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物聯(lián)網(wǎng)基本工作原理范文1

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；感知層；實踐教學(xué)體系；課程群

DOIDOI：10.11907/rjdk.162176

中圖分類號：G436文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）001019703

引言

物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層。感知層位于系統(tǒng)的最底層，完成對現(xiàn)實世界信息的采集與匯聚，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心[1]。目前，大部分高校針對感知層模塊開設(shè)的課程多、時間跨度大，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些課程時，困難多、興趣低、動手能力和設(shè)計能力差。為了改變這種教學(xué)現(xiàn)狀，對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系進行模塊化分解，將實踐教學(xué)體系分為：認知實踐教學(xué)模塊、程序設(shè)計與算法分析實踐教學(xué)模塊、感知層實踐教學(xué)模塊、網(wǎng)絡(luò)層實踐教學(xué)模塊、數(shù)據(jù)處理層實踐教學(xué)模塊和應(yīng)用層實踐教學(xué)模塊。根據(jù)各模塊的教學(xué)目的，有針對性地開展實踐教學(xué)，強化學(xué)生的知識綜合運用能力、動手能力和設(shè)計能力。本文主要介紹感知層實踐教學(xué)模塊。

1感知層主要技術(shù)

感知層一般包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分。感知層首先通過傳感器、RFID等設(shè)備采集外部世界的數(shù)據(jù)，然后通過ZigBee、WIFI、現(xiàn)場總線等技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)關(guān)設(shè)備。感知層主要技術(shù)包括：傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、嵌入式技術(shù)、ZigBee技術(shù)等[2]。傳感器是一種檢測裝置，通過敏感元件將檢測的信息按照一定規(guī)律變換成電信號輸出。RFID是一種自動識別技術(shù)，它利用射頻信號通過空間電磁耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息識別物體。嵌入式技術(shù)是讓物體具有“智慧”的一種關(guān)鍵技術(shù)，是將計算機直接嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中，融合了計算機硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)等。ZigBee是一種短距離無線通信技術(shù)，具有功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、網(wǎng)絡(luò)自組織能力強等特點[3]，在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。

2感知層實踐教學(xué)目的及內(nèi)容

感知層實踐教學(xué)的目的是能夠根據(jù)實際需要，設(shè)計出科學(xué)合理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。一個完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般分為數(shù)據(jù)采集節(jié)點和嵌入式網(wǎng)關(guān)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點負責數(shù)據(jù)采集，一般由傳感器、單片機和無線通信接口組成。嵌入式網(wǎng)關(guān)是數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的橋梁，負責數(shù)據(jù)的匯聚、處理和遠程通信。從學(xué)生學(xué)習(xí)角度來看，主要掌握硬件開發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)。信陽師范學(xué)院針對感知層開設(shè)的課程有：電子線路、數(shù)字邏輯、計算機組成原理、微機原理與接口、嵌入式系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、 射頻識別技術(shù)、ZigBee技術(shù)等課程。依據(jù)課程間的相互關(guān)系和實踐教學(xué)目的，該模塊實踐教學(xué)可以細分為硬件課程群和數(shù)據(jù)采集課程群。

3硬件課程群實踐教學(xué)實施方案

該課程群包括電子線路、數(shù)字邏輯、計算機組成原理、微機原理與接口和嵌入式系統(tǒng)5門課程，主要使學(xué)生掌握計算機硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，使學(xué)生具有計算機系統(tǒng)硬件開發(fā)能力和針對具體硬件進行軟件開發(fā)的能力。從知識體系結(jié)構(gòu)上來看，電子線路和數(shù)字邏輯是基礎(chǔ)知識層，讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)各類半導(dǎo)體器件、門電路、組合邏輯電路、集成元器件的基本原理和使用方法，使學(xué)生具備設(shè)計基本的放大電路、脈沖數(shù)字電路和運用現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計數(shù)字電路的能力。計算機組成原理和微機原理與接口是基本原理層，主要讓學(xué)生掌握計算機的組成原理、體系架構(gòu)、指令系統(tǒng)、編程方法和接口技術(shù)，其中計算機組成原理側(cè)重各個部件工作原理，微機原理與接口側(cè)重于各個部件的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用層，主要讓學(xué)生掌握C51單片機、ARM微控制器的工作原理及使用，能夠根據(jù)實際需要，設(shè)計出硬件電路，并針對硬件進行軟件開發(fā)[4]。在以往的教學(xué)中，教師只注重本門課程知識的講解，忽視了各門課程間的相互聯(lián)系，以致于學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識課程時，不知道該門課程到底有何用處，在學(xué)習(xí)基本原理課程時，覺得上課內(nèi)容枯燥乏味，以致學(xué)生基礎(chǔ)不扎實，等到上應(yīng)用課程時，又覺困難重重，教師不得不復(fù)習(xí)以前的基礎(chǔ)知識和基本原理，導(dǎo)致課堂效率低、教學(xué)質(zhì)量不高。為了改變這種現(xiàn)狀，將這些課程作為一個系統(tǒng)并劃分知識點，重新修改各門課程的教學(xué)大綱和實驗大綱，對相互聯(lián)系、交叉、重迭的教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化整理，實現(xiàn)了課程間的無縫銜接，形成了一套前后銜接合理、重點突出、層次分明的課程體系。實踐教學(xué)即要體現(xiàn)本門課程的教學(xué)重點，又要體現(xiàn)出該門課程在硬件課程群中的作用。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，每門課還增加了設(shè)計型和綜合型實驗。硬件課程群實踐教學(xué)如表1所示。

VGA接口驗通過采用CPLD芯片EPM240T100進行Verilog設(shè)計使學(xué)生熟悉Verilog設(shè)計、掌握各種接口的特性，彌補傳統(tǒng)實驗中設(shè)計能力鍛煉不足的缺點嵌入式

系統(tǒng)驗證型嵌入式軟件開發(fā)基礎(chǔ)實驗、I/O接口實驗、串口通信實驗、看門狗實驗、I2C實驗、Nand Flash實驗采用實際硬件電路，熟悉和掌握以S3C2410為代表的ARM基本編程和實際功能驗證使學(xué)生了解ARM體系結(jié)構(gòu)和工作原理，提升編程能力，熟悉嵌入式系統(tǒng)的工作方式和特性綜合型

設(shè)計型邏輯分析儀設(shè)計

數(shù)碼相框設(shè)計通過FPGA芯片EP1C3T144初步掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法和實際項目經(jīng)驗通過數(shù)據(jù)采集、VGA顯示、SD卡讀寫、圖片解碼、SDRAM控制等實際應(yīng)用場景，使學(xué)生對電路設(shè)計和Verilog的掌握更加深入，涉及的嵌入式知識更加全面4數(shù)據(jù)采集課程群實踐教學(xué)實施方案

該課程群包括傳感器技術(shù)、信號與系統(tǒng)、RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)等課程，主要讓學(xué)生掌握傳感器的基本原理、信號處理、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、Zigbee技術(shù)等，使學(xué)生具有設(shè)計和開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的能力。由于數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要介紹數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的原理、設(shè)計方法、分析方法，使學(xué)生掌握基本的專業(yè)思想，為學(xué)生將來設(shè)計、開發(fā)、維護、使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)打好基礎(chǔ)，所以教學(xué)模式以課堂講授為主，沒有單獨開設(shè)實驗課。無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以Zigbee技術(shù)、傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)為基礎(chǔ)，所以主要開設(shè)的是綜合型設(shè)計型實驗。數(shù)據(jù)采集課程群實踐教學(xué)內(nèi)容如表2所示。

綜合型溫度、壓力、流速等傳感器的選擇和使用根據(jù)實際要求，選擇合適的傳感器，并設(shè)計相應(yīng)的電路，并用單片機測量、顯示不僅讓學(xué)生掌握傳感器的選擇和方法，而且能夠結(jié)合數(shù)據(jù)采集技術(shù)、單片機技術(shù)，提高學(xué)生綜合知識運用能力Zigbee

技術(shù)設(shè)計型Zigbee無線紋機硬件實驗根據(jù)實驗?zāi)康暮烷_發(fā)版硬件原理圖，查閱無線單片機使用手冊，編寫程序并調(diào)試提高學(xué)生自學(xué)能力、針對硬件的編程能力和綜合知識運用能力驗證型Zigbee協(xié)議棧和組網(wǎng)實驗結(jié)合Z-Stack程序流程圖，讀懂與實驗內(nèi)容相關(guān)的程序代碼，并調(diào)試提高學(xué)生程序閱讀能力和動手能力無線傳感

器網(wǎng)絡(luò)綜合型

設(shè)計型針對智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智慧倉儲等領(lǐng)域，開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對自選的應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并完成數(shù)據(jù)采集節(jié)點的軟、硬件開發(fā)。提高學(xué)生的動手能力、綜合知識運用能力和創(chuàng)新能力RFID技術(shù)驗證型高頻、超高頻、低頻數(shù)據(jù)標簽的讀寫對高頻、超高頻、低頻數(shù)據(jù)標簽的進行讀寫、設(shè)置密碼、更改密碼等操作掌握RFID數(shù)據(jù)標簽的基本操作設(shè)計型設(shè)計一個RFID讀寫器任選一個頻段，設(shè)計一個RFID讀卡器，給出詳細的硬件、軟件設(shè)計方案提高學(xué)生的動手能力和綜合知識運用能力

5感知層綜合實踐教學(xué)

感知層綜合實踐教學(xué)模塊是在感知層所有相關(guān)課程學(xué)習(xí)完后開展的綜合性實踐教學(xué)活動，一般在第7學(xué)期開展。學(xué)生根據(jù)自己興趣和就業(yè)方向，選擇不同的模塊開展實訓(xùn)。學(xué)生可以選擇在校外實習(xí)實訓(xùn)基地完成，也可以在校內(nèi)實訓(xùn)室完成。如果選擇在校外，學(xué)生在校外實習(xí)基地的兼職教師指導(dǎo)下完成項目實訓(xùn)任務(wù)，如果選擇在校內(nèi)，則由專業(yè)教師指導(dǎo)完成實訓(xùn)任務(wù)。信陽師范學(xué)院在感知層方面提供智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能水利等項目供學(xué)生選擇，學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣自選項目。

6結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)感知層涉及電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、短距離通信技術(shù)等，知識面廣、難度大，因此，大部分院校開設(shè)了大量與感知層相關(guān)的課程。為了提高教學(xué)效果，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，信陽師范學(xué)院針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開展了模塊化實踐教學(xué)體系研究，針對該模塊開展有針對性的實踐教學(xué)活動，增加了大量綜合型設(shè)計型實驗教學(xué)內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，取得了良好效果，值得借鑒。

參考文獻：

[1]王曉曄，溫顯斌，肖迎元.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)感知層課程群的建設(shè)[J].中國輕工教育，2015（3）：9092.

[2]王曉喃，鐘珊，嚴海英.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的思考與探討[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報：教育科學(xué)，2011（12）：1618.

物聯(lián)網(wǎng)基本工作原理范文2

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；實訓(xùn)教學(xué)；職業(yè)能力；專業(yè)建設(shè)

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)自從2011年開始在全國迅速展開，經(jīng)過近幾年的快速建設(shè)初步形成了一定的規(guī)模，積累了一定的經(jīng)驗，但是由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項綜合性技術(shù)，涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術(shù)之大成，要真正建設(shè)好高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)還有較大差距，特別是高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)建設(shè)還有待進一步加強研究與深化。

高職教育是培養(yǎng)面向社會各行各業(yè)生產(chǎn)第一線的高素質(zhì)技術(shù)技能型專業(yè)人才的高等職業(yè)教育，它的根本任務(wù)是培育學(xué)生良好的職業(yè)能力與可持續(xù)發(fā)展能力。職業(yè)化能力的培育是高職學(xué)生的重中之重，也是區(qū)別于應(yīng)用型、研究型人才的顯著標志，職業(yè)能力的培養(yǎng)要靠高職院校實訓(xùn)教學(xué)來保障和實現(xiàn)，只有建設(shè)規(guī)劃好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)體系才能完成高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的職業(yè)能力與可持續(xù)發(fā)展能力的修成。隨著國家“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”等理念的提出與深化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，如智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等，根據(jù)國家“十二五”戰(zhàn)略規(guī)劃結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展特點，以智慧農(nóng)業(yè)和環(huán)境監(jiān)測作為高職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)切入點，基于“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑來研究并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)，培養(yǎng)主要面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境行業(yè)的具有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝調(diào)試、工程規(guī)劃與實施、系統(tǒng)服務(wù)與技術(shù)支持為主的高素質(zhì)技術(shù)技能型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才。

1專業(yè)課程與實訓(xùn)教學(xué)

1.1專業(yè)培養(yǎng)目標

高職院校是為國家培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的高等學(xué)校。其培養(yǎng)的人才除了要有一定的理論基礎(chǔ)知識，重點是要培養(yǎng)學(xué)生具有較強的專業(yè)實踐操作能力和崗位就業(yè)適應(yīng)能力，這就要求高職院校通過工學(xué)結(jié)合辦學(xué)模式，強化以職業(yè)能力為目標的實訓(xùn)教學(xué)，最終實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)目標的要求。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標是為培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展，面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，服務(wù)區(qū)域與地方經(jīng)濟發(fā)展，具有較好的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識、較強的實踐能力、良好的團隊協(xié)作能力，可持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新能力，掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，從事物聯(lián)網(wǎng)工程項目的規(guī)劃與施工管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝與調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)維護與管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備營銷與技術(shù)支持，成為具備良好文化素養(yǎng)、職業(yè)道德和綜合職業(yè)能力的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

1.2專業(yè)課程體系

從職業(yè)崗位能力需要出發(fā)來分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構(gòu)建課程體系和課程內(nèi)容，在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓(xùn)課程內(nèi)容建設(shè)，努力做到“教學(xué)做一體化”教學(xué)過程中理論與實踐的相互促進和融合，最終使實踐教學(xué)來內(nèi)化學(xué)生的理論知識，為拓寬高職學(xué)生的成長空間打下基礎(chǔ)。為此，設(shè)置了一定數(shù)量的通識教學(xué)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、英語、高級語言程序設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論等。專業(yè)課程的設(shè)置更加體現(xiàn)職業(yè)崗位的特點要求，以智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測為系統(tǒng)實訓(xùn)平臺出發(fā)，圍繞這兩大領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用展開，開設(shè)了一些有特色的專業(yè)課與實訓(xùn)課。如RFID技術(shù)與應(yīng)用、無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)、農(nóng)業(yè)食品溯源應(yīng)用系統(tǒng)實訓(xùn)、城市環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)實訓(xùn)等課程。課程設(shè)置如下表所示。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程表

公共素養(yǎng)課程

思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)、大學(xué)英語、大學(xué)語文、高等數(shù)學(xué)（理）、大學(xué)生心理健康教育、體育

專業(yè)支撐課程

計算機組裝與系統(tǒng)維護、計算機技術(shù)基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置技術(shù)

專業(yè)核心課程

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用、傳感器原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計與實施

專業(yè)拓展課程

綜合布線技術(shù)、移動應(yīng)用開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用

1.3實訓(xùn)教學(xué)體系

高職教學(xué)的根本就是培養(yǎng)學(xué)生具備良好的職業(yè)崗位就業(yè)能力，它的特點是突出職業(yè)能力所要求的實訓(xùn)實踐教學(xué)，完備的實訓(xùn)教學(xué)體系主要由三部分組成，包括專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)、校內(nèi)實訓(xùn)室建設(shè)、校外實訓(xùn)基地建設(shè)。在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)時，以知識與技能漸進式提高出發(fā)，按照“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑展開，“認知”主要是強調(diào)基礎(chǔ)性和啟蒙性實訓(xùn)，“技術(shù)技能”主要側(cè)重專業(yè)核心課程的配套實訓(xùn)，“系統(tǒng)體驗”主要是對前面實訓(xùn)成果的系統(tǒng)綜合和應(yīng)用，更加貼近物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)可以分為三個主要階段：技術(shù)基礎(chǔ)與專業(yè)認知實訓(xùn)、專業(yè)技能實訓(xùn)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)。校內(nèi)校外實訓(xùn)的有效結(jié)合來強化物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的技術(shù)技能和崗位適應(yīng)能力。校外實訓(xùn)基地主要解決學(xué)生的崗位適用能力，校內(nèi)實訓(xùn)室主要完成學(xué)生的專業(yè)技能的實操和理論知識的內(nèi)化。

2基礎(chǔ)性實訓(xùn)

俗話說得好，基礎(chǔ)不牢地動山搖。這說明基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與掌握是何等的重要。高職實訓(xùn)也是同一個道理，也要從基礎(chǔ)性實訓(xùn)抓起。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)性實訓(xùn)可以分成兩個層面：專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)和專業(yè)認知實訓(xùn)。

2.1專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)

專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)一般是指電子信息大類學(xué)生應(yīng)具備的一些面向職業(yè)崗位的通用型技能實訓(xùn)。如計算機基礎(chǔ)應(yīng)用、高級語言程序設(shè)計、計算機組裝與維護等實訓(xùn)，采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式下，通過這幾門課的實訓(xùn)讓學(xué)生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握，為后面的進一步學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。計算機基礎(chǔ)應(yīng)用和計算機組裝與維護這兩項實訓(xùn)主要讓學(xué)生了解和認識計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理，熟悉應(yīng)用辦公軟件如Office，掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修，訓(xùn)練高職學(xué)生使用計算機的基本技能。高級語言程序設(shè)計主要讓學(xué)生對計算機編程語言有一個基礎(chǔ)性的學(xué)習(xí)掌握，為下一步技術(shù)技能的實訓(xùn)打下基礎(chǔ)，如C語言學(xué)習(xí)。

2.2專業(yè)認知實訓(xùn)

專業(yè)認知實訓(xùn)是開啟對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用大門的起初環(huán)節(jié)，目的是讓物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識、相關(guān)設(shè)備、相關(guān)領(lǐng)域和相關(guān)應(yīng)用有一個認識，拓寬學(xué)生的眼界，增強學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，為專業(yè)技能實訓(xùn)起到承上啟下的作用。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及學(xué)科門類較多，職業(yè)面向行業(yè)應(yīng)用面廣，因此不可能面面俱到，只能依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)定位來開設(shè)認知實訓(xùn)。針對面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用的特點，專業(yè)認知實訓(xùn)突出了電子技術(shù)基礎(chǔ)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)，通過系統(tǒng)仿真和實際電路的調(diào)試，讓學(xué)生對基本的模擬、數(shù)字電路、計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有個較好認知；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程相關(guān)的實訓(xùn)讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)涉及的多類技術(shù)要素，了解物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)的感知、傳輸和信息處理與控制技術(shù)，在認知實訓(xùn)中強調(diào)以感觀了解為重點，知識普及為重心，宜采用多種教學(xué)形式開展，如網(wǎng)上查閱、實地參觀、現(xiàn)場交流與訪談等。

3職業(yè)技能實訓(xùn)

職業(yè)技能是高職學(xué)生面向社會就業(yè)之根本，也是體現(xiàn)現(xiàn)代高職教育之重心所在。高職教育的質(zhì)量與特色大多體現(xiàn)在學(xué)生技能素質(zhì)的培養(yǎng)上。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面來分析，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用主要包括三個層面：感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和信息智能處理與控制技術(shù)，因此，我們結(jié)合面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用從三層結(jié)構(gòu)來組織物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技能實訓(xùn)。

3.1感知技能實訓(xùn)

感知技術(shù)主要是解決信息的獲取，為最終的行業(yè)應(yīng)用提供信息與數(shù)據(jù)。它包括多方面的信息獲取技術(shù)，如各型傳感器、RFID系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、條碼等十分廣泛。以農(nóng)業(yè)與環(huán)境行業(yè)的應(yīng)用為例，主要采用的也是前面所說的四大類設(shè)備，為此要建立感知技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)室，結(jié)合專業(yè)核心課程進行傳感器、RFID等方面應(yīng)用技能實訓(xùn)，讓學(xué)生了解各類型傳感器和RFID系統(tǒng)應(yīng)用技能。傳感器方面：如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用，通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設(shè)備方面：如各型電子標簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓(xùn)臺，讓學(xué)生掌握各型電子標簽的使用情況和基本工作原理，理解各頻段RFID系統(tǒng)的適用范圍，以電子標簽信息識別讀寫實訓(xùn)讓學(xué)生對各類技術(shù)標準有一提高認識與消化。另外，也要適當增加控制方面的實訓(xùn)，如智能農(nóng)業(yè)方面的調(diào)節(jié)光照和控制水源和通風等。

3.2信息傳輸技能實訓(xùn)

網(wǎng)絡(luò)傳輸是信息高速公路，負責把由前端感知設(shè)備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面：一是近距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，二是遠程高速網(wǎng)絡(luò)傳輸。近距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術(shù)，主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉(zhuǎn)發(fā)上傳到遠程網(wǎng)絡(luò)上。重點是實訓(xùn)無線傳感網(wǎng)（Zigbee網(wǎng)絡(luò)）的組網(wǎng)與使用，讓學(xué)生了解與掌握無線傳感網(wǎng)的基本組成、相關(guān)設(shè)備與工作原理，通過如節(jié)點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網(wǎng)的使用。另外，結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實訓(xùn)來強化學(xué)生對局域網(wǎng)、寬帶廣域網(wǎng)的應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理。

3.3信息處理技能實訓(xùn)

在物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)中，最后一層是信息管理與應(yīng)用（簡稱應(yīng)用層）。應(yīng)用層主要是完成經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層上傳到云端數(shù)據(jù)的接收、過濾與存儲，然后結(jié)合行業(yè)應(yīng)用進行控制與管理。主要涉及專業(yè)課程有數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、移動應(yīng)用開發(fā)等一些相關(guān)軟件應(yīng)用方面?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)離不開數(shù)據(jù)庫管理和前后臺應(yīng)用軟件的開發(fā)，針對高職學(xué)生的特點，適當強化數(shù)據(jù)庫（如MSSQL）應(yīng)用知識的掌握和實際應(yīng)用，對數(shù)據(jù)庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯(lián)技術(shù)的迅速發(fā)展，移動終端在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用中已十分普及，目前移動開發(fā)平臺主要基于IOS和Android兩大系統(tǒng)，基于Android移動應(yīng)用開發(fā)已占據(jù)主流，為此結(jié)合移動應(yīng)用開發(fā)課程建設(shè)移動應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)室，在學(xué)習(xí)了Java語言后，通過“教學(xué)做”來培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)小型App的能力。

4系統(tǒng)性實訓(xùn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的顯著特點是集多專業(yè)之大成，涉及專業(yè)知識面廣，容易給學(xué)生產(chǎn)生知識混雜和難學(xué)的印象，那么如何補救這一情況是專業(yè)教學(xué)研究的一大課題，為此，基于“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑的理念，特別強化與設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合實訓(xùn)環(huán)節(jié)。

4.1智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用實訓(xùn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用如火如荼，“民以食為天，食以安為先”，食品安全至關(guān)重要，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量管理特別是食品溯源系統(tǒng)已日益成熟。將農(nóng)產(chǎn)品種（養(yǎng)）植、運輸、加工和流通的信息相關(guān)聯(lián)，形成完整的信息追溯鏈來確保農(nóng)產(chǎn)品的安全性。整個系統(tǒng)涉及溯源標識技術(shù)、監(jiān)裝技術(shù)、物流監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)采集與查詢技術(shù)。溯源系統(tǒng)以RFID、條碼技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，是一典型的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)。這一實訓(xùn)系統(tǒng)基本涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)所學(xué)的大部分專業(yè)知識，通過溯源系統(tǒng)的實訓(xùn)體驗把原本分散的技術(shù)串聯(lián)起來，強化了學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識的理解和興趣，特別是強化了學(xué)生對RFID技術(shù)應(yīng)用的認識。實訓(xùn)的主要內(nèi)容有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建、服務(wù)器安裝與調(diào)試、電子標簽制作與識讀、數(shù)據(jù)庫管理與應(yīng)用、PDA安裝與調(diào)試和APP應(yīng)用開發(fā)等。

4.2環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)

基于無線傳感網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)是以傳感器與無線傳感網(wǎng)組建與應(yīng)用開發(fā)為重點的專業(yè)實訓(xùn)，通過此實訓(xùn)讓學(xué)生達到對無線傳感網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)備選型，傳感網(wǎng)組網(wǎng)及Zigbee協(xié)議的應(yīng)用開發(fā)有一定程度深化，實訓(xùn)重點要讓學(xué)生樹立起系統(tǒng)性的理念。下圖是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)室功能總體框圖。

環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)系統(tǒng)

實訓(xùn)系統(tǒng)包含三種數(shù)傳模式（WiFi、Zigbee、有線）環(huán)境監(jiān)測傳感器，形成一套覆蓋三個層次的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺。同時，其他內(nèi)置WiFi模塊的各種手持設(shè)備（筆記本電腦、手機等）也能無線接入該實驗平臺，成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分；師生教學(xué)、科研實踐開發(fā)的其他感知模塊，通過與標準的WiFi設(shè)備服務(wù)器連接，也能輕易接入該實驗平臺，完成測試、驗證。這些設(shè)備的靈活配置為學(xué)生提供了從數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚磔^完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用模型。包含的實訓(xùn)：網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)與無線信號測試、Zigbee協(xié)議棧應(yīng)用、Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲、開發(fā)環(huán)境的搭建；IEEE 802.11協(xié)議介紹、接口程序代碼開發(fā)、串口WiFi設(shè)備服務(wù)器設(shè)計、傳感器數(shù)據(jù)采集與查詢顯示等，重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯(lián)動起來，讓學(xué)生充分體會到一個真實的無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的體驗，更加貼近了以后的工作崗位，增強學(xué)生就業(yè)信心。

5結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)高職學(xué)生技術(shù)技能型人才的核心所在。實訓(xùn)教學(xué)必須以良好理念為先導(dǎo)，緊密結(jié)合人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建起符合學(xué)生就業(yè)崗位需要的實訓(xùn)教學(xué)體系。本文以農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用為背景，從分析人才培養(yǎng)目出發(fā)，基于“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑來研究并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)，以知識與技能漸進式提高構(gòu)建實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境，通過近兩年的探索與實踐，取得了較好的效果。

參考文獻：

[1]王風茂.高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)體系的構(gòu)建與實施[J].青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，25（6）：49-52.

[2]鄒洪芬.高職院校“專業(yè)對接園區(qū)，科研反哺教學(xué)”的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)探索[J].職業(yè)技術(shù)教育，2014，35（26）：12-14.

[3]張新.高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)探索與思考[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014（5）：80-82.

[4]劉雪梅.民辦高職院校實訓(xùn)體系的建構(gòu)和機制研究[J].職教論壇，2012（11）：18-20.

物聯(lián)網(wǎng)基本工作原理范文3

【關(guān)鍵詞】單片機;智能家居;互聯(lián)網(wǎng);遠程控制;物聯(lián)網(wǎng)

Abstract：The principles of an Internet-based Environment Monitoring and Electrical Equipment Controlling System accompanied with software solutions was introduced in this article.The system used STC89C52RC as its MCU，set a PC as host computer and server for connecting with Internet.Users can check the environmental status and control electrical equipments by web application remotely.This system has an advantage in costs.It’s easy-to-use and highly expandable，which can be widely used in monitoring system，intelligent home，etc.

Key words：MCU;intelligent home;Internet;Remote control;Internet of thing

1.引言

在當今信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，人們正在探索越來越便捷的信息傳遞方式，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，極大地方便了信息的傳遞。然而，人們在享受科技帶來各種便利的同時，也有著其他許多困惑。如今，環(huán)境惡化問題受到了人們的廣泛關(guān)注，要治理環(huán)境，首先就要對周圍的環(huán)境有一個充分的了解，就需要有能對環(huán)境信息進行采集與處理的設(shè)備。

基于以上原因，一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程環(huán)境檢測與電器控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)利用通訊技術(shù)、電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)將一系列傳感器實時監(jiān)測環(huán)境并上傳環(huán)境參數(shù)到服務(wù)器，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)遠程訪問系統(tǒng)遠程采集到的信息，也可發(fā)送命令，控制遠端電器運行，是對互聯(lián)網(wǎng)功能的一項拓展，也是從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)邁出的第一步。該系統(tǒng)使物對人的關(guān)系不再是被動的，是具有能動性智能化的交互，提供全方位的信息交換功能，優(yōu)化我們的生活生產(chǎn)方式，幫助我們有效地安排時間，節(jié)約能源，實現(xiàn)高效可靠的資源管理。該系統(tǒng)不僅能運用在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測方面，還能應(yīng)用在智能家居領(lǐng)域，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)，實時查看屋內(nèi)的情況，并對屋內(nèi)各終端進行控制。并且各傳感器一旦探測到異常，能夠及時向用戶發(fā)出警報，實現(xiàn)人和物的良好交互[1]。

2.硬件電路部分

該系統(tǒng)由單片機、設(shè)備、上位機和服務(wù)器等部分組成，整個系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)及工作原理圖

2.1 單片機模塊

根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和所采用的半導(dǎo)體工藝，單片機具有以下主要特點：

（1）性價比高;

（2）集成度高、體積小、可靠性高。由于單片機將各個功能部件集成在一塊芯片上，且內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各個芯片之間的連線，從而大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力;

（3）控制功能強。單片機中的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O接口的邏輯操作及位處理功能;

（4）低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品;

（5）外部總線增加了串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu);

（6）單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，易于構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。

該系統(tǒng)使用STC89C52RC作為微控制器。STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K可編程Flash存儲器。它使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。基于以上特點，該款單片機參考技術(shù)資料齊全，成為了許多單片機使用者的首選。

2.2 電器控制與環(huán)境采集模塊

電器控制主要由繼電器組成，單片機接受到來自用戶的特定信號之后，通過自身的5v電壓來控制220V市電的開斷，以實現(xiàn)電器工作狀態(tài)的控制;該方式設(shè)計簡單，可行性高。

環(huán)境采集主要由一系列傳感器組成，可根據(jù)實際情況選用，課題組利用DHT11傳感器采集溫度濕度數(shù)據(jù)、采用MQ-5可燃氣體傳感器采集天然氣或者液化石油氣的濃度、 甲醛氣體濃度使用CH20/S-10傳感器采集、粉塵顆粒信息用GP2Y1010AU0F 傳感器等，一系列模塊與單片機IO口連接通過編程實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集與處理。以DHT11溫濕度傳感器為例，其電路連接如圖2所示。

圖2 DHT11溫濕度傳感器電路連接圖

圖3 12864顯示屏電路連接圖

2.3 人機交互模塊

該模塊主要基于12864液晶和矩陣按鍵來實現(xiàn)，12864液晶的屏顯成本相對較低，適用于各類儀器，小型設(shè)備的顯示領(lǐng)域，通過編程它可以提供基本的人機界面，用戶可以通過液晶屏幕實時查看顯示采集到的環(huán)境信息，通過按鍵可以對系統(tǒng)進行相關(guān)設(shè)置操作。12864液晶連接電路如圖3所示。

2.4 串口通信模塊

單片機主控與PC之間通過USB口進行數(shù)據(jù)通信，由于STC89C52單片機只支持串口通信，故系統(tǒng)還需要使用CH340T芯片來實現(xiàn)串口轉(zhuǎn)USB的功能，以CH340T為主控的串口轉(zhuǎn)USB電路如圖4所示。

2.5 nRF24L01+無線通信模塊[3]

nRF24L01+是一款工作在2.4～2.5GHz的世界通用ISM頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強型SchockBurst模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制解調(diào)器。輸出功率、頻道選擇和協(xié)議設(shè)置可以通過SPI口設(shè)置。具有2Mbps的傳輸速率、僅22uA的等待模式電流消耗、多頻點、多信道、10m（PCB天線）有效通信距離的特點，其電路連接如圖5所示。

3.軟件程序部分

3.1 單片機程序模塊

采用KEIL編程軟件對單片機進行編程以實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸以及繼電器的控制功能[2]。該模塊包括UI設(shè)計、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信三個部分，系統(tǒng)主要工作流程如圖6和圖7所示。

圖6 系統(tǒng)軟件工作流程圖

圖7 單片機報警流程圖

3.2 nRF24L01+通信模塊[4]

圖8 nRF24L01+的主要工作模式

nRF24L01相關(guān)工作時序如圖8、圖9和圖10所示。本系統(tǒng)只涉及前三個工作模式。主要的工作原理：發(fā)射數(shù)據(jù)時，首先將nRF24L01+配置為發(fā)射模式，接著把地址TX_ADDR和數(shù)據(jù)TX_PLD按照時序由SPI口寫入nRF24L01+緩存區(qū)，TX_PLD必須在CSN為低時連續(xù)寫入，而TX_ADDR在發(fā)射時寫入一次即可，然后CE置為高電平并保持至少10μs，延遲130μs后發(fā)射數(shù)據(jù);若自動應(yīng)答開啟，那么nRF24L01在發(fā)射數(shù)據(jù)后立即進入接收模式，接收應(yīng)答信號。如果收到應(yīng)答，則認為此次通信成功，TX_DS置高，同時TX_PLD從發(fā)送堆棧中清除;若未收到應(yīng)答，則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù)（自動重發(fā)已開啟），若重發(fā)次數(shù)（ARC_CNT）達到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不會被清除;MAX_RT或TX_DS置高時，使IRQ變低，以便通知MCU。最后發(fā)射成功時，若CE為低，則nRF24L01進入待機模式1;若發(fā)送堆棧中有數(shù)據(jù)且CE為高，則進入下一次發(fā)射;若發(fā)送堆棧中無數(shù)據(jù)且CE為高，則進入待機模式2。

接收數(shù)據(jù)時，首先將nRF24L01+配置為接收模式，接著延遲130μs進入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。當接收方檢測到有效的地址和CRC時，就將數(shù)據(jù)包存儲在接收堆棧中，同時中斷標志位RX_DR置高，IRQ變低，以便通知MCU去取數(shù)據(jù)。若此時自動應(yīng)答開啟，接收方則同時進入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。最后接收成功時，若CE變低，則nRF24L01+進入空閑模式1。

3.3 PC端軟件模塊

上位機與服務(wù)器部分原理及流程如圖11所示。

上位機是對單片機操作的中樞部分，該部分使用C++的boost asio庫去實現(xiàn);boost asio是一套高性能的I/O流處理庫，用現(xiàn)代的方法為開發(fā)者提供了一個異步模型。該部分主要對單片機的數(shù)據(jù)進行處理，綜合后合并成結(jié)果表，用網(wǎng)頁顯示出來給用戶瀏覽，用戶可以通過服務(wù)器給上位機發(fā)送指令，讓上位機對單片機進行操控.實現(xiàn)對家居設(shè)備的操作。

圖11 上位機與服務(wù)器流程圖

服務(wù)器是用戶與單片機直接交互的接口，其使用WAMP集成開發(fā)環(huán)境與PHP語言構(gòu)成，前端界面由js與css實現(xiàn)。通過對上位機傳來的數(shù)據(jù)的整理顯示，實現(xiàn)對結(jié)果的統(tǒng)籌預(yù)覽，并提供操作界面，讓用戶可以通過對服務(wù)器發(fā)送指令去操控單片機。

4.結(jié)束語

至此，一個基本的互聯(lián)網(wǎng)遠程環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)搭建完成，但功能還相對單一，故本項目組還對該系統(tǒng)設(shè)計提出以下方案，以便日后改進：（1）鑒于目前該系統(tǒng)在電器控制方面僅僅只是采用控制繼電器的開斷來簡單控制電器，因此還可以向控制復(fù)雜電器方面發(fā)展，例如可以通過在單片機上加裝紅外發(fā)射管來模擬空調(diào)的遙控板實現(xiàn)對空調(diào)的遠程操作;可以在門上加裝傳感器以檢測門的狀態(tài)，確保室內(nèi)安全等等;（2）現(xiàn)如今如小米、迅雷、360、百度、騰訊、華為等大型互聯(lián)網(wǎng)公司都推出了智能路由器。所謂智能路由，比于普通路由器，其像個人電腦一樣，具有獨立的操作系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的需求進行功能的擴展和開發(fā)。在未來的智能家居中可以充當智能控制中樞的角色。通過嵌入式開發(fā)，我們可以直接在路由器系統(tǒng)中開發(fā)上位機和控制程序來替代本項目中電腦的角色。相比電腦，路由器有功耗小，幾乎永不離線的優(yōu)勢。相信在以后的智能家居中，路由器會發(fā)揮巨大的作用。

該系統(tǒng)是我校大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目的部分研制內(nèi)容，現(xiàn)處于初步研制階段，能完成對遠端環(huán)境的信息查看與簡單電器控制，與實際商用還有較大差距。隨著互聯(lián)網(wǎng)更加深入我們的生活，人們已經(jīng)不僅局限于對網(wǎng)上虛擬的數(shù)據(jù)進行訪問操作，在未來，更多的智能云設(shè)備將進入我們的生活當中，該項目正是基于上述理念的成果。

參考文獻

[1]王平.780MHz物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報，2012，24.

[2]郭天祥.新概念51單片機C語言教程[M].電子工業(yè)出版社，2009，1.

[3]NORDIC semiconductor，nRF24L01+Product Specification.

物聯(lián)網(wǎng)基本工作原理范文4

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ詈推髽I(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的逐漸廣泛與普及，為了滿足企業(yè)生產(chǎn)中的更多需求，實現(xiàn)自動化、機械化生產(chǎn)，逐漸衍生出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。因此可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)看作是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種擴展和延伸，實現(xiàn)了物品與物品之間的相互交換，這也就加快促進了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流包裝生產(chǎn)過程中的運用。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流包裝當中的應(yīng)用研究，能夠有效的增強其智能化、信息化發(fā)展，對社會經(jīng)濟的發(fā)展具有積極的促進作用。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物流包裝 應(yīng)用研究

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以看作是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)之后的另一項新型技術(shù)，可以看作是第三次信息與信息技術(shù)革命，目前已經(jīng)在各個領(lǐng)域和行業(yè)中得到廣泛的運用。在物流包裝的過程中加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的推動物流包裝的現(xiàn)代化發(fā)展，提高供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的運行效率和智能化發(fā)展，增強了系統(tǒng)的敏銳性和透明度，并且能夠及時反饋產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸、配送、銷售等所有環(huán)節(jié)中的系統(tǒng)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)實時產(chǎn)品信息跟蹤以及監(jiān)管。因此，在物流包裝的過程中加強對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠促進物流包裝行業(yè)的快速發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)指的是借助傳感器、激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、射頻識別等各種類型的信息傳感設(shè)備，按照一定的規(guī)定將互聯(lián)網(wǎng)與物品之間進行有效的連接，實現(xiàn)信息通信和呼喚，并且能夠進行智能化管理、監(jiān)控、跟蹤、定位、識別的一種網(wǎng)絡(luò)。如果從技術(shù)方面來說的話，就可以將其看作是利用感應(yīng)裝置，將物體的信息進行網(wǎng)絡(luò)傳輸，并在某一指定中心進行集中處理和分析，能夠?qū)崿F(xiàn)自動處理和交互的物與物之間、人與物之間信息的一種智能網(wǎng)絡(luò)。

因此，可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)看作是云計算技術(shù)、數(shù)據(jù)處理/挖掘技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)等各方面技術(shù)的相互交叉和融合，并通過開發(fā)和應(yīng)用對處理對象進行實時的動態(tài)觀察、監(jiān)控以及數(shù)據(jù)收集，并且借助相關(guān)的信息處理和軟件系統(tǒng)可以對這些信息進行有效的控制、管理和處理。

2 在物流包裝中對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

對商品進行包裝的主要目的是為了保護商品，同時提高商品運輸和儲存的便捷程度，有利于促進商品銷售，也可以看作是對相關(guān)容器、材料以及輔助物的統(tǒng)稱。在商品供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，包裝工程既可以看作是所有生產(chǎn)過程的結(jié)尾，也可以看作是物流作業(yè)的開始。為了進一步提高商品運輸、收貨、發(fā)貨、堆碼、裝卸、儲存、銷售等各個環(huán)節(jié)的便利程度，還可以對部分商品按照銷售的實際情況來畸形再次包裝，比如按照一定的數(shù)量單元來再次包裝，或者是進行重新包裝、分裝、加固等操作。簡單來說，物流活動的基礎(chǔ)和前提就是包裝，對商品進行包裝是其最基本的一種操作形式，在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中貫穿。在某種程度上來說，包裝和物流是相輔相成的，其現(xiàn)代化和機械化的實現(xiàn)是同步的。

除此之外還需要注意的是，隨著物流服務(wù)現(xiàn)代化程度的不斷提高，也對物流管理和物流運作過程的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、信息化的程度要求越來越高。因此在物流包裝的過程中加強對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，具有重要的意義和作用。

2.1 在物流包裝中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工作原理

在開發(fā)和應(yīng)用物流包裝的過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心是RFID技術(shù)，一般會在需要進行物流包裝材料中嵌入芯片，該芯片已經(jīng)對RFID電子標簽進行集成，通過對射頻傳輸、空間耦合以及信號識別等特性的運用，能夠自動識別處于移動或者是靜止狀態(tài)下識別物的信息，并發(fā)生一系列身份驗證、數(shù)據(jù)通信等互聯(lián)活動。物聯(lián)網(wǎng)中的RFID系統(tǒng)主要是由應(yīng)用軟件系統(tǒng)、RFID閱讀器、RFID電子標簽等部分共同構(gòu)成。

其工作原理是：首先RFID閱讀器會無線電波信號或者是能量向RFID電子標簽發(fā)射出特定的頻率，實現(xiàn)信息的傳遞；然后RFID電子標簽中的集成電路會驅(qū)動，自動發(fā)送出內(nèi)部儲存的信息數(shù)據(jù)；再然后RFID閱讀器會對所接收到的信息數(shù)據(jù)進行依次解讀；最后將解讀完成的信息數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的程序中，進行有效的控制和處理信息。一旦在磁場范圍內(nèi)放置電子標簽，其就能夠?qū)⑺邮盏降母鞣N信息數(shù)據(jù)進行分析處理，利用感應(yīng)電流將芯片中原本儲存的商品信息數(shù)據(jù)發(fā)送，或者是標簽也會自動發(fā)送某一特定頻率的信號；解讀器會將所接受到的各種信息數(shù)據(jù)進行解碼，解碼完成之后會向相應(yīng)的信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理與處理。這樣一來，整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)中就可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對所有的商品環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化的管理與控制，實現(xiàn)物流活動的信息化管理。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流包裝中的應(yīng)用分析

目前在物流包裝中對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用主要分為兩個方面：一方面是利用RFID電子標簽中原先已經(jīng)儲存好的信息數(shù)據(jù)，主要應(yīng)用在系統(tǒng)的防衛(wèi)、門禁等領(lǐng)域中，可以看作是一種靜態(tài)應(yīng)用；另一方面是應(yīng)用在供應(yīng)鏈系統(tǒng)作業(yè)當中的，有效的連接系統(tǒng)上的信息與電子標簽上的信息數(shù)據(jù)，比如財務(wù)管理系統(tǒng)、商品聲明周期管理系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等，充分的發(fā)揮其效用，對商品實施全程監(jiān)控和管理，可以看作是一種動態(tài)應(yīng)用。

供應(yīng)鏈系統(tǒng)以及物流作業(yè)上面的商品信息流，需要通過對每一個單獨的商品信息進行研究。因此包裝商品的最基本的材料就是RFID膜或者是RFID紙，這樣一來，每一件商品就能夠取得唯一的、具有代表性的商業(yè)代碼，并且還具有信息儲存、讀、寫的功能，這樣逐漸就能夠構(gòu)成一個整體，形成供應(yīng)鏈系統(tǒng)。

3 結(jié)語

隨著不斷開發(fā)和研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促進了包裝物流行業(yè)的進一步發(fā)展，并逐漸趨向于智能化、信息化。同時為了物流包裝行業(yè)更加適應(yīng)社會經(jīng)濟的發(fā)展，商品從生產(chǎn)到銷售的各個環(huán)節(jié)都形成供應(yīng)鏈系統(tǒng)，也需要不斷的促進物流包裝的不斷優(yōu)化與完善。

參考文獻

[1]文振華，黃友森，鄧子云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].開放導(dǎo)報，2012（01）：64-67.

[2]秦立公，吳嬌，董津津，袁媛.基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鏈物流設(shè)備管控研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（18）：9942-9945.

[3]張文瀛，王喜富.現(xiàn)代物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[J].物流技術(shù)，2012（17）：378-380.

[4]都牧，胡祥培，周寬久，何占良.基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬果網(wǎng)上直銷“農(nóng)-宅”配送系統(tǒng)[J].系統(tǒng)工程學(xué)報，2014（02）：215-222.

[5]肖和平，閆懷志，金福生.探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在智能物流中的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2015（03）：35+37.

作者簡介

李文強（1993-），男，四川省成都市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)就讀于成都理工大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。主要研究方向為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)基本工作原理范文5

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)人才 教學(xué)方法 服務(wù)型人才

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）02C-0183-03

一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才需求情況概述

我國經(jīng)歷三十多年的改革開放，工業(yè)和服務(wù)業(yè)都得到極大發(fā)展，已是全球制造業(yè)大國，相比而言，農(nóng)業(yè)的發(fā)展稍顯滯后，隨著我國工業(yè)化現(xiàn)代化及城市建設(shè)發(fā)展進行到一定階段，當前我們亟需大力發(fā)展與投入的是新農(nóng)村的綜合性、全方位的建設(shè)。我國農(nóng)村一直實行，土地流轉(zhuǎn)工作才剛啟動，處于經(jīng)濟和體制轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，“三農(nóng)”問題近些年一直得到國家各界的高度重視，而農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)正是解決此問題的關(guān)鍵。適逢此時，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)恰好興起。物聯(lián)網(wǎng)（ Internet of Things，IoT），即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，被稱為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，自其被提出之日起，短短數(shù)年已在世界各國廣泛采用，并滲透到各行業(yè)中去。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進步，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、管理等領(lǐng)域也得到越來越廣泛的應(yīng)用。從生產(chǎn)領(lǐng)域來說，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)利用傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、智能決策系統(tǒng)，對養(yǎng)殖、種植對象進行環(huán)境監(jiān)控、養(yǎng)料供給等，以實現(xiàn)降低成本、減少耗損、提高質(zhì)量、改善環(huán)境的目的。此外，在農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)可建立起信息管理系統(tǒng)，建立從源頭到消費終端的管理體系。

在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》里，明確提出“加快發(fā)展面向農(nóng)村的職業(yè)教育”“強化職業(yè)教育資源的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和綜合利用，推進城鄉(xiāng)、區(qū)域合作，增強服務(wù)‘三農(nóng)’能力”“加強涉農(nóng)專業(yè)建設(shè)，加大培養(yǎng)適應(yīng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展需要的專業(yè)人才力度”。未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展必將向信息化、現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、科技化方面發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的引擎，目前，我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用總體還處于初步應(yīng)用階段。高等院校才剛剛有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的畢業(yè)生，直接面向農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)尚未正式啟動，而我國幅員遼闊，大部分土地是農(nóng)村，大多數(shù)人口是農(nóng)民，因此，面向農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)方面的物聯(lián)網(wǎng)人才市場缺口巨大。僅“十二五”期間，估計農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面的人才需求就有大約1000萬人。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才可分為研發(fā)型人才和應(yīng)用技術(shù)服務(wù)型人才。研發(fā)型人才主要是指從事農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的開發(fā)及相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)工作的人員;應(yīng)用技術(shù)服務(wù)型人才則主要指利用現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備，直接面向終端用戶，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線的人員，其在整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才需求數(shù)量中所占的比例也是最大的。本文主要針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才的培養(yǎng)展開研究，以期對面向農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)模式進行探討，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)知識面廣、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型人才。

二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才培養(yǎng)目標

開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)服務(wù)型人才培養(yǎng)，首要明確人才培養(yǎng)目標。目前，國內(nèi)高校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃普遍還處于探索階段，培養(yǎng)目標不明確，培養(yǎng)方案、教學(xué)模式趨于相同，由于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，就農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言，要想做好這方面的工作，不僅需要具備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品知識，還要對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識有所了解。因此，目前各高校探索性的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案普遍是缺乏針對性的，并不能滿足農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的實際需要。在專業(yè)設(shè)置和建設(shè)的探討過程中，通過對多所院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行分析，及與相關(guān)教師進行交流，筆者也發(fā)現(xiàn)，普遍存在著對物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的方向模糊，對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈人才需求未來狀況預(yù)估不足的現(xiàn)象。

首先，當物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興的巨大產(chǎn)業(yè)來臨之際，我們要對它的未來產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展狀況有個預(yù)估，才能與之相適應(yīng)地去進行合適比例的人才培養(yǎng)?？v觀其它高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，也可以看出，許多產(chǎn)業(yè)在人員需求上以應(yīng)用型人才為主。譬如，電子信息產(chǎn)業(yè)，真正投入研發(fā)領(lǐng)域工作的，只是集中在大城市，只需要少數(shù)高端型人才，面向全國范圍的、需求量較大的仍是以應(yīng)用型人才為主。這是一個“橄欖型”的產(chǎn)業(yè)鏈人才需求結(jié)構(gòu)，研發(fā)和制造人才需求少，分別占兩端，中間多數(shù)為應(yīng)用型人才需求。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也具有這樣的特質(zhì)，更何況它本身就是一個應(yīng)用創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)巨大的生命力也體現(xiàn)在應(yīng)用上。然而，目前大多數(shù)院校，包括很多高職高專院校，在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)上，仍過于注重研發(fā)設(shè)計能力的培養(yǎng)，忽視應(yīng)用領(lǐng)域綜合能力的培養(yǎng)，這是與產(chǎn)業(yè)鏈人才需求狀況不相吻合的。

其次，物聯(lián)網(wǎng)是向各產(chǎn)業(yè)、行業(yè)滲透的一個基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其必然帶有跨行業(yè)的性質(zhì)。譬如，農(nóng)業(yè)作為第一大產(chǎn)業(yè)，它涉及的領(lǐng)域是很廣的，僅是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對人才的需求就是巨大的，可是目前的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)普遍都沒有體現(xiàn)出這種行業(yè)的針對性，學(xué)生就業(yè)時，仍將面臨著對行業(yè)領(lǐng)域知識的一個再培訓(xùn)過程。

根據(jù)前文論述，我們在進行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)中，應(yīng)以培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型人才為主要出發(fā)點，并結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、管理等行業(yè)背景知識，進行知識全面能力較強的綜合型人才培養(yǎng)。這樣才能培養(yǎng)出農(nóng)業(yè)知識豐富的物聯(lián)網(wǎng)人才，有利于滿足社會的需求，有利于解決人才的就業(yè)問題，極大地推動物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展。

對于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的高職高專學(xué)生培養(yǎng)，我們提出以下幾點專業(yè)能力目標：掌握物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的基本知識和基本原理;熟悉農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品軟硬件配置，能從事物聯(lián)網(wǎng)解決方案的設(shè)計、管理和維護工作;掌握農(nóng)業(yè)現(xiàn)代科技、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)流通基礎(chǔ)知識、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、工程施工基礎(chǔ)知識，具備農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實施能力;了解物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)的技術(shù)前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動態(tài)。

三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才培養(yǎng)專業(yè)課程體系構(gòu)建

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才培養(yǎng)的課程體系應(yīng)當圍繞著培養(yǎng)目標展開，除公共基礎(chǔ)課、選修課程及實踐課程外，以下詳細例舉專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課程的構(gòu)建。

（一）專業(yè)基礎(chǔ)課

1.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代科技技術(shù)概論

主要介紹介紹國內(nèi)外農(nóng)、畜、林三業(yè)的生產(chǎn)、儲藏、加工、消費、市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢;現(xiàn)代育種目標、育種技術(shù)和育種方法;現(xiàn)代種植（養(yǎng)殖）技術(shù);農(nóng)產(chǎn)品采收、包裝、儲運、加工、流通等產(chǎn)后現(xiàn)代商品化處理技術(shù);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用情況。

2.電子技術(shù)基礎(chǔ)

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電子技術(shù)各種基本功能電路的組成、基本工作原理、性能特點，熟悉電子技術(shù)工藝技能和電子儀器的正確使用方法，初步具有查閱電子元器件手冊、正確使用元器件、讀識常見電子線路圖、測試常用電路功能及排除故障的能力。能復(fù)述邏輯門電路的功能，并能利用邏輯門電路設(shè)計簡單的組合邏輯電路，并能分析簡單時序邏輯電路的功能。

3.嵌入式技術(shù)

主要講述嵌入式系統(tǒng)的基本概念、界面設(shè)計、應(yīng)用編程等知識。通過學(xué)習(xí)該門課程可以使學(xué)生能夠編寫、調(diào)試嵌入式程序。

4.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用及管理

重點培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫基本技能，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能應(yīng)用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件對物聯(lián)網(wǎng)工程中所需數(shù)據(jù)進行管理、查詢、維護等操作。

5.農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)管理流通概論

課程介紹農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)管理流通基本理論，從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)到銷售的過程為出發(fā)點，介紹不同農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)銷售流通等活動中的基本情況，應(yīng)用的現(xiàn)代化技術(shù)、信息技術(shù)等情況。

6.計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)

結(jié)合TCP/IP協(xié)議深入講授計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、分層原理、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、點一點網(wǎng)絡(luò)、廣播網(wǎng)絡(luò)、交換網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)互連、差錯控制、流量控制、擁塞控制方面的基本問題。

7.循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理

主要介紹農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中與環(huán)境保護的相互關(guān)系、掌握循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理的關(guān)鍵技術(shù)，了解農(nóng)村節(jié)能減排的政策、技術(shù)措施等內(nèi)容。

8.物聯(lián)網(wǎng)與供應(yīng)鏈管理

主要介紹應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的供應(yīng)鏈系統(tǒng)的概念及功能、物流的發(fā)展、物流管理原理、物流運輸管理、倉儲管理、包裝與裝卸、農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈等內(nèi)容。

9.工程進度與質(zhì)量管理

通過學(xué)習(xí)本門課程，學(xué)生掌握建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程質(zhì)量與安全管理的基本程序與方法，物聯(lián)網(wǎng)工程質(zhì)量驗收標準，施工安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，物聯(lián)網(wǎng)工程質(zhì)量安全事故的處理，解決物聯(lián)網(wǎng)工程監(jiān)理過程中遇到的實際問題。

（二）專業(yè)核心課

1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

全面系統(tǒng)地闡述當前各種主流的無線網(wǎng)絡(luò)的基本原理，結(jié)合多種工業(yè)現(xiàn)場傳感器和多功能的上位機軟件，深入淺出地講解無線網(wǎng)絡(luò)的基本技術(shù)。

2.物聯(lián)網(wǎng)射頻識別技術(shù)

主要介紹物聯(lián)網(wǎng)RFID系統(tǒng)概述、RFID工作頻率及無線傳輸、天線技術(shù)、射頻前端電路、編碼與調(diào)制、數(shù)據(jù)的完整性與數(shù)據(jù)的安全性、電子標簽體系結(jié)構(gòu)、讀寫器體系結(jié)構(gòu)、RFID中間件、RFID標準體系、物聯(lián)網(wǎng)RFID應(yīng)用實例，以及物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)現(xiàn)狀和標準體系。

3.工程線路識圖

主要介紹工程設(shè)計繪圖基礎(chǔ)知識、基本理論，主要培養(yǎng)學(xué)生識讀電器元件的結(jié)構(gòu)形狀的能力，同時了解相關(guān)工程的國家標準，識讀圖樣，了解物聯(lián)網(wǎng)工程繪制圖樣所需的機器、儀表和設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能。

4.綜合布線與網(wǎng)絡(luò)工程實施

使學(xué)生能掌握網(wǎng)絡(luò)綜合布線的國家標準和行業(yè)規(guī)范，并能熟練地運用于網(wǎng)絡(luò)綜合布線工程的設(shè)計、施工、測試和驗收等工程組織與管理環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生綜合布線系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)安裝與實施的職業(yè)能力，并掌握綜合布線的基礎(chǔ)知識。

5.ERP運營維護

課程主要從物聯(lián)網(wǎng)工程的角度介紹物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)中的主流程體驗、銷售管理、采購管理、存貨管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、物料需求計劃管理、工單與委外管理、工藝管理、應(yīng)收應(yīng)付管理、財務(wù)管理等學(xué)習(xí)任務(wù)，掌握ERP系統(tǒng)的主業(yè)務(wù)流程和操作技能。

從以上課程體系的構(gòu)建中可看出，在實際進行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)課程體系的建設(shè)時，注重突出實際應(yīng)用領(lǐng)域特色，學(xué)生既要學(xué)習(xí)電子信息技術(shù)，又要學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)科技和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，還要求掌握工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，注重綜合性能力的培養(yǎng)。考慮到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的項目一般偏小，各地點分散，其應(yīng)用服務(wù)人才不可能專業(yè)劃分過細，否則任何一個點都需要物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)、工程安裝等不同領(lǐng)域的人員組成團隊配合工作，這對于偏小的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目來說是不實際的，必然要求建設(shè)及維護人員具備多專業(yè)綜合的能力素質(zhì)。

四、改革教學(xué)方法，優(yōu)化師資隊伍

（一）改革教學(xué)方法

在教學(xué)方法上力求突破，當前所流行的行動導(dǎo)向、慕課均是可采取的方式，無論哪種方式，主導(dǎo)思想將貫穿以學(xué)生為中心的教學(xué)方法來進行實施。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才培養(yǎng)的專業(yè)特性、跨學(xué)科特性，帶領(lǐng)學(xué)生進行現(xiàn)場學(xué)習(xí)將是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。此外，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在實際工作領(lǐng)域的實施，往往以一個個項目的形式來進行，因此，案例教學(xué)也是必然要采用的教學(xué)方法，在案例教學(xué)過程中注重對學(xué)生進行啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)，亦有利于學(xué)生興趣的調(diào)動和綜合設(shè)計實施能力的培養(yǎng)。

（二）優(yōu)化師資隊伍

從課程體系的構(gòu)建可以看出，要做好農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才的培養(yǎng)，師資隊伍應(yīng)具備物聯(lián)網(wǎng)知識能力、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通和管理知識能力、工程實施等方面的知識能力，在實際建設(shè)中，各?？筛鶕?jù)自身狀況進行優(yōu)化。同時，基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新的特質(zhì)，應(yīng)大力開展校企合作，引進更多的企業(yè)兼職教師來補充師資隊伍。由于物聯(lián)網(wǎng)本身（下轉(zhuǎn)第186頁）（上接第184頁）是個新興產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)又兼有跨行業(yè)的特性，因此，教師的培訓(xùn)學(xué)習(xí)也是隊伍建設(shè)中不可缺少的一環(huán)。

五、滿足實驗與實習(xí)條件，建設(shè)實訓(xùn)基地

應(yīng)根據(jù)院校重視面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)思路，堅持基礎(chǔ)和應(yīng)用協(xié)調(diào)共進的原則，通過農(nóng)、學(xué)、企相結(jié)合的方式，建設(shè)相應(yīng)的實訓(xùn)平臺，如企業(yè)提供最新的設(shè)備支持、學(xué)校提供專業(yè)人員、農(nóng)業(yè)終端用戶提供場地，搭建起一個真實的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺。在實訓(xùn)過程中，學(xué)生收獲了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，為日后就業(yè)打好基礎(chǔ);企業(yè)獲得了充足的人力資源，充分解決了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)企業(yè)人員匱乏的現(xiàn)狀;而農(nóng)戶則在合作中體驗到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的種種好處，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大力推廣增強了信心。

其次，建立一個以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為背景的技術(shù)服務(wù)及農(nóng)產(chǎn)品流通實訓(xùn)平臺，通過該平臺，培養(yǎng)出農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的信息化人才，為技術(shù)服務(wù)的推廣和農(nóng)產(chǎn)品的流通打好基礎(chǔ)。

通過利用實訓(xùn)基地對物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才進行深入培養(yǎng)，可培養(yǎng)出一大批技術(shù)過硬、經(jīng)驗豐富的專業(yè)人才，以緩解目前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)缺少此類人才的局面。同時也為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國大范圍推廣打下堅實基礎(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng)浪潮的來臨，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機遇，改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，迫切需要運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對各種農(nóng)業(yè)要素的全面感知、可靠傳輸以及智能處理。因此，對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)型人才的培養(yǎng)具有重大實際意義和價值，人才培養(yǎng)模式就是其中一項迫切而又重要的研究工作。所以，應(yīng)盡快在分析農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國的實際國情對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)過程中涉及的管理模式、技術(shù)模式、商業(yè)模式展開分析和探討。在政府的引導(dǎo)下，在相關(guān)企業(yè)的積極參與下，建立一個多方共贏的人才培養(yǎng)模式，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的長遠發(fā)展提供長效動力。

【參考文獻】

[1]于娜，郭鵬，李乃祥.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（農(nóng)林教育版），2014（16）

[2]葛文杰，趙春江.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對策研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2014（7）

[3]謝秋麗，黃剛.基于物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)與教學(xué)實踐的研究[J].軟件導(dǎo)刊，2011（3）

物聯(lián)網(wǎng)基本工作原理范文6

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；GPRS；虛擬專用網(wǎng)；無線傳輸；地下水監(jiān)測

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）28-0197-03

Design of Internet of Things-based Groundwater Remote Monitoring System

GUO Yu1，HU Sheng-li1，YANG Tong-man2

（1.Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China；2.College of Meteorology and Oceanography，PLA Univ.of Sci.& Tech，Nanjing 211101，China）

Abstract： Being aimed at the problem of groundwater monitoring at present，this paper presents a design scheme of remote monitoring based on Internet of Things.Firstly，the concept of Internet of Things and its three layer architecture are introduced，and the overall design scheme of system based on the three architecture is put forward.The design of remote monitoring，wireless transmission network and monitoring center of system are introduced in detail.The paper gives Working principle and main functions of system at last.At present，the system has been put into concrete application.It is proved that the system has excellent expandsibility and applicability.It has saved lots of manpower，material resources and financial resources for relevant departments.

Key words： internet of things； GPRS；virtual private network；wireless transmission；groundwater monitoring

我國是一個水資源嚴重缺乏的國家，雖然總儲量占世界第六位，但人均水資源卻是世界人均水資源的1/4。地下水資源的合理利用和開采對一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境都起著至關(guān)重要的作用。改革開放以來，我國的社會經(jīng)濟快速發(fā)展，人們生活水平提高的同時也伴隨著地下水資源的大量開采，再加之水資源的污染、有關(guān)部門缺乏合理規(guī)劃和有效監(jiān)管，就安徽本地來說，已經(jīng)出現(xiàn)了地區(qū)性水位下降和枯竭等問題。從而引發(fā)了部分地區(qū)地面沉降、土壤鹽漬化和地裂縫等情況，對地下水資源的有效監(jiān)測已迫在眉睫。

文獻[1]提出了基于GPRS（General Packet Radio Service）-Internet網(wǎng)絡(luò)和Zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的遠程監(jiān)測系統(tǒng)。文獻[2]提出基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)。本文利用物聯(lián)網(wǎng)的各種特點和優(yōu)勢，以物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)為設(shè)計原則，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的地下水遠程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案。

1物聯(lián)網(wǎng)

1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、等信息傳感設(shè)備，遵守約定的協(xié)議，把物理實體與物聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，實現(xiàn)對物體的、定位、跟蹤、智能化識別、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[2]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的三成架構(gòu)

感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。主要包括一些基本感應(yīng)器件和感應(yīng)器件組成的網(wǎng)絡(luò)這兩部分。感知層我們采用超聲波流量計作為采集終端。

網(wǎng)絡(luò)層解決的是感知層獲得的數(shù)據(jù)長距離傳輸?shù)膯栴}。它主要功能是接入傳輸，完成數(shù)據(jù)的傳遞和交換，一般分為接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)兩種類型。本系統(tǒng)采用的是GPRS+VPN的無線傳輸方式，在保證數(shù)據(jù)安全性的同時又提高了實時性。

應(yīng)用層解決是數(shù)據(jù)處理和人機界面的問題。網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被應(yīng)用層處理并通過各種設(shè)備與人交互。系統(tǒng)中利用.NET技術(shù)設(shè)計系統(tǒng)軟件平臺，提供了實時和歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)報表和設(shè)備報警等相關(guān)功能。其三層結(jié)構(gòu)如下圖所示：

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由遠程監(jiān)控終端、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測中心三部分組成，分別對應(yīng)著物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示：

2.1感知層

數(shù)據(jù)采集主要通過各類傳感器，對地下水的水位、水溫、水質(zhì)等信息進行采集，通過MCU微控制器對采集的信號，比如電流、電壓等數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過標準RS232/485串口傳輸?shù)浆F(xiàn)場的從GPRS通信設(shè)備上，GPRS模塊我們采用SIEMENS公司的MC39I模塊，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)加密處理后傳輸?shù)紾PRS網(wǎng)絡(luò)。

2.2網(wǎng)絡(luò)層

GPRS無線網(wǎng)絡(luò)主要擔當著各個監(jiān)測點和監(jiān)測終端之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸＝陙?，隨著GPRS網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和發(fā)展，其在數(shù)據(jù)傳輸方面的應(yīng)用也越來越廣泛。GPRS網(wǎng)絡(luò)幾乎無縫覆蓋和按流量、話費等資費方式收費的優(yōu)點，使其應(yīng)用在地下水資源無線遠程監(jiān)測系統(tǒng)上的性價比和發(fā)展前景都是巨大的。本系統(tǒng)采用GPRS+VPN虛擬專用網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、高效的傳輸。

2.2.1 GPRS通信技術(shù)

GPRS是建立在GSM（Global System for Mobile Communication）網(wǎng)絡(luò)之上，為用戶提供高速分組交換數(shù)據(jù)的新網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。它是在GSM原有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上疊加了一層網(wǎng)絡(luò)而組成的，網(wǎng)絡(luò)中增加了GPRS服務(wù)支持節(jié)點SGSN（Serving GPRS Support Node）、GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點GGSN（Gateway GPRS Support Node）、計費網(wǎng)關(guān)（可選）、邊緣網(wǎng)關(guān)（可選）等實體，同時通過GPRS骨干網(wǎng)實現(xiàn)各實體之間的連接[3]。該網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點：

1）高速數(shù)據(jù)傳輸

GPRS網(wǎng)絡(luò)采用的是分組交換技術(shù)，通信時數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達到171.2kb/s。實際傳輸速率也可達到40kb/s，可以滿足各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)囊?，具有良好的實時處理和響應(yīng)能力。

2）實時在線

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各監(jiān)測點的從GPRS模塊與網(wǎng)絡(luò)保持著實時交互的能力。滿足了各個監(jiān)測點數(shù)據(jù)采集和實時響應(yīng)監(jiān)控中心發(fā)來的各種控制指令，實時監(jiān)測各監(jiān)測點的工作狀態(tài)和在線狀態(tài)。

3）按量計費和覆蓋范圍廣

各遠端監(jiān)測點的從GPRS設(shè)備只要正常開機就始終附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，按照接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量來收取費用，在沒有數(shù)據(jù)包傳遞時，即使在線，也不會消耗任何費用，一定程度上降低的項目成本。另外水資源監(jiān)測系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)采集的跨度比較大，要求系統(tǒng)擴展不受地區(qū)的限制，GPRS網(wǎng)絡(luò)由于覆蓋范圍很廣，滿足了系統(tǒng)設(shè)計的要求。

2.2.2 VPN虛擬專用網(wǎng)

虛擬專用網(wǎng)VPN（Virtual Private Network）是一種在公共通信基礎(chǔ)設(shè)施上構(gòu)建的虛擬專用或私有網(wǎng)，通過一個公共網(wǎng)絡(luò)建立一個臨時的、安全的連接，是一條穿過混亂公用網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定的隧道，可以被認為是一種從公共網(wǎng)絡(luò)中隔離出來的網(wǎng)絡(luò)。

監(jiān)測中心的主GPRS模塊和各監(jiān)測點的從GPRS模塊接入VPN網(wǎng)絡(luò)后，中國移動都會為其分配一個固定的IP地址。各設(shè)備可以通過PPP、TCP/IP、UDP等協(xié)議直接進行數(shù)據(jù)交互，無需地址轉(zhuǎn)換。另外VPN使用加密傳隧協(xié)議，阻止截聽和嗅探來保證數(shù)據(jù)安全性。并且為防止身份偽造，要求使用者在使用時發(fā)送身份驗證，數(shù)據(jù)完整性和安全性得到充分的保證。

本系統(tǒng)中GPRS網(wǎng)絡(luò)下VPN的消息流程如下：

2.3應(yīng)用層

該層主要為監(jiān)測中心軟件的設(shè)計。監(jiān)控中心軟件以.NET為開發(fā)語言，采用B/S三層架構(gòu)，分別為表示層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL），安全性高并且具有良好的可擴展性。結(jié)構(gòu)如下所示：

表示層：表示層主要通過業(yè)務(wù)邏輯層的類和對象為用戶提供可視化的接口和界面，秉承所見即所得的原則，主要包括等水位線生成、電子地圖、參數(shù)設(shè)置、報表和報警等功能。

數(shù)據(jù)訪問層：數(shù)據(jù)訪問層用于存儲和修改項目下所需數(shù)據(jù)和參數(shù)。包括監(jiān)測點實時傳輸過來并被前置機處理存儲的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫的配置參數(shù)、當前數(shù)據(jù)表和歷史數(shù)據(jù)表。通過數(shù)據(jù)訪問組件提供數(shù)據(jù)訪問接口，隱藏訪問數(shù)據(jù)庫的細節(jié)。

業(yè)務(wù)邏輯層：業(yè)務(wù)邏輯層完成與數(shù)據(jù)訪問層的數(shù)據(jù)交互的操作。該系統(tǒng)中主要通過監(jiān)測中心端的前置機完成數(shù)據(jù)處理并存儲在數(shù)據(jù)庫中。主要包括數(shù)據(jù)采集傳輸、數(shù)據(jù)存儲處理和監(jiān)測井端報警控制等。通過數(shù)據(jù)庫類庫中的Connection、Dataset和DataReader類用以訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)集中送往表示層展現(xiàn)。

3系統(tǒng)工作原理和主要功能

3.1工作原理

系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用全雙工通信方式。遠程監(jiān)測端的流量計等采集設(shè)備通過DTU微處理機芯片對采集的信號進行A/D處理，將處理的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式通過標準RS232/485串口傳輸?shù)奖O(jiān)測端的從GPRS通信模塊上，從GPRS模塊完成激活與移動基站進行連接，使用TCP/IP和PPP協(xié)議將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包封裝、加密處理后傳輸?shù)紾PRS網(wǎng)絡(luò)上?；镜腟GSN與網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點GGSN進行通信，GGSN對分組的資料進行相應(yīng)處理。網(wǎng)絡(luò)端由于采用GPRS+VPN方式，監(jiān)測中心的主GPRS模塊可以直接對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行解析，將解包的數(shù)據(jù)送往監(jiān)測中心端的前置機，通過RS232/485串口存入數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控軟件從而對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理展示。

系統(tǒng)工作流程如下：

3.2主要功能

1）實時信息監(jiān)測模塊

監(jiān)控系統(tǒng)通過監(jiān)測中心端的前置機向各個遠程監(jiān)測點發(fā)送AT指令，監(jiān)測點響應(yīng)指令或主動對水位、水溫、監(jiān)測點工作狀態(tài)、設(shè)備工作狀態(tài)和信道是否正常進行監(jiān)測，通過從GPRS模塊將各種數(shù)據(jù)經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)送往監(jiān)測中心。監(jiān)測中心將發(fā)來的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類型進行區(qū)分并儲存在數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的表中。監(jiān)測中心能夠?qū)崟r繪制水位柱狀圖、流量曲線圖等過程曲線。它是整個系統(tǒng)的核心模塊。

2）數(shù)據(jù)分析模塊

通過對數(shù)據(jù)庫中的歷史和實時數(shù)據(jù)進行分析，繪制相關(guān)的曲線圖。根據(jù)監(jiān)測端的數(shù)據(jù)實時繪制水位等值線，用來判斷部分地區(qū)漏斗狀態(tài)的變化，為相關(guān)管理機構(gòu)和決策者提供參考幫助。

繪制等值線采用的是美國Golden Software公司編制的surfer軟件，它能夠輕松制作基底圖、等值線圖、分類數(shù)據(jù)圖、剖面圖、3D曲線圖等，已成為氣象、地質(zhì)、水位水利、土地管理工作者必備的專業(yè)成圖軟件。

3）水位流量查詢

取水查詢可以進行多個用戶的水量查詢，也可以查詢單個用戶的用水情況。多用戶的查詢，系統(tǒng)提供日、周、月、年查詢方式。用戶從前臺軟件的下拉列表框中選擇需要查詢的類型，規(guī)定查詢需要的時間段后，用水單位的取水流量情況會自動查詢出來，同時生成柱狀圖。

4 結(jié)束語

本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)的地下水無線遠程監(jiān)測系統(tǒng)，利用.NET技術(shù)和GPRS+VPN網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了監(jiān)控中心端的設(shè)計和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的組建，對遠程監(jiān)測井和地下水可以實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)測，滿足了無需現(xiàn)場工作人員也可以準備監(jiān)測地下水數(shù)據(jù)變化的需要。為水利決策者提供了準確、實時、操作便捷的數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的人力、物力、財力。相信隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)會越來越完善，在其他行業(yè)也會得到越來越多的應(yīng)用。

參考文獻：

[1] 曹磊.基于無線網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].保定： 華北電力大學(xué)， 2011.

[2] 程甜華.基于WSN的水資源實時監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D].南昌： 南昌大學(xué)， 2013.

[3] 陳秀宏，錢東平，趙瑞明.基于掌上電腦的地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件的研究[J].微計算機信息，2006，22（28）：256-258.

[4] 溫小莉，柏屏.淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在水利上的應(yīng)用[J].江蘇水利，2011（9）.

[5] 胡勝利，萬晉軍.基于GPRS的地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].水利水電技術(shù)，2011（42）.

[6] 馮桂宏，孟繁鑫，程祥.基于GPRS和VPN的農(nóng)鄉(xiāng)配電網(wǎng)遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].中國農(nóng)村水利水電，2011（12）：165-166.

[7] 余國河，吳蘇，，等.Surfer軟件在氣象資料自動成圖中的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（34）： 8174-8175.