物联网实训实验室建设方案

前言 国内物联网产业在“感知中国”中心无锡呈现“井喷”增长，物联网市场如今已从电力、交通、安保等公共服务领域逐步走入民用市场，初步形成产业链。此外，各地政府对物联网产业的热衷态势无不透露着未来该产业的诱人前景，权威机构预测，2010年中国物联网产业市场规模将达到1800亿元，5年后可达7000亿，市场投资前景巨大。 随着物联网市场的爆发性扩张，预计物联网行业，明年会有10万以上人才缺口，而且未来10年，每年会以20%的缺口递增。 物联网开发应用涉及电子、嵌入式开发、自动化控制、网络通信、计算机等专业知识的综合应用，大学本科阶段将重点学习理论知识。需要进一步掌握动手实践能力，才能适应工作需要。高等职业院校开展以实验、项目开发为主的物联网应用实训则是一个极好的人才培养途径。实训环节的教学工作是职业教育教学体系的重要环节，建立符合人才市场需求的实训室也成为专业建设的重要工作。 以物联网市场对人才的需求为依据，无锡无线龙科技有限公司结合高校原电子信息技术专业人才培养方案，推荐物联网实训室建设方案，来满足物联网应用市场紧缺人才需求。经过调研和分析，运用VOCSCUM（就业导向的职业能力系统化课程开发方法）确定了符合行业岗位需求的人才培养模式，并就课程改革和实训室建设工作。结合企业人才需求分析，我们制定了符合物联网企业需求、具有市场前瞻性的实训开发环境的物联网应用技术实训室建设方案。 一、建立物联网应用技术实训室的理由和目的 无论从人才需求还是教育资本运行，三年制电子信息技术专业的传统教学模式已经不能适应人才市场的需求，所以必须进行教育改革，物联网应用技术实训室就是在这种情况下建立的： 1、目前电子信息技术专业部分专业素质课程主要以课程讲授为主，这种教学模式下，同学缺乏实际操作经验保障，缺少团队合作素质培养，不仅难以增强对相关理论的深刻理解和融会贯通，更难以激发主动创新的精神，物联网技术是一门全新的应用性很强的综合学科，需要在实践中体会。所以高校有自己的实践教学环境是很有必要的，这将使学生毕业时更适应企业的工作环境。 2、人才培养需要有一个框架指导，无线龙物联网教学体系的建设以国家物联网人才培养的高度和专业角度出发，满足学生的就业技能需求。 3、物联网技术是一门实践技术，需要通过大量的实践环节来学习，和我们的单片机课程一样需要一个实验开发的平台，随着技术的进步，物联网实验开发平台已经很大程度上替代了原来的单片机实验实训课程。 4、物联网应用技术的核心技能之一是代码编写，而代码编写人员是高等职业教育信息技术的主要培养对象。职业知识的要求决定了学制的长短，随着物联网技术的快速发展，物联网应用项目的爆发性增长，规模越来越大。团队协作能力和项目架构协调能力更加重要，物联网应用技术实训室能增强学生的团队意识和协调能力。 综上四点叙述，我们可以总结出高职院校物联网人才培养的模式如下图示: 为了使学生适应物联网实际开发需求，熟悉工作环境，物联网应用技术实训室以项目仿真应用环境为依托，构建团队开发环境，主要培养学生的团队精神、软件整体架构的把握能力，高效完成各种课程设计及相关项目。 二、物联网应用技术实训室建设构想 根据我们所提出的调研及讨论，物联网应用技术实训室的建立主要考虑如下几个方面： 1、充分利用已有的资源，立足于自主开发建设，以降低建设成本。充分利用学院已有教学资源，这里主要是由软件和计算机网络教研室老师直接参与实训室建设。本专业教师已经在数据库、可视化程序设计、软件项目管理、嵌入式软件开发、传感器应用等方面有较强的能力，通过专业教师的直接参与可以增强教师的实践水平，还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力。 2、物联网应用技术实训室不仅有先进的设备，还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中，企业将全程参与沟通，选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境，建立符合市场需求的物联网应用技术实训室，使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验。 3、物联网应用技术实验室采用校企合作的模式，邀请技术公司一线工程师课堂授课，支持骨干教师参与企业项目合作开发，做到教学信息和市场同步，鉴于物联网是一门全新的综合学科，无线龙将成立国家级物联网知识库与合作高校共享。 4、物联网应用技术实训室即可以为学生提供综合实训，也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。物联网应用技术实训室可开设的实训项目有： 无线技术基础 无线片上系统（无线单片机） 无线数字通信信道和办法 微功耗无线网络结构和拓扑 典型的无线传感器网络――ZIGBEE 高频RFID超 高频RFID 无线点对点通信技术实现原理和办法 无线点对多点通信实现原理和办法 无线网络标准和协调器 长距离无线网络和协调器 物联网网络层软件开发和数据库 物联网网络质量和网络遥控与监控 物联网典型系统――智能家居 物联网应用技术实训室可开展的职业技能鉴定有：物联网应用工程师等级使学生在学校学习的同时可以获得相关的职业技能证书，为学生的就业提供帮助。 三、物联网应用技术实训室的软、硬件使用规划 （一）、硬件 1、场地规划 实验室：至少100平方米 2、计算机网络及实训实验设备 设备种类 要求配置 建议型号 数量

计算机 奔腾双核 E5500处理器 主频(GHz) 双核二级缓存(KB)2048 显示器尺寸(英寸)20 联想启天 M710E 31台

数据库服务器 CPU：英特尔至强 内存：1G DDR 硬盘：120G SCSI

IBM xSeries 226 8648I1C 1

台

应用服务器 CPU：英特尔至强 内存：1G 硬盘：80G SCSI

IBM xSeries 206 848224C 1

台

UPS 输出功率：2000W 备用时间(min)：50~100 山顿后备液晶式 UPS-2000 2

台

交换机 支持10/100Mbps RJ-45端口 神州数码 DCS-1024 2

台

投影仪 2500流明、 1024*768 Plus u2-x2000c 1

台

白板，扩音器 1套 智能家居应综合实训平台 以家居沙盘为背景，应用无线智能终端实现多种传感器和控制终端的应用，零距离感受HA（家庭自动化） 1套

感知物联网2440 高级教学开发试验箱 支持无线单片机丛书全部实验、配合《物联网技术概论》教材和《物联网/传感网实验与实践》教材；

无线单片机技术丛书由北航出版

实验与实践由交大出版社出版

31台

协议分析仪 协议分析工具 1套

3、物联网应用技术实训室网络拓扑图

4、总体布局平面图如下 (二)、软件 操作系统 学生机：Windows 2007 教师机：Windows 2007 数据库服务器：Windows 2003 Server 应用服务器：Windows 2003 Server 应用软件 教师机： Office 2003、C#、、 、、、protel、 串口调试助手.exe、USB驱动、汉字字模、数据分析仪.exe、物理地址烧写、Acrobat、CC2430驱动、Z-Network、定位监控软件、、SmartRF Studio 7、无线龙智能家居监控软件、无线龙无线传感器网络监控软件、无线龙无线通信实验多媒体软件（服务端） 学生机：Office 2003、C#、、 、、、protel、 串口调试助手.exe、USB驱动、汉字字模、数据分析仪.exe、物理地址烧写、Acrobat、CC2430驱动、Z-Network、定位监控软件、、SmartRF Studio 7、无线龙无线传感器网络监控软件、无线龙无线通信实验多媒体软件（服务端） 数据库服务器：MS SQL 2003、Oracle 9i、MySQL 应用服务器：Cvsnt、C++/C 四、软件平台的建设方案 （一）、网络环境的配置 基本环境的配置 一、按着网络拓扑图将教师机、学生机、数据库服务器、应用服务器连接起来。要保证所有网络设备工作正常，网络设备与计算机之间采用标准RJ-45形式连接。实验室内覆盖无线wi-fi网络，网络SSID为wirelesssensorlab-campus（最大32个字符） 二、为了便于管理我们在这里采用固定IP的方式来实现教师机、学生机、数据库服务器、应用服务器之间的互访。IP分配如下： 计算机分类 IP地址 子网掩码 默认网关 学生机

教师机 数据库服务器 应用服务器 （二）、团队开发环境的配置 学生组号 PANID Channel

一组 0X0001~0X0005 2405MHz

二组 0X0006~0X0010 2410 MHz

三组 0X0011~0X0015 2415 MHz

四组 0X0016~0X0020 2420 MHz

五组 0X0021~0X0025 2425 MHz

六组 0X0026~0X0030 2430 MHz

教师机 0X0031（公用） 2480 MHz（公用）

五、物联网应用技术实训室建立的教学意义