实验室建设概述

实验室名称

实验室名称：无线传感器网络实训实验室

建设目标

本项目旨在建设支撑物联网工程专业学生实验、专业技能实训、创新能力培养的系统。系统包括软件、硬件、课程、资源和服务，支撑专业课程实训环节的教学，涵盖物联网感知层、网络层、应用层三个层次的知识体系，切合物联网工程专业人才培养要求，适应物联网技术发展趋势，符合物联网行业人才岗位技能要求。

人才培养目标

本专业培养的学生能够于毕业后，在物联网相关企业从事物联网通信架构、无线传感器网络、传感技术、物联网应用设计、相关程序开发等方面工作，也可在高校或科研机构从事物联网领域的系统设计、系统分析、科技开发、研究等科研和教学工作。

实验室建设规划

实验室系统架构

无线传感器网络实训实验室，主要以无线传感器网络为主题，以教学平台和实验箱为载体，让学生时间课堂所学，掌握并验证学生必要的专业基础知识。

实验室是无线传感器网络教学实训系统组成，系统包括无线传感器网络实验平台和无线传感器网络实验箱。系统主要设备为实验平台和SmartNode，支持TinyOS、Contiki、RFID系统实验，充分满足并发烧录、协议验证、数据解析等实验要求。

系统以服务器为中心，通过网络控制SmartNode感知教学实验平台、串口控制无线传感网络教学实验平台；允许教师和学生通过网络登陆方式连接两个平台，控制单个和并发烧写节点，执行不同操作。系统架构如图所示。

无线传感网络教学实训系统架构

实验室设备简介

无线传感器网络实验平台

无线传感器网络实验平台是整合了多种传感器，自组织形成传感器网络，对网络的组网通讯、协议、数据收集及应用等学习的教学实验系统，方便运输和网络规模的扩充，该实验平台同时支持50个节点进行组网实验，节点状态通过有线发送至服务器。

该平台架构为CS架构，服务器为主流Linux系统，保证了系统的稳定性和流畅性；客户端支持Windows/Linux系统，便于兼容实验室系统环境。教学平台软件内置丰富教程和代码，便于教学活动的开展；同时软件系统还提供了实验报告模块，简化了教学环节收集报告的复杂流程，节省教学时间。教学平台目前支持TinyOS系统和Contiki系统，可根据不同的教学需求定制其他无线传感器操作系统，满足无线传感器网络学习的不同需求。

无线传感器网络实验平台

教学应用

无线传感网络教学实验平台配套有驱动管理软件、教学软件，针对性地解决了物联网专业的实验教学中遇到的以上问题。教学实验平台上统一配置了实验所需的传感器节点，教师可以使用配套的教学软件进行本地代码编写，程序编写好之后，对程序进行远程编译和远程烧录，并将编译后的代码自动写入到节点中。本实验平台通过精心的设计将这些繁琐的过程变成了简单点击按钮就可以完成的操作，使学生更加关注与课程内容的学习、节点程序的编写。同时，驱动管理软件支持并发烧录程序，一次可同时对50个节点进行批量烧录。

无线传感器网络实验箱

SmartNode感知教学实验平台是面向各大本科和高职类院校设计的一套综合性物联网集成教学系统。

SmartNode感知教学实验平台以SmartNode设备为核心，搭配无线传感网络基础节点，RFID设备以及多种传感器的教学实验系统。平台采用浏览器/服务器的结构模式，使用者无需安装任何客户端，只需借助网络通过浏览器访问服务器就能远程进行实验操作。网站界面友好、操作方便，同时支持多种移动客户端(手机、平板），大大的简化了教学的复杂程度，提高了教学的效率和质量。一台服务器可以接入多台SmartNode，它们可通过无线连接，组网示意图如下所示：

SmartNode物联网组合集成教学实验平台组网结构图

SmartNode实物图

SmartNode感知教学实验平台以SmartNode设备为核心，SmartNode实物图如上图所示，该设备具有丰富的外围接口，可满足Telosb节点、CC2650节点、UHF-RFID和U-RFID等一系列物联网知识热点的教学。此外，超大容量锂电池和220V市电的双电源供电设计使得该设备在室内和室外都能长期工作，并具有良好的散热措施，保障了设备长期运行的稳定性。

SmartNode可以通过扩展的USB接口和GPIO接口外接蓝牙、WIFI、液晶屏、数码管、UHF-RFID、U-RFID阅读器以及Telosb和CC2650节点等现有产品。丰富的外围接口可以为研究爱好者提供更为广阔的开发平台。

SmartNode的配置智能高端，它载有LCD显示屏。LCD显示屏可显示用户对SmartNode的操作过程。SmartNode采用超大容量蓄电锂电池和220V市电的双电源供电设计，在无市电条件下也能持久工作。另外SmartNode直接通过无线网络与服务器连接，实验室部署SmartNode时无需布线，简易美观。

实验室设备部署规划

    实验室布局图：

部分案例