一、产品概述

近年来，随着《国家集成电路产业发展推进纲要》、《中国制造2025》、《关于积极推进“物联网+”行动的指导意见》等国家战略指导意见的出台，计算机技术及集成电路技术的发展，智能传感器与微控制器日渐普及，技术日渐成熟，应用日渐广泛，其在电子信息、网络通信、工控技术、医疗产业、技术等领域也发挥着越来越重要的作用。GLCG-XS-2300型智能传感器实验箱充分考虑到教学需求，采用核心板+底板的方式，限度的配备了各种常用接口，并配备了传感器应用扩展接口。

二、产品配备

1、本智能传感器实验箱采用Cortex-M4的核心作为实验平台主控制器，支持STC51系列控制器扩展模块；

2、配备4寸、分辨率800*480的电容触摸屏做为显示与操控终端；

3、具备 10M/100M以太网接口，可扩展网络实验。配备1路RS232接口、1路RS485接口、1路 CAN2.0 总线接口；

4、配备无线网络模组接口，配备 Wi-Fi,蓝牙，ZigBee 通信模块；

5、接口资源包含：USB 转串调试接口、1个13pin 传感器接口、1路2*7扩展IO接口、1个可调电压输出接口、1个可控电流输出接口、1个电流测量接口、一组±12V对外供电接口、一组±5V对外供电接口、无线网络模组仿真器调试接口；

6、主板资源：

（1）具有两路DCDC电路和三路LDO电路，底板，传感器板和核心板分别独立供电。

（2）板载声光报警器。

（3）板载4*4工业矩阵按键和数码管。

（4）传感器板磁吸座和2*9的传感器接线口。

（5）1个2*7的2.54mm扩展IO接口。

（6）搭配4.3寸LCD屏，带电容触摸屏。

（7）以太网接口。

（8）2*6的2.54mm无线网络模组程序下载接口。

（9）USB转串口调试接口。

（10）启动模式配置拨键开关。

（11）串口RS232(使用DB9母头)。

（12）1路RS485。

（13）1路CAN2.0总线接口。

（14）2个独立按键。

（15）TF卡接口及存储卡。

（16）电路板锁。

（17）RTC实时时钟后背电池座，配带电池。

（18）无线网络模组接口以及对应下载口和调试接口。

（19）复位按键。

（20）0-40V自适应电压测量接口。

（21）1-9.9V可控电压输出接口。

（22）4-20ma可控电流输出接口。

（23）0-1500ma电流测量接口。

（24）具有±12V和±5V电压接口。

（25）传感器板和底板连接方式有两种，既可以通过香蕉线连接，也可以通过2*10的连接线直接连接。

（26）板载13pin扩展插槽，可插接温湿度、直流风扇、光强、光电传感、火焰、可燃气、电位器、蜂鸣器、继电器、触摸、人体红外，超声波测距等传感器。

7、传感器实验装置：

（1）自动测速传感装置：

传感器实验装置与底板采用磁吸固定，方便快速更换。主要由电机驱动、转速测量和自检三个部分组成。PCB板上印有原理框图，具有2*10 排线接口，关键信号测试环6个。单片机通过输出 PWM信号驱动微型高速直流电机旋转，光电检测则将转速信号输出到单片机，单片机经过处理和计算可以得到单机的转速，同时在也可用PID使速度形成闭环。自检电路则通过单片机发出一段固定频率的 PWM 经过光电检测输后经单片机计算，若为此频率即自检成功，否则自检失败。

（2）智能光照测量传感装置：

传感器实验装置与底板采用磁吸固定，方便快速更换。主要由恒流驱动、发光、测光和电流转电压电路组成。RGB灯光作为光源，驱动电路采用电流控制，具有暗室，PCB上印有形象的原理框图，具有 2*10 排线接口，关键信号含有测试环15个。恒流驱动电路可以将单片机的电压信号转换成稳定的电流信号，这样可以使灯的发光更加的稳定。发光部分则采用了一颗 RGB灯，分别独立驱动三种颜色的灯光，可以组合形成各种颜色的光。测光部分采用的是硅光电池，当有一定强度的光照时可以输出电流信号，经过运放大转换成电压可以使单片机检测到。在本装置中同时配有暗室，可以有效的隔绝2062外界光线，使干扰降到。

（3）智能测温传感器：

传感器实验装置与底板采用磁吸固定，方便快速更换。主要由加热，散热，保护和温度检测放大输出等部分组成。具有加热和散热装置，具有高温自动保护功能，配有自检电路，PCB 上印有形象的原理框图，具有2*10排线接口，关键信号测试环12个。加热使用半导体制冷片，通电后加热快。同时配有散热片和风扇，停止加热后散热也很快，可以有效的节省实验时间。当温度超过一定值时，电路自动进入保护模式，停止加热可以有效的防止学生烫伤。测温采用 PT100 经测温电桥后放大信号最终输出。单片机将采集的电压信号，经过计算后可以得出此时 PT100的电阻值，最终查表可以得到此刻的温度值。

（4）智能传感器实验箱应用扩展板：

配置接口兼容的13pin传感器模块，带电桥电路的电子秤应变传感器，霍尔传感器、电涡流传感器，直流风扇、继电器、蜂鸣器、温湿度、光强测量、触摸、光电感应、火焰、可燃气、人体红外、超声波测距等。

三、实验项目

（一）自动测速传感装置实验

编写单片机程序，采集转速信号，通过图形方式显示到液晶屏。并可以通过电容触摸屏交互，控制电机，调节转速。

（1）电机驱动

（2）转速测量

（3）自动测速传感装置自检功能

（4）PID转速控制

（二）智能光照测量传感装置实验

编写单片机程序，采集光照强度信号，通过图形方式显示到液晶屏。并可以通过电容触摸屏交互，控制 RGB灯，调节光强。

（1）电压转恒流，并驱动发光实验

（2）RGB三色光实验

（3）运放实验

（4）电压检测实验

（三）智能测温传感装置实验

编写单片机程序，采集温度信号，通过图形方式显示到液晶屏。并可以通过电容触摸屏交互，控制加热片，调节温度。

（1）半导体制冷片加热实验

（2）风扇散热实验

（3）PT100温度信号放大、采集实验

（4）闭环温控实验

（四）传感器应用扩展板

带电桥电路的电子秤应变传感器，霍尔传感器、电涡流传感器，直流风扇、继电器、蜂鸣器控制实验；温湿度、光强测量实验；触摸、光电感应实验；火焰和可燃气报警实验；人体红外实验等。

（1）直流风扇

（2）继电器

（3）蜂鸣器

（4）温湿度

（5）光强测量

（6）触摸

（7）光电感应

（8）火焰

（9）可燃气

（10）人体红外

（11）超声波测距

（12）电位器

（五）语音交互实验：

（1）人工智能语音交互功能

（2）可以实现语音查询传感器数值

（3）语音控制

（六）Cortex-M4 部分：

（1）RealView MDK 简介

（2）安装及使用

（3）STM32CUBEMX简介

（4）安装及使用

（5）跑马灯实验

（6）声光报警器实验

（7）按键中断实验

（8）UART 串口1 数据收发实验

（9）SysTick 系统滴答实验

（10）按键扫描数码管显示实验

（11）ADC 模数转换实验

（12）DAC 数模转换实验

（13）CAN 环回模式实验

（14）RTC实时时钟实验

（15）读写NOR FLASH实验

（16）NAND Flash访问实验

（17）SD卡FATFS 文件系统访问实验

（18）TCPIP 网络组件Lwip 之Ping 实验

（19）LCD屏显示实验

（20）LCD屏触摸实验