車聯網實訓室解決方案

       

互聯網+车联网实训解決方案

 

 

1. 車聯網概述

1.1 車聯網概念

車聯網(Internet of Vehicles)概念最先引申自物聯網,根據行業背景不同,對車聯網的定義也不盡相同。傳統的車聯網定義是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻等識別技術,實現在信息網絡平台上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和有效利用,並根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務的系統。

隨著車聯網技術與産業的發展,上述定義已經不能涵蓋車聯網的全部內容。

根據中國物聯網校企聯盟定義,車聯網是由車輛位置、速度和路線等信息構成的巨大交互網絡。通過GPSRFID傳感器、攝像頭圖像處理等裝置,車輛可以完成自身環境和狀態信息的采集;通過互聯網技術,所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸彙聚到中央處理器;通過計算機技術,這些大量車輛的信息可以被分析和處理,從而計算出不同車輛的最佳路線、及時彙報路況和安排信號燈周期。

根據车联网产业技术创新戰略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和車載移动互聯網爲基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-XX:车、路、行人及互聯網等)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應用。

 

1.2 車聯網技術應用領域介紹

車聯網作爲汽車行業的重要應用,已被列爲國家十二五期間的重點項目。工業和信息化部正在從産業規劃、技術標准等多方面著手,加大對車載信息服務的支持力度,以推進車聯網産業的全面鋪開。與此同時,車聯網又與北鬥/GPS衛星定位技術、RFID等技術緊密結合。在2013109日,国务院办公厅公布的《国家卫星導航产业中长期发展规划》(以下简称《规划》)中提出,以企业爲主体,以掌握核心關鍵技術、培育服务新业态、扩大市场應用、提升国际竞争力爲核心,推动中国卫星導航产业快速发展,爲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。

車作爲社會生活中交通領域的運行主體,以車爲核心的車聯網應用成爲當前行業應用的重要組成部分。

 

1-1 車聯網技術應用領域

車聯網技術的應用與推廣,可以開展城市應急管理、智能交通、城市軌道交通、城市綜合執法管理以及人身安全保障服務系統的應用。其涉獵的領域非常廣泛,包括公務車輛管理、重點車輛監控、民用運力國防動員管理,以及前面提到的城市應急指揮、智能交通、城市綜合執法管理和人身安全保障服務等領域。由此,需要的專業技能人才也將出現大量缺口——目前車聯網人才緊缺,特別是車聯網産業需要的是複合型人才,即綜合技術型人才。車聯網專業的建設,恰好可以幫助解決其人才需求問題。

一方面,學校開設的車聯網專業課程,使學生不僅能夠接受汽車電子專業知識的學習與培訓,還能同時掌握關于北鬥/GPS衛星定位技術、车联网智能终端原理及检测等技能。爲系统學習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,隨著國家車聯網技術的應用與推廣,車聯網專業技能人才可以向包含公務車輛管理、重點車輛監控、民用運力管理,以及前面提到的城市應急指揮、智能交通、城市綜合執法管理和人身安全保障服務等領域輸送。激發相關專業學生轉入車聯網行業,提高中職院校學生的就業率,促進了中職院校的招生就業工作。

1-2 車聯網發展願景

目前,車聯網實訓技術系列包含6类车型的配套教學資源包,以实训柜的形式分别展现,分爲基础版(G-CN601)和升級版(G-CN801)。其中升級版是在基礎版基礎上涵蓋汽車電路在內的實訓櫃設計。車聯網實訓櫃通過配套軟件既可獨立進行實訓項目,又可多角度融合進行實訓演練。幫助學生從感知層面、網絡層面、應用層面深入了解車聯網的技術應用,並在實操實訓中得到技能的提升。

 

2. 車聯網實訓技術方案設計

2.1 設計目標

本項目建設目標是首先是滿足衛星定位技術應用專業車聯網系統課程體系的教學需要,保證購置的實訓設備符合本專業的長遠發展與規劃,在此基礎上積極主動適應社會發展的需求,結合市場用人需求、企業關注熱點,安裝、維護、研發和服務的實訓內容,合理安排設備使用,推動專業科研、培訓、職業資格認證考試、以及其他對外服務工作,將實訓室建設、課程建設、社會需求有機結合,力爭充分和有效的利用相關專業學院的各項資源。通過車聯網實訓技術中心的實訓,能夠從教師、學校、學生三方面得到共同發展,實現階段性的建設目標:

2-1 建設目標

  • 實現學生理論知識和社會實踐的技術培訓;
  • 面向車聯網行業市場需求,培養車聯網等相關專業的技術和管理人才,促進工作就業;
  • 實現教學與科研的緊密結合;
  • 實現教學、實操、競賽爲一體的多功能仿真實訓等。

 

2.2 設計理念

考慮到學校的實際情況,致力爲學校打造一個活字版式的整体系统,学校可以根據学校现有教学实训状况和场地等条件,进行模塊式选择,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實訓功能。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應用,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。学校或用户可以根據自身需求进行自由搭配,实现實訓功能展示功能科研功能的有機結合,適應了多層次的需求!

 

2-2 理論與實踐間的過渡

認識——让学生通過感官認識车联网的表现。

理論——从认知层面學習掌握理論、原理簣D际踔丁

實操——通過實訓模型或模塊對所學原理與技術進行實踐。

演練——根據实验设计,学生通過动脑和动手提升理論与实际的紧密结合能力。

應用——以满足行业市场需求爲任务,模拟实际场景,完成應用操练,形成车联网科技戰略意識。

集成——培養學生科技創新意識,利用所學原理知識和掌握的技能訓練,形成整體戰略布局,提升知識技能系統化。

 

2.3 車聯網實訓技術中心的作用和意義

纵观国内高等职业院校对于卫星應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、廣州市高级技工学校、廣州市工贸技师学院、廣州市电子信息学校、廣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、計算機等专业基础上,先后建立起卫星定位技术應用实训室,學習车&人定位相关技术,并陆续开设专业课程,培训专业人才,爲卫星應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應用——車聯網技術學習/培训的前列;并积累了丰富的卫星應用专业建设经验。卫星定位技术應用教学实训室能以交通安全与智能控制专业、計算機應用专业爲依附,以汽车技术实训室爲學習研究场地,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、技术應用与维护的基本應用能力和软硬件研发的专业核心能力。

2013年是北鬥正式服務的第一年,收到北鬥優惠政策及産業示範工程密集出台的影響,北鬥産業園/基地的數量激增,據不完全統計,以達到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應用专业——车联网技术人才远不能满足需求,今后对卫星應用专业人才的需求将不断增加,特别是中小型北斗/GPS技术應用企业,卫星應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爲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,可根據研发、技術、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 車聯網實訓技術中心組成

車聯網實訓技術中心主要由車聯網原理實訓系列车联网應用实训系列車聯網監控調度指揮中心車聯網展示系列四大部分组成。实训室设计可根據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圖

2.4.1 車聯網原理實訓系

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(計算機)组成。

其中,原理實訓台長180厘米,寬180厘米,高75厘米,可供8名學生共同使用;車聯網原理實訓箱,平均1名学生配置一套;原理操作端(計算機)原则上1名學生配置一台。

 

2.4.5 電子沙盤系列

采用的關鍵技術校园地圖测绘、地圖美工制作、地圖引擎发布、RFID傳感、汽車遙感、電子圍欄、智能停車管理、誘導屏、路況全景測探。

電子沙盤采用北鬥高精度測繪儀器,對校園內的三維地理信息數據(三維坐標、高度、坡度、河流、道路、設施等)進行采集,采集後的數據經過專業GIS軟件的數據加工和制作,再通過專業GIS地圖引擎发布后,即可制作電子沙盤和在教学软件上进行電子沙盤的展现

2.4.6 課程設置

北斗卫星定位技术應用——車聯網教學實訓系統可用于教學、科研、學生創新項目、對外服務四個方面。

表一:設備使用課程及學時設置參考(/年)

設備使用課程

學時

班級(個)

合计(學時)

《卫星定位基础与技术應用》

40

2(交控/汽電)

80

《智能終端原理與檢測技術》

40

2(交控/汽電)

80

《卫星應用软件与系统綜合實訓》

40

2(交控/汽電)

80

《MapInfo地圖测绘技术》

40

2(交控/汽電)

80

《汽車電路基礎與定位終端安裝實訓》

28

2(交控/汽電)

56

《卫星應用行业现状与发展前景》

8

2(交控/汽電)

16

《崗前綜合實訓》

8

2(交控/汽營)

16

總計

408學時/年

       

 

3. 车联网應用实训系列

车联网應用实训系列主要由车联网應用实训柜组成,其型号爲G-CN601。實訓櫃依據《道路運輸車輛衛星定位系統車載終端技術要求》(JT/T 794)、《道路運輸車輛衛星定位系統終端通訊協議及數據格式》(JT/T 808)、《機動車運行安全技術條件》(GB7258)、《汽車行駛記錄儀》(GB/T 19056)规范要求,根據不同车辆所属类型划分爲:1车联网技术應用实训柜、2車聯網智能公交實訓櫃、3車聯網智能物流運輸實訓櫃、4车联网出租电召應用实训柜、5車聯網客運3G视频應用实训柜、6车联网运营平台(私家车)應用实训柜、7车联网实训柜模拟软件教學資源包。

3.1 车联网技术應用实训柜

配合部标一体机模拟應用实训软件使用,能够把车辆实际的情况反映到软件上面,如ACC是否啓動、發動機是否啓動、油量、以及攪拌車是左轉還是右轉等狀態顯示出來。

3.1.1 實訓目的

  • 掌握部標一體機的安裝和維護步驟;
  • 了解車輛傳感系統的運行體系和調試方式;
  • 了解車輛傳感數據采集形成格式及獲取方式;
  • 了解車輛傳感數據模擬軟件的操作方式。

 

3.2 车联网智能公交應用实训柜

 

4-1 教學資源包之车联网智能公交應用实训柜配套软硬件教学设备效果示意圖

3.2.1 實訓目的

  • 掌握設備的安裝和維護步驟;
  • 了解公交系統的運行體系和調試方式;
  • POS收費統計技術原理;
  • 了解公交车内圖像采集形成格式及获取方式;
  • 了解公交調度系統的操作方式;
  • 了解自动报站原理和應用。

3.3 车联网智能物流运输應用实训柜

4-2 教學資源包之车联网智能物流运输應用实训柜配套软硬件教学设备效果示意圖

3.3.1 實訓目的

  • 能掌握設備的安裝和維護步驟;
  • 了解物流系統的運行體系和調試方式;
  • 了解油量检测的安装原理和應用目的;
  • 了解货物及车内圖像采集形成格式及获取方式;
  • 一键導航技术的操作;
  • 了解物流調度系統的操作方式;
  • 了解行業實施方案的最終目的。

3.4 车联网出租电召應用实训柜

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、准确完成车辆监控應用的基础上,充分挖掘已有数据,爲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。

軟件提供了出租車輛定位、監控、安防、遠程控制、軌迹記錄/回放、短消息調度、語音調度、數據分析統計功能等。同時出租車系統還提供了豐富的數據分析功能:全方位的信息統計、分析,報表打印、顯示等功能。

4-3 教學資源包之车联网出租电召應用实训柜配套软硬件教学设备效果示意圖

 

3.4.1 實訓目的

  • 學會單片機最小系統電路的工作原理;
  • 學會計價器控制電路的工作原理;
  • 學會獨立鍵盤或矩陣鍵盤電路的工作原理;
  • 了解數碼管靜態顯示和動態顯示電路的工作原理;
  • 完成各個模塊的硬件連接;
  • 總結計價器控制系統的分析方法。

3.5 車聯網客運3G视频應用实训柜

 

4-4 教學資源包之車聯網客運3G视频應用实训柜配套软硬件教学设备(客车)效果示意圖

4-5 教學資源包之车联网3G视频應用实训柜配套软硬件教学设备(校车)效果示意圖

 

3.5.1 實訓目的

  • 了解校車、客車北鬥/GPS安全管理系統的原理、工作流程及作用;
  • 學會北鬥/GPS/GIS定位和状态控制报警技术等應用;
  • 通過GPRS通信網絡和北鬥/GPS技術學習如何實現安全、便捷的車輛管理;
  • 掌握解決長途客運過程實時安全監控和管理問題;
  • 學習3G技術、GPRS通信網絡和北鬥/GPS技術。

 

 

3.5.2.2 車聯網客運3G视频應用实训柜配套软硬件教学设备(客车)

1. 設計原理

系统架构原理的圖表说明,涉及到計算機软硬件技術、单片机技術、計算機网络技術、移动通信技術、GPS技術等;分別說明各種領域的技術在系統中充當的角色和作用。

介紹衛星定位技術的基礎知識和原理,了解定位數據的標准定義格式。

介紹移動通信技術GPRS3G簣D扑阃缭谙低持械膽迷恚樯苋绾味ㄒ逋ㄐ疟曜脊娣叮贫ㄐ榈幕疽蟆

3G視頻監控工作原理、WIFI工作原理、拾音器工作原理。

2. 硬件安裝

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

3. 系統調試

3G視頻監控調試步驟說明;WIFI調試步驟說明;拾音器調試步驟說明。

4. 綜合實訓

3G實時視頻監控 | 錄像回放

5. 幫助手冊

WIFI常見問題、3G视频监控常見問題、软件常见问题。

 

3.6 车联网运营平台(私家车)专业應用实训柜

 

4-6 教學資源包之车联网营运平台(私家车)专业應用实训柜配套软硬件教学设备效果示意圖

 

3.6.1 實訓目的

  • 學會安裝GPS定位車載終端、防盜設備;
  • 學會測試防盜設備的功能;
  • 學會運營平台管理系統的使用;
  • 了解定位車載終端的多種形式;
  • 掌握如何使用繼電器。

 

3.6.2 實訓項目

序號

實驗內容/名稱

對應核心課程

1

防盜設備的安裝與調試實驗

  • 單片機最小系統電路工作原理
  • 計價器控制電路工作原理
  • 油量檢測原理及安裝
  • 汽車電路原理
  • 智能終端檢測原理
  • GPS/北鬥智能終端的安裝與調試
  • 傳感器的原理与應用

2

車載DVD的安裝與調試實驗

3

模擬私家車定時定位跟蹤實驗

4

遠程鎖車、禁止車輛啓動操作實驗

5

監聽車內情況實驗

6

短信查車實驗

7

語音電話操作實驗

8

 

9

 

10

 

 

1. 設計原理

系统架构原理的圖表说明,涉及到計算機软硬件技術、单片机技術、計算機网络技術、移动通信技術、GPS技術等;分別說明各種領域的技術在系統中充當的角色和作用。

介紹衛星定位技術的基礎知識和原理,了解定位數據的標准定義格式。

介紹移動通信技術GPRS3G簣D扑阃缭谙低持械膽迷恚樯苋绾味ㄒ逋ㄐ疟曜脊娣叮贫ㄐ榈幕疽蟆

導航仪工作原理、一键通工作原理、电子狗工作原理。

2. 硬件安裝

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

3. 系統調試

導航仪调试步骤说明;一键通调试步骤说明;电子狗调试步骤说明。

4. 綜合實訓

模拟導航 | 一键通自主導航

5. 幫助手冊

一键通常見問題、導航仪常見問題、软件常见问题。

 

3.7.2 软件教學資源包之智能公交模拟應用软件

智能公交模擬軟件主要功能包括運營監控,線路排班,線路下發,模擬調度,報表統計。

智能公交软件需要搭配公交车专用终端,通過智能公交软件把线路名稱,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。

能夠實時的看到當前公交線路的一個詳細情況,如有多少公交車上行,多少公交車下行,去到哪一個站,全部都一清二楚。

4-8 教學資源包之智能公交應用配套软件(路线下发)教学效果示意圖

4-9 教學資源包之智能公交應用配套软件(模拟调度)教学效果示意圖

 

3.7.3 软件教學資源包之智能物流模拟應用软件

智能物流模擬軟件主要功能包括,線路規劃,線路繪制,模擬發車,實時定位,軌迹回放,訂單管理等。

智能物流软件可以根據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 教學資源包之智能物流應用配套软件(线路规划)教学效果示意圖

 

能夠對物流車輛進行實時定位並且顯示當前車輛的油量,車門狀態,ACC發動機狀態等。

4-14 教學資源包之智能物流應用配套软件(车辆实时定位)教学效果示意圖

 

3.7.4 软件教學資源包之出租电召模拟應用软件

出租車電召系統主要功能包括,遠程監聽,發送廣告,發送調度,拍照,軌迹回放,實時定位,統計報表等功能。

能够通過一键拨号与客服中心进行联系,也可以通過远程监听与出租车进行通话。

 

 

3.7.5 软件教學資源包之3G视频监控應用软件

3G视频监控應用模拟软件通過WIFI3G 實現遠程實時監控、錄像下載、參數配置、遠程升級、遠程控制等數據通訊。

4-18 教學資源包之3G视频监控應用配套软件(视频监控)教学效果示意圖

 

3.7.6 软件教學資源包之运营平台應用软件

運營平台的私家車專用終端能夠對車輛起到防盜的作用,大致可以分爲中控锁开/關、斷油電。

4-20 教學資源包之运营平台應用配套软件(中控锁开锁)教学效果示意圖

 

 

 

3.7.7 软件教學資源包之电子教程

系統帶有各科目的電子教材,教材是以電子書的形式呈現出來,只要輕輕觸摸就能自動翻頁。

4-23 教學資源包之电子教程教学效果示意圖

 

 

3.7.8 软件教學資源包之上机试题

老師能夠自己創建一個試題庫,在根據学生的水平定义试题的难度对学生进行考核。

4-24 教學資源包之电子教程(试题库)教学效果示意圖

 

 

 

3.8 電子沙盤系列

電子沙盤系列采用北鬥高精度測繪儀器,對校園內的三維地理信息數據(三維坐標、高度、坡度、河流、道路、設施等)進行采集,采集後的數據經過專業GIS軟件的數據加工和制作,再通過專業GIS地圖引擎发布后,即可制作電子沙盤和在教学软件上进行電子沙盤的展现。其功能設置如下:

1RFID定位功能

在室内的环境下,通過RFID传感技术代替卫星定位技术对電子沙盤上的汽车模型进行位置跟踪和定位,通過遥感技术对汽车模型进行行驶和停止的控制;

2、電子圍欄功能

在電子沙盤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、智能停車管理功能

對校園內的停車場進行智能管理,顯示當前的已停車位和空停車位,以及空停車位的地點;

4-26

4、智能路況信息功能

對校園內的車輛出行進行智能誘導,天氣發生變化時,提醒霧大、地面路滑注意安全;

5360度全車影像視頻監控功能

電子沙盤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。

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