智能家居物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

智能家居物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)室建設(shè)方案概述3G是現(xiàn)在社會(huì)最流行的無(wú)線傳輸方式，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地上互聯(lián)網(wǎng)，打，接，發(fā)短信等各種無(wú)線通信等功能，特別是google公司開(kāi)發(fā)的android操作系統(tǒng)，號(hào)稱給將每個(gè)人的口袋裝進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)。絡(luò)，其主要特征是通過(guò)射頻識(shí)別、傳感器等方式獵取物理世界的各種信息對(duì)物質(zhì)世界的感知力量，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和掌握。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展將引發(fā)一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的專業(yè)門(mén)類和技術(shù)體系，而在其系統(tǒng)集成和應(yīng)用端，可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將能夠應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、效勞業(yè)、環(huán)保、軍事、交通、家居等幾乎全部的領(lǐng)域。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)正是適應(yīng)于這樣背景下的全網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)〔WirelessSensorNetworks，WSN〕是當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度穿插、學(xué)問(wèn)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)爭(zhēng)論領(lǐng)域。它綜合了傳感器、RFID技術(shù)、嵌入式計(jì)算、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信和分布送到用戶終端，從而實(shí)現(xiàn)物理世界、計(jì)算世界以及人類社會(huì)這三元世界的連通。學(xué)校建設(shè)目標(biāo)建立完整的真實(shí)的智能家居無(wú)線傳感試驗(yàn)室整個(gè)試驗(yàn)室完整建設(shè)好之后是一個(gè)真實(shí)的智能家居試驗(yàn)室環(huán)境：一個(gè)屋子里面有空調(diào)，電視，音樂(lè)播放，電風(fēng)扇，，遙控器，紅外轉(zhuǎn)換器，攝像頭，電源，電磁閥，加濕器，們將不再以試驗(yàn)平臺(tái)作為模擬的樣式，這個(gè)太老套，我們建設(shè)的是一個(gè)真實(shí)的試驗(yàn)室環(huán)境。我們可以通過(guò)幾種方式去掌握這個(gè)家用設(shè)備有特地的一個(gè)掌握軟件；其次，手機(jī)無(wú)線掌握，就是我們的3G網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地?zé)o論在哪都可以掌握。整個(gè)試驗(yàn)室將分為學(xué)生真實(shí)智能家居試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)試驗(yàn)室和3G移動(dòng)掌握兩局部。建成后實(shí)驗(yàn)室不但可以供給應(yīng)40位學(xué)生同時(shí)進(jìn)展無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練WSN以通過(guò)試驗(yàn)室LEDWEBserver建立完整的智能家居物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的根底架構(gòu)android+LinuxSOC芯片〔CC2530〕MAC實(shí)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：圖1 節(jié)點(diǎn)架構(gòu)示意圖無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查詢理論無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化使用的核心技術(shù)問(wèn)題之一就是海量數(shù)據(jù)的有效處理，包含存儲(chǔ)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化使用的核心技術(shù)問(wèn)題之一就是海量數(shù)據(jù)的有效處理，包含存儲(chǔ)、場(chǎng)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(duì)SINK節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)展處理，包括：采集、分析、存入數(shù)據(jù)庫(kù)、查詢等。也可失效和節(jié)點(diǎn)移動(dòng)影響的查詢處理技術(shù)，并提出基于該技術(shù)的聚攏查詢、KNN實(shí)時(shí)性、魯棒性要求的、具有動(dòng)態(tài)可擴(kuò)大力量的型傳感器數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)的原型?！?〕搭建豐富應(yīng)用監(jiān)控軟件平臺(tái)的應(yīng)用端軟件，實(shí)行優(yōu)化的人機(jī)交互系統(tǒng)，面對(duì)把握簡(jiǎn)潔電腦技術(shù)的實(shí)際農(nóng)田數(shù)據(jù)使用者，供給使用簡(jiǎn)潔、理解清楚、操作便利、豐富多樣的應(yīng)用端程序。便攜式采集終端WEB便攜式采集終端WEBPC3G〔5〕建立基于無(wú)線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居的數(shù)據(jù)融和系統(tǒng)模型物聯(lián)網(wǎng)是全部感知網(wǎng)絡(luò)的融和，所以無(wú)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(gè)需要解決的格外重要問(wèn)題據(jù)進(jìn)展簡(jiǎn)潔的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而是包括了一系列的子網(wǎng)序列治理、登錄、認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)加密、發(fā)送等一系列簡(jiǎn)單的過(guò)程。現(xiàn)在如華為、中國(guó)電信、移動(dòng)，聯(lián)通共同提出了3G通信概念，并提出相應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。這次的無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室我們將基于3G3G手機(jī)終端掌握智能家居環(huán)境的試驗(yàn)室。3建設(shè)意義1〕對(duì)于教學(xué)的意義開(kāi)發(fā)及爭(zhēng)論方面的高等工程技術(shù)人才強(qiáng)的創(chuàng)實(shí)踐力量。物聯(lián)網(wǎng)具有以下幾大學(xué)問(wèn)模塊，可以把以下的學(xué)問(wèn)模塊融入到相應(yīng)的課程體系中去。1、單片機(jī)和嵌入式學(xué)問(wèn)模塊8051ARM嵌入式技術(shù)，由淺入深，學(xué)問(wèn)點(diǎn)包括：微機(jī)原理，接口技術(shù)，微掌握器體系和原理，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，C語(yǔ)言編程技術(shù)等等2〔SoC)學(xué)問(wèn)模塊嵌入式軟件根底等；3、無(wú)線通訊和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)學(xué)問(wèn)模塊學(xué)問(wèn)點(diǎn)包括：短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通訊根底和原理，無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)，根本無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌琙IGBEE802.15,.4無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，高級(jí)的ZIGBEE技術(shù)，以及先進(jìn)的3G互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)安全和加密技術(shù)，C語(yǔ)言和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)算法高級(jí)技術(shù)原理；4、高頻微波學(xué)問(wèn)模塊高頻儀器使用，微波放大器設(shè)計(jì)，無(wú)線單片機(jī)高頻測(cè)試和調(diào)試方法和原理等；5、RFID學(xué)問(wèn)模塊學(xué)問(wèn)點(diǎn)包括：電磁技術(shù)根底，RFID標(biāo)簽防沖突算法，EPCIS0-18000－6C通訊RFID讀卡器原理和設(shè)計(jì)，RFID和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造和原理等；6、物聯(lián)網(wǎng)傳輸層學(xué)問(wèn)模塊學(xué)問(wèn)點(diǎn)包括：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)原理和構(gòu)造，GSM/GPRS技術(shù)原理，3G技術(shù)原理和構(gòu)造，M2M數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程通訊，嵌入式和高級(jí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)等；7、高級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)學(xué)問(wèn)模塊802.11WIFI傳感器網(wǎng)絡(luò)原理和構(gòu)造ARMWI-FI收發(fā)器的無(wú)線單片機(jī)，802.15.1藍(lán)牙技術(shù)和低功耗藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)原理；Wi-Fi/藍(lán)牙，ZIGBEEPRO無(wú)線通訊協(xié)議棧原理和設(shè)計(jì)；具體的實(shí)訓(xùn)設(shè)置安排可以如下：1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)根底學(xué)問(wèn)局部：、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)專業(yè)系統(tǒng)組成試驗(yàn)〔大型真實(shí)智能家居系統(tǒng)〕、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)專業(yè)系統(tǒng)組成試驗(yàn)〔大型真實(shí)智能家居系統(tǒng)〕50個(gè)根底試驗(yàn)2020個(gè)課時(shí)。88-16課時(shí)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)試驗(yàn)，66-12課時(shí)。2、3G3G6個(gè)以上實(shí)訓(xùn)課程。3、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)上層應(yīng)用實(shí)訓(xùn)：現(xiàn)供給WebServer、數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程用戶登錄及掌握等。42周。5,2-3行業(yè)應(yīng)用模型系統(tǒng)〔物流系統(tǒng)等〕，用于學(xué)生大工程訓(xùn)練，時(shí)間安排在3-4周。七個(gè)學(xué)問(wèn)模塊，以無(wú)線SOC400構(gòu)架設(shè)計(jì)各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)；2〕 對(duì)于科研水平提高的意義真實(shí)的智能家居系統(tǒng)傳感網(wǎng)把全部物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與3G互聯(lián)網(wǎng)連接9“傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)進(jìn)展機(jī)遇”；2003年，美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是將來(lái)轉(zhuǎn)變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首；2005年，在突尼斯進(jìn)展的信息社會(huì)世界峰會(huì)〔WSIS〕，國(guó)際電信聯(lián)盟〔ITU〕公布了《ITU2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報(bào)告指出：無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代馬上降臨，世界上全部的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)展信息交換。射頻識(shí)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?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)進(jìn)展規(guī)劃〔20062020年〕》和“一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)”長(zhǎng)劉海濤表示，我國(guó)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(dòng)了傳感網(wǎng)爭(zhēng)論，先后投入數(shù)億元，目前，中國(guó)與德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、韓國(guó)等國(guó)一起，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定87日，溫家寶總理在無(wú)錫考察中科院無(wú)錫高微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時(shí)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)合心，或者叫“感知中國(guó)”。并指出，要早一點(diǎn)謀劃將來(lái)，早一點(diǎn)攻破傳感網(wǎng)核心技術(shù)，要依靠力。從“物聯(lián)網(wǎng)”