物联网概述教学案例分析PPT85

物联网概述-教学案例分析陈志峰（[e-mail]）内容提要基于微创新的物联网应用2一卡通（RFID）教学设计34实验实训室建设案例教师主体地位在教学中的体现1实验箱开发案例5物联网基本概念物联网是新一代信息技术的重要组成部分,英文名称叫“TheInternetofthings”,通常所谓的“物物相连的互联网”。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；其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。物联网应用行业教师主体地位在教学中的体现载体数字化校园工程研发中心（校级）省光伏风电控制工程研发中心（省级）主体江苏省第四期“333高层次人才培养工程”培养对象苏州经贸职业技术学院教授学科带头人苏州市计算机学会秘书长校本服务建设（身边的物联网技术）现阶段，数字校园一卡通应用到学院的方方面面，包括食堂就餐、超市购物、宿舍上网、宿舍电话、机房（电子阅览室）上机、宿舍开水、宿舍洗澡、宿舍用电、宿舍考勤、图书馆借阅、图书馆寄存、门禁系统、维修缴费、刷卡洗衣机、银行转帐、消费缴费清单查询等19项功能。物联网技术应用开发（一卡通实验箱）一卡通实验箱功能框图物联网技术成果汇总教师主体地位在教学中的体现校企合作成果转化团体建设内容提要基于微创新的物联网应用2一卡通（RFID）教学设计34实验实训室建设案例教师主体地位在教学中的体现1实验箱开发案例5一、智能电器（机顶盒）智能电器（机顶盒）的发展趋势是依靠微处理器的运算能力，较好地实现智能电器功能，只要在参数检测和信号处理单元进行相应的参数设置，一个智能电器就可实现传统意义上的几个电器产品的功能。也就是说，其特征是硬件是基本不变的，通过软件的变化，可以形成不同功能的电器。[举例]：IPAD可以完全替代游戏机、电子书、电子词典、早教机等多功能化是智能化产品的特点，而可通信化也是智能化电器的一个重要发展方向。具备通用的通讯接口，采用标准化的通信协议使其与其计算机联网构成监控、保护与信息网络，使智能电器在现场级实现Internet/Intranet功能，甚至是智能电器之间互通信、微通信，也就称为物联网智能电器。[举例]：基于一卡通的咖啡机教学内容之一：概念微处理机和计算机技术引入电器设备，一方面使电器设备具有智能化，另一方面使电器具有与中央控制计算机双向通讯的能力，这样的电器，我们一般就称为智能电器。[举例]：现在的电视机，都已经具有U盘播放视频AVI的功能电器中广泛使用单片机、嵌入式系统ARM，从而可以快速得到新颖实用的智能电器。[举例]：公交车刷卡，原来只支持某一类型的RFID卡，现在通过软件升级，就可以支持更多城市的RFID卡教学内容之一：概念智能（intelligence）：机器人看起来有智能行为。智能的来源不仅仅限于计算装置，也来自周围的情景、敏感器之间的信息传送以及机器人与周围环境的交互作用；现场（situated）：智能电器一方面要从所运行的环境中获取信息（感知），一方面要通过自己的作用对环境施加影响，互相影响，共同进化；智能行为（Sensor-Action）:通过感知-动作多次循环，就实现电器的智能化结果，这不是一种深思熟虑的推理和决策。教学内容之一：功能家务劳动和家庭服务信息自动化使人们的生活大大改观，前些年研究的智能家居，就是利用家庭计算机对家用电器进行控制。当主人外出时，可以命令各种系统自动工作，比如关掉冷气、音响和电视机的电源，接电话，自动留言等。当主人回家后，可以发出指令，打开空调，调节室内光线，开启自动做饭系统做饭、煮咖啡等。晚上还能将客厅播放的电影，通过遥控设备转到卧室的电视机上。教学内容之一：通信方式智能信息家电网络化、智能化的发展趋势，要求智能家居系统具有更加有效、开放、成熟的平台标准，包括网络接口标准和服务标准。目前智能信息家电之间的网络使用的通信介质主要有电话线、网络电缆、能源线、无线和红外线。电话线主要用于解决没有网络连接的家庭的上网问题，其网络速度较低。网络电缆指的是网络速度较高的DSL、ISDN等专线连接，主要是同轴电缆或光缆。教学内容之一：通信方式能源线主要是指家里的电源线，采用能源线的好处是，不需要在家里重新布线，可利用现有的电源插座。无线通信则为用户使用提供了灵活性和可移动性。红外通信同样具有灵活性和可移动性，但受到带宽和障碍物的限制。目前家庭内部网络有线通信主要采用LAN通信技术，无线通信正在逐渐成熟并将取代有线通信。家庭网络和Internet的通信主要采用高速专线连接。教学内容之一：通信方式家庭内部局域无线通信主要采用BlueTooth、WAP、HomeRF、IEEE802.11和IEEE1394；家庭内部有线通信主要采用10/100BaseT局域网技术。家庭内部网络和Internet的通信主要采用TCP/IP通信协议。HAVI(HomeAudio/VideoInteroperability）体系，是关于家庭网络中音频／视频电子产品的互联和控制方面的标准。它建立在IEEE-1394的底层协议基础上，主要实现HAVI设备之间的数字音频／视频内容的传递以及对该内容的操作，如播放、录像、回放等。教学内容之一：贴近生活由机顶盒为中心的智能家用电器平台：云电视它可以使各种设备方便地连到网络上，即任何计算设施不需预先配置和安装，便可在任何时间地点加入网络，并能和网络中已有的各种软硬件一起协调工作，完成分布式计算。二、智能交通智能交通系统IntelligentTransportationsystem是一种先进的运输管理模式；西欧、北美和日本竞相开展了对智能运输系统的开发研究；新加坡已经在全国推行不停车电子收费我国的高速公路不停车收费系统也已基本建成。教学内容之一：功能高速公路不停车收费系统（ETC）公交车电子站牌系统（位置服务）出租车电招系统（位置服务）超速自动牌照识别系统（视频识别）红灯违章拍照系统（地感线圈）教学内容之一：交通诱导出行和运输管理系统，可提供实时的交通流状况、交通事故、气候条件等信息。汽车上装备显示屏幕，接收交通诱导中心播发的电子地图，也可以接收全球卫星定位系统信号，只要司机输入目的地，电子地图站就会显示出最佳行车路线；如果遇到堵塞拥挤、意外事故等特殊情况，还能重新设计最佳行车路线，并随时确定车辆的具体位置。它的服务系统可以显示车辆所在位置、当地食品供应链、停车场、医院、警察局等情况。教学内容之一：交通诱导交通控制系统为高速公路城市道路提供了一个自适应的智能控制系统，它设有先进的交通流量监控装置和分析技术，为公交车辆提供优先权，改善交通流状况，确定交通流的最佳分配方案和实时交通信息。货运车辆的监控系统，可以通过传感器和诊断装置，自动对车辆的性能进行检查，发现不安全因素时,指定该车停下受检，为车辆和司机提供一个实时的安全运输途径。教学内容之一：轨迹追踪危险品运输车辆（渣土车）的跟踪；重要物品车辆（运送IPHONE）的跟踪；教学内容之一：危险监测该系统在可能发生碰撞的潜在危险出现时，向司机发出警告。它包括前方碰撞警告，盲点警告，车道偏离警告，交叉路口碰撞警告，对行人的警觉和警告，背后情况警告，尾部冲击警告，磕睡警告等。该系统运用司机监视器，记录司机脉搏跳动次数、眼珠移动状态以及方向盘操纵情况，经过分析发现司机打磕睡了，就发出指示和报警声，警告灯闪光，司机座位振动，必要时可自动使车停下来。教学内容之一：贴近生活城市公交电子站牌系统为最新研制开发的全新智能化电子站牌产品，后台集成了GPS监控调度系统、视频监控系统、公共信息发布系统三大主流系统，公众在等候等待过程，可以通过电子站牌的LED公告屏获悉所搭乘车辆的到达时间或距离本站的距离，合理安排自己的出行计划。三、智能楼宇智能楼宇是多学科、多技术的系统综合集成产物，它的表现形式是传统建筑技术和先进的信息技术相结合。一方面是传统建筑工程完成的建筑结构设施，它包括建筑形式设计、建设结构设计及室内外装修等；另一方面是智能建筑系统，即通常所说的智能大厦组成的三要素：楼宇自动化、办公自动化和楼宇通信网络系统。教学内容之一：概念智能楼宇（IntelligentBuilding)，通常简称为IB，实际上是用计算机、通讯、网络、传感器、摄像等技术，把原来建筑中功能各自独立、分散的设备装置进行整体设计，将其集中、统一地控制起来，形成一个智能管理系统，也就是集建筑管理自动化、办公自动化、通信自动化等于一体的适应于信息社会需要的新型建筑。教学内容之一：功能这个系统的核心是一个分布式控制系统，是实现楼宇设备自动监控系统的关键，它是20世纪70年代中期迅速发展起来的一种过程计算机控制系统，由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路。教学内容之一：功能中央控制机采用高可靠性的容错计算机或工业控制机，实现对整个系统的集中监测、控制与管理。比如遇到火灾，建筑物内的烟感传感器、电子温度传感器、红外线、紫外线、火光传感器等各种传感器，就会利用火灾前的烟雾、温度变化、火光等因素来探测火灾的发生，并发出信号。报警装置接收这些信号后，经过分析判断，确认是火灾萌发阶段，就会自动报警，并采用自动灭火系统，先切断有关区域的空调送风机，启动排烟机、防烟管道。如果确认火灾已经发生，就会自动关闭防火门、防火卷帘门，切断非防火用电源，接通火灾事故专用照明灯和疏散标志灯，开动防火灭火系统，喷灭火焰。教学内容之一：功能红外线防盗探测器可安装在住房室内每个人口及窗口，当有人非法进人时，红外线探测器触发报警，将信号传送至室内防盗主机，发出声光信号，主机立即将此信号送至小区控制中心，控制中心电子地图即显示出哪一栋、哪一户、哪间房发生何种类型报警，值班人员即可调度就近保安人员现场查询及处理。煤气泄漏报警及自动关闭门系统在厨房和厕所各安装一个煤气泄漏报替器，一旦有煤气泄漏，即触发报警。一方面它可自动切断煤气供应，另一方面通知中心控制室，由值班员做出处理。紧急救助系统是当家中有紧急事情发生，如重病、有盗贼闯入等，需要求助时，按紧急按钮，家庭主机即将信号传至控制中心，值班人员立即派人赶赴现场处理。教学内容之一：功能室外部分设有小区摄像监控系统，即在住宅小区出人口、主要路口及围墙周边绿化带、地面、地下停车场等设有监控摄像机，控制中心值班人员24小时监视摄像机画面，并可录像存储，提供犯罪证据。另外周界红外线对射报警系统，是在围墙段设周界红外线对射报警系统，当有人非法越栏时即报警，并触发周界摄像机，跟踪摄像及录像。教学内容之一：功能还有保安巡更签到系统，就是小区在相应位置设立巡更签到器，规定保安人员巡更路线及巡更时间，保安人员配带签到器巡逻，控制中心的电子地图上就会显示出所有保安人员（配签到器的）所在位置。当保安人员在规定时间内没有到指定地点巡逻，控制中心即发出声光报警信号，中心即可查询其位置，并用保安对讲机联络。楼宇通信网络是实现楼宇运营系统的核心，也是智能大楼的中枢神经。它的通信网络是以数字程控交换机为核心，以语言符号为主，兼有数据信号、传真、图像资料传输的通信网络。这一网络不仅要保证楼内的语音、数据、图像的传输，而且还要与大楼外的通信网络，如电话、电报、传真网，以及卫星通信公用数据和各种计算机网络等相通，实现内外信息资料共享。教学内容之一：功能有些小区车辆的出入及收费采用IC卡管理系统，对长期用户可用月卡，对来访车辆可用临时IC卡，所有IC卡均经读卡机自动收费。在小区出入口设置摄像机对来往车辆进行自动监控，把车辆的资料（车牌号码、颜色等）传输到管理中心软件中。当有车辆离开时，司机所持的IC卡必须和电脑资料一致，才能升杆放行。教学内容之一：贴近生活智能楼宇的一卡通管理：道闸管理、门禁管理、电梯管理等内容提要基于微创新的物联网应用2一卡通（RFID）教学设计34实验实训室建设案例教师主体地位在教学中的体现1实验箱开发案例5RFID应用课程定位教学内容教材和教学参考教学方法和手段学情学习方法教学