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1、 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗室建設方案物聯網實驗室建設方案及物聯網實驗教學及物聯網實驗教學廣州飛瑞敖電子科技有限公司廣州飛瑞敖電子科技有限公司 物聯網信息平臺解決方案 提提 綱綱什么是物聯網什么是物聯網物聯網專業主要課程物聯網專業主要課程物聯網實驗方案物聯網實驗方案物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學物聯網實驗設備配置物聯網實驗設備配置FROFRO物聯網實驗方案物聯網實驗方案物聯網實驗舉例物聯網實驗舉例 物聯網信息平臺解決方案 什么是物聯網（什么是物聯網（1 1）定義定義1：由具有標識、虛擬個性的物體：由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網絡，這些標識和個性運行在智對象所組成的網絡2、，這些標識和個性運行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環境的上下文進行連接和通信。能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環境的上下文進行連接和通信。2008年年5月，歐洲智能系統集成技術平臺（月，歐洲智能系統集成技術平臺（EPoSS）Internet of Things in2020定義定義2：物聯網是未來互聯網的整合部分，它是以標準、互通的通訊協議為基礎，具有：物聯網是未來互聯網的整合部分，它是以標準、互通的通訊協議為基礎，具有自我配置能力的全球性動態網絡設施。在這個網絡中，所有實質和虛擬的物品都有特自我配置能力的全球性動態網絡設施。在這個網絡中，所有實質和虛擬的物品都有特定的編碼和物理3、特性，通過智能界面無縫鏈接，實現信息共享。定的編碼和物理特性，通過智能界面無縫鏈接，實現信息共享。2009年年9月，歐盟第七框架月，歐盟第七框架RFID和互聯網項目組報告和互聯網項目組報告定義定義3：指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行：指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。2010年年3月，我國政府工作報告所附的注釋中物聯網定4、義月，我國政府工作報告所附的注釋中物聯網定義 物聯網信息平臺解決方案 鄔賀銓院士：鄔賀銓院士：物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用業務和應用。什么是物聯網（什么是物聯網（2 2）來自網站：來自網站：物聯網是未來發展趨勢，可以說如果三五年之后我們不懂物聯網是未來發展趨勢，可以說如果三五年之后我們不懂物聯網，可能就跟現在不會上互聯網一樣，屬于物聯網，可能就跟現在不會上互聯網一樣，屬于半文盲狀態半文盲狀態 物聯網信息平臺解決方案 物聯網專業主要課程物聯網專業主要課程（1 1）信號分布信號分布網絡網絡網絡終端5、網絡終端設備設備應用服務應用服務軟件軟件RFIDRFID射頻識別器件射頻識別器件傳感器件傳感器件嵌入式設備嵌入式設備WiFiWiFi設備設備網絡管理軟件網絡管理軟件網絡服務軟件網絡服務軟件行業應用軟件行業應用軟件D DC CM M信號分布網絡信號分布網絡(公網公網)GPRSGPRS網絡網絡 (2G)(2G)CDMACDMA網絡網絡 (3G)(3G)LTELTE網絡網絡 (4G)(4G)各種超各種超3G3G網絡網絡信號分布網絡信號分布網絡(專網專網)有線以太局域網有線以太局域網WiFiWiFi無線局域網無線局域網 物聯網信息平臺解決方案 主要課程主要課程：物聯網技術導論、計算機科學導論、程序設計6、基礎（物聯網技術導論、計算機科學導論、程序設計基礎（C語言）、數字語言）、數字電子技術、模擬電子技術、電路分析、數值分析電子技術、模擬電子技術、電路分析、數值分析 無線傳感器網絡、數據結構與算法設計、面向對象程序設計、數據無線傳感器網絡、數據結構與算法設計、面向對象程序設計、數據庫原理與設計、計算機組成原理、匯編語言程序設計、操作系統、編譯庫原理與設計、計算機組成原理、匯編語言程序設計、操作系統、編譯原理與設計、軟件工程基礎、計算機體系結構、計算機網絡、微機接口原理與設計、軟件工程基礎、計算機體系結構、計算機網絡、微機接口技術、信號與系統、自動控制原理技術、信號與系統、自動控制原理 微控制器接7、口技術、計算機圖形學、人工智能基礎、嵌入式系統、微控制器接口技術、計算機圖形學、人工智能基礎、嵌入式系統、多媒體技術、網絡信息安全、軟件體系結構、分布式計算原理與應用、多媒體技術、網絡信息安全、軟件體系結構、分布式計算原理與應用、Web軟件技術、軟件技術、EDA技術技術物聯網專業主要課程物聯網專業主要課程（2 2）核心技術核心技術：電子技術、計算機技術、通信技術：電子技術、計算機技術、通信技術 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（1 1）-實驗箱方案實驗箱方案特點：特點：主要體現傳感層；缺乏表現網絡層；應用層簡單、主要體現傳感層；缺乏表現網絡層；應用層簡單、難以體現復雜的應8、用；難以體現復雜的應用；適合課程基礎實驗、驗證實驗、簡單編程實驗、教適合課程基礎實驗、驗證實驗、簡單編程實驗、教師工作量小；師工作量小；教師參與度低、無法表現物聯網的整體架構及開展教師參與度低、無法表現物聯網的整體架構及開展復雜綜合實驗；單價復雜綜合實驗；單價1 13 3萬，實驗室一次性投入大。萬，實驗室一次性投入大。物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（2 2）-實驗箱方案實驗箱方案 感知感知RF-2物聯網實驗箱全面集成物聯網實驗箱全面集成WinCE6.0/LINUX/ANDRO三大平臺。三大平臺。通過簡單更換核心模塊，可以實現對通過簡單更換核心模塊，可以實現對ARM9/A9、RM11/TI Cortex-A8等三種主等三種主流處理器構架嵌入式教學；流處理器構架嵌入式教學；配備全速配備全速WIFI/藍牙系統，藍牙系統，RFID，ZigBee攝像頭，多種傳感器等等；實攝像頭，多種傳感器等等；實現了將高端嵌入式教學和無線傳感器網絡，物聯網完美結合。現了將高端嵌入式教學和無線傳感器網絡，物聯網完美結合。物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（3 3）-實驗箱方案實驗箱方案實驗目標：實驗目標：理解理解RFID的基本概念；理解的基本概念；理解RFID系統設計技術；理解系統設計技術；理解ISO/IEC協議；理協議；理解防撞系統；理解解防撞系統；理解RFID應用設10、計；理解應用設計；理解LF工作模式；理解傳感器的工作模工作模式；理解傳感器的工作模式；理解無線傳輸功能組網設計；掌握嵌入式系統下對式；理解無線傳輸功能組網設計；掌握嵌入式系統下對RFID模塊、模塊、WSN模模塊的編程控制；掌握嵌入式系統下對物聯網應用系統項目開發設計的技能。塊的編程控制；掌握嵌入式系統下對物聯網應用系統項目開發設計的技能。物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（4 4）-體驗式實驗方案體驗式實驗方案特點：特點：以模型、沙盤等形式構建的物聯網應用場景；以模型、沙盤等形式構建的物聯網應用場景；有助于學生了解物聯網架構、物聯網應用系統、傳感器有助于學生了解物聯網架構、物11、聯網應用系統、傳感器的使用和組網；的使用和組網；系統各節點及控制設備采用低壓供電或電池供電，與實系統各節點及控制設備采用低壓供電或電池供電，與實際有差異；際有差異；不適合技術細節教學及大班教學，學生參與度有限，適不適合技術細節教學及大班教學，學生參與度有限，適合于體驗式教學。合于體驗式教學。物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（5 5）-體驗式實驗方案體驗式實驗方案物聯網智能家居應用沙盤物聯網智能家居應用沙盤宣傳語：宣傳語：物聯網應用體驗沙盤套物聯網應用體驗沙盤套件：巧妙地將多種傳感件：巧妙地將多種傳感器和無線器和無線SOC等，布設等，布設在精致的實景沙盤和模在精致的實景沙盤和12、模型上面，能夠生動、形型上面，能夠生動、形象、快速、準確的展示象、快速、準確的展示物聯網在多個領域的應物聯網在多個領域的應用，達到有效展示物聯用，達到有效展示物聯網技術與各行業相結合網技術與各行業相結合所帶來的廣闊應用前景所帶來的廣闊應用前景 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（6 6）-體驗式實驗方案體驗式實驗方案智能交通物聯網智能交通物聯網宣傳語：宣傳語：通過微縮模型實現通過微縮模型實現軌道交通的智能化軌道交通的智能化建設和管理建設和管理 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（7 7）-整體式實驗方案整體式實驗方案特點：特點：以物聯網的網絡為核心，通過有線13、局域網絡、無線局以物聯網的網絡為核心，通過有線局域網絡、無線局域網覆蓋物聯網實驗室及其周邊區域，將專業課程實驗箱域網覆蓋物聯網實驗室及其周邊區域，將專業課程實驗箱（套件）和綜合應用實驗箱統一接入網絡，構成完整的物（套件）和綜合應用實驗箱統一接入網絡，構成完整的物聯網工程平臺；聯網工程平臺；全面體現物聯網三個層面（應用層、網絡層、感知層）全面體現物聯網三個層面（應用層、網絡層、感知層）、開方、標準化的物聯網工程實驗平臺、開方、標準化的物聯網工程實驗平臺 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（8 8）-整體式實驗方案整體式實驗方案 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方14、案（9 9）-網絡層組網方式網絡層組網方式網絡層主要組網方式：有線、無線（移動公網、網絡層主要組網方式：有線、無線（移動公網、WiFiWiFi、ZigBeeZigBee？）基于移動互聯網的數據傳送基于移動互聯網的數據傳送基于短信的數據傳送基于短信的數據傳送 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（1010）-網絡層組網方式網絡層組網方式基于基于WiFiWiFi的物聯網組網的物聯網組網 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗方案物聯網實驗方案（1111）-網絡層組網方式比較網絡層組網方式比較 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（1 1）掌握物聯網體系結構、網絡15、布局、設備使用、設備安裝、設備維護、掌握物聯網體系結構、網絡布局、設備使用、設備安裝、設備維護、（網絡設備、終端設備）、單片機及接口設計、應用軟件開發（網絡設備、終端設備）、單片機及接口設計、應用軟件開發掌握的主要技能：掌握的主要技能：1、物聯網系統整體架構：、物聯網系統整體架構：三個層次：應用層、網絡層、傳感層 各個層次功能、包含的技術以及相互之間的關聯關系2、傳感層：、傳感層：已知、未知數據采集（傳感器、條形碼、二維碼、RFID射頻識別）；有線傳感網（RS232、RS485設備聯網）；無線傳感網（ZigBee、無線數傳、無線射頻識別、藍牙）傳感設備（條碼掃描儀、RFID讀卡器、各類傳感器、16、POS機等）；嵌入式計算機技術：單片機設計、嵌入式開發、接口電路設計 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（2 2）3 3、網絡層：、網絡層：有線網絡（Internet有線網絡）無線網絡（WiFi無線局域網、移動通信無線公共網絡）網絡設備（有線路由器、有線交換機、WiFi無線接入點）網絡拓撲結構 網絡設備安裝 網絡施工 網絡管理、維護4 4、應用層：、應用層：系統軟件（操作系統、數據庫、服務器軟件）應用軟件（網絡瀏覽器、物流管理軟件、工業控制軟件）軟件操作、使用及維護 軟件開發：應用軟件設計、中間件設計、數據庫應用 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實17、驗教學（3 3）-（網絡層）（網絡層）網絡拓撲結構、網絡布局、設備使用維護網絡拓撲結構、網絡布局、設備使用維護 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（4 4）-（傳感層：（傳感層：ZigBee）ZigBee：低速、短距離無線網絡協議，底層由IEEE 802.15.4協議標準規范。特色特色：低速、低耗電、低成本、支持大量網絡節點、支持多種網絡拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（5 5）-（傳感層：（傳感層：RFID）RFID：一種無線通信技術，通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，：一種無線通信技術，通過無線18、電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，RFID技術應用廣泛，如：圖書館，門禁系統，食品安全溯源等技術應用廣泛，如：圖書館，門禁系統，食品安全溯源等 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（6 6）-（傳感層：無線數傳）（傳感層：無線數傳）433MHz無線數傳：抗干擾能力強、抗衰減性好、傳輸速率低、覆蓋范圍無線數傳：抗干擾能力強、抗衰減性好、傳輸速率低、覆蓋范圍大、網絡結構簡單；大、網絡結構簡單；微網高通微網高通WiMi-net：基于最底基于最底層的射的射頻芯片芯片實現的一種自的一種自組網無網無線通通訊系統系統 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（7 19、7）-（傳感層：硬件電路）（傳感層：硬件電路）單片機技術：硬件電路、底層編程單片機技術：硬件電路、底層編程接口技術：數據接口、通信接口接口技術：數據接口、通信接口 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（8 8）-（應用層）（應用層）應用層：信息處理、人機交互，提供各種特定服務。應用層：信息處理、人機交互，提供各種特定服務。主要技術：軟件技術、數據庫技術、數據分析技術、智能控制主要技術：軟件技術、數據庫技術、數據分析技術、智能控制 物聯網信息平臺解決方案 物聯網課程實驗教學物聯網課程實驗教學（9 9）-（中間件（中間件1）中間件：中間件：位于平臺（硬位于平臺（硬件和操作系20、統）件和操作系統）和應用之間的和應用之間的通用服務通用服務 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗設備配置物聯網實驗設備配置（1 1）-網絡層實驗設備網絡層實驗設備有線網絡設備：路由器、交換機有線網絡設備：路由器、交換機無線網絡設備：無線網絡設備：WiFi無線接入點、無線接入點、GPRS通信模塊通信模塊 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗設備配置物聯網實驗設備配置（2 2）-傳感傳感層實驗設備層實驗設備無線傳感網無線傳感網（ZigBee）射頻識別射頻識別（RFID）無線數傳無線數傳（433MHz）傳感層底層綜合設計傳感層底層綜合設計（MCU+傳感器）傳感器）物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗設備配21、置物聯網實驗設備配置（3 3）-嵌入式實驗設備嵌入式實驗設備8/16位位MCU：數據采集、處理及數數據采集、處理及數據上傳，與傳感器接口、與傳感層網據上傳，與傳感器接口、與傳感層網絡接口，一般不嵌入操作系統絡接口，一般不嵌入操作系統重點重點：硬件電路設計、底層程序開發：硬件電路設計、底層程序開發（匯編語言、（匯編語言、C語言）、單片機接口語言）、單片機接口32位單片機（位單片機（ARM）：傳感層數：傳感層數據網關、傳感層終端設備，一般據網關、傳感層終端設備，一般內置操作系統，結構復雜內置操作系統，結構復雜重點重點：硬件設計、固件設計、應：硬件設計、固件設計、應用軟件設計（用軟件設計（Linux22、Android）8/16位位MCU32位位MCU 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗設備配置物聯網實驗設備配置（4 4）-教師參與實驗室建設教師參與實驗室建設方式：方式：1、教師開發配套實驗設備：難度較大、周期較長、經費難、教師開發配套實驗設備：難度較大、周期較長、經費難以保證；以保證；2、教師參與實驗設備供應商的設備開發（如應用軟件的開、教師參與實驗設備供應商的設備開發（如應用軟件的開發）：難度小、周期短、經費可以包含在設備采購預算中；發）：難度小、周期短、經費可以包含在設備采購預算中；好處：好處：1、對教師有利：提高教師專業水平、對教師有利：提高教師專業水平2、對學校有利：節約設備經費、23、避免設備采購的盲目性、對學校有利：節約設備經費、避免設備采購的盲目性3、對學生有利：老師水平的提高，學生直接受益、對學生有利：老師水平的提高，學生直接受益 物聯網信息平臺解決方案 應用層應用層傳感層傳感層資產管理資產管理環境監測環境監測工業信息化工業信息化。網絡層網絡層遠端天線遠端天線2005000米米50100米米WiFi傳感器傳感器WiFi/RFID讀卡器讀卡器WiFi條形碼掃描儀條形碼掃描儀ZigBee/WiFi以光載無線交換機為核心以光載無線交換機為核心以工程實踐為背景以工程實踐為背景全面體現物聯網三個層面全面體現物聯網三個層面開放、標準化的物聯網工開放、標準化的物聯網工 程實驗平臺程24、實驗平臺FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（1 1）-物聯網工程信息平臺物聯網工程信息平臺 物聯網信息平臺解決方案 FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（2）-物聯網實驗室整體架構物聯網實驗室整體架構 物聯網信息平臺解決方案 FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（3）-傳感層實驗傳感層實驗 物聯網信息平臺解決方案 分布天線實驗分布天線實驗有線、無線混合組網實驗有線、無線混合組網實驗無線網絡實驗無線網絡實驗跨網段網絡實驗跨網段網絡實驗FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（4）-網絡層實驗網絡層實驗 物聯網信息平臺解決方案 FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（5）-應用層實驗應用層實驗 物聯網25、信息平臺解決方案 無線傳感網無線傳感網+無線局域網絡無線局域網絡+有線局域網有線局域網FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（6）-應用層實驗應用層實驗 物聯網信息平臺解決方案 工業化工業化+信息化信息化FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（7）-應用層實驗應用層實驗 物聯網信息平臺解決方案 FRO物聯網實驗方案（物聯網實驗方案（8）-實驗擴展、設備接入實驗擴展、設備接入 物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗舉例物聯網實驗舉例（1 1）-實驗方案介紹實驗方案介紹實驗題目：移動溫度監控實驗要求：用智能手機顯示室內溫度整體實驗框圖：有線路由器、WiFi無線網絡、溫濕度傳感器、WiFi設備服務器、智能手26、機（WiFi+瀏覽器）物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗舉例物聯網實驗舉例（2 2）-實驗方案介紹實驗方案介紹1、B/S模式：模式：設計服務器端程序、設計服務器端程序、安裝服務器軟件、安裝服務器軟件、設計服務器網頁、設計服務器網頁、發布網頁、發布網頁、手機無線接入手機無線接入WiFi網絡、網絡、瀏覽器打開服務器網頁查詢溫度瀏覽器打開服務器網頁查詢溫度問題：異地如何查詢溫度？問題：異地如何查詢溫度？物聯網信息平臺解決方案 物聯網實驗舉例物聯網實驗舉例（3 3）-實驗方案介紹實驗方案介紹2、C/S模式模式服務器端軟件開發：服務器端軟件開發：WiFi設備服務器已內置服務器端軟件，設備服務器已內置服務器端軟件，不用開發；不用開發；客戶端軟件開發：（客戶端軟件開發：（Linux平臺平臺/Andriod平臺）平臺）下載下載Andriod開發平臺，搭建開發環境：開發平臺，搭建開發環境：http:/ 物聯網實驗舉例物聯網實驗舉例（4 4）-問題問題問題：異地如何查詢溫度？問題：異地如何查詢溫度？物聯網信息平臺解決方案 凝聚物聯網智慧，打造專業物聯網工程實驗室！凝聚物聯網智慧，打造專業物聯網工程實驗室！