单片机物联网实验平台的设计与实现(2)
由于物联网技术的巨大前景以及其能带来的巨大效益，世界各国都十分重视物联网技术的研究和发展。作为各国科研力量重要组成部分之一的高校也十分重视物联网技术人才的培养。但由于种种条件的限制，物联网技术的教学存在效率低下，实践手段不够丰富等问题。为此构建一个物联网实验平台具有相当的迫切性以及重要性。一个有效成熟的物联网实验平台能够提高物联网技术教学的效率，能使学生在实践中更好的掌握物联网的基本概念以及基础技术。
除此之外，物联网实验平台也具有一定的扩展性，学生能依靠自己的创造力和对于物联网技术的理解扩展这一平台的功能，等激发学生的创新精神。物联网实验平台不仅能强化学生对于物联网技术的了解，同时还能培养学生的硬件设计以及软件编写能力，这将极大提高学生的综合能力。
1．2 研究现状及前景
物联网实验平台是物联网系统的浓缩，物联网实验平台凝聚了物联网的基础技术，同时揭示了物联网各设备各节点之间的基本关系。 物联网网络架构模型共有3个层次：感知层，网络层和应用层。物联网的网络构架如2.1所示。
图2.1 物联网网络架构模型
下面主要介绍物联网的一些基础技术，物联网基础技术主要有以下几种
传感器构建的感网器络节点
传感技术是主要研究关于从自然信源获取信息，并对之进行识别和处理的一门工程技术。传感技术的核心即传感器，它在物联网中的作用是获取整个网络中所需的信息并将其进行处理然后发送给后端处理设备。它是物联网中信息获取技术的重要组成部分。传感器包括低功耗、小型化、高性能的各类物理、化学、生物传感器、多媒体信息采集、实时定位和地理识别系统及产品。物联网实验平台是几个传感器的组合，能从外界获得多种信息。
核心控制芯片及嵌入式芯片
在物联网教学实验平台中，处理器模块是无线传感器节点的计算核心，它负责接收处理存储平台传感器所采集到的数据，并生成控制信号，按照一定的通信协议将信息传送给其他模块，比如射频发射模块。处理器模块相当于计算机中的CPU。在物联网实验平台中，传感器节点的处理控制器模块采用的是单片机。射频模块是传感器节点的重要组成部分，主要完成传感器节点之间、节点与传感器网络之间的数据交换功能。
通信技术
通信技术与产品包括WLAN、WIFI、UWB、Zigbee、NFC、MESH、高频RFID等短距离数据传输及自组织组网的核心产品与设备，异构网融合、传感网相关接口、接入网关等产品和设备。物联网中物品与人，物品与物品之间准确迅速高效的交流主要依靠高速、稳定可靠、具有大批数据传输能力的无线网络。无线传感器网络采用大量的节点(传感器)覆盖监测区域，通过无线通讯方式形成一个多条的自组织网络系统，以此来实现网络中各节点的互联。无线传感器网络技术可以使人们及时、精确地获得被监控物体的状态，同时还能实现网络中物与物之间高效快捷的数据信息交互传输。本次设计的物联网实验平台使用的cc2430芯片采用的是Zigbee协议，通过cc2430芯片来实现物联网实验平台传感器网络的构建。cc2430芯片将作为无线射频模块的重要组成部分，实现平台之中信息的交互传输。
物联网实验平台发展现状
由于物联网技术的巨大潜力和价值，物联网技术教学得到了极大的重视。因此，物联网实验平台作为物联网技术教学的重要载体，物联网实验平台得到了一定的发展。现阶段的一部分物联网实验平台结构过于复杂，功能繁复，使用成本高，使用掌握比较困难，不太符合高校学生初级学习阶段的需求。所以，现在缺乏一种简单可靠，成本低，但能仍能体现物理网基本技术基本机构的实验平台。缺乏一种适合初学者使用的物联网实验平台。因此本课题将要解决这一问题，设计并制作出一个结构简易，性能可靠，具有一定可扩展性的物联网实验平台。该实验平台主要将用于初学者学习物联网的基本技术以及基本的设计思路方法。本课题设计的简单物联网实验平台结构相对简单，由处理控制芯片和通讯芯片两块主要芯片组成。但具有物联网技术中的所有关键组成部分，具有简单实用、易于扩展等特点，具有较好的应用潜力。符合学生学习初步学习了解物联网技术的要求，器扩展性还能为学生进一步加深对物联网技术的掌握打下基础。
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