1、大家好大家好高校物联网实验室建设初探2011.04.25 主要内容主要内容 物联网专业实验室需求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，将拉动各国经备制造及软件应用等行业，将拉动各国经济的发展济的发展作为新一轮的信息技术革命，物联网已经作为新一轮的信息技术革命，物联网已经上升为国家战略，温总理曾在上升为国家战略，温总理曾在2011政府工政府工作报告中指示：促进物联网示范应用作报告中指示：促进物联网示范应用高校作为培养高层次人才的高校作为培养高层次人才的“主战场主战场”，应针对性地设置应针对性地设置“物联网工程物
2、联网工程”相关专业相关专业，有目标地培养，有目标地培养“物联网工程物联网工程”专门人才专门人才物联网的广阔前景引起了产业链上各行业物联网的广阔前景引起了产业链上各行业的青睐，我国已有的青睐，我国已有60多所高校设置了本科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物联网专业，有些学校的物联网专业已招收收2届本科生了届本科生了物联网的战物联网的战略需求及人略需求及人才培养需求才培养需求使实验室建使实验室建设迫在眉睫设迫在眉睫建哪些？建哪些？如何建？如何建？1.1 物联网实验室建设的迫切物联网实验室建设的迫切性性物联网专业实验室需求分析物联网专业实验室需求分析物联网专业特点物联网专业特点
3、物联网专业培养要求物联网专业培养要求物联网实验室建设目标物联网实验室建设目标物联网专业实物联网专业实验室需求分析验室需求分析 物联网是典型的交叉学科，涉及电子、计算机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、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、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、无线传要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及感网络以及3G无线网络设计等最新技术无线网络设计等最新技术 物联网不同于其它专
4、业，是现有信息技术综合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，它的呈现形式是集成化的产物，它的呈现形式是“一个实际落一个实际落地的应用系统地的应用系统”物联网专业特点物联网专业特点 1.2 物联网专业实验室需求分析物联网专业实验室需求分析 物联网专业应用的多样性，要求我们必须培物联网专业应用的多样性，要求我们必须培养宽口径人才养宽口径人才 要重视基础训练，同时，要求培养应用系统要重视基础训练，同时，要求培养应用系统综合开发能力综合开发能力 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，定不够的，一定要立足实践
5、，从应用入手，要落地要落地物联网专业培养要求物联网专业培养要求 1.2 物联网专业实验室需求分析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，鼓励创新精神机会，鼓励创新精神物联网实验室建设目标物联网实验室建设目标 主要内容主要内容 物联网专业实验室建设需求分析生产实习生产实习专业群认识专业群
6、认识u基础课程实验基础课程实验u课程设计课程设计竞赛活动竞赛活动毕业设计毕业设计科研创新科研创新 2.1 物联网专业实验教学环节分析物联网专业实验教学环节分析2.1.1 新生认识专业群新生认识专业群观与思同在观与思同在2.1.2 生产实习生产实习观与思同在观与思同在2.1.3 专业基础学习专业基础学习学与做同行学与做同行谚语：谚语：“我听到的会忘掉，我看到我听到的会忘掉，我看到的能记住，我做过的才真正明白的能记住，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，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识和能力，为更新教学内
7、容和方法提供了实践的平台。法提供了实践的平台。竞赛对竞赛对“创新创新”、“理论付诸实理论付诸实践践”、“团队合作团队合作”三个方面的三个方面的有积极的帮助有积极的帮助促进学校的基础知识教育和提高促进学校的基础知识教育和提高学生综合能力学生综合能力2.1.4 学科竞赛学科竞赛促进增长促进增长参加全国大学生电子参加全国大学生电子设计竞赛，它涉及了很设计竞赛，它涉及了很多物联网基础内容，从多物联网基础内容，从发展趋势看，后期也会发展趋势看，后期也会有物联网方向相关的题有物联网方向相关的题目目组织开展校内或基础组织开展校内或基础单科竞赛，普及受众面单科竞赛，普及受众面，例如单片机应用竞赛，例如单片机应
8、用竞赛、zigbee芯片应用竞赛芯片应用竞赛组织开展创意型竞赛组织开展创意型竞赛，学生自己命题，时间，学生自己命题，时间适当延长，先交论文，适当延长，先交论文，后评作品，类似挑战杯后评作品，类似挑战杯指导力量不足指导力量不足学生作为主体学生作为主体参与的科研活动，参与的科研活动，往往离不开教师往往离不开教师的指导；的指导；激烈的竞争环激烈的竞争环境使教师教学科境使教师教学科研任务繁重，难研任务繁重，难于抽出太多时间于抽出太多时间为学生提供高质为学生提供高质量的指导量的指导科研载体有限科研载体有限场所、设备场所、设备有限有限可以参考的、可以参考的、规范的创新流规范的创新流程和技术文档程和技术文档
9、少少可以借助的可以借助的技术支持力量技术支持力量少少-教师教师去去公司公司参加参加培训，培训，工程师来校园工程师来校园开展开展讲座、讲座、培训培训；-建立完善建立完善的的应用实训应用实训中心，丰富实训项目中心，丰富实训项目软软、硬件硬件资源；资源；-加快开放性实验室建设加快开放性实验室建设-先开展先开展微创新微创新，再，再实实施施创新创新2.1.5 科研创新科研创新典型问题典型问题科技成就梦想科技成就梦想 创新引领未来创新引领未来 谚语：谚语：学书不比临古人，必堕恶道学书不比临古人，必堕恶道实训项目的要求 典型的项目最好来自业界，且高于业界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
10、，设计文档、实习题目的源代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教师可以通过参考源代码快速掌握项目核心内容以及系统功能的实现过程，便于在指导学生进行实践及系统功能的实现过程，便于在指导学生进行实践活动活动 微创新微创新临摹业界成熟实训项目临摹业界成熟实训项目2.1.6 毕业设计毕业设计学与做同行学与做同行针对高校
11、的行业特点，建立特针对高校的行业特点，建立特定行业应用的大中型系统实训定行业应用的大中型系统实训中心。提供中心。提供专业认识、科技创专业认识、科技创新、科研、毕业设计等内容新、科研、毕业设计等内容综合演示实训综合演示实训类类构建通用典型的物联网小型系构建通用典型的物联网小型系统以及中规模应用系统。提供统以及中规模应用系统。提供专业认识、课程设计、科技竞专业认识、课程设计、科技竞赛及创新相关的实验服务赛及创新相关的实验服务应用实训类应用实训类提供学科基础课程实验，进行提供学科基础课程实验，进行专业基础、专业基础、课程设计等专业基课程设计等专业基本能力培养本能力培养基础教学实验基础教学实验类类2.
12、2 高校物联网专业实验内容设置高校物联网专业实验内容设置n 传感器实验室传感器实验室n 单片机实验室单片机实验室n FPGA实验室实验室n 嵌入式系统室嵌入式系统室n RFID实验室实验室n 计算机编程实验室计算机编程实验室n 计算机网络实验室计算机网络实验室物联网物联网实验室群实验室群基础实基础实验中心验中心应用应用实训中心实训中心u智能停车管理实训室智能停车管理实训室u智能农业实训室智能农业实训室u智能建筑实训室智能建筑实训室u智能物流实训室智能物流实训室u智能电网实训室智能电网实训室l智能家居系统智能家居系统l智能安防系统智能安防系统l智能消防系统智能消防系统l智能门禁系统智能门禁系统l
13、智能教室系统智能教室系统l智能校园系统智能校园系统l智能家校通系统智能家校通系统l实验设备智能管理系统实验设备智能管理系统2.3 高校物联网专业实验室架构高校物联网专业实验室架构 主要内容主要内容 物联网专业实验室建设需求分析物联网专业实验室建设需求分析u 温室大棚实训系统温室大棚实训系统u 停车管理实训系统停车管理实训系统 物联网基础实验平台物联网基础实验平台 3G实验平台、实验平台、FPGA实验平台实验平台 嵌入式系统、单片机开发实验箱嵌入式系统、单片机开发实验箱 竞赛、创新实训套件竞赛、创新实训套件物联网物联网实验设备实验设备分类分类 综合演示综合演示实训类实训类 应用实训应用实训类类
14、基础教基础教学类学类3 物联网实验类型与解决方案物联网实验类型与解决方案3.1 综合演示实训中心综合演示实训中心智能家居智能家居功功能能 楼宇对讲、安防楼宇对讲、安防 视频监控视频监控 室内灯光、窗帘控制室内灯光、窗帘控制 家电控制家电控制 家用电器远程操控家用电器远程操控 访客环境、灾害远程访客环境、灾害远程监控与报警监控与报警 老人健康监测老人健康监测 家庭能源管理家庭能源管理 社区信息查询与服务社区信息查询与服务融合多种物联网技融合多种物联网技术，背景熟悉，适术，背景熟悉，适合各类院校采用。合各类院校采用。多个子系统、模块多个子系统、模块化，丰俭由人化，丰俭由人具有典型物联网整具有典型物
15、联网整体解决方案特征体解决方案特征特特点点技术架构技术架构凌阳综合演示实训中心解决方案凌阳综合演示实训中心解决方案 涵盖了丰富的物涵盖了丰富的物联网技术联网技术 涉及电子技术、传感器技术、单片机、无线传感网涉及电子技术、传感器技术、单片机、无线传感网RFID技术、嵌入式网关、中间件、电机控制、计算机、技术、嵌入式网关、中间件、电机控制、计算机、网络通讯、音视频多媒体技术网络通讯、音视频多媒体技术 物联网理论实际物联网理论实际应用的经典集成应用的经典集成 通过网络管理家居设备，如家电、照明、窗帘控制；通过网络管理家居设备，如家电、照明、窗帘控制；指纹身份识别；图像采集与编解码、图像留言；声音指纹
16、身份识别；图像采集与编解码、图像留言；声音采集与编解码；室内外遥控、定时控制；电话、计算采集与编解码；室内外遥控、定时控制；电话、计算机远程控制机远程控制有众多子系统，适有众多子系统，适合综合演示实训合综合演示实训 通过多中子系统的实训提升学生的工程实践能力通过多中子系统的实训提升学生的工程实践能力 提高学生对实际物联网应用项目的整体认识与把握提高学生对实际物联网应用项目的整体认识与把握智能家居综合演示实训中心特点智能家居综合演示实训中心特点u 60个专业认识、生产个专业认识、生产实习体验式实训项目实习体验式实训项目u 30个课程实习项目个课程实习项目u 10个科技创新项目个科技创新项目u 6
17、个深度开发方案个深度开发方案四个层次的实验，四个层次的实验，100个大小不个大小不同的项目，方便教师因时施教同的项目，方便教师因时施教高品质的标准化文档高品质的标准化文档资料，简洁、易读资料，简洁、易读免费技术支持与服务免费技术支持与服务免费提供凌阳免费提供凌阳正版开发工具正版开发工具u 设计说明书（电路原设计说明书（电路原理图、程序流程图、安理图、程序流程图、安装测试说明）装测试说明）u 提供体验实践和课程提供体验实践和课程实习的全部规范源代码实习的全部规范源代码u 凌阳教育对师资提供凌阳教育对师资提供专业培训专业培训u 工程师及驻地公司代工程师及驻地公司代表提供快速响应支持表提供快速响应支
18、持u 支持校企合作支持校企合作智能家居综合演示实训中心优势智能家居综合演示实训中心优势3.2 应用实训中心应用实训中心解决方案解决方案RFID智能智能车辆管理车辆管理实训系统实训系统智能温室智能温室控制实训控制实训系统系统应用实训中心应用实训中心举例举例3.2.1 智能温室控制实训系统需求分析智能温室控制实训系统需求分析主要功能主要功能应用物联网技术，通过对影响应用物联网技术，通过对影响植物生长的光照、湿度、温度植物生长的光照、湿度、温度等几个重要因素进行实时的智等几个重要因素进行实时的智能化监测和控制，并通过手机能化监测和控制，并通过手机短信通知农户，实现了现代化短信通知农户，实现了现代化低
19、能耗的农业生产低能耗的农业生产涵盖技术涵盖技术传感器技术传感器技术单片机技术单片机技术嵌入式技术嵌入式技术网络技术网络技术传感网技术传感网技术自动控制自动控制 凌阳物联网智能温室控制实训系统凌阳物联网智能温室控制实训系统u系统监测功能系统监测功能温、湿度、温、湿度、光照度监测光照度监测 安防监测功能安防监测功能 视频监测功能视频监测功能 局域网远程访问局域网远程访问 GPRS访问访问控制参数设定及浏览控制参数设定及浏览显示实时数据曲线显示实时数据曲线存储显示历史数据存储显示历史数据/曲线曲线u 硬件资源硬件资源温度传感器温度传感器湿度传感器湿度传感器光照度传感器光照度传感器红外感应传感器红外感
20、应传感器烟雾探测传感器烟雾探测传感器噪声噪声/声音传感器声音传感器金属探测传感器金属探测传感器超声波测距传感器超声波测距传感器u 系统控制功能系统控制功能控制风扇散热控制风扇散热控制环境升温控制环境升温控制空气加湿控制空气加湿实验内容实验内容5个层次个层次34个进阶实验个进阶实验因时、因材施教因时、因材施教15个单片机实验个单片机实验4个温室传感器实验个温室传感器实验4个个ZigBee 操作系统实操作系统实验验5个个ZigBee 2006协议栈协议栈实验实验5个嵌入式网关实验个嵌入式网关实验1个物联网综合实验个物联网综合实验九大实训功能九大实训功能 温、湿度监控功能温、湿度监控功能 控制风扇散
21、热功能控制风扇散热功能 控制环境升温功能控制环境升温功能 控制空气加湿功能控制空气加湿功能 安防监测功能安防监测功能 光照度监测功能光照度监测功能 视频监测功能视频监测功能 局域网远程访问与控制局域网远程访问与控制 GPRS网络访问与控制网络访问与控制 控制参数设定及浏览控制参数设定及浏览 显示实时数据曲线显示实时数据曲线存储显示历史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凌阳物联网智能温室控制实训系统特点3.2.2物联网物联网RFID智能车辆管理系统智能车辆管理系统 需求分析需求分析身份识别身份识别语音提示语音提示道闸自动控制道闸自动控制 信息记录信息记录图像摄取图像
22、摄取 满位显示满位显示视频监控视频监控ETC无人管理无人管理电子钱包电子钱包自动计费自动计费 时间显示时间显示Inter网远程访问网远程访问 手机远程访问手机远程访问Wifi无线网络技术无线网络技术RFID技术技术嵌入式系统技术嵌入式系统技术图像处理等技术图像处理等技术语音单片机语音单片机传感器信息采集传感器信息采集电机控制电机控制 凌阳智能车辆管理实训系统平台凌阳智能车辆管理实训系统平台规范的文档资料规范的文档资料开发说明书开发说明书组装测试说明组装测试说明使用说明书使用说明书全部规范的源代码全部规范的源代码（含单片机、嵌入式、（含单片机、嵌入式、智能车代码）智能车代码）可完成可完成科技创新
23、科技创新竞赛活动竞赛活动毕业设计毕业设计专业认识专业认识拓展可完成拓展可完成智能交通管理智能交通管理车牌照识别车牌照识别无人驾驶车辆无人驾驶车辆救灾机器人救灾机器人GPS货车追踪货车追踪 可完成可完成车辆检测识别车辆检测识别匝道控制匝道控制智能小车功能智能小车功能自动寻迹自动寻迹自动蔽障自动蔽障速度检测速度检测3.3 基础实验中心基础实验中心TextFPGA实验平台实验平台双核嵌入双核嵌入式平台式平台基础实验基础实验系列设备系列设备物联网物联网实验平台实验平台电子竞赛电子竞赛实训套件实训套件单片机单片机平台平台3G技术技术实验平台实验平台电子竞赛电子竞赛实训套件实训套件3.3.1 物联网实验物
24、联网实验平台需求分析平台需求分析 传感器数传感器数据采集短据采集短距离通讯距离通讯网关网关查询型应用查询型应用智能检索智能检索远程抄表远程抄表扫描型应用扫描型应用手机钱包手机钱包ETC收费收费控制型应用控制型应用农业大棚农业大棚路灯控制路灯控制 监控型应用监控型应用物流监控物流监控污染监控污染监控凌阳物联网实验平台凌阳物联网实验平台方案方案硬件资源硬件资源实验内容实验内容技术支持技术支持与服务与服务u凌阳教育提供专业凌阳教育提供专业化师资培训化师资培训u丰富的资料丰富的资料u支持校企合作支持校企合作u工程师及驻地公司工程师及驻地公司代表提供快速响应代表提供快速响应支持支持12种传感器种传感器控
25、制执行功能控制执行功能语音人机交互语音人机交互自带电源供电自带电源供电模块化设计模块化设计易于扩展创新易于扩展创新5个层次、个层次、34个进阶实验个进阶实验，因时、因材施教，因时、因材施教u15个单片机基础实验个单片机基础实验u4个温室传感器实验个温室传感器实验u9个个ZigBee协议实验协议实验u5个嵌入式网关实验个嵌入式网关实验u1个物联网综合实验个物联网综合实验u原创实验指导书原创实验指导书 基础实验基础实验 课程设计课程设计 科技创新科技创新 竞赛活动竞赛活动 毕业设计毕业设计 专业认识专业认识物联网物联网实验平台实验平台应用拓展应用拓展凌阳物联网实验平台凌阳物联网实验平台功能特点功能
26、特点应用层应用层传输层传输层3.3.2 3G技术应用实验平台需求分析技术应用实验平台需求分析1 应用层应用层2 传输层传输层3.3.2 3G技术应用实验平台需求分析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应用开发
27、项目专业教学设备 凌阳凌阳3G技术应用实验开发平台技术应用实验开发平台 提供专业化师资培训，提供快速响应技术支持，提供专业化师资培训，提供快速响应技术支持，支持校企合作，帮助学生完成：支持校企合作，帮助学生完成：科技创新、竞赛活动、毕业设计、专业认识科技创新、竞赛活动、毕业设计、专业认识 双核心凌阳双核心凌阳3G芯片芯片MMW8100A和三星和三星S3C6410 双显示、双摄像头、多种通讯接口，如双显示、双摄像头、多种通讯接口，如3G、以太、以太网、网、Wifi、蓝牙，还有红外、蓝牙，还有红外、GPS功能功能 提供提供3D重力传感器、重力传感器、SD卡、卡、SDHC高速卡、高速卡、SATA大大
28、容量硬盘容量硬盘 硬件资源硬件资源 技术支技术支持与服务持与服务30个基于个基于Android操作系统操作系统 的的 进阶实验进阶实验可因时施教、因材施教可因时施教、因材施教满足复杂应用层、传输层物联网开发、学习满足复杂应用层、传输层物联网开发、学习 实验内容实验内容凌阳凌阳3G技术应用实验开发平台技术应用实验开发平台 3.3.3 FPGA实验教学平台需求分析实验教学平台需求分析“唐芯一号唐芯一号”感知层：感知层：IC设计或者验证、视频采集节点设计或者验证、视频采集节点 传输层：通讯设备传输层：通讯设备 应用层：设备开发应用层：设备开发凌阳凌阳FPGA实验箱实验箱原厂使用的原厂使用的FPGAF
29、PGA实验箱，助您的实验箱，助您的ICIC设计之路不再遥远！设计之路不再遥远！凌阳凌阳FPGA实验平台实验平台 硬件资源硬件资源实验内容实验内容技术支持技术支持与服务与服务62个个实验实验18个个EDA实验实验23个个FPGA实验实验11个个SOPC实验实验8个操作系统实验个操作系统实验2个综合实验个综合实验31个模块个模块165万门芯片万门芯片独一无二的独一无二的S+core内核内核满足复杂应用满足复杂应用层、传输层开层、传输层开发、学习需要发、学习需要提供专业化提供专业化师资培训师资培训提供快速响提供快速响应支持应支持支持校企合支持校企合作作3.3.4 双核嵌入式实验平台双核嵌入式实验平台
30、嵌入式技术的应用遍布物联网系统的各个层次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凌阳双核嵌入式系统实验箱u26个基础实验个基础实验u22个模块实验个模块实验11个操个操作系统实验作系统实验u 9个个GUI实验实验u 8个多媒体实验个多媒体实验u3个个eCos操作系统实验操作系统实验u24个个Linux操作系统实操作系统实验验1 ARM9和和S+core双核双核2 linux及及eCos双系统双系统3 30个模块个模块4 节约教学资源节约教学资源5 免费提供凌阳自己免费提供凌阳自己的的IDE 1 提供专业化师提供专业化师 资培训资培训2 提供快速响应提供快速响应 支持支持
31、3 支持校企合作支持校企合作硬件资源硬件资源特色特色技术支持技术支持拓展应用拓展应用u满足满足物联网物联网不同不同层次的开发层次的开发u基础教学基础教学u科技创新科技创新u毕业设计毕业设计u专业认识专业认识凌阳双核嵌入式系统实验箱凌阳双核嵌入式系统实验箱3.3.5 凌阳单片机实验箱凌阳单片机实验箱u经典的经典的16位单片机学习实验位单片机学习实验平台平台u300所院校在使用所院校在使用u语音处理功能，适合做语音语音处理功能，适合做语音结点，即需要语音播报、语结点，即需要语音播报、语音识别的场合音识别的场合u免费提供免费提供凌阳自主知识产权的凌阳自主知识产权的IDE资料丰富，已正式出版资料丰富，已正式出版书籍书籍40余本余本3.3.6 电子竞赛类实训套件电子竞赛类实训套件控制类训练套件控制类训练套件 波形控制类套件波形控制类套件 分析类训练套件分析类训练套件 显示类训练套件显示类训练套件 电源类训练套件电源类训练套件 通讯类训练套件通讯类训练套件 电子竞赛方案举例电子竞赛方案举例
