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物聯網實訓室

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  實訓室簡介 

  意義: 

  1、建設「物聯網信息實驗室」符合人才培養的需要。

  2、建設物聯網專業及實驗室是學校自身建設發展的需要。

  3、建設「物聯網信息平台及應用實驗室」能使學生、教師、高校以及整個物聯網行業共同受益。

  定位: 

  物聯網實驗室是能緊密結合物聯網相關專業教學與科研的核心實驗室,能比較全面的滿足學生或教師在學習和研究物聯網技術方面的需求。

  目標

  培養社會需求的物聯網人才。

1 物聯網實訓室 -實訓室概述

  迅速興起的物聯網產業正在通過無線網路和感應器件(射頻識別器件、感測器件等)使我們的日常生活發生巨大的變化。物聯網技術把所有物資和產品通過射頻識別、感測器或其他嵌入式器件等與互聯網連接,實現智能化管理、監督和控制,是繼計算機、互聯網與移動通信之後的又一次信息產業浪潮。 隨著通信技術、計算機技術和物聯網技術的快速發展,具有網路通信、計算機和物聯網知識的通用型人才已成為市場需求熱點。為進一步適應物聯網技術的發展以及相關的人才市場需求,我們建議高等院校及各類職業培訓學校在計算機和通信類專業開設網路通信和物聯網的相關課程,同時建設與課程教學相配套的「物聯網信息平台」實驗室。其意義在於:提高教學科研水平,促進學生就業,並且提升學校競爭力。 以光載無線交換機為核心設備構建融合有線IP網、寬頻無線區域網、光載無線技術、無線感測網路、嵌入式設備以及系統軟體和應用軟體於一體的物聯網信息平台及應用實驗室。它同時將光載無線通信、WiFi無線區域網、嵌入式設備伺服器和射頻識別幾種前沿技術融為一體,構建基於 802.11 WiFi標準的無線信息網路系統,以此為核心組建的物聯網實驗室方案是國內第一個專註於物聯網信息平台的實驗室方案。它不同於簡單的操作類實驗,通過配套模版,學生可進行硬體介面設計、軟體編程設計和實際的物聯網應用設計;同時我們提供包括設備、教材、培訓和服務在內的整體解決方案;所設計的實驗內容豐富,包括驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗等多種實驗,既可用於日常教學,也可用於課程設計和畢業設計,為學生提供一個畢業實習環境。其實驗室解決方案具有下列特點:定位高、解決方案完整、實驗內容豐富。

實訓室特點

  物聯網實驗室是結合了物聯網感測層、網路層與應用層的特點,進行分層設計、整合實施、紮根應用、聯繫教學的模塊化結構的整體解決方案。

  l前端感測器網路包括: 

  1、溫濕度感測器等各類感測器件,通信介面包括WiFi 無線、Zigbee無線、2G3G或工業串口等多種格式,可用於構建感測器網路;

  2、RFID 設備(帶RS232 介面),可用於構建倉儲、物流及人員管理的實驗場景;

  3、無線通信格式轉換器件(如工業串口RS232 或RS485轉WiFi 格式),可用於構建大型且複雜通信模式下的物聯網實驗場景;

  4、PLC(帶RS232 或RS485介面)及其控制的設備,可用於模擬工業生產現場控制與通信的實驗場景; 5、視頻採集設備,可用於模擬現場人員及場景監控的實驗場景。

  2網路層無線傳輸設備: 

  1、網路層設備是由我司與北京郵電大學合作研發的第三代工業無線WiFi網路核心——「光載無線交換機」。 2、該產品將WiFi 信號的產生、處理集中於內部(中央機房),以光纖實現大範圍(200到5000米)分佈,通過遠端天線完成信號傳輸。

  3、該產品可混合傳輸WiFi 與2G3G4G 以及其他無線信號,可為使用者節省大量的無線網路建設投資。

  3應用層設計與組成 

  1、本方案針對實際應用的多種需求而設計,包括物流管理、環境監測、智能樓宇、工業控制、視頻監控等。 2、本方案可開設物聯網基礎性公共實驗和專業性實驗,包括室內電磁環境測試實驗、環境監測實驗、物流管理實驗等多種實驗。

  3、本方案還包括配套軟體平台及實驗指導書,從基礎到深入、從原理到應用,全面體現物聯網的各個環節。

實訓室宗旨

  綜合技術:物聯網並不涉及太多的新技術。它所涉及的硬體、軟體及網路大多是現有技術的綜合應用; 無線為根:物聯網絕大多數是物與物之間的聯網通信,因此無線網路通信技術是構建物聯網的基礎;應用為先:物聯網是來源於應用並服務於應用的,脫離實際應用需求的物聯網技術研究沒有意義;跨越學科:物聯網是跨學科跨行業的,對於使用者和研究者來說必須熟悉和掌握多種現有技術並能綜合運用。

2 物聯網實訓室 -實訓內容

  物聯網網路層實驗 

  初級實驗:

  實驗1. 有線區域網組網實驗

  實驗2. 無線區域網組網實驗

  中級實驗:

  實驗3. 有線和無線區域網混合組網試驗

  實驗4. 基於Web方式的WiFi接入點(AP)管理與配置實驗

  實驗5. 基於命令行方式的WiFi接入點(AP)管理和配置實驗

  高級實驗:

  實驗6. 光載無線交換機組裝實驗

  實驗7. 光載無線交換機測試實驗

  實驗8. 光載無線交換機區域網信息平台試驗

  物聯網感知層實驗 

  實驗9. ARM9開發板WiFi功能移植

  實驗10. ARM9開發板的BOA伺服器的移植和CGI程序的開發

  實驗11. ARM9開發板上的串口程序開發

  實驗12. 基於CC1100的無線串口通信實驗

  實驗13. 無線溫濕度採集系統設計實驗

  實驗14. 短距離無線/WiFi數據網關的設計

  實驗15. WiFi-PLC通信介面程序設計及控制實驗

  實驗16. WiFi無線射頻識別讀卡器的開發

  實驗17. WiFi溫濕度感測器設計

  物聯網應用層實驗 

  實驗18. 工業自動化實驗平台

  實驗19. 物流倉儲管理實驗平台

  實驗20. 環境監測實驗平台

  實驗21. 視頻監控實驗平台

  實驗22. 數字小區實驗平台

  實驗23. 智慧醫院實驗平台

  實驗24. 智能電網實驗平台

3 物聯網實訓室 -實訓室相關課程

  物聯網實驗室可為以下專業和課程提供科研、教學及實踐功能:計算機網路 、通信原理 、射頻識別技術、微機原理 、多媒體信息處理 、數字信號處理 、射頻通信電路 、網路編程技術 、數字與模擬信號、物聯網工程導論 、網路安全、物聯網應用系統設計 、光通信原理、大型程序設計、數據結構 、物聯網數據處理、物聯網體系結構 、嵌入式系統設計 、信息安全 、數字電路與邏輯設計 、資料庫系統、感測器技術 、無線感測器網路 、無線通信網路、單片機原理與開發等。

4 物聯網實訓室 -實訓室布局和面積

  1、布局建議:實驗中心以1 間或幾間主要實驗室組成,根據學校實際情況可搭建外圍實驗(或應用)場景,如圖書館書籍管理、校園環境監測等實驗場景。

  2、面積:主要實驗室面積以60-180 平米為宜,是主要實驗和演示區域,可供20到40名學生進行課程實驗。實驗室和外圍實驗場景應提供良好的功能展示區,以便外界參觀和學習。

  3、外圍實驗場景面積不限,建議在每個演示點處設立宣講牌或海報。以上建議僅供參考,可根據學校具體情況而調整設置。

5 物聯網實訓室 -實訓室平台

  1、環境監測實驗平台

  2、物流管理實驗平台

  3、工業控制實驗平台

  4、視頻監控實驗平台

  5、智能傢具實驗平台

  6、農業信息化實驗平台

  7、智能交通實驗平台

6 物聯網實訓室 -實訓室設備

  (1)光載無線交換機

  光載無線交換機的基本功能模塊:AP點(4-8個)、光模塊、光纖鏈路、遠端天線、AP點配置軟體。不具備的模塊和功能:射頻交換、3G/WiFi混合信號分佈、接入設備漫遊。

  (2)物聯網設備

  WiFi串口設備伺服器(RS232、RS485)

  RFID讀卡器(帶RS232介面)及其RFID標籤(頻率:135KHz、13.5MHz)

  溫濕度感測器(帶RS232介面)

  zigbee無線模塊(會聚節點帶RS232介面)(可選)

  WiFi無線攝像頭(解析度320*480)

  PLC(帶RS232或RS485介面)及其控制的設備(步進電機、交通燈等)

  氣體感測器(帶RS232介面或RS485介面)

  無線數據傳輸模塊(工作頻率430Mhz,帶RS232介面

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