基于物联网的检测技术实验室建设探索

【前言】基于物联网的检测技术实验室建设探索由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2 检测技术实验室建设现状 检测技术实验室主要是通过各种传感器的应用来培养学生信号检测与控制方面的能力。传感器是机器感知物质世界的”感觉器官”，可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。随着科学技术的...

【摘 要】在分析检测技术实验室建设现状的基础上，提出了一种基于物联网的检测技术实验室建设方案；详细介绍了检测技术实验室物联网的结构及检测技术实验室无线传感网络的构建。该方案对高校建设物联网系统具有一定的参考作用。

【关键词】物联网 检测技术 无线传感器

物联网作为一个新兴产业，它是继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。物联网作为智慧网络，是各类传感器和现有互联网相互衔接的一种新技术[1]。完美融合各种高新技术，实现物、人、计算机互通互联、信息同步、信息共享的功能[2]。为了更好的培养学生系统的概念和工程实践能力，结合检测技术实验室建设实际情况，国家级电工电子实验示范中心在学校和学院的支持下，依托示范中心的师资力量，面向各种无线传感器网络应用环境，组建了基于物联网的检测技术实验室。目的在于持续培养一批基于物联网信号检测与控制方面的软硬件开发人才，为学院的教学科研和学生的综合素质培养提供了良好的指导模式。

1 物联网概念

物联网依托日益发达的科学技术，构建一种新兴网络协作平台，它为为设备供应链提供的解决方案前所未有的、近乎完美，也就是说，企业通过物联网能够及时准确知道每个设备在设备供应链上任何时间的位置信息，并且物联网能为为管理决策提供更加准确有效的支持[3]。物联网又称为EPC（ 电子产品代码 ）系统 ，是一个非常先进的、综合性的、复杂的系统，该系统的其最终目标是为每个设备建立全球的、开放的标识标准，主要由以下6个方面组成：EPC编码标准、EPC标签、识读器、应用层事件、对象名解析服务、EPC信息服务。物联网的发展不仅能够对设备进行实时跟踪，而且能够优化整个供应链，因此，物联网实质就是实现物-物通信、物-物联动，使连接到物联网上的所有物品、设备能够自由地互相通信、共享信息、互通状态。

2 检测技术实验室建设现状

检测技术实验室主要是通过各种传感器的应用来培养学生信号检测与控制方面的能力。传感器是机器感知物质世界的”感觉器官”，可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。随着科学技术的不断发展，传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器（dumb sensor）智能传感器（smart sensor）嵌入式Web传感器（embedded web sensor）的内涵不断丰富的发展过程[5]。目前，面向物联网的传感器网络技术研究包括：

（1）先进测试技术及网络化测控综合传感器技术 、嵌入式计算机技术、分布式信息处理技术等，协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理、传送；

（2）智能化传感器网络节点研究；

（3）传感器网络组织结构及底层协议研究；

（4）对传感器网络自身的检测与控制；

（5）传感器网络的安全；

基于物联网的检测技术实验室建设主要偏重于上述的1、2、4点进行研究。在研究星形组网的基础上，采用CC2530芯片智能处理传感器转换来的信号，利用无线传感网络完成对信号的检测与控制。

3 检测技术实验室建设内容

中心坚持“三个面向” 的人才培养定位，育人为本，理论教学与实验教学并重，促进学生知识、能力、素质协调发展，为石油行业和区域经济建设培养高素质实用型工程技术人才。在检测技术实验室建设过程中一直秉承这一宗旨，重点培养学生的工程实践能力。

3.1检测技术实验室硬件建设

实验室建设中，物联网系统采用自主研发，外包加工的原则。自主研发分为硬件和软件二部分。硬件部分包括了强大的嵌入式网关、ZigBee模块、4类通讯接口模块、11类工控参数的传感器模块，完全满足检测技术实验室的需求。软件部分包括基于Z-STACK的星型网络协调器程序、星型网络子节点程序（包括温湿度，光敏，超声波，温控箱，红外，酒精节点）、上位机程序。

3.2检测技术实验室软件建设

检测技术实验室软件建设主要是探究其管理机制与运行模式。基于物联网的检测技术实验室是结合行业生产实际，形成具有石油电气信息应用特色的检测、处理、传输、控制和执行5个实验模块，推行“导师引导，探究学习” 的新模式，吸引更多的学生参加教师课题研究，为了更好的推行这一模式，检测技术实验室采用开放实验室的运行管理体系 。结合检测技术实验室的情况 ， 经过几年的探索和实践 ， 建立起“导师引导、探究学习、保证措施到位”的管理模式 ，

采用导师引导，学生探究的新模式。在管理上，采用团队管理值班模式，即每个老师带领的团队轮流管理，一方面有利于管理的人性化，另一方面可以培养学生团队合作精神。

物联网技术是个新兴的、不断发展中的、强调实践应用的学科，它的研究发展和应用推广将会对人类生活的各个领域产生巨大影响。基于物联网的检测技术实验室建设中强调物联网应用为核心，通过自主研发无线传感网络与检测技术紧密结合；推行导师引导，学生探究新模式，培养学生物联网应用能力；采取实验室开放与学生自主管理，让学生参与实验室建设与维护，提高学生主动性和积极性。基于物联网的检测技术实验室建设中实现了无线传感器网络的星型连接，在无线传感器网络的其它拓扑结构应用还有待提高。在未来检测技术实验室建设中，进一步加强实验室管理的同时要努力完善拓扑结构和进一步扩大物联网推广应用。

参考文献：

[1]宋跃.单片机精品课程的实践教学改革[J]. 实验室研究与探索，2009，28（3）：83-85.

[2]张学波.传媒类国家级实验教学示范中心建设与实践[J].实验室研究与探索，2009，28（11）：89-91.

[3]崔莉，鞠海玲，苗勇等.无线传感器网络研究进展[J].计算机研究与发展，2005，42（1）：163-174.

[4]周琪锋.开放实验室创新模式的探索[J].实验技术与管理，2008，25（12）：176-178

[5]时连君，万殿茂.实验室开放与创新型人才培养的探索[J].实验室研究与探索，2009，28（5）：168-170.