第一篇：一套構思完整的物聯網實驗室建設方案

一套構思完整的物聯網實驗室建設方案

物聯網是通過各種傳感設備，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡，可廣泛應用于各行各業，如把各種傳感器嵌入或裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，形成物聯網，通過無線信息的收發，便于通訊和監管，不用數據線，成本低，使用便利。

1999年美國麻省理工學院（MIT）首次提出物聯網的概念，是指把所有物品通過射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理的網絡。國際電信聯盟（ITU）在2005年的年度報告中對概念的涵義進行了擴展，該報告中指出，信息與通信技術的目標已經從任何時間、任何地點連接任何人，發展到連接任何物品的階段，而萬物的連接就形成了物聯網。在這份報告所提到的物聯網中，除RFID技術外，更多的新技術，例如：傳感器、納米、嵌入式芯片等技術被廣泛應用。

2009年初，美國已將新能源和物聯網列為振興經濟的兩大武器，世界其它國家、公司、團體都將物聯網的發展提升到了戰略高度，相關的技術、應用、產品也得到了極大的發展。我國也開始加速推動物聯網的進程，我國的物聯網發展與世界基本同步，目前傳感網標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案也被采納。2009年下半年以來，物聯網概念火遍中國，中央、地方、企業都從各自角度展開了一系列行動謀劃和進入物聯網—2009年10月，科技部同意在無錫太湖國際科技園建立國家（無錫）傳感網國際科技合作基地，以加快引進國際領先的傳感信息技術，推進國內傳感信息產業的發展。

在物聯網的產業價值鏈中，有著眾多的參與者，傳感器企業、RFID 芯片企業、RFID 讀卡器企業是最早被關注的，各種傳感器不斷翻新；還有各種電子設備制造企業，海爾已經讓其冰箱上網了，交通管理系統根據行車的速度和位置隨時發布各條道路的交通狀況，廣告公司利用物聯網隨時更新其戶內和戶外電子廣告內容，聯邦快遞可以在每個物流環節更新其遞送物品的位置，供其內部管理人員和客戶的查詢。物聯網相關技術的人才的培養需要相關的各種條件，主要包括物質條件、人力資源條件、技術積累等。

物聯網可劃分為一個由感知層、網絡層和應用層組成的三層體系,感知層主要包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器以及M2M終端、傳感器網絡和傳感器網關等，在這一層次要解決的重點問題是感知、識別物體，采集、捕獲信息。感知層要突破的方向是具備更敏感、更全面的感知能力，解決低功耗、小型化和低成本的問題。

完備的無處不在的移動通信網絡是物聯網發展的基礎條件,中國移動在物聯網的實踐與創新是把移動通信能力向下與感知層結合起來，通過在機器內部嵌入GSM/TD通信模塊，以無線通信等為接入手段，為客戶提供綜合的信息化解決方案，以滿足客戶對監控、指揮調度、數據采集和測量等方面的信息化需求，即M2M應用。目前中國移動在M2M領域已形成一整套擁有自主知識產權的技術標準、解決方案和相關產品，并已面向政府、行業和家庭開展多樣化的物聯網應用實踐。

物聯網創新實驗系統可實現多種物聯網構架，面向各大高校及大專院校的專業教學及創新和競賽，提供了眾多實驗例程，便于學生熟悉和掌握物聯網的構成及實際應用。

物聯網實驗系統包括硬件設備、軟件資源、實驗資源三大部分。硬件設備包括微型無線傳感器、RFID、GPS、TD-SCDMA和其他配套設備。軟件資源包括系統網絡軟件，嵌入式網關軟件，PC數據管理與分析軟件，實驗資源包括基于控制器的基礎實驗、傳感器信息采集實驗、無線信號收發實驗、Zigbee網絡通訊實驗、及組件控制實驗等，通過對這三部分資源的充分學習，可為物聯網工程應用打下堅實的基礎，并能通過不同傳感器的特性，不同網絡的組成形式，開發出更多實用性強的物聯網應用模式。

硬件設備

物聯網Zigbee技術教學實驗平臺

實驗平臺實驗內容組成

1、協議分析層面： Z-Stack尋址：間接傳送；單播傳送；多播（組播）傳送；廣播傳送

多對一路由選擇協議等。

2、網絡拓撲層面：星型無線傳感器網絡；樹簇型無線網絡；網絡同步；加入/退出網絡等。

3、傳感器節點層面：溫濕度傳感器實驗；光電傳感器實驗；壓力傳感器實驗等。

微型無線傳感器

微型無線傳感器分為溫度，濕度，光電，觸力等多種傳感器。每個節點由MCU/RF部分、傳感器部分和電源管理部分組成，包括智能三項傳感節點與智能觸力傳感節點。

（1）智能三項傳感節點

支持溫度，濕度，光電三種傳感器，支持2.4G無線組網，配備按鍵輸入和LED輸出，支持電池工作，并配套電池充電功能。

（2）智能觸力傳感節點

支持壓力傳感器，支持2.4G無線組網，配備按鍵輸入和LED輸出，支持電池工作，并配套電池充電功能。

通用傳感器以及被控對象

通用傳感器以及被控對象包括通用調試器母板，紅外模擬傳感器母板，超聲波模擬傳感器母板，酒精濃度傳感器母板，電機控制器母板等。每種母版均支持對微型無線傳感器的程序更新與調試，母板可獨立控制自身硬件，也可聯合微型無線傳感器進行聯網，實現網絡化控制。系統配置一個無線線網絡電源充電模塊，同時支持8個無線模塊的供電或充電。

嵌入式網關 嵌入式網關采用嵌入式PXA270系統。

（1）核心板

CPU：Intel XScale PXA270 520MHz

SDRAM：64Mbyte

FLASH：32Mbyte

以太網：100M Ethernet controller(LAN91C111)

CPLD：Xilinx 95144(117 User IO)

接口：160 PIN 接口

（2）底板

以太網接口：100M 以太網接口1 個

視頻：4.3寸 TFT LCD（包含觸摸屏和有機玻璃外殼）

音頻：AC97標準音頻輸入輸出接口

USB CLIENT：1 個，支持PC與設備同步

串行接口：3 個，UART0是系統的調試端口；UART1是帶有流控制的5線串行接口，可以連接GPRS/GSM-Modem；UART2是標準的3線串口（等等）

軟件資源

1、無線傳感網軟件

2、嵌入式網關軟件

3、PC數據管理與分析軟件

實驗資源

實驗從無線網絡處理器的基本實驗，逐步進階到無線數據采集通信的高級實驗，即能滿足基礎的教學要求，又能加強學生的實際應用能力。基于CC2430的實驗CC2430是TI 2.4G無線網絡的主流控制器，是微型無線傳感器的核心控制器。實驗內容共計63個。

射頻識別（RFID）原理技術與應用實驗平臺

給學生以具體的真實的系統感性認識，加強學生對RFID系統原理的理解和認識，更好的幫助學生學好、學透RFID技術。同時也給非通信專業的學生增加通信方面的專業知識，實驗過程真實具體。

產品特點

·結合具體RFID教材《射頻識別（RFID）原理與應用》，針對性強；

·增加通信基礎知識實驗內容，擴展非通信專業學生的通信專業知識；

·采用分立元件開發RFID原理機，展現RFID各個組成部分原理和具體電路，加深學生對RFID系統的理解；

·實驗中各部分信號都可以用示波器測試和觀看，實驗過程生動、真實；

·實驗平臺囊括目前實際應用的三套系統，實驗內容豐富、知識覆蓋全面；

·配有完整的的RFID讀寫器系統，可以開展相關的硬件電路測試實驗和相關軟件協議的測試和實驗。

射頻識別（RFID）原理技術與應用實驗平臺規格：

1、載波頻率： 125KHz、13.56MHz、920-925MHz

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

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

4、通信接口：RS232

5、電源：220V/AC

RFID實驗平臺實驗項目 9大模塊有100個實驗內容。

(歡迎咨詢）

Multi-Radio嵌入式WiFi開發平臺

Multi-Radio嵌入式WiFi開發平臺采用兩個嵌入式WiFi模塊（G2M5477），以ARM9（PXA270）為核心，平臺具有完全開放特性，可以開發嵌入式WiFi的MAC協議、路由協議、應用層協議等，同時平臺具有3個獨立的功耗測試電路，電路可以自行連續測量功率消耗。

目前傳感器網絡的一個發展趨勢為高速率傳輸，經過以CC1000系列和CC2420系列為代表的兩代傳感器網絡節點的發展，傳感器網絡節點進入高速嵌入式WiFi階段。G2M5477的小體積、超低功耗（電池更換周期可達3-4年以上）、高速率、高性能（模塊內包含44MHz RISC CPU），為無線傳感器網絡下一代節點的研究和應用提供了良好的研究平臺。

·平臺以PXA270 CPU為核心，包含兩個嵌入式WiFi模塊，WiFi模塊與PXA270之間采用SPI高速接口（44MHz），可以完成高速Multi-Radio的研究工作。也可以利用一套開發平臺上的兩個嵌入式WiFi模塊完成嵌入式WiFi的研究工作。

·平臺的代碼全部開放，包括嵌入式WiFi的MAC層、網絡層、傳輸層，PXA270操作系統的代碼。

·平臺可以通過串口連接計算機直接進行開發工作，不需另購在線編程器或調試器。

·支持多種傳感器。平臺依靠高性能PXA270 CPU可以連接麥克風、攝像頭等傳感器,完成多媒體無線傳輸的研究工作。同時，平臺的G2M5477模塊高精度AD接口可以直接連接溫度、濕度、加速度等傳感器，完成基于嵌入式WiFi無線傳感器網絡節點的研發工作。

Multi-Radio開發平臺的主要性能指標：

·同時支持2個嵌入式WiFi模塊，每個模塊的特性如下：

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

ISO 24730-2 2.4 GHz 收發器以及125 kHz 低頻接收器；

802.11 射頻發射功率 +18 dBm（802.11g），+20 dBm（802.11b）；

32位 RISC CPU, 時鐘頻率44 MHz；

SDIO，數據速率可達100 Mbps；

SPI接口，最高44 Mbps；

UART接口，最高2.7 Mbps；

TCP/IP吞吐量可達 4 Mbps（包含WPA2加密）；

RAM 128KB；

Flash ROM 8Mbit。

·高性能的CPU（ARM9）；

·兩個WiFi模塊以及整個平臺的電壓、電流、功率、溫度的連續自動測量；

·大容量存儲（U盤或SD卡）；

·支持音頻和視頻接口（可以直接連接攝像頭）；

·以太網、USB接口。

3.4 Multi-Radio平臺的開發目的主要如下：

·面向目前廣泛使用的P2P應用（如網上電影播放、大文件下載等，特點為多點同時下載，增加速率，如常用的迅雷、快車、電驢等服務），將現有的有線網絡擴展到無線網絡中，研究無線網絡的P2P問題。

·由于無線帶寬和網絡特性（無線一般是廣播方式的，不像有線網絡是交換方式的，廣播方式有同信道干擾問題）的限制，采用多個無線模塊（即多個Radio）在同一時間進行傳輸，每個模塊工作在不同的信道上，多個鏈路的同時傳輸增加了網絡傳輸的吞吐量。

·可以進行嵌入式WiFi的研究，嵌入式WiFi是下一代傳感器網絡節點的發展方向之一，利用此平臺代碼開放的特點和強勁的CPU，可以進行多種多樣的開發工作，包括傳感器網絡多媒體的研究。

·由于G2M5477的開放特點，當應用多個Radio同時進行傳輸時，需要用新的MAC協議替代已有的協議（當然也可以在高層來完成此功能，效率會低一些），利用G2M5477的MAC協議的開放性，可以研發Multi-Radio的MAC協議。

GPS /GIS/GPRS綜合實驗平臺

GPS/GIS/GPRS綜合實驗平臺是為了配合本科生、研究生《衛星定位導航原理及其應用》《智能交通系統》課程、《ITS中的車輛定位導航方法》課程、《地理信息系統》課程的學習而開設教學實驗的基礎平臺。據調研，國內開設類似課程的教學單位均沒有相應的實驗平臺，無法讓學生直觀的掌握基礎理論知識及其應用。GPS/GIS/GPRS綜合實驗平臺對衛星導航定位、地理信息系統、無線數據傳輸深入研究 的基礎上研究開發的、針對教學使用的綜合實驗平臺。也可用于研究機構了解掌握衛星定位導航工作原理及其應用的培訓設備。5.1實驗平臺功能組成

實驗平臺主要包含FPGA設置、GPS數據接收、DOP解算、衛星位置解算、DOP與衛星仰角等關系、偽距解算、位置解算、撥碼開關、擴展接口、GPRS數據傳輸協議實現、GIS數據顯示等基本功能單元，供學生學習掌握衛星定位導航的基本原理以及其中的數據處理流程設計、GPRS數據傳輸的原理與實現方法、GIS顯示功能的實現等內容。

開放GPS數據結構和程序庫供學生編程實驗

編程實驗：

·根據導航電文和接收機時間計算GPS衛星三維位置；

·計算衛星信號多普勒頻率

·計算衛星信號經過電離層產生的延時誤差；

·計算衛星信號經過大氣層產生的延時誤差；

·計算導航定位幾何精度因子，即HDOP、VDOP、PDOP、TDOP、GDOP；

·根據已知位置和時間，預測可視衛星在軌道上的位置和多普勒頻率；

·建立導航方程并解方程，計算接收機ECEF坐標系內的位置、時間；

·ECEF坐標系與WGS84坐標系坐標變換編程實驗

·GPS時間與UTC時間、本地時間坐標變換編程實驗。

ECEF坐標系與WGS84坐標系坐標變換編程實驗；

·GPS時間與UTC時間、本地時間坐標變換編程實驗。

根據實驗設計，實驗一和實驗四包含學生自己動手編程的部分，因此需要4課時的時間完成。學生可根據實驗指導教程進行實驗，并按要求完成實驗報告。實驗思考題用于加深學生對所做實驗的理解，同時可對實驗老師出實驗考題時起到參考作用。

實驗教學部分大概需要14課時完成，加上前序知識的講解以及實驗考試的時間，大概需要18課時左右的時間完成。若一次實驗課為2課時，則需要9次課的時間。

5.6適用范圍： 適合通信、電子、信息、測量、自動控制、導航、遙控遙測等專業的本科生、究生GPS基礎教學實驗、本科生

a.畢業設計、碩士生課題研究；

b.適合GPS應用系統的工程技術和維護人員使用。

T3G（TD-SCDMA）技術實訓系統

TD-SCDMA技術實驗系統是國內首創的為高校相關專業開展3G技術相關課程配套的可視化的專業綜合實踐教學平臺。通過對各種比特級數據的發送、加擾、接受及分析，學生可以深入地理解與掌握 T3G通信系統的技術原理和運行機制。借助次平臺，還可以學習系統中的一些故障分析知識。本系統編排功能強調學生的動手實踐和專業綜合設計分析能力的提高，著力培養創新型人才。可完成的實驗設計：

物理層結構實驗：

實驗1 TD-SCDMA時隙結構實驗

實驗2 TD-SCDMA幀結構實驗

實驗3 信道配置實驗

實驗4 信道數據設置實驗

空中接口信道實驗：

實驗5 傳輸信道實驗

實驗6 物理信道實驗

實驗7 信道映射操作實驗

信道編碼與復用實驗：

實驗8 信道編碼復用結構實驗

實驗9 差錯校驗實驗

實驗10 傳輸塊的級聯和碼塊分段實驗

實驗11 信道編碼實驗

實驗12 無線幀尺寸均衡實驗

實驗13 第一次交織實驗

實驗14 無線幀分割實驗

實驗15 速率匹配實驗

實驗16 打孔或重發實驗

實驗17 傳輸信道復用實驗

實驗18 物理信道分割上實驗

實驗19 第二次交織-幀相關實驗

實驗20 第二次交織-時隙相關實驗

實驗21 子幀分割實驗

實驗22 物理信道映射實驗

調制與擴頻實驗：

實驗23 調制實驗

實驗24 擴頻實驗

實驗25 擾碼實驗

實驗26 脈沖成形實驗

實驗27 載波輸出波形實驗

物理層處理過程實驗（系統級）：

實驗28 基站發送信息配置實驗

實驗29 無線傳輸環境配置實驗

實驗30 小區搜索過程（SYNC-DL識別）實驗

實驗31 小區搜索過程（Midamble碼識別）實驗

實驗32 小區搜索過程（信道估計）實驗

實驗33 隨機接入參數設置實驗

實驗34 隨機接入（上行同步建立）實驗

實驗35 隨機接入（上行同步保持）實驗

實驗36 上行UpPTS開環功率控制實驗（免費升級）

實驗37 上行PRACH功率控制實驗（免費升級）

實驗38 隨機接入沖突實驗（免費升級）

無線資源管理實驗

實驗39 接力切換過程實驗

實驗40 動態信道分配實驗

實驗41 系統碼分配實驗

二次開發實驗（5-8個）

根據需要提供開放接口，自主進行程序設計，調試驗證。

6.4產品特點：

層次性：包含3G系統多個層次實驗，學生可以從通信網絡

系統的層次上認識通信系統，擴展了學生的認識思路。

系統性：以TD-SCDMA標準為技術平臺，有助于學生理解系統的組成及其在系統中的作用。

綜合性：集成了通信原理、移動通信、數字信號處理、通信網絡與交換等門課程理論知識與技術，非常利于學生對專業知識綜合認識及應用能力的提高。

先進性：實驗內容包含了當今通信專業一些最先進的理論，學生可以在較短的時間內掌握當今通信技術的最新發展動態，適應新技術發展的要求。

實用性：該系統是對T3G標準技術非常直觀的再現，促使學生全面而深層次理解3G的理論知識內容，為以后從事3G相關工作，提高就業競爭力打下堅實的基礎。開放與開發性：該實驗系統提供了一些開放的接口平臺，高水平的本科生、研究生及相關專業教師可以按照自己的想法進行程序設計，從而使他們的一些設計思路能很快的在該系統中得到驗證，也可作為課程設計與畢業設計平臺。

二次開發實驗：

·嵌入式智能終端系統基本開發

·嵌入式網絡終端開發實驗

·雙核處理器的通信實驗

·嵌入式通信處理實驗

·嵌入式3G終端界面開發實驗

第二篇：物聯網實驗室建設方案

物聯網實驗室建設方案由物聯網下的電子商務認知、應用、創新三個層次構成。物聯網技術和行業應用協調支撐三個層次，貫穿了物聯網的整個科研過程，認知層是通過觀察、感受物聯網的典型行業應用和物聯網感知、處理、通訊、控制等各個部分的工作過程完成教學、研究任務的。

一、博星卓越物聯網實驗室建設方案概述

物聯網是通過信息傳感設備，按約定的協議實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡。物聯網的主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結合互聯網、移動通信網等網絡進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術對信息進行分析處理，從而提高對物質世界的感知能力，實現智能化的決策和控制。

物聯網技術和產業的發展將引發新一輪信息技術革命和產業革命，是信息產業領域未來競爭的制高點和產業升級的核心驅動力。物聯網概念是龐大和豐富的，其中涵蓋了大量現有的專業門類和技術體系，而在其系統集成和應用端，可以說物聯網技術將能夠應用于工業、農業、服務業、環保、軍事、交通、家居等幾乎所有的領域。

無線傳感網絡正是適應于這樣背景下的全新網絡技術。無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks，WSN）是當前國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。它綜合了傳感器、RFID技術、嵌入式計算、現代網絡及無線通信和分布式信息處理等技術，能夠通過各類集成化的微型傳感器協同完成對各種環境或監測對象的信息的實時監控、感知和采集，這些信息通過無線方式被發送，并以自組織多跳的網絡方式傳送到用戶終端，從而實現物理世界、計算世界以及人類社會這三元世界的連通。

物聯網下的電子商務科研平臺是在物聯網已經從概念、規劃階段發展成為日新月異地高速發展、基于物聯網的應用大量誕生階段，同時，物聯網與互聯網高度結合、融合的背景下提出的物聯網與互聯網的結合。

博星卓越物聯網實驗室建設方案由物聯網下的電子商務認知、應用、創新三個層次構成。物聯網技術和行業應用協調支撐三個層次，貫穿了物聯網的整個科研過程，認知層是通過觀察、感受物聯網的典型行業應用和物聯網感知、處理、通訊、控制等各個部分的工作過程完成教學、研究任務的。應用層是在物聯網認知層的基礎上，通過對支撐物聯網的各種硬件設備、軟件資源、開發平臺、研究平臺和對物聯網條件下的典型電子商務應用的使用、開發，進行應用型的研究、探索，從而支撐創新型的研究、開發和應用。創新層是在物聯網應用層研究的基礎上，進行物聯網條件下的電子商務技術、模式等創新研究，科研平臺能夠提供技術、實現、應用驗證，開展創新型的研究，并形成成果，同時，能夠對中試階段的成果進行技術支撐。

博星卓越物聯網實驗室建設方案 科研層次圖：

二、博星卓物聯網實驗室建設方案建設的項目意義

無線傳感網絡的商用迄今可以劃分為三個階段：

2003-2004年，無線傳感網絡開始被試用，以驗證投資回報；

2005-2006年，無線傳感網絡的使用量持續增長，重點關注可靠性和集成度；

2007-2010年為無線傳感網絡的起飛期，新應用不斷涌現，出貨量高速增長，這一時期為消費者驅動，重點關注成本和尺寸。

根據美國多家知名市場公司預測，到2008年，無線傳感網絡節點全球出貨量將超過1億個，市場銷售總額超過20億美元。專門致力于無線技術研究的美國加利福尼亞圣迭戈（原圣地亞哥）市場調研公司ON World近期發布的一份報告，預計到2011年，世界市場無線傳感器網絡（WSN）系統與服務將飛升至約46億美元，并呈現爆炸式增長，現階段國內市場應用正在整體評估和試探階段，但是相應的研究工作已經開展；近期主要用戶為高校、研究機構（包含為交通、環境、農業、能源、國防等政府部門服務的科研院所），企業研發中心；中長期目標用戶為海量使用的政府和企業(包括交通、環境、農業、能源、國防等政府部門)以及未來可能使用無線傳感器網絡的各類企業提供平臺和應用案例。到目前為止，國內外己經推出了幾十種成型的無線傳感器網絡節點設備。

《國家中長期科學與技術發展規劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。傳感器網絡標準工作組組長、上海微系統所副所長劉海濤表示，我國的技術研發水平已處于世界前列。中科院早在10年前就啟動了傳感網研究，先后投入數億元，目前，中國與德國、美國、英國、韓國等國一起，成為國際標準制定的主要國家之一。目前，我國傳感網標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案被采納。2009年8月7日，溫家寶總理在無錫考察中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心時曾表示，至少三件事情可以盡快去做，一是把傳感系統和3G中的TD技術結合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進傳感網發展；三是盡快建立中國的傳感信心中心，或者叫“感知中國”。并指出，要早一點謀劃未來，早一點攻破傳感網核心技術，要依靠科技和人才，占領科技和經濟發展制高點，保證我國具有可持續發展的能力和可持續的競爭力。

綜上所述，物聯網條件下的電子商務科研平臺建設項目是符合世界技術發展趨勢和我國科技發展方向的，同時，對相關學科發展具有重要的戰略意義。

博星卓越物聯網綜合實驗室涉及重點學科及可支撐的主要學科方向有：電子商務、計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、信息管理與信息系統。在當今信息技術高速發展的情況下，這些專業都面臨物聯網條件下的技術升級、改造，物聯網應用模式創新的挑戰與機遇，綜合來看，電子商務是這些技術最為綜合應用的部分。所以，博星卓越物聯網綜合實驗室定位于物聯網下的電子商務科研平臺。

三、博星卓物聯網實驗室建設方案建設的項目目標

博星卓越物聯網綜合實驗室建設目標一：建成物聯網條件下的電子商務科研實驗室

要研究物聯網條件下的電子商務新技術、新模式，適應這種需要的科研環境和平臺是基本保障。博星卓越物聯網綜合實驗室首要目標是建成能夠支持科研工作和部分教學任務的實驗室。實驗室分為物聯網基礎認知科研實驗區、物聯網應用科研實驗區和物聯網創新科研實驗區。

物聯網基礎認知科研實驗區開展物聯網的信息采集、處理、通訊、控制等研究實驗和物聯網相關技術的應用研究，應用科研實驗區開展典型應用認識型研究實驗和典型物聯網應用的應用型研究實驗，創新科研實驗區開展物聯網條件下的電子商務技術、模式等創新研究。

博星卓越物聯網綜合實驗室建設目標二：支撐物聯網條件下的電子商務科研

傳感網把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理，是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域。早在1999年，在美國召開的移動計算和網絡國際會議提出，“傳感網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”；2003年，美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首；2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS），國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念。報告指出：無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行信息交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。

博星卓越深入研究電子商務與物聯網，經過多年的發展，積累了良好的科研、教學實力，能夠積極抓住電子商務的創新特點，形成了注重實踐、勇于探索的良好研究氛圍，在新一次產業浪潮形成的時候，博星卓越做好了迎接挑戰與機遇的準備，組建專門物聯網研究團隊，積極聯系相關物聯網企業，目前已經獲得了一批社會需要、極具研究價值的物聯網條件下的電子商務項目需求，如果能及時建成科研平臺，早日投入運行，不但能很好地抓住市場機遇，也會在為博星卓越物聯網實驗室項目建設、團隊培養、研究能力提高創造良好的條件，為我國物聯網教學與物聯網發展作出更大貢獻。

博星卓越物聯網綜合實驗室建設目標三：支撐電子商務實踐教學

物聯網技術面向現代信息處理技術，培養從事物聯網領域的系統設計、系統分析與科技開發及研究方面的高等工程技術人才。博星卓越物聯網綜合實驗室可以培養學生合理的知識結構、具備扎實的電子技術、現代傳感器和無線網絡技術、物聯網相關高頻和微波技術，有線和無線網絡通信理論、信息處理、計算機技術、系統工程等基礎理論，掌握物聯網系統的傳感層，傳輸層與應用層關鍵設計等專門知識和技能，并且具備在物聯網領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的物聯網創新實踐能力。

根據物聯網相關知識模塊將物聯網科研實驗設計到相應的學科課程實驗中，具體設計根據以下體系進行設計：

1、單片機和嵌入式認知科研實驗

2、無線片上系統認知科研實驗

3、無線通訊和無線網絡認知科研實驗

4、RFID 認知科研實驗

5、物聯網傳輸層認知科研實驗

6、物聯網綜合應用科研實驗

7、物聯網創新科研實驗

四、博星物聯網實驗室建設方案的項目內容

（一）建設物聯網基礎認知科研實驗區

物聯網基礎認知科研實驗區開展物聯網的信息采集、處理、通訊、控制等研究實驗和物聯網相關技術的應用研究。

本實驗區開展的物聯網認知科研實驗涵蓋如下專業內容：

1、單片機和嵌入式認知知識群

本實驗群涵蓋的實驗研究內容：8051 單片機、ARM 嵌入式技術、微機原理，接口技術、微控制器體系和原理、實時操作系統、C 語言編程技術。

2、無線片上系統認知知識群

本實驗群涵蓋的實驗研究內容：無線單片機通訊接口結構和原理，無線有線收發器結構和原理，通訊結構和原理，嵌入式軟件基礎等。

3、無線通訊和無線網絡認知知識群

本實驗群涵蓋的實驗研究內容：短距離無線數據通訊基礎和原理，無線自組網技術，ZIGBEE 無線技術和802.15.4 無線標準。網絡安全和加密技術，C 語言和無線網絡算法高級技術原理。

4、RFID 認知知識群

本實驗群涵蓋的實驗研究內容：電磁技術基礎，RFID 標簽算法，EPC通訊協議和原理；大功率RFID 讀卡器原理和設計，RFID 和物聯網數據庫結構和原理。

5、物聯網傳輸層認知知識群

本實驗群涵蓋的實驗研究內容：物聯網網關原理和結構，GSM/GPRS 技術原理，3G 技術原理和結構，M2M 數據傳輸和遠程通訊，嵌入式和高級實時操作系統在物聯網系統設計技術等。

本實驗區可以支持以下認知型科研實驗：

1、數據感知檢測類

圖像采集、聲音采集、溫度采集、濕度采集、氣壓采集、CO含量采集、振動采集等等常規采集。

2、近距離蜂窩通訊類

基于2.4G無線的通訊RF2401A、基于433M的通訊、ZigBee、CC1100等的近距離通訊過程。

3、遠距離無線傳輸類

GPRS無線傳輸、3G無線傳輸實驗、2KM數傳電臺數據傳輸實驗。

4、有線類數據通信過程

SOCKET模式、WEBSERVERS模式、HTTP模式、TCP/UDP模式、RS232模式、485模式、電流環等任意，達到雙方的通訊過程。

5、數據匯總處理類

常規算法實現例如求和、求平均、數據分布與趨勢等。

6、界面展示類

PC界面展示、LED屏幕界面展示、嵌入式平臺界面展示。

7、輸出控制類

輸出LED燈閃爍報警、繼電器動作進行拉閘操作、搖桿動作等，輸出聲音或者語音提示標識等。

（二）建設物聯網應用科研實驗區

物聯網應用科研實驗區開展典型應用認識型研究實驗和典型物聯網應用的應用型研究實驗。

物聯網應用實驗包含物聯網應用場景描述、需求分析、系統集成流程，基于現有產品面向具體應用的監測體系建設和運行。

1、智能農業系統

博星卓越物聯網綜合實驗室智能農業系統

（1）實驗研究背景

農業物聯網是將大量的傳感器節點構成監控網絡，通過各種傳感器采集信息，以幫助農民及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程檢測和控制的生產設備。

（2）實驗研究內容

①、光照、溫度、濕度傳感器對模擬大棚進行管理和檢測，并把相關的數據通過無傳輸模塊傳回服務器，服務器上的管理系統對這些數據作出控制算法。研究光照、溫度、濕度傳感器的工作機理、適應領域以及偏差處理，梳理、優化信息傳遞過程、路線以及控制信息的智能反饋機制。

②、架設超聲波、音量和音頻傳感器，通過模擬老鼠的小動物穿過傳感器，系統接收到這些信號后，發出警報，采取相應的滅鼠、滅蟲等應對策略。研究超聲波、音量和音頻傳感器的工作機理、適應領域以及偏差處理，對策略、時效、動作控制等進行歸類和性能優化。

③、使用流量傳感器，利用計算機系統模擬自動控制農田水利灌溉。研究流量傳感器的工作機理、適應領域以及偏差處理。

④、假設加溫設備、通風設備、光照等模擬設備，在控制中心按照算法需要進行加溫、通風、光照時給出相應的控制動作，達到溫室大棚環境的自動調節處理。

2、智能超市系統

（1）、實驗背景

射頻識別技術應用于超級市場，能迅速查詢、調用各商品的信息，能對商品的信息實時改寫和對商品進行遠距離的群識別，達到宏觀管理、實現信息共享、提高工作效率的目的；而且能加快顧客支付速度，提高顧客的滿意度和忠誠度，降低超市的風險度。

（2）、實驗研究內容

①、實驗室模擬超市設立貨架，利用RFID標簽打印機打印商品一維和二維條碼，貼至虛擬商品上，然后用手持RFID對貨品掃描并分類擺放。研究物聯網條件下的出庫、上架、盤點業務特點。

②、模擬一個超市收貨通道，收貨通道是集成了RFID閱讀器的收貨口，當帶有貼有RFID電子標簽的貨物經過通道時，系統可以自動掃描，并顯示在系統的計價單中。研究物聯網條件下的超市點貨、支付過程的特點。

③自主設計超市賣場的產品從進庫上架、購買、付款等過程，探索新的超市服務模式。

3、智能樓宇系統

（1）、實驗背景

通過教室模擬的形式呈現未來家居樓宇的物聯網交互方式，傳感網控制單元內嵌到各個家居設備實物中，實現智能控制、智能安防、智能消防。智能樓宇系統能實時監控家中的溫濕度、光強等環境因素，并根據監測結果自動控制窗簾、窗戶的開啟和關閉。通過煙霧、可燃氣體、浸水、紅外等傳感器，對家中安全狀況進行監控。

博星卓越物物聯網實驗室建設方案智能樓宇系統

（2）、實驗研究內容

①、基于聲音傳感的背景音樂控制實驗。實驗室應用科研實驗區中安裝聲音傳感器，傳感器將收集的聲音數據傳輸給主機，主機連接一臺音響，然后在主機系統中設置一個參數，當這個傳感器傳回的數據大于這個參數時，系統自動將音響的聲音調大，反之降低音響的音量。

②、基于人體動態感知的智能燈控實驗。在應用科研實驗區擺放一個人體紅外傳感器，傳感器連接一個照明裝置，當有人員經過此傳感器的時候，自動亮起，檢測長期無人活動區域則關燈節能。

③、基于光線強度的智能燈控實驗。在應用科研實驗區安裝光照傳感器模塊，傳感器連接一個臺燈，當學生用手遮擋傳感器時，傳感器發出信號，使臺燈點亮。

④、基于電子商務模式的遠程家居樓宇管理維護模擬實驗。將安裝在樓宇中的多種感知器件和動作器件（例如入侵檢測和聲光報警器）融合在系統中，模擬出遠程對于樓宇狀態的感知和展現，同時，通過網絡模式進行遠程的樓宇維護、動作器件的控制。

4、物聯網物流系統

（1）、實驗背景

物聯網物流系統是一個基于識別技術為貨物識別追蹤、管理和查驗貨物信息的平臺，系統將先進的識別技術和計算機的數據庫管理查詢相結合，自動識別貨物信息，該系統的應用能大大節約人力物力。

（2）、實驗研究內容

①存貨管理實驗。模擬貨物流通的過程，利用標簽打印機，分類打印標簽貼紙將貨物放置貨架。系統記錄貨物所在區域和數量，當某種商品數量少于預警值時，系統自動提醒。研究物聯網條件下的庫存管理特點。

②防竊控制實驗。在應用科研實驗區的物流實驗所有出口都裝上讀寫器，當貼有標簽的貨物被拿出出口時，系統提示貨物被盜。

③貨物信息實時性實驗。通過扮演收件員、地區代理站、派件員的模擬貨物流動、交付體現物流過。每人手持一個讀寫器，當讀寫器掃描貨物時，將掃描到的信息利用無線傳輸到主機，主機將詳細的信息公布在網站上的實時查詢系統，為客戶提供實時查詢，提高客戶滿意度。

5、智能醫療

（1）、實驗背景

通過傳感器檢測人體醫療指標，并通過各種網絡將檢測信息傳遞給醫生或檢測人員將會大大提高醫療效率，減輕病人負擔，在遠程醫療、應急醫療等領域有極高的應用價值。

（2）、實驗內容

①體溫檢測實驗。將無線溫度傳感器貼至受檢者的身體，無線溫度傳感器將數據傳輸到主機，主機將得到的數據顯示，檢查者可根據主機顯示的數據來判斷病情。

②綜合智能醫療實驗。通過各種傳感器在手指、手臂等部位，無損傷地測血糖、量血壓、心電圖的測試，受檢者自助開展健康監測。通過本實驗研究人體醫療信息的傳感過程，研究應用領域，設計應用模式，進行設計成果檢驗。

（三）建設物聯網創新科研實驗區

物聯網創新科研實驗區開展物聯網條件下的電子商務技術、模式等創新研究。創新科研實驗區支持以下科研實驗：

1、傳感采集控制開發

通過圖像采集、聲音采集、溫度采集、濕度采集、氣壓采集、CO2含量采集、振動采集等等常規采集方法、處理流程的實驗，研究掌握現有的和未來可能發展的各種傳感數據采集方式以及傳感數據采集設備、傳感及控制設備的設計和開發。根據實際應用環境設計、開發、使用、維護不同的物聯網數控設備進行創新性地科研。

2、通信網絡開發

通過學習研究數據、設備的通信、網絡傳輸、數據接入等方面的內容，掌握基于2.4G無線的通訊、基于433M的無線通訊、ZigBee、CC1100、數傳電臺等的近距離通訊過程和GPRS無線傳輸、3G無線等遠距離無線傳輸，掌握有線類數據通信例如SOCKET模式、WebService模式、HTTP傳輸模式、TCP/IP協議、UDP協議、RS232模式、485模式、微根模式等的應用和開發特點。根據實際應用環境創新性地設計、開發、使用、維護在各類通信系統中組織傳感和控制信號的應用設備等。

3.系統應用開發

通過研究和掌握物聯網技術在不同應用領域的上層應用設計、數據安全、系統集成、數據使用，可以根據實際應用領域和應用實例創新性地設計、開發、使用、維護全面的物聯網行業應用系統等。

五、博星卓越物聯網實驗室建設方案建設的項目實施

（一）博星卓越物聯網綜合實驗室項目硬件設備

1、物聯網基礎認知科研實驗區

2、物聯網應用科研實驗區

（1）、博星卓越物聯網農業管理平臺

博星卓越物聯網實驗室建設方案：物聯網農業管理平臺

博星卓越物聯網農業管理平臺能夠完成對于各個感知器件采樣、傳輸的參數，完成業務邏輯的定義和實現，對于感知器件所獲取的數據進行處理，并向輸出控制器件發出動作指令，并以直觀界面在平臺中進行展現。

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網農業電子商務平臺

平臺提供農產品在線購買，在商品的詳細信息中用戶能查看到農作物的生長環境，生長市場，生長過程中的濕度、溫度、光照時長等詳細信息展現現代化智能農業完整生產管理詳細數據和情況，完成對于農作物生長環境狀態的遠程監控。

（2）、博星卓越物聯網智能超市系統

博星卓越物聯網實驗室建設方案：物聯網超市管理平臺

完整模擬超市從進貨、上架、盤點、銷售的完整過程，用條碼方式和射頻標簽多種方式完成超市智能化的管理模式展示。

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網超市電子商務平臺

結合電子商務完整流程，實現傳統超市與電子商務模式的完美結合，讓遠端客戶能清楚看到柜臺上的貨物詳情，并實現遠程訂貨、付款的模擬實驗過程。

（3）、博星卓越物聯網智能樓宇系統

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網樓宇管理平臺

完成智能樓宇內所有感知器件的數據獲取和處理，在管理平臺上做直觀的界面展現，并能定義對應感知器件和動作器件之間的關聯關系，設定對于不同感知數據的不同規定動作。

（4）、博星卓越物聯網物流系統

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網物流管理平臺

將從無線通訊節點收集的數據在平臺端進行顯示和管理，便于對貨品進行分類，對貨品的數量，保存環境進行監控。

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網物流電子商務平臺

物流電子商務平臺包括客戶下單，訂單查詢，用戶評價的功能。客戶對貨物運輸過程中的每一個步驟的能監控到，支持在線支付快遞費用等常用功能。

（5）、博星卓越物聯網智能醫療系統

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網醫療管理平臺

平臺建立自主的健康數據監測傳輸體系，并能通過物聯網將數據傳輸至遠程診斷中心，讓學生按照所能獲取的健康數據體溫、面色、血壓等數據進行遠程的智能化醫療診斷。

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網醫療電子商務平臺

通過醫療管理平臺中獲取的數據，醫生能通過這些數據進行分析并開出處方，病人根據醫生的處方在網站上進行購買相應的藥品。并在線生成病歷，供后期醫生查看。

3、物聯網創新科研實驗區

博星卓越物聯網綜合實驗室：物聯網創新實驗平臺

本平臺傳感器參數獲取、寫入，通過協議進行信息發送。使學生能通過單片機的開發，根據實際應用領域和應用實例設計、開發、使用、維護全面的物聯網行業應用系統等。

4、物聯網實驗室配套設備

空調、監控等。

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博星卓越物聯網教學實訓系統

第三篇：(物聯網)智能家居方案

智能家居解決方案

編輯：薛慧

南京物聯傳感技術

一、智能家居帶您進入夢幻生活

當您下班回家時，隨著門鎖打開，家中的安防系統自動解除警戒，廊燈緩緩點亮，空調、通風系統自動啟動，動聽的背景交響樂輕輕奏起；

當您坐在家中沙發上，手拿一個外觀精美的遙控器，就能控制家中所有的電器。晚上，您上床休息，在他躺下的一刻，所有的窗簾都自動關閉，入睡前，床頭邊的面板上，“晚安”的燈光按鈕亮起，所有需要關閉的燈光和電器設備自動關閉，同時安防系統自動開啟處于警戒狀態；

當您外出的時候，只要按一個鍵就可以關閉家中所有的燈和電器；

??

（智能家居帶來的理想生活，著實令人神往）

在科技高速發展的今天，這已經不僅僅是在科幻電影中看到的情景了。隨著智能家居逐漸走進大眾生活，這樣的場景將在您的身邊變成現實。其實，現代科技進入家居的帶來的變化令人嘖嘖稱奇，給人們的家居生活帶來了極大的便利。剛剛描繪的場景，都是是智能家居將要帶給您的“神奇”體驗，不過是智能家居控制系統能為您做的事情中的一小部分。

二、智能家居性概念和內涵

通常認為，智能家居就是以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居系統可以為您提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、以及可編程定時控制等多種功能和手段，使您的生活更加舒適、便利和安全。

與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節約資金。

當前，國家電網公司正在積極推進智能小區建設，很多類似于上文的智能家居方案也正在逐步實踐中，相信不久的將來，更多的市民能夠享受到這種智能家居帶來的方便、舒適、安全和樂趣。

（圖為：手機操控智能家居的流程）

實現智能化的家居，可以給您的生活帶來以下便利：

節省費用：不需要時，家中能源消耗設備可以自動關閉，這樣可以降低您的生活費用。

使用方便：智能化系統提供遠程遙控接口，在您外出時，還可以通過手機或上網來調整和控制家電設備。

安全性高：套家庭智能化系統在緊急情況時可以防御壞人侵入并及時報警，有效保證您的家居安全。

改變生活方式：你可以在家辦公，在家炒股、炒匯、做期貨以及進行遠程會議、在家購物、在家培訓等。

三、遠拓智能家居應用實例

新一代智能家居整體解決方案致力于打造舒適、便捷的現代家居生活體驗，是南京遠拓科技有限公司近年來自主創新之路的杰出成果。

該款智能家居整體解決方案將智能燈光窗簾控制系統、電器控制系統、遠程控制系統、影音娛樂系統、可視對講系統、背景音樂系統、3G智能安防系統、社區信息管理系統等多個系統集合在一個操作平臺上，用戶可通過移動綜合控制器實現一鍵式操作，還可利用手機、電腦等移動終端，對這些子系統進行遠程控制。

遠拓智能家居系統的最大特點在于，掌握最先進的核心無線通信技術，控制器通過Zigbee模塊，實現家庭系統與外部網絡的通訊為系統核心部分，解決以前智能家居系統瓶頸的關鍵技術，省掉了繁瑣的布線，實現遠程控制，讓主人一部手機隨身就能搞定。

具體來說，智能家居系統的家電、照明、窗簾的無線控制子系統，通過Zigbee無線收發模塊可以主動發送數據對各家電進行有效的控制；也可以被動接收煙霧探測器和煤氣探測器等發出的數據，實現對家居的監控。當家居出現了異常情況時，系統將立即發出報警信號，并在第一時間通知用戶。

（圖演為示無線遙控窗簾）

系統實現的主要功能如下：

(1)友好的人機交互圖形界面；

(2)通過Zigbee模塊轉紅外接收器，實現遙控系統；

(3)通過網關與互聯網連接，用戶可以通過互聯網遠程訪問該系統，實現基于Web的系統控制；

(4)采用無線方式控制各家電（包括日光燈，空調，電腦，電視機等）的電源開關或監測家電運行狀態；

(5)煙霧探測器探測到煙霧時，系統將自動切斷家居中的電源，并發出火警提示；(6)煤氣探測器探測到煤氣時，系統將自動切斷家具中的氣源，并且發出報警信號；(7)

當有人進入家中時，系統將自動報警并拍攝此刻的場景并發給主人；(8)

系統的報警類型包括撥打指定的電話號碼，發送短信到指定的手機，輸出音頻信號等。

下面列舉常見的三處應用實例：

（一）手機遙控空調

當您在下班前半小時，只要撥動手機按鍵，就可讓電飯鍋煮飯，洗衣機洗衣服，熱水器燒水，尤其是可以開啟空調，慢慢調節，升到適宜人體溫度。

要實現手機遙控空調，在手機發出指令給智能家居的網關，再傳輸到用于空調系統的zigbee網絡化改造的無線控制模塊。無線控制模塊內嵌在空調系統中，通過無線網絡對空調進行操縱。

（圖為遠拓開發的YT-110ZigBeeRF模塊）

YT-110是一款表面貼片安裝的模塊，用戶可以利用該模塊以最快的產品上市速度和低開發成本創建IEEE802.15.4兼容的系統。采用該系統可以免去射頻設計環階段的復雜的，高成本的開發和測試過程。

YT-110附帶外部內存。目前已經有三種不同型號的模塊：YT-110TC內置天線，YT-110TS內置一個SMA界面的RF發射板，YT-110TI內置i-PEX天線連接接口。

（二）智能控制窗簾

早上一覺醒來，可以撥動床邊的移動控制器，或手機，讓窗簾慢慢打開，迎接清晨的陽光；晚上睡覺時，剛剛要打個哈欠，準備進入夢鄉，您的窗簾也在隨后關閉。這些都是智能控制窗簾的神奇體驗，讓人感覺省心省事。

（圖為遠拓開發的YT-D01A-B無線幕簾控制器）

YT-D01是無線幕簾控制設備，可與具有開關功能/級別控制功能的控制設備綁定，通過控制設備控制ZD-01的開關/級別控制功能。安裝YT-D01之后，您可以用遙控器，場景控制和定時控制等方式控制簾幕的開閉，減少了每日手動操作的繁瑣。

（三）智能照明

當您下班時走近光線昏暗的過道時，過道照明自動緩慢點亮，在人員離開入口區域后2分鐘后，該照明自動緩慢關閉；當您進入客廳時，室內燈光自動開始照明，人一旦離開2分鐘內，燈光將會慢慢熄滅。

（圖為遠拓開發的Z-801R無線開關控制器）

支持ZigBee智能家居協議;電池供電，并可持續工作數月 ；與電源負載控制器，智能鑰匙，墻壁開關等產品兼容;可做為網狀拓補網絡的路由器。拓展范圍： 3V – 24V 直流

Z-801Rx具有3輸出信道可用以驅動繼電器

總之，智能家居可以為人們帶來更為愜意、輕松的生活。如今人們的工作生活節奏越來越快，智能化家居可以為人們減少繁瑣家務、提高效率、節約時間，讓人們有更多的時間去休息、教育子女、鍛煉身體和進修，使人們的生活質量有了很大提高。智能家居的解決方案有各種不同的方式。以互聯網為中心，在家庭網絡連接下，結合多種智能家居功能解決方案，包括家居設施控制、訊息服務、通訊交流、商務、娛樂、教育、醫療保健、移動通訊等，來實現家居的各種智能化控制手段與功能。

第四篇：物聯網

組成：宇宙空間部分：由24顆人造衛星構成，其中21顆工作，3顆備用。24顆衛星均勻分布在6個軌道面上，使地球表面任何地方在任一時刻都有至少6顆衛星在視線之內，可達到準確定位和跟蹤。4

地面監控系統：由1個主控站、6個監測站、4個地面天線組成。負責收集由衛星傳回的信息，并計算衛星星歷、相對距離，大氣校正等數據。

用戶設備部分：即用戶GPS信號接收機，主要功能是接收GPS衛星發射的信號，以獲得必要的導航和定位信息，經數據處理，完成導航和定位工作

原理：GPS使用24顆人造衛星所形成的網絡來三角定位接受器的位置，并提供經緯度坐標，可以達到準確定位。但GPS定位的位置需要在可看見人造衛星或軌道所經過的地方，因此只用于室外定位。

組成：GPS手機+網絡基站+位置服務器+GPS

原理：1）AGPS手機將其的基站地址通過網絡傳輸到位置服務器； 位置服務器將與該位置相關的GPS輔助信息（包含GPS的星歷和方位俯仰角等）傳輸到手機；2）手機的AGPS模塊根據輔助信息（以提升GPS信號的第一鎖定時間能力）接收GPS原始信號； 3）手機解調GPS原始信號并計算手機到衛星的距離，通過網絡傳輸到位置服務器；4）位置服務器據此完成對GPS信息的處理，估算手機的位置，并通過網絡傳輸到定位網關或應用平臺，完成手機用戶的定位。

特點: 低功耗、成本低、時延短、網絡容量大、可靠、安全

網絡的拓撲結構主要有三種，星型網、網狀（mesh）網和混合網。星型網是由一個PAN協調點和一個或多個終端節點組成的。

PAN協調點必須是FFD，它負責發起建立和管理整個網絡，其它的節點（終端節點）一般為RFD，分布在PAN協調點的覆蓋范圍內，直接與PAN協調點進行通信。星型網通常用于節點數量較少的場合。

結構：Zigbee的體系結構由稱為層的各模塊組成。每一層為其上一層提供特定的服務：即由于數據服務實體提供數據傳輸服務；管理實體提供所有的其他管理服務。每個服務實體通過相應的服務接入點（SAP）為其上層提供一個接口，每個服務接入點通過服務原語來完成所對應的功能。

4.物聯網概念及層次結構：

定義：把任何物品通過射頻識別（RFID），紅外感應器，全球定位系統，激光掃描器 等信息傳感設備，按約定的協議與互聯網連接起來，進行信息交換和共享，以實現智能化識別和管理的一種網絡。

層次結構：物聯網應用層（行業應用系統、行業應用平臺），物聯網網絡層（業務支撐平臺、核心網絡、接入網絡），物聯網感知層（定位授時、攝像監控、傳感器網、M2M終端、RFID讀寫）

RFID的結構：從結構上講RFID是一種簡單的無線系統，只有兩個基本器件，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器和很多應答器組成。

RFID的組成：：由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用簽作為應答器，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。閱讀器：由天線，耦合元件，芯片組成，讀取（有時還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式rfid讀寫器（如：C5000W）或固定式讀寫器。

應用軟件系統 ：是應用層軟件，主要是把收集的數據進一步處理，并為人們所使用。

原理：標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者由標簽主動發送某一頻率的信號，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

6.三要素：傳感器、感知對象、觀察者

特征：傳感器網絡是集成了監測、控制以及無線通信的網絡系統，節點數目更為龐大(上千甚至上萬)，節點分布更為密集；由于環境影響和能量耗盡，節點更容易出現故障；環境干擾和節點故障易造成網絡拓撲結構的變化；通常情況下，大多數傳感器節點是固定不動的。另外，傳感器節點具有的能量、處理能力、存儲能力和通信能力等都十分有限。傳統無線網絡的首要設計目標是提供高服務質量和高效帶寬利用，其次才考慮節約能源；而傳感器網絡的首要設計目標是能源的高效利用，這也是傳感器網絡和傳統網絡最重要的區別之一。

關鍵技術：節點自定位技術、時間同步技術、（3）數據融合技術、（4）網絡安全技術

概念：M2M是machine-to-machine的簡稱，即“機器對機器”的縮寫，也有人理解為人對機器(man-to-machine)、機器對人(machine-to-man)等，旨在通過通信技術來實現人、機器和系統三者之問的智能化、交互式無縫連接

特點：（1）M2M通信與人和人之間的通信有本質的區別，因為M2M通信是面向機器的通信，它將遍布在日常生活中的機器設備連接起來，組成網絡，所以具有常規通信所沒有的特點。（2）M2M表達的是多種不同類型通信技術的有機結合，包括機器之間通信、機器控制通信、人機交互通信以及移動互聯通信。

3）M2M讓機器、設備在應用處理過程中與后臺信息處理系統建立無線連接、共享信息，并與操作者共享信息。（4）M2M技術綜合了數據采集、遠程監控、GPS等系統，能夠使業務流程自動化，集成公司的IT設備和非IT設備，并創造相關增值服務。

8.定義：云計算是一種動態的、易擴展的、通過互聯網提供虛擬化的資源計算方式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式；廣義云計算是指服務的交付和使用模式。“云” 是指由成千上萬臺計算機和服務器集群，通過互聯網實現網絡服務的“電腦云”。

特點：以免費或付費使用的形式向用戶提供各種計算服務的，主要包括：基礎設施即服務IaaS（Infrastructure as a Service）、平臺即服務PaaS（Platform as a Service）和軟件即服務SaaS（Software as a Service）

9.古跡、古樹實時監測，數字圖書館和數字檔案館

數字家庭，定位導航，現代物流管理，食品安全控制零售，數字醫療，防入侵系統

10.2009年8月，“感知中國”的講話把我國物聯網領域的研究和應用開發推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯網研究院，無錫市江南大學還建立了全國首家實體物聯網工廠學院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”，物聯網在中國受到了全社會極大的關注，其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。[1]

物聯網的概念已經是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進，已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯網已被貼上“中國式”標簽。截至2010年，發改委、工信部等部委正在會同有關部門，在新一代信息技術方面開展研究，以形成支持新一代信息技術的一些新政策措施，從而推動我國經濟的發展。物聯網作為一個新經濟增長點的戰略新興產業，具有良好的市場效益，《2013-2017年中國物聯網行業應用領域市場需求與投資預測分析報告》數據表明，2010年物聯網在安防、交通、電力和物流領域的市場規模分別為600億元、300億元、280億元和150億元。2011年中國物聯網產業市場規模達到2600多億元。

物聯網本身的結構復雜，主要包括三大部分：首先是感知層，承擔信息的采集，可以應用的技術包括智能卡、RFID電子標簽、識別碼、傳感器等；其次是網絡層，承擔信息的傳輸，借用現有的無線網、移動網、固聯網、互聯網、廣電網等即可實現；第三是應用層，實現物與物之間，人與物之間的識別與感知，發揮智能作用。

第五篇：物聯網教學評價方案

物聯網設備安裝與應用專業

教學評價

教學評價

教學評價一般包括對教學過程中教師、學生、教學內容、教學方法手段、教學環境、教學管理諸因素的評價，但主要是對學生學習效果的評價和教師教學工作過程的評價。教學評價的兩個核心環節：對教師教學工作（教學設計、組織、實施等）的評價——教師教學評估（課堂、課外）、對學生學習效果的評價 ——即考試與測驗。評價的方法主要有量化評價和質性評價。教學評價是對教學工作質量所作的測量、分析和評定。它包括對學生學業成績的評價，對教師教學質量的評價和進行課程評價。

教學評價有助于提高教師對學生表現性評價的意識和能力，提高教師教學設計的能力、教學方法的靈活運用能力。

學業評價是運用恰當的、有效的工具和途徑，系統地收集學生在各門學科教學和自學的影響下認知行為上的變化信息和證據，并對學生的知識和能力水平進行價值判斷的過程。

以工作過程為導向的專業核心課程的設計與實施是理論實踐一體化的課堂教學，在學習的內容、學習方法、達到的學習目標等方面較傳統課堂教學提出了更高的要求。研究探索工作過程導向專業核心課程學生學業評價，明確規定學生學業考評的原則、依據、方法等，有助于提高教師對學生表現性評價的意識和能力，提高教師教學設計的能力、教學方法的靈活運用能力，以學業評價為教學設計與教學實施出發點和歸宿，提高教學質量；有助于促進學生學習能力、實踐能力、創新能力的形成與提高，進而成長為適應社會主義經濟建設，適應首都社會經濟發展的專業技能型人才；有助于促進我校教學管理的科學性，形成我校人才培養的比較優勢，提升我校為經濟社會發展服務的能力有著重大的意義。

通過評價展示學生的進步和達到的學業水平以及創新的成果，促進學生的反思和進步。引導學生不斷增強達成專業學習目標的信心，積極、主動地學習，實現職業理想，引導學生注重過程性學習、方法能力的學習，為學生的長足發展打下基礎，引導學生逐步提高專業能力，完成課程標準，激發潛能，探索創新，為學生職業成長奠定下堅實的基礎；引導學生不斷增強社會責任感，誠實守信、遵紀有禮，勤勞勇敢、團結協作、積極進取，促進學生成長為具有社會主義優秀品質，適應社會經濟發展的技能型人才，全面地，最大可能促進每個學生的發展。教學評價有反饋功能。通過教學評價，能使教師和學生知道教學過程的結果，及時地提供反饋信息。反饋信息在教學中具有重要的調節作用。信息工程學表明，只有通過反饋信息來調節行為，才有可能達到一定的目標。教師獲得評價的反饋信息，能及時地調節自己的教學工作，能使教師了解自己的教學方法和教學過程組織中的某些不足，診斷出學生在學習上存在的問題與困難；可使教師明確教學目標的和實現程度，明確教學活動中所采取的形式和方法是否有利于促進教學目標的實現，從而為改進教學提供依據。學生獲得反饋信息，能加深對自己當前學習狀況的了解，確定適合自己的學習目標，從而調整自己的學習。此外，還能起到激發學生學習動機的作用。研究表明，經常對學生進行記錄成績的測驗，并加以適當的評定，可以有效地激發并調動學生的學習興趣，推動課堂學習。

教學評價可以起到強化功能。教學評價可以調動教師教學工作的積極性，激起學生學習的內部動因，維持教學過程中師生適度的緊張狀態，可以使教師和學生把注意力集中在教學任務的某些重要部分。實驗證明，適時地、客觀地對教師教學工作做出評價，可使教師明確教學中取得的成就和需要努力的方向，可促使教師進一步地研究教學內容、教學方法，以提高自己的教學水平。

對于學生來說，教師的表揚、鼓勵、學習成績測驗等，可以提高學習的積極性和學習效果。同時，評價能促進學生根據外部獲得的經驗，學會獨立地評價自己的學習結果，即自我評價。自我評價有助于學生成績的提高。

教學評價可以提高競爭功能。教學評價盡管不要求排名次等級，但其結果的類比性是客觀存在的。如通過學生的學習成果評價，就能引起任課教師之間、學生之間、班級之間、學科之間的橫向比較，從而了解到教師、學生、本班、本學科的優勢和劣勢，看到差距，認識到自己在總體中的相對地位，客觀上能起到競爭的作用。