物聯網智慧農業實訓室建設的探討
通過建立物聯網智慧農業實訓室，建設一個教、學、研、培訓認證統一的實訓平臺，集教學、實訓、培訓認證功能于一體，圍繞物聯網主題，同時兼顧當前 IT 流行技術的發展趨勢，注重各種技術之間的融合與靈活應用，既可滿足日常教學要求，又注重項目實訓及創新試
物聯網智慧農業實訓室基礎簡介
物聯網智慧農業實訓室是面向物聯網智慧農業職業技能和綜合技能型人才培養的實訓室。它基于物聯網的識別、感知、通訊傳輸、組網技術、云服務以及數值解析的遞進架構體系設計研發，主要用來物聯網、計算機數值數值、電子、互聯網等相關專業的物聯網應用實訓教學。
該實訓室經過各種傳感器與控制系統相連接，運用無線通訊設備（如ZigBee、WIFI、Bluetooth、IPV6等）將各種傳感器的數值就地就地實時地傳輸到遠程智能系統，然后再經過手機或手持終端將數值發送給農業人員、農業專家，為他們的遠程指導和方案決策提供數值依據。
具體來說，物聯網智慧農業實訓室可以應用來環境監測、智能控制、視頻監控等多個方面。--經過傳感設備就地就地實時收集溫室內的環境數值，含有概括空氣溫度（℃）（℃）、濕度、二氧化碳濃度、光照、土壤水分和溫度（℃）（℃）等，并將這些數值經過位移通訊互聯網傳輸給服務管理平臺，以便實行數值解析處置整理。--對于條件良好的大棚，還可以裝配電動卷簾、排風機、電動灌溉系統等機電設備，完成手機或電腦登錄系統的遠程控制。--用戶還可以就地就地實時查看、監控溫室內的各項環境，保證溫室內部的安全和各項設備的正常作業。
物聯網是我國戰略性新興產業的重要包括部分，《物聯網"十二五"發展規劃》圈定了10大領域重點示范工程，智能農業便是其中之一?！段锫摼W"十四五"發展規劃》 圈定物聯網是我國7大數字經濟重點產業之一，加快發展智慧農業，推進農業生產經營和管理服務數字化改造是"十四五"規劃和2035年遠景目標之一。據工信部統計，智能農業在其領域五年內需要的人才約為1 000 萬。從產業需求看，物聯網人才總體可分為研究型人才和工程應用型人才兩類。
研究型人才主要為研究生層次或研究型高校所培養的畢業生，是各類"研究型企業"或"高新企業"的研發部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物聯網研究型人才培養方面，偏重于研究型和創新型，設定有跨學科復合型特別點。工程應用型人才主要為各類中高職學?；蛐畔㈩惐究茖W院畢業生，以從事物聯網系統設計、設備研發、物聯網項目實施等為主，以系統設計、設備研發、工程項目策劃與實施為主的企業，更應注重工程應用技術能力的培養，加強工程實踐的實際實訓，突出技術應用能力、培養創新能力。
--近幾年大量物聯網應用系統研發完成，開始轉向系統的實施與維護過程，物聯網應用型人才的占比已趕上甚至超過了研發型人才需求。巨大的市場潛力，廣闊的行業發展前景，急待提升的人員素質，為職業學校辦好此朝陽專業建立信心和決心。很多高職院校抓住此良好環境和契機，建造設計好該新興專業，物聯網智慧農業實訓室是保障此專業能良好完成教學效果的前提和必要條件。
第一部分 前景
1.1物聯網智慧農業實訓室就業前景
智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業中去，運用傳感器和系統經過位移平臺或者電腦平臺對農業生產實行控制，使傳統農業更設定有"智慧"。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農業還含有概括農業電子商務、食品溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等方面的內容。過去，農業的機械化生產，大大的提升了生產效率，但是機械化仍然沒有脫離人的操控，而智慧農業將使農業的生產過程徹底擺脫人為實操，從而提升生成效率，節省人力。
智慧農業的發展前景
智慧農業經過生產領域的智能化、經營領域的差異性以及服務領域的全方位信息服務，推動農業產業鏈改造升級;完成農業精細化、高效化與綠色化，保障農設備安全、農業競爭力提升和農業可持續發展。--智慧農業是我國農業現代化發展的必然趨勢，需要從培育社會共識、突破關鍵技術和做好規劃引領等方面入手，促進智慧農業發展。改革開放以來，我國農業發展取得了顯著成績，糧食產量"十二連增"，蔬菜、水果、肉類、禽蛋、水設備的人均占有量也排在世界前列，但代價不菲。一是化肥農藥濫用、地下水資源超采以及過度消耗土壤肥力，導致生態環境惡化，食品安全問題凸顯;二是粗放經營，導致農業競爭力不強，出現農業增產、進口多加與庫存增量的"三量齊增"情況，越來越多低端農設備滯銷。解決這些問題就需要大力發展以運用智能設備、物聯網、云計算與大數值等先進技術為主要手段的智慧農業。我們國家是農業大國，而非農業強國。過去農業高產量主要依靠農藥化肥的大量投入，大部分化肥和水資源沒有被有效運用，造成浪費和環境污染。我國農業生產仍然以傳統生產模式為主，耕種只能憑經驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也不利于生態環境的保護?？梢哉f農業生產的發展遠落后于發達國家，而智慧農業可以推動農業產業鏈改造升級，完成農業精細化、高效化與綠色化，保障農設備安全、設備競爭力和農業可持續發展，這是我們國家農業發展完成彎道超車的一個機遇。 --智慧農業可以說是我國農業現代化發展的必然趨勢，未來、政府和企業全部會需要大量的相關人才幫助其完成智慧農業。
智慧農業的應用領域
目前，智慧農業已經在很多農業企業中得到完成，主要運用在對植物生長環境的監控監測以及調控。如監測土壤水分、土壤溫度（℃）（℃）、空氣溫度（℃）（℃）、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等功能數值，并而而且智能系統按照以上各類信息的反饋對農業園區實行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動實行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。不但節省了人力、提升了效率，科學的培育、恰當的生長環境，也會讓農業的產量大大提升。這僅僅是智慧農業的一個應用領域，除此之外，農機定位、倉儲管理、食品溯源等環節全部可以經過智慧農業的完成，得到更加科學、高效的發展。
中國智慧農業市場發展規模
1.2 物聯網智慧農業實訓室1+X證書物聯網云平臺運用職業技能等級標準
職業技能等級劃分
物聯網云平臺運用職業技能等級分為三個等級：初級、中級、高級，三個級別依次遞進，高級別涵蓋低級別職業技能要求。
【物聯網云平臺運用】（初級）：理解物聯網云平臺及物聯網應用的技術架構，理解物聯網通信協議和通信方法；能夠基于物聯網云平臺完成端到端應用研發的基礎步驟，含有概括設備創建、設備管理、設備接入、數值管理、數值處置整理、數值推送等
【物聯網云平臺運用】（中級）：熟悉物聯網云平臺架構及其核心能力，熟悉物聯網通信協議及應用場景，熟悉設備協議選型以及通信方法選型，能夠編寫基于物聯網云平臺的垂直行業場景解決方案并經過運用平臺完成端到端應用研發的全流程。
【物聯網云平臺運用】（高級）：掌控把握物聯網云平臺全部功能的運用，掌控把握多源異構設備經過多種主流公有協議和私有協議接入云平臺的技能，掌控把握數值調用和處置整理方法，能夠單獨完成基于物聯網云平臺的設備研發和多場景的數值可視化應用研發。
1.3物聯網智慧農業實訓室建造設計的需求解析和必要性
實訓室建造設計意義
從教學方面來說，應培養從事物聯網領域的系統設計、系統解析與系統研發的高技能人才。培養合理的知識構造，具備扎實的物聯網課程課程理論與實踐知識，并具備在物聯網領域跟蹤新知識、新技術的能力及較強的物聯網應用能力。經過課程課程理論課程的教學并集合實訓室的實訓，讓學員、學員親自動手，接觸各種實訓室設備。終完成能讓學員單獨構架各種物聯網應用系統的目的。經過課程課程理論與實踐相集合，感知體驗與動手集合、方案設計與實際檢驗集合來提升動手能力，積累實踐經驗，進一步提升學員水平。從科研方面來說，物聯網技術是繼計算機數值數值、互聯網與位移通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域，含有 RFID 射頻技術、有線傳感技術、無線傳感技術、數值交換與互聯網異構、終端管理等關鍵技術。實訓室物聯網設備經過射頻識別等設備與互聯網連接，完成智能化識別和管理，經過建造設計物聯網實訓室為教師提供物聯網應用研究的科研平臺，經過實訓室設備促進教師與科研人員實行更好的科研研究。實訓室的建造設計特別點
物聯網實訓室設計以技術全面化、業務經經典型化、應用教學化三個方面為指導思想實行建造設計。
技術全面化
主要解決技術知識層面的問題，實訓室引入物聯網龍頭企業工業化設備體系，融合產業發展趨勢，設計模式吻合教學實訓體系。實訓室不僅可以全面支持物聯網培訓認證所要求掌控把握的技術，還全面涵蓋了物聯網專業的基礎課和專業課，如物聯網概論、信號與系統、計算機數值數值互聯網、現代通信網、傳感器原理、嵌入式系統設計、無線通信原理、無線傳感器互聯網、 近距無線傳輸技術、二維條碼技術、數值收集與處置整理、物聯網安全技術、物聯網組網技術等均可在此完成并創新拓展。
業務經經典型化
主要解決應用和就業層面的問題。眾多教育集團公司將多年成功的商業模式及成熟的行業應用如車聯網系統、智能家居、智慧農業等轉化為經經典型的業務場景以用來支撐物聯網行業應用實訓，使學員在實訓的同時理解、融入真實的行業產業應用。
應用教學化
應用數字化的主要目的在于解決培養和定位問題，經過物聯網實訓平臺、行業應用實訓箱、實訓墻、行業應用實訓場景等多種形態、多種應用的實訓實訓設備以及物聯網技術體驗中心完成課程課程理論與實踐的集合，感知體驗與動手的集合、方案設計與實際檢驗的集合。
實訓室的建造設計目標
經過建立實訓室，建造設計一個教、學、研、培訓認證統一的實訓平臺，集教學、實訓、培訓認證功能于一體，圍繞物聯網主題，同時兼顧當前 IT 流行技術的發展趨勢，注重各種技術之間的融合與靈活應用，既可適用日常教學要求，又注重項目實訓及創新試驗，各設備之間還可以靈活集合。學員不僅可經過實訓室里的相關設備掌控把握物聯培訓認證所要求的全部技術，還可以基于各種模型塊，按照自身需求實行獨特設計，融合各種技術實行創新試驗及項目實訓。建造設計一個完整的物聯網實訓室，實行各種無線傳感器互聯網、智能視頻技術等教學實訓，模仿經經典型智慧校園、智能追溯等實際應用。經過實訓培養物聯網方面的高技能技術人才。學員、學員可就業于與物聯網相關的企業，從事與物聯網相關的作業。物聯網專業實訓室的建造設計，應在物聯網的識別、感知、通訊傳輸、組網技術以及數值解析方面，衍生至物聯網整個產業鏈，以專業建造設計、人才培養、物聯網核心課程教學、提升學員實訓水平為目標，建立一個完整的、基礎的實訓架構體系。
實訓室的建造設計需適用以下基礎要求：
（1）適用農業院校物聯網專業的人才培養規范和教學基礎要求；
（2）能夠支撐學校相關專業課程教學；
（3）能夠支撐學校物聯網教學實訓，完成物聯網各知識點的實訓；
（4）能夠適用物聯網產業綜合創新的實訓，如智慧城市、智能家居、智慧農業等。
智能農業實訓沙盤是一個鋁制金屬骨架和有機玻璃墻壁包括的溫室系統，與其他感知、控制及執行系統一起，含有概括完整的溫室大棚系統。含有概括：透明溫室大棚、排風系統、光照調動系統、溫度（℃）（℃）調動系統、無線傳感器互聯網等。是針對于物聯網在農業領域自動化與智能化應用的一款實景模仿系統，依托各種傳感節點（環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、風速、雨雪等），和無線通信互聯網完成農業生產環境的智能感知、智能預警、智能調控，為農業生產提供精準化種植、可視化管理。為院校在物聯網實訓教學方面提供了一個真實的農業綜合實訓系統，使學員在實訓中完成對物聯網綜合技術應用的理解可以在此基礎上實行創新應用，培養學員創新應用能力，充分適用了高校培養物聯網技術人才的需求。
智能農業實訓沙盤是以農業大棚為原型，經過實景＋實訓的方法，綜合運用無線傳輸互聯網、單片機、RFID射頻識別、傳感器與控制器、云計算等技術，依托部署在實景沙盤中的在農業傳感器與控制器、無線互聯網、RFID以及智能網關等設備，完成智能農業的控制與管理，幫助學員熟悉智能農業系統相關項目的研發與應用。
二、沙盤特別點： 智能農業實訓沙盤應用優質鋁制骨架，長寬高為：800*800*500mm，沙盤一側為智能農業大棚模型，大棚內置風扇節點、燈光節點、農業傳感器以及相關控制器節點，另一側為智能農業實訓區域，實訓區域支持磁吸搭積木的連接方法，表面含有概括多路物聯網模型塊供電底層基板，全部供電底層基板由沙盤內部統一供電，無需外接電源，便利學員實操；
u 智能農業沙盤應用高強度鋁制骨架，外觀尺寸0.8m*0.8m*0.5m；
u 智能農業沙盤含有智能燈光系統、排風系統、智能灌溉系統、傳感器系統、執行器系統、云平臺系統等，均可經過沙盤內實訓模型塊實行收集和控制；
u 智能農業沙盤應用一體式供電構造，整個沙盤只需連接一根電源線即可，經過一根電源線可以為12路模型塊供電，省去繁雜的接線作業，便利學員使用實操；
u 智能農業沙盤表面含有概括12個實訓模型塊插槽，全部實訓插槽均可實行磁吸式連接，并而而且含有概括防短路設計，支持至多個模型塊的聯動實訓，可在單個知識點學習掌控把握掌控把握的基礎上，實行多模型塊綜合應用實訓，可完成無線傳感互聯網實訓等多種復雜的聯網實訓；
u 智能農業沙盤內部硬件與物聯網模型塊底層基板連接，可經過物聯網模型塊直接控制智能農業的燈光和風扇，代碼開源，支持二次研發；
u 提供NewIOT物聯網實訓平臺，用來實訓調動測量試驗及相關物聯網模型塊基礎配備裝備；
三、農業物聯網模型塊:
u 應用磁吸式可拆卸構造，含有概括防呆設計，避免短路；
u 可以無縫吸附到智能農業實訓沙盤上，插槽含有概括供電功能，無需單獨外接電源；
u 實訓模型塊表面含有概括電子線路圖（下圖），便利學員更直觀的理解元件的包括及模型塊的運行原理：
u 模型塊均應用磁吸式連連接口設計+搭積木式構造，含有概括標準的12路彈性插針，可以完成供電、擬真調動測量試驗、數值通信、IO口拓展等功能，同時支持搭積木式的多級磁吸聯接，經過彈性插針即可通信，無須外接跳線，經過模型塊相互搭積木，包括一套完整的物聯網系統，如：STM32處置整理器+ZigBee無線模型塊+傳感器模型塊（3層垂直積木，無須額外接線），可拓展性強，如下圖所示：
四、硬件包括：
五、硬件功能數值：
六、實訓實訓：
經過將各個實訓模型塊與智能農業實訓沙盤相集合，可實行多種實訓實訓：
實訓中提供開源的實訓代碼，可自行修改、編譯代碼，支持二次研發，可按照以上基礎實訓，自行拓展更多智能農業實訓，完成農業系統的研發與應用；
物聯網智慧農業實訓室是面向物聯網智慧農業職業技能和綜合技能型人才培養的實訓室。它基于物聯網的識別、感知、通訊傳輸、組網技術、云服務以及數值解析的遞進架構體系設計研發，主要用來物聯網、計算機數值數值、電子、互聯網等相關專業的物聯網應用實訓教學。
該實訓室經過各種傳感器與控制系統相連接，運用無線通訊設備（如ZigBee、WIFI、Bluetooth、IPV6等）將各種傳感器的數值就地就地實時地傳輸到遠程智能系統，然后再經過手機或手持終端將數值發送給農業人員、農業專家，為他們的遠程指導和方案決策提供數值依據。
具體來說，物聯網智慧農業實訓室可以應用來環境監測、智能控制、視頻監控等多個方面。--經過傳感設備就地就地實時收集溫室內的環境數值，含有概括空氣溫度（℃）（℃）、濕度、二氧化碳濃度、光照、土壤水分和溫度（℃）（℃）等，并將這些數值經過位移通訊互聯網傳輸給服務管理平臺，以便實行數值解析處置整理。--對于條件良好的大棚，還可以裝配電動卷簾、排風機、電動灌溉系統等機電設備，完成手機或電腦登錄系統的遠程控制。--用戶還可以就地就地實時查看、監控溫室內的各項環境，保證溫室內部的安全和各項設備的正常作業。
物聯網是我國戰略性新興產業的重要包括部分，《物聯網"十二五"發展規劃》圈定了10大領域重點示范工程，智能農業便是其中之一?！段锫摼W"十四五"發展規劃》 圈定物聯網是我國7大數字經濟重點產業之一，加快發展智慧農業，推進農業生產經營和管理服務數字化改造是"十四五"規劃和2035年遠景目標之一。據工信部統計，智能農業在其領域五年內需要的人才約為1 000 萬。從產業需求看，物聯網人才總體可分為研究型人才和工程應用型人才兩類。
研究型人才主要為研究生層次或研究型高校所培養的畢業生，是各類"研究型企業"或"高新企業"的研發部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物聯網研究型人才培養方面，偏重于研究型和創新型，設定有跨學科復合型特別點。工程應用型人才主要為各類中高職學?；蛐畔㈩惐究茖W院畢業生，以從事物聯網系統設計、設備研發、物聯網項目實施等為主，以系統設計、設備研發、工程項目策劃與實施為主的企業，更應注重工程應用技術能力的培養，加強工程實踐的實際實訓，突出技術應用能力、培養創新能力。
--近幾年大量物聯網應用系統研發完成，開始轉向系統的實施與維護過程，物聯網應用型人才的占比已趕上甚至超過了研發型人才需求。巨大的市場潛力，廣闊的行業發展前景，急待提升的人員素質，為職業學校辦好此朝陽專業建立信心和決心。很多高職院校抓住此良好環境和契機，建造設計好該新興專業，物聯網智慧農業實訓室是保障此專業能良好完成教學效果的前提和必要條件。
第一部分 前景
1.1物聯網智慧農業實訓室就業前景
智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業中去，運用傳感器和系統經過位移平臺或者電腦平臺對農業生產實行控制，使傳統農業更設定有"智慧"。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農業還含有概括農業電子商務、食品溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等方面的內容。過去，農業的機械化生產，大大的提升了生產效率，但是機械化仍然沒有脫離人的操控，而智慧農業將使農業的生產過程徹底擺脫人為實操，從而提升生成效率，節省人力。
智慧農業的發展前景
智慧農業經過生產領域的智能化、經營領域的差異性以及服務領域的全方位信息服務，推動農業產業鏈改造升級;完成農業精細化、高效化與綠色化，保障農設備安全、農業競爭力提升和農業可持續發展。--智慧農業是我國農業現代化發展的必然趨勢，需要從培育社會共識、突破關鍵技術和做好規劃引領等方面入手，促進智慧農業發展。改革開放以來，我國農業發展取得了顯著成績，糧食產量"十二連增"，蔬菜、水果、肉類、禽蛋、水設備的人均占有量也排在世界前列，但代價不菲。一是化肥農藥濫用、地下水資源超采以及過度消耗土壤肥力，導致生態環境惡化，食品安全問題凸顯;二是粗放經營，導致農業競爭力不強，出現農業增產、進口多加與庫存增量的"三量齊增"情況，越來越多低端農設備滯銷。解決這些問題就需要大力發展以運用智能設備、物聯網、云計算與大數值等先進技術為主要手段的智慧農業。我們國家是農業大國，而非農業強國。過去農業高產量主要依靠農藥化肥的大量投入，大部分化肥和水資源沒有被有效運用，造成浪費和環境污染。我國農業生產仍然以傳統生產模式為主，耕種只能憑經驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也不利于生態環境的保護?？梢哉f農業生產的發展遠落后于發達國家，而智慧農業可以推動農業產業鏈改造升級，完成農業精細化、高效化與綠色化，保障農設備安全、設備競爭力和農業可持續發展，這是我們國家農業發展完成彎道超車的一個機遇。 --智慧農業可以說是我國農業現代化發展的必然趨勢，未來、政府和企業全部會需要大量的相關人才幫助其完成智慧農業。
智慧農業的應用領域
目前，智慧農業已經在很多農業企業中得到完成，主要運用在對植物生長環境的監控監測以及調控。如監測土壤水分、土壤溫度（℃）（℃）、空氣溫度（℃）（℃）、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等功能數值，并而而且智能系統按照以上各類信息的反饋對農業園區實行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動實行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。不但節省了人力、提升了效率，科學的培育、恰當的生長環境，也會讓農業的產量大大提升。這僅僅是智慧農業的一個應用領域，除此之外，農機定位、倉儲管理、食品溯源等環節全部可以經過智慧農業的完成，得到更加科學、高效的發展。
中國智慧農業市場發展規模
1.2 物聯網智慧農業實訓室1+X證書物聯網云平臺運用職業技能等級標準
職業技能等級劃分
物聯網云平臺運用職業技能等級分為三個等級：初級、中級、高級，三個級別依次遞進，高級別涵蓋低級別職業技能要求。
【物聯網云平臺運用】（初級）：理解物聯網云平臺及物聯網應用的技術架構，理解物聯網通信協議和通信方法；能夠基于物聯網云平臺完成端到端應用研發的基礎步驟，含有概括設備創建、設備管理、設備接入、數值管理、數值處置整理、數值推送等
【物聯網云平臺運用】（中級）：熟悉物聯網云平臺架構及其核心能力，熟悉物聯網通信協議及應用場景，熟悉設備協議選型以及通信方法選型，能夠編寫基于物聯網云平臺的垂直行業場景解決方案并經過運用平臺完成端到端應用研發的全流程。
【物聯網云平臺運用】（高級）：掌控把握物聯網云平臺全部功能的運用，掌控把握多源異構設備經過多種主流公有協議和私有協議接入云平臺的技能，掌控把握數值調用和處置整理方法，能夠單獨完成基于物聯網云平臺的設備研發和多場景的數值可視化應用研發。
1.3物聯網智慧農業實訓室建造設計的需求解析和必要性
實訓室建造設計意義
從教學方面來說，應培養從事物聯網領域的系統設計、系統解析與系統研發的高技能人才。培養合理的知識構造，具備扎實的物聯網課程課程理論與實踐知識，并具備在物聯網領域跟蹤新知識、新技術的能力及較強的物聯網應用能力。經過課程課程理論課程的教學并集合實訓室的實訓，讓學員、學員親自動手，接觸各種實訓室設備。終完成能讓學員單獨構架各種物聯網應用系統的目的。經過課程課程理論與實踐相集合，感知體驗與動手集合、方案設計與實際檢驗集合來提升動手能力，積累實踐經驗，進一步提升學員水平。從科研方面來說，物聯網技術是繼計算機數值數值、互聯網與位移通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域，含有 RFID 射頻技術、有線傳感技術、無線傳感技術、數值交換與互聯網異構、終端管理等關鍵技術。實訓室物聯網設備經過射頻識別等設備與互聯網連接，完成智能化識別和管理，經過建造設計物聯網實訓室為教師提供物聯網應用研究的科研平臺，經過實訓室設備促進教師與科研人員實行更好的科研研究。實訓室的建造設計特別點
物聯網實訓室設計以技術全面化、業務經經典型化、應用教學化三個方面為指導思想實行建造設計。
技術全面化
主要解決技術知識層面的問題，實訓室引入物聯網龍頭企業工業化設備體系，融合產業發展趨勢，設計模式吻合教學實訓體系。實訓室不僅可以全面支持物聯網培訓認證所要求掌控把握的技術，還全面涵蓋了物聯網專業的基礎課和專業課，如物聯網概論、信號與系統、計算機數值數值互聯網、現代通信網、傳感器原理、嵌入式系統設計、無線通信原理、無線傳感器互聯網、 近距無線傳輸技術、二維條碼技術、數值收集與處置整理、物聯網安全技術、物聯網組網技術等均可在此完成并創新拓展。
業務經經典型化
主要解決應用和就業層面的問題。眾多教育集團公司將多年成功的商業模式及成熟的行業應用如車聯網系統、智能家居、智慧農業等轉化為經經典型的業務場景以用來支撐物聯網行業應用實訓，使學員在實訓的同時理解、融入真實的行業產業應用。
應用教學化
應用數字化的主要目的在于解決培養和定位問題，經過物聯網實訓平臺、行業應用實訓箱、實訓墻、行業應用實訓場景等多種形態、多種應用的實訓實訓設備以及物聯網技術體驗中心完成課程課程理論與實踐的集合，感知體驗與動手的集合、方案設計與實際檢驗的集合。
實訓室的建造設計目標
經過建立實訓室，建造設計一個教、學、研、培訓認證統一的實訓平臺，集教學、實訓、培訓認證功能于一體，圍繞物聯網主題，同時兼顧當前 IT 流行技術的發展趨勢，注重各種技術之間的融合與靈活應用，既可適用日常教學要求，又注重項目實訓及創新試驗，各設備之間還可以靈活集合。學員不僅可經過實訓室里的相關設備掌控把握物聯培訓認證所要求的全部技術，還可以基于各種模型塊，按照自身需求實行獨特設計，融合各種技術實行創新試驗及項目實訓。建造設計一個完整的物聯網實訓室，實行各種無線傳感器互聯網、智能視頻技術等教學實訓，模仿經經典型智慧校園、智能追溯等實際應用。經過實訓培養物聯網方面的高技能技術人才。學員、學員可就業于與物聯網相關的企業，從事與物聯網相關的作業。物聯網專業實訓室的建造設計，應在物聯網的識別、感知、通訊傳輸、組網技術以及數值解析方面，衍生至物聯網整個產業鏈，以專業建造設計、人才培養、物聯網核心課程教學、提升學員實訓水平為目標，建立一個完整的、基礎的實訓架構體系。
實訓室的建造設計需適用以下基礎要求：
（1）適用農業院校物聯網專業的人才培養規范和教學基礎要求；
（2）能夠支撐學校相關專業課程教學；
（3）能夠支撐學校物聯網教學實訓，完成物聯網各知識點的實訓；
（4）能夠適用物聯網產業綜合創新的實訓，如智慧城市、智能家居、智慧農業等。
ZR-NY01 智能農業實訓沙盤
一、沙盤簡介：智能農業實訓沙盤是一個鋁制金屬骨架和有機玻璃墻壁包括的溫室系統，與其他感知、控制及執行系統一起，含有概括完整的溫室大棚系統。含有概括：透明溫室大棚、排風系統、光照調動系統、溫度（℃）（℃）調動系統、無線傳感器互聯網等。是針對于物聯網在農業領域自動化與智能化應用的一款實景模仿系統，依托各種傳感節點（環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、風速、雨雪等），和無線通信互聯網完成農業生產環境的智能感知、智能預警、智能調控，為農業生產提供精準化種植、可視化管理。為院校在物聯網實訓教學方面提供了一個真實的農業綜合實訓系統，使學員在實訓中完成對物聯網綜合技術應用的理解可以在此基礎上實行創新應用，培養學員創新應用能力，充分適用了高校培養物聯網技術人才的需求。
智能農業實訓沙盤是以農業大棚為原型，經過實景＋實訓的方法，綜合運用無線傳輸互聯網、單片機、RFID射頻識別、傳感器與控制器、云計算等技術，依托部署在實景沙盤中的在農業傳感器與控制器、無線互聯網、RFID以及智能網關等設備，完成智能農業的控制與管理，幫助學員熟悉智能農業系統相關項目的研發與應用。
二、沙盤特別點： 智能農業實訓沙盤應用優質鋁制骨架，長寬高為：800*800*500mm，沙盤一側為智能農業大棚模型，大棚內置風扇節點、燈光節點、農業傳感器以及相關控制器節點，另一側為智能農業實訓區域，實訓區域支持磁吸搭積木的連接方法，表面含有概括多路物聯網模型塊供電底層基板，全部供電底層基板由沙盤內部統一供電，無需外接電源，便利學員實操；
u 智能農業沙盤應用高強度鋁制骨架，外觀尺寸0.8m*0.8m*0.5m；
u 智能農業沙盤含有智能燈光系統、排風系統、智能灌溉系統、傳感器系統、執行器系統、云平臺系統等，均可經過沙盤內實訓模型塊實行收集和控制；
u 智能農業沙盤應用一體式供電構造，整個沙盤只需連接一根電源線即可，經過一根電源線可以為12路模型塊供電，省去繁雜的接線作業，便利學員使用實操；
u 智能農業沙盤表面含有概括12個實訓模型塊插槽，全部實訓插槽均可實行磁吸式連接，并而而且含有概括防短路設計，支持至多個模型塊的聯動實訓，可在單個知識點學習掌控把握掌控把握的基礎上，實行多模型塊綜合應用實訓，可完成無線傳感互聯網實訓等多種復雜的聯網實訓；
u 智能農業沙盤內部硬件與物聯網模型塊底層基板連接，可經過物聯網模型塊直接控制智能農業的燈光和風扇，代碼開源，支持二次研發；
u 提供NewIOT物聯網實訓平臺，用來實訓調動測量試驗及相關物聯網模型塊基礎配備裝備；
三、農業物聯網模型塊:
u 應用磁吸式可拆卸構造，含有概括防呆設計，避免短路；
u 可以無縫吸附到智能農業實訓沙盤上，插槽含有概括供電功能，無需單獨外接電源；
u 實訓模型塊表面含有概括電子線路圖（下圖），便利學員更直觀的理解元件的包括及模型塊的運行原理：
u 模型塊均應用磁吸式連連接口設計+搭積木式構造，含有概括標準的12路彈性插針，可以完成供電、擬真調動測量試驗、數值通信、IO口拓展等功能，同時支持搭積木式的多級磁吸聯接，經過彈性插針即可通信，無須外接跳線，經過模型塊相互搭積木，包括一套完整的物聯網系統，如：STM32處置整理器+ZigBee無線模型塊+傳感器模型塊（3層垂直積木，無須額外接線），可拓展性強，如下圖所示：
四、硬件包括：
| 序號 | 項目 | 名稱 | 數量 | 備注 |
| 1 | 沙盤 | 智能農業實訓沙盤 | 1 | 一體化供電平臺 |
| 2 | 調動測量試驗平臺 | 物聯網實訓平臺 | 1 | 一體化供電平臺 |
| 3 | 供電底層基板 | 3.3V/5V供電底層基板 | 12 | 支持磁吸搭積木 |
| 4 | 單片機模型塊 | 嵌入式STM32模型塊 | 12 | 支持磁吸搭積木 |
| 5 | 無線通訊模型塊 | ZigBee無線通信模型塊 | 12 | 支持磁吸搭積木 |
| WIFI無線通信模型塊 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 6 | 傳感器模型塊 | 空氣溫濕度傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 |
| 光照傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 二氧化碳傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 風速傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 雨雪傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 土壤濕度傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 電導率傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| PH值傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 火焰傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 煙霧傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 紅外對射傳感器 | 1 | 支持磁吸搭積木 | ||
| 7 | 執行控制器模型塊 | 雙路繼電器執行器 | 2 | 支持磁吸搭積木 |
| 8 | 云平臺 | 公有云平臺 | 1 | 支持上云 |
| 9 | 其他備品備件 | 電源線、香蕉線等 | 1 |
五、硬件功能數值：
| 智能農業實訓沙盤功能數值 | |||
| 序號 | 名稱 | 功能數值 | 圖片 |
| 1 | 智能農業實訓沙盤 |
l 應用鋁制骨架，尺寸0.8m*0.8m*0.5m； l 應用5V-12V安全電壓（V）（V），提供1路電源總開關； l 內置農業大棚模型，含有燈光、排風扇、溫濕度、光照度、雨雪、風速、二氧化碳、土壤濕度、電導率、PH值、火焰、煙霧、紅外對射等傳感器。 l 提供2路傳感器連連接口； l 提供2路接線插頭座，用來接線連接； l 提供12路磁吸模型塊連接板，支持物聯網模型塊磁吸搭積木連接，至少支持3層模型塊疊加； |
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| 2 | 物聯網實訓平臺 |
l 外觀尺寸：長415*寬310*高50（mm），材料：鋁制楔形構造； l 實訓平臺應用一體式供電構造，整個實訓過程只需連接一根電源線和數值線即可。 l 應用全新的教學模式：磁吸積木式教學，全部模型塊可以實行疊羅漢式(搭積木)的組裝連接，支持多層模型塊疊加，無需外數值線與電源線； l 提供5V供電連連接口（Type-C）、以太網連連接口、雙路USB連連接口、J-link下載器連連接口、CC-Debugger下載器連連接口、RS232/RS485串行口，其中J-link下載器、CC-Debugger下載器均為平臺內置，下載程序時只需將模型塊吸附到平臺對應下載端即可，無需接線； l 內置USB串行口服務設備,經過1路USB虛擬出多路串行口，按照端口虛擬出不一樣的串行口，多可拓展8路串行口連連接口，其中含有普通TTL串行口4路，485串行口4路； l 實訓平臺具備8個通用實訓模型塊插槽，每個插槽含有概括12路接觸點，供模型塊實行數值通訊及供電，并而而且插槽含有概括防短路功能，可直接將模型塊吸附到插槽內,支持多8個模型塊聯動實訓； l 實訓平臺上含有概括了485選用鍵、ZigBee擬真器復位鍵、J-Link擬真器啟動鍵和虛擬儀表器具啟動鍵，在使用不一樣功能的時候，便利變換和使用，同時實訓平臺內部含有概括還原功能模型塊，當通訊及擬真調動測量試驗出現混亂時，只需關閉電源再重啟，即可恢復出廠設定； |
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| 3 | 3.3v/5v供電底層基板 |
l 提供3.3v/5v供電觸點，為上層模型塊實行持續供電； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 4 | 嵌入式STM32處置整理器 |
l 應用STM32F103處置整理器，內核：ARM 32位的Cortex™-M3 CPU；高72MHz作業頻率，在存儲器的0等待周期訪問時可達1.25DMips/MHz (Dhrystone 2.1)； l 存儲器： l 從16K到32K字節的閃存程序存儲器； l 從6K到10K字節的SRAM； l 支持USB、CAN、6個定時器、2個ADC 、6個通信連連接口； l 提供485選用端、BOOT0兩路連連接口；提供1個復位鍵； l 程序下載方法為實訓平臺內部下載，即無須外部接線，節省接線實操時間，帶有電源保護電子線路； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 5 | ZigBee無線通信模型塊 |
l 主芯片：CC2530F256，256K Flash，8K RAM，內置8051單片機及無線收發器，支持11-26信道更改，支持點播、組播、廣播多種類型數值通信，支持自動組網及互聯網自愈功能； l 串行速率：9600-115200bps多種速率可選； l 無線頻率：2.4GHz； l 無線協議：ZigBee2007/PRO； l 通訊連連接口：UART； l 無障礙傳輸距離：200米； l 含有概括串行口變換功能，經過跳線方法，可將通訊線路實行變換； l 具備協調器、路由器及終端功能，可經過串行口指令讓設備在三種類型中自由變換； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 6 | Wifi無線通信模型塊 |
l 主芯片含有概括MAC、基頻芯片及射頻收發單元，內置低功耗運行機制，可以有效的降低功耗運行； l 支持WiFi@2.4GHz802.11b/g/n無線標準； l 支持WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK安全模式； l 支持AP、STA、AP+STA作業模式； l 完全含有概括的串行口轉無線TCP/UDP傳輸功能，多個串行口速率選用； l 支持TCP/UDPClient注冊包機制； l 支持SimpleConfig/*rkiss/usrlink快速聯網配備裝備； l 支持AT+指令集配備裝備； l 含有概括串行口變換功能，經過跳線方法，可將通訊線路實行變換； l 經過功能數值配備裝備，可經過WiFi無線節點，將傳感器數值傳入云端； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 7 | 空氣溫濕度傳感器 |
l 應用DHT11傳感器； l 溫度（℃）（℃）：檢驗測量試驗界限0-50度，精確到可以達到0.5℃； l 濕度： l 檢驗測量試驗界限20%RH-95%RH, 精確到可以達到2%RH； l 支持電容型濕度傳感實訓； l 支持濕度值脈沖信號輸出； l 輸出形式：數字量； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 8 | 光照度傳感器 |
l 應用ROHM原裝BH1750FVI芯片； l 輸出形式:數字量、模仿量； l 使用寬電壓（V）（V）LM393電壓（V）（V）對比器,作業平穩； l 光照度界限：0-65535lx l 傳感器內置16bitAD變換器，直接數字輸出，省略復雜的計算，省略標定，不區分環境光源，接近于視覺感知度的分光特性，可對廣泛的亮度實行1勒克斯的高精確度測量； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 9 | 二氧化碳傳感器 |
l 測量界限：0-10000ppm； l 測量精確度：±（50ppm+5%讀數值）； l 輸出信號：UART； l 響應時間：＜120s； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 10 | 風速傳感器 |
l 測量界限：0-30m/s； l 測量精確度：±1m/s； l 響應時間：<5s； l 波特率：2400/4800/9600； l 材料：優質鋁制/聚碳酸酯； l 作業濕度環境：0-100%RH(15-95%RH)； l 通訊端口：脈沖/rs485/4-20mA/0-5V/0-10V； l 啟動風力 0.2-0.4m/s提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 11 | 雨雪傳感器 |
l 應用長方形設計，便利裝配，檢驗測量試驗面積：1500mm2； l 測量功能數值：雨雪含水率； l 濕度界限：0～100%RH； l 測量精確度：±3%RH； l 輸出形式：模仿量、開關量； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學 |
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| 12 | 土壤濕度傳感器 |
l 應用叉形設計，便利插入土壤，檢驗測量試驗深度38mm； l 測量功能數值：土壤容積含水率； l 濕度界限：0～100%RH； l 測量精確度：±3%RH； l 輸出形式：模仿量、開關量； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 13 | 電導率傳感器 |
l 輸出電壓（V）（V）：0-3.4V； l 測量界限：0-20ms/cm； l 測量精確度：±5%F.S.； l 電級連連接口：BNC連連接口； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 14 | PH值傳感器 |
l 測量界限：0-14PH； l 測量精確度：±0.01PH（25℃）； l 相應時間：≤1Min； l 傳感器連連接口：BNC連連接口； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 15 | 火焰傳感器 |
l 探測角度：60°； l 檢驗測量試驗波長：760nm-1100nm； l 輸出形式：開關量； l 支持感知度可調； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 16 | 煙霧傳感器 |
l 應用可拆卸構造，支持MQ系列半導體氣敏元件； l 支持1路數字量輸出； l 支持1路模仿量AD輸出功能； l 支持感知度可調； l 檢驗測量試驗濃度：300-10000ppm； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 17 | 紅外對射傳感器 |
l 應用H2010直射型光電傳感器，槽寬10mm； l 使用寬電壓（V）（V）LM393電壓（V）（V）對比器,作業平穩； l 設定有信號輸出指示燈，輸出高電平燈滅，輸出低電平燈亮； l 輸出形式：開關量； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 18 | 雙路繼電器執行器 |
l 應用5V控制繼電器，完成雙路控制開關； l 繼電器規格3A-200VAC；3A-30VDC； l 提供NO、COM、NC三路輸出端，可外接控制設備； l 提供雙路指示燈，顯露繼電器狀態； l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點，用來程序下載、串行口調動測量試驗、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針，用來搭積木形式教學。 |
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| 19 | 公有云平臺 |
l 支持傳統工業上云：可經過多種通訊方法，如: 5G（NB-IOT）、4G、GPRS（2.5G）、 Lora、 WiFi等，將工業上傳統硬件（含有概括教學傳感器模型塊）接入云端，完成對工業生產環境數值的全面監控； l Modbus協議：應用工業上常用的Modbus協議，可將工業級別傳感器完全移植到教學實踐中，并提供源代碼，讓學員更快的與社會接軌； l 可以經過wifi、4g、nb-iot無線模型塊，將傳感器數值直接收集到云端顯露； l 支持云組態設定； l 支持手機接收傳感器報警信息； l 支持微信小程序顯露組態內容，及控制設備等功能； |
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經過將各個實訓模型塊與智能農業實訓沙盤相集合，可實行多種實訓實訓：
| 智能農業沙盤實訓內容 | |
| 實訓一、農業傳感器收集實訓 | 實訓六、云平臺配備裝備與應用實訓 |
| 實訓二、農業執行器控制實訓 | 實訓七、農業報警實訓 |
| 實訓三、農業傳感器聯動控制實訓 | 實訓八、RFID讀卡與應用實訓 |
| 實訓四、無線傳感器互聯網實訓 | 實訓九、農業場景應用實訓 |
| 實訓五、農業場景嵌入式系統研發實訓 | 實訓十、WiFi網關通信實訓 |
