基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台的制作方法
专利名称：基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学平台，尤其涉及一种开放式实训教学平台。
背景技术：
近年来物联网受到来自各种研究机构和团体越来越多的关注，并取得了一些令人瞩目的研究成果，其中较具影响力的包括国际电信联盟发布的《ITU互联网报告2005:物联网》、欧洲信息社会和媒体委员会发布的《2020年的物联网未来之路》、IBM的“智慧地球” 项目。我国也非常重视物联网的发展。2010年5月，由中国电信与无锡市政府联合举办的首届物联网应用高峰论坛日前举行。论坛现场展示了 16个主题J6项物联网应用，涉及工业、农业、交通、物流、电力、水利、环保、医疗、保险等十多个关系国计民生的重要行业。 工信部科技司司长闻库在论坛上表示，目前我国物联网总体还处于起步阶段，为推进物联网产业发展，我国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括一是突破物联网关键核心技术，实现科技创新；二是制订我国物联网发展规划，全面布局；三是推动典型物联网应用示范，带动发展；四是加强物联网国际国内标准，保障发展。目前，对物联网的研究主要集中在物流管理，智能家居，交通事故管理，电子警察违规抓拍等领域，在教育领域的探讨尚为鲜见，但随着物联网技术的日益成熟，相信其在教育中的应用越来越广泛。本项目研究如何构建基于物联网的智能交通开放式教学平台，旨在构建智能化教学平台，丰富实训教学，辅助教学管理，拓展课外教学活动。从而达到因材施教，培养创新型高技能人才的目的。实训教学是培养高级应用型人才的重要教学环节。为此在实训教学中必须建立一种适合自身培养模式的实训教学新模式。随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要，实行基于物联网的开放式实训教学是解决问题行之有效的方法。基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台把实训教学的各个环节从实训室有限的范围扩展至广大的网络空间，有效地解决了实训资源与公共时间的矛盾以及学生共性与个性发展的矛盾。
发明内容为了解决现有技术中随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要的问题，本实用新型提供了一种基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，所述教学平台包括实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备，所述实训教学平台硬件设备包括RFIC识别模块，通过所述RFIC识别模块将所述实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备联系起来，所述实训教学平台软件系统包括实训预约模块，所述实训预约模块中，根据学号和密码登录实验预约系统进行预约、退约及查询，根据所述实训预约模块提供的最新开放信息，选定实训项目、实训设备和合适的时间进行预约。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括系统管理模块， 所述系统管理模块负责用户管理和保证系统正常运行的维护，所述智能管理模块包括每个实训的目的、要求、内容、步骤、说明及实训项目的维护更新及实训室设备调配。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括基于物联网的智能教学模块，所述智能教学模块包括以下模块，实训项目指导单指引模块、实训项目步骤仿真模块、项目设计仿真模块、实际操作模块、辅导答疑模块、学生提问模块、资料模块、人机交互界面模块。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括智能评价模块， 所述智能评价模块负责统计和处理在教学过程中记录的各种数据，得到学生提问次数和提问内容、教师回答和未回答次数、在不同时间段回答学生提问等情况，经分析处理后得到学生学习态度、实验完成好坏以及教师工作态度等情况。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括实训资源智能管理模块，所述实训资源智能管理模块包括每个实训的目的、要求、内容、步骤、说明及实训项目的维护更新、基于物联网的实训室设备调配，即根据实训需求及设备电子标签对实训设备进行调配、记录，如有毁损及时上报，及实训指导老师的安排。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台硬件设备还包括智能交通控制主模块、GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块，所述主模块分别与GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块进行通信，将实训的结果在主模块的面板上显示，或/和所述主模块控制任意几个模块之间通过主模块的总线通信，在所述主模块的面板上显示，或/和所有模块都通过总线和所述主模块通信，形成一个综合的车辆监控系统，并将实训结果在所述主模块的面板上显不。作为本实用新型的进一步改进，所述GPRS通讯模块将GPS接收模块、GPS防盗模块、车辆信号检测模块、视频传输模块的信息发送给监控中心，并接收监控中心发给各模块的指令。作为本实用新型的进一步改进，所述GPS防盗模块进行汽车断油电、设防、报警状态实车实训。作为本实用新型的进一步改进，所述GPS接收模块接收GPS信号并存储。作为本实用新型的进一步改进，所述视频传输模块采集车内视频，并将其通过 GPRS模块发送到监控中心。本实用新型的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台让学生全面的了解车辆监控系统构成、GPS接收器的核心工作原理、GPS系统常用坐标系、GPS时间系统、 GPS定位精度分析、NMEA0183标准输出协议、GPS/GPRS无线通信的联合应用、GPS防盗、GPS 车辆检测、GPS状态模拟、GPS/GIS联合应用、与视频采集的联合应用、GPS车载应用、GPS综合应用、GPS与智能交通的联合应用，在学生毕业后可以顺利的进入到GPS相关产业，帮助学生尽快成为GPS行业的高级人才奠定了基础。说明NMEA0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association )为海用电子设备制定的标准格式。目前业已成了 GPS导航设备统一的RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services)标准协议。随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要，实行基于物联网的开放式实训教学是解决问题行之有效的方法。基于物联网的开放式物流运输监控实训教学把实训教学的各个环节从实训室有限的范围扩展至广大的网络空间，有效地解决了实训资源与公共时间的矛盾以及学生共性与个性发展的矛盾。开放式实验源于20世纪60年代初期美国的物理实验教学改革，又称“自由实验”， “可扩展实验”，“开放式实验”等。1979年西安交通大学的黄嘉豫教授在对国外工业强国实验教学改革情况分析的基础上形成了对理工科大学物理实验课改革的建议，在我国高校实验教学改革中首次提出开展开放实验的倡议。开放式实验教学是针对传统实验教学封闭性的不足和弊端提出的，它是当前高校实验教学改革的必然趋势。开放式实训教学包括实训教学时间开放，实训教学内容开放，实训教学方法开放，实训教学手段开放和实训管理手段开放，实训教学评价开放等组成部分。开放式实训教学是指实训时间、空间、内容、资源和教学方法、教学评价等是开放的，学生有自主选择权。基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台的优点是①利用电子标签对实训项目相关的实训设备进行调配，分发，记录和毁损备案。有利于提高设备利用率和效能的同时，培养学生的实训自主能力。②有利于发挥学生的主观能动性，可以充分实现因材施教，在保证基础教学的前提下，让学生选择自己感兴趣的智能交通应用方向，通过实训设备的电子标签在系统内查询实训设备的相关知识，设计不同应用相应的开发方案，并根据智能交通教学系统的学习向导进行模拟组装，实训，开发和研究，方案可行，再用实训设备进行实际开发。充分调动学生学习的主动性，充分发挥学生的聪明才智，培养学生的动手实践能力和创新意识。③有助于提高教师的综合素质。④有助于提高实训教学的质量，培养学生分析问题和解决问题的能力。在开放性实训模式中，不同的学生可以根据自己的能力、专业、兴趣和学习习惯等特点来选择实训内容和时间，充分体现了以学生为中心，学习的个性化，以学生发展为本， 教育的人性化的教学理念，调动了学生学习的积极性、主动性和创造性。突破传统观念，使实训教学结合科研和生产实际。通过不同实训模块的物联网，使学生从最基本的GPS信号采集，GPRS传输GPS信号学习起，实现不同模块的垒加，从而使学生从浅入深的综合掌握车辆监控防盗行车记录系统的结构，组装与开发。能力一般的学生完成最基本的GPS信号采集，GPRS传输GPS信号实训项目，能力好的可以不断深入，将更多的模块进行相互组合，实现不同的功能和应用。也可以让学生根据其不同的兴趣进行不同模块的组合设计。从而，充分体现了教学中因材施教的原则。学生在做实训项目之前，可以先将不同模块在网上模拟组合，通过查询每一个模块的电子标签可以知道这个模块的硬件设计和软件基本程序，通过模拟组合后，在电脑上进行设计仿真。如果验证方案可行，再自行在实训室中组合设计，让虚拟学习环境和现实世界互联，对学生的实际实训有一个良好的指导作用。也可通过这个基于物联网的智能交通开放式实训平台让学生进行一些创新工程的开发与研究，丰富学生的课外学习。基于物联网的开放式物流运输监控实训平台应用于我校实训教学，能够真正实现以学生为中心的教育教学模式，教师利用基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台实施教学时围绕学生的学习进度和提问展开并引导学生学习，符合学校高级应用型人才培养要求，同时也符合素质教育和创新人才培养的要求。规范实训教学过程，体现出教师个人的教学特色和学生个体学习的具体情况，实现了实训教学管理和评估。同时，可以高效效的管理，调配教学资源和教学设备。
图1是本实用新型基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台结构图；图2是本实用新型基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台硬件系统结构图；图3是本实用新型基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台上位机软件系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图说明及具体实施方式
对本实用新型进一步说明。如图1至3所示，基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，包括六大模块的软硬件设计与开发系统管理模块，实训预约模块，基于物联网的实训资源智能管理模块，基于物联网的智能教学模块(实训项目文件，实训步骤指引，设计仿真，设计例程，硬件电路设计案例，教学人机交互)、智能评价模块和基于物联网的物流运输监控实训平台硬件设备一套(包括智能交通控制主模块、GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块和RFIC识别模块)。GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆开关量检测模块、视频传输模块均可以独立作为一个设备进行实车安装，实训操作，有硬件说明和软件说明，方便学生在已有基础上进行软件开发。GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆开关量检测模块、视频抓拍模块又可以进行不同的组合，通过智能交通控制主模块总线的方式进行模块之间的通讯，如GPS 接收模块和GPRS通讯模块可以相互通信，并把车辆的GPS信息通过GPRS模块上传到监控平台，完成一个最基本的车辆跟踪监控的功能。又如，视频抓拍模块和GPRS通讯模块相结合，可以将车内实时的情况上传到监控中心，实现对车内情况的监控。还有，可以将GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆开关量检测模块、视频抓拍模块可以通过总线联系在一起，通过GPRS模块将车辆的GPS信息，车内的图像信息，车辆的行驶状态信息以及防盗信息一起上传至监控平台，实现对车辆的综合监控。各个模块功能如下系统管理模块主要负责用户(包括学生、老师及系统管理员)管理和保证系统正常运行的维护。实训平台资源智能管理模块(包括每个实训的目的、要求、内容、步骤、说明及实训项目的维护更新)、基于物联网的实训室设备调配(根据实训需求及设备电子标签对实训设备进行调配，记录，如有毁损及时上报)及实训指导老师的安排。实现了对实训室软硬件资源的统一管理，合理地利用教师资源、实训场地和实训设备，达到资源与效益最大化。智能教学模块包括以下模块实训项目指导单指引模块实训项目单写明实训目的，实训步骤，实训器材，并配思考题。[0039]实训项目步骤仿真模块采用3D的方式，将开发的过程和结果进行仿真。让学生在真正进行实物实训前，先将实训步骤在电脑中进行仿真，并看到仿真的结果，这样到实训室后就可以快速的进行实训，并减少实训器材的破坏，让学生真正带着在仿真中遇到的问题，有目的的实训，提高实训效果。国外，像美国的远程教育，很多就是远程实验仿真。项目设计仿真模块这是针对开发用的，如学生开发汽车防盗器，可以在电脑上先将开发的过程用3D仿真一遍，再用实训室的器材实际开发。因为学生先做了一遍，就不至于到实训室乱用，将设备损坏。也可令学生预先发现问题，在实际操作中再解决问题。实际操作模块是指学生在实训室实际动手实训或者开发。辅导答疑模块学生在仿真过程中或者在实训过程中可安排老师远程答疑。学生提问模块学生可以在网上提问，提问后老师回答，可考核老师是否及时回答问题，对学生的辅导情况。资料模块实训教材、参考资料、开发辅助资料、开发软件等等电子资料。人机交互界面模块整个软件的人机交互界面。开放式智能教学模块学生根据教学目的、内容和要求在系统提供的环境下，按设备的电子标签自主取用实训设备，及通过设备电子标签在系统中查找设备的详细资料，使用说明，开发帮助文档进行思考和学习，并将学习中遇到的问题通过文字短信或请求按钮等形式按时间的顺序向教师机提出；教师辅导形式有文字短信、语音对话、教师远程控制在线示范，并建立优先机制；系统实时记录学生提问和教师辅导内容等原始数据，将典型或普遍存在的问题以及教师的辅导信息追加到系统辅导信息库中，随着系统的运行，系统的智能信息库将不断得到充实和完善；监控系统运行时记录学生实训的有关信息和原始数据， 能以多种方式循环监视学生机的学习情况，远程控制学生机的有关操作，以便及时制止不认真完成教学任务的现象。实训预约模块在此模块中学生通过校园网或局域网上网，根据学号和密码登录实验预约系统进行预约、退约及查询，根据实训室提供的最新开放信息，选定实训项目、实训设备和合适的时间，即可成功预约。教师可以通过实训预约系统及时处理预约申请，并根据实训预约情况做好相应的准备。智能评价模块负责统计和处理在教学过程中记录的各种数据，得到学生提问次数和提问内容、教师回答和未回答次数、在不同时间段回答学生提问等情况，经分析处理后得到学生学习态度、实验完成好坏以及教师工作态度等情况，以便学校管理评估部门对学生学习好坏、教师教学态度和学校实训教学开设等情况作出定量和定性的客观评价。RFIC识别模块每一个模块均可独立在车上使用，通过电子标签一方面对实训模块进行管理，另一方面通过电子标签可以查询到每一个模块的电路和基本程序，以及相关的通信协议等设计开发的资料。以及和其他模块如何组合的研发模拟程序，使学生在组装前了解完所有的模块知识，进行模拟组装。在模拟组装过程的指导下，再进行现实组装，开发和应用。让虚拟学习环境和实际工作环境有机结合，激发学生的自主学习能力和学习兴趣。GPRS通讯模块将GPS接收模块、GPS防盗模块、车辆信号检测模块、视频传输模块的信息发送给监控中心，并接收监控中心发给各模块的指令。GPS防盗模块进行汽车断油电、设防、报警状态实车实训。[0052]GPS接收模块接收GPS信号并存储。视频传输模块采集车内视频，并将其通过GPRS模块发送到监控中心。物联网强调物品的互联，是通过各种信息传感设备将现实世界中各种物件互为连通而形成的网络。其中所有的物品都有数字化，网络化标识，方便识别，管理与共享。本实用新型从理解物联网的内涵与特征出发，基于对物联网研究现状的把握，研究物联网在构建智能化教学环境，丰富实训教学，辅助教学管理，拓展课外教学活动方面的应用。我国高等教育正在由精英教育向大众化教育转化，为适应不断扩大的办学规模和不同课程的教学需要，除增加教学资源外，最大程度地激活现有教学资源是解决教学资源紧缺的有效途径。目前，各高职院校都加大了对实训资源的投入，而且对全校的实训资源进行整合，成立相应的实训教学中心。网络化实训教学充分体现了信息化和网络化在现代实训教学中的优势，能充分尊重学生的个性化发展，能够切实实现以学生为中心，因材施教， 实现以人为本的教育理念。智能化教学模式也以网络为依托，其智能交互式网络化教学系统也是通过网络平台在教师与学生之间建立教与学的桥梁。因此，以校园网、局域网为依托，建立起网络化实训教学平台，以适应新形势实训教学环节，显得尤为重要。随着网络技术的发展，网络化实训教学模式的应用越来越广泛，实训教学网络化是教育信息化的必然趋势目前市面上没有适合物流运输监控教学的专门化教学软件，市面上的设备都是基于商业用途，用于物流车的监控，货物的监控等等，体积小，功能集成度高，设备设计复杂， 难以让学生学习到物流运输监控的核心技术。基于以上原因，把物流运输监控设备进行功能上的划分，分别做成GPS接收模块、GPS防盗模块、通讯模块、车辆开关量检查模块、视频传输模块和RFIC识别模块，各模块可独立运行，也可相互组合，完成特定的应用功能。在硬件模块化，互联化的基础上，进一步从理解物联网的内涵与特征出发，基于对物联网研究现状的把握，研究物联网在构建物流运输监控智能化教学环境，丰富物流运输监控实训教学，辅助物流运输监控教学管理，拓展物流运输监控课程设计性、综合性实训教学活动，从而调动学生学习的积极性与主动性，培养学生的创造性。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述教学平台包括实训教学平台硬件设备，所述实训教学平台硬件设备包括RFIC识别模块，所述实训教学平台硬件设备还包括智能交通控制主模块、GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、 车辆信号检测模块、视频传输模块，所述主模块分别与GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS 通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块进行通信，将实训的结果在主模块的面板上显示，或所述主模块控制任意几个模块之间通过主模块的总线通信，在所述主模块的面板上显示，或所有模块都通过总线和所述主模块通信，形成一个综合的车辆监控系统，并将实训结果在所述主模块的面板上显示。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述GPRS通讯模块将GPS接收模块、GPS防盗模块、车辆信号检测模块、视频传输模块的信息发送给监控中心，并接收监控中心发给各模块的指令。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述GPS防盗模块进行汽车断油电、设防、报警状态实车实训。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述GPS接收模块接收GPS信号并存储。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述视频传输模块采集车内视频，并将其通过GPRS模块发送到监控中心。
专利摘要本实用新型提供了一种基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，所述教学平台包括实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备，所述实训教学平台软件系统包括系统管理模块，实训预约模块，基于物联网的实训资源智能管理模块，基于物联网的智能教学模块、智能评价模块，所述实训教学平台硬件设备为基于物联网的物流运输监控实训平台硬件设备，所述实训教学平台硬件设备包括RFIC识别模块，通过所述RFIC识别模块将所述实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备联系起来。本实用新型把实训教学的各个环节从实训室有限的范围扩展至广大的网络空间，有效地解决了实训资源与公共时间的矛盾以及学生共性与个性发展的矛盾。
文档编号G09B5/08GK202167154SQ20102068455
公开日2012年3月14日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者向怀坤, 董铸荣, 袁媛 申请人:深圳职业技术学院
技术领域：
本实用新型涉及一种教学平台，尤其涉及一种开放式实训教学平台。
背景技术：
近年来物联网受到来自各种研究机构和团体越来越多的关注，并取得了一些令人瞩目的研究成果，其中较具影响力的包括国际电信联盟发布的《ITU互联网报告2005:物联网》、欧洲信息社会和媒体委员会发布的《2020年的物联网未来之路》、IBM的“智慧地球” 项目。我国也非常重视物联网的发展。2010年5月，由中国电信与无锡市政府联合举办的首届物联网应用高峰论坛日前举行。论坛现场展示了 16个主题J6项物联网应用，涉及工业、农业、交通、物流、电力、水利、环保、医疗、保险等十多个关系国计民生的重要行业。 工信部科技司司长闻库在论坛上表示，目前我国物联网总体还处于起步阶段，为推进物联网产业发展，我国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括一是突破物联网关键核心技术，实现科技创新；二是制订我国物联网发展规划，全面布局；三是推动典型物联网应用示范，带动发展；四是加强物联网国际国内标准，保障发展。目前，对物联网的研究主要集中在物流管理，智能家居，交通事故管理，电子警察违规抓拍等领域，在教育领域的探讨尚为鲜见，但随着物联网技术的日益成熟，相信其在教育中的应用越来越广泛。本项目研究如何构建基于物联网的智能交通开放式教学平台，旨在构建智能化教学平台，丰富实训教学，辅助教学管理，拓展课外教学活动。从而达到因材施教，培养创新型高技能人才的目的。实训教学是培养高级应用型人才的重要教学环节。为此在实训教学中必须建立一种适合自身培养模式的实训教学新模式。随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要，实行基于物联网的开放式实训教学是解决问题行之有效的方法。基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台把实训教学的各个环节从实训室有限的范围扩展至广大的网络空间，有效地解决了实训资源与公共时间的矛盾以及学生共性与个性发展的矛盾。
发明内容为了解决现有技术中随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要的问题，本实用新型提供了一种基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，所述教学平台包括实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备，所述实训教学平台硬件设备包括RFIC识别模块，通过所述RFIC识别模块将所述实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备联系起来，所述实训教学平台软件系统包括实训预约模块，所述实训预约模块中，根据学号和密码登录实验预约系统进行预约、退约及查询，根据所述实训预约模块提供的最新开放信息，选定实训项目、实训设备和合适的时间进行预约。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括系统管理模块， 所述系统管理模块负责用户管理和保证系统正常运行的维护，所述智能管理模块包括每个实训的目的、要求、内容、步骤、说明及实训项目的维护更新及实训室设备调配。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括基于物联网的智能教学模块，所述智能教学模块包括以下模块，实训项目指导单指引模块、实训项目步骤仿真模块、项目设计仿真模块、实际操作模块、辅导答疑模块、学生提问模块、资料模块、人机交互界面模块。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括智能评价模块， 所述智能评价模块负责统计和处理在教学过程中记录的各种数据，得到学生提问次数和提问内容、教师回答和未回答次数、在不同时间段回答学生提问等情况，经分析处理后得到学生学习态度、实验完成好坏以及教师工作态度等情况。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台软件系统包括实训资源智能管理模块，所述实训资源智能管理模块包括每个实训的目的、要求、内容、步骤、说明及实训项目的维护更新、基于物联网的实训室设备调配，即根据实训需求及设备电子标签对实训设备进行调配、记录，如有毁损及时上报，及实训指导老师的安排。作为本实用新型的进一步改进，所述实训教学平台硬件设备还包括智能交通控制主模块、GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块，所述主模块分别与GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块进行通信，将实训的结果在主模块的面板上显示，或/和所述主模块控制任意几个模块之间通过主模块的总线通信，在所述主模块的面板上显示，或/和所有模块都通过总线和所述主模块通信，形成一个综合的车辆监控系统，并将实训结果在所述主模块的面板上显不。作为本实用新型的进一步改进，所述GPRS通讯模块将GPS接收模块、GPS防盗模块、车辆信号检测模块、视频传输模块的信息发送给监控中心，并接收监控中心发给各模块的指令。作为本实用新型的进一步改进，所述GPS防盗模块进行汽车断油电、设防、报警状态实车实训。作为本实用新型的进一步改进，所述GPS接收模块接收GPS信号并存储。作为本实用新型的进一步改进，所述视频传输模块采集车内视频，并将其通过 GPRS模块发送到监控中心。本实用新型的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台让学生全面的了解车辆监控系统构成、GPS接收器的核心工作原理、GPS系统常用坐标系、GPS时间系统、 GPS定位精度分析、NMEA0183标准输出协议、GPS/GPRS无线通信的联合应用、GPS防盗、GPS 车辆检测、GPS状态模拟、GPS/GIS联合应用、与视频采集的联合应用、GPS车载应用、GPS综合应用、GPS与智能交通的联合应用，在学生毕业后可以顺利的进入到GPS相关产业，帮助学生尽快成为GPS行业的高级人才奠定了基础。说明NMEA0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association )为海用电子设备制定的标准格式。目前业已成了 GPS导航设备统一的RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services)标准协议。随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要，实行基于物联网的开放式实训教学是解决问题行之有效的方法。基于物联网的开放式物流运输监控实训教学把实训教学的各个环节从实训室有限的范围扩展至广大的网络空间，有效地解决了实训资源与公共时间的矛盾以及学生共性与个性发展的矛盾。开放式实验源于20世纪60年代初期美国的物理实验教学改革，又称“自由实验”， “可扩展实验”，“开放式实验”等。1979年西安交通大学的黄嘉豫教授在对国外工业强国实验教学改革情况分析的基础上形成了对理工科大学物理实验课改革的建议，在我国高校实验教学改革中首次提出开展开放实验的倡议。开放式实验教学是针对传统实验教学封闭性的不足和弊端提出的，它是当前高校实验教学改革的必然趋势。开放式实训教学包括实训教学时间开放，实训教学内容开放，实训教学方法开放，实训教学手段开放和实训管理手段开放，实训教学评价开放等组成部分。开放式实训教学是指实训时间、空间、内容、资源和教学方法、教学评价等是开放的，学生有自主选择权。基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台的优点是①利用电子标签对实训项目相关的实训设备进行调配，分发，记录和毁损备案。有利于提高设备利用率和效能的同时，培养学生的实训自主能力。②有利于发挥学生的主观能动性，可以充分实现因材施教，在保证基础教学的前提下，让学生选择自己感兴趣的智能交通应用方向，通过实训设备的电子标签在系统内查询实训设备的相关知识，设计不同应用相应的开发方案，并根据智能交通教学系统的学习向导进行模拟组装，实训，开发和研究，方案可行，再用实训设备进行实际开发。充分调动学生学习的主动性，充分发挥学生的聪明才智，培养学生的动手实践能力和创新意识。③有助于提高教师的综合素质。④有助于提高实训教学的质量，培养学生分析问题和解决问题的能力。在开放性实训模式中，不同的学生可以根据自己的能力、专业、兴趣和学习习惯等特点来选择实训内容和时间，充分体现了以学生为中心，学习的个性化，以学生发展为本， 教育的人性化的教学理念，调动了学生学习的积极性、主动性和创造性。突破传统观念，使实训教学结合科研和生产实际。通过不同实训模块的物联网，使学生从最基本的GPS信号采集，GPRS传输GPS信号学习起，实现不同模块的垒加，从而使学生从浅入深的综合掌握车辆监控防盗行车记录系统的结构，组装与开发。能力一般的学生完成最基本的GPS信号采集，GPRS传输GPS信号实训项目，能力好的可以不断深入，将更多的模块进行相互组合，实现不同的功能和应用。也可以让学生根据其不同的兴趣进行不同模块的组合设计。从而，充分体现了教学中因材施教的原则。学生在做实训项目之前，可以先将不同模块在网上模拟组合，通过查询每一个模块的电子标签可以知道这个模块的硬件设计和软件基本程序，通过模拟组合后，在电脑上进行设计仿真。如果验证方案可行，再自行在实训室中组合设计，让虚拟学习环境和现实世界互联，对学生的实际实训有一个良好的指导作用。也可通过这个基于物联网的智能交通开放式实训平台让学生进行一些创新工程的开发与研究，丰富学生的课外学习。基于物联网的开放式物流运输监控实训平台应用于我校实训教学，能够真正实现以学生为中心的教育教学模式，教师利用基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台实施教学时围绕学生的学习进度和提问展开并引导学生学习，符合学校高级应用型人才培养要求，同时也符合素质教育和创新人才培养的要求。规范实训教学过程，体现出教师个人的教学特色和学生个体学习的具体情况，实现了实训教学管理和评估。同时，可以高效效的管理，调配教学资源和教学设备。
图1是本实用新型基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台结构图；图2是本实用新型基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台硬件系统结构图；图3是本实用新型基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台上位机软件系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图说明及具体实施方式
对本实用新型进一步说明。如图1至3所示，基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，包括六大模块的软硬件设计与开发系统管理模块，实训预约模块，基于物联网的实训资源智能管理模块，基于物联网的智能教学模块(实训项目文件，实训步骤指引，设计仿真，设计例程，硬件电路设计案例，教学人机交互)、智能评价模块和基于物联网的物流运输监控实训平台硬件设备一套(包括智能交通控制主模块、GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块和RFIC识别模块)。GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆开关量检测模块、视频传输模块均可以独立作为一个设备进行实车安装，实训操作，有硬件说明和软件说明，方便学生在已有基础上进行软件开发。GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆开关量检测模块、视频抓拍模块又可以进行不同的组合，通过智能交通控制主模块总线的方式进行模块之间的通讯，如GPS 接收模块和GPRS通讯模块可以相互通信，并把车辆的GPS信息通过GPRS模块上传到监控平台，完成一个最基本的车辆跟踪监控的功能。又如，视频抓拍模块和GPRS通讯模块相结合，可以将车内实时的情况上传到监控中心，实现对车内情况的监控。还有，可以将GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、车辆开关量检测模块、视频抓拍模块可以通过总线联系在一起，通过GPRS模块将车辆的GPS信息，车内的图像信息，车辆的行驶状态信息以及防盗信息一起上传至监控平台，实现对车辆的综合监控。各个模块功能如下系统管理模块主要负责用户(包括学生、老师及系统管理员)管理和保证系统正常运行的维护。实训平台资源智能管理模块(包括每个实训的目的、要求、内容、步骤、说明及实训项目的维护更新)、基于物联网的实训室设备调配(根据实训需求及设备电子标签对实训设备进行调配，记录，如有毁损及时上报)及实训指导老师的安排。实现了对实训室软硬件资源的统一管理，合理地利用教师资源、实训场地和实训设备，达到资源与效益最大化。智能教学模块包括以下模块实训项目指导单指引模块实训项目单写明实训目的，实训步骤，实训器材，并配思考题。[0039]实训项目步骤仿真模块采用3D的方式，将开发的过程和结果进行仿真。让学生在真正进行实物实训前，先将实训步骤在电脑中进行仿真，并看到仿真的结果，这样到实训室后就可以快速的进行实训，并减少实训器材的破坏，让学生真正带着在仿真中遇到的问题，有目的的实训，提高实训效果。国外，像美国的远程教育，很多就是远程实验仿真。项目设计仿真模块这是针对开发用的，如学生开发汽车防盗器，可以在电脑上先将开发的过程用3D仿真一遍，再用实训室的器材实际开发。因为学生先做了一遍，就不至于到实训室乱用，将设备损坏。也可令学生预先发现问题，在实际操作中再解决问题。实际操作模块是指学生在实训室实际动手实训或者开发。辅导答疑模块学生在仿真过程中或者在实训过程中可安排老师远程答疑。学生提问模块学生可以在网上提问，提问后老师回答，可考核老师是否及时回答问题，对学生的辅导情况。资料模块实训教材、参考资料、开发辅助资料、开发软件等等电子资料。人机交互界面模块整个软件的人机交互界面。开放式智能教学模块学生根据教学目的、内容和要求在系统提供的环境下，按设备的电子标签自主取用实训设备，及通过设备电子标签在系统中查找设备的详细资料，使用说明，开发帮助文档进行思考和学习，并将学习中遇到的问题通过文字短信或请求按钮等形式按时间的顺序向教师机提出；教师辅导形式有文字短信、语音对话、教师远程控制在线示范，并建立优先机制；系统实时记录学生提问和教师辅导内容等原始数据，将典型或普遍存在的问题以及教师的辅导信息追加到系统辅导信息库中，随着系统的运行，系统的智能信息库将不断得到充实和完善；监控系统运行时记录学生实训的有关信息和原始数据， 能以多种方式循环监视学生机的学习情况，远程控制学生机的有关操作，以便及时制止不认真完成教学任务的现象。实训预约模块在此模块中学生通过校园网或局域网上网，根据学号和密码登录实验预约系统进行预约、退约及查询，根据实训室提供的最新开放信息，选定实训项目、实训设备和合适的时间，即可成功预约。教师可以通过实训预约系统及时处理预约申请，并根据实训预约情况做好相应的准备。智能评价模块负责统计和处理在教学过程中记录的各种数据，得到学生提问次数和提问内容、教师回答和未回答次数、在不同时间段回答学生提问等情况，经分析处理后得到学生学习态度、实验完成好坏以及教师工作态度等情况，以便学校管理评估部门对学生学习好坏、教师教学态度和学校实训教学开设等情况作出定量和定性的客观评价。RFIC识别模块每一个模块均可独立在车上使用，通过电子标签一方面对实训模块进行管理，另一方面通过电子标签可以查询到每一个模块的电路和基本程序，以及相关的通信协议等设计开发的资料。以及和其他模块如何组合的研发模拟程序，使学生在组装前了解完所有的模块知识，进行模拟组装。在模拟组装过程的指导下，再进行现实组装，开发和应用。让虚拟学习环境和实际工作环境有机结合，激发学生的自主学习能力和学习兴趣。GPRS通讯模块将GPS接收模块、GPS防盗模块、车辆信号检测模块、视频传输模块的信息发送给监控中心，并接收监控中心发给各模块的指令。GPS防盗模块进行汽车断油电、设防、报警状态实车实训。[0052]GPS接收模块接收GPS信号并存储。视频传输模块采集车内视频，并将其通过GPRS模块发送到监控中心。物联网强调物品的互联，是通过各种信息传感设备将现实世界中各种物件互为连通而形成的网络。其中所有的物品都有数字化，网络化标识，方便识别，管理与共享。本实用新型从理解物联网的内涵与特征出发，基于对物联网研究现状的把握，研究物联网在构建智能化教学环境，丰富实训教学，辅助教学管理，拓展课外教学活动方面的应用。我国高等教育正在由精英教育向大众化教育转化，为适应不断扩大的办学规模和不同课程的教学需要，除增加教学资源外，最大程度地激活现有教学资源是解决教学资源紧缺的有效途径。目前，各高职院校都加大了对实训资源的投入，而且对全校的实训资源进行整合，成立相应的实训教学中心。网络化实训教学充分体现了信息化和网络化在现代实训教学中的优势，能充分尊重学生的个性化发展，能够切实实现以学生为中心，因材施教， 实现以人为本的教育理念。智能化教学模式也以网络为依托，其智能交互式网络化教学系统也是通过网络平台在教师与学生之间建立教与学的桥梁。因此，以校园网、局域网为依托，建立起网络化实训教学平台，以适应新形势实训教学环节，显得尤为重要。随着网络技术的发展，网络化实训教学模式的应用越来越广泛，实训教学网络化是教育信息化的必然趋势目前市面上没有适合物流运输监控教学的专门化教学软件，市面上的设备都是基于商业用途，用于物流车的监控，货物的监控等等，体积小，功能集成度高，设备设计复杂， 难以让学生学习到物流运输监控的核心技术。基于以上原因，把物流运输监控设备进行功能上的划分，分别做成GPS接收模块、GPS防盗模块、通讯模块、车辆开关量检查模块、视频传输模块和RFIC识别模块，各模块可独立运行，也可相互组合，完成特定的应用功能。在硬件模块化，互联化的基础上，进一步从理解物联网的内涵与特征出发，基于对物联网研究现状的把握，研究物联网在构建物流运输监控智能化教学环境，丰富物流运输监控实训教学，辅助物流运输监控教学管理，拓展物流运输监控课程设计性、综合性实训教学活动，从而调动学生学习的积极性与主动性，培养学生的创造性。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述教学平台包括实训教学平台硬件设备，所述实训教学平台硬件设备包括RFIC识别模块，所述实训教学平台硬件设备还包括智能交通控制主模块、GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS通讯模块、 车辆信号检测模块、视频传输模块，所述主模块分别与GPS接收模块、GPS防盗模块、GPRS 通讯模块、车辆信号检测模块、视频传输模块进行通信，将实训的结果在主模块的面板上显示，或所述主模块控制任意几个模块之间通过主模块的总线通信，在所述主模块的面板上显示，或所有模块都通过总线和所述主模块通信，形成一个综合的车辆监控系统，并将实训结果在所述主模块的面板上显示。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述GPRS通讯模块将GPS接收模块、GPS防盗模块、车辆信号检测模块、视频传输模块的信息发送给监控中心，并接收监控中心发给各模块的指令。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述GPS防盗模块进行汽车断油电、设防、报警状态实车实训。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述GPS接收模块接收GPS信号并存储。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，其特征在于所述视频传输模块采集车内视频，并将其通过GPRS模块发送到监控中心。
专利摘要本实用新型提供了一种基于物联网的开放式物流运输监控实训教学平台，所述教学平台包括实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备，所述实训教学平台软件系统包括系统管理模块，实训预约模块，基于物联网的实训资源智能管理模块，基于物联网的智能教学模块、智能评价模块，所述实训教学平台硬件设备为基于物联网的物流运输监控实训平台硬件设备，所述实训教学平台硬件设备包括RFIC识别模块，通过所述RFIC识别模块将所述实训教学平台软件系统和实训教学平台硬件设备联系起来。本实用新型把实训教学的各个环节从实训室有限的范围扩展至广大的网络空间，有效地解决了实训资源与公共时间的矛盾以及学生共性与个性发展的矛盾。
文档编号G09B5/08GK202167154SQ20102068455
公开日2012年3月14日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者向怀坤, 董铸荣, 袁媛 申请人:深圳职业技术学院
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