建設(shè)目標(biāo)及主要建設(shè)內(nèi)容

隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的興起，RFID技術(shù)逐漸成為了研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)．在不同頻段的RFID標(biāo)準(zhǔn)中，900MHz頻段的ISO18000－6和13．56MHz頻段的ISO15693/14443最具有代表性［1］，所以本實(shí)驗(yàn)室選取有代表性的RFID標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)．該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)采用多標(biāo)簽與多讀寫器的架構(gòu)，并輔以中繼器和集中器進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)覆蓋環(huán)境內(nèi)所有標(biāo)簽的可靠讀寫操作．讀寫器通過(guò)有線或無(wú)線方式(TD－SCDMA、WCDMA、CD-MA2000)連接現(xiàn)場(chǎng)讀寫設(shè)備和數(shù)據(jù)中心，向?qū)W生展現(xiàn)完整的RFID實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。多功能傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖3所示，主要包括各類傳感器設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和專用的實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)．傳感器的種類包括家用傳感器、工業(yè)用傳感器、醫(yī)用傳感器三大類．其中家用傳感器包括溫度、濕度、光強(qiáng)度、煙霧等;工業(yè)用傳感器包括壓力、速度、加速度等;醫(yī)用傳感器包括心率、血壓、血糖等．負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)設(shè)備通過(guò)擴(kuò)展接口分別連接上述各種傳感器，通過(guò)專用的實(shí)訓(xùn)軟件系統(tǒng)讀取傳感器測(cè)量值，并分析各種傳感器的靜態(tài)特性(測(cè)量范圍、線性度、靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性等)和動(dòng)態(tài)特性．在此基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)室提供基于各種傳感器的家用電器自動(dòng)化控制應(yīng)用案例．學(xué)生可深入學(xué)習(xí)此案例并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，完成工業(yè)自動(dòng)控制、自助式心率/血壓檢測(cè)儀等應(yīng)用案例的開發(fā)工作．

嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括核心嵌入式系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)以及各種外圍設(shè)備．核心嵌入式系統(tǒng)選用基于多種常用微處理器的嵌入式平臺(tái)，包含各種主流嵌入式技術(shù);操作系統(tǒng)方面，選擇Linux、WindowsCE等主流嵌入式系統(tǒng)和各種定制化操作系統(tǒng)，使學(xué)生全面了解ARM11、ARM9和ARM7等多種嵌入式平臺(tái)及其適用的操作系統(tǒng)．在外圍設(shè)備的選擇方面，根據(jù)工程實(shí)驗(yàn)中心的總體方向，選擇與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的外設(shè)，共同構(gòu)成完整的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)．本實(shí)驗(yàn)室可作為計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，提供與課程緊密配套的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以提升學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)方面的實(shí)踐能力．無(wú)線傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基于目前無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)無(wú)線傳輸技術(shù)的實(shí)際要求，主要包括短距離無(wú)線傳輸和長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸兩部分．短距離無(wú)線傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基于Zigbee和Bluetooth技術(shù)［2］，這是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中最典型的無(wú)線組網(wǎng)及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，主要用于本地節(jié)點(diǎn)間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組建和信息傳輸．本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)剖析Zigbee和Bluetooth的技術(shù)原理，向?qū)W生展現(xiàn)兩種短距離無(wú)線通信技術(shù)的主要功能及性能指標(biāo)．學(xué)生可在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上，開發(fā)基于本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用，例如與傳感器實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)合的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)等．

長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基于典型的3G技術(shù)(TD－SCDMA、WCDMA、CDMA2000)和2G技術(shù)(GSM/GPRS、CDMA)［3］，向?qū)W生展示本地?zé)o線傳感網(wǎng)接入Internet的功能．學(xué)生可在本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)基礎(chǔ)上，開發(fā)基于3G和2G的典型應(yīng)用系統(tǒng)，例如遠(yuǎn)程無(wú)線控制等．將上述的無(wú)線傳輸方式與嵌入式系統(tǒng)結(jié)合，將短距離無(wú)線傳輸與長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸相融合，形成基于多網(wǎng)融合的無(wú)線通信綜合應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)．學(xué)生可以通過(guò)此平臺(tái)開發(fā)多種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)藍(lán)牙電話網(wǎng)、本地?zé)o線Modem等應(yīng)用系統(tǒng)．2．5物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)本實(shí)訓(xùn)室結(jié)合上述RFID、傳感器、嵌入式系統(tǒng)和無(wú)線傳輸技術(shù)，以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流、智能醫(yī)療和智能家居等實(shí)際應(yīng)用案例向?qū)W生說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方式和典型應(yīng)用方向［4－6］，并支持學(xué)生開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的其它應(yīng)用系統(tǒng)，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的理解．本實(shí)訓(xùn)室用于學(xué)生完成與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)課題、專題技術(shù)研究和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，同時(shí)為教師在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的課題研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)．

結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目以建成特色鮮明的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)中心為目標(biāo)，構(gòu)建一個(gè)集物聯(lián)網(wǎng)信息流程中的信息采集、傳輸、處理于一體的綜合實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))平臺(tái)．本項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了各實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))平臺(tái)之間的互聯(lián)互通和信息流轉(zhuǎn)，真實(shí)呈現(xiàn)信息在整個(gè)實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))平臺(tái)的采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和處理的全過(guò)程，使學(xué)生在真實(shí)環(huán)境下完成物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))項(xiàng)目，從而達(dá)到全面提高學(xué)生的企業(yè)級(jí)項(xiàng)目實(shí)踐能力、創(chuàng)業(yè)能力和創(chuàng)新能力的目的．（本文作者：鄒永康 王月浩 單位：重慶文理學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院）