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物聯網技術導論范文1
增強分析和控制能力是“智慧型”公路隧道照明系統的現實目標?,F有的公路隧道照明系統采用相對簡單、固定的控制模式,靈活性不足,且由于難以實現最優控制而造成“無效照明”、“過度照明”的現象尤為突出,電能浪費極其嚴重?!爸腔坌汀惫匪淼勒彰飨到y基于大量有效的感知信息,設計先進科學的控制算法,判斷是否達到某些預先設定的控制條件,進而通過執行器(照明控制器)發出控制命令,或在緊急情況下直接向公路隧道管理者發送報警信息,從而實現對照明系統的精確控制。此外,通過對照明系統電力消耗數據和交通量數據進行統計、分析、挖掘,能夠實現對公路隧道照明系統長期性節能監測與評估,從而持續提升公路隧道照明節能效果。展現層應用控制層設計的控制算法,實現某些典型服務功能,如任何公路隧道管理者(Anyone),在任何時間(Anytime)、任何地點(Anywhere),通過智能終端APP,均可實時獲取所關注的信息,如隧道洞外亮度L20(S)、隧道洞內路面亮度、隧道照明用電量、交通量、車輛行駛速度、交通事件(火災、事故)、故障報警等,并可在某些突況下通過智能終端APP實現對照明系統的緊急控制(例如在突發火災事故、交通事故時,開啟所有照明設施,以便于人員逃生與現場救援)。
2公路隧道智慧照明系統特點
與傳統的公路隧道照明系統相比,基于物聯網技術的“智慧型”公路隧道照明系統具有以下鮮明特點。(1)動態感知。對物理對象狀態的感知,是“智慧型”公路隧道照明系統的基礎,其特點是具有廣泛的空間分布與持續的時間需求。正是由于感知數據的動態變化(如交通量、車輛平均速度、洞外亮度L20(S)等),才引起照明需求的變化,從而為實現照明系統的最優控制奠定基礎。(2)有效反饋。感知的物理對象狀態必須進入信息系統處理,照明系統運行事關道路交通安全,特別是當出現交通事件和故障報警時,將突顯信息實時反饋的重要性和必要性。(3)深度融合。通過對各類感知信息進行深度融合,達到以下目標:①使信息世界能夠準確分析物理世界的狀況,并及時做出控制決策;②控制決策通過網絡化的控制系統協同實施,實時、科學地控制物理世界行為。(4)準確認知。通過對獲取的海量數據進行分析和挖掘,達到對公路隧道照明特點的準確認知,為科學掌握照明需求變化規律和評估照明節能效果奠定基礎。如通過對比分析單位車•km電能消耗來評估同(環)比節能減排效益,通過分析照明亮度指標和交通事故率來分析照明對公路隧道運營安全的影響,通過分析燈具的光衰制定照明設施養護方案。(5)可靠控制。信息系統對物理系統進行動態控制,而物理系統對信息系統具有反饋作用,即物理系統可以通過信息反饋來影響信息系統的控制效果。如“智慧型”公路隧道照明系統可以根據實際道路中車輛分布、洞口光環境等情況,進行可靠的動態控制(無級調光、分級調光),避免出現“無效照明”、“過度照明”等現象。(6)高效管理。在大幅提升管理效率的同時,減少了管理人員工作量,節約照明系統全壽命周期費用。
3公路隧道智慧照明系統控制
3.1控制流程
“智慧型”公路隧道照明系統主程序流程如圖2所示。首先,系統初始化各個模塊,啟動各處感知設備,采集隧道洞外亮度L20(S)、隧道洞內路面亮度、交通量、車輛行駛速度,并將相關信息傳輸至控制模塊。判斷系統的控制狀態,如果處于人工控制狀態(設備故障或檢修維護),則程序結束,由現場照明控制器來調節隧道照明。若處于自動控制狀態,則檢測隧道運行情況;如果運行異常,則進行報警,并調用特殊狀態程序進行處理;如果通信網絡正常,則與照明控制工作站進行遠程通信,否則由現場照明控制器進行調光控制。最后,系統在網絡正常狀態下將隧道照明狀態信息集中反饋給遠程照明控制工作站。
3.2控制算法
正常狀態控制算法(1)根據《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1—1999),將公路隧道照明段劃分為加強照明段和基本照明段,加強照明包括入口段、過渡段1、過渡段2和出口段。(2)根據洞外亮度L20(S)(采樣周期為10min)、交通量Q和車輛平均行駛速度v(采樣周期為5min)確定公路隧道入口照明段亮度Lth,Lth=k×L20(S)。入口照明段亮度折減系數k見表1。
4結語
物聯網技術導論范文2
【關鍵詞】物聯網 課程 教學實踐 應用能力
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯網(Internet of Things,IOT)又稱傳感網,指的是將無處不在的末端設備和設施,包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、視頻監控系統和“外在使能”的各種資產、攜帶智能終端的個人與車輛等,通過各種無線或有線的通訊網絡實現互聯互通,從而提供安全可控乃至個性化的實時監控、定位溯源、報警聯動、遠程控制、安全防范等管理和服務功能,實現任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業的革命性發展。目前物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點,其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。并且隨著科學技術的不斷發展,物聯網技術將催生新的產業,形成新的經濟增長點,其發展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過了35所高校獲批開設物聯網相關專業,新設專業將自2011年開始招生。在2011年,又有27所高校設置的“物聯網”專業通過了教育部的審批。
二、教學實踐與教學方法的初步探索
筆者所在的大學還未申報物聯網專業,但與物聯網技術相關的支撐專業門類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學技術、計算機科學與技術、控制工程及測控技術及儀器等專業。基于此,筆者在2011年連續兩個學期開設了物聯網技術導論的公選課,學生選課非常踴躍,170人的選課規模每次都爆滿,從這可以看出當前本科生對物聯網等新生技術具有非常強的學習欲望。針對物聯網技術的特點,在現有教學技術的基礎上,對教學方案進行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結合選課學生的特點:不僅有理工科學生,還有社會科學類學生,選擇了周洪波博士所編寫的《物聯網技術、應用、標準和商業模式》一書。此書以通俗易懂的方式,指導學生了解物聯網世界,且不需要較強的專業背景,適應不同專業的學生。
2.嚴格修訂教學大綱,合理安排教學內容。
教學大綱不僅是進行教學內容及進度的依據,也是考試考查的依據,更是教學質量評估的依據。一個好的教學大綱,非常有利于教學質量的提高。在教學內容上,首先講述物聯網產業的發展與機遇,讓同學們明白物聯網技術無論是在經濟、生活以及國家戰略上都有非常重要的前景。讓同學們掌握互聯網、物聯網以及它們的區別與聯系,并了解基于四大技術的物聯網支柱產業群,分別為RFID從業人員、傳感網從業人員、M2M人群以及工業信息化人群;其次,著重講述物聯網產業鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統,或者也可稱之為感知層、網絡層和應用層。讓學生了解物聯網的通訊與連接,包括短距離無線通訊技術、長距離無線通訊技術、短距離有線通訊技術和長距離有線通訊技術。在物聯網應用方面,通過物聯網在城市市政管理、農業園林、醫療保健、智能樓宇和交通運輸等方面和同學們進行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術,讓同學們對整個物聯網系統有更進一步的了解。
3.教學方法和教學互動
物聯網是個實用性很強、發展前景很廣的技術。將來物聯網會發展到什么程度,對人類的科技和生活會產生什么影響,都是一個未知數。因而在教學過程中,筆者非常注意和學生互動,讓同學們發揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯網的存在,人們的生活所發生的翻天覆地的變化。在上課過程中,筆者既有講述的環節,有和學生互動的環節,更有讓學生分組討論的環節。筆者希望此課程是個開放的課程,學生不僅能學到知識,更能發揮自己的主觀能動性。同時,通過運用多媒體等途徑來呈現物聯網所存在的問題和發展前景,請同學們利用已有知識,并發揮自己的想象嘗試提出解決方案,設置懸念,然后抓住重點、熱點作深入分析,最后上升為理論知識。從而使課程生動形象,對錯分明,環環相扣,印象深刻,氣氛活躍。當然,這種講課方式有一個前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實現這種溝通,理解是基礎,也即心靈交融,才能實現交往、溝通。
4.考核方式
為了適應物聯網技術應用型人才培養目標的要求,筆者在考核方式上突出強調學生對物聯網技術的基本概念掌握和發展前景設想,同時考查學生的論文寫作能力,從而實現對學習過程的督促與考核,客觀完整地評價學生的學習效果。在考核的評價標準上學生的成績由學生上課過程中的討論報告、出勤率和最終課程論文三個部分組成。其中討論報告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學生進一步了解物聯網技術,又能發揮學生的想象力和主動性,并能讓學生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。
三、結束語
物聯網是一個新興的產業和技術,筆者依據物聯網專業的特點,結合我校應用型人才的培養目標,從物聯網專業設置的現狀、教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了初步的探討。經過幾個學期的教學探索,摸清了教學規律,優化了教學過程,改進了教學方法,使學生具有合理的知識結構,理論與實踐相結合,從而具有解決實際問題的能力、開放的思維和協作能力,能夠暢想未來,把握經濟、社會和科學發展的大趨勢,以適應社會經濟和本科生教育信息化發展的需要,成為能夠適應21世紀新挑戰的復合型高端人才。
參考文獻
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2 康曉慧、羅霄鳳、張梅等.植物病理學方向研究生教學改革與探索[J].安徽農業科學,2012(2):1225~1227
3 張玉梅.物聯網在高校中的應用前景分析[J].學術研究,2011(10):82~83
物聯網技術導論范文3
【關鍵詞】 物聯網導論;課程教學;多媒體教學;教學效果
多媒體輔助教學在高校已廣泛普及,課程不同輔助手段各異,板書等傳統教學方法正在逐漸被取代,與之相比,多媒體輔助教學是一種更加直觀、新穎的教學手段。但是如何在不同的課堂上合理的使用不同的多媒體技術就成為了高校教師需要深思的一個重要課題。
《物聯網導論》這門課程是開設給西科大物流管理專科畢業班的學生,在這本書中介紹了物聯網非常多的技術內容,比如射頻識別技術、傳感器技術、互聯網技術、移動網技術等等,但是這些技術如果僅從文字上理解,很多概念是生澀枯燥難懂的,于是筆者通過兩年的教學探索,對于如何更加合理、有效的在這門課程中使用多媒體輔助教學談談自己的體會。
一、合理的使用PPT輔助教學
1、PPT的合理使用
如今的高校教師越來越多的使用PPT(Power Point 簡稱,一種演示文稿圖形程序)作為上課的主體講授方法,因為PPT可以以一種圖文并茂、生動靈活的方式將知識點展示給學生,提高學生學習興趣。同時PPT也不光只是簡單的知識點羅列,它還可以通過超鏈接、圖示等不同方法,將整體知識點進行串聯,讓學生直觀了解所學內容的整體框架。
案例1 在這門課程中,筆者在講解互聯網這部分內容時,根據PPT上準備的圖示,學生可以很直觀的掌握重點網絡用語等知識點。比如互聯網中的域名解析的兩種不同方法,或者Ipv4如何過渡到Ipv6的兩種不同技術,這些知識點通過PPT的圖示幫助學生更好的掌握兩種不同方法和技術之間的差異。另外在無線低速網絡的講解中,通過PPT的使用可以方便學生理解ZigBee網絡層采用的按需距離矢量路由協議(AODV),學生可以從PPT中的動圖看到節點是如何尋找路徑的。
由于在不同的網絡層涉及的復雜內容特別多,包含了很多的網絡協議和網絡構建,光是文字的敘述太過繞口,只能讓學生一知半解,通過PPT圖畫和知識點關鍵字的強調,可以幫助學生更好的理解。
在教師使用PPT的過程中一定要注意,我們仍需要對每個部分進行小結,做內容回顧,讓學生更好的了解目前學到了什么、應該掌握什么、什么是重點、什么是難點等。
2、PPT使用中的問題
剛開始在使用PPT的時候筆者也遇到了一個問題,就是每頁PPT上文字內容過多,重點不突出,導致課堂氣氛死氣沉沉學生沒有積極性。于是通過不斷摸索并和其他老師探討學習,在之后上這門課程時筆者對PPT中的大量內容進行了刪改,并把重點用不同顏色不同方法標記出來,增加超鏈接和小圖案來提升整體PPT的活潑度,在這種整改之下筆者的課堂上學生們注意力非常專注,興趣濃烈,課堂效果也提高了很多。
同時在這門課的講授過程中,筆者還發現有些知識點無法用PPT的形式講解明白,特別是一些數字類型的概念,這時候就又要回歸到原始的板書上,通過一步步書寫的方法讓學生明白每一個數字每一個步驟都從何而來。比如在關系數據庫模型中涉及到了數學集合運算――交、差、并等,于是筆者就通過板書講解讓學生都非常好的掌握了重點內容。多媒體只是一種輔助教學手段,它合理的使用可以使教學升華,但也不能丟掉傳統教學手段。
二、用直觀視頻內容取代死板的概念講解
如今的大學生,過多的強調自主和靈活,都擁有自己的主見與思想,針對他們的特點,高校教師在講課的時候應該把課堂主動權交給他們,讓他們更好的融入課堂提高學習效果。
在這門課程里涉及非常多枯燥的概念,如果僅僅使用文字描述學生們都會失去興趣,于是筆者采用了播放視頻的方法來取代對概念的死板講解,讓學生可以在視頻中掌握重點知識點。
案例2 “物聯網”這個概念對學生而言是完全陌生的,為了讓學生更好的掌握這門課程的大體概況,筆者在第一節課剛開始給學生播放了“中國聯通的物聯網宣傳視頻”,通過這個視頻中包含的三個層次內容,學生就可以直觀的了解物聯網三大基礎層次:感知層(如何將物品聯網)、網絡層(使用什么網絡)、應用層(物聯網如何造福人類)。在觀看完引入視頻之后,再對物聯網概念進行講解的時候,學生就很好理解物聯網就是把各種物品通過不同的技術連接在一起而形成的網絡。
案例3 在講到智能信息設備的時候,目前在智能信息設備的幫助下產生的很多新興技術對專科生而言是陌生的,比如無人駕駛汽車的成功研制,通過播放“無人駕駛汽車上路測試完成”的視頻,幫助學生在了解智能信息設備有哪些的同時也幫助學生了解時下的新聞熱點,讓專科生也做到與時俱進。這時候筆者就可以對學生布置作業,讓學生自己尋找身邊的智能信息設備都有哪些,通過課后的資料收集,學生們給筆者進行了非常多的反饋,可見使用這種教學方法可以有效調動學生學習積極性。
案例4 對于定位系統的內容,課本上除了定位系統的概念之后比較少涉及到定位系統的具體應用,所以筆者通過“智能定位尋找丟失手機”、“歐洲衛星定位用于農業”、“手機GPS老人不怕丟失”等視頻讓學生了解目前定位系統在生活中的廣泛應用,幫助他們在學習生活中使用類似于百度地圖的軟件進行自身定位,更好的把新興技術知識學以致用。
案例5 在物聯網應用層中,可以通過視頻讓學生直觀了解物聯網可能會帶來的生活新改變,并對之后深入的學習產生更大的興趣。比如“北京地磁感應停車系統”的出現解決了停車場停車位管理問題,機場附近的傳感器保證了機場的安全等等。再比如英國一個學生把他的宿舍打造成了全聲控,只需要說出“開燈”“關窗簾”等詞語就完成原先需要手動完成的工作。
三、小結
隨著信息化技術的不斷發展,高校老師越來越多的運用不同手段的多媒體輔助教學。筆者通過不斷的摸索與總結,發現在《物聯網導論》這門課程的教學過程中,可以通過PPT輔助板書的形式進行基礎內容的解析,幫助學生直觀理解基礎內容并調動學生課堂積極性;并通過直觀視頻內容的播放取代呆板的概念講解同時進行案例演示,可以幫助學生更好掌握具體概念的應用。雖然說多媒體教學可以帶來非常良好的課堂效果,但是傳統板書在一定程度上也占有不容忽視的地位,所以教師如何在實際教學過程中更加合理、有效的使用多媒體輔助教學就成為了一個非常值得探究的問題。
【參考文獻】
[1] 劉云浩. 物聯網導論[M].北京:科學出版社,2011.3.
物聯網技術導論范文4
關鍵詞:Linux;Cortex-A9;物聯網;智慧城市
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)06-0021-03
Wireless Sensor Network Platform Based on Internet of Things
HU Jiang-bo,YAN Huan
(School of Electronic and Electrical Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan 430000, China)
Abstract: the application of machine to machine base on Internet of things, expanding the scope of the entire perception of the internet, creates a new web platform. The network consists of multiple sensor nodes and a base station in which the central controller node is Cortex-M0 and the central control station Cortex-A9,self-developing wireless link layer protocol as well as network control layer protocol to ensure the stable operation of the entire network. This Platform can be applied to many directions. Such as smart home, wisdom logistics, wisdom parking, wide coverage, low-power of node, good stability and reliability.
Key word: linux;cortex-a9;internet of things;smart city
隨著物聯網技術的興起,國家也推出“感知中國”的口號大力推進物聯網技術在國內發展。由此大研究機構以及企業組織都大力投資物聯網相關的技術,世界范圍內也有各大聯盟開始定義物聯網傳輸的各種協議。在設計這個網絡時就利用了歐洲比較流行的物聯網傳輸協議(LORA),此網絡平臺的創新點在于:1)自主設計的無線鏈路協議以及網絡控制協議確保網絡的穩定運行;2)基站的覆蓋范圍廣,節點的無線射頻信號的穩定信息傳輸范圍可以達到3Km,這是藍牙、ZigBee技術難以達到的,最大限度的拓寬傳感節點的感知范圍;3)傳感節點的低功耗,傳感節點待機功耗最低可達3uA,盡量延長電池使用壽命降低使用成本。
1 網絡架構
整個系統如圖1 所示分為兩部分,第一、傳感節點;第二、基站。整個網絡拓撲結構為星型,由多個節點和一個協調器組成且節點與節點間無法通信,基站可以與網絡內的所以節點通信,節點與節點間的通信只能通過基站進行。
2系統硬件設計
2.1 基站
如圖2所示,基站主控CPU采用Cortex-A9處理器(三星Exynos 4412),Cortex-A9為基于ARM架構的處理器,有強悍的事務控制能力以及不俗的運算處理能力,還有非常豐富的GPIO接口以及SPI,IIC等總線接口,而此處的無線射頻模塊與CPU的通信都是基于SPI總線進行,CPU上主要運行經裁剪的Linux 內核。通過內核來管理整個基站平臺軟件的運行,大大降低了軟件開發成本和縮短軟件開發周期,我們只需要開發出獨立的SX1276外設驅動軟件以及應用層軟件即可。
射頻模塊采用2顆Semtech SX1276芯片,分別為RF0和RF1,兩個RF單元工作在同一個頻點,采用2根獨立的天線。SX1276射頻模塊有著十分強悍的通信能力,十分突出的低功耗性能,最主要的是通過擴頻調制的方式其信號覆蓋范圍比較廣,在低速情況下高達5Km的覆蓋范圍,十分符合此處開發的無線傳感網絡平臺的要求。且SX1276上有著豐富的外接口,如GPIO接口、SPI接口、IIC接口等。
Exynos4412通過SPI總線對Sx127x進行狀態切換和收發控制,Sx127x通過終端信號和狀態指示通知Exynos4412當前工作狀態。
2.2 節點
如圖3所示,節點的主控CPU為Cortex-M0 (DA14580),擁有多個GPIO管腳以及SPI和IIC總線接口,方便外接各種傳感器如溫濕度傳感器、陀螺儀等,射頻采用1個Semtech SX1276芯片。
DA14580通過SPI總線對Sx1276進行狀態切換和收發控制,Sx1276通過終端信號和狀態指示通知DA14580當前工作狀態。
3 無線鏈路協議介紹
首先介紹該小節之前我們先解釋幾個概念:Radio Link Protocol 簡稱RLP,即無線鏈路層協議, HAL表示硬件抽象層,那么RLP HAL 即為無線鏈路協議的硬件抽象層。
3.1 物理層定義
1) 基站用頻分組網;
2) 系統多址方式:TDMA;
3) 提供不低于14dBm的最大發射功率;
4) 接收靈敏度可達-146dBm;
5) 滿足覆蓋范圍不低于3公里的鏈路預算。
功能要求:
1) 節點支持上下行雙向通信;
2) 支持競爭搶占和非競爭搶占的兩種通信模式;
3) 支持數據的加密;
4) 支持節點的接入、注冊、認證和切換;
5) 用戶可以獲得每個終端的信息和狀態,包括類型、休眠/運行時間、在線/離線、數據流量、速率等級、優先級等;
6) 用戶可以設置每個終端的優先級、速率等級、定時上報間隔等參數;
7) 單基站可以允許接入不少于1000個節點。
從簡單起見,此處非競爭搶占暫時不做介紹。
3.2 RLP 組成和接口
整個RLP組成和接口如圖4所示:
即在節點端通過RLP協議將傳感器獲知的初始信息上行傳遞給基站的端,基站端向節點傳輸的信息也通過RLP協議下行傳送到節點端。
4 系統軟件設計
如圖5所示,整個系統軟件分為兩部分,節點端和基站端。二者全部都是用C語言編程實現的,節點端無操作系統整個軟件架構比較簡單,詳細軟件系統如下圖所示。
首先分析節點部分,節點的物理架構從下往上依次是:傳感器(溫濕度傳感器)、gps模塊、無線射頻模塊(SX1276),DA14580中央處理器;軟件架構則是:傳感器驅動模塊、SX1276驅動模塊,無線鏈路層的硬件抽象層、無線鏈路層模塊,應用軟件。
基站部分,基站物理架構從下往上一次是:無線射頻模塊(SX1276),CPU(三星exynos4412);
軟件架構:SX1276驅動模塊,操作系統層(Linux),無線鏈路硬件抽象層,網絡控制層,應用層。
節點與基站端的通信是通過無線射頻模塊(SX1276)來進行,節點與基站通信必須遵循無線鏈路層協議(RLP)。
4.1 節點端
節點端的工作模式主要有:休眠、待機、工作。其中休眠狀態下,節點端的外設均處于休眠狀態,節點本身也處于休眠狀態,只有基站端額信號能夠喚醒。
待機狀態:節點端的CPU 正常工作,節點外設傳感器均處于休眠狀態等待基站端的進一步命名才進行狀態切換。
工作狀態:節點端CPU正常工作,外設傳感器正常工作采集信息并進行信息的傳輸。
大多數情況下節點處于休眠狀態以降低節點功耗。
4.2 基站端
此處我們仍舊先解釋幾個概念,NCP (網絡控制協議)、NMP(網絡管理協議)。這兩處協議主要是外接到云服務器的接口,與內網關聯不大,此處不做過多介紹。
基站應用程序的功能模塊劃分如下圖6所示。
程序分為四個模塊,即四個處理線程:
主線程:實現程序的初始化,包括收發器設備的初始化,軟件數據結構的初始化,和NMP建立網絡連接并注冊等,然后創建另三個處理線程。
RLP數據下發模塊:該線程負責向終端下發數據,包括:基站定時下發信標幀,用于終端和基站的時鐘同步; RLP交互處理模塊處理完成后需回傳給終端的確認命令;NMP需透傳到終端的命令。
RLP接收處理模塊:接收終端上傳的數據,解析并執行對應的操作:對于發往基站的數據,解析并執行相應的處理流程(如終端的接入請求),處理完成后將確認數據交給RLP數據下發模塊發送到終端;對于發往NMP的數據,使用NCP協議打包后轉發到NMP。
NCP交互處理模塊:1)接收NMP下發的數據,解析并執行對應操作:對于發往終端的數據,將數據交給RLP數據下發模塊路由到對應節點終端;對于發往基站的數據,直接解析執行對應操作(如基站工作參數設置等)。2)將基站需上傳到NMP的數據(如基站注冊請求)或終端需透傳到NMP的數據傳輸到NMP。
5 網絡功能測試
完成全部軟硬件的開發工作后,我們先測試了節點端的功耗,在待機時的工作電流最低為3微安。節點端的工作電流最大為3毫安。跟預期的要好。
然后我們單獨測試無線射頻模塊信號的覆蓋范圍,我們先配置一個節點端A,A每隔1秒中在特定的頻率下發送10個字節的數據,然后再拿著節點B,B配置為一直接收信息的狀態。B節點設置為信息通過串口向PC端打印出來,統計B在移動過程中的丟包率。
由于我們的應用主要基于低速信息傳輸。故而此處碼率設置為178 byte/s。測試結果:1、同一水平面范圍內的覆蓋距離為3Km 左右;2、若將其中的接受端B架到樓頂,則覆蓋范圍可達5Km左右,大大超乎預期。
最后我們將基站配置好,并在基站端內置3G模塊,來使得基站能夠與云服務器互聯,然后將基站置于室外各種場景中,在其一公里的范圍內隨機的分布節點端的設備。通過服務器平臺能夠快速準確的訪問到各個節點,并實時的檢測各節點的溫濕度數據、以及經緯度等數據。最后確定在以基站為中心,半徑1公里的范圍內分布節點組網時,整個網絡的穩定性最好,丟包率最低,整個測試結果明顯由于之前的預期。
6 總結
該平臺基于物聯網,通過自組網的形式成功的開發出了一個低速、低功耗、覆蓋范圍管的傳感網絡,且后期升級到云端互聯也十分容易,該網絡可靠性強、性價比高、且能夠在各種實際應用場景如:森林防火、智慧城市、智慧交通、智慧物流中,發揮實際作用,目前市場上類似的網絡平臺大多基于ZigBee,藍牙、WIFI等,覆蓋距離都比較局限。而該網絡平臺則大大拓寬了整個網絡的覆蓋距離、降低了整個設備的功耗。并且后期可以為云計算、大數據挖掘提供源源不斷的實時數據,應用前景十分廣闊,可以大大推進“智慧城市、智慧交通、智慧物流的”進程。
參考文獻:
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物聯網技術導論范文5
關鍵詞:物聯網;校企合作;資源包;教學
中圖分類號:G712
1 物聯網發展現狀
物聯網是世界信息化發展新的推進,是互聯網應用的推廣和深化,其目標是實現一個智慧化的世界,預計到2020年,世界上將有500億個智能物體連接到網絡上,地球上人均6個。未來物聯網產業規模巨大,帶動力強,已經成為國際新一輪信息技術競爭的關鍵點和制高點。2010年3月5日,總理在政府工作報告中,明確將“加快物聯網的研發應用”納入戰略性新興產業的發展任務。近年來物聯網發展速度迅猛,物聯網專業人才需求量大增,由其是物聯網技能操作型人才更是緊缺,面對如此大的人才需求量,很多技工院校都相繼開設或準備開設物聯網相關專業。
2 校企合作資源包開發思路
校企合作是職業教育發展的必由之路,也是培養高技能人才的必要環節和重要平臺,運用校企合作模式開發物聯網教學資源包,可將企業的先進技術同實際的理論教學相結合,二者取長補短。物聯網作為技工院校新興的專業技術課程,主要訓練學生掌握物聯網基礎理論,具備安裝、調試、運行和管理物聯網的能力,具備開發物聯網終端軟件的基礎能力,具備物聯網應用系統故障排除能力。其教學難點是如何更直觀展現物聯網的組成,運作過程,如何安裝和調試物聯網產品,并能進行簡單的物聯產品開發。傳統教學偏重物聯網理論講解,沒有形象的展示物聯網的實現過程,作為物聯網企業,雖然有先進的技術,但又不了解實際的課堂教學。如何更直觀的展示物聯網的運作,只有通過企業和學校的雙向聯系,按照學校的教學要求開發物聯網實訓平臺,把抽象的教學內容通過形象直觀的實訓項目表達出來,有助于學生盡快掌握物聯網技術。
3 物聯網教學資源包的特點
物聯網教學資源包有別于一般教學素材包,是通過學校和企業合作開發,其中理論部分由學校物聯網專業教師來編寫,實訓部分由學校教師制定方案,由企業工程師來實現。資源包應盡可能形象、直觀的展現物聯網運作過程,注重培養學生的動手能力和空間想象能力,掌握物聯網產品的使用方法并能進行簡單的物聯產品開發。
4 物聯網教學資源包開發過程
面對新興的物聯網產業人才需求,我院領導高度重視,先后同南京五十五所等物聯網企業建立長期合作關系,并聘請物聯網企業專家為教學咨詢官,為物聯網教學資源包的開發創造了良好條件。通過專業教師和企業工程師的交流討論,結合當前物聯網就業方向,開發適合技工院校學生學習的物聯網教學資源包。
物聯網教學資源包總共分為三大模塊,分別為物聯網理論、物聯網應用、物聯網實訓(結構圖如圖1所示)。其中物聯網理論包括7個模塊,分別為物聯網導論、自動識別技術、傳感器基礎、智能信息設備、無線網絡、數據庫系統、海量信息存儲。
圖1 結構圖
物聯網應用包括5個模塊,分別為無線傳感器、Zigbee技術、Android開發基礎、Zigbee網絡、傳感器安裝。物聯網實訓臺由南京五十五所開發,型號為WLWSX-05(如圖2所示),通過該實訓臺可以完成7個控制器實訓和11個傳感器實訓,同時運用實訓節點可以完成CC2530模塊程序燒錄、Zigbee無線點對點通信、Android用戶端開發等。
圖2 物聯網實訓臺
5 結束語
本文討論了校企合作模式下物聯網教學資源包的開發,對實現過程進行了系統的分析,并給出了典型的實現模型,為后續資源庫的開發提供了依據,在實際教學應用中取得較好效果,實現方法對于其他教學資源包開發也具有參考價值。
參考文獻:
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物聯網技術導論范文6
關鍵詞:物聯網創新班;專業能力培養;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)20-0106-02
湖北工業大學作為我省第一批物聯網本科教育單位,一直走在物聯網專業課程建設的前端。通過四年的課程建設,我們建立了物聯網創新班,其中集合了計算機大類專業素質優秀的學生,針對他們實施物聯網專業較為完善的課程體系和專業能力培養方案,旨在培養能夠滿足國家“十三五”產業轉型發展需要的人才,適應和引領未來的信息技術及物聯網技術方向的工程師。
一、物聯網創新班
物聯網作為我國“十三五”高新技術的信息產業發展的重點,培養優秀的創新物聯網人才是我們高校的重要職責。經過近五年的物聯網人才培養工作,我們逐步總結了物聯網專業人才培養的路子,在利用現有信息及計算機學科力量的同時,應盡快形成更加專業、更高水平、更國際化的物聯網師資隊伍和課程體系建設。同時,要與國際接軌,開拓創新,擴大知識來源,將學科建設與相關產業的科學發展統一起來。具體而言,物聯網專業應該培養具有扎實軟件開發技術、現代傳感器技術、無線網絡技術、有線和無線網絡通信理論、大數據信息處理技術、系統工程等基礎理論與專業技能的專業人才。因此,我們于2014年建立了物聯網創新班,其中集合了計算機大類專業素質優秀的學生,學院要求對物聯網創新班的課堂教學內容進行整合優化,突出物聯網的專業特色,讓學生全方位理解專業知識并掌握課程的核心知識點。[1-3]
二、物聯網創新班課程體系建設
目前我校的物聯網創新班本科相關課程規劃如表1所示,其涵蓋不僅有計算機科學與技術的專業課也有計算機網絡的專業課,同時針對物聯網的相關新技術也開展了《物聯網導論》、《傳感器技術》和《物聯網軟件工程》等專業課。
首先授課教師可以通過課前資料共享、課中話題討論、課后實驗輔導這三個基本步驟循序漸進,使學生能夠掌握物聯網專業的最新、最優知識,更好地進行物聯網專業知識的學習。例如,物聯網工程專業的特點是最新、最前沿的技術發表在當年的國際學術會議上,因此講授《物聯網軟件工程》課程的教師應該注意從最新的物聯網軟件引導學生對本門課程的興趣,然后通過相關軟件的應用過程并將最新的物聯網軟件技術開發論文中選取部分相關內容介紹給學生。[4-6]這樣的“專業課+實踐應用”模式可以循序漸進地將學生帶入對每門專業課程的學習過程中,同時教師也可以向學生介紹一些與專業知識有關的最新技術發展及應用等,開拓學生的視野,增加學生學習物聯網相關專業課程的興趣和積極性。
三、結語
隨著信息技術就業需求和高校教學理念的不斷更新,物聯網專業的教學改革成為各大高校改革的重點課程體系之一,在湖北工業大學計算機學院的物聯網創新班教學改革中,我們深切體會到采用因材施教分類培養的教學理念是教學改革的核心;采取“弱化教師課堂、加強實驗實踐動手環節,鼓勵自主創新學習,推行課外創新結合課內教學的教學模式;實施“淡化考試約束,強化實踐過程的二元考核方式并行”的教學模式。通過近四年的課程建設,我們的物聯網創新班,其中集合了計算機大類專業素質優秀的學生。他們無論是在專業課程學習還是各類創新創業大賽上都取得了優異的成績,同時表明我校計算機學院的物聯網創新班的專業課程建設和專業能力培養等相關改革是成功的,我們也將繼續努力完善并為國家高新技術產業輸送更多的人才。
參考文獻:
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