物联网实验室方案 智能家居 感知校园 智慧.doc

物联网实验室方案智能家居感知校园智慧
物联网实验室方案-智能家居-感知校园-智慧农业体验
2011年08月24日
物联网是一个跨学科、跨领域的交叉融合地带,物联网涉及的关键技术非常多,从传感器技术到通信网络技术,从嵌入式微处理节点到计算机软件系统,包含了自动控制、通信、计算机等不同领域,是跨学科的综合应用
因此掌握物联网技术的关键点在于能够整合各学科资源,并且由浅入深循序渐进的体验,感知以及搭建物联网系统。
物联网是未来发展趋势,可以说如果三五年之后我们不懂物联网,可能就跟现在不会上互联网一样,属于半文盲状态。在未来不久,物联网应用普及,急需各种专业人才,学校的培养机制跟不上,可能就会错过这个发展良机。而物联网同时也有其非常枯燥乏味的一面,需要搭建传感器,需要选择及设置网络传输协议,需要设计各种嵌入式系统,掌握各种芯片的功能等等,学生求知欲如果无法有效的调动,后面的学习过程将会变得无比艰难。因此我们的设计理念是建立物联网体验中心,目前高校及社会上各种应用尚处于探索阶段,绝大多数的用户对物联网还停留在概念阶段,并且都会有一种疑问:物联网到底是什么?而建立体验中心,对不同场景的物联应用展示,可以非常生动的让参观者使用物联网所带来的各种应用,并且能知晓其中各种功能的原理。
只有以此为基础,才能让不同专业的任课专业教师共同体验物联网,理解物联网,才能整合教学资源,同样学生才能对物联网有感性认知,引发学习兴趣,并且对后期的基础教学有大致框架性概念。
达到物联网体验效果之后,中期我们进行基础实验教学,分解物联网各组成部分,从下到上依次是感知层、传送层和应用层。从传感器识别,安装到传输协议zigbee、wifi、蓝牙等的理解和选择,再到控制器、网关核心设备的掌握,接着后台服务器数据库等编制修改等。
在完成了各项基础实验教学之后,我们设计的系统集成实践工作室,是将以上各知识点及技能的整合梳理,以社会上实际项目为原型,开发设计和搭建一个应用实例,提供各项开发用材料。
物联网体验中心
教师讲解区
配置展示柜及大屏幕,演示物联网相关技术,并且配置RFID门口机用于签到等演示。
智能家居体验区
智能家电、医疗救助、家庭安全(安保、信息、煤气等)、娱乐平台、灯光,窗帘,空调,中央控制器,遥控器,电脑桌及电脑,便携式监护仪,智能手机,远程视频监控设备都放置在一个区域。
感知校园体验区
资产管理、智能图书馆、校园停车管理、环境监测、安全校园
工业控制体验区
油罐水位平衡、
智能农业体验区
农业大棚实验装置、农用设备定位、林业火灾监测等
物联网基础实验教学
传感器实验
汇集市场上常用的传感器, 通过采集实验,使学生熟悉和掌握常用传感器的功能、性能、特点等。
控制器实验
通过对灯光、电机、风扇的控制,使学生熟悉和掌握如何对环境和状态的控制。
RFID实验
RFID起到表示不同物品的作用,用来区分真实世界的各种物品。通过对RFID标签和读写器的操作,熟悉和掌握标识物品的手段。
Zigbee实验
Zigbee功耗小,可组网,使用简单,是小数据量短距离互联的主要技术。
WLAN实验
WLAN在宽带无线已成功应用,可以无线传输视频信息。同时,新的支持电池供电的WLAN技术也已出现,可安装在设备上,利用WLAN成熟的网络技术进行采集和控制。
蓝牙实验
很多手机已具备蓝牙功能,通过在设备上安装蓝牙,可以很容易的通过手机等手持设备进行采集和控制。另外,蓝牙采用跳频技术,在工业场合有很好的抗干扰性。
433M简单组网
433M无线技术具有成本低,穿透力较强等特点,但在国际上无网络标准,适合节点数较少的简单应用。
手机网络实验
是广域的无线网络,,发送短信,是物联网的广域网范畴。
Modbus总线实验
行业里许多设备都采用Modbus总线形式进行连接,是目前实践中用得较多的一种设备互联协议,使用方便。
网关(子网与公网)传输
网关是作为各类子网与公网间的通讯信号与协议的转换设备,可以将不同的子网数据统一转换成IP数据,实现远程的互联互通。
本地上位机组态软件
通过组态软件的开发,可以操作各类传感器、控制器,实现在计算机上的统一监控和管理。
物联网B/S架构服务器实验
物联网的远程数据交换、监控和管理是趋势,这就需要用到B/S架构的服务器系统作为支撑,人、物、计算机可以随时随地的进行交互和信息处理。
综合系统搭建
以上是对物联网各部分技术的实训,学生在这个基础上,通过物联网综合系统的搭建,将各个设备和子系统完全互联到一起,实现整个物联网系统,可以从整体来把握物联网的技术。
系统集成实践工作室
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