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1、管理信息化物联网飞瑞敖物联网 实验室解决方案 V1125 管理信息化物联网飞瑞敖物联网 实验室解决方案 V1125 管理信息化物联网飞瑞 敖物联网实验室解决方案 V1125 管理信息化物联网飞瑞 敖物联网实验室解决方案 V1125 物联网信息平台及应用实验室物联网信息平台及应用实验室 目录目录 一、实验室建设背景 3 二、实验室建设方案 3 1.实验室建设核心理念 3 2.实验室建设目标 4 3.实验室建设技术分析 5 4.实验室建设方案综述 6 5.实验内容和设备 7 5.1 物联网网络层实验 7 5.2 物联网感知层实验 8 5.3 物联网应用层实验 8 5.4 部分实验简介 9 5.4.
2、1 网络层 9 5.4.2 感知层 11 5.4.3 应用层 15 5.5 实验设备 17 5.6 物联网信息平台拓扑结构 20 5.7 方案特点 21 三、典型案例 21 1.合肥工业大学物联网联合实验室 21 2.更多案例 22 2.1 行业案例 22 2.2 实验室案例 23 四、关于飞瑞敖公司 24 物联网信息平台及应用实验室物联网信息平台及应用实验室 建设方案建设方案 一、实验室建设背景一、实验室建设背景 物联网，顾名思义，就是物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网 的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其 用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，
3、进行信息交换和通信。因此，物联 网是指运用传感器、射频识别（RFID）、智能嵌入式等技术，使信息传感设备实 时感知任何需要的信息，按照约定的协议，通过可能的网络（如基于 WiFi 的无 线局域网、2G/3G 等）接入方式，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和 通信，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、 控制和管理。 从“智慧地球”到“感知中国”；从新的经济增长点到政府支持鼓励的一系 列措施；从国家中长期科学与技术发展规划到各高校、科研院所的研究，都可看 出物联网在在当今科学技术领域的重要地位。2009 年 8 月，温家宝总理视察无锡 物联网产业研究院，并做出重
4、要指示：物联网技术是未来科技的制高点，是我国 新兴战略型产业未来发展的方向之一！中国物联网产业的总体规模， 预计到 2015 年将超过 1 万亿、2020 年将超过 5 万亿。毫无疑问，国家对物联网的产业发展是 大力支持的，而且在未来的四年中将有 2000 多所高校建成物联网实验室，为国 家培养这方面的实用型人才。物联网并非新技术，而是将现有的传感技术，计算 机网络技术，通信技术以及自动控制技术等各种技术的高度融合。因此，如何利 用已有设备，构建符合产业需求的实验环境将是物联网实验室建设的关键。 二、实验室建设方案二、实验室建设方案 1.实验室建设核心理念1.实验室建设核心理念 在可预见的未来
5、，物联网必将引领信息产业革命的又一次浪潮。作为培养市 场需求人才的各类高等院校，职业教育院校及培训机构，开设物联网相关专业及 课程，或者在现有专业中引入物联网技术，建设物联网相关实验室，成为当务之 急。教育部也发文明确支持各个学校建设物联网相关专业及实验室。 图 1：教育部文件 物联网实验室在教育行业的地位无容置疑，但目前各个学校实验室的发展存 在着偏重单项技能和素质的培养，实验课程实用性不强等问题。针对以上问题， 广州飞瑞敖公司以“把握发展趋势，提高应用能力”为目标，提出物联网信息平 台及应用实验室解决方案，其意义在于 ： 提高教学科研水平，提高学生应用能力， 促进学生就业，提升学校竞争力。
6、其建设和发展的三个理念如下： 充分体验，激发兴趣 三个层次，全面覆盖 应用为先，提升能力 图 2：物联网三个层面 2. 实验室建设目标2. 实验室建设目标 激发学生学习兴趣，培养学生动手能力，助力学校科研工作。 面向基础性教学实验的支持面向基础性教学实验的支持 加深学生对物联网技术基础理论知识的了解；加深学生对物联网技术在不同 行业的应用的理解。 面向行业的综合应用性实验的支持面向行业的综合应用性实验的支持 紧密结合物联网产业技术的发展，规划和建设若干个具有行业应用背景的物 联网场景和实验项目，激发学生兴趣，培养其物联网工程技术设计、应用和管理 的综合能力。 面向学校科研项目的开放性平台支持面
7、向学校科研项目的开放性平台支持 物联网融合了多种技术，由于多学科的交叉融合和影响，使得新的技术 创新成为可能。物联网实验室将构建射频识别，无线传感网，通信网络，中 间件技术及嵌入式技术等多种技术的平台，为学校科研人员提供一个开放的 环境平台支撑，并为开展具体的行业应用及交叉学科的教学研究提供技术支 持。 图 3：实验室建设目标和功能 3. 实验室建设技术分析3. 实验室建设技术分析 以光载无线交换机为通信网络之核心设备构建融合有线局域网、 无线局域网、 移动通信网，无线传感网、各种嵌入式设备、终端感知器件以及系统管理和应用 软件为一体的开放性开放性物联网综合信息实验平台。 此平台通信主要是基于
8、 802.11bn 的 WiFi 标准和 TCP/IP 协议标准的，具有社会应用十分广泛，联网十分方便的优 点。 图 4：物联网三个层面技术分析 光载无线交换机构建的无线局域网与学校现有的有线局域网能够很好地融合，互 为补充，除了作为实验用无线网络外，还可在此平台上为学校添加更多的实际应 用。 图 5：校园网络图及应用 4. 实验室建设方案综述4. 实验室建设方案综述 广州飞瑞敖公司的物联网信息平台是一个由以 WiFi 无线局域网及模拟光 纤通信为核心技术的光载无线交换机，结合嵌入式 M2M 终端设备组建的物联网 综合信息网络平台。以此为依托组建的教学及科研用物联网实验室之建设将遵 循可靠性、
9、开放性、可扩展性和先进性原则，总体设计应符合实际教学及科研 要求。 广州飞瑞敖公司不仅为学校组建一套完整的物联网信息平台及应用系统， 而且还将协助学校确定实验内容、编写相关实验指导手册，并为学校提供师资 培训和完善的售后服务，以形成一个完整的物联网实验教学科研体系： 1） 实验指导手册是实验教学的核心组成部分， 它包括每个实验的教学目的、 实验的真实环境、实验设备、网络拓扑、实验操作步骤、实验结果、验证及论 述等。 2） 我们还将协助学校对教师进行培训。通过系统培训，教师能够快速熟悉 相关概念和原理，掌握相关设备的配置、调试等技术，理解每个实验的重点和 难点，在较短的时间内即可开展对学生的实验
10、教学，并将实验课程结合到教学 计划中。 3） 完善的售后服务。我们为学校提供实验设备安装、调试、维护和维修服 务，以及日后的软件升级，实验内容升级和教师科研项目技术交流和指导。 除此之外，我们还可根据需要帮助学校搭建一个展示物联网相关产品和应用的 区域，可直观地表现出物联网应用，从而激发学生的学习兴趣。 在规划实验室的同时， 我们建议将实验室建设成为一个小型的物联网应用环境。 通过添加若干 RFID 标签，RFID 读写器，WiFi 考勤机，WiFi 摄像头，温湿度传 感器以及飞瑞敖提供的相关软件，可以实现整个实验室内的固定资产设备自主 管理和人员考勤管理；而且预留了接口和开放软件源代码，更可
11、作为综合性实 验项目。 5. 实验内容和设备5. 实验内容和设备 根据物联网的三个层面可将实验规划为三大类，分别是物联网网络层实验， 物联网感知层实验以及物联网应用层实验。飞瑞敖的光载无线物联网信息平台完 美支持以上三大类实验。 5.1 物联网网络层实验5.1 物联网网络层实验 实验 1.光载无线交换机组装实验 实验 2.光载无线交换机测试实验 实验 3.模拟光纤链路实验 实验 4.光纤、同轴电缆混合信号分布实验 实验 5.分布式天线实验 实验 6.无线网络信号分布实验 实验 7.室内无线局域网络干扰测试实验(*) 实验 8.有线局域网组网实验 实验 9.无线局域网组网实验 实验 10.有线、
12、无线混合组网实验 实验 11.无线接入点（AP）管理与配置实验 实验 12.无线局域网体系结构实验(*) 5.2 物联网感知层实验5.2 物联网感知层实验 实验 13.WiFi 设备服务器管理与配置实验 实验 14.基于 433MHz 的无线传输通信实验 实验 15.基于 433MHz 的无线温湿度传感器实验 实验 16.基于 ZigBee 的无线传输通信实验 实验 17.基于 ZigBee 的无线温湿度传感器实验 实验 18.短距离无线/WiFi 数据网关实验(*) 实验 19.WiFi-低频无源射频识别（LFRFID）认识与读写实验 实验 20.WiFi-高频无源射频识别（HFRFID）认
13、识与读写实验 实验 21.WiFi-特高频无源射频识别（UHFRFID）认识与读写实验 实验 22.WiFi-有源特高频射频识别(UHFRFID)认识与读写实验 实验 23.无线温湿度传感器综合设计实验（*） 实验 24.WiFi 设备服务器设计实验（*） 5.3 物联网应用层实验5.3 物联网应用层实验 实验 25.人员考勤管理系统设计与应用 实验 26.仓储物资管理系统设计与应用 实验 27.无线环境监测系统设计与应用 实验 28.无线视频监控系统设计与应用 实验 29.室内智能灯光控制实验 实验 30.物联网综合设计实验（集有线传感、无线传感、人员考勤、物资管理， 灯光智能控制、风扇控制
14、、远程监控于一体）(*) 可扩展更多综合应用类实验内容（需第三方软硬件支持） 。 5.4 部分实验简介5.4 部分实验简介 5.4.1 网络层5.4.1 网络层 5.4.1.1 实验 5-分布式天线实验：5.4.1.1 实验 5-分布式天线实验： 了解无线信号在某一指定范围内的分布方法和特点， 掌握相关元器 件的特性，学会使用信号分/合路器、功率分配器件、馈线、室内天线 等器件完成无线信号的均匀覆盖。 5.4.1.1.1 主要实验设备： 光载无线交换机 远端天线 合/分路器 射频功率分配器 射频电缆 单模光纤 干线放大器 室内天线 手提电脑（预装信号测量软件） 5.4.1.1.2 网络拓扑：
15、A.射频无源分布系统 图 6：无源分布架构图 B.射频有源分布系统 图 7：有源分布架构图 测量各天线覆盖区域的信号强度、信噪比、网路吞吐量。 5.4.1.2 实验 6-无线网络信号分布实验5.4.1.2 实验 6-无线网络信号分布实验 了解无线信号的强度与天线距离的关系及特点， 学会测量无线信号 强度，学会不同距离点网络通信速度的测量和初步分析。 5.4.1.2.1 主要实验设备 物联网信息平台 台式电脑（带无线网卡，预装信号测量和通信速度测量软件） 手提电脑（预装信号测量和通信速度测量软件） 5.4.1.2.2 网络拓扑及软件测量 图 8：双向无线信号测量图 图 9：无线信号测量软件 测量
16、和记录与天线盒不同距离点的无线信号强度和上、 下行吞吐量， 两机在不同距离点的通信质量评估。 5.4.2 感知层5.4.2 感知层 5.4.2.1 实验 15-基于 433MHz 的无线温湿度传感器实验5.4.2.1 实验 15-基于 433MHz 的无线温湿度传感器实验 了解无线温湿度传感器联网方法，学会数据采集，认识传感器通讯 协议和点对多点无线传感网组织方式。 5.4.2.1.1 主要实验设备 物联网信息平台 温湿度传感器 无线数传模块 WiFi 设备服务器 台式机（带无线网卡）或手提电脑 串口线 5.4.2.1.2 网络拓扑 图 10:基于 433MHz 的无线传感网组织架构 5.4.2.2 实验 23-无线温湿度传感器综合设计实验（*）5.4.2.2 实验 23-无线温湿度传感器综合设计实验（*） 以温湿度传感器为例子，了解传感器的工作原理，学会通过单片机 或者嵌入式 ARM 来实现传感器的设计， 以及基本的无线传感网组建和数 据的采集处理。 5.4.2.2.1 主要实验设备 物联网信息平台 温湿度传感器模块（元器件套件） WiFi 设备服务器
