物联网实训平台的研究与实现

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随着5G的普及与建设,物联网成为未来的新型行业,物联网已经延申到了人们日常生活中的衣食住行,不断的改进人们的生活方式。现阶段,我国的物联网教育刚起步不久,在各大高校建立物联网专业的同时,职业院校也兴起了物联网专业建设。现阶段市场上的物联网专业教育实训平台较少,而大多又面向本科教育。实训平台的缺乏,使职业教育中的物联网专业建设收到一定程度的制约,物联网专业教学中实验平台的需求不断增加,研制面向职业教育的物联网实训平台成为亟待解决的问题。本文分析了当前物联网教学平台的现状,为解决现阶段物联网实验平台中存在的难点及问题,针对感知层、传输层、应用层提出基于MicroPython的解决方案。结合传感器技术、MQTT技术、ESP32嵌入式技术和中国移动的OneNet平台,提出一套面向职业教育阶段学生的智能物联网平台解决方案。第一,模块化硬件设计方案。MCU采用自带Wifi和蓝牙的ESP32嵌入式芯片为主控MCU,能够实现蓝牙自组网和无线wifi组网,节约硬件成本,降低学生学习难度。使用按钮、光照传感器、温湿度传感器、RFID模块等感知层元器件组合成多套物联网解决方案,能够形成面向各种情况的物联网实训场景,形成规模化的物联网实训项目。第二,采用MicroPython作为本平台主要的编程语言。由于职业院校学生基础知识较差,尤其是中等职业教育中,学生普遍没有学习过相关的计算机知识。所以从较为简单的MicroPython语言入手,容易激发学生兴趣。第三,使用最新的MQTT等通信技术与中国移动OneNet平台相结合,能够使学生掌握最新的物联网通信协议。在学生使用OneNet平台的过程中,能够自己动手创新自己的物联网应用,极大的降低了学习门槛。最后经过一学期的使用,通过结构化访问的方式对不同层次的使用者进行访谈,总结本平台的使用效果,指出平台的优点与不足,对今后的平台的改进做出展望。
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