物联网实践创新实验室研究

摘 要：物联网已在国内的多个行业取得显著成果，高等院校为了培养适应社会需求的物联网专业人才，有必要建立对应的实验室作为学生加深专业知识和提高动手能力的实训场所。文中阐述了物联网实验室建设的必要性，分析了涉及物联网实验室建设的主要技术，同时概括了应包含的主要实验及建设内容模块。

关键词：物联网；实验室；关键技术；实验内容

中图分类号：TP3；G647 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0060-02

0 引 言

物联网已经在农业、交通、矿山、医院等应用领域取得了显著成果，架起人类社会和物理系统之间沟通的桥梁。教育方面，国家已经批准100多所高校开设物联网专业。这是一个新兴专业，集计算机网络、嵌入式等多门学科及RFID、网络技术、通信技术等多种前沿技术于一体，在多学科交叉、多种技术并存的情况下进行创新应用有一定难度，因此有必要建立物联网实验室同时研究多种学科和技术。有些高校已经开始招生，物联网专业课程如何设置，教材如何制订，专业课程要想达到预期效果，人才培养要想达到创新能力强、知识结构完整的标准，使得与学校开设课程配套的物联网实验室建设也成为迫切需要解决的问题。物联网作为战略新兴产业，在世界范围内发展可谓一日千里，各高校应抓住这一革命性发展机遇，采取多种方式推进高校物联网专业建设，物联网实验室建设更是迫在眉睫，应该作为高校实验室建设的重中之重。

1 关键技术

建设好物联网实验室需要依据感知层、网络传输层及应用层的多种关键技术，如计算机网络、传感器、嵌入式、电子、通信等。

1.1 ZigBee

ZigBee技术在物联网中实现无线通信功能，符合IEEE802.15.4无线标准。低功耗和使用免申请的2.4 GHz频段是ZigBee技术的突出优势。

1.2 RFID技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术多用于具有定位功能的系统中，识别卡有无源和有源之分，识别目标对象的过程中自动化程度高，无须人工干预，操作快捷方便，易于与物联网中其他技术的融合，如WSN。在RFID标准中使用最多的是ISO/IEC14443和ISO/IEC15693。笔者用到的RFID技术实现人员定位功能，涉及有源RFID芯片、读写器及后台数据库。

1.3 网络技术

物联网中的网络技术很大程度上是指物联网三层体系结构中实现数据采集的感知层传感器网络技术。物联网发展早期，曾被称为传感网，可见传感器网络技术在物联网发展中起着举足轻重的作用。传感器技术发展迅速，正朝着微型、智能的嵌入式Web传感器方向演变。在笔者现有的工作中，主要研究传感器网络组织结构及其底层协议，实现理论上的突破和实际应用中的规模化。

1.4 通信技术

通信技术主要是无线通信技术，工作频段为2.4 GHz，可依据各种协议栈实现，如ZigBee 2007/Pro协议栈。

2 主要实验

中国科学院院士姚建铨院士在参观物联网企业时强调要多培养学生的动手能力，让学生亲自上手来真正掌握物联网技术。实现这一要求离不开物联网的相关实验。表1所列是有关高校的物联网相关实验内容。

3 实验室建设的内容

根据学校特点，应建设以科研为重点，全面覆盖感知层、网络层和应用层的物联网实验室。实验室建设内容应满足学生循序渐进的学习过程，既有基础理论认知实验，熟悉组网等各项性能指标，也有信息采集、电路设计能力和设计语言编程能力锻炼平台，更少不了设计创新平台。提高物联网专业学生综合实力，掌握根据实际应用搭建平台、数据采集及通信的思路、方法和步骤，使专业人才有理论，会操作，能创新，具备广阔灵活的就业前景，提高毕业生就业成功率。图1所示是高校物联网实验室建设的主要内容。

图1 实验室建设内容

4 结 语

在物联网实验室建设过程中，要充分发挥主观能动性，主动争取主管部门支持，积极借鉴兄弟院校及企业中与实验室建设方面相关的创新点，采用多种方法扩大物联网概念普及范围，以期得到全校师生的理解和重视。物联网实验室的建设，有助于高校实现产学研一体化，有助于提高学生的创新精神及实践能力，使教师、学生、高校及物联网产业链中的各环节对象共同受益，实现一举多得。

参 考 文 献

[1] 于继明，张燕，蔡琳.高校物联网实验室建设思路[J].科学大众（科学教育），2011（3）：170-171.

[2] 王红梅.浅谈高等院校物联网教育和物联网实验室建设现状及对策[J].太原城市职业技术学院学报，2012（3）：122-123.

[3] 陈华，王姗姗.高职物联网实验室建设初探[J].计算机网络，2012（23）：65-68.

[4] 刘丽，谷照燕.高职院校物联网实验室建设研究[J].教育研究，2013（1）：64-65.

[5] 林莉，陈丽丽.高校物联网实验室建设规划[J].长春理工大学学报，2012（4）：23-24， 58.

[6] 杨从亚.高职物联网专业建设探索[J].职业技术教育，2010（35）：5-7.

[7]梁湖辉.高职院校设置“物联网”专业可行性探讨[J].成人教育，2011（3）：79-80.

[8] 黄峥，古鹏.物联网实验室建设与研究与探讨[J].实验技术与管理，2012（2）：191-195.