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      物聯網網絡工程創建思路

      2013-03-19 17:05 來源:網絡工程論文 人參與在線咨詢

      建設目標及主要建設內容

      隨著物聯網概念的興起,RFID技術逐漸成為了研究和應用的熱點.在不同頻段的RFID標準中,900MHz頻段的ISO18000-6和13.56MHz頻段的ISO15693/14443較具有代表性[1],所以本實驗室選取有代表性的RFID標準構建實驗系統.該實驗系統建設采用多標簽與多讀寫器的架構,并輔以中繼器和集中器進行組網,實現對覆蓋環境內所有標簽的可靠讀寫操作.讀寫器通過有線或無線方式(TD-SCDMA、WCDMA、CD-MA2000)連接現場讀寫設備和數據中心,向學生展現完整的RFID實驗系統。多功能傳感器實驗系統如圖3所示,主要包括各類傳感器設備、數據采集設備和專用的實驗軟件系統.傳感器的種類包括家用傳感器、工業用傳感器、醫用傳感器三大類.其中家用傳感器包括溫度、濕度、光強度、煙霧等;工業用傳感器包括壓力、速度、加速度等;醫用傳感器包括心率、血壓、血糖等.負責數據采集的實驗設備通過擴展接口分別連接上述各種傳感器,通過專用的實訓軟件系統讀取傳感器測量值,并分析各種傳感器的靜態特性(測量范圍、線性度、靈敏度、重復性、穩定性等)和動態特性.在此基礎上,本實驗室提供基于各種傳感器的家用電器自動化控制應用案例.學生可深入學習此案例并在此基礎上進行二次開發,完成工業自動控制、自助式心率/血壓檢測儀等應用案例的開發工作.

      嵌入式系統實驗平臺主要包括核心嵌入式系統、嵌入式操作系統以及各種外圍設備.核心嵌入式系統選用基于多種常用微處理器的嵌入式平臺,包含各種主流嵌入式技術;操作系統方面,選擇Linux、WindowsCE等主流嵌入式系統和各種定制化操作系統,使學生全面了解ARM11、ARM9和ARM7等多種嵌入式平臺及其適用的操作系統.在外圍設備的選擇方面,根據工程實驗中心的總體方向,選擇與無線傳感網絡相關的外設,共同構成完整的實驗平臺.本實驗室可作為計算機及相關專業嵌入式系統課程的專業實驗室,提供與課程緊密配套的實驗內容,以提升學生在嵌入式系統方面的實踐能力.無線傳輸實驗系統基于目前無線傳感網絡對無線傳輸技術的實際要求,主要包括短距離無線傳輸和長距離無線傳輸兩部分.短距離無線傳輸實驗系統基于Zigbee和Bluetooth技術[2],這是無線傳感網絡中較典型的無線組網及數據傳輸技術,主要用于本地節點間的無線網絡組建和信息傳輸.本實驗系統通過剖析Zigbee和Bluetooth的技術原理,向學生展現兩種短距離無線通信技術的主要功能及性能指標.學生可在本實驗平臺基礎上,開發基于本地無線網絡的典型應用,例如與傳感器實驗設備結合的無線測溫系統等.

      長距離無線傳輸實驗系統基于典型的3G技術(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000)和2G技術(GSM/GPRS、CDMA)[3],向學生展示本地無線傳感網接入Internet的功能.學生可在本實訓平臺基礎上,開發基于3G和2G的典型應用系統,例如遠程無線控制等.將上述的無線傳輸方式與嵌入式系統結合,將短距離無線傳輸與長距離無線傳輸相融合,形成基于多網融合的無線通信綜合應用開發平臺.學生可以通過此平臺開發多種網絡的互聯互通,并在此基礎上開發藍牙電話網、本地無線Modem等應用系統.2.5物聯網應用技術實訓系統本實訓室結合上述RFID、傳感器、嵌入式系統和無線傳輸技術,以基于物聯網技術的智能物流、智能醫療和智能家居等實際應用案例向學生說明物聯網的實現方式和典型應用方向[4-6],并支持學生開發物聯網的其它應用系統,以提高學生的創新能力和對物聯網應用技術的理解.本實訓室用于學生完成與物聯網相關的課程設計、畢業課題、專題技術研究和應用系統開發,同時為教師在物聯網技術方向的課題研究提供實驗平臺.

      結語

      本項目以建成特色鮮明的無線傳感網絡工程實驗中心為目標,構建一個集物聯網信息流程中的信息采集、傳輸、處理于一體的綜合實驗(實訓)平臺.本項目優勢在于實現了各實驗(實訓)平臺之間的互聯互通和信息流轉,真實呈現信息在整個實驗(實訓)平臺的采集、轉換、傳輸和處理的全過程,使學生在真實環境下完成物聯網的相關實驗(實訓)項目,從而達到全面提高學生的企業級項目實踐能力、創業能力和創新能力的目的.(本文作者:鄒永康 王月浩 單位:重慶文理學院計算機學院)

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