百叶箱传感器 物联网全栈智能应用实训系统
物联网全栈智能应用实训系统
一、实训工位
1) 符合人体工程学设计，便于学生对于设备的安装配置等实训操作；
2) 配备三组网孔操作面板（左面、中面、右面），用于部署各类物联网设备，搭建各种物联网应用场景；
3) 配备强弱电供电系统，至少配备强电供电插座，直流弱电（常用的5V、12V、24V）供电接口，满足工位上各类物联网设备的供电需要；
4) 直流弱电供电系统具备短路保护系统，同一强度电压下直流弱电短路，该组电压直流弱电系统自动断电，排除短路后自动恢复供电，断电期间不影响其他组不同电压的直流弱电系统使用；
5) 面板支持走线槽安装，方便学生实训布线；
6) 配备安全配电箱，带有空气开关及漏电保护系统，一路电源输入、一路开关总控，确保系统使用安全可靠；
二、产品构成
每套设备主要包含以下硬件
1) 物联网网关
2) 无线路由器
3) 物联网应用开发终端
4) NB-IOT模块
5) 物联网短距离通信管理设备
6) LORA模块
7) RF433M无线通信模块
8) 可定义传感器（支持LoRa通讯）
9) 激光对射模组
10) 智能传感器
11) 综合显示屏
12) LoRa网关
13) 高频读写器
14) UHF射频读写器
15) 热敏票据打印机
16) 二维扫描枪
17) UHF桌面发卡器
18) 低频读写器
19) 串口服务器
20) RGB调光控制器
21) 温湿度传感器
22) RGB灯条
23) 二氧化碳变送器（485型）
24) USB HUB
25) 光照度传感器
26) 网络摄像机
27) ZIGBEE智能节点盒
28) 光照噪声变送器
29) ZigBee协调器（ZigBee3.0）
30) 三色报警灯
31) 温湿度光照传感器模块
32) 直流电动推杆
33) 人体感应传感器模块
34) 超声波传感器（485型）
35) 火焰传感器模块
36) 行程开关
37) 开关量烟感探测器
38) 接近开关
39) 风扇
40) 限位开关
41) IoT网络数据采集器
42) 交换机
43) 输入模拟量通讯模块
44) 北斗定位模块
45) 风速传感器
46) 百叶箱传感器
47) 空气质量传感器模块
48) 485型电机调速器
49) 可燃气体传感器模块
50) 行程开关（单轮式）
51) 微波感应开关
52) 多合一传感器
53) 安全光幕传感器
54) 4G通讯终端
55) 火焰探测器
56) ZigBee智能节点盒（I/O）
57) 电动锁头
58) UWB定位解算终端
59) 频闪指示灯
60) UWB TAG
61) USB转串口线
62) UWB高精度定位模块
63) RS-232转RS-485的无源转换器
64) 串口终端
65) U盘
66) 联动控制器
67) 常亮指示灯
68) 水浸传感器
69) 转动指示灯
70) 继电器
三、软件资源
软件资源主要包括开发工具、操作系统、数据库、中间件、应用软件等。这些软件资源共同构成了系统的软件架构，为物联网应用的开发、部署和运维提供了强大的支持。
集成开发环境（IDE）：提供代码编辑、编译、调试等功能，支持多种编程语言和框架，方便学生快速搭建和开发物联网应用。
版本控制系统：如Git等，用于管理项目代码的版本和变更，实现团队协作和代码共享。
支持多种操作系统，如Linux、Windows等。这些操作系统具有良好的稳定性和兼容性，能够满足不同应用场景的需求。
3) 数据库
内置了多种数据库管理系统，如MySQL、MongoDB等。这些数据库支持海量数据存储、高效查询和数据分析，为物联网应用提供强大的数据支持。
4) 中间件
包括消息队列、物联网平台等。它们负责实现设备间的通信、数据的传输和处理等功能，提高系统的可扩展性和可靠性。
5) 应用软件
物联网平台软件：提供设备接入、数据管理、应用开发等功能，简化物联网应用的开发流程。
可视化展示软件：支持数据可视化展示，如实时数据监控、图表展示等，提高数据的可读性和易用性。
四、硬件资源
硬件资源主要包括传感器、控制器、通信模块等。这些硬件资源共同构成了物联网系统的感知层、网络层和应用层，实现了数据的采集、传输和处理。
1) 传感器
传感器是物联网系统的感知层核心部件，负责采集各种环境参数和物体状态信息。实训系统中配备了多种传感器，如温湿度传感器、光照传感器、风速传感器等，用于模拟不同场景下的数据采集需求。
2) 控制器
控制器是物联网系统的核心处理单元，负责接收传感器数据、执行控制逻辑并发送指令给执行器。实训系统中常用的控制器包括单片机、PLC等，具有强大的计算和控制能力。
3) 通信模块
通信模块则负责实现设备间的通信和数据传输，包括有线通信模块（如RS485、CAN总线）和无线通信模块（如WiFi、蓝牙、ZigBee等），满足不同场景下的通信需求。
五、系统功能
1) 实践教学功能： 通过丰富的实验案例和项目实践，帮助学生掌握物联网技术的基本原理和应用技能。
2) 创新研发功能： 提供开放的研发环境，鼓励学生进行物联网应用的创新设计和研发。
3) 技能竞赛功能： 支持物联网技能竞赛的组织和实施，提高学生的竞技水平和团队协作能力。
4) 产业对接功能： 与企业合作，引入实际项目，帮助学生了解物联网产业的发展趋势和应用需求。
勇闯“死亡之海”建气象站！他们经历了什么？
达里雅布依村在哪儿？在我国最大的沙漠——被称为“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠的“肚脐眼上”。
这里被无尽黄沙包围，离于田县 300 多公里，被称为我国最难抵达的村落，甚至曾因与外界距离太远，与世隔绝几百年，被称作“最后的沙漠部落”。
在这沙海深处建气象站吗？是的。
有人的地方必须有气象站守护。今年，新疆维吾尔自治区气象局决定在新旧两个达里雅布依村子建设三个六要素气象观测站。一方面，是为了当地村民生命财产安全和产业发展；另一方面，沿昆仑山北坡建站，能够支持塔里木河流域安全及其生态环境保护和修复，服务“一带一路”建设。
这得多难啊？
确实并非易事，想进入这个村庄，建起气象站并维护好，除了跨越广袤沙漠，还需要付出更多。但值得。
今年九月下旬，新疆维吾尔自治区于田县气象局的四名气象保障人员，在当地向导的带领下，深入大漠，前往达里雅布依村，对今年在那里建好的三套全要素气象站进行维护。
金秋，车子在沙漠里沿着通向达里雅布依村的方向驶过起伏的沙丘，黄沙漫天。阵风卷起的细沙在沙丘上“匍匐”，将平整的沙漠塑造成一道道无法逾越的沙梁接连云天。
位于达里雅布依新村附近的气象观测站被黄沙包围摄影：崔子璇
“令人胆寒。”新疆维吾尔自治区于田县气象局副局长汤博的感受与美丽无关。
9月19日，国庆前夕，汤博带领气象台台长杨重祥和预报员文国前、李永靖四人组成维护队伍，在当地向导的带领下前往大漠深处。达里雅布依村的凛冽冬天很快就要到来，他们得抓紧时间维护今年在那里建好的三个全要素气象站。
汤博的感慨来自建站时的亲身体验，“塔克拉玛干沙漠的维吾尔语意是进去出不来的地方，那里干燥、酷热、严寒、昼夜温差大、蚊虫毒性大……”
回想建站时，达里雅布依村满目沙子，但一粒沙子都没法用于建站。建站所用的沙子、石头都从县城购买运输，加之选址都在沙漠深处，重重沙山阻隔，车辆无法到达，三个站所用材料都依靠肩扛人背。三伏天里，他们在气温超过40℃的沙漠里施工，隔着鞋底，超过50℃的黄沙依旧灼热。每天都有人中暑。
细细的沙子无孔不入，“大家的嘴里、耳朵里和鼻孔里都是沙子，喝口水都要漱口五六次，回家洗个澡，下水道都被沙子堵死。” 汤博说，最困难的还是下挖基础，沙子自行回填速度比下挖的速度还要快，90厘米的基础，他们硬是挖3米宽才能完成浇筑。这3个站，足足建了两个多月。
9月18日中午，完成达里雅布依新村第二个自动站维护工作后，维护队伍顶着风沙吃着简单的午餐摄影：崔子璇
这次去达里雅布依村维护气象站，他们做足了准备。9月18日23时许，人们都进入了梦乡，县气象局的院子仍然灯火通明。大家都在分头准备物资，车上，除了常规维护和检测工具外，还有卫星电话、牵引绳、一大桶汽油、急救药物和五箱矿泉水。
准备工作虽然充分，但困难还是超出想象。
2017年和2019年，达里雅布依村先后进行了两轮搬迁。如今，塔克拉玛干沙漠有两个达里雅布依村，一个是距离G315国道200公里的“旧”村，另一个是距离G315国道91公里的“新”村。
新村站点维护比较顺利。但旧村站点却“找不到了”。
从新村到旧村120公里的路，都在沙山遍布、坑洼不平和陷阱丛生的沙漠里，没有固定道路，虽然看起来不远，但即使是性能再好的越野车也得5个小时以上才能到达。波澜起伏的沙海里，看似都可通行，但流沙隐藏下的沙窝随时可将车辆吞入其中。
9月18日上午，汤博和李永靖所乘坐的车辆陷入距离达里雅布依新村10多公里的沙窝里，杨重祥和文国前对车辆展开施救摄影：崔子璇
走走停停，好不容易到达村子已是19日21时许。问题出现了。
旧村观测站建在河道对岸的沙包上，沙漠里地势相对平坦，没有明显的标志。“一种混沌感”让杨重祥面露困惑，“触目可见的是灰土、沙丘、蜿蜒的河流、胡杨金黄、枯萎的灌木和羊群。”从旧村原乡政府出发，维护队伍按照卫星导航，沿着河道驱车十余公里，在周围转了十多圈，怎么也找不到气象站。
亘古万年的沙漠里，红柳和胡杨“手挽着手”“站”在风沙的最前沿，它们像一个个刻在沙漠里的标记摄影：崔子璇
手机没有信号，一切都回到原点。河道已被洪水冲刷并改道，找不到当初建站时留下的痕迹。北斗定位系统显示气象站就在附近，车辆在树林里穿梭，也看不到气象站的踪迹，只能用无人机查看，但终因卫星信号太弱，无人机飞行800米报警自动返航。
只剩下唯一的办法——找当地村民带路。但村民都迁至新村，留下的牧民零星分散在广阔的绿洲地带。为了节省油料，维护队伍兵分三路分头徒步去找站，并安排一名司机到附近找牧民。直到20日13时许，终于在20多公里外找到了牧民，牧民带着维护队伍才找到了气象站。
加盖翻斗式雨量传感器、清洁百叶箱和温度湿度传感器……这是各单位维护气象站常规动作，但在达里雅布依村，一切都没有那么简单。比如，他们得将观测场内的沙子清理干净，汤博说，每跑一趟气象站做维护回去必定腰酸背痛，几天都缓不过来。
9月19日，杨重祥和文国前、李永靖在达里雅布依老村排除雨量传感器故障摄影：崔子璇
好在工作任务顺利完成。“虽然沙漠里冬季没有大的天气系统，但冬季沙漠里会不会降雪、气温和风速等气象要素的了解，都对当地发展种植业、保障牧业安全很重要，特别是对沙漠固碳和近年昆仑山北坡降水气候机理研究都具有重要指导意义。”汤博说。
他们深信，这一切辛苦是值得的。“死亡之海”的深处，气象数据正源源不断被获取，被传递到于田、和田、乌鲁木齐、北京甚至更多更远处，它们将被用于天气预报和气候预测乃至更多领域，造福更多的人。
作者：崔子璇赵晓妮
来源： 中国气象
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