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車聯網實訓室解決方案

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互聯網+車聯網實訓解決方案

 

 

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,實現在信息網絡平臺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,并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。

隨著車聯網技術與產業的發展,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匯聚到中央處理器;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、及時匯報路況和安排信號燈周期。

根據車聯網產業技術創新戰略聯盟的定義,車聯網是以車內網、車際網和車載移動互聯網為基礎,按照約定的通信協議和數據交互標準,在車-XX:車、路、行人及互聯網等)之間,進行無線通訊和信息交換的大系統網絡,是能夠實現智能化交通管理、智能動態信息服務和車輛智能化控制的一體化網絡,是物聯網技術在交通系統領域的典型應用。

 

1.2 車聯網技術應用領域介紹

車聯網作為汽車行業的重要應用,已被列為國家十二五期間的重點項目。工業和信息化部正在從產業規劃、技術標準等多方面著手,加大對車載信息服務的支持力度,以推進車聯網產業的全面鋪開。與此同時,車聯網又與北斗/GPS衛星定位技術、RFID等技術緊密結合。在2013109日,國務院辦公廳公布的《國家衛星導航產業中長期發展規劃》(以下簡稱《規劃》)中提出,以企業為主體,以掌握核心關鍵技術、培育服務新業態、擴大市場應用、提升國際競爭力為核心,推動中國衛星導航產業快速發展,為經濟社會可持續發展提供支撐。該《規劃》的出臺,大大推動了車聯網的快速發展。

車作為社會生活中交通領域的運行主體,以車為核心的車聯網應用成為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,特別是車聯網產業需要的是復合型人才,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斗/GPS衛星定位技術、車聯網智能終端原理及檢測等技能。為系統學習車聯網行業知識與技能打下了堅實的基礎,提高了專業人才的培養效率。

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 車聯網發展愿景

目前,車聯網實訓技術系列包含6類車型的配套教學資源包,以實訓柜的形式分別展現,分為基礎版(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柜設計。車聯網實訓柜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,并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、競賽為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,致力為學校打造一個活字版式的整體系統,學校可以根據學校現有教學實訓狀況和場地等條件,進行模塊式選擇,既可以考慮系統的種類,也可以考慮每個系統的數量,均不影響每個系統的實訓功能。每一個實訓系列里面包含了多個子系統或設備,這些子系統既可以單獨應用,又可以跟本系列的有關系統聯合使用,而且每個系列之間的設備也可以融合使用。學校或用戶可以根據自身需求進行自由搭配,實現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——讓學生通過感官認識車聯網的表現。

理論——從認知層面學習掌握理論、原理和技術知識。

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——根據實驗設計,學生通過動腦和動手提升理論與實際的緊密結合能力。

應用——以滿足行業市場需求為任務,模擬實際場景,完成應用操練,形成車聯網科技戰略意識。

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

縱觀國內高等職業院校對于衛星應用技術人才培養方面,我們領先取得了初步的成績:先后在廣東省內,與深圳職業技術學院、廣東交通職業技術學院、廣州市高級技工學校、廣州市工貿技師學院、廣州市電子信息學校、廣州市交通運輸職業學校、從化職業技術學校等中高職院校,在院校已有的汽車、交通、計算機等專業基礎上,先后建立起衛星定位技術應用實訓室,學習車&人定位相關技術,并陸續開設專業課程,培訓專業人才,為衛星應用行業產業輸送了大批專業人才。走在了同行業內與中高職院校建設衛星定位技術應用——車聯網技術學習/培訓的前列;并積累了豐富的衛星應用專業建設經驗。衛星定位技術應用教學實訓室能以交通安全與智能控制專業、計算機應用專業為依附,以汽車技術實訓室為學習研究場地,享有了更多的發展優勢。該實訓室能夠培養學生衛星定位技術原理、技術應用與維護的基本應用能力和軟硬件研發的專業核心能力。

2013年是北斗正式服務的第一年,收到北斗優惠政策及產業示范工程密集出臺的影響,北斗產業園/基地的數量激增,據不完全統計,以達到18家之多,園區建設火熱進行中。產業的發展更是離不開人才的需求。各企業招聘的各類專業人才中,汽車專業人才特別是衛星應用專業——車聯網技術人才遠不能滿足需求,今后對衛星應用專業人才的需求將不斷增加,特別是中小型北斗/GPS技術應用企業,衛星應用專業中高級技術人才非常緊缺,企業殷切期望職業學校能盡快地為他們培養大量的掌握該技術的專業人才。

車聯網實訓技術中心的建設具有重要意義,可根據研發、技術、運營、測繪、商務等這五個方向的工作內容特點與技術要求,幫助學生進行職業生涯規劃:

 

 

 

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車聯網應用實訓系列車聯網監控調度指揮中心車聯網展示系列四大部分組成。實訓室設計可根據院校課室實際情況量身定制。

2-3 車聯網實訓技術中心整體規劃圖

2.4.1 車聯網原理實訓系

車聯網原理實訓區主要包括原理實訓臺、車聯網原理實訓箱、原理操作端(計算機)組成。

其中,原理實訓臺長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名學生配置一套;原理操作端(計算機)原則上1名學生配置一臺。

 

2.4.5 電子沙盤系列

采用的關鍵技術校園地圖測繪、地圖美工制作、地圖引擎發布、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。

電子沙盤采用北斗高精度測繪儀器,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,采集后的數據經過專業GIS軟件的數據加工和制作,再通過專業GIS地圖引擎發布后,即可制作電子沙盤和在教學軟件上進行電子沙盤的展現

2.4.6 課程設置

北斗衛星定位技術應用——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)

合計(學時)

《衛星定位基礎與技術應用》

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

《衛星應用軟件與系統綜合實訓》

40

2(交控/汽電)

80

《MapInfo地圖測繪技術》

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

《衛星應用行業現狀與發展前景》

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. 車聯網應用實訓系列

車聯網應用實訓系列主要由車聯網應用實訓柜組成,其型號為G-CN601。實訓柜依據《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)規范要求,根據不同車輛所屬類型劃分為:1車聯網技術應用實訓柜、2車聯網智能公交實訓柜、3車聯網智能物流運輸實訓柜、4車聯網出租電召應用實訓柜、5車聯網客運3G視頻應用實訓柜、6車聯網運營平臺(私家車)應用實訓柜、7車聯網實訓柜模擬軟件教學資源包。

3.1 車聯網技術應用實訓柜

配合部標一體機模擬應用實訓軟件使用,能夠把車輛實際的情況反映到軟件上面,如ACC是否啟動、發動機是否啟動、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 車聯網智能公交應用實訓柜

 

4-1 教學資源包之車聯網智能公交應用實訓柜配套軟硬件教學設備效果示意圖

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;
  • 了解公交車內圖像采集形成格式及獲取方式;
  • 了解公交調度系統的操作方式;
  • 了解自動報站原理和應用。

3.3 車聯網智能物流運輸應用實訓柜

4-2 教學資源包之車聯網智能物流運輸應用實訓柜配套軟硬件教學設備效果示意圖

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;
  • 了解油量檢測的安裝原理和應用目的;
  • 了解貨物及車內圖像采集形成格式及獲取方式;
  • 一鍵導航技術的操作;
  • 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 車聯網出租電召應用實訓柜

出租車系統繼承車輛監控系統的所有優點,專門針對出租車行業進行。在高效、準確完成車輛監控應用的基礎上,充分挖掘已有數據,為學生提供一個全面的監設計控、調度、數據分析系統,直接提高了學生對出租車系統的了解。

軟件提供了出租車輛定位、監控、安防、遠程控制、軌跡記錄/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 教學資源包之車聯網出租電召應用實訓柜配套軟硬件教學設備效果示意圖

 

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視頻應用實訓柜

 

4-4 教學資源包之車聯網客運3G視頻應用實訓柜配套軟硬件教學設備(客車)效果示意圖

4-5 教學資源包之車聯網3G視頻應用實訓柜配套軟硬件教學設備(校車)效果示意圖

 

3.5.1 實訓目的

  • 了解校車、客車北斗/GPS安全管理系統的原理、工作流程及作用;
  • 學會北斗/GPS/GIS定位和狀態控制報警技術等應用;
  • 通過GPRS通信網絡和北斗/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通信網絡和北斗/GPS技術。

 

 

3.5.2.2 車聯網客運3G視頻應用實訓柜配套軟硬件教學設備(客車)

1. 設計原理

系統架構原理的圖表說明,涉及到計算機軟硬件技術、單片機技術、計算機網絡技術、移動通信技術、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,了解定位數據的標準定義格式。

介紹移動通信技術GPRS3G和計算網絡在系統中的應用原理,介紹如何定義通信標準規范,制定協議的基本要求。

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視頻監控接線圖、安裝步驟說明、功能介紹;WIFI接線圖、安裝步驟說明、功能介紹;拾音器接線圖、安裝步驟說明、功能介紹。

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視頻監控常見問題、軟件常見問題。

 

3.6 車聯網運營平臺(私家車)專業應用實訓柜

 

4-6 教學資源包之車聯網營運平臺(私家車)專業應用實訓柜配套軟硬件教學設備效果示意圖

 

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;
  • 學會運營平臺管理系統的使用;
  • 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/北斗智能終端的安裝與調試
  • 傳感器的原理與應用

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、禁止車輛啟動操作實驗

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

系統架構原理的圖表說明,涉及到計算機軟硬件技術、單片機技術、計算機網絡技術、移動通信技術、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,了解定位數據的標準定義格式。

介紹移動通信技術GPRS3G和計算網絡在系統中的應用原理,介紹如何定義通信標準規范,制定協議的基本要求。

導航儀工作原理、一鍵通工作原理、電子狗工作原理。

2. 硬件安裝

導航儀接線圖、安裝步驟說明、功能介紹; 一鍵通接線圖、安裝步驟說明、功能介紹;電子狗接線圖、安裝步驟說明、功能介紹。

3. 系統調試

導航儀調試步驟說明;一鍵通調試步驟說明;電子狗調試步驟說明。

4. 綜合實訓

模擬導航 | 一鍵通自主導航

5. 幫助手冊

一鍵通常見問題、導航儀常見問題、軟件常見問題。

 

3.7.2 軟件教學資源包之智能公交模擬應用軟件

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。

智能公交軟件需要搭配公交車專用終端,通過智能公交軟件把線路名稱,線路站點,進站語音,出站語音,以及上行下行下發到硬件上面,公交車去到指定的站點就會自動的進行語音播報。

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軟件(路線下發)教學效果示意圖

4-9 教學資源包之智能公交應用配套軟件(模擬調度)教學效果示意圖

 

3.7.3 軟件教學資源包之智能物流模擬應用軟件

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,軌跡回放,訂單管理等。

智能物流軟件可以根據起始地目的地以及你需要的行車方案規劃好一條特定的路線。

4-10 教學資源包之智能物流應用配套軟件(線路規劃)教學效果示意圖

 

能夠對物流車輛進行實時定位并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軟件(車輛實時定位)教學效果示意圖

 

3.7.4 軟件教學資源包之出租電召模擬應用軟件

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,軌跡回放,實時定位,統計報表等功能。

能夠通過一鍵撥號與客服中心進行聯系,也可以通過遠程監聽與出租車進行通話。

 

 

3.7.5 軟件教學資源包之3G視頻監控應用軟件

3G視頻監控應用模擬軟件通過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視頻監控應用配套軟件(視頻監控)教學效果示意圖

 

3.7.6 軟件教學資源包之運營平臺應用軟件

運營平臺的私家車專用終端能夠對車輛起到防盜的作用,大致可以分為中控鎖開/關、斷油電。

4-20 教學資源包之運營平臺應用配套軟件(中控鎖開鎖)教學效果示意圖

 

 

 

3.7.7 軟件教學資源包之電子教程

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 教學資源包之電子教程教學效果示意圖

 

 

3.7.8 軟件教學資源包之上機試題

老師能夠自己創建一個試題庫,在根據學生的水平定義試題的難度對學生進行考核。

4-24 教學資源包之電子教程(試題庫)教學效果示意圖

 

 

 

3.8 電子沙盤系列

電子沙盤系列采用北斗高精度測繪儀器,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,采集后的數據經過專業GIS軟件的數據加工和制作,再通過專業GIS地圖引擎發布后,即可制作電子沙盤和在教學軟件上進行電子沙盤的展現。其功能設置如下:

1RFID定位功能

在室內的環境下,通過RFID傳感技術代替衛星定位技術對電子沙盤上的汽車模型進行位置跟蹤和定位,通過遙感技術對汽車模型進行行駛和停止的控制;

2、電子圍欄功能

在電子沙盤上規劃電子圍欄區域(人員密集區、時間段密集區、限速區),當汽車模型在某個時間段進入到某個區域內時進行提醒,注意行駛和路人安全;

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;

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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

電子沙盤安裝路況全景云臺測探設備,對校園內的路況信息進行視頻監控。

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