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板載PCB天線，通過TTL UART外設接口與A9網(wǎng)關 UART連接。

實時接收ZigBee傳感器采樣信息，并上報給上位機網(wǎng)關；同時接收網(wǎng)關下發(fā)的指令，通過ZigBee網(wǎng)絡傳輸給對應的傳感器節(jié)點。

供電電壓：DC3.3V。

3）數(shù)據(jù)中心管理終端（1套）

包含主機、顯示器、鍵盤、鼠標以及對應的軟件系統(tǒng)。

采用Windows 7以上操作系統(tǒng)，虛擬機采用Ubuntu16.04操作系統(tǒng)版本，運行Web服務端程序、MQTT Broker、mysql5.5以上數(shù)據(jù)庫、以及SpringMVC+MyBatis框架的生產(chǎn)可視化監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)。

CPU主頻：不低于2.8GHz；

內(nèi)存容量：不低于4GB(DDR3)；

硬盤類型：不低于100G。

4）無線路由器（1個）

支持有線、無線連接，DHCP自動分配IP地址。

2.工業(yè)制造類設備

1）立體倉庫（2套）

位于原料倉庫區(qū)和成品倉庫區(qū)。

框架結構采用20mm*20mm鋁合金方管型材設計。

總體長寬高尺寸：1000mm*600mm*600。

庫位數(shù)量：四行六列，共24個庫位。

每個庫位尺寸：寬*高=91mm*67mm。

2）立體倉庫堆垛機（2套）

用于原料和成品立體倉庫區(qū)貨物的存取。

采用三軸直線絲桿滑臺，滾珠絲杠直線滑臺模組密封防塵；

具有x、y、z三個運動行程，行程尺寸：1000mm、400mm、300mm。

絲桿滑臺采用3個閉環(huán)57規(guī)格步進電機驅動，機身長81mm；

轉矩：2.3N，步距角：1.8度（二相），

出線方式：二相四根引出線，黑色A+，綠色A-；紅色B+，藍色B-。

采用3個步進電機驅動器驅動二相四線步進電機，電流4.2A；

可檢測脈沖信號，支持3.3V、5V、24V；

細分數(shù)：6400細分；

供電電壓：DC9V-24V。

具有x、y、z三個軸的金屬探測器原點探測限位開關；

檢測距離：3mm；

遲滯距離：小于10%檢測距離

最小檢測物：0.8*2mm

額定電壓：DC10-30V。

出線方式：三線制，電源正、負、信號。

單元貨物重量：1g-1000g；

提升速度：5m/min

定位精度：±5mm

供電電壓：DC 24V。

3）傳送臺（5臺）

使用直流電機驅動器，可正反轉，實現(xiàn)托盤周轉。

安裝有紅外對射式限位開關檢測到托盤，電機停止轉動。

供電電源：DC12V

4）立體倉庫控制器（2套）

CPU： Cortex-M3內(nèi)核處理器；

具有2相4線步進電機驅動接口；

可調試步進電機驅動器控制（寬電壓，脈沖速度可調）；

可擴展四路控制；

采用金屬探測傳感器實現(xiàn)庫位檢測；

通訊方式： ZigBee無線通訊；

供電電壓：DC12V。

5）工業(yè)柔性機械手（3臺）

可以實現(xiàn)伸縮、旋轉、抓放等多自由度控制。

主要由機械臂、電控板、機械手組成。

機械臂主要由全鋁合金機械臂，行星減速步進電機、AB相光電編碼器、鋁合金聯(lián)軸器、軸承等組成。電機帶有編碼器，具有位置閉合控制，重復精度大大提高?？砂惭b柔性機械手、吸盤機械手、手型機械手，根據(jù)應用場合選型。

機械臂負載能力：500g

機械臂重量：3.14Kg

采用3個步進電機驅動機械臂三個軸，每個步進電機二相四線。每個步進電機帶有編碼器輸出。

編碼器輸出線：3線。

機械手采用MG996舵機控制機械手張開閉合。

手爪采用兩面帶齒結構，使手爪抓取物件更牢固穩(wěn)當。

舵機出線：三線制，電源正、負、信號。

電控板采用Cortex-M3以上內(nèi)核微控制器，4路LV8731V驅動模塊驅動機械臂電機，板載OLED顯示屏，支持串口控制、CAN控制、按鍵控制等方式。

手爪采用兩面帶齒結構，抓取物品更牢固，采用舵機控制。

額定電壓：DC12V

額定電流：5A

 6）激光雕刻機（1臺）

采用激光雕刻機完成在原材料上雕刻不同圖案。激光發(fā)生器在頂部有按鍵，可以開啟或者關閉激光發(fā)送，在調試或者不需要雕刻時可以關閉激光發(fā)生器以防止出現(xiàn)意外。

采用兩項四線42步進電機驅動，X軸采用兩個步進電機，Y軸采用一個；

采用20MM*20MM鋁合金型材及亞克力材料制作，具有質量輕，強度高；

采用Cortex-M3內(nèi)核處理器；

內(nèi)置圓形、方形等多種雕刻算法可通過命令或者按鍵直接雕刻；

激光雕刻采用內(nèi)置風扇冷卻；

步進電機驅動器驅動：TB6600 32細分 4.0A；

通信方式：ZigBee

機身尺寸：40CM*35CM*23CM；

雕刻尺寸：30CM*21CM；

激光功率 : 3.2W;

供電電壓 : DC12V。

7）傳送帶（4套）

實現(xiàn)產(chǎn)品在加工、檢驗、包裝環(huán)節(jié)的自動運輸、自動停止功能。

輸送帶：綠色PVC，耐油、耐腐蝕、防靜電；

機架：不銹鋼、鋁型材，高度可調；

托輥滾筒，支撐上方皮帶，減少摩擦阻力，保證運輸速度更快更平穩(wěn)；

具有紅外對射一對，物品傳輸至探測器中間，皮帶自動停止；

具有道閘一個，阻擋物品。

采用減速直流電機控制傳送帶道閘，轉速18轉/分鐘；

工作電壓：DC12V。

采用紅外漫反射光電開關檢測傳送帶物品到位，型號：歐姆龍E3Z-D82；

具有靈敏度調節(jié)器，檢測范圍可調，動作轉換開關可調，常開/常閉可調。

8）包裝貼標機（1套）

由光纖檢測器、行程開關、供紙盤、電機、收料桶組成；

可調節(jié)供紙盤，可根據(jù)實際需求調節(jié)松緊；

收料滾輪，自動收料；

光纖檢測器，精度高，可手動調節(jié)能夠檢測不同長度標簽；

二維碼標簽采用30MM圓形標簽

電源：AC 220V 60W

配用氣壓：0.4MPa

貼標精度：± 1mm

機身尺寸：550x350x600MM

9）二維碼讀卡器（1套）

感應距離：3-15cm

讀卡速度：<0.2秒

輸出格式：韋根、RS485等

尺寸：86*86MM

工作電壓：DC12V

10）LED點陣顯示屏（1個）

設備信息：75 單色室內(nèi)高亮LED；

紅色8字LED點陣，滾動顯示；

11）AI機器視覺檢測儀（1套）

主要由夜視CMOS攝像頭、AI主板、LCD顯示屏組成。

采用python語言編程，OpenCV視覺庫進行圖像處理，識別視頻范圍內(nèi)加工零件的形狀是否合格；

采用MQTT消息發(fā)布訂閱模式接收數(shù)據(jù)中心的檢測請求，并反饋殘次品信息。

工作電壓：DC5V。

3.通訊類設備

1）智能通訊節(jié)點（5個）

功能：將有線的工業(yè)現(xiàn)場總線、I/O接口轉換為無線通信方式，同時將現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)轉換為無線通信數(shù)據(jù)，或將無線通信數(shù)據(jù)轉換為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)，達到現(xiàn)場傳感設備的遠程實時監(jiān)測與控制。

硬件：采用Cortex-M3微控制器，具有9組標準通信接口，5組RJ12電話線接口、4組RJ45以太網(wǎng)接口，包含RS232、RS485、CAN、IIC、SPI、4-20mA模擬量、I/O輸入輸出等多種有線信號，可通過扁平電話線、扁平網(wǎng)線直接與實際工業(yè)傳感器或外設連接，進行傳感器采集與執(zhí)行器控制。

分別用于3個機械手、2個AGV小車的聯(lián)網(wǎng)控制。

標配0.95寸顯示屏，分辨率128*64；

無線通信方式：ZigBee；

工作電源：DC12V供電。

2）智能通訊設備（4套）

由智能通訊節(jié)點和采集驅動板組成，用于工業(yè)傳感器、貼標機、路燈、傳送帶、LED點陣顯示屏、非倉庫區(qū)傳送臺、二維碼讀卡器的遠程采集控制。

標配2.4寸顯示屏，顯示ID、組網(wǎng)狀態(tài)、數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)。

驅動板支持6路開關量輸入、2繼電器輸出，6路電機輸出，2路舵機輸出，1路RS232總線，1路RS485總線，1路TTL串口，通過RJ12電話線接口、RJ45以太網(wǎng)接口和扁平網(wǎng)線與智能通訊節(jié)點連接。

4.運輸類設備

1）AGV智能小車（2臺）

組成：由磁導航傳感器、高頻RFID讀卡器、核心控制板、直流減速電機、鋰電池供電板、傳送臺以及ZigBee智能通信節(jié)點組成。

采用Cortex-M3內(nèi)核處理器，實時處理磁導航傳感器，驅動直流減速電機實現(xiàn)前進、后退、左轉、右轉行駛；控制RFID讀卡器讀取鋪設在路面的RFID標簽值，讀卡停車；控制車載傳送臺正轉、反轉實現(xiàn)托盤流轉；通過ZigBee模塊與智能網(wǎng)關協(xié)調器組網(wǎng)傳輸，實現(xiàn)車輛位置信息的上傳以及接收命令控制傳送臺轉動。

5.工廠環(huán)境監(jiān)測設備

1）空氣溫濕度傳感器（1個）

溫度范圍：-20~65℃

濕度范圍：0~100%RH

刷新時間：1s

輸出信號：RS485

通訊協(xié)議：Modbus

供電電壓：DC 12V。

2）二氧化碳傳感器（1個）

測量范圍：400~5000PPM

輸出信號：RS485

通訊協(xié)議：Modbus

供電電壓：DC 12V。

3）粉塵傳感器（1個）

檢測PM2.5、PM1.0、PM10等不同的顆粒物

輸出信號：RS485

通訊協(xié)議：Modbus

供電電壓：DC 12V。

4）光照傳感器（1個）

測量范圍：0~65535Lux

輸出信號：RS485

通訊協(xié)議：Modbus

供電電壓：DC 12V。

5）氣壓傳感器（1個）

測量范圍：0~120Kpa

輸出信號：RS485

通訊協(xié)議：Modbus

供電電壓：DC 12V。

6）通風扇（1個）

繼電器輸出控制。

供電電壓：DC12V

7）路燈（若干）

繼電器輸出控制。

供電電壓：DC12V

6.視頻監(jiān)控設備

1）WiFi網(wǎng)絡攝像頭（1臺）

用于視頻監(jiān)控，通過控制云臺上下左右移動，以觀察智慧工廠內(nèi)各個角落狀況及抓拍。

通信方式：WiFi、以太網(wǎng)。

三、軟件要求

詳細配套軟件資源包含如下：

1.ZigBee傳感器組網(wǎng)綜合應用程序（1套）

實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡的建立、節(jié)點的自動組網(wǎng)、節(jié)點休眠與喚醒、節(jié)點之間數(shù)據(jù)傳輸、傳感器節(jié)點的采樣與傳輸、以及執(zhí)行節(jié)點的傳輸控制等功能。

符合IEEE802.15.4標準規(guī)范，頻段范圍2.045G~2.484G；

支持TI Z-Stack 2007協(xié)議棧；

支持多任務處理；支持星形、樹型、網(wǎng)狀三種網(wǎng)絡拓撲結構；

支持Packet Sniffer抓包分析儀；

支持串口調試上位機軟件Z-Tool；

支持IAR for EW8051集成開發(fā)環(huán)境；

支持第三方SmartRF Flash燒寫工具；

同一個工程編譯ZigBee網(wǎng)絡所有節(jié)點程序，包括協(xié)調器、路由器和傳感控制終端節(jié)點。

2. 機器視覺檢測軟件（1套）

采用Python語言，內(nèi)嵌MQTT協(xié)議，接收網(wǎng)關發(fā)布的檢測消息，調用OpenCV機器視覺庫對視覺區(qū)域內(nèi)的物品形狀進行檢測，同時發(fā)布檢測結果。

開發(fā)環(huán)境：Pycharm

語言：Python。

3. 生產(chǎn)線作業(yè)網(wǎng)關管理APP（1套）

網(wǎng)關采用Android操作系統(tǒng)，運行“生產(chǎn)線作業(yè)管理APP”。網(wǎng)關與管理終端位于同一個局域網(wǎng)時，可與生產(chǎn)線可視化監(jiān)控平臺互聯(lián)互通。

功能需求：

采用串口編程與ZigBee協(xié)調器進行數(shù)據(jù)交互，獲取工業(yè)制造設備運行狀態(tài)、以及發(fā)送控制命令。

采用MQTT協(xié)議獲取監(jiān)控平臺工單，控制AGV小車按照原料、加工、檢驗、包裝、成品的路線完成工業(yè)制造流程。根據(jù)小車到達位置信息，控制工業(yè)設備按照后臺邏輯驅動控制器動作，并實時接收反饋，依次驅動下一個設備，實現(xiàn)加工環(huán)節(jié)的流暢運行。加工過程數(shù)據(jù)，通過Restful API接口反饋給監(jiān)控平臺。

要求軟件具有語音提醒功能，如工單接收提醒、異常加工提醒、執(zhí)行器未實時反饋信息的提醒等。

要求軟件包含原料區(qū)、加工區(qū)、校驗區(qū)、包裝區(qū)、成品區(qū)以及系統(tǒng)設置六個功能模塊。主界面能夠顯示網(wǎng)關連接監(jiān)控平臺的狀態(tài)。

系統(tǒng)設置模塊要具備AGV小車位置信息與卡號綁定的功能，傳感器信息一鍵同步至服務器的功能，已添加設備手動調試、修改、刪除的功能，機械手運動坐標調節(jié)的功能，環(huán)境類傳感器聯(lián)動策略功能，以及連接服務器的配置功能。

五個作業(yè)區(qū)都要具備工業(yè)設備執(zhí)行邏輯順序可編輯功能，可靈活添加傳感器、工業(yè)設備，具備點選設備更換邏輯順序、或刪除等功能。

要求能夠控制機械手伸縮、旋轉、抓放，控制堆垛機運動，控制貼標機在物品上貼標簽，控制車輛駛停，控制傳送帶啟停等功能。

開發(fā)環(huán)境：Android Studio

語言：Android

通訊協(xié)議：MQTT協(xié)議、HTTP協(xié)議Restful API接口。

4. 生產(chǎn)線Web可視化監(jiān)控平臺（1套）

平臺部署在管理終端中，管理終端采用windows7以上操作系統(tǒng)，虛擬機ubuntu16.04操作系統(tǒng)，部署web應用服務器、MQTT Broker、mysql數(shù)據(jù)庫、以及運行生產(chǎn)線Web可視化監(jiān)控平臺。

可以在局域網(wǎng)內(nèi)通過瀏覽器訪問平臺查看工業(yè)生產(chǎn)狀況。

功能要求：

1）要求具有系統(tǒng)管理、庫位管理、工單管理、設備管理、以及視頻監(jiān)控等功能模塊；

2）要求平臺主頁具有沙盤實時動態(tài)視圖，工單形狀與數(shù)量信息，原料與成品庫存信息，殘次品統(tǒng)計餅狀圖，加工數(shù)量柱狀圖，環(huán)境實時采樣數(shù)據(jù)。

3）要求主頁具有一鍵操作的功能，包括一鍵下單，一鍵清空成品庫，一鍵添加原料庫。

3）要求可設置立體庫位的層數(shù)、X坐標、Y坐標，以及庫位占用情況。

4）要求可查看工單編號、工單數(shù)據(jù)、工單數(shù)量、以及生產(chǎn)狀態(tài)。

5）要求可實現(xiàn)小車位置跟蹤，查看工廠環(huán)境信息，加工信息可查。

6）要求能夠添加攝像頭，可在頁面實時瀏覽工廠內(nèi)情況。

參數(shù)要求：

1.平臺前端采用最新的HTML5編程技術，使用Bootstrap作為前端UI框架，自帶全局CSS設置，內(nèi)嵌JQuery插件，使用echarts圖表庫，實現(xiàn)網(wǎng)頁上各種動態(tài)圖表；使用mqttJS作為消息即時傳輸?shù)?；滿足了物聯(lián)網(wǎng)項目多樣化的前端顯示效果。

2.后臺主要采用了Spring容器、Spring MVC框架、MyBatis ORM框架集成，采用Maven構建項目管理，保證了項目運行的健壯性和穩(wěn)定性。

4. 平臺提供標準的Restful API接口，網(wǎng)關可通過調用接口實現(xiàn)網(wǎng)關信息、網(wǎng)關下傳感器信息的同步，支持二次開發(fā)。

5.平臺采用MQTT協(xié)議,標準的JSON數(shù)據(jù)包實現(xiàn)信息在網(wǎng)關、WEB之間傳輸。

6. 開發(fā)環(huán)境

開發(fā)環(huán)境：IDeaUL2016

開發(fā)語言：JAVA

通訊協(xié)議：MQTT協(xié)議、HTTP協(xié)議Restful API接口

 四、課程資源

該實訓系統(tǒng)主要提供工業(yè)設備的綜合實訓開發(fā)，案例不少于10個，如：

（1）AGV車輛運輸系統(tǒng)實訓開發(fā)：包含功能概述、系統(tǒng)組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、AGV小車尋跡控制、Android網(wǎng)關軟件流程處理、車輛遠程控制、道路RFID標簽遠程讀取、系統(tǒng)測試；

（2）立體倉庫堆垛系統(tǒng)實訓開發(fā)：包含功能概述、系統(tǒng)組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、堆垛機倉儲存取控制、Android網(wǎng)關軟件流程處理、堆垛機遠程控制、系統(tǒng)測試；

（3）工業(yè)多自由度機器臂系統(tǒng)實訓開發(fā)：包含功能概述、系統(tǒng)組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、多自由度控制、Android網(wǎng)關軟件流程處理、機器臂遠程控制、系統(tǒng)測試；

（4）流水線傳輸系統(tǒng)實訓開發(fā)：包含功能概述、系統(tǒng)組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、傳送帶到位檢測與控制、Android網(wǎng)關軟件處理、傳輸帶遠程控制、系統(tǒng)測試；

（5）激光雕刻系統(tǒng)實訓開發(fā)：包含功能概述、系統(tǒng)組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、激光雕刻機控制、Android網(wǎng)關軟件處理、激光雕刻遠程控制、系統(tǒng)測試；

（6）貼標機打包模擬系統(tǒng)實訓開發(fā)：包含功能概述、系統(tǒng)組成、硬件電氣連接說明、控制原理說明、Android網(wǎng)關軟件處理、貼標機遠程控制、系統(tǒng)測試；

（7）提供機器視覺實驗案例不少于3個，如OpenCV環(huán)境搭建、形狀識別、顏色識別等；

（8）提供二維碼識別實驗案例

（9）提供工業(yè)級RS485傳感器遠程采集與控制。

（10）提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)Web信息管理開發(fā)實訓案例不少于5個，如SpringMVC+Mybatis環(huán)境搭建、工廠用戶登錄、工廠庫存及訂單查詢、工件信息統(tǒng)計圖展示、工廠環(huán)境實時監(jiān)測等。