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LGHL-SJ01B型工業數據采集與可視化實訓平臺

一、產品簡介

LGHL-SJ01B型工業數據采集與可視化實訓平臺是針對物聯網/工業互聯網設計的，涵蓋數據采集、網絡傳輸、網關開發、標識解析、數據上云等技術，幫助學生掌握工業采集系統的需求分析、系統設計、設備選型、應用開發、系統測試等整體設計流程。

實訓臺支持0-5V/0-10V/4-20mA/0-20mA模擬量、開關量、數字量等常用工業信號采集；集成CAN、RS485工業現場總線和工業以太網絡，支持ModbusRTU、ModbusTCP協議；包含ZigBee、WiFi、BlueTooth短距離和LoRa、NB-IoT、LTE遠距離無線傳感網絡；集成工業以太網網關，具有ModbusRTU、CAN、無線傳感網等異構網絡協議解析功能，支持ModbusTCP工業以太網協議，可通過MQTT、CoAP、HTTP物聯網協議接入工業物聯網云服務平臺；支持云服務平臺本地化部署或云端部署，提供API二次開發接口。提供基于智慧工廠、智慧城市、車載控制、危化品等行業的數據采集監控系統的嵌入式開發、Android應用開發、Web應用開發、標識解析實訓案例。

二、產品特點

1、臺體符合人體工程學，站立與臺體齊平，坐下有操作臺面，底部安裝福馬輪，方便移動。

2、涵蓋標識解析實訓案例，支持《工業數據采集技術》（含物聯網控制技術）、《Web應用技術》、《工業物聯網編程與實施》等工業互聯網專業相關課程。

3、模塊加裝磁吸底板，引出端子排和插孔兩種形式接口，方便安裝布線、任意組合。

4、具有PLC采集控制模塊，可采集模擬量、開關量信號，支持RS485組網傳輸。

5、具有LoRa、NB-IoT、LTE遠距離無線數據傳輸功能。

6、支持RS485、CAN、工業以太網等工業現場總線，支持ModbusRTU/TCP、CAN協議。

7、工業數據采集網關，與傳感節點互聯互通，支持ModbusRTU、CAN、ZigBee、Bluetooth、WiFi等多傳感網協議解析，圖形化顯示傳感器的名稱、傳輸類型、數據趨勢曲線。

8、工業網關可通過MQTT、CoAP、HTTP協議接入云服務平臺，支持TCP/UDP/MQTT/CoAP協議接入平臺測試。具有WEB端行業應用系統搭建功能。

9、支持二次開發。通過調用Restful API接口，編寫自己的Android和web應用展示頁面。

10、可提供智慧工廠、智慧城市、車載控制、危化品等多種行業應用系統，提供標識解析實訓案例。

三、產品組成

實訓臺主要由工業物聯網網關、無線傳感節點、工業傳感器執行器件、以及臺體框架（含電源接線端子、傳感器接線端子、通信接口面板等）組成。布局如圖所示。

1、標配網孔操作板、四組直流供電板、四組有線傳感器的供電通信板、六個無線傳感器節點、一個工業物聯網網關、兩個無線強電控制插座、四種交直流電源按鈕、指示燈、點陣顯示屏等，為行業應用創新設計提供硬件支持。

2、標配工業級傳感器，信號接口涉及電壓型模擬量、電流型模擬量，有源/無源開關量，通斷型繼電器信號等，采樣數據更準確，側重工業傳感器的工程布線及工業數據采集。

3、包含直流減速電機、舵機、電磁閥、水泵、通風扇等多種執行機構，支持供電回路通斷型控制、脈沖寬度調制控制、脈沖控制等多種方式。

4、具有RS485多路采集控制模塊、CAN總線測控終端、PLC可編程控制模塊、NB-IoT遠程測控終端等不同類型的采集器，涵蓋參數配置型、嵌入式開發型、工業現場可編程控制型、有線傳輸型、無線通信型等，可以滿足不同開發層次的用戶需求。

5、包含無線射頻轉發節點，可將433M/315M射頻轉換到ZigBee網絡；包含無線傳感器節點，支持ZigBee、WiFi、藍牙等類型。

四、產品功能

1、工業數據采集功能

具備工業設備數據采集接線、數據采集配置、數據采集編程的功能。通過對可燃氣體傳感器、接近開關、行程開關等工業元器件的模擬量、開關量、運行數據等信號的采集，可以滿足數據采集、通信協議認知、通信線纜制作、采集器配置與測試、嵌入式編程實現信號采集、PLC編程實現信號采集、采集線路簡單故障處理等技能點的學習。

2、工業設備控制功能

具有工業設備執行器接線、數據采集模塊配置、執行器控制編程的功能。通過對電磁閥、通風扇、減速電機、舵機、步進電機等工業小型執行器的通斷控制、脈寬調制控制、脈沖信號控制，可以滿足工業采集器配置實現執行器控制、嵌入式編程實現執行器控制、PLC編程實現執行器控制、控制線路簡單故障處理等技能點的學習。

3、工業數據傳輸功能

具有工業現場總線接線、工業現場總線傳輸測試、工業以太網傳輸測試、無線傳感網絡組網應用的功能。通過對RS485總線傳感器、RS485總線采集器、CAN總線測控終端、ZigBee無線傳感器、藍牙無線傳感器、WiFi無線傳感器、LoRa無線傳感器、NB-IoT遠程測控終端、工業以太網網關的應用測試，可以滿足工業現場總線數據傳輸、工業以太網數據傳輸、無線組網數據傳輸、ModbusRTU、ModbusTCP、無線傳感網協議、傳輸線路簡單故障處理等技能點的學習。

4、工業網關邊緣計算與分析展示

具有工業數據匯聚、設備層協議解析、數據信息展示、協議轉換轉發功能。通過對ModbusRTU協議數據、CAN協議數據、ZigBee協議數據、藍牙協議數據、WiFi協議數據、LoRa協議數據與實際物理量的計算解析，可以滿足數據采集網關的選型、數據采集系統的配置、數據采集系統的平臺接入配置、設備數據處理及應用等知識點的學習。

5、工業物聯網云服務平臺的應用與運維

具有項目創建、網關添加、傳感器添加、執行器添加、場景拖拽搭建、策略編輯等功能。通對搭建多種行業應用場景，遠程查看工業傳感器數據、工業設備運行數據、執行器運行狀態、聯動策略等，可以滿足數據上云、平臺運維、平臺應用等技能點的學習。通過提供的二次開發接口開展Web端應用系統開發、Android端應用系統開發，可以滿足平臺開發等知識點的學習。

6、標識解析功能

基于危險化學品監測實訓案例，融入標識解析技術，體驗標識解析的作用。具有標識規則定義、標識二維碼生成、標識注冊、標識解析二級節點平臺登錄、標識解析的功能。

7、具有物聯網行業應用實訓的功能

（1）智慧工廠行業應用實訓

1）工廠環境監測：實時監測環境中二氧化碳濃度、光照度、及環境溫濕度。

2）異常氣體泄漏監測與自處理：根據二氧化碳濃度、燃氣濃度，判斷是否超限，并自動控制通風扇、電磁閥聯動，實現異常氣體監測自保護功能。

3）工廠能耗分析：實時檢測工位用電的電壓、電流、電量、及工廠用水等能耗情況。

4）工件到位檢測：實時采集工件到位信號，根據到位信息，控制電機運轉模擬實現流水線自動加工功能。

（2）智慧城市行業應用實訓

1）城市環境：可實現城市空氣質量、光照、溫濕度等環境參數監測功能

2）城市照明：可實現路燈定時照明、自動照明功能

3）社區安防：可實現城市社區電子圍欄偵測功能

4）智能井蓋：實時監測井蓋姿態，當姿態傾角超限，發生報警

5）城市洪澇：實時檢測城市河流水位，發生超限時，啟動報警。

（3）車載控制應用實訓的功能

1）具有車速油耗等車載信息檢測、車輛定位功能

2）實時檢測前方障礙物距離，根據預設的距離，自動控制車輛緊急制動。

五、課程體系

實訓臺能夠完成的課程任務如下：

1、《工業數據采集技術》實訓教學

包含綜合布線部分實訓，可以熟悉工程應用中電源線纜、通信線纜的顏色標識；認識各種傳感器、采集器、通信終端等設備接口線纜的屬性；能夠使用提供的線纜正確連接設備的電源，信號；掌握RS485等有線設備的布線方法；會使用網絡模塊、上位機應用軟件對已布線設備進行測試。

包含工業數據采集實訓，掌握電壓/電流等模擬量傳感器、開關量輸入輸出傳感器的接口采集方法；可以使用通用采集器進行信號采集；掌握RS232、RS485、CAN有線通信接口的傳感器的采集方法，能夠通過上位機應用軟件進行數據采集；掌握嵌入式編程方法對常用信號進行采集；掌握PLC梯形圖編程方法對工業常用信號進行采集，并通過485總線對設備進行控制；掌握NB-IoT遠程傳感器的數據采集或控制編程方法。

2、《Web應用技術》實訓教學

以智慧工廠、家居安防為應用背景設計的課程實驗案例，全面介紹了Web技術的三個主要組成部分HTML、CSS和Javascript，同時，介紹了Bootstrap Web開發框架的應用，而且介紹了SpringMVC Java Web開發框架的編程技術，使學生通過案例式教學全面掌握Web前端開發技術和一些典型的框架開發技術。

3、《工業物聯網編程與實施》實訓教學

案例式實訓，進一步學習基于Android系統的物聯網行業應用開發，提供智慧工廠、智慧城市、車載控制、智能穿戴、智能倉儲等多個實訓案例。重點訓練ModbusRTU、CAN、ZigBee、藍牙、WiFi、LoRa通信等多種傳感網協議的解析，基于多種傳感網協議的傳感器采樣和計算機控制方法，基于MQTT/CoAP入網協議的傳感器數據發布、執行器控制命令訂閱的開發技術，掌握終端與平臺之間M2M通信的節能；掌握基于HTTP協議Restful接口的調用方法。

4、云服務平臺應用與接口實訓開發

云服務平臺支持行業應用場景搭建，與終端傳感器、執行器互聯互通，平臺展示傳感器采樣信息，遠程控制執行器動作，提供基于Web的行業應用場景，掌握基于HTTP協議Restful接口調用的技能，支持自定義設計Web應用系統。

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