物聯網綜合應用實訓室

實驗室概述

項目名稱

項目名稱:物聯網綜合應用實訓室建設

建設目標

物聯網綜合應用實訓室建設,涵蓋智慧農業、智慧安防教學、實訓、應用及展示等建設方向,旨在建設支撐物聯網專業專業學生實驗、專業技能實訓、創新能力培養的系統。

系統包括軟件、硬件、課程、資源和服務,支撐專業課程實訓環節的教學,涵蓋物聯網感知層、網絡層、應用層三個層次的知識體系,切合物聯網專業人才培養要求,適應物聯網技術發展趨勢,符合物聯網行業人才崗位技能要求。

人才培養目標

實訓室建設,著力培養適應智慧農業、智慧安防、物聯網產業及信息化建設需要,知識結構合理,具備通信技術、網絡技術、傳感技術等信息領域的專業知識,并具備較強的創新意識和扎實的工程實踐能力,具備關鍵技術層面和系統應用層面的規劃與開發、應用與管理能力的高素質應用型專門人才。

建設方案

實訓室簡介

實訓室是實訓為核心,包括教學實訓、綜合應用實訓。實訓室除了具備滿足實訓的設備外,同時提供豐富的配套課程、實驗以及實訓課程材料。

實訓室部署規劃

實訓室部署實際分為教學實訓部署和綜合應用實訓部署兩部分,其中教學實訓部分以滿足學生課堂實訓為主,綜合應用實訓部分部署在大棚、樓宇或其他環境,用于滿足應用實訓需求。

教學實訓部署為智慧農業實訓實驗箱、智慧安防實訓實驗箱。部署位置如圖所示。

設備簡介

智慧農業實訓實驗箱

智能農業實驗箱外觀圖

智慧農業實驗箱外觀圖如圖所示。其功能特點是提供了農業環境中包括光照、氣壓、PM2.5、CO2、土壤溫濕度和空氣溫濕度的數據采集,通過ZigBee無線組網技術將采集到的多種數據傳輸到單片機STM32,最后通過網口將所有的數據傳輸到上位機。用戶通過上位機界面實現與硬件系統的交互,如可以根據實際情況選擇不同的組合方式來控制風扇、滴灌和補光聯動裝置的狀態,實驗箱提供兩種控制方式,自動控制和手動控制。另外,實驗箱有多種數據顯示的方式,ZigBee終端通過OLED顯示各個采集終端的數據,單片機STM32通過串口屏顯示所有的采集數據和聯動裝置的狀態,同時,在上位機端,除了常規的數字數據顯示外,還提供曲線圖顯示數據,清晰直觀。另外,實驗箱還提供LoRa點對點通信的相關課程。

智慧安防實訓實驗箱

智能安防實訓實驗箱采用意法半導體ST核心MCU STM32F,包含RFID、、ZigBee、BlueTooth、WiFi、LoRa等各種通信方式。平臺接口模塊豐富,配合豐富的網絡節點、以及多種應用傳感器、執行單元接入特別適合高校開展與物聯網相關的實驗課程,培養學生基于物聯網應用的開發能力。實驗系統的設計緊貼現今的物聯網行業實際應用,使學生通過該實驗的系統學習,能快速熟悉和掌握物聯網應用系統的開發。

智能安防實訓實驗箱(一體化IOT-IS-001

LoRa農業監測系統

LoRa智慧農業實訓系統,提供包括氣象、土壤和水質三方面的完備的自然環境數據采集功能,配備LoRa通信技術完成數據的無線傳輸,通過云平臺統一管理,為滿足不同地區不同應用的用戶功能需求,基于物聯網技術的智慧農業實地部署方案提供多種不同的數據采集模塊和無線組網技術的搭配方式,用戶可以根據需求選擇最為經濟、合理的實地部署方案,系統基于開放的傳輸協議,傳感器節點可以自由接入,并依托已有網絡進行數據傳輸。

LoRa智慧農業監測系統,主要包括環境監測、氣象土壤檢測和圖像監測,同時系統還保留了可定制和可擴展性能,在更高要求的實訓中,可定制開發或自研擴展系統。例如,為系統添加諸如控制滴灌、控溫等更多執行單元,為系統添加更多傳感器。


視頻安防實訓系統

視頻安防實訓系統由前端數據采集+數據傳輸+后端數據處理組成,一個典型的系統架構如圖1所示,全景融合服務器、視頻智能分析服務器、存儲轉發服務器、視頻智能分析客戶端以及所有的攝像頭,全部位于同一個局域網內。存儲轉發服務器負責發現局域網內的攝像頭,并將攝像頭的數據進行實時轉發和存儲。全景融合服務器通過拿到存儲轉發服務器所轉發的視頻進行實時全景無縫拼接,使得所有攝像頭的監控畫面呈現在一幅大圖中。視頻智能分析服務器對轉發或攝像頭直連視頻進行各種智能分析,并將結果推送給客戶端,客戶端將視頻智能分析結果以友好的人機界面顯示給用戶,并提供完善的配套功能。拼接屏大屏幕用于顯示客戶端軟件、監控界面、全景融合畫面等。

視頻安防實訓系統架構

視頻安防實訓系統包含圖2所示的幾個模塊:平臺前端顯示操作模塊、海量數據智能存儲模塊、智能分析模塊、攝像頭采集實時視頻模塊以及平臺管理模塊。各個模塊之間通過交互傳遞數據完成系統功能,每一個模塊都擁有多個功能,例如在平臺管理模塊,包含針對安防的權限管理,在線服務配置以及對平臺的資源監控。


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