物联网实训室

  • 发布时间:2020-12-10
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    • 背景介绍
  1. 物联网定义

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是信息化时代的重要发展阶段。其英文名称是:Internet of thingsIoT从字面解释出发即物物相连的互联网。具有两层意思:一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网更注重于业务与应用。

  1. 物联网应用范围

物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

  1. 物联网行业发展趋势

近年来,我国相关部委支持物联网发展的政策也密集出台,工信部早前发布了《物联网“十二五”发展规划》,科技部和交通运输部也分别发布关于推动智能电网和智能交通的专项规划和发展战略。2015年,我国物联网整体市场规模达到7500亿元,物联网被视作为将是下一个风口,国务院总理在2016政府工作报告中提出,在“十三五”期间要促进大数据、云计算、物联网广泛应用。

随着各项传感技术、通信技术、计算技术的成熟,物联网在各行业将有越来越多的应用需求出现,并成为未来1020年最瞩目的长期趋势。据IDC测算,2020年全球物联网有望影响的下游市场规模将突破3万亿美元,超过250亿台系统、装置联网,而同时使用因特网的用户总数达44亿人。

    •  物联网实训室建设意义
  1. 基础知识认知

物联网技术最具标识性特点是融合了诸多传统的技术,如电子电路、传感器、无线传感网、计算机硬件、软件、网络、数据库等,并结合了最新的云计算、大数据、移动互联、O2O技术等,所涉及的知识面广泛。故物联网基础认知实训室的建立,须以此特点入手,首先充分满足物联网多学科基础知识认知需求,并充分考虑未来若干年物联网领域知识结构的发展与变化,以易于教育与理解的实验实训形式,配套丰富的教学资源,由浅入深的提供物联网所涉及相关领域基础知识的教学。

  1. 职业技能实训

政府主导,市场推动的物联网产业在近五年得到爆发性增长,传统的IT相关行业也已广泛采用了物联网技术进行技术转型与产业升级。因此,未来十年,拥有物联网专业相关学历或受过专业培训的人才将成为就业市场炙手可热的群体。尤其要指出的是物联网相关技能型人才,在更加注重市场应用与传统产业转型的物联网领域,更加得到市场的认可。通过教学和实践的结合,感知体验与动手开发的结合、方案设计与系统验证的结合,本实训室设计以物联网行业需求为出发点,培养全面满足市场需求的高级技能型物联网人才。

  1. 典型行业实践

智慧城市是未来十年我国诸多中心城市发展目标智慧城市涵盖了农业家居物流商业等方面的智能化建设。本实训室将以上行业中所涉及的智能管理组件,搬入课堂,模拟完整的行业真实环境下应用流程,让学生了解、掌握各部件工作原理、安装部署、工程设计、行业应用等过程。

    •  实训室建设的目标和特点
  1. 建设目标
  1. 建立知识体系完整的物联网技术学习平台

 

在物联网的识别、感知、通讯传输、组网技术以及数据分析方面,衍生至物联网整个产业链,以专业建设、人才培养、物联网核心课程教学、学生实训提高为目标,建立一个完整的基础的实训架构体系。可进行各种传感器、RFID、条码、定位技术、无线通讯(ZigbeeBTWIFI)、移动通讯、物联网中间件、云计算以及各类智慧城市典型的行业场景应用技术学习平台

 

  1. 构筑涵盖各典型行业应用的物联网实训平台

 

建立涵盖感知层、农业、家居、物流等多行业物联网技术学习体的综合性平台,同时兼顾当前流行前沿技术的发展趋势,注重行业之间的融合与灵活应用,既能满足日常教学要求,同时注重项目实训及创新实验需求,并提供随主流技术不断发展的拓展性与升级。

  1. 实训室建设内容
    1.  实训室设计概述

物联网基础创新实训主要是针对物联网基础教学,目的是针对一年级的学生进行物联网的关键技术基础知识的实训,培训学生物联网基础知识、核心知识,了解各种传感技术和传输技术,打好物联网应用的基础。二、三年级的学生也可以通过物联网基础创新实训所提供的各类物联网核心技术模块进行灵活组合,开发基于物联网技术的创新应用。物联网实训室应能涵盖各物联网核心技术,例如:传感器、视频识别(RFID)、条码识别、定位技术、无线通讯(ZigbeeBTWIFI)、移动通讯、物联网中间件、云计算以及各类的场景应用。

建议实训室面积120平方米,可供50-60名学生进行课程实验、

    1.  实训室设计思路

物联网实训室设计思想:以物联网技术为核心,兼顾当前流行技术的发展趋势,注重各种技术之间的融合与灵活应用,理论联系实验,实验联系工程项目,既可满足日常教学要求,同时注重创新实验及项目实践,能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。

物联网实训室集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体,作为整个学校物联网的中心,亦可作为多个学科的实训中心。

    1. 满足多种类课程教学需求

满足物联网专业基础课、专业核心课、创新创业的教学需求,提供多种物联网相关技术,以及多种网络技术平台的组网。物联网实训室将提供多种技术,我们以物联网体系结构来划分,例如,传感器技术、RFID标签与读写器技术、无线传感网技术、典型的Zigbee技术,RFID中间件技术,WiFi技术、GPRS技术、蓝牙技术等,以及各种技术间的综合应用。

    1.  满足多专业辐射需求

根据学校实际情况的需要,建设物联网实训室的同时考虑到与其他专业共享及案例支撑的需求,实现实训室功能的横向扩充,提高实训室使用率,节约校内资金预算,建成集教学、培训、技术支持、技术应用、案例共享为一体的、具有带动辐射作用的实训室。

    1.  满足项目教学需求

通过物联网实训室实验,可以将案例验证、实验内容,以实训项目的形式贯穿起来,将需要学习的知识和技能组织起来,形成课程。这样,学生学习课程的过程中,既能理解这些知识和技能本身,又能明确该知识和技能在项目中如何使用。

    1.  满足模块化教学需求

物联网实训室采用模块化的设计模式,可根据实际需求选配各种模块组建实训环境。

    1.  满足易操作易教学需求

物联网实训室采用实验平台、实验模块和实验包相结合的创新理念,实现了在一个平台支持所有实验应用的功能。同时实验模块与实验平台,采用磁吸附的操作模式,避免了过去实验设备重复插拔易,造成设备的损坏。另外根据学校不同的课程、不同的教学要求进行方案组合。教师可以选择最适合自身教学的实验模块,打造最适合本校实际的教学方案。

    1.  满足典型应用场景演示需求

物联实训室可以直观展示各种物联网应用,使学生直观、直接体会传感网和物联网的应用场景,不只是每一个点,而是可以了解物联网应用的整个系统,以激发学生兴趣。模拟应用演示主要有几个方面:模拟商业应用演示,模拟农业环境中的温度和湿度监控,模拟智能家居应用等。

 

  1. 实训室设计展示

 

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图表 1  物联网基础实训室效果展示

 

 

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图表 2 智能家居实训室效果展示