飞腾与唯众物联网实训教学解决方案

        物联网（Internet of Things）被称为继计算机、互联网之后世界信息产业第三次浪潮，它并非一个全新的技术领域，而是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，是随着传感网、通信网、互联网的成熟与积淀，人类生产、生活方式的变化应运而生的。

        目前，对物联网的通用定义是：通过射频识别（RFID）、传感器、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。

        从物联网的定义中可以看出：“物联网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，进行信息交换和通信。因此，物联网的核心是解决信息世界与物理世界的互联互通，并藉此给人类的生活、生产方式带来更加智能与便捷的变化。

        随着信息技术与应用创新（信创）的持续融合，物联网（Internet of Things，IoT）作为其重要组成部分，已经成为推动社会进步和经济发展的重要引擎。在高职教育领域，培养适应时代要求、具备创新能力的人才已经成为当务之急。因此，建设一所适应时代潮流、符合产业需求的信创物联网实训室势在必行。

        1. 信创发展助力产业转型升级

        信创的不断发展促进了各行各业的转型升级，推动了传统产业向智能化、数字化方向发展。物联网作为信创的重要组成部分，在工业控制、智能家居、智慧城市等领域有着广泛的应用。因此，培养掌握物联网技术的专业人才对于推动产业转型升级、促进经济发展具有重要意义。

        2. 信创领域人才短缺的挑战

        随着信创产业的迅猛发展，对于具备信息技术与创新能力的人才需求日益增长。然而，目前市场上信创领域的专业人才依然紧缺，尤其是掌握物联网技术的高端人才更是稀缺。为了满足市场对人才的需求，高职院校需要积极响应，加大对物联网人才的培养力度。

        3. 实践能力培养的迫切需求

        信创物联网实训室的建设不仅仅是为了满足课程教学的需要，更是为了培养学生的实践能力和创新意识。通过实际操作与项目实践，学生可以更好地掌握物联网技术的应用，培养解决实际问题的能力。这种实践性的学习方式不仅有助于提高学生的学习兴趣，也能够更好地满足企业对人才的需求。

        4. 增强高职院校的竞争力与吸引力

        建设一流的信创物联网实训室不仅可以提升高职院校的教学水平和教学质量，还能够增强学校的竞争力和吸引力。与行业合作开展项目实践，将为学校带来更多的资源支持和就业机会，吸引更多优秀学生和教师的加入，进一步提升学校的声誉和影响力。

       飞腾与唯众联合，推出基于国产芯片及自主知识体系的物联网应用实训解决方案，帮助学校建设符合时代发展需求、切合产业需求、注重实践能力培养的信创物联网实训室，这不仅是适应时代发展的需要，也是提升高职教育质量、培养创新型人才的必然选择。

        基于飞腾的新一代物联网技术应用专业实验室建设结合最新的物联网技术、嵌入式技术、网络工程技术、智能制造技术、云计算和大数据挖掘技术等，从培养学生的创新意识、工程意识、工程能力和社会实践能力出发，整合核心课程实验、综合课程设计、专业实习和毕业设计等四大类实践性教学环节，统一进行系统化设计。其建设目标如下：

        1、目标明确，体现统一规划分布实施的建设思路。

        实验教学设备需具备较高拓展性，注重科学合理的分期规划，实现后期购置的实验教学设备，都可以无缝接入整个实验教学系统中，共同承担和实现实验教学任务，确保最优的投入增值。

        2、整体规划，学院范围内统一构建一体化实验教学平台。

        在学院范围内统一构建硬件接入平台和系统支撑平台，完成设备接入网络平台和大数据云中心的建设，形成统一的云数据处理平台，为学院实验教学和科研的历史数据积累、实验教学评估和实验教学分析奠定基础。

        3、提高实验教学设备的效率，实现一室多用。

        普适类的支撑体系，开放式的教学资源，模块化的教学设备，大幅度的提高实验室使用效果。不仅可完成日常的基础实验教学，还可以适时开放，为教师的教研和科研、学生的兴趣拓展、学生的竞赛辅导、学生的毕业设计以及学院创新创业提供技术、设备和系统支撑。

        4、提高实验教学设备互联互通性，实现设备共享机制。

        依托物联网物物相联的技术特点，实现教学设备的全网联通，确保实验室中的每一个实验教学设备和物联网接入设备都可以转化成独立的智能终端，进入实验体系的实验教学设备、实际应用设备和临时接入设备都可以按需转化成实验教学终端，极大的拓展实验教学内容和方式。

        5、将信息技术充分融入实验教学，建设开放式实验室。

        整个实验教学体系可统一联入校园网，实现全院师生在授权范围内可随时随地通过校园网接入点进入系统，进行自主学习和自主实验，打破实验室使用时间和空间的限制，逐步建设大规模、在线化、开放式的实验室。

• 飞腾信创物联网实训室

       本物联网实训室采用搭载飞腾D3000的信创终端作为教师及学生实验用机，采用搭载飞腾S5000C的服务器为教室提供本地化云服务，采用搭载飞腾E2000的实训教具，支持师丰富的物联网实训教学。

•   飞腾创新物联实训设备

      实训系统脱胎于实际物联网运用案例，从实际工程案例中浓缩、提炼而来，它们将无线传感器网络、RFID、移动开发、移动通信、嵌入式网关等技术综合运用在同一套系统中，实现分散知识点的综合运用，并实现知识点到知识面的过渡。

     教学网关采用了信创的飞腾E2000，4G内存64位DDR4，板载1xUSB3.0 host和3xUSB2.0 host，板载1xMini-PCle、蓝牙、2.4G+5G双频WIFI、1xHDMI 支持分辨率1920*1080；支持3.5mm耳机口输出、UART输出、I2S接口、SPI接口、CAN接口；支持1路SIM卡、1路SD卡；板载LED电源指示灯和状态指示灯。物联网传感层设备包含：温湿度传感器、人体红外监测器、高频RFID阅读器、光照强度检测器、可燃气体监测器、RGB三色灯执行器、LED显示屏、智能语音播放设备、继电器、12V直流风扇。另外还有物联网短距离无线通信模组、窄带物联通信模组、物联网开发传感模块等组件。支持多种实训项目开展。

•  物联网教学辅助工具

           图形化编程工具基于blockly语言模块，用图形模块表示使用硬件的各类底层驱动库，根据图形模块上下关联形式连接变量、函数、输入输出等各类语言代码，最终组合为可执行C语言或python语言代码。基于图形化的编程模型很好地映射实际代码关系和层级结构，替代传统的代码编写过程，简化底层硬件代码编写过程。

         可视化界面设计工具是辅助师生用来构建物联网应用程序的一个教学工具，它采用图形化界面来代替代码开发界面，通过拖拽、移动一些控件与控件节点，来过完成一个页面的设计。它非常适合物联网初学者学者使用，其特点是通过低代码编程降低学习门槛，同时在必要的时候也可以写一些辅助代码来完善和拓展物联网应用程序的功能。学生只需具备基本编程常识，不需要懂算法、语法、编译、调试就能做出企业级的物联网应用。

• 物联网云服务融合平台

        物联网的应用广泛，遍及家居、农业、工业、物流、食品安全等各个领域，其具体的应用方式、产业模式、产品形态会有比较大的差异，但是其体系结构和核心技术都是一致的。共性核心技术和设备是：感知执行器、智能节点、数据网关构成物联网的感知层；网络通讯、大数据服务、Web服务等构成物联网的网络层；各种客户端应用、应用管理系统构成物联网的应用层。丰富的数据分析：提供丰富的数据统计与分析结果展示，帮助学校从整体上把握设备的使用情况。

  物联网融合平台是支援师生用来构建物联网上层应用开发的中间件系统，它提供物联网感知层设备快速接入，API标准输出、实训项目管理，轻松上云。它非常适合物联网初学者学者使用，将感知层与应用层快速连接，降低学习门槛，支持主流的主流高级开发语言做出企业级的应用。产品功能如下：

• 设备接入：物联网感知层(网关、节点，如摄像头)接入， 目前平台提供多种接入协议类型，分别是TCP、MQTT、TCP透传、HTTP等，通信网络可以是常见的3G/4G、WIFI、以太网口等；
• API输出：提供二次开发统一数据格式标准，简单，不限开发语言，以便学生通过云平台提供的统一终API接口，进行数据的采集、分析和设备的监测控制，快速开发属于自己的物联网应用程序。
• 项目管理：学生可创建、启动、修改、删除属于自己的物联网项目，并根据项目生成专属API接口文档，管控项目内感知层(网关、节点，如摄像头)硬件连接。
• 软松上云：提供完善、安全的云端数据开发接口， 规避复杂物联网通信协议的解析、云端数据转换任务，简化物联网项目开发、调试过程，使学生简单、高效地开发物联网项目应用。

• 部分实训课程体系

     信创物联网基础实训与唯众开发的专业教材配套，可以满足物联网技术应用专业全部的专业核心课程及专业方向课程的教学、实验和实训需求，包括：《单片机与嵌入式》、《传感器应用技术》、《物联网识别技术》、《物联网无线通信技术》、《Linux 操作系统》、《Android 应用技术（物联网方向）》、《Web 应用技术（物联网方向）》、《物联网中间件》、《物联网智能网关》、《无线传感网协议》、《物联网综合实训》等。基础实验室须满足以下核心课程的实验、实训内容：

• 配套实践教学  

• 物联网实训基地建设清单（参考）