物联网综合设计课程报告
物联网智能应用课程设计

物联网智能应用课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解物联网的基本概念,掌握物联网的体系结构和工作原理。
2. 使学生了解物联网在智能应用领域的应用场景,如智能家居、智能交通、智能医疗等。
3. 帮助学生掌握物联网技术中常用的传感器、控制器和数据传输技术。
技能目标:1. 培养学生运用物联网技术解决实际问题的能力,学会设计简单的物联网应用方案。
2. 提高学生动手实践能力,能够搭建简单的物联网系统并进行调试。
3. 培养学生团队协作和沟通表达的能力,能够就物联网应用方案进行讨论和展示。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物联网技术及其应用的兴趣,激发学习热情和探究精神。
2. 增强学生的创新意识,鼓励他们勇于尝试和改进物联网智能应用。
3. 培养学生关注社会发展和科技进步的责任感,使他们认识到物联网技术在现实生活中的重要性。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合理论知识与实践操作,旨在培养学生的物联网技术应用能力。
学生特点:学生具备一定的信息技术基础,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践,但理论知识掌握程度参差不齐。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的动手实践能力和创新能力,同时关注学生的个性化发展,提高课程教学的针对性和实效性。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 物联网基本概念:介绍物联网的定义、发展历程和未来发展趋势,使学生了解物联网的背景知识。
教材章节:第一章 物联网概述2. 物联网体系结构:讲解物联网的层次结构、关键技术及其作用,帮助学生掌握物联网的基本框架。
教材章节:第二章 物联网体系结构3. 物联网应用场景:分析智能家居、智能交通、智能医疗等典型应用案例,让学生了解物联网技术的广泛应用。
教材章节:第三章 物联网应用领域4. 传感器与控制器:介绍常用的传感器、控制器原理及选型,使学生掌握物联网感知层和执行层的关键设备。
教材章节:第四章 传感器与执行器5. 数据传输技术:讲解有线和无线数据传输技术,如TCP/IP、ZigBee、Wi-Fi 等,帮助学生掌握物联网通信层技术。
物联网大实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展,物联网技术逐渐成为我国新一代信息技术的重要组成部分。
物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过信息传感设备,将各种物品连接到网络上进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
本实验旨在让学生深入了解物联网的基本原理、关键技术及其实际应用,培养学生的实践能力和创新意识。
二、实验目的1. 理解物联网的基本概念、发展历程和未来趋势;2. 掌握物联网关键技术,如传感器技术、通信技术、数据处理技术等;3. 熟悉物联网系统开发流程,包括需求分析、系统设计、实现和测试;4. 培养学生的实践能力和创新意识,提高学生的综合素质。
三、实验内容1. 物联网感知层实验:通过搭建一个简单的传感器网络,实现温度、湿度等环境参数的采集和传输。
(1)实验原理:利用DS18B20数字温度传感器采集环境温度,通过单总线通信协议将数据传输到单片机,单片机再将数据发送到上位机。
(2)实验步骤:1)搭建传感器网络,包括DS18B20传感器、单总线通信模块、单片机等;2)编写单片机程序,实现传感器数据采集和通信;3)使用上位机软件(如LabVIEW)接收传感器数据,并实时显示。
2. 物联网网络层实验:利用ZigBee无线通信技术实现节点间的数据传输。
(1)实验原理:ZigBee是一种低功耗、低成本、低速率的无线通信技术,适用于短距离、低速率的数据传输。
(2)实验步骤:1)搭建ZigBee网络,包括协调器、路由器和终端节点;2)编写节点程序,实现数据采集、传输和接收;3)测试网络性能,如传输速率、通信距离等。
3. 物联网应用层实验:开发一个基于物联网的智能家居控制系统。
(1)实验原理:利用物联网技术实现家居设备的远程控制、实时监测等功能。
(2)实验步骤:1)选择智能家居设备,如智能灯泡、智能插座等;2)搭建智能家居控制系统,包括控制器、传感器、执行器等;3)编写控制器程序,实现家居设备的远程控制、实时监测等功能;4)测试系统性能,如设备响应速度、数据准确性等。
关于物联网实习报告3篇

物联网实习报告关于物联网实习报告3篇随着社会不断地进步,我们都不可避免地要接触到报告,报告中涉及到专业性术语要解释清楚。
为了让您不再为写报告头疼,下面是小编整理的物联网实习报告3篇,欢迎大家分享。
物联网实习报告篇1我从没想过自己会成为一名老师,虽然不是那种初中或者高中里的正规的老师,而是那种兴趣辅导班的老师,但还是觉得有种难以言语的违和感。
我在大学里的时候,所学的专业是物联网应用技术,这门专业学的内容很咋,但也很精,非常需要我们去钻研。
所幸我学习的情况还不错,在毕业的时候,经过老师的介绍,我去了xx市一家机器人教育机构里当老师,如今实习结束,我也想谈谈我的感受了。
最开始的时候,我以为会去一家公司里做一名程序员,但如今却是在学校里面当老师,教导着一些孩子。
这部分孩子里最小的六岁,最大的有十五岁。
当然,学校也根据他们的年龄大小做了划分,我所教授班级里的学生大致是十四岁左右的学生。
这个年龄段的孩子好奇心最重,也最调皮。
其实我也比他们大不了太多,所以我也不和他们装什么威严,也不装什么老师的架子。
我更喜欢跟他们一起玩,一起学这些机器人的组装与操作。
我还记得第一次跟他们见面的时候,那天我进教室,他们一众人十几双目光盯着我,看的我都有些不好意思了。
我跟他们稍稍做了下自我介绍,然后就开始了上课。
第一次上课自然是紧张的不得了,照着学校给的课件上课,念的结结巴巴的。
所幸干脆不念了,直接教他们怎么装机器人。
虽然我口才有些不好,但是以我的专业水平装这些小小的机器还是很简单的。
而他们也跟着我的速度来进行组装,速度比我没有慢太多,后来我才知道,他们之前也在这里上过课,学过一部分内容。
或许是我觉得我教的内容太简单,而且上课又无聊,他们都不怎么喜欢听,这就让我有些不服气了。
我拿出自己的'笔记本电脑,因为要写实习报告的原因,我最近还忙着做实验,背包里正好带着一些实验用的设备,一台循迹避障小车。
虽然学校里也有这样的小车,但是更多的是让我们教他们如何组装,而不是去学习原理。
信息化教学比赛课程设计稿(物联网综合实训之网络摄像头的安装与调试)

信息化教学设计比赛——《网络摄像头的安装与调试》
《无线传感网络综合实训》一、教学基本情况
教学资源
“雨课堂”智能教学工具
二、教学实施过程
三、教学效果反思
教学过程中通过多种信息化教学手段相结合的方式进行教学过程,首先教学的主要过程实际上不在课堂,课前预习与检查工作显得尤为重要,从本次课程的教学效果来看,课前预习与准备工作还有待加强,需要更加科学的方法来进行有效的预习效果检测。
其次,对教师的课前准备工作要求更加严格,要求准备的知识,资料覆盖面更加广泛,要求教师对课堂的设计要求更加严格,对课堂流程的把我更加严格,从本次课程的教学效果来看,整个教学过程,学生活动与分工比较有序,时间安排相对合理,效果良好。
再次,存在最大的问题是,学生基础薄弱,在网线制作的教学活动中存在较大问题,大部分同学制作双绞线成功率不高。
物联网实践教学调查报告(2篇)

第1篇一、引言随着物联网技术的飞速发展,其在工业、农业、医疗、交通等领域的应用日益广泛。
为了培养适应时代需求的高素质人才,各高校纷纷开设物联网相关专业。
实践教学作为高等教育的重要组成部分,对于提高学生的动手能力、创新能力和工程实践能力具有重要意义。
本报告通过对物联网实践教学进行调查,分析当前实践教学存在的问题,并提出相应的改进措施。
二、调查背景与目的1. 调查背景近年来,我国物联网产业快速发展,对物联网专业人才的需求日益旺盛。
为了满足社会需求,各高校纷纷开设物联网相关专业,并加大实践教学投入。
然而,在实践教学过程中,仍存在一些问题,影响了实践教学的效果。
2. 调查目的本次调查旨在了解物联网实践教学现状,分析存在的问题,为高校改进实践教学提供参考。
三、调查方法与对象1. 调查方法本次调查采用问卷调查、访谈和实地考察等方法,对物联网实践教学进行综合分析。
2. 调查对象本次调查对象包括物联网相关专业的教师、学生以及企业相关人员。
四、调查结果与分析1. 实践教学现状(1)实践教学课程设置:大部分高校物联网专业实践教学课程设置较为合理,涵盖了硬件、软件、网络等多个方面,能够满足学生基本实践需求。
(2)实践教学师资力量:部分高校实践教学师资力量不足,教师实践经验较少,影响了实践教学效果。
(3)实践教学条件:部分高校实践教学条件较差,实验室设备陈旧,难以满足学生实践需求。
(4)实践教学考核:部分高校实践教学考核方式单一,未能充分体现学生的实践能力。
2. 存在的问题(1)实践教学与理论教学脱节:部分高校实践教学与理论教学脱节,导致学生实践能力不足。
(2)实践教学资源不足:部分高校实践教学资源不足,难以满足学生实践需求。
(3)实践教学考核方式不合理:部分高校实践教学考核方式单一,未能充分体现学生的实践能力。
(4)实践教学师资力量薄弱:部分高校实践教学师资力量薄弱,教师实践经验较少,影响了实践教学效果。
五、改进措施1. 加强实践教学与理论教学的融合:将实践教学融入理论教学,使学生在理论学习过程中逐步提高实践能力。
物联网实训智能家居报告(3篇)

第1篇一、引言随着科技的飞速发展,物联网(IoT)技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。
智能家居作为物联网技术的一个重要应用领域,以其便捷、舒适、节能的特点,受到了越来越多消费者的青睐。
为了深入了解智能家居系统的工作原理和应用,我们开展了一次物联网实训智能家居项目。
以下是本次实训的报告。
二、实训目的1. 了解智能家居系统的基本原理和组成。
2. 掌握智能家居系统的搭建方法和操作流程。
3. 通过实际操作,体验智能家居带来的便捷生活。
4. 分析智能家居在生活中的应用前景和挑战。
三、实训内容1. 智能家居系统概述智能家居系统主要由以下几个部分组成:(1)感知层:通过传感器收集家庭环境中的各种信息,如温度、湿度、光照、烟雾等。
(2)网络层:将感知层收集到的信息传输到控制中心,实现设备之间的互联互通。
(3)应用层:通过智能设备实现对家庭环境的控制,如灯光、窗帘、空调、电视等。
2. 智能家居系统搭建本次实训我们选择了一套基于Wi-Fi的智能家居系统,主要包括以下设备:(1)智能插座:用于控制家电的开关。
(2)智能灯泡:用于调节灯光亮度。
(3)智能摄像头:用于实时监控家庭安全。
(4)智能音箱:用于语音控制智能家居设备。
搭建步骤如下:(1)连接Wi-Fi:将智能设备连接到家庭Wi-Fi网络。
(2)下载智能家居APP:在手机上下载智能家居控制APP。
(3)添加设备:在APP中添加智能设备,进行配对。
(4)设置场景:根据需求设置智能家居设备的工作场景。
3. 智能家居系统操作通过APP,我们可以实现以下操作:(1)远程控制:随时随地控制家电开关、灯光亮度等。
(2)定时控制:设置家电的定时开关,实现节能环保。
(3)语音控制:通过智能音箱,实现语音控制智能家居设备。
(4)场景联动:设置多个设备联动,实现一键控制。
四、实训心得通过本次实训,我们深刻体会到智能家居带来的便捷生活。
以下是我们的一些心得体会:1. 智能家居系统极大地提高了我们的生活品质,让我们能够更加舒适、便捷地生活。
2023物联网专业工程实习报告_1
2023物联网专业工程实习报告2023物联网专业工程实习报告1__教育科技有限公司是国内物联网领军企业——__科技集团下属子公司,成立于,致力于面向全国高校进行产、学、研的校企深度合作,是__科技集团回报社会、回报教育的直接执行者。
__教育科技有限公司依托__科技集团深厚的物联网产业背景,与高校合作成立校企联盟,形成全新的物联网教育体系和研发体系。
该体系致力于打通人才供应端和人才需求端两个系统,实现人才培养和市场需求无缝链接,助力高校培养出一系列物联网高端人才、创新型人才及实用型人才。
满足社会对科研、生产、建设、管理、服务的各种类型人才需求。
一、实习岗位PC端开发,开发一套PC端温湿度变送器数据采集系统。
二、实习项目要求PC端温湿度变送器数据采集系统。
本系统通过__和__模拟量采集模块提供电源输入。
温湿度传感器的温度和湿度输出线分别接到KLM4514485模拟量采集模块的通道1和通道2(通道具体接线可以更换)。
温湿度传感器的输出为模拟量的4-20mA通过输入至485模拟量采集器后转换为数字量。
__采集模块与PC之间通过485转232模块进行连接。
PC端应用程序以__协议标准通过向485模拟采集模块上温湿度传感器对应的地址和通道发送数据读取命令后,__采集模块读取相应的数值后返回给PC端应用程序。
三、任务完成情况本系统旨在PC的__平台下通过__串口实现远程环境温湿度的实时监控。
整个项目所有要求圆满完成,完成了winform版的开发,并在此基础上增加了wpf 版的开发,实现了在PC平台上通过485模拟采集器获取远程温湿度信息。
整个项目包含设计文档及使用文档、源代码,设计文档记录了一整套项目设计概要、流程和规范,使用文档详细描述了用户如何使用的一本说明书,源代码是整个项目的编码实现。
四、自我鉴定,成果描述本人性格开朗,对待工作认真负责,待人真诚,善于沟通、协调有较强的组织能力与团队精神;活泼开朗、乐观上进、有爱心并善于施教并行;上进心强、勤于学习能不断进步自身的能力与综合素质。
中职物联网教学实践报告(3篇)
第1篇一、引言随着物联网技术的快速发展,物联网已成为我国新一代信息技术的重要组成部分,具有广阔的应用前景。
为了培养适应新时代需求的物联网技术人才,中职教育在物联网专业课程设置、教学方法、实践环节等方面进行了积极探索。
本文将从教学实践的角度,对中职物联网教学进行总结和分析,以期为我国中职物联网教育提供参考。
二、教学实践背景1. 物联网产业发展需求近年来,物联网产业在我国得到了迅速发展,已成为国家战略性新兴产业。
随着物联网技术的不断成熟,各行各业对物联网技术人才的需求日益增长。
中职教育作为培养技术技能人才的重要基地,肩负着培养适应物联网产业发展需求的高素质技术技能人才的重任。
2. 中职教育改革需求为适应新时代人才培养需求,我国中职教育正进行一系列改革,包括课程设置、教学方法、实践环节等。
物联网专业作为新兴专业,在中职教育改革中具有重要地位。
三、教学实践内容1. 课程设置(1)基础课程:包括计算机应用基础、计算机网络技术、数据库技术等,旨在为学生奠定扎实的计算机基础知识。
(2)专业核心课程:包括物联网技术基础、传感器技术、嵌入式系统、无线通信技术等,使学生掌握物联网技术的基本原理和技能。
(3)实践课程:包括物联网项目设计、物联网系统搭建、物联网应用开发等,培养学生的动手能力和实践能力。
2. 教学方法(1)案例教学:通过引入实际工程项目,让学生了解物联网技术的应用场景,提高学生的实际操作能力。
(2)项目教学:以项目为导向,让学生在完成项目过程中掌握物联网技术,培养学生的团队协作能力。
(3)翻转课堂:将课堂学习与课后自主学习相结合,提高学生的学习效果。
3. 实践环节(1)实验室建设:建立物联网实验室,为学生提供实践平台。
(2)校企合作:与企业合作,为学生提供实习和就业机会。
(3)竞赛活动:组织学生参加各类物联网竞赛,提高学生的综合素质。
四、教学实践成果1. 学生就业率提高通过物联网专业教学实践,学生的专业技能得到提升,就业率逐年提高。
物联网综合实训教案
物联网综合实训教案一、教学目标1、让学生了解物联网的基本概念、体系结构和关键技术。
2、培养学生的物联网系统设计和开发能力。
3、提高学生的实践操作技能,包括硬件连接、传感器数据采集与处理、网络通信配置等。
4、培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
二、教学重难点1、重点(1)物联网的感知层、网络层和应用层的关键技术。
(2)传感器的工作原理和数据采集方法。
(3)物联网通信协议的配置与应用。
2、难点(1)复杂物联网系统的设计与实现。
(2)解决在实际操作中遇到的硬件和软件兼容性问题。
三、教学方法1、理论讲解通过课堂讲授,让学生掌握物联网的基本概念和原理。
2、案例分析通过实际案例,让学生了解物联网在不同领域的应用和解决方案。
3、实践操作学生分组进行实验,亲自动手搭建物联网系统,提高实践能力。
4、小组讨论组织学生进行小组讨论,分享经验和解决问题。
四、教学设备和材料1、计算机实验室,配备足够数量的计算机。
2、物联网实验箱,包含传感器、控制器、通信模块等。
3、网络设备,如路由器、交换机等。
4、相关软件,如开发工具、模拟软件等。
五、教学过程1、课程导入(1 课时)通过展示一些物联网在生活中的应用实例,如智能家居、智能交通、智能农业等,引起学生的兴趣,引出物联网的概念。
2、理论知识讲解(3 课时)(1)物联网的定义、体系结构和特点。
(2)感知层的传感器技术,包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等的工作原理和应用。
(3)网络层的通信技术,如 WiFi、蓝牙、ZigBee 等的特点和适用场景。
(4)应用层的软件开发技术,如数据库管理、Web 开发等。
3、案例分析(2 课时)(1)分析智能家居系统的构成和工作原理,包括传感器的布置、数据的传输和处理、控制指令的下达等。
(2)分析智能物流系统中货物的跟踪和管理,涉及到的传感器和通信技术。
4、实践操作(8 课时)(1)分组将学生分成若干小组,每组 3-4 人。
(2)实验任务①利用实验箱中的传感器采集环境数据,如温度、湿度、光照等,并将数据显示在计算机上。
物联网概论教学实践报告(3篇)
第1篇一、引言随着信息技术的飞速发展,物联网(Internet of Things,IoT)已经成为当前全球范围内备受关注的热点领域。
物联网作为一种新型网络形态,通过将各种物品连接到互联网,实现信息交换和共享,为人类社会带来了巨大的变革。
为了让学生更好地了解物联网技术,掌握其基本原理和应用,我们开展了物联网概论教学实践。
本文将对本次教学实践进行总结和分析。
二、教学实践背景1. 物联网发展现状近年来,物联网在全球范围内得到了迅速发展。
我国政府高度重视物联网产业的发展,将其列为国家战略性新兴产业。
在政策扶持和市场需求的推动下,我国物联网产业取得了显著成果,广泛应用于智能家居、智能交通、智慧城市等领域。
2. 教学需求为了适应物联网产业的发展需求,高校纷纷开设物联网相关专业,培养学生具备物联网技术的基本知识和实践能力。
然而,物联网涉及的知识面广,涉及多个学科领域,传统的教学模式难以满足学生全面发展的需求。
因此,开展物联网概论教学实践,有助于提高学生的综合素质和创新能力。
三、教学实践内容1. 教学目标(1)使学生了解物联网的基本概念、发展历程和关键技术;(2)培养学生对物联网技术的兴趣和认知;(3)提高学生的实践能力,为后续专业课程学习奠定基础。
2. 教学方法(1)讲授法:通过教师讲解,使学生掌握物联网的基本知识和理论;(2)案例分析法:通过分析典型物联网应用案例,使学生了解物联网在实际应用中的价值和意义;(3)实验法:通过实验操作,使学生掌握物联网技术的实践应用。
3. 教学内容(1)物联网概述:介绍物联网的基本概念、发展历程、关键技术等;(2)传感器技术:讲解传感器的基本原理、分类、应用等;(3)无线通信技术:介绍无线通信的基本原理、技术特点、应用场景等;(4)嵌入式系统:讲解嵌入式系统的发展、应用、编程等;(5)物联网应用案例分析:分析智能家居、智能交通、智慧城市等领域的物联网应用案例。
四、教学实践效果1. 学生对物联网的认识得到提高通过本次教学实践,学生对物联网的基本概念、发展历程和关键技术有了更加清晰的认识,对物联网技术在各个领域的应用有了更深入的了解。
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2015物联网综合设计课程报告课程号:304101010教师:***高巨强 | 2012141462010物联网综合设计课程报告【摘要】物联网(The Internet of Things, IOT)是互联网的延伸与扩展,是继计算机技术、互联网和移动通信之后的又一次信息产业革命。
目前,物联网已被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。
物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
物联网的设计应遵从实用性、先进性、安全性、标准化、开放性、可扩展性、可靠性与可用性等原则。
基本按照以下步骤进行设计:1、用户需求调查与分析:充分调查分析物联网的应用背景和工作环境,及其对硬件和软件平台系统的功能要求及影响2、网络系统初步设计3、物联网系统详细设计4、用户和应用系统设计5、系统测试和试运行【关键词】物联网;设计方案;分层设计;系统集成;设计原则和步骤一物联网综合设计概述在进行物联网方案设计之前有必要了解一下物联网综合设计的基本知识,物联网(The Internet of Things, IOT)是互联网的延伸与扩展,是继计算机技术、互联网和移动通信之后的又一次信息产业革命。
目前,物联网已被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。
物联网将有力带动传统产业转型升级,引领战略性新兴产业的发展,实现经济结构的升级和调整,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然界的关系,引发社会生产和经济发展方式的深度变革,具有巨大的增长潜能。
一般认为,物联网具有以下的三大特点:全面感知:利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。
可靠传输:利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时的传输。
智能处理:对物体实现智能化的控制和管理,达到人与物的沟通。
物联网是继互联网之后IT产业的第三次浪潮,我们就起源点、面向对象、发展过程、用户、技术手段对二者进行对比发现他们的不同:互联网物联网起源点在哪里计算机技术的出现、技术的传播速度加快传感技术的创新、云计算面向的对象是谁人人和物怎么样发展的过程技术的研究到人类的技术共享使用芯片多技术的平台和应用过程谁是使用者所用的人人和物,人即信息体,物即信息体技术手段网络协议数据采集,传输介质,后台计算表一物联网的产业链包括三个部分:以集成电路设计制造、嵌入式系统为主的核心产业体系;以网络、软件、通信、信息安全产业和信息服务为代表的支撑产业体系;以数字地球、现代物流、智能交通、智能环保、绿色制造等为代表的面向应用的关联产业体系。
图一物联网是一种信息网络。
借鉴互联网建设的经验和教训,任何网络建设方案的设计都应坚持实用性、先进性、安全性、标准化、开放性、可扩展性、可靠性与可用性等原则。
经过组网规划、规划设计、分层设计、系统集成等步骤完成一个物联网方案的设计,具体流程如下图:二物联网详细设计物联网详细设计分为以下几个方面:物联网体系结构与网络设计、物联网感知层设计、物联网网络层设计、物联网应用层设计、安全设计。
1.物联网体系结构与网络设计,物联网处理问题要经过三个过程:全面感知、可靠传输与智能计算。
是一个形式多样、涉及社会生活各个领域的复杂系统。
从实现技术角度来看具备以下特点:网络的差异性、规模的差异性、接入的多样性。
因此在设计的过程中要充分考虑应用性要求进行网络系统设计,网络设计需要有经验的设计人员,网络设计通常包含许多权衡,设计目标才是推动设计的唯一因素,采用最简单和最可行的解决方案,不要使用一套严格的和可能过于全面的设计规则和模板,用于网络上所有的设备都要采用成熟的和经过测试的软/硬件,基本的设计计划必须要坚决执行。
遵循以上设计原则然后参照一下步骤进行设计:1)确定性能参数,具体说明每一个设计目标,如应用程序响应时间、数据包损失百分比、延迟和应用程序可用性等,2)找出设计的局限性。
最明显的局限性是预算,其他还可能包括实施的时间表、设备的技术支持、网络规范和政策,3)在考虑了系统规定参数之后,制定相关网络参数的目标,4)开始进行设计。
这是要解决一些主要的问题,如选择网络技术和设备、IP地址计划、路由策略等5)设计应该与系统规定参数是一样的。
如果系统规定参数不能满足迭代步骤的要求,就需要向下兼容6)解决设计的全部技术细节和替代方法7)技术解决方案的每一个重要方面都要在实验室进行测试,如应用程序的响应时间和可用性等,这有助于逐步地精细调整技术解决方案在某些情况下,最终的实验室测试结果可能表明基本的性能目标或者系统规定参数是不切合实际的,这时必须要进行修改或采取折中的方案:任何目标的实现都要求进行折中和妥协,设计者要让用户计划他们想要的各方面的花费,如在可伸缩性、可用性、网络性能、安全性、可管理性、易用性、适应性、可付性等上的,有时进行妥协与折中比描述的更复杂,对于网络系统来说,不同部分的目标是不一样的,一组用户可能更重视可用性而不是可付性,而另一组用户可能更重视部署最新型的应用和更看重性价比,而不是可用性。
2. 物联网感知层设计,感知层是物联网的基础,是联系物理世界与信息世界的重要纽带,是由大量具有感知、通信、识别(或执行)能力的智能物体与感知网络组成。
感知数据的准确性与实时性决定了物联网的应用价值,感知节点的分布范围决定了物联网的覆盖能力,感知节点的生存能力决定了物联网的生命周期。
在设计感知层时,我们需要注意两个问题:由于一些实际的物联网应用系统中要求末端的感知节点需要同时具有感知与控制能力,因此有一些技术资料中将感知层也叫做“感知控制层”;目前讨论的物联网主要针对大规模与造价低的RFID、传感器的应用问题,这在物联网发展的第一阶段是非常自然和必须的。
但我们进行设计时可以前瞻性地采用智能机器人技术,它必然会进入物联网,成为物联网重要的成员。
3.物联网网络层设计,网络层连接感知层与应用层,正确传输感知层的数据与应用层的控制指令,保证数据传输与存储的安全性。
通信是物联网网络层的关键,物联网通信包含有线和无线通信技术,而最能体现物联网特征的则是无线通信技术。
网络层主要实现信息的传递、路由和控制,通常包括接入网、会聚网和核心网。
从整体上看,物联网的网络层可看成层次拓扑结构,即最下层的接入网(如无线传感器网络)、中间的会聚网以及上层的核心网(如专用通信网络、公众电信网和互联网)。
在物联网的网络层设计中,重点是接入网、接入方式及其物联网网关的设计方面。
接入网的组网过程因应用场景而异。
可以有目的、有计划地部署,也可以以随机抛掷的方式部署,因此物理拓扑形式是多样的。
按照物联网的组网形态和组网方式,有集中式、分布式、混合式、网状式等结构;按照节点功能及结构层次,物联网的拓扑结构通常可分为平面网络结构、分级网络结构、混合网络结构,以及Mesh网络结构。
接入方式可以是有线的或者无线的。
4.物联网应用层设计,物联网应用的多样化、规模化与行业化决定了物联网应用层技术的复杂性,可以用于智能电网、智能交通、智能物流、智能数字制造、智能建筑、智能农业、智能家居、智能环境监控、智慧医疗保健、智慧城市等领域。
应用层的主要组成部分是应用层协议,不同的物联网应用系统要制定不同的应用层协议。
物联网应用可以分为6种基本类别:监控报警类、数据采集类、信息推送类、视频监控类、远程控制类、识别与定位类。
6种基本物联网应用对网络承载能力需求对比表二要分析完成业务承载能力分析、业务应用对平台营运的需求、业务带宽需求及管理等问题的解决方案才能更好的进行应用层的设计。
5.物联网安全技术,物联网以传感网、无线网为核心网络,这给针对物联网的各种攻击提供了机会,使物联网面临的安全问题比一般互联网更加严峻。
物联网安全威胁的特点:复杂的网络环境,无线信道的开放性,物联网终端的局限性,物联网本身控制现实生活和生产设备的巨大价值。
一次物联网的安全设计是很重要的一块。
物联网安全架构一般分为4个逻辑层:感知层、传输层(网络层)、处理层、应用层。
已有的对传感网、互联网等的一些安全解决方案可能不再适用。
物联网面临的终端物体的规模是巨大的;终端设备的处理能力差异很大;处理的数据量是海量的。
物联网是融几层于一体的大系统,许多安全问题来源于系统的整合。
图三针对以上安全问题现有的机制有现有RFID安全机制物理安全机制:Kill 命令机制。
从物理上销毁标签;裁剪标签法。
消费者可以将RFID天线扯掉或刮除,缩短标签的可读范围;静电屏蔽机制。
使用法拉第网罩来屏蔽标签,使之不能接受任何识读器的信号;主动干扰。
使用一个设备持续发送干扰信号,干扰任何靠近标签的识读器发出的信号。
基于密码技术的软件安全机制。
主要研究内容是利用各种成熟的密码方案和机制来设计和实现符合RFID安全需求的密码安全协议。
应用层需要如下的安全机制:有效的数据库访问控制和内容筛选机制;不同场景的隐私信息保护技术;叛逆追踪和其他信息泄露追踪机制;安全的计算机数据销毁技术;安全的电子产品和软件的知识产权保护技术。
三综合设计方案以智能家居为例了解一下物联网综合设计方案。
智能家居控制系统方案设计:本方案选用单片机ARM Cortex-M3、SST89E58RDA为系统的中央控制器,以实现家居的安全性、便利性、舒适性、艺术性、低碳性为目的。
以智能化、人性化、高性价比为原则,将WIFI模块、GSM模块、门禁系统、无线视频传输模块、手持无线语音控制模块、无线数据传输模块、空气质量检测模块、各类传感器模块和其他受控部件等有机结合,构成整个智能家居控制系统。
1.需求分析:方便的手持设备、摄像头、门禁、空气质量检测、温度、烟雾检测、远程控制。
2.系统架构设计:硬件部分,(1)控制单元。
单片机COTERX-M3与SST89E58RDA是系统中控制部分关键的元件,它与控制单元组成控制部分功能。
(2)传感器数据采集系统。
利用传感器采集信息,为用户提供准确的数据。
(3)受控部件。
通过网络及控制设备,控制家用电器和相应设备。
(4)GSM(SIM300)模块。
通过GSM完成报警功能。
(5)手持无线语音设备。
通过设备在室内操作家电开关。
(6)WIFI网络。
利用手持设备通过WIFI网络控制家电开关。
(7)无线数据传输模块。
准确稳定地传输数据。
(8)门禁模块。
对来访者进行身份识别,并对异常情况报警,达到安防的目的。
软件部分,(1)数据采集与数据分析部分。
即对数据进行实时的采集与处理。
(2)PC机远程控制部分。
对家庭中的PC机传送控制指令。
(3)SIM300模块部分。
读取信息,执行命令。
(4)分析控制部分。
根据采集的信息进行分时操作有利于提高系统效率。
3.系统硬件设计:单片机控制模块、门禁系统模块、温度采集、烟雾浓度检测、空气质量检测与净化模块、手持遥控语音识别模块、小车控制模块、无线数据收发模块、WIFI模块。