中职院校物联网建设方案.doc

上海企想信息技术有限公司中职院校物联网建设方案目录1项目背景42专业建设思路83方案设计思路93.1设计思路93.2实训室布局113.3实训室产品配置123.4教学实训区133.4.1理论教学区133.4.2综合实训区143.4.3智能家居体验区263.4.4模拟应用区384.上海企想实验室增值服务解决方案444.1教学课程设计444.2校企合作454.2.1物联网校内企业实训基地建设-“校中企业”454.2.2物联网校外实训基地拓展与对接模式-“企中办校”464.2.3专家团队物联网技术指导和讲解共建模式464.2.4校企合作双向对接，资源共享合作464.2.5物联网职业技能大赛及专家研讨会464.2.6教程联合开发、创新课题申报475.项目实施计划485.1项目阶段485.2项目实施过程486.服务及培训496.1培训方式496.1.1现场应用培训496.1.2集中培训496.2基础理论培训496.3实验课程体系培训507.上海企想信息技术有限公司简介507.1上海企想信息技术有限公司拥有多项专利技术527.2上海企想信息技术有限公司编写多本教材及实训课件527.3荣誉资质537.4物联网智能家居实训室工程案例547.5企想的优势548.附录588.2 产品参数621 项目背景xx职业技术学院是(学校背景介绍销售自行添加或删除)物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命，是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的，其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系，而在其系统集成和应用端，可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。2009 年8月7日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表重要讲话：提出了“在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的传感信息中心或感知中国中心”的重要指示；2009年11月3日让科技引领中国可持续发展的讲话中，温家宝总理再次提出“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP 时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。2010年两会期间，物联网再次成为热议话题。随着感知中国战略的启动及逐步展开，中国物联网产业发展面临巨大机遇。目前，物联网技术还属于一个新兴技术，正在快速发展。学习与掌握物联网的技术理论，发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业。可以预见，在不久的将来，无线传感网络将给我们的生活带来革命性的变化。现今物联网用途广泛，遍及现代物流、智能家居、精细农牧业、智能交通、环境保护、政府工作、智能消防、工业监测等多个领域，社会对物联网技术方面的人才需求巨大。然而,处于政策高地中的物联网,却面临人才匮乏的巨大压力。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。据工信部统计，物联网主要领域均需要大量人才。据统计，2014年物联网人才缺口达2000万人。智能交通领域20万人。智能电网与新能源电力产业达到百万人。智能工业管理与自动化人才缺口约50万人。智能医疗超出100万。现代物流与智能仓储人才缺口20万人以上。智能环保需求30万。智能农业1000万人以上。无线传感网50万人。智能家居160万人。在此前提条件下，上海企想信息技术有限公司本着学校的办学宗旨和理念，与时俱进，以物联网发展技术为突破口将XX职业技术学院打造成全国一流的物联网实训基地。物联网人才培养基地。物联网高职高专师资培训基地等等。2 专业建设思路通过对学校的认知和了解，本公司结合学校的优势和整个市场的环境，通过专业团队做出了以下具有较强针对性的专业建设思路方案。物联网专业属于交叉应用学科，由于为新开专业，现有物联网专业设置学校和老师普遍存在对课程设置、课程设计诸多困惑。针对问题现状，企想拥有高端的物联网行业专家库资源、物联网教育领域专家团队资源、全球领先物联网技术应用企业专家库资源，可以为学校开设物联网专业课程提供专业的指导和建议，包括基础课、专业课、拓展课的教学内容合理划分与设计等，帮助学校建立适应专业技术发展趋势的科学化的课程设计方案。促进学校教学质量进一步提升。众所周知，目前的物联网实训产品厂家比较混杂，大部分都只是以卖硬件产品为主，产品单一，厂家规模和技术能力都无法保障，更无法谈及教学服务模式及创新。上海企想物联网实训产品涵盖了当前物联网技术的所有行业应用，专业为高校、高职、中职院校量身定制教学软硬件实训系统。以专业的实训产品为基础，以行业应用案例为背景，与德州仪器（Texas Instruments）TI公司（全球领先的教育产品解决方案提供商）、NXP公司（全球领先的物联网RFID芯片技术产品解决方案提供商）等几大国内外物联网技术应用前沿企业建立了良好的教学合作关系，可以为学校提供完善的实训产品解决方案服务，可以为学校提供贴身的技术服务与创新，可以为学校提供强大的行业专家教学与指导。改变原有固化的教学服务模式，为物联网教学建立新的教学服务模式创新标准，即立足教学行业、结合企业应用、整合专家资源的“三方联动”的创新型教学服务模式。上海企想专业致力于物联网教学领域研究，实训产品以自主研发创新为核心理念，整合行业内优势实训产品资源，实训产品软硬件系统采用模块化组合，可独立成为单个实训系统，也可自由组合搭建成具有自主特色的大的应用系统，学生和老师可以自由发挥，激发创新技术能力，所有软硬件系统提供丰富的产品资料，所有开发代码全部开源开放，供老师和学生进行二次开发和研究创新。物联网专业属于新开设专业，学生的就业方向和就业前景是学校和老师关注的重点，我们不但提供产品解决方案，提供技术服务保障，还为学校提供校企合作的就业服务创新模式。整合学校学生资源和企业岗位资源，为学生提供包括信息化行业、智能交通行业、零售业行业、通信行业等10多个行业的就业实习机会，目前已和国内外著名企业如三星、格力等建立了良好的物联网行业应用人力资源共建共享模式。通过上海企想的校企合作联盟平台，学校可以在第三方企业开展一系列的实训实习、顶岗实习活动，第三方企业根据实习学生的工作表现，在实习期间对学生进行专业性的指导和评估，在学生毕业之后，根据实习的情况择优录取直接上岗工作，帮助学校解决了学生实习和就业两大关键问题。3 方案设计思路1.2.3.3.1 设计思路以物联网技术为核心，兼顾当前流行技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，理论联系实验，实验联系工程项目，既可满足日常教学要求，同时注重创新实验及项目实践，能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。建设物联网实训室，将本着培养学生合理的知识结构、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。物联网实训室集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体，作为整个学校物联网的中心，亦可作为多个学科的实训基地。具有如下特色：（1）满足基本的教学要求，提供多种物联网相关技术，以及多种网络技术平台的组网。物联网实训室将提供多种技术，我们以物联网体系结构来划分，例如，传感器技术、RFID标签与读写器技术、无线传感网技术、典型的Zigbee技术，RFID中间件技术，WiFi技术、GPRS技术、蓝牙技术等，以及各种技术间的综合应用。（）采用模块化的设计模式，可根据实际需求选配各种模块组建实训环境。我们采用模块化的设计，提供多种模块化的配套产品，包含典型传感器（例如，温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、压力传感器、红外传感器等）的节点，例如，Zigbee节点传感器、Zigbee定位节点模块、WiFi传感器节点、GPRS传感器节点，蓝牙传感器节点，以及包含无线通信模块的RFID读写器等。物联网实训室采用模块化的配套产品，每个模块都是整个实验系统中的一环，可进行单独模块的教学与实验。（）可扩展性与灵活性各模块化的产品提供可融合的开放接口，各模块设备间可灵活组合，可根据独特的设计及应用，融合各种技术，进行创新教学与实验，以及综合性的应用。同时，系统设计预留传感器和执行器件接口，可以任意外接其它器件。（）易操作性，方便教学与实验物联网实训室采用一体化的操作平台，即采用工作台+模块化设备的方式，为教师教学以及学生实验提供方便的操作环境，而且提供集成监控屏幕、各种传感器、执行器件、跳线、开关、监控仪表、串口插槽等，对操作台上的所有元器件，均提供便利的插口，便于操作。采用可视化的监控软件，界面友好，操作简便。（）提供模拟物联网应用演示和相关产品展示除了基本的教学与实验外，还将在物联网实训室中提供一个模拟物联网应用展示和物联网相关产品展示。模拟应用演示能够直观展示各种物联网应用，使学生直观、直接体会传感网和物联网的应用场景，不只是每一个点，而是可以了解物联网应用的整个系统，以激发学生兴趣。模拟应用演示主要有几个方面：模拟物流应用演示，模拟农业环境中的温度和湿度监控，模拟智能家居应用等。物联网相关产品展示，能够让学生了解典型物联网应用中的相关产品，从技术上来看，主要提供的产品有Zigbee、WiFi、Bluetooth、GPRS、RFID等相关产品。3.2 实训室布局在设计时候充分考虑的空间上的利用以及设备选用的合理性。整个实训室可划分为教学实训区、体验区、基础实验区、模拟应用区等几个区域。教学实训区：教师进行讲解和示范实验。同时，物联网展板可以展示最新的物联网技术、应用以及发展趋势。智能家居体验区：整个房间改造成智能家居体验区。通过触摸屏、大屏幕等人机界面，可以方便地查看整个物联网实训室的环境参数如温湿度、光照度等信息，也可以方便地控制窗帘、灯光、空调、门禁等。模拟应用区：通过沙盘直观形象地展示实际应用。（自行添加删减）参考布局图：3.3 实训室产品配置实验室主要包括以下几个组成部分：基本实验套件：包括zigbee实验套件、RFID实验套件等、WIFI/Bluetooth/GPRS实验套件，学生可以进行配置、组网、传感器采集与控制、嵌入式软件开发等实验。实训操作台：实训操作台集成各种必要的物联网实验环境，包括各种典型应用模块如智能家居、温室大棚、智能货架等，适合于学生进行各种综合应用实验。样板间系统：主要是指基于使用真实器件在真实环境的真实应用，包括智能家居样板间，与综合性应用沙盘实验相比，更加具有实际应用价值。智能家居体验区：将整个实验室建设成为一个典型的物联网应用系统，包括环境监测（温湿度、光照、烟雾等），灯光控制、窗帘控制、空调控制、投影幕布控制、门禁控制，可实现各种条件控制、情景控制等模式。给予学生一个全方位的、真实的典型物联网应用体验。沙盘模型：包括智能交通沙盘、智能家居沙盘、智能温室大棚沙盘，相比于操作台，沙盘能够更加直观地演示应用的实际情况。物联网展板：展示最新的物联网技术、应用、和发展趋势。同时结合人体感应技术，当检测到有人靠近时，自动打开彩色灯光、播放背景音乐、语音介绍等，给人以全方位的物联网高新技术体验。配套软件：ZigBee无线传感网实验平台软件、RFID/WIFI/Bluetooth实验平台软件、智能家居演示平台软件；智能交通沙盘演示平台软件、智能家居沙盘演示平台软件、智能温室大棚演示平台软件、物联网应用开发配套软件。（以上可自行添加删减）3.4 教学实训区1.2.3.3.13.23.33.43.4.1 理论教学区教学区：教师进行讲解和示范实验教学区组成：投影屏、投影机、教室椅、教室桌、学生椅、学生桌、物联网展板、饮水区域。1) 智能投影幕布控制采用zigbee节点+红外转发器实现智能遥控器，实现对投影幕布的智能控制2）物联网展板产品型号：QX-WZB物联网展板通过图文模式展示整个实验室的建设方案包括各种模块、设备、拓扑结构等，同时展示物联网发展的最新技术、应用以及发展趋势等。通过安装人体红外感知设备，可以自动感知有人靠近，自动打开彩色灯光、音乐、语音等，实现全方位、动态的展示形式，给人以强烈、震撼的物联网体验。3.4.2 综合实训区1) 实验操作台物联网实验操作台根据物联网技术的实验内容和应用系统的特点定制，它不仅美观实用具有较好的展示效果，并且提供丰富、完善的实验操作环境，方便学生的实验操作以及实验室的管理。同时，采用模块化的设计模式，模拟各种物联网在不同行业的典型应用、可以根据实际需求选配各种模块组建具有行业特色的物联网工程实验室。名称参数与功能规格尺寸1600 mm1600 mm580 mm基础控制区用于基本的传感数据采集与输出控制实验智能家居模拟应用模块模拟智能家居应用温室大棚模拟应用模块模拟农业智能温室大棚应用智能货架区利用RFID技术，通过软件对产品模块进行管理电源及配件提供5V、12V等电源接口，以及电源适配线缆。串口及配件通用串行接口扩展到桌面，以方便模块与PC通信，提供串口线缆l 基础控制区物联网实训操作台基础控制区，集成了多种传感器和输出控制设备，学生利用ZigBee协调器、路由器、传感控制节点板，GPRS、WiFi和蓝牙传感控制节点板，采用多种无线技术完成环境数据采集和控制实验，组网实验，同时也可以进行组合创新实验。名 称功能描述温湿度传感器模块采集环境的温度与湿度光敏传感器模块采集环境的光照强度烟雾探测传感器模块模拟安防中的烟雾探测人体感应传感器模拟安防中的入侵检测紧急呼救按键模块紧急呼救求助按钮数码管模块模块温度显示等LED灯模块模拟室内照明直流电机模拟空调风扇等家电设备步进电机模块电动窗帘、洗衣机等设备继电器输出（灯）模拟环境加温设备基础控制区实验平台软件名称功能说明基础控制区实验平台软件该平台包括各种zigbee网络节点的嵌入式软件以及上位机软件：ZigBee协调器软件Zigbee路由器软件Zigbee传感控制节点软件zigbee上位机软件：各种节点的参数设置、传感数据采集、图表、控制指令的发送等l 智能家居模拟应用模块物联网智能家居模拟应用模块实现家居环境监测、智能家电自动控制、安防系统与报警、远程监控等功能。通过ZigBee协调器和传感控制节点组成无线网络，采集室内温度、湿度和光照度，实现燃气与烟雾探测、入侵探测、门窗防撬，紧急求助报警等功能，并将采集的数据传输到服务器，对模拟的家电设备进行控制功能，同时，也可以利用GPRS进行短信控制与报警等。名称功能描述数量温湿度传感器模块采集环境的温度与湿度1光敏传感器模块采集环境的光线强度1烟雾探测传感器模块用于安防中的烟雾探测1燃气探测传感器模块用于安防中的燃气探测1人体感应传感器模块模拟安防中的入侵检测1干簧门磁模拟安防中的门窗防撬1紧急呼救按键模块紧急呼救求助按钮1数码管模块2位数码管，模拟空调温度设定1LED灯模块一组四只LED灯，模拟室内照明1直流电机模拟空调风扇等家电设备1步进电机模块电动窗帘、洗衣机等设备1ZigBee传感控制节点利用ZigBee协调器，通过传感控制节点采集多种传感数据，并进行输出控制。3网络摄像头采集捕捉视频图像，远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控家中的情况1智能家居演示平台软件名称功能说明智能家居演示平台软件包括上位机软件和WEB服务器软件，功能包括：网络连接设置显示实际家居模型图片，直观展示传感和控制内容传感数据实时采集、显示控制指令的发送控制逻辑自定义情景模式定义l 智能温室大棚模拟应用模块采用无线传感网络技术，可定时采集空气温度、空气湿度、CO2浓度、光照强度，土壤温度和水分等，来获得作物生长的最佳条件，通过自动调节温室环境、实现温室集约化、网络化远程管理。利用ZigBee协调器，通过传感控制节点将环境监测数据传输到服务器，并以图表方式显示给用户，当监测数据出现异常时，可利用软件网络实现对温室设备（温、光、气、水等）的自动控制，也可以通过Internet网络、手机短信远程监测环境信息和设备运行状态等。名称功能描述数量温湿度传感器模块采集温室环境的空气温度与湿度1光敏传感器模块采集温室环境的光照强度1CO2传感器模块监测温室环境空气中的CO2浓度1LED灯模块一组四只LED灯，模拟温室大棚内环境加温1直流电机模拟温室大棚内风机/换气设备1继电器输出（灯）模拟温室大棚内补光灯1电磁阀水阀模拟开闸放水，实现对土壤微喷灌溉1ZigBee协调器组建ZigBee无线网络，将传感控制节点采集的数据传输到服务器进行处理。1ZigBee传感控制节点利用ZigBee协调器，通过传感控制节点采集多种传感数据，并进行输出控制。2智能温室大棚演示平台软件名称功能说明智能温室大棚演示平台软件包括上位机软件和WEB服务器软件，功能包括：网络连接设置传感数据实时采集控制指令的发送控制逻辑自定义可通过WEB、手机进行远程控制l 智能货架管理系统物联网实训操作台包含了一个RFID智能货架，它由RFID高频读写器和若干平板天线构成，货架内嵌的平板天线采用水平方式放置，平放于每层货架的底部，每层货架放置一组数码管输出，用于显示当前该层货架商品的数量。将基础实验中使用的每个设备当作货品，在其底部贴上电子标签（写入货品信息），平放于货架的天线上，保证能够读取到货品信息。使用时要领用和归还。智能货架管理系统的功能包括：货物盘点、货物位置查询、领用/归还、防盗报警等功能。智能货架管理软件名称功能说明RFID智能货架管理软件软件功能包括货品RFID标签读写：为每个货品写入RFID标签信息：货品编号、名称、位置等货品上架管理：当货品上架时，将自动更新该层货架数码管数量显示货品领用管理：实验前必须要求学生领用设备，否则将会报警，货品数量也会自动更新货品归还管理：当完成实验后，学生要归还设备。2) 物联网网关为了实现无线传感网络与Internet和移动通信网络（GSM, CDMA）的互联，我们设计了一款以ARM9处理器为核心，基于Linux操作系统的物联网网关。物联网网关是物联网应用的核心，主要实现 Internet网，GSM网的接入，远程控制，以及实现协议转换连接家庭内部异构网络的功能。相比于基于PC的物联网网关方案，不需要计算机一直处于开机状态，并且成本低，硬件、软件简单透明，更加适合于物联网专业的实验教学。物联网网关，作为一个新的名词，在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色，它将成为连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换既可以实现广域互联也可以实现局域互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了解各节点的相关信息，并实现远程控制。下图示意性地给出了以物联网网关构建的物联网典型拓扑。物联网网关的特点l 广泛的接入能力目前用于近程通信的技术标准很多，仅常见的WSNs技术就包括Lonworks、ZigBee、 6LowPAN、RUBEE等。各类技术主要针对某一应用展开，之间缺乏兼容性和体系规划。现在国内、外已经在展开针对物联网网关进行标准化工作，如 3GPP、传感器工作组，实现各种通信技术标准的互联互通。l 强大的管理能力可管理能力强大的管理能力，对于任何大型网络都是必不可少的。首先要对网关进行管理，如注册管理、权限管理、状态监管等。网关实现子网内的节点的管理，如获取节点的标识、状态、属性、能量等，以及远程实现唤醒、控制、诊断、升级和维护等。由于子网的技术标准不同，协议的复杂性不同，所以网关具有的管理性能力不同。提出基于模块化物联网网关方式来管理不同的感知网络、不同的应用，保证能够使用统一的管理接口技术对末梢网络节点进行统一管理。l 协议转换能力从不同的感知网络到接入网络的协议转换、将下层的标准格式的数据统一封装、保证不通的感知网络的协议能够变成统一的数据和信令；将上层下发的数据包解析成感知层协议可以识别的信令和控制指令。l 6410网关为了实现无线传感网络与Internet和移动通信网络（GSM, CDMA）的互联，我们设计了一款以ARM9处理器为核心，基于Linux操作系统的物联网网关。物联网网关是物联网应用的核心，主要实现 Internet网，GSM网的接入，远程控制，以及实现协议转换连接家庭内部异构网络的功能。相比于基于PC的物联网网关方案，不需要计算机一直处于开机状态，并且成本低，硬件、软件简单透明，更加适合于物联网专业的实验教学。6410网关开发环境1操作系统：Windows XP/Microsoft Windows 7 32位；2软件开发平台：VMware，Ubuntu操作系统（虚拟机当中）；3软件开发环境：Qt Creator；4. 软件开发语言：C+。物联网网关实验平台软件名称功能说明物联网网关实验平台软件该平台包括物联网网关的嵌入式软件以及开发软件：VMware，Ubuntu操作系统（虚拟机当中）Qt CreatorDNW烧入工具SD卡制作工具SD-FlasherSuperboot，Uboot，内核，镜像文件物联网网关用于智能家居的案例程序3) 物联网样板间智能家居样板间l 系统设计智能家居系统是物联网技术在家庭自动化方面的典型应用，包括智能环境监测、智能家电控制、灯光控制、窗帘控制、智能安防、远程监控等几个部分，通过网关或移动终端可显示传感器数据并自动控制家电设备。系统结构拓扑图如下：样板间实物图l 系统功能序号功能简介1温度传感器数据采集与显示2光照度传感器数据采集与显示3湿度传感器数据采集与显示4烟雾传感器数据采集与显示5门禁控制系统6LED射灯控制系统7换气扇控制系统8报警灯控制系统9自动窗帘控制系统10电视红外遥控系统11空调红外遥控系统12DVD红外遥控系统l 详细组合功能介绍1. 安防系统对人身安全、财产安全等进行实时监控，发生入室盗窃、火灾、煤气泄漏和紧急求助等情况时自动拨打用户设定的电话，及时播报险情。 数字智能网关能够外接各种安防探测器（如红外、门磁）； 如果发生警情，报警信息通过小区局域网络，发送给小区管理中心监控主机，同时自家电话报警系统会将报警信息发送给业主或相关责任人； 用户同时可以设定报警自动抓拍功能，同时把抓拍的照片通过电子邮件发送给用户； 在发生报警时智能网关将通过文字和声音提示用户哪里发生报警； 当您外出时，家中如有访客，可以通过留影留言功能让您了解访客的情况。2. 监视系统互联网远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控家中的情况。3. 门禁系统门口机和室内机之间可实现可视对讲4. 智能灯光系统实现对灯光的自动化控制，并可创造任意的环境氛围和灯光场景，如家庭影院的放映灯光、晚宴灯光、聚会灯光、读报灯光，根据外界光线自动调节室内灯光，根据不同时间段自动调节灯光。 灯光情景控制模式：通过对智能开关的组合学习，可以对家庭单元的各个房间定义个性化的灯光场景需要。比如：全开全关模式、家庭影院模式、会客模式、聚餐模式、夜间模式、起早模式等; 联动控制：灯光、电器(空调)、电动窗帘三者的控制可以通过情景控制模式联动，如门磁可以设定与灯光、窗帘、电器等设备的联动工作。比如：回家开门后，灯光打开、窗帘开启、空调开启等联动工作。 定时控制：在设定的时间点对家电、灯光、窗帘等带电设备进行控制。如：早上7.30闹钟响起，窗帘缓缓开启，音乐开始播放。5. 电器控制系统把所有能控制的电器组成一个管理系统，除了可以实现本地对家电的控制之外，还可以通过遥控、场景、定时、电话以及互联网远程等多种控制方式实现对电器的智能管理与控制。6. 电动窗帘系统对窗帘进行智能控制和管理，可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对窗帘的开关、停止等控制，以及一键式场景效果的实现。7. 家庭影院及背景音乐系统背景音乐系统就是通过专业布线结合智能网关，将声音源信号接入各个房间及任何需要背景音乐系统的地方（包括浴室、厨房及阳台），通过各房间相应的控制面板独立控制在房内的背景音乐专用音箱，让每个房间都能听到美妙的背景音乐。l 控制模式1. 手动控制保留所有灯及电器的原有手动开关，不会因为局部智能设备的故障，导致不能实现控制。2. 智能无线遥控一个遥控器，可对所有的灯光、电器及安防的设备进行智能遥控和一键式场景控制、实现全宅灯光及电器的开关、临时定时等遥控，各种编址操作，4路一键式情景模式，配合数字网络转发器，实现本地及异地万能遥控。3. 一键情景控制一键实现各种情景灯光及电器组合效果，可以用遥控器、智能开关、电脑等实现“外出、在家、就餐、影院”等多种模式。4. Internet远程监控通过互联网实现远程监控、操作、维护以及系统备份与系统还原，通过用户授权，可以实现远程售后服务。无论在世界各地，只要通过INTERNET网都可随时了解家里灯及电器的开关状态，包括远程控制，随时根据需求，更改系统配置、定时管理事件，还可随时修改报警电话号码；5. 事件定时控制可以个性化定义各种灯及电器的定时开关事件，一个事件管理模块总共可以设置多达87个事件，完全可以将每天、每月、甚至一年的各种事件设置进去，充分满足用户的实际需求。可设置早上定时起床模式，晚上自动关窗帘模式，还有出差模式等。l 实训内容1. 实际智能家居应用体验智能家居样板间集成目前典型的智能家居应用，让学生能够直观地了解智能家居应用的各项内容，了解和使用实际的智能家居应用产品、了解家电控制、安防控制、环境监控、灯光控制、门禁防盗、远程监控、情景模式等等智能家居典型应用场景。2. 智能家居工程规划，设计思路提供智能家居工程规划、设计文档，让学生了解整个智能家居应用工程的设计、开发和实施过程。3. 智能家居应用工程嵌入式程序、上位机程序设计开发智能家居工程中提供开再开发产品模块，学生可以自己设计智能家居中的各种应用逻辑。智能家居样板间软件名称功能说明智能家居样板间软件该平台包括各种zigbee网络节点的嵌入式软件以及上位机软件：ZigBee协调器软件Zigbee路由器软件Zigbee传感控制节点软件显示实际家居模型图片，直观展示传感和控制内容传感数据实时采集、显示控制指令的发送控制逻辑自定义情景模式定义网络摄像视频展示和存储可通过WEB、手机进行远程控制3.4.3 智能家居体验区智能家居体验区域：1. 客厅区 包含了套装沙发、智能电视、DVD、音响、平板、台灯等设备。 智能电视系统，电视无线上网、在线观看影片、智能教育等功能。 通过平板查看家居间相关室内情况（温湿度、光照度等） 通过平板对家居间相关家居电器进行控制。包括调节灯光、调节室内温湿度、开关窗帘等功能。 配合传感装置，对加湿器、空气净化器进行控制，保证室内空气状态良好。智能家居体验区组成：人体感应门、吊灯、无线摄像头、加湿器、空气净化器、沙发、茶几、PAD、液晶电视机、电视机柜、DVD、音响、双开门智能冰箱、空调。相关模块：人体感应传感模块、温湿度传感模块、红外传感模块、步进电机模块、RFID传感模块、可燃气体传感模块、烟雾传感模块、土壤传感模块、继电器等。示例图片：核心思想：智能家居是典型的物联网传感网络应用框架。它以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。基于智能家居展厅系统，通过手机、PDA、互联网用户可以控制家用设备、执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行。系统特点：1、具备完整的智能家居功能体系满足物联网4层技术结构，实现了从感知层-传输层-处理层-应用层的信息采集与处理流，应用层-处理层-传输层-感知层的信号控制与处理流。2、来源真实产业应用采用产业中成熟的、主流的感知设备与工艺流程，如基于手机终端的远程监控。3、运用更多的领域技术智能家居系统涉及传感器技术、传感网技术、ZigBee技术、智能网关开发技术、串口通信技术、上位机开发技术、通信技术、移动互联技术、视频多媒体技术、基础电子电工技术，是综合运用上述技术的载体。系统部署：l 系统结构智能家居演示系统：用于放置传感器节点，收集、发送和接收信息，在整个实训组织过程中，教师与学生均可用智能网关来控制相应的节点，在演示端会产生相应的现象。智能家居控制系统：控制无线网络，学生和教师使用不同的智能网关对演示系统进行控制，从而完成演示讲解和效果验证。在整个实验过程中，学生需要先在实验箱中调试网络，再到演示系统当中去验证。智能家居传输系统：学生和教师可以通过PC机或者手机来控制节点。l 主要组成由智能家居网关、智能家居感知及执行设备、控制终端三部分组成。智能家居网关是智能家居系统的核心部分，负责对家居设备实现智能化，它是智能家居平台最关键的部分。智能家居感知设备就是对家居环境进行采集的终端设备，包括红外对射报警器、红外感应器、烟雾报警器、水浸传感器、门禁系统、电动窗帘系统、玻璃破碎传感器、网络摄像头、学习型红外遥控器等设备。智能家居控制终端是整体系统的运行管理端，是人与系统交互的媒体，它可以是PC机、PDA或手机移动终端等。教学内容:方向内容控制类智能网关与摄像头配置照明系统智能控制设计电动窗帘智能控制设计采集类门禁系统信息采集设计烟雾报警器信息采集设计红外感应器信息采集设计模拟实训显示系统门禁系统智能窗帘照明系统传感器信息采集温湿度信息采集综合应用智能家居环境整体环境搭建综合拓展学习型红红外遥控器的设计（电视、DVD）3.4.3.1门禁系统l 自动感应门系统(图片为参考图片) 人体感应门是物联网技术上的典型应用。这种智能门上装配有大量红外传感器，当人们需要穿过这扇门的时候，构成门扇的水平条(由计算机控制)便根据人的头、肩、身躯、脚、手及随身携带的箱包等参数再加上5厘米至15厘米的剩余活动空间准确打开。进出这扇门的人如果是乘坐轮椅或者是带着宠物猫狗的话也不会遇到困难。这样的智能门能减少冷热空气的进入或流失，这非常有利于减少取暖或制冷设备开支。感应门的主要性能：1、安装方便：不受门柱及大门原有结构的影响，任何平开门均能方便安装，并不破坏其原有结构；对门柱、门体之形伏、大小无特殊要求；2、有效推力大：开门机在大门开启的最佳受力点（距铰链最远处）上工作，效率100%，只要单人能推动的大门均能可靠工作；3、对门体作用力小：由于受力点最佳、效率最大，所以在门体施力点上作用力最小，门体结构不会变形；4、能开超宽门：由于工作于离大门枢轴的最远处，并且作用力方向始终与开门方向相同，所以无论多宽的门均能轻松启闭；5、可使大门作0360度超广角自由启闭；6、自带锁定：大门关闭后，开门机能可靠自行锁定，不必另加电锁；7、高智能化：由于本机自带联动电锁，所以可自由设定左、右门开门顺序，任意指定某扇门单开，遇阻反弹、遇堵自停，自动判定车或人离去后自动关门，并有增值接口可与地感器、读卡器/密码器构成现代化的智能门禁系统；8、电耗省：由于开门效率高，所需动力小，所以电耗极省；9、有限位开关，便于控制，限位准确、稳定，不使电机、机构超负荷；10、机构承受应力小，寿命长；11、流线形外观，小巧、美观。l 刷卡门禁系统 (图片为参考图片) 门禁系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。在数字技术网络技术飞速发展的今天门禁技术得到了迅猛的发展。门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。 需要刷卡进行权限管理的门禁系统，门禁卡在发放最终用户使用前，经由系统管理员设置，确定可使用区域及用户权限，用户使用门禁卡刷卡进入管理区域，无门禁卡或权限未开通用户，不能进入管理区域。l 智能家庭影音系统(图片为参考图片) 智能家庭影院系统：包含了智能电视、智能灯光控制、智能音响播放器等多种功能。让您在室内就能体验到影院的氛围。智能家庭影院，是指在传统的家庭影院的基础上加入智能家居控制功能，把家庭影音室内所有影音设备以及影院环境设备巧妙且完整地整体智能控制起来，创造更舒适，更便捷，更智能的家庭影院视听与娱乐环境，以达到最佳的观影，听音乐，游戏娱乐的视听效果。通俗一点，就是通过一套智能家庭影院控制系统，统一管理与控制家庭影院室内的各种视听影音设备，例如：功放，音响，高清播放机，投影机，投影幕，高清电视等，以及影院室内各种空调，电动窗帘等环境控制设备，通过墙面的液晶控制面板或者遥控器，安卓智能手机以及平板电脑，只要一键就实现影院，音乐，游戏等各种情景控制模式快速进入与自由切换，以节省单独手动控制每个影音设备与环境控制设备开关与调节时间，让观赏者直接以最智能与快捷的方式达到想要的娱乐内容与娱乐。随着科技的发展与公众鉴赏水平的提高，电视将不再是传统意义上的电视，而是能提供各种娱乐与应用服务等的智能电视系统。简单来说智能电视系统就是让普通电视变成智能电视的机器。主要为Android操作系统。系统特点1.智能让普通电视像智能手机一样，具有全开放式平台，搭载暗咒操作系统，可以自由安装和卸载软件，游戏等，通过此类程序来不断对电视机的功能进行扩充，并可以通过网络来实现网上冲浪。2.交互让普通电视像电脑一样，全图形用户界面化实现人机交互，随意飞舞RCA人机交互智能飞控想点什么就点什么，想玩什么就玩什么，想下载什么就下载，随心所欲。l 智能照明系统(图片为参考图片) 智能照明系统是智能家居中不可缺少的一部分。采用zigbee节点+继电器实现智能开关，对实验室内容的灯光进行智能控制。系统采用了独特的数码调光系统技术，用户只需要进行自定义亮度设置。亮度的转变是平滑的，不再有预设的亮度限制，用户可根据不同环境需要选择适合的亮度输出，也能设置非常低的低亮度以达到用户本身想要的效果。实现对灯光的自动化控制，并可创造任意的环境氛围和灯光场景，如家庭影院的放映灯光、晚宴灯光、聚会灯光、读报灯光，根据外界光线自动调节室内灯光，根据不同时间段自动调节灯光等。(图片为参考图片) 采用zigbee节点+继电器实现智能开关，对实验室内容的灯光进行智能控制。l 智能监控系统(图片为参考图片) 网络摄像头简称WEBCAM ，英文全称为WEB CAMERA，是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机。网络摄像头是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过无线网络送至终端用户。而远端用户可在PC上使用标准的网络浏览器，根据网络摄像机的IP地址，对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，同时还可以控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。l 室内植物智能灌溉系统(图片为参考图片) 通过土壤传感器等相关物联网设备，对植物进行相关灌溉操作。l 智能窗帘系统(图片为参考图片) 采用zigbee节点+电动窗帘实现智能窗帘控制。对窗帘进行智能控制和管理，可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对窗帘的开关、停止等控制，以及一键式场景效果的实现。l 环境监测系统拓扑图：智能环境监测采用zigbee技术，在实验室的各个位置安装温湿度、光照、烟雾、可燃系统、人体红外、玻璃破碎、雨滴等传感器、网络摄像头，实现对实验室环境的智能感知，同时在电脑及智能系统上进行显示。l 其它智能系统拓扑图：l 加湿器(图片为参考图片) 采用zigbee节点+继电器对加湿器进行控制。加湿（humidifier）是一种可以增加房间湿度的家用电器，加湿器可以给指定房间加湿。作用：进入现代工程设计，良好的环境带给人体和产品的益处，厂房，生产车间，库房，办公室和家庭中环境的控制越来越受到人们的重视。比如：冬天室内干燥，空气湿度达不到标准湿度（40%RH-60%RH)，干燥的环境会导致水分流失，加速生命的衰老。加湿器能创造理想的室内湿度，呵护家人的健康。三种基本的环境控制方法：1.空气的质量，2.温度，3.相对湿度。相对湿度最容易被忽视，适当的相对湿度控制对应工厂的节能和工作效率也是重要因素之一。一般情况下，温度最能够直接影响人们对生活环境的感受。同样，湿度也会对人们生活、健康造成影响。随着人们生活水平提高，空调广泛使用，导致皮肤紧绷、口舌干燥、咳嗽感冒等空调病的滋生。科学证明，空气湿度与人体健康以及日常生活有着密切的联系。医学研究表明，居室温度达到4565%RH，温度在2025度时，人的身体、思维皆处以最佳状态，无论工作、休息都可收到理想的效果。其实加湿器也有很多妙用的，比如在加湿器里加几滴醋，能起到杀菌作用的。晚上在加湿器里滴入一些薰衣草精油，可以提高睡眠质量。居室里适当加湿有效保持木质家具不变形，刚刷墙面不开裂等。其实好处多多的，就在于怎样利用了。l 智能新风系统(图片为参考图片) 采用zigbee节点+继电器对空气净化器进行控制。空气净化器是用来净化室内空气的家电产品，在居家、医疗、工业领域均有应用，居家领域又分为系统式的新风系统（又分 有热交换和无 热交换两个子分类）和单机两类，主要解决由于装修或者其他原因导致的室内、地下空间、车内空气污染问题。由于相对封闭的空间中空气污染物的释放有持久性和不确定性的特点，因此使用空气净化器净化室内空气是国际公认的改善室内空气质量的方法之一。国家空气净化器相关标准中把空气净化器定义为“从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备。对空气中的污染物有一定去除能力的装置。主要是指房间内使用的单体式空气净化器以及集中空调通风系统内的模块式空气净化器。l 智能冰箱、智能空调系统 (图片为参考图片) 采用zigbee节点+红外转发器实现智能遥控器，实现对家电的智能控制。智能冰箱、智能空调系统能根据外界气候条件，按照预先设定的指标对安装在室内的温度、湿度、空气清洁度传感器所传来的信号进行分析、判断、及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化等功能。3.4.4 模拟应用区通过智能交通沙盘，真实、有效的展现的智能物联网的发展趋势。l 智能交通沙盘该沙盘采用智能交通模型，对模拟运输车在行进过程中有可能发生的交通路况进行模拟，实现对货物的运输过程管理，其具体功能包括：1. 城市道路交通控制(1) 智能车辆系统a 自动行驶：智能车辆系统根据道路信息和行驶路线安排在道路上自动寻迹行驶；在路口自动识别交通指示灯信息并按照交通指示灯信息要求行驶；b 自动停车：在路口如遇红灯、或公交车进站，则自动循章停车，待绿灯显示或延时后再自动起动行驶；c 向控制中心报告车辆当前位置,并在软件界面中显示显示出车的位置；d 上位机软件中的车辆随着沙盘上的车上行驶；(2) 交通指示灯控制a 根据系统配置，自动显示各个路口的各种交通指示灯；b 在