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1、中软吉大物联网实践教学综合解决方案中软吉大物联网实践教学综合解决方案专注教育领域专注教育领域 服务教育人群服务教育人群2011年4月29日星期五需要思考的几个问题需要思考的几个问题三、如何才能做到物联网三、如何才能做到物联网“高效高效”教学？教学？二、沿用传统的计算机专业教学方式，还是尝试打破传统二、沿用传统的计算机专业教学方式，还是尝试打破传统?一、是否一、是否“照搬照搬”本科物联网教学方式？本科物联网教学方式？2011年4月29日星期五为什么要提出“综合解决方案”为什么要提出“综合解决方案”三、对物联网的教学应以实践为主贯穿全学年三、对物联网的教学应以实践为主贯穿全学年二、物联网体系旁大，
2、应抽取关键技术，精讲、精练二、物联网体系旁大，应抽取关键技术，精讲、精练一、单纯的物联网技术教育层面难以体现物联网概念一、单纯的物联网技术教育层面难以体现物联网概念2011年4月29日星期五“综合解决方案”的意义“综合解决方案”的意义三、能够提供物联网全程实践教学三、能够提供物联网全程实践教学二、能够提供物联网关键性技术的教学二、能够提供物联网关键性技术的教学一、能够提供物联网技术应用领域的教学一、能够提供物联网技术应用领域的教学将家中的各种设备（如音视频设备、照明系 统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字 影院系统、网络家电以及三表抄送等）通过 家庭网络连接到一起。全方位 的信息 交互保持信
3、 息交流 畅通环保节 能，节 约资金增强家 居安全智能家居（Smart Home），又称智能住宅。智能家居 融合了自动化控制系统、计算机网络系统、无线通信技 术和传感器技术于一体，形成网络化、智能化的家居控 制系统。物联网技术应用领域教学物联网技术应用领域教学-5-我们选择了典型的物联网应用领域我们选择了典型的物联网应用领域Internet智能手机智能手机PDAPC智能网关智能网关智 能 家 居智 能 家 居安 防 系 统安 防 系 统冰箱冰箱空调空调窗帘窗帘电灯电灯网络摄像头网络摄像头 门磁门磁指纹识别指纹识别 可视对讲可视对讲智 能 影 音智 能 影 音投影仪投影仪音响音响网络电视网络电视
4、资 源 共 享 系 统资 源 共 享 系 统硬盘硬盘网络打印机网络打印机电脑电脑物联网技术应用领域教学物联网技术应用领域教学中软吉大智能家居系统功能图中软吉大智能家居系统功能图智能化的安防监控智能化的安防监控随心所欲的家电控制随心所欲的家电控制人性化的远程控制人性化的远程控制高效的绿色节能控制高效的绿色节能控制方便快捷的三表采集方便快捷的三表采集丰富多彩的信息服务丰富多彩的信息服务（一）智能移动视频监控实验（二）智能门禁实验（三）智能电灯控制实验（四）智能窗帘控制实验（五）家居环境参数采集实验物联网技术应用领域教学物联网技术应用领域教学智能家居系统可提供实验智能家居系统可提供实验物联网技术应用
5、领域教学物联网技术应用领域教学智能家居系统实验效果智能家居系统实验效果智能移动视频监控实验，使用普通手机（支持上网）便可远程控制、管理移动视频设备。智能窗帘控制实验，使用PC机（支持上网）便可远程采集室内环境参数、管理窗帘系统。手机效果图。ZigBee 协调器协调器RS232执行执行 模块模块执行执行 模块模块执行执行 模块模块ZigBee 路由器路由器ZigBee 路由器路由器ZigBee 终端终端ZigBee网络网络窗窗 帘帘门门 禁禁空空 调调感知及执行感知及执行PC网络打网络打 印机印机硬盘硬盘RJ-45存储及共享存储及共享以太网以太网网络电视网络电视蓝牙蓝牙Wi-FiRJ-45音视频
6、采音视频采 集模块集模块音视频音视频 分配器分配器. . .家庭智能网关家庭智能网关摄像头摄像头手机手机 PC手机手机手机手机智能手机智能手机智能家居系统结构图智能家居系统结构图物联网技术应用领域教学物联网技术应用领域教学ZigBee 协调器协调器RS232执行执行 模块模块执行执行 模块模块执行执行 模块模块ZigBee 路由器路由器ZigBee 路由器路由器ZigBee 终端终端ZigBee网络网络窗窗 帘帘门门 禁禁空空 调调感知及执行感知及执行PC网络打网络打 印机印机硬盘硬盘RJ-45存储及共享存储及共享以太网以太网网络电视网络电视蓝牙蓝牙Wi-FiRJ-45音视频采音视频采 集模块
7、集模块音视频音视频 分配器分配器. . .家庭智能网关家庭智能网关摄像头摄像头手机手机 PC手机手机手机手机智能手机智能手机智能家居系统引出物联网关键技术智能家居系统引出物联网关键技术物联网技术应用领域教学物联网技术应用领域教学1、物联网传感技术2、物联网接入技术3、物联网网络技术5、物联网安全技术4、物联网应用技术物联网技术应用领域教育物联网技术应用领域教育物联网技术教育物联网技术教育1、物联网传感技术教学、物联网传感技术教学物联网关键性技术教学物联网关键性技术教学传感器技术实验核心思想传感器技术实验核心思想物联网传感技术可细分为传感器技术和传感网技术。物联网传感技术可细分为传感器技术和传感
8、网技术。提供一套可以更换提供一套可以更换CPU核心板的、能够接入多种传感器的实践教学装置和教学资源，目的核心板的、能够接入多种传感器的实践教学装置和教学资源，目的是让学生学习传感器的应用，包括接口电路设计、传感器信息采集、传感器信号分析。是让学生学习传感器的应用，包括接口电路设计、传感器信息采集、传感器信号分析。传感器技术实验优势特点传感器技术实验优势特点【1】、提供一套能够使用不同类型提供一套能够使用不同类型CPU实现传感器信息采集与处理的实践教学装置。实现传感器信息采集与处理的实践教学装置。【2】、提供多种传感器应用，包括声音、电磁、温度、湿度、气体、红外、光照、机械动提供多种传感器应用，
9、包括声音、电磁、温度、湿度、气体、红外、光照、机械动作等多种感知信号。作等多种感知信号。【3】、提供多样的传感器接口，包括模拟接口、数字接口和开关量接口。提供多样的传感器接口，包括模拟接口、数字接口和开关量接口。物联网传感技术传感器技术物联网传感技术传感器技术物联网关键性技术教学物联网关键性技术教学提供多款提供多款CPU提供提供3款款CPU核心板，使学生能够学习不同复杂度、不同成本的核心板，使学生能够学习不同复杂度、不同成本的CPU连接传感器进行信号采连接传感器进行信号采 集的流程。核心板集的流程。核心板CPU选择：选择：【1】、 8051核CPU，低成本CPU；【2】、 cortex m3核
10、CPU，主流性价较高CPU;【3】、 FPGA，可以进行SOPC编程，较复杂。提供多款传感器提供多款传感器提供提供22种传感器，其中种传感器，其中15种为基本配置、种为基本配置、5种扩展配置（配选）、种扩展配置（配选）、2种高级扩展配置（配选）。种高级扩展配置（配选）。基本配置传感器如下基本配置传感器如下：【1】、温度传感器18b20，单线数字接口；【2】、温度传感器，温敏电阻，多种型号可选，阻抗随温度变化，需要搭调理电路；【3】、温湿度传感器SHT10或DTH系列，IIC数字接口；【4】、超声波传感器，多种型号可选，需要做发送和接收电路，模拟电压接口；物联网传感技术传感网技术物联网传感技术传
11、感网技术物联网关键性技术教学物联网关键性技术教学传感网技术实验核心思想传感网技术实验核心思想提供一套有线和无线相互结合的带多个移动终端的传感网络实验教学装置和教学资源。目提供一套有线和无线相互结合的带多个移动终端的传感网络实验教学装置和教学资源。目的是让学生学习传感网络相关知识，包括传感器信息的采集、通信网络拓扑结构、组网模的是让学生学习传感网络相关知识，包括传感器信息的采集、通信网络拓扑结构、组网模式、通信帧结构设计、通信协议层次分析和简单的通信协议设计。式、通信帧结构设计、通信协议层次分析和简单的通信协议设计。传感网技术实验优势特点传感网技术实验优势特点【1】、提供学习标准协议和自主设计通
12、信帧结构、自定义通信协议的实践教学平台。提供学习标准协议和自主设计通信帧结构、自定义通信协议的实践教学平台。【2】、通过设计点对点无线通信、点对多点无线通信协议（轮询方式通信），能让学生学通过设计点对点无线通信、点对多点无线通信协议（轮询方式通信），能让学生学习简单的通信协议的实际应用。习简单的通信协议的实际应用。【3】、使用有线和无线相结合的通信方式，使得本实验系统更加贴近实际应用系统，便于使用有线和无线相结合的通信方式，使得本实验系统更加贴近实际应用系统，便于学生参照实验系统的模式进行应用系统设计。学生参照实验系统的模式进行应用系统设计。2、物联网接入技术教学、物联网接入技术教学物联网关键
13、性技术教学物联网关键性技术教学提供一套实验装置，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且可提供一套实验装置，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到物联网网络中心服务器数据库和互联网。以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到物联网网络中心服务器数据库和互联网。目的是让学生掌握目的是让学生掌握 WiFi、GPRS、3G网络组成，信息传输过程中的关键性参数配置，传网络组成，信息传输过程中的关键性参数配置，传输性能分析等内容。输性能分析等内容。核心思想核心思想3、物联网网络技术教学、物联网网络技术教学物联网关键性技术教
14、学物联网关键性技术教学核心思想核心思想提供一套能够涵盖了物联网网络层关键性技术，即软交换技术和提供一套能够涵盖了物联网网络层关键性技术，即软交换技术和IPv6技术的实践教学装置技术的实践教学装置和教学资源。目的是让学生能够掌握主流的网络信息交换技术。和教学资源。目的是让学生能够掌握主流的网络信息交换技术。优势特点优势特点【1】、实验体系围绕“下一代网络”概念进行设计。实验体系围绕“下一代网络”概念进行设计。【2】、提供实现软交换（提供实现软交换（SIP、H.323）、）、IPv6的真实网络通信环境。的真实网络通信环境。【3】、网络协议编程分析直观化，提供可编程接口和业务控制点。网络协议编程分析
15、直观化，提供可编程接口和业务控制点。4、物联网安全技术教学、物联网安全技术教学物联网关键性技术教学物联网关键性技术教学核心思想核心思想提供一套覆盖物联网感知层、接入层、网络层、支持层到应用层各层次关键安全技术实践提供一套覆盖物联网感知层、接入层、网络层、支持层到应用层各层次关键安全技术实践教学的装置和教学资源，目的是让学生掌握物联网技术结构各层次的安全技术。教学的装置和教学资源，目的是让学生掌握物联网技术结构各层次的安全技术。优势特点优势特点【1】、实验体系设计符合物联网结构划分，是对整个物联网关键点的安全进行分析，包括实验体系设计符合物联网结构划分，是对整个物联网关键点的安全进行分析，包括感
16、知层接入层无线安全、网络层网络安全、支持层中间件安全、应用层应用安全。感知层接入层无线安全、网络层网络安全、支持层中间件安全、应用层应用安全。【2】、系统将目前能够用以教学的最前沿的物联网安全知识归纳起来，贯穿物联网目前存统将目前能够用以教学的最前沿的物联网安全知识归纳起来，贯穿物联网目前存在的关键性安全问题。在的关键性安全问题。4、物联网安全技术教学、物联网安全技术教学物联网关键性技术教学物联网关键性技术教学注通过对物联网安全的调研，目前市面上还没有一个完整的标准，没有书籍是涉及物联网安全的，整个设计思想是通过对产业的调研及各方报道总结出的实验体系。覆盖低、高年级的实践教学环节覆盖低、高年级的实践教学环节物联网全程实践教学物联网全程实践教学物联网“认知教学”物联网“技能教学”物联网“应用教学”低年级低年级高年级高年级什么是物联网 它的实体表现是什么样的 在产业中是如何应用的 具备哪些典型功能 明确物联网技术学习的目的与目标物联网传感技术 物联网接入技术 物联网网络技术 物联网安全技术 物联网应用技术智
