1、物聯(lián)網實驗室建設方案及物聯(lián)網實驗教學廣州飛瑞敖電子科技有限公司提綱綱什么是物物聯(lián)網物聯(lián)網專專業(yè)主要要課程物聯(lián)網實實驗方案案物聯(lián)網課課程實驗驗教學物聯(lián)網實實驗設備備配置FRO物聯(lián)網實實驗方案案物聯(lián)網實實驗舉例例什么是物物聯(lián)網（1）定義1：由具有有標識、虛擬個個性的物物體/對象所組組成的網網絡，這這些標識識和個性性運行在在智能空空間，使使用智慧慧的接口口與用戶戶、社會會和環(huán)境境的上下下文進行行連接和和通信。2008年5月，歐洲洲智能系系統(tǒng)集成成技術平平臺（EPoSS）InternetofThings in2020定義2：物聯(lián)網網是未來來互聯(lián)網網的整合合部分，它是以以標準、互通的的通訊協(xié)協(xié)議為基基礎

2、，具具有自我我配置能能力的全全球性動動態(tài)網絡絡設施。在這個個網絡中中，所有有實質和和虛擬的的物品都都有特定定的編碼碼和物理理特性，通過智智能界面面無縫鏈鏈接，實實現(xiàn)信息息共享。2009年9月，歐盟盟第七框框架RFID和互聯(lián)網網項目組組報告定義3：指通過過信息傳傳感設備備，按照照約定的的協(xié)議，把任何何物品與與互聯(lián)網網連接起起來，進進行信息息交換和和通訊，以實現(xiàn)現(xiàn)智能化化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和和管理的的一種網網絡。它它是在互互聯(lián)網基基礎上延延伸和擴擴展的網網絡。2010年3月，我國國政府工工作報告告所附的的注釋中中物聯(lián)網網定義鄔賀銓院院士：物聯(lián)網是是互聯(lián)網網的應用用拓展，與其說說物聯(lián)網網是網絡絡

3、，不如如說物聯(lián)聯(lián)網是業(yè)務和應應用。什么是物物聯(lián)網（2）來自網站站：物聯(lián)網是是未來發(fā)發(fā)展趨勢勢，可以以說如果果三五年年之后我我們不懂懂物聯(lián)網網，可能能就跟現(xiàn)現(xiàn)在不會會上互聯(lián)聯(lián)網一樣樣，屬于于半文盲狀狀態(tài)物聯(lián)網專專業(yè)主要要課程（1）信號分布布網絡網絡終端端設備應用服務務軟件RFID射頻識別別器件傳感器件件嵌入式設設備WiFi設備網絡管理理軟件網絡服務務軟件行業(yè)應用用軟件DCM信號分布布網絡(公網)GPRS網絡(2G)CDMA網絡(3G)LTE網絡(4G)各種超3G網絡信號分布布網絡(專網)有線以太太局域網網WiFi無線局域域網主要課程程：物聯(lián)網技技術導論論、計算算機科學學導論、程序設設計基礎礎（C

4、語言）、數(shù)字電電子技術術、模擬擬電子技技術、電電路分析析、數(shù)值值分析無線傳感感器網絡絡、數(shù)據(jù)據(jù)結構與與算法設設計、面面向對象象程序設設計、數(shù)數(shù)據(jù)庫原原理與設設計、計計算機組組成原理理、匯編編語言程程序設計計、操作作系統(tǒng)、編譯原原理與設設計、軟軟件工程程基礎、計算機機體系結結構、計計算機網網絡、微微機接口口技術、信號與與系統(tǒng)、自動控控制原理理微控制器器接口技技術、計計算機圖圖形學、人工智智能基礎礎、嵌入入式系統(tǒng)統(tǒng)、多媒媒體技術術、網絡絡信息安安全、軟軟件體系系結構、分布式式計算原原理與應應用、Web軟件技術術、EDA技術物聯(lián)網專專業(yè)主要要課程（2）核心技術術：電子技技術、計計算機技技術、通通信技

5、術術物聯(lián)網實實驗方案案（1）-實驗箱方方案特點：主要體現(xiàn)現(xiàn)傳感層層；缺乏乏表現(xiàn)網網絡層；應用層層簡單、難以體體現(xiàn)復雜雜的應用用；適合課程程基礎實實驗、驗驗證實驗驗、簡單單編程實實驗、教教師工作作量??；教師參與與度低、無法表表現(xiàn)物聯(lián)聯(lián)網的整整體架構構及開展展復雜綜綜合實驗驗；單價價13萬，實驗驗室一次次性投入入大。物聯(lián)網實實驗方案案（2）-實驗箱方方案感知RF-2物聯(lián)網實實驗箱全全面集成成WinCE6.0/LINUX/ANDRO三大平臺臺。通過過簡單更更換核心心模塊，可以實實現(xiàn)對ARM9/ARM11/TICortex-A8等三種主主流處理理器構架架嵌入式式教學；配備全速速WIFI/藍牙系統(tǒng)統(tǒng)，R

6、FID，ZigBee攝像頭，多種傳傳感器等等等；實實現(xiàn)了將將高端嵌嵌入式教教學和無無線傳感感器網絡絡，物聯(lián)聯(lián)網完美美結合。物聯(lián)網實實驗方案案（3）-實驗箱方方案實驗目標標：理解RFID的基本概概念；理理解RFID系統(tǒng)設計計技術；理解ISO/IEC協(xié)議；理理解防撞撞系統(tǒng)；理解RFID應用設計計；理解解LF工作模式式；理解解傳感器器的工作作模式；理解無無線傳輸輸功能組組網設計計；掌握握嵌入式式系統(tǒng)下下對RFID模塊、WSN模塊的編編程控制制；掌握握嵌入式式系統(tǒng)下下對物聯(lián)聯(lián)網應用用系統(tǒng)項項目開發(fā)發(fā)設計的的技能。物聯(lián)網實實驗方案案（4）-體驗式實實驗方案案特點：以模型、沙盤等等形式構構建的物物聯(lián)網應應

7、用場景景；有助于學學生了解解物聯(lián)網網架構、物聯(lián)網網應用系系統(tǒng)、傳傳感器的的使用和和組網；系統(tǒng)各節(jié)節(jié)點及控控制設備備采用低低壓供電電或電池池供電，與實際際有差異異；不適合技技術細節(jié)節(jié)教學及及大班教教學，學學生參與與度有限限，適合合于體驗驗式教學學。物聯(lián)網實實驗方案案（5）-體驗式實實驗方案案物聯(lián)網智智能家居居應用沙沙盤宣傳語：物聯(lián)網應應用體驗驗沙盤套套件：巧巧妙地將將多種傳傳感器和和無線SOC等，布設設在精致致的實景景沙盤和和模型上上面，能能夠生動動、形象象、快速速、準確確的展示示物聯(lián)網網在多個個領域的的應用，達到有有效展示示物聯(lián)網網技術與與各行業(yè)業(yè)相結合合所帶來來的廣闊闊應用前前景物聯(lián)網實實驗

8、方案案（6）-體驗式實實驗方案案智能交通通物聯(lián)網網宣傳語：通過微縮縮模型實實現(xiàn)軌道道交通的的智能化化建設和和管理物聯(lián)網實實驗方案案（7）-整體式實實驗方案案特點：以物聯(lián)網網的網絡絡為核心心，通過過有線局局域網絡絡、無線線局域網網覆蓋物物聯(lián)網實實驗室及及其周邊邊區(qū)域，將專業(yè)業(yè)課程實實驗箱（套件）和綜合合應用實實驗箱統(tǒng)統(tǒng)一接入入網絡，構成完完整的物物聯(lián)網工工程平臺臺；全面體現(xiàn)現(xiàn)物聯(lián)網網三個層層面（應應用層、網絡層層、感知知層）、開方、標準化化的物聯(lián)聯(lián)網工程程實驗平平臺物聯(lián)網實實驗方案案（8）-整體式實實驗方案案物聯(lián)網實實驗方案案（9）-網絡層組組網方式式網絡層主主要組網網方式：有線、無線（移動公公

9、網、WiFi、ZigBee？）基于移動動互聯(lián)網網的數(shù)據(jù)據(jù)傳送基于短信信的數(shù)據(jù)據(jù)傳送物聯(lián)網實實驗方案案（10）-網絡層組組網方式式基于WiFi的物聯(lián)網網組網物聯(lián)網實實驗方案案（11）-網絡層組組網方式式比較移動通信運營商無線局域網WiFi光載無線局域網覆蓋范圍覆蓋范圍大模擬光纖覆蓋2005000米；遠端射頻單元無線覆蓋50100米；滿足實驗室網絡覆蓋需要安 全 性屬于公用網絡，受運營商限制，安全性較低信號可測、可管、可控，中央集中管理，安全性高設備投入1、采用GPRS卡，設備投入費用較小2、自建基站，設備投入昂貴實驗室鋪設光纖和遠端節(jié)點，初期成本較高，可支持通用WiFi設備接入運行費用長期依賴移

10、動運營商和實驗設備提供商，長期成本高內部局域網，無需支付費用，運行成本極低網絡速度低高，802.11g:54Mbps、802.11b:11Mbps網絡擴展擴展需要添加設備、不方便內部局域網、擴展方便實驗靈活性不靈活靈活、支持通用WiFi設備接入物聯(lián)網課課程實驗驗教學（1）掌握物聯(lián)聯(lián)網體系系結構、網絡布布局、設設備使用用、設備備安裝、設備維維護、（網絡設設備、終終端設備備）、單單片機及及接口設設計、應應用軟件件開發(fā)掌握的主主要技能能：1、物聯(lián)網網系統(tǒng)整整體架構構：三個層次次：應用用層、網網絡層、傳感層層各個層次次功能、包含的的技術以以及相互互之間的的關聯(lián)關關系2、傳感層層：已知、未未知數(shù)據(jù)據(jù)采集

11、（傳感器器、條形形碼、二二維碼、RFID射頻識別別）；有線傳感感網（RS232、RS485設備聯(lián)網網）；無線傳感感網（ZigBee、無線數(shù)數(shù)傳、無無線射頻頻識別、藍牙）傳感設備備（條碼碼掃描儀儀、RFID讀卡器、各類傳傳感器、POS機等）；嵌入式計計算機技技術：單單片機設設計、嵌嵌入式開開發(fā)、接接口電路路設計物聯(lián)網課課程實驗驗教學（2）3、網絡層層：有線網絡絡（Internet有線網絡絡）無線網絡絡（WiFi無線局域域網、移移動通信信無線公公共網絡絡）網絡設備備（有線線路由器器、有線線交換機機、WiFi無線接入入點）網絡拓撲撲結構網絡設備備安裝網絡施工工網絡管理理、維護護4、應用層層：系統(tǒng)軟件

12、件（操作作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫庫、服務務器軟件件）應用軟件件（網絡絡瀏覽器器、物流流管理軟軟件、工工業(yè)控制制軟件）軟件操作作、使用用及維護護軟件開發(fā)發(fā)：應用用軟件設設計、中中間件設設計、數(shù)數(shù)據(jù)庫應應用物聯(lián)網課課程實驗驗教學（3）-（網絡層層）網絡拓撲撲結構、網絡布布局、設設備使用用維護物聯(lián)網課課程實驗驗教學（4）-（傳感層層：ZigBee）ZigBee：低速、短距離離無線網網絡協(xié)議議，底層層由IEEE 802.15.4協(xié)議標準準規(guī)范。特色：低速、低耗電電、低成成本、支支持大量量網絡節(jié)節(jié)點、支支持多種種網絡拓拓撲、低低復雜度度、快速速、可靠靠、安全全。物聯(lián)網課課程實驗驗教學（5）-（傳感層層：RFID）

13、RFID：一種無無線通信信技術，通過無無線電訊訊號識別別特定目目標并讀讀寫相關關數(shù)據(jù)，RFID技術應用用廣泛，如：圖圖書館，門禁系系統(tǒng)，食食品安全全溯源等等頻率讀取距離應用LF125khz10cm動物識別、防盜HF13.56Mhz1m交通卡、校園卡UHF900Mhz7m供應鏈、商品標簽wave2.4Ghz10m交通收費物聯(lián)網課課程實驗驗教學（6）-（傳感層層：無線線數(shù)傳）433MHz無線數(shù)傳傳：抗干干擾能力力強、抗抗衰減性性好、傳傳輸速率率低、覆覆蓋范圍圍大、網網絡結構構簡單；微網高通通WiMi-net：基于最底底層的射射頻芯片片實現(xiàn)的的一種自自組網無無線通訊訊系統(tǒng)物聯(lián)網課課程實驗驗教學（7）

14、-（傳感層層：硬件件電路）單片機技技術：硬硬件電路路、底層層編程接口技術術：數(shù)據(jù)據(jù)接口、通信接接口物聯(lián)網課課程實驗驗教學（8）-（應用層層）應用層：信息處處理、人人機交互互，提供供各種特特定服務務。主要技術術：軟件件技術、數(shù)據(jù)庫庫技術、數(shù)據(jù)分分析技術術、智能能控制物聯(lián)網課課程實驗驗教學（9）-（中間件件1）中間件：位于平臺臺（硬件件和操作作系統(tǒng)）和應用用之間的的通用服服務物聯(lián)網實實驗設備備配置（1）-網絡層實實驗設備備有線網絡絡設備：路由器器、交換換機無線網絡絡設備：WiFi無線接入入點、GPRS通信模塊塊物聯(lián)網實實驗設備備配置（2）-傳感層實驗設設備無線傳感網（ZigBee）射頻識別（RFI

15、D）無線數(shù)傳（433MHz）傳感層底層綜合設計（MCU+傳感器）物聯(lián)網實實驗設備備配置（3）-嵌入式實實驗設備備8/16位MCU：數(shù)據(jù)采集集、處理理及數(shù)據(jù)據(jù)上傳，與傳感感器接口口、與傳傳感層網網絡接口口，一般般不嵌入入操作系系統(tǒng)重點：硬件電電路設計計、底層層程序開開發(fā)（匯匯編語言言、C語言）、單片機機接口32位單片機機（ARM）：傳感層層數(shù)據(jù)網網關、傳傳感層終終端設備備，一般般內置操操作系統(tǒng)統(tǒng)，結構構復雜重點：硬件設設計、固固件設計計、應用用軟件設設計（Linux、Android）8/16位MCU32位MCU物聯(lián)網實實驗設備備配置（4）-教師參與與實驗室室建設方式：1、教師開開發(fā)配套套實驗設設

16、備：難難度較大大、周期期較長、經費難難以保證證；2、教師參參與實驗驗設備供供應商的的設備開開發(fā)（如如應用軟軟件的開開發(fā)）：難度小小、周期期短、經經費可以以包含在在設備采采購預算算中；好處：1、對教師師有利：提高教教師專業(yè)業(yè)水平2、對學校校有利：節(jié)約設設備經費費、避免免設備采采購的盲盲目性3、對學生生有利：老師水水平的提提高，學學生直接接受益應用層傳感層資產管理理環(huán)境監(jiān)測測工業(yè)信息息化。網絡層遠端天線線2005000米50100米WiFi傳感器WiFi/RFID讀卡器WiFi條形碼掃描儀ZigBee/WiFi以光載無無線交換換機為核核心以工程實實踐為背背景全面體現(xiàn)現(xiàn)物聯(lián)網網三個層層面開放、標標準

17、化的的物聯(lián)網網工程實驗平平臺FRO物聯(lián)網實實驗方案案（1）-物聯(lián)網工工程信息息平臺FRO物聯(lián)網實實驗方案案（2）-物聯(lián)網實實驗室整整體架構構FRO物聯(lián)網實實驗方案案（3）-傳感層實實驗分布天線線實驗有線、無無線混合合組網實實驗無線網絡絡實驗跨網段網網絡實驗驗FRO物聯(lián)網實實驗方案案（4）-網絡層實實驗FRO物聯(lián)網實實驗方案案（5）-應用層實實驗無線傳感感網+無線局域域網絡+有線局域域網FRO物聯(lián)網實實驗方案案（6）-應用層實實驗工業(yè)化+信息化FRO物聯(lián)網實實驗方案案（7）-應用層實實驗FRO物聯(lián)網實實驗方案案（8）-實驗擴展展、設備備接入物聯(lián)網實實驗舉例例（1）-實驗方案案介紹實驗題目目：移動動溫度監(jiān)監(jiān)控實驗要求求：用智智能手機機顯示室室內溫度度整體實驗驗框圖：有線路路由器、WiFi無線網絡絡、溫濕濕度