物联网综合实训室初步解决策划方案

1、江苏农牧科技职业学院物联网综合实训室 初步解决方案南京市以后星传感技术有限公司 地址：南京市玄武大道699-27号徐庄软件园研发三区物联网中心B栋3F电话：025-85582288025-85582282传真编：210042目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30541 第一章 物联网行业背景 PAGEREF _Toc30541 4 HYPERLINK l _Toc19902 1.1物联网 PAGEREF _Toc19902 4 HYPERLINK l _Toc19598 1.2物联网应用 PAGEREF _Toc19598 4 HYPE

2、RLINK l _Toc11558 1.3物联网意义 PAGEREF _Toc11558 4 HYPERLINK l _Toc2545 第二章 以后星物联网综合实训室建设方案论述 PAGEREF _Toc2545 5 HYPERLINK l _Toc30409 2.1要紧建设目标 PAGEREF _Toc30409 5 HYPERLINK l _Toc27084 2.2我们的特色 PAGEREF _Toc27084 5 HYPERLINK l _Toc23185 第三章 物联网综合实训室设计 PAGEREF _Toc23185 7 HYPERLINK l _Toc1924 3实训室总体设计 P

3、AGEREF _Toc1924 7 HYPERLINK l _Toc11479 3.1设计思想 PAGEREF _Toc11479 7 HYPERLINK l _Toc31373 3.2区域规划 PAGEREF _Toc31373 9 HYPERLINK l _Toc20939 3.3物联网体验展示区 PAGEREF _Toc20939 11 HYPERLINK l _Toc24222 3.4产品展示区 PAGEREF _Toc24222 12 HYPERLINK l _Toc17776 第四章 产品介绍 PAGEREF _Toc17776 14 HYPERLINK l _Toc23114 4

4、.1“蓝眼睛”物联网综合实训台简介 PAGEREF _Toc23114 14 HYPERLINK l _Toc11322 4.1.1物联网实训台功能描述 PAGEREF _Toc11322 14 HYPERLINK l _Toc32670 Zigbee基础实验： PAGEREF _Toc32670 14 HYPERLINK l _Toc31177 Zigbee通信实验： PAGEREF _Toc31177 15 HYPERLINK l _Toc32372 RFID实验： PAGEREF _Toc32372 15 HYPERLINK l _Toc26203 嵌入式实验： PAGEREF _Toc

5、26203 15 HYPERLINK l _Toc7836 综合实验： PAGEREF _Toc7836 16 HYPERLINK l _Toc28905 上层软件： PAGEREF _Toc28905 16 HYPERLINK l _Toc26632 二次开发实验： PAGEREF _Toc26632 17 HYPERLINK l _Toc23303 4.1.2物联网实训台特色 PAGEREF _Toc23303 18 HYPERLINK l _Toc20895 4.2智能农业系统 PAGEREF _Toc20895 25 HYPERLINK l _Toc13578 4.2.1 智能农业体验

6、区布局 PAGEREF _Toc13578 26 HYPERLINK l _Toc21348 4.2.2环境感知系统 PAGEREF _Toc21348 27 HYPERLINK l _Toc1014 4.2.3智能操纵系统 PAGEREF _Toc1014 28 HYPERLINK l _Toc24336 4.2.4视频监控系统 PAGEREF _Toc24336 29 HYPERLINK l _Toc6210 4.2.5智能农业平台 PAGEREF _Toc6210 29 HYPERLINK l _Toc6745 4.2.6 农业物联网沙盘设备清单（见附件二） PAGEREF _Toc67

7、45 32 HYPERLINK l _Toc9089 4.3智能渔业系统 PAGEREF _Toc9089 32 HYPERLINK l _Toc20591 4.3.1 项目设计具体内容 PAGEREF _Toc20591 32 HYPERLINK l _Toc19554 4.3.2 项目架构 PAGEREF _Toc19554 33 HYPERLINK l _Toc31873 4.3.3系统硬件功能 PAGEREF _Toc31873 34 HYPERLINK l _Toc15276 4.3.4智能化操纵系统 PAGEREF _Toc15276 35 HYPERLINK l _Toc7493

8、 4.3.5系统软件功能 PAGEREF _Toc7493 36 HYPERLINK l _Toc12831 4.3.4 智能渔业系统设备清单（见附件三） PAGEREF _Toc12831 39 HYPERLINK l _Toc16851 第五章 涉及专业和课程设计 PAGEREF _Toc16851 39 HYPERLINK l _Toc30307 5.1物联网涉及专业 PAGEREF _Toc30307 39 HYPERLINK l _Toc602 5.2物联网实训室课程体系 PAGEREF _Toc602 40 HYPERLINK l _Toc9071 5.3 学生就业方向 PAGER

9、EF _Toc9071 45 HYPERLINK l _Toc27508 第六章 项目实施 PAGEREF _Toc27508 46 HYPERLINK l _Toc25348 6.1项目时期 PAGEREF _Toc25348 46 HYPERLINK l _Toc22823 6.2项目实施过程 PAGEREF _Toc22823 46 HYPERLINK l _Toc15670 6.3提供师资培训与手册 PAGEREF _Toc15670 47 HYPERLINK l _Toc26320 6.4技术服务 PAGEREF _Toc26320 47 HYPERLINK l _Toc11550

10、第七章 公司介绍 PAGEREF _Toc11550 48 HYPERLINK l _Toc910 附件一 物联网综合实训平台设备清单 PAGEREF _Toc910 49 HYPERLINK l _Toc27682 附件二 农业物联网沙盘设备清单 PAGEREF _Toc27682 51 HYPERLINK l _Toc30442 附件三 智能渔业系统设备清单 PAGEREF _Toc30442 55第一章 物联网行业背景1.1物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网确实是物物相连的互联网”。这有两层意

11、思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网确实是“物物相连的HYPERLINK /view/6825.htm互联网”。物联网通过智能感知、识不技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界HYPERLINK /view/62984.htm信息产业进展的HYPERLINK /view/538480.htm第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其讲物联网是网络，不如讲物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网进展的核心，以用户体验为核心的HYPERLINK /view

12、/1923326.htm创新2.0是物联网进展的灵魂。1.2物联网应用物联网应用从技术层面讲要紧涉及三个部分，即对外感知、感知信息传输（可能需要节点利用无线组网实现信息传输）、信息处理与回馈操纵。智能技术贯穿整个物联网之中，是核心技术的核心。 感知能够是智能感知，能够是多节点协同感知，还能够是智能识不感知系统。1.3物联网意义物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性进展。目前物联网被正式列为国家重点进展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。第二章 以后星物联网综合实训室建设方案论述2.1要紧建设目标建设一个完整的

13、物联网实训室中心，以蓝眼睛平台为核心，针对不同的专业课程，让学生动手进行各种差不多传感器与操纵实验等基础实验和综合项目实验等教学实验，并能够实现物联网教学平台与“蓝眼睛”开放平台的对接，能够在农业物联网实训中心，综合模拟农业中物联网技术的典型应用，实现在“蓝眼睛”开放平台中接入农业物联网设备并进行操纵。整个物联网实训中心通过“蓝眼睛”开放平台实现本地或者校际之间数据信息的交流共享，实现物联网教学过程与物联网世界的无缝对接。同时也能够作为其他相关多个学科的实训基地（如计算机网络、软件编程等）。建设一个教学研的统一实训平台，集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体，围绕物联网主题,注重各种技术之间

14、的融合与灵活应用，既可满足日常教学要求，又可让学生通过“蓝眼睛”平台感知一个真实的物联网环境。同时注重项目实训及创新试验，各设备之间能够灵活组合。学生能够基于各种模块，按照自身的独特设计及应用，融合各种技术，进行创新试验。2.2我们的特色平台化：真正的信息互通、资源共享，通过物联网资源共享平台以实现校际之间教学资源、实验数据的互相借鉴。以蓝眼睛平台为核心，能够在实现物联网教学平台与“蓝眼睛”开放平台的对接，能够实现模拟农业等实际应用与“蓝眼睛”平台的对接，通过“蓝眼睛”开放平台实现本地或者校际之间数据信息的交流共享，实现物联网教学过程与物联网世界的无缝对接。多学科：支持多种学科实验。物联网专业

15、是一门交叉学科，涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识，以及治理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索时期的新兴专业，各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程，同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外，优秀的外语能力也是必备条件，因为目前物联网的研发、应用要紧集中在欧美等国家，学生需要阅读外文资料和应对国际交流。物联网工程专业开设基础课程和专业核心课程两大类，学生要紧学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术，有着专门强的工程实践特点。 可扩展：系统设计

16、预留传感器和执行器件接口，能够任意外接其它器件。基于接口,学生能够扩展创新硬件和软件创新，实现学习 + 创新 + 科研 的综合应用。先进性：采纳先进的传感器中间件技术，符合实际应用要求。直观性和真实性。模块化：采纳模块化的设计模式，能够依照实际需求选配各种模块组建实训环境。灵活性：可基于各种独立的模块，融合各种技术，灵活应用。易操作：采纳一体化的操作台，集成监控屏幕、传感器、执行器件、跳线、开关、监控仪表、串口插槽等；并采纳可视化的监控软件，界面友好，操作简便。先进性：紧扣物联网相关新技术及进展方向。真正的“透明”教学，通过直观和形象的应用场景，使学生能够直接体会传感网和物联网的应用场景；开放

17、产品设计的软硬件资源，同时配套详细的教学试验文档，让学生以工程开发形式学习原理知识，融会贯穿各个学科的知识，达到真正的学以致用。第三章 物联网综合实训室设计3实训室总体设计3.1设计思想物联网实训室设计思想：以物联网技术为核心，兼顾当前流行技术的进展趋势，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穿到实际应用中。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，

18、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，同时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）满足差不多的教学要求，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、GPRS技术等，以及各种技术间的综合应用。（）采纳模块化的设计模式，可依照实际需求选配各种模块组建实训

19、环境。我们采纳模块化的设计，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、GPRS传感器节点，以及包含无线通信模块的RFID读写器等。物联网实训室采纳模块化的配套产品，每个模块差不多上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，可依照独特的设计及应用，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，能够任意外接其它器件。（）易操作性，方便教

20、学与实验物联网实训室采纳综合实训平台，如图（一），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。采纳可视化的监控软件，界面友好，操作简便。且所有的设备均可移植到项目中，真正的实现项目化教学。图一：“蓝眼睛”物联网综合实训平台（）提供模拟物联网应用演示和相关产品展示除了差不多的教学与实验外，还将在物联网实训室中提供一个模拟物联网应用展示区和物联网相关产品展示。模拟应用展示区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，而是能够了

21、解物联网应用的整个系统，以激发学生兴趣。模拟应用展示要紧有几个方面：模拟农业环境中物联网技术的应用（实际建设农业物联网环境）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，要紧提供的产品有Zigbee、GPRS、RFID等相关产品。3.2区域规划区域规划是物联网实训中一个重要的部分，通过区域规划，能将教学与实训、创新与应用专门好地融合在一起，既能方便教师教学，又要有利于学生进行独立实验，以及学生间的分组创新实验，同时又使得学生能够了解物联网的实际应用，以及物联网的相关产品。基于以上的方法，物联网实训室要兼顾教学、实训、创新、应用与科研于一体，以及依照物联网实训室

22、设计思想，我们拟将实训室划分为教师教学区、学生实验区、物联网体验展示区和产品展示区。区域规划下面是物联网实训室平面布局图：物联网实训室平面布局图各区域功能表：区域区域功能描述教师教学区该区域供教师进行教学演示使用，每个物联网实训室能够设定一个教师教学区，提供一个大的物联网实训操作台，面向学生摆放，清晰地展现教师教学过程。能够进行的物联网实训教学演示要紧包括：传感器数据采集、Zigbee组网、Zigbee网络监控、RFID，以及多种技术的综合应用。学生实验区该区域为学生提供物联网基础实验平台，同时也能够自由组合多个模块，进行创新实验。学生实验区可安排20个“蓝眼睛”综合实训平台，23个学生一个实

23、训平台，可完成物联网相关基础实验，也能够多个学生组成小组，完成物联网综合实验。要紧能够实现的实验如下：能够进行的物联网实验要紧包括：传感器数据采集、Zigbee/GPRS/RFID/TCP/UDP/HTTP等多种网络协议，包含Zigbee基础实验、Zigbee通信实验、RFID实验、嵌入式实验和综合大型实验。同时系统中提供本公司自行开发的Zigbee无线自组网软件、采集软件、数据库软件、操纵软件、服务端软件、后台治理软件、虚拟场景软件、手机端软件和ARM端软件等多套上位机实验平台，以及综合创新应用实验。物联网体验展示区该区域提供物联网实际应用演示系统，以大屏幕交互的方式，实现物联网中心数据的综

24、合演示，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，而是能够了解物联网应用的整个系统，激发学生兴趣。要紧提供农业物联网应用演示：搭建真实的农业物联网环境，让学生动手去实现传感器节点、网关节点等数据采集节点和传输节点的布置，并在“蓝眼睛”平台显示终端实时显示数据信息。产品展示区产品展示区将围绕“采集、传输、处理、应用”四大核心领域，展示物联网产业链上各个关键环节的新技术、新产品、新装备、新工艺和新的解决方案，展示物联网在工业、电力、物流、交通、安防、环保、医疗、银行、广电、家居等领域的全新应用，让学生了解当前物联网技术、进展趋势，以及相关产品。3.3物联

25、网体验展示区该区域提供物联网实际应用演示系统，以大屏幕交互的方式，实现物联网中心数据的综合演示，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，要紧能够了解应用的整个系统，激发学生兴趣。要紧提供农业物联网应用演示：农业环境实际应用演示系统该应用演示系统模拟了物联网在农业环境中的实际应用，具体如下：在实训中心搭建真实的农业大棚，在真实的农业环境中，学生在指导老师的指导下，通过放入各类传感器，通过其采集数据，将数据传送到无线传感器网络节点，研究物联网技术在农业当中的典型应用。基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络节点间相互协作，通过无线的形式将信息发

26、送到无线传感器网络网关，将数据信息传送到网络中的服务器，通过相关后台软件进行数据统一治理，为用户提供数据查询，决策指导等。并通过平台实现校际之间的数据资源共享。3.4产品展示区产品展示区将围绕“采集、传输、处理、应用”四大核心领域，展示物联网产业链上各个关键环节的新技术、新产品、新装备、新工艺和新的解决方案，展示物联网技术与相关产品，让学生了解当前物联网技术、进展趋势，以及相关产品。产品展示区内展示的均为工业级产品，即能够运用到真实的农业环境中。相关产品如下：RFID产品RFID标签芯片：低频RFID标签芯片、高频RFID标签芯片、超高频RFID标签芯片、其它芯片RFID标签：低频RFID标签

27、、高频RFID标签、超高频RFID标签、双频电子标签、其它标签RFID读写器芯片：低频RFID读写器芯片、高频RFID读写器芯片、超高频RFID读写器芯片、有源RFID读写器芯片、其它读写器芯片RFID模块与读写器产品：低频RFID读写器、高频RFID读写器、超高频RFID读写器、双频标签读写器、RFID读写器、天线、其它RFID手持终端：手持终端（不带操作系统）、手持终端（带操作系统）有源RFID产品与系统：433MHz有源RFID系统、2.45GHz有源RFID系统、5.8GHz有源RFID系统、标签电池、其它RFID测试仪器：信号发生器、矢量分析仪、综合测试仪器、其它传感器网络产品传感器

28、芯片传感器模块：湿度传感器、湿度传感器、光敏传感器、压力传感器、红外传感器ZigBee产品数据传输模块WiFi通信模块蓝牙通信模块GPRS通信模块第四章 产品介绍4.1“蓝眼睛”物联网综合实训台简介南京以后星传感技术有限公司物联网实训平台v2.0整合了Zigbee/GPRS/RFID/TCP/UDP/HTTP等多种网络协议，包含Zigbee基础实验、Zigbee通信实验、RFID实验、嵌入式实验和综合大型实验。同时系统中提供本公司自行开发的Zigbee无线自组网软件、采集软件、数据库软件、操纵软件、服务端软件、后台治理软件、虚拟场景软件、手机端软件和ARM端软件等多套上位机实验平台，建设一个教

29、、学、研的统一实训平台，集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体的物联网综合实训平台。本实训平台与目前市场上同类产品相比，在完全满足差不多功能的基础上，实现了远端功能，同时提供强大的平台功能，真正实现了物联网三个任何“任何时刻”、“任何地点”、“任何人”。作为教学仪器，本实训平台还提供了全面的二次开发接口，方面学生的创新与自主开发。围绕物联网主题,同时兼顾当前流行技术的进展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，既可满足日常教学要求，同时注重项目实训及创新试验，各设备之间能够灵活组合。学生能够基于各种模块，按照自身的独特设计及应用，融合各种技术，进行创新试验。4.1.1物联网实训台功能描述Zi

30、gbee基础实验：流水灯实验按键操纵流水灯外部中断的使用：操纵流水灯定时器T1的使用定时器中断T3的使用UART0串口发送字符串UART0串口接收字符串UART0串口操纵LED开关中断唤醒系统实验睡眠定时器唤醒系统看门狗实验LCD显示实验AD采样内部温度红外发送与接收实验Zigbee通信实验：CC2530 BasicRF（点对点通信）-远程操纵灯CC2530 BasicRF（点对点通信）-误码率检测Zigbee组网实验-远程采集数据RFID实验：RFID单卡读取实验RFID多卡读取实验RFID增益调节实验RFID卡号烧写实验嵌入式实验：ARM硬件资源实验(5个子实验)Linux操作系统实验(5

31、个子实验)嵌入式系统移植试验嵌入式综合实验综合实验：智能农业大棚实验大棚温度、土壤湿度、RFID、光照、光电智能家居实验红外、火焰、烟雾、紧急按钮、血氧、步进电机、可控硅调光上层软件：C#：登录RFID数据猎取实时传感器采集数据曲线图实时数据显示与入库Zigbee网络拓扑图数据查询设备远程手动操纵短信报警与操纵实时报警显示QT（或者Android）：数据显示设备远程手动操纵Zigbee各类地址的显示RFID数据猎取短信报警与操纵实时报警显示网页：登录实时传感器采集数据曲线图实时数据显示与入库数据查询设备远程手动操纵自动操纵实时报警显示手机：登录实时传感器采集数据曲线图实时数据显示与入库数据查询

32、设备远程手动操纵自动操纵实时报警显示二次开发实验：PC数据采集应用程序二次开发实验传感器数据解析二次开发实验HTTP接口数据上传二次开发实验Web Service接口数据上传二次开发实验Socket接口数据上传二次开发实验手机端应用二次开发实验PC端应用二次开发实验WEB端应用二次开发实验4.1.2物联网实训台特色完善的三层架构体系该物联网教学实训平台架构清晰，各层各司其职，快捷有效地实现相关功能。如下图是本方案的大致流程，能够看到从底层到中间件再到上层，各层分工明确，思路清晰，方便分解。图1 实训平台三层架构国内领先的特色平台用户不但能够在网关上，通过软件即可方便对各传感器节点进行测试、查询

33、、治理。网关层提供多种基于C#，QT（C+）等多种主流编程语言的操作软件。该系统的另一大特色确实是提供特有的基于JAVA的平台层操纵软件。该负责采集底层的传输数据，对数据进行分析，筛选，和反操纵。平台层加载PostgreSQL数据库（PS：一个免费的学院派数据库，80年代后期就被美国军方等大机构赞助开发，目前来讲，支持系统平台应该算较多的一种数据库，日本人用该数据库较多）。其具有最丰富的数据类型的支持，采纳经典的 C/S （client/server）结构，PostgreSQL 对接口的支持也是特不丰富的，几乎支持所有类型的数据库客户端接口。此外，平台层操纵软件还负责对上层的数据传输和调度，平

34、台层将Quartz 1.8（PS：一个开源项目，它能够与J2EE与J2SE应用程序相结合也能够单独使用。Quartz能够用来创建简单或为运行十个，百个，甚至是好几万个Jobs如此复杂的日程序表。）作为任务打算的选型。简单地创建一个接口就能够轻松地完成任务调度工作。平台层采纳分布式多服务云部署，并发性能高。多频度任务调度，后台多线程处理海量数据，响应时刻不随数据量呈线性增长。平台层软件中还嵌入了基于lucene（apache实现的一个全文检索框架，各式各样的小搜索引擎一般差不多上基于该框架）的搜索框架。其索引文件格式独立于应用平台，优秀的面向对象的系统架构 ，方便其扩展新功能。 真正实现了教学过

35、程与物联网的对接，通过相关平台能够实现物联网综合实训平台相关实验数据校际之间的共享与学习。 学生：通过以后星教学实训平台，我们能学什么？布线：本实训平台包含公司自主研发的实训展架，通过该实训展架，学生能够按照原理图和布线图自主布线，安装节点、传感设备、操纵设备等等，让学生从全然上了解本实训平台的硬件架构。此部分电路图、原理图可开放。图2 实训展架Zigbee节点程序编写与烧录(C)：Zigbee节点程序包括两大类：一类是Zigbee采集端的程序，包含节点与各类传感器(电流、电压、数字等)之间的数据采集以及Zigbee采集端与Zigbee基站的双向通信；另外一类是Zigbee基站的程序，包含Zi

36、gbee基站与Zigbee采集端的双向通信以及Zigbee基站与PC(工控机等)的串口通信。此部分源码可开放。图3 Zigbee节点及基站图4 Zigbee编程环境中间件采集端程序编写(C#)：通过.net技术实现数据采集与转发功能，培养学生软硬件对接开发的能力。学生能够通过Visual Studio 2010进行采集端程序的编写。此部分源码可开放。图5 中间件采集端程序 (C#)运行界面中间件操纵端程序编写(C#)：通过.net技术实现设备的手动操纵与自动操纵功能，培养学生软硬件对接开发的能力。学生能够通过Visual Studio 2010进行操纵端程序的编写。此部分源码可开放。图6 中间

37、件操纵端程序 (C#)运行界面中间件采集端程序编写(QT)：通过C+技术实现数据采集与转发功能，培养学生软硬件对接开发的能力，同时让学生对Linux系统有个系统的认识，以及能够实现Linux环境下应用软件的开发。学生能够通过QT进行采集端程序的编写。此部分源码可开放。中间件操纵端程序编写(QT)：通过C+技术实现设备的手动操纵与自动操纵功能，培养学生软硬件对接开发的能力，同时让学生对Linux系统有个系统的认识，以及能够实现Linux环境下应用软件的开发。学生能够通过QT进行操纵端程序的编写。此部分源码可开放。平台端对接(J2EE)：通过Java技术实现如本章第二点所讲的功能对接，培养学生独立

38、上层软件开发的能力。这是本公司的核心技术，因此源码无法开发，提供对接接口。上层展示(As)：通过Flex技术实现数据的呈现以及反向操纵功能，培养学生独立上层软件开发的能力。学生能够通过flex进行网页端数据采集和操纵程序的编写。此部分源码可开放。图7 上层网页展示上层展示(Android)：通过Java技术实现数据的呈现以及反向操纵功能，培养学生独立上层软件开发的能力。学生能够通过Java进行手机端数据采集和操纵程序的编写。此部分源码可开放。图8 上层手机端展示 老师：通过以后星教学实训平台，我们能教什么？以后星教学实训平台设计课程涵盖了综合布线，数字电路，模拟电路，高级程序语言设计，计算机网

39、络技术，自动操纵原理，电气技术基础，单片机，电控与PLC应用技术，高频电子技术，EDA，机械设计与制造基础，数据结构，软件工程，数据库技术，操作系统等课程，横跨软硬件多领域。通过实训平台与现有教学体系的结合，老师能够更形象地教授理论知识，学生们也更容易同意，同时能够开展相关实训，如综合布线实训、电力电子实训、计算机组网实训、操纵器件及应用实训、智能建筑综合实训、计算机操纵技术实训、电子测试与维修技术实训、技术文件的编制实训、通信实训，让学生动手动脑，首脑结合。通过该实训平台，由于技术较全面，所培养的学生就业面广，如在企事业或公司从事计算机操纵系统的应用与设备的调试、维护工作，也可在外资公司和专

40、用公司从事技术开发和服务等工作；在电子信息行业从事大型智能化产品和设备的制造、安装、调试、生产线治理、产品售前和售后的技术服务工作；在电子信息行业要紧从事有关计算机通信技术的应用；计算机通信设备的生产制造；计算机网络工程安装调试、销售与售后服务；在各类软件公司从事软件研发。物联网综合实训平台设备清单（见附件一）4.2智能农业系统物联网农业体验区要紧以物联网，包含温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、生物传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动操纵的参变量参与到自动操纵中，保证农作物有

41、一个良好的、适宜的生长环境。采纳无线传感网与互联网的结合来猎取作物生长的最佳条件，能够为模拟农业大棚精准调控提供科学依据，让学生能够实例化的了解到达到物联网在农业生产治理中的显著作用。系统功能图如下：4.2.1智能农业体验区布局智能温室大棚效果图智能农业大棚概略图要4.2.2环境感知系统在体验区安装温度、湿度、光照、二氧化碳、土壤湿度等传感器（传感器为实际项目使用的传感器）来模拟农业环境下的传感数据采集，数据通过节点、网关（汇合节点），传输至中心服务器，中心服务器对数据进行解析、过滤、统计等处理；数据传输要紧过程如下图所示：4.2.3智能操纵系统在农业物联网体验区安装风扇、喷雾器、小灯泡、电动

42、窗帘来模拟农业自动化温室的风机、喷淋设备、补光设备、卷帘等设备，模拟设备通过与远程操纵模块连接达到远程操纵的目的。系统原理图如下：手动操纵远程操纵：通过Web端和android手机端，发送操纵命令到操纵服务器，操纵服务器将命令转化成操纵系统可识不的信号，操纵系统来改变设备的状态。现场操纵：设备操纵操作者，在现场直接对设备进行开关操纵。（2）自动操纵采集到的数据通过中心服务器逻辑处理后，与设置的阀值比对，推断设备应该处于何种状态，并发送操纵命令到操纵服务器，从而改变设备的状态。（3）设备操纵原理图如下所示：4.2.4视频监控系统通过在体验区上安装小型网络摄像头来模拟通过摄像头来监控农作物长势的目

43、的。视频传输原理如下图：4.2.5智能农业平台 将环境感知系统、智能操纵系统、视频监控系统集成于一体，具有历史数据查询、报表导出、阈值设定、短信报警、远程指导、校际之间数据共享等功能。WEB端平台界面及功能如下：界面功能功能：视频监控界面，采纳最新无插件视频嵌入技术，兼容各主流扫瞄器，无需下载插件，点击直接观看。依照项目实际情况视频传输采取图片传输方式,摄像头可自动等间隔时刻拍摄图片或者通过平台手动点击拍摄图片。环境数据展示图，直观展示各环境参数。传感器数据列表及数据状态显示：数据正常字体为绿色，数据偏高或偏低时数据显示为黄色，数据超过阀值数据显示为红色。传感器报警阈值设置功能：分为偏低设置和

44、偏高设置，例如温度传感器，正常植物的生长温度为1525。历史数据查询功能：点击“查看”按钮，进入历史数据查询界面，按时刻段进行数据查询。数据的检索模式可进行多种选择，例如：全部查询、抽样查询、平均值、最大值等。 图（9）历史数据查询示意图报警人添加功能：此功能可对报警人进行添加，添加后该报警人会收到实训室内传感数据超标时的报警短信报表导出功能：选择实训室、报表导出的时刻段、报表导出的表格类型（PDF、excel、text等）即可将实训室、改时期时刻的传感数据、操作信息等数据导出，方便治理者对数据进行综合分析，制定下一步教学打算。手机端平台界面及功能如下：4.2.6 农业物联网沙盘设备清单（见附

45、件二）4.3智能渔业系统4.3.1 项目设计具体内容养殖场环境监测养殖场环境监测包括水温监测，光照度监测。养殖场水质监测水质监测要紧包括溶解氧监测、PH值监测、氨氮含量监测。智能化操纵系统智能化操纵系统要紧包括增氧泵操纵，自动给排水操纵，光照度操纵，温度操纵。4.3.2 项目架构手机、电脑等查询设备手机、电脑等查询设备增氧机等设备反控设备采集节点汇合节点设备前端数据采集部分前端数据的采集是整套项目的前沿部分，是整个项目的基础。系统将前端的鱼类生长环境参数等与食品消费的所有信息搜集。网络传输部分网络传输要紧负责将前端数据采集部分传送给服务器，并提供远程终端访问主服务器，是整个项目数据的传输通道。

46、监控展示部分采集到的数据通过终端设备展示给用户，使用户能够了解生产基地、生态园实时的信息。用户能够通过各种终端如个人电脑、手机、手持终端、触摸式一体机等实时了解养殖场地信息。智能操纵部分采集到的数据通过与系统设置的阀值进行对比，参数超出阀值后自动打开相应设备。4.3.3系统硬件功能养殖场环境监测温度监测点温度是阻碍水产养殖的重要物理因子之一。水温不仅阻碍水体水质状况，还阻碍养殖对象的生长发育，通过水温的观测实验，我们的粗话一下结论：水温与溶解氧含量符合等比级曲线模型水温与氨氮总量总体呈负相关关系；不同水产生物对水温 不同适应性，在适合温度范围，水温越高，养殖对象摄食量越大，同时饵料系数越小；一

47、般水温越高，水产生物生长速度越快。通过计算养殖对象长期活动积温即可推断某一品种从育苗到商品上市所需时刻；水温高低直接决定受精卵的孵化时刻，在适合温度范围内，水温越高孵化时刻越短。以上数据表明水温是阻碍水产养殖产量和品质的重要因素。传统室内养殖的大多使用附近的江河作为循环水源，江河水温受气候阻碍专门大，大部分养殖场使用人工测温，数据的准确性和监控力度都难以得到保证。本系统采纳工业级在线温度传感器，24小时全天候监测养殖水体温度。采集温度包括进水口温度，池内温度，养殖场空气温度。系统可依照不同季节、养殖品种、养殖密度等信息进行系统报警阀值设定。当温度超出阀值时，系统报警：自动打开现场声光报警器；通

48、过手机给治理员发送报警短信；监测界面弹出报警信息。在一段时刻内（可设定），温度参数持续超标，系统自动打开温控设备，温度参数恢复到标准值后，温控设备自动关闭。光照度监测点光照度的时刻长短和强弱会阻碍养殖对象的生殖周期和体表样色，生殖周期决定产量，体表颜色和品质关系紧密。本系统采纳室内型光照度传感器，系统可依照不同季节、养殖品种、天气情况等信息自动计算养殖对象所需光照强度、光照时刻从而推断天窗开启时刻、是否需要人工关照。养殖场水质监测溶解氧监测点溶解氧不确实是水生生物正常生理功能和健康生长的必须物质，溶解氧高能够增进水产生物的食欲，提高饲料利用率，加快生长发育。同时溶解氧也是水质改良的必需物质，是

49、维持氮循环顺利进行的关键因素。本系统采纳高精度溶解氧探头实时采集水体溶解氧含量，当水体溶氧量过低时自动打开增氧泵。PH值监测点 pH值过低，酸性水体容易致使鱼类感染寄生虫病，如纤毛虫病、鞭毛虫病；其次水体中磷酸盐溶解度受到阻碍，有机物分解率减慢，天然饵料的生殖减慢；再者，鱼鳃会受到腐蚀，鱼血液酸性增强，利用氧的能力降低，尽管水体中的含氧量较高，依旧会导致鱼体缺氧浮头，鱼的活动力减弱，对饵料的利用率大大降低，阻碍鱼类正常生长。PH值过高会增大氨的毒性，同时腐蚀鱼类鳃部组织，引起大批死亡。PH异常在传统养殖模式里不易发觉，往往造成的损害比低温、缺氧更大。系统采纳进口PH探头，监测水体PH值，PH值

50、异常时，系统自动打开进出水口电磁阀进行换水，保证水生生物生长在恒定PH环境内。氨氮含量监测点水体内的氨氮要紧来源于水生生物的排泄物，施加的肥料，残饵被微生物分解成氨基酸，再进一步分解成氨氮。同时水体氧气不足时，水体发生反硝化反应也会产生氨氮。然而，国产氨氮检测设备不成熟，进口设备价格昂贵。本系统通过放养光合细菌，细菌进行硝化作用降低水体氨氮含量，同时采纳生物传感器监测光合细菌浓度，从而推断水体氨氮含量。4.3.4智能化操纵系统给排水操纵传统养殖模式里，鱼池换水全部有人工完成，费时费劲。本系统可依照水质需要进行自动换水，治理员也能够依照系统提供的实时参数推断养殖池是否需要换水，并通过远程操纵系统

51、进行换水。增氧泵操纵一般养殖场养殖宝贵鱼种时差不多上24小时长时刻供氧，如此养殖池内尽管可不能出现缺氧现象，缺造成了能源的白费。将增氧泵与本系统对接后，可依照水生物实际需求开启和关闭增氧泵即保证水生生物健康生长也节约了能源。温度操纵温度过高和过低都会阻碍水生生物的生长状况，为了保证养殖场水温恒定，可在进水口建立水温缓冲池，通过与系统对接的温控设备调节水温，之后在将缓冲池内恒温水送入养殖池内。当养殖池温度过高时，系统自动打开进出水口，更换池水，达到降温目的。4.3.5系统软件功能 数据采集功能标准值设定用户可依照专家系统和治理员经验设定标准值，采集值超出报警值时系统自动报警。数据实时查询可远程查

52、看养殖场实时数据，及时在千里之外也能让您对养殖场了如指掌。趋势图查询趋势图查询服务可方便您观看一段时刻内检测值变化较大的检测点历史数据查询历史数据查询服务提供个监测点检测数据查询，为研究水生生物生长规律提供科学依据。设备操纵操纵形式设置治理员可依照实际需求灵活选择操纵方式，手动操纵模式下治理员可通过手机、电脑等工具对养殖场设备进行远程操纵，自动模式下系统依照采集的实时参数推断设备开启、关闭。操纵时刻设置自动操纵下，也能够对设备进行定时自动开启功能4.3.4 智能渔业系统设备清单（见附件三）第五章 涉及专业和课程设计5.1物联网涉及专业物联网是一门综合性交叉学科，涉及电子、嵌入式开发、自动化操纵

53、、网络通信、计算机等专业知识的综合应用，物联网应用技术实训室的建立为学生的实践创新能力的培养和发挥提供了必要平台，是进行理论教学和实践能力培养的重要桥梁。物联网涉及以下学科知识：物联网息息相关的理论及应用专业技术，辐射传感器、操纵智能芯片、RFID、ZIGBEE等先进技术，面向智能自动化应用工程、智能交通系统、绿色能源的储存与监控技术、机器人系统智能操纵、无线射频技术与传感通信等领域。面对如此庞大的综合技术类学科，如何解决新物联网的教学问题，有些专家提出：化整为零，整合多科专业，将专业分为基础原理型、实验型和应用项目型，物联网技术基础、无线传感器基础知识、射频识不RFID基础知识方面建立由简单

54、到复杂、从理论到实验的创新教学模式，同时能够覆盖目前最前端的物联网技术，如：嵌入式WIFI，智能家居，超高频射频识不，ZIGBEE技术、3G等。5.2物联网实训室课程体系建设物联网实训室，拟培养目标：通过教学和实践的结合，使得学生掌握物联网信息技术的基础知识和差不多技能，感知体验与动手开发的结合、方案设想与实际验证的结合，提高学生的动手能力，积存实践经验，从而整体上提高教学质量水平，培养差不多功扎实、专业知识精通的专业技术人才，能在物联网技术及其应用的各相关领域中从事物联网工程建设、治理和应用的高技能应用型专门人才，以满足日益蓬勃进展的行业人才需求，提升学生在相关行业的竞争力。物联网的关键技术

55、包括三个方面：终端数据的采集、处理、传输、终端网络的部署和协同等，以无线传感器网络和RFID技术为代表；异构的接入网络基础和核心网络，包括基础的NGN核心网络和3G、GPRS、WiFi、蓝牙等接入技术；由中间件、信息开放平台和服务支撑平台构成的应用支撑子层以及物联网应用领域示范系统等。下图是物联网技术体系结构。物联网体系结构图我们的课程设计将以物联网体系结构为核心，从差不多的感知层（传感层与物联层），到网络层，到应用层；从物联网的构建，到物联网的治理，到物联网的应用，实现整体的物联网架构与治理。由此，我们构建了物联网实训室课程体系结构，见下图。具体物联网实训室课程见下表：课程名称课程介绍物联网

56、技术概述要紧了解物联网产生的背景、物联网的定义、物联网相关技术、物联网国内外进展状况、物联网的应用领域等。自动识不与传感器技术自动识不技术是对信息数据进行自动采集和传输的重要方法和手段，它是以计算机和通信技术为基础的综合性科学技术。自动识不技术要紧包括条形码技术、OCR技术、生物识不技术、磁卡和IC卡技术、射频识不RFID技术等。传感技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大支柱，广义的传感技术即信息采集技术，它是信息技术的基础，是物联网实现万物互联的重要终端技术。要紧了解传感器的构成、传感器的分类，以及传感技术与设备。掌握了差不多的识不与传感器知识，在物联网实训室中还将应用到温度、湿度、

57、光敏度等传感器。RFID技术及应用要紧介绍RFID的工作原理、RFID 的技术实现、RFID的标准体系、RFID系统架构，RFID在物流、产品仓储、门禁治理等系统中的应用，同时通过模拟演示直观了解RFID的应用。无线传感网络技术要紧了解无线传感器网络技术，要紧包括：WSN差不多概念，WSN的MAC技术，WSN路由技术，WSN可靠传输技术，WSN数据融合技术，WSN网络安全技术等。在物联网实训室中，将了解无线传感器的组网，以及各种传感器信息的采集等。Zigbee技术与实践要紧介绍了无线传感器网络和ZigBee协议规范的基础知识，ZigBee硬件开发平台、软件开发环境的组成和安装，CC2430/3

58、1片上系统的开发和使用，TI Z-Stack软件架构，如何建立简单的ZigBee无线传感网络系统，通过智能家居系统、无线数据透明传输系统、工业无线传感网络系统、无线定位系统等典型的ZigBee技术解决方案等。实现组建Zigbee无线传感网络，实现Zigbee模块设置和参数读取，利用Zigbee实现传感数据的采集与传输，利用Zigbee操纵LED、电机、蜂鸣器，智能开关、插座等。嵌入式技术及其应用要紧介绍嵌入式系统的体系结构、存储体系、输入输出设备、总线接口、电源，ARM开发环境与调试系统，嵌入式系统软件设计等RFID中间件技术RFID中间件是实现RFID硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数

59、据格式转换的一种中间程序，将RFID读写器读取的各种数据信息，通过中间件提取、解密、过滤、格式转换、导人企业的治理信息系统，并通过应用系统反应在程序界面上，供操作者扫瞄、选择、修改、查询。中间件技术也降低了应用开发的难度，使开发者不需要直接面对底层架构，而通过中间件进行调用。数据通信与网络技术要紧介绍了数据通信的进展、概况及现状，网络的差不多概念，详述了网络各个层的功能、结构、协议及应用等，介绍了流行的网络技术（例如，局域网、无线局域网、主干网、城域网和广域网及Internet等，介绍了网络安全、网络设计及网络治理技术等。数据库技术与应用要紧介绍数据库的搭建、数据库存储、数据库通信、数据库应用

60、系统开发物联网应用及开发要紧介绍了物联网在农业生产中的应用，物联网在食品中的应用，物联网在工业生产中的应用，物联网在物流和供应链治理中的应用，物联网在交通中的应用，物联网在电力中的应用，物联网在环境监测中的应用，物联网在医疗中的应用，物联网在智能家居中的应用，物联网在安全监控中的应用，物联网在国防军事中的应用。要紧开发了三套物联网应用系统，模拟演示了物联网在农业、物流和智能家居中的典型应用。5.3 学生就业方向第六章 项目实施6.1项目时期物联网实训室建设项目要紧分为如下几个时期：确定项目组人员为保证实训室建设整个项目的逐步完成并达到正常投入使用，从规划、设计、实施、维护到试运行的整个项目过程