物联网实验实训中心建设方案详细

高校物联网实验/实训中心建设方案感知地球，感知中国梦想开启未来一、前言 (3)二、背景知识、系统概述、设计原则和规依据 (4)1.物联网技术体系 (4)1.1实训中心设计原则 (4)2.系统概述 (5)3.设计原则和要求 (7)4.规依据 (7)三、演示中心系统组成 (8)1.智能家居演示中心 (8)2.智能家居系统组成 (10)3.智能家居系统设计理念 (10)4.智能家居简介 (10)5.Z IG B EE技术 (11)6.Z IG B EE智能家居网络 (12)7.ZIGBEE网关与节点 (13)8.智能家居各子系统 (15)1)智能照明子系统 (15)2)视频监控子系统 (16)3)安防报警子系统 (16)4)电动窗帘子系统 (18)5)环境监测子系统 (19)6)能耗管理子系统 (19)7)智能遥控子系统 (20)四、实训室系统组成 (20)1.实训规划 (21)2.实训设备 (22)3.实训项目 (25)4.实训系统和演示系统的教学结合 (27)五、设备清单 (29)演示系统无线网络与控制终端设备清单（注：不包括家电） (29)附：基于ZIGBEE技术的家用空调无线监控系统开发实验案例： (30)六、方案报价 (34)七、产品售后服务 (34)八、交货时间与方式 (34)九、联系方式 (35)一、前言物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，它在加快经济结构调整、推进社会信息化进程、扩大就业等方面将发挥越来越重要的作用。

为了加快物联网产业技术人才的培养，2010年至今，教育部已经批准了30家大学开设物联网本科专业，另外全国许多高职院校也在积极尝试进行物联网教学体系的建设，新设物联网技术课程的教学课程。

高校类院校在产业中走在最前沿，物联网产业也需求大量应用型技术人才。

物联网技术从应用角度看，有以下特点：广泛性、综合性；物联网技术的发展，其应用和技术将面向非常广泛的领域，不仅仅是目前大家看到的通讯，电子，自动化，计算机等热门专业和领域，而且将涉及农业，交通，建筑，航海，航天，医学，矿业，金融，材料，军工等等领域和专业。

实用性、多样化；物联网的应用领域覆盖到各个角落、各个领域，重点有五大领域：一是智能电网；二是智能交通；三是智能医疗；四是智能家居；五是RFID（射频识别）产业。

（其中智能家居和RFID领域也是已经大量产业化的应用）物联网教学方面的问题：1、物联网技术涉及多学科，多个前沿技术领域，目前国传统的工程师培训体系和工程师再教育体系，对这一全新的技术领域完全是空白，既没有现成的教材体系，也没有现成的实验设备体系，同时也缺乏合格的物联网专业教师；2、国高校在物联网专业和物联网学院方面才刚刚起步，还必须经历教师培训，教材编写，实验设备配备的漫长学习过程，以4年制物联网专业为实例，如果今年2010年招收学生，到2016年才会有物联网专业学生毕业，而感知中国对物联网人才的迫切需求，不可能许可这样漫长的等待过程；高校类学校在教育目标上主要为，培养适合企事业单位需求的应用型和技能型专门人才。

物联网产业特点决定了对此类人才的需求非常巨大，因此，面对物联网人才培养的困境，如何另辟蹊径，找到一种适合高校人才培养的方法，在短时间培养出高质量的物联网应用技术人才，可以作为一项重要课题来研究探讨。

高校开展物联网教学，需要结合学校自身条件，充分考虑物联网技术的应用特点，踏踏实实的开展工作。

本文旨在高校物联网实训中心建设方面进行抛砖引玉，通过物联网演示中心介绍物联网技术在生活、工作中的实际应用；建设物联网教学体系探讨机制；设立物联网实训平台，针对物联网某项应用领域如智能家居，建设仿真环境，结合物联网开发套件、实验箱、教学仪器，进行应用开发与教学。

整套方案，期待校企互动合作，为普及物联网技术知识，并在高校物联网学科建设方面做一些尝试性、探索性的工作。

二、背景知识、系统概述、设计原则和规依据1.物联网技术体系“物联网”产业的技术支撑体系主要分为三个层次：感知层，网络层和应用层。

感知层是物联网的底层基础，包括了RFID、智能卡、微电子机械加工（MEMS）、传感器等等数据采集和感知技术；网络层是“物联网”互联互通关键，包括无线传感网络，WiFi自组网、机器间通信（M2M）的移动通讯网络等通信技术；应用层是具体应用的系统集成技术，包括数据融合、数据挖掘、商业智能、地理信息系统（GIS）等等软件技术。

1.1实训中心设计原则省邮电学校为国家重点高校，是省通信类技术人才培养基地。

实训中心新增物联网实验/实训中心。

该中心结合学校通信专业优势，结合物联网网络层、应用层技术研究，利用3G（TD-SCDMA）技术与智能家居、智能物流、智能交通等领域无缝对接；通过3G模块控制家电等终端设备。

通过TD-SCDMA模块传输各种感知设备采集的信息，并在客户终端显示。

提供智能家居整体解决方案，由学生动手进行设备安装，调试，操作，维护，通过手机，电脑等终端控制家用电器，体会物联网的实质。

物联网的主要技术是短距离/长距离无线通信。

通过物联网多网络实训系统了解物联网通信本质，对物联网有一个广泛的了解。

物联网的技术体系框架图2.系统概述建设物联网实训中心，包括智能家居演示中心，物联网应用技术实训室两大部分。

实训中心效果图3.设计原则和要求人性化“人”作为对象的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，以实用、简便、经济、安全的原则，满足管理这一特定使用功能。

用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。

系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高品质生活品位。

同时要化繁为简、高度人性、注重健康。

通过智能家居演示中心，让人了解何为“物联网”，普及物联网只是；充分体验物联网技术的应用，切实感受到物联网技术带来的益处。

实用性演示中心选用的系统和产品都应能使用户得到实实在在的受益，并满足近期使用和远期发展的需要。

在多种实现途经中，选择最经济可行的途经。

实训室的配置的实验设备能够满足高职院校的物联网实验教学和开发需求。

针对职业学院人才培养特点，由浅入深介绍物联网教学和知识体系，并通过专业实训室的动手实践，达到在物联网开发应用方面，具备很强动手实践能力的专业人才培养目标。

创新性、示性。

根据物联网感知层、网络层、应用层体系架构，建设各类专业实训室，是国专科院校在物联网教学方面的创新和探索，在全国专科院校物联网专业教学提供示性作用。

安全可靠性系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。

易操作性系统及其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。

透明封装，开放接口除了满足演示需求，系统同样考虑到教学开发的需求，家居的每个控制系统、数据采集终端节点等器件统一设计成透明、可拆卸封装，方便老师和学生替换演示，同时开放每个子系统开放软件接口，通过外接PC，进行上位机、或者终端程序替换演示，讲解技术原理。

4.规依据《低功耗无线传感器网络标准》IEEE 802.15.4《无线局域网网状网络标准》 IEEE 802.11s《民用建筑电气设计规》JGJ/T 16-92《建筑电气安装工程质量检验评定标准》GBJ 303-88；《施工现场临时用电安全技术规》JGJ 46-88；《中国电气装置安装工程施工及验收规》GBJ 232-82；《系统接地的型式及安全技术要求》GB 14050-93；三、演示中心系统组成1.智能家居演示中心智能家居演示中心（选项一）大屏幕无线LED灯墙智能家电展示区域，左手可进入缩小版卧室、厨房，详见平面图中央控制台燃气传感器注：每个区域顶上装有烟感火警单元智能家居演示中心平面图（选项二）2.智能家居系统组成本设计包含的系统为：智能灯光、遥控窗帘、家庭影院、室空气环境监测、智能空调、能耗管理、智能PDA遥控、彩色触摸屏控制、智能家居安防、远端WEB控制等。

以上各个系统相互联系，融合为一个网络，相互响应，做到真正意义上的智能。

3.智能家居系统设计理念设计理念：科技、舒适、健康、节能、安全、人性。

4.智能家居简介1)远程控制——手机、，远程控制所有的灯和电器。

2)定时控制——定制生活场景，定时开关灯和电器。

室的窗帘、热水器、电饭煲、音响、空调等家电定时自动开关机，门厅口的“全关”键，所有的灯和电器全部熄灭，安防系统自动布防；3)智能照明——让灯光成为艺术，梦幻灯光，随心创造！1). 软启功能：灯光的渐亮渐暗功能,能让眼睛免受灯光骤亮骤暗的刺激,同时还可以延长灯具的使用寿命。

2). 调光功能：灯光的调亮调暗功能, 除了营造温馨与浪漫的氛围，还能达到节能和环保的功能。

3). 亮度记忆：灯光亮度记忆的功能，使灯光更富人情味,让的灯光充满变幻魔力。

4). 全开全关: 轻松实现灯和电器的一键全关和所有灯的一键紧急全开功能、人性化的控制。

5）走廊、玄观灯光，通过人体感应器，晚上人经过，自动亮起；庭院灯光，根据亮度和时间进行控制。

4)无线遥控——使用一个遥控器，实现遥控所有的灯和电器；轻按场景按钮，实现“会客”、“就餐”、“影院”等灯光和电器的组合场景。

5)场景控制——梦幻场景，一触而就。

轻触演示厅门口的“回家”键，预设开启的灯和电器就自动开启；轻触“就餐”键，就餐的灯光和电器组合场景即刻出现；轻触“影院”键，灯光和电器组合场景随之出现；6）能耗管理——厅所有电器、水、燃气通过数据采集终端，无线网络，实现无线抄表、管理功能，并通过控制台、PDA可视化管理；7）电动窗帘：感应照度的自动开闭、遥控控制。

8）定向音响：传统的音响，其声场是发散的，如果多个音源在一起，便会互相干扰，无法分辨清楚声音容。

采用定向音响技术，您只会在指定的围听到您想要的容，即使在多个音源很近的情况下，您也不必担心。

9）中央空调/新风：健康、节能、舒适、集中统一管理。

10)智能安防——分防入侵检测，家居安全两部分容；放心地工作，安心地生活，忠诚管家，时刻守护！门禁：进门处设置UHF远距离读卡设备，来宾发放识别卡，通过权限设置，可控制是否能够进入演示厅、实训室；防盗：窗的位置额外安装窗磁、红外幕帘传感器来防，室外、室布控视频监测点。

家居安全：在家居安全方面，演示中心将安装各类信号监测模块，包括：火情监测：安装温度探测装置。

煤气泄露监测：主要设置于煤气管道，阀门附近。

探测空气中化学成分浓度。

烟尘监测：类似于煤气泄漏监测，探测空气成分浓度。

5.ZigBee技术ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。

它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、低成本的双向无线通信技术。