当今世界科技的创新和发展越来越依赖多学科的交叉融合,为推动新型产业发展,培养复合型人才,各个高校也自主设置了大批按二级学科管理的交叉学科,其中,与人工智能、物联网、大数据等新兴产业相关的交叉学科是高校热门选择。人工智能、物联网等新兴技术作为各大高校的研究热门,其知识体系涉及信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程等多个学科。目前,构建一个多学科集成、开放共享、应用实践的学习系统成为当前高校实验室团队的实际需求。整合云计算、物联网、深度学习等新兴技术应用,构建一个高可用、易扩展的产学研结合的学习系统是本文的研究重点,旨在为高校工科实验室团队提供一个在线学习与应用实践相结合的平台,学生不仅可以在本系统中分享教学资源和在线学习,还可以结合所学进行应用实践。本文的研究内容主要为以下几个方面:（1）研究在线学习平台、物联网应用、深度学习应用的相关技术和实现方案,确定系统的整体功能目标,本系统除了提供在线学习功能,还提供物联设备接入、算法应用验证等的实践功能。（2）分析系统的功能需求并进行架构设计。采用云计算模型架构对系统整体架构进行结构分层,按照功能将系统拆分为基础功能子系统、在线学习子系统、物联网应用子系统、算法应用子系统四大部分,并基于微服务架构将各个子系统划分为多个微服务模块,对各个模块进行详细设计。（3）设计系统的基础设施层。本文研究云计算相关技术,采用云服务器作为计算资源,并为系统搭建vpc私有网络,引入Docker容器化技术和Kubernetes容器编排技术,构建一主二从的服务器集群,为学生进行应用实践提供可靠的计算和存储资源。（4）设计系统的平台能力层。实际应用开发依赖多个技术中间件提供基础能力,本文引入Kube Sphere开源平台作为系统可视化部署平台,并在此基础上搭建高可用的数据存储、缓存、分布式文件系统、MQTT服务器等中间件,构建系统的平台能力。（5）基于Spring Boot和Spring Cloud微服务框架对学习系统进行实现。主要根据前文的设计,对基础功能子系统、在线学习子系统、物联网应用子系统和算法应用子系统中的各个应用模块进行实现。（6）实现系统应用上云。通过搭建好的一主二从服务器集群和Kube Sphere平台将系统各个微服务进行上云部署,对部署流程进行描述。（7）结合硬件和软件对系统进行功能测试和性能测试,验证系统预期的业务功能,证明系统架构设计的可行性。