江苏农牧科技职业学院物联网实训室建设初步方案54

1、江苏农牧科技职职业学院物联网综合实训训室 初步解决方案案南京市未来星传传感技术有限限公司 地址：南京市市玄武大道6699-277号徐庄软件园研发发三区物联网中心B栋栋3F电话：025-855822288025-8555822822传真：025-855822283邮编：2100042目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30541 第一章 物联网网行业背景 PAGEREF _Toc30541 4 HYPERLINK l _Toc19902 1.1物联网 PAGEREF _Toc19902 4 HYPERLINK l _Toc19598 1.2物联网应应用 PAGEREF

2、 _Toc19598 4 HYPERLINK l _Toc11558 1.3物联网意意义 PAGEREF _Toc11558 4 HYPERLINK l _Toc2545 第二章 未来星星物联网综合合实训室建设设方案论述 PAGEREF _Toc2545 5 HYPERLINK l _Toc30409 2.1主要建设设目标 PAGEREF _Toc30409 5 HYPERLINK l _Toc27084 2.2我们的特特色 PAGEREF _Toc27084 5 HYPERLINK l _Toc23185 第三章 物联网网综合实训室室设计 PAGEREF _Toc23185 7 HYPERL

3、INK l _Toc1924 3实训室总体设设计 PAGEREF _Toc1924 7 HYPERLINK l _Toc11479 3.1设计思想想 PAGEREF _Toc11479 7 HYPERLINK l _Toc31373 3.2区域规划划 PAGEREF _Toc31373 9 HYPERLINK l _Toc20939 3.3物联网体体验展示区 PAGEREF _Toc20939 11 HYPERLINK l _Toc24222 3.4产品展示示区 PAGEREF _Toc24222 12 HYPERLINK l _Toc17776 第四章 产品介介绍 PAGEREF _Toc1

4、7776 14 HYPERLINK l _Toc23114 4.1“蓝眼睛睛”物联网综合合实训台简介介 PAGEREF _Toc23114 14 HYPERLINK l _Toc11322 4.1.1物联联网实训台功功能描述 PAGEREF _Toc11322 14 HYPERLINK l _Toc32670 Zigbeee基础实验： PAGEREF _Toc32670 14 HYPERLINK l _Toc31177 Zigbeee通信实验： PAGEREF _Toc31177 15 HYPERLINK l _Toc32372 RFID实验验： PAGEREF _Toc32372 15 HY

5、PERLINK l _Toc26203 嵌入式实验： PAGEREF _Toc26203 15 HYPERLINK l _Toc7836 综合实验： PAGEREF _Toc7836 16 HYPERLINK l _Toc28905 上层软件： PAGEREF _Toc28905 16 HYPERLINK l _Toc26632 二次开发实验验： PAGEREF _Toc26632 17 HYPERLINK l _Toc23303 4.1.2物联联网实训台特特色 PAGEREF _Toc23303 18 HYPERLINK l _Toc20895 4.2智能农业业系统 PAGEREF _Toc

6、20895 25 HYPERLINK l _Toc13578 4.2.1 智智能农业体验验区布局 PAGEREF _Toc13578 26 HYPERLINK l _Toc21348 4.2.2环境境感知系统 PAGEREF _Toc21348 27 HYPERLINK l _Toc1014 4.2.3智能能控制系统 PAGEREF _Toc1014 28 HYPERLINK l _Toc24336 4.2.4视频频监控系统 PAGEREF _Toc24336 29 HYPERLINK l _Toc6210 4.2.5智能能农业平台 PAGEREF _Toc6210 29 HYPERLINK

7、l _Toc6745 4.2.6 农农业物联网沙沙盘设备清单单（见附件二二） PAGEREF _Toc6745 32 HYPERLINK l _Toc9089 4.3智能渔业业系统 PAGEREF _Toc9089 32 HYPERLINK l _Toc20591 4.3.1 项项目设计具体体内容 PAGEREF _Toc20591 32 HYPERLINK l _Toc19554 4.3.2 项项目架构 PAGEREF _Toc19554 33 HYPERLINK l _Toc31873 4.3.3系统统硬件功能 PAGEREF _Toc31873 34 HYPERLINK l _Toc15

8、276 4.3.4智能能化控制系统统 PAGEREF _Toc15276 35 HYPERLINK l _Toc7493 4.3.5系统统软件功能 PAGEREF _Toc7493 36 HYPERLINK l _Toc12831 4.3.4 智智能渔业系统统设备清单（见见附件三） PAGEREF _Toc12831 39 HYPERLINK l _Toc16851 第五章 涉及专专业和课程设设计 PAGEREF _Toc16851 39 HYPERLINK l _Toc30307 5.1物联网涉涉及专业 PAGEREF _Toc30307 39 HYPERLINK l _Toc602 5.2

9、物联网实实训室课程体体系 PAGEREF _Toc602 40 HYPERLINK l _Toc9071 5.3 学生就就业方向 PAGEREF _Toc9071 45 HYPERLINK l _Toc27508 第六章 项目实实施 PAGEREF _Toc27508 46 HYPERLINK l _Toc25348 6.1项目阶段段 PAGEREF _Toc25348 46 HYPERLINK l _Toc22823 6.2项目实施施过程 PAGEREF _Toc22823 46 HYPERLINK l _Toc15670 6.3提供师资资培训与手册册 PAGEREF _Toc15670 4

10、7 HYPERLINK l _Toc26320 6.4技术服务务 PAGEREF _Toc26320 47 HYPERLINK l _Toc11550 第七章 公司介介绍 PAGEREF _Toc11550 48 HYPERLINK l _Toc910 附件一 物联网网综合实训平平台设备清单单 PAGEREF _Toc910 49 HYPERLINK l _Toc27682 附件二 农业物物联网沙盘设设备清单 PAGEREF _Toc27682 51 HYPERLINK l _Toc30442 附件三 智能渔渔业系统设备备清单 PAGEREF _Toc30442 55第一章 物联网网行业背景1

11、.1物联网物联网是新一代代信息技术的的重要组成部部分。其英文文名称是“The IInternnet off thinngs”。由此，顾顾名思义，“物联网就是是物物相连的的互联网”。这有两层层意思：第一一，物联网的的核心和基础础仍然是互联联网，是在互互联网基础上上的延伸和扩扩展的网络；第二，其用用户端延伸和和扩展到了任任何物品与物物品之间，进进行信息交换换和通信。物物联网就是“物物相连的的 HYPERLINK /view/6825.htm 互联网”。物联网通通过智能感知知、识别技术术与普适计算算、泛在网络络的融合应用用，被称为继继计算机、互互联网之后世世界 HYPERLINK /view/629

12、84.htm 信息产业业发展的 HYPERLINK /view/538480.htm 第三次次浪潮。物联联网是互联网网的应用拓展展，与其说物物联网是网络络，不如说物物联网是业务务和应用。因因此，应用创创新是物联网网发展的核心心，以用户体体验为核心的的 HYPERLINK /view/1923326.htm 创新2.00是物联网发发展的灵魂。1.2物联网应应用物联网应用从技技术层面讲主主要涉及三个个部分，即对对外感知、感感知信息传输输（可能需要要节点利用无无线组网实现现信息传输）、信信息处理与回回馈控制。智智能技术贯穿穿整个物联网网之中，是核核心技术的核核心。 感知知可以是智能能感知，可以以是多

13、节点协协同感知，还还可以是智能能识别感知系系统。1.3物联网意意义物联网是继计算算机、互联网网和移动通信信之后的又一一次信息产业业的革命性发发展。目前物物联网被正式式列为国家重重点发展的战战略性新兴产产业之一。物物联网产业具具有产业链长长、涉及多个个产业群的特特点，其应用用范围几乎覆覆盖了各行各各业。第二章 未来星星物联网综合合实训室建设设方案论述2.1主要建设设目标建设一个完整的的物联网实训训室中心，以以蓝眼睛平台台为核心，针针对不同的专专业课程，让让学生动手进进行各种基本本传感器与控控制实验等基基础实验和综综合项目实验验等教学实验验，并能够实实现物联网教教学平台与“蓝眼睛”开放平台的的对接

14、，能够够在农业物联联网实训中心心，综合模拟拟农业中物联联网技术的典典型应用，实实现在“蓝眼睛”开放平台中中接入农业物物联网设备并并进行控制。整整个物联网实实训中心通过过“蓝眼睛”开放平台实实现本地或者者校际之间数数据信息的交交流共享，实实现物联网教教学过程与物物联网世界的的无缝对接。同同时也可以作作为其他相关关多个学科的的实训基地（如如计算机网络络、软件编程程等）。建设一个教学研研的统一实训训平台，集教教学、实训、创创新、演示和和研发功能于于一体，围绕绕物联网主题题,注重各种种技术之间的的融合与灵活活应用，既可可满足日常教教学要求，又又可让学生通通过“蓝眼睛”平台感知一一个真实的物物联网环境。

15、同同时注重项目目实训及创新新试验，各设设备之间可以以灵活组合。学学生可以基于于各种模块，按按照自身的独独特设计及应应用，融合各各种技术，进进行创新试验验。2.2我们的特特色平台化：真正的的信息互通、资资源共享，通通过物联网资资源共享平台台以实现校际际之间教学资资源、实验数数据的互相借借鉴。以蓝眼眼睛平台为核核心，能够在在实现物联网网教学平台与与“蓝眼睛”开放平台的的对接，能够够实现模拟农农业等实际应应用与“蓝眼睛”平台的对接接，通过“蓝眼睛”开放平台实实现本地或者者校际之间数数据信息的交交流共享，实实现物联网教教学过程与物物联网世界的的无缝对接。多学科：支持多多种学科实验验。物联网专专业是一门

16、交交叉学科，涉涉及计算机、通通信技术、电电子技术、测测控技术等专专业基础知识识，以及管理理学、软件开开发等多方面面知识。作为为一个处于摸摸索阶段的新新兴专业，各各校都专门制制定了物联网网专业人才培培养方案。学学生需要学习习包括计算机机系列课程、信信息与通信工工程、模拟电电子技术、物物联网技术及及应用、物联联网安全技术术等几十门课课程，同时还还要打牢坚实实的数学和物物理基础。另另外，优秀的的外语能力也也是必备条件件，因为目前前物联网的研研发、应用主主要集中在欧欧美等国家，学学生需要阅读读外文资料和和应对国际交交流。物物联网工程专专业开设基础础课程和专业业核心课程两两大类，学生生主要学习研研究信息

17、流、物物质流和能量量流彼此作用用、相互转换换的方法和技技术，有着很很强的工程实实践特点。 可扩展：系统设设计预留传感感器和执行器器件接口，可可以任意外接接其它器件。基基于接口,学生可以扩扩展创新硬件件和软件创新新，实现学习 + 创新 + 科研 的综合应应用。先进性：采用先先进的传感器器中间件技术术，符合实际际应用要求。直直观性和真实实性。模块化：采用模模块化的设计计模式，可以以根据实际需需求选配各种种模块组建实实训环境。灵活性：可基于于各种独立的的模块，融合合各种技术，灵灵活应用。易操作：采用一一体化的操作作台，集成监监控屏幕、传传感器、执行行器件、跳线线、开关、监监控仪表、串串口插槽等；并采

18、用可视视化的监控软软件，界面友友好，操作简简便。先进性：紧扣物物联网相关新新技术及发展展方向。真正的“透明”教学，通过过直观和形象象的应用场景景，使学生可可以直接体会会传感网和物物联网的应用用场景；开放放产品设计的的软硬件资源源，同时配套套详细的教学学试验文档，让让学生以工程程开发形式学学习原理知识识，融会贯通通各个学科的的知识，达到到真正的学以以致用。第三章 物联网网综合实训室室设计3实训室总体设设计3.1设计思想想物联网实训室设设计思想：以以物联网技术术为核心，兼兼顾当前流行行技术的发展展趋势，注重重各种技术之之间的融合与与灵活应用，理理论联系实验验，实验联系系工程项目，既既可满足日常常教

19、学要求，同同时注重创新新实验及项目目实践，能够够将物联网技技术真正融会会贯通到实际际应用中。建设物联网实训训室，将本着着培养学生合合理的知识结结构、具备扎扎实的电子技技术、现代传传感器和无线线网络技术、物物联网相关高高频和微波技技术，有线和和无线网络通通信理论、信信息处理、计计算机技术、系系统工程等基基础理论，掌掌握物联网系系统的传感层层、传输层与与应用层关键键设计等专门门知识和技能能，并且具备备在本领域跟跟踪新理论、新新知识、新技技术的能力以以及较强的创创新实践能力力。物联网实训室集集教学、实训训、创新、演演示和研发功功能于一体，作作为整个学校校物联网的中中心，亦可作作为多个学科科的实训基地

20、地。具有如下下特色：（1）满足基本本的教学要求求，提供多种种物联网相关关技术，以及及多种网络技技术平台的组组网。物联网实训室将将提供多种技技术，我们以以物联网体系系结构来划分分，例如，传传感器技术、RRFID标签签与读写器技技术、无线传传感网技术、典典型的Ziggbee技术术，RFIDD中间件技术术、GPRSS技术等，以以及各种技术术间的综合应应用。（）采用模块块化的设计模模式，可根据据实际需求选选配各种模块块组建实训环环境。我们采用模块化化的设计，提提供多种模块块化的配套产产品，包含典典型传感器（例例如，温度传传感器、湿度度传感器、光光敏传感器、压压力传感器、红红外传感器等等）的节点，例例如

21、，Ziggbee节点点传感器、ZZigbeee定位节点模模块、GPRRS传感器节节点，以及包包含无线通信信模块的RFFID读写器器等。物联网实训室采采用模块化的的配套产品，每每个模块都是是整个实验系系统中的一环环，可进行单单独模块的教教学与实验。（）可扩展性性与灵活性各模块化的产品品提供可融合合的开放接口口，各模块设设备间可灵活活组合，可根根据独特的设设计及应用，融融合各种技术术，进行创新新教学与实验验，以及综合合性的应用。同时，系统设计计预留传感器器和执行器件件接口，可以以任意外接其其它器件。（）易操作性性，方便教学学与实验物联网实训室采采用综合实训训平台，如图图（一），为为教师教学以以及学

22、生实验验提供方便的的操作环境，而而且提供集成成监控屏幕、各各种传感器、执执行器件、跳跳线、开关、监监控仪表、串串口插槽等，对对操作台上的的所有元器件件，均提供便便利的插口，便便于操作。采采用可视化的的监控软件，界界面友好，操操作简便。且且所有的设备备均可移植到到项目中，真真正的实现项项目化教学。图一：“蓝眼睛睛”物联网综合合实训平台（）提供模拟拟物联网应用用演示和相关关产品展示除了基本的教学学与实验外，还还将在物联网网实训室中提提供一个模拟拟物联网应用用展示区和物物联网相关产产品展示。模拟应用展示区区能够直观展展示各种物联联网应用，使使学生直观、直直接体会传感感网和物联网网的应用场景景，不只是

23、每每一个点，而而是可以了解解物联网应用用的整个系统统，以激发学学生兴趣。模模拟应用展示示主要有几个个方面：模拟拟农业环境中中物联网技术术的应用（实实际建设农业业物联网环境境）等。物联网相关产品品展示，能够够让学生了解解典型物联网网应用中的相相关产品，从从技术上来看看，主要提供供的产品有ZZigbeee、GPRSS、RFIDD等相关产品品。3.2区域规划划区域规划是物联联网实训中一一个重要的部部分，通过区区域规划，能能将教学与实实训、创新与与应用很好地地融合在一起起，既能方便便教师教学，又又要有利于学学生进行独立立实验，以及及学生间的分分组创新实验验，同时又使使得学生能够够了解物联网网的实际应用

24、用，以及物联联网的相关产产品。基于以上的想法法，物联网实实训室要兼顾顾教学、实训训、创新、应应用与科研于于一体，以及及根据物联网网实训室设计计思想，我们们拟将实训室室划分为教师师教学区、学学生实验区、物物联网体验展展示区和产品品展示区。区域规划下面是物联网实实训室平面布布局图：物联网实训室平平面布局图各区域功能表：区域区域功能描述教师教学区该区域供教师进进行教学演示示使用，每个个物联网实训训室可以设定定一个教师教教学区，提供供一个大的物物联网实训操操作台，面向向学生摆放，清清晰地展现教教师教学过程程。能够进行的物联联网实训教学学演示主要包包括：传感器器数据采集、ZZigbeee组网、Ziigb

25、ee网网络监控、RRFID，以以及多种技术术的综合应用用。学生实验区该区域为学生提提供物联网基基础实验平台台，同时也可可以自由组合合多个模块，进进行创新实验验。学生实验区可安安排20个“蓝眼睛”综合实训平平台，23个学生一一个实训平台台，可完成物物联网相关基基础实验，也也可以多个学学生组成小组组，完成物联联网综合实验验。主要能够实现的的实验如下：能够进行的物联联网实验主要要包括：传感感器数据采集集、Zigbbee/GPPRS/RFFID/TCCP/UDPP/HTTPP等多种网络协议议，包含Ziigbee基基础实验、ZZigbeee通信实验、RRFID实验验、嵌入式实实验和综合大大型实验。同同时

26、系统中提提供本公司自自行开发的ZZigbeee无线自组网网软件、采集集软件、数据据库软件、控控制软件、服服务端软件、后后台管理软件件、虚拟场景景软件、手机机端软件和AARM端软件件等多套上位位机实验平台台，以及综合合创新应用实实验。物联网体验展示示区该区域提供物联联网实际应用用演示系统，以以大屏幕交互互的方式，实实现物联网中中心数据的综综合演示，直直观展示各种种物联网应用用，使学生直直观、直接体体会传感网和和物联网的应应用场景，不不只是每一个个点，而是可可以了解物联联网应用的整整个系统，激激发学生兴趣趣。主要提供农业物物联网应用演演示：搭建真实的农业业物联网环境境，让学生动动手去实现传传感器节

27、点、网网关节点等数数据采集节点点和传输节点点的布置，并并在“蓝眼睛”平台显示终终端实时显示示数据信息。产品展示区产品展示区将围围绕“采集、传输输、处理、应应用”四大核心领领域，展示物物联网产业链链上各个关键键环节的新技技术、新产品品、新装备、新新工艺和新的的解决方案，展展示物联网在在工业、电力力、物流、交交通、安防、环环保、医疗、银银行、广电、家家居等领域的的全新应用，让让学生了解当当前物联网技技术、发展趋趋势，以及相相关产品。3.3物联网体体验展示区该区域提供物联联网实际应用用演示系统，以以大屏幕交互互的方式，实实现物联网中中心数据的综综合演示，直直观展示各种种物联网应用用，使学生直直观、直

28、接体体会传感网和和物联网的应应用场景，不不只是每一个个点，主要可可以了解应用用的整个系统统，激发学生生兴趣。主要提供农业物物联网应用演演示：农业环境实际应应用演示系统统该应用演示系统统模拟了物联联网在农业环环境中的实际际应用，具体体如下：在实训中心搭建建真实的农业业大棚，在真真实的农业环环境中，学生生在指导老师师的指导下，通通过放入各类类传感器，通通过其采集数数据，将数据据传送到无线线传感器网络络节点，研究究物联网技术术在农业当中中的典型应用用。基于IEEEE8022.15.44标准的无线线传感器网络络节点间相互互协作，通过过无线的形式式将信息发送送到无线传感感器网络网关关，将数据信信息传送到

29、网网络中的服务务器，通过相相关后台软件件进行数据统统一管理，为为用户提供数数据查询，决决策指导等。并并通过平台实实现校际之间间的数据资源源共享。3.4产品展示示区产品展示区将围围绕“采集、传输输、处理、应应用”四大核心领领域，展示物物联网产业链链上各个关键键环节的新技技术、新产品品、新装备、新新工艺和新的的解决方案，展展示物联网技技术与相关产产品，让学生生了解当前物物联网技术、发发展趋势，以以及相关产品品。产品展示示区内展示的的均为工业级级产品，即能能够运用到真真实的农业环环境中。相关产品如下：RFID产品RFID标签芯芯片：低频RRFID标签签芯片、高频频RFID标标签芯片、超超高频RFII

30、D标签芯片片、其它芯片片RFID标签：低频RFIID标签、高高频RFIDD标签、超高高频RFIDD标签、双频频电子标签、其其它标签RFID读写器器芯片：低频频RFID读读写器芯片、高高频RFIDD读写器芯片片、超高频RRFID读写写器芯片、有有源RFIDD读写器芯片片、其它读写写器芯片RFID模块与与读写器产品品：低频RFFID读写器器、高频RFFID读写器器、超高频RRFID读写写器、双频标标签读写器、RRFID读写写器、天线、其其它RFID手持终终端：手持终终端（不带操操作系统）、手手持终端（带带操作系统）有源RFID产产品与系统：433MHHz有源RFFID系统、22.45GHHz有源R

31、FFID系统、55.8GHzz有源RFIID系统、标标签电池、其其它RFID测试仪仪器：信号发发生器、矢量量分析仪、综综合测试仪器器、其它传感器网络产品品传感器芯片传感器模块：湿湿度传感器、湿湿度传感器、光光敏传感器、压压力传感器、红红外传感器ZigBee产产品数据传输模块WiFi通信模模块蓝牙通信模块GPRS通信模模块第四章 产品介介绍4.1“蓝眼睛睛”物联网综合合实训台简介介南京未来星传感感技术有限公公司物联网实实训平台v22.0整合了了Zigbeee/GPRRS/RFIID/TCPP/UDP/HTTP等等多种网络协议议，包含Ziigbee基基础实验、ZZigbeee通信实验、RRFID实

32、验验、嵌入式实实验和综合大大型实验。同同时系统中提提供本公司自自行开发的ZZigbeee无线自组网网软件、采集集软件、数据据库软件、控控制软件、服服务端软件、后后台管理软件件、虚拟场景景软件、手机机端软件和AARM端软件件等多套上位位机实验平台台，建设一个个教、学、研研的统一实训训平台，集教教学、实训、创创新、演示和和研发功能于于一体的物联联网综合实训训平台。本实训平台台与目前市场场上同类产品品相比，在完完全满足基本本功能的基础础上，实现了了远端功能，并并且提供强大大的平台功能，真真正实现了物物联网三个任任何“任何时间”、“任何地点”、“任何人”。作为教学学仪器，本实实训平台还提提供了全面的的

33、二次开发接口口，方面学生生的创新与自自主开发。围围绕物联网主主题,同时兼顾当当前流行技术术的发展趋势势，注重各种种技术之间的的融合与灵活活应用，既可可满足日常教教学要求，同同时注重项目目实训及创新新试验，各设设备之间可以以灵活组合。学学生可以基于于各种模块，按按照自身的独独特设计及应应用，融合各各种技术，进进行创新试验验。4.1.1物联联网实训台功功能描述Zigbeee基础实验：流水灯实验按键控制流水灯灯外部中断的使用用：控制流水水灯定时器T1的使使用定时器中断T33的使用UART0串口口发送字符串串UART0串口口接收字符串串UART0串口口控制LEDD开关中断唤醒系统实实验睡眠定时器唤醒醒

34、系统看门狗实验LCD显示实验验AD采样内部温温度红外发送与接收收实验Zigbeee通信实验：CC2530 BasiccRF（点对对点通信）-远程控制灯灯CC2530 BasiccRF（点对对点通信）-误码率检测测Zigbee组组网实验-远远程采集数据据RFID实验验：RFID单卡读读取实验RFID多卡读读取实验RFID增益调调节实验RFID卡号烧烧写实验嵌入式实验：ARM硬件资源源实验(5个个子实验)Linux操作作系统实验(5个子实验验)嵌入式系统移植植试验嵌入式综合实验验综合实验：智能农业大棚实实验大棚温度、土壤壤湿度、RFFID、光照照、光电智能家居实验红外、火焰、烟烟雾、紧急按按钮、血

35、氧、步步进电机、可可控硅调光上层软件：C#：登录RFID数据获获取实时传感器采集集数据曲线图图实时数据显示与与入库Zigbee网网络拓扑图数据查询设备远程手动控控制短信报警与控制制实时报警显示QT（或者Anndroidd）：数据显示设备远程手动控控制Zigbee各各类地址的显显示RFID数据获获取短信报警与控制制实时报警显示网页：登录实时传感器采集集数据曲线图图实时数据显示与与入库数据查询设备远程手动控控制自动控制实时报警显示手机：登录实时传感器采集集数据曲线图图实时数据显示与与入库数据查询设备远程手动控控制自动控制实时报警显示二次开发实验验：PC数据采集应应用程序二次次开发实验传感器数据解析

36、析二次开发实实验HTTP接口数数据上传二次次开发实验Web Serrvice接接口数据上传传二次开发实实验Socket接接口数据上传传二次开发实实验手机端应用二次次开发实验PC端应用二次次开发实验WEB端应用二二次开发实验验4.1.2物联联网实训台特特色1完善的三层层架构体系该物联网教学实实训平台架构构清晰，各层层各司其职，快快捷有效地实实现相关功能能。如下图是是本方案的大大致流程，可可以看到从底底层到中间件件再到上层，各各层分工明确确，思路清晰晰，方便分解解。图1 实训平台台三层架构2国内领先的的特色平台用户不但可以在在网关上，通通过软件即可可方便对各传传感器节点进进行测试、查查询、管理。网

37、网关层提供多多种基于C#，QT（CC+）等多多种主流编程程语言的操作作软件。该系系统的另一大大特色就是提提供特有的基基于JAVAA的平台层控控制软件。该该负责采集底底层的传输数数据，对数据据进行分析，筛筛选，和反控控制。平台层层加载PosstgreSSQL数据库库（PS：一一个免费的学学院派数据库库，80年代代后期就被美美国军方等大大机构赞助开开发，目前来来说，支持系系统平台应该该算较多的一一种数据库，日日本人用该数数据库较多）。其其具有最丰富富的数据类型型的支持，采采用经典的 C/S （cclientt/servver）结构构，PostggreSQLL 对接口的的支持也是非非常丰富的，几几乎

38、支持所有有类型的数据据库客户端接接口。此外，平台层控控制软件还负负责对上层的的数据传输和和调度，平台台层将Quaartz 1.8（PPS：一个开开源项目，它它可以与J22EE与J22SE应用程程序相结合也也可以单独使使用。Quaartz可以以用来创建简简单或为运行行十个，百个个，甚至是好好几万个Joobs这样复复杂的日程序序表。）作为为任务计划的的选型。简单单地创建一个个接口就可以以轻松地完成成任务调度工工作。平台层层采用分布式式多服务云部部署，并发性性能高。多频频度任务调度度，后台多线线程处理海量量数据，响应应时间不随数数据量呈线性性增长。平台层软件中还还嵌入了基于于lucenne（apaa

39、che实现现的一个全文文检索框架，各各式各样的小小搜索引擎一一般都是基于于该框架）的的搜索框架。其其索引文件格格式独立于应应用平台，优秀的面向向对象的系统统架构 ，方便其扩扩展新功能。 真正实现现了教学过程程与物联网的的对接，通过过相关平台可可以实现物联联网综合实训训平台相关实实验数据校际际之间的共享享与学习。 学生：通过过未来星教学学实训平台，我我们能学什么么？布线：本实训训平台包含公公司自主研发发的实训展架架，通过该实实训展架，学学生可以按照照原理图和布布线图自主布布线，安装节节点、传感设设备、控制设设备等等，让让学生从根本本上了解本实实训平台的硬硬件架构。此此部分电路图图、原理图可可开放

40、。图2 实训展架架Zigbeee节点程序编编写与烧录(C)：Ziigbee节节点程序包括括两大类：一一类是Ziggbee采集集端的程序，包包含节点与各各类传感器(电流、电压压、数字等)之间的数据据采集以及ZZigbeee采集端与ZZigbeee基站的双向向通信；另外外一类是Ziigbee基基站的程序，包包含Zigbbee基站与与Zigbeee采集端的的双向通信以以及Zigbbee基站与与PC(工控控机等)的串串口通信。此此部分源码可可开放。图3 Zigbbee节点及及基站图4 Zigbbee编程环环境中间件采集端端程序编写(C#)：通通过.nett技术实现数数据采集与转转发功能，培培养学生软硬

41、硬件对接开发发的能力。学学生可以通过过Visuaal Stuudio 22010进行行采集端程序序的编写。此此部分源码可可开放。图5 中间件采采集端程序 (C#)运运行界面中间件控制端端程序编写(C#)：通通过.nett技术实现设设备的手动控控制与自动控控制功能，培培养学生软硬硬件对接开发发的能力。学学生可以通过过Visuaal Stuudio 22010进行行控制端程序序的编写。此此部分源码可可开放。图6 中间件控控制端程序 (C#)运运行界面中间件采集端端程序编写(QT)：通通过C+技技术实现数据据采集与转发发功能，培养养学生软硬件件对接开发的的能力，同时时让学生对LLinux系系统有个系

42、统统的认识，以以及能够实现现Linuxx环境下应用用软件的开发发。学生可以以通过QT进进行采集端程程序的编写。此此部分源码可可开放。中间件控制端端程序编写(QT)：通通过C+技技术实现设备备的手动控制制与自动控制制功能，培养养学生软硬件件对接开发的的能力，同时时让学生对LLinux系系统有个系统统的认识，以以及能够实现现Linuxx环境下应用用软件的开发发。学生可以以通过QT进进行控制端程程序的编写。此此部分源码可可开放。平台端对接(JJ2EE)：通过Javva技术实现现如本章第二二点所说的功功能对接，培培养学生独立立上层软件开开发的能力。这这是本公司的的核心技术，所所以源码无法法开发，提供供

43、对接接口。上层展示(Ass)：通过FFlex技术术实现数据的的呈现以及反反向控制功能能，培养学生生独立上层软软件开发的能能力。学生可可以通过fllex进行网网页端数据采采集和控制程程序的编写。此此部分源码可可开放。图7 上层网页页展示上层展示(Anndroidd)：通过JJava技术术实现数据的的呈现以及反反向控制功能能，培养学生生独立上层软软件开发的能能力。学生可可以通过Jaava进行手手机端数据采采集和控制程程序的编写。此此部分源码可可开放。图8 上层手机机端展示 老师：通过过未来星教学学实训平台，我我们能教什么么？未来星教学实训训平台设计课课程涵盖了综综合布线，数数字电路，模模拟电路，高

44、高级程序语言言设计，计算算机网络技术术，自动控制制原理，电气气技术基础，单单片机，电控控与PLC应应用技术，高高频电子技术术，EDA，机械械设计与制造造基础，数据据结构，软件件工程，数据据库技术，操操作系统等课课程，横跨软软硬件多领域域。通过实训平台与与现有教学体体系的结合，老老师可以更形形象地教授理理论知识，学学生们也更容容易接受，同同时可以开展展相关实训，如如综合布线实实训、电力电电子实训、计计算机组网实实训、控制器器件及应用实实训、智能建建筑综合实训训、计算机控控制技术实训训、电子测试试与维修技术术实训、技术术文件的编制制实训、通信信实训，让学学生动手动脑脑，首脑结合合。通过该实训平台台

45、，由于技术术较全面，所所培养的学生生就业面广，如如在企事业或或公司从事计计算机控制系系统的应用与与设备的调试试、维护工作作，也可在外外资公司和专专用公司从事事技术开发和和服务等工作作；在电子信信息行业从事事大型智能化化产品和设备备的制造、安安装、调试、生生产线管理、产产品售前和售售后的技术服服务工作；在在电子信息行行业主要从事事有关计算机机通信技术的的应用；计算算机通信设备备的生产制造造；计算机网网络工程安装装调试、销售售与售后服务务；在各类软软件公司从事事软件研发。3物联网综合合实训平台设设备清单（见见附件一）4.2智能农业业系统物联网农业体验验区主要以物物联网，包含含温度传感器器、湿度传感

46、感器、PH值值传感器、光光传感器、生生物传感器、CCO2传感器等设设备，检测环环境中的温度度、相对湿度度、PH值、光光照强度、土土壤养分、CCO2浓度等物理理量参数，通通过各种仪器器仪表实时显显示或作为自自动控制的参参变量参与到到自动控制中中，保证农作作物有一个良良好的、适宜宜的生长环境境。采用无线线传感网与互互联网的结合合来获取作物物生长的最佳佳条件，可以以为模拟农业业大棚精准调调控提供科学学依据，让学学生能够实例例化的了解到到达到物联网网在农业生产产管理中的显显著作用。系系统功能图如如下：4.2.1智能能农业体验区区布局智能温室大棚效效果图智能农业大棚概概略图要4.2.2环境境感知系统在体

47、验区安装温温度、湿度、光光照、二氧化化碳、土壤湿湿度等传感器器（传感器为为实际项目使使用的传感器器）来模拟农农业环境下的的传感数据采采集，数据经经过节点、网网关（汇集节节点），传输输至中心服务务器，中心服服务器对数据据进行解析、过过滤、统计等等处理；数据据传输主要过过程如下图所所示：4.2.3智能能控制系统在农业物联网网体验区安装装风扇、喷雾雾器、小灯泡泡、电动窗帘帘来模拟农业业自动化温室室的风机、喷喷淋设备、补补光设备、卷卷帘等设备，模模拟设备通过过与远程控制制模块连接达达到远程控制制的目的。系系统原理图如如下：手动控制远程控制：通过过Web端和和androoid手机端端，发送控制制命令到控

48、制制服务器，控控制服务器将将命令转化成成控制系统可可识别的信号号，控制系统统来改变设备备的状态。现场控制：设备备控制操作者者，在现场直直接对设备进进行开关控制制。（2）自动控制制采集到的数据经经过中心服务务器逻辑处理理后，与设置置的阀值比对对，判断设备备应该处于何何种状态，并并发送控制命命令到控制服服务器，从而而改变设备的的状态。（3）设备控制制原理图如下下所示：4.2.4视频频监控系统通过在体验区上上安装小型网网络摄像头来来模拟通过摄摄像头来监控控农作物长势势的目的。视视频传输原理理如下图：4.2.5智能能农业平台 将环境感知系统统、智能控制制系统、视频频监控系统集集成于一体，具具有历史数据

49、据查询、报表表导出、阈值值设定、短信信报警、远程程指导、校际际之间数据共共享等功能。WEB端平台界界面及功能如如下：界面功能功能：视频监控界面面，采用最新新无插件视频频嵌入技术，兼兼容各主流浏浏览器，无需需下载插件，点点击直接观看看。根据项目目实际情况视视频传输采取取图片传输方方式,摄像头头可自动等间间隔时间拍摄摄图片或者通通过平台手动动点击拍摄图图片。环境数据展示示图，直观展展示各环境参参数。传感器数据列列表及数据状状态显示：数数据正常字体体为绿色，数数据偏高或偏偏低时数据显显示为黄色，数数据超过阀值值数据显示为为红色。传感器报警阈阈值设置功能能：分为偏低低设置和偏高高设置，例如如温度传感器

50、器，正常植物物的生长温度度为15225。历史数据查询询功能：点击击“查看”按钮，进入入历史数据查查询界面，按按时间段进行行数据查询。数数据的检索模模式可进行多多种选择，例例如：全部查查询、抽样查查询、平均值值、最大值等等。 图（99）历史数据据查询示意图图报警人添加功功能：此功能能可对报警人人进行添加，添添加后该报警警人会收到实实训室内传感感数据超标时时的报警短信信报表导出功能能：选择实训训室、报表导导出的时间段段、报表导出出的表格类型型（PDF、eexcel、ttext等）即即可将实训室室、改阶段时时间的传感数数据、操作信信息等数据导导出，方便管管理者对数据据进行综合分分析，制定下下一步教学

51、计计划。手机端平台界面面及功能如下下：4.2.6 农农业物联网沙沙盘设备清单单（见附件二二）4.3智能渔业业系统4.3.1 项项目设计具体体内容养殖场环境监测测养殖场环境监测测包括水温监监测，光照度度监测。养殖场水质监测测水质监测主要包包括溶解氧监监测、PH值值监测、氨氮氮含量监测。智能化控制系统统智能化控制系统统主要包括增增氧泵控制，自自动给排水控控制，光照度度控制，温度度控制。4.3.2 项项目架构手机、电脑等查询设备手机、电脑等查询设备增氧机等设备反控设备采集节点汇集节点设备前端数据采集部部分前端数据的采集集是整套项目目的前沿部分分，是整个项项目的基础。系系统将前端的的鱼类生长环环境参数

52、等与与食品消费的的所有信息搜搜集。网络传输部分网络传输主要负负责将前端数数据采集部分分传送给服务务器，并提供供远程终端访访问主服务器器，是整个项项目数据的传传输通道。监控展示部分采集到的数据通通过终端设备备展示给用户户，使用户能能够了解生产产基地、生态态园实时的信信息。用户可可以通过各种种终端如个人人电脑、手机机、手持终端端、触摸式一一体机等实时时了解养殖场场地信息。智能控制部分采集到的数据通通过与系统设设置的阀值进进行对比，参参数超出阀值值后自动打开开相应设备。4.3.3系统统硬件功能1养殖场环境境监测温度监测点温度是影响水产产养殖的重要要物理因子之之一。水温不不仅影响水体体水质状况，还还影

53、响养殖对对象的生长发发育，通过水水温的观测实实验，我们的的粗话一下结结论：水温与与溶解氧含量量符合等比级级曲线模型水水温与氨氮总总量总体呈负负相关关系；不同水产生生物对水温 不同适应性性，在适合温温度范围，水水温越高，养养殖对象摄食食量越大，并并且饵料系数数越小；一般般水温越高，水水产生物生长长速度越快。通通过计算养殖殖对象长期活活动积温即可可推断某一品品种从育苗到到商品上市所所需时间；水水温高低直接接决定受精卵卵的孵化时间间，在适合温温度范围内，水水温越高孵化化时间越短。以以上数据表明明水温是影响响水产养殖产产量和品质的的重要因素。传传统室内养殖殖的大多使用用附近的江河河作为循环水水源，江河

54、水水温受气候影影响很大，大大部分养殖场场使用人工测测温，数据的的准确性和监监控力度都难难以得到保证证。本系统采采用工业级在在线温度传感感器，24小小时全天候监监测养殖水体体温度。采集集温度包括进进水口温度，池池内温度，养养殖场空气温温度。系统可可根据不同季季节、养殖品品种、养殖密密度等信息进进行系统报警警阀值设定。当当温度超出阀阀值时，系统统报警：自动动打开现场声声光报警器；通过手机给给管理员发送送报警短信；监测界面弹弹出报警信息息。在一段时时间内（可设设定），温度度参数持续超超标，系统自自动打开温控控设备，温度度参数恢复到到标准值后，温温控设备自动动关闭。光照度监测点光照度的时间长长短和强弱

55、会会影响养殖对对象的繁殖周周期和体表样样色，繁殖周周期决定产量量，体表颜色色和品质关系系密切。本系系统采用室内内型光照度传传感器，系统统可根据不同同季节、养殖殖品种、天气气情况等信息息自动计算养养殖对象所需需光照强度、光光照时间从而而判断天窗开开启时间、是是否需要人工工关照。2养殖场水质质监测溶解氧监测点溶解氧不就是水水生生物正常常生理功能和和健康生长的的必须物质，溶溶解氧高可以以增进水产生生物的食欲，提提高饲料利用用率，加快生生长发育。同同时溶解氧也也是水质改良良的必需物质质，是维持氮氮循环顺利进进行的关键因因素。本系统统采用高精度度溶解氧探头头实时采集水水体溶解氧含含量，当水体体溶氧量过低

56、低时自动打开开增氧泵。PH值监测点 pH值过低，酸酸性水体容易易致使鱼类感感染寄生虫病病，如纤毛虫虫病、鞭毛虫虫病；其次水水体中磷酸盐盐溶解度受到到影响，有机机物分解率减减慢，天然饵饵料的繁殖减减慢；再者，鱼鱼鳃会受到腐腐蚀，鱼血液液酸性增强，利利用氧的能力力降低，尽管管水体中的含含氧量较高，还还是会导致鱼鱼体缺氧浮头头，鱼的活动动力减弱，对对饵料的利用用率大大降低低，影响鱼类类正常生长。PPH值过高会会增大氨的毒毒性，同时腐腐蚀鱼类鳃部部组织，引起起大批死亡。PPH异常在传传统养殖模式式里不易发现现，往往造成成的损害比低低温、缺氧更更大。系统采采用进口PHH探头，监测测水体PH值值，PH值异

57、异常时，系统统自动打开进进出水口电磁磁阀进行换水水，保证水生生生物生长在在恒定PH环环境内。氨氮含量监测点点水体内的氨氮主主要来源于水水生生物的排排泄物，施加加的肥料，残残饵被微生物物分解成氨基基酸，再进一一步分解成氨氨氮。同时水水体氧气不足足时，水体发发生反硝化反反应也会产生生氨氮。然而而，国产氨氮氮检测设备不不成熟，进口口设备价格昂昂贵。本系统统通过放养光光合细菌，细细菌进行硝化化作用降低水水体氨氮含量量，同时采用用生物传感器器监测光合细细菌浓度，从从而判断水体体氨氮含量。4.3.4智能能化控制系统统给排水控制传统养殖模式里里，鱼池换水水全部有人工工完成，费时时费力。本系系统可根据水水质需

58、要进行行自动换水，管管理员也可以以根据系统提提供的实时参参数判断养殖殖池是否需要要换水，并通通过远程控制制系统进行换换水。增氧泵控制一般养殖场养殖殖珍贵鱼种时时都是24小小时长时间供供氧，这样养养殖池内虽然然不会出现缺缺氧现象，缺缺造成了能源源的浪费。将将增氧泵与本本系统对接后后，可根据水水生物实际需需求开启和关关闭增氧泵即即保证水生生生物健康生长长也节约了能能源。温度控制温度过高和过低低都会影响水水生生物的生生长状况，为为了保证养殖殖场水温恒定定，可在进水水口建立水温温缓冲池，通通过与系统对对接的温控设设备调节水温温，之后在将将缓冲池内恒恒温水送入养养殖池内。当当养殖池温度度过高时，系系统自

59、动打开开进出水口，更更换池水，达达到降温目的的。4.3.5系统统软件功能1 数据采集集功能标准值设定用户可根据专家家系统和管理理员经验设定定标准值，采采集值超出报报警值时系统统自动报警。数据实时查询可远程查看养殖殖场实时数据据，及时在千千里之外也能能让您对养殖殖场了如指掌掌。趋势图查询趋势图查询服务务可方便您观观察一段时间间内检测值变变化较大的检检测点历史数据查询历史数据查询服服务提供个监监测点检测数数据查询，为为研究水生生生物生长规律律提供科学依依据。2设备控制控制形式设置管理员可根据实实际需求灵活活选择控制方方式，手动控控制模式下管管理员可通过过手机、电脑脑等工具对养养殖场设备进进行远程控

60、制制，自动模式式下系统根据据采集的实时时参数判断设设备开启、关关闭。控制时间设置自动控制下，也也可以对设备备进行定时自自动开启功能能4.3.4 智智能渔业系统统设备清单（见见附件三）第五章 涉及专专业和课程设设计5.1物联网涉涉及专业物联网是一门综综合性交叉学科科，涉及电子子、嵌入式开开发、自动化化控制、网络络通信、计算算机等专业知知识的综合应应用，物联网网应用技术实实训室的建立立为学生的实实践创新能力力的培养和发发挥提供了必必要平台，是是进行理论教教学和实践能能力培养的重重要桥梁。物联网涉及以下下学科知识：物联网息息息相关的理论论及应用专业业技术，辐射射传感器、控控制智能芯片片、RFIDD、