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物联网专业实训室建设探讨

发布时间:2018-12-22 01:06:08 文章来源:未来智讯    
    物联网专业实训室建设探讨作者: 王丽丽 程月波 邱相艳 李艳玲   摘要:文章针对物联网专业的实践教学现状,联合物联网学科综合性强的特点,分析了物联网专业办学特点,提出了通过建立物联网应用技能实训室来培养学生的工程实践能力的办学理念,同时介绍了物联网专业实训室的建设成果。
  关键词:物联网;实训室;工程实践能力
  中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)19-0042-02
  随着信息采集与智能计算技能的迅速发展,具有信息采集、信息处理和信息传输功能的智能微传感节点和以它为基本组成单位的物联网获得了迅猛的发展。物联网由大量细小、低功耗、低成本的节点构成,这些节点具有传感、数据处理以及通讯等功能,能够广泛应用于军事和民用领域,其应用和发展给人类的生活和生产带来深远
  影响。
  目前我国对传感器网络的研讨还处于初级阶段,但随着无线传感器网络越来越突出的地位,其目前已经在诸多领域,如环境监测、建筑监测、公用事业、工业抑制、家庭、船舶和运输系统自动化中受到越来越多的关注。
  物联网专业作为一个工程实践性专业,要着重培养学生的工程实践能力,使得该专业毕业生可以在物联网等信息家当领域从事科学研讨、技能开发、设备运营及管理等事务。由于物联网是一门综合性交叉学科,涉及电子、嵌入式开发、自动化抑制、网络通讯、计算机等专业知识的综合应用,因此通过建立物联网应用技能实训室,将物联网技能基础、无线传感器基础知识、射频识别RFID基础知识方面建立由大略到复杂、从理论到实验的创新教学模式受到社会认可。
  1 物联网实训室建设的必要性
  物联网技能面向现代信息处理技能,能够使学生掌握有线和无线网络通讯理论、系统工程等基础理论,掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专业知识和技术,并且具备在本专业领域跟踪新知识、新技能的能力以及较强的创新实践能力。同时实验室的建设,将为我校及周边高校的专业教学提供一个良好的平台,促进传统教学手段向现代教学手段的改变,提高教学效率,使教学内容更为贴近市场对人才知识结构和专业应用能力的
  要求。
  2 物联网结构及其原理
  物联网结构如图1所示,包括感知层、网络层和应
  用层。
  感知层的功能是完成信息的感知与采集,包括感知受控单元和感知网关。感知受控单元由各种传感器如温湿度传感器、压力传感器、摄像头、RFID(Radio Frequency Identification)标签等设备组成,完成数据采集。感知网关收到数据后,将数据发送给末梢节点,完成末梢节点与承载网络之间信息的转发。
  网络层主要是指如今实用化的通讯网络,如2G网络仍是目前的主流网络,3G网络如今已经遍布大中型城市,4G网络已经进入到实验阶段。
  应用层由各种应用服务器组成,其功能主要是对感知与采集的数据进行筛选、转换和分析,由于系统采集的大量原始数据杂乱无章,这些数据对于用户来说惟有经过筛选、转换和分析处理之后才具有实用价值。
  3 物联网创新实验室实训平台介绍
  3.1 平台一:智能农业互联网系统
  选取无线传感网络技能,可实时采集空气温度、空气湿度、CO2浓度、光照强度、土壤温度和水分等,来获得作物生长的最佳条件,通过自动调节温室环境,实现温室智能化、网络化的远程管理,当监测数据出现异常时,可利用软件网络实现对温室设备(温、光、气、水等)的自动抑制,也能够通过Internet网络、手机短信远程监测环境信息和设备运行状态等。
  3.2 平台二:智能化停车场
  基于物联网技能的智能停车场能够实现预约化停车、车辆的自动化识别等功能,从而提高车辆的通行效率和停车位的使用效率,使得停车场运行可靠、实时性强。该智能化的停车场相对于传统化的停车场而言,更方便管理人员对车辆和车位进行调度,是未来停车场的主流发展
  方向。
  3.3 平台三:智能家居
  在智能家居的各个抑制对象上交代感应设备,选取无线传感网络技能实现对传感器节点的采集,其中包括烟雾探测、红外人体感应、光照、可燃气探测等等,并实现对电动窗帘系统、灯彩电、家庭影院、空调、热水器、冰箱等的抑制,同时选取无线WiFi摄像头实现远程视频监控
  系统。
  3.4 平台四:智能超市
  智能超市系统由RFID电子标签、读写器、天线、智能货架、智能购物车、计算机及后台数据库系统组成。智能超市里一切商品都是由智能超市管理系统来抑制,每一件商品都贴有电子标签,任何价格的变动或者折扣优惠调整,由天线发出射频信号,在服务器端通过抑制系统进行统一的调整,避免手工贴标签、更换标签的麻烦。在智能超市里能够通过智能导航系统指引顾客到所需购买商品货架前,避免花长时间在寻找商品上。除此之外,由于射频信号具有很强的穿透能力,能穿透衣服等障碍物,能够防止超市商品被盗。
  3.5 平台五:智能物流系统
  智能物流是信息化及物联网在传统物流业上应用的产物,它能够通过商品的电子标签代码从物联网查到与之相关的信息,同时通过在送货车辆上安装车载定位终端,借助GPS(Global Position System)定位技能、无线通讯技能CDMA(Code Division Multiple Access)或GPRS(General Packet Radio Service)、GIS(Geographical Information System)地理电子信息技能,实现了实时调度、车辆安防等功能。
  随着物联网技能的快速发展,物联网专业作为一个迎合市场需求而开设的新专业,其更加侧重于工程应用,实践课程在物联网工程专业的培养中占据了极大比重。目前物联网专业的学科建设还有待完善,对学生的培养仅集中在工程设计能力上还远远不够,更深层次的学科理论素质培养还有待于进一步深入。
  参考文献
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  [5] 朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技能进展与应用[J].南京邮电大学学报,2011,(31):2-9.
  [6] http://www.moa.gov.cn/fwllm/xxhjs/xxjsdjt/201302/t20130201_3214271.htm.
  作者简介:王丽丽(1978―),女,鲁东大学信息与电气工程学院副教授,工学博士,研讨方向:现代通讯
  技能。
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