物联网实验案例

物联网实验案例（精选6篇）

物联网实验案例 第1篇

应用案例

一、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。

系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

二、ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制

三、智能交通系统(ITS)

是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。

四、首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用

我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。

高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一，正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍，以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。清华易程公司工作人员表示，为应对中国巨大的铁路客运量，该中心研发了目前世界上最大的票务系统，每年可处理30亿人次，而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。

五、国家电网首座220千伏智能变电站

2011年1月3日，国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行，并通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术，建立传感测控网络，将传统意义上的变电设备“活化”，实现自我感知、判别和决策，从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先。

六、首家手机物联网落户广州

将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。

专家称，这种智能手机和电子商务的结合，是“手机物联网”的其中一项重要功能。有分析表示，预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半，至2015年手机物联网市场规模达6847亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。

物联网实验案例 第2篇

一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、温度计、温湿度计在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2 3.滑动网关触摸屏在LCD上找到温湿度模块检测按钮。如图3。Step1：

点击触摸屏上“温湿度检测”图标。

图3

Step2：

LCD 显示“请按按钮获取温湿度”，如图4

图4 Step3：

打开模块电源开关后，待稳定，点击LCD 屏上温度计图标或者湿度的图标，稍后LCD屏会显示“XX 摄氏度”和“XX %”湿度，表明模块检测到了周围环境的温度与湿度情况；此时若用较热/冷物体触碰“U1”（温湿度传感器）并持续一段时间后点击LCD 屏上温度计图标，温度会实时改变。如图5

图5

Step4：

点击触摸屏上“返回”图标，关闭模块电源

四、实验结果

从实验数据中可以看出传感器温湿度值，但无法确定其精确值，所以湿度、温度的测量值无法确定是否准确。根据温湿度检测器具的测量，可以测出当前环境的温湿度，通过温湿度检测器具可以直观的看到当前环境的温湿度，并采取相应的措施调节当前环境。

五、实验心得

通过对温湿度模块网关测试的练习，使我加深了对物联网的理解，抽象的课堂知识具体化使我的记忆更加深刻。

RFID 模块网关检测测试

一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、RFID 模块在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2 3.RFID 模块网关检测测试 Step1：

改变主板上“ZIGBEE 232 485 BT”拨码开关的设置，将3,4 拨到ON 端，其余OFF 端。如图3

图3 Step2：

滑动网关触摸屏在LCD 上找到RFID 模块检测按钮。如图4 点击触摸屏上“RFID”图标

图4 Step3：

显示“序列号： 余额： 充值金额”：如图5

图5 Step4：

点击触摸屏上“开始”按钮后，用RFID 智能学习卡靠近IC&RFID 模块，如图6

图6 Step5：

IC&RFID 模块上D1（红灯）亮，LCD 屏显示“序列号：XXXXXX”，表明刷卡成功，如图7

图7 Step6：

点击触摸屏上“返回”图标，改回主板上“ZIGBEE 232 485 BT”拨码开关的设置，将1,2拨到ON 端，3,4 拨到OFF 端

四、实验结果

从实验数据中可以看出“序列号： 余额： 充值金额”。根据RFID 模块网关检测测试的测量，可以测出RFID智能学习卡的序列号、余额、充值金额，然后通过下方的显示控件可以完成相应的操作。

五、讨论和分析

通过对RFID 模块网关检测测试的练习，使我加深了对物联网的理解，通过使用实验箱，更好地理解了物联网的有关知识。

智能监控系统一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、智能监控系统在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2 3.智能监控系统的操作 Step1：

点击触摸屏上“智能监控”选项，LCD 屏显示“视频监控客厅报警信息栏”，如图3

图3 Step2：

打开多普勒模块电源开关后，待稳定，在微波传感器附近进行物体的移动，若检测到LCD 屏上“客厅”处会动画显示3 个人偶且同时语音提示“有人闯入”，表明多普勒模块检测到物体的移动。此时若静置多普勒模块和移动的物体，稍后LCD 屏上“客厅”处动画恢复无人同时语音停止报警，如图4

图4

Step3：

找一个SIM 卡插到6410 主板GSM SIMCARD 处，系统自行配置然后重启，如图5

图5

Step4：

点击修改，将你要接收报警信息的号码输入文本框中，如图6

图6 当提示有人闯入时，就会将报警信息发送到修改号码后的手机中，如图7

图7 Setp5: 关闭模块电源

四、实验结果

从实验数据中可以看出，当打开多普勒模块电源开关后，待稳定，在微波传感器附近进行物体的移动，若检测到LCD 屏上“客厅”处会动画显示3 个人偶且同时语音提示“有人闯入”，表明多普勒模块检测到物体的移动。此时若静置多普勒模块和移动的物体，稍后LCD 屏上“客厅”处动画恢复无人同时语音停止报警。

五、实验心得

通过对智能监控系统的练习，以及实验箱的操作，使我更加深刻具体的理解了物联网的有关知识。

智能家居控制系统一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、智能家居控制系统在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2

3．智能家居控制系统测试 Step1：

点击触摸屏上“家居控制”选项，LCD 屏显示当前温湿度（未知），电机图标（不转），光照图标（太阳：表示亮度强），电灯图标（不亮），温湿度设定（注：可以自行修改），如图3

图3 Step2：

打开温湿度模块，光敏模块，电机模块的电源，待稳定后，LCD 屏显示当前温湿度具体值，若当前温度或者湿度高于设定值，则电机转动（此处电机类似于空调），反之则不转；光敏模块检测光照强度，若光照暗则LCD 屏上光照图标显示为乌云，四个灯泡点亮，相应的电机模块上四个LED 灯也点亮。如图

4、图5 和图6

图4

图5

图6 Step3：

关闭各模块电源

四、实验结果

通过实验，点击触摸屏上“家居控制”选项，LCD 屏显示当前温湿度（未知），电机图标（不转），光照图标（太阳：表示亮度强），电灯图标（不亮），温湿度设定（注：可以自行修改）。打开温湿度模块，光敏模块，电机模块的电源，待稳定后，LCD 屏显示当前温湿度具体值，若当前温度或者湿度高于设定值，则电机转动（此处电机类似于空调），反之则不转；光敏模块检测光照强度，若光照暗则LCD 屏上光照图标显示为乌云，四个灯泡点亮，相应的电机模块上四个LED 灯也点亮。

五、实验心得

高校物联网创新实验平台建设探索 第3篇

关键词：物联网,实验平台,教学创新

0 引言

目前, 物联网技术教学多以理论教学为主, 实践教学较少, 这与物联网教学强调实践的特点相违背。教学中多以单个技术设备分别教学为主, 没有科学化整体化的教学系统, 不利于学生对物联网技术形成一个整体全面的认识。针对以上问题, 本文对物联网实验平台的建设进行了探讨, 帮助学生更加深刻地理解相关技术, 并在平台上实现物联网创新系统实验。

1 高校物联网实验平台需求分析

1.1 物联网专业特点

物联网是典型的交叉学科, 涉及电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识。物联网专业不同于其它专业, 是现有信息技术综合集成化的产物, 它的呈现形式是一个实际落地的应用系统。物联网专业培养的人才, 不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术, 还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及3G无线网络设计等最新技术。

1.2 物联网专业培养要求

物联网技术不是单一的技术, 是一个技术集成, 涉及广泛的技术领域。物联网技术核心是网络通信技术:包括Internet、WiFi、蓝牙、ZigBee、3G/GPRS等;物联网最重要的支撑点是无线射频通讯技术。高校通过开办物联网及相关专业, 建立物联网、无线传感器网络实验室, 主要目的是培养学生成为熟悉、理解物联网基础知识并熟练掌握、精通物联网基本技能的专业型人才。

1.3 物联网实验平台建设的迫切性

国际上, 美国、日本以及欧洲一些国家已先后启动了以传感器技术研发和大规模应用为核心的国家战略性物联网计划。我国也把物联网列为国家七大新兴战略性产业之一, 并将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划 (2006-2020年) 》。温总理在2010年的政府工作报告中明确提出, 要积极发展新一代信息技术产业, “促进物联网示范应用”。随之不少国内学者提出了物联网实验教学的创新性和必要性。

但不得不承认的是目前物联网相关专业学生的学习还主要以课程讲授为主, 这种学习方式下, 学生必然缺少实际的操作经验, 不但难以增强对物联网理论的深入探析和融会贯通, 而且这种教学模式难以激发学生的创新精神和探索意识, 所以高校有自己的物联网实验平台是很有必要的, 这将使学生毕业以后更能适应工作中的实际环境。物联网创新实验平台就是在这种情况下建立的。

1.4 物联网实验平台建设原则

对于物联网专业的学生或教师来说, 物联网平台正是紧密结合本专业教学与科研的核心平台, 应能比较全面地满足学生或教师在学习和研究物联网技术方面的需求。

对于开设物联网技术这一课程的学校以及选修此课程的学生来说, 物联网实验室应能比较全面地展示物联网技术的应用, 使学生和老师可以掌握物联网基础理论和技术以及应用方法。

对于其他相关专业的学生或教师来说, 如计算机软硬件、通信、自动化、物流管理等专业的学生或教师, 可以通过物联网实验室能进一步深入掌握物联网技术在本专业的应用, 为将来就业和科研提供良好的实验平台。

2 高校物联网实验平台具体建设内容

2.1 物联网实验平台具体建设要求

因为物联网实验涉及到通信、电子等多方面的新技能、新知识, 一些新批准建设物联网专业的高校, 在建设配合物联网知识体系的实验平台方面有所不足。不仅如此, 物联网又是交叉的新专业, 因此物联网实验教学教什么、拿什么教、怎么教等问题, 基本上还是空白, 很多方面只能在实践中慢慢探索。

笔者认为物联网实验平台的相关建设应该以配合专业建设、人才培养规范、物联网核心课程、学生实训为目标, 满足以下的基本要求:能满足物联网及相关专业的人才培养规范和教学基本要求;能支撑物联网及相关专业课程教学;能支撑物联网教学实验, 能实现物联网各知识点的各种实训;能兼顾竞赛以及学校科研工作;实训室建设规模至少能满足一个班学生同时做实验。

2.2 物联网实验平台各模块功能设计

为了满足以上要求, 物联网的实验平台主要设计成3个模块:基础教学模块、物联网接入系统实验模块和物联网综合应用实训模块。其模块构成和功能分别如图1、图2所示。

2.3 物联网实验平台具体构成

构建物联网实验平台的两大要素是硬件和软件。硬件是构建物联网实验平台设备的硬件平台, 开发工具, 包括传感控制模块、无线传输模块、网关中心等。软件, 包括两种:一种是物联网系统运行必备的, 如:开发环境、中间层软件、应用层软件、通讯协议、操作系统等。另一种是配套的教学体系与资源, 如:配套的实验教材、PPT教学课件、avi视频教学动画、教学大纲等。硬件和软件共同组成了实验室的两大部分:学生专业训练平台和学生科研创新系统。

(1) 学生专业训练平台:该平台的设计是3~4个学生共用一套实训平台, 此平台上集成了嵌入式处理系统、传感器网络通信节点等, 学生们可在此平台对传感器网络的各个知识点开展技能训练。

(2) 学生科研创新系统:建设的物联网实验平台必须是高度统一的实训平台, 集教学、演示和研发功能于一体, 围绕物联网这个中心, 还兼顾当前最新科技的发展态势, 着重各种技术之间的融会贯通。

该系统主要由一些经常在实际生活中运用的节点, 加上各种不同的传感器模块、数据通信网关、整套传感器网络系统架构软件等构成, 老师和学生通过这些设备就可以组成整体的网络通信方案, 如图3:无线传感器网络 (ZigBee或TinyOS) 采集物理数据量通过串口传输到PC机或嵌入式平台 (PDA) , 然后通过WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法传感到服务器 (WEBSERVER) , 客户端可以通过各种介质 (手机、PC机) 和各种方法 (GPRS、IN-TERNET) 来进行访问。

3 结语

本文初步探讨了物联网实验平台的建设内容, 利用先进的教学实验平台及开发平台来学习物联网, 能帮助学生了解物联网的基本体系结构, 并获取物联网技术应用与开发所需的基本技能。同时利用平台来开发物联网, 可有效降低物联网系统开发难度, 可简便地开发智能家居、环境监测、智能交通等应用系统, 推进物联网技术与产业的应用。平台理论和实践相结合, 深入浅出, 让开发者对物联网有全面直观的认识, 使高校培养出来的学生具备良好的解决工程问题的能力、自我学习和更新的能力。

参考文献

[1]王成林.物流实验教学现状与对策分析[J].中国物流与采购, 2010 (4) :54-55.

[2]刘佳, 刘柏全, 宋铁成, 等.一种物联网教学实验系统的设计与实现[J].电气电子教学学报, 2010, 32 (6) :89-92.

[3]李俊韬, 陈星浩, 刘丙午.物联网技术教学实验系统的研究[J].铁路计算机应用, 2012 (6) :25.

[4]乐英高, 任小洪, 徐卫东, 等.基于ZigBee技术的物联网开发平台构建[J].单片机与嵌入式系统应用, 2011, 11 (2) :56.

《物联网技术导论》实验教学设计 第4篇

关键词：物联网技术物联网实验实验教学

《物联网技术导论》课程是物联网相关专业入门的课程，由于物联网技术涉及通信技术、嵌入式技术、RFID、网络技术、信息处理等技术，并需要集成以前技术进行创新应用。特别是物联网实验涉及到通信、电子、网络等方面的新知识、新技术、新设备，如何掌握这些理论与技术知识，对教师本身也是一个极大的挑战。因此物联网实验教学教什么、拿什么教、怎么教等，也成为我们教师面临的难题。本文主要以计算机专业学生为例来进行物联网技术导论实验课的设计，旨在抛砖引玉。

1.运用实验教学的必要性

物联网技术涉及技术多，对于没有专门学习过这些技术的学生来说，本身很抽象、生涩，如果以课堂教学为主，仅靠填鸭式的讲授，课堂效果无疑会很不理想。比如：在讲授无线传感器温湿度检测时，如果仅是在课堂上讲解理论及编程学生没有感性认识，但如果学生亲自动手实验，不仅可以更好地理解代码，试验过程，还可以更好地培养学生的应用创新能力。

通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。

2.实验教学設计

21 实验教学设计思路

物联网技术导论作为物联网的入门课程，主要介绍这门课为我院计算机科学技术专业所上一门专业课，目的是为培养物联网方面的应用人才，这也是我们将实验的重点放在软件的开发上。我们将实验设置为多层次。学生边学习物联网理论知识同时，边进行实验操作，设置的基础型的实验使其对原理有透彻的认知。当学生理论知识积累到一定的程度，可通过设置综合型的实验使学生进行系统学习与提高。此外，为了达到学生自主创新能力提高的目的，创新型实验的设置也必不可少。减少基础型实验，同时增大综合型和创新型实验的比例，并加入选学实验，学生可根据自己的能力兴趣，自主制定实验内容。这样，学生在实验过程中，由浅到深、由基础到综合地进行实践操作，符合渐进性的教学规律。为了解决课时少的问题， 设置了一部分课外可操作的实验，使一部分有兴趣而不满足于课内学习设计的学生有更广阔的学习时间与空间。

22实验教学的内容设计

我们把实验教学内容的重点放在无线传感器网和物联网应用上。包括基础实验、综合应用实验和课外创新实验。

221 基础实验

基础实验包括：

（1）建立实验环镜

主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。

（2）数据感知实验

主要是物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。

（3）认识RFID系统实验

使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。

222综合应用实验

（1）Zigbee组网实验

要是让学生熟悉Zigbee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。

（2）网关通信实验

使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。

（3）物联网应用实验

是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。

223创新实验

在实验课堂上，学生难免会依赖于实验箱以及教师的指导，而缺乏自主思考的动力，再加上实验室学时和场地的限制，学生要在有限的时间和空间里完成自主创新设计有点困难，所以在课余时间开放了实验室，学生可以在课余时间随时进入实验室进行未完成的或自主创新的实验。这样，一方面可以减少场地和时间的限制，加强学生对所学知识渗透性的认知，另一方面提高了学生自主学习能力，培养其创新能力。基于此，在课程设置上，加进了学生自主安排时间。

22.4实验教学课堂设计

2010年我们建成了物联网实验室，购买了无线传感器及物联网实验箱，智能家居、物流仓储等实验平台。因而我们的实验主要在实验室进行。对于基础实验，教师先介绍一下实验箱相关的原理，引导学生一步一步进行实验，先设计然后编码和验证。让学生在实验中设计几种方案然后进行分别验证，得出最优方案。另外每次都会留出一些难一些的题目，让学生进行独立的思考与创新。对于应用综合型实验，教师先带领学生分析功能框架、实现原理，最后剖析核心部分代码。也会留出一部分代码或功能让学生独立完成剖析。如智能家居实验，带领学生实地参观及演示智能家电、智能窗帘、智能防盗、主控台等各部分，同时进行功能及原理剖析，然后剖析核心代码部分。留出联网部分及、智能监控部分的功能原理及代码让学生独立完成剖析。另外留出课外选修创新实验， 让学生课外完成。

3.实验教学的效果评析

学生初学本门课时，都在高深的概念、庞杂的体系前表现出迷惑，随着实验教学的开展，实践性、应用性的体现，学生的课堂状态明显发生变化，课堂气氛越来越活跃，学生学习的主动性与探索性得到激发。在无线传感器这章，对于各种各样的传感器，同学们都摸不到头脑，而通过数据感知实验，对各种传感器进行实际操作，学生不但理解了各种传感器是如何工作，更是可以通过编程来获得数据，从而更深刻理解“感知”的含义，增强了对无线传感器相关理论内容学生的积极性。

4.结论

物联网产品发展迅猛，不断渗透各个行业，人才要求也日益迫切。近几年来，为顺应社会和企业人才的需求，越来越多的高校开设物联网专业或将物联网的课程加入专业教学体系，使之成为专业选修课甚至专业必修课。然而，物联网教学体系还未成熟，存在诸多问题。本文以从分析开设实验的必要性入手，提出了针对计算机专业学生的层次性的实验教学方案设计。根据实验环境，设置合理的实验课程，突出自主性与创新性，提高学生自主学习的能力，对培养学生的创新能力具有重要意义。

参考文献：

[1]王志良，王粉花 物联网工程概论[M] 北京：机械工业出版社201104.

[2]魏晓宁 物联网实验教学初探[J] 计算机时代 2011（10）.

物联网实验室建设方案 第5篇

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。

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物联网工程应用实验室 第6篇

前期弊端展示过多而实践偏少

总体目标培养该行业急需的应用型技术人才

目录1

前言 物联网人才需求现状*高职与本科物联网人才培养方向*前期物联网实验室建设的弊端

2 物联网工程应用实验室 概述 总体目标 建设目的

物联网人才需求现状

物联网人才需求具有多样性物联网是一个系统工程，需要各种类型的人才，包括：电子、通信、网络、软件等各方面的人才。

3.应用型人才是现阶段需求的重点现阶段主要的物联网项目建设与研究还大多局限于应用创新与应用推广方面。企业对人才的需求更多的集中与应用规划、应用开发、应用实施等基础层面。

高职与本科物联网人才培养方向高职及二三类本科理工类专业的人才培养方向本身就定位于工程应用型，相应的物联网专业亦应如此。从技术层面来讲，基础层面的技术(如：芯片、底层硬件等)并不适于作为物联网专业人才培养的方向，而应用层面(如：应用规划、软件开发、工程实施等)更适用于作为高职与本科学生的发展方向。

前期物联网实验室建设的弊端2011-2012年期间，很多院校都申报开设了物联网专业，并建立了先相关的物联网实验室。但相应的存在一些弊端：

1.展示过多而实践偏少出于参观展示效果的考虑，很多院校在实验室建设的时候，都会选取几种典型的物联网应用作为展示(如：智能家居、智能农业、智能交通等)，但由于相应设备及配套系统投资较高，一般，每种都只建设了一套，仅供参观、演示使用，学生没有实际参与实践的机会。

2.实验箱成为学生实践的全部大部分院校在没有太多可选择产品的情况下，保守的选择了实验箱作为物联网专业学生实践的主要设备，但是，大部分的实验箱(RFID、WSN)更适用于学生的基础理论教学，部分含有嵌入式开发实验的功能。但是这些实验设备与实际应用相去甚远，无法满足真正的实践需求要。