唯眾物聯網實訓室
1.1物聯網產業背景
物聯網（Internet of Things）被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業第三次浪潮，它并非一個全新的技術領域，而是現代信息技術發展到一定階段后出現的一種聚合性應用與技術提升，是隨著傳感網、通信網、互聯網的成熟與積淀，人類生產、生活方式的變化應運而生的。
目前，對物聯網的通用定義是：通過射頻識別（RFID）、傳感器、定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
從物聯網的定義中可以看出：“物聯網就是物物相連的互聯網”，這有兩層意思：，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的核心是解決信息世界與物理世界的互聯互通，并藉此給人類的生活、生產方式帶來更加智能與便捷的變化。
在國內，政府對物聯網產業投以極大的產業關注及支持，因此產業發展迅速，已經逐漸從未來愿景走向現實應用。物聯網運用領域非常廣泛，包括智能家居、智能農業、智能交通、智能工業現場、智能環境保護、醫療健康、公共安全、智能消防、工業監測、助老助殘等等。
1.2 知識體系
物聯網是一個綜合性學科，融合了微電子、電子信息、計算機、軟件、通信等各個學科的知識點，同時還具有眾多本學科的專有知識點，我們以物聯網的技術體系結構為線索，對物聯網的教學知識點進行了梳理。對于物聯網專業而言，需要盡量完成以下知識點的大部分內容的普及教學。學生則可根據自己的興趣、職業規劃，選擇其中的一兩個知識體系進行深入學習掌握，對其它的知識點需要有較為詳細的了解，如此一來，在以后的就業中就不存在問題。
物聯網從技術上劃分，包含感知層、網絡層、平臺層和應用層
1.3人才培養
物聯網是一個新的巨型產業，物聯網專業屬于信息類工學學科，是一個新的復合型的專業方向。根據大學生人才素質的分析，學生能力成紡錘型布局，中等能力的人才占據多數，這恰恰也是物聯網企業人才需求的分布。在整個物聯網的人才培養的方案設計上，應該根據人才的需求做好課程體系設計，并根據人才分布選擇專業方向。
根據企業用人需求，對人才的要求分布如下：
崗位分類 就業比例 崗位要求 就業規劃
信 息 學 科 基本素質培養 5% 學習通識課程、工科基礎、大學生素質培養課程，掌握信息類基本技能、文檔寫作、表達能力、團隊協作、紀律修養 信息學科類市場、銷售、文案、招投標、助理等初級工作
物 聯 網 初 級工程師培養 25% 學習物聯網核心課程，具備初級的開發能力。 掌握嵌入式、傳感、網絡等技能，對物聯網整體知識架構有全局的認知和理解 物聯網行業方向的項目實施、系統集成、項目運維、需求分析、售前售后、技術營銷、物聯網初級開發等專業型工作
物 聯 網 嵌 入式/智能產品開發 25% 學習嵌入式 / 感控 / 網絡專業課程，具備系統嵌入式軟硬件開發，智能產品開發，物聯網網絡開發，系統集成及設備選型，運維和調試能力 物聯網/嵌入式行業方向的嵌入式軟件開發、智能產品開發、智能傳感器、嵌入式硬件設計、項目主管、技術支持等專業型工作
物 聯 網 軟 件開發 / UI 設計 / 測試 30% 學習物聯網應用開發/軟件測試專業課程，具備程序編程能力和軟件開發能力。掌握 android、 html5、 ui 等應 物聯網/移動互聯網行業方向的UI 設計、 android 應用開發、webhtml5 前端應用開發、軟件測試
物 聯 網 高 級開發工程師 10% 具備物聯網軟硬件核心技能，掌握整理系統架構。具備數據庫，網絡，后臺設計等開發能力 物聯網開發、架構師……
1.4 崗位分析
唯眾在全國范圍以物聯網企業作為樣本，進行調研分析，充分認識物聯網企業對人才的真正需求，提出了一套物聯網崗位人才需求模型。高校進行物聯網培養方案設計的時候，要充分的考慮物聯網產業對人才的需求構成。物聯網專業學生必須在學習過程中培養出企業所需要的能力模型，能夠順利開展工作，才能具有良好的就業競爭力。
根據人才培養定位和物聯網產業鏈分析，物聯網專業的學生就業可以概況為五大類，具體如下：信息類學科市場、銷售、文案、助理的初級工作，物聯網行業方向的項目實施、系統集成、項目運維、需求分析、售前售后、技術營銷、物聯網初級開發等專業型工作，物聯網/嵌入式行業方向的嵌入式軟件開發、智能產品開發、智能傳感器、嵌入式硬件設計、項目主管、技術支持等專業型工作，物聯網/移動互聯網行業方向的 UI 設計、android 應用開發、 web html5 前端應用開發、軟件測試等專業型開發測試類工作，物聯網開發、架構師……
1.5 專業方向
物聯網工程是近十年信息產業發展而生的新興工科專業， 專業代碼： 080905，本專業是一個多學科交叉、高度集成的專業，涉及計算機科學與技術、電子信息技術、通信工程、控制科學與工程等多個學科。
培養目標：
本專業旨在培養德智體全面發展，具有良好的科學素養和文化修養，系統地掌握本專業的基礎理論、基本方法和基本技能，受過科學研究與實際應用的初步訓練，具有基本的計算思維能力、物品智慧化設計能力、物聯網規劃設計與實施能力、系統能力及一定的創新能力，能夠在物聯網領域從事科學研究、工程設計、應用開發、運營管理等方面的復合型專門人才。
專業特色：
本專業顯著特點是多學科交叉、關聯領域廣、知識更新快。
本專業主要從事信息感知、異構網絡互聯、融合與數據傳輸、計算機智能控制、物聯網軟件設計、物聯網應用技術等方面的研究，并學習和探討這些領域的開發、應用的關鍵技術。
培養要求：
畢業生應具有良好的科學素質，系統掌握本專業基本理論、 基本知識和基本技能；
受到良好的科學思維和科學實驗的基本訓練；
對物聯網及相關學科的新發展及應用前景有所了解；
對物聯網的相關技術具有應用能力和初步設計能力；
熟練應用各種感知與識別設備、物聯網建網技術及數據處理技術；
具有在相關領域跟蹤、發展新理論、新知識、新技術，具有較強適應社會的能力；
能熟練掌握一門外國語，能閱讀本專業的外文資料；
畢業生具有一定的研究、應用、開發、管理及分析、解決一般實際問題的能力。
專業方向：
物聯網軟件與服務方向： Java程序設計、數據結構、數據庫、算法設計與分析、軟件工程、移動應用開發、Web 技術、可視化編程、物聯網中間件、物聯網與信息服務、物聯網工程應用、人工智能、數據挖掘、圖形與圖像、語音識別。
物聯網感控與網絡方向：數字電路與邏輯設計、單片機原理與應用、嵌入式接口技術、傳感器技術、射頻識別技術與應用、現代無線傳感器網絡、網絡安全技術、物聯網工程與組網技術、嵌入式微操作系統、物聯網工程規劃與設計。
1.6 實訓室建設目標
物聯網工程專業的培養目標是培養掌握基礎理論知識、掌握物聯網核心技術、精通物聯網系統及部件應用、物聯網知識面寬、動手能力強、適應各種崗位工作的應用型及研發型人才，從事物聯網核心部件開發、技術應用、系統搭建、系統維護升級、解決方案設計等工作。
由于物聯網知識體系的龐雜性、應用性、實踐性等特點，實驗室和實訓基地在教學過程中起的作用遠比其他學科來的重要。在進行基本理論知識教學之后，實驗室能夠提供給學生動手實踐的平臺，將理論知識轉為實際操作；為學生提供一個真實擬真的物聯網環境，掌握各種物聯網設備、部件、系統的原理、技術和運用唯眾結合企業人才需求，從基礎、實訓、創新、應用、科研“五維”角度為專業學科建設提供軟硬件平臺及教學實驗環境的支撐。
基礎實驗：滿足物聯網專業知識點的基礎實驗學習，覆蓋感知層、網絡層、網關層、平臺層、應用層的教學實驗，主要通過實驗箱、開發板等常規設備實現。
工程實訓：滿足物聯網專業知識點到知識面的綜合實訓練習，每一個實訓實驗都能夠基本覆蓋物聯網的全部知識點，能夠橫向掌握物聯網工程系統的完整開發流程。主要通過實訓臺、實訓工位、實訓套件及各種物聯網應用場景的項目實訓臺等設備實現。
創新創客：滿足物聯網專業對人才創新能力的培養，結合行業的各種實際應用需求，深度掌握核心技術，從縱向對應用難點的創新和突破。創新實驗設備提供更加開放的提供設計性功能，設備形態更加接近實際工程應用產品，同時能夠滿足其他不同學科的交叉性知識內容。
行業應用：通過實際的物聯網工程案例及樣板模型，讓學生能夠更好的認知和體驗物聯網場景，比如智能家居體驗廳、智慧農業沙盤、智慧交通沙盤、智慧醫療工作站等。同時可以結合地方發展特色，引入更加本地化的工程應用場景。
科研中心：依托物聯網專業建設，形成以老師團隊為帶頭，企業技術協助，學生創業團隊為輔的產學研究中心。通過構建區域化的物聯網接入云平臺和大數據接入平臺，為周邊企業和單位提供項目支撐。
1.7 總體規劃
物聯網教學實訓主要用于對物聯網核心課程的知識點學習，能夠服務于相關課程的實驗和實訓需求。
核心課程主要針對學科基礎技術的培養，掌握物聯網概論，傳感器和RFID 等感知設備認知和開發，ZigBee/Wi-Fi/藍牙等無線網絡的配置、維護和開發，物聯網互聯接入及存儲，物聯網應用層軟件開發，物聯網產品整合等基本知識。
核心課程采用全模塊化的實驗箱教學產品進行實驗，具備優良的教學實驗特性：全模塊化的設計、開放式的硬件接口、開源的實驗代碼、完整的教學資源、貼心的售后服務。
基礎實驗室須滿足以下核心課程的實驗、實訓內容：
感知實驗室 《單片機與嵌入式》、《傳感器應用技術》、《物聯網識別技術》、《傳感器微操作系統》 滿足單片機、嵌入式、傳感器、射頻識別等物聯網感知層技術的知識點教學
網絡實驗室 《物聯網無線通信技術》、《無線傳感網協議》 滿足ZigBee、BLE、Wi-Fi、NB-IOT、LTE等物聯網傳感網技術的知識點教學
《Linux 操作系統》、《物聯網智能網關》 滿足嵌入式Linux、智能網關、 M2M技術等物聯網網關層技術的知識點教學
應用實驗室 《Android 應用技術》、《Web 應用技術》 滿足Android應用開發、Web應用開發等物聯網應用層技術的知識點教學
綜合實驗室 《物聯網中間件》、《物聯網綜合實訓》 滿足物聯網中間件、綜合設計、課設、實訓等知識點的教學
實訓室3D效果圖
1.8 實驗設備
唯眾物聯網基礎實訓平臺是唯眾公司開發的一款信息類學科的綜合型實驗設備，是基于物聯網等新工科技術改革而設計的實驗平臺。 物聯網基礎實訓平臺打破了傳統以硬件平臺來定義實驗的困局，創新性的從專業學科建設角度來重新定義產品，讓課程來定義實驗，讓實驗來定義設備，能夠配合專業教材完成全部的專業核心課程實驗。
物聯網基礎實訓平臺與唯眾開發的專業教材配套，可以滿足物聯網工程專業全部的專業核心課程及專業方向課程的教學、實驗和實訓需求，包括：《單片機與嵌入式》、《傳感器應用技術》、《物聯網識別技術》、《物聯網無線通信技術》、《Linux 操作系統》、《Android 應用技術（物聯網方向）》、《Web 應用技術（物聯網方向）》、《物聯網中間件》、《物聯網智能網關》、《無線傳感網協議》、《物聯網綜合實訓》等。
1.8.1 物聯網基礎實訓裝置WZ-IOT-ATP1
物聯網實訓裝置詳細介紹：
物聯網教學實訓主要用于對物聯網核心課程的知識點學習，能夠服務于相關課程的實驗和實訓需求。
核心課程主要針對學科基礎技術的培養，掌握物聯網概論，傳感器和RFID 等感知設備認知和開發，ZigBee/Wi-Fi/藍牙等無線網絡的配置、維護和開發，物聯網互聯接入及存儲，物聯網應用層軟件開發，物聯網產品整合等基本知識。
核心課程采用全模塊化的實驗箱教學產品進行實驗，具備優良的教學實驗特性：全模塊化的設計、開放式的硬件接口、開源的實驗代碼、完整的教學資源、貼心的售后服務。
基于ARM Cortex-M4核心的通信網關，支持無線節點模塊的雙向連接及組網，與配套“可視化編輯器”和“可視化控制器”進行配置和控制。物聯網關可以管理不同協議的無線節點模塊，并能將多個無線節點模塊視作不同設備，將無線節點模塊的數據轉換為TCP網絡通信進行傳輸，網關同無線節點模塊可以互通互聯，輕松構建物聯網絡，共同構成物聯應用開發平臺。通過本物聯網平臺，可以迅速降低物聯網應用的開發成本和開發時間，開發者即便不會編程，也可以在一兩天之內，就迅速使用本平臺開發搭建出自己的物聯網應用。
溫濕度傳感器1個
人體紅外監測器1個
高頻RFID閱讀器1個
光照強度檢測器1個
可燃氣體監測器1個
RGB三色燈執行器1個
LED顯示屏2個
智能語音播放設備1個
繼電器1個
1.8.2 無線傳感網絡實驗箱WZ-IOT-WSN20
1.8.3 RFID實驗箱WZ-IOT-RFID20
1.8.4 物聯網綜合實驗箱WZ-IOT-S20
1.8.5 物聯網工程應用綜合實訓臺WZ-IOT-ATP
物聯網教學實訓主要用于對物聯網核心課程的知識點學習，能夠服務于相關課程的實驗和實訓需求。
核心課程主要針對學科基礎技術的培養，掌握物聯網概論，傳感器和RFID 等感知設備認知和開發，ZigBee/Wi-Fi/藍牙等無線網絡的配置、維護和開發，物聯網互聯接入及存儲，物聯網應用層軟件開發，物聯網產品整合等基本知識。
核心課程采用全模塊化的實驗箱教學產品進行實驗，具備優良的教學實驗特性：全模塊化的設計、開放式的硬件接口、開源的實驗代碼、完整的教學資源、貼心的售后服務。
基于ARM Cortex-M4核心的通信網關，支持無線節點模塊的雙向連接及組網，與配套“可視化編輯器”和“可視化控制器”進行配置和控制。物聯網關可以管理不同協議的無線節點模塊，并能將多個無線節點模塊視作不同設備，將無線節點模塊的數據轉換為TCP網絡通信進行傳輸，網關同無線節點模塊可以互通互聯，輕松構建物聯網絡，共同構成物聯應用開發平臺。通過本物聯網平臺，可以迅速降低物聯網應用的開發成本和開發時間，開發者即便不會編程，也可以在一兩天之內，就迅速使用本平臺開發搭建出自己的物聯網應用。
通過電腦PC端可直接以“可見即可得”的方式在此工具上生成不同的設備操作界面，支持指示燈、按鍵、圖片集合、變量視窗、圖文鏈接等五種可視化控件。所有控件的動作都可以直接反應到實際的物聯設備（即無線節點模塊）上。界面生成后，可以直接導入App使用，而不需要重新編譯或安裝App。
通過物聯網關、可視化控制器、可視化界面生成器編輯器、萬納模組、物聯網傳感器/執行器以及配套物聯網連件連接件，師生不僅可以完成出基于物聯網、遠程訪問、設備聯動等功能的物聯網實訓項目，還可以迅速開發物聯網商業產品\項目，如空氣監測儀、電氣設備在線監測器等等，并隨時實現不同設備間的聯動，而這些開發過程，基于本系統的可視化開發工具，可以做到零編程實現物聯網應用系統。
支持家庭常用的各種無線協議（紅外、射頻），兼容市面絕大多數品牌的空調、電視機、燈光、安防、窗簾等等家電設備，因此可以直接當做一套完備的智能家居系統進行使用，并集成了攝像頭功能，可以直接在App中使用攝像頭。
平臺所有設備采用模塊化、集散化、工業化的設計模式，每個模塊都為獨立工作單元；模塊均接近實際應用系統，能夠容納2-3個學生同時實訓，可完成工程項目應用開發系統中硬件設備的安裝、布線與調試，完成設備間的無線組網，既具有展示型又具有實操性。能夠組建具有行業特色的物聯網智能家居實訓項目，確保學生可利用設備搭建真實工程項目。
1.9 物聯網教學課程資源包
物聯網技術及應用、物聯網傳感器技術、物聯網RFID技術、物聯網無線傳感網技術、物聯網行業應用
1.9.1 Zigbee實訓資源包WZ-ZRP-V1.0
1.9.2 STC15單片機實訓資源包WZ-51RP-V1.0
1.9.3 STM32嵌入式實訓資源包WZ-32RP-V1.0
1.9.4 Andorid實訓資源包WZ-ARP-V1.0
1.9.5 C#實訓資源包WZ-NRP-V1.0
1.9.6 PCB制板實訓資源包 WZ-PRP-V1.0
1.10 環境監測系統WZ-MES-V1.0
該系統是一個綜合性的數據采集和控制系統，此系統在運作過程中主要了解工業個設備的工作狀態，在系統出現故障時能及時報警并關閉個設備。定時播報緊急按鈕，電磁閥，報警燈，接近開關的工作狀態。當檢測到緊急按鈕按下發出報警信息時，報警燈響起，電磁閥關閉，接近開關關閉。
1.11 智能家居安防監控系統WZ-HMS-V1.0
該系統是一個綜合性的數據采集及控制系統，此系統在運作過程中通過 RFID閱讀器讀取射頻卡的 ID號，通過識別 ID 可以確定卡號是否合法及開關門，門禁開關同樣可以控制開關門，IP 攝像頭進門拍照。記錄射頻卡打卡信息；合法用戶刷卡開門，非法用戶刷卡不能開門，按鍵開門，入門照相。
1.12 農業土壤智慧調節系統 WZ-IAS-V1.0
該系統是一個綜合性的數據采集和控制系統，此系統在運作過程中共采集土壤水分、土壤溫度兩個物理信息，操作反饋設備為:水泵。實時監控土壤溫度和水分，發布土壤溫度水分曲線。土壤水分超過設定的水分下限，自動開啟水泵進行灌溉，達到水分上限，關閉水泵。能夠提供拓展的微信公眾賬號的功能，查看土壤溫度水分數據并對其進行有效的管控。
1.13 停車場信息采集管理系統WZ-SAS-V1.0
該系統是一個綜合性的數據采集及控制系統，此系統在運作過程中通過 RFID閱讀器讀取射頻卡的 ID號，通過識別 ID 可以確定卡號是否合法及開啟欄桿（電子鎖模擬欄桿），開關（門禁開關）同樣可以控制開關欄桿。記錄射頻卡打卡信息，充值和扣費功能；合法用戶刷卡開起欄桿，非法用戶刷卡不能開啟欄桿，按鍵開啟欄桿。
1.14 智慧商超管理系統WZ-SCS-V1.0
本次任務的主要目的是開發出一個操作簡單，界面簡潔，靈活應用，安全可靠的超市智能收銀系統。該系統的開發以收銀員和庫存管理員為對象，能夠提高超市對超市商品以及收銀的管理效率，減輕超市工作人員對超市商品和收銀的管理負擔，提高超市對超市商品的規范化管理。系統分為兩個部分：后臺管理登錄，對商品信息管理，會員信息管理，折扣信息；收銀員登錄，通過掃碼器從數據庫提取信息，結算商品總價、折后價格和會員價。
1.15 圖書管理系統WZ-BMS-V1.0
圖書管理系統包含兩部分，部分屬于C#開發的可視化界面：系統登陸，圖書管理，讀者檔案管理，借閱管理等功能項。第二部分屬于數據庫操作：數據庫的增刪改查，數據的查找比對，數據庫備份和還原。
1.16 教學信息發布系統WZ-TSS-V1.0
系統包含系統設置和信息發布兩大模塊，其中系統設置包含：學校設置、院系設置、班級設置、教室設置、用戶設置、角色設置、權限設置、菜單設置、課程管理、課表導入等功能；可為用戶自定義權限訪問平臺指定功能，課表根據平臺提供模版進行導入；
課表在相應時間段內可顯示在移動設備上；
信息發布包含：通知公告、已審批公告、待審批公告等功能；
已審批通知在相應時間段內可顯示在移動端設備上。
1.17 物聯網智能家居工程實訓系統WZ-lOT-H3
1.18 物聯網智能交通沙盤WZ-IOT-TS
1.19 物聯網智慧農業沙盤WZ-IOT-AST
1.20 物聯網融合平臺WZ-IOT-IPT-V1.0
多網關管理：平臺實現不同類型不同數量的網關及其下傳感器數據的接收與控制。
提供相關SDK：平臺提供學生練習使用的SDK、幫助文檔、以及Demo的下載。
支持多傳感器的規則與動作： 平臺支持傳感器規則定義，根據用戶定義的一個或多個條件，后臺實時監控，在其滿足的情況下，對相應傳感器進行控制。
傳感器歷史數據分析： 對平臺中所有網關的傳感器數據進行收集，并繪制成曲線和柱狀圖，使用戶更加直觀的觀察數據，從而進行分析。
1.21 物聯網融合云平臺WZ-IOT-FCPT-Key
簡化數據管理：對于服務層的傳感器數據較多，以及用戶數據較多的情況，云端支持一鍵同步功能，只要確保在服務層連接外網的情況下，可將數據同步到云端；對于網關、傳感器設備，只要確定在服務層連接外網的情況下，服務層發生改變自動同步到云端，不需要再次添加。
豐富的數據分析：提供豐富的數據統計與分析結果展示，幫助學校從整體上把握設備的使用情況。
跨平臺：基于Web架構你所需的僅僅是網頁瀏覽器或者移動終端，無需糾結使用哪款操作系統，任何可以上網的PC、智能手機、平板電腦等設備都可以隨時隨地的訪問云平臺
1.22 物聯網虛擬仿真實訓平臺WZ-IOT-VST-V1.0
平臺采用完全圖形化界面組態顯示和邏輯聯動方式，同時輔以腳本編程，讓實驗直觀、趣味而又具有強大的可操作性。實訓軟件平臺服務器端，具備所有實訓硬件對應的虛擬設備供使用者選用，虛擬設備圖形和實際硬件對應，所見即所得。使用者可通過編輯器進行編輯搭建應用項目，和硬件同步完成典型的物聯網功能。實訓軟件平臺，完全實現圖形化編輯，可滿足學生快速自助完成物聯網實訓課程。同時預留可編程的編輯接口，用戶可自行添加新的功能模塊。編輯平臺具備基本的數據可視化控件：曲線、餅圖、虛擬儀表等功能。同時所有控件屬性需能編輯：如顏色、變量選取、形狀、數量等。
實訓軟件平臺包含常用的通信方式：COM、TCP、433等。
案例實拍效果圖
物聯網理論教學區
物聯網體驗廳
