虚拟仿真

物理网虚拟仿真

         物联网虚拟仿真综合教学实验平台，是针对物联网感知层、网络层及应用开发设计的综合性仿真系统。该系统可开展物联网理论、硬件接口、感知层编程、案例工程部署模拟、应用开发及创新实验等各类物联网教学课程，有效解决物联网教学中存在的学生实验设备使用时间有限、硬件依赖度高、教师教学难度大、设备管理维护繁琐等专业建设难题，支持本地部署，同时兼容线上教学网络管理部署。

         系统以“智能硬件一致性、传感器一致性、教学过程一致性、应用协议开发一致性”为核心基础，结合配套的物联网工程、系统应用开发等体系课程，实现虚实结合、以虚助实，切实满足高校物联网基础、实训等相关课程的建设需求。

         物联网虚拟仿真实验平台是基于Unity3D引擎开发的3D 沉浸式物联网教学实训系统，分为学生端（C/S）与教师端（Web），支持课前预习、课后自主训练、在线互动教学。平台按真实硬件 1:1 建模，提供原始 / 爆炸 / 拆机三种视图，还原接线、烧录、配置、编程、调试全流程，具备智能纠错、误操作模拟、虚实数据互通等功能。覆盖感知层、网络层、应用层全栈开发，支持 STM32、ZigBee、LoRa、WiFi、BLE、Android、C#、Python、AIoT 等多技术方向，配套完整实验、课件、视频与考核体系，解决物联网教学设备不足、布线复杂、易损坏、实训风险高等痛点。

  1. 架构与环境

    • 学生端：C/S 架构，Unity3D，3D 场景 / 器材 / 流程
    • 教师端：B/S 架构，班级 / 任务 / 报告 / 成绩管理
    • 数据接口：Socket 通信，支持虚拟数据 + 真实数据双模式
    • 视图能力：360° 浏览、原始视图、爆炸视图、拆机视图

  2. 核心硬件仿真库

    • 网关与节点：嵌入式中控网关、4 合 1 异构网关、智能无线节点
    • 无线模块：ZigBee、BLE、WiFi、LoRa、433M、NRF24
    • 传感器：温湿度、光照、气压、风速、风向、雨雪、人体、燃气、烟雾、土壤、RFID 等≥20 种
    • 执行器：风扇、声光报警、电磁锁、窗帘、交通灯、调光灯、继电器等≥10 种

  3. 开发与编程支持

    • 支持语言：C (STM32)、Android、C#、Python、PyQt5
    • 仿真环境：Keil、Android Studio、Visual Studio
    • 特色功能：图形化编程、代码块填写、执行效果实时呈现、误操作烧毁动画
    • 虚实联动：可接入真实硬件数据，实现数字孪生

  4. 管理与考核

    • 任务发布、进度追踪、自动评分、实验报告生成 / 打印 / 存档
    • 班级管理、账号统一分配、在线状态监控、强制下线

覆盖9 大类、超 200 个实验，全流程贯通：

  1. 物联网工程硬件布线实验（39 项）各类传感器 / 执行器与节点接线、电源与仿真器接线
  2. STM32 基础开发实验（8 项）环境安装、工程新建、LED、按键、中断、串口、ADC、定时器
  3. STM32 传感器与执行器实验（38 项）温湿度、气象、安防、门禁、家居、农业、抄表全场景采集与控制
  4. 无线节点烧写与组网实验（7 项）ZigBee、WiFi、BLE、LoRa、433M、NRF24、6LowPan 配置
  5. Android 物联网应用实验（46 项）数据采集、远程控制、智慧全场景综合开发
  6. C# 物联网应用实验（45 项）PC 端上位机、数据解析、设备控制、场景联动
  7. Python 基础实验（26 项）语法、数据结构、文件、网络、多线程、面向对象
  8. PyQt5 物联网开发实验（39 项）界面、通信、传感器、执行器、智慧场景
  9. AIoT 人工智能物联网实验（4 项）人脸识别门禁、车牌识别、语音控制、人脸跟踪告警

  1. 物联网专业虚实结合教学解决方案一套平台覆盖 “接线→驱动→组网→应用→AIoT” 全课程，虚拟预习 + 真实实操，降低硬件投入与维护成本。

  2. 课堂与在线混合实训解决方案学生不受时间地点限制，自主练习；教师统一管控、自动批改，提升教学效率。

  3. 多语言全栈开发人才培养解决方案从 STM32 嵌入式到 Android/C#/Python 上位机，再到 AIoT，培养复合型工程人才。

  4. 竞赛与双创项目快速原型解决方案虚拟仿真快速验证算法、逻辑与界面，无需硬件即可完成作品开发，适合竞赛与毕设。

  5. 标准化物联网实验室建设解决方案平台可批量部署、统一管理、快速上线，配套完整教学资源包，快速建成标准化物联网实训室。