[实用新型]嵌入式系统实验箱

说明书

本实用新型提供一种嵌入式系统实验箱，包括树莓派开发板、摄像头、LED显示模块、电位器、电源模块、电机驱动模块、接线柱、按键模块、发光二极管模块、带编码器的直流电机、AD/DA模块、RFID模块、温湿度传感器模块、蓝牙模块、超声波模块；本实用新型可以直接连接鼠标键盘并运行linux操作系统，不需要另外的PC机，就可以在开发板上进行编程开发，所有的外围器件都是电子模块，学会这些模块使用方法，学生很容易将其用于实际系统的开发，可以将实验箱提前发给学生，通过笔记本电脑，可以连到开发板，其效果相当于开发板将笔记本电脑作为显示屏，后期维护方便，成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及“嵌入式系统”教育培训领域，具体是一种进行嵌入式系统培训的实验箱。

背景技术

嵌入式系统(Embedded system)，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会(U.K.Institution of ElectricalEngineer)的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

嵌入式系统已广泛用于移动通信、工业控制、交通管理、智能家居、消费电子、航空航天、医疗设备、汽车电子、船舶航海、安防监控、机器人等领域，可以说嵌入式技术无所不在，嵌入式技术和设备的应用在我国国民经济和国防建设的各个方面存在着广泛的应用，有着巨大的市场。可以说它是信息技术的一个新的发展，是信息产业的一个新的亮点，也成为当前最热门的技术之一。

目前我国对嵌入式系统设计人才需求较大的行业被调查者主要从事消费电子、汽车电子、医疗电子、信息家电、通信通讯、手持设备、工业控制、安防监控等领域产品的设计开发。消费类电子产品开发是当前最热门，从业工程师最多的行业，占到62％，其次是53％在通信通讯领域，46％在工业控制领域。

现有嵌入式系统实验箱的缺点有：

1集成硬件。现有的实验箱将开发板和被控对象集成到一个板子上，学生对底层硬件的接线方式、驱动方式均不了解，只能浮于表面，无法深入了解硬件，也不知道在实际项目中该如何连接、使用这些硬件。即使做完全部实验，学生也无法利用这些硬件组建自己的应用。

2集成软件。由于学生做实验的时间很有限，而对硬件的底层驱动，学生没有那么多时间去做深入了解，为了方便实验，厂家一般会把硬件驱动做成库函数或者类，让学生去调用，即使做完一个实验，学生也不知道硬件究竟是怎么驱动的，而且这些硬件驱动程序是厂家特有的，并没有兼容性，如果换一个开发板，这些驱动就不能用，学生还是不知道该如何去驱动硬件。

3需交叉编译。现有的实验箱不能运行完整的操作系统，不能直接连接鼠标和键盘，需要一台PC机，通过串口与开发板相连，在PC机上编程，然后再下载到开发板上运行，这样做的后果是开发效率低下，调试困难，无法开发大型项目。

4维护困难。现有的实验箱将所有硬件集成到一个电路板上，当某个器件出现故障，将影响到整个实验箱的使用，特别是过了保修期以后，对实验箱的维修变得十分困难，实验指导老师无法对其进行修复，交给厂家维修，价格昂贵。如果弃用，大部分其他部件又是好的，将变得十分浪费。

5学生收获有限。实践证明，采用软件、硬件都集成的实验箱、学生到实验室做实验，这种模式，学生只能浮在表面，无法深入到开发板的内部，只能进行一些半验证实验，学生也学到一些短期记忆的知识，等实验课程一结束，学生真正掌握的技能非常少，收获极其有限。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于解决现有嵌入式实验箱存在的问题。