车联网实训室解决方案

       

互联网+车联网实训解决方案

 

 

1. 车联网概述

1.1 车联网概念

车联网(Internet of Vehicles)概念最先引申自物联网,根据行业背景不同,对车联网的定义也不尽相同。传统的车联网定义是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。

随着车联网技术与产业的发展,上述定义已经不能涵盖车联网的全部内容。

根据中国物联网校企联盟定义,车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPSRFID传感器、摄像头图像处理等装置,车辆可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术,所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器;通过计算机技术,这些大量车辆的信息可以被分析和处理,从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。

根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-XX:车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。

 

1.2 车联网技术应用领域介绍

车联网作为汽车行业的重要应用,已被列为国家十二五期间的重点项目。工业和信息化部正在从产业规划、技术标准等多方面着手,加大对车载信息服务的支持力度,以推进车联网产业的全面铺开。与此同时,车联网又与北斗/GPS卫星定位技术、RFID等技术紧密结合。在2013109日,国务院办公厅公布的《国家卫星导航产业中长期发展规划》(以下简称《规划》)中提出,以企业为主体,以掌握核心关键技术、培育服务新业态、扩大市场应用、提升国际竞争力为核心,推动中国卫星导航产业快速发展,为经济社会可持续发展提供支撑。该《规划》的出台,大大推动了车联网的快速发展。

车作为社会生活中交通领域的运行主体,以车为核心的车联网应用成为当前行业应用的重要组成部分。

 

1-1 车联网技术应用领域

车联网技术的应用与推广,可以开展城市应急管理、智能交通、城市轨道交通、城市综合执法管理以及人身安全保障服务系统的应用。其涉猎的领域非常广泛,包括公务车辆管理、重点车辆监控、民用运力国防动员管理,以及前面提到的城市应急指挥、智能交通、城市综合执法管理和人身安全保障服务等领域。由此,需要的专业技能人才也将出现大量缺口——目前车联网人才紧缺,特别是车联网产业需要的是复合型人才,即综合技术型人才。车联网专业的建设,恰好可以帮助解决其人才需求问题。

一方面,学校开设的车联网专业课程,使学生不仅能够接受汽车电子专业知识的学习与培训,还能同时掌握关于北斗/GPS卫星定位技术、车联网智能终端原理及检测等技能。为系统学习车联网行业知识与技能打下了坚实的基础,提高了专业人才的培养效率。

另一方面,随着国家车联网技术的应用与推广,车联网专业技能人才可以向包含公务车辆管理、重点车辆监控、民用运力管理,以及前面提到的城市应急指挥、智能交通、城市综合执法管理和人身安全保障服务等领域输送。激发相关专业学生转入车联网行业,提高中职院校学生的就业率,促进了中职院校的招生就业工作。

1-2 车联网发展愿景

目前,车联网实训技术系列包含6类车型的配套教学资源包,以实训柜的形式分别展现,分为基础版(G-CN601)和升级版(G-CN801)。其中升级版是在基础版基础上涵盖汽车电路在内的实训柜设计。车联网实训柜通过配套软件既可独立进行实训项目,又可多角度融合进行实训演练。帮助学生从感知层面、网络层面、应用层面深入了解车联网的技术应用,并在实操实训中得到技能的提升。

 

2. 车联网实训技术方案设计

2.1 设计目标

本项目建设目标是首先是满足卫星定位技术应用专业车联网系统课程体系的教学需要,保证购置的实训设备符合本专业的长远发展与规划,在此基础上积极主动适应社会发展的需求,结合市场用人需求、企业关注热点,安装、维护、研发和服务的实训内容,合理安排设备使用,推动专业科研、培训、职业资格认证考试、以及其他对外服务工作,将实训室建设、课程建设、社会需求有机结合,力争充分和有效的利用相关专业学院的各项资源。通过车联网实训技术中心的实训,能够从教师、学校、学生三方面得到共同发展,实现阶段性的建设目标:

2-1 建设目标

  • 实现学生理论知识和社会实践的技术培训;
  • 面向车联网行业市场需求,培养车联网等相关专业的技术和管理人才,促进工作就业;
  • 实现教学与科研的紧密结合;
  • 实现教学、实操、竞赛为一体的多功能仿真实训等。

 

2.2 设计理念

考虑到学校的实际情况,致力为学校打造一个活字版式的整体系统,学校可以根据学校现有教学实训状况和场地等条件,进行模块式选择,既可以考虑系统的种类,也可以考虑每个系统的数量,均不影响每个系统的实训功能。每一个实训系列里面包含了多个子系统或设备,这些子系统既可以单独应用,又可以跟本系列的有关系统联合使用,而且每个系列之间的设备也可以融合使用。学校或用户可以根据自身需求进行自由搭配,实现实训功能展示功能科研功能的有机结合,适应了多层次的需求!

 

2-2 理论与实践间的过渡

认识——让学生通过感官认识车联网的表现。

理论——从认知层面学习掌握理论、原理和技术知识。

实操——通过实训模型或模块对所学原理与技术进行实践。

演练——根据实验设计,学生通过动脑和动手提升理论与实际的紧密结合能力。

应用——以满足行业市场需求为任务,模拟实际场景,完成应用操练,形成车联网科技战略意识。

集成——培养学生科技创新意识,利用所学原理知识和掌握的技能训练,形成整体战略布局,提升知识技能系统化。

 

2.3 车联网实训技术中心的作用和意义

纵观国内高等职业院校对于卫星应用技术人才培养方面,我们领先取得了初步的成绩:先后在广东省内,与深圳职业技术学院、广东交通职业技术学院、广州市高级技工学校、广州市工贸技师学院、广州市电子信息学校、广州市交通运输职业学校、从化职业技术学校等中高职院校,在院校已有的汽车、交通、计算机等专业基础上,先后建立起卫星定位技术应用实训室,学习车&人定位相关技术,并陆续开设专业课程,培训专业人才,为卫星应用行业产业输送了大批专业人才。走在了同行业内与中高职院校建设卫星定位技术应用——车联网技术学习/培训的前列;并积累了丰富的卫星应用专业建设经验。卫星定位技术应用教学实训室能以交通安全与智能控制专业、计算机应用专业为依附,以汽车技术实训室为学习研究场地,享有了更多的发展优势。该实训室能够培养学生卫星定位技术原理、技术应用与维护的基本应用能力和软硬件研发的专业核心能力。

2013年是北斗正式服务的第一年,收到北斗优惠政策及产业示范工程密集出台的影响,北斗产业园/基地的数量激增,据不完全统计,以达到18家之多,园区建设火热进行中。产业的发展更是离不开人才的需求。各企业招聘的各类专业人才中,汽车专业人才特别是卫星应用专业——车联网技术人才远不能满足需求,今后对卫星应用专业人才的需求将不断增加,特别是中小型北斗/GPS技术应用企业,卫星应用专业中高级技术人才非常紧缺,企业殷切期望职业学校能尽快地为他们培养大量的掌握该技术的专业人才。

车联网实训技术中心的建设具有重要意义,可根据研发、技术、运营、测绘、商务等这五个方向的工作内容特点与技术要求,帮助学生进行职业生涯规划:

 

 

 

2.4 车联网实训技术中心组成

车联网实训技术中心主要由车联网原理实训系列车联网应用实训系列车联网监控调度指挥中心车联网展示系列四大部分组成。实训室设计可根据院校课室实际情况量身定制。

2-3 车联网实训技术中心整体规划图

2.4.1 车联网原理实训系

车联网原理实训区主要包括原理实训台、车联网原理实训箱、原理操作端(计算机)组成。

其中,原理实训台长180厘米,宽180厘米,高75厘米,可供8名学生共同使用;车联网原理实训箱,平均1名学生配置一套;原理操作端(计算机)原则上1名学生配置一台。

 

2.4.5 电子沙盘系列

采用的关键技术校园地图测绘、地图美工制作、地图引擎发布、RFID传感、汽车遥感、电子围栏、智能停车管理、诱导屏、路况全景测探。

电子沙盘采用北斗高精度测绘仪器,对校园内的三维地理信息数据(三维坐标、高度、坡度、河流、道路、设施等)进行采集,采集后的数据经过专业GIS软件的数据加工和制作,再通过专业GIS地图引擎发布后,即可制作电子沙盘和在教学软件上进行电子沙盘的展现

2.4.6 课程设置

北斗卫星定位技术应用——车联网教学实训系统可用于教学、科研、学生创新项目、对外服务四个方面。

表一:设备使用课程及学时设置参考(/年)

设备使用课程

学时

班级(个)

合计(学时)

《卫星定位基础与技术应用》

40

2(交控/汽电)

80

《智能终端原理与检测技术》

40

2(交控/汽电)

80

《卫星应用软件与系统综合实训》

40

2(交控/汽电)

80

《MapInfo地图测绘技术》

40

2(交控/汽电)

80

《汽车电路基础与定位终端安装实训》

28

2(交控/汽电)

56

《卫星应用行业现状与发展前景》

8

2(交控/汽电)

16

《岗前综合实训》

8

2(交控/汽营)

16

总计

408学时/年

       

 

3. 车联网应用实训系列

车联网应用实训系列主要由车联网应用实训柜组成,其型号为G-CN601。实训柜依据《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》(JT/T 794)、《道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式》(JT/T 808)、《机动车运行安全技术条件》(GB7258)、《汽车行驶记录仪》(GB/T 19056)规范要求,根据不同车辆所属类型划分为:1车联网技术应用实训柜、2车联网智能公交实训柜、3车联网智能物流运输实训柜、4车联网出租电召应用实训柜、5车联网客运3G视频应用实训柜、6车联网运营平台(私家车)应用实训柜、7车联网实训柜模拟软件教学资源包。

3.1 车联网技术应用实训柜

配合部标一体机模拟应用实训软件使用,能够把车辆实际的情况反映到软件上面,如ACC是否启动、发动机是否启动、油量、以及搅拌车是左转还是右转等状态显示出来。

3.1.1 实训目的

  • 掌握部标一体机的安装和维护步骤;
  • 了解车辆传感系统的运行体系和调试方式;
  • 了解车辆传感数据采集形成格式及获取方式;
  • 了解车辆传感数据模拟软件的操作方式。

 

3.2 车联网智能公交应用实训柜

 

4-1 教学资源包之车联网智能公交应用实训柜配套软硬件教学设备效果示意图

3.2.1 实训目的

  • 掌握设备的安装和维护步骤;
  • 了解公交系统的运行体系和调试方式;
  • POS收费统计技术原理;
  • 了解公交车内图像采集形成格式及获取方式;
  • 了解公交调度系统的操作方式;
  • 了解自动报站原理和应用。

3.3 车联网智能物流运输应用实训柜

4-2 教学资源包之车联网智能物流运输应用实训柜配套软硬件教学设备效果示意图

3.3.1 实训目的

  • 能掌握设备的安装和维护步骤;
  • 了解物流系统的运行体系和调试方式;
  • 了解油量检测的安装原理和应用目的;
  • 了解货物及车内图像采集形成格式及获取方式;
  • 一键导航技术的操作;
  • 了解物流调度系统的操作方式;
  • 了解行业实施方案的最终目的。

3.4 车联网出租电召应用实训柜

出租车系统继承车辆监控系统的所有优点,专门针对出租车行业进行。在高效、准确完成车辆监控应用的基础上,充分挖掘已有数据,为学生提供一个全面的监设计控、调度、数据分析系统,直接提高了学生对出租车系统的了解。

软件提供了出租车辆定位、监控、安防、远程控制、轨迹记录/回放、短消息调度、语音调度、数据分析统计功能等。同时出租车系统还提供了丰富的数据分析功能:全方位的信息统计、分析,报表打印、显示等功能。

4-3 教学资源包之车联网出租电召应用实训柜配套软硬件教学设备效果示意图

 

3.4.1 实训目的

  • 学会单片机最小系统电路的工作原理;
  • 学会计价器控制电路的工作原理;
  • 学会独立键盘或矩阵键盘电路的工作原理;
  • 了解数码管静态显示和动态显示电路的工作原理;
  • 完成各个模块的硬件连接;
  • 总结计价器控制系统的分析方法。

3.5 车联网客运3G视频应用实训柜

 

4-4 教学资源包之车联网客运3G视频应用实训柜配套软硬件教学设备(客车)效果示意图

4-5 教学资源包之车联网3G视频应用实训柜配套软硬件教学设备(校车)效果示意图

 

3.5.1 实训目的

  • 了解校车、客车北斗/GPS安全管理系统的原理、工作流程及作用;
  • 学会北斗/GPS/GIS定位和状态控制报警技术等应用;
  • 通过GPRS通信网络和北斗/GPS技术学习如何实现安全、便捷的车辆管理;
  • 掌握解决长途客运过程实时安全监控和管理问题;
  • 学习3G技术、GPRS通信网络和北斗/GPS技术。

 

 

3.5.2.2 车联网客运3G视频应用实训柜配套软硬件教学设备(客车)

1. 设计原理

系统架构原理的图表说明,涉及到计算机软硬件技术、单片机技术、计算机网络技术、移动通信技术、GPS技术等;分别说明各种领域的技术在系统中充当的角色和作用。

介绍卫星定位技术的基础知识和原理,了解定位数据的标准定义格式。

介绍移动通信技术GPRS3G和计算网络在系统中的应用原理,介绍如何定义通信标准规范,制定协议的基本要求。

3G视频监控工作原理、WIFI工作原理、拾音器工作原理。

2. 硬件安装

3G视频监控接线图、安装步骤说明、功能介绍;WIFI接线图、安装步骤说明、功能介绍;拾音器接线图、安装步骤说明、功能介绍。

3. 系统调试

3G视频监控调试步骤说明;WIFI调试步骤说明;拾音器调试步骤说明。

4. 综合实训

3G实时视频监控 | 录像回放

5. 帮助手册

WIFI常见问题、3G视频监控常见问题、软件常见问题。

 

3.6 车联网运营平台(私家车)专业应用实训柜

 

4-6 教学资源包之车联网营运平台(私家车)专业应用实训柜配套软硬件教学设备效果示意图

 

3.6.1 实训目的

  • 学会安装GPS定位车载终端、防盗设备;
  • 学会测试防盗设备的功能;
  • 学会运营平台管理系统的使用;
  • 了解定位车载终端的多种形式;
  • 掌握如何使用继电器。

 

3.6.2 实训项目

序号

实验内容/名称

对应核心课程

1

防盗设备的安装与调试实验

  • 单片机最小系统电路工作原理
  • 计价器控制电路工作原理
  • 油量检测原理及安装
  • 汽车电路原理
  • 智能终端检测原理
  • GPS/北斗智能终端的安装与调试
  • 传感器的原理与应用

2

车载DVD的安装与调试实验

3

模拟私家车定时定位跟踪实验

4

远程锁车、禁止车辆启动操作实验

5

监听车内情况实验

6

短信查车实验

7

语音电话操作实验

8

 

9

 

10

 

 

1. 设计原理

系统架构原理的图表说明,涉及到计算机软硬件技术、单片机技术、计算机网络技术、移动通信技术、GPS技术等;分别说明各种领域的技术在系统中充当的角色和作用。

介绍卫星定位技术的基础知识和原理,了解定位数据的标准定义格式。

介绍移动通信技术GPRS3G和计算网络在系统中的应用原理,介绍如何定义通信标准规范,制定协议的基本要求。

导航仪工作原理、一键通工作原理、电子狗工作原理。

2. 硬件安装

导航仪接线图、安装步骤说明、功能介绍; 一键通接线图、安装步骤说明、功能介绍;电子狗接线图、安装步骤说明、功能介绍。

3. 系统调试

导航仪调试步骤说明;一键通调试步骤说明;电子狗调试步骤说明。

4. 综合实训

模拟导航 | 一键通自主导航

5. 帮助手册

一键通常见问题、导航仪常见问题、软件常见问题。

 

3.7.2 软件教学资源包之智能公交模拟应用软件

智能公交模拟软件主要功能包括运营监控,线路排班,线路下发,模拟调度,报表统计。

智能公交软件需要搭配公交车专用终端,通过智能公交软件把线路名称,线路站点,进站语音,出站语音,以及上行下行下发到硬件上面,公交车去到指定的站点就会自动的进行语音播报。

能够实时的看到当前公交线路的一个详细情况,如有多少公交车上行,多少公交车下行,去到哪一个站,全部都一清二楚。

4-8 教学资源包之智能公交应用配套软件(路线下发)教学效果示意图

4-9 教学资源包之智能公交应用配套软件(模拟调度)教学效果示意图

 

3.7.3 软件教学资源包之智能物流模拟应用软件

智能物流模拟软件主要功能包括,线路规划,线路绘制,模拟发车,实时定位,轨迹回放,订单管理等。

智能物流软件可以根据起始地目的地以及你需要的行车方案规划好一条特定的路线。

4-10 教学资源包之智能物流应用配套软件(线路规划)教学效果示意图

 

能够对物流车辆进行实时定位并且显示当前车辆的油量,车门状态,ACC发动机状态等。

4-14 教学资源包之智能物流应用配套软件(车辆实时定位)教学效果示意图

 

3.7.4 软件教学资源包之出租电召模拟应用软件

出租车电召系统主要功能包括,远程监听,发送广告,发送调度,拍照,轨迹回放,实时定位,统计报表等功能。

能够通过一键拨号与客服中心进行联系,也可以通过远程监听与出租车进行通话。

 

 

3.7.5 软件教学资源包之3G视频监控应用软件

3G视频监控应用模拟软件通过WIFI3G 实现远程实时监控、录像下载、参数配置、远程升级、远程控制等数据通讯。

4-18 教学资源包之3G视频监控应用配套软件(视频监控)教学效果示意图

 

3.7.6 软件教学资源包之运营平台应用软件

运营平台的私家车专用终端能够对车辆起到防盗的作用,大致可以分为中控锁开/关、断油电。

4-20 教学资源包之运营平台应用配套软件(中控锁开锁)教学效果示意图

 

 

 

3.7.7 软件教学资源包之电子教程

系统带有各科目的电子教材,教材是以电子书的形式呈现出来,只要轻轻触摸就能自动翻页。

4-23 教学资源包之电子教程教学效果示意图

 

 

3.7.8 软件教学资源包之上机试题

老师能够自己创建一个试题库,在根据学生的水平定义试题的难度对学生进行考核。

4-24 教学资源包之电子教程(试题库)教学效果示意图

 

 

 

3.8 电子沙盘系列

电子沙盘系列采用北斗高精度测绘仪器,对校园内的三维地理信息数据(三维坐标、高度、坡度、河流、道路、设施等)进行采集,采集后的数据经过专业GIS软件的数据加工和制作,再通过专业GIS地图引擎发布后,即可制作电子沙盘和在教学软件上进行电子沙盘的展现。其功能设置如下:

1RFID定位功能

在室内的环境下,通过RFID传感技术代替卫星定位技术对电子沙盘上的汽车模型进行位置跟踪和定位,通过遥感技术对汽车模型进行行驶和停止的控制;

2、电子围栏功能

在电子沙盘上规划电子围栏区域(人员密集区、时间段密集区、限速区),当汽车模型在某个时间段进入到某个区域内时进行提醒,注意行驶和路人安全;

3、智能停车管理功能

对校园内的停车场进行智能管理,显示当前的已停车位和空停车位,以及空停车位的地点;

4-26

4、智能路况信息功能

对校园内的车辆出行进行智能诱导,天气发生变化时,提醒雾大、地面路滑注意安全;

5360度全车影像视频监控功能

电子沙盘安装路况全景云台测探设备,对校园内的路况信息进行视频监控。

4-27

 

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