課程模組10. NB-IoT 通訊協議與應用系統實驗課程模組

教材模組名稱 NB-IoT 通訊協議與應用系統實驗課程模組
教材模組

教學目標

●課程模組整體教學目標:

訓練與培育智慧聯網與智慧校園應用開發人才,經由建置 NB-IoT 穿戴式感應器+ NB-IoT 環境感應器集中器(sensor hub),以及開發智慧校園創新應用軟體APP,讓同學學習 NB-IoT 長距離低功耗網路基礎知識以及累積智慧校園創新應用 APP 開發經驗,協助建置具創新服務應用的智慧校園。

●教學目標:

以 NB-IoT 核心技術為基礎,物聯網概論為輔助,透過小型智慧溫室來使用NB-IoT通訊模組進行雙向控制的實驗,讓學生熟悉 NB-IoT 的運作原理。最後帶領學生開發 NB-IoT 校園創新應用 (NB-IoT 穿戴式感應器+ NB-IoT 環境感應器集中器 sensor hub),以及開發智慧校園創新應用軟體 APP。

教材模組

課程大綱

 

課程大綱:

  1. EC-GSM 通訊技術,
  2. LTE-M 通訊技術,
  3. NB-IoT 通訊技術
  4. NB-IoT 產業應用
  5. NB-IoT 智慧校園創新應用

•        LinkIt 7697 物聯網平台開發版(Arduino 環境下)

•        NB-IoT 通訊模組 (包含SIM 卡), 傳輸數據到雲端

•        NB-IoT雙向控制系統

•        NB-IoT 穿戴式感應器 (GPS, NB-IoT, 藍芽, 三軸加速器, 溫溼度感應器)

•        NB-IoT 環境感應器 (NB-IoT, 土壤感應器 (溫度, 濕度, 電導度))

•        NB-IoT 智慧校園創新應用設計開發

 

實驗一:物聯網平台 Linkit 7697 介紹. 感測器平台的基礎認識,軟體安裝以及韌體更新等等前置作業。

實驗二:NB-IoT 通訊模組介紹. 熟習使用 NB-IoT 通訊模組將傳送數據至雲端平台接收顯示數據。

實驗三:NB-IoT雙向控制系統實習. 透過小型智慧溫室來使用NB-IoT 通訊模組進行雙向控制實驗。包含空氣溫溼度感應器, 土壤溫溼度感應器, 風扇, 照光, 滴灌澆水系統. 將智慧溫室的感應器數據透過 NB-IoT 模組傳送到雲端平台, 經過分析數據後再透過 NB-IoT 適時進行開啟風扇, 燈光, 以及滴灌澆水馬達, 讓溫室環境適合植物成長

 

實驗四:NB-IoT 穿戴式感應器 (GPS, NB-IoT, 藍芽, 三軸加速器, 溫溼度感應器) 實習與數據收集分析

實驗五: NB-IoT 環境感應器集中器 sensor hub (NB-IoT, 土壤感應器 (溫度/濕度/電導度)) 實習與數據收集分析

實驗六:  NB-IoT 智慧校園創新應用軟體 APP 開發。帶領學生開發 NB-IoT 校園創新應用 (NB-IoT 穿戴式感應器+ NB-IoT 環境感應器集中器 sensor hub),以及開發智慧校園創新應用軟體 APP。 (已建置之雲端智慧校園創新應用數據平台可提供多種API給APP呼叫使用)。例如:

  • 各類球場 (籃球場/網球場/羽球場/桌球場等等) 使用管理系統。
  • 宿舍洗衣機/烘乾機/浴室使用管理系統。
  • 校園電梯使用數據分析與管理系統。
  • 校園人員(師生/老人/小孩) 以及寵物 (校狗) 追蹤管理系統。
  • 校園環境 (溫溼度/光照度/風速/風向等等) 管理系統。
  • 校園交通 (單車/摩托車/汽車/校園巴士) 追蹤管理系統。
  • 校園安全管理系統等等。
可分享教材模組內容說明 課程講義投影片約 120頁,實習講義與適用說明手冊約200頁
所需實作平台配備與經費需求預估(以模組教學實作所需基本軟、硬體平台作估算) ※設備項目應符合耐用年限二年以上且金額為新臺幣一萬元以上

※編號01-04單價為一萬元以下,應編列至業務費。

編號 實驗套件 單位 單價 備註
01 LinkIt 7697 開發板 600 (可供2人使用)
02 感應器套件 (約十種感應器) 2,000 (可供2人使用)
03 NB-IoT 通訊模組 3,500 (可供2人使用)

包含電信公司SIM card  及一年流量使用費

04 NB-IoT 通訊模組程式燒錄器 3,000 可供 2-4 人使用 (將程式燒錄於NB-IoT 通訊模組中)
05 雙向控制智慧小型溫室 12,000 (可供4人使用)

包含空氣溫溼度感應器/土壤溫溼度感應器/風扇/燈光排/滴灌馬達/控制繼電器等。

不包含 NB-IoT 通訊模組

06 NB-IoT穿戴式感應器 45,000 可供 20 人使用 (一組 10 個 NB-IoT穿戴式感應器,可依照校園創新應用APP 功能(如人員路徑追蹤管理系統, 校園設施使用管理系統) 需求機動分配並建置於校園中, 收集相關種類創新應用的數據)

 

NB-IoT穿戴式感應器規格: GPS 衛星定位 + NB-IoT 通訊 + BLE 藍芽通訊 + 3軸加速器+ 溫溼度感應器 + 電信公司SIM card (含一年流量使用費)

07 NB-IoT 環境感應器集中器 (sensor hub) 40,000 可供 20 人使用 (一組 2 個感應器集中器 sensor hub,可依照校園創新應用APP 功能(如校園溫溼度等等管理系統) 需求機動分配並建置於校園中, 收集環境相關種類創新應用的數據)

 

NB-IoT 環境感應器集中器規格: NB-IoT 通訊 + 太陽能板 + 土壤溫溼度與電導度感應器+ 電信公司SIM card  (含一年流量使用費)

08 雲端智慧校園 LPWAN 物聯網數據收集與分析平台 (包含 API) 30,000 可供 200 人使用, 平台每年服務使用費
聯盟/示範教學實驗室可提供之訓練與技術支援(含可提供之實驗示範影片) 1.         課程教學磨課師影片 (約 2.5小時) 置放於中華開放教育平台 (www.openedu.tw) 與學聯網磨課師平台 (www.sharecourse.net)

2.         提供智慧校園 LPWAN創新應用數據收集與分析平台 APIs,並提供同學設計創新應用網頁或是APP 呼叫使用

3.         課程助教培訓 (預計於清華大學舉辦)

聯絡窗口 專責助理:清華大學 劉紫瑩小姐

聯絡方式:lze48@hotmail.com /(03) 5715131 ext 33564

NB-IoT通訊協定及應用系統-簡易版教材