最新智慧生物技术应用中心实验室建设方案

智慧生物技术应用中心实验室

建

设

方

案

目录

1、智慧生物技术应用中心实验室建设背景 (1)

2、智慧生物技术应用中心实验室建设思路 (3)

2.1 主要特点 (5)

2.2 网络拓扑图 (5)

2.3 系统主要功能 (8)

2.4 主要设备配置 (9)

3、智慧生物技术应用中心实验室建设方案 (10)

3.1 体验教学实训 (11)

3.1.1 、智能家居体验室概述 (11)

3.1.2 、系统功能描述 (12)

3.1.3 、安防系统 (12)

3.1.4 、防盗子系统 (12)

3.1.5 、环境监控系统 (13)

3.1.6 、温湿度子系统 (11)

3.1.7 、照明子系统 (11)

3.1.8 、控制系统 (12)

3.1.9 、设备清单 (12)

3.2 、车联网智能沙盘 (13)

3.2.1 、系统介绍 (13)

3.2.2 、系统构成 (20)

3.2.3 、智能公交系统 (20)

3.2.4 、车牌识别系统 (21)

3.2.5 、ETC 系统 (22)

3.2.6 、智能停车场系统 (23)

3.2.7 、违章抓拍 (24)

3.2.8 、智能红绿灯管理 (25)

3.2.9 、智能路灯管理 (25)

3.2.10 、公路灾害预警及应急系统 (27)

3.2.11 、车辆全局定位系统 (28)

3.2.12 、车联网系统 (29)

3.2.13 、车载视频监控 (29)

3.2.14 、可变信息情报板 (29)

3.2.15 、设备清单 (30)

3.3 基础教学实训 (34)

3.3.1 、平台介绍 (34)

3.3.2 、平台描述 (35)

3.4 、O2O智能超市综合教学实训平台（BP710） (37)

3.5 、智能交通综合教学实训平台 (41)

3.6 、智能电网综合教学实训平台 (43)

4、专业教学实训 (55)

4.1 、物联网感知实验平台 (55)

4.2 、无线传感网综合实验平台 (62)

4.3 、RFID 教学实验平台 (67)

4.4 、无线传感器网络模拟系统 (74)

5、创新应用实训 (76)

5.1 、实训室人员管理系统 (86)

5.2 、寻线避障智能小车 (88)

5.3 、物联网展示厅（备选） (89)

1、智慧生物技术应用中心实验室建设背景

随着高校管理变革的逐步推进，实验室建设的进一步规范化、复杂化，高校实验室管理工作也变得更加繁重和复杂。这就迫切需要用计算机来进行辅助管理，以简化我们的工作。由于高校网络非常普及，使用计算机网络来进行实验室管理成为了必然，特别是实验室开放选课给传统的实验室管理提出新的挑战。实验室管理能实现实验教学全过程的计算机管理，减轻实验室管理人员的工作负担，提供工作效率和服务水平。加强实验室主管部门对设备和材料的计划、采购、维修和使用的宏观控制和管理，以节约成本，提高利用，强化管理。实验室综合管理系统还能为实验室评估提供原始资料和基本数据，成为实验室评估的重要依据。实验室综合管理系统统一使用还能促进学校间的实验资源共享，同时也能实现向教育主管部门数据上报。

通过使用本系统实现实验室管理的规范化、流程化和信息化，提高实验室的教学质量、管理水平和服务水平，为实验室主管部门的宏观管理和科学决策提供依据，为实验室评估提供详实数据，为实验室开放提供有力保障。

近年来互联网的概念层出不穷，在之前初版的《互联网进化论》

一书中提出这样的结论“互联网将向着与人类大脑高度相似的方向

进化，它将具备自己的视觉、听觉、触觉、运动神经系统，也会拥有自己的记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统。”并绘制

了上图所示的互联网未来结构图。

总体来看，西方企业和理论界不断提出互联网的新概念，但相

互之间还比较割据，但实质上，不管是物联网、云计算、大数据

、移动网还是工业 4.0 依然是未来发展的一部分，它们分别起到

不同的作用。工信部部长苗圩曾表示，工业互联网是新一轮工业

革命和产业变革的重点发展领域，其核心便是物联网，由此物联

网的前景和发展也将紧随互联网进化的脚步不断迈进。

2、智慧生物技术应用中心实验室建设思路

该方案以学校物联网专业教学计划为导向，切实配合学校已有的

教学计划，将教学理论结合实训，引领学生从入门向专业进行发展

，指导学生职业就业方向。该实训室设备主要以动手实训实验为

主，涵盖了课程设计中的实践教学部分，设备不仅可以指导老师进

行实践教学，也可以给学生自身根据兴趣来进行研发等，充分符合

学校对物联网应用技术这门专业的全部需求。

按照学校课程设计思路，由理论知识体系，结合实验性设备，在

物联网学科中以碎片化教学整合出模块化教学，从横向理论结合

纵向动手实践打造立体，交互式教学模式，从而让学生定位学习发展方向上清晰明确，如：硬件电路设计，底层开发设计，单片机开

发，软件接口驱动编写，自定义网络传输协议栈，到上位机跨平台应用。让学生按照自己的所学的知识，以自身兴趣爱好相结合，定位适合自己在物联网领域所学习的目标。为今后就业打造夯实的基础。

学校层面，老师可通过深入的理论知识和动手开发，结合实际本地

区，院校发展方向，形成院校独特的一套教学模式，做到有的放矢，目标明确，另外，在不断更新知识体系结构的同时，深入研究性

课题，发表论文等；其次还能与社会企业紧密，培养企业物联网人

才，企业级解决方案等，让物联网教学设备做到可利用最大化。

学

研究方向：驱动接口接口，芯

习

片移植、rfid 、下位机开发、通

进

讯算法

步实验箱：（专业）底层 C 语言开发、传感器、协调器网关开发、应用系统设计集成

学

研究方向：无线通讯（协议栈

习

编写）、Pcb 线路图、开源技术，吃

上位机

力实验箱：（基础）

Z-stack 、掌握一门上位机开发语言、layout 绘图工具

2.1 主要特点

完全B/S 模式，方便易用，零客户端维护。

系统开发基于.NET 框架和三层结构开发，采用模块化设计，

系统具有良好的开放性和扩展性。

基于大型数据库开发，通用性强，网络共享能力强且信息交流

快捷。

方便的数据导入、导出功能。

提供强大的管理功能，紧贴用户需求，全面覆盖实验室管理和

设备管理各个领域。

采用个性化设计，系统界面友好，易掌握与操作。

基于RBAC模块的权限设计，安全灵活。

根据教育部《学校管理信息标准》的实验室管理信息子集开发，

便于数据上报。

2.2 网络拓扑图

实验室信息化管理平台以学校实验室管理流程和管理基本事务为核心，以规范实验室管理实现信息化为准则，充分提高利用学校

实验室资源，更好的服务于学生。

整个管理依托校园网络构建管理模式平台，系统采用B/S结构，突破地域空间的限制，整个实验数据放在服务器上，管理人员、教

师在办公室、在家甚至在校外通过网络进行仪器设备、实验项目、实验过程等进行管理监控，而学生则可以在机房或在能上网的地方

进行实验预约。相对传统的手工管理，开放实验室平台的构建能更

好的有利于实验室资源的充分合理利用，实验室管理的科学化和规范化。

在家办公

主管领导

移动办公Internet

服务器

开放实验室实验室管理平台教师

1、实验管理

2、成绩管理

学生1、实验预约

2、刷卡考勤

3、在线预习实验室2

教学主管

1、教学实验管理

2、开放实验管理

3、设备耗材管理

4、用户权限管理

3

系统拓扑图

教学主任

1. 实验项目管理

2. 教师信息管理

3. 学生信息管理

4. 综合信息设置

5. 实验教学工作量的统计

6. 设备耗材管理

7. 选课情况

8. 教师调课

9. 学生成绩统计管理

10. 考勤统计管理

实验室数据服务器

防火

墙

指导老师

1. 查看自己的实验项目

的时间及学生人数 2.

申报实验耗材、设备维修等

3. 查看自己的工作量

4.

查看自己的考勤记录

实验室信息化管理平台

校园网络

设备仪器管理 4 5

实验室建设 1 2

讲课教师

1. 申请讲课（按项目）

2. 实验时间确定

3. 教学任务书及学生名单

4. 输入学生成绩

5. 查看学生的考勤记录 5. 查看自己的工作量

6.

查看自己的考勤记录

学生

1. 查看实验项目

2. 预约登记 /取消

3. 查看成绩

4.

修改个人信息

实验室队伍实验室评估 实验室数据管理实验室数据上报

设备处管理人员

实验室信息化管理应用图

申请实验项目 教学主任

实验项目审核

实验项目

发布

教学实验项目开放实验项目

实验项目

学生

实验预约

做实验

审核反馈

指导老师

预约不成功,

另行预约

开放实验室实验预约流程图

2.3 系统主要功能

主系统提供实验项目与课程管理、实验排课、学生成绩管理、仪器设备管理等功能模块，是系统运行的核心，系统管理员、教学主

管、授课教师、仪器设备管理员等不同角色的用户都在这个系统中

进行操作。

学生个人实验门户是学生参与实验教学的入口，学生可以在这里进行实验预约，成绩查询等操作。

实验登录与派位系统运行于学生派位终端或教师机上，学生可以使用校园卡刷卡进行实验，兼容排课模式，全开放模式，预约模式

等多种实验教学模式，教师可以在该系统上对实验室人员及电源控

制进行全方面管理。

2.4 主要设备配置

学生通过实验派位终端进行身份验证及派位，高效可靠，教师可以通过实验派位终端进行实验室信息查询以及座位分配等操作。

实验派位终端所安装读卡器可定制，使其能够和校园一卡通系统

兼容，同时可为用户定制的校园卡软件接口，使本系统兼容校园一卡通，避免重复发卡。

实验派位终端和校园卡智能读卡器

硬件配合下的学生实验流程

通过选配以太网电源控制器和实验工位电源控制单元组成电源控制系统，派位软件可以管理每个实验工位上的电源，在学生刷卡后时打开所派实验工位电源，学生退出时关闭电源，维持实验室正常的教学秩序，防止学生未经授权占用实验资源。

3、智慧生物技术应用中心实验室建设方案

3.1 体验教学实训

3.1.1 、智能家居体验室概述

利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术以及智

能处理技术将与家具生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭事务管理系统，提升家具安全性、便利性、舒适性、艺术性

，并实现环保节能的居住环境。

智能家居系统按照生活功能性分类可分为安防系统、环境监控

系统、控制系统、绿色节能系统。

3.1.2 、系统功能描述

智能家居系统采用ZigBee 、RS485 等多种控制协议，以数字智能网关为核心结合与家居有关的其他产品，通过无线及有线网络对家庭灯光、带电设备进行控制，实现智能家居的自动化、智

能化等服务性原则。在控制方面，用户可以通过手机客户端、远程计算机、本地计算机等多种控制方式对系统进行本地或者远程的控制，这个控制既可以控制整个系统的情景模式也可以控制家

中任一设备，以达到用户满意的程度。

3.1.3 、安防系统

安防系统主要负责家居的安全防火方面，又可分为防盗子系统、

防火子系统。用户可以通过多种控制方式远程或者本地对安防系统进行撤/ 布放。当布防时出现告警，系统将根据情况有选择地启动声光报警灯报警、摄像头抓拍等一系列应急措施。

3.1.4 、防盗子系统

数字智能网关能够通过无线或者有线网络外接红外对射、人体红外、声光报警灯、门禁、摄像头等防盗设备。