周叢寅

（甘肅財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州7300207）

1.實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)需求分析

1.1 建設(shè)意義

目前來(lái)看，發(fā)展中缺乏復(fù)合型人才，特別是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方面還存在很多問(wèn)題。從人才培養(yǎng)這一角度來(lái)看，應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的高技能人才的培養(yǎng)。從這一層面來(lái)看，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)要聚焦新技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)還要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室設(shè)置，促進(jìn)人才培養(yǎng)工作順利開(kāi)展。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)要促進(jìn)理實(shí)結(jié)合，為學(xué)生提供更多實(shí)踐機(jī)會(huì)，幫助其鞏固對(duì)理論知識(shí)的理解，進(jìn)一步提高其動(dòng)手能力。信息時(shí)代背景下，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的融合能夠掀起技術(shù)研究的熱潮，這種情況下也能帶動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，將RFID射頻技術(shù)、有線傳感技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)交絡(luò)異構(gòu)、終端管理等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)中，提升整個(gè)平臺(tái)的智慧性。

1.2 實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)特點(diǎn)

1.2.1 技術(shù)全面化

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)要采用新型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，突破技術(shù)難關(guān)。在技術(shù)選擇上，要突出全面化原則。在此過(guò)程中，相關(guān)人員可與當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè)取得聯(lián)系，引入新型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時(shí)還可邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員來(lái)實(shí)訓(xùn)室做技術(shù)指導(dǎo)，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)。此外，實(shí)訓(xùn)室建設(shè)人員要提高自身素質(zhì)，不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且還要熟悉實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的各種技術(shù)，了解信號(hào)的接收方式、傳感器工作原理等內(nèi)容。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要引入多種設(shè)計(jì)方案，如嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無(wú)線通信原理、二維條碼技術(shù)等，突破實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的技術(shù)困境。

1.2.2 業(yè)務(wù)典型化

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中相關(guān)人員要著力于協(xié)調(diào)應(yīng)用層與就業(yè)層之間的關(guān)系。當(dāng)然，在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中還要吸收一些優(yōu)秀企業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，引入與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的經(jīng)典業(yè)務(wù)，搭建專(zhuān)業(yè)化的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，為人才培養(yǎng)提供保障。

1.2.3 應(yīng)用數(shù)字化

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用高度契合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)要求。在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)人員要轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)觀念，從實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、行業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)訓(xùn)墻多個(gè)途徑入手，著力于構(gòu)建信息化平臺(tái)，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)訓(xùn)方案，促進(jìn)理實(shí)銜接。

1.3 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)要突出產(chǎn)學(xué)結(jié)合的原則，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)結(jié)合一體化平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化各項(xiàng)育人資源，促進(jìn)人才的專(zhuān)業(yè)化培養(yǎng)。同時(shí)，相關(guān)人員還可搭建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，圍繞特定的主題，引入當(dāng)下比較流行的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，集實(shí)訓(xùn)與培訓(xùn)于一體，使各個(gè)技術(shù)之間能夠融會(huì)貫通，提高人才的專(zhuān)業(yè)能力。此外，相關(guān)人員還要引入先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，為學(xué)員提供真實(shí)性的實(shí)訓(xùn)情境，使其在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中掌握更多的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容，將來(lái)更好地適應(yīng)崗位需求。當(dāng)然，相關(guān)人員也可引入企業(yè)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，借助校內(nèi)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)展培訓(xùn)工作，讓學(xué)員通過(guò)各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、智能視頻技術(shù)等教學(xué)實(shí)驗(yàn)，深化對(duì)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)的理解。此外，學(xué)校還要與企業(yè)建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)雙方資源的融會(huì)貫通，能夠自動(dòng)識(shí)別、感知各個(gè)信息，通過(guò)這種方式也能帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？傮w來(lái)看，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的打造要突出以下四個(gè)要點(diǎn)：其一，結(jié)合農(nóng)業(yè)院校專(zhuān)業(yè)特征優(yōu)化實(shí)訓(xùn)目標(biāo)設(shè)計(jì)，切實(shí)滿足專(zhuān)業(yè)發(fā)展需求。其二，引企業(yè)資源入校，實(shí)現(xiàn)校企資源的深度整合。其三，注重理實(shí)結(jié)合，以理論指導(dǎo)實(shí)踐。其四，滿足創(chuàng)業(yè)要求，同時(shí)也要高度契合現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，著力于打造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智慧城市建設(shè)的目標(biāo)。

2.實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)因地制宜的原則，即結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展特征引入合適的技術(shù)。同時(shí)，還要為學(xué)員搭建良好的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，配以專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員指導(dǎo)。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，還要引入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的新型技術(shù)，通過(guò)模擬真實(shí)的環(huán)境促進(jìn)學(xué)員能力提升。其次，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中還要給學(xué)員講述物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本常識(shí)，如傳感器的應(yīng)用、WSN技術(shù)應(yīng)用等。當(dāng)然，技術(shù)人員也可引入一些實(shí)踐案例，激發(fā)學(xué)員的想象力，充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)重要內(nèi)容?？陀^來(lái)講，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)屬于移動(dòng)實(shí)訓(xùn)系列產(chǎn)品，由多個(gè)可移動(dòng)的元素構(gòu)成，如網(wǎng)關(guān)、控平板、數(shù)/模采集器等。整個(gè)系統(tǒng)中有核心部件，如網(wǎng)關(guān)，安卓工控平板。采集器的選擇要貼合實(shí)際情況，如地理特征、溫濕度變化等，必要情況下還要配備加濕器、風(fēng)扇風(fēng)。

3.實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)方案

3.1 總體功能設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)背景下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，協(xié)調(diào)感知層（具有較強(qiáng)的感知能力，通過(guò)感知周?chē)h(huán)境溫濕度變化判斷氣候特征，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備的調(diào)控）、傳輸層（接收各個(gè)傳感器傳來(lái)的各個(gè)信號(hào)，對(duì)收集到的信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)整，最后發(fā)送至各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋）與應(yīng)用層（主要負(fù)責(zé)瀏覽器的服務(wù)與管理，提升客戶(hù)的用網(wǎng)體驗(yàn)）的關(guān)系（詳情見(jiàn)圖1）。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)是實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的重要部分，主要從WSN、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、GPRS三個(gè)層面入手。

3.2.1 WSN設(shè)計(jì)

WSN設(shè)計(jì)是實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，其設(shè)計(jì)主要突出模塊化理念。以處理器設(shè)計(jì)為例，主要選擇ARM處理器，該處理器能夠識(shí)別傳感器傳來(lái)的各種信息，經(jīng)無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)信息的交互處理，同時(shí)也能經(jīng)RS485傳輸?shù)狡渌?jié)點(diǎn)（詳情見(jiàn)圖2）。通過(guò)信息交流能夠提升整個(gè)系統(tǒng)的信息處理效率。

圖2 WSN設(shè)計(jì)

3.2.2 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的要點(diǎn)，主要依托ARM處理器，以GPRS或以太網(wǎng)為主線，連接傳感器與服務(wù)器，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地運(yùn)行（詳情見(jiàn)圖3）。

圖3 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

3.3.3 GPRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

GPRS具有很強(qiáng)的控制功能，其能根據(jù)周?chē)h(huán)境變化調(diào)節(jié)環(huán)境傳感器的各個(gè)參數(shù)。此外，GPRS系統(tǒng)也有很強(qiáng)的信息交互功能，通過(guò)識(shí)別各個(gè)部分的信息能夠帶動(dòng)各部分電器正常運(yùn)行（詳情見(jiàn)圖4）。

圖4 GPRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括多個(gè)部分，如中間件、監(jiān)控中心DEMO程序等。以前者為例，其是一種相對(duì)獨(dú)立的程序，其在系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效協(xié)調(diào)各個(gè)信息資源，便于用戶(hù)高效地開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用軟件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合考慮多個(gè)因素，如數(shù)據(jù)交互技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等，同時(shí)，相關(guān)人員還要掌握與通信技術(shù)相關(guān)的編程技術(shù)，還可邀請(qǐng)專(zhuān)家在線答疑，促進(jìn)農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)深度融合。從工作原理來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)接收到來(lái)自操作者的指令，服務(wù)程序?qū)⑦@一指令給下一級(jí)（代理管理器），由該管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的再整合，經(jīng)TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)礁鱾€(gè)通信節(jié)點(diǎn)。DEMO程序具有監(jiān)控功能，在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)該程序能夠自動(dòng)感知農(nóng)業(yè)環(huán)境，相關(guān)人員也能在系統(tǒng)中查到歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行科學(xué)化管理。

4.結(jié)語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)要從多個(gè)角度入手。相關(guān)人員要明確實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)需求，分析實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)特征、目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上總結(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際需求優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)方案制定過(guò)程中，可從系統(tǒng)整體布局入手，注重總體功能設(shè)計(jì)，同時(shí)還要優(yōu)化軟件與硬件設(shè)計(jì)，使整個(gè)系統(tǒng)的智能化特征更加顯著。