【正文】 物聯(lián)網(wǎng)實訓基地設(shè)計方案1 概述物聯(lián)網(wǎng)即MachinetoMachine,旨在實現(xiàn)人、設(shè)備與系統(tǒng)間的智能互連,在業(yè)界被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮,具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,因此,必須重視物聯(lián)網(wǎng)的研究和專業(yè)人才的培養(yǎng)。中國在以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為先導的上一次科技發(fā)展浪潮中未占先機,在目前的物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)中要力爭搶占先機,把握主動權(quán),分享新技術(shù)對經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來的恩惠。而搶占先機最關(guān)鍵的是人才培養(yǎng),中國要想成為物聯(lián)網(wǎng)強國,必須加快本土物聯(lián)網(wǎng)人才的大規(guī)模培養(yǎng),改變互聯(lián)網(wǎng)時代人才總是從國外引進的局面。十二五物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重點領(lǐng)域包括智能交通、智能物流、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、智能家居、公共安全、社會公共事業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、智慧城市、國防與軍事等。其中智能交通未來5年約有20萬的人才需求,智能物流至2014年人才缺口在50萬人以上,未來510年智能電網(wǎng)與新能源電力產(chǎn)業(yè)人才將達到百萬人,智能醫(yī)療專業(yè)技術(shù)人才市場需求將超出百萬,智能工業(yè)人才需求目前缺口約需50萬人,智能農(nóng)業(yè)的各類專業(yè)人才在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“十二五”當中的缺口1000萬人以上。產(chǎn)業(yè)發(fā)展,人才先行,人才是科技發(fā)展的關(guān)鍵。由于物聯(lián)網(wǎng)起步伊始,目前,我國從事該行業(yè)的人才極其匱乏。為了在這個新興行業(yè)中爭得先機,許多企業(yè)和地方政府都在紛搶占物聯(lián)網(wǎng)人才資源。正是由于目前我國物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)行業(yè)的極大需要，高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程日趨發(fā)展成熟，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)部分專業(yè)素質(zhì)課程主要以課程講授為主，這種教學模式下，同學缺乏實際操作經(jīng)驗保障，缺少團隊合作素質(zhì)培養(yǎng)，不僅難以增強對相關(guān)理論的深刻理解和融會貫通，更難以激發(fā)主動創(chuàng)新的精神，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門全新的應(yīng)用性很強的綜合學科，需要在實踐中體會。所以高校有自己的實踐教學環(huán)境是很有必要的，這將使學生畢業(yè)時更適應(yīng)企業(yè)的工作環(huán)境。安徽中控儀表有限公司是定位物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。專注技術(shù)先進、質(zhì)量可靠的智能儀表和過程控制系統(tǒng)等自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，并始終致力于為用戶提供全面的自動化系統(tǒng)工程解決方案。安徽中控儀表有限公司高度重視高校各種實訓系統(tǒng)的研發(fā)，相繼為中國石油大學、承德石油技術(shù)學院等一批高校量身定制了實驗室實訓系統(tǒng)，本次集中了一批業(yè)務(wù)水平優(yōu)秀、現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的工程師，為安徽國際商務(wù)學院的物聯(lián)網(wǎng)智能實訓室的建設(shè)提供了有力保障。 建設(shè)意義l 教學意義培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析與及系統(tǒng)開發(fā)的高技能人才。培養(yǎng)學生合理的知識結(jié)構(gòu)，具備扎實的物聯(lián)網(wǎng)理論與實踐知識，并具備在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域跟蹤新知識、新技術(shù)的能力以及較強的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力。通過理論課程的教學并結(jié)合實訓室的實驗，讓學生親自動手，接觸各種實訓室設(shè)備。最終達到能讓學生獨立構(gòu)架各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。通過理論與實踐的結(jié)合，感知體驗與動手的結(jié)合、方案設(shè)計與實際驗證的結(jié)合，提高學生的動手能力，積累實踐經(jīng)驗，從而提高學生的水平。l 科研水平提高意義物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域，包含RFID射頻技術(shù)、有線傳感技術(shù)、無線傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)交換與網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)、終端管理等關(guān)鍵技術(shù)。實訓室物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過射頻識別等設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理，通過建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實訓室為教師提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究的科研平臺，通過實訓室促進教師與科研人員進行更好的科研研究。2 建設(shè)目標和建設(shè)原則 建設(shè)目標建立“以職業(yè)能力為目標、以項目為導向”的人才培養(yǎng)模式，以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導向,面向市場需求,以培養(yǎng)職業(yè)崗位技能為目標,基于工作過程進行教學設(shè)計。以技能訓練為核心,突出學生關(guān)鍵能力與實踐能力的培養(yǎng),按照學生職業(yè)崗位能力從初學到熟練的成長過程,由淺入深設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)課學習，由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一個要求動手實踐的科目，所以學生學好書本知識的同時，實際操作的實驗室是重中之重。通過專業(yè)課程的學習，理論知識結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)智能實訓室的實際操作，學生畢業(yè)后可就業(yè)于與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)、行業(yè)，從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的工作。 建設(shè)原則物聯(lián)網(wǎng)實訓實驗室設(shè)計本著以下幾條原則實施：1）技術(shù)主流先進的原則：目前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正是井噴式發(fā)展時期，無論硬件資源、軟件資源都沒有形成統(tǒng)一的主流協(xié)議，因此安徽國際商務(wù)學院的物聯(lián)網(wǎng)智能實訓室必須從硬件、軟件選型上走主流，讓畢業(yè)生步入社會就可從事物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的技術(shù)工作。2）硬件、軟件兼容性擴展行強：智能實訓室的建設(shè)本著未來大趨勢的發(fā)展方向，所有硬件主體部分留有足夠的接口，供未來510年即將誕生的其他硬件資源連接，軟件的設(shè)計以框架結(jié)構(gòu)為主，將來有新的需求時方便其他軟件的開發(fā)對接。3）經(jīng)濟實用型原則：物聯(lián)網(wǎng)智能實訓室本著功能強大，設(shè)備選型性價比高的思想建設(shè)，安徽中控儀表有限公司在三個實訓室的硬件選型上慎之又慎，各大板塊都在最低成本的基礎(chǔ)上開發(fā)出最豐富的實訓功能，與軟件開發(fā)人員開發(fā)的各種高度仿真的應(yīng)用軟件貼合緊密，最大限度的降低資源浪費。4）貼合高校需求原則：安徽中控儀表有限公司嚴格按照安徽國際商務(wù)學院的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)計劃設(shè)計此次物聯(lián)網(wǎng)智能實訓室，保證每一項功能的開發(fā)都高度貼合學院人才培養(yǎng)目標，并為學院實訓室后期的維護升級提供技術(shù)支持，解決學院后顧之憂，為學院的硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)添磚加瓦。3 系統(tǒng)方案設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓基地共有三大模塊，分別為基礎(chǔ)實訓室、應(yīng)用實訓室、應(yīng)用展 示互動中心，集物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教學實驗實訓、應(yīng)用體驗、互動展示為一體，能夠切實配合學校 已有的教學計劃，將教學理論結(jié)合事件，引領(lǐng)學生從入門向?qū)I(yè)進行發(fā)展，指導學生職業(yè)就 業(yè)方向。基礎(chǔ)實訓室能夠因材施教，針對不同基礎(chǔ)的學生進行針對性教學。按照學校課程設(shè) 計思路，由理論知識體系，結(jié)合實驗性設(shè)備，在物聯(lián)網(wǎng)學科中以碎片化教學整合出模塊化教 學，從橫向理論結(jié)合縱向動手實踐打造立體，交互式教學模式，從而讓學生定位學習發(fā)展方 向上清晰明確，如：硬件電路設(shè)計，底層開發(fā)設(shè)計，單片機開發(fā)，軟件接口驅(qū)動編寫，自定 義網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議棧，到上位機跨平臺應(yīng)用。讓學生按照自己所學的知識，以自身興趣愛好相 結(jié)合，定位適合自己在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所學習的目標。為今后就業(yè)打造夯實的基礎(chǔ)。學校層面， 老師可通過深入的理論知識和動手開發(fā)，結(jié)合實際本地區(qū)，院校發(fā)展方向，形成院校獨特的 一套教學模式，做到有的放矢，目標明確，另外，在不斷更新知識體系結(jié)構(gòu)的同時，深入研 究性課題，發(fā)表論文等；其次還能與社會企業(yè)緊密，培養(yǎng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才，企業(yè)級解決方案 等，讓物聯(lián)網(wǎng)教學設(shè)備做到可利用最大化。應(yīng)用實訓室集智能家居、智能安防、智能倉儲于一體，使得學生在學校實訓室中即 可以親身感受到現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所呈現(xiàn)的科技力量，激發(fā)學生興趣點，從而對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課 程奠定基礎(chǔ)，與此同時，智能家居工程類套件也可以讓學生在課余“腦洞大開”，獨立進行 組網(wǎng)設(shè)計、智能家居組建等等，實現(xiàn)理論到時間的飛躍。應(yīng)用展示中心以沙盤、模型、實物、展板等形式進行建設(shè)，主要滿足學生的專業(yè)和 職業(yè)認知，對學院以及物聯(lián)網(wǎng)實訓基地的整體情況等通過視頻進行展現(xiàn)，附帶有促進校內(nèi)外 交流的功能。 基礎(chǔ)實訓室 物聯(lián)網(wǎng)教學設(shè)備介紹物聯(lián)網(wǎng)綜合教學實訓平臺（1）平臺介紹物聯(lián)網(wǎng)綜合教學實驗系列平臺FCIOTST（以下簡稱 ST）主要應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)綜合教學實驗，它是從物聯(lián)網(wǎng)整體教學實驗實訓的角度出發(fā)，形象化整體化地展示物聯(lián)網(wǎng)的方方面面，可貫穿于物聯(lián)網(wǎng)日常專業(yè)教學，目的是讓物聯(lián)網(wǎng)學習者對物聯(lián)網(wǎng)整體及各項技術(shù)有個全面直觀的認識及對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技能的實驗實訓乃至學習和掌握，ST 也為老師在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)教學提供平臺。在為學習者的學習提供環(huán)境的同時，ST 還為學生提供了一系列操作開發(fā)實驗競賽課題項目，真正做到理論結(jié)合實踐。ST 按照物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)自上而下分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，并在此基礎(chǔ)上加入了測量區(qū)、拓展區(qū)以及學習區(qū)。感知層由采集控制區(qū)和自動識別區(qū)構(gòu)成；傳輸區(qū)將多功能網(wǎng)關(guān)和 FCKZ 控制主機相結(jié)合，并通過高清 HDMI 在19寸顯示器上運行 Android ；應(yīng)用區(qū)展示了未來物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，并根據(jù)行業(yè)應(yīng)用不同分為 O2O 智能超市、智能交通、智能電網(wǎng)三個方向的應(yīng)用，每一個應(yīng)用形成一個子系列產(chǎn)品（O2O 智能超市ST7智能交通 ST7智能電網(wǎng) ST790）。測量區(qū)輔助學生在物聯(lián)網(wǎng)學習，在開發(fā)、調(diào)試起到輔助促進作用。除此以外，ST 還配有日常教學教材、實驗實訓指導書、配件以及相關(guān)軟件。日常教學教材將日常理論教學與ST相結(jié)合，做到理論與產(chǎn)品相結(jié)合，老師可以通過日常教學教材和ST相結(jié)合的方式進行日常教學，讓學生擺脫枯燥的理論學習。實驗實訓指導書用于學生進行實驗實訓課程，通過指導書有的放矢地進行實驗實訓，培養(yǎng)自身的專業(yè)技能。配件用于整個平臺的日常操作、開發(fā)調(diào)試。軟件分為教學實驗軟件、教學管理軟件以及平臺管理軟件，教學實驗軟件用于日常仿真教學實驗實訓以及競賽課程設(shè)計等，教學管理軟件用于日常教學測試考試評分，平臺管理軟件用于統(tǒng)計產(chǎn)品的使用狀況，包括產(chǎn)品使用次數(shù)、使用時間等信息。（2）主要功能模塊描述1）感知層感知層主要由采集控制區(qū)和自動識別區(qū)構(gòu)成，采用ZigBee技術(shù)進行傳輸通信。采集區(qū)采用傳感器技術(shù)，表現(xiàn)形式充分展示出教學互動性，采集區(qū)集成了溫濕度傳感器、光照強度傳感器、人體紅外傳感器、振動傳感器、超聲波傳感器模塊，由外力或外界因素觸發(fā)采集模塊，上位機獲取最終數(shù)據(jù)結(jié)果；控制區(qū)則相反，由使用者對上位機發(fā)出指令與控制，硬件則表現(xiàn)出結(jié)果，學生通過操作對每一個傳感器的工作進行認識和學習。自動識別區(qū)集成了低頻、高頻、超高頻RFID讀寫設(shè)備，通過模擬醫(yī)生上班過程場景，停車、門禁、查看電子病歷展示出三種不同的頻段，學生可以對不同頻段RFID技術(shù)的工作方式及應(yīng)用領(lǐng)域有了深刻的認識和了解。2）網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層將多功能網(wǎng)關(guān)與流媒體FCKZ控制主機相結(jié)合，一方面展示了多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸與通信，另一方展示了在Android高性能操作系統(tǒng)下的軟硬件互動、嵌入式開發(fā)以及應(yīng)用開發(fā)的過程。3）測量區(qū)測量區(qū)配有ZigBee協(xié)議分析儀、測量電壓電流設(shè)備，主要用于輔助學生老師來進行物聯(lián)網(wǎng)的教學、學習以及開發(fā)。邏輯分析儀可以幫助用戶學習分析物聯(lián)網(wǎng)各種協(xié)議數(shù)據(jù)，并且在用戶二次開發(fā)時利用此設(shè)備進行調(diào)試，使整個開發(fā)事半功倍。ZigBee協(xié)議分析儀主要針對ZigBee協(xié)議，有助于用戶更加快捷有效地學習ZigBee協(xié)議，同時在用戶針對ZigBee進行開發(fā)時也有很好的效果。4）拓展區(qū)拓展區(qū)應(yīng)用流行的arduino開源平臺，提供多種開源接口，充分調(diào)動學生學習興趣、培養(yǎng)學生動手開發(fā)能力以及提高學生自主創(chuàng)新意識和能力。同時可供學生進行應(yīng)用開發(fā)、競賽以及調(diào)試。5）學習區(qū)學習區(qū)用于學生對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)特別是無線傳感網(wǎng)技術(shù)的學習，培養(yǎng)學生嵌入式開發(fā)和無線傳感網(wǎng)開發(fā)能力。學習區(qū)采用cc2530 ZigBee模塊，學生可通過此模塊進行嵌入式及ZigBee協(xié)議、組網(wǎng)和應(yīng)用的開發(fā)學習。6）應(yīng)用層應(yīng)用區(qū)展示了未來物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，并根據(jù)行業(yè)應(yīng)用不同分為智能交通、智能超市、智能電網(wǎng)，每一個應(yīng)用形成一個子系列產(chǎn)品（智能超市ST7智能交通ST7智能電網(wǎng)ST790）。O2O 智能超市綜合教學實訓平臺（ST710）O2O 智能超市詳細布局圖O2O 智能超市效果圖模擬未來超市線上線下（O2O）的發(fā)展趨勢，即線上選取商品，通過在線支付，自動配送商品，以及線下到店獲取商品并進行支付。其中線下到店的整個過程為：u 采用手機號登錄名和密碼登錄手機APP系統(tǒng)； u 進入手機APP系統(tǒng)后獲取線上采購商品訂單； u 利用模擬帶有NFC功能手機（使用卡模式）刷高頻RFID讀寫模塊對用戶線上選取商品的 定位，每個不同類別商品指示燈將自動亮起，指示選取的商品； u 用戶在對商品質(zhì)量進行查詢，把帶有高頻標簽的商品在模擬帶有NFC功能手機（使用讀 取模式）進行讀取，把整個商品的供應(yīng)鏈信息進行查詢（包括生產(chǎn)、加工、物流信息 等），充分掌握整個商品溯源信息； u 用戶在確認商品質(zhì)量無誤后，利用模擬帶有NFC功能手機進行最后訂單支付。 智能交通綜合教學實訓平臺 智能交通詳細布局圖u 智能停車場模擬一個地下停車場，使用高頻RFID讀卡模塊：u 當車輛入庫時，在RFID讀卡器上進行刷卡，系統(tǒng)自動記錄車輛信息，如車牌號，進入時間等； u 當入庫車主找車時，可在模擬的自助終端機上，輸入車牌號，定位車輛，調(diào)取車輛位置 信息； u 當小車出庫時，系統(tǒng)提示彈從哪個出口進行出庫，選擇完成，小車按照指定的規(guī)劃路線 移動到出口； u 小車出庫時，再次刷高頻卡系統(tǒng)提示小車在庫時間，收費標準，以及最后停車的費用， 繳納費用后，小車成功出庫。 u 智能數(shù)字站臺模擬不同線路的公交車：公交車車在運行的時候，當點擊某個站點的時候，系統(tǒng)顯示此站點最近一輛公交車到站 的路線、到站信息，到站距離，同時這類信息模擬成公交數(shù)字站臺輸出顯示到LED顯示 屏上； u 當點擊某個公交車的時候，系統(tǒng)模擬調(diào)度中心顯示該車輛的車牌號，駕駛?cè)诵畔ⅲ?車內(nèi)的環(huán)境值，以及此車輛的移動速度。 智能電網(wǎng)綜合教學實訓平臺智能電網(wǎng)詳細布局圖遠程抄表模擬供電局向三類用戶抄表，工業(yè)用電，商業(yè)用電，居民用電：u 工業(yè)用電，可以設(shè)置工業(yè)用電費率，查看該工業(yè)用電用電情況（包括總用電量、分時段 的用電量、總用電費用、分時段用電費用以及工業(yè)用電分析圖），也可以遠程停止供電 等； u 民用用電，可以設(shè)置峰谷時段，峰谷費率，查看該民用用電情況（包括總用電量、總用 電費用、峰谷用電量、峰谷用電費用、分時段用電量以及分時段用電費用等），也可以 遠程停止供電； u 商業(yè)用電，可以設(shè)置商用用電費率，查看該商用用電用電情況（包括總用電量、分時段 的用電量、總用電費用、分時段用電費用以及商用用電分析圖），也可以遠程停止供電等。用電分析為對家用電器進行用電統(tǒng)計及分析，這里使用四個電量采集模塊，每個電量采集模塊對應(yīng)一個模擬家電電器，并對這些模擬電器的電壓、電流、功率和用電量進行采集，除此以外可以對每一個模擬家用電器分時段進行電量分析也可以在一個時段對不同家電進行