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物联网信息安全科研平台
发布日期:2017-05-05   点击次数:1953
系统简介
  物联网信息安全科研平台(型号:SeaIOT-DPEnc-C)在传统的物联网三层体系结构的基础上,增加了传感层、网络层、应用层的安全加密算法,保证了数据传输的安全性。
该平台包括网络传感区、应用科研区、应用实训区、智能电箱系统、电源系统以及柜体框架。其中,网络传感区由zigbee传感节点与Cortex-A9智能网关组成ZigBee加密网络,支持五种加密算法,主要用于环境参数的检测、处理、传输与控制。应用科研区是一台高性能PC控制主机,一分四多屏显示,用来展示网络节点入网的身份认证流程、加密传输的类型、网络拓扑结构、TCP/IP数据通信以及应用场景模拟监控。智能电箱系统由Cortex-A9为核心的控制板组成,实时显示整个平台用电回路的电压、电流、耗电功率,同时可控制八路交流设备。应用实训区设备与智能电箱结合,可实现指纹开锁、刷卡取电等功能。
总之,该平台可以进行无线传感网的数据采集、数据传输、嵌入式开发等教学和科研工作,也可以进行无线传感网轻量级安全算法的开发及研究工作。
  • 平台特点
  • 硬件资源
  • 软件资源
  • 典型实验
  • 成功案例
  Android网关安装有协调器,ZigBee传感器节点为路由器。传感器节点与协调器之间可以配置为无加密数据透传,也可以配置为加密数据传输,加密传输支持ZUC、snow 3G、Lblock、kasumi、AES五种加密算法。三台Android网关分别作为客户端,与PC上运行的服务器软件进行TCP通信。Android网关客户端软件、服务器软件也支持上述五种加密算法,用户可自由选择加密类型。Android客户端将协调器汇聚的数据帧保存、显示、转发。服务器软件解析三路网关的数据帧,分析数据帧的加密类型,统计加密算法的效率、绘制拓扑结构、列表显示设备状态、远程监测与控制传感器设备等。

1) 平台台体:长宽高≥(180cm*75cm*160cm)。传感层包含3组无线传感网套件和及物联网网关,应用科研区包含:1台PC主机、4台≥19寸液晶显示屏,可显示物联网传感层、网络层、业务层、全系统内容;
2) 物联网网关≥3个:主芯片:采用S5P4418 Cortex-A9高性能处理器,可插接通讯模块:ZigBee 2.4GHz,WIFI/BLuetooth二合一模块、GPS定位模块、4G移动通信模块等。外设接口包括:以太网、串口、485、CAN、USB、USB otg、摄像头、TF卡槽、模拟摄像头TV、HDMI、按键等;
3) ZigBee通讯模块≥9个:主控芯片:STM32f103,射频芯片:CC2530,支持IEEE 802.15.4,运行主频32MHz,工作频率:2.4GHz,加载Z-STACK2007协议栈,PCB板载天线,1个程序固件升级JTAG口;
4) 传感器≥3套,每套标配≥3种传感器;
a.温湿度传感器:型号 SHT1X,两线制数字接口(SCL、SDA),直接与zigbee通讯模块的主控器I/O相连,响应速度快,湿度测量范围:0~100%RH,温度测量范围:-40~123.8℃,湿度测量精度:±4.5%RH,温度测量精度:±0.5℃;
b.光线传感器:光敏电阻LXD5516,传感器板由LM393、光敏电阻与可调电阻组成。模拟型电压输出,有光时输出高电平电压,无光时,输出低电平电压,输出接口直接与zigbee通讯模块的主控器AD通道相连;
c.LED-BEEP声光报警器:2个LED灯(红灯、蓝灯),1个BEEP蜂鸣器,用于声、光报警;控制I/O直接与zigbee通讯模块的主控器I/O相连;
d.继电器模块:可控制LED灯、5V风扇,驱动管脚与zigbee通讯模块的主控器I/O相连;
5) USB-HUB1个:≥4个USB2.0接口;
6) 路由器1个:采用802.11n技术,带WiFi功能;
7) 控制主机:处理器≥I7,双核;内存容量≥8G;硬盘容量≥500G;一分四多屏显卡:4屏,单屏1920*1080P;
1) 传感层的开发
2)  物联网网关的开发
3) 应用层的开发
4) 基于场景的项目式开发、科研
5) 安全算法的开发
6) 物联网体系架构和物联网中数据传输流程的科研


 
物联网安全架构Android网关(采集显示)
 
物联网安全架构Android网关(连接服务器)
 
物联网安全架构管理平台(入网认证、与网关建立连接)
 
物联网安全架构管理平台(显示拓扑与加密类型)
 
物联网安全架构管理平台(传感节点状态)
 
物联网安全架构管理平台(应用场景模拟)

第一部分:STM32开发实验
第一章物联网传感器设备与开发环境搭建
1.1 ZigBee无线节点简介
1.2IAR开发环境搭建
1.3创建第一个IAR工程项目
第二章处理器接口实验
2.1Led闪烁实验
2.2 按键实验 
2.3 串口实验 
2.4 systick延时实验
2.5 IIC实验
2.6RTC实验
2.7 IWDG独立看门狗实验
2.8 WWDG窗口看门狗实验
2.9 定时器实验
2.10 STM32内部温度传感器实验
2.11 STM32的DMA的实验
第三章传感器接口实验
3.1 传感器类型与数据格式说明
3.2 传感器程序下载烧写实验
3.3 光敏传感器实验
3.4 温湿度传感器实验
3.5 结露雨滴传感器实验
3.6 火焰传感器实验
3.7 红外壁障(接近)传感器实验
3.8 红外对射传感器实验
3.9 继电器控制实验
3.10 霍尔干簧管传感器实验
3.11 超声波测距传感器实验
3.12 人体红外传感器实验
3.13 可燃气体传感器实验
3.14 三轴加速度传感器实验
第二部分 Z-Stack2007协议栈入门手册
Z-Stack2007协议栈入门手册
1.  Z-Stack 2007协议栈的安装
2.  Packet Sniffer的安装
2.  TI的GenericApp原程序的再现
3.  ZigBee协议栈基础实验:点对点数据传输
4.  ZigBee数据包的捕获与协议分析
5. ZigBee协议栈中串口收发基础实验
6. ZigBee协议栈NV设备操作
7. Z-Stack协议栈流程分析
8. 广播通信
9. 组播通信
10. 温湿度节点与协调器的无线传输 
 ZigBee无线传感器网络透明传输实验指导书
实验一 ZigBee传感器节点采集传输实验
实验二 ZigBee控制器节点传输控制实验
第三部分 Linux网关基础实验手册
实验一 shell编程
实验二 Makefile
实验三 标准IO实验
实验四 Hello world
实验五 多进程Fork调用实验
实验六 管道通信实验
实验七 进程间通讯
实验八 UDP通信
实验九 TCP通信
实验十 消息队列实验
实验十一 多线程实验
第四部分 Linux网关QT实验手册
实验一  QT HelloWorld实验
实验二  Qt下信号和槽实验
实验三  Qt下TCP通讯—服务器端实验
实验四  Qt下TCP通讯—客户端实验
实验五  Qt下UDP通讯实验
实验六  Qt下多线程实验
实验七  Qt下数据库访问实验
实验八  Qt下串口通讯实验
实验九  Qt下 感知类环境数据采集实验
实验十  Qt下 控制类节点实验
实验十一  Qt下联动控制实验
实验十二  Qt下视频传输预览拍照实验
第五部分 Android实践报告
实验一 WebService的编写
实验二 WebService的使用
第六部分 C#开发实验手册
实验一 C# Winform界面设计与使用
实验二 C# UDP网络编程
实验三 C# 多线程编程
实验四 C#TCP网络编程
实验五 C#串口编程



西京学院采用该平台