發布時間:2023-09-27 16:15:10
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的物聯網技術與應用實踐樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
坦白來講,物聯網的本質還是互聯網,只不過終端不再是計算機(PC、服務器),而是嵌入式計算機系統及其配套的傳感器。這是計算機科技發展的必然結果,為人類服務的計算機呈現出各種形態,如穿戴設備、環境監控設備、虛擬現實設備等等。
在第九屆中國信息主管年會物聯網分論壇上,工信部電子元器件行業發展研究中心總工程師郭源生提到,物聯網的核心技術就是傳感器,它既能感知微觀世界,也能感知宏觀世界,而其也是一個國家軍事、科技水平的重要標志。
物聯網生態環境下
的關鍵訴求
物聯網技術的核心在于傳感器,那么其應用落地的關鍵點又在哪里呢?在會上,世存信息技術總經理張圃很好地解釋了這個問題。他說:“在物聯網生態環境下,物聯網技術發展的關鍵在于網絡、海量數據以及共享與價值三個方面。”
智能傳感器是任何“物”之間被聯接和溝通的基礎,而無所不在的網絡構建了“物”之間的聯接。只有推動傳感器平臺的標準化、智能化,讓物與物之間的聯接和溝通更簡單,才能創造出更大的價值。同時,不同物體對聯接也有著不同的要求。例如,在智能抄表場景中,超長待機對智能電表非常重要;而視頻監控、無人駕駛等場景更需要的是移動寬帶和超低時延。最好的解決方案是搭建泛在的網絡,實現不同場景的不同需求。
另外,物聯網的最終目的不只是“物”之間的互聯,而是互聯產生的數據價值創造。數據價值創造依賴于垂直行業知識與ICT技術的融合。不同行業知識背景和溝通語言不一樣,以汽車業為例,其所涉及的行業知識與ICT技術領域迥異,因此需要不同的合作伙伴一起把ICT技術和行業整合起來,以實現物聯網的數據價值。
在這個過程中,世存信息找準了自己的定位,就像張圃所說,“我們希望用信賴的技術和優秀的解決方案設計的能力,并通過海度數據蜘蛛、 HULFT IoT等產品和技術,給大家帶來有關社會民生,以及一些新的技術訴求點方面的解決方案和思路。”
物聯網時代下的數據集成
之前提到,物聯網生態環境下的一個重要的訴求就是海量數據。而物聯網技術的框架可以細分為以下五個方面:數據生成、數據傳輸、數據接收、數據處理和數據活用。郭源生表示,數據是客觀存在的,而用什么標準、什么樣的技術以及什么樣的功能去獲取,是產業界值得探索、挖掘、創新和摸索的著力點。
HULFT市霾Horino提到:“新技術的應用越來越廣泛,作為世存來說需要連接到的不同生態,不同平臺也會越來越多。對于數據集成、數據轉換和數據安全的角度來說,我們都有相應的產品給予支持。另外,數據的集成可能是如今信息化工作當中一個非常重要的工作,數據集成從本質上來說,需要的最重要的幾個要素是靈活性、性能和敏捷性?!?/p>
在這方面,HULFT很好地做到了數據流程的管理。數據流程管理就是對數據的供應方提供的數據在后續的流向全過程的管控,在這個過程當中,HULFT 相關技術都可以保障數據傳輸的完整性、數據移動過程中的可視化、數據業務開啟的可視化以及數據安全,從而及時地獲得各種狀況和傳輸的狀態。
與此同時,Appresso產品部Yoshida也表示,智慧能源、自動駕駛、工業4.0和智慧健康都是物聯網技術的應用場景。實現這些應用場景,重點在于數據的整合和集成。而數據傳輸和數據收集工具――HULFT IoT能夠把文件連接的數據通過HULFT的品質直接用于IoT的系統,使各系統的整合成為一種可能。
布局智慧養老和智慧農業
在會上,張圃還提到,政府、企事業單位、金融、養老以及農業等是世存面向的主要領域。其中智慧養老和智慧農業作為新的發展方向已經有了很好的技術和應用落地。
世存信息技術總監孫小祥表示,世存在智慧養老領域的具體應用是將傳統的線下社區綜合理念做了一個互聯網的新思路的拓展,以線上為主,線下為補充,兩個方向相結合。通過智慧養老服務平臺,做到生活服務、居家運行、社區服務、照料服務等有效互聯,另外通過線上收集一些基礎信息,包括健康檔案信息、護理信息、養老服務的信息等,通過評級定級之后,形成照料的體系。
[關鍵詞]物聯網;遠程監護;傳感技術;醫療救助
[DOI]1013939/jcnkizgsc201619054
新興的物聯網技術是指通過信息傳感器(對信息進行監控)、GPRS、激光掃描器等技術,對各時間段的信息進行有效監控及有效采集。數據采集主要指聲音、光能、熱能等各種實體的物理現象,通過對數據的綜合處理,并利用網絡信息傳輸,實現人與物之間的連接和識別。物聯網及其相應技術應用到醫療領域,可實現物資管理的可視化、醫療信息的數字化和醫療過程的數字化。
1物聯網技術概述
物聯網產業一般分為標識、感知、信息傳送和數據處理四個環節。其核心技術主要包括射頻識別技術、傳感技術、網絡與通信技術等。
11射頻識別技術
射頻識別技術(即RFID技術)是一種無接觸的自動識別技術,利用射頻信號及其空間耦合傳輸特性,實現對靜態或移動待識別物體的自動識別,用于對監控對象的信息進行系統化標識。RFID與互聯網、通信技術相結合,能夠對監控對象在大范圍領域跟蹤及信息共享,在物聯網識別信息和短途無線通信上有重要的作用。
12傳感技術
物聯網的基礎是信息采集,信息采集主要是通過傳感器、傳感節點和電子標簽等方式完成的。利用傳感器及傳感網技術,對監控的物體或環境進行實時監控,將傳感器收集到的大量數據傳輸到數據服務中心,存儲到大型數據庫,然后進行智能化處理和顯示,形成傳感信息系統。
13網絡與通信技術
物聯網在信息傳遞方面包括短途通信技術和遠距離通信技術兩個方面。短途通信技術包括射頻識別技術、藍牙傳輸等方面的技術。遠距離通信技術則涵蓋互聯網的組網、網關等相關技術。
2物聯網在醫療領域遠程監護中的應用
像體溫、脈搏、呼吸和血壓等人體生命體征的參數是人體內在活動的客觀反映,是判斷人體健康狀態的基本依據和指標。當人體受到傷害時各項指標如體溫、脈搏、呼吸、血壓及血氧飽和度首先出現不同程度的異常,通過獲取人體內這些相關的數據可以反映出病情的發展變化。通過給病人佩戴無線傳感器進行遠程監護,利用這些傳感器實時采集病人的體溫、脈搏、血壓等生理數據,再通過無線接入AP傳輸到數據服務中心后進行綜合處理,醫生能夠通過監護系統及時獲取有關的數據,掌握監護病人的病情變化,及時救治。目前,常用的遠程監護形式有以下兩種。
1腕帶式佩戴手環
通過物聯網及RFID技術,可以幫助我們實現對病人進行遠程監護管理。
目前,醫院監護系統通常采用固定的醫療監護設備,首先利用傳感器來采集人體的生理參數數據,然后通過線纜把采集到的數據傳輸到監護中心,進而進行數據的分析。這種傳統的監護系統,因為是建立在線纜連接基礎上的,往往設備體積大、功耗大,非常不方便攜帶;同時,也在一定程度上限制了病人和醫護人員的行動,不僅增加了他們的負擔,而且風險巨大,這種傳統的醫療監護方法容易增加病人心理壓力和緊張情緒,如果影響到病人身體狀況,那么診斷數據與病人真實的生理狀況會產生差異,影響對病情的正確診斷,尤其是對病人進行連續、長時間的監測,數據容易失真。
因此,無線醫療監護技術越來越受到關注,尤其是經常需要測量生理參數的患者,如果能夠在隨意運動的狀態下接受監護,那將會大大提高醫療數據的質量。以無線局域網技術和RFID技術為基礎,通過采用智能型手持數據終端為移動中的人員提供隨身數據,可以實現智能化無線醫療監護服務。
我們可以將腕式RFID標簽佩戴于工作人員和病人手腕。病人出現緊急情況時,可通過標簽上的緊急按鈕進行呼叫。這樣可以實現對醫護人員和患者的定位和追蹤。腕式標簽應具有防拆卸功能,預防病人佩戴的標簽被非法拆卸或破壞。
醫護人員隨時可利用WiFi無線網絡實時聯機,通過智能型手持數據終端,來獲取全面醫療數據的信息服務系統;同時,可借由病人佩戴在手上的裝有RFID的手環,讀取該患者目前的檢查進度及歷史記錄和臨床檢查結果,與醫院信息系統數據中心的數據交互后,可以對比患者病情的變化情況。
據悉,目前在國際上基于WiFi定位技術的RTLS系統已經成為一種主流技術,主要在醫療領域進行醫院的資產、設備和病人的追蹤,可以及時了解和掌握關鍵工作人員、資產和醫療設備的實時位置信息。
2智慧型藥柜
在醫療方面,慢性病患者與獨居老年人按時服藥尤其重要,為了提醒他們能夠按時吃藥,亞洲大學的研發團隊研發了一種“智慧型藥柜”,所采用的技術是RFID無線射頻技術。首先用戶佩戴有RFID身份辨識的標簽,并把從醫院拿回來的藥進行專屬的RFID標簽配置,智慧型藥柜將會對各種藥品的用法與用量,以及必須服用的時間進行記錄。當需要服藥時,藥柜就會自動發出語音的提示,同時藥柜上的屏幕也會播放出所需服用的藥品照片及名稱。通過采用RFID技術進行監測和記錄藥品取出和返回藥柜的頻率,可以幫助用戶獲取是否已經服藥的信息,防止服藥次數過于頻繁。因為用戶配有RFID身份辨識的標簽,因此,用戶一旦拿錯了藥,藥柜就會發出警示。
3物聯網遠程監護系統的主要設計思路
1實時獲取與傳輸生理數據
遠程監護系統采用物聯網的四層體系結構,從各種醫療傳感器中實時獲取生命體征數據,通過藍牙方式把數據傳輸給PDA,PDA通過3G網或者因特網把數據上傳到數據中心,應用層分析并處理數據中心的數據,為每個病人建立健康模型。病人的生理在指定的NFC設備上進行采集并實時傳輸到中央節點,利用串口連接中央節點模塊發送給ARM控制中心。與遠程數據服務中心連接的方式有兩種,一是通過串中連接GPRS模塊,然后通過GPRS進行數據發送。二是通過USB連接WIFI模塊,通過WIFI數據發送到數據服務中心。
由于GPRS網絡在全球范圍內實現了聯網和漫游,而基于GSM網絡的數據采集與無線傳輸系統,正是借助系統網絡信號,利用短信自助業務實現數據的雙向傳遞。因此可以利用GSM的短信息服務,實現信息在移動網絡上存儲和轉接。通過通信接口在物理層上實現GSM模塊的連接,達到遠程的目的。系統中各模塊相互獨立,彼此又相互依賴,共同完成數據的傳輸。數據收發模塊在系統中起著承上啟下的作用,是系統的核心模塊。人體的生命體征,即體溫、脈搏、呼吸、血壓及血氧飽和度分別由相應電子模塊采集并傳入控制器,控制器通過監護裝置按鍵或超級管理員手機進行顯示和設定。控制器根據設定的手機號碼利用GSM網絡將測得的數據編輯為一條短信發送給監控中心主機進行處理或發送給指定手機。
2遠程監護系統服務器功能的實現
移動端的界面設計通常采用JSP、Servlet、Spring三層架構(Spring Model-View-Controller,Spring MVC)、JS、AJAX、Java Mail。Spring MVC框架是Java EE信息系統開發過程中所使用的一個重要的應用程序編程接口,它提供了構建Web應用程序的全功能MVC模塊。使用Spring MVC構架,可以實現很多功能模塊的分別處理,更加容易實現不同功能的定制處理。此框架還兼容主流媒體移動設備平臺的統一UI接口系統以及前端開發框架。
數據服務器系統構建方式具體方法為:首先配置開發環境,開發硬件需要在服務器端搭建Java開發系統環境,安裝JDK、eclipse、MySQL數據庫;所使用的Web服務器為Tomcat服務器。利用eclipse編寫Java代碼,逐步實現系統功能,進行系統uI設計完成系統頁面制作;連接數據庫,利用Tomcat運行項目并進行測試;在服務器端利用個人電腦搭建站點,將開發機設置為服務器。數據服務中心對數據庫中的數據進行處理,并通過使用動態網頁技術將處理的結果進行實時顯示和報警。
4結論
醫療領域遠程監護系統是通過物聯網技術和無線傳感技術對病人生理特征的相關數據進行獲取、傳輸、綜合處理來實現遠程監護。它對病人的監控提供更方便、更快捷的技術實現方法和途徑。此外,監護對象也可以是正常人,如我國已經步入了老齡化社會,利用遠程監護系統對老人的健康進行監護的需求也日趨擴大。
參考文獻:
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【關鍵詞】物聯網技術;單片機
伴隨著物聯網技術的逐漸成熟,其應用范圍也越來越廣泛,同時社會對物聯網專業人才的需求量也越來越大。單片機技術作為物聯網產業的關鍵底層技術在電子技術課程體系中的地位愈來愈重要,但是傳統的單片機課程應用已經無法滿足大眾的需求,利用物聯網技術改革單片機課程也是大勢所趨。
1傳統單片機課程中存在的問題
(1)傳統的單片機課程主要是理論知識課程為主,并不重視培養學生的綜合實踐能力。目前大多數的單片機教材跟不上時代的發展,其學習知識存在嚴重的滯后性。而且單片機理論知識的理解難度較大,學生很難準確把握單片機知識原理,學習積極不高的。(2)由于多數高校的條件有限,無法真正讓學生實踐單片機知識,比如有的學生主要是以仿真實驗平臺為主,無法滿足學生的學習需求,同時實踐課程與社會發展嚴重脫軌,無法保證學生的學習效率。雖然隨著我國物聯網技術的發展,單片機技術也在不斷更新變化,但是多數工作人員對于物聯網等新技術的發展和應用不是很關注。顯然,這種課程形式不僅不能滿足學生的學習需求,也無法適應社會對高素質、高技能的專業人才的需求。在此大環境下,相關工作人員必須要積極轉變理念,徹底擯棄傳統的方法才能推動單片機課程的改革,才能進一步提高學生的實踐能力。
2物聯網技術在單片機課程中的應用
2.1優化單片機課程應用
單片機技術是物聯網底層最重要的技術。隨著我國物聯網技術的興起,我們在單片機技術課程推廣中就應當以物聯網系統應用為目標,重點突出互聯網絡、信息數據采集傳送等相關知識。同時,還要在原有模式的基礎上對單片機課程進行優化設計,比如選擇目前比較流行的無線SOC單片機來縮短課程與實踐的距離。在物聯網技術背景下,不僅僅要優化課程內容,還要改革課程方法,同時結合創設情境、任務驅動、小組合作等方法,增強單片機課程課堂的學習氛圍。在物聯網技術發展的背景下改革單片機課程,應當重視以物聯網應用為基礎,強調出單片機技術對物聯網技術發展的作用。比如在SPI接口的課程中,可以從應用原理、接口函數到模塊使用都添加應用實例,以提升課堂的生動性和趣味性。在此過程中,還應當適當減少一些理論知識的傳授,并加大實踐知識的講解,適當的增加無線通信協議棧實踐內容,突出C語言中所描寫的ZigGee協議棧程序,并重點突出應用曾開發網絡拓撲結構形態等知識??偟膩碚f,將物聯網新技術與單片機課程相結合,加強單片機課程應用的改革。
2.2搭建實驗平臺
作為物聯網底層最重要的技術,只有在實踐中不斷的研究才能進一步促進物聯網技術的發展,才能提高學生的實踐能力。為了達到學以致用的目的,應當重視搭建實驗平臺,讓學生能夠親身實踐課堂上所學到的理論知識,并從中感悟到更多的單片機知識。搭建實驗平臺主要內容是完善和更新單片機課程實驗系統,以便真正提高學生的綜合實踐能力。比如選擇新型的無線SOPC單片機實驗箱,同時選擇Keil/IAR編譯開發平臺。另外,還可以多選擇SOC單片機基礎硬件實驗、網路協議實驗等。例如在單片機的定時器/計數器的課程中,可以先創設教學情境:在電線測量的實驗中,其采用的測量方法將電線繞一個周長是1米的輪子上面,拉動電線帶動輪子旋轉,這樣只要計算下輪子轉過了多少圈,就可以知道繞過的電線有多長了。單片機中的計數器的計數功能與此相似,不同的是電線測量例子中計的是輪子轉的圈數,而單片機的計數器計的是從單片機P3.4、P3.5引腳進入的脈沖的個數。在課程中,可以引導學生把MCS-51單片機中的兩個計數作用看成水滴落,讓他們思考如何測量裝水的水盆容量。在實踐過程中,可以讓學生選擇不同的定時器和計數器隊各種物理量的測量以驗證計數器的計數功能??偟膩碚f,應當重視是實驗課程實踐,并盡量選擇較為先進的實驗手段和工具,以便于學生學習。
2.3課程理念的改革
隨著我國物聯網技術的發展,單片機技術的發展也會更加成熟。在新一輪的教育事業改革背景下,應當徹底摒棄傳統的課程理念。只有與時俱進,選擇最為先進的課程理念才能真正實現單片機課程應用的改革,最終發揮出物聯網技術的優勢。首先,應當重視突出學生的主體地位,把課堂的主動權交還給學生。這也就意味著應當采用靈活的課程方法,使學生的主觀能動性得以發揮。其次,在應用物聯網技術時應當結合單片機實際課程應用內容,并選擇合理的案例和實踐方案,以便于真正促進學生的學習。比如采用項目式的方式,將單片機課程分成若干個小項目,以項目目標為主線,結合相應的知識點進行講解,激發學生的主動性,課程應用還應從實際問題入手,采取提出任務、分析任務、設計任務、解決任務、歸納規律的方法,讓學生在解決項目任務的過程中掌握知識。最后,還應當注意從學生的認知水平和課程實際出發,完善課堂設計。并合理選擇實驗實踐和理論知識的進度,保證能夠在充實學生理論知識的基礎上,進一步提高學生的綜合實踐能力??偟膩碚f,在新的教育形勢下,應當積極轉變課程理念,以此推動單片機課程的改革。
3總結
在單片機課程中,應當充分利用物聯網技術,在充實學生理論知識的基礎上要進一步提高學生的綜合實踐能力。只有這樣才能真正提高學生的綜合學習能力和創新能力,最終培養出專業的物聯網專業技術人才。
參考文獻
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關鍵詞:高職院校;物聯網;技術應用;人才培養;思考分析
1前言
隨著科學信息技術的發展,物聯網技術已成為世界經濟社會進步的重要驅動力之一。物聯網通過多種通信感知技術,廣泛應用于各種行業的信息化管理中,因此很多人認為,物聯網技術的發展將會是“第三次信息技術革命”,將會是推動世界高速發展的重要生產力。物聯網技術可促進一定的經濟效益,并且還能在技術上促進經濟的復蘇,已廣泛應用于各個領域當中。高職院校是培養專業人才的重要基地,因此應根據物聯網技術的發展現狀及趨勢積極思考物聯網技術應用人才培養的模式及目標,以培養出社會實用型人才,更好地適應社會的發展。
2關于物聯網及技術
2.1物聯網(IOT)1)定義物聯網,“Internetofthings”,即物物相連的互聯網,1999年由美國麻省理工學院KevinAsh-ton教授首次提出。IOT具有以下兩層含義:第一,物聯網是以互聯網為基礎,進而進行延伸和擴展,形成一種新型的網絡系統,也就是說其核心和基礎仍然是互聯網,;第二,物聯網是物物相連的網絡,其用戶端可進入到一切物品與物品之間,從而進行信息的交流和交換,以通過網絡對物品進行識別、跟蹤和管理等。物聯網既是互聯網延伸和擴展,也是互聯網更加智能化的應用和發展。2)特征①多種多樣的數據采集端:涉及范圍廣,包括手機、電腦、家電、鐵路、全球定位系統、激光掃描等;②無處不在的傳輸網絡:物聯網將各種各樣的數據采集端通過互聯網或移動互聯網連接,從而實現對物體外部各種信息的即時采集,采集完成后轉化為網絡可用的數據,然后傳輸到網絡數據中心,以便進行分析、應用;③智能化的后臺數據處理:在數據處理中心通過一些技術如云計算等實現對大量數據的智能化處理,從而實現人與人、人與物以及物與物之間的對話。2.2物聯網技術物聯網技術是一種通過多種傳感器設備如射頻識別(RFID)、紅外感應器、激光掃描儀器等,將物品與互聯網進行連接,從而實現信息的交換和交流,進而對物品進行識別、感知、跟蹤及管理的網絡技術。其中,RFID、傳感網、M2M、兩化融合為物聯網的四大支撐技術。物聯網技術的體系構架分為感知層、網絡層和應用層等三層,感知層是物聯網技術核心構架能力,主要實現物聯網全面感知功能;網絡層是物聯網技術中產業化能力最強、最成熟,也是最標準的部分,主要以3G、4G通信網絡為基礎設施;應用層提供各種各樣的應用,通過與行業信息需求相結合,切實解決實際問題。
3關于高職院校物聯網技術應用人才的培養分析
2008年,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,逐漸被廣泛應用于電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、油氣管和供水系統等各個行業中。2010年,各大高校開始設置物聯網專業,目前已有100多所高校院系設置了物聯網工程、智能電網和傳感信息工程等與物聯網相關的專業。隨著信息技術的發展,物聯網技術將被更廣泛地應用于各領域中,物聯網相關專業的畢業生的就業前景將會越來越好,下面主要來分析高職院校物聯網技術應用人才的培養分析。3.1物聯網專業的人才需求分析1)物聯網專業的相關技術①射頻識別技術:通過視頻通信采集數據,從而自動識別目標;②網絡和通信技術:包括3G、4G移動通信、衛星通信技術等,以實現信息的遠程傳輸;③傳感器與傳感節點技術:通過硬件和軟件的結合,從而實現傳感器的智能化.2)物聯網企業的崗位需求主要包括以下五類:①材料工程:包括對新材料、新產品或設備、新工藝進行開發,對材料的化學成分、結構、性能檢測等進行分析,以及對材料的改進、加工等;②電子、電路工程:包括電子元器件和物聯網電子產品相關電路的輔助設計、生產工藝、測試和管理維護等;③物聯網工程:主要從事與物聯網相關的企業及行業,包括通信架構、無線傳感器等的設計、開發、制造、測試和維修等;④智能電網信息工程:包括電力、電氣等的設計、開發、生產制造以及技術支持等;⑤網絡通信工程:包括3G、4G移動通信、無線通信、有限網絡通信等技術的服務等。3.2高職院校物聯網專業設置及對畢業生的要求1)高職院校物聯網的專業設置根據調查顯示,物聯網企業在物聯網產品以及設備的生產、測試、銷售以及管理等崗位的需求較多。物聯網技術專業并不是一種專業技術,而是由計算機、通信和網絡技術為支撐的綜合技術,也是由多種計算機和電子技術交叉結合而成的復雜技術。因此,高職院系在進行物聯網專業的課程設置之前,首先應明確物聯網技術的概念及性質,從而科學、合理地進行設計。在進行設置時,應覆蓋物聯網技術的各個方面,包括技術基礎課程、專業能力課程等,即既要掌握物聯網技術體系結構中的各領域的專業知識,還要掌握各種關鍵技術及支撐技術的專業技能。2)高職院校對物聯網專業畢業生的要求高職院校的終極目標就是培養出各行業的市場需要型、實用型人才,對于物聯網專業的畢業生,不僅要求其具備物聯網行業必備的專業基礎理論和技能,更重要的是要有熟練、高超的物聯網相關行業的產品生產、技術服務、維護維修、產品推廣、系統設計、施工、調試等工作技能。因此,高職院校在進行物聯網技術應用人才的培養時,應采取以理論知識為導向,實訓實踐為主的人才培養模式。物聯網技術專業是個實踐性較強的學科,僅僅學好理論知識還不能滿足專業人才培養的需要,所以高職院校不僅要求學生理論知識過硬,還要以理論知識為導向進行實訓實踐的檢驗,例如:每學完一項技術的理論知識,及時去實訓實驗室進行實踐訓練,如物聯網設備的安裝、測試以及檢修;一些感知元件的輔助設計、生產工作流程等;物聯網應用軟件的編寫、測試以及維護和管理等實踐操作,電子工藝、PCB實訓、電子產品制作實訓等實訓。此外,學校還應積極與校外企業建立緊密聯系,開辟學生進行實踐學習的多渠道,定期安排學生進行崗前實習。這樣通過不斷的實踐學習,提高學生的專業技術能力以及工作能力,從而達到物聯網技術應用人才培養的目標。
4結束語
物聯網技術已隨著信息技術的發展逐漸被廣泛地應用于社會生活的各個領域,包括家電、手機、鐵路、橋梁、激光掃描和GPS等。高職院校作為職業技術人才培養的重要基地,應明確物聯網技術的概念、涵蓋技術、特征以及發展趨勢等,從而思考院校對該專業應用人才的培養目標和模式,最后通過科學、具體的實際措施逐步實現培養目標,不斷提高人才培養的質量和標準。
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關鍵詞:物聯網技術;煤礦安全;應用價值
中圖分類號:F406.8;TD679 文獻標志碼:B 文章編號:1008-0155(2016)07-0030-02
在煤礦的開采當中,安全問題無疑是行業面臨的最大挑戰。因為煤礦開采的環境復雜,而且地質環境綜合也十分復雜,以及不可抗力、錯誤操作等因素的出現,會導致煤礦的安全生產面臨較大的挑戰。但是,伴隨著實踐的不斷深入和科技的不斷進步,在物聯網技術的應用之下,煤礦安全有大幅提升。因為借助物聯網技術,可以對于煤炭的綜合環境進行把控,從而在數據化的整理分析之后,得到科學的計算,從而在此基礎之上進行的決策和設備自動化使得煤礦安全控制能力大大提升。因此,在當下的煤炭安全中,物聯網技術發揮著重要的作用。
1物聯網技術
在物聯網技術的工作過程當中,它主要是由于一些傳感設備通過對于外部信息的把控和解讀,來更進一步的按照原始數據的協定,來進行智能識別,從而實現信息的交流和把控。通過傳感設備之間的互通,在聯網的作用之下進行追蹤定位、數據識別,從而形成一個統一郵寄的網絡體系,使煤礦施工生產過程當中,整個一系列的產業都在物聯網的監控之下通過對于工作當中各個環節的把控,在傳感器和紅外線、攝像頭以及各種感知終端基礎之上,能夠很好地實現數據的整合和信息的互通,這樣,能夠實現數據的交互,從而更好地把控煤礦的各個環節和地點的實際情況。這樣,在全方位的定位和把控煤礦生產的過程當中,更好的實現對于生產操作各個環境的只能把控和嚴格監管,從而提升安全風險控制能力。
2物聯網技術的作用
2.1人員定位
在煤礦的生產過程當中,由于礦區面積較大,在對于一些進入礦井或者限制區域以及一些特殊區域過程當中的工作人員,借助物聯網技術可以對于其進行定位,通過在礦區內設置的信號源和信息分站,對于信息的采集和感應,從而實現對于相關人員的定位,增強地面對于井下的監控能力。
2.2設備點檢管理
借助物聯網技術,可以增強對于設備的有效管理,通過傳感器借助射頻傳遞信息,從而實現閱讀器對于信號波段的良好解碼,然后實現后臺系統的判斷,對于錯誤或者一場的信息能夠明暗的作出判斷。從而實現對于煤礦生產工作當中各個設備之間使用情況和管理的良好把控。
2.3礦井無線通信應用
借助物聯網系統可以將煤礦井下的基站更加有效地結合起來,從而使得無線通信能夠在井下的應用效率更高。而且借助定位系統,也可以使得井下網絡環境能夠在無線環境下更好的應用,借助無線鏈路實現礦區和井下之間的更好通信和信息交換。
3物聯網技術在煤礦安全應用的瓶頸
3.1技術標準不統一
在物聯網發展過程中,由于所有組成的部分都是局部與整體之間的關系。所有物聯網技術的構成當中,傳感、傳輸、應用各個層面會有大量的技術出現,它們由于為了適應不同的井下工作環境和工作量,因此在配置過程當中,自主性較強,甚至一些企業在引進物聯網技術過程當中,不是完整的構建,而是在自身原有設備的基礎之上,進行選擇性的引進,這樣便導致物聯網系統當中沒有統一的技術標準,各種小的物聯網應用獨立存在,這樣,在進行信息的轉化和端口之間的連接過程當中,就會因為沒有形成統一的技術表,從而難以實現信息交互。
3.2成本問題
在物聯網技術的引入和應用過程當中,由于一系列的運作系統和設備較多,這樣便會導致在煤礦的生產當中,成本問題會得到上漲,對于以盈利為目的的一些企業而言,引進全套的物聯網技術不僅需要投入大量的資本,而且在建設過程當中也會消耗工期,因此許多煤礦沒有大規模的應用,另外,電子標簽和讀寫器的成本問題制約著物聯網的推廣。正是在這種大環境之下,物聯網技術沒有從根本上得到切實有效的大規模的應用,成本高的問題難以解決,從根本上制約了物聯網技術在煤礦安全中的應用。
3.3傳輸帶寬流量制約
在井下的煤礦施工環境當中,物聯網技術作用發揮的大小往往依賴于網絡的好壞。網絡情況相當于“木桶效應”當中的短板,而在大多數的煤礦當中,WiFi和3G、4G無線技術的應用普遍不高,數據傳送效率低使得物聯網傳輸的數據帶寬受到制約,不僅僅會影響物聯網系統的工作效率,而且因為受到網速的影響,一些即時數據的傳送也會受到制約,從而使得在影響傳感數據系統的判斷。另外,無線視頻等應用存在傳輸瓶頸問題也會導致監控室不能夠第一時間做出有效的指令判斷,從而影響煤礦安全風險控制。
4物聯網技術在煤炭安全應用的方向
4.1統一技術標準,提高綜合效率
在物聯網技術當中,統一標準,是切實保證其安全生產的關鍵。另外,在功能方面可以看增加物聯網的識別功能,電子現金一卡通對SIM卡進行開發,使職工只需要攜帶手機便可實現食堂消費、洗澡刷卡、無線充值等功能。不僅可以增強職工對于物聯網技術的體驗,也能夠使得系統的作用發揮最大化,在員工生活領域和效率領域得到提升,從而在側面降低企業生產成本。
4.2增加無線監測監控應用
將無線網絡覆蓋的井下的每個巷道及掘進頭和工作面,對井下甲烷、氧氣、二氧化碳、溫度、濕度等環境參數進行監測,通過無線將采集的數據傳輸到井下無線基站,并通過工業以太網,上傳至監控平臺。電機車定位系統在電機車上安裝大功率定位標簽,在巷道三岔口拐彎處安置讀卡器,當車輛通過岔口時,通過紅綠燈指示車輛通行的先后順序,并通過LED牌顯示。
5總結
煤礦安全同物聯網技術的結合應用,實質上是科學技術轉化為生產力的最好體現。雖然當下物聯網技術在煤礦安全當中的應用還有許多值得改進的地方,但是伴隨著在實踐當中的不斷總結,全新科研成果的不斷研究應用,結合實際問題的改進,日后物聯網技術將在煤礦安全中扮演著更加重要的角色,煤礦的安全風險控制能力和綜合管理能力也必然會大幅提升。
參考文獻:
關鍵詞:物聯網;智能技術;云計算
隨著計算機水平的不嚳⒄梗人們的生活水平得到了進一步的提高,與此同時,改造物質世界的能力得到了進一步提升,在這種情況下,物聯網的概念誕生了。所謂物聯網主要是指網絡技術和通信技術以及傳感技術的有機疊加,并在此基礎上融合了更多人性化的設計。近年來,物聯網技術逐步應用到建筑消防和軍事等領域,給各行各業的人們帶來了巨大的方便。
一、物聯網技術的應用
在社會高度發展的今天,物聯網技術在我們日常生產生活中的應用,可以有效滿足廣大人民群眾對生產過程以及家居生活的監控,甚至還可以實現遠程數據采集和測量,并在此基礎上進行指揮調動,一方面節省了人力和物力,另一方面也進一步提高了工作效率。然而隨著物聯網技術水平的進一步提升,物聯網在這些領域的應用范圍,也得到了進一步深化和拓展。
1.物聯網技術在建筑消防領域的應用。眾所周知,消防安全系統主要組成部分包括感知層、網絡層以及應用層。感知層為最底層,它能夠對各種物質進行感知,具有一定的感知能力,在建筑消防領域中,它可以識別物體,將那些與火災場景產生的相關信息采集和補貨到,并接受人們的各項執行命令。網絡層是連接感知層和應用層的橋梁和紐帶,在具體應用過程中,通過有線和無線網絡將感知層搜集到的險情通過網絡、無線網絡傳達到應用層,這是一種險情的傳遞。除此之外,它還會將應用層的消防指令傳達給感知層,實現消防指令的傳遞。應用層則包含消防部門和防火重點部門,這里是消防決策產生的地點。
2.物聯網技術在軍事領域的應用。近些年來,美國的軍事領域正在進行一項研究計劃,該計劃就是將無線傳感器網絡應用到未來的戰爭,筆者認為,這將進一步提高物聯網技術使用方的軍事作戰能力,避免人員傷亡,具有非常重要的積極意義。美國國防部高級研究計劃局甚至還建立了相應的項目,通過在戰場上應用不同類型傳感器來實現傳感器網絡的建立,幫助士兵迅速了解戰場的實際情況,輔助相關人員做好決策。在具體的應用中,相關人員必須在物聯網技術的基礎上采用協同感知的方法,融合不同傳感器數據分析應用場景和不同位置的分析結果,來進一步提高結論的科學性。
3.互聯網技術在電網中的應用。將物聯網技術同電網有機結合在一起,可以實現電網的智能化。這種方式可以及時迅速地掌握整個電網的信息。電網信息的掌握必須建立在良好通行線路的基礎上,實現終端信息的采集應用,使數據實現安全穩定的傳輸,進一步提高智能電網的可靠性,將全面和及時以及準確的信息傳達給工作人員。筆者通過長期的研究與實踐發現,智能電網將會實現更多設備的有機聯系,這其中就包括智能傳感器、控制元件以及地理設備設施等。
4.物聯網技術在農業領域中的應用。隨著社會的發展,我們的自然環境也暴露出了一些問題,例如水土資源流失嚴重,生態環境惡化等,這些問題與可持續發展理念相違背,也會對我們人類的生命健康帶來威脅。在這種情況下有必要實現對水土資源的有效監督,對環境的有效監測,并實現農業的精細化管理,而物聯網技術在這些領域的應用,極大地提高了這些領域的應用效果。以農業領域為例,在進行種植和養殖業的同時,也會遇到一些問題,其中就包括各種病蟲害等。物聯網技術在現代農業領域的應用,就可以及時監控災情的發展,并監視農作物灌溉情況,土壤氣候變更情況等,還可以收集溫度和風力等因素的發展變化情況,從而對農業進行科學合理的預測,切實幫助廣大農民群眾預防災害,維護廣大人民群眾的利益。
二、物聯網技術應用過程中存在的問題
雖然物聯網技術的廣泛應用給我們帶來了極大的方便,但隨之,也帶來了一些社會問題,這些社會問題隨著互聯網應用范圍的拓展也會更加嚴重。首先,物聯網技術可以運用無線數據通信技術,實現對商品所有信息的及時獲取,方便了我們的同時也給信息竊取人帶來了方便,使他們能夠隱蔽的獲取信息。這樣就會使相關人員的信息在不知不覺中泄露出去,給當事人帶來巨大的安全隱患。其次,物聯網技術的應用主要目的在于實現全球商品供應鏈的整合,使經濟主體的經濟關系更加密切,因此,一旦經濟出現問題,所造成的經濟損失更為巨大,更難以想象。最后,由于物聯網技術涵蓋范圍非常廣泛,這也使得其信息竊取手段更為方便快捷,給國家安全威脅帶來巨大的隱患。
三、建議和展望
雖然物聯網技術在我們日常生活生產中的應用為我們帶來了方便和快捷,給我們構建了一個美好的藍圖,我國無論是在政府層面,還是相關企業研究層面,對物聯網的研究和發展都取得了巨大的成果,但值得注意的是,物聯網技術的實現還面臨著很多問題。例如資金和成本的問題,這是物聯網技術發展最直接的決定性因素,它制約著物聯網技術水平的進一步提高。又如通信的距離和外部環境指標對物聯網技術發展的阻礙,這些問題都是亟待解決的問題。如果不能夠解決,物聯網技術的發展很有可能會停滯不前。在解決上述問題之后,物聯網技術還應當著重考慮物聯網使用者的隱私保護問題,使廣大人民群眾在使用物聯網時能夠更加安全,更加放心。
四、結語
總而言之,物聯網技術的應用范圍正在不斷拓展,在這種情況下,相關研究者應當采取有效措施,切實解決物聯網技術在應用過程中存在的問題,實現物聯網技術水平的進一步提高。當然這一過程也非一蹴而就的,他是一個系統的過程,需要廣大人民群眾共同努力才能夠實現。
參考文獻:
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關鍵詞:物聯網技術;鐵路交通;運用
Abstract: along with the development of information technology, the thing networking technologies to produce and gradually development, and with it in production and life in a wide range of applications. Content networking technology is applied to traffic in the city, effectively resolve the road traffic congestion, and the application in railway traffic, making the railway equipment safety and transportation service systems have been greatly improved, with China's railway system development, the thing the application range of the networking technologies will be more widely. This paper mainly introduces the content networking technology, combined with the development of the railway traffic will be content in the use of the networking railway traffic is analyzed.
Keywords: things networking technology; Railway traffic; use
中圖分類號:C35 文獻標識碼:A文章編號:
信息技術的發展,大大改變了人類的生產與生活方式,從而引起了社會的變革與發展。隨著信息技術的不斷發展,信息的存在形式、傳遞方式以及利用方式的改變,更是帶來了革命性的變化,引起了由互聯網的應用到物聯網應用的變化,這也給日益發展的鐵路運輸帶來了機遇與挑戰,物聯網技術的的發展以及大范圍的應用,必將帶給鐵路鐵路交通深刻的變革與深遠的影響。
一、物聯網技術概述
(一)物聯網技術的內涵
物聯網的概念于1999年被提出,是繼互聯網、計算機之后的信息技術的第三次革命。物聯網的出現,打破了過去的傳統思維模式,將物理基礎設施以及IT基礎設施聯系起來,帶動了相關技術的快速發展。
物聯網又被稱為傳感網,主要是指將射頻識別、全球定位系統以及紅外感應器等的多種裝置與互聯網技術結合起來,從而形成一個巨大的網絡,通過這個技術,可以進行信息的交流與溝通,從而實現智能化的識別、跟蹤與定位,可以有效地監督與管理的一種網絡技術。物聯網技術通過在裝置上進行傳感器、電子標簽與無線網絡之間的連接,將物體智能化,實現了人與物的直接的交流,從而可以更好地實行監督與管理。
(二)物聯網的主要技術
1、射頻識別技術
射頻識別技術又被稱為電子標簽技術或是無線射頻識別技術,本質上是一種通信技術,主要特征是通過對無線電訊號的識別從而進行數據的讀寫,而不需要建立識別目標與系統之間的物理連接。射頻識別是一種自動識別技術,不需要人工的干預,操作方便,其原理主要是電子標簽進入相應的磁場后,接收射頻信號,并且憑借著電流散發的能量進行發送信息,解讀器將信息解碼后,將其相關的數據進行處理,從而實現信息的共享。
2、智能技術
智能技術是在事物中植入智能芯片,為了實現某種預期的目的,利用相應的知識與手段,使得物體具有一定的智能性,并可以與客戶進行溝通。主要是包括人工智能信息的獲取與信息的處理方面的研究以及對圖形、文字等的處理,并實現智能技術與系統的結合。
3、傳感技術
傳感技術是通過獲取信息并對其獲取的信息進行處理和識別的一種技術,傳感技術可以通過感知電、力、熱、光、聲以及位移等信號,從而為物聯網分析、處理、傳輸以及反饋提供數據信息。
5、云計算
云計算是將計算資源進行統一的管理和調度,從而能夠滿足數據處理的模型,具有很強的處理與儲存能力。
二、物聯網技術在鐵路交通中的運用
隨著物聯網技術的發展,信息化水平的提高,鐵路交通也朝著信息化的方向不斷的發展,而且我國的鐵路交通系統也具備了信息化的條件,前面已經介紹了物聯網的主要技術,下面就物聯網在鐵路交通中的運用提出幾點建議。
1、利用技術物聯網實現車站的信息共享
當前,雖然鐵路售票系統實現了聯網,但是車站的預留車票和上車補票仍然存在不足,導致車票資源的不協調并造成了浪費。可以利用射頻識別技術實現信息的共享,在補票與預留票之間進行聯網,這樣可以充分利用車資源,從而實現車站信息的真正共享。
2、利用物聯網技術進行列車的跟蹤與定位
當前我國的鐵路系統主要采用軌道電路與查詢應答的方式對列車進行定位,但是精確度不足且投資較大等,因此,利用物聯網技術對列車進行跟蹤與定位,可以將定位處理單元、數據存儲器以及車載數據閱讀等的實現準確。及時以及高效的定位。
3、利用物聯網技術進行車票的識別
鐵路客票利用物聯網技術進行內部數據的加密,這樣的話只有特定的系統才可以進行數據的讀寫,這對車票造假可以進行一定的打擊,與此同時,檢票人員進行檢票時只需要對車票上的電子標簽進行閱讀,從而加快了旅客進站出站的速度,不僅方便了乘客,也大大提高了工作效率。
4、利用物聯網技術實現自動檢售票
在我國,自動售票系統已經投入使用,并且取得了不錯的效果,不僅節約了資源,還大大提高了工作效率,但是,自動檢票系統卻一直沒有施行,如果廣泛使用RFID電子客票,并且根據乘客的需求進行特定的自動檢票,不僅有利于乘客的需求,還節約了人力,從而大大提高了工作效率。
5、利用物聯網技術進行集裝箱的追蹤與監控
集裝箱運輸是鐵路貨運的主要方向,有很大的發展空間。當前的集裝箱主要是通過箱號的圖像進行識別,如利用攝像頭來對集裝箱的表面進行刷新,但是這種方法不僅效率低,而且受天氣的影響比較嚴重,如果將物聯網技術應用到集裝箱的識別與管理中,從而開發出信息化的集裝箱,這樣,不僅可以隨時監測集裝箱的運輸狀態,還可以加強管理,防止丟失,還可以提高經濟效益與價值。
6、利用物聯網技術進行倉庫的管理倉庫管理系統
物聯網技術可以應用到鐵路的倉庫管理中,對倉庫中的貨物貼上電子標簽,利用物聯網技術的唯一性與穿透性,借助貨物上的電子標簽,可以準確的記錄商品的序號以及相應的日期等,這樣可以方便管理人員對貨物進行準確的管理,還可以避免貨物的毀損等。
結語:
物聯網技術可以說是一次技術革命的變革,其發展與應用必將給人類的生產與生活方式帶來深刻的變革。鐵路交通一直是我國國民經濟的支柱產業,與人們的生活有著直接的聯系,因此,對鐵路交通的發展也提出了更高的要求,隨著鐵路交通的大力發展,對其的信息化要求也是越來越高,物聯網技術在鐵路交通中的應用正是順應了這一趨勢,推動了鐵路交通的快速發展。雖然物聯網技術發展時間不是很長,很多技術還處在發展階段,但是隨著不斷地實踐與探索,物聯網技術一定會在鐵路交通中發揮出更大的作用,從而帶動鐵路交通更好的發展。
參考文獻:
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隨著物聯網技術的興起,國內有很多公司開發出了應用于高校的物聯網實驗平臺,例如無錫泛太科技有限公司、深聯致遠科技有限公司和杭州喜馬拉雅集團科技有限公司等。這些公司的物聯網實驗平臺存在如下問題。1.各公司開發的物聯網實驗平臺往往只提供相關項目的代碼,由于公司的研發人員不具備教學經驗,他們提供的項目很難與本專業的相關課程進行有機的結合。2.各公司開發的物聯網實驗平臺采用的都是高端的ARM處理器,由于電子信息工程專業的學生只開設了51單片機的課程,由51過渡到帶有嵌入式操作系統的高端ARM處理器的學習難度較大。3.各公司開發的物聯網實驗平臺只提供物聯網的感知層和網絡層的相關實驗,即使個別的平臺也提供了應用層的實驗,但這些實驗很難與電子信息工程專業開設的相關課程進行有效的結合,學生在這樣的平臺下實驗,很難達到較好的效果。4.各公司開發的物聯網實驗平臺價格昂貴,每套價格都在萬元以上,如果以此平臺建立物聯網實驗室,資金投入較大。
二、物聯網與電子信息專業課程體系的對應關系
物聯網技術與電子信息工程專業課程體系的關系如圖1所示。由圖可以看出物聯網可分為三個層,分別為感知層、網絡層和應用層。下面研究這三個層與課程體系的對應關系。1.感知層與課程體系的對應關系。感知層是物聯網的皮膚和五官,主要負責數據采集和數據短距離傳輸兩部分,物聯網的該層與專業課程體系中的Zigbee技術、RFID技術與應用、傳感器及檢測技術和單片機原理與應用等課程相對應。傳感器及檢測技術課程從屬于物聯網領域,傳感器是獲取信息的工具,位于系統之首,其作用相當于人體的五官,直接感受外部信息,將信息轉化成可用信號,對系統的智能化起著決定性作用,智能程度愈高,系統對傳感器的依賴程度愈大。ZigBee技術在射頻與無線電技術、物聯網技術、工業通信技術等領域具有廣泛的應用。它是一種短距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線網絡技術。Zigbee技術是物聯網平臺感知層的一個重要組成部分。RFID技術是一種利用無線通信實現的非接觸式自動識別技術,是基于射頻識別的自動識別類的項目的核心技術,并且RFID技術也成為了物聯網感知層的核心技術。傳感器及檢測技術課程在物聯網的感知層負責的是數據的采集。Zigbee技術、RFID技術與應用這兩門課程在物聯網的感知層負責的是數據的短距離傳輸。單片機原理與應用課程在物聯網的感知層負責的是數據采集與數據短距離傳輸之間的橋梁。2.網絡層與課程體系的對應關系。網絡層主要負責把感知層感知到的數據無障礙、可靠及安全地進行傳送,物聯網的該層與專業課程體系中的通信原理、信息論與編碼、通信網及接入技術和工業通信技術基礎等課程相對應。這些課程給物聯網的網絡層技術提供理論支撐,是物聯網網絡層理論基礎。3.應用層與課程體系的對應關系。應用層主要負責把感知和傳輸來的數據進行分析和處理,做出正確的控制和決策,物聯網的該層與專業課程體系中的電子系統軟件設計、監控系統軟件基礎、3G技術應用和數字圖像處理等課程相對應。
三、物聯網實踐教學平臺的設計
物聯網的三個層都有相應的課程與之對應,但學生在進行課程的理論學習和實踐學習的時候,課程之間比較孤立,很難建立這種對應的關系,所以導致課程的理論和實踐教學效果較差。通過以上分析可以看出物聯網技術與電子信息工程專業課程體系有著緊密的關系,該關系是設計并實現基于物聯網技術的實踐教學平臺的基礎。以物聯網技術與電子信息專業課程體系的對應關系為依托,結合本專業理論教學與實踐教學的特點設計符合本專業的物聯網實踐教學平臺。該實踐教學平臺如圖2所示。該平臺硬件由ARM嵌入式主板、模塊板和PC機平臺或手機平臺構成。模塊板中RFID模塊、Zigbee模塊、藍牙模塊、傳感器模塊和GPS模塊主要負責物聯網感知層的功能,感知層的每一個模塊都有與之對應的理論課程,在利用模塊進行感知層實驗時可以讓學生更深刻地理解與之對應的理論課程的知識點,達到理論與實踐的統一。模塊板中以太網模塊、GPRS模塊和WIFI模塊主要負責物聯網網絡層的功能,網絡層的兩個模塊都有與之對應的理論課程,同樣在利用模塊進行網絡層實驗時可以讓學生更深刻地理解通信原理、信息論與編碼這些理論性較強的課程的知識點。PC機平臺或手機平臺主要負責物聯網應用層的功能,基于這兩個平臺的應用層軟件開發,可以將傳輸層上傳的數據進行更好地顯示和存儲,這正是監控系統軟件設計這樣的專業課所涉及的知識。而ARM嵌入式主板是感知層模塊和網絡層模塊之間的橋梁。它一方面負責與傳感器模塊及短距離傳輸模塊進行通信進行數據的獲取,另一方面它將獲取到的數據通過網絡層模塊進行傳輸與上位機進行通信。
ARM嵌入式主板采用意法半導體公司的STM32系列處理器,方便學生由51快速的過渡到ARM處理器的學習,PC機平臺選用Windows操作系統,手機平臺選用Android操作系統。
四、教學效果