一、总体要求 1. 要求平台采用新型实训操作台教学载体,按照项目引领、任务驱动的教学模式,采用模块化、积木式设计理念,可根据不同教学实训需求进行功能模块单元组合完成不同开发难度、不同系统框架与功能实验实训系统的自主设计与搭建。 2. 要求平台搭配不同性能与开发难度的核心控制板( MCS-51 和 Arm Cortex-M4 )以及传感器、执行器、自动识别、通信单元等创新应用模块。 3. 支持物联网通信,可完成无线组网与智能互联,可接入多种云平台(企业私有云平台、百度天工、华为云、微信云等)完成云端数据交互与互联控制。 4. 要求平台充分融合了不同层次和不同专业背景的人才培养需求设计,完全满足电子信息、嵌入式、物联网、移动互联等电子信息大类专业核心课程日常教学、实践实训及竞赛创新使用。 二、硬件资源及技术参数要求 1. 核心控制单元要求 ( 1 ) STC8A 核心控制单元要求 1 )主控制器:要求采用 STC8A 系列或以上 MCU ,主频≥ 45MHz ; 2 )内存和存储: Flash 容量≥ 64KB , SRAM 容量≥ 8KB ; 3 )要求单元支持 ISP 编程,支持单芯片在线仿真; 4 )板载资源及扩展接口(包含但不限于): 1 路 12V 供电接口、 1 路电源管理模块、 1 路硬件复位按键, 2 个功能按键, 2 个 LED 灯, 1 路任务板接口, 1 路循迹板接口, 1 路通信显示板接口, 1 路电机驱动板接口, 1 路扩展板接口, 1 路 USB 转串口。 ( 2 ) Cortex-M4 核心控制单元要求 1 )主控制器:要求采用 Arm Cortex-M4 系列或以上 MCU ,主频≥ 168MHz ; 2 )内存和存储: Flash 容量≥ 1MB , SRAM 容量≥ 192KB ; 3 )板载资源及扩展接口(包含但不限于): 1 路 12V 供电接口, 1 路硬件复位按键, 1 路电源管理模块接口, 4 个功能按键, 4 个 LED 灯, 1 路任务板接口, 1 路循迹板接口, 1 路通信显示板接口, 1 路扩展板接口, 5 路 CAN 总线接口, 1 个 SD 卡插槽, 1 路 3.5 寸 TFT 显示屏接口, 1 路 RS485 通信接口, 1 路 4Pin 串口, 1 路 DAC 接口。 2. 通信显示单元要求 ( 1 )要求单元提供≥ 1 个 OLED 显示屏,分辨率≥ 128 * 64 ; ( 2 )要求单元提供≥ 2 路通信模块接口,支持两个通信模块同时工作; ( 3 )板载资源及扩展接口(包含但不限于): 1 路电源开关、 1 路以太网接口、 1 路 14Pin 核心控制单元接口、 2 个 WiFi 模块重置按键、 1 个 WiFi 模块供电开关、 1 个 ZigBee 模块程序下载接口。 3. 功能接口扩展单元要求 ( 1 )要求单元提供≥ 1 路 6P 接口; ( 2 )要求单元提供≥ 4 路 3P 功能扩展接口; ( 3 )要求单元提供≥ 1 路 4P 串口; ( 4 )要求单元提供≥ 1 路 4P IIC 通信接口; ( 5 )要求单元提供≥ 1 路 16P 核心控制单元接口。 4. 智能感知单元要求 ( 1 )霍尔传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路开关霍尔传感器和≥ 1 路线性霍尔传感器,灵敏度 Typ.1.4 ( mV/GS ),磁场范围± 650 ~ ± 1000Gauss 。 ( 2 )火焰传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路火焰检测单元,可检测波长范围 760~1100nm ,火焰检测距离≥ 80cm ,探测角度为≥ 60 °。 ( 3 )红外热释电人体检测传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路红外热释电传感器,最大感应距离≥ 3 米,输出 H=3.3V , L=0V ,供电支流 3.3V~5V ,静态电流≤ 20uA 。 ( 4 )温湿度传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路已校准数字信号输出的温湿度传感器,内部集成 1 个电阻式感湿元件和 1 个 NTC 测温元件,湿度量程 20~90%RH ,湿度精度± 5%RH ,温度量程 0~50 ℃,温度精度± 2 ℃。 ( 5 )光照度传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路光照度测量传感器,传感器内置≥ 16 位高精度 AD 转换器,最小分辨率≤ 0.5lx ,测量范围 0~65535lx ,支持 IIC 总线通信。 ( 6 )超声波传感器单元要求 要求单元采用 16mmRT 分体探头超声波传感器,使用芯片接收解调,支持带通滤波器的中心频率调节,提供≥ 1 个 4Pin 接口。 ( 7 )姿态传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路集成 3 轴 MEMS 陀螺仪和 3 轴 MEMS 加速度计的六轴传感器,陀螺仪测量范围为± 250/500/1000/2000 ° /s ( dps ),加速度计测量范围为± 2/4/8/16g ,提供≥ 1 路 IIC 通信接口。 ( 8 )红外测温传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路非接触式红外测温传感器,内置低噪声放大器、≥ 17 位 ADC 和 DSP 单元,精度≤ 0.5 ℃,分辨率≤ 0.02 ℃,测量范围 -40~125 ℃。 ( 9 )压力传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路压力传感器,电压范围 2.6~5.5V ,量程范围 3~15kg ,灵敏度≥ 1mV/0.1V ,零点漂移≥ 0.05%F.S/1min 。 ( 10 )光敏电阻传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路光敏电阻传感器,光谱峰值≥ 540nm ,最大电压 150V DC ,最大功耗≤ 90mw ,提供≥ 1 路 3Pin 接口。 ( 11 )烟雾传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路可燃气体浓度测量传感器,可检测液化气、丙烷、氢气等可燃气体,测量范围为 300 ~ 10000ppm ,测量精度≥ 5 ,响应时间≤ 10s ,恢复时间≤ 10s 。 ( 12 )酒精传感器单元要求 要求单元提供≥ 1 路酒精浓度检测传感器,测量范围 10 ~ 1000ppm ,响应时间≤ 10s ,预热时间≤ 60s ,输出电压 2.5~4.0V ,测量精度 gas ≥ 5 ( 125ppm )。 5. 执行控制单元要求 ( 1 ) RGB LED 灯单元要求 要求单元提供≥ 1 个全彩 LED 灯,支持内部编程,可输出全彩 RGB 颜色,端口扫描频率≥ 2KHz ,数据发送速率≥ 800Kbps 。 ( 2 )风扇单元要求 要求单元提供≥ 1 个风扇单元,可通过 PWM 控制其转速,工作电压为 DC 5V ,工作电流 0.09~0.25A ,电机转速 3000~4000RPM 。 ( 3 )步进电机单元要求 要求单元提供≥ 1 个 5 线 4 相步进电机,工作电压: DC5V ,步转角≥ 18 ° /STEP ,定位扭矩≥ 10g/cm ,保持扭矩≥ 25g/cm ,起动扭矩≥ 10g/cm ,噪音≤ 55db 。 ( 4 )舵机单元要求 要求单元提供≥ 1 个舵机模块,无负载速度≥ 0.17s/60 ° (4.8V) 、 0.13s/60 ° (6.0V) ,扭矩≥ 12KG ,死区设定≤ 4us ,工作电压为 3.0V~7.2V 。 ( 5 )智能门锁单元要求 要求单元提供≥ 1 个微型电磁锁(规格≥ 27mm*28mm*17mm ),工作电流≥ 0.4A/5W ,锁舌行程≥ 10mm ,吸力≥ 10N 。 6. 自动识别单元要求 ( 1 ) 13.56M RFID 单元要求 1 )单元提供非接触式读写卡芯片,工作频率≥ 13.56MHz ,支持 ISO 14443A/MIFARE 协议,感应区域 0 ~ 10cm ,支持 IIC 通信,支持 s50 、 s70 、 MifarePro 、 Ultralight 、 DESFire 等五种类型卡片。 2 )要求单元提供配套使用的 RFID 调试助手上位机软件,软件功能包含但不限于寻卡、防冲撞、选卡、密钥验证、数据块读写操作、数值加、数值减、数据缓冲存储,基础读卡、办卡机、电子钱包和阅读机等功能。 ( 2 )智能语音识别单元要求 1 )要求单元支持中文普通话和方言同时识别,可自定义学习训练唤醒词和控制指令,学习训练内容不限制语种,不限制说话内容;支持动态调整录音音量,离线状态下识别指令可达万条;单元是基于最新 DNN 深度神经网络识别算法的远场语音识别系统,采用智能语音芯片和高灵敏度数字麦克风,集成本地语音识别、语音增强、语音降噪、声源定位和本地语音合成等多种算法;提供≥ 1 路 4P UART 接口电路,提供≥ 1 路喇叭接口,提供≥ 1 路 2W 喇叭,支持 3.3~5V 宽工作电压。 2 )要求单元提供配套的详细使用教程,教程包含但不限于协议解析、配置文件说明、配置步骤等内容。 ( 3 )指纹识别单元要求 要求单元提供≥ 1 路电容式指纹识别传感器,内置 ARM Cortex-M4 内核,支持指纹采集、处理、存储及指纹比对功能,采用标准 UART 通信,指纹数量可存储≥ 200 枚,指纹验证时间≥ 300ms ,支持 360 °指纹录入匹配。 7. 人机交互单元要求 ( 1 )数码管显示单元要求 要求单元提供≥ 1 个两位八段式数码管,提供≥ 1 个串行转并行芯片,提供≥ 1 个 4Pin 接口和≥ 1 个 6Pin 接口。 ( 2 )点阵显示单元要求 要求单元提供≥ 1 个 8*8 点阵,提供≥ 1 个串行转并行芯片,提供≥ 1 个 6Pin 接口。 ( 3 )矩阵键盘单元要求 要求单元提供≥ 1 路 4x4 矩阵键盘,支持按键功能自定义。 8. 通信应用单元要求 ( 1 ) WiFi 无线通信单元要求 要求单元提供≥ 1 路 WiFi 通信模块:支持 IEEE802.11b/g 无线标准,频率范围 2.412~2.484 GHz ,波特率范围 1200~115200bps 。 ( 2 )蓝牙无线通信单元要求 要求单元采用标准 Bluetooth V4.1 协议,配套上位机软件,支持 AT 指令配置,主从机切换,透传模式传输。 1 )工作频段: 2379~2496MHz ; 2 )工作电压: 2.35~3.3V ; 3 )通信接口: UART ,波特率 4800~256000bps ; ( 3 ) ZigBee 无线通信单元要求 要求单元提供≥ 1 路 ZigBee 通信模块,采用 CC2530 系列或以上 ZigBee 芯片,支持 2.4~2.4853G 主频通信,提供≥ 1 路 0.96 寸 OLED 屏。 ( 4 )红外遥控通信单元要求 要求单元具有红外通信功能,提供≥ 1 路红外发送单元和≥ 1 路红外接收单元。 9. 新型实验实训操作台要求 要求实验台采用高强度碳钢,激光切割,数控折弯焊接成型,整体加工精度控制在 0.5mm 以内,表面经过酸洗磷化,环氧树脂烤漆,高温处理。 ( 1 )要求单元提供≥ 1 个 12V 供电接口,≥ 1 个电源开关; ( 2 )要求单元提供≥ 1 个 USB-B 型接口,≥ 1 个 USB-A 型接口; ( 3 )要求单元提供≥ 1 个 TTL 串口,≥ 1 个 8 通道逻辑分析仪接口; ( 4 )要求单元提供≥ 1 个电流电压表头测量端子,≥ 1 个液晶显示屏; ( 5 )要求单元内部集成≥ 1 个程序下载器,支持代码调试、程序下载等功能; ( 6 )实验台集实训与收纳于一体,包含实验操作和收纳两部分,可用于实验操作,收纳放置实验导线、电源、下载器。 三、主要实验案例资源要求 1. 单片机基础实验案例要求 要求提供不少于 10 个单片机基础实验案例,包含但不限于 PWM 调光实验、串口通信实验、 ADC 电压采集实验。 2. 嵌入式微控制器基础实验案例要求 要求提供不少于 10 个嵌入式微控制器基础实验案例,包含但不限于串口通信数据收发实验、内部温度传感器实验、 SD 卡数据读写实验。 3. 人机交互系统应用实验案例要求 要求提供不少于 7 个人机交互系统应用实验案例,包含但不限于基于数码管的倒计时显示实验、基于点阵屏的图文显示实验、基于 OLED 屏的图文显示实验。 4. 智能感知系统应用实验案例要求 要求提供不少于 10 个智能感知系统应用实验案例,包含但不限于车位地磁检测器实验、环境温湿度监测实验、测温枪实验。 5. 自动识别与控制执行系统应用实验案例要求 要求提供不少于 10 个自动识别与控制执行系统应用实验案例,包含但不限于电动风扇调速控制实验、射频识别数据读写实验、智能语音识别实验。 6. 无线通信系统应用实验案例要求 要求提供不少于 6 个无线通信系统应用实验案例,包含但不限于远程环境温湿度监测实验、 ZigBee 无线通信实验、红外无线通信实验。 7. 嵌入式系统综合应用实验案例要求 要求提供不少于 8 个嵌入式系统综合应用实验案例,包含但不限于简易函数信号发生器模拟实验、智能语音交互控制系统模拟实验、农业光照度调节系统模拟实验。 |