高職院校物聯網技術實訓室建設探索
摘要:物聯網技術是通過多通道通信技術的信息傳感設備進行信息采集,同時采用網絡終端來按約定的協議實現人與人、人與物、物與物的全面互聯的一種網絡技術。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,然后結合互聯網、移動通信網等網絡技術進行信息的傳送與交互,最后采用智能計算技術對信息進行分析處理,從而提高對物質世界的感知能力,實現智能化的決策和控制。為此,文中介紹了物聯網技術的節點架構和基于無線傳感器網絡技術的數據查詢,最后對高職學院的物聯網實驗室建設工作進行了分析和探索。
關鍵字:物聯網;無線傳感器網絡;高職院校;物聯網實驗室
0 引言
人類社會進入21世紀,信息技術已滲透到經濟發展和社會生活的各個方面,人們的生產、生活以及學習方式正在發生著深刻的變化,全民教育、優質教育、個性化學習和終身學習已成為信息時代教育發展的重要特征。我國教育改革和發展正面臨著前所未有的機遇和挑戰。以教育信息化帶動教育現代化,破解制約我國教育發展的難題,促進教育的創新與變革,是加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰略抉擇。教育信息化要充分發揮現代信息技術優勢,注重信息技術與教育的全面深度融合,在促進教育公平和實現優質教育資源廣泛共享、提高教育質量和建設學習型社會、推動教育理念變革和培養具有國際競爭力的創新型人才等方面具有獨特而重要作用,是實現我國教育現代化宏偉目標不可或缺的動力與支撐。我國教育信息化雖然已經取得顯著進展,但與人民群眾的需求和世界發達國家水平相比還有明顯差距。必須充分認識推進教育信息化的重要性和艱巨性,把教育信息化作為國家信息化的戰略重點和優先領域全面部署、加快實施,調動全社會力量積極支持和參與,用十年左右的時間初步建成具有中國特色的教育信息化體系,使我國教育信息化在整體上接近國際先進水平,推進教育事業的科學發展。
1 物聯網技術的節點架構
物聯網技術節點一般由傳感器模塊、路由協議管理模塊、系統控制模塊、無線收發模塊和能量控制模塊等五部分組成。每個傳感器節點兼顧傳統網絡技術節點終端和路由器雙重功能,除了進行本地信息收集和數據處理外,還要對其他節點轉發來的數據進行存儲、管理和融合等處理,同時還需要與其他節點協作完成一些特定任務。為了能夠實現最為穩定的節點互聯和信息互通,本文將采用伯克利大學編寫的Tiny OS操作系統,并把該操作系統移植到目前比較新的SOC芯片上,從而在節點上實現完整的MAC協議以及路由協議,并根據應用場合的不同和實際的需要將其替換為不同的路由協議。該系統的主題軟件架構框架如圖1所示。
2 基于無線傳感器網絡技術的數據查詢
無線傳感器網絡技術的產業化使用核心技術之一就是海量數據的有效處理,包含存儲、統計、查詢以及基于數據處理之上的專家對數據的判斷。行業領域應用的技術矛盾之一是行業數據的大規模和專家的小數量之間的矛盾,這一問題的解決方式集中于專家的遠程化準現場處理,而在這種處理方式中,數據的準確查詢和使用是核心中的核心。對SINK節點傳過來的數據進行處理包括采集、分析、存入數據庫、查詢等。針對數據查詢,本項目主要研究傳感器網絡技術環境下不受節點失效、通信鏈路失效和節點移動影響的查詢處理技術,提出了基于該技術的聚集查詢、KNN查詢和連接查詢等典型查詢處理算法,研究了能夠在系統部署之后動態且高效地添加新的查詢語言、存儲和索引機制、查詢處理算法的新型傳感器網絡技術數據庫管理系統的體系結構,實現了具有自主版權并滿足實時性、魯棒性要求的、具有動態可擴充能力的新型傳感器數據庫管理系統的原型系統NHSensor。
評論