高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初探

1,高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初探,2011.04.25,2,主要內(nèi)容,1,2,3,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)解決方案舉例,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容、架構(gòu)分析,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需求分析,3,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈條涉及傳感器、芯片、設(shè)備制造及軟件應(yīng)用等行業(yè)，將拉動各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作為新一輪的信息技術(shù)革命，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，溫總理曾在2011政府工作報(bào)告中指示：促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用,高校作為培養(yǎng)高層次人才的“主戰(zhàn)場”，應(yīng)針對性地設(shè)置“物聯(lián)網(wǎng)工程”相關(guān)專業(yè)，有目標(biāo)地培養(yǎng)“物聯(lián)網(wǎng)工程”專門人才物聯(lián)網(wǎng)的廣闊前景引起了產(chǎn)業(yè)鏈上各行業(yè)的青睞，我國已有60多所高校設(shè)置了本科物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，有些學(xué)校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)已招收2屆本科生了,物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略需求及人才培養(yǎng)需求使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)迫在眉睫,建哪些？如何建？,1.1物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的迫切性,4,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需求分析,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要求,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo),物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需求分析,5,物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，涉及電子、計(jì)算機(jī)、測控與通信等多領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)知識物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的人才，不僅要掌握傳感器、微處理器、嵌入式技術(shù)和相應(yīng)的軟件技術(shù)，還要掌握無線通訊、高頻設(shè)計(jì)、低功耗、無線傳感網(wǎng)絡(luò)以及3G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等最新技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)不同于其它專業(yè)，是現(xiàn)有信息技術(shù)綜合集成化的產(chǎn)物，它的呈現(xiàn)形式是“一個實(shí)際落地的應(yīng)用系統(tǒng)”,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點(diǎn),1.2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需求分析,6,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用的多樣性，要求我們必須培養(yǎng)寬口徑人才要重視基礎(chǔ)訓(xùn)練，同時，要求培養(yǎng)應(yīng)用系統(tǒng)綜合開發(fā)能力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科，僅傳授技術(shù)是一定不夠的，一定要立足實(shí)踐，從應(yīng)用入手，要落地,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要求,1.2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需求分析,7,1.2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需求分析,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)重視基本應(yīng)用開發(fā)能力培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境能培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的整體把握的能力有條件的建立寬泛實(shí)驗(yàn)環(huán)境，增加學(xué)生選擇的機(jī)會，鼓勵創(chuàng)新精神,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo),8,主要內(nèi)容,1,2,3,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)解決方案舉例,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案分析,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需求分析,9,2.1物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)分析,10,2.1.1新生認(rèn)識專業(yè)群,新生入學(xué)后需要了解自己選擇的專業(yè)其它專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)：通常的做法是參觀專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或以PPT的形式向?qū)W生展示專業(yè)的發(fā)展史及其對人類生活的影響，使學(xué)生獲得對自己專業(yè)的初步認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新生事物，專業(yè)發(fā)展歷史很少，還沒有規(guī)模成功的應(yīng)用案例。使新生了解物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)需要新的解決方案：根據(jù)學(xué)校所處行業(yè)特點(diǎn)，建立特定行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)“綜合演示實(shí)訓(xùn)中心”通過參觀物聯(lián)網(wǎng)綜合演示實(shí)訓(xùn)中心，“觀看后思考”，使學(xué)生獲得對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)及其應(yīng)用的整體認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對自己專業(yè)的興趣,觀與思同在,11,2.1.2生產(chǎn)實(shí)習(xí),其他專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)通常帶領(lǐng)學(xué)生到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行參觀見習(xí)，使學(xué)生了解必要的專業(yè)生產(chǎn)知識和專業(yè)管理知識，獲得對本專業(yè)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域較深刻的感觀認(rèn)識新興的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)可供學(xué)生去工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行參觀見習(xí)的機(jī)會很少。需要新的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)習(xí)解決辦法：建立“物聯(lián)網(wǎng)綜合演示實(shí)訓(xùn)中心”讓學(xué)生“體驗(yàn)實(shí)踐”利用地方政府建立的物聯(lián)網(wǎng)示范基地學(xué)校自建或者校企合作共建實(shí)訓(xùn)中心,觀與思同在,12,2.1.3專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)學(xué)與做同行,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)工程性更強(qiáng)，對培養(yǎng)人才的動手能力有較高要求，因此，需要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建議一：完善豐富專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，滿足多樣化需求建議二：豐富課程設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)制作課程設(shè)計(jì)套件，如果指導(dǎo)教師時間緊，可以采用第三方的提供的產(chǎn)品方案,諺語：“我聽到的會忘掉，我看到的能記住，我做過的才真正明白”,13,競賽對校內(nèi)課程體系改革有推動，它進(jìn)一步開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，為更新教學(xué)內(nèi)容和方法提供了實(shí)踐的平臺。,競賽對“創(chuàng)新”、“理論付諸實(shí)踐”、“團(tuán)隊(duì)合作”三個方面的有積極的幫助,促進(jìn)學(xué)校的基礎(chǔ)知識教育和提高學(xué)生綜合能力,2.1.4學(xué)科競賽促進(jìn)增長,14,2.1.5科研創(chuàng)新,典型問題,科技成就夢想創(chuàng)新引領(lǐng)未來,15,實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的要求典型的項(xiàng)目最好來自業(yè)界，且高于業(yè)界有規(guī)范的功能規(guī)格書，設(shè)計(jì)文檔、實(shí)習(xí)題目的源代碼供學(xué)生臨摹，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)、變化、創(chuàng)新既能培養(yǎng)良好的物聯(lián)網(wǎng)工程師職業(yè)素養(yǎng)，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，減輕教師負(fù)擔(dān)教師可以通過參考源代碼快速掌握項(xiàng)目核心內(nèi)容以及系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)過程，便于在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動,微創(chuàng)新臨摹業(yè)界成熟實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,16,其他專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目、完成教師自擬的題目或者到企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)新興的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新事物、專業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累不足、項(xiàng)目案例少。物聯(lián)網(wǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)可行、高效的解決方案是：校企合作：“走出去，請進(jìn)來”建立開放的“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)中心”以及“物聯(lián)網(wǎng)綜合演示實(shí)訓(xùn)中心”采用實(shí)訓(xùn)平臺提供的開發(fā)流程、規(guī)范化文檔以及豐富的資料，可以提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率，縮短畢業(yè)生到職業(yè)化工程師的差距,2.1.6畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)與做同行,17,2.2高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置,18,傳感器實(shí)驗(yàn)室單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室FPGA實(shí)驗(yàn)室嵌入式系統(tǒng)室RFID實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)編程實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室,智能停車管理實(shí)訓(xùn)室智能農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)室智能建筑實(shí)訓(xùn)室智能物流實(shí)訓(xùn)室智能電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室,2.3高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu),19,主要內(nèi)容,1,2,3,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)解決方案舉例,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案分析,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需求分析,20,3物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)類型與解決方案,21,第21頁,3.1綜合演示實(shí)訓(xùn)中心智能家居,樓宇對講、安防視頻監(jiān)控室內(nèi)燈光、窗簾控制家電控制家用電器遠(yuǎn)程操控訪客環(huán)境、災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)控與報(bào)警老人健康監(jiān)測家庭能源管理社區(qū)信息查詢與服務(wù),技術(shù)架構(gòu),22,凌陽綜合演示實(shí)訓(xùn)中心解決方案,23,智能家居綜合演示實(shí)訓(xùn)中心特點(diǎn),24,60個專業(yè)認(rèn)識、生產(chǎn)實(shí)習(xí)體驗(yàn)式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目30個課程實(shí)習(xí)項(xiàng)目10個科技創(chuàng)新項(xiàng)目6個深度開發(fā)方案,四個層次的實(shí)驗(yàn)，100個大小不同的項(xiàng)目，方便教師因時施教,高品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化文檔資料，簡潔、易讀,免費(fèi)技術(shù)支持與服務(wù),免費(fèi)提供凌陽正版開發(fā)工具,設(shè)計(jì)說明書（電路原理圖、程序流程圖、安裝測試說明）提供體驗(yàn)實(shí)踐和課程實(shí)習(xí)的全部規(guī)范源代碼,凌陽教育對師資提供專業(yè)培訓(xùn)工程師及駐地公司代表提供快速響應(yīng)支持支持校企合作,智能家居綜合演示實(shí)訓(xùn)中心優(yōu)勢,25,3.2應(yīng)用實(shí)訓(xùn)中心解決方案,RFID智能車輛管理實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),智能溫室控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),應(yīng)用實(shí)訓(xùn)中心舉例,26,3.2.1智能溫室控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)需求分析,主要功能應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對影響植物生長的光照、濕度、溫度等幾個重要因素進(jìn)行實(shí)時的智能化監(jiān)測和控制，并通過手機(jī)短信通知農(nóng)戶，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化低能耗的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),涵蓋技術(shù)傳感器技術(shù)單片機(jī)技術(shù)嵌入式技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳感網(wǎng)技術(shù)自動控制,27,凌陽物聯(lián)網(wǎng)智能溫室控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),系統(tǒng)監(jiān)測功能溫、濕度、光照度監(jiān)測安防監(jiān)測功能視頻監(jiān)測功能局域網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問GPRS訪問控制參數(shù)設(shè)定及瀏覽顯示實(shí)時數(shù)據(jù)曲線存儲顯示歷史數(shù)據(jù)/曲線,硬件資源溫度傳感器濕度傳感器光照度傳感器紅外感應(yīng)傳感器煙霧探測傳感器噪聲/聲音傳感器金屬探測傳感器超聲波測距傳感器,系統(tǒng)控制功能控制風(fēng)扇散熱控制環(huán)境升溫控制空氣加濕,28,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5個層次34個進(jìn)階實(shí)驗(yàn)因時、因材施教15個單片機(jī)實(shí)驗(yàn)4個溫室傳感器實(shí)驗(yàn)4個ZigBee操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)5個ZigBee2006協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)5個嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn)1個物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn),九大實(shí)訓(xùn)功能溫、濕度監(jiān)控功能控制風(fēng)扇散熱功能控制環(huán)境升溫功能控制空氣加濕功能安防監(jiān)測功能光照度監(jiān)測功能視頻監(jiān)測功能局域網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問與控制GPRS網(wǎng)絡(luò)訪問與控制控制參數(shù)設(shè)定及瀏覽顯示實(shí)時數(shù)據(jù)曲線存儲顯示歷史數(shù)據(jù)曲線,凌陽物聯(lián)網(wǎng)智能溫室控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)特點(diǎn),29,3.2.2物聯(lián)網(wǎng)RFID智能車輛管理系統(tǒng)需求分析,身份識別語音提示道閘自動控制信息記錄圖像攝取滿位顯示視頻監(jiān)控,ETC無人管理電子錢包自動計(jì)費(fèi)時間顯示Inter網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問手機(jī)遠(yuǎn)程訪問,Wifi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)RFID技術(shù)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)圖像處理等技術(shù)語音單片機(jī)傳感器信息采集電機(jī)控制,30,凌陽智能車輛管理實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平臺,規(guī)范的文檔資料開發(fā)說明書組裝測試說明使用說明書全部規(guī)范的源代碼（含單片機(jī)、嵌入式、智能車代碼）,可完成科技創(chuàng)新競賽活動畢業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)認(rèn)識,拓展可完成智能交通管理車牌照識別無人駕駛車輛救災(zāi)機(jī)器人GPS貨車追蹤,可完成車輛檢測識別匝道控制智能小車功能自動尋跡自動蔽障速度檢測,31,3.3基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心,Text,FPGA實(shí)驗(yàn)平臺,雙核嵌入式平臺,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)系列設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺,電子競賽實(shí)訓(xùn)套件,單片機(jī)平臺,3G技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺,電子競賽實(shí)訓(xùn)套件,32,3.3.1物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺需求分析,傳感器數(shù)據(jù)采集短距離通訊網(wǎng)關(guān),33,凌陽物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺方案,34,硬件資源,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,技術(shù)支持與服務(wù),凌陽教育提供專業(yè)化師資培訓(xùn)豐富的資料支持校企合作工程師及駐地公司代表提供快速響應(yīng)支持,12種傳感器控制執(zhí)行功能語音人機(jī)交互自帶電源供電模塊化設(shè)計(jì)易于擴(kuò)展創(chuàng)新,5個層次、34個進(jìn)階實(shí)驗(yàn)，因時、因材施教15個單片機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4個溫室傳感器實(shí)驗(yàn)9個ZigBee協(xié)議實(shí)驗(yàn)5個嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn)1個物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)原創(chuàng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)科技創(chuàng)新競賽活動畢業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)認(rèn)識,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺,應(yīng)用拓展,凌陽物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺功能特點(diǎn),35,應(yīng)用層傳輸層,3.3.23G技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)平臺需求分析,36,1應(yīng)用層2傳輸層,3.3.23G技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)平臺需求分析,37,MMW8100A凌陽3G工業(yè)級芯片,副顯示1.8寸LCD,電機(jī),麥克、耳機(jī)接口,TV接口,網(wǎng)口,3軸加速度,SATA硬盤,LED呼吸燈,500萬像素CMOS攝像頭,30萬像素CMOS攝像頭,S3C6410核心板,搖桿尋航按鍵,全鍵盤按鍵,串口,USB接口,藍(lán)牙模塊,GPS模塊,主顯示：7寸真彩TFTLED,鼠標(biāo)接口,Wi-Fi插槽,SD卡插槽,收音機(jī)模塊,國內(nèi)唯一支持通話、視頻、語音類3G應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目專業(yè)教學(xué)設(shè)備,凌陽3G技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺,38,凌陽3G技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺,39,3.3.3FPGA實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺需求分析,“唐芯一號”,感知層：IC設(shè)計(jì)或者驗(yàn)證、視頻采集節(jié)點(diǎn)傳輸層：通訊設(shè)備應(yīng)用層：設(shè)備開發(fā),40,凌陽FPGA實(shí)驗(yàn)箱,原廠使用的FPGA實(shí)驗(yàn)箱，助您的IC設(shè)計(jì)之路不再遙遠(yuǎn)！,41,凌陽FPGA實(shí)驗(yàn)平臺,42,3.3.4雙核嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺,嵌入式技術(shù)的應(yīng)用遍布物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的各個層次,43,凌陽雙核嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱,44,26個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)22個模塊實(shí)驗(yàn)11個操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)9個GUI實(shí)驗(yàn)8個多媒體實(shí)驗(yàn)3個eCos操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)24個Linux操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),1ARM9和S+core雙核2linux及eCos雙系統(tǒng)330個模塊4節(jié)約教學(xué)資源5免費(fèi)提供凌陽自己的IDE,1提供專業(yè)化師資培訓(xùn)2提供快速響應(yīng)支持3支持校企合作,硬件資源,特色,技術(shù)支持,拓展應(yīng)用,滿足物聯(lián)網(wǎng)不同層次的開發(fā)