物联网综合实训室在物联网教育中的应用

深圳市国泰安信息技术有限公司

● 项目背景

作为新一轮的信息技术革命，物联网已经上升为国家战略。因此随着中国“互联网时代”向“物联网时代”的过渡，作为物联网发展根本要素的人才培养尤为关键。在新增专业名单中，“物联网”成为最大热门，各高职高校纷纷开设相关专业。而“无师资、无教材、无基地”的尴尬现状则成为横在物联网高端人才培养面前的一道鸿沟。目前在我国从事物联网产业的人员，很大一部分都是半路出家，并没有接受过系统和专业的物联网知识培训。尤其是要成为一名合格的物联网人才，除了有扎实的理论知识外，还需要过硬的实践能力。

浙江工贸职业技术学院为省属公办全日制高等院校，经济与贸易学院是其规模最大的院系，学院高度重视培养学生的动手实践能力，校内设有电子商务工作室、英语翻译工作室、市场调查中心、国际贸易工作室、企业经营沙盘模拟实训中心、淘宝创业工作室、视觉营销中心、温州名购网运营工作室、现代物流工作室等实践基地。

基于此，国泰安公司为浙江工贸职业技术学院建设了物联网综合实训室，建设内容包括基础实训系统、应用实训系统、科研开发平台及光纤传输实训平台。其中，基础实训系统主要以物联网基础实验箱为主，能够满足60名学生同时上课的实训要求。应用实训系统包含智能家居实训系统、环境监测实训系统、能源管理实训系统、仓储物流实训系统等物联网八类行业的典型应用。科研开发平台包含RFID读写系统开发平台、ZigBee通信协议开发平台、DSP开发平台、Cortex-A8开发平台等满足教师科研的8个平台。另外，实训室还包含有综合布线在内的光纤传输实训平台，满足物联网应用于工程中学习的需要。

基于浙江工贸职业技术学院对物流专业人才培养的需求方向，根据学校相关专业课程设置情况及学校对物流实验室建设的初步需求思路，我们设计了一个完整的物流实训室建设综合解决方案，包括基于物联网的智能超市系统与基于物联网的智能仓储管理系统。

基于物联网的智能超市防损系统模拟了一个真实的超市购物防损环境，包括商品标价、防盗管理与视频监控等功能，可以为学生提供一个真实的超市环境，切身体会商品的标价、防损管理等每个流程。基于物联网的智能仓储管理系统，包括RFID智能环境监控系统与出入库管理系统，为学生提供了一个模拟的商品出入库管理系统。

物联网实训室的建设旨在提高专业整体教学质量，培养学生的创新思维习惯和能力，将教学理论与教学实践相结合，使教学工作更加科学化。

● 物联网基于物流实训室的系统功能设计

1.物联网智能仓储管理系统

物联网智能仓储管理系统分为两大模块。第一大模块为物联网智能仓储环境监控系统，第二大模块为物联网智能仓储RFID商品出入管理系统。基于环境监控系统模块，能够对物流实训室的整体环境提供实时监控功能。客户通过远程的终端如手机、平板电脑等不仅能够实时监控物流实训室的温度、湿度、烟雾、红外等环境参数，而且能够显示由摄像机NVR传来的实时监控画面，做到了对实训室的全程全方位的监控。基于RFID商品出入管理系统，利用自动识别技术、计算机技术、互联网应用技术等各种信息化技术，客户可以实现对仓库物资自动化识别、库存准确定位、实时报表输出等一系列自动化操作。

物联网智能仓储环境监控系统是一种用于对物流实训室进行自动监测的网络化智能系统，通过传感器设备对人体、烟雾、温度、湿度、光照度等进行感知，通过主控网关实时收集这些环境数据并上传到电脑主机。客户可以通过智能终端如手机、平板电脑的终端软件实时接收这些环境信息，实现对物流实训室的实时监控功能。与此同时，利用4路NVR摄像机，智能终端设备也可以实现对物流实训室的实时视频监控功能。

物联网智能仓储RFID商品出入管理系统主要采用固定式RFID读写器实现对仓库物资（贴有标签）的智能管理工作。它通过RFID技术，计算机技术实现对仓库物资出入库的自动化识别及实时监控功能。①建立一个统一的商品数据库，为商品出入库的整个监管提供可靠的数据支持。②非接触式自动识别出入库商品，准确了解和掌握出入库商品的详细信息，包括类别、编号、名称、产地、厂商、规格、进货价、批发价等。③实现商品数据的网络实时共享和管理，掌握商品出入库的实时数据信息，并可以生成各种报表，为商务决策提供依据。

2.物联网智能超市管理系统

超市管理系统主要包括三个子系统，即EAS防损监控系统、视频监控系统与智能货架电子标价牌管理系统。

EAS防损监控系统即防盗系统，当系统检测到含有未解码防盗标签的货品经过监控区域时，会发出报警声音。

视频监控系统主要通过设置在超市的4个摄像头采集现场信息，通过DVR进行录像与信息存储，最后在终端PC机显示，实现对超市的实时监控。

智能货架电子标价牌管理系统包括桌面发卡器与商品机价格管理软件，通过该系统可实现电子标价牌中价格与商品信息的写入与修改。另外，为方便起见，已上架商品的价格与商品信息的修改，可以使用RFID手持机实现。

传统的理论课程无法满足应用类教学的需要，在课程中使用实训系统与设备，学生在接近真实的高度仿真的环境中模拟实训，真正做到了“教、学、做相结合”，不但提高了学生学习的兴趣，加强了学生对抽象理论的理解，而且节省了教师大量的备课时间和精力，从而为学校节省了时间、空间、教学设备、常规实操耗材消耗的投入成本。

● 物联网实训室建设的必要性

北京师范大学物联网与嵌入式研究中心专家认为，对于物联网等应用性非常强的学科，仅传授技术是一定不够的，要从应用入手，这样才能产生更大的社会价值，对于学生而言，就业也才不会成为“老大难”。国泰安物联网综合实训室正是与课程教学相配套的综合性实验室。国泰安物联网实训室集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体，可作为整个学校物联网的中心，亦可作为多个学科的实训基地。除了基本的教学与实验外，物联网实训室还提供模拟物联网应用展示和物联网相关产品展示。“实践出真知”，模拟应用演示能够直观展示各种物联网应用，使学生直观、直接体会物联网的应用场景，不只是每一个点，而是可以了解物联网应用的整个系统，以激发学生兴趣，提高学生理解能力，促进学生思维的发展，增强学生解决实际问题的能力，真正提高教学质量，达到事半功倍的效果。endprint