RZ-sbrpA
一、 簡(jiǎn) 述
自構(gòu)式數(shù)智化電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是為應(yīng)映實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)字化與實(shí)驗(yàn)管理智能化理念而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，平臺(tái)主要由兩部分組成，即“數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)”（以下簡(jiǎn)稱“主控模塊”）單元和“積木式電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)”模塊單元?；谠撈脚_(tái)，學(xué)生在數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)系統(tǒng)引導(dǎo)下，利用實(shí)驗(yàn)單元模塊自主構(gòu)建某一課程或課程群實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在線調(diào)閱實(shí)驗(yàn)課件、實(shí)驗(yàn)流程圖、配置實(shí)驗(yàn)?zāi)K、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與信號(hào)波形、實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版，在線測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、在線生成并上傳實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
二、 功能指標(biāo)
通信技術(shù)子平臺(tái)，支持高頻電子線路、嵌入式技術(shù)等課程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)嵌：函數(shù)信號(hào)源、三用表、2通道示波器、掃頻儀、頻率計(jì)、毫伏表等測(cè)試儀；
1、 “數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)”單元內(nèi)嵌高性能處理器，標(biāo)配14.1寸顯示屏，學(xué)生能用鼠標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)，支持實(shí)驗(yàn)課件、實(shí)驗(yàn)框圖調(diào)閱，支持能在框圖界面通過(guò)觸摸調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如：輸入模擬信號(hào)幅度、頻率、波形等、在線測(cè)試數(shù)據(jù)與信號(hào)波形，支持在線調(diào)閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板、在線填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與測(cè)試信號(hào)、在線上傳電子報(bào)告。
2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)K單元，實(shí)驗(yàn)?zāi)K配套專用模具、有機(jī)玻璃保護(hù)，模塊間、模塊與“數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)”單元間采用磁吸座對(duì)接、局域網(wǎng)總線通信，模塊可靈活組合，主機(jī)單元可通過(guò)局域網(wǎng)總線通信自動(dòng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)?zāi)K課程類型及支持的實(shí)驗(yàn)，能構(gòu)建支持多課程的數(shù)智化實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)。
三、 技術(shù)指標(biāo)
“數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)”單元
1、數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)單元基于嵌入式處理器及模擬與數(shù)字信號(hào)采集處理技術(shù)，能完成直流電壓電流源、函數(shù)信號(hào)源參數(shù)設(shè)置，電壓電流值、電阻值、模擬信號(hào)時(shí)頻域參數(shù)、邏輯信號(hào)、晶體管放大電路輸入輸出回路靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性曲線、運(yùn)放帶寬積等測(cè)量，支持測(cè)試數(shù)據(jù)（信號(hào)）自動(dòng)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等功能。
（1）嵌入式處理器，性能4核A55 2.0GHz，LPDDR4 2G,EMMC 32G，linux操作系統(tǒng)，五路網(wǎng)絡(luò)接口，四路USB接口，1路HDMI信號(hào)輸出接口，支持第三方儀器測(cè)試信號(hào)采集與上傳；能同時(shí)對(duì)接與測(cè)控4種實(shí)物測(cè)試儀器；
（2）液晶顯示器，14.1寸，分辯率1920X550。能在液晶屏上同時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)框圖、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（或電子報(bào)告模板）、實(shí)物儀器面板的虛擬測(cè)試儀器，實(shí)時(shí)顯示虛擬儀器測(cè)量值或信號(hào)波形及特性曲線。
（3）雙通道示波器，每通道采樣點(diǎn)200M，模擬帶寬30MHz，通道輸入阻抗1MΩ，交直流耦合，水平垂直檔位可調(diào)，虛擬示波器采用真實(shí)儀器面板，掃描速度、靈敏度、工作方式、觸發(fā)方式、余輝時(shí)間均可設(shè)置，支持FFT等運(yùn)算功能；
（4）雙路函數(shù)信號(hào)源(高低頻信號(hào)源)：
①信號(hào)源1：正弦波、三角波、鋸齒波、半波、全波、復(fù)雜信號(hào)、AM、FM、DSB、音樂(lè)信號(hào)；信號(hào)頻率0-100KHz可調(diào)，信號(hào)幅度0-5Vpp可調(diào)。
②信號(hào)源2：正弦波信號(hào)頻率：0-10MHz；輸出幅度0-2Vpp.
③掃頻儀：測(cè)頻范圍0-10MHZ，掃頻間隔可調(diào).
④頻率計(jì)：測(cè)量范圍0-10MHz；內(nèi)含三用表，量程：直流電流最大量程2A、直流電壓最大量程200V、歐姆表最大量程10M。
高頻電子線路實(shí)驗(yàn)單元
RZ-sbrpA/9653型
一、簡(jiǎn)述
RZ-sbrpA/9653型高頻電子線路實(shí)驗(yàn)單元，是為適應(yīng)當(dāng)前通信工程專業(yè)課程教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的的要求，精心研制的新一代高頻電子線路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)既能進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，還能結(jié)合當(dāng)前教學(xué)技術(shù)發(fā)展的幾大趨勢(shì)，即：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工程化，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，課堂教學(xué)的智能化，可以滿足通信電子相關(guān)專業(yè)教師和學(xué)生進(jìn)行在線實(shí)驗(yàn)課件、實(shí)驗(yàn)流程圖、實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板調(diào)閱，內(nèi)嵌測(cè)試儀器在線測(cè)試、在線生成并上傳電子報(bào)告等實(shí)驗(yàn)操作。
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅在功能上進(jìn)行的革命性的改進(jìn)，在結(jié)構(gòu)上也重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在結(jié)構(gòu)上具備以下特點(diǎn)：
高頻電子線路實(shí)驗(yàn)單元（參考）
1、 采用數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)+實(shí)驗(yàn)?zāi)K形式的模塊化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，方便擴(kuò)展，維護(hù)升級(jí)；
2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)K開(kāi)模工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，整體協(xié)調(diào)美觀；
3、 實(shí)驗(yàn)?zāi)K間、數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)與實(shí)驗(yàn)?zāi)K間通過(guò)磁吸座對(duì)接，不需接插件，更換方便，性能穩(wěn)定可靠；
4、 每個(gè)模塊均有機(jī)玻璃保護(hù)，不用螺絲固定，操作便捷。
5、 為便于實(shí)驗(yàn)測(cè)量，所有實(shí)驗(yàn)測(cè)量孔均為鉚孔和測(cè)量針相組合的形式進(jìn)行放置，可以便于連線和示波器的測(cè)量。
二、系統(tǒng)特性
1、 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，現(xiàn)場(chǎng)鼠標(biāo)操控；智能系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)模塊所在位置、配置實(shí)驗(yàn)參數(shù)、控制模塊電源、轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程操控命令；
2、 所有模塊均采用ARM Cortex-M4+電控元件結(jié)構(gòu)，工作點(diǎn)調(diào)整、增益、負(fù)載等均有數(shù)字電位器調(diào)節(jié)；諧振回路參數(shù)、振蕩器頻率、濾波器帶寬等均有可調(diào)電壓控制；負(fù)載接入、元件切換均有電子開(kāi)關(guān)操作；從而確保系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、可擴(kuò)展性、可恢復(fù)性；可設(shè)故障：包括工作點(diǎn)設(shè)置、諧振回路參數(shù)設(shè)置、放大器增益設(shè)置等。
3、 基于操作系統(tǒng)的人機(jī)交互界面友好，學(xué)生能實(shí)時(shí)調(diào)閱實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)框圖及對(duì)應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)原理波形；能在框圖界面通過(guò)雙擊鼠標(biāo)調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如：輸入模擬信號(hào)幅度、頻率、波形等；信號(hào)處理流程與原理展示清晰。
4、 獨(dú)創(chuàng)通信電子電路在線考核系統(tǒng)，教師通過(guò)APP軟件配置或修改實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作參數(shù)，考核學(xué)生對(duì)通信電子電路中：工作點(diǎn)、諧振回路、負(fù)載、增益、振蕩條件、信號(hào)失真、反饋等知識(shí)點(diǎn)理解；
5、 實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)改變、信號(hào)切換等均采用當(dāng)今最先進(jìn)的數(shù)字器件（數(shù)字電位器、高速電子開(kāi)關(guān)、編碼開(kāi)關(guān)、可編程放大器等），一方面可讓學(xué)生了解新技術(shù)新器件應(yīng)用，另一方面能通過(guò)人機(jī)對(duì)話恢復(fù)缺省狀態(tài)或教師遠(yuǎn)程幫助學(xué)生調(diào)整電路參數(shù)，從而能有效減輕老師維護(hù)工作量和輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)工作量；
6、 高頻電路阻抗變換與阻抗匹配調(diào)測(cè)仿真軟件：BS架構(gòu)，通過(guò)改變匹配網(wǎng)絡(luò)（T型、∏型）、電容或電感分壓式阻抗變換電路參數(shù)，利用配套的虛擬矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，測(cè)量高頻電路匹配或阻抗變換前后的阻抗和信號(hào)反射參數(shù)，實(shí)時(shí)觀測(cè)并分析失配阻抗對(duì)高頻信號(hào)傳輸?shù)挠绊?；匹配調(diào)節(jié)方式采用電壓調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍：0-250，調(diào)節(jié)步進(jìn)50。
7、 可設(shè)故障：包括工作點(diǎn)設(shè)置、諧振回路參數(shù)設(shè)置、放大器增益設(shè)置等。
三. 組成模塊
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1 |
正弦波振蕩器與晶體管混頻 |
LC振蕩、晶體振蕩與射隨放大電路： LC頻率4—12MHZ，可研究西勒振蕩電路和克拉潑振蕩電路的幅頻特性 晶振：8.8MHZ 三極管混頻電路：本振輸入8.8MHZ載波6.3MHZ，輸出2.5MHZ 能完成：工作點(diǎn)設(shè)置、電壓對(duì)振蕩頻率影響、振蕩頻率、高頻信號(hào)幅度、濾波器中心頻率等控制等考核； |
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2 |
中放AGC與二極管包絡(luò)檢波模塊 |
放大2.5MHZ的中頻信號(hào)；諧振回路參數(shù)可調(diào)，AGC自動(dòng)增益控制； 包絡(luò)檢波，可觀察對(duì)角切割失真和底部切割失真，并有低頻放大 能完成：中放選頻回路、中放增益、檢波失真、信號(hào)輸出幅度等參數(shù)控制與考核； |
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3 |
小信號(hào)放大與無(wú)線接收模塊 |
單調(diào)諧、雙調(diào)諧，通過(guò)變?nèi)莨芨淖冋{(diào)諧回路參數(shù)，性能可靠穩(wěn)定；中心頻率6.3MHZ； 能完成：?jiǎn)握{(diào)諧雙調(diào)諧回路參數(shù)、調(diào)諧回路選頻特性控制與考核； |
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4 |
高頻功率放大與無(wú)線發(fā)射模塊 |
無(wú)線發(fā)射： 6.3MHZ發(fā)射，可進(jìn)行基極調(diào)幅。觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，測(cè)試丙類功放的調(diào)諧特性、負(fù)載特性，測(cè)試激勵(lì)信號(hào)變化、負(fù)載變化、電源電壓變化對(duì)工作狀態(tài)的影響，能清晰地觀察欠壓、臨界和過(guò)壓三種狀態(tài)的余弦脈沖波形； 幅度調(diào)制： 能完成：功放工作狀態(tài)控制與考核 |
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5 |
變?nèi)荻O管調(diào)頻與電容耦合鑒頻模塊 |
電容耦合回路相位鑒頻器、斜率鑒頻器6.3MHZ中心頻率 同步解調(diào)、集成混頻（本振輸入8.8MHZ載波6.3MHZ，輸出2.5MHZ） 能完成：調(diào)頻信號(hào)中心頻率、信號(hào)幅度、鑒頻回路特性、工作點(diǎn)參數(shù)控制與考核； |
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6 |
集成乘法器調(diào)制解調(diào)與混頻模塊 |
能完成AM、DSB、SSB調(diào)制解調(diào)，載頻100KHZ-2.5MHZ； 能完成：調(diào)制方式，調(diào)制信號(hào)輸出、混頻濾波等功能考核； |
四、軟件界面
高頻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容界面
低頻、高頻信號(hào)發(fā)生器
示波器采集界面
五． 實(shí)驗(yàn)類型
1．小信號(hào)調(diào)諧放大電路實(shí)驗(yàn)（含單調(diào)諧和雙調(diào)諧）
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：測(cè)試單調(diào)諧與雙調(diào)諧放大器的電壓增益、通頻帶、選擇性和動(dòng)態(tài)范圍。
2．非線性丙類功率放大電路實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，測(cè)試丙類功放的調(diào)諧特性、負(fù)載特性，測(cè)試激勵(lì)信號(hào)變化、負(fù)載變化、電源電壓變化對(duì)工作狀態(tài)的影響，能清晰地觀察欠壓、臨界和過(guò)壓三種狀態(tài)的余弦脈沖波形。
3．三點(diǎn)式振蕩器實(shí)驗(yàn)（含LC振蕩器和晶體振蕩器）
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：觀察LC振蕩器中電源電壓，反饋系數(shù)和負(fù)載對(duì)振蕩器的影響，觀測(cè)并比較LC振蕩器和晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。測(cè)試并比較西勒電路與克拉潑電路的特性。
4．中頻放大器實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：用點(diǎn)測(cè)法測(cè)出中頻放大器的幅頻特性，測(cè)試中放的電壓增益，通頻帶和選擇性。
5．混頻器實(shí)驗(yàn)（三極管混頻）
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：測(cè)量混頻器輸入，輸出頻率之間的關(guān)系，觀察輸入波形為調(diào)幅波時(shí)混頻器的輸出波形。
6．包絡(luò)檢波和同步檢波實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的解調(diào)，觀察雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)，觀察對(duì)角線失真、負(fù)峰切割失真以及檢波器不加高頻濾波時(shí)的現(xiàn)象。
7．變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：觀測(cè)壓控振蕩器（VCO）的振蕩頻率，測(cè)試變?nèi)荻O管的靜態(tài)調(diào)制特性，觀察調(diào)頻波波形，觀察調(diào)制信號(hào)振幅變化時(shí)對(duì)頻偏的影響，觀察寄生調(diào)幅現(xiàn)象。
8．鑒頻器實(shí)驗(yàn)（電容耦合回路相位鑒頻器、斜率鑒頻器）
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：了解電容耦合相位鑒頻器和斜率鑒頻器的工作原理，測(cè)量鑒頻特性曲線。
9．調(diào)幅發(fā)射機(jī)聯(lián)試實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：將各所需模塊連接成調(diào)幅發(fā)射機(jī)，測(cè)試各模塊輸入輸出波形，并調(diào)整各模塊可調(diào)元件，使發(fā)射機(jī)輸出達(dá)最佳狀態(tài)。
10．調(diào)幅接收機(jī)聯(lián)試實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：將各所需模塊連接成調(diào)幅接收機(jī)，測(cè)試各模塊輸入輸出波形，并調(diào)整各模塊可調(diào)元件，使接收機(jī)輸出達(dá)最佳狀態(tài)。
11．發(fā)射與接收完整系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：將各模塊構(gòu)成一個(gè)完整的收發(fā)系統(tǒng)（可以是無(wú)線收發(fā)，也可以用電纜將收發(fā)連接，有四種連接方案），通過(guò)測(cè)試各部分波形，比較發(fā)射與接收波形，建立起完整的通信概念。
12．調(diào)頻發(fā)信機(jī)試實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：將各所需模塊連接成調(diào)頻發(fā)射機(jī)，測(cè)試各模塊輸入輸出波形，并調(diào)整各模塊可調(diào)元件，使發(fā)射機(jī)輸出達(dá)最佳狀態(tài)。
13．調(diào)頻接收機(jī)聯(lián)試實(shí)驗(yàn)
主要實(shí)驗(yàn)與考試內(nèi)容：將各所需模塊連接成調(diào)頻接收機(jī)，測(cè)試各模塊輸入輸出波形，并調(diào)整各模塊可調(diào)元件，使接收機(jī)輸出達(dá)最佳狀態(tài)。
嵌入式實(shí)驗(yàn)單元
RZ-sbrpA/9655型
簡(jiǎn) 述：
RZ9655嵌入式實(shí)驗(yàn)單元是我公司為適應(yīng)電子技術(shù)發(fā)展研制的新型嵌入式綜合開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)基于STM32F407處理器和外設(shè)模塊設(shè)計(jì)，滿足電子信息專業(yè)學(xué)生進(jìn)行嵌入處理器片內(nèi)資源應(yīng)用開(kāi)發(fā)、外設(shè)接口設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、嵌入式電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于無(wú)線傳感網(wǎng)模塊的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)。
嵌入式實(shí)驗(yàn)單元（參考）
1、 采用數(shù)智化實(shí)驗(yàn)助學(xué)+實(shí)驗(yàn)?zāi)K形式的積木實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，方便擴(kuò)展，維護(hù)升級(jí)；
2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)K開(kāi)模工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，整體協(xié)調(diào)美觀；
3、 實(shí)驗(yàn)?zāi)K間、主控模塊與實(shí)驗(yàn)?zāi)K間采用磁吸座對(duì)接，不需接插件，更換方便，性能穩(wěn)定可靠；
4、 每個(gè)模塊均用有機(jī)玻璃保護(hù)，不用螺絲固定，操作便捷。
5、 為便于實(shí)驗(yàn)測(cè)量，所有實(shí)驗(yàn)測(cè)量孔均為鉚孔和測(cè)量針相組合的形式進(jìn)行放置，可以便于連線和示波器的測(cè)量。
一、 主要技術(shù)指標(biāo)：
1、 嵌入式處理器：處理器STM32F407，外置EEPROM和Flash，存貯容量16Kb;
2、 人機(jī)交互單元：3.2英寸TFT觸摸液晶屏，一個(gè)可實(shí)現(xiàn)非特定人語(yǔ)音識(shí)別模塊，一個(gè)麥克風(fēng)和一個(gè)蜂鳴器，2個(gè)按鍵與LED指示燈;
3、 無(wú)線通信與定位單元：標(biāo)配WiFi、藍(lán)牙、GPS/北斗、LoRa、4G模塊；
4、 傳感器單元：溫濕度傳感器、光強(qiáng)度傳感器、紅外熱釋電傳感器、大氣壓力傳感器、酒精傳感器和煙霧傳感器等；
5、 數(shù)據(jù)接口單元：繼電器接口、電源接口、I/0擴(kuò)展接口、AD轉(zhuǎn)換接口、DA轉(zhuǎn)換接口、常用串口、網(wǎng)口、USB接口、GPIO擴(kuò)展接口、仿真和程序下載接口等；
6、 配套嵌入式處理器cmsis-dap仿真器；
二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、嵌入式處理器STM32F407片內(nèi)資源應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：中斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、比較、捕捉、DMA、SPI、I2c、模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換等；
2、接口設(shè)計(jì)與案例開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)：按鍵、蜂鳴器與LED，AM312紅外熱釋電傳感器，溫濕度傳感器，大氣壓力傳感器，光強(qiáng)度傳感器，MQ-2酒精傳感器與MQ-3煙霧傳感器，F(xiàn)LASH，EEPROM，LCD顯示與觸摸屏，語(yǔ)音識(shí)別與控制，WiFiSTA模式客戶端，WiFiSTA模式服務(wù)器端，WiFi AP模式客戶端，WiFiAP模式服務(wù)器端，WiF AP+STA模式服務(wù)器端，藍(lán)牙通信，GPS/北斗通信，CAT.1通信，LoRa通信，基于CAT.1的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，基于WiFi的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
