高校物联网实验室建设的思路

上海企想信息技术有限公司高校物联网实验室建设思路束遵国主要内容物联网专业实验室建设的需求分析物联网实验室建设思路的设想物联网实验室建设体系物联网专业实验室建设的需求分析典型的交叉性学科融合、综合性高专业课程设计整合困难目前的3+1的方式专业学时不够实际应用案例缺乏扎实的理论知识与专业知识了解最新的技术前沿和发展动态多学科的综合应用能力具备从事物联网的设计、开发、调试和工程应用的基本能力……人才培养目标实践、应用性强物联网实验室的需求分析物联网专业现阶段特征物联网专业人才培养目标物联网专业人才培养方式物联网实验室建设目标物联网专业现阶段特征涉及计算机科学和技术、软件工程、通信工程、电子工程、网络工程等多领域相关专业知识，综合性要求非常高2）应用性的学科不同于其他专业，是现有信息技术综合集成化的产物，是一个基于工程应用的学科1）典型的交叉型学科物联网专业人才培养要求作为一个交叉学科专业，不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术，还要掌握无线通讯，高频设计，低功耗，无线传感网络以及3G无线网络设计等最新技术3）宽口径的人才由于物联网应用行业的多元化，我们必须培养宽口径的物联网专业人才1）综合能力强2）实践性强要重视基础训练，同时要求培养应用系统综合开发能力掌握基础理论和专业知识结合案例式教学基础知识+基本技能+项目实践+技术讲座2）实验教学促进理论和实践知识的融会贯通促进理论知识转化为技能促进工程化促进创新化1）理论教学物联网专业人才培养方式物联网实验室建设目标理论结合实践，实验课程要和物联网的专业课程紧密配合，学生能从实验中更好地理解和掌握相关物联网技术。2）基本应用能力的培养应该注重基础训练，掌握扎实的物联网技术基本技能和嵌入式开发技能。1）紧密配合专业课程体系3）综合应用能力的培养培养学生对实际物联网应用项目的整体把握的能力同时要求系统性的综合应用开发能力。4）创新能力的培养为学生提供宽松的实验环境，鼓励学生创新。主要内容物联网专业实验室建设的需求分析物联网实验室建设思路的设想物联网实验室建设体系物联网实验教学环节和步骤基础实验（掌握基础的射频技术、传感器、网络技术以及嵌入式开发等）物联网典型应用展示直观形象地对物联网专业及其应用的整体认识，激发兴趣综合应用实验（进行一些模拟仿真实验，培养学生一定的物联网技术综合能力，掌握一些典型的综合应用）构建典型行业应用实践/创新活动（面向行业的实践：物流应用、动物溯源系统食品安全、电力监控、温室大棚、智能家居等）/进行一些创新活动物联网网实验验课程程内容容1）嵌嵌入式式（单单片机机/ARM）2）传感感设备备3）RFID4）无线线传感感网络络实验验5）以太太网/3G/GPRS/WiFi/蓝牙等等接入入6）综合合应用用实验验7）实践践工程程实验验。。。。物联网实验教学体系传感器设计无线传感网络构建嵌入式开发智能标签技术应用物联网构建与应用开发物联网网实验验室架架构Zigbee实验套套件Wifi实验套套件Gprs/3G实验套套件Bluetooth实验套套件Rfid实验套套件常用传传感和和控制制设备备物联网网网关关设备备…基础性性实验验——实验设设备（（一））超高频频、高高频、、低频频读写写模块块超高频频、高高频、、低频频天线线主控底底板wifi通讯模模块以太网网通讯讯模块块常用rfid标签…基础性性实验验——实验设设备（（二））基础模模块Zigbee实验套套件Wifi实验套套件Gprs/3G实验套套件Bluetooth实验套套件Rfid实验套套件常用传传感和和控制制设备备…简单应应用模模块智能货货架应应用框框架温室大大棚应应用框框架智能家家居应应用框框架其他应应用搭搭建…1）嵌嵌入式式基础础实验验[基于于CC2530]2）传感感技术术实验验3）RFID技术实实验4）ZIGBEE技术实实验5）WIFI技术实实验6）3G技术实实验7）GPRS技术实实验8）蓝牙牙技术术实验验9）基于于ARM的嵌入入式实实验10）网关关实验验11）简单单应用用实验验……基础性性实验验——实验内内容综合性性实验验——实验设设备（（一））基础模模块Zigbee实验套套件Wifi实验套套件Gprs/3G实验套套件Bluetooth实验套套件Rfid实验套套件常用传传感和和控制制设备备…简单应应用模模块智能货货架应应用框框架温室大大棚应应用框框架智能家家居应应用框框架其他应应用搭搭建…综合性性实验验——实验设设备（（二））传感模模块温度湿度光照水浸玻璃破破碎…安防模模块门禁烟雾报报警可燃气气体报报警红外监监测摄像头头监测测门磁感感应…控制模模块模拟空空调模拟电电动窗窗帘模拟电电视模拟风风扇…1）传传感设设备各种传传感设设备的的开发发实验验2）zigbee技术zigbee组网节点板板的控控制系系统（（传感感器和和控制制器件件）3）网关关的嵌嵌入式式开发发基于ARM的嵌入入式开开发4）远程程监控控上位机机应用用开发发实验验5）gprs技术短信通通信技技术6）……综合性性实验验——实验内内容（（一））模拟交交通模模块红绿灯灯控制制模拟公公交报报站模拟ETC收费…其他模模块模拟停停车场场智能小小车…综合性性实验验——实验设设备（（三））1）智智能小小车控控制系系统开开发实实验小车动动力控控制[基于51芯片的的嵌入入式开开发]小车路路线控控制[基于红红外传传感]小车远远程控控制[基于蓝蓝牙或或ZIGBEE]2）小车车定位位系统统基于RFID应用开开发3）路面面设施施远程程控制制基于基基于蓝蓝牙或或ZIGBEE4）统一一的远远程监监控和和设定定基于网网关的的应用用开发发实验验（ARM/上位机机）5）……综合性性实验验——实验内内容（（二））实践工工程实实验主要是是指基基于使使用真真实器器件在在真实实环境境的真真实应应用与综合合性应应用沙沙盘实实验相相比，，更加加具有有实际际应用用价值值。一些些典典型型的的工工程程性性应应用用：：智能能家家居居：：在实实验验室室内内搭搭建建样样板板间间，，作作为为智智能能家家居居实实践践工工程程实实验验室室（如如果果实实验验室室面面积积太太小小，，可可以以直直接接将将整整个个实实验验室室改改造造成成物物联联网实实验验室室））温室室大大棚棚：：可以以在在校校园园里里的的类类似似花花园园的的位位置置搭搭建建温温室室大大棚棚的的物物联联网网应应用实实验验。。。。。实践践工工程程应应用用实实验验（（一一））主要要功功能能视频频监监控控灯光光、、电电动动窗窗帘帘控控制制电视视、、空空调调控控制制环境境监监测测安防防警警报报远程程控控制制。。。。。涵盖盖技技术术涉及及电电子子技技术术、、传传感感器器技技术术、、单单片片机机、、无无线线传传感感网网络络，，rfid技术术，，嵌嵌入入式式网网关关，，中中间间件件，，电电机机控控制制，，计计算算机机、、网网络络通通讯讯，，音音频频视视频频多多媒媒体体技技术术实际际工工程程应应用用（（一一））主要要功功能能视频频监监测测植植物物生生长长情情况况监测测温温度度、、湿湿度度以以及及光光照照度度的的数数据据控制制灌灌溉溉控制制大大棚棚开开启启/关闭闭远程程控控制制和和通通知知功功能能涵盖盖技技术术传感感器器技技术术单片片机机无线线传传感感网网络络嵌入入式式自动动控控制制计算算机机网络络技技术术主要要内内容容物联联网网专专业业实实验验室室建建设设的的需需求求分分析析物联联网网实实验验室室建建设设思思路路的的设设想想物联联网网实实验验室室建建设设体体系系实验验室室建建设设的的三三大大要要素素构建建物物联联网网实实验验室室的的必必要要硬硬件件平平台台、、设设备备模模块块（如如：：传传感感、、控控制制、、通通讯讯、、物物联联网网网网关关等等））1））实实验验室室设设备备（（硬硬件件和和软软件件））2））配配套套教教学学资资源源物联联网网实实验验必必须须使使用用的的软软件件（如如：：开开发发环环境境、、中中间间件件软软件件、、应应用用软软件件、、通通讯讯协协议议等等））配套套的的教教学学体体系系与与资资源源，，能能够够紧紧密密配配合合理理论论教教学学课课程程（如如：：实实验验教教材材、、教教学学课课件件、、教教学学大大纲纲等等））必须须配配备备适适当当的的师师资资力力量量3））师师资资力力量量企想想物物联联网网实实验验教教学学体体系系企想想物物联联网网实实验验教教学学体体系系模块块化化/多样化实验设设备校企合作师资培训技术支持实验软件源代码配套的实验教教材/课件提供设计说明明书（电子原原理图/程序流程图））提供相关实验验课程的所有有规范源代码码1）配套的实验教教学资源2）源代码配套的教学体体系与资源，，能够紧密配配合理论教学学课程（如：实验教教材、教学课课件、教学大大纲等）公司提供专业业的师资培训训工程师不定期期来校技术讲讲座3）师资培训训企想物联网实实验教学体系系提供所有实验验课程需要的的软件系统提供相关软件件系统的安装装、测试以及及使用说明4）技术支持5）配套的实实验软件公司工程师提提供技术支持持和服务校企合作建设设实验室培训训基地提供学生实践践/实习机会。。。6）校企合作作企想物联网实实验教学体系系型号产品名称CH-OP-001物联网实验操作台CH-Z-C6911ZigBee协调器CH-Z-RT6921ZigBee路由器CH-Z-SC6931ZigBee传感控制节点CH-Z-RF6921ZigBee参考节点CH-Z-LN6922ZigBee传感定位节点CH-GM501GPRSModem型号产品名称CH-G-SC301GPRS传感控制节点CH-W-SC301WiFi传感控制节点CH-B-SC301蓝牙传感控制节点CH-R-L801LFRFID读写器CH-R-H801HFRFID读写器CH-R-S801UHFRFID读写器CH-R-H802HFRFID货架专用读写器CH-R-M001RFID中间件产品列表：企想物联网实实验教学体系系—实验设备产品介绍——ZigBee产品ZigBee协调器ZigBee路由器产品型号：CH-Z-C6911产品功能：协调器能够建建立网络，并并且对加入的的节点进行管管理和访问，，对整个无线线网络进行维维护。产品型号：CH-Z-RT6921产品功能：路由器节点用用于连接其它它节点和协调调器，用于构建树树状及Mesh网络。产品介绍——ZigBee产品ZigBee传感控制节点点产品型号：CH-Z-SC6931产品功能：用于终端节点点，配有DS18B20温度、STH10湿度、光敏、、人体感应、、燃气探测、、烟雾探测、、CO2浓度、干簧管管等多种传感感器，以及铵铵键、蜂鸣器器、LED、数码管、直直流电机、步步进电机等多多种输入输出出控制器件。。产品介绍——ZigBee产品ZigBee参考节点ZigBee定位节点产品型号：CH-Z-RF6921产品功能：用于定位系统统中的参考位位置产品型号：CH-Z-LN6922产品功能：用于定位系统统中的盲节点点，计算自己己位置产品介绍——ZigBee产品ZigBee监控软件监视并管理传传感器网络，，可发现节点点，生成并查查看网络拓扑扑结构。图形显示传感感器数据可根据传感器器数据，定义义逻辑并发送送节点控制命命令配置无线传感感器网络节点点参数监控无线传感感网络状况产品介绍——GPRS产品GPRSModemGPRS传感控制节点点产品型号：CH-GM501产品功能：◎提供高性能能通信串口RS232，数据透明传传输◎提供数据访访问接口以方方便计算机应应用程序开发发◎内嵌TCP/IP协议，便于网网络化管理◎通过GPRS网络，实现短短信收发与报报警，实现与与监控中心端端的数据通信信产品型号：CH-GM501产品功能：◎提供多种传传感器输入接接口：温度、、光敏、温湿湿度、CO2浓度、燃气探探测、烟雾探探测、干簧管管、土壤温湿湿度、紧急按按键等，进行行多种传感数数据的采集◎◎提供多种输输出控制接口口：直流电机机、步进电机机、继电器输输出、数码管管、LED流水灯等，进进行多种输出出设备控制◎◎内嵌TCP/IP协议，便于网网络化管理◎◎提供GPRS网络技术支持持产品介绍——GPRS产品GPRS监控软件设置GPRS节点参数设定服务器IP地址、端口号号等图形显示节点点传感器数据据、包括温度度、湿度、光光强度、燃气、烟雾雾、CO2浓度、人体感感应、干簧管管等能够通过发出出指令读取节节点传感器数数据能够发出指令令控制节点按键、蜂鸣器、直流流电机、步进电机、、继电器输出出等。产品介绍——蓝牙产品蓝牙传感控制制节点蓝牙监控软件件产品型号：CH-B-SC301产品功能：◎提供多种传传感器输入接接口：温度、、光敏、温湿湿度、CO2浓度、燃气探探测、烟雾探探测、干簧管管、土壤温湿湿度、紧急按按键等，进行行多种传感数数据的采集◎提供多种输输出控制接口口：直流电机机、步进电机机、继电器输输出、数码管管、LED流水灯等，进进行多种输出出设备控制◎提供蓝牙网网络技术支持持。读写节点物理理地址节点参数设置置图形显示节点点传感器数据据、包括温度、光敏、、温湿度、CO2浓度、燃气探探测、烟雾探探测、干簧管管、土壤温湿湿度、紧急按按键等能够通过发出出指令读取节节点传感器数数据能够发出指令令控制节点按键、蜂鸣器器、直流电机机、步进电机机、继电器输输出等产品介绍——WiFi产品WiFi传感控制节节点WiFi监控软件产品型号：CH-W-SC301产品功能：：◎提供多种种传感器输输入接口：：温度、光光敏、温湿湿度、CO2浓度、燃气气探测、烟烟雾探测、、干簧管、、土壤温湿湿度、紧急急按键等，，进行多种种传感数据据的采集◎提提供供多多种种输输出出控控制制接接口口：：直直流流电电机机、、步步进进电电机机、、继继电电器器输输出出、、数数码码管管、、LED流水水灯灯等等，，进进行行多多种种输输出出设设备备控控制制◎采采用用标标准准TCP/IP协议议，，通通过过WiFi网络络，，进进行行数数据据采采集集和和输输出出控控制制，，实实现现与与监监控控中中心心端端的的数数据据通通信信节点点参参数数设设置置（（波波特特率率，，接接入入点点SSID，接接入入点点频频道道，，MAC地址址，，服服务务器器IP地址址、、端端口口转转发发数数据据包包大大小小等等））侦听听网网络络，，生生成成节节点点树树读取取节节点点传传感感器器数数据据（（温温度度、、湿湿度度、、光光敏敏、、加加速速度度等等））节点点传传感感器器数数据据RSS曲线线发送送节节点点控控制制指指令令产品品介介绍绍———RFID产品品LFRFID读写写器器（低低频频））HFRFID读写写器器（（高高频频）产品品型型号号：CH-R-L801产品品功功能能：：可通通过过串串口口、、以以太太口口、、WiFi连接接到到PC；可可读读卡卡写写卡卡并并传传送送到到计计算算机机；；可可通通过过串串口口对对读读卡卡器器进进行行设设置置支持持标标准准：：EMID，ISO11784/85（FDX-B）工作作频频率率：：125KHz读卡卡距距离离：：0-7cm产品品型型号号：CH-R-H801产品品功功能能：：可通通过过串串口口、、以以太太口口、、WiFi连接接到到PC；可可读读卡卡写写卡卡并并传传送送到到计计算算机机；；可可通通过过串串口口对对读读卡卡器器进进行行设设置置支持持标标准准