物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)創(chuàng)新開發(fā)平臺在職業(yè)教育方面的發(fā)展前景廣闊且充滿潛力。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求也在日益增長。因此，物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)創(chuàng)新開發(fā)平臺在職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用將具有重要意義。

    一、發(fā)展前景

    1)為職業(yè)教育提供豐富的教學(xué)資源和實(shí)踐機(jī)會

   通過搭建以賽代教平臺，學(xué)?？梢越M織學(xué)生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計、模擬創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練營等活動，提升學(xué)生的創(chuàng)業(yè)熱情和實(shí)踐能力。同時，平臺還可以提供真實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景和案例，幫助學(xué)生更好地理解和掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

    2)促進(jìn)校企合作，推動產(chǎn)教融合

   通過利用社會上的眾創(chuàng)空間平臺，學(xué)?？梢耘c企業(yè)合作開展物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新項(xiàng)目，為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會和就業(yè)渠道。此外，學(xué)校還可以與企業(yè)共同研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)教育產(chǎn)品，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

    3)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力

   通過參與平臺上的項(xiàng)目和實(shí)踐活動，學(xué)生可以鍛煉自己的團(tuán)隊協(xié)作、問題解決和創(chuàng)新能力，提升自己的綜合素質(zhì)和競爭力。這些能力對于未來的職業(yè)發(fā)展具有重要意義。

   隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)創(chuàng)新開發(fā)平臺也將不斷更新和完善。未來，平臺將更加注重技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的融合，提供更加智能化、高效化和個性化的服務(wù)。這將為職業(yè)教育的發(fā)展提供更多可能性和機(jī)遇。

    二、總體要求

   平臺是一款采用口袋實(shí)驗(yàn)室形式設(shè)計的創(chuàng)客型物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)創(chuàng)新開發(fā)平臺。操作平臺采用高強(qiáng)度汽車鋼板，一次沖壓成型。整體經(jīng)過酸洗磷化，室外抗紫外線環(huán)氧樹脂噴涂處理，不易生銹不易褪色。外表面產(chǎn)品名稱等信息采用工業(yè)打印機(jī)一次完成，色彩鮮艷均勻。

   支持多種類單片機(jī)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、智能互聯(lián)與智能控制等關(guān)鍵技術(shù)的組合實(shí)驗(yàn)，可支持7種不同模塊同時聯(lián)動實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)綜合性和創(chuàng)新性極強(qiáng)。

   平臺與單元模塊之間采用非固定式磁性吸合連接方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺絲固定，可吸可合，拿取方便，提高實(shí)驗(yàn)的操作性與創(chuàng)新性；

   平臺配備各種常用的傳感器、執(zhí)行器、自動識別等單元，如溫濕度傳感器、光電傳感器、電機(jī)、RFID等；支持多種創(chuàng)新擴(kuò)展單元，如指紋識別單元、智能語音交互單元等，可完成物聯(lián)網(wǎng)感知層數(shù)據(jù)采集與控制、無線通信、云平臺應(yīng)用以及移動應(yīng)用程序開發(fā)。

   平臺圍繞物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)開發(fā)所需的核心技術(shù)和能力要素，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式開發(fā)、傳感器數(shù)據(jù)采集、物聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)軟件應(yīng)用開發(fā)等核心技術(shù)技能，貫穿物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)從底層硬件驅(qū)動開發(fā)、感知與控制、無線網(wǎng)絡(luò)通信、上位機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計到云端互聯(lián)的全過程。

   平臺支持物聯(lián)網(wǎng)核心在線課程，包含《嵌入式微控制器應(yīng)用開發(fā)∣項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)》、《嵌入式MCU開發(fā)gaoji-RT-Thread應(yīng)用開發(fā)》、《Android應(yīng)用程序開發(fā)》、《AndroidAI應(yīng)用與開發(fā)—項(xiàng)目式教學(xué)》、《智能家居系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)》、《物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)及應(yīng)用》。

    三、硬件資源及技術(shù)參數(shù)

    1)物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)核心控制平臺

    采用口袋套件形式設(shè)計，尺寸不大于6cm*7cm；

    提供ARMCortex-M3內(nèi)核處理器，型號：STM32F103VCT6；

   提供豐富外設(shè)資源，包含：16通道12位ADC，12位DAC，8路gaoji功能定時器，5路串口，超高速SPI/IIC/CAN/USB接口；

   提供多種硬件資源，包含：4路LED，4路獨(dú)立按鍵，1路蜂鳴器，1路OLED接口，1路基準(zhǔn)電壓源，1路上位機(jī)及虛擬儀器通信接口，1路電壓轉(zhuǎn)換電路；

   提供6路應(yīng)用擴(kuò)展單元接口，包含：模擬輸入接口、串口、IIC接口以及SPI接口，可完成從簡單到復(fù)雜的智能產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計。

    2)物聯(lián)網(wǎng)智能互聯(lián)無線連接平臺

    ①　遠(yuǎn)程云端互聯(lián)控制模塊

   模塊內(nèi)部集成低功耗M4CPU，可以兼作應(yīng)用處理器，支持IEEE802.11b/g協(xié)議，主頻支持80MHz和160MHz兩種頻率；

   模塊提供≥10位高精度ADC，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，內(nèi)置TR開關(guān)、balun、LNA、功率放大器和匹配網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)置PLL、穩(wěn)壓器和電源管理組件，支持天線分集；

   模塊提供SDIO接口、SPI接口、GPIO接口、IIC接口，GPIO接口、UART口等，支持STA/AP/STA+AP工作模式，支持SmartConfig功能；

   模塊支持遠(yuǎn)程云端連接功能，支持連接多種云服務(wù)器（包含但不限于Gizwits、OneNet、Yeelink、FogCloud、LEIWEI50），可完成智能產(chǎn)品快速接入云端，完成云端與終端的數(shù)據(jù)交互。

    ②　ZigBee無線通信單元

   模塊配套上位機(jī)軟件，支持AT指令配置，協(xié)調(diào)器、路由器及終端設(shè)備切換，可實(shí)現(xiàn)單播、組播及廣播模式組網(wǎng)，支持透傳模式、半透明模式及協(xié)議模式通信。

    主控Flash≥256KB，RAM≥8KB；

    信道：支持11~26信道（2405~2480MHz）；

    通信接口：提供≥1路UART接口，波特率2400~1000000bps。

    LoRa通信應(yīng)用單元

    模塊支持透明傳輸模式；

    工作頻段410~441MHz，支持≥32個信道；

    TTL電平輸出，兼容3.3V與5V的IO口電壓；

    傳輸距離：≥3000米；

    提供≥1路UART通信接口，波特率1200~115200bps。

    3)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知檢測單元

    ①　光照度檢測單元

   支持室內(nèi)外環(huán)境光照度檢測功能，數(shù)據(jù)范圍0~65535lx，傳感器內(nèi)置16bitAD轉(zhuǎn)換器，精度±1lx，支持標(biāo)準(zhǔn)IIC通信協(xié)議。

    ②　火焰檢測單元

   具備火焰檢測功能，支持遠(yuǎn)紅外接收管接收紅外信號，檢測波長范圍760~1100nm，火焰檢測距離≥80cm，探測角度≥60°，支持靈敏度可調(diào)。

    ③　溫濕度檢測單元

   采用已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度傳感器，內(nèi)部集成一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，濕度精度±5%RH，溫度精度±2℃，濕度量程20~90%RH，溫度量程0~50℃。

    ④　煙霧濃度檢測單元

   具備可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測煙霧濃度的功能，煙霧傳感器測量范圍為300～10000ppm，測量精度gas≥5（1000ppm），響應(yīng)時間≤10s，恢復(fù)時間≤10s。

    ⑤　PM2.5濃度檢測單元

   具備檢測環(huán)境PM2.5濃度功能，靈敏度為≥0.5V/（0.1mg/m3），小粒子檢出值≤0.8μm。

    ⑥　雨量檢測單元

   具備檢測雨量多少的功能，表面鍍鎳處理，信號經(jīng)板載調(diào)理電路輸出，支持模擬信號和數(shù)字信號兩種輸出方式，可實(shí)現(xiàn)對雨量的檢測功能。

    ⑦　陀螺儀檢測單元

   支持能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度信號功能，芯片內(nèi)置≥16bitAD轉(zhuǎn)換器，≥16位數(shù)據(jù)輸出，陀螺儀范圍±250/500/1000/2000°/S，加速度范圍為±2/4/8/16g，支持標(biāo)準(zhǔn)IIC通信協(xié)議。

    ⑧　氣壓檢測單元

   模塊能測量氣體juedui壓強(qiáng)的功能，陶瓷/金屬封裝，工作溫度范圍-40℃～85℃，集成數(shù)字壓力傳感器，≥20MHz，無需外部元件（內(nèi)部振蕩器），分辨率≥10CM，支持標(biāo)準(zhǔn)IIC和SPI通信協(xié)議。

    ⑨　空氣污染檢測單元

   具備空氣污染檢測功能，空氣污染傳感器測量范圍為10～1000ppm（包含但不限于氨氣、甲苯、氫氣），測量精度gas≥5（100ppm），響應(yīng)時間≤10s，濃度斜率≤0.6%（50ppm）。

    4)物聯(lián)網(wǎng)自動識別功能單元

    ①　智能語音交互單元

   支持中文普通話和方言同時識別，用戶可自定義學(xué)習(xí)訓(xùn)練喚醒詞和控制指令，學(xué)習(xí)訓(xùn)練內(nèi)容不限制語種，不限制說話內(nèi)容。

    支持動態(tài)調(diào)整錄音音量，離線狀態(tài)下識別指令可達(dá)萬條。

   基于Zui新DNN深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別算法的遠(yuǎn)場語音識別系統(tǒng)，采用智能語音芯片和高靈敏度數(shù)字麥克風(fēng)，集成本地語音識別、語音增強(qiáng)、語音降噪、聲源定位和本地語音合成等多種算法。

    提供≥1路4PinUART接口。

    提供≥1路喇叭接口，提供1路2W喇叭。

    支持3.3~5V寬工作電壓。

    ②　13.56MRFID讀寫單元

   模塊提供1路非接觸式讀寫卡芯片，讀卡距離≥20cm，刷卡電流≤25mA，工作頻率13.56MHz，傳輸速率≥10Mbit/s，支持標(biāo)準(zhǔn)SPI、IIC和UART通信協(xié)議，支持卡型包含但不限于s50、s70、pro、Ultralight、DESFire。

    ③　指紋識別單元

   提供1路電容式指紋識別傳感器，支持指紋采集、處理、存儲及指紋比對功能，采用標(biāo)準(zhǔn)UART通信，指紋數(shù)量可存儲≥200枚，指紋驗(yàn)證時間≤300ms，支持360°指紋錄入匹配。

    5)物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元

    ①　舵機(jī)控制單元

   提供1個舵機(jī)模塊，無負(fù)載速度為0.17s/60°(4.8V)、0.13s/60°(6.0V)，扭矩≥13KG，死區(qū)設(shè)定≥4us，工作電壓3.0V~7.2V。

    ②　電動風(fēng)扇單元

   模塊具備能通過電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇扇葉旋轉(zhuǎn)，達(dá)到空氣能加速流通的功能，額定電壓≥DC5V，額定電流≥0.25A，消耗功率≥1.25W，轉(zhuǎn)數(shù)≥5000rpm，噪音≥22dBA，工作電壓3.0V~5.0V。

    ③　智能門鎖單元

   模塊采用規(guī)格型電磁鎖，工作電流0.4A/5W，鎖舌行程≥10mm，吸力≥10N。

    ④　可調(diào)光LED單元

   提供1個全彩LED燈單元，支持內(nèi)部編程，可輸出全彩RGB顏色，端口掃描頻率≥2KHz，數(shù)據(jù)發(fā)送速率≥800Kbps。

    ⑤　RED燈單元

    采用高亮型LED燈珠，支持RGB三色獨(dú)立端口控制。

    四、實(shí)訓(xùn)功能

   該平臺通過集成多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如WIFI通訊、ZIGBEE通訊、LORA通信、4G/5G通信等，使學(xué)生能夠深入了解并實(shí)踐物聯(lián)網(wǎng)的感知、傳輸和處理等核心技術(shù)。這為學(xué)生提供了一個實(shí)踐演示、科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及應(yīng)用開發(fā)相結(jié)合的綜合性智能實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

   采用模塊化的設(shè)計，包括實(shí)驗(yàn)平臺、實(shí)驗(yàn)?zāi)K、實(shí)驗(yàn)軟件、云平臺等部分，使得學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和興趣，自由選擇和組合不同的模塊進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。這種靈活性不僅有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力，還能讓他們更好地理解和掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

   支持多種應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，如智慧農(nóng)業(yè)、智能家居、智能交通等。通過參與這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生可以深入了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同行業(yè)的應(yīng)用場景，提高他們在實(shí)際問題中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能力。

   注重培養(yǎng)學(xué)生的編程技能。通過教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)代碼編程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握基本的編程技能；而通過豐富的應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)，他們可以進(jìn)一步提升自己的綜合編程能力。