【摘 要】在分析檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案；詳細(xì)介紹了檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。該方案對(duì)高校建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 檢測(cè)技術(shù) 無線傳感器

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，它是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)作為智慧網(wǎng)絡(luò)，是各類傳感器和現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)相互銜接的一種新技術(shù)[1]。完美融合各種高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物、人、計(jì)算機(jī)互通互聯(lián)、信息同步、信息共享的功能[2]。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的概念和工程實(shí)踐能力，結(jié)合檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)際情況，國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)示范中心在學(xué)校和學(xué)院的支持下，依托示范中心的師資力量，面向各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境，組建了基于物聯(lián)網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。目的在于持續(xù)培養(yǎng)一批基于物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)檢測(cè)與控制方面的軟硬件開發(fā)人才，為學(xué)院的教學(xué)科研和學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)提供了良好的指導(dǎo)模式。

1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)依托日益發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建一種新興網(wǎng)絡(luò)協(xié)作平臺(tái)，它為為設(shè)備供應(yīng)鏈提供的解決方案前所未有的、近乎完美，也就是說，企業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確知道每個(gè)設(shè)備在設(shè)備供應(yīng)鏈上任何時(shí)間的位置信息，并且物聯(lián)網(wǎng)能為為管理決策提供更加準(zhǔn)確有效的支持[3]。物聯(lián)網(wǎng)又稱為EPC（ 電子產(chǎn)品代碼 ）系統(tǒng) ，是一個(gè)非常先進(jìn)的、綜合性的、復(fù)雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的其最終目標(biāo)是為每個(gè)設(shè)備建立全球的、開放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，主要由以下6個(gè)方面組成：EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)、EPC標(biāo)簽、識(shí)讀器、應(yīng)用層事件、對(duì)象名解析服務(wù)、EPC信息服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不僅能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，而且能夠優(yōu)化整個(gè)供應(yīng)鏈，因此，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)物-物通信、物-物聯(lián)動(dòng)，使連接到物聯(lián)網(wǎng)上的所有物品、設(shè)備能夠自由地互相通信、共享信息、互通狀態(tài)。

2 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主要是通過各種傳感器的應(yīng)用來培養(yǎng)學(xué)生信號(hào)檢測(cè)與控制方面的能力。傳感器是機(jī)器感知物質(zhì)世界的”感覺器官”，可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號(hào)，為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的傳感器正逐步實(shí)現(xiàn)微型化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化，正經(jīng)歷著一個(gè)從傳統(tǒng)傳感器（dumb sensor）→智能傳感器（smart sensor）→嵌入式Web傳感器（embedded web sensor）的內(nèi)涵不斷豐富的發(fā)展過程[5]。目前，面向物聯(lián)網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究包括：

（1）先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控綜合傳感器技術(shù) 、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理、傳送；

（2）智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)研究；

（3）傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議研究；

（4）對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的檢測(cè)與控制；

（5）傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全；

基于物聯(lián)網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)主要偏重于上述的1、2、4點(diǎn)進(jìn)行研究。在研究星形組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用CC2530芯片智能處理傳感器轉(zhuǎn)換來的信號(hào)，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)信號(hào)的檢測(cè)與控制。

3 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容

中心堅(jiān)持“三個(gè)面向” 的人才培養(yǎng)定位，育人為本，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)并重，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，為石油行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)高素質(zhì)實(shí)用型工程技術(shù)人才。在檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中一直秉承這一宗旨，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3.1檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采用自主研發(fā)，外包加工的原則。自主研發(fā)分為硬件和軟件二部分。硬件部分包括了強(qiáng)大的嵌入式網(wǎng)關(guān)、ZigBee模塊、4類通訊接口模塊、11類工控參數(shù)的傳感器模塊，完全滿足檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的需求。軟件部分包括基于Z-STACK的星型網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器程序、星型網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)程序（包括溫濕度，光敏，超聲波，溫控箱，紅外，酒精節(jié)點(diǎn)）、上位機(jī)程序。

3.2檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室軟件建設(shè)

檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室軟件建設(shè)主要是探究其管理機(jī)制與運(yùn)行模式?；谖锫?lián)網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是結(jié)合行業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，形成具有石油電氣信息應(yīng)用特色的檢測(cè)、處理、傳輸、控制和執(zhí)行5個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，推行“導(dǎo)師引導(dǎo)，探究學(xué)習(xí)” 的新模式，吸引更多的學(xué)生參加教師課題研究，為了更好的推行這一模式，檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室采用開放實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行管理體系 。結(jié)合檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的情況 ， 經(jīng)過幾年的探索和實(shí)踐 ， 建立起“導(dǎo)師引導(dǎo)、探究學(xué)習(xí)、保證措施到位”的管理模式 ，

采用導(dǎo)師引導(dǎo)，學(xué)生探究的新模式。在管理上，采用團(tuán)隊(duì)管理值班模式，即每個(gè)老師帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)輪流管理，一方面有利于管理的人性化，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是個(gè)新興的、不斷發(fā)展中的、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用的學(xué)科，它的研究發(fā)展和應(yīng)用推廣將會(huì)對(duì)人類生活的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響?；谖锫?lián)網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為核心，通過自主研發(fā)無線傳感網(wǎng)絡(luò)與檢測(cè)技術(shù)緊密結(jié)合；推行導(dǎo)師引導(dǎo)，學(xué)生探究新模式，培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力；采取實(shí)驗(yàn)室開放與學(xué)生自主管理，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與維護(hù)，提高學(xué)生主動(dòng)性和積極性。基于物聯(lián)網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的星型連接，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用還有待提高。在未來檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理的同時(shí)要努力完善拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和進(jìn)一步擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋躍.單片機(jī)精品課程的實(shí)踐教學(xué)改革[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（3）：83-85.

[2]張學(xué)波.傳媒類國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（11）：89-91.

[3]崔莉，鞠海玲，苗勇等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2005，42（1）：163-174.

[4]周琪鋒.開放實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新模式的探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（12）：176-178

[5]時(shí)連君，萬(wàn)殿茂.實(shí)驗(yàn)室開放與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（5）：168-170.