一套构思完整的物联网实验室建设方案

第一篇：一套构思完整的物联网实验室建设方案

一套构思完整的物联网实验室建设方案

物联网是通过各种传感设备，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，可广泛应用于各行各业，如把各种传感器嵌入或装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，形成物联网，通过无线信息的收发，便于通讯和监管，不用数据线，成本低，使用便利。

1999年美国麻省理工学院（MIT）首次提出物联网的概念，是指把所有物品通过射频识别（RFID）等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的网络。国际电信联盟（ITU）在2005年的年度报告中对概念的涵义进行了扩展，该报告中指出，信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，而万物的连接就形成了物联网。在这份报告所提到的物联网中，除RFID技术外，更多的新技术，例如：传感器、纳米、嵌入式芯片等技术被广泛应用。

2009年初，美国已将新能源和物联网列为振兴经济的两大武器，世界其它国家、公司、团体都将物联网的发展提升到了战略高度，相关的技术、应用、产品也得到了极大的发展。我国也开始加速推动物联网的进程，我国的物联网发展与世界基本同步，目前传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案也被采纳。2009年下半年以来，物联网概念火遍中国，中央、地方、企业都从各自角度展开了一系列行动谋划和进入物联网—2009年10月，科技部同意在无锡太湖国际科技园建立国家（无锡）传感网国际科技合作基地，以加快引进国际领先的传感信息技术，推进国内传感信息产业的发展。

在物联网的产业价值链中，有着众多的参与者，传感器企业、RFID 芯片企业、RFID 读卡器企业是最早被关注的，各种传感器不断翻新；还有各种电子设备制造企业，海尔已经让其冰箱上网了，交通管理系统根据行车的速度和位置随时发布各条道路的交通状况，广告公司利用物联网随时更新其户内和户外电子广告内容，联邦快递可以在每个物流环节更新其递送物品的位置，供其内部管理人员和客户的查询。物联网相关技术的人才的培养需要相关的各种条件，主要包括物质条件、人力资源条件、技术积累等。

物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的三层体系,感知层主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器以及M2M终端、传感器网络和传感器网关等，在这一层次要解决的重点问题是感知、识别物体，采集、捕获信息。感知层要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小型化和低成本的问题。

完备的无处不在的移动通信网络是物联网发展的基础条件,中国移动在物联网的实践与创新是把移动通信能力向下与感知层结合起来，通过在机器内部嵌入GSM/TD通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案，以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求，即M2M应用。目前中国移动在M2M领域已形成一整套拥有自主知识产权的技术标准、解决方案和相关产品，并已面向政府、行业和家庭开展多样化的物联网应用实践。

物联网创新实验系统可实现多种物联网构架，面向各大高校及大专院校的专业教学及创新和竞赛，提供了众多实验例程，便于学生熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。

物联网实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。硬件设备包括微型无线传感器、RFID、GPS、TD-SCDMA和其他配套设备。软件资源包括系统网络软件，嵌入式网关软件，PC数据管理与分析软件，实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、Zigbee网络通讯实验、及组件控制实验等，通过对这三部分资源的充分学习，可为物联网工程应用打下坚实的基础，并能通过不同传感器的特性，不同网络的组成形式，开发出更多实用性强的物联网应用模式。

硬件设备

物联网Zigbee技术教学实验平台

实验平台实验内容组成

1、协议分析层面： Z-Stack寻址：间接传送；单播传送；多播（组播）传送；广播传送

多对一路由选择协议等。

2、网络拓扑层面：星型无线传感器网络；树簇型无线网络；网络同步；加入/退出网络等。

3、传感器节点层面：温湿度传感器实验；光电传感器实验；压力传感器实验等。

微型无线传感器

微型无线传感器分为温度，湿度，光电，触力等多种传感器。每个节点由MCU/RF部分、传感器部分和电源管理部分组成，包括智能三项传感节点与智能触力传感节点。

（1）智能三项传感节点

支持温度，湿度，光电三种传感器，支持2.4G无线组网，配备按键输入和LED输出，支持电池工作，并配套电池充电功能。

（2）智能触力传感节点

支持压力传感器，支持2.4G无线组网，配备按键输入和LED输出，支持电池工作，并配套电池充电功能。

通用传感器以及被控对象

通用传感器以及被控对象包括通用调试器母板，红外模拟传感器母板，超声波模拟传感器母板，酒精浓度传感器母板，电机控制器母板等。每种母版均支持对微型无线传感器的程序更新与调试，母板可独立控制自身硬件，也可联合微型无线传感器进行联网，实现网络化控制。系统配置一个无线线网络电源充电模块，同时支持8个无线模块的供电或充电。

嵌入式网关 嵌入式网关采用嵌入式PXA270系统。

（1）核心板

CPU：Intel XScale PXA270 520MHz

SDRAM：64Mbyte

FLASH：32Mbyte

以太网：100M Ethernet controller(LAN91C111)

CPLD：Xilinx 95144(117 User IO)

接口：160 PIN 接口

（2）底板

以太网接口：100M 以太网接口1 个

视频：4.3寸 TFT LCD（包含触摸屏和有机玻璃外壳）

音频：AC97标准音频输入输出接口

USB CLIENT：1 个，支持PC与设备同步

串行接口：3 个，UART0是系统的调试端口；UART1是带有流控制的5线串行接口，可以连接GPRS/GSM-Modem；UART2是标准的3线串口（等等）

软件资源

1、无线传感网软件

2、嵌入式网关软件

3、PC数据管理与分析软件

实验资源

实验从无线网络处理器的基本实验，逐步进阶到无线数据采集通信的高级实验，即能满足基础的教学要求，又能加强学生的实际应用能力。基于CC2430的实验CC2430是TI 2.4G无线网络的主流控制器，是微型无线传感器的核心控制器。实验内容共计63个。

射频识别（RFID）原理技术与应用实验平台

给学生以具体的真实的系统感性认识，加强学生对RFID系统原理的理解和认识，更好的帮助学生学好、学透RFID技术。同时也给非通信专业的学生增加通信方面的专业知识，实验过程真实具体。

产品特点

·结合具体RFID教材《射频识别（RFID）原理与应用》，针对性强；

·增加通信基础知识实验内容，扩展非通信专业学生的通信专业知识；

·采用分立元件开发RFID原理机，展现RFID各个组成部分原理和具体电路，加深学生对RFID系统的理解；

·实验中各部分信号都可以用示波器测试和观看，实验过程生动、真实；

·实验平台囊括目前实际应用的三套系统，实验内容丰富、知识覆盖全面；

·配有完整的的RFID读写器系统，可以开展相关的硬件电路测试实验和相关软件协议的测试和实验。

射频识别（RFID）原理技术与应用实验平台规格：

1、载波频率： 125KHz、13.56MHz、920-925MHz

2、支持协议： ISO14443A,ISO14443B,ISO15693、ISO18000-6B，ISO18000-6C（EPC GEN2）

3、作用距离：ISO14443：7-15cm，ISO15693：10-30cm，ISO18000-6B：6-12m

4、通信接口：RS232

5、电源：220V/AC

RFID实验平台实验项目 9大模块有100个实验内容。

(欢迎咨询）

Multi-Radio嵌入式WiFi开发平台

Multi-Radio嵌入式WiFi开发平台采用两个嵌入式WiFi模块（G2M5477），以ARM9（PXA270）为核心，平台具有完全开放特性，可以开发嵌入式WiFi的MAC协议、路由协议、应用层协议等，同时平台具有3个独立的功耗测试电路，电路可以自行连续测量功率消耗。

目前传感器网络的一个发展趋势为高速率传输，经过以CC1000系列和CC2420系列为代表的两代传感器网络节点的发展，传感器网络节点进入高速嵌入式WiFi阶段。G2M5477的小体积、超低功耗（电池更换周期可达3-4年以上）、高速率、高性能（模块内包含44MHz RISC CPU），为无线传感器网络下一代节点的研究和应用提供了良好的研究平台。

·平台以PXA270 CPU为核心，包含两个嵌入式WiFi模块，WiFi模块与PXA270之间采用SPI高速接口（44MHz），可以完成高速Multi-Radio的研究工作。也可以利用一套开发平台上的两个嵌入式WiFi模块完成嵌入式WiFi的研究工作。

·平台的代码全部开放，包括嵌入式WiFi的MAC层、网络层、传输层，PXA270操作系统的代码。

·平台可以通过串口连接计算机直接进行开发工作，不需另购在线编程器或调试器。

·支持多种传感器。平台依靠高性能PXA270 CPU可以连接麦克风、摄像头等传感器,完成多媒体无线传输的研究工作。同时，平台的G2M5477模块高精度AD接口可以直接连接温度、湿度、加速度等传感器，完成基于嵌入式WiFi无线传感器网络节点的研发工作。

Multi-Radio开发平台的主要性能指标：

·同时支持2个嵌入式WiFi模块，每个模块的特性如下：

802.11b/g 2.4 GHz, 信道 1-11 和 14，数据速率6-54Mbps；

ISO 24730-2 2.4 GHz 收发器以及125 kHz 低频接收器；

802.11 射频发射功率 +18 dBm（802.11g），+20 dBm（802.11b）；

32位 RISC CPU, 时钟频率44 MHz；

SDIO，数据速率可达100 Mbps；

SPI接口，最高44 Mbps；

UART接口，最高2.7 Mbps；

TCP/IP吞吐量可达 4 Mbps（包含WPA2加密）；

RAM 128KB；

Flash ROM 8Mbit。

·高性能的CPU（ARM9）；

·两个WiFi模块以及整个平台的电压、电流、功率、温度的连续自动测量；

·大容量存储（U盘或SD卡）；

·支持音频和视频接口（可以直接连接摄像头）；

·以太网、USB接口。

3.4 Multi-Radio平台的开发目的主要如下：

·面向目前广泛使用的P2P应用（如网上电影播放、大文件下载等，特点为多点同时下载，增加速率，如常用的迅雷、快车、电驴等服务），将现有的有线网络扩展到无线网络中，研究无线网络的P2P问题。

·由于无线带宽和网络特性（无线一般是广播方式的，不像有线网络是交换方式的，广播方式有同信道干扰问题）的限制，采用多个无线模块（即多个Radio）在同一时间进行传输，每个模块工作在不同的信道上，多个链路的同时传输增加了网络传输的吞吐量。

·可以进行嵌入式WiFi的研究，嵌入式WiFi是下一代传感器网络节点的发展方向之一，利用此平台代码开放的特点和强劲的CPU，可以进行多种多样的开发工作，包括传感器网络多媒体的研究。

·由于G2M5477的开放特点，当应用多个Radio同时进行传输时，需要用新的MAC协议替代已有的协议（当然也可以在高层来完成此功能，效率会低一些），利用G2M5477的MAC协议的开放性，可以研发Multi-Radio的MAC协议。

GPS /GIS/GPRS综合实验平台

GPS/GIS/GPRS综合实验平台是为了配合本科生、研究生《卫星定位导航原理及其应用》《智能交通系统》课程、《ITS中的车辆定位导航方法》课程、《地理信息系统》课程的学习而开设教学实验的基础平台。据调研，国内开设类似课程的教学单位均没有相应的实验平台，无法让学生直观的掌握基础理论知识及其应用。GPS/GIS/GPRS综合实验平台对卫星导航定位、地理信息系统、无线数据传输深入研究 的基础上研究开发的、针对教学使用的综合实验平台。也可用于研究机构了解掌握卫星定位导航工作原理及其应用的培训设备。5.1实验平台功能组成

实验平台主要包含FPGA设置、GPS数据接收、DOP解算、卫星位置解算、DOP与卫星仰角等关系、伪距解算、位置解算、拨码开关、扩展接口、GPRS数据传输协议实现、GIS数据显示等基本功能单元，供学生学习掌握卫星定位导航的基本原理以及其中的数据处理流程设计、GPRS数据传输的原理与实现方法、GIS显示功能的实现等内容。

开放GPS数据结构和程序库供学生编程实验

编程实验：

·根据导航电文和接收机时间计算GPS卫星三维位置；

·计算卫星信号多普勒频率

·计算卫星信号经过电离层产生的延时误差；

·计算卫星信号经过大气层产生的延时误差；

·计算导航定位几何精度因子，即HDOP、VDOP、PDOP、TDOP、GDOP；

·根据已知位置和时间，预测可视卫星在轨道上的位置和多普勒频率；

·建立导航方程并解方程，计算接收机ECEF坐标系内的位置、时间；

·ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验

·GPS时间与UTC时间、本地时间坐标变换编程实验。

ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验；

·GPS时间与UTC时间、本地时间坐标变换编程实验。

根据实验设计，实验一和实验四包含学生自己动手编程的部分，因此需要4课时的时间完成。学生可根据实验指导教程进行实验，并按要求完成实验报告。实验思考题用于加深学生对所做实验的理解，同时可对实验老师出实验考题时起到参考作用。

实验教学部分大概需要14课时完成，加上前序知识的讲解以及实验考试的时间，大概需要18课时左右的时间完成。若一次实验课为2课时，则需要9次课的时间。

5.6适用范围： 适合通信、电子、信息、测量、自动控制、导航、遥控遥测等专业的本科生、究生GPS基础教学实验、本科生

a.毕业设计、硕士生课题研究；

b.适合GPS应用系统的工程技术和维护人员使用。

T3G（TD-SCDMA）技术实训系统

TD-SCDMA技术实验系统是国内首创的为高校相关专业开展3G技术相关课程配套的可视化的专业综合实践教学平台。通过对各种比特级数据的发送、加扰、接受及分析，学生可以深入地理解与掌握 T3G通信系统的技术原理和运行机制。借助次平台，还可以学习系统中的一些故障分析知识。本系统编排功能强调学生的动手实践和专业综合设计分析能力的提高，着力培养创新型人才。可完成的实验设计：

物理层结构实验：

实验1 TD-SCDMA时隙结构实验

实验2 TD-SCDMA帧结构实验

实验3 信道配置实验

实验4 信道数据设置实验

空中接口信道实验：

实验5 传输信道实验

实验6 物理信道实验

实验7 信道映射操作实验

信道编码与复用实验：

实验8 信道编码复用结构实验

实验9 差错校验实验

实验10 传输块的级联和码块分段实验

实验11 信道编码实验

实验12 无线帧尺寸均衡实验

实验13 第一次交织实验

实验14 无线帧分割实验

实验15 速率匹配实验

实验16 打孔或重发实验

实验17 传输信道复用实验

实验18 物理信道分割上实验

实验19 第二次交织-帧相关实验

实验20 第二次交织-时隙相关实验

实验21 子帧分割实验

实验22 物理信道映射实验

调制与扩频实验：

实验23 调制实验

实验24 扩频实验

实验25 扰码实验

实验26 脉冲成形实验

实验27 载波输出波形实验

物理层处理过程实验（系统级）：

实验28 基站发送信息配置实验

实验29 无线传输环境配置实验

实验30 小区搜索过程（SYNC-DL识别）实验

实验31 小区搜索过程（Midamble码识别）实验

实验32 小区搜索过程（信道估计）实验

实验33 随机接入参数设置实验

实验34 随机接入（上行同步建立）实验

实验35 随机接入（上行同步保持）实验

实验36 上行UpPTS开环功率控制实验（免费升级）

实验37 上行PRACH功率控制实验（免费升级）

实验38 随机接入冲突实验（免费升级）

无线资源管理实验

实验39 接力切换过程实验

实验40 动态信道分配实验

实验41 系统码分配实验

二次开发实验（5-8个）

根据需要提供开放接口，自主进行程序设计，调试验证。

6.4产品特点：

层次性：包含3G系统多个层次实验，学生可以从通信网络

系统的层次上认识通信系统，扩展了学生的认识思路。

系统性：以TD-SCDMA标准为技术平台，有助于学生理解系统的组成及其在系统中的作用。

综合性：集成了通信原理、移动通信、数字信号处理、通信网络与交换等门课程理论知识与技术，非常利于学生对专业知识综合认识及应用能力的提高。

先进性：实验内容包含了当今通信专业一些最先进的理论，学生可以在较短的时间内掌握当今通信技术的最新发展动态，适应新技术发展的要求。

实用性：该系统是对T3G标准技术非常直观的再现，促使学生全面而深层次理解3G的理论知识内容，为以后从事3G相关工作，提高就业竞争力打下坚实的基础。开放与开发性：该实验系统提供了一些开放的接口平台，高水平的本科生、研究生及相关专业教师可以按照自己的想法进行程序设计，从而使他们的一些设计思路能很快的在该系统中得到验证，也可作为课程设计与毕业设计平台。

二次开发实验：

·嵌入式智能终端系统基本开发

·嵌入式网络终端开发实验

·双核处理器的通信实验

·嵌入式通信处理实验

·嵌入式3G终端界面开发实验

第二篇：物联网实验室建设方案

物联网实验室建设方案由物联网下的电子商务认知、应用、创新三个层次构成。物联网技术和行业应用协调支撑三个层次，贯穿了物联网的整个科研过程，认知层是通过观察、感受物联网的典型行业应用和物联网感知、处理、通讯、控制等各个部分的工作过程完成教学、研究任务的。

一、博星卓越物联网实验室建设方案概述

物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。物联网的主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。

物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命，是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的，其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系，而在其系统集成和应用端，可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。

无线传感网络正是适应于这样背景下的全新网络技术。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器、RFID技术、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监控、感知和采集，这些信息通过无线方式被发送，并以自组织多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会这三元世界的连通。

物联网下的电子商务科研平台是在物联网已经从概念、规划阶段发展成为日新月异地高速发展、基于物联网的应用大量诞生阶段，同时，物联网与互联网高度结合、融合的背景下提出的物联网与互联网的结合。

博星卓越物联网实验室建设方案由物联网下的电子商务认知、应用、创新三个层次构成。物联网技术和行业应用协调支撑三个层次，贯穿了物联网的整个科研过程，认知层是通过观察、感受物联网的典型行业应用和物联网感知、处理、通讯、控制等各个部分的工作过程完成教学、研究任务的。应用层是在物联网认知层的基础上，通过对支撑物联网的各种硬件设备、软件资源、开发平台、研究平台和对物联网条件下的典型电子商务应用的使用、开发，进行应用型的研究、探索，从而支撑创新型的研究、开发和应用。创新层是在物联网应用层研究的基础上，进行物联网条件下的电子商务技术、模式等创新研究，科研平台能够提供技术、实现、应用验证，开展创新型的研究，并形成成果，同时，能够对中试阶段的成果进行技术支撑。

博星卓越物联网实验室建设方案 科研层次图：

二、博星卓物联网实验室建设方案建设的项目意义

无线传感网络的商用迄今可以划分为三个阶段：

2003-2004年，无线传感网络开始被试用，以验证投资回报；

2005-2006年，无线传感网络的使用量持续增长，重点关注可靠性和集成度；

2007-2010年为无线传感网络的起飞期，新应用不断涌现，出货量高速增长，这一时期为消费者驱动，重点关注成本和尺寸。

根据美国多家知名市场公司预测，到2008年，无线传感网络节点全球出货量将超过1亿个，市场销售总额超过20亿美元。专门致力于无线技术研究的美国加利福尼亚圣迭戈（原圣地亚哥）市场调研公司ON World近期发布的一份报告，预计到2011年，世界市场无线传感器网络（WSN）系统与服务将飞升至约46亿美元，并呈现爆炸式增长，现阶段国内市场应用正在整体评估和试探阶段，但是相应的研究工作已经开展；近期主要用户为高校、研究机构（包含为交通、环境、农业、能源、国防等政府部门服务的科研院所），企业研发中心；中长期目标用户为海量使用的政府和企业(包括交通、环境、农业、能源、国防等政府部门)以及未来可能使用无线传感器网络的各类企业提供平台和应用案例。到目前为止，国内外己经推出了几十种成型的无线传感器网络节点设备。

《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。传感器网络标准工作组组长、上海微系统所副所长刘海涛表示，我国的技术研发水平已处于世界前列。中科院早在10年前就启动了传感网研究，先后投入数亿元，目前，中国与德国、美国、英国、韩国等国一起，成为国际标准制定的主要国家之一。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时曾表示，至少三件事情可以尽快去做，一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信心中心，或者叫“感知中国”。并指出，要早一点谋划未来，早一点攻破传感网核心技术，要依靠科技和人才，占领科技和经济发展制高点，保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力。

综上所述，物联网条件下的电子商务科研平台建设项目是符合世界技术发展趋势和我国科技发展方向的，同时，对相关学科发展具有重要的战略意义。

博星卓越物联网综合实验室涉及重点学科及可支撑的主要学科方向有：电子商务、计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息管理与信息系统。在当今信息技术高速发展的情况下，这些专业都面临物联网条件下的技术升级、改造，物联网应用模式创新的挑战与机遇，综合来看，电子商务是这些技术最为综合应用的部分。所以，博星卓越物联网综合实验室定位于物联网下的电子商务科研平台。

三、博星卓物联网实验室建设方案建设的项目目标

博星卓越物联网综合实验室建设目标一：建成物联网条件下的电子商务科研实验室

要研究物联网条件下的电子商务新技术、新模式，适应这种需要的科研环境和平台是基本保障。博星卓越物联网综合实验室首要目标是建成能够支持科研工作和部分教学任务的实验室。实验室分为物联网基础认知科研实验区、物联网应用科研实验区和物联网创新科研实验区。

物联网基础认知科研实验区开展物联网的信息采集、处理、通讯、控制等研究实验和物联网相关技术的应用研究，应用科研实验区开展典型应用认识型研究实验和典型物联网应用的应用型研究实验，创新科研实验区开展物联网条件下的电子商务技术、模式等创新研究。

博星卓越物联网综合实验室建设目标二：支撑物联网条件下的电子商务科研

传感网把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域。早在1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”；2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首；2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS），国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。报告指出：无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。

博星卓越深入研究电子商务与物联网，经过多年的发展，积累了良好的科研、教学实力，能够积极抓住电子商务的创新特点，形成了注重实践、勇于探索的良好研究氛围，在新一次产业浪潮形成的时候，博星卓越做好了迎接挑战与机遇的准备，组建专门物联网研究团队，积极联系相关物联网企业，目前已经获得了一批社会需要、极具研究价值的物联网条件下的电子商务项目需求，如果能及时建成科研平台，早日投入运行，不但能很好地抓住市场机遇，也会在为博星卓越物联网实验室项目建设、团队培养、研究能力提高创造良好的条件，为我国物联网教学与物联网发展作出更大贡献。

博星卓越物联网综合实验室建设目标三：支撑电子商务实践教学

物联网技术面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。博星卓越物联网综合实验室可以培养学生合理的知识结构、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、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门知识和技能，并且具备在物联网领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的物联网创新实践能力。

根据物联网相关知识模块将物联网科研实验设计到相应的学科课程实验中，具体设计根据以下体系进行设计：

1、单片机和嵌入式认知科研实验

2、无线片上系统认知科研实验

3、无线通讯和无线网络认知科研实验

4、RFID 认知科研实验

5、物联网传输层认知科研实验

6、物联网综合应用科研实验

7、物联网创新科研实验

四、博星物联网实验室建设方案的项目内容

（一）建设物联网基础认知科研实验区

物联网基础认知科研实验区开展物联网的信息采集、处理、通讯、控制等研究实验和物联网相关技术的应用研究。

本实验区开展的物联网认知科研实验涵盖如下专业内容：

1、单片机和嵌入式认知知识群

本实验群涵盖的实验研究内容：8051 单片机、ARM 嵌入式技术、微机原理，接口技术、微控制器体系和原理、实时操作系统、C 语言编程技术。

2、无线片上系统认知知识群

本实验群涵盖的实验研究内容：无线单片机通讯接口结构和原理，无线有线收发器结构和原理，通讯结构和原理，嵌入式软件基础等。

3、无线通讯和无线网络认知知识群

本实验群涵盖的实验研究内容：短距离无线数据通讯基础和原理，无线自组网技术，ZIGBEE 无线技术和802.15.4 无线标准。网络安全和加密技术，C 语言和无线网络算法高级技术原理。

4、RFID 认知知识群

本实验群涵盖的实验研究内容：电磁技术基础，RFID 标签算法，EPC通讯协议和原理；大功率RFID 读卡器原理和设计，RFID 和物联网数据库结构和原理。

5、物联网传输层认知知识群

本实验群涵盖的实验研究内容：物联网网关原理和结构，GSM/GPRS 技术原理，3G 技术原理和结构，M2M 数据传输和远程通讯，嵌入式和高级实时操作系统在物联网系统设计技术等。

本实验区可以支持以下认知型科研实验：

1、数据感知检测类

图像采集、声音采集、温度采集、湿度采集、气压采集、CO含量采集、振动采集等等常规采集。

2、近距离蜂窝通讯类

基于2.4G无线的通讯RF2401A、基于433M的通讯、ZigBee、CC1100等的近距离通讯过程。

3、远距离无线传输类

GPRS无线传输、3G无线传输实验、2KM数传电台数据传输实验。

4、有线类数据通信过程

SOCKET模式、WEBSERVERS模式、HTTP模式、TCP/UDP模式、RS232模式、485模式、电流环等任意，达到双方的通讯过程。

5、数据汇总处理类

常规算法实现例如求和、求平均、数据分布与趋势等。

6、界面展示类

PC界面展示、LED屏幕界面展示、嵌入式平台界面展示。

7、输出控制类

输出LED灯闪烁报警、继电器动作进行拉闸操作、摇杆动作等，输出声音或者语音提示标识等。

（二）建设物联网应用科研实验区

物联网应用科研实验区开展典型应用认识型研究实验和典型物联网应用的应用型研究实验。

物联网应用实验包含物联网应用场景描述、需求分析、系统集成流程，基于现有产品面向具体应用的监测体系建设和运行。

1、智能农业系统

博星卓越物联网综合实验室智能农业系统

（1）实验研究背景

农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程检测和控制的生产设备。

（2）实验研究内容

①、光照、温度、湿度传感器对模拟大棚进行管理和检测，并把相关的数据通过无传输模块传回服务器，服务器上的管理系统对这些数据作出控制算法。研究光照、温度、湿度传感器的工作机理、适应领域以及偏差处理，梳理、优化信息传递过程、路线以及控制信息的智能反馈机制。

②、架设超声波、音量和音频传感器，通过模拟老鼠的小动物穿过传感器，系统接收到这些信号后，发出警报，采取相应的灭鼠、灭虫等应对策略。研究超声波、音量和音频传感器的工作机理、适应领域以及偏差处理，对策略、时效、动作控制等进行归类和性能优化。

③、使用流量传感器，利用计算机系统模拟自动控制农田水利灌溉。研究流量传感器的工作机理、适应领域以及偏差处理。

④、假设加温设备、通风设备、光照等模拟设备，在控制中心按照算法需要进行加温、通风、光照时给出相应的控制动作，达到温室大棚环境的自动调节处理。

2、智能超市系统

（1）、实验背景

射频识别技术应用于超级市场，能迅速查询、调用各商品的信息，能对商品的信息实时改写和对商品进行远距离的群识别，达到宏观管理、实现信息共享、提高工作效率的目的；而且能加快顾客支付速度，提高顾客的满意度和忠诚度，降低超市的风险度。

（2）、实验研究内容

①、实验室模拟超市设立货架，利用RFID标签打印机打印商品一维和二维条码，贴至虚拟商品上，然后用手持RFID对货品扫描并分类摆放。研究物联网条件下的出库、上架、盘点业务特点。

②、模拟一个超市收货通道，收货通道是集成了RFID阅读器的收货口，当带有贴有RFID电子标签的货物经过通道时，系统可以自动扫描，并显示在系统的计价单中。研究物联网条件下的超市点货、支付过程的特点。

③自主设计超市卖场的产品从进库上架、购买、付款等过程，探索新的超市服务模式。

3、智能楼宇系统

（1）、实验背景

通过教室模拟的形式呈现未来家居楼宇的物联网交互方式，传感网控制单元内嵌到各个家居设备实物中，实现智能控制、智能安防、智能消防。智能楼宇系统能实时监控家中的温湿度、光强等环境因素，并根据监测结果自动控制窗帘、窗户的开启和关闭。通过烟雾、可燃气体、浸水、红外等传感器，对家中安全状况进行监控。

博星卓越物物联网实验室建设方案智能楼宇系统

（2）、实验研究内容

①、基于声音传感的背景音乐控制实验。实验室应用科研实验区中安装声音传感器，传感器将收集的声音数据传输给主机，主机连接一台音响，然后在主机系统中设置一个参数，当这个传感器传回的数据大于这个参数时，系统自动将音响的声音调大，反之降低音响的音量。

②、基于人体动态感知的智能灯控实验。在应用科研实验区摆放一个人体红外传感器，传感器连接一个照明装置，当有人员经过此传感器的时候，自动亮起，检测长期无人活动区域则关灯节能。

③、基于光线强度的智能灯控实验。在应用科研实验区安装光照传感器模块，传感器连接一个台灯，当学生用手遮挡传感器时，传感器发出信号，使台灯点亮。

④、基于电子商务模式的远程家居楼宇管理维护模拟实验。将安装在楼宇中的多种感知器件和动作器件（例如入侵检测和声光报警器）融合在系统中，模拟出远程对于楼宇状态的感知和展现，同时，通过网络模式进行远程的楼宇维护、动作器件的控制。

4、物联网物流系统

（1）、实验背景

物联网物流系统是一个基于识别技术为货物识别追踪、管理和查验货物信息的平台，系统将先进的识别技术和计算机的数据库管理查询相结合，自动识别货物信息，该系统的应用能大大节约人力物力。

（2）、实验研究内容

①存货管理实验。模拟货物流通的过程，利用标签打印机，分类打印标签贴纸将货物放置货架。系统记录货物所在区域和数量，当某种商品数量少于预警值时，系统自动提醒。研究物联网条件下的库存管理特点。

②防窃控制实验。在应用科研实验区的物流实验所有出口都装上读写器，当贴有标签的货物被拿出出口时，系统提示货物被盗。

③货物信息实时性实验。通过扮演收件员、地区代理站、派件员的模拟货物流动、交付体现物流过。每人手持一个读写器，当读写器扫描货物时，将扫描到的信息利用无线传输到主机，主机将详细的信息公布在网站上的实时查询系统，为客户提供实时查询，提高客户满意度。

5、智能医疗

（1）、实验背景

通过传感器检测人体医疗指标，并通过各种网络将检测信息传递给医生或检测人员将会大大提高医疗效率，减轻病人负担，在远程医疗、应急医疗等领域有极高的应用价值。

（2）、实验内容

①体温检测实验。将无线温度传感器贴至受检者的身体，无线温度传感器将数据传输到主机，主机将得到的数据显示，检查者可根据主机显示的数据来判断病情。

②综合智能医疗实验。通过各种传感器在手指、手臂等部位，无损伤地测血糖、量血压、心电图的测试，受检者自助开展健康监测。通过本实验研究人体医疗信息的传感过程，研究应用领域，设计应用模式，进行设计成果检验。

（三）建设物联网创新科研实验区

物联网创新科研实验区开展物联网条件下的电子商务技术、模式等创新研究。创新科研实验区支持以下科研实验：

1、传感采集控制开发

通过图像采集、声音采集、温度采集、湿度采集、气压采集、CO2含量采集、振动采集等等常规采集方法、处理流程的实验，研究掌握现有的和未来可能发展的各种传感数据采集方式以及传感数据采集设备、传感及控制设备的设计和开发。根据实际应用环境设计、开发、使用、维护不同的物联网数控设备进行创新性地科研。

2、通信网络开发

通过学习研究数据、设备的通信、网络传输、数据接入等方面的内容，掌握基于2.4G无线的通讯、基于433M的无线通讯、ZigBee、CC1100、数传电台等的近距离通讯过程和GPRS无线传输、3G无线等远距离无线传输，掌握有线类数据通信例如SOCKET模式、WebService模式、HTTP传输模式、TCP/IP协议、UDP协议、RS232模式、485模式、微根模式等的应用和开发特点。根据实际应用环境创新性地设计、开发、使用、维护在各类通信系统中组织传感和控制信号的应用设备等。

3.系统应用开发

通过研究和掌握物联网技术在不同应用领域的上层应用设计、数据安全、系统集成、数据使用，可以根据实际应用领域和应用实例创新性地设计、开发、使用、维护全面的物联网行业应用系统等。

五、博星卓越物联网实验室建设方案建设的项目实施

（一）博星卓越物联网综合实验室项目硬件设备

1、物联网基础认知科研实验区

2、物联网应用科研实验区

（1）、博星卓越物联网农业管理平台

博星卓越物联网实验室建设方案：物联网农业管理平台

博星卓越物联网农业管理平台能够完成对于各个感知器件采样、传输的参数，完成业务逻辑的定义和实现，对于感知器件所获取的数据进行处理，并向输出控制器件发出动作指令，并以直观界面在平台中进行展现。

博星卓越物联网综合实验室：物联网农业电子商务平台

平台提供农产品在线购买，在商品的详细信息中用户能查看到农作物的生长环境，生长市场，生长过程中的湿度、温度、光照时长等详细信息展现现代化智能农业完整生产管理详细数据和情况，完成对于农作物生长环境状态的远程监控。

（2）、博星卓越物联网智能超市系统

博星卓越物联网实验室建设方案：物联网超市管理平台

完整模拟超市从进货、上架、盘点、销售的完整过程，用条码方式和射频标签多种方式完成超市智能化的管理模式展示。

博星卓越物联网综合实验室：物联网超市电子商务平台

结合电子商务完整流程，实现传统超市与电子商务模式的完美结合，让远端客户能清楚看到柜台上的货物详情，并实现远程订货、付款的模拟实验过程。

（3）、博星卓越物联网智能楼宇系统

博星卓越物联网综合实验室：物联网楼宇管理平台

完成智能楼宇内所有感知器件的数据获取和处理，在管理平台上做直观的界面展现，并能定义对应感知器件和动作器件之间的关联关系，设定对于不同感知数据的不同规定动作。

（4）、博星卓越物联网物流系统

博星卓越物联网综合实验室：物联网物流管理平台

将从无线通讯节点收集的数据在平台端进行显示和管理，便于对货品进行分类，对货品的数量，保存环境进行监控。

博星卓越物联网综合实验室：物联网物流电子商务平台

物流电子商务平台包括客户下单，订单查询，用户评价的功能。客户对货物运输过程中的每一个步骤的能监控到，支持在线支付快递费用等常用功能。

（5）、博星卓越物联网智能医疗系统

博星卓越物联网综合实验室：物联网医疗管理平台

平台建立自主的健康数据监测传输体系，并能通过物联网将数据传输至远程诊断中心，让学生按照所能获取的健康数据体温、面色、血压等数据进行远程的智能化医疗诊断。

博星卓越物联网综合实验室：物联网医疗电子商务平台

通过医疗管理平台中获取的数据，医生能通过这些数据进行分析并开出处方，病人根据医生的处方在网站上进行购买相应的药品。并在线生成病历，供后期医生查看。

3、物联网创新科研实验区

博星卓越物联网综合实验室：物联网创新实验平台

本平台传感器参数获取、写入，通过协议进行信息发送。使学生能通过单片机的开发，根据实际应用领域和应用实例设计、开发、使用、维护全面的物联网行业应用系统等。

4、物联网实验室配套设备

空调、监控等。

了解更多物联网教学、物联网实验室建设方案或物联网教学系统，请访问：

博星卓越物联网教学实训系统

第三篇：(物联网)智能家居方案

智能家居解决方案

编辑：薛慧

南京物联传感技术

一、智能家居带您进入梦幻生活

当您下班回家时，随着门锁打开，家中的安防系统自动解除警戒，廊灯缓缓点亮，空调、通风系统自动启动，动听的背景交响乐轻轻奏起；

当您坐在家中沙发上，手拿一个外观精美的遥控器，就能控制家中所有的电器。晚上，您上床休息，在他躺下的一刻，所有的窗帘都自动关闭，入睡前，床头边的面板上，“晚安”的灯光按钮亮起，所有需要关闭的灯光和电器设备自动关闭，同时安防系统自动开启处于警戒状态；

当您外出的时候，只要按一个键就可以关闭家中所有的灯和电器；

„„

（智能家居带来的理想生活，着实令人神往）

在科技高速发展的今天，这已经不仅仅是在科幻电影中看到的情景了。随着智能家居逐渐走进大众生活，这样的场景将在您的身边变成现实。其实，现代科技进入家居的带来的变化令人啧啧称奇，给人们的家居生活带来了极大的便利。刚刚描绘的场景，都是是智能家居将要带给您的“神奇”体验，不过是智能家居控制系统能为您做的事情中的一小部分。

二、智能家居性概念和内涵

通常认为，智能家居就是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段，使您的生活更加舒适、便利和安全。

与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

当前，国家电网公司正在积极推进智能小区建设，很多类似于上文的智能家居方案也正在逐步实践中，相信不久的将来，更多的市民能够享受到这种智能家居带来的方便、舒适、安全和乐趣。

（图为：手机操控智能家居的流程）

实现智能化的家居，可以给您的生活带来以下便利：

节省费用：不需要时，家中能源消耗设备可以自动关闭，这样可以降低您的生活费用。

使用方便：智能化系统提供远程遥控接口，在您外出时，还可以通过手机或上网来调整和控制家电设备。

安全性高：套家庭智能化系统在紧急情况时可以防御坏人侵入并及时报警，有效保证您的家居安全。

改变生活方式：你可以在家办公，在家炒股、炒汇、做期货以及进行远程会议、在家购物、在家培训等。

三、远拓智能家居应用实例

新一代智能家居整体解决方案致力于打造舒适、便捷的现代家居生活体验，是南京远拓科技有限公司近年来自主创新之路的杰出成果。

该款智能家居整体解决方案将智能灯光窗帘控制系统、电器控制系统、远程控制系统、影音娱乐系统、可视对讲系统、背景音乐系统、3G智能安防系统、社区信息管理系统等多个系统集合在一个操作平台上，用户可通过移动综合控制器实现一键式操作，还可利用手机、电脑等移动终端，对这些子系统进行远程控制。

远拓智能家居系统的最大特点在于，掌握最先进的核心无线通信技术，控制器通过Zigbee模块，实现家庭系统与外部网络的通讯为系统核心部分，解决以前智能家居系统瓶颈的关键技术，省掉了繁琐的布线，实现远程控制，让主人一部手机随身就能搞定。

具体来说，智能家居系统的家电、照明、窗帘的无线控制子系统，通过Zigbee无线收发模块可以主动发送数据对各家电进行有效的控制；也可以被动接收烟雾探测器和煤气探测器等发出的数据，实现对家居的监控。当家居出现了异常情况时，系统将立即发出报警信号，并在第一时间通知用户。

（图演为示无线遥控窗帘）

系统实现的主要功能如下：

(1)友好的人机交互图形界面；

(2)通过Zigbee模块转红外接收器，实现遥控系统；

(3)通过网关与互联网连接，用户可以通过互联网远程访问该系统，实现基于Web的系统控制；

(4)采用无线方式控制各家电（包括日光灯，空调，电脑，电视机等）的电源开关或监测家电运行状态；

(5)烟雾探测器探测到烟雾时，系统将自动切断家居中的电源，并发出火警提示；(6)煤气探测器探测到煤气时，系统将自动切断家具中的气源，并且发出报警信号；(7)

当有人进入家中时，系统将自动报警并拍摄此刻的场景并发给主人；(8)

系统的报警类型包括拨打指定的电话号码，发送短信到指定的手机，输出音频信号等。

下面列举常见的三处应用实例：

（一）手机遥控空调

当您在下班前半小时，只要拨动手机按键，就可让电饭锅煮饭，洗衣机洗衣服，热水器烧水，尤其是可以开启空调，慢慢调节，升到适宜人体温度。

要实现手机遥控空调，在手机发出指令给智能家居的网关，再传输到用于空调系统的zigbee网络化改造的无线控制模块。无线控制模块内嵌在空调系统中，通过无线网络对空调进行操纵。

（图为远拓开发的YT-110ZigBeeRF模块）

YT-110是一款表面贴片安装的模块，用户可以利用该模块以最快的产品上市速度和低开发成本创建IEEE802.15.4兼容的系统。采用该系统可以免去射频设计环阶段的复杂的，高成本的开发和测试过程。

YT-110附带外部内存。目前已经有三种不同型号的模块：YT-110TC内置天线，YT-110TS内置一个SMA界面的RF发射板，YT-110TI内置i-PEX天线连接接口。

（二）智能控制窗帘

早上一觉醒来，可以拨动床边的移动控制器，或手机，让窗帘慢慢打开，迎接清晨的阳光；晚上睡觉时，刚刚要打个哈欠，准备进入梦乡，您的窗帘也在随后关闭。这些都是智能控制窗帘的神奇体验，让人感觉省心省事。

（图为远拓开发的YT-D01A-B无线幕帘控制器）

YT-D01是无线幕帘控制设备，可与具有开关功能/级别控制功能的控制设备绑定，通过控制设备控制ZD-01的开关/级别控制功能。安装YT-D01之后，您可以用遥控器，场景控制和定时控制等方式控制帘幕的开闭，减少了每日手动操作的繁琐。

（三）智能照明

当您下班时走近光线昏暗的过道时，过道照明自动缓慢点亮，在人员离开入口区域后2分钟后，该照明自动缓慢关闭；当您进入客厅时，室内灯光自动开始照明，人一旦离开2分钟内，灯光将会慢慢熄灭。

（图为远拓开发的Z-801R无线开关控制器）

支持ZigBee智能家居协议;电池供电，并可持续工作数月 ；与电源负载控制器，智能钥匙，墙壁开关等产品兼容;可做为网状拓补网络的路由器。拓展范围： 3V – 24V 直流

Z-801Rx具有3输出信道可用以驱动继电器

总之，智能家居可以为人们带来更为惬意、轻松的生活。如今人们的工作生活节奏越来越快，智能化家居可以为人们减少繁琐家务、提高效率、节约时间，让人们有更多的时间去休息、教育子女、锻炼身体和进修，使人们的生活质量有了很大提高。智能家居的解决方案有各种不同的方式。以互联网为中心，在家庭网络连接下，结合多种智能家居功能解决方案，包括家居设施控制、讯息服务、通讯交流、商务、娱乐、教育、医疗保健、移动通讯等，来实现家居的各种智能化控制手段与功能。

第四篇：物联网

组成：宇宙空间部分：由24颗人造卫星构成，其中21颗工作，3颗备用。24颗卫星均匀分布在6个轨道面上，使地球表面任何地方在任一时刻都有至少6颗卫星在视线之内，可达到准确定位和跟踪。4

地面监控系统：由1个主控站、6个监测站、4个地面天线组成。负责收集由卫星传回的信息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。

用户设备部分：即用户GPS信号接收机，主要功能是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作

原理：GPS使用24颗人造卫星所形成的网络来三角定位接受器的位置，并提供经纬度坐标，可以达到准确定位。但GPS定位的位置需要在可看见人造卫星或轨道所经过的地方，因此只用于室外定位。

组成：GPS手机+网络基站+位置服务器+GPS

原理：1）AGPS手机将其的基站地址通过网络传输到位置服务器； 位置服务器将与该位置相关的GPS辅助信息（包含GPS的星历和方位俯仰角等）传输到手机；2）手机的AGPS模块根据辅助信息（以提升GPS信号的第一锁定时间能力）接收GPS原始信号； 3）手机解调GPS原始信号并计算手机到卫星的距离，通过网络传输到位置服务器；4）位置服务器据此完成对GPS信息的处理，估算手机的位置，并通过网络传输到定位网关或应用平台，完成手机用户的定位。

特点: 低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠、安全

网络的拓扑结构主要有三种，星型网、网状（mesh）网和混合网。星型网是由一个PAN协调点和一个或多个终端节点组成的。

PAN协调点必须是FFD，它负责发起建立和管理整个网络，其它的节点（终端节点）一般为RFD，分布在PAN协调点的覆盖范围内，直接与PAN协调点进行通信。星型网通常用于节点数量较少的场合。

结构：Zigbee的体系结构由称为层的各模块组成。每一层为其上一层提供特定的服务：即由于数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点（SAP）为其上层提供一个接口，每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。

4.物联网概念及层次结构：

定义：把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，激光扫描器 等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。

层次结构：物联网应用层（行业应用系统、行业应用平台），物联网网络层（业务支撑平台、核心网络、接入网络），物联网感知层（定位授时、摄像监控、传感器网、M2M终端、RFID读写）

RFID的结构：从结构上讲RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。

RFID的组成：：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器。

应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。

原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

6.三要素：传感器、感知对象、观察者

特征：传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节点数目更为庞大(上千甚至上万)，节点分布更为密集；由于环境影响和能量耗尽，节点更容易出现故障；环境干扰和节点故障易造成网络拓扑结构的变化；通常情况下，大多数传感器节点是固定不动的。另外，传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限。传统无线网络的首要设计目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才考虑节约能源；而传感器网络的首要设计目标是能源的高效利用，这也是传感器网络和传统网络最重要的区别之一。

关键技术：节点自定位技术、时间同步技术、（3）数据融合技术、（4）网络安全技术

概念：M2M是machine-to-machine的简称，即“机器对机器”的缩写，也有人理解为人对机器(man-to-machine)、机器对人(machine-to-man)等，旨在通过通信技术来实现人、机器和系统三者之问的智能化、交互式无缝连接

特点：（1）M2M通信与人和人之间的通信有本质的区别，因为M2M通信是面向机器的通信，它将遍布在日常生活中的机器设备连接起来，组成网络，所以具有常规通信所没有的特点。（2）M2M表达的是多种不同类型通信技术的有机结合，包括机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信以及移动互联通信。

3）M2M让机器、设备在应用处理过程中与后台信息处理系统建立无线连接、共享信息，并与操作者共享信息。（4）M2M技术综合了数据采集、远程监控、GPS等系统，能够使业务流程自动化，集成公司的IT设备和非IT设备，并创造相关增值服务。

8.定义：云计算是一种动态的、易扩展的、通过互联网提供虚拟化的资源计算方式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式；广义云计算是指服务的交付和使用模式。“云” 是指由成千上万台计算机和服务器集群，通过互联网实现网络服务的“电脑云”。

特点：以免费或付费使用的形式向用户提供各种计算服务的，主要包括：基础设施即服务IaaS（Infrastructure as a Service）、平台即服务PaaS（Platform as a Service）和软件即服务SaaS（Software as a Service）

9.古迹、古树实时监测，数字图书馆和数字档案馆

数字家庭，定位导航，现代物流管理，食品安全控制零售，数字医疗，防入侵系统

10.2009年8月，“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。[1]

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业，具有良好的市场效益，《2013-2017年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》数据表明，2010年物联网在安防、交通、电力和物流领域的市场规模分别为600亿元、300亿元、280亿元和150亿元。2011年中国物联网产业市场规模达到2600多亿元。

物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。

第五篇：物联网教学评价方案

物联网设备安装与应用专业

教学评价

教学评价

教学评价一般包括对教学过程中教师、学生、教学内容、教学方法手段、教学环境、教学管理诸因素的评价，但主要是对学生学习效果的评价和教师教学工作过程的评价。教学评价的两个核心环节：对教师教学工作（教学设计、组织、实施等）的评价——教师教学评估（课堂、课外）、对学生学习效果的评价 ——即考试与测验。评价的方法主要有量化评价和质性评价。教学评价是对教学工作质量所作的测量、分析和评定。它包括对学生学业成绩的评价，对教师教学质量的评价和进行课程评价。

教学评价有助于提高教师对学生表现性评价的意识和能力，提高教师教学设计的能力、教学方法的灵活运用能力。

学业评价是运用恰当的、有效的工具和途径，系统地收集学生在各门学科教学和自学的影响下认知行为上的变化信息和证据，并对学生的知识和能力水平进行价值判断的过程。

以工作过程为导向的专业核心课程的设计与实施是理论实践一体化的课堂教学，在学习的内容、学习方法、达到的学习目标等方面较传统课堂教学提出了更高的要求。研究探索工作过程导向专业核心课程学生学业评价，明确规定学生学业考评的原则、依据、方法等，有助于提高教师对学生表现性评价的意识和能力，提高教师教学设计的能力、教学方法的灵活运用能力，以学业评价为教学设计与教学实施出发点和归宿，提高教学质量；有助于促进学生学习能力、实践能力、创新能力的形成与提高，进而成长为适应社会主义经济建设，适应首都社会经济发展的专业技能型人才；有助于促进我校教学管理的科学性，形成我校人才培养的比较优势，提升我校为经济社会发展服务的能力有着重大的意义。

通过评价展示学生的进步和达到的学业水平以及创新的成果，促进学生的反思和进步。引导学生不断增强达成专业学习目标的信心，积极、主动地学习，实现职业理想，引导学生注重过程性学习、方法能力的学习，为学生的长足发展打下基础，引导学生逐步提高专业能力，完成课程标准，激发潜能，探索创新，为学生职业成长奠定下坚实的基础；引导学生不断增强社会责任感，诚实守信、遵纪有礼，勤劳勇敢、团结协作、积极进取，促进学生成长为具有社会主义优秀品质，适应社会经济发展的技能型人才，全面地，最大可能促进每个学生的发展。教学评价有反馈功能。通过教学评价，能使教师和学生知道教学过程的结果，及时地提供反馈信息。反馈信息在教学中具有重要的调节作用。信息工程学表明，只有通过反馈信息来调节行为，才有可能达到一定的目标。教师获得评价的反馈信息，能及时地调节自己的教学工作，能使教师了解自己的教学方法和教学过程组织中的某些不足，诊断出学生在学习上存在的问题与困难；可使教师明确教学目标的和实现程度，明确教学活动中所采取的形式和方法是否有利于促进教学目标的实现，从而为改进教学提供依据。学生获得反馈信息，能加深对自己当前学习状况的了解，确定适合自己的学习目标，从而调整自己的学习。此外，还能起到激发学生学习动机的作用。研究表明，经常对学生进行记录成绩的测验，并加以适当的评定，可以有效地激发并调动学生的学习兴趣，推动课堂学习。

教学评价可以起到强化功能。教学评价可以调动教师教学工作的积极性，激起学生学习的内部动因，维持教学过程中师生适度的紧张状态，可以使教师和学生把注意力集中在教学任务的某些重要部分。实验证明，适时地、客观地对教师教学工作做出评价，可使教师明确教学中取得的成就和需要努力的方向，可促使教师进一步地研究教学内容、教学方法，以提高自己的教学水平。

对于学生来说，教师的表扬、鼓励、学习成绩测验等，可以提高学习的积极性和学习效果。同时，评价能促进学生根据外部获得的经验，学会独立地评价自己的学习结果，即自我评价。自我评价有助于学生成绩的提高。

教学评价可以提高竞争功能。教学评价尽管不要求排名次等级，但其结果的类比性是客观存在的。如通过学生的学习成果评价，就能引起任课教师之间、学生之间、班级之间、学科之间的横向比较，从而了解到教师、学生、本班、本学科的优势和劣势，看到差距，认识到自己在总体中的相对地位，客观上能起到竞争的作用。