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物联网网络工程创建思路

2013-03-19 17:05 来源:网络工程论文 人参与在线咨询

建设目标及主要建设内容

随着物联网概念的兴起,RFID技术逐渐成为了研究和应用的热点.在不同频段的RFID标准中,900MHz频段的ISO18000-6和13.56MHz频段的ISO15693/14443最具有代表性[1],所以本实验室选取有代表性的RFID标准构建实验系统.该实验系统建设采用多标签与多读写器的架构,并辅以中继器和集中器进行组网,实现对覆盖环境内所有标签的可靠读写操作.读写器通过有线或无线方式(TD-SCDMA、WCDMA、CD-MA2000)连接现场读写设备和数据中心,向学生展现完整的RFID实验系统。多功能传感器实验系统如图3所示,主要包括各类传感器设备、数据采集设备和专用的实验软件系统.传感器的种类包括家用传感器、工业用传感器、医用传感器三大类.其中家用传感器包括温度、湿度、光强度、烟雾等;工业用传感器包括压力、速度、加速度等;医用传感器包括心率、血压、血糖等.负责数据采集的实验设备通过扩展接口分别连接上述各种传感器,通过专用的实训软件系统读取传感器测量值,并分析各种传感器的静态特性(测量范围、线性度、灵敏度、重复性、稳定性等)和动态特性.在此基础上,本实验室提供基于各种传感器的家用电器自动化控制应用案例.学生可深入学习此案例并在此基础上进行二次开发,完成工业自动控制、自助式心率/血压检测仪等应用案例的开发工作.

嵌入式系统实验平台主要包括核心嵌入式系统、嵌入式操作系统以及各种外围设备.核心嵌入式系统选用基于多种常用微处理器的嵌入式平台,包含各种主流嵌入式技术;操作系统方面,选择Linux、WindowsCE等主流嵌入式系统和各种定制化操作系统,使学生全面了解ARM11、ARM9和ARM7等多种嵌入式平台及其适用的操作系统.在外围设备的选择方面,根据工程实验中心的总体方向,选择与无线传感网络相关的外设,共同构成完整的实验平台.本实验室可作为计算机及相关专业嵌入式系统课程的专业实验室,提供与课程紧密配套的实验内容,以提升学生在嵌入式系统方面的实践能力.无线传输实验系统基于目前无线传感网络对无线传输技术的实际要求,主要包括短距离无线传输和长距离无线传输两部分.短距离无线传输实验系统基于Zigbee和Bluetooth技术[2],这是无线传感网络中最典型的无线组网及数据传输技术,主要用于本地节点间的无线网络组建和信息传输.本实验系统通过剖析Zigbee和Bluetooth的技术原理,向学生展现两种短距离无线通信技术的主要功能及性能指标.学生可在本实验平台基础上,开发基于本地无线网络的典型应用,例如与传感器实验设备结合的无线测温系统等.

长距离无线传输实验系统基于典型的3G技术(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000)和2G技术(GSM/GPRS、CDMA)[3],向学生展示本地无线传感网接入Internet的功能.学生可在本实训平台基础上,开发基于3G和2G的典型应用系统,例如远程无线控制等.将上述的无线传输方式与嵌入式系统结合,将短距离无线传输与长距离无线传输相融合,形成基于多网融合的无线通信综合应用开发平台.学生可以通过此平台开发多种网络的互联互通,并在此基础上开发蓝牙电话网、本地无线Modem等应用系统.2.5物联网应用技术实训系统本实训室结合上述RFID、传感器、嵌入式系统和无线传输技术,以基于物联网技术的智能物流、智能医疗和智能家居等实际应用案例向学生说明物联网的实现方式和典型应用方向[4-6],并支持学生开发物联网的其它应用系统,以提高学生的创新能力和对物联网应用技术的理解.本实训室用于学生完成与物联网相关的课程设计、毕业课题、专题技术研究和应用系统开发,同时为教师在物联网技术方向的课题研究提供实验平台.

结语

本项目以建成特色鲜明的无线传感网络工程实验中心为目标,构建一个集物联网信息流程中的信息采集、传输、处理于一体的综合实验(实训)平台.本项目优势在于实现了各实验(实训)平台之间的互联互通和信息流转,真实呈现信息在整个实验(实训)平台的采集、转换、传输和处理的全过程,使学生在真实环境下完成物联网的相关实验(实训)项目,从而达到全面提高学生的企业级项目实践能力、创业能力和创新能力的目的.(本文作者:邹永康 王月浩 单位:重庆文理学院计算机学院)

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