【正文】 RFID 系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。 實驗課程列表 實驗課編號 實驗課程名稱 包括實驗 實驗學(xué)時 1 zigbee 無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧實驗 6 2 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)超級網(wǎng)關(guān) 4 1 3 傳感器無線采集實驗 10 2 4 無線控制系統(tǒng)實驗 6 1 5 智能手機和平板遠(yuǎn)程通信控制和云計算 4 2 合計 8 第三部分 綜合實踐 要求學(xué)生綜合運用課程中學(xué)習(xí)到的理論和技術(shù)，動手設(shè)計傳感網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測、 智能家居應(yīng)用系統(tǒng)。 圖 無線龍感知 C 系列實驗室組成結(jié)構(gòu) 示意圖 第一部分：低柜，每個實驗工位配置一個 3 層低柜，三個抽屜用于存放標(biāo)準(zhǔn)化小型化實驗實訓(xùn)教育板和部件 箱等，全部小型部件和零件都可以選擇配置 HF 射頻識 別標(biāo)簽，這些標(biāo)簽配合選擇配置的實驗室管理系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)每個抽屜內(nèi)實驗部件 13 無線龍科技集團 的庫存管理；實驗室低 柜，充分利用了實驗臺下面空間，將基礎(chǔ)和專業(yè)實踐教學(xué)的套件，應(yīng)用產(chǎn)品部件，無線模塊 等等分類存放，實現(xiàn)了實驗室有序管理和存放； 第二部分：輕結(jié)構(gòu)復(fù)合擋板，可以掛架和粘貼各種標(biāo)準(zhǔn)傳感器，控制器，超級網(wǎng)關(guān)，天線， RFID 讀卡器等，構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)單元，完成各種應(yīng)用實驗，創(chuàng)新設(shè)計和課程設(shè)計； 第三部分 :教學(xué)用超級網(wǎng)關(guān)，產(chǎn)品化墻掛式設(shè)計，具有 10 寸彩色 LCD 和觸摸屏，通過不同軟件組合，能夠使用有線和無線，連接各種傳感器，傳感器網(wǎng)絡(luò)微功耗節(jié)點，實現(xiàn)“云計算”通信，實現(xiàn)嵌入式電腦和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等多種功能，同時也具備應(yīng)用系統(tǒng)中心控制電腦和智能終端功能； 第四部分：實驗室頂部懸掛 LU100 智能 LED 大功率彩色燈泡 ,既能實現(xiàn)實驗室照明，又能通過傳感器網(wǎng)絡(luò)直接受控于任何實驗工位，各種遙控開關(guān)節(jié)點，可以通過超級網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)開關(guān)，調(diào)光和色彩控制，實現(xiàn)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)控制類實驗和實訓(xùn)； 第五部分：實驗室頂部懸掛 RD100 智能路由器，內(nèi)含安防報警傳 感器，可以和任何實驗工位有源 標(biāo)簽，移動標(biāo)簽 連接通信，實現(xiàn)辦公室，房間等人員，設(shè)備實時無線定位（ RTLS）和安防類應(yīng)用，并且具有自動網(wǎng)絡(luò)組織功能，實現(xiàn)實驗室傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋； 第六部分：深藍(lán)儀器掛架，包括頻域儀器（頻譜分析儀，微波射頻信號發(fā)生器等），物聯(lián)網(wǎng)儀器（ ZIGBEE 空中協(xié)議分析儀，微功耗分析儀）和選擇配置的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字儀器（示波器，函數(shù)發(fā)生器等）； 第七部分：大屏幕教學(xué)投影儀，能夠通過“云計算”服務(wù)器，監(jiān)控每個實驗工位和進行實驗實訓(xùn)示范等； 第八部分：智能手機和平板電腦（選配），能夠通過實驗實訓(xùn)室“云計算”服務(wù)器，直 接連接和控制任何實驗工位上的超級網(wǎng)關(guān)和頂部懸掛的智能彩燈，實現(xiàn)移動終端和移動控制功能； 第九部分： WXL CLOUD 云服務(wù)器，實現(xiàn)實驗和實訓(xùn)“云計算”和云服務(wù)連接，通過互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)整個物聯(lián)網(wǎng)實驗實訓(xùn)室內(nèi)部空間每個工位，每個設(shè)備的云連接，將整個實驗室全部實驗工位連接成一個整體； 第十部分： 新型復(fù)合計算機臺； 第十一部分：標(biāo)準(zhǔn)配置電腦，可以運行安卓 SDK， Linux 等操作系統(tǒng)，連接各種超級網(wǎng)關(guān)和實現(xiàn)各種編程測試功能； 4 感知 C 系列實驗實訓(xùn)室實踐教學(xué)內(nèi)容 根據(jù)不同的高校和職業(yè)學(xué)校，不同的專業(yè)應(yīng) 用方向，學(xué)校可以選擇不同的教材，不同的課程，軟件和硬件的不同方向；感知 C 系列實驗室解決方案，具有最大的集成性和靈活性，可以根據(jù)選擇的不同課程，配置不同的教學(xué)套件和應(yīng)用實訓(xùn)軟件，來實現(xiàn)不同專業(yè)方向和應(yīng)用方向的實踐教學(xué)需求。 2. 教師教學(xué)區(qū)有多媒體教學(xué)臺、電子白板、實驗臺等設(shè)備。 我們知道， 高校和職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是高素質(zhì)職業(yè)技能型人才，就嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)而言，在課程設(shè)置上，要求基礎(chǔ)理論以“實用、夠用”為度，突出實踐教學(xué)，注重學(xué)生 9 無線龍科技集團 實踐能力的培養(yǎng)．實踐課程體系設(shè)置是實現(xiàn)實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段，嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)課程的設(shè)置大致應(yīng)包含基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、應(yīng)用創(chuàng)新實踐三個層次， 傳統(tǒng)的看法， 理論上應(yīng)該同時建設(shè)基礎(chǔ)實驗室，專業(yè)實驗室和綜合實驗室 3 個 種類 實驗室； 基礎(chǔ)實驗室 通過課程實驗和課程設(shè)計的方式，完成學(xué)科基礎(chǔ)模塊中相應(yīng)課程的實驗，模擬電子數(shù)字電子技術(shù)實驗，高頻微波通信和無線通信，傳感器和 單片機原理與應(yīng)用實驗， C語言和匯編語言，實時操作系統(tǒng)等．基礎(chǔ)實踐旨在使學(xué)生掌握進行物聯(lián)網(wǎng)實驗所要求的基本技能，主要包括基本工具的使用、基本元器件的檢測和相關(guān)電路的調(diào)試、仿真器的使用和調(diào)試以及軟件的使用和開發(fā)等； 專業(yè)實驗室 通過課程實驗和課程設(shè)計的方式，專業(yè)基礎(chǔ)模塊和專業(yè)課模塊中相應(yīng)課程的實驗，包括通信原理實驗、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗和嵌入式系統(tǒng)實驗， RFID 實驗，移動互聯(lián)實驗，IPV6 實驗，高級 Linux 和安卓等大型移動嵌入式操作系統(tǒng)，云計算和大數(shù)據(jù)實驗等．其中，大部分實驗都涉及到物聯(lián)網(wǎng)的單項關(guān)鍵技術(shù)．專業(yè)實踐的目 的在于培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)單項關(guān)鍵技術(shù)的基本技能和專項技能； 綜合實驗室 需要能夠支持畢業(yè)設(shè)計、電子競賽、科研課題和應(yīng)用實訓(xùn)等形式，著眼于物聯(lián)網(wǎng)知識和技能的綜合運用，其目的在于通過一系列的實踐活動，鍛煉學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力．實踐活動中需要學(xué)生利用所學(xué)的知識和技能分析、解決實際問題，使學(xué)生獲取更多的直接經(jīng)驗和間接經(jīng)驗。 圖 物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu) 感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、 RFID 標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、等感知終端，感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體、采集信息。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系轉(zhuǎn)化為學(xué)校教學(xué)的知識點，只有先明確了物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)知識點才能根據(jù)這些知識點，才能合理配置教學(xué)、實驗、實訓(xùn)設(shè)備和設(shè)計課程體系。 “卓越工程師”教學(xué)改革 由于社會對工程技術(shù)人才的迫切需求，特別是物聯(lián)網(wǎng)這種新興、涉及生產(chǎn)生活各方面的泛用型技術(shù)，培養(yǎng)具有工程實踐能力的學(xué)生，具有項目設(shè)計能力的“卓越工程師”成了高等院校最重要的任務(wù)。 讓參與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)的學(xué)生能夠一邊學(xué)習(xí)理論知識，一邊認(rèn)識了解和掌握物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能和使用方法，通過一系列的驗證型、演示型、自主設(shè)計型、綜合型和創(chuàng)新型實驗，使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實驗技能，強化對所學(xué)知識的理解，以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神。 近年來，隨著大規(guī)模集成電路芯片技術(shù)，特別是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的芯片技術(shù)日益成熟，（一片內(nèi)置 ZigBee 收發(fā)器， 32 位微處理器，待機功耗僅僅零點幾微安的無線單片機，只需要一美元就可以購買，而且底層通訊標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧也日益成熟，越來越可靠）實現(xiàn)每個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點隨時連接到云計算的條件已經(jīng)越來越成熟；加上智能手機和平板電腦，智能電視，智能家電的日益普 及，云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)日益完善，物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，云計算的融合，將大大加快下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的的普及發(fā)展和進步； 二、 物聯(lián)網(wǎng)與高等教育 高等教育承擔(dān)著為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重任。 20xx 年 2 月 14 日 ， 國家工業(yè)和信息化部發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》 ， 提出了我國物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù) ， 指出要在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、物流、交通、電網(wǎng)、環(huán)保、安防、醫(yī)療、家居等 9 大領(lǐng)域建設(shè)重點示范工程。 近年來，隨著智能手機和平板電腦的普及和互聯(lián)網(wǎng)的普及和高性能 SOC 的計算聯(lián)網(wǎng)能力提升，隨著將物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點接入物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)和云計算大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的普及，很多已 4 無線龍科技集團 經(jīng)購置了物聯(lián)網(wǎng)實驗室的高校和職業(yè)學(xué)校，在二期和后期物聯(lián)網(wǎng)實驗室升級中，開始考慮同時兼顧這些新技術(shù)的教學(xué)需求，并且對嵌入式、 RFID、 RTOS、 Android 移動 開發(fā) 等新技術(shù)教學(xué)實驗的升級和提升。實驗室應(yīng)涵蓋目前主流的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備，具有良好的可擴展性，具有一定的前瞻性。 軟硬兼容和 先進性 實驗室綜合體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)最新技術(shù)點，滿足專業(yè)教師學(xué)習(xí)和從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的需要，不僅僅要滿足偏軟件方面學(xué)科的需要，也要滿足嵌入式，高頻微波，電工電子，工業(yè)控制等多種偏硬件學(xué)科需要。 4. 實驗室整體邏輯結(jié)構(gòu)圖介紹。 7 無線龍科技集團 物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)知識點 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)的分析，我們可以看到物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)有信息技術(shù)綜合集成化的產(chǎn)物，其包含的知識點眾多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 物聯(lián)網(wǎng)理論知識 ? 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) ? 物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù) ? 物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù) ? 物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)技術(shù) ? 物聯(lián)網(wǎng)云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù) 傳感器技術(shù) ? 常用傳感器原理 ? 傳感器運用及系統(tǒng)設(shè)計 ? 智能傳感器組網(wǎng)，信息獲取、傳輸及運用技術(shù) RFID 射頻 識別和電子 標(biāo)簽技術(shù) ? RFID 標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議 ? RFID 射頻原理和儀器測量 ? RFID 通信機制及實驗 ? RFID 相關(guān)軟硬件設(shè)計及運用 ZigBee/藍(lán)牙低功耗 /嵌入式 WiFi 等 3 大主流 無線 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) ? 常用無線 SOC 芯片選擇及系統(tǒng)搭建 ? 高頻微波技術(shù)基礎(chǔ)和原理 ? 頻域和時域儀器基礎(chǔ)和高頻微波儀器原理 ? 多種協(xié)議棧應(yīng)用開發(fā)和新型物聯(lián)網(wǎng)分析儀器應(yīng)用 ? ZigBee/藍(lán)牙 ? 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和實踐 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ? 傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù) ? 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)處理及其它關(guān)鍵技術(shù) ? ZigBee/藍(lán)牙 ? 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 嵌入式系統(tǒng)技術(shù) ? Linux 嵌入式系統(tǒng)開發(fā) ? Android 移動操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā) ? 嵌入式軟硬件設(shè)計及應(yīng)用開發(fā) 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。具有擴展方便，實驗豐富，價格低廉，維護升級方便等特點； ? 全新設(shè)計感知 RF301 超級網(wǎng)關(guān)（移動終端）采用 ARM Cortex A8 高性能處理器，（可以升級到 ARM Cortex A7 雙核和 ARM Cortex A9 四核高性能處理器），將多種最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如 IPv6 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 3G 移 動通信、移動開發(fā)、 3G 無線影音傳輸、 RFID，嵌入式網(wǎng)關(guān)等整合為單一超級網(wǎng)關(guān)。 5. 儀器區(qū)有多套深藍(lán)物聯(lián)網(wǎng)儀器掛架，包括頻譜儀，低功耗分析儀，空中協(xié)議分析儀等，方便學(xué)生進行相關(guān)測試分析等。 藍(lán)牙 BLE 尋物器綜合項目設(shè)計指導(dǎo) 項目步驟 設(shè)計內(nèi)容 實驗資源和備選硬件 實踐學(xué)時 第一階段 尋物器節(jié)點硬件設(shè)計，包括上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，原理圖設(shè)計， PCB設(shè)計，天線設(shè)計，無線單片機系統(tǒng)設(shè)計等（軟件類專業(yè)可以考慮直接使用現(xiàn)成藍(lán)牙模塊模塊和電池底板） 包括參考原理圖，參考PCB，高頻微波部件技術(shù)手冊，頻譜分析儀，信號發(fā)生器等儀器使用指南等，（備選硬件是CC2540 無線模塊和電池板） 23 第二階段 尋物器節(jié)點固件設(shè)計，包括實時操作系統(tǒng) (QSAL), 硬件驅(qū)動（ HAL） ,BLE 協(xié)議棧和應(yīng)用模式，尋物器應(yīng)用軟件代碼等設(shè)計，使用 C 語言完成； 包括： OSAL,HAL,協(xié)議棧和應(yīng)用模式等樣板代碼，工程文件， IAR 集成環(huán)境工程文件，開發(fā)手冊等； 23 第三階段 尋物器節(jié)點綜合調(diào)試，低功耗測試，射頻功率測試，天線測試，基本無線通信測試； 微功耗分析 儀使用和動態(tài)管理測試樣板，頻譜測試樣板，天線測試樣板，系統(tǒng)測試和 調(diào)試指南； 2 第四階段 尋物器和超級網(wǎng)關(guān)通信，組網(wǎng)， CC2540 藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)模塊 2 16 無線龍科技集團 安卓 藍(lán)牙尋物器網(wǎng)關(guān) APP ，系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試 參考， APP 參考結(jié)構(gòu)，網(wǎng)關(guān)通信協(xié)議參考，（備選設(shè)備 301 超級網(wǎng)關(guān)） 第五階段（選項） 創(chuàng)新設(shè)計，使用安卓 SDK,JAVA 語言，開發(fā)藍(lán)牙尋物器應(yīng)用系統(tǒng) APP 代碼，并且編譯，調(diào)試，在實際智能手機運行和發(fā)布這個 APP 尋物器 APP設(shè)計參考，安卓 SDK 參考，代碼編程指南；（備選設(shè)備301 超級網(wǎng)關(guān)） 46 《傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用》實踐教學(xué) 課程分類：物聯(lián)網(wǎng)核心課程 規(guī)范參考：教育部計算機教學(xué)指導(dǎo)委員會物聯(lián)網(wǎng)工程實踐教學(xué)規(guī)范： 實驗教學(xué)環(huán)境： 感知 C 實驗室教學(xué)工位和實驗實訓(xùn)室環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)工位環(huán)境 包括：實驗室電腦 PC 感知 RF301 超級網(wǎng)關(guān) ， 實驗室儀器選擇： 《傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用》課程選配教學(xué)套件： ZIGBEE 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)套件 第一部分 基本認(rèn)知 配合傳感網(wǎng)基本概念、特點、傳感網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)組成的課程教學(xué)，通過傳感節(jié)點（包含傳感器）、超級網(wǎng)關(guān)搭建的傳感網(wǎng)基本系統(tǒng)操作，使學(xué)生對傳感器節(jié)點、網(wǎng)關(guān)等傳感網(wǎng)基本系統(tǒng)構(gòu)件，以及傳感網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)建立直觀的認(rèn)識。 19 無線龍科技集團 在感知 C 系列 RFID 和云計算的應(yīng)用實訓(xùn)系統(tǒng)進行實驗演示和實驗操作。通過案例的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立 對物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的整體流程和基本更年總體認(rèn)識。同時突出應(yīng)用項目中的無線實時定位系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技