數(shù)據(jù)時代下的“產(chǎn)學(xué)研”創(chuàng)新實踐平臺——物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)時代下的“產(chǎn)學(xué)研”創(chuàng)新實踐平臺——物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)是以計算機技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及傳感器技術(shù)為支撐平臺，綜合職業(yè)教育教學(xué)特點，采用“模塊化、可重構(gòu)、工程化、易擴展”設(shè)計思路而開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)工程實踐教學(xué)平臺

基于對物聯(lián)網(wǎng)的識別、感知、通訊傳輸、組網(wǎng)技術(shù)以及數(shù)據(jù)分析的遞進架構(gòu)體系設(shè)計，契合當今物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的人才模型培養(yǎng)需求。產(chǎn)品通過整合無線射頻識別技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)、短距離通訊技術(shù)、最新移動支付技術(shù)、讀寫器開發(fā)最新技術(shù)等器件，整合智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)、物流管理、家用智能化、城市管理等領(lǐng)域的最新解決方案，輔以定制化的課程設(shè)計，搭建了一個融實訓(xùn)創(chuàng)新為一體的教學(xué)開發(fā)系統(tǒng)。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)由模塊化、工程化、可重構(gòu)的IOT創(chuàng)新實踐平臺，IOT云服務(wù)系統(tǒng)、IOT組態(tài)軟件三大部分所構(gòu)成。

IOT創(chuàng)新實踐平臺

IOT創(chuàng)新實踐平臺包含幾十種模塊化、可重構(gòu)、工程化的傳感器和控制器，十余種DTU和RTU，兩種網(wǎng)關(guān)，四種供電電源，十余種輔助設(shè)備，安裝平臺使用可靈活組裝的網(wǎng)孔板，能夠組合上千種物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)設(shè)備，與IOT組態(tài)軟件和IOT云服務(wù)一起可以滿足大部分物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實踐教學(xué)、科研和競賽需求。

一個網(wǎng)板間可以同時供1-4人實訓(xùn)使用，也可以靈活取下模塊讓學(xué)生獨立實訓(xùn)，也可以多臺實訓(xùn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)使用，構(gòu)成更大的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，使實踐教學(xué)方式變得更加靈活多樣。后期通過增加/更換模塊、配置軟件、便可拓展、升級、改造實訓(xùn)系統(tǒng)，真正做到低成本維護、升級，解決用戶的后顧之憂。

IOT云服務(wù)系統(tǒng)

IOT云服務(wù)系統(tǒng)是一套針對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用快速開發(fā)而設(shè)計的系統(tǒng)，為用戶提供一個開放的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)級云服務(wù)平臺，使傳感器、執(zhí)行機構(gòu)等感知控制設(shè)計的數(shù)據(jù)接入、存儲和展現(xiàn)變得更加輕松簡單。IOT云服務(wù)系統(tǒng)是平臺型軟件，提供靈活的基于項目和設(shè)備細粒度的用戶管理和權(quán)限控制機制，同時支持大規(guī)模并發(fā)訪問，整個學(xué)院的所有學(xué)生，可同時接入平臺開展實踐。老師可隨時上線檢查學(xué)生實踐作業(yè)、項目設(shè)計成果進度，為學(xué)生的實踐和設(shè)計提供指導(dǎo)。

教師管理賬號可以為學(xué)生分配實訓(xùn)設(shè)備，便于教學(xué)管理和設(shè)計，每位參與學(xué)生分配一個登陸賬號，實驗結(jié)果、工程設(shè)計圖、項目數(shù)據(jù)都是相互獨立，學(xué)生可在課堂之外通過接入互聯(lián)網(wǎng)進行操作，同時，支持項目協(xié)作，多個學(xué)生可團隊合作，共同完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及聯(lián)機調(diào)試，老師可以進行項目的查看和管理。

IOT組態(tài)軟件

IOT組態(tài)軟件是為物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)、創(chuàng)新設(shè)計等提供本地化的軟件平臺，通過組態(tài)軟件，可以在本地實現(xiàn)IOT云服務(wù)系統(tǒng)在云端的大部分功能。當本地智能網(wǎng)關(guān)聯(lián)外網(wǎng)時，支持本地數(shù)據(jù)與云端數(shù)據(jù)同步，也支持將云端數(shù)據(jù)下載到本地網(wǎng)關(guān)。IOT組態(tài)軟件支持知識點（技能點）離散化教學(xué)、支持知識體系重構(gòu)教學(xué)、也可以作為網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)硬件系統(tǒng)和IOT云服務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，能網(wǎng)關(guān)負責(zé)建立硬件系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)的通信鏈路，將無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)持續(xù)上傳到大數(shù)據(jù)服務(wù)器，接收云服務(wù)下行控制指令，并分發(fā)給無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)。

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)三種上機方式

Android智能網(wǎng)關(guān)

云服務(wù)

移動控制端

特色功能

1\圖形化的軟件開發(fā)平臺

基于IOT云服務(wù)平臺，學(xué)生可以在短時間內(nèi)通過圖形化的設(shè)計、簡單的調(diào)試就可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件開發(fā)。完成應(yīng)用軟件的開發(fā)只需要4步。

2\硬件設(shè)備聯(lián)調(diào)狀態(tài)可見

IOT云服務(wù)平臺在項目設(shè)計時，完成拓撲設(shè)計及配置后，將會根據(jù)策略檢測連接是否正常，如果配置正確，連接正常則導(dǎo)線顯示綠色，異常顯示紅色。在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時，各個設(shè)備連接正確，圖標右上角顯示綠色小圓點，連接錯誤則顯示紅色小圓點，下方顯示當前項目設(shè)備連接已完成情況。便于學(xué)生調(diào)試系統(tǒng)，快速找到故障，也便于指導(dǎo)教師及時掌握學(xué)生項目進展情況和遇上的問題，及時給出針對性的指導(dǎo)。

3.自動生成應(yīng)用軟件APP

IOT云服務(wù)平臺獨創(chuàng)性地開發(fā)了一套應(yīng)用軟件定制系統(tǒng)，根據(jù)項目教學(xué)驅(qū)動，自動生成定制APP，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢和反向控制。

4硬件設(shè)備數(shù)據(jù)化、平臺硬件無關(guān)化

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)在IOT云服務(wù)上的數(shù)據(jù)可以分為三個層次：

上述過程將通過大數(shù)據(jù)服務(wù)、變量和控制策略，將物理量數(shù)據(jù)和應(yīng)用層的數(shù)據(jù)使用做了隔離，實現(xiàn)了硬件的數(shù)據(jù)化，應(yīng)用的硬件無關(guān)化。只要硬件在工作，數(shù)據(jù)庫里本硬件的數(shù)據(jù)就一直在刷新，每位用戶都可以通過調(diào)用這些硬件數(shù)據(jù)，保證課程的延續(xù)性。

因此，硬件數(shù)據(jù)化、使得應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計無關(guān)乎硬件，所有學(xué)生都可以使用同個設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，設(shè)計各種應(yīng)用系統(tǒng)，適合設(shè)備數(shù)有限的實驗室?；蛘呃蠋熆梢詫⑺械脑O(shè)備數(shù)據(jù)化之后，讓學(xué)生共同使用，實現(xiàn)超高復(fù)雜度的項目設(shè)計。

5數(shù)據(jù)多維度查詢和數(shù)據(jù)可視化

IOT云服務(wù)平臺采用分布式緩存和云存儲技術(shù)，保障高并發(fā)的數(shù)據(jù)接入、存儲的可靠性和安全性，系統(tǒng)提供基于海量數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和分析服務(wù)，滿足用戶多維度的查詢和數(shù)據(jù)可視化。

6\支持教師全局在線管理

在IOT云服務(wù)平臺，老師可直接查看學(xué)生的項目設(shè)計情況，可以對項目設(shè)計過程提供指導(dǎo)。同時，在IOT云服務(wù)平臺下，學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)作業(yè)提交將變得前所未有的清晰、方便：

7支持二次開發(fā)

A. IOT創(chuàng)新實踐平臺硬件模塊內(nèi)部預(yù)留有開發(fā)接口及空余位置，支持二次開發(fā)

B.通過API開發(fā)自己的云服務(wù)前端系統(tǒng)

IOT云服務(wù)提供豐富的開放API接口，支持標準的xml和json數(shù)據(jù)格式，動手能力較強的學(xué)生可以通過API接口，自己設(shè)計和開發(fā)出一套物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)。詳盡的API接口文檔，可以指導(dǎo)您進行設(shè)備注冊、從數(shù)據(jù)庫獲取實時和歷史數(shù)據(jù)、調(diào)用API接口控制執(zhí)行器等

產(chǎn)品特點

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)由各種輔助設(shè)備、感知控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、網(wǎng)關(guān)、組態(tài)軟件、IOT云服務(wù)、應(yīng)用軟件等構(gòu)成具有完整物聯(lián)網(wǎng)四層架構(gòu)模型的實踐教學(xué)平臺，充分將職業(yè)教育教學(xué)需求、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特點、工程實踐能力要求相結(jié)合，教師、學(xué)生都可以根據(jù)實際情況進行課程規(guī)劃、設(shè)備、項目、實現(xiàn)方式、學(xué)習(xí)內(nèi)容、二次開發(fā)拓展等的靈活選擇，讓學(xué)生平時的訓(xùn)練跟企業(yè)崗位能力要求“零”距離，學(xué)崗融合，真正做到“做中學(xué)”、“學(xué)中做”。本產(chǎn)品具有以下幾個特點：

模塊化的實踐設(shè)備

物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)將完整的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系進行解離，拆分成一個個獨立的技術(shù)點（知識點），低年級的同學(xué)進行物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)時，需要一個知識點一個知識點的學(xué)習(xí)，往往不需要太復(fù)雜的設(shè)備，但需要能夠?qū)^程更加清楚的認識和對該知識點進行擴展。模塊化的設(shè)計就能較好的滿足這一需求。

可重構(gòu)的實踐系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)的各種模塊之間遵循通用的接口、電氣和數(shù)據(jù)接口，各個模塊可以自由組合，重新構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。各個通信DTU、傳感器、執(zhí)行器、控制模塊的擴展接口都可以相互對接，通過組合感知、控制、執(zhí)行、通信、軟件自定義等軟硬件模塊，實現(xiàn)分離知識點到物聯(lián)網(wǎng)知識體系的構(gòu)建，系統(tǒng)集成的和行業(yè)應(yīng)用應(yīng)用規(guī)劃設(shè)計的實踐。

程化的實踐設(shè)備

物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)選用當前主流的工業(yè)級器件作為核心元器件，設(shè)備外觀、接口、電氣參數(shù)等方面均采用工業(yè)標準，將供電、通信、接口、傳感器、執(zhí)行器等拆分出來單獨開發(fā)成工業(yè)應(yīng)用模塊，讓學(xué)生在訓(xùn)練過程中更加清楚系統(tǒng)的各個部分組成，便于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備選型、系統(tǒng)集成等能力，學(xué)生可以根據(jù)應(yīng)用場景實際需要、當前條件擇優(yōu)選擇系統(tǒng)架構(gòu)、供電方式、通信方式、傳感器類型等，最大程度的貼近真實應(yīng)用，真正訓(xùn)練學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

擴展的實踐平臺

物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)各個模塊獨立、統(tǒng)一的接口標準、軟件開放API易于擴展或接入其他系統(tǒng)平臺。同時設(shè)計有通用繼電器控制模塊、紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊、模擬量采集器、數(shù)字量采集器、語音控制模塊等，易于集成現(xiàn)有的大部分設(shè)備，便于系統(tǒng)進一步的擴展。

教學(xué)資源系列化

從教學(xué)知識點、課程學(xué)時、教材課程設(shè)計、到實訓(xùn)項目和其他配套的軟性教學(xué)服務(wù)，內(nèi)容層次遞進，從基礎(chǔ)技術(shù)到行業(yè)應(yīng)用，從理論知識到實際操作訓(xùn)練，從技術(shù)層面到整個行業(yè)應(yīng)用項目方案掌握，本產(chǎn)品提供系列化教學(xué)服務(wù)體系。

課程設(shè)計多元化

結(jié)合中高職、本科院校的廣大學(xué)生的就業(yè)方向，以及企事業(yè)用人單位的招工崗位實際要求，本產(chǎn)品提供不同階梯的課程設(shè)計，滿足中高職、本科院校的廣大師生的教學(xué)需求。

A、中職學(xué)校：除理論知識外，側(cè)重于系統(tǒng)搭建、配置、安裝、調(diào)試與部品故障初判、簡單維修等；

B、高職、本科院校：在上述需求的基礎(chǔ)上，側(cè)重于軟硬件設(shè)計、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成等其他需求。

教學(xué)服務(wù)

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)支持開設(shè)以下類別課程：

課程類別

1電工電子類實踐課：電工電子技術(shù)實訓(xùn)、弱電供電系統(tǒng)實訓(xùn)、單片機技術(shù)實訓(xùn)、控制技術(shù)實訓(xùn)等。2傳感類實踐課：傳感器與傳感網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)、傳感器檢測技術(shù)實訓(xùn)、傳感器應(yīng)用實訓(xùn)等。3通信類實踐課：物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實驗/實訓(xùn)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)、局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)、計算機網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)等。4嵌入式類實踐課：Linux操作系統(tǒng)實訓(xùn)、Android操作系統(tǒng)實訓(xùn)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實訓(xùn)、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實訓(xùn)等。5軟件開發(fā)類：Android移動應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)、web前端技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)實訓(xùn)等。6 系統(tǒng)集成及行業(yè)應(yīng)用類：智能家居系統(tǒng)工程實訓(xùn)、綜合布線技術(shù)工程實訓(xùn)、智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計與實施實訓(xùn)等。

產(chǎn)品拓展

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)模塊化、接口通用化的硬件設(shè)計和獨特的軟件設(shè)計，使得系統(tǒng)可以很容易的進行拓展，通過增加傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、輔助設(shè)備等硬件設(shè)備，在軟件上重新添加和定義硬件，選擇設(shè)計軟件界面就可以將系統(tǒng)變成智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)、智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)系統(tǒng)、智慧城市實訓(xùn)系統(tǒng)、智能環(huán)保實訓(xùn)系統(tǒng)等實訓(xùn)平臺。以最小的成本滿足不同的用戶需求，解決用戶后期升級改造的難題。

智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)

智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)上簡化基礎(chǔ)技術(shù)實訓(xùn)模塊，選配大量具有代表性的智能家居行業(yè)應(yīng)用模塊，可以完成智慧照明、智慧安防、智能影音、智能暖通、環(huán)境監(jiān)測與改善、生活安全、智能門窗等功能，實現(xiàn)智能家庭、智慧辦公、智慧社區(qū)、智慧酒店、智慧養(yǎng)老等場景應(yīng)用，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)智能家居方向提供比較健全的行業(yè)應(yīng)用工程實訓(xùn)支撐

實訓(xùn)課程內(nèi)容

局域網(wǎng)絡(luò)的搭建與部署

CAD、VISIO工程制圖

wifi、紅外協(xié)議、315、433協(xié)議解析

zigbee協(xié)議解析

感知設(shè)備、智能設(shè)備產(chǎn)品選型

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

物聯(lián)工程設(shè)計與實施

招投標方案制作

智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)系統(tǒng)

智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上簡化了基礎(chǔ)技術(shù)實訓(xùn)模塊，增加大量具有代表性的智能農(nóng)業(yè)行業(yè)應(yīng)用模塊，可以完成智慧農(nóng)業(yè)大屏、土壤墑情檢測、智能蟲情監(jiān)測、災(zāi)情、苗情監(jiān)測、氣象環(huán)境監(jiān)測、聯(lián)動設(shè)備遠程控制、農(nóng)產(chǎn)品溯源、電商系統(tǒng)等功能，實現(xiàn)養(yǎng)殖、種植等農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)智慧農(nóng)業(yè)方向提供比較健全的行業(yè)應(yīng)用工程實訓(xùn)支撐。

實訓(xùn)課程內(nèi)容

局域網(wǎng)絡(luò)的搭建與部署

智慧農(nóng)業(yè)大屏的組建

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與檢測

ZigBee、modbus、NB、LORA協(xié)議的學(xué)習(xí)

GIS系統(tǒng)的熟悉

CAD、VISIO工程制圖

感知設(shè)備、智能設(shè)備產(chǎn)品選型

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

物聯(lián)工程設(shè)計與實施

招投標方案制作

智慧城市實訓(xùn)系統(tǒng)

智慧城市實訓(xùn)平臺在物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)上簡化了基礎(chǔ)技術(shù)實訓(xùn)模塊，增加大量具有代表性的智慧城市行業(yè)應(yīng)用模塊，可以完成智慧路燈、智慧電梯、智慧井蓋、城市內(nèi)澇排水、智慧管廊、智慧消防等城市應(yīng)用場景，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)智慧城市方向提供比較健全的行業(yè)應(yīng)用工程實訓(xùn)支撐。

實訓(xùn)課程內(nèi)容

局域網(wǎng)絡(luò)的搭建與部署智慧城市監(jiān)控中心的組建智慧城市數(shù)據(jù)采集與檢測以太網(wǎng)、modbus、NB、LORA協(xié)議的學(xué)習(xí)感知設(shè)備、智能設(shè)備產(chǎn)品選型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)物聯(lián)工程設(shè)計與實施