特点：

1. 龙芯教育派搭载龙芯最新一代的嵌入式处理器2K1000,提供了包括USB、GMAC、SATA、PCIE 在内的主流接口，可以满足多场景的产品化应用，也是进行国产化开发的入个级硬件的首选。

2. MIPS架构的国产龙芯2K1000处理器和Linux体系的定制化系统Loongbian，实现平台国产自主化。

3. 支持Linux操作系统、驱动、网络开发教学，配备多种扩展模块，支持本地桌面编程。

4. 系统可选资源丰富，涵盖嵌入式微处理器开发单元、嵌入式微控制器开发单元、嵌入式系统液晶显示单元、嵌入式系统无线传输单元、嵌入式系统执行单元、嵌入式系统智能感知单元，可完全作为学生课程设计、毕业设计和创新研究平台使用，也可完全作为无线网关信息控制平台使用。

5. 系统配套完整的操作系统开发教学资源，提供所有外设驱动源码、Linux系统编程、Linux驱动开发、Linux应用开发、Qt编程、Opencv编程、AI和深度学习编程，全方面提升教学质量。

*本设备可用于龙芯中科1+X：嵌入式边缘计算软硬件开发高级证书的教学与考试

硬件资源及技术参数

1. 龙芯教育派2K1000

（1）该主板为龙芯中科技术有限公司出品的龙芯教育派超低成本入门开发板。龙芯2K1000处理器是面向网络安全领域及移动智能终端领域的双核处理器芯片。龙芯2K1000处理器集成两个GS264处理器核，同频核算力相当于Cortex A53水准，集成了PCIE2.0、SATA2.0、USB2.0、DVO、64位DDR2/3及其它多种接口，可以满足中低端网络安全应用领域需求，并为其扩展应用提供相应接口。

（2）内存：板载 2GB DDR3，主频 400Mhz

（3）Bios：32Mb SPI FLASH

（4）系统：loongbian

（5）体系结构：MIPS64

（6）GPIO：2.54mm 间距 30 路 GPIO 双排插针

（7）网络：1个千兆自协商网口（标准 RJ45 接口）

（8）USB：2 路 USB2.0，2 路 USB3.0

（9）EJTAG：1 个 EJTAG 调试接口（预留）

（10）接口：2 路 CAN 接口，4 路串口（LVTTL*3, RS232*1），4路PWM，2路I2C，1路SPI（2个片选）

（11）显示：1 路 HDMI（TYPE A 接口）

（12）音频接口：1 路 3.5mm 国标的音频输入/输出接口

（13）外存 ：M.2 接口 16GB SSD 硬盘

（14）无线网络 ：支持无线网卡

2. 嵌入式应用拓展模块

所有扩展模块均可通过转接板与龙芯教育派完美连接。

（1）交通灯模块

控制模块模拟路口红绿灯实验；交通灯通常指由红、 黄、 绿三种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯。本模块采用了4个双位共阳极的数码管来显示倒计时，数码管的驱动采用74HC595芯片，是一个 8 位串行输入、并行输出的位移缓存器芯片。并且设置了人行道红绿信号灯和人行道通行指示灯（流水灯）

（2）点阵屏模块

控制模块驱动点阵屏模块显示图形；LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件，其规格为8*8的点阵；而本模块采用了6块这样的点阵组成一个24*16的大点整屏。驱动采用74HC595芯片，是一个 8 位串行输入、并行输出的位移缓存器芯片。

（3）传感器模块

模块集成红外、烟雾、气压、霍尔、光感、温湿度传感器。

1）红外距离传感器

红外传感器具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路（LM393）处理之后，绿色指示灯（LED6）会亮起，同时信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围 2～30cm，工作电压为 3.3V-5V。

2）烟雾传感器

烟雾传感器MQ-2 使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。经过比较器电路（LM393）处理之后，绿色指示灯（LED5）会亮起，同时信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测范围。 MQ-2 气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。

3）气压传感器

气压传感器SPL06-007是一种小型化数字气压传感器，具有高精度和低电流消耗。SPL06-007是压力和温度传感器。压力传感器元件基于电容传感原理，保证了温度变化时的高精度。小巧的包装使SPL06-007成为移动应用和可穿戴设备的理想选择。SPL06-007的内部信号处理器将压力和温度传感器元件的输出转换为24位结果。测量气压范围：300~1100hPa（海拔高度+9000m~-500m）；测量温度范围：-40~+85°C ；工作电源：1.7~3.6V。

4）霍尔传感器

霍尔器件是一种磁行传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达 1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

5）光照传感器

光照传感器OPT3002是一款低功耗环境光照度采集I2C接口器件。OPT3002 是一款光数字传感器， 可在单一器件内提供光功率计功能。 该光学传感器显著提升系统性能， 与各类光电二极管和光敏电阻相比优势明显。OPT3002 适用于需要检测各种波长的光谱系统， 例如基于光学原理的诊断系统。由 1.8V 电源供电时， OPT3002 以 0.8SPS 速率完全运行的功耗低至 0.8µW。

6）温湿度传感器

温湿度传感器HDC2080 是一个低功耗湿度和温度数字传感器；HDC2080 器件是一款采用小型 DFN 封装的集成式湿度和温度传感器， 能够以超低功耗提供高精度测量。 这款电容式传感器包括新的集成数字 功能 和用于消散冷凝和湿气的加热元件。HDC2080 还具有可编程采样间隔， 功耗较低， 并且支持 1.8V 电源电压， 因此非常适合电池供电型系统。I2C 接口兼容性。

（4）人脸识别模块

模块集成超声波传感器、人体红外温度传感器、摄像头、蜂鸣器。

1）超声波传感器

超声波传感器用于感应障碍物距离；使用CS1000A芯片，检测超声波发送与接收的延时，计算出障碍物的距离。CS100A 是苏州顺憬志联新材料科技有限公司推出的一款工业级超声波测距芯片，CS100A 内部集成超声波发射电路，超声波接收电路，数字处理电路等，单芯片即可完成超声波测距，测距结果通过脉宽的方式进行输出，通信接口兼容现有超声波模块。CS100A 配合使用 40KHZ 的开放式超声波探头，只需要一个 15MR 的下拉电阻（建议取值范围 5.1MR~22MR） 和 8M 的晶振，即可实现高性能测距功能。

2）红外测温传感器

红外测温传感器MLX90614，集成了由迈来芯开发和生产的两款芯片：

· 红外热电堆传感器 MLX81101

· 信号处理专用集成芯片 MLX90302，专门用于处理红外传感器输出信号。

器件为工业标准 TO-39 封装。 由于集成了低噪声放大器、17 位模数转换器和强大的数字信号处理芯片 MLX90302，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。计算所得物体温度和环境温度存储在 MLX90302 的 RAM 单元，温度分辨率为 0.01 ˚C，并可通过两线 SMBus 兼容协议接口 (0.02°C 分辨率)或是 10 位 PWM (脉宽调制) 输出模式输出。MLX90614 出厂校准的温度范围为：环境温度 -40…125 ˚C，物体温度 -70…382.2 ˚C。传感器测量的温度为视场里所有物体温度的平均值。MLX90614 室温下的标准精度为±0.5ºC。医疗应用版本的传感器可在人体温度范围内达到±0.1ºC 的精度。

3）摄像头

摄像头AX-8562-V1(38X38)，分辨率200万，1280*720 (MJPG 30 fps)，视场角FOV：D54°，像素大小3µm x 3µm ，USB接口免驱动，焦距可调整，工作电压5V

（5）道闸模块

与人脸识别模块组合，控制舵机精确调整指针角度；

舵机驱动电路，使用的舵机型号为FS90，其偏转角度为0~180度，驱动芯片使用的时GP7101产生PWM波。

1）、GP7101

GP7101是一个I2C信号转PWM信号转换器， 是一个DPC芯片。 此芯片可以将以I2C协议输入的数据线性转换成占空比为0%到100%的PWM信号，并且占空比的线性误差小于0.5%。

3. 嵌入式人机交互

（1）提供1个7寸高清显示器，HDMI接口；

（2）提供1个USB无线网卡。

（3）提供1个USB HUB。

（4）提供1个USB转3.5mm声卡。

4. AI计算棒

国产嵌入式边缘计算，内置多种神经网络模型如CNN，RNN，LSTM，YOLO，实现AI应用扩展。

主要实验实训项目案例资源

1. 嵌入式基础实验

（1）LED控制实验

（2）按键输入实验

（3）外部中断实验

（4）串口通信实验

（5）定时器实验

（6）PWM输出实验

（7）ADC数模转换实验

（8）DMA传输实验

2. 嵌入式高级实验

（1）光照度传感器实验

（2）红外传感器实验

（3）酒精传感器实验

（4）温湿度传感器实验

（5）烟雾传感器实验

（6）霍尔传感器实验

（7）舵机模块控制实验

（8）RGB LED控制实验

（9）OLED显示实验

（10）图像处理实验

（11）QT设计实验

（12）人脸识别实验

3. 嵌入式综合实验

（1）交通灯信号系统

（2）点阵屏显示系统

（3）超声波测量系统

（4）非接触式人体温度检测系统

（5）智能门禁系统

4. 嵌入式Linux系统基础实验

（1）Linux开发环境搭建与配置

（2）Linux shell命令实验

（3）Vim文本编辑实验

（4）GCC编译器的使用实验

（5）GDB调试工具使用实验

（6）Makefile工程管理实验

（7）Hello World实验

（8）Linux文件操作实验

（9）LED控制应用层实验

（10）传感器数据读取应用层实验

（11）Linux进程创建实验

（12）Linux进程间通信实验

（13）Linux多线程编程实验

（14）Linux TCP网络编程实验

5. 嵌入式Linux驱动开发实验（Cortex A7内核）

（1）Linux字符设备驱动实验

（2）Linux设备树配置实验

（3）Linux LED驱动实验

（4）Linux 按键驱动实验

（5）Linux中断驱动实验

（6）Linux ADC驱动实验

（7）Linux PWM驱动实验

（8）Linux串口驱动实验

（9）Linux IIC驱动实验

（10）Linux SPI驱动实验

（11）Linux RS485总线驱动实验

（12）Linux CAN总线驱动实验

（13）Linux LCD驱动实验

（14）Linux 触摸驱动实验

（15）Linux HDMI驱动实验

（16）Linux RTC驱动实验

（17）Linux音频驱动实验

（18）Linux WiFi驱动实验

（19）Linux以太网驱动实验

6. 嵌入式Linux Opencv图像处理实验

（1）Opencv开发环境搭建实验

（2）Opencv读取图片实验

（3）Opencv实时相机实验

（4）Opencv绘画实验

（5）Opencv颜色空间实验

（6）Opencv几何变换实验

（7）Opencv边缘检测实验

（8）Opencv形态学转换实验

（9）Opencv查找轮廓实验

（10）Opencv图像金字塔实验

（11）Opencv傅里叶变换实验

（12）Opencv哈里斯角实验

（13）Opencv目标跟踪实验

（14）Opencv背景分离实验

（15）Opencv光流实验

（16）Opencv缺陷检测实验

（15）Opencv形状实验

（15）Opencv人脸识别实验

7. 嵌入式Linux Qt应用开发实验

（1）Qt开发环境搭建实验

（2）Qt Hello World实验

（3）Qt按钮控件实验

（4）Qt文本控件实验

（5）Qt控件布局管理实验

（6）Qt容器实验

（7）Qt图片显示实验

（8）Qt视频显示实验

（9）Qt仪表控件实验

（10）Qt与硬件交互实验

（11）Qt俄罗斯方块实验

（12）Qt 门禁系统实验

7. 嵌入式Linux综合应用实战

项目实战（一）用户管理系统

项目实战（二）实时摄像头显示

项目实战（三）门禁系统

项目实战（四）形状检测

项目实战（五）瓶盖缺陷检测

项目实战（六）龙芯计算棒人脸识别开发

项目实战（七）智慧灯杆应用编程

项目实战（八）果蔬分类应用实现