高校物联网实验室建设初探.ppt

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1、高校物联网实验室建设初探,2011.04.25,主要内容,1,2,3,物联网专业实验室建设解决方案举例,物联网专业实验室内容、架构分析,物联网专业实验室需求分析,物联网的产业链条涉及传感器、芯片、设备制造及软件应用等行业，将拉动各国经济的发展 作为新一轮的信息技术革命，物联网已经上升为国家战略，温总理曾在2011政府工作报告中指示：促进物联网示范应用,高校作为培养高层次人才的“主战场”，应针对性地设置“物联网工程”相关专业，有目标地培养“物联网工程”专门人才 物联网的广阔前景引起了产业链上各行业的青睐，我国已有60多所高校设置了本科物联网专业，有些学校的物联网专业已招收2届本科生了,物联网的战

2、略需求及人才培养需求使实验室建设迫在眉睫,建哪些？ 如何建？,1.1 物联网实验室建设的迫切性,物联网专业实验室需求分析,物联网专业特点,物联网专业培养要求,物联网实验室建设目标,物联网专业实验室需求分析, 物联网是典型的交叉学科，涉及电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识 物联网专业培养的人才，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 物联网不同于其它专业，是现有信息技术综合集成化的产物，它的呈现形式是“一个实际落地的应用系统”,物联网专业特点,1.2 物联网专业实验室需求分析, 物联网专业应

3、用的多样性，要求我们必须培养宽口径人才 要重视基础训练，同时，要求培养应用系统综合开发能力 物联网应用性非常强的学科，仅传授技术是一定不够的，一定要立足实践，从应用入手，要落地,物联网专业培养要求,1.2 物联网专业实验室需求分析,1.2 物联网专业实验室需求分析, 实验室建设应重视基本应用开发能力培养 实验环境能培养学生对实际物联网应用项目的整体把握的能力 有条件的建立宽泛实验环境，增加学生选择的机会，鼓励创新精神,物联网实验室建设目标,主要内容,1,2,3,物联网专业实验室建设解决方案举例,物联网专业实验室建设方案分析,物联网专业实验室建设需求分析,2.1 物联网专业实验教学环节分析,2.

4、1.1 新生认识专业群,新生入学后需要了解自己选择的专业 其它专业的经验：通常的做法是参观专业实验室或以PPT的形式向学生展示专业的发展史及其对人类生活的影响，使学生获得对自己专业的初步认识 物联网专业是新生事物，专业发展历史很少，还没有规模成功的应用案例。使新生了解物联网专业需要新的解决方案： 根据学校所处行业特点，建立特定行业的物联网 “综合演示实训中心” 通过参观物联网综合演示实训中心，“观看后思考”，使学生获得对物联网专业及其应用的整体认识，激发学生对自己专业的兴趣,观与思同在,2.1.2 生产实习,其他专业的经验 通常带领学生到工业生产现场进行参观见习，使学生了解必要的专业生产知识和

5、专业管理知识，获得对本专业相关行业领域较深刻的感观认识 新兴的物联网专业 可供学生去工业生产现场进行参观见习的机会很少。 需要新的物联网专业实习解决办法： 建立“物联网综合演示实训中心” 让学生“体验实践” 利用地方政府建立的物联网示范基地 学校自建或者校企合作共建实训中心,观与思同在,2.1.3 专业基础学习学与做同行,物联网专业工程性更强，对培养人才的动手能力有较高要求，因此，需要加强实践教学环节 建议一：完善丰富专业基础教学实验室，满足多样化需求 建议二：丰富课程设计的综合实验内容，设计制作课程设计套件，如果指导教师时间紧，可以采用第三方的提供的产品方案,谚语： “我听到的会忘掉，我看到

6、的能记住，我做过的才真正明白”,竞赛对校内课程体系改革有推动，它进一步开发了学生的创新意识和能力，为更新教学内容和方法提供了实践的平台。,竞赛对“创新”、“理论付诸实践”、“团队合作”三个方面的有积极的帮助,促进学校的基础知识教育和提高学生综合能力,2.1.4 学科竞赛促进增长,2.1.5 科研创新,典型问题,科技成就梦想 创新引领未来,实训项目的要求 典型的项目最好来自业界，且高于业界 有规范的功能规格书，设计文档、实习题目的源代码供学生临摹，在此基础上进行学习、变化、创新 既能培养良好的物联网工程师职业素养，又能培养学生的创新能力，减轻教师负担 教师可以通过参考源代码快速掌握项目核心内容以

7、及系统功能的实现过程，便于在指导学生进行实践活动,微创新临摹业界成熟实训项目,其他专业的经验 学生参与教师的科研项目、完成教师自拟的题目或者到企业做毕业设计 新兴的物联网专业 新事物、专业经验积累不足、项目案例少。 物联网毕业设计可行、高效的解决方案是： 校企合作：“走出去，请进来” 建立开放的“物联网应用实训中心”以及“物联网综合演示实训中心” 采用实训平台提供的开发流程、规范化文档以及丰富的资料，可以提高毕业设计的效率，缩短毕业生到职业化工程师的差距,2.1.6 毕业设计学与做同行,2.2 高校物联网专业实验内容设置,传感器实验室 单片机实验室 FPGA实验室 嵌入式系统室 RFID实验室

8、 计算机编程实验室 计算机网络实验室,智能停车管理实训室 智能农业实训室 智能建筑实训室 智能物流实训室 智能电网实训室,2.3 高校物联网专业实验室架构,主要内容,1,2,3,物联网专业实验室建设解决方案举例,物联网专业实验室建设方案分析,物联网专业实验室建设需求分析,3 物联网实验类型与解决方案,第21页,3.1 综合演示实训中心智能家居,楼宇对讲、安防 视频监控 室内灯光、窗帘控制 家电控制 家用电器远程操控 访客环境、灾害远程监控与报警 老人健康监测 家庭能源管理 社区信息查询与服务,技术架构,凌阳综合演示实训中心解决方案,智能家居综合演示实训中心特点,60个专业认识、生产实习体验式实

9、训项目 30个课程实习项目 10个科技创新项目 6个深度开发方案,四个层次的实验，100个大小不同的项目，方便教师因时施教,高品质的标准化文档资料，简洁、易读,免费技术支持与服务,免费提供凌阳正版开发工具,设计说明书（电路原理图、程序流程图、安装测试说明） 提供体验实践和课程实习的全部规范源代码,凌阳教育对师资提供专业培训 工程师及驻地公司代表提供快速响应支持 支持校企合作,智能家居综合演示实训中心优势,3.2 应用实训中心解决方案,RFID智能车辆管理实训系统,智能温室控制实训系统,应用实训中心 举例,3.2.1 智能温室控制实训系统需求分析,主要功能 应用物联网技术，通过对影响植物生长的光

10、照、湿度、温度等几个重要因素进行实时的智能化监测和控制，并通过手机短信通知农户，实现了现代化低能耗的农业生产,涵盖技术 传感器技术 单片机技术 嵌入式技术 网络技术 传感网技术 自动控制,凌阳物联网智能温室控制实训系统,系统监测功能 温、湿度、 光照度监测 安防监测功能 视频监测功能 局域网远程访问 GPRS访问 控制参数设定及浏览 显示实时数据曲线 存储显示历史数据/曲线,硬件资源 温度传感器 湿度传感器 光照度传感器 红外感应传感器 烟雾探测传感器 噪声/声音传感器 金属探测传感器 超声波测距传感器,系统控制功能 控制风扇散热 控制环境升温 控制空气加湿,实验内容 5个层次 34个进阶实验

11、 因时、因材施教 15个单片机实验 4个温室传感器实验 4个ZigBee 操作系统实验 5个ZigBee 2006协议栈实验 5个嵌入式网关实验 1个物联网综合实验,九大实训功能 温、湿度监控功能 控制风扇散热功能 控制环境升温功能 控制空气加湿功能 安防监测功能 光照度监测功能 视频监测功能 局域网远程访问与控制 GPRS网络访问与控制 控制参数设定及浏览 显示实时数据曲线 存储显示历史数据曲线,凌阳物联网智能温室控制实训系统特点,3.2.2 物联网RFID智能车辆管理系统 需求分析,身份识别 语音提示 道闸自动控制 信息记录 图像摄取 满位显示 视频监控,ETC无人管理 电子钱包 自动计费

12、 时间显示 Inter网远程访问 手机远程访问,Wifi无线网络技术 RFID技术 嵌入式系统技术 图像处理等技术 语音单片机 传感器信息采集 电机控制,凌阳智能车辆管理实训系统平台,规范的文档资料 开发说明书 组装测试说明 使用说明书 全部规范的源代码 （含单片机、嵌入式、智能车代码）,可完成 科技创新 竞赛活动 毕业设计 专业认识,拓展可完成 智能交通管理 车牌照识别 无人驾驶车辆 救灾机器人 GPS货车追踪,可完成 车辆检测识别 匝道控制 智能小车功能 自动寻迹 自动蔽障 速度检测,3.3 基础实验中心,Text,FPGA 实验平台,双核嵌入式平台,基础实验 系列设备,物联网 实验平台,

13、电子竞赛实训套件,单片机平台,3G技术实验平台,电子竞赛实训套件,3.3.1 物联网实验平台需求分析,传感器数据采集短距离通讯网关,凌阳物联网实验平台方案,硬件资源,实验内容,技术支持与服务,凌阳教育提供专业化师资培训 丰富的资料 支持校企合作 工程师及驻地公司代表提供快速响应支持,12种传感器 控制执行功能 语音人机交互 自带电源供电 模块化设计 易于扩展创新,5个层次、34个进阶实验，因时、因材施教 15个单片机基础实验 4个温室传感器实验 9个ZigBee协议实验 5个嵌入式网关实验 1个物联网综合实验 原创实验指导书,基础实验 课程设计 科技创新 竞赛活动 毕业设计 专业认识,物联网

14、实验平台,应用拓展,凌阳物联网实验平台功能特点,应用层 传输层,3.3.2 3G技术应用实验平台需求分析,1 应用层 2 传输层,3.3.2 3G技术应用实验平台需求分析,MMW8100A凌阳3G工业级芯片,副显示1.8寸LCD,电机,麦克、耳机接口,TV接口,网口,3轴加速度,SATA硬盘,LED呼吸灯,500万像素 CMOS摄像头,30万像素 CMOS摄像头,S3C6410核心板,摇杆寻航按键,全键盘按键,串口,USB接口,蓝牙模块,GPS模块,主显示：7寸 真彩TFT LED,鼠标接口,Wi-Fi插槽,SD卡插槽,收音机模块,国内唯一支持通话、视频、语音类3G应用开发项目专业教学设备,凌

15、阳3G技术应用实验开发平台,凌阳3G技术应用实验开发平台,3.3.3 FPGA实验教学平台需求分析,“唐芯一号”,感知层：IC设计或者验证、视频采集节点 传输层：通讯设备 应用层：设备开发,凌阳FPGA实验箱,原厂使用的FPGA实验箱，助您的IC设计之路不再遥远！,凌阳FPGA实验平台,3.3.4 双核嵌入式实验平台,嵌入式技术的应用遍布物联网系统的各个层次,凌阳双核嵌入式系统实验箱,26个基础实验 22个模块实验11个操作系统实验 9个GUI实验 8个多媒体实验 3个eCos操作系统实验 24个Linux操作系统实验,1 ARM9和S+core双核 2 linux及eCos双系统 3 30个

16、模块 4 节约教学资源 5 免费提供凌阳自己的IDE,1 提供专业化师 资培训 2 提供快速响应 支持 3 支持校企合作,硬件资源,特色,技术支持,拓展应用,满足物联网不同层次的开发 基础教学 科技创新 毕业设计 专业认识,凌阳双核嵌入式系统实验箱,3.3.5 凌阳单片机实验箱,经典的16位单片机学习实验平台 300所院校在使用 语音处理功能，适合做语音结点，即需要语音播报、语音识别的场合 免费提供凌阳自主知识产权的IDE资料丰富，已正式出版书籍40余本,3.3.6 电子竞赛类实训套件,控制类训练套件,波形控制类套件,分析类训练套件,显示类训练套件,电源类训练套件,通讯类训练套件,电子竞赛方案举例,助您抢占先机，赢在物联网,凌阳大学计划,