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第1篇：物聯網實驗室范文

關鍵詞：物聯網；應用型人才；物聯網綜合實驗室

中圖分類號：F494 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）14-0154-02

1概述

1.1物聯網的背景

物聯網（The Internet of Things-IOT）的概念在1999年提出，它的定義是通過射頻識別（RFID）定位系統、掃描器等傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，并實現對物體的智能化識別、監控和管理的一種網絡。物聯網的核心技術，其實是無線通訊和無線網絡技術，特別是傳感技術和嵌入式技術。

美國在2009年提出了“智慧地球”戰略，投資建設新一代的智慧型基礎設施，并且將物聯網和新能源列為振興經濟的兩大武器。物聯網掀起了繼計算機、互聯網和移動通信網之后的又一次世界信息產業的新浪潮。它將成為未來經濟發展、社會進步最重要的基礎設施。

溫總理2009年提出“感知中國”戰略以來，物聯網被正式列為我國五大新興戰略性產業之一，并寫入政府工作報告，物聯網在我國受到了極大的關注。在2010年3月教育部發出通知：在高校本科階段設立物聯網專業，為物聯網相關產業培養高素質人才。目前對于精通物聯網相關技術的人才在我國十分稀缺，因此物聯網專業的就業前景被一致看好。

1.2物聯網的關鍵技術

物聯網的技術根據不同功能，可分為三類：

第一類是傳感技術，通過多種傳感器、RFID、二維碼、定位等數據采集技術，實現對外部信息的感知和識別。

第二類是網絡技術，通過互聯功能，實現對各種感知信息的傳送，包括各種有線和無線傳輸技術、交換技術、組網技術等。

第三類是應用技術，通過各種應用程序提供信息的分析處理，包括數據存儲、并行計算、數據挖掘、平臺服務、信息交互等。

基于以上技術，物聯網不僅僅提供了傳感器的連接，實現物物相連，其本身也具有了智能處理的能力，能夠對物體進行智能控制和信息分析。

2高校物聯網綜合實驗室建設的重要性

如今工信部已將物聯網納入“十二五”規劃，物聯網產業在全國多個城市呈現高速發展的態勢。各地陸續物聯網的發展規劃，江蘇擬在2015年全省物聯網產業銷售收入超4000億元。浙江要在2015年物聯網產值達到1000億元。廣東提出2年內物聯網產值超2000億元。山東提出2015年物聯網產值突破2000億元。各地政府對物聯網產業的大力支持揭示了該產業在未來的發展潛力巨大。

然而，隨著物聯網市場的不斷擴張，全國物聯網相關技術人才緊缺，缺口量在18萬以上。所以物聯網工程專業的就業前景非常廣闊。

物聯網工程專業的開發應用涉及多個專業的綜合應用，實操性要求非常強。高等院校在人才培養方面應以物聯網各種應用的實驗、項目開發為主，重點提高學生實踐能力。而項目驅動的教學模式則需要配有符合要求的綜合性的物聯網專業實驗室。因此，建立符合人才市場需求的專業實驗室是物聯網專業建設的重要工作之一。

3高校物聯網綜合實驗室的建設方案

3.1物聯網綜合實驗室建設的總體方案

基于當前物聯網的形勢，高校物聯網綜合實驗室的建設應符合如下特點：有利于理論知識學習，并提高學生實踐應用和創新能力；讓學生在實驗室這個開放的平臺上盡可能多的接觸到更多技術和實際產品，激發學生的學習熱情和興趣。并達到以下的建設目標：培養能夠系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備通信技術、網絡技術、傳感技術等領域的工程技術應用型人才。

本文提出的物聯網綜合實驗室的建設方案是：基于無線局域網和光纖通信技術的光載無線交換機，并以此為基礎結合嵌入式M2M終端設備組建的物聯網綜合信息網絡系統。該實驗室把無線通信、嵌入式設備、各種傳感器以及射頻識別等技術融為一體，它不僅能提供基礎性的物聯網實驗，還配置了各式的實際應用設備并展示了相關產品模型，使得在有限的實驗環境內盡可能地模擬真實環境且功能完備。學生除了進行一些驗證性實驗，還可以進行硬件接口設計、軟件編程設計和實際的物聯網綜合應用設計。

3.2物聯網綜合實驗室硬件配置

該實驗室主要的設備包括：光載交換機、光載無線天線盒、WIFI考勤機、指紋門禁機、WIFI攝像機、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、倉儲物資讀卡機、直流電機、智能家居模型、交通燈模型、龍門吊模型、GPGS模塊、WIFI設備服務器、路由器、交換機、裝有無線網卡的電腦、物聯網實驗箱、條碼掃描器、PDA、單片機等。

3.省略 2008、IAR、JDK1.6、protel、Keil、WirelessMon、ComMaster、ChipconFlashProgrammer、PLC、NetIQ Chariot、定位監控軟件。

3.4物聯網綜合實驗室專業實驗課程的設置

該實驗室支持三大類物聯網專業實驗。

3.4.1傳感層實驗

傳感層器件（射頻識別、傳感器、嵌入式機器）的網絡化處理，包括硬件設計、協議通信，實現數據采集。

3.4.2網絡層實驗

光載無線通信技術和光載無線交換機的安裝、配置與調試，有線、無線局域網組建等，實現數據以不同的方式傳輸。

3.4.3應用層實驗

各種應用平臺的設計，對采集到的數據進行分析和處理，包括視頻監控、溫濕度傳感、人員考勤管理等平臺。

除了基本的課程實驗外，還可開設一些面向物聯網綜合性應用的實踐項目，例如：智能家居系統、智能超市系統、物流倉管系統等，使得課程實驗內容由驗證型向綜合型、設計開發型逐步推進。采用工程案例化教學，人才培養以適應社會需求為目標，提高學生的理論應用和實踐能力，為社會培養出技能型、應用型的人才。

4結語

在當前物聯網高速發展的形勢下，高校應結合實際，培養出適合社會需求的物聯網技術人才。為了讓學生適應物聯網實際的開發需求，熟悉未來的工作環境，物聯網綜合實驗室應建成一個仿真的應用環境，強調關鍵技術的應用，并構建團隊開發環境，培養學生的團隊精神、軟件架構開發等能力。最終學生才能充分體會到實際工程案例式教學的作用，把理論應用于實踐。

參考文獻

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[4]付永貴．基于分組教學的高校物聯網實驗室構建研究

第2篇：物聯網實驗室范文

關鍵詞：物聯網；開放實驗室；實驗室管理

一、引言

近年來，大數據、物聯網、人工智能等新興技術在高等學校的不斷深入應用為學校教育教學帶來了深刻變革，數字校園、智慧校園建設取得了突破性進展。長江師范學院實驗室建設過程中，以“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念為指導，按照“智慧感知、服務教學、開放共享、科學決策”原則，以物聯網技術應用為基礎，以實驗室管理改革為重點，以實驗室開放共享為目的，通過實驗室開放管理平臺、實驗室信息化綜合管理系統和智慧門禁系統建設，實現了信息技術對實驗室管理的支撐，促進了學校教育教學改革和發展。

二、實驗室建設和管理中存在的問題

以長江師范學院為例，學校在實驗室建設和運行中發現，當前的實驗室管理過程存在如下問題：實驗室建設各自為政；實驗教學定時、定點、定內容、定輔導教師，個性化程度低；學生自主發展和實踐鍛煉的實踐、空間和資源有限；實驗教學質量評價機制不健全，不能有效調動師生的積極性。這些問題嚴重制約實踐教學體系和創新教育體系建設。結合學校信息化工作開展和以上問題的實際，學校在《長江師范學院事業發展“十三五”規劃》明確提出“大力實施信息化戰略，加快教育現代化進程”，部署了“優化信息化環境”、“推動教學模式創新”、“實現管理信息化”等3項重大工程，著力推進教育資源和教學環境信息化建設、信息技術與教育教學深度融合、治理體系現代化與信息服務能力同步提升。在這樣的背景下，打破實驗室建設、管理、使用壁壘，打造基于信息化環境的開放實驗室，是建設高水平應用型大學的必然要求，也是培養高素質應用型人才，提高學生實踐動手能力、科學研究能力和創新能力的客觀需要。

三、建設實驗室開放管理平臺可行性分析

1.體制機制保障為保證實驗室開放建設工作的開展，在學校網絡安全和信息化領導小組的統一領導下，教務處、資產管理中心、信息化辦公室、各二級學校實驗中心各司其職，分工協作，明確責任，對項目中提出的各項任務、重大決策與總體部署進行落實。通過開展實驗室開放平臺建設調研，定期召開建設工作會，探索實驗室開放平臺建設機制與應用模式，統籌協調實驗室開放平臺建設實施，開展實驗室開放宣傳普及與人員培訓。

2.實驗室開放建設經費保障依托學校智慧校園建設的經費投入，采取自籌、合作、項目申報等形式獲取各級財政支持，按照邊建邊受益、分步實施的原則投入。形成良性的、循序漸進的資金投入機制，實驗室開放建設持續穩定。

3.實驗室開放平臺政策保障建立校級領導研究實驗室開放共享管理工作機制，確保實驗室開放建設的規范運行。編制《長江師范學院實驗室共享管理平臺項目實施方案》，出臺《長江師范學院貴重儀器設備管理辦法》《長江師范學院儀器設備管理使用規程》《長江師范學院信息化數據管理辦法》《長江師范學院信息化項目管理辦法》等規章制度。為提高實驗室開放建設使用成效，教務處、信息化辦公室、各二級學院對教師、學生、試驗室管理人員開展培訓。

四、實驗室開放平臺架構

1.實驗室開放平臺架構基于物聯網技術的實驗室開放平臺搭建，需對實驗室人員、儀器設備、環境設施等有效感知識別，將視頻監控、圖像識別、人臉識別、門禁系統、傳感器采集、電源控制、無線網絡傳輸、RFID射頻技術、實驗管理等技術融合應用，實現考勤簽到、環境監測、視頻監控和遠程控制于一體的實驗室開放平臺。實驗室開放平臺架構主要由實驗室監控系統、實驗室門禁系統、實驗設備在線預約系統、實驗設備綜合管理系統、實驗課程綜合管理與分析系統等組成，如圖1所示。（1）實驗室監控系統實驗室監控系統由視頻攝像頭、紅外傳感器、GIS定位等組成，負責采集實驗室場地視頻數據，實時對實驗室監控、錄像、視頻動態感知、網絡聯動、存儲、備份、畫面分組等。是實驗室安全監控、采集、存儲重要保障，實現實驗室安全預警。（2）實驗室門禁系統實驗室門禁系統充分融合學校統一身份認證，拓展校園卡（碼）功能，運用IC卡射頻、人臉識別、指紋密碼、智能門禁終端、門禁控制器等，實現實驗室人員進出權限控制的有效管理。門禁系統與監控系統有效結合實現實時對實驗設備電源開啟關閉和實驗室視頻監視，驗證并保存記錄實驗室人員進出情況、實驗室內部設備操作過程。（3）實驗設備在線預約系統實驗設備在線預約系統實現無人值守實驗設備在線預約和管理。包括用戶管理、權限管理、儀器管理和各類數據的統計分析，對實驗室的儀器進行授權使用，對實際運行數據進行采集、監控和分析；管理者可通過統一身份驗證進行成員管理、在線預約管理、授權管理、送樣審批管理等管理工作。（4）實驗設備綜合管理系統實驗設備綜合管理系統實現實驗儀器相關基礎信息維護、授權維護、授權時段、預約規則定義、收費管理和成果與績效的管理等。包括儀器管理、儀器計費管理、成果管理和績效考核。（5）實驗課程綜合管理與分析系統實驗課程綜合管理與分析系統實現對實驗儀器設備使用人員的基本使用規范的控制，監控實驗過程，查詢儀器存放位置，保證儀器設備使用安全。包括用戶授權與經費、培訓、預約等多方面進行關聯，系統管理員實現對貴重儀器的實時監控，整合儀器信息與儀器分布地理信息，通過GIS地理監控程序在網頁瀏覽器上對儀器所在樓宇的地理信息進行直觀展現，項目成果與儀器的使用同步關聯，實時匯總績效考核信息與結果，自動生成儀器使用情況表等功能。

2.實驗室開放平臺關鍵技術方法（1）儀器設備管理控制開放實驗室核心端是儀器設備管理控制，按照預約的規則開啟和關閉，顯示設備信息、使用狀態、監控等。采用ZigBee協議無線傳輸，控制電源、讀卡器等，實現刷卡對多臺儀器或同一儀器多個組件進行同時控制。通過物聯網路由器接入到校園網中，實現與管理平臺軟件的數據聯通。考慮某些大型實驗設備是強電壓，儀器設備管理控制端，控制電流不低于30A，電壓不低于380V。在網絡出現脫機情況下，控制器仍能夠根據存儲信息進行訪問控制。（2）ZigBeeZigBee無線通信技術是基于蜜蜂相互間聯系的方式實現開放實驗室控制平臺、網絡傳輸、傳感器控制等通過互聯網通信與服務器、計算機（或終端）相連接。ZigBee無線通信技術是基于IEEE802.15.4無線標準，具有傳輸數據流量小、組網安全和GPS功能等特點。作為開放實驗室的無線通信技術選擇，ZigBee可實現對傳感節點網絡的組建和實驗設備的定位。（3）數據共享開放實驗室平臺建設與學校其他應用系統對接、共享是智慧校園（數字校園）建設中最重要的技術和管理問題，需要與校內人員信息、課程平臺、統一資源庫、校內視頻監控系統、一卡通系統、財務系統等對接，實現統一身份識別、監控統一管理、報賬結算和資源集中管理。數據共享要解決幾個關鍵問題，即數據標準的規范、中心數據庫設計、數據同步和對異常數據的處理。

五、實驗室開放平臺運行效果

1.改變實驗室管理模式通過實驗室開放管理平臺的建設，把原來各二級學院分散的管理轉變成學校集中統一的管理，實現實驗項目開設中除專業培養方案、課程教學大綱中要求的集中實驗項目外，教師、學生可自主申請開設和驗證實驗教學大綱外的實驗項目，拓展了學生的學習資源和空間，有效調動了師生進入實驗室的積極性，推進了實踐教學體系和創新教育體系建設。

2.數據分析支撐實驗室管理實驗室開放平臺可監控實驗室實驗過程，查詢儀器存放位置，保證儀器設備使用安全，如圖2所示。通過GIS地理監控程序在網頁瀏覽器上對儀器所在樓宇的地理信息進行直觀展現，如圖3所示。項目成果與儀器的使用同步關聯，實時匯總績效考核信息與結果，自動生成儀器使用情況表。

3.實驗室開放平臺建設促進學校信息化發展（1）部門聯動機制建立部門聯動機制的建立推進了高校治理體系和治理能力水平現代化。按照“總體規劃、明確責任、統一管理、分步實施”優化智慧校園建設體制機制，采取“責任分工、技術跟進、資源配合”原則開展實驗室開放推廣工作，明確各相關單位的職責和分工，積極培養技術團隊，保障實驗教學順利執行和實驗室開放平臺運行穩定，根據系統推廣需要，配置管理人員、經費、物資及政策等資源。（2）基礎數據共享機制建立以學校智慧校園平臺為基礎，按照教育部、省（市）級智慧校園建設要求規范管理設備編碼、人員、實驗項目、場地條件等數據，為智能化實驗開放提供基礎數據。智慧校園基礎平臺提供標準接口文檔，為不同的實驗室管理系統、平臺實現統一管理提供跨平臺應用環境，實現實驗室各類數據共享，推進學校信息化良性發展。實驗資源建設、管理及實驗教學體系從封閉走向開放，從分割走向共享，從統一要求走向自主創新，從儀器設備主導實驗項目走向需求主導實驗體系建設。（3）運用物聯網技術進行數據采集的長效機制建立一是充分利用系統管理功能，嚴把實驗項目、場地審核關。二是加強師生信息化能力培訓，提高數據采集質量。三是對實驗項目數據做分析，提升數據應用效果。通過物聯網技術、大數據分析和業務再造，實現實驗儀器管理、預約管理、自主實驗管理、事件管理和統計報表的自動化和智能化，促進實驗室開放和共享以及校內外實驗資源共享，提高儀器設備的利用率。

第3篇：物聯網實驗室范文

【關鍵詞】物聯網；專業實驗室；實驗室架構

一、物聯網發展狀況

物聯網是以感知為核心內容的物體與物體之間的互聯，從技術角度又稱為傳感網。物聯網將成為繼計算機、互聯網和通信網絡之后的信息產業第三次浪潮。當今世界物聯網已成為新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一，發展物聯網對于促進經濟發展和社會進步具有重要的現實意義。以前由于我們缺乏計算機互聯網的核心技術，在信息產業的發展中曾落后于歐美發達國家處于被動地位。科學技術是第一生產力，在科研方面我們要有前瞻性、預見性搶先占領科技制高點才能在以后的競爭中立于不敗之地。2010年3月5日，總理在政府工作報告中，明確將“加快物聯網的研發應用”納入戰略性新興產業的發展任務。2010年國家工信部和發改委出臺系列政策支持物聯網產業化發展。2020年之前我國將規劃3.86萬億元的資金用于物聯網產業化發展。

二、高職院校開設物聯網專業的可行性

2010年初教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知，眾多高校紛紛進行申報。截止2012年6月，國家一共審批了物聯網專業院校138所院校，大部分是本科院校。由于物聯網涉及的知識范圍非常廣泛，從專業視角來看，主要涉及：計算機科學與工程，電子與電氣工程，電子信息與通訊，自動控制，遙感與遙測，精密儀器等等。需要學生有扎實的基礎知識和良好的學習能力，本科院校的學生無疑占有優勢。

那么高校設置物聯網專業是不是就意味著高職院校不必再開設物聯網專業了呢？其實二者并不矛盾，因為物聯網產業本身對人才的需求是巨大的，而且對人才的需求具有方向多樣性和層次立體性。不但需要高端的開發設計人員，也需要低端的施工、調試人員。高職院校的學生雖然沒有本科學生基礎知識扎實，但是他們課程設置靈活，實踐環節與校外實習較多，相比之下也有自身的優勢。所以高職院校開設物聯網專業是可行的。

三、高職院校物聯網專業實驗室需求分析

物聯網專業涉及計算機、遙感測控、電子技術與通信等多方面相關專業知識，是明顯的交匯科目。物聯網專業培養的人才，不僅要掌握微型中央處理器、傳輸感應元件、軟件編程技術和相應的嵌入式技術，還要學習無線通訊、高頻設計、M2M技術、無線傳感網絡以及3G無線網絡設計等最新技術。這些知識都有一個共同的特點，就是理論性和實踐性都很強，理論知識都需要通過大量的實驗來理解和學習。而且很多課程實驗需要專門的硬件設備作為技術支持。

物聯網專業與其它專業相比，有其自身的特點：它是現有信息技術與傳感技術整合一體化的產物，它是以一個“能夠應用到實際中的系統” 的形式呈現的，這就意味著學生不但要學習相關的理論知識，還要通過大量的實踐提高自己的實際操作能力，高職院校開設物聯網專業一個亟待解決的問題就是物聯網專業實驗室的建設，所以實驗室的建設是必需的、而且迫在眉睫。

四、物聯網實驗室建設目標

1、實驗室建設應結合本校實際，打好基礎

在前期做好規劃，結合本校當前的資金情況，依托現有的實驗室基礎進行改建或擴建，首先要能滿足物聯網專業及相關專業的教學需求，重視學生基本應用開發能力培養。

2、實驗室環境能幫助學生對應用物聯網的實際項目進行學習

實驗室建設一定不能只重理論，不重實際。要和市場需求掛鉤，和理論實際掛鉤，依托物聯網實際應用項目，進行講解和學習往往能達到事半功倍的效果。

3、實驗室能夠面向校外，開展物聯網技術與應用的培訓工作

實驗室對內不僅可以滿足學生的教學需求，對外最好可以開展物聯網方面的培訓工作，這也是高校服務地方經濟的一種方式。

4、實驗室最好能建立開放的實驗環境，成為創新的實驗平臺

實驗室提供寬泛的實驗環境，可以增加學生選擇的機會，充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵創新精神。

五、物聯網實驗室建設的思路

1、物聯網實驗室建設要具有靈活性和可擴展性

物聯網的發展隨著科學技術的不斷進步，也在時時刻刻的發生著變化，這就要求實驗室具有靈活性，可以根據變化進行平穩的。所以要事先做好物聯網實驗室的規劃方案，預留出擴充和升級的接口。

2、物聯網實驗室建設要具有漸進性和統一性

根據我院實際情況物聯網實驗室建設很難一步到位，可以采取階梯式的漸進性建設方案，分階段進行建設，每一階段又能夠獨立投入使用，最終建成時又與設計目標是相統一的。

3、物聯網實驗室建設要具有一定的前瞻性

物聯網行業的發展突飛猛進，今天物聯網技術已進入2.0時代，這就要求物聯網實驗室的設備、全局物聯網實驗室的建設規劃要具有一定的前瞻性，以適應物聯網未來的發展。

六、高校物聯網專業實驗室構架

基礎實驗中心：建立計算機網絡實驗室；單片機實驗室；嵌入式系統實驗室；RFID實驗室；傳感器實驗室以提供基礎學科課程實驗。

實例演示實訓中心：以智能家居系統；智能安防系統；智能消防系統等成熟的物聯網小型系統為例，講解物聯網的專業知識。

應用實訓中心：構建通用典型的物聯網實際項目以及中規模應用系統，使學生參與到物聯網項目的設計開發中來，讓學生親身體驗物聯網系統給生活帶來的變化，激發學生的學習興趣，做到理論和實踐相結合。

參考文獻：

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第4篇：物聯網實驗室范文

【關鍵詞】物聯網 實驗室設備管理

一、前言

高校實驗室是高校科研創新的重要陣地，在高校科研教學中占有重要地位。實驗室管理的好壞在一定程度上影響了高校科研教學開展的順利與否。所謂實驗室管理，包括實驗室儀器設備的管理、實驗室物理環境的管理以及實驗室人員管理等方面。隨著高校規模的不斷擴大，實驗室規模也在不斷擴大，實驗室管理就面臨更多的管理難題，其中難點之一是實驗室設備數量大，實時動態監管難度大，從而形成了設備利用率不高、設備監管不及時而造成的設備丟失、設備損壞而不能及時維護等現狀。針對這些問題，本文結合物聯網技術，對高校實驗室設備管理方面進行相關的應用探討。

二、實驗室設備管理現狀

實驗室管理包括實驗設備管理、人員管理等方面，其中比較繁復的是實驗室設備的管理。現在的高校實驗室普遍采用管理人員人工管理，手工記錄的方式，即使是使用電腦記錄，信息也都是相對獨立分散的，并沒有納入一個整體系統進行管理，更加沒有形成一個信息交互的網絡用于動態管理。然而，隨著高校辦學規模的不斷擴大，實驗室開設的實驗項目不斷增多，利用手工記錄的方式必然無法滿足現代實驗室管理的需求。同時，實驗室管理人員數量有限，在高效利用和及時反饋上也顯現出了不適應，無法及時處理實驗設備的耗損，就造成了實驗設備的資源浪費。并且，隨著實驗室使用人員的不斷增多以及實驗設備的流動性增大，管理人員有限的精力也無法做到有效監管實驗設備的實時動向，無可避免的造成了實驗室設備的損失。

三、物聯網含義及發展

所謂物聯網，指的是所有物體通過各種信息傳感設備，例如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等裝置，按照約定的協議，與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，用來進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。物聯網自1999年由美國麻省理工學院的Kevin Ashton提出后，就被大眾關注并認知，而且逐漸運用于交通物流、工業自動化、公共管理等多方面。物聯網包含感知層、傳輸層和應用層三層。感知層主要負責采集相關信息，主要由各種傳感器及傳感智能設備構成，完成信息的收集與簡單處理，并且將信息傳遞出去。傳輸層主要負責對采集到的信息進行傳輸和處理，主要包括互聯網、通信網以及各種專用網等，是連接感知層與應用層的中間層。應用層主要是服務及應用，包括服務數據庫、用戶信息數據庫等，為手機、PC等各種終端設備提供感知信息的應用服務。物聯網通過網絡化、信息化的手段，將人與人、人與物的信息傳遞轉變成物與物的信息傳遞，有效地提升了效率，減少了能耗，保障了安全，因此將物聯網運用于高校實驗室設備管理，必將發揮巨大的作用。

四、物聯網在實驗室設備管理上的應用

利用物聯網技術對實驗室設備的管理，就是在儀器設備上寫入電子信息，通過管理終端對信息進行采集匯總，然后進行相應的處理。主要包括識別、感知、信息處理及信息傳送等步驟。

首先，物聯網技術實施的硬件支持包括射頻識別（RFID）裝置、傳感器、智能芯片、讀寫器、無線數據接入點和數據處理服務器等設備。相應的軟件支持包括設備管理系統、實時監控系統和中央處理系統等。

其次，利用RFID技術給設備加上電子標簽，寫入設備的基本信息，主要包括設備名稱、 規格、型號、設備號、生產廠家、出廠日期、使用單位等，以達到高效準確管理實驗室設備資源。要達到對實驗設備的實時跟蹤管理，我們可以利用門禁系統的讀寫器對設備的電子信息進行讀取，在實驗室出入的門上安裝門禁模塊，就可實時監控實驗設備進出實驗室的時間及地點，有效的管理設備動態。我們還可以在重要設備上預設安裝及存放位置，當設備位置有變動時就可以做到及時預警，防止丟失及意外情況的發生。并且，我們可將設備的使用說明、實驗操作指南等信息存儲于中央處理系統中，當實驗者進行實驗、操作設備時，可通過管理計算機實時讀取這些信息，為實驗者提供指導幫助。

當實驗室人員對實驗設備進行維護巡檢時，實驗室管理人員可以通過設備的電子標簽中存儲的信息，了解到該設備的基本信息、維護信息及使用情況等，達到提高維護設備效率，縮短維護檢查時間的目的。

五、結語

高校實驗室作為高校發展的一個關鍵地方，實驗室管理的高效必定為高校的科研教學提供更有利支撐。利用物聯網技術的實驗室設備管理，節省了管理者的時間，提高了管理的效率和質量，并為實驗本身提供了方便。因此，將物聯網技術應用于實驗室管理是可行且有效地。然而，實驗室設備的信息標簽存在人為移動的可能，物聯網網絡存在安全隱患等問題，因此，我們還應逐步完善安全方面的問題，以達到更加安全高效的應用。

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[6]陳偉.淺析高等院校實驗室的綜合管理[J]，科技信息，2012

第5篇：物聯網實驗室范文

為了提高實驗室的開放水平、管理的精細化水平和有效利用實驗室空間、設備以及支持的能源、網絡等資源，提出了采用微信、微博等學生喜聞樂見且使用方便的網絡新媒體來實現學生的實驗室簽到和使用預約;設計了基于智能能耗傳感器等物聯網設備對計算機系統、空調系統和其他實驗室支持環境的能耗進行采集與優化控制的新型監測和管理方式;基于新媒體和物聯網技術的新型智能化、精細化的開放平臺實驗室管理機制使得實驗室的開放管理機制更適應雙/多校區的教學及科研活動管理，并且實現資源高效利用和節能減排。

關鍵詞:

微信;物聯網;精細化管理;雙校區;綠色校園

近年來隨著高校教學改革的深化，各高校不斷地探究新的實驗教學方法，高校實驗室管理和運作模式從傳統的課程教學型實驗室逐漸轉變成開放型實驗室。開放型實驗室不僅能滿足不同水平和能力的學生需求，而且提供了一個發揮個人潛能的實驗環境，從而使學生可以自主地到實驗室進行實驗研究和探索性學習，這不僅有利于發揮學生做實驗的積極性、主動性，也有利于培養學生的個性，激發學生的思維，引發他們創造的欲望，點燃他們創新火花［1］。開放型實驗室能更好地適應當前新的實驗教學模式，例如課題研究實驗教學模式，項目化實驗教學模式，競賽培養實驗教學，為學生搭建一個多元化的創新平臺，培養了學生的科研精神和團結合作精神，從而提升學生的綜合素質［2－4］。開放型實驗室建設是一個系統工程，它需要多方面的建設。實驗室開放不是時間、空間的簡單開放，也不是教學內容和儀器設備的簡單開放，實驗室開放必須有先進的管理理念和管理制度作保障［5］。在為實驗室開放提供必備經費、設備和人員保障的前提下，探索基于新媒體和物聯網的開放實驗室管理新機制，設計開放實驗室管理系統是至關重要的［6］。它可以進一步提高教學資源和設備的利用率，更能夠保障高校實驗室開放管理的順利運行，使開放型實驗室真正成為培養創新型人才的搖籃。

1當前實驗室開放和管理中的突出問題

1．1學生無法及時獲得實驗室詳細的開放信息

目前高校實驗室一般采用課程實驗預約開放時間，開放自主使用的網上預約管理方式［7］。由于網上系統信息需要及時更新和實時錄入，尤其是課程實驗時間的臨時調整變化無法及時上傳，學生無法方便地獲得實驗室的實時開放狀態和具體的空余(設備)資源情況。以天津大學為例，2015年進入雙校區運行狀態后此問題將會變得更加突出。例如，學生從實驗安排表查詢，發現某實驗室無實驗教學課程，當他從衛津路校區到津南校區，需要的設備已經被其他自主使用的同學占用了。這樣導致一方面學生白跑冤枉路，另一方面沒有預約的其他實驗室空間以及設備白白閑置。因此，需要精確的個體化的設備和資源使用情況，以及提前進行預約個體的實驗設備的信息管理和服務平臺［8］。

1．2管理者無法準確掌握具體使用情況

值班人員和實驗室管理人員僅僅能看到學生在或者不在，大致了解學生人數。但是他們缺乏對具體每個學生使用具體設備情況的信息化統計手段，缺乏對于學生的上網、使用實驗設備等情況的有效管理和統計。指導教師也無法時時獲知在開放時間段內來實驗室作實驗的學生情況。學院基本上只是按照實驗學生人數、經費情況來配置實驗室面積、設備數量和支持資源等。統計的實驗時數等是實驗室人員手工填寫的，缺乏客觀依據。通過對設備資源使用的監測和信息化統計，將大大提高實驗室管理的精細化水平，為實驗室規劃、投資效益分析等提供客觀、翔實的數據基礎。

1．3實驗室相關資源浪費嚴重，管理粗放

實驗室開放必然會加大實驗室的人員、電力、能源和設備開支。但是僅僅是粗放型開放，就會導致成本大量提升，導致資源浪費，而沒有取得相應的學生實踐能力的培養效果。以當前周一至周日全開放的某大學計算機實驗教學中心平臺實驗室為例，該實驗室有2層，使用面積300余平方米，采用了集中空調系統。從近幾年的具體使用情況看，周末或者晚上來實驗室做實驗的學生很少。但是仍然需要實驗室同時開啟幾十個無線網絡接入點等網絡設備、大量的中央空調和視頻監控等輔助設備，并且增加聘用員工，安排實驗人員長期值班，這帶來了不必要的大量能源消耗和人員經費開支。這樣的粗放型實驗室資源開放情況對于建設綠色校園、實現節能減排是非常不利的。

2物聯網和新媒體的精細化管理新機制

針對以上問題，我們提出精細化管理實驗資源，合理配置實驗設備，及時對信息收集和的新的開放實驗室管理機制［9］。研發基于能耗和其他物聯網裝置的實驗室環境能耗和設備使用管理軟件;研發及時實驗室精細化使用情況的新媒體交互系統;研發通過微博等新媒體簽到來獲得實驗室實驗設備及網絡等資源使用許可的認證和管理軟件。

2．1學生需求的精細化和實驗預約機制

目前的學生需要的信息比較單一化，往往只是簡單使用實驗室的時間信息，而且沒有對學生是否按時來使用實驗室資源進行確認和管理。新機制將學生的實驗室使用需求細化為:使用時間、使用的設備、使用的實驗室支撐資源(網絡、空調、其他輔助設備等)、需要指導人員、使用的優先級等。其中使用時間就是計劃開始使用實驗室的時刻和計劃的時間長度;使用的設備是指進行實驗的主要設備;支撐資源是為了進行該實驗需要的輔助設備和支撐環境;指導人員指是否需要特定的教師指導實驗過程;使用的優先級由新機制自動生成。學生使用的優先級主要依據的因素包括:學生的預約信譽(即以往預約的正確性、按時使用實驗室的概率);實驗室空閑設備的匹配率;實驗室支撐資源的利用率等。如果某同學預約信譽高、空閑設備和他的需要匹配，并且對實驗室輔助資源的占用少，他的使用優先級就比較高，可以有效預約到實驗室開放時間段。反之，預約信譽低、使用的設備不空閑、占用的輔助資源多的預約的優先級低。

2．2實驗室使用監測和精細化管理機制

以往實驗室只是通過門禁系統來對學生進行基本的是否進入實驗室進行管理;通過視頻監控系統來粗略地觀察實驗室是否有學生和是否安全。新機制將精細化管理學生的預約、預約的到位率、設備的具體使用情況，生成設備和實驗室的精細化監測信息。將新媒體預約與實驗室簽到系統和門禁系統結合，實現對學生是否按時使用預約資源的監測和統計，并且為上面的學生信譽機制提供簽到數據。將計算機類設備的登錄系統增加二維碼，學生即可在具體設備上簽到，和下面的能耗等傳感器配合，可以獲得準確的使用狀態信息和進行精細化設備使用率、完好率等統計，避免了后期的人工操作，提高了統計監測的實時性。

2．3實驗室支撐環境的物聯網監測和開放機制

將空調、網絡系統、視頻監控系統和高耗能的實驗設備分別增加具有網絡接口的能耗傳感器，即可實時獲得設備的能耗信息。通過非侵入式負荷分解與識別技術還可以進一步分析設備的工作狀況(空閑、低負荷、高負荷)。將實時獲得的設備能耗等信息進行分析，并且和學生簽到以及設備利用率管理系統配合，就得到了實時的開放效益評價。根據實驗室開放規則，依據設備、輔助資源的利用率和能耗等情況，來確定是否接收學生的個性化實驗室預約。這樣就可以避免為了極少數的學生，實驗室大量資源全部開放導致的浪費情況的發生。從而引導學生自主實驗預約時間集中，提高實驗室運行效率。通過學生實驗需求的精細化預約，加上門禁和新媒體簽到系統對設備和預約情況的確認與精細化管理，配合實驗室支撐環境的監測系統，就形成了靈活、高效的開放實驗室基于物聯網和新媒體的管理新機制。該機制可以有效地響應學生需求，高效利用實驗室資源，減少實驗室支撐環境和人力的浪費，促進節能減排，并且提高管理的效率和實時性。

3管理系統設計

為了實現上述管理機制，將計劃預約、及時和申請結合的新機制，并且需要考慮設備和實驗室環境的能耗、人員開銷等，建立及時收集設備、支持環境、學生使用情況的制度、方法;提出優化的開放目標，以學生使用和能耗為綜合約束條件，引導學生利用開放實驗室平臺［10］。我們設計了下面的主要管理系統。

3．1基于微信等新媒體的學生預約和簽到系統

分析微信、微博等新媒體的開發平臺、進行移動應用的學生簽到、信息交互等軟件需求分析、模型設計和快速原型開發。考慮到學生的使用習慣，并且針對學生到其他校區不方便使用電腦進行實驗預約和簽到的實際問題，開發了基于微信等新媒體的實驗室預約和簽到軟件。

3．2基于能耗傳感器的設備使用情況監測系統

對于典型設備和支持環境，增加具有網絡數據傳輸功能的能耗傳感器。對實驗室的電腦、視頻監控設備、空調、實驗臺等進行分類監測統計。通過及時的網絡監測和負荷分析模型，可以獲取設備使用情況和能耗的關系。得到不同設備的工作狀態(正常工作、待機、低功率等狀態)。為管理人員判斷開放實驗室的范圍提供基于能耗的設備有效使用率的客觀依據。

3．3實驗室資源使用授權和設備利用率統計系統

研發基于簽到的實驗室網絡等資源的授權系統，只有通過預約和有效簽到的學生才可以在指定時間內使用實驗室資源，避免學生濫用和相關人員私自對外開放。綜合簽到數據、結合分析相關類型的設備能耗數據，可以精細化地對設備的利用率進行及時統計，并且可以對實驗室整體開放效益進行及時分析。

4結語

分析了物聯網技術和新媒體技術條件下的高校實驗室開放管理機制，針對學生預約實驗和教師與管理機構管理實驗室開放過程中的突出問題，提出了基于新媒體的實驗室開放新機制。開放型實驗室采用適應雙校區的基于新媒體和物聯網的開放實驗室管理機制是實驗室開放建設的需要，更是深化高校教育改革、促進實驗教學模式改革的需要。開放實驗室管理新機制可以進一步提升實驗室的內涵式開放性，使實驗室成為創新型人才成長的沃土。

作者：羅詠梅 單位：天津大學計算機科學與技術學院

參考文獻(References):

［1］卿大詠，嚴思明．加強高校實驗室開放努力培養學生創新精神［J］．實驗室科學，2010(3):125－127．

［2］樊玉清，洪波，趙越．課題研究教學模式在環境類專業實驗課中的實踐［J］．實驗室科學，2014(3):22－24，29．

［3］李妍．項目化教學在嵌入式系統實踐課程中的探索［J］．實驗室科學，2012(5):27－29．

［4］李從舉．搭建創新平臺提高學生的綜合素質［J］．實驗室科學，2014(4):9－11．

［5］吳文華，楊慶，沈新元，等．智能實驗室管理系統下的實驗室開放管理［J］．實驗技術與管理，2011(2):172－176，197．

［6］伍揚．高校實驗室開放管理機制的研究［J］．實驗技術與管理，2012(8):178－181．

［7］邢麗波，桂馨，康九紅．實驗室開放與管理［J］．實驗室研究與探索，2014(9):252－255．

［8］易黎．加強實驗室開放管理培養學生實踐創新能力［J］．實驗技術與管理，2014(7):223－225．

第6篇：物聯網實驗室范文

關鍵詞：室內定位；物聯網；無線傳感器

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）12-0251-02

在物聯網快速發展的潮流下，各個高校相繼開設了物聯網相關專業課程，同時也開始設計與之對應的物聯網實驗平臺。但是，現階段的高校物聯網實驗平臺還處于探索研究階段，甚至會經歷更長時間的探索研究階段，如何構建功能、技術完備的物聯網實驗平臺，有效地實現物聯網技術的實驗研討，推動物聯網研究的發展，成為物聯網開放實驗平臺構建的關鍵。當前，人們對復雜室內環境的定位需求日益增大，比如在倉庫、超市、礦井等環境中，常常需要確定移動物體及設備的具置，因此，研究并開發一套關于室內定位的物聯網實驗平臺十分必要。本文設計的《基于室內定位的物聯網實驗平臺》受到了西南科技大學教學改革項目的支撐。

一、系統設計

本文實現的室內定位系統包括無線傳感器網絡和PC端后臺處理程序兩部分，其架構如圖1。前端無線傳感器網絡采用3個參考節點、1個盲節點以及1個協調器節點的組合方式。“參考結點”是一個安置在已知位置的靜態結點。盲節點位置信息未知，由定位系統確定其自身所在位置。協調器節點的主要作用是組建網絡和對數據流的處理。PC端后臺處理程序對從網絡傳回的數據使用相應算法進行定位處理。

整個系統完成一次定位通訊的基本過程如下：①協調器節點首先發起網絡，各個參考節點按順序依次加入網絡，并分配相應的短地址；②盲節點加入網絡并根據短地址判斷，以確定需要給哪些參考節點發送數據包；③參考節點根據其所接收到的數據包解析出相應的鏈路質量信息包，并將接收到的值發送給協調器節點；④協調器節點將所接收到的數據信息解碼并格式化后，以二進制數據的形式通過串口傳送到PC端；⑤PC端的后臺處理程序從串口讀取由協調節點傳回的信息，通過相應的算法流程對信息進行處理得到盲節點的坐標，并通過圖形界面將盲節點的位置顯示出來。

二、節點程序的設計

1.參考節點的設計。參考節點的工作流程如圖2所示。參考節點會向協調器發送網絡響應請求，根據回復的網絡地址與其他節點進行通信，為了使參考節點省電，其每隔1s采集一次定位信息。參考節點主要參數有自己的坐標（xi，yi）和與其相對應的移動節點之間的RSSI值。當參考節點收到移動節點的RSSI請求命令以后，會自動收集數據鏈路質量信息，然后打包發送給移動節點，該數據包包括本身參考節點的坐標位置和RSSI值。

2.盲節點設計。參考節點的工作流程如圖3所示。盲節點是基于CC2431芯片的節點，由于集成了定位引擎，可以很好的起到定位的目的。盲節點每隔一段時間發送收集RSSI值的命令給各個參考節點，在收集到大于等于3個參考節點的數據以后，會根據相應的算法計算出最優的參考節點，然后經過上位機的處理將坐標點的位置進行顯示。在整個定位中，盲節點需要的定位參數有A和N值，這兩個值可以通過預先設定或者通過上位機進行設置，在不同的環境中，A和N值是不同的，所以在定位的時候一定要調整好不同的A、N值，以達到更準確定位的目的。

3.協調器節點的設計。協調器節點的主要作用是組建網絡和對數據流的處理。圖4為協調器的程序設計流程圖，協調器節點將網絡啟動狀態通過串口傳送給上位機，然后等待參考節點或者盲節點加入網絡，如果有其他節點加入網絡的時候，協調器會自動給它們分配一個十六位的網絡地址，當其他節點發送數據過來以后，協調器會先分析數據流的命令，并打包成一種符合本設計協議的數據包，然后通過串口發送給上位機，上位機在接收到數據后進行處理。協調器在本設計中屬于中轉站的一個節點。

三、系統測試與分析

本設計做好以后，在實驗室測量了三個參考節點，其坐標分別設定為（0，0），（10，0），（10，10），然后啟動分別啟動參考節點，并設置他們的坐標與之對應，然后啟動盲節點，并將盲節點放置在（1，1），（3，3），（5，5），（7，7），（9，9）幾個坐標點，并分別測定出他們的定位坐標值，其測定的坐標值分別為：（0.5，1），（2，3），（5，6），（7，6），（9，10）。在該測量中，數據會有一定的波動，最終選擇最好的幾個數據求平均值。在該測量中，A值取45，N值取20。上位機和實物圖見圖5。

四、結語

本文設計了一款基于CC2431的室內定位系統實驗平臺，通過該實驗平臺，學生可以完成移動目標身份識別、移動目標位置確定以及RSSI定位參數優化等實驗，培養了學生對物聯網知識、能力的綜合素質。

參考文獻：

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[5]杜偉略，潘健.物聯網綜合實訓平臺設計[J].實驗技術與管理，2013，30（09）：99-103.

[6]劉學會，田珍.基于物聯網的智能家居安防監控系統設計與實現[J].制造業自動化，2012，34（9）：38-40.

第7篇：物聯網實驗室范文

煙草物聯網

提升行業發展水平

煙草行業建設物聯網是指依靠傳感器、條碼技術、射頻識別技術（RFID）、多媒體設備等物聯網技術采集獲取煙草產業鏈上的相關數據信息，通過行業內聯網、互聯網、無線網等網絡資源進行信息傳輸與交互，運用智能計算技術對各類數據信息進行分析處理，從而實現智能化決策和控制的一種網絡體系，包含了以種植、加工、采購、生產、銷售、配送、營銷、服務、管理為業務主體的煙草產業鏈的各個環節，涉及了種植加工、生產制造、質量追溯、物流管理、庫存管理、供應鏈管理、專賣管理、協同營銷等煙草生產經營的各個方面，對行業產業優化升級、技術創新進步、管理、服務水平提升都具有重要意義和作用。

“十二五”規劃明確提出要以加快經濟發展方式轉變為主線，發展戰略性新興產業，推進物聯網研發應用。同時，煙草行業“卷煙上水平”總體規劃進一步強調 ，“卷煙上水平”是行業發展方式轉變的重要載體和具體體現，要積極推進中國煙草物聯網建設，瞄準物聯網前沿技術，努力建設覆蓋全領域、全過程的中國煙草物聯網。

近年來，煙草行業以“電話訂貨、網上配貨、電子結算、現代物流”為標志的行業現代流通體系建設取得重大進展，初步實現了從傳統商業向現代流通的轉變。但與行業改革發展新階段的要求相比、與國際一流水平相比還存在差距，建設現代流通的手段還需要進一步提升。隨著物聯網產業的興起和物聯網技術的發展應用，行業部分煙草企業開始積極探索將物聯網先進技術運用于卷煙物流作業流程中，并取得了一定成效。行業發展的實踐證明，物聯網與傳統煙草產業全面融合，有利于推進卷煙流通體制改革，有利于實現物流資源在全行業范圍內優化配置，有利于建設完整統一、先進實用、不可替代的行業現代流通網絡。

目前，行業發展面臨著煙草控制、完善體制、構建和諧、國際競爭等多方面的壓力和挑戰，煙草行業未來的國際競爭將更多地集中于對分銷渠道的控制。西班牙阿塔迪斯和日本TS等跨國煙草公司的經驗表明，依靠先進高效的物流掌握卷煙分銷渠道是形成卷煙市場控制力的重要手段。構建中國煙草物聯網，打造具有鮮明行業特征、水平先進、高效迅捷的煙草智能物流，既是行業立足于目前專賣專營的管理體制下的戰略選擇，更是著眼于未來發展主動應對挑戰的重要途徑。近年來，物流作為行業營銷網絡建設的重要組成部分，發展迅速，已經成為行業發展新的亮點，成為體現行業水平、展示行業形象的窗口，打造中國煙草物聯網，一定程度上也是煙草行業整體水平、形象、能力的集中體現。

中國煙草物聯網的發展現狀

其實,煙草行業在物聯網相關技術應用和系統建設方面都起步較早。2003年，為提高科學決策和管理水平，行業正式啟動了卷煙生產經營決策管理系統建設，核心設計思路就是通過“一打兩掃”的業務流程，將工商企業端傳感設備采集到的卷煙成品物流信息集成到行業統一的信息集成平臺，從而實現對行業卷煙生產經營環節的產量、庫存、銷量和流向基礎信息的及時跟蹤、監控和管理。該系統通過運用條碼、電子標簽（即射頻識別）等自動識別技術，有效提高了卷煙成品出入庫效率，解決了成垛卷煙的物流和信息流的交互統一問題，初步具備了行業物聯網的基本特征。

此后，隨著行業流通體制改革的不斷深化和物流體系建設的快速推進，行業物聯網技術應用和系統建設也取得了較大進步和發展，先后設計開發了行業卷煙生產經營決策管理系統一期二期工程、煙草商業企業數字倉儲管理系統、工商卷煙物流在途信息系統、工商營銷信息共享平臺、煙草商業企業倉儲監控系統等一批行業物流信息系統，并在行業內得到了廣泛應用。借助這些物流信息系統以及射頻識別技術（FRID）、全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）等物聯網相關技術的廣泛運用，煙草行業基本實現了對卷煙成品物流進銷存和分揀配送信息的實時采集、跟蹤與監控，為下一步物流信息的集成應用奠定了較好的基礎。

通過近幾年來行業上下的共同努力，煙草行業現代流通體制初步形成并不斷完善，現代物流建設和運行管理水平不斷提高，物流建設對行業發展的支撐和推動作用逐漸顯現，已具備一定的物聯網發展基礎。但還存在一些問題，主要體現在四個方面：一是尚未形成規模化和一體化的行業物流體系。目前行業物流運作基本是以一個地市作為資源配置區域，單體運作較好，但缺乏全行業整體運營規模優勢，且僅限于卷煙物流，更側重于商業物流配送體系建設，煙葉卷煙物流一體化、工業內部物流整合、工商物流一體化運作有待完善。二是目前對卷煙及生產經營設施感知還不全面、不及時、不共享、不準確，更談不上對場景環境的自動感知。三是尚未實現標準化和互聯互通。由于完整的供應鏈尚未真正形成，物聯網標準體系尚未建立，與全程物流物聯網標準化運作還相距甚遠，造成行業物與物之間、系統與系統之間、業務與業務之間不能無縫對接，互聯互通。四是智能化處理和應用水平不夠。目前產業鏈各環節物流信息系統還未實現互聯互通，煙草供應鏈物流信息尚未形成閉環，對行業各類物流數據智能處理和分析運用水平亟待提高。

中國煙草物聯網的建設思路

為了能夠抓住“十二五”我國物聯網發展的戰略機遇期，煙草物聯網建設會以“先進實用、統一完整、安全可靠”為建設原則，以“全面感知、全面覆蓋、全程控制、全面提升”為發展目標，以煙草產業供應鏈為業務主線，以卷煙物流物聯網建設為重點，實現行業生產經營各個環節全面感知、物流信息互聯互通、系統應用高度智能。

煙草行業建設物聯網將會遵循三大原則開展，即先進實用、統一完整、安全可靠。

先進實用是指積極采用傳感設備、電子標簽（RFID）、多媒體技術、無線通信網絡、云計算、面向服務體系架構（SOA）、神經網絡和全息技術等先進實用、成熟可靠的物聯網技術為行業物聯網建設服務，充分體現物聯網的技術特征和網絡要求。

統一完整是指充分利用現有的建設基礎和資源，站在全局和戰略的高度統一規劃、統一標準、統一平臺，確保中國煙草物聯網覆蓋“兩煙”物流全流程，涵蓋行業生產經營各業務環節，貫穿國家局、省級公司、工商企業三層組織結構，實現全業務、全過程的可知、可視、可控，達到“上下貫通、左右協同、資源共享、高智應用”的建設要求。

安全可靠是指建立嚴格有效的管理機制和制度，運用先進的安全技術，確保行業數據的傳輸安全、存儲安全和使用安全，并優選可靠技術，保證物聯網的安全可靠、運行高效。

按照先卷煙物流物聯網、后資產和煙葉物流物聯網、最終建成中國煙草物聯網的發展思路，煙草行業將會分“三步走”，開展中國煙草物聯網建設。

一期工程：到2013年，基本完成卷煙物流物聯網建設。實現對卷煙物流資源（包括卷煙條、件、周轉箱、托盤、車輛、叉車、倉儲、貨位、分揀等）的全面感知、確保卷煙物流資源始終處于可知、可控、可信狀態；實現對卷煙物流作業流程（包括：卷煙生產、出入庫、分揀、配車、運輸等業務流程）的全面優化，確保工作效率不斷提高；實現卷煙物流基礎管理（費用、成本、環境、安全、質量等）的精細化，確保卷煙物流的經濟實用性和高效性。多措并舉，最終達到卷煙成品物流作業可視化、流程最優化和管理智能化目標。

二期工程：到2014年，基本完成行業資產（主要指卷煙生產制造）和煙葉物聯網建設，實現對行業重要資源和煙葉生產、初烤、復烤過程的全面感知和互聯互通，一些相關項目的開展可以并行進行。

三期工程：到2015年，基本建成全行業全面感知、互聯互通、先進實用、具有鮮明行業特色的中國煙草物聯網。實現對整個煙草產業鏈（包括煙葉種植、烤煙、制絲、卷煙生產、倉儲、運輸、營銷、服務等）的全面貫穿，實現行業生產經營各個環節的高度自動化、信息化和智能化。

通過以上三期工程，力爭到2015年，實現物聯網技術全面覆蓋和打通行業生產經營各個環節，基本實現“全面感知、全面覆蓋、全程控制、全面提升”的中國煙草物聯網的總體建設目標。

圖注：行業內專家參觀無錫物聯網基地

鏈接

中國煙草物聯網的總體框架

中國煙草物聯網總體框架包括：一個管控中心，兩個支撐體系，三層技術架構，四類感知技術，五大應用領域。

（一）一個管控中心。

負責系統管理行業物聯網介入登記注冊、標準、公共計算、信息服務等業務，同時展示監控行業各個關鍵生產經營環節。采用先進的云計算技術和面向服務體系（SOA）基礎技術進行物流信息處理和系統集成，實現標準統一管理、設備注冊接入、終端接入管理、痕跡管理等功能，為行業提供物流數據交換服務、物流信息互聯互通、公共應用技術支撐等服務。管控中心分國家局端物聯網管控中心和省級物聯網運營中心兩級。

（二）兩個支撐體系。

安全體系 通過建立嚴格有效的物聯網管理機制和制度，運用先進的網絡安全技術等手段，加強無線網絡安全管理，確保中國煙草物聯網的安全可靠、運行高效。

標準規范體系 通過對煙草制品編碼、電子標簽標準、物聯網數據交換標準、相關通訊協議等物聯網相關業務規范和技術標準的制定和貫徹執行，確保行業物聯網互聯互通、規范有序運行。

（三）三層技術架構。

感知層 利用條碼技術、射頻識別技術（RFID)和傳感器技術，通過紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統（GPS）、全球地理信息系統（GIS）、視頻采集設備等對行業物聯網各個節點和主要物品信息實施全面自動采集（感知），實現“全面覆蓋、全面感知”。

互聯層 行業各主要信息系統之間互聯互通，將“感知”的數據信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳輸與交互。

應用層 行業物聯網各應用系統通過行業物聯網基礎支撐平臺實現彼此之間跨應用、跨系統的信息協同、共享、互通，并實現智能運算、智能處理功能，實現“全面監控、全面提升”。

（四）四類感知技術。

物品識別感知技術 包括射頻識別、二維條碼等技術，主要用于識別煙葉、片煙、卷煙、托盤、周轉箱等物品個體信息，確保物品與業務活動信息的關聯。

傳感感知技術 包括溫度測量、濕度測量、紅外感應等技術，主要用于對煙田、倉庫等生產經營場所和氣候、環境等進行感知監測。

位置地理感知技術 包括全球定位系統、基站定位、衛星遙感等技術，主要用于進行移動或固定物體的位置識別和地理環境信息的獲取。

視頻語音感知技術 包括視頻攝像、智能圖像處理、語音通訊、語音識別等技術，主要用于獲得現場更加直觀的一手資料，并能夠實時通訊，傳遞感官信息。

（五）五大應用領域。

智慧物流與體驗式商務 綜合應用物聯網各類先進技術，充分整合行業物流資源及管理信息，系統構建完善的煙草農（片煙）、工、商物流一體化行業物流管控體系和高效率、低成本、優質服務的行業物流運行平臺。在電子商務應用方面，利用物聯網技術，為客戶提供體驗式營銷服務，使客戶能夠親身體驗到卷煙商品的相關屬性和狀態信息。

質量追溯與防偽 采用各類物品識別技術及網絡連接技術，通過實現物物相連對煙草生產經營各個環節進行產品質量控制和跟蹤追溯，對產品進行全生命周期質量管理，需要時可進行回溯查源，從而提高產品質量，提升服務水平，加強專賣監管。

環境與安全智能監控 通過智能識別、多媒體傳感技術建立覆蓋全行業的智能安全監控平臺，對行業生產經營一些關鍵環節進行實時監控，對相關環節的參數進行智能分析和提前預警。

第8篇：物聯網實驗室范文

【關鍵詞】 物聯網概念實質演進規律挑戰機遇

【Abstract】 Based on deep identification of the conception and character of the Internet of Things (IoTs), the paper argued that “the Internet of Things is the intelligent information network connected to physical objects”. After the retrospect on evolution history and intrinsic rules of IoTs’ development from the perspective of information technology progress, concentrating on the construction of new generation network infrastructure and the breakthrough of key technologies, it disclosed the challenge and opportunity encountered by IoTs in future development, as well as which implications to our country.

【KeyWords】 Internet of Things(IoTs);Conception and Character; Evolution Rules; Challenge and Opportunity

2012年7月的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》明確提出實施物聯網與云計算創新發展工程。世界范圍內看,2009年以來,包括美國、歐盟、日本在內的發達國家相繼出臺物聯網發展戰略與相關行動計劃,標志著物聯網技術與產業在經過早期的宣傳“熱潮”之后,其發展正漸趨理性與務實。但與此同時也應看到,在對物聯網內涵實質、發展規律、挑戰機遇等重要問題的研究上,仍然存在許多含混不清的認識,甚至是帶有誤導性的觀點。本文試圖就上述問題進行深入討論,為加速物聯網推廣應用與產業健康發展提供參考。

1 物聯網的概念與實質

物聯網(The Internet of Things)的概念最早是由麻省理工學院Auto-ID實驗室的Ashton于1999年提出的。當時的定義是:把任何物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議與互聯網連接起來,進行信息交換和共享,以實現智能化識別和管理的一種網絡[1]。

2005年國際電信聯盟(ITU),正式提出了“物聯網”的概念。報告指出,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用[2]。根據ITU的描述,在物聯網時代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物和物與物之間的溝通連接。然而,ITU的報告對物聯網缺乏一個清晰的定義。

2009年9月15日,歐盟第7框架下的RFID和物聯網研究項目組研究報告,給出了對物聯網的明確定義:物聯網是一個動態的全球網絡基礎設施,它具有基于標準和互操作通信協議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網絡無縫整合。物聯網將與媒體互聯網、服務互聯網和企業互聯網一道,構成未來互聯網[3]。

我國著名物聯網專家、中科院院士鄔賀銓認為物聯網中的“物”應該是“Anything that can be connected and would benefit from being connected will be connected”。意即物聯網應該是把一切有用的且能連接的“物”連接起來,而不是萬事萬物。鄔賀銓院士進一步指出:物聯網相當于互聯網上面向特定任務來組織的專用網絡(VPN)。與其說物聯網是網絡,不如說物聯網是業務或應用,物聯網是互聯網應用的拓展[4]。

總結起來,目前學術界和實踐界對物聯網的認識,主要有三類觀點,其中主流并為人們所廣泛接受的是“網”的觀點,即將物聯網視為互聯網發展的高級階段,或將其視為一種新型的網絡基礎設施,強調物聯網是互聯網的自然演進,是將作為物理實體的“物”接入了互聯網。第二種是“聯”的觀點,主要從技術角度出發,強調物聯網的關鍵在于物物“聯接”,強調物與物之間的互聯、互通與互操作,從而將無線傳感技術、近場通訊技術、衛星通信技術等與互聯網技術相并列的信息技術視為物聯網的基礎和關鍵技術。第三種是“物”的觀點,強調通過物聯網聯接起來的“物”應具有獨特的特征,即能夠自我感知或感知“他物”(對象或環境),能夠與其他“物”相通訊,能夠自我控制(自動化)或控制“他物”(智能化),即不僅能夠實現“物感”“、物聯”、同時也能實現“物控”。

筆者認為,“物聯網”的實質應是“物”,“聯”,“網”三者的結合,簡單的說,物聯網就是“連接到物理對象的智能信息網絡”。這個概念有四層含義:第一,物聯網的核心和基礎仍然是信息網絡,但這里的“網絡”是指將所有物物相連、人人相連、人物相連并形成網絡(即非“點對點”連接,而是“多對多”連接)的情況都納入了“互聯網”的范疇;第二,物聯網將用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間、以及人與物品之間,將人與人之間的信息通訊擴展到了物與物之間,人與物之間的信息交換和通訊;第三,物聯網依托的網絡具有智能屬性,它一方面可以對接入物聯網的各類“物”(物理終端)進行實時監測、智能控制與自動操作,同時它本身又具有自我配置、自我優化、自我修復與自我保護的功能,屬于一類智能網絡;第四,接入物聯網的“物”是一類特殊的物,是具有“智能”的物理終端,應具備物感、物聯與物控的功能。按照上述比較嚴格的要求,接入到物聯網中的“物”實際上接近于一個“微型智能機器人”,微處理器相當于它的“大腦”,信息接收(傳感)器、信息發送器相當于它的“五官”,動作執行器相當于它的“四肢”。與過去不同的是,基于信息技術和納米技術的巨大進步,今天我們完全有可能在極小的物理載體上集成這些功能。

第9篇：物聯網實驗室范文

[關鍵詞]高師院校 CDIO 中軟國際 物聯網工程

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0132-03

物聯網工程專業是教育部為服務國家戰略性新興產業而開辦的新型專業，覆蓋計算機、控制、通信技術、信息安全、系統工程等領域，是計算學科發展的必然。[1]由于其強勁的社會需求與學科發展的需要受到了高等院校和企業界的共同關注。近年來，部分高校、高職、高專院校以及獨立學院紛紛設立了“物聯網工程”、“傳感網技術”等相關專業。從產業的未來需求來看，由于物聯網在交通、物流、水電等領域的廣泛應用前景，相關企業對物聯網工程專業方面的人才需求十分迫切。從物聯網專業人才的培養目標來看，本科生人才的培養類型可以分為理論創新型、工程應用型和綜合技術型。其中工程應用型是物聯網專業人才培養的主流。[2]從國內當前的物聯網工程專業人才培養現狀來看，面向高師院校的物聯網工程專業人才的長效機制尚未形成。由于物聯網專業具有很強的工程應用背景，因此面向高師院校的計算學科的物聯網工程化教育面臨三大挑戰：（1）如何把計算機科學作為工具學科的教育潛在觀點轉化為計算類的系統學科教育觀點；（2）如何在保持計算學科核心課程的前提下，擴展計算學科的外延課程，增強計算學科的社會服務能力；（3）如何在增強計算專業優勢的基礎上，開展計算學科與其他學科之間的交叉性研究工作。上述三大挑戰在高等師范院校的物聯網專業建設方面表現得尤為明顯。因此如何在高等師范院校構建有效的物聯網工程專業人才培養機制是一個迫切需要解決的計算學科教育重大問題之一。[3] [4]本文主要探討在面向高師院校如何實施物聯網工程專業人才培養的實驗教學策略問題。

一、高師院校物聯網工程實驗教學現狀及分析

物聯網工程專業工程實驗課的內容主要涉及控制科學與工程、計算機科學與技術、信息與通信工程。相比于工科院校，高等師范院校培養物聯網工程專業人才在實踐方面有很大的不足。[4]具體表現在畢業生的工程實踐能力偏弱、行業應用背景知識匱乏、項目經驗不足等問題。這些問題的存在嚴重地影響了高師院校計算學科快速發展。根據我們的調研發現，目前的高師院校的物聯網實驗教學環節存在以下三個方面的問題：（1）實驗教材強調課程的完整性，忽視了相關課程之間的融通性。先前的實驗教材通常是一個獨立的知識體，強調知識的全面性，忽略課程之間的相關性。學生難以系統地實現課程知識體系。（2）強調計算機原理性知識的學習，缺乏工程性方法的系統訓練。傳統的實驗課程教學往往突出原理性知識的實驗呈現，往往沒有融入一套有效的工程性構建方法。學生雖然知道了基本概念，卻難于實現具有一定規模的實驗。（3）強調分析式教學，忽視了系統綜合式實驗教學。教學內容主要采用分析性教學方法，往往缺乏工程性的方法。進一步結合相關畢業生的訴求和ACM/IEEE-CSJointTaskForce的觀點[2]，我們認為產生這些問題的原因是多方面的，具體的原因主要包括：（1）高師院校長期辦學的傳統理念的制約；（2）高師院校的非師范計算機專業學生的行業視野受限；（3）課程設置與教學方法缺乏針對性；（4）工程應用背景知識匱乏；（5）教學實踐環節相對較弱。[3]工程技術人才的培養除了必要的基礎理論知識之外，更重要的是通過實踐教學培養學生動手操作能力。而計算學科的實踐教學需要具備二個條件：一是熟悉實踐操作的教師；二是實驗實訓的設備、基地。目前真正具備這兩個條件的師范院校較少，這導致高質量的物聯網工程專業建設難以開展，以致教學質量偏低。上述5點主要原因導致高師院校在物聯網專業人才培養質量與工科院校相比，在人才規格上具有一定的差距，并進一步導致發展空間受到一定的限制。根據著名軟件TheodoreY的觀點，“科學家發現世界上已經存在的事物，而工程師創造世界上從未存在的事物”，這一觀點與當前國際上最新的工程項目成果CDIO工程教育理念是一致的。[7]我們認為，面向高師院校的物聯網工程專業建設尤為需要引入CDIO的工程教育理念。CDIO包含構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）幾個方面的內容，它以產品研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程的理論、技術與經驗。其教學大綱滿足美國、加拿大和其他華盛頓協議國家職業工程師組織對工科教育的要求，其教學框架體現了創新的教育思想。面向高師院校的物聯網專業建設的CDIO能力培養內容如圖1。

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圖1 物聯網工程實踐中的CDIO能力培養內容

二、高師院校物聯網專業實驗的分層策略

物聯網實驗的目標是基于當前通用的軟件硬件技術平臺，通過實驗全面地展現物聯網相關技術。由于傳統的計算機實驗室環境受限，以及時間、成本、復雜度等方面的限制，物聯網的相關實驗內容只能在物聯網的感知層、網絡層和應用層相關技術中進行篩選。我們將物聯網的實驗歸入三類實驗平臺之上，具體內容如表1。

表1 物聯網三類實驗平臺及內容

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在實驗教學中，為保證每個學生都能更好地理解物聯網課程知識，兼顧不同層次學生的求知需求，提高實踐教學質量，我們采用了層次化的實踐教學策略，分別為基礎實驗、設計性實驗、課程延伸實驗。下面以物聯網嵌入式系統的教學為案例進行介紹。

（一）基礎實驗

基礎實驗使用EL-JY-II型計算機組成原理實驗箱，以“基板+開放式CPU板”的形式構成實驗平臺。在實驗教學過程中，要求學生根據功能結構圖和實驗目標，分析概括實驗步驟，完成實驗內容，寫實驗小結。在實驗箱上完成的主要是原理驗證性實驗，設計性實驗在實驗箱上是難以進行的。

（二）設計實驗

為降低設計實驗難度，可使用FPGA進行嵌入式的設計實驗，要求學生利用硬件描述語言進行邏輯設計。首先在PC機上利用EDA工具進行功能仿真，最后下載到芯片中進行功能測試。整個設計實現過程，不僅使同學們初步了解硬件芯片的設計、制造、調試和運行維護的過程及相關技巧，更增強了學生理論聯系實際的能力。對于這類實驗，學生的興趣較大，不僅完成既定設計目標，有的學生還提出了獨特的設計方案，有利于學生創新能力的培養，為后續課程的學習和科研工作奠定基礎。

（三）拓展實驗

在嵌入式系統實驗中，微程序控制是課程設計中的一個難點，由于微程序控制單元看不見、摸不著，學生對涉及的許多概念如：微程序入口地址、微指令格式、下址等概念難以理解，通過設計、調試、下載和驗證過程，可以深刻理解微程序控制嵌入式系統的本質，了解軟硬件協同工作的原理，建立整機的概念，可以培養學生完成工程項目的能力。我們的做法是將此內容與畢業設計有機結合在一起。

在上述的分層實驗策略中，我們一方面將課程的基礎知識借助實驗箱進行鞏固，另一方面將CDIO實驗理念分別融入設計實驗與拓展實驗中。由于物聯網課程內容的系統化與復雜性，因此后兩類實驗更具實效性。

三、物聯網工程專業的工程教育環境構建策略

根據全國高等師范學校計算機教育研究會提出的教育創新的需求[6]，物聯網工程專業的工程教育環境需要采用新的視角加以構建。下面以安徽師范大學皖江學院與中軟國際公司的合作項目為案例，介紹高師院校如何依托企業構建物聯網工程專業的教育環境。中軟國際是中國大型綜合性軟件與信息服務企業，提供從IT咨詢服務、IT技術服務、IT外包服務到IT培訓的“端到端”軟件及信息服務。

因此，為了有效實施物聯網工程實驗環境的建設，我們與中軟國際合作，共同構建物聯網CDIO實驗培訓基地，雙方以項目的形式加以實施。這種合作方式有效解決了高等師范院校的工程教育環境的建設問題。將CDIO的教學理念既融入學科課程體系安排和整體教學實施上，還滲透在具體專業課程的教學實踐中。

在構建了基本的物聯網工程實驗環境的基礎上，我們還引入了基于物聯網工程應用背景的項目教學法。指導學生主持創新和創業類實踐課題，進行“實戰性的項目開發，帶領學生參加各項設計類競賽”，以賽促學，學以致用，對學生進行科學思維的訓練，養成良好的工作習慣和工作作風；充分利用各種平臺，開展學科前沿交流，拓展學生視野，鼓勵學生探索學科前沿領域，激發學生的探索意識和創新精神，培養學生的主體意識，提高學生獨立解決現實問題的能力，使之成為適應社會發展需要的實用型人才。這些具體舉措使得CDIO的內容全方位地融入物聯網人才培養中來。從已有實際效果來看，本文提出的教學策略具有較好的成效。

四、結語

如何構建面向高師院校的計算機工程技術人才培養體系是目前高等師范院校學科建設與專業發展過程中所面臨的重大課題之一。這需要改變師范院校以往理論強、實踐弱的局面，充分發揮團隊協作優勢，增強學生創新能力的培養。我們針對高等師范院校在工程技術人才培養方面的不足，結合安徽師范大學物聯網專業建設的具體實際，借鑒CDIO教育理念進行了面向高師院校的工程教育改革的有益嘗試，并進行了具體實踐，取得了一定的效果。今后我們將進一步深化加強物聯網工程教育環境的建設，吸收新的工程教育理念，培養社會需求的，與國際接軌的現代化物聯網綜合性工程技術人才。

[ 注 釋 ]

[1] 周曉聰，衣楊，賴劍煌.計算機科學與技術專業綜合實踐課程教學模式探索[J].計算機教育，2014（1）：60-63.

[2] 王楊，許勇.高師院校非師范計算機專業人才培養新途徑[J].計算機教育，2010（8）：4-10.

[3] ComputerScienceCurricula2013FinalReporthttp：//robotics.st？鄄anford.edu/users/sahami/CS2013/.

[4] 陳付龍，齊學梅，羅永龍等.創新能力驅動的層次化計算機硬件課程群構建與實施[J].大學教育，2014（2）：39-42.

[5] 吳恭興，劉文白，張寶吉等.基于CDIO模式的卓越工程師培養方案的探索與實踐研究[J].大學教育，2013（9）：7-10.

[6] 教育部，高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會.忠于使命積極努力承上啟下改革創新[J].計算機教育，2011（21）：1-9.