移动互联网嵌入式物联网人工智能创新实验室：智慧工厂工程实训平台

智慧工厂数据平台建设方案（智慧工厂智慧大脑）随着科技的不断进步和工业化的迅速发展，传统的制造业正逐渐向智慧工厂转型。

智慧工厂通过数字化、网络化和智能化的方式，将传统工厂转变为一个高度自动化、智能化、灵活化和可持续发展的现代化制造体系。

而在智慧工厂的建设中，数据平台是其重要的组成部分，它扮演着连接各个智能设备和系统的纽带，负责数据采集、存储、处理和分析等重要功能。

一、数据平台的概述智慧工厂数据平台是一个集成化、协同化的信息管理平台，其目标是对工厂内各个环节的生产数据进行综合管理和分析，以提升生产效率、降低成本、改善产品质量和促进企业的可持续发展。

在智慧工厂数据平台中，智慧大脑是核心部件，负责数据的采集、存储和处理，同时通过人工智能算法进行分析和决策，为工厂管理者提供合理的生产计划和决策依据。

二、数据采集与传输智慧工厂中的各类设备和传感器负责数据的采集和传输，通过物联网技术实现与数据平台的连接。

数据采集和传输的过程需要确保数据的准确性、实时性和安全性，以便后续的数据处理和分析。

在设计数据采集策略的过程中，要考虑设备的类型和数量，确定采集的频率和方式，并制定相应的数据传输协议和安全策略。

三、数据存储与管理智慧工厂数据平台需要具备大容量、高可靠性和可扩展性的数据存储系统。

数据存储的方式可以选择关系型数据库、分布式数据库或者云存储等，具体取决于企业的需求和预算。

此外，对于工厂内产生的大量数据，还需要制定合理的数据管理策略，包括数据的备份、存档和清理等，以确保数据的完整性和可用性。

四、数据处理与分析数据处理和分析是智慧工厂数据平台的核心功能之一，它通过应用数据挖掘、机器学习和人工智能等技术，从海量的工厂数据中提取有用的信息和知识，并为决策者提供实时的数据分析报告。

数据处理与分析的过程包括数据清洗、数据预处理、特征提取和模型构建等步骤。

通过对数据进行分析，可以发现潜在的问题和趋势，帮助企业快速做出正确的决策。

基于物联网的智慧工厂设计与实现随着物联网技术的不断发展，智慧化生产已成为工业界所推崇的趋势，其中智慧工厂成为了众多企业关注的焦点。

什么是智慧工厂？它是基于物联网、人工智能、云计算等技术的一种生产模式，它将生产过程和信息技术完美结合起来，实现了生产全电子化和信息全优化的目标。

那么，如何设计和实现智慧工厂呢？第一，智慧工厂的建设需要全面规划。

一个合理和科学的规划，可以避免后期频繁修改和调整，也可提高工厂的生产效率和质量。

规划的过程包括技术选型和流程设计两个方面。

在技术选型方面，需要根据企业的需要，选择符合自身情况的物联网技术和平台，如阿里云、AWS等。

在流程设计方面，则需要对现有企业流程进行分析和优化，实现生产全过程的数字化与自动化。

第二，智慧工厂的建设需要有专业的技术团队。

智慧工厂建设涉及多个领域，包括人工智能、大数据、工业控制、软件开发等，因此需要一个专业的技术团队来实现。

企业可以自行组建技术团队，也可以选择寻找专业的第三方公司来合作。

需要注意的是，技术团队需要具备优秀的软件编程能力和现场设备调试能力等基本技能，同时要熟悉生产过程中的各种设备和流程，保证系统能够完美配套、运转。

第三，智慧工厂的建设需要实现信息的全面采集和管理。

通过物联网技术连接各种设备和生产线，实现数据的全面采集和处理，保证实时和准确的数据。

企业需要设计一套完整的信息采集和管理系统，实现对生产过程的实时监控和分析，便于管理层和技术人员进行优化和调整。

第四，智慧工厂的建设需要考虑安全性问题。

物联网技术的应用涉及到数据传输和存储等多个环节，因此安全性问题需要高度重视。

智慧工厂的建设需要从物理和网络两个方面考虑安全风险，需要采取合理的措施加强安全保障，如数据加密、安全检测等。

在智慧工厂的日常运行中，也需要保证设备的稳定性和安全性，同时注意杜绝人为因素的干扰和损害。

智慧工厂的建设需要在技术选型、流程设计、数据采集与管理、安全保障等多个方面精心打造，建设者需要有耐心和细心，将企业的实际需求与技术手段相结合，打造一个真正智能的生产系统。

一、实训背景随着工业4.0和智能制造的快速发展，智慧工厂成为了企业提升生产效率、降低成本、增强竞争力的关键。

为了让学生深入了解智慧工厂的设计与实施，我们开展了智慧工厂方案设计实训。

本次实训旨在通过模拟真实工业生产环境，让学生掌握智慧工厂的设计理念、关键技术以及实施方法。

二、实训目标1. 理解智慧工厂的概念、发展历程及未来趋势。

2. 掌握智慧工厂的设计原则、关键技术及实施方法。

3. 熟悉智慧工厂中各个模块的功能及其相互关系。

4. 提高学生的创新能力和团队协作能力。

三、实训内容1. 智慧工厂概述实训首先介绍了智慧工厂的定义、特点和发展历程，使学生了解智慧工厂的背景和重要性。

2. 智慧工厂设计原则结合实际案例，讲解了智慧工厂设计的原则，如模块化设计、标准化设计、智能化设计等。

3. 智慧工厂关键技术介绍了智慧工厂中的关键技术，包括：- 物联网技术：实现设备、人员、物料等信息实时采集与传输。

- 大数据分析技术：对生产数据进行挖掘和分析，为生产优化提供依据。

- 云计算技术：提供弹性计算资源，支持智慧工厂的运营管理。

- 人工智能技术：实现生产过程的智能化控制。

4. 智慧工厂模块设计详细讲解了智慧工厂的各个模块设计，包括：- 生产执行系统：实现生产过程的实时监控与控制。

- 物流仓储系统：实现物料的智能化仓储与配送。

- 能源管理系统：实现能源的优化利用。

- 质量管理系统：实现产品质量的实时监控与追溯。

5. 智慧工厂实施方法讲解了智慧工厂的实施方法，包括：- 需求分析：明确智慧工厂的建设目标和需求。

- 方案设计：制定智慧工厂的总体设计方案。

- 设备选型：选择合适的设备和技术。

- 系统集成：将各个模块进行集成，实现智慧工厂的整体功能。

- 试运行与优化：对智慧工厂进行试运行，并根据实际情况进行优化。

四、实训过程1. 分组讨论学生分成小组，针对实训内容进行讨论，提出自己的设计方案。

2. 模拟实施每个小组根据设计方案，模拟智慧工厂的实施过程，包括设备选型、系统集成等。

1.1物联网综合开发平台
1.1.1图文介绍
●基本介绍：
物联网综合开发平台（xLab-BaseKits）是中智讯公司开发的一款信息类学科的综合型实验设备，是基于物联网等新工科技术改革而设计的实验平台。

物联网综合开发平台打破了传统以硬件平台来定义实验的困局，创新性的从专业学科建设角度来重新定义产品，让课程来定义实验，让实验来定义设备，能够配合专业教材完成全部的专业核心课程实验。

●组成部分：
物联网综合开发平台主要硬件功能如下：
感知层单元：C51单片机最小系统、ARM Cortex-M3/M4嵌入式最小系统、采集类传感器、控制类传感器、安防类传感器、显示类传感器、识别类传感器、创意类传感器等。

传感网单元：CC2530 ZigBee传感网系统、CC2540 蓝牙BLE传感网系统、CC3200 Wi-Fi传感网系统、LoRa传感网系统、NB-IOT传感网系统、4G LTE传感网系统等。

智能网关单元：采用高性能ARM 架构，外设：3G/4G、GPS/BDS、Wi-Fi、蓝牙、摄像头、NFC…
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1.1.3课程资源
物联网综合开发平台与中智讯开发的专业教材配套，可以满足物联网工程专业全部的专业核心课程及专业方向课程的教学、实验和实训需求，包括：《单片机与传感器》、
《单片机与
传感器》
《嵌入式接
口技术》
《物联网识别技术》
《物联网短距离无线通
信》
《物联网长距离无线通
信》
《Android 应用技术》
《Web应用
技术》
《基于Linux的智能网关技
术》。

1.1智联网工程实训平台
1.1.1图文介绍
基本介绍：
智联网工程实训平台（ZC-FwsPlat）是一款人工智能和智联网工程综合教学实训平台，包含了完整的智联网架构，包括：感知层、网络层、应用层实例的实验实训设备。

它以创新性的项目实践网板为基础环境，提供智能家居、智能农业、智能安防、智能医疗、城市环境、智慧工厂、智能考勤等实践组件包，每个实践组件包能够完成一个完整的物联网应用实训案例。

学生可以使用组件包、线材、接插件、软件资源，从零开始，自由设计各种类型的人工智能和物联网应用项目，为学生提供一个良好的创新实践、课程设计、毕业设计环境。

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●组成部分：
实训平台针对智联网的应用实训提供以下软硬件支撑：
1）智云基础硬件：包含智云网关、智云节点构成，覆盖无线传感网、ZigBee无线通信、Wi-Fi无线网络、3G无线通信、Android移动开发、嵌入式开发、传感器技术、执行控制、HTML5 web开发、JavaScript等技术；
●实验截图：
《物联网工程规划/应用实训》
《物联网综合设计》。

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1.1 嵌入式综合实验平台（AI ）
1.1.1 图文介绍
● 基本介绍：
嵌入式综合实验平台（AI ）（AI-EMB ）是中智讯公司开发的一款信息类学科的嵌入式实验教学平台，是基于新工科技术改革而设计的实验平台。

实验平台以课程入手，展开嵌入式基础课程和实验的学习，包括：嵌入式Linux 系统移植、驱动设计、应用设计、Ai 综合案例等课程等。

●
组成部分：
嵌入式综合实验平台（AI ）主要硬件功能如下：
智能边缘计算网关：智能边缘计算网关采用工业级铝合金一体屏设计，AI 最强嵌入式边缘计算处理器RK3399，4G+16G 内存配置，10寸高清电容屏，运行ubuntu 、ROS 、android 多操作系统系统，能够完成人工智能视觉、语言、机器控制、嵌入式Linux 等课程的教学和实验实践。

嵌入式外设模块：嵌入式外设模块采用ARM Cortex-H7/M4、RISC-V AI处理器，内置microPython操作系统，能够直接执行Python程序，实现语法教学、嵌入式控制、上位机编程、AI视觉应用等知识的教学和实训。

实验截图：
《基于Linux的智能网关技
术》
《Python应用技术》。

一、实训背景随着科技的不断发展，智能化工厂已成为制造业发展的必然趋势。

为了更好地适应这一趋势，提高自身在智能制造领域的专业素养，我参加了为期两周的智能化工厂实训。

本次实训旨在通过实际操作，深入了解智能化工厂的生产流程、设备操作、控制系统等方面，为今后从事相关工作奠定基础。

二、实训内容1. 智能化工厂概述（1）智能化工厂的定义：智能化工厂是指利用现代信息技术、自动化技术、网络技术等手段，实现生产过程的自动化、智能化和集成化，以提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量的现代化工厂。

（2）智能化工厂的特点：智能化工厂具有高度自动化、信息化、柔性化、智能化等特点。

2. 智能化工厂的生产流程（1）原材料准备：智能化工厂采用自动化设备进行原材料准备，如自动上料、自动切割等。

（2）生产过程：智能化工厂的生产过程主要依靠自动化生产线完成，包括焊接、装配、检测等环节。

（3）物流配送：智能化工厂采用自动化物流系统，实现生产物料、半成品、成品的高效配送。

（4）品质控制：智能化工厂通过自动化检测设备，对产品进行实时、全面的品质控制。

3. 智能化工厂的设备操作（1）自动化设备：智能化工厂的自动化设备包括机器人、数控机床、自动化检测设备等。

（2）设备操作：实训过程中，我学习了自动化设备的操作方法，掌握了设备维护和故障排除的基本技能。

4. 智能化工厂的控制系统（1）PLC控制：PLC（可编程逻辑控制器）是智能化工厂的核心控制系统，负责对生产过程进行实时监控和控制。

（2）MES系统：MES（制造执行系统）是智能化工厂的信息化管理平台，负责生产计划、调度、跟踪、分析等功能。

5. 智能化工厂的实训项目（1）自动化生产线搭建：实训过程中，我参与了自动化生产线的搭建，熟悉了生产线的设计、安装和调试过程。

（2）机器人编程：学习了机器人编程技术，掌握了机器人路径规划、坐标设置、程序编写等技能。

（3）PLC编程：学习了PLC编程技术，掌握了PLC编程软件的使用方法和编程技巧。

智能工厂实验平台培养中国制造生力军
佚名
【期刊名称】《现代制造》
【年(卷),期】2017(000)006
【摘要】《中国制造2025》战略给机械工业提出了前所未有的挑战，同时也为机械工业的未来发展指明了方向。

新形势造就了新的生产模式，这必将导致新的商业模式、管理模式、食业组织模式以及人才需求的巨大变化。

作为农机装备制造领域高端人才培养的摇篮，某大学始终以专业人才培养为己任，时刻保持与国际农机装备制造先进水平看齐。

在迈入制造新时代之际，他们与北京绅名科技有限公司携手，搭建了国内首条教育示范用“农机装备智能工厂实验平台”，为中国农机装备制造向高端制造转型奠定了良好基础。

【总页数】2页(P30-31)
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.智能工厂仿真实训平台的构建与ERP人才的培养 [J], 应玉龙;陈丹儿
2.面向"互联网+"与"中国制造2025"创新人才培养改革与实践——北京邮电大学"
物流工程(邮政快递智能工程)"实验班探索 [J], 刘晓平;陈士燕;任维政
3.现代教育技术的生力军——谈现代教育技术实验中的教师培养 [J], 张振西
4.“中国制造2025”背景下智能制造人才培养服务平台构建研究 [J], 向艳芳;刘
苗
5.建设创新实验平台,培养创新型后备人才——以成都华西中学高中理科创新实验平台建设为例 [J], 文波;李凌霄;魏灵真;刘衍玲
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工业网络-工业物联网-工业互联网技术实验室建设方案目录1工业网络-工业物联网-工业互联网技术实验室 .................................... - 3 -1.1总体规划............................................................ - 3 -1.2实验设备............................................................ - 3 -1.2.1产品介绍........................................................ - 3 -1.2.2产品形态........................................................ - 4 -1.2.3产品功能........................................................ - 5 -1.2.4产品特性........................................................ - 7 -1.2.5产品详解....................................................... - 16 -1.2.6实训项目....................................................... - 29 -1工业网络-工业物联网-工业互联网技术实验室1.1总体规划工业网络-工业物联网-工业互联网技术实验室主要用于对智能传感与测试技术、工业网络技术、工业物联网技术应用、工业互联网技术应用等核心课程的知识点学习，能够服务于相关课程的实验和实训需求。

核心课程主要针对学科基础技术的培养，掌握对智能传感与测试技术、工业网络技术、工业物联网技术应用、工业互联网技术应用的配置、维护和开发，接入等知识。

工业互联网AI智能制造实训室建设方案在当前工业互联网发展的浪潮中，人工智能技术正在成为推动智能制造的重要支撑力量。

建设工业互联网AI智能制造实训室，是一项非常重要的任务。

本文主要从以下几个方面进行分步骤阐述。

一、建立实训室的目的和意义实训室的建设应该从具体的目的出发。

以大学生为主要对象，意在提升学生的技能水平，掌握工业互联网技术和人工智能知识，为中国制造的转型升级做出贡献。

同时，实训室建设有利于加强学校与企业的合作，提高学生的就业竞争力和企业的生产效率，促进区域经济的发展。

二、实训室的设计和建设在实训室的设计过程中，需要考虑到实际使用的需求。

实训室要拥有完备的硬件设施和软件系统，例如工业物联网设备、工业3D打印设备、PLC控制系统等。

此外，还需要安装数据中心，搭建云计算平台和人工智能算法库，以满足学生进行大规模数据的处理和AI技术探究。

考虑到实践操作的重要性，实训室也应该配备完备的各种实验器材和设施，如工业机器人、自动化生产线、智能检测设备等。

三、实训室的教学内容和实践方案实训室的教学内容和实践方案应该以实际应用为导向，通过项目实践和实际操作等方式来让学生掌握工业互联网和AI技术。

例如可安排学生进行项目研发，涉及到制造领域的各个环节，如设计、生产、检测等。

同时，也需开设案例教学，引导学生运用工业互联网技术和AI算法解决工业领域实际问题。

四、实训室的监控和维护一旦实训室建设完毕，就需要建立完善的监控和维护机制确保设备的正常运行和学生的实践操作。

可以利用IoT技术监控实验室设备的运行状态、数据流的传输和存储情况，防止数据泄漏和损坏。

另外，为实训室建立专门的管理和维护团队，定期更新设备和软件系统，同时定期进行各类培训和考核。

以上就是一个完整的工业互联网AI智能制造实训室建设方案，从目的意义、设备设计、教学方案等多个方面来优化实验室的设计。

企业和学校都可参考这个建设方案，确保实践教学质量的提高，推进更加高效、智能的制造生产。

1.1智联网创意实训平台
1.1.1图文介绍
基本介绍：
智联网创意实训平台（ZI-IHDPlat）是一款针对于高校智能硬件产品设计教学及科研推出的一系列综合创意平台，它是在完成智联网核心课程知识点的技术上，做纵向技术延伸，通过创新思维对传统设备进行物联网功能技术升级。

适用对象：人工智能、嵌入式、物联网、移动互联网等学科的创新类实训课程。

该平台由实训台形式展现，采用自带电池的可拆卸智能板卡完成各种智能产品项目实训。

同时以智能产品核心硬件构成的通用原理机，可以学习课程所必须的基础知识点，也可发散学生思维，构建个性化的智能产品项目。

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组成部分：
智联网创意实训平台主要包含以下软硬件构成：智能网关/应用终端、原型板卡、智项目板卡。

1）智能网关/应用终端：默认采用ARM Cortex-A9处理器，10.1寸电容屏，运行Android-4.4操作系统，主要完成智能产品中网关和应用的开发和学习，包含：嵌入式Linux操作系统、M2M物联网网关技术、移动应用技术。

2）原型板卡：原型板卡包含主流智能硬件产品的最小系统单元，主要完成智能产品设备端的开发和学习，包含：ARM Cortex-M4 STM32F407嵌入式最小系统、2.8寸LCD、ZigBee、Wi-Fi、BLE、GPRS、GPS等单元，能够设计智能无线微控制器设备及相关编程开发调试技术。

3）项目卡板：根据实际的智能产品进行器件选型，通过教学项目板卡的方式展现出来。

项目板卡采用宫格的硬件布局，让学生更易理解。

项目包括：运动手环、智能手表、健康腕带、创意水杯、体脂体重秤、绿色家居、共享单车、自动售货机等。

1.1.2产品参数
《智能产品开发与设
计》。

智慧实训:现代物流实训室解决方案一、物流实训室建设目标经过多年企业解决方案建设一个完整的物流实训室，可进行各种无线传感器网络、无线射频等教学实验，能够模拟典型物流、生产制造和自动化仓储等实际应用，同时也可以作为其他相关多个学科的实训基地。

建设一个教学研发的统一实训平台，集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体，围绕物联网主题,同时兼顾当前主流技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，既可满足日常教学要求。

同时注重项目实训及创新试验，各设备之间可以灵活组合。

学生可以基于各种模块，按照自身的独特设计及应用，融合各种技术，进行创新实验。

现代物流相关专业面向现代信息处理技术，培养从事物流领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等物流工程技术人才。

本学科专业培养的学生德智体全面发展、知识结构合理、物流综合管理、具备扎实的物流技术应用、物流信息处理、物流信息分析策划、仓储优化、自动化运输、智能存储、自动化生产、物流IT管理、基本网络搭建等基础理论，掌握真实企业物流运作、物流策划、和物流各环节亲身操作执行的知识和技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。

二、物流实训室功能物流实训室内可设全自动立体仓库区、全自动分拣区、智能控制中心区、智能仓储区、普通仓储区、AGV小车配送区、JIT生产装配区、摘取式分拣、播种式分拣、语音拣货区、条形码实训区、电子码制作区、条码在线检测区、散货包装区、JIT配送区、RF信息化收货区、条码射频与RFID识别区、RFID实时批量收货区、S-ID定位作业区、超市连锁经营区、未来超市经营区、智能门禁区、北斗卫星¥GPS导航监控运输区等实训区域和配套软件系统。

三、物流实验室建设原则为避免实训室建设的误区，我们确立了实验室建设原则：实用性原则：实验室能满足目前对物流教学科研的需要，满足各类人才培养的需要，同时考虑了今后的发展可能产生的需求。