物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實驗開發(fā)系統(tǒng)

1、物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室建設(shè)方案生產(chǎn)廠家：上海左岸芯慧電子科技有公司1. 背景物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其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(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進(jìn)行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將引發(fā)新一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來競爭的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力。物聯(lián)網(wǎng)概念是龐大和豐富的，其中涵蓋了大量現(xiàn)有的專業(yè)門類和技術(shù)體系，而在其系統(tǒng)集成和應(yīng)用端，可以說物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將能夠應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、環(huán)

2、保、軍事、交通、家居等幾乎所有的領(lǐng)域。無線傳感網(wǎng)絡(luò)正是適應(yīng)于這樣背景下的全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。它綜合了傳感器、RFID技術(shù)、嵌入式計算、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信和分布式信息處理等技術(shù)，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)同完成對各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息的實時監(jiān)控、感知和采集，這些信息通過無線方式被發(fā)送，并以自組織多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到用戶終端，從而實現(xiàn)物理世界、計算世界以及人類社會這三元世界的連通。2 建設(shè)目標(biāo)2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究目前情況WSN的商用迄今可以劃

3、分為三個階段：2003-2004年，WSN開始被試用，以驗證投資回報；2005-2006年，WSN的使用量持續(xù)增長，重點(diǎn)關(guān)注可靠性和集成度；而2007-2010年為WSN的起飛期，新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，出貨量高速增長，這一時期為消費(fèi)者驅(qū)動，重點(diǎn)關(guān)注成本和尺寸。根據(jù)美國多家知名市場公司預(yù)測，到2008年，WSN節(jié)點(diǎn)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(shù)研究的美國加利福尼亞圣迭戈（原圣地亞哥）市場調(diào)研公司ON World近期發(fā)布的一份報告，預(yù)計到2011年，世界市場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）系統(tǒng)與服務(wù)將飛升至約46億美元，并呈現(xiàn)爆炸式增長，現(xiàn)階段國內(nèi)市場應(yīng)用正在整體評估和試

4、探階段，但是相應(yīng)的研究工作已經(jīng)開展；近期主要用戶為高校、研究機(jī)構(gòu)（包含為交通、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、能源、國防等政府部門服務(wù)的科研院所），企業(yè)研發(fā)中心；中長期目標(biāo)用戶為海量使用的政府和企業(yè)(包括交通、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、能源、國防等政府部門)以及未來可能使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各類企業(yè)提供平臺和應(yīng)用案例。到目前為止，國內(nèi)外己經(jīng)推出了幾十種成型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。國外主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備技術(shù)分析：（1）Smart dust是美國DARR/MTO MEMS支持的項目，其目的是研制體積不超過1mm3，使用太陽能電池，具有光通信能力的自治傳感器節(jié)點(diǎn)。由于體積小，重量輕，該節(jié)點(diǎn)可以附著在其他物體上，甚至在空氣中浮動。(2) M

5、ica節(jié)點(diǎn)由加州大學(xué)伯克利分校研制，用于傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的演示平臺的試驗節(jié)點(diǎn)，Mica系列節(jié)點(diǎn)包括WeC、Renee、Mica、Mica2、Mica2dot和SPec等。WeC、Renee、Mica這三款節(jié)點(diǎn)無線通信模塊都采用了RFM公司的TR1000芯片，而Mica2、Mica2dot這兩款節(jié)點(diǎn)無線通信模塊都采用了ChiPcon公司的CC1000芯片，處理器采用了Atmel公司的Atmega128芯片。Mica3節(jié)點(diǎn)采用Atmegal28L與CC1020相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，擁有強(qiáng)大的傳感器板接口。Micaz節(jié)點(diǎn)無線通信電路采用的是Chipcon公司的CC2420芯片。(3) Telos節(jié)點(diǎn)是美國國防

6、部DARPA支持NEST項目的一部分，該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被MoteV公司產(chǎn)品化了。節(jié)點(diǎn)采用MSP430和CC2420相結(jié)合的構(gòu)架，采用USB-COM橋接口，直接通過USB接口供電、編程和控制，進(jìn)一步簡化了外部接口。(4) TMote Sky節(jié)點(diǎn)是加州大學(xué)伯克利分校研制的Mica系列節(jié)點(diǎn)的后續(xù)產(chǎn)品，它采用Tl公司的MSP430微處理器和Chipcon公司的CC2420。TMote Sky主要用于監(jiān)測活動火山，監(jiān)測其運(yùn)動情況、周邊環(huán)境和突發(fā)情況。節(jié)點(diǎn)上裝有麥克風(fēng)和地震檢波器傳感器，用來收集震動和聲音數(shù)據(jù)，利用TI公司的AD7710模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸，來達(dá)到監(jiān)測火山活動的目的。（5）EyesIF

7、X節(jié)點(diǎn)是由歐洲研究計劃(European Research Projeet)中自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)研究項目的成果之一，節(jié)點(diǎn)采用TI的MSP430微處理器作為節(jié)點(diǎn)處理控制中心，無線通信芯片采用的是TDA5250，節(jié)點(diǎn)僅需一節(jié)AAA電池供電即可。（6）U3(U-cube)節(jié)點(diǎn)由東京大學(xué)的Yoshihiro Kwahara等提出。U3節(jié)點(diǎn)采用的是立方體的概念，它把能量供應(yīng)模塊、處理器模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊分別做成了四個小電路板，然后通過插針接口將四者連接在一起，優(yōu)點(diǎn)就是可以隨時重構(gòu)節(jié)點(diǎn)，例如，當(dāng)需要改變傳感器類型時，只需把數(shù)據(jù)采集模塊換成相應(yīng)所需的傳感器即可，而不用重新設(shè)計電路板。U3節(jié)點(diǎn)處理

8、器模塊采用Micochip公司的PIC18F452，無線通信模塊采用CDC-TR-02B實現(xiàn)，采用AAA充電電池提供節(jié)點(diǎn)工作電壓。2.1 我校物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)（1）建立完整的無線傳感網(wǎng)實驗室完成了傳感器熱插拔節(jié)點(diǎn)板設(shè)計，在此基礎(chǔ)完成1000個點(diǎn)以上自組網(wǎng)和自恢復(fù)協(xié)議，初步實現(xiàn)一個具有動態(tài)可擴(kuò)充能力的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實驗室研究。整個實驗室將分為學(xué)生實驗實訓(xùn)平臺和教師科研和學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計二部分。建成后實驗室不但可以提供給30位學(xué)生同時進(jìn)行無線傳感網(wǎng)絡(luò)的實訓(xùn)訓(xùn)練，還可根據(jù)行業(yè)應(yīng)用需求，搭建起數(shù)個應(yīng)用模型，用于教師科研和學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計，如：可以利用實驗室WSN節(jié)點(diǎn)在校園內(nèi)搭建一個環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，

9、對校園內(nèi)相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果可以通過實驗室LED大屏實時發(fā)布，同時也可通WEBserver進(jìn)行發(fā)布和遠(yuǎn)程登錄及控制。（2）建立完整的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的軟件架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、路由協(xié)議管理模塊、系統(tǒng)控制模塊、無線收發(fā)模塊和能量控制模塊五部分組成，每個傳感器節(jié)點(diǎn)兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)終端和路由器雙重功能，除了進(jìn)行本地信息收集和數(shù)據(jù)處理外，還要對其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理和融合等處理，同時與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成一些特定任務(wù)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)最為穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，信息互通，我將采用伯克利大學(xué)編寫的TinyOS操作系統(tǒng)，并把該操作系統(tǒng)移植到目前比較新的SOC 芯片（CC2430）上，在節(jié)點(diǎn)上實現(xiàn)完整

10、的MAC協(xié)議以及路由協(xié)議，并可以根據(jù)應(yīng)用場合的不同根據(jù)實際的需要替換為不同的路由協(xié)議。主題軟件架構(gòu)框架如下：硬件層CPU及其外設(shè)傳感器RF射頻模塊TINYOS組件層CPU外設(shè)組件各種傳感器組件路由協(xié)議TINYOS應(yīng)用軟件層按照規(guī)則收集、存儲所需傳感器的數(shù)據(jù)，通過協(xié)議進(jìn)行信息發(fā)送。二次開發(fā)可選硬件庫CC2430, MSP430, ARM環(huán)保醫(yī)療工業(yè)用傳感器射頻(CC2420，NRF)組合抽象圖 節(jié)點(diǎn)架構(gòu)示意圖（3）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查詢理論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化使用的核心技術(shù)問題之一就是海量數(shù)據(jù)的有效處理，包含存儲、統(tǒng)計、查詢以及基于數(shù)據(jù)處理之上的專家對數(shù)據(jù)的判斷，行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)矛盾之一就是行

11、業(yè)數(shù)據(jù)的大規(guī)模和專家的小數(shù)量之間的矛盾，這一問題的解決方式集中于專家的遠(yuǎn)程化準(zhǔn)現(xiàn)場處理，而在這種處理方式中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確查詢和使用是核心中的核心。對SINK節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括：采集、分析、存入數(shù)據(jù)庫、查詢等。也可大體分為幾個工作，針對數(shù)據(jù)查詢：本項目研究傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的不受節(jié)點(diǎn)失效、通信鏈路失效和節(jié)點(diǎn)移動影響的查詢處理技術(shù)，并提出基于該技術(shù)的聚集查詢、KNN查詢和連接查詢等典型查詢的處理算法。研究能夠在系統(tǒng)部署之后動態(tài)且高效地添加新的查詢語言、存儲和索引機(jī)制、查詢處理算法的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)具有自主版權(quán)的滿足實時性、魯棒性要求的、具有動態(tài)可擴(kuò)充能力的新型傳

12、感器數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的原型系統(tǒng)NHSensor。（4）搭建豐富應(yīng)用監(jiān)控軟件平臺無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化使用的不但依賴于穩(wěn)定、高效的節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫功能，還需要豐富的應(yīng)用端軟件，采取優(yōu)化的人機(jī)交互系統(tǒng)，面向掌握簡單電腦技術(shù)的實際農(nóng)田數(shù)據(jù)使用者，提供使用簡單、理解清晰、操作方便、豐富多樣的應(yīng)用端程序。l 便攜式采集終端l WEB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器l PC端采集終端l 移動采集終端（5）建立基于無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融和系統(tǒng)模型 物聯(lián)網(wǎng)是所有感知網(wǎng)絡(luò)的融和，所以無線傳感網(wǎng)如何與互聯(lián)網(wǎng)（或主干網(wǎng)）的數(shù)據(jù)融和是行業(yè)應(yīng)用中一個需要解決的非常重要問題。傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融和絕不僅僅是對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而是包括了

13、一系列的子網(wǎng)序列管理、登錄、認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)加密、發(fā)送等一系列復(fù)雜的過程?，F(xiàn)在如華為、中國電信、移動共同提出了M2M通信概念，并提出相應(yīng)的協(xié)議規(guī)范。這次的無線傳感網(wǎng)實訓(xùn)室我們將基于M2M協(xié)議搭建起相關(guān)系統(tǒng)模型，摸擬期M2M協(xié)議運(yùn)行過程，并對其研究。通過以上幾方面的研究力爭3至5年將我校建成物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用的先導(dǎo)基地；建成國家示范性的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)，力爭讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)落地，引導(dǎo)全市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，并在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、競爭力、人才隊伍和示范作用上達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。3 建設(shè)意義3.1 對于教學(xué)的意義物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù)，培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方面的高

14、等工程技術(shù)人才?？梢耘囵B(yǎng)學(xué)生合理的知識結(jié)構(gòu)、具備扎實的電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高頻和微波技術(shù)，有線和無線網(wǎng)絡(luò)通信理論、信息處理、計算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論，掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層，傳輸層與應(yīng)用層關(guān)鍵設(shè)計等專門知識和技能，并且具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實踐能力。物聯(lián)網(wǎng)具有以下幾大知識模塊，可以把以下的知識模塊融入到相應(yīng)的課程體系中去。1、單片機(jī)和嵌入式知識模塊知識點(diǎn)包括：從最基礎(chǔ)的8051單片機(jī)到ARM嵌入式技術(shù)，由淺入深，知識點(diǎn)包括：微機(jī)原理，接口技術(shù)，微控制器體系和原理，實時操作系統(tǒng)，C語言編程技術(shù)等等2、 無線片上系統(tǒng)（SoC)

15、知識模塊知識點(diǎn)包括：無線單片機(jī)通訊接口設(shè)計，無線有線收發(fā)器原理和結(jié)構(gòu)，通訊原理和結(jié)構(gòu)，嵌入式軟件基礎(chǔ)等；3、無線通訊和無線網(wǎng)絡(luò)知識模塊知識點(diǎn)包括：短距離無線數(shù)據(jù)通訊基礎(chǔ)和原理，無線自組網(wǎng)技術(shù)，基本無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，ZIGBEE無線技術(shù)和802.15,.4無線標(biāo)準(zhǔn)，高級的ZIGBEE技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)安全和加密技術(shù)，C語言和無線網(wǎng)絡(luò)算法高級技術(shù)原理；4、高頻微波知識模塊知識點(diǎn)包括：高頻微波技術(shù)基礎(chǔ)，調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，天線原理和設(shè)計，阻抗匹配和反射，高頻儀器使用，微波放大器設(shè)計，無線單片機(jī)高頻測試和調(diào)試方法和原理等；5、RFID知識模塊知識點(diǎn)包括：電磁技術(shù)基礎(chǔ)，RFID標(biāo)簽防沖突算法，EPC和IS0-18000

16、6C通訊協(xié)議和原理；大功率RFID讀卡器原理和設(shè)計，RFID和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和原理等；6、物聯(lián)網(wǎng)傳輸層知識模塊知識點(diǎn)包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)原理和結(jié)構(gòu)，GSM/GPRS技術(shù)原理，3G技術(shù)原理和結(jié)構(gòu)，M2M 數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程通訊，嵌入式和高級實時操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計技術(shù)等；7、高級無線網(wǎng)絡(luò)知識模塊知識點(diǎn)包括：微功耗802.11標(biāo)準(zhǔn)WIFI傳感器網(wǎng)絡(luò)原理和結(jié)構(gòu)，內(nèi)置多ARM和WI-FI收發(fā)器的無線單片機(jī)，802.15.1 藍(lán)牙技術(shù)和低功耗藍(lán)牙無線技術(shù)原理；Wi-Fi/藍(lán)牙，ZIGBEE PRO 無線通訊協(xié)議棧原理和設(shè)計； 具體的實訓(xùn)設(shè)置安排可以如下：1、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識部分：（1）、

17、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)專業(yè)系統(tǒng)組成實驗（TINYO）12個實驗，可安排12-24個課時。（2）、無線射頻通信實驗 8個，可安排8-16課時。（3）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)實驗，6個實驗，可安排6-12課時。2、M2M通信協(xié)議實訓(xùn)：根據(jù)M2M協(xié)議可模擬通信過程分解成6個以上實訓(xùn)課程。3、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上層應(yīng)用實訓(xùn)：現(xiàn)提供Web Server、數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程用戶登錄及控制等。4、綜合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)項目：包括光場監(jiān)控實訓(xùn)、溫度監(jiān)控實訓(xùn)等，每個項目約1周。5、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新應(yīng)用項目設(shè)計,根據(jù)學(xué)校特色可設(shè)計2-3行業(yè)應(yīng)用模型系統(tǒng)，用于學(xué)生大項目訓(xùn)練，時間安排在3-4周。 七個知識模塊，以無線SOC和無線單片機(jī)為

18、中心進(jìn)行串聯(lián)，結(jié)合400多學(xué)時的實驗和實訓(xùn)，讓學(xué)生充分動手，接觸各種無線有線通訊技術(shù)和實際訓(xùn)練，并且使用無線單片機(jī)設(shè)計微功耗無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，各種網(wǎng)絡(luò)路由器，無線有線網(wǎng)關(guān)；最終達(dá)到能夠獨(dú)立使用無線單片機(jī)，構(gòu)架設(shè)計各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)；3.2 對于科研水平提高的意義傳感網(wǎng)把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理；是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。早在1999年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出，“傳感網(wǎng)是下一個世紀(jì)人類面臨的又一個發(fā)展機(jī)遇”；2003年，美國技術(shù)評論提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首；2

19、005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS），國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出：無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”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(wǎng)主動進(jìn)行信息交換。射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”重大專項中均將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組組長、上海微系統(tǒng)所副所長劉海濤表示，我國的技術(shù)研發(fā)水平已處于世界前列。中科院早在10年前就啟動了傳感網(wǎng)研究，先

20、后投入數(shù)億元，目前，中國與德國、美國、英國、韓國等國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主要國家之一。目前，我國傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架，向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項標(biāo)準(zhǔn)提案被采納。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(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)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(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)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(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破傳感網(wǎng)核心技術(shù)，要依靠科技和人才，占領(lǐng)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)，保證我國具有可持續(xù)發(fā)展的能力和可持續(xù)的競爭力。從“物聯(lián)網(wǎng)”的應(yīng)用來看，我們認(rèn)為有三個層

21、次：一是傳感網(wǎng)絡(luò)，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)“物”的識別。二是傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)或未來的NGN網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計算。三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，即輸入輸出控制終端，可基于現(xiàn)有的手機(jī)、PC等終端進(jìn)行。由此可以看到，“物聯(lián)網(wǎng)”的關(guān)鍵在于射頻標(biāo)簽（RFID）、傳感器、嵌入式軟件及傳輸數(shù)據(jù)計算等領(lǐng)域。從IT硬件與設(shè)備上市公司來看，我們認(rèn)為能夠在“物聯(lián)網(wǎng)”主題中受益的領(lǐng)域有：（1）二維碼和RFID（二維碼溯源的新大陸；RFID芯片、電子標(biāo)簽與讀寫器的遠(yuǎn)望谷、上海貝嶺及子公司阿法迪、廈門信達(dá)子公司信達(dá)匯聰）；（2）傳感器（華東科技子公司南京高華科技；MEMS封裝的長電科技

22、）；（3）TD-SCDMA芯片與SIM卡（大唐電信、東信和平、SiP封裝的長電科技）根據(jù)我校的實際情況，我們可以按照以下幾個步驟，逐步提升我校在物聯(lián)網(wǎng)研究方面的水平，主要分為以下幾個步驟：3.2.1 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)開發(fā)具體分為一下幾個專題專題1：傳感采集控制設(shè)計及實現(xiàn) 傳感采集控制設(shè)計及實現(xiàn)包含物聯(lián)網(wǎng)無線傳感數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)采集原理和應(yīng)用、數(shù)傳控制設(shè)計環(huán)境和應(yīng)用開發(fā)流程?；诂F(xiàn)有產(chǎn)品實施監(jiān)測體系的搭建和實際運(yùn)行。主要內(nèi)容如下：掌握傳感數(shù)據(jù)采集方法，熟悉專用設(shè)計語言編程方法，熟悉傳感數(shù)據(jù)采集變化，掌握搭建無線探測監(jiān)測體系的思路、方法和步驟。研究內(nèi)容1. 傳感器概括2. 傳感數(shù)據(jù)的傳輸3. 傳感數(shù)據(jù)

23、傳輸和系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集4. 傳感網(wǎng)搭建和數(shù)據(jù)本地監(jiān)控專題2：通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及實現(xiàn) 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及實現(xiàn)包含物聯(lián)網(wǎng)無線局域組網(wǎng)、數(shù)據(jù)無縫接入、遠(yuǎn)程使用開發(fā)流程?；诂F(xiàn)有產(chǎn)品實施監(jiān)測體系中網(wǎng)絡(luò)部分的順利建設(shè)和運(yùn)行。主要內(nèi)容如下：掌握無線組網(wǎng)方法，熟悉專用設(shè)計語言編程方法，熟悉無線組網(wǎng)性能指標(biāo)，掌握搭建無線傳感網(wǎng)路及數(shù)據(jù)接入的思路、方法和步驟。研究內(nèi)容1. 通信網(wǎng)絡(luò)概括2. 無線自組網(wǎng)應(yīng)用實驗3. 數(shù)據(jù)接入應(yīng)用實驗4. 網(wǎng)絡(luò)性能調(diào)整實務(wù)專題3：系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計及實現(xiàn) 系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計及實現(xiàn)包含物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景描述、需求分析、系統(tǒng)集成開發(fā)流程?；诂F(xiàn)有產(chǎn)品面向具體應(yīng)用的監(jiān)測體系建設(shè)和運(yùn)行。主要內(nèi)容如下：系統(tǒng)及應(yīng)用描述，

24、熟悉專用設(shè)計語言編程方法，掌握根據(jù)典型應(yīng)用搭建無線傳感網(wǎng)路及數(shù)據(jù)接入的思路、方法和步驟。研究內(nèi)容1. 應(yīng)用場景描述2. 溫濕度場監(jiān)測場景應(yīng)用3. 遠(yuǎn)程實時數(shù)據(jù)監(jiān)測4. 遠(yuǎn)程定時數(shù)據(jù)監(jiān)測5. 遠(yuǎn)程低功耗數(shù)據(jù)監(jiān)測3.2.2 傳感采集及控制研究專題1：高級傳感節(jié)點(diǎn)應(yīng)用初步 高級傳感節(jié)點(diǎn)應(yīng)用初步包含物聯(lián)網(wǎng)無線傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計原理、實務(wù)與開發(fā)流程、應(yīng)用場景描述和選配方案。主要內(nèi)容如下：掌握節(jié)點(diǎn)基本原理、設(shè)計方案，傳感部件、通訊部件的選用，處理能力局限和器件選用。研究內(nèi)容1. 傳感節(jié)點(diǎn)實務(wù)2. 傳感節(jié)點(diǎn)電路基礎(chǔ)3. 節(jié)點(diǎn)處理能力編程專題2：自動控制系統(tǒng)自動控制實訓(xùn)包含物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)的控制作用原理、實務(wù)與開

25、發(fā)流程，自動控制基礎(chǔ)及初步應(yīng)用。主要內(nèi)容如下：掌握自動控制應(yīng)用下節(jié)點(diǎn)軟件改造、硬件改造及更新的思路、方法和設(shè)計方案，自動控制實際實施。研究內(nèi)容1. 自動控制初步2. 電路控制初步3. 節(jié)點(diǎn)控制類專題3：場景化自動控制系統(tǒng)開發(fā)場景化自動控制系統(tǒng)開發(fā)包含物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)的控制應(yīng)用設(shè)計、實務(wù)與開發(fā)流程，自動控制應(yīng)用和實際場景搭建。主要內(nèi)容如下：掌握自動控制應(yīng)用下節(jié)點(diǎn)軟件改造、硬件改造及更新的思路、方法和設(shè)計方案，特定環(huán)境下自動控制實際實施。學(xué)習(xí)內(nèi)容1. 工業(yè)場景節(jié)點(diǎn)無線電機(jī)控制2. 農(nóng)業(yè)場景節(jié)點(diǎn)無線開關(guān)控制3. 低功耗協(xié)同控制3.2.3 通信網(wǎng)絡(luò)深度研究專題1：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸研究 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸實訓(xùn)包含

26、物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸判斷、性能監(jiān)視、數(shù)據(jù)融合功能的實現(xiàn)和完成。主要內(nèi)容如下：掌握對監(jiān)測網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)的分析和檢測、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計和改造、全網(wǎng)性能的監(jiān)視和更新。研究內(nèi)容1. 數(shù)據(jù)實時監(jiān)測2. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全監(jiān)測3. 網(wǎng)絡(luò)性能改造專題2：高級網(wǎng)絡(luò)通訊高級網(wǎng)絡(luò)通訊包含物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通訊模塊原理、實務(wù)和實際開發(fā)流程，通訊性能、通訊安全、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)和使用實務(wù)。主要內(nèi)容如下：掌握網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全的監(jiān)控、安全系統(tǒng)的添加、通訊性能分析和影響、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā)和使用。研究內(nèi)容1. 安全數(shù)據(jù)系統(tǒng)2. 入侵檢測3. 增強(qiáng)型通訊及能量測試4. 通訊協(xié)議改造專題3：復(fù)雜數(shù)據(jù)接入實訓(xùn)復(fù)雜數(shù)據(jù)接入實訓(xùn)包含物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)的多

27、種接入、接入性能、接入方式和開發(fā)實務(wù)。主要內(nèi)容如下：掌握數(shù)據(jù)接入的環(huán)境變化性，數(shù)據(jù)接入對應(yīng)用的重要性，掌握數(shù)據(jù)接入的方法和應(yīng)用。研究內(nèi)容1. 全系列數(shù)據(jù)接入實驗2. M2M平臺數(shù)據(jù)接入3.2.4 系統(tǒng)級應(yīng)用研究專題1：物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)實訓(xùn)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)包含一般物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)網(wǎng)情況下，上層數(shù)據(jù)的使用系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和和使用實務(wù)，如何在一般接口下開發(fā)深層數(shù)據(jù)使用功能實務(wù)。主要內(nèi)容如下：掌握數(shù)據(jù)使用接口，設(shè)定和開發(fā)數(shù)據(jù)庫，掌握上層系統(tǒng)使用接口和開發(fā)。研究內(nèi)容1. 基本數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的搭建和使用2. 數(shù)據(jù)深度使用3. 基于數(shù)據(jù)的流程控制系統(tǒng)4. 基于應(yīng)用的監(jiān)測系統(tǒng)5. 多點(diǎn)陣監(jiān)測系統(tǒng)界面6. 基于應(yīng)用的自

28、動控制系統(tǒng)7. 基于應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件中間件3. 實驗設(shè)備資源分析3.1實驗室建設(shè)基本思路及構(gòu)成：實訓(xùn)室設(shè)備主要由二部分組成：學(xué)生專業(yè)實訓(xùn)平臺和WSN科研創(chuàng)新系統(tǒng)。1、 學(xué)生專業(yè)實訓(xùn)平臺：初步設(shè)計每2-3學(xué)生共用一套實訓(xùn)平臺，在此平臺上集成了嵌入式處理系統(tǒng)、WSN通信節(jié)點(diǎn)、傳感器部分等，可在此平臺就WSN各個知識點(diǎn)開展技能實訓(xùn)。2、 科研創(chuàng)新設(shè)計系統(tǒng)，主要由一些可在行業(yè)中應(yīng)用布置的節(jié)點(diǎn)，外加各種不同的傳感器模塊、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)（M2M）、整套WSN系統(tǒng)架構(gòu)軟件等，老師和學(xué)生通過這些設(shè)備都可以組成整體的網(wǎng)絡(luò)通信解決方案，如下圖：WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ZigBee或TinyOs）采集物理數(shù)據(jù)量通過

29、串口傳輸?shù)絇C機(jī)或嵌入式平臺（PDA），然后通過WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法傳感到服務(wù)器（WEBSERVER），客戶端可以通過各種介質(zhì)（手機(jī)、PC機(jī)）和各種方法（GPRS、INTERNET）來進(jìn)行訪問。實驗室設(shè)備清單ATOS-EDU-WSN教學(xué)平臺配置序號品 名單位數(shù)量單項總價備注ATOS WSN教學(xué)平臺型號：ATOS-EDU-WSN套127000設(shè)備分WSN區(qū)、ARM區(qū)、擴(kuò)展區(qū)、M2M區(qū)，WSN包含無線節(jié)點(diǎn)8個、傳感器8種（溫濕度、光照、流量、霍爾、氣壓、火焰、震動、噪聲）、網(wǎng)關(guān)板一塊，在線燒錄器一個，網(wǎng)絡(luò)分析儀一個，ARM處理模塊，M2M模塊、實訓(xùn)擴(kuò)展區(qū)（外接擴(kuò)展板），天

30、線10根，充電器一個，線纜一套，學(xué)習(xí)光盤選配件AToS霍爾傳感器ATOS-WSN-HR-SE塊1480ATOS雨滴傳感器ATOS-WSN-YD-SE塊1480ATOS血壓傳感器ATOS-WSN-XY-SE塊1480ATOS加速度傳感器ATOS-WSN-JS-SE塊1480ATOS酒精傳感器ATOS-WSN-JJ-SE塊1480AToS三軸加速度傳感器ATOS-WSN-JSD-SE塊1480擴(kuò)展選配件1ATOS LED擴(kuò)展板型號：ATOS-WSN-LED-EX塊16502ATOS 電機(jī)擴(kuò)展板型號：ATOS-WSN-MOT-EX塊16503ATOS RFID模塊型號：ATOS-WSN-RFID-E

31、X塊19004ATOS 視頻擴(kuò)展模塊型號：ATOS-WSN-CAM-EX塊19005ATOS 繼電器擴(kuò)展模塊型號：ATOS-WSN-REL-EX塊16506ATOS GPS展模塊型號：ATOS-WSN-GPS-EX塊19007ATOS工業(yè)節(jié)點(diǎn)型號：ATOS-WSN-WATN個117008M2M客戶終端ATOS-WSN-MSM臺19500ATOS開發(fā)套件ATOS-DEV-WSN配置序號品 名單位數(shù)量單項總價備注ATOS開發(fā)套件型號：ATOS-DEV-WSN套113000網(wǎng)關(guān)板一個，無線節(jié)點(diǎn)10個，傳感器10塊（溫濕度、光照、流量、霍爾、氣壓、火焰、震動、噪聲、壓力、雨滴），在線燒錄器一個，網(wǎng)絡(luò)分

32、析儀一個，天線11根，充電器一個，線纜一套，學(xué)習(xí)光盤選配件1ATOS工業(yè)節(jié)點(diǎn)型號：ATOS-WSN-WATN個11700防水外殼封裝2M2M客戶終端臺195003ATOS CMOS 攝像頭傳感器ATOS-WSN-CMOS塊17004ATOS可燃?xì)怏w傳感器ATOS-WSN-KR-SE塊14005ATOS GPS定位模塊ATOS-WSN-GPS-SE塊18006ATOS繼電器控制模塊ATOS-WSN-REL-EX塊14007ATOS紅外傳感器ATOS-WSN-HY-SE塊14008ATOS超聲波傳感器ATOS-WSN-CS-SE塊14009ATOS震動傳感器ATOS-WSN-ZD-SE塊14001

33、0WSN節(jié)點(diǎn)1 ATOS-WSN-2430N塊195011WSN節(jié)點(diǎn)2ATOS-WSN-2431N塊195012WSN節(jié)點(diǎn)3ATOS-WSN-2591N塊1950實驗室設(shè)備配置清單序號設(shè)備名稱配置清單1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)平臺Sink節(jié)點(diǎn)1個：ATOS數(shù)據(jù)測試平臺，ARM9,三星2440.提供Windows CE/Linux系統(tǒng)，支持以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?shù)據(jù)、曲線等方式顯示傳感器各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)8個：TOS基本節(jié)點(diǎn)，可在TICC2430、CC2430+2591、CC2431選擇采用TinyOS2操作系統(tǒng)，可構(gòu)建實時傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真器及網(wǎng)關(guān)1個：ATOS仿真設(shè)備用于程序下載，在線調(diào)試，仿真；可用于基站

34、使用。M2M網(wǎng)關(guān)擴(kuò)展板1個：支持M2M協(xié)議，可連接華為服務(wù)器，可提供自己的M2M服務(wù)端源代碼在線燒錄器1個：ATOS專用燒錄設(shè)備支持在線燒錄節(jié)點(diǎn)程序，無需插拔式編程網(wǎng)絡(luò)分析儀1個：ATOS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以捕獲網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)包，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析傳感器模塊8個：溫濕度傳感器、光照傳感器、流量傳感器、血壓傳感器、雨滴傳感器、三軸加速度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、震動傳感器?個2M2M網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)處理協(xié)調(diào)器：含ARM處理器和WSN基站3G通信模塊（可選 擇GPRS模塊）支持華為、中國電信、移動M2M協(xié)議，可把數(shù)據(jù)直接接入華為M2M服務(wù)器3WSN節(jié)點(diǎn)防水產(chǎn)品包裝，包含WSN CC2430+2591節(jié)點(diǎn)和鋰電

35、池模塊，通過航空接頭與傳感器部分相連，方便室外布置。4網(wǎng)關(guān)及仿真調(diào)試板C8501F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash），支持節(jié)點(diǎn)模塊熱插拔，通過標(biāo)準(zhǔn)接口與節(jié)點(diǎn)連接，網(wǎng)關(guān)調(diào)試接口，可在線調(diào)試節(jié)點(diǎn)程序，支持標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，速率9600bps115200bps可選，USB 2.0 Full speed，3個LED調(diào)試信號燈，USB口5V供電/外接5V電源/2.7-3.3V電池供電5GPS傳感器模塊GPS傳感器適用于節(jié)點(diǎn)區(qū)域定位，可輔助周邊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精確定位。應(yīng)用于室外開闊環(huán)境下的定位。6COMS攝像頭傳感器模塊攝像頭傳感器可用于低速圖像的采集（80*64分辨率下4 fps,

36、160*128下1 fps，320*240下0.25fps， 640*480下0.15 fps）應(yīng)用于區(qū)域圖像監(jiān)控、拍照。7超聲波傳感器模塊用超聲波，用于超聲波測距。8CO2氣敏傳感器模塊CO2氣敏檢測9繼電器模塊繼電器模塊，弱電控制強(qiáng)電。10三軸加速度傳感器飛思卡爾MMA7260 加速傳感器微型電容式加速度傳感器采用了信號調(diào)理、單極低通濾波器和溫度補(bǔ)償技術(shù)，并且提供4個量程可選，用戶可在4個靈敏度中的選擇。該器件帶有低通濾波并已做零g補(bǔ)償。還提供休眠模式，因而是電池充電的手持設(shè)備產(chǎn)品的理想之選。11酒精傳感器酒精傳感器  可用于用于機(jī)動車駕駛?cè)藛T及其他風(fēng)險作業(yè)人員的酗酒檢

37、測和其他場所乙醇蒸汽的探測。具有快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、長壽命、功耗低、微型化設(shè)計，溫濕度影響小等優(yōu)點(diǎn)。12可燃?xì)怏w傳感器可燃?xì)怏w、煙霧傳感器MQ-2適用于可燃性氣體、煙霧檢測，具有廣泛的探測范圍 、高靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、長壽命等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于家庭、工廠的可燃性、毒性氣體泄漏探測裝置， 適宜于液化氣，丁烷，丙烷，甲烷，酒精，氫氣，煙霧等的探測。13人體紅外傳感器人體紅外傳感器適用于檢測人員出入15磁場傳感器模塊Philips公司的磁阻傳感器KMZ51/KMZ52采用薄膜磁阻傳感器，是利用鐵磁材料坡莫合金的各項異性磁電阻效應(yīng)制作的，能夠測量磁場的大小和方向。16氣體壓力傳感器非補(bǔ)

38、償、絕壓型天氣預(yù)報用壓力傳感器MPS系列的表面貼裝壓力傳感器為測量絕對壓力和表壓力提供了一種有效的方法。這種COB和表面空腔的封裝形式為產(chǎn)品提供了一種在各種特殊用途的應(yīng)用可能。17LED大屏SONY 42 寸18PC機(jī)電腦自配系統(tǒng)軟件清單名稱說明TinyOS2WSN專用操作系統(tǒng)，組件式軟件機(jī)構(gòu)，事件驅(qū)動多線程機(jī)制，硬件抽象層，含Atosenet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，高速路由，低功耗控制。Z-Stack完整支持Zigbee所有協(xié)議，通用API接口，便捷的應(yīng)用程序開發(fā)。Atosenet控制臺WSN數(shù)據(jù)采集分析軟件，兼容TinyOS和Z-Stack兩種數(shù)據(jù)模式。支持?jǐn)?shù)據(jù)自動上傳SQL服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)地圖信息顯示，網(wǎng)

39、絡(luò)拓?fù)湫畔@示，歷史數(shù)據(jù)顯示/統(tǒng)計/繪圖分析，報警設(shè)置，自定義解析插件等功能。AtosEX控制臺嵌入式平臺數(shù)據(jù)采集分析軟件，運(yùn)行于可移動平臺。支持采集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)顯示/統(tǒng)計/繪圖，自動將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)端服務(wù)器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置等。AtoServer服務(wù)器中央服務(wù)器軟件，包含大型數(shù)據(jù)庫管理軟件，接收Atosenet和AtosEX控制臺上傳數(shù)據(jù)。支持WebService接口，支持WEB瀏覽器訪問，支持多地域數(shù)據(jù)存儲。AtosMobile客戶端運(yùn)行于手機(jī)客戶端，支持無線連接至中央數(shù)據(jù)庫，并即時獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，完全兼容所有支持J2ME的手機(jī)。可以顯示即時數(shù)據(jù)信息，獲取歷史數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)

40、計，自動接收應(yīng)用系統(tǒng)的報警信息等。AtoSniffer網(wǎng)絡(luò)分析工具基于網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備，可以截取網(wǎng)絡(luò)中的所有射頻數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，診斷網(wǎng)絡(luò)問題。AtosAgent協(xié)議分析框架基于TINYOS的協(xié)議分析框架，通過OSAgent，用戶即可在真實硬件平臺和現(xiàn)實環(huán)境中，分析現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的真實性能，進(jìn)而幫助用戶更好的分析和改進(jìn)協(xié)議。AtosDemoCenter演示中心豐富的應(yīng)用DEMO演示，包括：溫度場演示程序，光場演示程序，流量監(jiān)控程序，實用定位演示程序等。ATOS配置系統(tǒng)完善的配置IDE，利用它可以實現(xiàn)整個解決方案的配置，包含傳感器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示等.ATOS 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

41、實驗產(chǎn)品1、ATOS教學(xué)實驗箱目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還屬于一個新興技術(shù)，正在快速發(fā)展，學(xué)習(xí)與掌握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)理論，發(fā)展方向及其行業(yè)應(yīng)用是目前高等教育的核心目標(biāo)。2010年最新的教育部已將物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn)，開始鼓勵各高校申報相關(guān)專業(yè)?；趯Ω咝＝逃虒W(xué)的長期了解與研究，本系統(tǒng)提供了一套豐富、生動、形象的教學(xué)開發(fā)平臺。利用本系統(tǒng)可以實現(xiàn)： “物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的實驗教學(xué) “物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)人才的培養(yǎng) “物聯(lián)網(wǎng)”實習(xí)實訓(xùn)基地的建設(shè)為了更好的完成實驗教學(xué)的工作，教學(xué)實驗系統(tǒng)除具有ATOS完整解決方案之外，還配備了一套完善的實驗教學(xué)體系，包含資源： “物聯(lián)網(wǎng)”實驗手冊（學(xué)生用教材）

42、“物聯(lián)網(wǎng)”高級實驗手冊（教師可用于實驗題目，培養(yǎng)學(xué)生動手能力） “物聯(lián)網(wǎng)”實驗教程講義（PPT）該體系結(jié)構(gòu)涵蓋了“物聯(lián)網(wǎng)”傳感器技術(shù)、“物聯(lián)網(wǎng)”通訊技術(shù)、“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用技術(shù)等，配備了50多個生動實驗案例，同時配備了大量的思考題及溫度場演示程序，光場演示程序，流量監(jiān)控程序，實用定位演示程序等。實驗列表實驗類別實驗列表TinyOS1. 如何創(chuàng)建一個TinyOS應(yīng)用程序4. TinyOS任務(wù)實驗2. TinyOS接口及組件實驗5. TinyOS帶參數(shù)接口實驗3. TinyOS命令及事件實驗6. TinyOS通用組件實驗基礎(chǔ)實驗1. TinyOS系統(tǒng)下的 LED接口實驗12. AES加密模塊2. 定時

43、器實驗13. 外部中斷喚醒實驗3. 串口調(diào)試實驗14. PWM控制電機(jī)4. 串口通信實驗15. 繼電器實驗5. 看門狗16. AD類傳感器（光）6. RTC實時時鐘實驗17. 流量傳感器7. IIC接口的EPPROM讀寫實驗18. 數(shù)字式傳感器（SHT）8. FLASH讀寫19. GPS實驗9. 片內(nèi)溫度傳感器20. CMOS攝像頭實驗10. 硬件隨機(jī)序列生成21. 分貝傳感器實驗11. 設(shè)置功耗模式無線射頻實驗1. 點(diǎn)對點(diǎn)通信實驗4. 發(fā)射功率設(shè)置實驗2. 無線控制實驗5. 頻道設(shè)置實驗3. 無線監(jiān)聽實驗（Sniffer）6. RSSI采集實驗綜合實驗1. QuickRoute演示實驗5.

44、Mesh路由實驗2. ProfieRoute演示實驗6. OSAgent協(xié)議分析3. 低功耗演示實驗7. 反向控制協(xié)議4. 實用定位實驗應(yīng)用演示實驗1. 溫度場實驗4. 應(yīng)力監(jiān)控實驗2. 流量監(jiān)控實驗5. 磁場分布實驗3. 光照分布實驗（1）、ATOS物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實驗系統(tǒng)增強(qiáng)型硬件配置清單：名稱說明節(jié)點(diǎn)ANTc30（2430）5個或10個ATOS基本節(jié)點(diǎn)采用TinyOS2操作系統(tǒng)，可構(gòu)建實時傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ANTc91（2430+2591）可選ATOS增強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)采用TinyOS2操作系統(tǒng)，可構(gòu)建實時傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ANTc31（2431）可選ATOS定位型節(jié)點(diǎn)用于無線傳感器定位。仿真器AEMATOS

45、仿真設(shè)備用于程序下載，在線調(diào)試，仿真SINK節(jié)點(diǎn)ATOS手持式數(shù)據(jù)測試平臺提供Windows CE/Linux系統(tǒng)，支持以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?shù)據(jù)、曲線等方式顯示傳感器各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在線燒錄器AOPATOS專用燒錄設(shè)備支持在線燒錄節(jié)點(diǎn)程序，無需插拔式編程網(wǎng)絡(luò)分析儀ASNFATOS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以捕獲網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)包，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析傳感器模塊10個ATOS傳感器(溫濕度傳感器、光照傳感器、流量傳感器、血壓傳感器、海拔傳感器、雨滴傳感器、三軸加速度傳感器、霍爾傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、震動傳感器?個)統(tǒng)一接口設(shè)計，詳見下表，根據(jù)需要多種配置應(yīng)用軟件光盤內(nèi)容包含：開發(fā)環(huán)境、源代碼、實驗教學(xué)體系、應(yīng)用DEMO

46、、開發(fā)工具、ATOS配置系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件配置概要：名稱說明TinyOS2WSN專用操作系統(tǒng)，組件式軟件機(jī)構(gòu)，事件驅(qū)動多線程機(jī)制，硬件抽象層，含Atosenet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，高速路由，低功耗控制。Z-Stack完整支持Zigbee所有協(xié)議，通用API接口，便捷的應(yīng)用程序開發(fā)。Atosenet控制臺WSN數(shù)據(jù)采集分析軟件，兼容TinyOS和Z-Stack兩種數(shù)據(jù)模式。支持?jǐn)?shù)據(jù)自動上傳SQL服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)地圖信息顯示，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔@示，歷史數(shù)據(jù)顯示/統(tǒng)計/繪圖分析，報警設(shè)置，自定義解析插件等功能。AtosEX控制臺嵌入式平臺數(shù)據(jù)采集分析軟件，運(yùn)行于可移動平臺。支持采集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)顯示/統(tǒng)計/繪圖，自動

47、將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)端服務(wù)器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置等。AtoServer服務(wù)器中央服務(wù)器軟件，包含大型數(shù)據(jù)庫管理軟件，接收Atosenet和AtosEX控制臺上傳數(shù)據(jù)。支持WebService接口，支持WEB瀏覽器訪問，支持多地域數(shù)據(jù)存儲。AtosMobile客戶端運(yùn)行于手機(jī)客戶端，支持無線連接至中央數(shù)據(jù)庫，并即時獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，完全兼容所有支持J2ME的手機(jī)?？梢燥@示即時數(shù)據(jù)信息，獲取歷史數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，自動接收應(yīng)用系統(tǒng)的報警信息等。AtoSniffer網(wǎng)絡(luò)分析工具基于網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備，可以截取網(wǎng)絡(luò)中的所有射頻數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，診斷網(wǎng)絡(luò)問題。AtosAgent協(xié)議分析框架基于TINYO

48、S的協(xié)議分析框架，通過OSAgent，用戶即可在真實硬件平臺和現(xiàn)實環(huán)境中，分析現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的真實性能，進(jìn)而幫助用戶更好的分析和改進(jìn)協(xié)議。AtosDemoCenter演示中心豐富的應(yīng)用DEMO演示，包括：溫度場演示程序，光場演示程序，流量監(jiān)控程序，實用定位演示程序等。ATOS配置系統(tǒng)完善的配置IDE，利用它可以實現(xiàn)整個解決方案的配置，包含傳感器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示等系統(tǒng)性能參數(shù)概要：節(jié)點(diǎn)板硬件配置微處理器CC2430 （SoC 設(shè)計，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型，128Kbyte Flash AD 10bit 1Ch）2.4GHz (IEEE 802.15.4)傳送速率最大250Kbps傳輸通道

49、16個可選頻段傳輸距離0-100m可調(diào)（增強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)可在0-800m可調(diào)）超低功耗睡眠：0.6-0.9uA電源1.5vAA 2傳感器模塊搭配溫度，濕度，光及多種傳感器軟件配置TinyOS開源操作系統(tǒng)，組件式、事件驅(qū)動Z-STACKTI標(biāo)準(zhǔn)ZIGBEE協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容XMesh網(wǎng)狀協(xié)議和ZigBee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，支持Z-MAC（集成CSMA、TDMA機(jī)制）、X-MAC等，可實現(xiàn)1000+節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)低功耗協(xié)議實現(xiàn)UltraLowPower，電池使用最大化安全傳輸AES、XXTEA等可選加密方式，實現(xiàn)安全傳輸開發(fā)環(huán)境NesC編譯器、IAR編譯器工具Atosenet控制臺程序、ATOS配置系統(tǒng)工具網(wǎng)關(guān)及

50、仿真板硬件配置微處理器C8501F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash）節(jié)點(diǎn)插座支持節(jié)點(diǎn)模塊熱插拔，通過標(biāo)準(zhǔn)接口與節(jié)點(diǎn)連接調(diào)試接口網(wǎng)關(guān)調(diào)試接口，可在線調(diào)試節(jié)點(diǎn)程序RS232接口支持標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，速率9600bps115200bps可選USB接口USB 2.0 Full speed LED調(diào)試3個LED調(diào)試信號燈電源USB口5V供電/外接5V電源/2.7-3.3V電池供電軟件配置工具ISP在線下載工具IAR在線調(diào)試工具KEIL在線調(diào)試工具網(wǎng)絡(luò)分析儀硬件配置微處理器CC2430 Embedded, 128Kbyte FlashUSB接口USB 2.0 Full speed

51、，分析儀接口，傳輸捕獲的數(shù)據(jù)軟件配置工具網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓包及分析工具在線燒錄器硬件配置微處理器C8051F320（全速USB2.0接口；16Kbyte Flash）USB-B接口燒錄器接口，供電及USB通訊Mini-USB接口連接節(jié)點(diǎn)，可以在線燒錄程序軟件配置工具ISP在線下載工具M(jìn)2M網(wǎng)關(guān)（增強(qiáng)型）硬件配置處理器S3C2430（400MHz）64M SDRAM,256M FlashLCD7 寸LCD屏，分辨率:800x480，顏色:26萬色，LED背光，帶四線電阻觸摸屏工業(yè)接口CAN，RS232，RS485網(wǎng)絡(luò)接口(可選)10Mbps網(wǎng)卡USB接口供電及USB通訊GSM模塊(可選)GPRS網(wǎng)絡(luò)GP

52、S模塊(可選)藍(lán)牙接口(可選)BlueTooth 2.0接口WIFI (可選)IEEE 802.11a/bGSM模塊(可選)GPRS網(wǎng)絡(luò)3G模塊（可選）TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000軟件配置操作系統(tǒng)Linux 2.6,WindowsCE6.0應(yīng)用軟件ISP在線下載工具網(wǎng)絡(luò)配置工具數(shù)據(jù)采集軟件網(wǎng)絡(luò)診斷工具“Atosenet”產(chǎn)品模塊1.網(wǎng)關(guān)板ATOS-AGT主要功能：1. 無線傳感器網(wǎng)關(guān)，支持串口和USB兩種方式輸出數(shù)據(jù)2. 提供CC2430芯片程序的燒寫和仿真調(diào)試，支持SmartRF04工作方式3. 模擬輸入按鍵×5與LED×3為測試提供了便利主要配件：網(wǎng)關(guān)

53、板模塊×1，CC2430模塊×1，SAM天線（5db）×12.CC2430終端節(jié)點(diǎn)ATOS-ANTc30主要功能：1. 傳感器采樣2. 超低功耗無線傳輸3. 路由功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)4. 有效傳輸距離可達(dá)70m主要配件：CC2430模塊×1，傳感器模塊×1，電池底板×1，SAM天線（3db）×13. 小型可充電節(jié)點(diǎn)型號：ATOS-ANTc30-TR250主要功能：1. 鋰電池供電，可充電2. 體積小，可用于較狹窄的環(huán)境3. 傳感器與處理芯片一體化設(shè)計4. 板載陶瓷天線5. 軟件完全兼容CC2430模塊主要配件：mini_CC2

54、430模塊×14. 超遠(yuǎn)距離傳輸無線模塊型號：ATOS-ANTc91主要功能：1. 提供800m低功耗超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案2. 板載PCB天線3. 硬件接口與CC2430模塊相同4. 軟件完全兼容CC2430模塊主要配件：CC2430-CC2591模塊×15、M2M網(wǎng)關(guān)型號：ATOS-M2M網(wǎng)關(guān)主要功能：1、無線網(wǎng)關(guān)用于連接區(qū)域內(nèi)無線節(jié)點(diǎn)，匯總并存儲數(shù)據(jù)。根據(jù)不同應(yīng)用情景提供豐富可選的數(shù)據(jù)接入方式，保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定有效的采用；根據(jù)不同需求提供通訊模塊、傳感器模塊和電源模塊中豐富的可選系列和配件，充分滿足不同應(yīng)用場景的復(fù)雜要求。2、提供USB、寬帶網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、WiFi、GPRS、3G多種接入方式。6、室外布置防水節(jié)點(diǎn)型號：ATOS-XCH1000-AR主要功能：1、 設(shè)計采用防水設(shè)計，可防水18米。2、 傳感器采用航空接頭。3、 方便室外布置。 u 豐富的傳感器模塊溫度傳感器模塊溫濕傳感器模塊光照傳感器模塊流量傳感器模塊雨滴傳感器模