"追求技術(shù)進步、服務科教興國、支持教育事業(yè)"
SBWIW-I型物聯(lián)網(wǎng)—智能家居綜合實訓系統(tǒng)
一、概 述
傳感網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是面向21世紀的最新技術(shù)，具有非常廣闊的市場前景的巨大市場。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三層特征，首先對于物聯(lián)網(wǎng)感知層的教學，平臺提供了多種射頻識別和傳感器節(jié)點和路由器網(wǎng)絡(luò)等硬件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的和數(shù)據(jù)采集控制軟件等資源。對于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層教學，平臺提供了功能強大的以ARM處理器為內(nèi)核的網(wǎng)關(guān)硬件和自主研發(fā)的網(wǎng)關(guān)核心軟件，不僅能完成多種無線網(wǎng)絡(luò)管理，傳感器和射頻識別信息處理，而且還可以通過不同無線和有線網(wǎng)絡(luò)路徑，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心服務器數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)；平臺網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件，可以在PC上直觀方便的完成對各種網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)維護和拓撲/曲線顯示，并且具有無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控等多種高級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能。物聯(lián)網(wǎng)應用層的教學開發(fā)，用戶可以使用平臺提供的感知層，網(wǎng)絡(luò)層部件，像搭建積木一樣，構(gòu)建不同的應用系統(tǒng)，實現(xiàn)智能交通，智慧城市，智慧農(nóng)業(yè)，智能家居等等應用。
物聯(lián)網(wǎng)是一種通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)是集傳感技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)于一體的綜合應用學科。物聯(lián)網(wǎng)由應用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層等三層結(jié)構(gòu)組成。
物聯(lián)網(wǎng)的一般體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的用途極為廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、智能家居、工業(yè)監(jiān)測、個人健康、現(xiàn)代物流、智能電網(wǎng)等多個領(lǐng)域（見下圖），其前景非常廣闊。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)的應用
其中智能家居是目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較快的一個典型應用，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個縮影。智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ�、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。
可以預計，未來社會對智能家居行業(yè)高技能人才的需求會越來越多，高校、職業(yè)院校的專業(yè)設(shè)置和人才培養(yǎng)也應緊緊圍繞社會和行業(yè)的需求展開，電子信息類專業(yè)作為我國高職院校中開設(shè)數(shù)量最多的專業(yè)，在智能家居方向的人才培養(yǎng)迫在眉睫。同時，智能家居的技術(shù)構(gòu)成與電子信息專業(yè)的課程設(shè)置具有高度的重合性也為智能家居方向的人才培養(yǎng)提供了便利，也就是說電子信息專業(yè)是最適合開展物聯(lián)網(wǎng)應用-智能家居教學的。
二、本系統(tǒng)的特點
1、跟蹤電子信息技術(shù)的最新發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一門綜合性應用技術(shù)，將對未來社會的發(fā)展和人們的生活產(chǎn)生深遠的影響。本實訓教學環(huán)境項目以智能家居為載體，通俗易懂。融合了射頻識別、電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)和系統(tǒng)集成，完整地表達了一個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和運行原理。
2、理念的先進性
本系統(tǒng)緊扣當前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的熱門應用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢，從一開始設(shè)計就考慮到了物聯(lián)網(wǎng)未來若干年的政策傾向、技術(shù)和應用趨勢，在目前國內(nèi)較早地提出在高校教育中引入物聯(lián)網(wǎng)教學、實訓平臺的理念，并做了大量的市場調(diào)研和技術(shù)積累工作，填補了國內(nèi)高等教育領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)教學平臺的空白；
2、內(nèi)容上的高度集成性
與其它實訓平臺相比，本系統(tǒng)由于囊括了物聯(lián)網(wǎng)基本通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)工程開發(fā)技術(shù)和智能家居應用等各大部分，把這些原先分散的學科和技術(shù)融合在一起集成到一個實訓平臺上，能更有效的引導學生從小型的實驗式項目開發(fā)一步一步的深入到系統(tǒng)級的項目開發(fā)上來；
3、功能上的實用性
我們將各種先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適當解剖，尋找物聯(lián)網(wǎng)實際應用與教育實際情況的最佳交叉點，將這些交叉點作為本系統(tǒng)的主要內(nèi)容，這樣既能緊扣當今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展潮流，同時兼顧了高校物聯(lián)網(wǎng)教育的實際情況，讓學�？梢杂械姆攀福寣W生可以輕松、高校的掌握這些物聯(lián)網(wǎng)的實用技術(shù)；
4、結(jié)構(gòu)上的靈活性
本系統(tǒng)大量引入模塊化的設(shè)計思想，教師和學生可以根據(jù)自己需要將各種模塊隨意組合起來搭建各種適合自己的學習情境，有效的幫助學生完成課程設(shè)計、課外實踐活動和學術(shù)比賽；
5、實訓項目的可擴展性
經(jīng)過我們精心的設(shè)計，實訓環(huán)境不受企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計限制，教師在設(shè)計實訓項目時擁有更大的發(fā)揮空間，而且還可以與本公司開展開源項目合作開發(fā)，有目的、有重點地發(fā)展校企合作；
6、操作上的安全性
實訓平臺中充分地考慮了學生操作上的誤區(qū)，設(shè)計了大量有效的保護功能，讓學生可以安全、可靠地進行項目學習、實踐和二次開發(fā)。
三、實訓環(huán)境設(shè)計理念
1、各種技術(shù)匯集一身
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成了RFID技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、智能控制和智能數(shù)據(jù)處理等眾多技術(shù)于一身，所涉及學科領(lǐng)域之廣、技術(shù)門類之多導致很難在教學中全部講授，必須在物聯(lián)網(wǎng)這個大范疇下找到一個應用子集，讓學生能親手去接觸、學習和實踐，這樣才能培養(yǎng)出具有系統(tǒng)級實踐能力的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用人才。智能家居就是物聯(lián)網(wǎng)范疇中一個很好的應用子集，本物聯(lián)網(wǎng)實訓環(huán)境以通俗易懂的智能家居系統(tǒng)為案例，從單個家用電器的智能控制的實訓開始，到智能家電的網(wǎng)絡(luò)控制，最后到整個智能家居系統(tǒng)的集成和調(diào)試。
2、系統(tǒng)設(shè)計充分地考慮了單一技術(shù)和系統(tǒng)集成能力的培養(yǎng)
系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板和功能模塊化的設(shè)計理念，使學生既能對各模塊、單一技術(shù)的認識、安裝和調(diào)試技能的訓練，還能訓練學生系統(tǒng)接線與集成能力，使之建立物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的概念。
3、引領(lǐng)的作用
以具體的物聯(lián)網(wǎng)智能家居作為載體，說明物聯(lián)網(wǎng)的表現(xiàn)形式，引導高校和職業(yè)院校的課程或?qū)I(yè)的建設(shè)思路。
4、建立互聯(lián)通信標準的概念
以智能家居技術(shù)與應用實訓環(huán)境中的互聯(lián)通信標準實訓教學，幫助學生建立在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中通信標準的概念；
5、對電子信息專業(yè)的課程具有很好的繼承性
電子信息專業(yè)的課程設(shè)置通常有模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子線路、微處理器技術(shù)、PROTEL、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、測量技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子產(chǎn)品安裝工藝等課程，這些課程都可以作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)課程。在此基礎(chǔ)上再增加一些有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程，如無線射頻識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)、總線技術(shù)等，學生便可以勝任智能家居系統(tǒng)的安裝、維護以及部分的設(shè)計工作了。
四、實訓內(nèi)容
1、智能網(wǎng)絡(luò)家電實訓
1）客戶端TCP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
2）客戶端UDP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
3）門禁控制模塊原理與程序設(shè)計
4）燈光控制模塊原理與程序設(shè)計
5）插座控制模塊原理與程序設(shè)計
6）智能窗簾控制模塊原理與程序設(shè)計
7）智能電視機控制原理與程序設(shè)計
8）智能電飯鍋控制原理與程序設(shè)計
9）智能熱水器控制原理與程序設(shè)計
10）智能洗衣機控制原理與程序設(shè)計
11）智能空調(diào)控制原理與程序設(shè)計
2、家居安防實訓
1）溫度檢測原理與程序設(shè)計
2）濕度檢測原理與程序設(shè)計
3）光強度檢測原理與程序設(shè)計
4）可燃氣體檢測原理與程序設(shè)計
5）煙霧檢測原理與程序設(shè)計
6）熱釋電人體感應傳感原理與程序設(shè)計
7）聲音檢測原理與程序設(shè)計
8）視頻監(jiān)控原理與程序設(shè)計
3、射頻識別技術(shù)實訓
1）RFID技術(shù)概述
2）寫標簽實驗
3）串口讀標簽實驗
4）GPRS讀標簽實驗
5）以太網(wǎng)讀標簽實驗
6）RFID身份驗證實驗
7）旅客行李識別跟蹤系統(tǒng)實驗
4、ARM7（STM32）系統(tǒng)實訓
1）搭建開發(fā)環(huán)境和調(diào)試環(huán)境
2）認識STM32開發(fā)框架
3）LED指示燈和主板按鍵
4）串口調(diào)試終端的建立
5）流水燈控制
6）板載按鍵掃描
7）蜂鳴器驅(qū)動
8）實時時鐘實驗
9）紅外線數(shù)據(jù)收發(fā)
5、ARM9（S3C2440）系統(tǒng)實訓
1）服務器端TCP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
2）服務器端UDP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
3）Qtopia-2.2.0移植和開發(fā)環(huán)境搭建
4）Qt基礎(chǔ)界面開發(fā)實驗
5）數(shù)據(jù)庫管理和數(shù)據(jù)存儲實驗
6、網(wǎng)絡(luò)布線實訓
1）常用傳輸介質(zhì)與傳輸特性概述
2）網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)標準與設(shè)計
3）以太網(wǎng)綜合布線與配置
4）ZigBee網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
5）GPRS網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
6）藍牙網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
7）WiFi網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
7、系統(tǒng)綜合訓練
1）智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)實訓
2）智能家居個性化模式設(shè)計實訓
3）校園傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實訓
五、技術(shù)條件
1、整機容量：≤2.5kVA
2、工作電源：AC1N/220V/50Hz/15A
3、尺寸：L×W×H=1.8m×1.6m×2.2m
4、重量：300kg。
|
通風空調(diào)實驗系統(tǒng)、通風空調(diào)系統(tǒng)安裝實訓設(shè)備、通風空調(diào)系統(tǒng)安裝實訓裝置 |
