人工智能与电子工艺创新考核装置,电子技能实训设备

SGDZXK-022B 人工智能与电子工艺创新考核装置

 

一、 设备概述
人工智能与电子产品装调创新考核装置以能力为本位，以就业为导向，紧密结合实际生产和职业岗位的技能要求，人性化的细节设计，引入工程系统设计概念，注重产品的通用性与升级性，使得设备整体简洁大方，使用灵活方便，牢固耐用。
人工智能与电子产品装调创新考核装置可完成中小型电子产品的装配、调试和检修等实训，使学生掌握电子产品装配和调试的基本技能，同时可满足进行电子制作、电子设计大赛、课程设计、毕业设计等综合性、设计性、创新性的实训要求。
 
二、 设备技术指标
1. 工作电源：两相三线 AC 220V±10%  50Hz
2. 温度：－10～40℃；环境湿度：≤90%（25℃）
3. 外形尺寸：长×宽×高=1600mm×800mm×2000mm
4. 整机功耗：≤1KW
5. 安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
三、 设备功能特点
该设备主要由工作台、实训屏、实训屏模块、工具柜、电路实训模块
1、工作台：主体结构全部采用高性能表面氧化的铝型材及一次成型铝压铸框架连接构件，连接构件采用压铸成型工艺（非焊接工艺），经机加工、抛丸、喷砂，表面静电喷涂工艺，安装方便、快捷，用户可自行DIY组装。桌体立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头固定安装万向轮，方便实验台挪动及摆放。整机既坚固耐用，美观大方。
桌面采用25mm厚高密度纤维板，桌面直嵌无异味绝缘胶垫，绝缘截面封边，桌面具有耐磨、抗静电及易清洁等特点，桌面尺寸1600×800×25mm，桌面底部固定在40mm高度的钣金衬板，钣金衬板再与压铸构件固定支撑脚立柱型材，使实验台和桌面结合更加牢固。整体高度按人体工程学要求设计为800mm±20mm，满足2名学生同时的操作空间。仪器台面尺寸≥1500×340×25mm，采用3mm的钣金固定主结构立柱，台阶高度285mm，倾斜防滑落设计，满足摆方常用仪器的要求，也可以摆放电脑显示器。
桌面下方装有储物抽屉和键盘托盘，抽屉尺寸≥650×360mm，键盘托盘≥640×360mm，可左右互换。采用静音式滑轨，表面经纯环氧树脂塑粉高温固化处理。桌底侧梁可装电脑主机托盘，可选左侧或右侧安装。
2、实训屏：安装于仪器台面下方，装配有220V交流电源输出12路：接口采用10A/250V五孔防水插座，分别位于实训屏前面板和顶面板，由过载开关分2路控制。直流稳压电源2路（0~30V、2A），由多圈电位器连续调节，输出最大电流为2A，每路电源输出有0.5级数字电流表、电压表指示。电压稳压度<10－2，负稳压度<10－2，纹波电压: <5mV。顶部电源可用作示波器、信号源、电脑主机等仪器使用。面板电源可做为电烙铁、热风焊台、电源模块工作电源等。
照明：在实训台顶部和仪器台面下方，控制屏左右同事设置开关控制。
静电手环报警器：内置防静电设备报警器2路：实时监测操作人员的静电设备佩戴情况及地线的接入大地情况,遇异常状况立刻自动警报。
3、网孔工具挂板：二阶桌面上方挂放网孔板，网孔大小10mm×10mm，网孔数大于等于35×9个，搭配6只100mm挂钩，及磁吸条。
4、工具柜：不含轮尺寸 720mm×500mm×485mm（长×深×高），用优质冷轧钢板焊接而成，表面静电喷塑。工具柜下装带刹车的万向轮，使工具柜可以随意固定和移动，可放置实训电路板、元器件、工具、耗材等。
5、AI+IOT应用模块 
AI+IOT应用模块以ESP32主机模块和AI主机模块作为主板单元和传感器单元组成，通过通用扩展板，实现主板单元以及传感器单元的快速连接，搭配一条USB数据线就可以使用MicroPython语言编程。
分别配有ESP32主机模块和AI主机模块，ESP32主机模块板载USB、SD卡、指示灯、按键、40P扩展接口等资源，ESP32-WROOM-32模组集成 Wi-Fi，支持通过路由器直接连接互联网；AI主机模块板载30万像素摄像头，2.4寸TFT屏幕、神经网络算法处理器、USB、SD卡，按键、锂电池，32P扩展接口等资源；通过通用扩展板，将主机单元的接口转换成通用的4P接口与通用3P插针接口，使用者可以灵活选择相应的接口以适应不同的外设功能配置。
模块包含LED灯模块、按键模块、RGB彩灯模块、蜂鸣器模块、人体感应传感器、光敏传感器、温度传感器、湿度传感器、OLED显示模块、模拟量传感器、直流电机模块、气压传感器模块等十五余种模块、传感器通过4P连接线连接到通用扩展板。
6、竞赛资源包配置：
资源包含30余种电路套件, 但其内容十分丰富。
7、数据采集器NI-myDAQ：提供2个模拟输入通道，可配置为通用高阻抗差分电压输入或音频输入。模拟输入为多路复用，即通过一个模数转换器 (ADC) 对两个通道进行采样。在通用模式下，测量信号范围为 ±10 V。在音频模式下，两个通道分别表示左右立体声通道电平输入。每通道可测量的模拟输入采样高达 200 kS/s，对于波形采集非常有用。模拟输入可用于 NI ELVISmx 示波器、动态信号分析仪和 Bode 分析仪。提供2 个模拟输出通道，可配置为通用电压输出或音频输出。两通道均带一个专用数模转换器 (DAC)，可进行同步更新。在通用模式下，生成信号范围为 ±10 V。在音频模式下，两个通道分别表示左右立体声信号输出。提供 8 个 DIO 数字通道。每个通道都是一个可编程函数接口 (PFI)，即通道可配置为通用软件定时的数字输入或输出，也可用作数字计数器的特殊函数输入或输出。提供3 个可供使用的电源。 +15 V 和 -15 V 为模拟组件电源，如运算放大器和线性稳压器等。 +5 V 为数字组件电源，如逻辑设备等。电源、模拟输出和数字输出的总功率限制为 500 mW。提供测量电压（DC 和AC）、电流（DC 和AC）、电阻和二极管电压降的功能。数据采集器支持NI LabVIEW 和 NI ELVISmx 软件中使用。
8、双踪示波器NDS1102S：
★100MHz带宽 ，1GSa/s实时采样率，双通道，2ns/div～1000s/div时基范围；
存储深度（每次采集波形的记录长度）不低于10K采样点；
★超便携示波器，体积不大于301 x 152 x 70 mm，超薄机身设计，厚度不大于70 mm,重量不大于1.1kg，节省更多桌面空间，超静音设计，功耗不高于18W；
★不小于7英寸TFT（真彩色）液晶屏幕，65535色，分辨率不低于800 × 480 像素 ；
存储波形不少于16组；具备U盘存储功能；
具有自动量程功能，支持水平，垂直、单波形/多波形跟踪；
★探头衰减倍数不少1X, 10X, 100X, 1000X，四种；
★支持光标测量，光标模式不少于电压差（△V），时间差（△T），时间差&电压差（△V），自动光标四种模式；
内置6位硬件频率计，可测量2Hz ~ 20MHz；
★具有电流测量功能，测量范围：100.0mA/V ~ 1KA/V；
USB Device & Host接口；
具有30种自动测量功能（参数为中文显示，便于学生理解）,能自定义测量菜单
具有波形截取功能，能与同品牌系列信号发生器无缝对接。
支持LABVIEW通讯，支持二次开发。
★生产商需为省级专家院士工作站，投标现场提供相应的资质证明。
9、函数发生器：
采用先进的DDS技术，双通道独立输出，能实现通道复制，5M最高频率输出，不低于125MS/s采样率；
14 bits垂直分辨率，频率分辨率不低于1uHz，任意波长度不低于8K点；
★频率特性：正弦波1uHz ~10MHz；方波1uHz ~ 5MH；脉冲波1uHz ~ 5MHz；锯齿波1uHz ~ 1MHz；噪声：5MHz（-3dB,典型值）；任意波1uHz ~ MHz；
丰富的波形输出：5种基本波形，内置不少于45种任意波形；
★非易失存储空间不低于64M byte；
★内置高精度频率计，支持测量频率、周期、正脉冲宽度、占空比，频率范围：100mHz ~ 200MHz，频率精度不低于1ppm；
★矩形波抖动（RMS）不高于 1ns；
4英寸（480*320）高分辨率FTF液晶显示；
支持与EDS系列示波器无缝互连；
配置ultrawave 任意波形的编辑软件，支持远程命令控制；
★丰富的接口设计：USB Host & USB device、LAN（选配）、RS－232（选配），可外接调制源，10MHz基准时钟源；
支持SCPI、Labview通信，；
★可选配功放功能，最大输出功率10W，增益X10，最大输出电压22V；
★支持与示波器，电源，万用表组建Xlab无线互联网实验室管理；
10、数字万用表：
可测直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、电容、温度(℃)、二极体、电晶体；
采用69×52mm 大型LCD，具有备光功能，轻松应对黑暗环境；不低于3-5/6位数，最大读值不低于5999，采样速率不低于3次/秒；
★带有蓝牙功能，支持手机、平板app与万用表通信，能实行多台同时监测；
★支持手机，平板与万用表连接，通过APP端监测万用表
★支持语音播报，语音警报，保证测量安全；
★万用表自带内存功能，支持离线记录功能，并能对记录数据进行保存与上传，记录能用趋势图显示；
支持真有效值显示；
具有过电流保护功能；
非电阻档位输入保护电压可达250V，有效的保证仪表寿命；
具有金属抗干扰遮罩、自动关机、短路蜂鸣、电池低压指示、双色防震外壳；
直流电压最大量程不低于1000V，精度最高不低于±(0.5%+3d) ；交流电压最大量程不低于750V，精度最高不低于±(0.8%+2d) ；
电流最大量程不低于20A，电流精度不低于:±(0.8%+2d) ；
电阻最大量程不低于60MΩ，精度不低于:±(0.8%+2d) ；
电容最大量程不低于4000μF，精度不低于±(2.5%+3dig)；
四、设备配置

序号	产品名称	型号规格	数量	单位	备注
1	实训桌	1600*800*1800mm	1	张
2	电源台		1	台
3	工具柜		1	台
4	方凳		2	张
5	直流电源	±5V;±12V	1	套
6	双踪示波器
7	函数发生器		1	台
8	数字万用表		1	台
9	AI+IOT应用模块	具体清单及参数见附表2	1	套	清单另附
10	数据采集器	NI_myDAQ	1	套
11	NI LabVIEW		1	套	拷贝版
12	NI Multisim		1	套	拷贝版
13	竞赛套件资源包	具体清单及参数见附表1	1	套	清单另附
14	工具包	具体清单及参数见附表3	1	套	清单另附
15	显示器壁装支架		1	只	选配
16	工作台PC电脑		1	套	选配

附表1竞赛套件资源包清单

序号	套件名称	参数及功能	数量	单位	备注
1	景区门禁系统电子套件	可独立完成功能测试、结合AI+IOT应用模块中的视觉模块，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
2	进站信息录入系统套件单元	可独立完成功能测试、编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
3	温度测量电路套件	可独立完成功能测试，编写Labview程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
4	温度控制报警器-2套件	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
5	数字网线测试仪套件	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
6	定额计数器电子套件	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
7	汽车测速与倒车提示套件	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
8	模拟烘干机套件	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
9	温控及简易频率测量控制装置套件	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
10	消费机系统套件	可独立完成功能测试，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
11	温室大棚控制系统（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
12	自动门控制系统单元	可独立完成功能测试，结合视觉模块，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
13	数字温度测量仪（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
14	心率计套件（带故障）	，可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
15	分贝计套件（带故障）	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
16	语音播放万年历套件（带故障）	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
17	点阵万年历套件单元	山西省省选拔赛试题，可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
18	综合报警器（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
19	电梯控制器（带故障无接口）套件单元	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包
20	单片机主机控制系统套件单元	编写labview界面，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
21	多变循环彩灯（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
22	无线控制节能小灯系统（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
23	电梯控制器（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
24	智能安防报警控制系统（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
25	声控避障小车（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
26	温控调速电机套件（故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
27	感应自动门系统（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
28	室内环境监测系统（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
29	DAC0832波形发生器套件单元	可独立完成功能测试，编写Labview程序，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
30	贴片练习套件单元	含100多个贴片元件，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
31	音乐彩灯（带故障）套件单元	可独立编写labview界面，元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内	1	套	电子器件包
32	医院病房监护系统（带故障）套件单元	可独立完成功能测试，程序,元器件、线路板、具有专业仿静电透明包装放在一个透明盒子内。	1	套	电子器件包

 

 
附表2、AI+IOT应用模块清单

序号	项目	名称	参数
1	板卡类	ESP32主机模块	尺寸：85*56 mm；Xtensa 32 位 LX6 双核处理器，240MHz工作频率，448 KB ROM，520 KB SRAM，4MB SPI Flash；支持802.11 b/g/nWiFi，最高速率 150 Mbps，支持支持蓝牙 4.2 BR/EDR 和 BLE 双模 controller；板载MICRO USB、CP2104芯片，TF卡槽、电源及运行指示灯、复位及boot按键、40P接口等
2		AI主机模块	1、400MHz主频，独立FPU双核64位，8M SRAM 2、AI视觉：自带KPU，支持卷积神经网络计算等 3、网络模型支持YOLOv3/Mobilenetv2/TinyYOLOv2/人脸识别等 4、深度学习框架：支持TensorFlow/Keras/Darknet /caffe等主流框架 5、硬件参数： 主机模块的ON/OFF键*1：短按启动主机模块，长按6秒以上关闭主机模块 K210芯片的复位键*1：按下可重启K210芯片 K210芯片的BOOT键*1：除了BOOT功能外，也可以作为自定义功能按键使用 GC0328摄像头*1：出厂已安装，用于获取摄像头画面 CH340芯片*1：下载固件和串口调试功能 TFT屏幕*1：2.4寸TFT屏幕，分辨率：320*240 Type-C接口*1：供电、下载程序和串口调试 排针*32：连接拓展模块 TF卡槽*1：用于外接TF卡，储存数据（TF卡不超过64G）； 内置锂电池:3.7V 600mAH
3		通用扩展板1	尺寸：74*60mm； 板载、9个4P接口，1个10P接口
4		通用扩展板2	尺寸：67*56mm；5V USB供电口、11个4P HY2.0标准接口，2路舵机专用接口
5	智能模块 &组件类	按键模块	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，2路轻触按钮
6		RGB彩灯模块	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，4个WS2812 RGB彩灯
7		蜂鸣器模块	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，1个无源蜂鸣器
8		气压传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，1个BMP280传感器
9		人体感应传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，1个BM412传感器
10		直流电机驱动模块	尺寸：52*35mm；HY2.0标准接口，2路电机驱动；驱动芯片：TB6612；电机驱动工作电压可选；
11		光敏传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，1个光敏传感器
12		温度传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，板载1个DS18B20温度传感器
13		湿度传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，1个DHT11传感器
14		烟雾传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，MQ-2，探测范围300-10000ppmm
15		电压传感器	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，拨盘齿轮单联电位器；电压输出范围：0-3.3V
16		oled显示模块	尺寸：52*35mm；HY2.0标准接口，板载1个0.96英寸OLED屏128*64
17		土壤湿度传感器	尺寸：68*20mm；HY2.0标准接口，
18		舵机	SG90 9g舵机
19		超声波测距模块	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，含超声波传感器
20		IO Adapter板	尺寸：42*28mm；HY2.0标准接口，4P标准接口转2路3P接口
21	配件类	铁质面板	尺寸：300*220*26.5mm
22		磁柱	6mm高，10mm最大直径，含磁片
23		直流减速电机	TT马达，DC3-6V
24		TF卡	16G
25		产品包装箱	360*470*125mm；带EVA 20度内衬

 

 
附表3、工具清单

序号	名称	型号/规格	数量	单位
1	数显恒温焊台	工作电压AC220V50Hz/60Hz、使用温度范围：100～400℃、10s快速回温、数字校正、自动休眠、外型尺寸：145mm×90mm×45mm。	1	套
2	电子剪切钳	5寸	1	把
3	带刃剥线钳	6寸	1	把
4	尖嘴钳	6寸	1	把
5	十字螺丝刀	5*75mm	1	把
6	一字螺丝刀	5*75mm	1	把
7	一字螺丝刀（小）	3*50mm	1	把
8	十字螺丝刀（小）	3*50mm	1	把
9	吸锡器		1	把
10	镊子	110mm	1	把
11	美工刀	80mm	1	把
12	剪刀	7寸	1	把
13	静电手环	4mm接口	2	只

 

六、实验项目
1.点亮一个灯实验
2.按键实验
3.OLED显示实验
4.RTC时钟实验
5.ADC采集实验
6.DAC实验
7.蜂鸣器实验
8.RGB彩灯实验
9.亮度测量实验
10.直流电机实验
11.温度测量实验
12.湿度测量实验
13.人体感应实验
14.气压测量实验
15.土壤湿度测量实验
16.超声波测距实验
17.烟雾检测实验
18.舵机实验
19.连接无线路由器实验
20.Socket通信实验
21.MQTT通信实验
22.应用场景实验
23.颜色识别
24.摄像头采集实验
25.条形码检测实验
26.人脸检测实验
27.物体分类实验

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