文档介绍：ATOS物联网智能家居实训方案
一、智能家居实训方案概述
物联网技术将物理世界网络化、信息化,对传统的分离的物理世界和信息空间实现互连和整合,代表未来网络的发展趋势。通俗地讲,物联网就是在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化,然后借助无线网络,人和物体“对话”,物体和物体之间“交流”。
继计算机、互联网之后,物联网引领了信息产业革命的又一次浪潮。目前,物联网理论与技术已成为各国竞争的焦点和制高点。2010 年 7 月,教育部正式公布了 30 所高校新设立物联网工程专业,更多院校利用网络工程等专业开始物联网方向等形式进行招生。物联网专业作为一个涉及到计算机科学与技术、软件工程、通信工程、电子工程、网络工程等多专业学科的交叉专业,毕业学生可能从事传感器制造、网络融合、集成应用开发等多领域的工作,其配套实验室建设直接关系到学生素质的培养。
2. 物联网技术体系框架
物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网包括感知层、网络层、应用层等。
感知层通过传感器、条码、射频识别、多媒体信息采集等手段感知与采集物理世界中发生的物理事件和数据, 这些数据包括各类物理量、标识、音频、视频数据等。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID 等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。网络层将传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合, 把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送, 实现更加广泛的互联功能。应用层通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用支撑子层, 实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能, 从而支持物联网技术在智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的应用
3. 高等院校开展物联网工程专业的教学目标及人才培养方向
教学改革目标:先在相关专业开设物联网课程,最终建立物联网工程专业培养目标:物联网工程专业的人才培养目标是具有如下特征的应用型高级工程技术人才:德、智、体、美全面发展; 具有良好的科学素养和人文知识背景; 较系统地掌握计算机科学与技术、物联网工程的基本理论和基本知识; 具有较强的实践应用能力与知识创新能力, 能够从事智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的系统集成与物联网协议开发工作。
培养方式:
知识体系结构分为:基础知识+基本技能+项目实践+技术讲座
通过各种专业课程进行物联网的基础理论教学与大量的实践操作环节相结合,利用先进的教学实验平台及开发工具,使学生了解物联网的基本体系结构,并获取用物联网技术应用与开发所需的基本技能。如移动通讯、信息家电、智能玩具、工业控制、数控设备及音、视频技术等;作为未来物联网工程技术人才,我们所培养的学生应具有解决工程问题的能力、自我知识学****和更新能力、交流沟通能力。
4. 物联网工程专业课程体系设置
物联网工程专业基础课程
电子技术、计算机组成及接口、操作系统、数据结构、C/C++、网络技术、通信技术,自动控制等
物联网工程专业核心课程
物联网工程专业课程设置以物联网工程专业培养目标为导向,根据物联网的技术体系框架:
感知层涉及的主要课程有:传感器与检测技术、射频识别技术、条码技术、智能终端与接口技术、嵌入式系统;网络层涉及的主要课程有:通信系统原理、计算机网络和移动通信技术;应用层涉及到的主要课程有:c 语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库系统原理、无线传感器网络、物联网原理与应用、web 系统开发与集成;
公共技术涉及的主要课程有:信息安全、密码学基础和网络管理。
二、ATOS智能家居实训系统框架
ATOS智能家居实训系统,在阐述物联网基本理论与实现方法的基础上,将物联网技术上层重要应用之一的智能家居作为一个实训载体,突出无线传感网络技术的实际应用,系统的开放性以及模块化的软、硬件,完善的二次开发包以及参考说明文档,可以良好的支撑教学及实践过程当中的课程设计与创新应用。
由于传统的家居改造往往需要重新布线,这种有线的控制方式使得智能家居的推广遇到瓶颈所以我们采用无线组网方式。
主要采用以下无线方式相结合:
Zigbee数据传输速率较低10KB/S—250KB/S;功耗低(两节五号电可用六个月到两年);可靠性高;复杂度低;网络扩展性好(网络最多容纳65000个设备);安全性高(AES128加密算法);工作频段灵活(、868MHz、915MHz);延时短(30ms);高