一、产品概述
大数据全域融合智能实训装置是一款桌面式硬件实训设备，以跨系统融合硬件架构为核心，深度整合Linux与Windows双生态硬件环境，内置工业级采集器、图像采集设备和语言采集设备，打造全场景、高灵活性的技术实训硬件底座。通过键式系统切换硬件功能，实现Windows工程化开发与Linux深度计算能力的无缝衔接，双系统数据互通与资源协同，为前沿技术教学提供高效硬件支撑。
二、产品功能
1、、核心能力与技术特点
(一)核心能力
该装置硬件支持三大技术领域实训:
1.边缘计算实训:依托双系统协同硬件机制，实现边缘设备数据采集、模型部署与实时推理验证的硬件支持，构建从算法训练到终端落地的全链路实践硬件环境。
2.大数据全流程实训:硬件支持从数据采集、清洗、存储到可视化分析的一体化实训，可进行跨平台数据管道搭建与分布式计算模拟，强化数据处理全生命周期技能的硬件操作。
3.全栈大数据与边缘计算融合实训:硬件覆盖数据感知层接入、边缘计算处理、应用层数据分析全流程，通过双系统互联硬件架构模拟真实数据处理架构，支持数据高效流转与协同开发的硬件操作。
(二)技术特点双系统
无缝切换:硬件支持Windows工程化工具与Linux深度学习框架的快速切换，降低大数据不同环境下的软件搭建成本。
跨平台通信:通过硬件共享文件系统与网络接口，实现Windows应用与Linux服务的实时数据交互。
全域数据协议栈:装置内置双向通信协议集群硬件，支持多平台间数据流、服务流的无缝流转，为大数据与边缘计算应用开发提供真实产业级硬件技术底座。该装置通过软件定义硬件、服务编排式开发、数据智能驱动等创新范式，构建起覆盖智能系统全生命周期的实训硬件生态。
2、硬件组成
(一)整体结构
物理结构:采用桌面式操作台设计，整体尺寸500mm*400mm*300mm,包含1组后面板固定锁，用于保护实训装置内部电源设备和方便设备维护。
网络功能:内置无线路由器硬件，具备至少一个WAN口和三个LAN口，便于设备联网、开展网络实训，如远程访问、设备互联等操作。
外设接口:配备不少于6组模块磁吸供电接口，支持快速连接与断开，提升实验操作的灵活性和设备兼容性。
实训扩展:侧面配备一台不低于200万像素的网络摄像机硬件，可实时采集清晰的视频画面，满足图像采集需求。同时提供多组5V供电接 口，确保外部设备供电需求。
储物收纳:配备可拉伸小抽屉及隐藏式扣手，便于存放实验设备和配件，保持工作区域整洁有序。
系统支持:硬件支持一键切换Linux和Windows操作系统，满足不同用户在不同场景下的多样化需求。内置不小于14寸触摸显示屏及键盘鼠标硬件。
(二)硬件参数
全域数据融合实训单元:性能不低于6核12线程，最高频率不低于4.7GHz。内存不低于16GDDR4。存储不低于500GSSD。电源不小于500W。
边缘计算网关:处理器不低于六核ARM64位(双核Cortex-A72+四核Cortex-A53),最高运行频率高达1.8GHz。内存不小于4GLPDDR3,存储不小于32G。不低于四核ARMMali-T860 MP4 GPU,支持 OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1,OpenVG1.1,OpenCL, DX11.
算力:硬件支持TensorFlow、Pytorch、Caffe、Mxnet、Darknet、Onnx主流深度学习框架，算力不小于3.0TOPs。
外设接口:1路SP接口、1路HDM接口、3路GPlIO口、1个电源指示灯、2路ADC接口、2路IC接口、1路VCC电源接口1路100Mbps太网接口、1路音频输出、1路TF-Card接口、3路USB接口、1路电源按键、1路复位按键。
高清触摸显示屏:分辨率1920*1080。尺寸不小于14寸。为十点触摸电容屏。
高清监控摄像头:300万筒型网络摄像机硬件。
其他配置:包含RGB三色灯执行器、点阵显示控制模块、智能语音播放设备、温湿度传感器、光照强度检测器等硬件。
3、硬件功能支持
(一)全域数据融合相关硬件功能
装置硬件支撑师生构建上层应用开发的数据中间件系统，硬件支持数据感知层设备快速接入、AP标准输出、实训项目管理等功能:
基于Web架构硬件支持，可在Linux、Windows双系统访问，PC、智能手机、平板电脑等设备均可访问融合平台。
支持多用户管理，可实现教学和学生等多类型用户权限管理。
支持感知层设备接入，提供多种接入协议类型硬件支持，包括TCP、MQTT、HTTP等，通信网络涵盖3G/4G、WIFI、以太网口等。
支持学生创建、启动、修改、删除属于自己的应用项目，并根据项目生成专属AP接口文档，管控项目内感知层设备的硬件连接
支持二次开发统一数据格式标准输出，学生可通过统一AP接口进行数据采集和设备控制，快速开发应用程序，包括项目API、设备API、传感器API等，且有详细解释和使用调试窗口的硬件支持。
支持便捷获取教学互动终端采集的音视频内容，并经数据相关硬件播放。实现不同类型不同数量的网关及其下传感器数据的接收与控制。提供学生实训使用的接口协议文档支持。
支持HTTP+Json标准输出格式，学生使用网页请求模式即可直接获取节点信息和控制节点设备。
(二)大数据全流程实训硬件支持
装置硬件支持项目系统架构的四个模块:数据存储、数据处理、数据分析与数据可视化。
数据存储:硬件支持采用HBase作为NoSQL数据库，高效处理海量非结构化数据，支持原始数据和加工后数据的高效存储与检索。
数据采集与清洗:硬件实现与不同数据源(如数据库、文件、API等)的对接，捕获原始数据，并进行数据清洗和预处理，确保数据质量。
数据处理与分析:硬件支持批量处理和实时流处理，可利用Spark、Flink等大数据处理框架，进行复杂的数据分析和挖掘。
数据可视化:硬件提供丰富的数据可视化工具支持，将处理后的数据以图表、仪表盘等形式展示，便于用户理解和分析
实训案例:硬件支持通过实战案例，学习利用大数据技术处理离线、实时数据的快速分析和可视化展示，强化数据处理全生命周期技能。
(三)大数据与边缘计算实训硬件支持
系统环境:装置内置Linux系统硬件，满足嵌 入式系统教学需求;内置Python 3.6及以上版本硬件支持，满足大数据Python教学需求。
通信支持:硬件支持TCP/IP、HTTP等通讯协议，满足网络通信教学需求。
可视化教学:硬件内置QT、PYQT5、web的运行环境支持，满足大数据的可视化教学。
图形化编程:硬件支持图形化编程功能，无线终端节点通过图形化编程软件，使用blocky图形块无需编写Python代码即可和边缘计算网关上的应用程序进行联动，形成大数据与边缘计算的经典应用。
系统镜像:硬件提供满足大数据实训需求的完整系统镜像支持，方便用户使用过程中的还原需求。
算法库:装置内置多种智能算法硬件支持，包括人脸识别、物体目标检测、语音识别等，满足智能应用教学需求。
边缘计算支持:硬件支持在边缘设备上部署和运行数据模型，实现实时推理和决策，降低数据传输延迟，提高系统响应速度。
