1. Descripción general
El objetivo de la tecnología de la información y la comunicación ha evolucionado desde conectar a cualquier persona en cualquier lugar y en cualquier momento a conectar cualquier cosa, y la conexión de todo forma el Internet de las cosas. La característica principal del Internet de las cosas es conectar cualquier elemento a Internet de acuerdo con el acuerdo acordado mediante equipos de detección de información, como equipos de lectura de códigos de barras, dispositivos de identificación por radiofrecuencia (RFID), sensores infrarrojos, sistemas de posicionamiento global y escáneres láser. Internet, las redes de comunicaciones móviles y otras redes llevan a cabo la transmisión e interacción de información, y utilizan tecnología informática inteligente para analizar y procesar información, a fin de mejorar la capacidad de percepción del mundo material y realizar la toma de decisiones y el control inteligentes. En resumen, el Internet de las Cosas es el "Internet inteligente donde las cosas están conectadas".
La Internet de las cosas, como una de las industrias emergentes clave en el mundo, es el punto de mando estratégico por el que todos los países luchan. La industria de Internet de las cosas tiene necesidades y áreas de aplicación extremadamente amplias y se ha convertido en una fuerza líder en los esfuerzos de un país por construir un nuevo modelo social y remodelar su competitividad a largo plazo.
La escala general de la industria de Internet de las cosas en China alcanza los billones. El Internet de las cosas tiene un apoyo significativo y efectos radiantes en estrategias nacionales como el poder cibernético, la China digital, la sociedad inteligente y la economía digital. Desde el XIII Plan Quinquenal, con el profundo avance de la informatización de la industria y las ciudades inteligentes y otros campos, las empresas de IoT han marcado el comienzo de buenas oportunidades de desarrollo. Según datos de la encuesta, en 2020, la escala de la industria de Internet de las cosas de mi país superó los 1,7 billones de yuanes y continúa manteniendo una tasa de crecimiento anual promedio del 20%.
El "14º Plan Quinquenal para el Desarrollo Económico y Social Nacional de la República Popular China y Esquema de Objetivos a Largo Plazo para 2035" emitido en 2021 menciona "promover el desarrollo integral de la Internet de las Cosas, creando un acceso a la Internet de las Cosas que apoya la integración fijo-móvil y combina banda ancha y capacidades estrechas", "promover la construcción de nuevas ciudades inteligentes mediante clasificación y clasificación, incorporar instalaciones de detección y sistemas de comunicación de IoT en la planificación y construcción unificadas de infraestructura pública, y promover la aplicación y la inteligencia transformación de instalaciones y edificios públicos municipales". Como una de las industrias clave de la gran economía digital, emprenderá conjuntamente la importante tarea de aumentar el valor de las industrias centrales de la economía digital que representan más del 10% del PIB con varias otras industrias clave de la economía digital. Con el fortalecimiento continuo de la orientación política y el desarrollo de la economía digital de mi país, la demanda de trabajo relacionado con IoT aumentará día a día en el futuro y el alcance de la demanda también se ampliará.
2. Introducción al software participante para el concurso de Internet de las cosas en el concurso de habilidades
2.1 Introducción a la sala de formación
Al establecer competencias, construimos una plataforma de capacitación unificada para la enseñanza, el aprendizaje, la investigación y la competencia, integrando funciones de enseñanza, capacitación y competencia, enfocándonos en el tema de Internet de las cosas, teniendo en cuenta las tendencias de desarrollo de las tecnologías de TI populares actuales. Y centrándose en la integración de diversas tecnologías. La integración y aplicación flexible de equipos no solo puede satisfacer los requisitos de enseñanza diarios, sino también centrarse en la capacitación de proyectos y experimentos innovadores, y los diversos equipos se pueden combinar de manera flexible. Los estudiantes pueden realizar diseños y aplicaciones únicos basados en varios módulos y de acuerdo con sus propias necesidades, integrar diversas tecnologías y realizar experimentos innovadores y capacitación en proyectos. Construya una sala de capacitación de IoT completa, que pueda llevar a cabo varias redes de sensores inalámbricos, tecnología de radiofrecuencia inalámbrica y otros experimentos de enseñanza, y pueda simular aplicaciones prácticas típicas de monitoreo ambiental, ranchos, invernaderos, hogares y otras. Cultivar talentos técnicos altamente calificados en Internet de las cosas a través de capacitación práctica. Y después de graduarse, los estudiantes pueden encontrar empleo en empresas e industrias relacionadas con el Internet de las cosas y realizar trabajos relacionados con Internet.
La construcción de una sala de formación profesional para Internet de las Cosas debe derivar de la identificación, percepción, transmisión de comunicación, tecnología de redes y análisis de datos de Internet de las Cosas a toda la cadena industrial de Internet de las Cosas, con construcción profesional, talento. Formación, curso básico de enseñanza de Internet de las cosas. Con el objetivo de mejorar la formación práctica de los estudiantes, se establece un sistema marco completo de formación práctica. La construcción de la sala de formación deberá cumplir los siguientes requisitos básicos:
Ser capaz de cumplir con las especificaciones de formación de talentos y requisitos básicos de enseñanza de esta carrera en colegios vocacionales;
Puede apoyar la enseñanza de cursos profesionales de Internet de las cosas en escuelas vocacionales;
Puede apoyar la enseñanza y capacitación práctica de Internet de las cosas en escuelas vocacionales y realizar diversas capacitaciones prácticas sobre diversos puntos de conocimiento de Internet de las cosas;
Formación práctica que pueda satisfacer las necesidades de innovación integral en la industria de Internet de las Cosas;
Capaz de cumplir con trabajos de investigación científica y competencia escolar.
2.2 Propósito de la construcción
Cultivo de habilidades prácticas: mediante la construcción de la sala de formación práctica, se pretende proporcionar un escenario real de aplicación de Internet de las cosas para que los estudiantes puedan realizar operaciones prácticas y proyectos prácticos en el entorno real. A través de la práctica, se cultivan las habilidades prácticas de los estudiantes para que puedan utilizar hábilmente la tecnología IoT para el desarrollo, prueba y depuración de aplicaciones.
Cultivo de capacidades de colaboración en equipo: las aplicaciones de ingeniería de IoT a menudo requieren la colaboración de varias personas, incluida la instalación de equipos de hardware, el diseño de la arquitectura del sistema, el desarrollo de software, etc. El objetivo de la construcción de la sala de formación práctica es cultivar las habilidades de trabajo en equipo de los estudiantes para que puedan cooperar con otros en proyectos reales y formar una buena atmósfera de división del trabajo y cooperación.
Capacitación en la capacidad de resolución de problemas: en las aplicaciones reales de IoT, a menudo surgen problemas y desafíos, como fallas de equipos, anomalías en la transmisión de datos, etc. El objetivo de la construcción de la sala de capacitación práctica es cultivar las habilidades de resolución de problemas de los estudiantes, permitirles analizar y resolver problemas de forma independiente mediante operaciones prácticas y depuración, y cultivar su pensamiento innovador y sus capacidades de solución.
Cultivo de la conciencia innovadora: la sala de capacitación en aplicaciones de ingeniería de Internet de las cosas alienta a los estudiantes a proponer ideas y soluciones innovadoras en proyectos reales para cultivar su conciencia innovadora y su espíritu emprendedor. A través de la práctica y la experimentación, se estimulan las habilidades innovadoras de los estudiantes y se cultivan su pensamiento innovador y sus habilidades empresariales en el campo de Internet de las cosas.
Capacitación en habilidades de aplicaciones prácticas: el objetivo de la Sala de capacitación en aplicaciones de ingeniería de Internet de las cosas es cultivar las habilidades de los estudiantes en aplicaciones prácticas. A través de la práctica de proyectos para escenarios de aplicación práctica, los estudiantes podrán dominar la aplicación de la tecnología IoT en diferentes campos, como hogares inteligentes, automatización industrial, ciudades inteligentes, etc., y sentar una base sólida para la búsqueda de empleo y el desarrollo profesional en el futuro.
El objetivo de la construcción de la Sala de Capacitación en Aplicaciones de Ingeniería de Internet de las Cosas es cultivar la capacidad práctica de los estudiantes, su capacidad de trabajo en equipo, su capacidad de resolución de problemas, su conciencia de innovación y su capacidad de aplicación práctica a través de la práctica y la práctica de proyectos, para adaptarse a las necesidades del desarrollo. de la tecnología de Internet de las cosas y proporcionar a los estudiantes Sentar una base sólida para el desarrollo profesional.
3. La composición del software del concurso de Internet de las cosas en el concurso de habilidades.
3.1Base didáctica digital
La plataforma adopta la arquitectura de desarrollo de microservicios de Spring Cloud. Cada módulo de servicio se ejecuta de forma independiente y proporciona interfaces de servicio; puede proporcionar servicios estables, rápidos y eficientes; la plataforma en su conjunto adopta una arquitectura informática elástica con separación de front-end y back-end. Y microservicios distribuidos. El back-end se basa principalmente en Java. La implementación de Spring Cloud, la implementación de front-end vue, etc., tienen las características de alta cohesión, acoplamiento flexible, negocio único, alto rendimiento, alta concurrencia, alta posibilidad, cruz. -plataforma, multilenguaje, etc.
La plataforma proporciona inicio de sesión único SSO, inicio de sesión unificado de múltiples sistemas de aplicaciones, administración de usuarios unificada, una cuenta puede iniciar sesión para verificar toda la escena de enseñanza y todos los sistemas de módulos de aplicaciones, como la enseñanza práctica de grupos profesionales de tecnología digital.
La plataforma se implementa utilizando tecnología Kubernetes y admite instalaciones en modo de nube pública, nube privada y nube híbrida; la plataforma admite múltiples fuentes de datos para garantizar la coherencia técnica; garantiza la estabilidad, escalabilidad y expansión elástica de los servicios; cada servicio independiente admite clústeres distribuidos En teoría, la implementación se puede expandir horizontalmente infinitamente, mejorar las capacidades de procesamiento del sistema y admitir la enseñanza concurrente a gran escala en todos los escenarios y aplicaciones prácticas de enseñanza de grupos profesionales digitales.
El servicio de virtualización básico está respaldado selectivamente por tecnologías de virtualización Docker y KVM según la naturaleza de la disciplina, que pueden satisfacer diferentes necesidades de virtualización y proporcionar máquinas virtuales estables y autoconfigurables.
Basado en la operación y el mantenimiento automatizados de DevOps de proceso completo, admite integración, análisis, registro y descubrimiento de servicios continuos, monitoreo del sistema, monitoreo del rendimiento, administración de registros, alerta temprana e implementación continua (almacén de imágenes basado en Docker, administración de la nube de contenedores de Kubernetes y plataforma de programación, gestión visual en línea, monitoreo y contenedores de programación).
La capa de persistencia básica admite métodos RDS y NoSQL, se construye utilizando el clúster MySQL y el clúster MongoDB, admite el procesamiento de transacciones distribuidas basado en CQRS, admite la copia de seguridad automática de datos y también se usa en el clúster Redis para almacenar en caché datos activos y admitir una gran concurrencia; admite fuente de datos puramente localizada.
La capa de servicio básico admite el servicio de código de verificación en línea, el servicio de archivos básico, el servicio de cola de mensajes, el servicio de almacenamiento de objetos OSS, el servicio de autenticación/usuario, el servicio de disco en la nube personal, el servicio WebSocket, etc. para garantizar la versatilidad de la plataforma.
Gestión básica de la información del usuario: configure pedidos de acuerdo con las direcciones comerciales, agregue, modifique, elimine y configure permisos de datos para información relacionada con clases, maestros y estudiantes.
3.2 Plataforma de gestión docente general
El sistema adopta la arquitectura de microservicios de Spring Cloud, el lenguaje Java "multiplataforma" y la tecnología de componentes orientados a objetos que es independiente del entorno de desarrollo. Las principales bases de datos relacionales y el almacenamiento de archivos admiten una variedad de navegadores convencionales, como Internet Explorer, Firefox, Chrome, etc. El sistema de control de autoridad basado en roles realiza una gestión de autoridad de roles de múltiples niveles. El sistema está diseñado con separación de front-end y back-end; adopta la interfaz de servicio RESTful; incluye principalmente 8 módulos principales, a saber: cursos privados, gestión de aulas, banco de preguntas de exámenes, pruebas de aula y calidad de la enseñanza.
1 curso privado
La página muestra de forma intuitiva y clara los recursos del curso disponibles actualmente para los profesores. Además, el contenido del curso se puede modificar y guardar en línea con texto enriquecido (incluido texto, imágenes y videos) según las necesidades docentes reales. La nueva función del curso admite texto enriquecido en línea (incluido texto, imágenes y videos) para crear sus propios cursos de enseñanza, y el catálogo de cursos admite ajustes dinámicos hacia arriba y hacia abajo de personalización de capítulos.
2 Gestión del aula
Los profesores pueden construir sus propias aulas de enseñanza de acuerdo con el plan de enseñanza. El contenido del aula incluye estudiantes en diferentes clases y múltiples capítulos del mismo curso. También pueden establecer si el contenido del curso está abierto a los estudiantes y pueden buscar y consultar rápidamente según diferentes atributos del aula Se puede publicar el proceso de clase Trabajo de clase.
3 Banco de preguntas de prueba
La página muestra de forma intuitiva y clara los recursos del banco de preguntas actualmente disponibles para los profesores. Además, nuevas preguntas de prueba (preguntas de opción única, preguntas de opción múltiple, preguntas de verdadero-falso y preguntas para completar espacios en blanco), respuestas estándar Se pueden agregar análisis de preguntas y niveles de dificultad de acuerdo con el plan de enseñanza. Cada pregunta muestra de forma clara e intuitiva el índice del capítulo correspondiente del curso.
Prueba de 4 clases
Los maestros administran las tareas publicadas, incluida la clase en la que se encuentra la tarea, el nombre de la tarea correspondiente, la hora de entrega de la tarea, la fecha límite para completarla, la cantidad de personas que respondieron a la tarea, la cantidad real de personas que enviaron la tarea, el Revisar el estado y otra información. Los profesores pueden revisar las tareas enviadas por los estudiantes. Realizar calificaciones A/B/C/D y buscar y consultar rápidamente en función de diferentes atributos de las palabras clave de prueba.
5 módulos de trabajo
Los estudiantes aprenden el contenido del curso de acuerdo con los permisos del curso abierto, envían tareas publicadas por los profesores y ven los resultados de las revisiones de los profesores.
6Gestión de la calidad docente
Los profesores pueden configurar libremente las dimensiones de evaluación de acuerdo con la situación de enseñanza, que se dividen en peso de aprendizaje del curso y peso de puntuación de la tarea. Se pueden establecer diferentes valores de peso para calcular la clasificación del estado de aprendizaje de los estudiantes y se admite la función de exportación.
7Gestión de usuarios
Admite la administración de cuentas de usuario, admite agregar usuarios, eliminar usuarios y admite las operaciones de deshabilitar y habilitar usuarios. Los usuarios deshabilitados no pueden iniciar sesión en el sistema. Solo después de habilitarlos nuevamente pueden los usuarios iniciar sesión en el sistema normalmente, lo que facilita a los administradores realizar rápidamente operaciones en usuarios.Administración, admite la edición de usuarios existentes y admite la consulta de información de usuario basada en nombres de usuario; las cuentas de usuario admiten la importación por lotes y admiten la descarga de plantillas para la importación por lotes. Puede admitir el restablecimiento de la contraseña de los usuarios por lotes a la contraseña de inicialización. Admite la exportación por lotes de usuarios a Excel.
8 conjuntos de preguntas incorrectos:
Recopile preguntas incorrectas de los estudiantes durante los exámenes o tareas para practicar y estudiar en otros momentos.Módulo de banco de preguntas: la plataforma proporciona un banco de preguntas de prueba que coincide con los cursos de enseñanza y también permite a los usuarios agregar sus propias preguntas de prueba desarrolladas. E inserte este tema para su explicación durante el examen o el proceso de enseñanza.
3.3 Plataforma de intercambio de recursos
Adopta una arquitectura B/S, es compatible con los principales navegadores del mercado (Google, Firefox) y contiene principalmente 5 módulos principales.
Módulo de biblioteca de recursos: integre materiales didácticos, planes de lecciones, material didáctico, microcursos, materiales de apoyo didáctico y otros elementos didácticos de múltiples cursos básicos en una plataforma de biblioteca de recursos, y garantice la implementación y el efecto de la enseñanza a través de tecnología de Internet y enseñanza combinada; profesores Puede preparar fácilmente lecciones inteligentes e impartir clases con un solo clic, lo que mejora enormemente la calidad y eficiencia de la enseñanza.
Recuperación de recursos: proporcione a los usuarios múltiples funciones de recuperación de recursos en la biblioteca de recursos. Como navegación por cursos, navegación por bibliotecas de recursos, etc. Conveniente para que lo utilicen los estudiantes.
Comunicación en línea: proporcione la función de comunicación IM para realizar comunicaciones en línea instantáneas o retrasadas, tutorías, explicaciones, respuestas a preguntas, etc. para enseñanza y capacitación.
Aprendizaje independiente: proporcione un entorno de aula abierta, los estudiantes pueden completar cursos profesionales de forma independiente y ser incluidos en la enseñanza de estadística.
Módulo de disco en la nube: permite a los usuarios cargar imágenes, videos, audios, documentos y otros tipos de archivos creados durante el proceso de enseñanza, y se pueden citar libremente en cursos de desarrollo propio.
Compartir nube
La plataforma es muy conveniente para compartir segmentos, capítulos, texto completo, audio y video con un solo clic, y conecta de manera efectiva la primera clase con la segunda clase, lo cual es conveniente para que los estudiantes realicen una vista previa antes y después de la clase. y puede aumentar la tasa de retención de conocimientos. El aprendizaje se vuelve más fácil.
3.4 Plataforma de práctica de simulación de red
La plataforma adopta una estructura B/S y utiliza la tecnología de microservicio Spring Cloud para la enseñanza y capacitación de redes informáticas. Puede simular la configuración de enrutadores, conmutadores, firewalls y dispositivos inalámbricos de los principales fabricantes a través de simulación gráfica y admite simulación de redes a gran escala. , lo que permite a todos los profesores que los estudiantes puedan simular simulacros y aprender tecnologías de red sin equipo real. A través de la simulación de equipos de red reales, la plataforma ayuda a los profesionales y clientes de TIC a familiarizarse rápidamente con los productos de la serie de comunicaciones de datos, comprender y dominar la operación y configuración de productos relacionados y mejorar las capacidades de planificación, construcción, operación y mantenimiento de las redes de TIC empresariales. ayudando así a las empresas a construir redes de TIC empresariales más eficientes y mejores. Los módulos principales incluyen herramientas de creación de cursos, tareas, actividades, discos en la nube y capacitación por simulación.
Prácticas herramientas de producción de experimentos: permita a los profesores mezclar y organizar fácilmente textos, imágenes, audios, vídeos, hipervínculos, etc. en diferentes formatos, como PDF, ppt, Word y Excel, y generar automáticamente catálogos de experimentos dinámicos, logrando así el uso simultáneo. de diferentes recursos de formación visualización en pantalla.
Monitoreo del progreso del experimento para comprender la situación de aprendizaje de los estudiantes: la plataforma tiene un módulo de monitoreo del progreso del experimento en red incorporado, que puede monitorear el progreso de los usuarios cuando operan en la plataforma de simulación, y los maestros pueden verlo y contarlo en el aula.
Generación automática de informes de experimentos: la plataforma admite la generación automática del informe de experimentos de cada estudiante. De acuerdo con las operaciones de los estudiantes en el sistema de simulación, combinado con los documentos del experimento correspondientes, se genera automáticamente un informe de experimento.
Preguntas y respuestas en línea para responder las preguntas de los estudiantes de manera oportuna: la plataforma proporciona preguntas en línea para experimentos y los estudiantes pueden comunicarse con los maestros de manera oportuna a través de preguntas y respuestas en línea durante el proceso de capacitación para mejorar la eficiencia del aprendizaje.
Notas de experimento que pueden registrar la situación de aprendizaje: la plataforma proporciona a los usuarios una función de nota de experimento en la página del experimento, y los usuarios pueden grabar sus propias notas durante el experimento.
Los cursos de recursos públicos integrados son convenientes para que los profesores los enseñen: el módulo de desarrollo de software se puede crear con recursos de capacitación completos, incluidos documentos de capacitación y mapas de topología de soporte, que los usuarios pueden usar directamente.
Disco en la nube personal, los recursos no se pierden: la plataforma proporcionará a los usuarios servicios de disco en la nube y todos los archivos en el disco en la nube se separarán según diferentes tipos de archivos, lo cual es conveniente para que los usuarios los vean y operen.
La plataforma admite conmutadores, enrutadores, AP inalámbricos, firewalls, etc. del sistema de comunicación de datos de Huawei para establecer libremente experimentos de topología, experimentos de VLAN, experimentos de configuración NAT, experimentos integrales de ibgp y ebgp y otros experimentos.
La plataforma se puede combinar perfectamente con módulos de enseñanza, módulos de exámenes, módulos de tareas, módulos de competencia de habilidades, inteligencia artificial, computación en la nube, big data, desarrollo de software y otros módulos prácticos para completar completamente la enseñanza de los grupos profesionales de redes informáticas.
3.5 Plataforma de capacitación en simulación virtual de Internet de las cosas
La plataforma adopta una visualización de configuración de interfaz totalmente gráfica y un método de enlace lógico, y se complementa con programación de scripts, lo que hace que el experimento sea intuitivo, interesante y altamente operable. El lado del servidor de la plataforma de software de capacitación tiene dispositivos virtuales correspondientes a todo el hardware de capacitación para que los usuarios elijan. Los gráficos del dispositivo virtual corresponden al hardware real, por lo que lo que ve es lo que obtiene. Los usuarios pueden editar y crear proyectos de aplicaciones a través del editor y completar funciones típicas de IoT simultáneamente con el hardware. La plataforma de software de capacitación práctica realiza completamente la edición gráfica, lo que permite a los estudiantes completar rápidamente cursos de capacitación práctica de IoT por su cuenta. Al mismo tiempo, se reserva una interfaz de edición programable y los usuarios pueden agregar nuevos módulos funcionales por sí mismos. La plataforma de edición cuenta con controles básicos de visualización de datos: curvas, gráficos circulares, instrumentos virtuales y otras funciones. Al mismo tiempo, todas las propiedades del control deben ser editables: como color, selección de variables, forma, cantidad, etc.
La plataforma de software de formación incluye métodos de comunicación de uso común: COM, TCP, 433, etc.
4. Esquema de construcción del software para el concurso de Internet de las Cosas en el Concurso de Habilidades
5. Lista de soluciones de software participantes para el concurso de Internet de las cosas en el Concurso de Habilidades
6. El valor de las soluciones de software para el Internet de las Cosas en el concurso de habilidades
6.1 Apoyo docente profesional
Puede proporcionar un entorno de software y hardware de enseñanza de tecnología de la información (cableado integrado, Internet de las cosas, hogar inteligente, seguridad inteligente, información electrónica, Internet móvil e integrado); puede proporcionar tecnología de la información (cableado integrado, Internet de las cosas, hogar inteligente, seguridad inteligente, Información electrónica, Internet móvil e integrada) recursos de software y hardware de formación práctica;
6.2 Servicio de autenticación 1+X
Proporcionar recursos de capacitación de certificación primaria, intermedia y avanzada del certificado 1+X (integración y aplicación de sistemas domésticos inteligentes de Internet de las cosas, desarrollo de redes de sensores de IoT); recursos primarios e intermedios del certificado 1+X de desarrollo web front-end
6.2.1 Integración y aplicación del sistema de hogar inteligente
6.2.2 Desarrollo de aplicaciones de redes de sensores
6.2.3 Desarrollo web front-end
6.3 Apoyo a la competencia de habilidades
6.3.1 Aplicación y mantenimiento de la tecnología Internet de las Cosas
6.3.2 Concurso de habilidades de instalación y mantenimiento de hogares inteligentes
6.3.3 Contenidos de la competencia Software de Internet móvil
6.3.4 Contenidos del concurso de desarrollo de aplicaciones integradas
6.4 Apoyo a la competencia de habilidades grupales profesionales de Internet de las cosas
6.4.1 Competencia de desarrollo de aplicaciones de tecnología 5G
En 2020, en el "Concurso de desarrollo de aplicaciones de tecnología 5G para estudiantes universitarios chinos" organizado por el Instituto de Comunicaciones de China y organizado por Datang Duolu, Wuhan Weizhong proporcionará servicios integrales de soporte técnico.
6.4.2 Competencia de innovación y desarrollo de habilidades de los BRICS de la Franja y la Ruta
6.4.3 Creación de instalación y depuración inteligentes
