué)展示需求；足量的高性能計(jì)算機(jī),，確保學(xué)生人手一臺(tái)用于實(shí)踐操作,，并配備穩(wěn)定的 Wi-Fi 環(huán)境，保障網(wǎng)絡(luò)連接暢通,。同時(shí),，配備專業(yè)的電路實(shí)訓(xùn)箱，涵蓋多種電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K,，滿足基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)需求,；以及單片機(jī)和 ARM 實(shí)訓(xùn)板，為學(xué)生提供實(shí)際硬件開發(fā)平臺(tái),。此外,，還需提供可靠的云計(jì)算環(huán)境接入，以便學(xué)生能夠利用云端資源進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理,。該實(shí)訓(xùn)室主要服務(wù)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 接口高級技術(shù)及編程等課程,，助力學(xué)生在硬件實(shí)操中深入掌握相關(guān)知識(shí)與技能 ,。

（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)室的建設(shè)，重點(diǎn)聚焦于軟件開發(fā)環(huán)境搭建,。同樣配備服務(wù)器、投影設(shè)備,、白板和計(jì)算機(jī),，以及穩(wěn)定的 Wi-Fi 環(huán)境和云計(jì)算環(huán)境接入。在軟件工具方面,，需具備嵌入式操作系統(tǒng)虛擬環(huán)境,，方便學(xué)生進(jìn)行不同操作系統(tǒng)下的開發(fā)實(shí)踐；安裝各類計(jì)算機(jī)編程相關(guān)軟件,，如 C,、C++、Java 等編程語言的集成開發(fā)環(huán)境,；配備 UI 交互設(shè)計(jì)軟件,，培養(yǎng)學(xué)生的界面設(shè)計(jì)能力；以及軟件測試工具,，幫助學(xué)生掌握軟件測試流程與方法,。此實(shí)訓(xùn)室主要用于計(jì)算機(jī)編程語言、嵌入式軟件測試,、C++ 高級編程等課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn),，提升學(xué)生的軟件開發(fā)綜合能力。

（3）嵌入式綜合技能實(shí)訓(xùn)室

嵌入式綜合技能實(shí)訓(xùn)室旨在打造一個(gè)綜合性實(shí)踐平臺(tái),。在硬件設(shè)施上,，服務(wù)器、投影設(shè)備,、白板,、計(jì)算機(jī)以及 Wi-Fi 環(huán)境和云計(jì)算環(huán)境接入都很流暢。同時(shí),，配備 Android 開發(fā)相關(guān)軟件及工具,，如 Android Studio、SDK 等,；物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái),，涵蓋傳感器、網(wǎng)關(guān),、通信模塊等設(shè)備,，用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐；智能硬件實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),，包含各類智能硬件開發(fā)板和傳感器,，方便學(xué)生進(jìn)行智能硬件項(xiàng)目開發(fā),。該實(shí)訓(xùn)室主要服務(wù)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,，通過綜合性項(xiàng)目實(shí)踐,，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

（4）校外實(shí)訓(xùn)基地基本要求

校外實(shí)訓(xùn)基地是嵌入式人才培養(yǎng)的重要補(bǔ)充,，其建設(shè)需滿足以下關(guān)鍵要求：首先,，必須具備穩(wěn)定的合作關(guān)系，確保實(shí)訓(xùn)活動(dòng)的長期開展,。其次,，能夠提供與嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)緊密相關(guān)的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，實(shí)訓(xùn)設(shè)施要齊全,，涵蓋從基礎(chǔ)開發(fā)工具到專業(yè)設(shè)備等,。同時(shí)，明確實(shí)訓(xùn)崗位,，配備經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師,，確保學(xué)生在實(shí)踐過程中得到專業(yè)指導(dǎo)。此外,，完善的實(shí)訓(xùn)管理及實(shí)施規(guī)章制度非常重要,，包括實(shí)訓(xùn)流程規(guī)范、安全管理制度,、考核評價(jià)機(jī)制等,，保障實(shí)訓(xùn)活動(dòng)的有序進(jìn)行。

三,、嵌入式實(shí)訓(xùn)室介紹

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),，是一款專為攻克嵌入式系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)難題而精心打造的前沿教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)架構(gòu)精密復(fù)雜,，核心控制單元宛如中樞大腦,，精準(zhǔn)調(diào)控各單元協(xié)同運(yùn)作；無線通信單元?jiǎng)t承擔(dān)信息橋梁的角色,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸,；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元賦予設(shè)備動(dòng)力執(zhí)行能力；循跡功能單元助力系統(tǒng)精準(zhǔn)追蹤軌跡,；功能擴(kuò)展單元和功能電路單元為系統(tǒng)的功能拓展與穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障,；邊緣智能處理單元?jiǎng)t讓系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)智能決策能力。

作為一種創(chuàng)新型教學(xué)載體,，該平臺(tái)緊密遵循項(xiàng)目引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式,，秉持模塊化,、積木式的設(shè)計(jì)理念。這意味著,，在實(shí)際教學(xué)與實(shí)訓(xùn)過程中,，能夠依據(jù)不同層次、不同類型的教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求,，通過靈活組合各類功能模塊單元,，輕松實(shí)現(xiàn)不同難度級別和不同系統(tǒng)框架的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的自主設(shè)計(jì)與搭建。無論是基礎(chǔ)技能訓(xùn)練,，還是復(fù)雜項(xiàng)目實(shí)踐，都能輕松應(yīng)對,。

在功能拓展方面,，該平臺(tái)具備強(qiáng)大的兼容性和定制性?？砂葱柽x配和定制各類傳感器,、執(zhí)行器、自動(dòng)識(shí)別以及創(chuàng)新應(yīng)用模塊,，從而極大地豐富系統(tǒng)功能,。同時(shí)，支持選配全系列的物聯(lián)網(wǎng)通信單元,，無縫實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)和智能互聯(lián),，還能便捷接入多種主流云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高效的云端數(shù)據(jù)交互與互聯(lián)控制,，滿足智能化應(yīng)用場景的多樣需求,。

在人工智能應(yīng)用領(lǐng)域，該平臺(tái)更是表現(xiàn)良好,。全面支持視覺（涵蓋圖像分類,、目標(biāo)檢測、圖像分割等關(guān)鍵技術(shù)）和語音這兩大典型 AI 應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā),，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣智能,，還能通過與云端的協(xié)同，達(dá)成云端智能,，呈現(xiàn)智能駕駛和車聯(lián)網(wǎng)等復(fù)雜綜合應(yīng)用效果,。

從人才培養(yǎng)角度來看，該平臺(tái)充分考慮不同層次和專業(yè)背景人才的成長需求,，全面覆蓋電子信息,、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。無論是日常教學(xué)的知識(shí)傳授,，還是實(shí)踐訓(xùn)練的技能提升,，亦或是競賽創(chuàng)新的能力拓展，都能多方位滿足,，為培養(yǎng)高素質(zhì)的電子信息領(lǐng)域?qū)I(yè)人才提供有力支撐,。、

課程資源

《嵌入式MCU開發(fā)高級-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 無線標(biāo)準(zhǔn),，頻率范圍2.412~2.484 GHz，波特率范圍 1200~115200bps,；

5)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) 紅外測溫傳感器單元

10) 氣壓海拔檢測傳感器單元

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、串口透傳,、I/O口控制,、開機(jī)透傳、PWM輸出等功能,。

(2) 藍(lán)牙無線通信單元: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,，透傳模式傳輸。

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)，支持透傳模式,、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) 霍爾磁場檢測實(shí)驗(yàn)

(2) 火焰檢測實(shí)驗(yàn)

(3) 紅外熱釋電人體檢測實(shí)驗(yàn)

(4) 溫濕度測量實(shí)驗(yàn)

(5) 光照強(qiáng)度測量實(shí)驗(yàn)

(6) 空氣污染檢測實(shí)驗(yàn)

(7) 超聲波測距實(shí)驗(yàn)

(8) 姿態(tài)檢測實(shí)驗(yàn)

(9) 紅外測溫實(shí)驗(yàn)

(10) 大氣壓測量實(shí)驗(yàn)

(11) 壓力測量實(shí)驗(yàn)

(12) 光強(qiáng)度測量實(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無線通信數(shù)據(jù)交互實(shí)驗(yàn)

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

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

5. 機(jī)器視覺應(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) 特征檢測實(shí)訓(xùn)

(13) 人臉檢測實(shí)訓(xùn)

(14) 人臉識(shí)別實(shí)訓(xùn)

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

本裝置集成了豐富的功能模塊,，包括數(shù)控云臺(tái)攝像頭、智能小車運(yùn)動(dòng)控制與轉(zhuǎn)速自動(dòng)校正單元,、碼盤測速單元,、現(xiàn)場總線通信單元、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)測單元,、WiFi通信單元、ZigBee通信單元,、離線式語音識(shí)別單元,、紅外通信單元，以及超聲波,、光照強(qiáng)度等多種傳感器單元。

裝置配套提供以下開發(fā)資源包：

STM32F4開發(fā)資源包

離線式語音識(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

智能小車具備以下功能：

運(yùn)動(dòng)控制與轉(zhuǎn)速自動(dòng)校正

傳感器數(shù)據(jù)采集

視頻采集與處理

二維碼,、車牌,、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)

裝置預(yù)留了多種應(yīng)用擴(kuò)展接口，可實(shí)現(xiàn)與多種設(shè)備的互聯(lián)互通,，支持聯(lián)網(wǎng)和組網(wǎng)控制,，并兼容窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。它可作為多種教學(xué)平臺(tái)使用,，廣泛適用于單片機(jī),、傳感器、嵌入式系統(tǒng),、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)的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用,。

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

平臺(tái)還支持多門在線學(xué)習(xí)課程,，提供以下課程的在線學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)：

《Android AI應(yīng)用與開發(fā)|項(xiàng)目式教學(xué)》

《Android高級程序設(shè)計(jì)》

《移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)駕駛》

《嵌入式競賽平臺(tái)應(yīng)用開發(fā)》

《嵌入式競賽平臺(tái)無線組網(wǎng)通信》

硬件參數(shù)

1. 智能小車

(1) 車體尺寸(長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，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5A,，開關(guān)頻率≥570KHz,；

(3) CAN總線收發(fā)器：支持?jǐn)?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

3.智能移動(dòng)小車系統(tǒng)

本智能移動(dòng)小車是一體化智能教育平臺(tái),，集成以下核心模塊：

智能感知系統(tǒng)：可調(diào)俯仰角智能視覺攝像頭模塊,、超聲波測距單元、光照傳感器,、高精度測速編碼器

多模態(tài)通信系統(tǒng)：WiFi/ZigBee雙模通信,、語音識(shí)別交互、紅外數(shù)據(jù)傳輸接口

控制中樞：動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)控制單元、實(shí)時(shí)電量監(jiān)測系統(tǒng),、OLED信息顯示終端

平臺(tái)配備完整開發(fā)套件,，包含：

開源硬件擴(kuò)展接口板

智能視覺算法資源包（支持顏色/形狀/二維碼識(shí)別）

Python嵌入式開發(fā)工具鏈

符合全國職業(yè)院校技能大賽標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議棧

核心功能實(shí)現(xiàn)：

■ 多傳感器數(shù)據(jù)融合采集與處理

■ 機(jī)器視覺目標(biāo)識(shí)別與追蹤

■ 自主導(dǎo)航與避障控制

■ 多設(shè)備組網(wǎng)協(xié)同控制

■ 無線數(shù)據(jù)中繼傳輸

擴(kuò)展教學(xué)應(yīng)用：

√ 嵌入式開發(fā)：提供STM32/樹莓派開發(fā)平臺(tái)

√ 工業(yè)通信協(xié)議：支持Modbus/CAN總線擴(kuò)展

√ 機(jī)器人控制：配套R(shí)OS系統(tǒng)開發(fā)接口

√ 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：支持MQTT/CoAP協(xié)議實(shí)踐

移動(dòng)互聯(lián)特性：

支持Android/iOS終端遠(yuǎn)程監(jiān)控，提供符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的HMI人機(jī)界面,，可通過4G/WiFi實(shí)現(xiàn)云端數(shù)據(jù)交互,。系統(tǒng)通信協(xié)議嚴(yán)格對接全國職業(yè)院校技能大賽技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足"嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)"賽項(xiàng)實(shí)訓(xùn)需求,。

該平臺(tái)已通過教育裝備認(rèn)證,，適用于智能制造、人工智能,、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)領(lǐng)域的項(xiàng)目化教學(xué),，可開展從基礎(chǔ)傳感器應(yīng)用到復(fù)雜機(jī)器視覺系統(tǒng)的階梯式實(shí)踐教學(xué)。

硬件參數(shù)

1. 車體

(1) 尺寸(長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. 智能視覺攝像頭單元

5. 智能視覺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)。

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

本系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合性教學(xué)平臺(tái),，涵蓋感知層,、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層完整技術(shù)體系，支持智能家居,、智慧農(nóng)業(yè),、智能交通、智慧安防等典型應(yīng)用場景的實(shí)踐教學(xué),。

系統(tǒng)架構(gòu)與功能：

感知層：集成多類型傳感器節(jié)點(diǎn)（溫濕度,、光照,、氣體等）,、RFID讀寫設(shè)備、執(zhí)行器控制模塊

網(wǎng)絡(luò)層：支持433MHz,、ZigBee,、LoRa、WiFi等多種無線通信協(xié)議

應(yīng)用層：提供Android應(yīng)用開發(fā)平臺(tái),、物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái),、可視化控制界面

核心網(wǎng)關(guān)：基于ARM Cortex-M4處理器，支持多協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)融合

實(shí)訓(xùn)功能模塊：

■ 智能家居：門禁安防、環(huán)境監(jiān)測,、設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制

■ 智慧農(nóng)業(yè)：環(huán)境參數(shù)監(jiān)測,、灌溉控制、生長環(huán)境優(yōu)化

■ 智能交通：車輛識(shí)別,、流量監(jiān)測,、智能調(diào)度

■ 智慧安防：視頻監(jiān)控、入侵檢測,、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)

產(chǎn)品特色：

（1）教學(xué)適配性

符合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)

提供階梯式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：基礎(chǔ)→驗(yàn)證→設(shè)計(jì)→創(chuàng)新

配套完整教學(xué)資源包（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,、教學(xué)視頻、案例代碼）

（2）技術(shù)全面性

覆蓋物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：感知,、傳輸,、處理、應(yīng)用

支持主流通信協(xié)議：ZigBee/LoRa/NB-IoT/4G

提供可視化開發(fā)工具鏈

（3）應(yīng)用實(shí)踐性

真實(shí)行業(yè)應(yīng)用場景還原

模塊化設(shè)計(jì)支持功能擴(kuò)展

支持跨平臺(tái)應(yīng)用開發(fā)

核心技術(shù)優(yōu)勢：

（1）智能無線通信系統(tǒng)

支持可視化節(jié)點(diǎn)配置

動(dòng)態(tài)IO功能切換（數(shù)字輸入/輸出,、模擬輸入,、PWM輸出）

即插即用，無需固件更新

（2）可視化開發(fā)平臺(tái)

圖形化界面設(shè)計(jì)器

豐富的UI組件庫

實(shí)時(shí)設(shè)備綁定與調(diào)試

零代碼應(yīng)用開發(fā)

（3）智能聯(lián)動(dòng)控制

可視化規(guī)則配置

多設(shè)備協(xié)同控制

場景化動(dòng)作編排

實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控

（4）多功能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)

多協(xié)議融合接入

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

開放API接口

云端數(shù)據(jù)對接

教學(xué)價(jià)值：

√ 支持物聯(lián)網(wǎng)全棧技術(shù)實(shí)踐

√ 培養(yǎng)工程化開發(fā)能力

√ 降低學(xué)習(xí)門檻,，提升教學(xué)效率

√ 支持創(chuàng)新項(xiàng)目開發(fā)

√ 符合1+X證書考核要求

5. 教學(xué)實(shí)訓(xùn)云平臺(tái)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為傳統(tǒng)模式的革新力量，正逐步成為強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),、提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵途徑,。其中，“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)模式作為重要趨勢,，有效突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限,。

針對傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)面臨的資源稀缺、體驗(yàn)欠佳,、過程記錄與量化評估困難等問題,，我們創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)并開發(fā)了嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)云平臺(tái)。

該平臺(tái)通過以下策略實(shí)現(xiàn)了顯著改進(jìn)：

l 場景化對象替代模擬控制：增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的綜合理解和感知,。

l 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建三維場景：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)信息反饋,，提升實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

l 平臺(tái)開放性設(shè)計(jì)：滿足新生代學(xué)習(xí)需求,，隨時(shí)隨地通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。

l 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)時(shí)記錄：為量化評價(jià)與教學(xué)改進(jìn)提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

該平臺(tái)采用統(tǒng)一的B/S架構(gòu)軟件系統(tǒng)進(jìn)行高效管理,，涵蓋用戶管理,、場景配置、界面定制,、通信監(jiān)控,、硬件調(diào)度,、文檔歸檔及實(shí)驗(yàn)預(yù)約等核心功能模塊。學(xué)生可通過電腦終端輕松訪問,，選擇實(shí)驗(yàn)場景與項(xiàng)目,，進(jìn)行實(shí)時(shí)操作并獲取硬件狀態(tài)反饋，最終保存實(shí)驗(yàn)成果,。整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程均在軟件系統(tǒng)的集中控制下有序進(jìn)行,。

平臺(tái)硬件架構(gòu)由用戶電腦、軟件系統(tǒng),、服務(wù)器,、工控機(jī)、檢測/控制/驅(qū)動(dòng)模塊,、場景對象及攝像頭組成,，實(shí)現(xiàn)用戶、資源與場景的集成管理,。通過登錄軟件系統(tǒng),，師生可根據(jù)身份選擇實(shí)驗(yàn)場景與任務(wù)。為優(yōu)化資源配置,，平臺(tái)支持“分時(shí)復(fù)用”策略,，教師靈活規(guī)劃資源使用時(shí)間，學(xué)生則按預(yù)約進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，既保障了資源充足性,，又提升了利用效率。

此外,，平臺(tái)具備高度可擴(kuò)展性,，可根據(jù)教學(xué)需求輕松增加場景對象類型與數(shù)量，靈活調(diào)整功能,，確保平臺(tái)的可操作性與實(shí)現(xiàn)可行性并重,，全面滿足教學(xué)需求。

四,、嵌入式實(shí)訓(xùn)室空間設(shè)計(jì)