摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過多通道通信技術(shù)的信息傳感設(shè)備進(jìn)行信息采集，同時采用網(wǎng)絡(luò)終端來按約定的協(xié)議實現(xiàn)人與人、人與物、物與物的全面互聯(lián)的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，然后結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息的傳送與交互，最后采用智能計算技術(shù)對信息進(jìn)行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。為此，文中介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)點(diǎn)架構(gòu)和基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)查詢，最后對高職學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)工作進(jìn)行了分析和探索。
關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；高職院校；物聯(lián)網(wǎng)實驗室

0 引言
    人類社會進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)已滲透到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會生活的各個方面，人們的生產(chǎn)、生活以及學(xué)習(xí)方式正在發(fā)生著深刻的變化，全民教育、優(yōu)質(zhì)教育、個性化學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)已成為信息時代教育發(fā)展的重要特征。我國教育改革和發(fā)展正面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，破解制約我國教育發(fā)展的難題，促進(jìn)教育的創(chuàng)新與變革，是加快從教育大國向教育強(qiáng)國邁進(jìn)的重大戰(zhàn)略抉擇。教育信息化要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)勢，注重信息技術(shù)與教育的全面深度融合，在促進(jìn)教育公平和實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源廣泛共享、提高教育質(zhì)量和建設(shè)學(xué)習(xí)型社會、推動教育理念變革和培養(yǎng)具有國際競爭力的創(chuàng)新型人才等方面具有獨(dú)特而重要作用，是實現(xiàn)我國教育現(xiàn)代化宏偉目標(biāo)不可或缺的動力與支撐。我國教育信息化雖然已經(jīng)取得顯著進(jìn)展，但與人民群眾的需求和世界發(fā)達(dá)國家水平相比還有明顯差距。必須充分認(rèn)識推進(jìn)教育信息化的重要性和艱巨性，把教育信息化作為國家信息化的戰(zhàn)略重點(diǎn)和優(yōu)先領(lǐng)域全面部署、加快實施，調(diào)動全社會力量積極支持和參與，用十年左右的時間初步建成具有中國特色的教育信息化體系，使我國教育信息化在整體上接近國際先進(jìn)水平，推進(jìn)教育事業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)點(diǎn)架構(gòu)
    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)一般由傳感器模塊、路由協(xié)議管理模塊、系統(tǒng)控制模塊、無線收發(fā)模塊和能量控制模塊等五部分組成。每個傳感器節(jié)點(diǎn)兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)節(jié)點(diǎn)終端和路由器雙重功能，除了進(jìn)行本地信息收集和數(shù)據(jù)處理外，還要對其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理和融合等處理，同時還需要與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成一些特定任務(wù)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)最為穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)和信息互通，本文將采用伯克利大學(xué)編寫的Tiny OS操作系統(tǒng)，并把該操作系統(tǒng)移植到目前比較新的SOC芯片上，從而在節(jié)點(diǎn)上實現(xiàn)完整的MAC協(xié)議以及路由協(xié)議，并根據(jù)應(yīng)用場合的不同和實際的需要將其替換為不同的路由協(xié)議。該系統(tǒng)的主題軟件架構(gòu)框架如圖1所示。

2 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)查詢
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化使用核心技術(shù)之一就是海量數(shù)據(jù)的有效處理，包含存儲、統(tǒng)計、查詢以及基于數(shù)據(jù)處理之上的專家對數(shù)據(jù)的判斷。行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)矛盾之一是行業(yè)數(shù)據(jù)的大規(guī)模和專家的小數(shù)量之間的矛盾，這一問題的解決方式集中于專家的遠(yuǎn)程化準(zhǔn)現(xiàn)場處理，而在這種處理方式中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確查詢和使用是核心中的核心。對SINK節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理包括采集、分析、存入數(shù)據(jù)庫、查詢等。針對數(shù)據(jù)查詢，本項目主要研究傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下不受節(jié)點(diǎn)失效、通信鏈路失效和節(jié)點(diǎn)移動影響的查詢處理技術(shù)，提出了基于該技術(shù)的聚集查詢、KNN查詢和連接查詢等典型查詢處理算法，研究了能夠在系統(tǒng)部署之后動態(tài)且高效地添加新的查詢語言、存儲和索引機(jī)制、查詢處理算法的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了具有自主版權(quán)并滿足實時性、魯棒性要求的、具有動態(tài)可擴(kuò)充能力的新型傳感器數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的原型系統(tǒng)NHSensor。
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化不斷應(yīng)用依賴于穩(wěn)定、高效的節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫功能，還需要應(yīng)用端軟件，采取優(yōu)化的人機(jī)交互系統(tǒng)，面向掌握電腦技術(shù)的實際農(nóng)田數(shù)據(jù)使用者，提供使用簡單、理解清晰、操作方便、豐富多樣的應(yīng)用端程序。主要括便攜式采集終端、WEB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、PC端采集終端、移動采集終端等。

3 高職學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)
    2010年2月，教育部向各省、市、自治區(qū)教育廳(教委)，以及部屬各高等學(xué)校下發(fā)了《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批工作的通知》。《通知》說，當(dāng)前國家決定大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保技術(shù)、生物醫(yī)藥等關(guān)系到未來環(huán)境和人類生活的一些重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。傳感網(wǎng)可把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理，是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域?！秶抑虚L期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2010—2020年)》和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”重大專項中均將傳感網(wǎng)列入了重點(diǎn)研究領(lǐng)域。2009年8月7日，溫家寶總理在無錫考察中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時曾表示，至少三件事情可以盡快去做：一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)融合；二是在國家重大科技專項中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展：三是盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”。并指出早一點(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破傳感網(wǎng)核心技術(shù)，要依靠科技和人才，占領(lǐng)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)，保證我國具有可持續(xù)發(fā)展的能力和可持續(xù)的競爭力?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的高校實驗室解決方案就是基于目前的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，經(jīng)過前期對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的探究，同時結(jié)合目前的教育形態(tài)，總結(jié)出對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)的解決方案。該方案從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)注重的關(guān)鍵性問題，對高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)給出了具體的解決方案。同時結(jié)合目前產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和高校教學(xué)環(huán)境，為高校如何培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型人才給出了指導(dǎo)性、方向性的建議，力求讓學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感知層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、支持層與應(yīng)用層的關(guān)鍵性技術(shù)，并且具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實踐能力。圖2所示是一個高校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實驗室的基本框架圖。

4 結(jié)語
    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職學(xué)院實驗室管理中的應(yīng)用，可以通過優(yōu)化和成熟的射頻識別技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，將實驗室中的所有物品真正納入生活上、工作上的全新體驗的遠(yuǎn)程控制中心。