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．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］，所以本實驗室選取有代表性的RFID標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建實驗系統(tǒng)．該實驗系統(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行組網(wǎng)，實現(xiàn)對覆蓋環(huán)境內(nèi)所有標(biāo)簽的可靠讀寫操作．讀寫器通過有線或無線方式(TD－SCDMA、WCDMA、CD-MA2000)連接現(xiàn)場讀寫設(shè)備和數(shù)據(jù)中心，向?qū)W生展現(xiàn)完整的RFID實驗系統(tǒng)。多功能傳感器實驗系統(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)備和專用的實驗軟件系統(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．負責(zé)數(shù)據(jù)采集的實驗設(shè)備通過擴展接口分別連接上述各種傳感器，通過專用的實訓(xùn)軟件系統(tǒng)讀取傳感器測量值，并分析各種傳感器的靜態(tài)特性(測量范圍、線性度、靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性等)和動態(tài)特性．在此基礎(chǔ)上，本實驗室提供基于各種傳感器的家用電器自動化控制應(yīng)用案例．學(xué)生可深入學(xué)習(xí)此案例并在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，完成工業(yè)自動控制、自助式心率/血壓檢測儀等應(yīng)用案例的開發(fā)工作．

嵌入式系統(tǒng)實驗平臺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，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)工程實驗中心的總體方向，選擇與無線傳感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的外設(shè)，共同構(gòu)成完整的實驗平臺．本實驗室可作為計算機及相關(guān)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的專業(yè)實驗室，提供與課程緊密配套的實驗內(nèi)容，以提升學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)方面的實踐能力．無線傳輸實驗系統(tǒng)基于目前無線傳感網(wǎng)絡(luò)對無線傳輸技術(shù)的實際要求，主要包括短距離無線傳輸和長距離無線傳輸兩部分．短距離無線傳輸實驗系統(tǒng)基于Zigbee和Bluetooth技術(shù)［2］，這是無線傳感網(wǎng)絡(luò)中最典型的無線組網(wǎng)及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，主要用于本地節(jié)點間的無線網(wǎng)絡(luò)組建和信息傳輸．本實驗系統(tǒng)通過剖析Zigbee和Bluetooth的技術(shù)原理，向?qū)W生展現(xiàn)兩種短距離無線通信技術(shù)的主要功能及性能指標(biāo)．學(xué)生可在本實驗平臺基礎(chǔ)上，開發(fā)基于本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用，例如與傳感器實驗設(shè)備結(jié)合的無線測溫系統(tǒng)等．

長距離無線傳輸實驗系統(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)生可在本實訓(xùn)平臺基礎(chǔ)上，開發(fā)基于3G和2G的典型應(yīng)用系統(tǒng)，例如遠程無線控制等．將上述的無線傳輸方式與嵌入式系統(tǒng)結(jié)合，將短距離無線傳輸與長距離無線傳輸相融合，形成基于多網(wǎng)融合的無線通信綜合應(yīng)用開發(fā)平臺．學(xué)生可以通過此平臺開發(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)實訓(xùn)系統(tǒng)本實訓(xùn)室結(jié)合上述RFID、傳感器、嵌入式系統(tǒng)和無線傳輸技術(shù)，以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流、智能醫(yī)療和智能家居等實際應(yīng)用案例向?qū)W生說明物聯(lián)網(wǎng)的實現(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)新能力和對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的理解．本實訓(xùn)室用于學(xué)生完成與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的課程設(shè)計、畢業(yè)課題、專題技術(shù)研究和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，同時為教師在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的課題研究提供實驗平臺．

結(jié)語

本項目以建成特色鮮明的無線傳感網(wǎng)絡(luò)工程實驗中心為目標(biāo)，構(gòu)建一個集物聯(lián)網(wǎng)信息流程中的信息采集、傳輸、處理于一體的綜合實驗(實訓(xùn))平臺．本項目優(yōu)勢在于實現(xiàn)了各實驗(實訓(xùn))平臺之間的互聯(lián)互通和信息流轉(zhuǎn)，真實呈現(xiàn)信息在整個實驗(實訓(xùn))平臺的采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和處理的全過程，使學(xué)生在真實環(huán)境下完成物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)實驗(實訓(xùn))項目，從而達到全面提高學(xué)生的企業(yè)級項目實踐能力、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)院計算機學(xué)院）