第一篇：基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(南京李建元)
基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
(一)物聯(lián)網(wǎng)概念的提出
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“The Internet of things”，簡言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
2003年，美國《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首；
2005年，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。國際電信這份報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警；公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。美國總統(tǒng)奧巴馬就職以后，在他和工商領(lǐng)袖舉行的圓桌會(huì)議上，“智慧地球”的概念被提出，其中包括美國要形成智慧型基礎(chǔ)設(shè)施“物聯(lián)網(wǎng)”，被美國人認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競爭優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。
2009年2月24日消息，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智慧的地球”的最新策略。
2009年8月7日，溫家寶總理在江蘇無錫調(diào)研時(shí)，對(duì)微納傳感器研發(fā)中心予以高度關(guān)注，提出了把傳感網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在無錫、輻射全國的想法。溫家寶總理指出“在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)”，“在國家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展”，“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫?感知中國?中心 ”。
2010年是物聯(lián)網(wǎng)概念迅速升溫、業(yè)務(wù)高速發(fā)展的一年。專家預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將是下一個(gè)萬億元級(jí)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，甚至超過互聯(lián)網(wǎng)30倍,中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)潛力無窮。
2011年3月5日，十一屆全國人大四次會(huì)議國務(wù)院總理溫家寶作的2011年政府工作報(bào)告中著重提出：要加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用。(二)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)主要分為三個(gè)層次：
第一是傳感系統(tǒng)（設(shè)備層），通過各種技術(shù)手段，來實(shí)現(xiàn)和物相關(guān)的信息識(shí)別和采集；
第二是通信網(wǎng)絡(luò)（信號(hào)傳輸和獲取層），包括現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)以及各種接入網(wǎng)和專用網(wǎng)，目的是對(duì)采集來的信息進(jìn)行可靠傳輸和處理；
第三是應(yīng)用和業(yè)務(wù)（業(yè)務(wù)應(yīng)用層），即輸入輸出控制終端，可基于現(xiàn)有的手機(jī)、個(gè)人電腦等終端進(jìn)行。
其中傳感技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了前兩個(gè)層次，主要由無線射頻識(shí)別（RFID）、傳感網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)構(gòu)成，而第三個(gè)層次則是以軟件為主的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
國內(nèi)外眾多高校、科研院所、各大知名企業(yè)先后開展了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，這些都為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步的發(fā)展以及最終的商業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，雖然在基礎(chǔ)技術(shù)層面已經(jīng)獲得了重大突破，而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁┠男┆?dú)特的服務(wù)，才是物聯(lián)網(wǎng)最終能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。目前許多物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用的方向之一就是與校園管理活動(dòng)的融合，用于促進(jìn)智慧校園/數(shù)字化校園建設(shè)工作的推進(jìn)。
(三)系統(tǒng)功能要求
考慮到各校的實(shí)驗(yàn)室配置條件的限制，本賽題將以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的頂層應(yīng)用開發(fā)作為主要內(nèi)容，即假設(shè)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上所需的各類信息均可以獲取。
本系統(tǒng)要求針對(duì)校園中的兩項(xiàng)主要活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以選取下面提供的兩項(xiàng)活動(dòng)（活動(dòng)內(nèi)容允許調(diào)整），也可以自行選擇其他活動(dòng)，但是至少完成兩項(xiàng)具有代表性的功能設(shè)計(jì)，完成一個(gè)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.教室管理
假設(shè)：可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得關(guān)于教室使用狀態(tài)的所有信息
要求：自行設(shè)計(jì)信息的存儲(chǔ)內(nèi)容與格式（數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)），包括需要通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取的信；分析用戶可能需要用到的信息，允許用戶通過PC終端查詢所有教室的實(shí)時(shí)使用情況，以及其他所需信息和服務(wù)。2.車位管理
假設(shè)：可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得關(guān)于車位使用狀態(tài)的所有信息
要求：自行設(shè)計(jì)信息的存儲(chǔ)內(nèi)容與格式（數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)），包括需要通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取的信息；分析用戶可能需要用到的信息，允許用戶通過PC終端查詢所有車位的實(shí)時(shí)使用情況，以及其他所需信息和服務(wù)。
(四)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
1．要求建立B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，展示系統(tǒng)基本功能，光盤僅作為成果備份。2．要求各隊(duì)自行建立可以正常訪問的作品網(wǎng)站，提供域名和賬號(hào)口令（如果需要的話），用于評(píng)審期間訪問。
3．建議的開發(fā)環(huán)境：IIS+SQL server+ASP，但不僅限于此。提示和備注：
去年本賽題從論壇、QQ交流情況以及最終的提交作品來看，比較普遍的問題有兩個(gè)：
1．是否需要考慮傳感網(wǎng)、通信網(wǎng)的結(jié)合問題
這個(gè)問題是大家最困惑也是問的最多的問題，從我們平時(shí)接觸到的宣傳來看，物聯(lián)網(wǎng)最引人注目的功能就是在于傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)的結(jié)合，這部分功能本身正在探索之中，實(shí)現(xiàn)起來的工作量也比較大，所以本次大賽中對(duì)于這部分功能不做強(qiáng)調(diào)，而是假設(shè)監(jiān)測(cè)對(duì)象的基本信息可以獲得，在此基礎(chǔ)上如何利用這些信息提供服務(wù)。所以各位選手一要考慮你認(rèn)為哪些信息是你希望獲取的，二要考慮這些信息獲取后如何加以利用。（例如是僅僅告訴用戶某個(gè)停車場(chǎng)目前有五個(gè)空閑車位，還是用圖形表示出這五個(gè)空閑車位的具體位置？）。
當(dāng)然，如果你能夠在你的作品中完成這部分的功能，將會(huì)為你加分不少（去年有幾個(gè)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能，希望本屆選手能夠再接再厲，獲得更大的突破）。
2．是否局限于這兩項(xiàng)功能
教室管理、車位管理是必須完成的部分，如果你認(rèn)為這兩項(xiàng)功能你已經(jīng)做好了，而且做的比較完善，仍然有時(shí)間和精力，在此條件下你可以根據(jù)自己的興趣再選作其他功能。參賽選手可以根據(jù)自己學(xué)校的特色自行設(shè)計(jì)其他的智能系統(tǒng)。如：經(jīng)濟(jì)和財(cái)政學(xué)院可以選擇“智慧銀行”，交通學(xué)院可以選擇“智慧交通”，醫(yī)學(xué)院可以選擇“智慧醫(yī)療”，建筑大學(xué)選擇“智能家居”，另外，在同學(xué)們每天上課過程中有沒有想過更好的老師授課、學(xué)生聽課的更加智慧的方式，可以開發(fā)智慧授課系統(tǒng)，比如“智慧課堂”，只要啟動(dòng)你的智慧，定會(huì)有別樣的創(chuàng)意。
本賽題中關(guān)于需要獲取哪些信息的設(shè)計(jì)是后續(xù)工作的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上能夠?yàn)橛脩籼峁┠男┓?wù)是系統(tǒng)的特色。所以全面的信息、良好的客戶定位、豐富多樣的功能是吸引用戶的關(guān)鍵
注意事項(xiàng)：
1．關(guān)于系統(tǒng)用戶
建議考慮三類基本用戶：學(xué)校的管理人員、校內(nèi)用戶、校外用戶。注意每類用戶的需求有什么樣的差異。除此以外還可以考慮一些特殊用戶，例如校內(nèi)用戶是否區(qū)分教師、學(xué)生、管理人員。
2．關(guān)于開發(fā)文檔部分
文檔一定要結(jié)構(gòu)完整、邏輯清晰，如實(shí)記錄你的成果的開發(fā)過程。如果希望附上程序或部分程序，請(qǐng)單獨(dú)放在一個(gè)文件中，不要和開發(fā)文檔放在一起。
文檔中必須包含系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（開發(fā)環(huán)境）、系統(tǒng)測(cè)試等內(nèi)容。
具體細(xì)節(jié)請(qǐng)各自留意，例如要有目錄、頁碼，圖表要有編號(hào)，全文章節(jié)編號(hào)要規(guī)范、一致。
開發(fā)文檔中尤其需要說明你的作品的特色所在，對(duì)于成員分工也應(yīng)當(dāng)有明確說明。
3．關(guān)于系統(tǒng)演示
最終提交程序時(shí)一定要有安裝、使用方法的說明；
要考慮到遠(yuǎn)程能夠正常訪問，對(duì)于各種特殊情況能夠正常處理，避免由于程序異常導(dǎo)致無法正常訪問的情況。
界面要簡明、友好，需要用戶操作之處請(qǐng)加上簡要說明，模擬數(shù)據(jù)要符合一般現(xiàn)實(shí)（例如教室編號(hào)不要用ABCD等全字符表示）。最好附上一個(gè)簡要的用戶手冊(cè)，說明系統(tǒng)使用方法。
第二篇：基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)踐課程設(shè)計(jì)
題 目: 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院(系): 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院 專業(yè)年級(jí): 11級(jí)物聯(lián)網(wǎng)1班 姓 名:
郭盛功
學(xué) 號(hào): 112801012 指導(dǎo)教師: 馬維俊
摘要..................................................................................................................................................3 1 緒論.............................................................................................................................................4
1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).............................................................................................................4
1.1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生背景.........................................................................................4 1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境中的應(yīng)用.........................................................................5
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境的智能化管理.................................................5 1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全有效監(jiān)管.....................................................5 基本原理.....................................................................................................................................6
2.1硬件方面............................................................................................................................6
2.1.1芯片SHT10介紹....................................................................................................6 2.1.2 CC2530介紹..........................................................................................................7 2.2 軟件方面.........................................................................................................................9
2.2.1 ZigBee技術(shù)..........................................................................................................9 2.2.2 ZigBee特點(diǎn)........................................................................................................11 2.2.3 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)..........................................................................................12 2.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)...............................................................................................15 3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).......................................................................................17 3.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)...................................................................17 3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建構(gòu)...........................................................................17 3.3農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建..................................................................................................18 3.3.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)建...................................................................................................18 3.3.2 系統(tǒng)軟件構(gòu)建...................................................................................................18 3.3．3 編碼...................................................................................................................20 四 總結(jié)...........................................................................................................................................22 五 參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................23 六 致謝信.......................................................................................................................................24
基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要
智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)階段，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感節(jié)點(diǎn)（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策。
基于Zigbee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案，成本低廉，是一般人都能負(fù)擔(dān)的價(jià)格；控制更簡單，讓每一位剛接觸的人都能輕松使用；功耗更低、組網(wǎng)更方便、網(wǎng)絡(luò)更健壯，給您帶來高科技的全新感受。您的溫室大棚規(guī)模越大，基于Zigbee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案在使用中，要準(zhǔn)確及時(shí)地操控所有設(shè)備，最值得關(guān)注的應(yīng)該就是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的穩(wěn)定性。鑒于溫室大棚的網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域比較廣泛，我們貼心為您呈現(xiàn)物聯(lián)無線組網(wǎng)！智慧農(nóng)業(yè)能有效連接物聯(lián)Internet通信網(wǎng)關(guān)和超出物聯(lián)Internet通信網(wǎng)關(guān)有效控制區(qū)域的其它Zigbee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中繼組網(wǎng)，擴(kuò)大覆蓋區(qū)域，并傳輸網(wǎng)關(guān)的控制命令到相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，達(dá)到預(yù)期傳輸和控制的效果。基于先進(jìn)的Zigbee技術(shù)，物聯(lián)無線中繼器無需接入網(wǎng)線，就可自行中繼組網(wǎng)，擴(kuò)散網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，讓您的網(wǎng)絡(luò)靈活順暢運(yùn)行，保障您的所有設(shè)備正常運(yùn)行。主要采集溫濕度，從而控制農(nóng)植物的水分和光照。
關(guān)鍵詞：Zigbee，CC2530，智慧農(nóng)業(yè)，云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)緒論
農(nóng)業(yè)是關(guān)系著國計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中面臨著確保農(nóng)產(chǎn)品總量、調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量，改善生產(chǎn)效益低下、資源嚴(yán)重不足且利用率低、環(huán)境污染等問題而不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要。因此，關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究勢(shì)在必行。物聯(lián)網(wǎng)是以感知為目的的，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)可以很好地應(yīng)用到諸多領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)即是其中之一。
文章在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的背景下，設(shè)計(jì)了農(nóng)業(yè)中最為關(guān)鍵的種植環(huán)境智能化檢測(cè)系統(tǒng)，一方面對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)種植檢測(cè)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管系列傳感器，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過模塊采集溫濕度光照登信息，經(jīng)由無線收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，通過后臺(tái)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的遠(yuǎn)程控制，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的遠(yuǎn)程控制。另一方面是設(shè)計(jì)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)下種植環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)。文章旨在設(shè)計(jì)出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，能夠極大地推進(jìn)高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化、智能化水平，降低資源占有率，提高農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量。
1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
1.1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生背景
農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的重要內(nèi)容，大力推進(jìn)“信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合”是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向?！稗r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即通過相應(yīng)的智能傳感器設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，并將各個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳送到信息控制中心，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，智能控制農(nóng)作物健康生長所需環(huán)境如溫度、濕度以及光照、土壤溫度、含水量，及時(shí)灌溉系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植綜合生態(tài)信息的自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控。1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境中的應(yīng)用
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境的智能化管理
通過在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的只能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整農(nóng)作物種植環(huán)境中各個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握農(nóng)作物生長環(huán)境的一些參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)變化適時(shí)調(diào)控來掌控農(nóng)作物最佳的生長環(huán)境，將生物信息獲取方法應(yīng)用于無線傳感器節(jié)點(diǎn)，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全有效監(jiān)管
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠通過廣泛采用電子標(biāo)識(shí)、條形碼、傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)中間件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、交易信息的透明化和實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田到餐桌的全程可管可控，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全有效地監(jiān)管?；驹?/p>
本實(shí)驗(yàn)將使用CC2530讀取溫濕度傳感器SHT10的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并通過CC2530內(nèi)部的ADC得到光照傳感器的數(shù)據(jù)。最后將采樣到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換然后在LCD上顯示。其中對(duì)溫濕度的讀取是利用CC2530的I/O（P1.0和P1.1）模擬一個(gè)類IIC的過程。對(duì)光照的采集使用內(nèi)部的AIN0通道。
2.1硬件方面
2.1.1芯片SHT10介紹
SHT10 是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全標(biāo)定的數(shù)字輸出。它采用專利的CMOSens 技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電容性聚合體測(cè)濕敏感元件、一個(gè)用能隙材料制成的測(cè)溫元件，并在同一芯片上，與 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。SHT10 引腳特性如下：
1.VDD，GND SHT10 的供電電壓為 2.4~5.5V。傳感器上電后，要等待 11ms 以越過“休眠”狀態(tài)。在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波。
2.SCK 用于微處理器與 SHT10 之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。
3.DATA 三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。DATA 在 SCK 時(shí)鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK 時(shí)鐘上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間，在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí)，DATA 必須保持穩(wěn)定。為避免信號(hào)沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng) DATA 在低電平。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如：10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的 I/O 電路中。
向 SHT10 發(fā)送命令：
用一組“ 啟動(dòng)傳輸”時(shí)序，來表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟Ｋǎ寒?dāng) SCK 時(shí)鐘高電平時(shí)DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖?，隨后是在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。后續(xù)命令包含三個(gè)地址位（目前只支持“000”，和五個(gè)命令位。SHT10 會(huì)以下述方）式表示已正確地接收到指令：在第 8 個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，將 DATA 拉為低電平（ACK位）。在第 9 個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，釋放 DATA（恢復(fù)高電平）。
測(cè)量時(shí)序(RH 和 T)：
發(fā)布一組測(cè)量命令（‘00000101’表示相對(duì)濕度 RH，‘00000011’表示溫度 T）后，控制器要等待測(cè)量結(jié)束。這個(gè)過程需要大約 11/55/210ms，分別對(duì)應(yīng) 8/12/14bit 測(cè)量。確切的時(shí)間隨內(nèi)部晶振速度，最多有±15%變化。SHTxx 通過下拉 DATA 至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測(cè)量的結(jié)束?？刂破髟谠俅斡|發(fā) SCK 時(shí)鐘前，必須等待這個(gè)“數(shù)據(jù)備妥”信號(hào)來讀出數(shù)據(jù)。檢測(cè)數(shù)據(jù)可以先被存儲(chǔ)，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其它任務(wù)在需要時(shí)再讀出數(shù)據(jù)。接著傳輸 2 個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和 1 個(gè)字節(jié)的 CRC 奇偶校驗(yàn)。需要通過下拉 DATA 為低電平，uC以確認(rèn)每個(gè)字節(jié)。所有的數(shù)據(jù)從 MSB 開始，右值有效（例如：對(duì)于 12bit 數(shù)據(jù)，從第 5 個(gè)SCK 時(shí)鐘起算作 MSB； 而對(duì)于 8bit 數(shù)據(jù)，首字節(jié)則無意義）。用 CRC 數(shù)據(jù)的確認(rèn)位，表明通訊結(jié)束。如果不使用 CRC-8 校驗(yàn)，控制器可以在測(cè)量值 LSB 后，通過保持確認(rèn)位 ack 高電平，來中止通訊。在測(cè)量和通訊結(jié)束后，SHTxx 自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式。通訊復(fù)位時(shí)序：
如果與 SHTxx 通訊中斷，下列信號(hào)時(shí)序可以復(fù)位串口：當(dāng) DATA 保持高電平時(shí)，觸發(fā)SCK 時(shí)鐘 9 次或更多。在下一次指令前，發(fā)送一個(gè)“傳輸啟動(dòng)”時(shí)序。這些時(shí)序只復(fù)位串口，狀態(tài)寄存器內(nèi)容仍然保留。2.1.2 CC2530介紹
CC2530 是基于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee 和RF4CE 上的一個(gè)片上系統(tǒng)解決方案。其特點(diǎn)是以極低的總材料成本建立較為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2530 芯片結(jié)合了RF 收發(fā)器，增強(qiáng)型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其他模塊的強(qiáng)大的功能。如今CC2530 主要有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB 的閃存。其具有多種運(yùn)行模式，使得它能滿足超低功耗系統(tǒng)的要求。同時(shí)CC2530運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間很短，使其進(jìn)一步降低能源消耗。
CC2530包括了1個(gè)高性能的2.4 GHz DSSS（直接序列擴(kuò)頻）射頻收發(fā)器核心和1個(gè)8051控制器，它具有32/64/128 kB可選擇的編程閃存和8 kB的RAM，還包括ADC、定時(shí)器、睡眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路和21個(gè)可編程I/O引腳，這樣很容易實(shí)現(xiàn)通信模塊的小型化。CC2530是一款功耗相當(dāng)?shù)偷膯纹瑱C(jī)，功耗模式3下電流消耗僅0.2μA，在32 k晶體時(shí)鐘下運(yùn)行，電流消耗小于1μA。
CC2530芯片使用直接正交上變頻發(fā)送數(shù)據(jù)?；鶐盘?hào)的同相分量和正交分量由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)過低通濾波，變頻到所設(shè)定的信道上。當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入128B的發(fā)送緩存中，包頭是通過硬件產(chǎn)生的。最后經(jīng)過低通濾波器和上變頻的混頻后，將射頻信號(hào)被調(diào)制到2.4GHz，后經(jīng)天線發(fā)送出去。CC2530有兩個(gè)端口分別為TX/RX，RF端口不需要外部的收發(fā)開關(guān)，芯片內(nèi)部已集成了收發(fā)開關(guān)。
CC2530的存儲(chǔ)器ST-M25PE16是4線的SPI通信模式的FLASH，可以整塊擦除，最大可以存儲(chǔ)2M個(gè)字節(jié)。工作電壓為2.7v到3.6v。
CC2530溫度傳感器模塊反向F型天線采用TI公司公布的2.4GHz倒F型天線設(shè)計(jì)。天線的最大增益為＋3.3dB，天線面積為25.7×7.5mm。該天線完全能夠滿足CC2530工作頻段的要求（CC2530工作頻段為2.400GHz～2.480GHz）。
圖1.CC2530芯片引腳
CC2530芯片引腳功能
AVDD1 28 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD2 27 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD3 24 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD4 29 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD5 21 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD6 31 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接
DCOUPL 40 電源（數(shù)字）1.8V 數(shù)字電源去耦。不使用外部電路供應(yīng)。DVDD1 39 電源（數(shù)字）2-V–3.6-V 數(shù)字電源連接 DVDD2 10 電源（數(shù)字）2-V–3.6-V 數(shù)字電源連接 GND-接地 接地襯墊必須連接到一個(gè)堅(jiān)固的接地面。GND 1，2，3，4 未使用的連接到GND P0_0 19 數(shù)字I/O 端口0.0 P0_1 18 數(shù)字I/O 端口0.1 P0_2 17 數(shù)字I/O 端口0.2 P0_3 16 數(shù)字I/O 端口0.3 P0_4 15 數(shù)字I/O 端口0.4 P0_5 14 數(shù)字I/O 端口0.5 P0_6 13 數(shù)字I/O 端口0.6 P0_7 12 數(shù)字I/O 端口0.7 P1_0 11 數(shù)字I/O 端口1.0-20-mA 驅(qū)動(dòng)能力 P1_1 9 數(shù)字I/O 端口1.1-20-mA 驅(qū)動(dòng)能力 P1_2 8 數(shù)字I/O 端口1.2 P1_3 7 數(shù)字I/O 端口1.3 P1_4 6 數(shù)字I/O 端口1.4 P1_5 5 數(shù)字I/O 端口1.5 P1_6 38 數(shù)字I/O 端口1.6 P1_7 37 數(shù)字I/O 端口1.7 P2_0 36 數(shù)字I/O 端口2.0 P2_1 35 數(shù)字I/O 端口2.1 P2_2 34 數(shù)字I/O 端口2.2 P2_3 33 數(shù)字I/O 模擬端口2.3/32.768 kHz XOSC P2_4 32 數(shù)字I/O 模擬端口2.4/32.768 kHz XOSC RBIAS 30 模擬I/O 參考電流的外部精密偏置電阻 RESET_N 20 數(shù)字輸入 復(fù)位，活動(dòng)到低電平RF_N 26 RF I/O RX 期間負(fù)RF 輸入信號(hào)到LNA RF_P 25 RF I/O RX 期間正RF 輸入信號(hào)到LNA XOSC_Q1 22 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳1或外部時(shí)鐘輸入 XOSC_Q2 23 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳2 2.2 軟件方面
2.2.1 ZigBee技術(shù)
蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后會(huì)通過一種特殊的肢體語言來告知同伴新發(fā)現(xiàn)的食物源位置等信息，這種肢體語言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之間一種簡單傳達(dá)信息的方式。借此意義Zigbee作為新一代無線通訊技術(shù)的命名。在此之前ZigBee也被稱為“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”無線電技術(shù)，統(tǒng)稱為ZigBee。
簡單的說，ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴(kuò)展。
ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴(kuò)展。
與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立，每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬元人民幣以上，而每個(gè)ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無線連接。
ZigBee技術(shù)是一種具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無線通信技術(shù)，其物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議為IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)層和安全層由ZigBee聯(lián)盟制定，應(yīng)用層的開發(fā)應(yīng)用根據(jù)用戶的應(yīng)用需要，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用，因此該技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁C(jī)動(dòng)、靈活的組網(wǎng)方式。
根據(jù)IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee的工作頻段分為3個(gè)頻段，這3個(gè)工作頻段相距較大，而且在各頻段上的信道數(shù)據(jù)不同，因而，在該項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，各頻段上的調(diào)制方式和傳輸速率不同。它們分別為 868MHz，915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz頻段上分為16個(gè)信道，該頻段為全球通用的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（indus-trial，scientific and medical，ISM）頻段，該頻段為免付費(fèi)、免申請(qǐng)的無線電頻段，在該頻段上，數(shù)據(jù)傳輸速率為 250Kb／s；另外兩個(gè)頻段為915／868MHz，其相應(yīng)的信道個(gè)數(shù)分別為10個(gè)和1個(gè)，傳輸速率分別為40Kb／s和ZOKb／s，868MHz和 915MHz無線電使用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）調(diào)制技術(shù)。2.4GHz無線電使用DSSS和偏移正交相移鍵控（O－QPSK）。
在組網(wǎng)性能上，ZigBee可以構(gòu)造為星形網(wǎng)絡(luò)或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，在每一個(gè)ZigBee組成的無線網(wǎng)絡(luò)中，連接地址碼分為16b短地址或者64b長地址，可容納的最大設(shè)各個(gè)數(shù)分別為216和264個(gè)，具有較大的網(wǎng)絡(luò)容量。在無線通信技術(shù)上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了無線電載波之間的沖突，此外，為保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，建立了完整的應(yīng)答通信協(xié)議。
ZigBee設(shè)備為低功耗設(shè)各，其發(fā)射輸出為 0～3.6dBm，通信距離為30～70m，具有能量檢測(cè)和鏈路質(zhì)量指示能力，根據(jù)這些檢測(cè)結(jié)果，設(shè)各可以自動(dòng)調(diào)整設(shè)各的發(fā)射功率，在保證通信鏈路質(zhì)量的條件下，最小地消耗設(shè)各能量。
為保證ZigBee設(shè)備之間通信數(shù)據(jù)的安全保密性，ZigBee技術(shù)采用了密鑰長度為128位的加密算法，對(duì)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理。
2.2.2 ZigBee特點(diǎn)
ZigBee技術(shù)則致力于提供一種廉價(jià)的固定、便攜或者移動(dòng)設(shè)各使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無線通信技術(shù)。這種無線通信技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
（1）數(shù)據(jù)傳輸速率低
只有10～250Kb／s，專注于低傳輸速率應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不傳輸語音、視頻之類的大數(shù)據(jù)量的采集數(shù)據(jù)，僅僅傳輸一些采集到的溫度、濕度之類的簡單數(shù)據(jù)。
（2）功耗低
工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短，其次在非工作模式時(shí)，ZigBee節(jié)點(diǎn)處于休眠模式，耗電量僅僅只有1μW。設(shè)各搜索時(shí)延一般為 30ms，休眠激活時(shí)延為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接人時(shí)延為15ms。由于工作時(shí)間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee設(shè)各非常省電，ZigBee節(jié)點(diǎn)的電池工作時(shí)間可以長達(dá)6個(gè)月到2年左右。同時(shí)，由于電池時(shí)間取決于很多因素，例如電池種類、容量和應(yīng)用場(chǎng)合，ZigBee技術(shù)在協(xié)議上對(duì)電池使用也作了優(yōu)化。對(duì)于典型應(yīng)用，堿性電池可以使用數(shù)年，對(duì)于某些工作時(shí)間和總時(shí)間（工作時(shí)間＋休眠時(shí)間）之比小于t％的情況，電池的壽命甚至可以超過1年。（3）數(shù)據(jù)傳輸可靠
ZigBee的介質(zhì)鏈路層（以MAC層）采用CSMA－CA碰撞避免機(jī)制。在這種完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制下，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立刻傳送，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，并進(jìn)行確認(rèn)信息回復(fù)，若沒有得到確認(rèn)信息的回復(fù)就表示發(fā)生了碰撞，將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃?。同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的竟?fàn)幒蜎_突。同時(shí)ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。（4）網(wǎng)絡(luò)容量大
ZigBee的低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它非常適宜支持簡單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件（FFD）和簡化功能器件（RFD）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（coordinator）是一種全功能器件，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常為簡化功能器件。如果通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過65 000個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，再加上各個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可互相連接，整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀。
（5）自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、自主路由
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，無論是節(jié)點(diǎn)的能量耗盡，或者節(jié)點(diǎn)被敵人俘獲，都能使節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)，而且網(wǎng)絡(luò)的使用者也希望能在需要的時(shí)候向已有的網(wǎng)絡(luò)中加人新的傳感器節(jié)點(diǎn)。（6）兼容性
ZigBee技術(shù)與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無縫集成。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA-CA方式進(jìn)行信道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協(xié)議。
（7）安全性
ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級(jí)安全性。第一級(jí)實(shí)際是無安全方式，對(duì)于某種應(yīng)用，如果安全并不重要或者上層已經(jīng)提供足夠的安全保護(hù)，器件就可以選擇這種方式來轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。對(duì)于第二級(jí)安全級(jí)別，器件可以使用接人控制清單（ACL）來防止非法器仵獲取數(shù)據(jù)。
在這一級(jí)不采取加密措施。第三級(jí)安全級(jí)別在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用屬于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）的對(duì)稱密碼。AES可以用來保護(hù)數(shù)據(jù)凈荷和防止攻擊者冒充合法器件。
（8）實(shí)現(xiàn)成本低
模塊的初始成本估計(jì)在6美元左右，很快就能降到1.5～2.5美元，且ZigBee協(xié)議免專利費(fèi)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可以具有成千上萬的節(jié)點(diǎn)，如果不能嚴(yán)格地控制節(jié)點(diǎn)的成本，那么網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模必將受到嚴(yán)重的制約，從而將嚴(yán)重地制約無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能。2.2.3 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)
ZigBee技術(shù)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)很簡單，不像諸如藍(lán)牙和其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常分為7層，而ZigBee技術(shù)僅分為4層。
在ZigBee技術(shù)中，PHY層和 MAC層采用IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其中，PHY層提供了兩種類型的服務(wù)：即通過物理層管理實(shí)體接口對(duì)PHY層數(shù)據(jù)和PHY層管理提供服務(wù)。PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過無線物理信道發(fā)送和接收物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元來實(shí)現(xiàn)。
PHY層的特征是啟動(dòng)和關(guān)閉無線收發(fā)器，能量監(jiān)測(cè)，鏈路質(zhì)量，信道選擇，清除信道評(píng)估，以及通過物理介質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送和接收。同樣，MAC層也提供了兩種類型的服務(wù)：通過MAC層管理實(shí)體服務(wù)接人點(diǎn)向MAC層數(shù)據(jù)和MAC層管理提供服務(wù)。MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送和接收MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。
MAC層的具體特征是：信標(biāo)管理，信道接入，時(shí)隙管理，發(fā)送確認(rèn)幀，發(fā)送連接及斷開連接請(qǐng)求。除此以外，MAC層為應(yīng)用合適的安全機(jī)制提供一些方法。
ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)／安全層主要用于ZigBee的WPAN的組網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)管理以及網(wǎng)絡(luò)安全等；應(yīng)用層主要為ZigBee技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供一些應(yīng)用框架模型等，以便對(duì)ZigBee技術(shù)進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。
圖2 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖
1.物理層
物理層由半雙工的無線收發(fā)器及其接口組成，主要作用是激活和關(guān)閉射頻收發(fā)器；檢測(cè)信道的能量；顯示收到數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量；空閑信道評(píng)估；選擇信道頻率；數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送。
2.媒體訪問控制層
媒體訪問控制（MAC）層建立了一條節(jié)點(diǎn)和與其相鄰的節(jié)點(diǎn)之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，共享傳輸媒體，提高通信效率。在協(xié)調(diào)器的MAC層，可以產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)，同步網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；支持ZigBee設(shè)備的關(guān)聯(lián)和取消關(guān)聯(lián)；支持設(shè)備加密；在信道訪問方面，采用CSMA/CA信道退避算法，減少了碰撞概率；確保時(shí)隙分配（GTS）；支持信標(biāo)使能和非信標(biāo)使能兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，為兩個(gè)對(duì)等的MAC實(shí)體提供可靠連接。
3.網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，主要功能包括設(shè)備連接和斷開網(wǎng)絡(luò)時(shí)所采用的機(jī)制，以及在幀信息傳輸過程中所采用的安全性機(jī)制。此外，還包括設(shè)備的路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)和轉(zhuǎn)交。并且，網(wǎng)絡(luò)層完成對(duì)一跳(one—hop)鄰居設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)結(jié)點(diǎn)信息的存儲(chǔ)。一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器創(chuàng)建一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)，為新加入的設(shè)備分配短地址等。并且，網(wǎng)絡(luò)層還提供一些必要的函數(shù)，確保ZigBee的MAC層正常工作，并且為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口。
網(wǎng)絡(luò)層要求能夠很好地完成在IEEE 802．15．4標(biāo)準(zhǔn)中MAC子層所定義的功能，同時(shí)，又要為應(yīng)用層提供適當(dāng)?shù)姆?wù)接口。為了與應(yīng)用層進(jìn)行更好的通信，網(wǎng)絡(luò)層中定義了兩種服務(wù)實(shí)體來實(shí)現(xiàn)必要的功能。這兩個(gè)服務(wù)實(shí)體是數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體(NLDE)和管理服務(wù)實(shí)體(NLME)。網(wǎng)絡(luò)層的NLDE通過數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問點(diǎn)(NLDE—SAP)來提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，NLME通過管理服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問點(diǎn)(NLME—SAP)來提供管理服務(wù)。NLME可以利用NLDE來激活它的管理工作，它還具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)層信息數(shù)據(jù)庫(NIB)進(jìn)行維護(hù)的功能。在這個(gè)圖中直觀地給出了網(wǎng)絡(luò)層所提供的實(shí)體和服務(wù)接口等。
NLDE提供的數(shù)據(jù)服務(wù)允許在處于同一應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳輸應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)。NLDE提供的服務(wù)有：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)和選擇通信路由。選擇通信路由，在通信中，NLDE要發(fā)送一個(gè)NPDU到一個(gè)合適的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備可能是通信的終點(diǎn)也可能只是通信鏈路中的一個(gè)點(diǎn)。NLME需提供一個(gè)管理服務(wù)以允許一個(gè)應(yīng)用來與協(xié)議棧操作進(jìn)行交互。NLME需要提供以下服務(wù)：①配置一個(gè)新的設(shè)備(configuring a new device)。具有充分配置所需操作棧的能力。配置選項(xiàng)包括：ZigBee協(xié)調(diào)器的開始操作，加入一個(gè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)等。
4.應(yīng)用層
應(yīng)用層包括三部分：應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZDO）和應(yīng)用框架（AF）。應(yīng)用支持子層的任務(wù)是提取網(wǎng)絡(luò)層的信息并將信息發(fā)送到運(yùn)行在節(jié)點(diǎn)上的不同應(yīng)用端點(diǎn)。應(yīng)用支持子層維護(hù)了一個(gè)綁定表，可以定義、增加或移除組信息；完成64位長地址（IEEE地址）與16位短地址（網(wǎng)絡(luò)地址）一對(duì)一映射；實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的分割與重組；應(yīng)用支持子層連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，是它們之間的接口。這個(gè)接口由兩個(gè)服務(wù)實(shí)體提供：APS數(shù)據(jù)實(shí)體（APSDE）和APS管理實(shí)體（APSME）。APS數(shù)據(jù)實(shí)體為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，它會(huì)拆分和重組大于最大荷載量的數(shù)據(jù)包。APS管理實(shí)體提供安全服務(wù)，節(jié)點(diǎn)綁定，建立和移除組地址，負(fù)責(zé)64位IEEE地址與16位網(wǎng)絡(luò)地址的地址映射[4]。
ZigBee設(shè)備對(duì)象負(fù)責(zé)設(shè)備的所有管理工作，包括設(shè)定該設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（協(xié)調(diào)器、路由器或終端設(shè)備），發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，確定這些設(shè)備能提供的功能，發(fā)起或響應(yīng)綁定請(qǐng)求，完成設(shè)備之間建立安全的關(guān)聯(lián)等。用戶在開發(fā)ZigBee產(chǎn)品時(shí)，需要在ZigBee協(xié)議棧的AF上附加應(yīng)用端點(diǎn)，調(diào)用ZDO功能以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備和服務(wù)，管理綁定、安全和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。ZDO是一個(gè)特殊的應(yīng)用對(duì)象，它駐留在每一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)上，其端點(diǎn)編號(hào)固定為0。
AF應(yīng)用框架是應(yīng)用層與APS層的接口。它負(fù)責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并為接收到的數(shù)據(jù)尋找相應(yīng)的目的端點(diǎn)。2.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
WSN是wireless sensor network的簡稱，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。
微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanism System，MEMS）、片上系統(tǒng)（SOC，System on Chip）、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來了信息感知的一場(chǎng)變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。
很多人都認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)的重要性可與因特網(wǎng)相媲美：正如因特網(wǎng)使得計(jì)算機(jī)能夠訪問各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。它甚至被人稱為一種全新類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就是因?yàn)樗鼌^(qū)別于過去硬件的可到處散布的特點(diǎn)以及集體分析能力。然而從很多方面來說，現(xiàn)在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就如同遠(yuǎn)在1970年的因特網(wǎng)，那時(shí)因特網(wǎng)僅僅連接了不到200所大學(xué)和軍事實(shí)驗(yàn)室，并且研究者還在試驗(yàn)各種通訊協(xié)議和尋址方案。而現(xiàn)在，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)只連接了不到100個(gè)節(jié)點(diǎn)，更多的節(jié)點(diǎn)以及通訊線路會(huì)使其變得十分復(fù)雜難纏而無法正常工作。另外一個(gè)原因是單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的價(jià)格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個(gè)月。不過這些問題并不是不可逾越的，一些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且具備引人入勝的功能的新產(chǎn)品也會(huì)在幾年之內(nèi)出現(xiàn)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)控制中，關(guān)鍵技術(shù)為一下兩部分：意識(shí)感知層的進(jìn)行無線數(shù)據(jù)感知與采集，而是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸層遠(yuǎn)程智能化控制對(duì)采集到的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)分析，控制農(nóng)作物生長所需的空氣、溫度、水分等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。
3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建構(gòu)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)如
圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)框圖
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)核心包括以下幾部分：
感知層：數(shù)據(jù)感知與采集，實(shí)現(xiàn)種植環(huán)境中的土壤濕度、空氣溫度濕度、光照及自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知的試紙傳送到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上；
應(yīng)用層：該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、信息處理和控制指令的下達(dá)，為用戶提供分析 決策依據(jù)，用戶可隨時(shí)隨地提供電腦燈終端進(jìn)行查詢。3.3農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建
3.3.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)建
1）無線節(jié)點(diǎn)模塊：ZigBee是基于IEEE802.11.4協(xié)議的一簇展集，主要針對(duì)于低成本、低功耗的射頻應(yīng)用一部分是網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器及傳感節(jié)點(diǎn)； 2）傳感及控制模塊：溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器； 3）電源板：提供無線節(jié)點(diǎn)模塊和傳感控制模塊連接，同時(shí)為系統(tǒng)供電。農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)建如圖2所示。
圖4 農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)建
在以上設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)中，以MCU為控制中心，電池模塊對(duì)系統(tǒng)供電和連接，傳感及控制模塊對(duì)種植環(huán)境進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)采集數(shù)據(jù)，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息并比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)生長環(huán)境參數(shù)，各個(gè)硬件模塊經(jīng)由無線收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的遠(yuǎn)程控制。3.3.2 系統(tǒng)軟件構(gòu)建
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)工作主要有：傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)如3所示，ZigBee協(xié)議棧程序設(shè)計(jì)如圖4所示。
圖5 傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
圖6 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器軟件流程圖
3.3．3 編碼
void main(){ int wendu;int shidu;char s[16];UINT8 adc0_value[2];float shuzi = 0;SET_MAIN_CLOCK_SOURCE(CRYSTAL);// 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘源為 32MHz 晶體振蕩器
GUI_Init();// GUI 初始化
GUI_SetColor(1,0);// 顯示色為亮點(diǎn)，背景色為暗點(diǎn)
GUI_PutString5_7(25,6,“OURS-CC2530”);//顯示 OURS-CC2530 GUI_PutString5_7(10,22,“Temp:”);GUI_PutString5_7(10,35,“Humi:”);GUI_PutString5_7(10,48,“Light:”);LCM_Refresh();while(1){ th_read(&tem,&hum);//從采集模塊讀取溫度和濕度的數(shù)據(jù)
sprintf(s,(char*)“%d%d C”,((INT16)((int)tempera / 10)),((INT16)((int)tempera % 10)));//將采集的溫度結(jié)果轉(zhuǎn)換為字符串格式
GUI_PutString5_7(48,22,(char *)s);//顯示采集的溫濕度的結(jié)果
LCM_Refresh();sprintf(s,(char*)“%d%d %%”,((INT16)((int)humidity / 10)),((INT16)((int)humidity % 10)));//將采集的濕度結(jié)果轉(zhuǎn)換為字符串的格式
GUI_PutString5_7(48,35,(char *)s);//顯示采集結(jié)果 LCM_Refresh();
四 總結(jié)
本次為期兩周的課程設(shè)計(jì)中，主要目的是設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)采用CC2530無線單片機(jī)進(jìn)行溫濕度的數(shù)據(jù)采集，并且結(jié)合Zigbee協(xié)議架構(gòu)進(jìn)行編程的設(shè)計(jì)，主要是基于CC2530的溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，并在IAR集成環(huán)境開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行基于Zigbee架構(gòu)的編程，節(jié)點(diǎn)模塊的調(diào)試，最后，實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。在基于Zigbee無線傳感器節(jié)點(diǎn)模塊上，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，處理以及傳輸?shù)裙δ堋?/p>
本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在谷倉內(nèi)的溫濕度檢測(cè)，工廠廠房內(nèi)不同區(qū)域的溫濕度控制以及大面積的溫室培養(yǎng)等功能。
本次課程設(shè)計(jì)的完成，讓我結(jié)道，在以后的工作中，還可以繼續(xù)從以下幾個(gè)方面著手，進(jìn)行研究和改進(jìn)：
1、減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗是不可避免要面對(duì)的問題之一。
2、減少路由發(fā)現(xiàn)過程中的開銷。這其實(shí)也是減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗的一種措施，盡量減少在路由發(fā)現(xiàn)過程中所損失的能量。
3、路由選擇。路由優(yōu)化選擇可以盡量避免不必要的路由請(qǐng)求的廣播以及信息傳輸，做到這一點(diǎn)不僅可以提高效率，也可以在減少能量消耗方面做出貢獻(xiàn)。
五 參考文獻(xiàn)
[1] 孫利民 《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》.清華大學(xué)出版社.2005.[2] 張拓.無線多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì).武漢：武漢理工大學(xué)，2009.[3] 陳旭.基于zigbee的可移動(dòng)溫度采集系統(tǒng).武漢：武漢科技大學(xué)，2009 [3] 雷純 《基于ZigBee 的多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用.2010，29（2）43～47.[5] 王翠茹 《基于ZigBee技術(shù)的溫度采集傳輸系統(tǒng)》.儀表技術(shù)與傳感器.2008.No.7.103～105.[6] 景軍鋒《基于ZigBee 技術(shù)的無線溫度采集系統(tǒng)》.微型機(jī)與應(yīng)用.2009.No.23.33～35.[7] 《Zigbee協(xié)議棧中文說明》.[8] 《IAR使用指南》.周立功單片機(jī)有限公司.[9] 《Zigbee技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》.西安達(dá)泰電子.[10] 《IAR 安裝與使用》.成都無線龍通訊科技有限公司.六 致謝信
這次課程設(shè)計(jì)，給我留下了很深的印象。雖然只是短暫的兩周，但在這期間，卻讓我受益匪淺。
通過這次課程設(shè)計(jì)，使我物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)有了全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)課本的知識(shí)又有了深刻的理解，在之前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)以及完成課后的作業(yè)的過程中，對(duì)其有了一些基礎(chǔ)的了解和認(rèn)識(shí)。本次經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)有了更深的理解，我把課上的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，讓我更近一步地鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，并能很好地理解與掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的基本概念、基本原理、基本分析方法。
總的來說，通過這次課程設(shè)計(jì)使我了解了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)步驟等方面有了了解。提高了分析和實(shí)踐能力。同時(shí)我相信，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與研究對(duì)我今后的學(xué)習(xí)將會(huì)起到很大的幫助！
在此要特別感謝我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝他的諒解與包容。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。
第三篇：校園導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
校園導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
目錄 1.設(shè)計(jì)要求 2.1需求分析 2.2概要設(shè)計(jì)
2.3各個(gè)模塊名稱和功能 2.4 系統(tǒng)導(dǎo)游主界面
2.4.1前臺(tái)系統(tǒng)
2.4.2后臺(tái)系統(tǒng)
2.4.3退出系統(tǒng) 3實(shí)驗(yàn)總結(jié) 參考文獻(xiàn) 附件
1.設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)一個(gè)校園導(dǎo)游程序，為來訪的客人提供各種信息查詢服務(wù)。
2.1需求分析
⑴設(shè)計(jì)學(xué)校的校園平面圖。選取若干個(gè)有代表性的景點(diǎn)抽象成一個(gè)無向帶權(quán)圖（無向網(wǎng)），所含景點(diǎn)不少于 30 個(gè)。以圖中頂點(diǎn)表示校內(nèi)各景點(diǎn)，邊上的權(quán)值表示兩景點(diǎn)之間的距離。
⑵存放景點(diǎn)代號(hào)、名稱、簡介等信息供用戶查詢。⑶為來訪客人提供圖中任意景點(diǎn)相關(guān)信息的查詢。⑷為來訪客人提供圖中任意景點(diǎn)之間的問路查詢。
⑸可以為校園平面圖增加或刪除景點(diǎn)或邊，修改邊上的權(quán)值等。
景點(diǎn)距離圖
2.2概要設(shè)計(jì)
校園旅游模型是由景點(diǎn)和景點(diǎn)之間的路徑組成的，所以這完全可以用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的圖來模擬。用圖的結(jié)點(diǎn)代表景點(diǎn)，用圖的邊代表景點(diǎn)之間的路徑。所以首先應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)圖類。結(jié)點(diǎn)值代表景點(diǎn)信息，邊的權(quán)值代表景點(diǎn)間的距離。結(jié)點(diǎn)值及邊的權(quán)值用順序表存儲(chǔ)，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)順序表類。本系統(tǒng)需要查詢景點(diǎn)信息和求一個(gè)景點(diǎn)到另一個(gè)景點(diǎn)的最短路徑長度及路線，為方便操作，所以給每個(gè)景點(diǎn)一個(gè)代碼，用結(jié)構(gòu)體類型實(shí)現(xiàn)。計(jì)算路徑長度和最短路線時(shí)可用迪杰斯特拉（Dijkastra）算法實(shí)現(xiàn)。最后用 switch 選擇語句選擇執(zhí)行瀏覽景點(diǎn)信息或查詢最短路徑。
1、主界面設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)校園導(dǎo)游系統(tǒng)各功能的管理，首先設(shè)計(jì)一個(gè)含有多個(gè)菜單項(xiàng)的主控菜單子程序以鏈接系統(tǒng)的各項(xiàng)子功能，方便用戶使用本系統(tǒng)。
2、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用圖結(jié)構(gòu)類型（mgraph）存儲(chǔ)抽象校園圖的信息。其中，各景點(diǎn)間的鄰接關(guān)系用圖鄰接矩陣類型（adjmatrix）存儲(chǔ)；景點(diǎn)（頂點(diǎn)）信息用結(jié)構(gòu)數(shù)組(vexs)存儲(chǔ)，其中每個(gè)數(shù)組元素是一個(gè)結(jié)構(gòu)變量，包含景點(diǎn)編號(hào)、景點(diǎn)名稱及景點(diǎn)介紹三個(gè)分量；圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)及邊的條數(shù)由分量 vexnum、arcnum 表示，它們是整型數(shù)據(jù)。
3、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)除了要完成圖的初始化功能外還設(shè)置了9個(gè)子功能。圖的初始化由 initgraph()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)讀入的圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)和邊的條數(shù)，分別初始化圖結(jié)構(gòu)中圖的頂點(diǎn)數(shù)組和圖的鄰接矩陣。9個(gè)子功能的設(shè)計(jì)描述如下。⑴ 景點(diǎn)信息查詢
景點(diǎn)信息查詢由函數(shù) seeabout()實(shí)現(xiàn)。該功能根據(jù)用戶輸入的景點(diǎn)編號(hào)輸出該景點(diǎn)的相關(guān)信息。如景點(diǎn)編號(hào)、名稱等。⑵ 學(xué)校景點(diǎn)介紹
學(xué)校景點(diǎn)介紹由函數(shù) browsecampus()實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶選擇該功能，系統(tǒng)即能輸出學(xué)校全部景點(diǎn)的信息：包括景點(diǎn)編號(hào)、景點(diǎn)名稱及景點(diǎn)介紹。⑶ 相鄰的景點(diǎn)及其距離
為使游客能夠知道其周圍的景點(diǎn)和路徑，方便他們迅速知道其所在位置和周圍信息 ⑷ 查看瀏覽線路
查看瀏覽線路由函數(shù) shortestpath_dij()實(shí)現(xiàn)。該功能采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算 法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶選擇該功能，系統(tǒng)能根據(jù)用戶輸入的起始景點(diǎn)編號(hào)，求出從該景點(diǎn)到其他景點(diǎn)的最短路徑線路及距離。當(dāng)用戶選擇該功能，系統(tǒng)能根據(jù)用戶輸入的起始景點(diǎn)及目的景點(diǎn)編號(hào)，查詢?nèi)我鈨蓚€(gè)景點(diǎn)之間的最短路徑線路及距離。⑸ 更改圖信息
修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息、刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信息、刪除一條路徑、加一條路徑、修改路徑長度、添加一個(gè)景點(diǎn) ⑹ 數(shù)據(jù)安全防范
設(shè)置密碼，能保證數(shù)據(jù)不會(huì)被隨便更改，由pass()判定密碼是否正確，可由changepw()函數(shù)修改密碼，初始密碼為gdufsx ⑺ 寫入文件并保存修改
打開該軟件，若沒有g(shù)raph.txt，則會(huì)由系統(tǒng)初始化生成一個(gè)graph.txt，若已存在該文檔會(huì)由該文檔中的內(nèi)容初始化系統(tǒng)。⑻ 恢復(fù)初始狀態(tài)
若數(shù)據(jù)已經(jīng)顯得很雜亂并很難修理，就可以啟用這個(gè)功能 ⑼ 退出
即退出校園導(dǎo)游系統(tǒng)，由 exit(0)函數(shù)實(shí)現(xiàn)
2.3函數(shù)結(jié)構(gòu)
void initgraph(mgraph &G);
//依據(jù)讀入的圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)和邊的條數(shù)，//分別初始化圖結(jié)構(gòu)中圖的頂點(diǎn)向量數(shù)組和圖的鄰接矩陣 void browsecampus(mgraph G);//輸出學(xué)校全部景點(diǎn)的信息 ：編號(hào)、名稱、介紹
void cgraph(mgraph &G,Password &pw);//構(gòu)造無向圖和讀寫文件graph。txt void writetxt(mgraph &G,Password &pw);//寫入文件
int pass(Password pw);
//認(rèn)證密碼的正確與否，正確返回1，錯(cuò)誤返回0
void reception(mgraph &G);
//前臺(tái)服務(wù)函數(shù) void seeabout(mgraph &G);
//景點(diǎn)信息
void shortestpath_dij(mgraph G);//該景點(diǎn)到其他景點(diǎn)的最短路徑線路及距離 void near(mgraph G);
//相鄰的景點(diǎn)及其距離
void changegraph(mgraph &G,Password &pw);
//后臺(tái)函數(shù)，并調(diào)用
void changeP(mgraph &G,Password &pw);
//修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息 void deleteP(mgraph &G,Password &pw);
//刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信 void deleteL(mgraph &G,Password &pw);
//刪除一條路徑 void addL(mgraph &G,Password &pw);
//添加一條路徑 void changeL(mgraph &G,Password &pw);
//修改路徑長度
void Add(mgraph &G,Password &pw);
//添加一個(gè)景點(diǎn) void changepw(mgraph &G,Password &pw);//修改密碼 void regraph(mgraph &G,Password &pw);
//恢復(fù)初始狀態(tài)
2.4 2.4校園導(dǎo)游主界面
程序運(yùn)行，后臺(tái)對(duì)圖結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化，運(yùn)行結(jié)果如圖2.4.1。
2.4 主界面 2.4.10前臺(tái)系統(tǒng)
前臺(tái)系統(tǒng)是游客瀏覽查詢界面。如圖2.4.10
2.4.10 游客瀏覽界面 2.4.11個(gè)別景點(diǎn)的相關(guān)信息查詢
景點(diǎn)的相關(guān)信息查詢是通過seeabout()函數(shù)來調(diào)用輸出的，在前臺(tái)系統(tǒng)輸入1，輸入任一景點(diǎn)編號(hào)即可知道其信息。運(yùn)行結(jié)果如圖2.4.11
2.4.11 信息查詢 2.4.12任意兩景點(diǎn)間最短路徑查詢
根據(jù)用戶的需求，在用戶輸入了起點(diǎn)和終點(diǎn)后計(jì)算出最短路徑是哪一條路徑。例如起點(diǎn)是3.中國銀行，終點(diǎn)是15.教學(xué)樓A棟。運(yùn)行結(jié)果如圖2.4.12
2.4.12 任意兩景點(diǎn)間最短路徑查詢 2.4.13輸出所有景點(diǎn)信息
為方便用戶一次性知道所有景點(diǎn)信息，設(shè)置了查詢所有景點(diǎn)的信息如圖2.4.13
2.4.13 輸出所有景點(diǎn)信息 2.4.14相鄰的景點(diǎn)及其距離
為使游客能夠知道其周圍的景點(diǎn)和路徑，方便他們迅速知道其所在位置和周圍信息。如圖2.4.14
2.4.14相鄰的景點(diǎn)及其距離
2.4.20后臺(tái)系統(tǒng)
輸入密碼
為防止他人隨意修改景點(diǎn)信息，需密碼驗(yàn)證身份，初始密碼為gdufsx，進(jìn)入后臺(tái)系統(tǒng)后可修改密碼，如圖2.4.200
2.4.200 輸入密碼
后臺(tái)服務(wù)
后臺(tái)服務(wù)具有以下功能： 修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息；刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信息；刪除一條路徑；添加一條路徑；修改路徑長度；添加一個(gè)景點(diǎn)；修改密碼；恢復(fù)初始狀態(tài)。如圖2.4.20。功能如圖2.4.21至2.4.28
2.4.20 后臺(tái)服務(wù)
2.4.21修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息
2.4.22 刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信息
2.4.23刪除一條路徑
2.4.24添加一條路徑
2.4.25修改路徑長度
2.4.26 添加一個(gè)景點(diǎn)
2.4.27修改密碼
2.4.28恢復(fù)初始狀態(tài)
在后臺(tái)系統(tǒng)輸入8，就會(huì)詢問你是否恢復(fù)初始狀態(tài)，暗“Y”將會(huì)使之前一切修改的數(shù)據(jù)信息都恢復(fù)原樣，重新初始化。
2.4.28恢復(fù)初始狀態(tài) 2.4.3退出系統(tǒng)
用戶滿足了需求之后，只要在主界面菜單處輸入0便可退出此次校園導(dǎo)游系統(tǒng)。運(yùn)行結(jié)果如圖2.4.9。
退出系統(tǒng)
3總結(jié)
由于設(shè)計(jì)者水平有限，本導(dǎo)游圖系統(tǒng)的功能還比較簡單，沒有求出兩景點(diǎn)間的多條可行路徑供游客選擇，無法在界面中顯示出地圖；由于鄰接矩陣是30*30的，所以無法在一個(gè)界面中完整簡潔的顯示出來。還有個(gè)很好的想法也沒有實(shí)現(xiàn)，就是怎樣求出游完所有景點(diǎn)是的最短路徑和線路，這樣游客就不需要重復(fù)走過幾個(gè)景點(diǎn)。在這次作業(yè)中，我積累了不少經(jīng)驗(yàn)，提高了動(dòng)手能力。在編程序過程中不要急于求成，如果一下字把所有的功能編出來了再去編譯，一旦出錯(cuò)，就很難找出是哪里錯(cuò)誤了，這就需要一個(gè)一個(gè)的實(shí)現(xiàn)了。這次作業(yè)也讓我增加了對(duì)文件流的理解。
參考文獻(xiàn)
[1]嚴(yán)蔚敏，李冬梅，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版）.人民郵電出版社.2011.[2]王珊珊，臧洌，張志航.C++程序設(shè)計(jì)教程 第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.2011 附件：
//程序名稱：校園導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) //程序員：Joebug //編寫時(shí)間：2015年6月
#include
#define N 50 #define M 10
typedef struct Infor{
//景點(diǎn)結(jié)構(gòu)體
char name[20];
//景點(diǎn)名稱
char inf[100];
//景點(diǎn)信息
}Infor;
typedef struct{ int adj[N][N];
//各景點(diǎn)間的鄰接關(guān)系用圖鄰接矩陣類型
Infor vexs[N];
//景點(diǎn)（頂點(diǎn)）信息: int vexnum,arcnum;
//圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)及邊的條數(shù) }mgraph;
typedef struct{
char p[6];
}Password;
char inform[30][100]={
“信息男宿舍，后面是內(nèi)環(huán)，與風(fēng)采園相近，前面是南苑9-12棟！”，“一樓價(jià)格還好，但飯菜比較難吃，二樓較貴，飯菜還行！”，“中國銀行營業(yè)廳，如果要辦理業(yè)務(wù)，需很早地去排隊(duì)；有ATM機(jī)！”，“二樓有自強(qiáng)社辦公室、校學(xué)生會(huì)辦公室?一樓有健身房！”，“東西較貴但品類基本齊全！”，“主要是老師居住。喜祥數(shù)碼港要收費(fèi)，云山數(shù)碼港在不換硬件條件下免費(fèi)修！”，“主要接待外來人員，招待所！”，“一樓有糖水和奶茶供應(yīng)，晚上總有很多部門在此開會(huì)。二樓有許多套餐！”，“一樓大眾點(diǎn)菜，品類比三飯多。二樓的價(jià)格在8元左右！”，“女生宿舍，北苑三棟樓下有創(chuàng)業(yè)園！”，“組成巡邏隊(duì)，協(xié)助學(xué)校保障校園安全。！”，“位于保衛(wèi)處后面，在校生校內(nèi)看病只需支付很少的費(fèi)用！”，“具有防空洞；連接宿舍區(qū)和教學(xué)區(qū)！”，“在隧道口的上方，可以乘坐很多路的公交車！”，“一樓有中國銀行ATM。早上和中午前面有校巴。不少活動(dòng)的舉辦地點(diǎn)！”，“是學(xué)習(xí)的主要地方，教室里面設(shè)施較為齊全，有多媒體、空調(diào)、電視等，后面是語心湖和實(shí)驗(yàn)樓！”，“早上會(huì)有學(xué)生在那里練嗓子，以及讀書！”，“多種會(huì)議比賽的場(chǎng)所！”，“學(xué)校政要的辦公室所在地！”，“各學(xué)院老師的辦公室所在地！”，“拍畢業(yè)照時(shí)，校友回來時(shí)的聚集之地！”，“擺放著很多電腦的地方！”，“位于教學(xué)樓和實(shí)驗(yàn)樓之間，湖水平靜，還有黑天鵝嬉戲于水上！”，“各種活動(dòng)的舉辦場(chǎng)所！”，“主要是藝術(shù)生上課的地方，周六日為雅思考場(chǎng)！”，“重要會(huì)議進(jìn)行的地方，黨課和軍訓(xùn)理論課在這里上，有空調(diào)！”，“圖書館除了中英文借閱區(qū)與雜志借閱區(qū)外，還有自習(xí)區(qū)；前面有大廣場(chǎng)，最前面是學(xué)校正門！”，“內(nèi)有排球場(chǎng)、籃球場(chǎng)，外有足球場(chǎng)。還有游泳池、網(wǎng)球場(chǎng)！”，“體育館有多個(gè)觀眾席；中央可用做正規(guī)比賽場(chǎng)所。日常用來上羽毛球課、跆拳道課！”，“位于圖書館前面，學(xué)術(shù)報(bào)告廳與藝術(shù)樓中間，雖然不宏偉，但是也是一個(gè)標(biāo)志！”
};char Name[30][20]={
“南苑13棟”,“風(fēng)采園(三飯)”,“中國銀行”,“學(xué)活&水榭”，“又康超市”,“師苑&數(shù)碼港”,“廣外友苑”,“博雅園(二飯)”，“文采園(一飯)”,“創(chuàng)業(yè)園”,“后勤&保衛(wèi)處”,“校醫(yī)室”，“隧道口”,“廣外公交站”,“教學(xué)樓A棟”,“教學(xué)樓E、F棟”，“鳳凰山坡”,“八角樓”,“校辦公樓”,“院系辦公樓”,“校友林”,“實(shí)驗(yàn)樓”，“語心湖”,“學(xué)術(shù)報(bào)告廳”,“藝術(shù)樓”,“大會(huì)堂”,“圖書館”，“泳池&操場(chǎng)”,“體育館&場(chǎng)”,“正校門”};
void initgraph(mgraph &G);
//依據(jù)讀入的圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)和邊的條數(shù)，//分別初始化圖結(jié)構(gòu)中圖的頂點(diǎn)向量數(shù)組和圖的鄰接矩陣 void browse(mgraph G);
//輸出學(xué)校全部景點(diǎn)的信息 ：編號(hào)、名稱、介紹
void cgraph(mgraph &G,Password &pw);//構(gòu)造無向圖和讀寫文件graph。txt void writetxt(mgraph &G,Password &pw);//寫入文件
int pass(Password pw);
//認(rèn)證密碼的正確與否，正確返回1，錯(cuò)誤返回0
void reception(mgraph &G);
//前臺(tái)服務(wù)函數(shù) void seeabout(mgraph &G);
//景點(diǎn)信息
void shortestpath_dij(mgraph G);//該景點(diǎn)到其他景點(diǎn)的最短路徑線路及距離 void browsecampus(mgraph G);//輸出學(xué)校全部景點(diǎn)的信息 ：編號(hào)、名稱、介紹
void near(mgraph G);
//相鄰的景點(diǎn)及其距離
void changegraph(mgraph &G,Password &pw);
//后臺(tái)函數(shù)，并調(diào)用
void changeP(mgraph &G,Password &pw);
//修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息 void deleteP(mgraph &G,Password &pw);
//刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信 void deleteL(mgraph &G,Password &pw);
//刪除一條路徑 void addL(mgraph &G,Password &pw);
//添加一條路徑 void changeL(mgraph &G,Password &pw);
//修改路徑長度
void Add(mgraph &G,Password &pw);
//添加一個(gè)景點(diǎn)
void changepw(mgraph &G,Password &pw);
//修改密碼 void regraph(mgraph &G,Password &pw);
//恢復(fù)初始狀態(tài)
int main(){ mgraph campus;Password pw;strcpy(pw.p,“gdufsx”);
//初始化密碼
initgraph(campus);cgraph(campus,pw);int n,m=1;while(m)
{
system(“cls”);
cout<<“
歡迎使用GDUFS校園導(dǎo)游系統(tǒng)”< cout<<“ **************************************”< cout<<“ (1)前臺(tái)服務(wù)(游客身份登陸)”< cout<<“ (2)后臺(tái)服務(wù)(管理員身份登陸)”< cout<<“ (0)退出”< cout<<“ **************************************”< cout<<“ 請(qǐng)輸入您的選擇(0-2)：”; cin>>n; switch(n) { case 1: reception(campus); break; case 2: if(pass(pw)==1) changegraph(campus,pw);//后臺(tái)函數(shù) break; case 0: m=0; cout<<“謝謝您的使用！” < getch(); exit(0); default: cout<<“ 您的輸入有誤,任意鍵繼續(xù)...”; getch(); } } } void initgraph(mgraph &G){ //依據(jù)讀入的圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)和邊的條數(shù)，//分別初始化圖結(jié)構(gòu)中圖的頂點(diǎn)向量數(shù)組和圖的鄰接矩陣 int i,j;for(i=0;i for(j=0;j G.adj[i][j]=9999;for(i=0;i<30;i++){ strcpy(G.vexs[i].name,Name[i]); strcpy(G.vexs[i].inf,inform[i]);} G.vexnum=30;G.arcnum=45; G.adj[0][1]=55; G.adj[1][0]=55; G.adj[0][5]=287; G.adj[5][0]=287;G.adj[1][2]=243; G.adj[2][1]=243;G.adj[2][3]=28; G.adj[3][2]=28;G.adj[3][4]=31; G.adj[4][3]=31;G.adj[4][5]=42; G.adj[5][4]=42;G.adj[4][9]=106; G.adj[9][4]=106; G.adj[5][6]=87; G.adj[6][5]=87;G.adj[5][7]=71; G.adj[7][5]=71;G.adj[7][8]=132; G.adj[8][7]=132;G.adj[7][9]=97; G.adj[9][7]=97;G.adj[7][12]=150; G.adj[12][7]=150;G.adj[8][9]=111; G.adj[9][8]=111;G.adj[8][11]=151; G.adj[11][8]=151;G.adj[8][13]=126; G.adj[13][8]=126;G.adj[9][11]=257; G.adj[11][9]=257;G.adj[10][11]=33; G.adj[11][10]=33;G.adj[10][13]=128; G.adj[13][10]=128;G.adj[10][27]=287; G.adj[27][10]=287;G.adj[12][13]=117; G.adj[13][12]=117;G.adj[12][14]=83; G.adj[14][12]=83;G.adj[12][16]=160; G.adj[16][12]=160;G.adj[13][26]=359; G.adj[26][13]=359;G.adj[14][15]=118; G.adj[15][14]=118;G.adj[14][16]=245; G.adj[16][14]=245;G.adj[15][22]=94; G.adj[22][15]=94;G.adj[15][26]=176; G.adj[26][15]=176;G.adj[16][18]=62; G.adj[18][16]=62;G.adj[17][18]=74; G.adj[18][17]=74;G.adj[17][19]=88; G.adj[19][17]=88;G.adj[17][22]=218; G.adj[22][17]=218;G.adj[19][20]=64; G.adj[20][19]=64;G.adj[20][21]=167; G.adj[21][20]=167;G.adj[21][22]=68; G.adj[22][21]=68;G.adj[21][23]=132; G.adj[23][21]=132;G.adj[23][26]=203; G.adj[26][23]=203;G.adj[23][29]=60; G.adj[29][23]=60;G.adj[24][25]=129; G.adj[25][24]=129;G.adj[24][28]=263; G.adj[28][24]=263;G.adj[24][29]=80; G.adj[29][24]=80;G.adj[25][26]=181; G.adj[26][25]=181;G.adj[25][27]=212; G.adj[27][25]=212;G.adj[25][28]=192; G.adj[28][25]=192;G.adj[26][27]=164; G.adj[27][26]=164;G.adj[27][28]=354; G.adj[28][27]=354;} void cgraph(mgraph &G,Password &pw){ 化 int i,j,dist;char c;ifstream infile(“graph.txt”);if(!infile){ infile.close(); writetxt(G,pw);} else{ infile.close(); ifstream infile(“graph.txt”); //寫入文件并初始 infile>>G.vexnum>>G.arcnum; for(i=0;i infile>>G.vexs[i].name; infile>>G.vexs[i].inf; } for(i=0;i for(j=0;j infile>>dist; G.adj[i][j]=dist; } } for(i=0;i<6;i++) infile>>pw.p[i]; infile.close();} } void writetxt(mgraph &G,Password &pw){ //寫入文件 int i,j;ofstream outfile(“graph.txt”);outfile< outfile< } for(i=0;i for(j=0;j outfile< } } for(i=0;i<6;i++) outfile< //輸出學(xué)校全部景點(diǎn)的信息 ：編號(hào)、名稱 int j=0,k;for(int i=0;i k=i+1; cout< j++; if(j%3==0)cout< 請(qǐng)輸入密碼：”;for(int i=0;i<6;i++){ ch[i]=getch(); cout.flush(); cout<<“*”; } for(int i=0;i<6;i++){ if(pw.p[i]!=ch[i]) judge=0;} return judge;} void changepw(mgraph &G,Password &pw){ int i,b=1;char ch[6],ch1[6],judge1=1,judge2=1;while(b==1){ cout<<“請(qǐng)輸入原密碼：”< for(i=0;i<6;i++){ ch[i]=getch(); cout.flush(); cout<<“*”; } for(i=0;i<6;i++){ if(pw.p[i]!=ch[i]) judge1=0; } if(judge1){ cout< for(i=0;i<6;i++){ ch[i]=getch(); cout.flush(); cout<<“*”; } cout< for(i=0;i<6;i++){ ch1[i]=getch(); cout.flush(); cout<<“*”; } for(i=0;i<6;i++){ if(ch[i]!=ch1[i])judge2=0; } if(judge2){ for(i=0;i<6;i++){ pw.p[i]=ch[i]; } cout< writetxt(G,pw); } else cout< } else cout<<“密碼錯(cuò)誤！”< cout< cin>>b; cout< } /////////////////////////前臺(tái)///////////////////////////////////////// void reception(mgraph &G){ //前臺(tái)函數(shù) int n,i,j; while(1) { system(“cls”);//清屏 cout<<“*********************歡迎使用前*******************”< cout<<“(1)個(gè)別景點(diǎn)信息查詢”< cout<<“(2)問路查詢”< cout<<“(3)輸出所有景點(diǎn)信息”< cout<<“(4)相鄰的景點(diǎn)及其距離”< cout<<“(0)返回上一級(jí)菜單”< cout<<“請(qǐng)輸入您的選擇(0-4)：”; cin>>n; switch(n) { case 1: seeabout(G); break; case 2: shortestpath_dij(G); break; case 3: browsecampus(G); break; case 4: 系統(tǒng) 臺(tái) near(G); break; case 0: return; break; default: cout<<“您的輸入有誤,任意鍵繼續(xù)...”< getch(); } } } void seeabout(mgraph &G){ //景點(diǎn)信息 int a; int b=1;system(“cls”);browse(G); while(b){ cout<<“請(qǐng)輸入要查找的景點(diǎn)信息”< cin>>a;a--; if(a>=0&&a cout< } else { cout<<“輸入錯(cuò)誤,無此景點(diǎn)”< } cout<<“返回前臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)查找按1”< cin>>b; while(b!=0&&b!=1){ cout<<“返回前臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)查找按1”< cin>>b; } } } void shortestpath_dij(mgraph G){ //該景點(diǎn)到其他景點(diǎn)的最短路徑線路及距離 int b=1,i,j,vt,v,v0,w,min; bool S[N]; int D[N],Path[N]; int n=G.vexnum; system(“cls”); browse(G); while(b){ cout<<“請(qǐng)輸入要查詢路徑的兩個(gè)景點(diǎn)的編號(hào)”< cin>>v0;v0--; cin>>vt; vt--; for(v=0;v S[v]=false; D[v]=G.adj[v0][v]; if(D[v]<9999) Path[v]=v0;//v0是v的前趨 else Path[v]=-1;//v無前趨 } D[v0]=0; S[v0]=true; for(i=1;i min=9999; for(w=0;w if(!S[w]&&D[w] S[v]=true; //將v加入S for(w=0;w if(!S[w]&&(D[v]+G.adj[v][w] D[w]=D[v]+G.adj[v][w]; Path[w]=v; } } cout<<“距離為：”< cout< cout<<“要經(jīng)過”< int f=Path[vt],e[N]; i=0; while(f!=-1){ e[i]=f; f=Path[f]; i++; } for(v=i-1;v>=0;v--){ cout< } cout< cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)查詢按1”< cin>>b;} } void browsecampus(mgraph G){ //輸出學(xué)校全部景點(diǎn)的信息 ：編號(hào)、名稱、介紹 int k;for(int i=0;i k=i+1; cout< } cout<<“按任意鍵返回前臺(tái)系統(tǒng)”< //相鄰的景點(diǎn)及其距離 int b=1,i,j; bool a[50][50];system(“cls”); while(b){ browse(G); for(i=0;i<50;i++) for(j=0;j<50;j++) a[i][j]=false; for(i=0;i for(j=0;j if(G.adj[i][j]!=9999){ if(!a[i][j]){ cout< a[i][j]=true;a[j][i]=true; } } } } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0”< cin>>b; } } ////////////////////////////后臺(tái)函數(shù)/////////////////////////////////// void changegraph(mgraph &G,Password &pw){ //修改圖信息 int n; while(1) { system(“cls”); cout<<“*********************歡迎使用后臺(tái)系統(tǒng)************************”< cout<<“(1)修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息”< cout<<“(2)刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信息”< cout<<“(3)刪除一條路徑”< cout<<“(4)增加一條路徑”< cout<<“(5)修改一條路徑長度”< cout<<“(6)增加景點(diǎn)”< cout<<“(7)修改密碼”< cout<<“(8)恢復(fù)初始狀態(tài)”< cout<<“(0)返回上一級(jí)菜單”< cout<<“請(qǐng)輸入您的選擇(0-8)：”; cin>>n; switch(n) { case 1: changeP(G,pw); break; case 2: deleteP(G,pw); break; case 3: deleteL(G,pw); break; case 4: addL(G,pw); break; case 5: changeL(G,pw); break; case 6: Add(G,pw); break; case 7: changepw(G,pw); break; case 8: regraph(G,pw); break; case 0: return; break; default: cout<<“您的輸入有誤,任意鍵繼續(xù)...”< getch(); } } } void changeP(mgraph &G,Password &pw){ //修改一個(gè)已有景點(diǎn)的相關(guān)信息 int a; int b=1; while(b){ system(“cls”); browse(G); cout<<“請(qǐng)輸入要修改景點(diǎn)信息的編號(hào)：”< cin>>a;a--; if(a>=0&&a<=G.vexnum){ cout< cout<<“請(qǐng)輸入該景點(diǎn)的修改后的信息”< cin>>G.vexs[a].inf; cout<<“修改成功??！”< cout<<“是否要保存？保存按1，不保存按2”< int c; cin>>c; if(c==1){ writetxt(G,pw); } else{ cgraph(G,pw); } } else{ cout<<“error!輸入有誤!”< } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)修改按1”< cin>>b; } } void deleteP(mgraph &G,Password &pw){ //刪除一個(gè)景點(diǎn)及其相關(guān)信息 int b=1,i,j,k; while(b) { system(“cls”); browse(G); cout<<“請(qǐng)輸入要?jiǎng)h除的景點(diǎn)的編號(hào)”< cin>>i;i--; if(i>=0&&i<=G.vexnum){ for(j=i;j G.vexs[j]=G.vexs[j+1]; for(k=0;k G.adj[k][j]=G.adj[k][j+1]; } for(j=i;j for(k=0;k G.adj[j][k]=G.adj[j+1][k]; } G.vexnum--; G.arcnum=0; for(i=0;i for(j=0;j if(G.adj[i][j]!=9999) G.arcnum++; } } G.arcnum=G.arcnum/2; b=0; cout<<“刪除成功??！”< } if(b!=0){ cout<<“輸入有誤!請(qǐng)看清楚!”< } else{ cout<<“是否要保存？保存按1，不保存按2”< int c; cin>>c; if(c==1){ writetxt(G,pw); } else{ cgraph(G,pw); } } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)刪除按1”< cin>>b; } } void deleteL(mgraph &G,Password &pw){ //刪除一條路徑 int b=1,i,j; bool a[50][50];system(“cls”); while(b){ browse(G); for(i=0;i<50;i++) for(j=0;j<50;j++) a[i][j]=false; for(i=0;i for(j=0;j if(G.adj[i][j]!=9999){ if(!a[i][j]){ cout< a[i][j]=true;a[j][i]=true; } } } } cout<<“請(qǐng)輸入要?jiǎng)h除的路徑連接的兩個(gè)景點(diǎn)編號(hào)”< cin>>i; i--; cin>>j; j--; if(G.adj[i][j]!=9999){ G.adj[i][j]=9999; G.adj[j][i]=9999; b=0; cout<<“刪除成功！”< G.arcnum--; cout<<“是否要保存？保存按1，不保存按2”< int c; cin>>c; if(c==1){ writetxt(G,pw); } else{ cgraph(G,pw); } } if(b!=0){ cout<<“輸入有誤！”< } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)刪除按1”< cin>>b; } } void addL(mgraph &G,Password &pw){ //添加一條路徑 int b=1,i,j,distance; system(“cls”); browse(G); while(b){ cout<<“請(qǐng)輸入要添加的路徑連接的兩個(gè)景點(diǎn)編號(hào)”< cin>>i; i--; cin>>j; j--; cout<<“請(qǐng)輸入要添加的路徑長度”< cin>>distance; if(G.adj[i][j]==9999){ G.adj[i][j]=distance; G.adj[j][i]=distance; b=0; cout<<“添加成功！”< G.arcnum++; cout<<“是否要保存？保存按1，不保存按2”< int c; cin>>c; if(c==1){ writetxt(G,pw); } else{ cgraph(G,pw); } } if(b!=0){ cout<<“輸入有誤！”< } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)添加按1”< cin>>b; } } void changeL(mgraph &G,Password &pw){ //修改路徑長度 int b=1,i,j,distance;bool a[50][50]; while(b){ system(“cls”); browse(G); for(i=0;i<50;i++) for(j=0;j<50;j++) a[i][j]=false; for(i=0;i for(j=0;j if(G.adj[i][j]!=9999){ if(!a[i][j]){ cout< a[i][j]=true;a[j][i]=true; } } } } cout<<“請(qǐng)輸入要修改的路徑連接的兩個(gè)景點(diǎn)編號(hào)”< cin>>i; i--; cin>>j; j--; if(G.adj[i][j]!=9999){ cout<<“請(qǐng)輸入要修改的路徑長度”< cin>>distance; G.adj[i][j]=distance; G.adj[j][i]=distance; b=0; cout<<“修改成功！”< cout<<“是否要保存？保存按1，不保存按2”< int c; cin>>c; if(c==1){ writetxt(G,pw); } else{ cgraph(G,pw); } } if(b!=0){ cout<<“無此路徑！”< } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)添加按1”< cin>>b; } } void Add(mgraph &G,Password &pw){ //添加一個(gè)景點(diǎn) system(“cls”);int i,b=1;while(b==1){ cout<<“請(qǐng)輸入景點(diǎn)名稱：”< cin>>G.vexs[G.vexnum].name; cout<<“請(qǐng)輸入景點(diǎn)信息：”< cin>>G.vexs[G.vexnum].inf; for(i=0;i G.adj[G.vexnum][i]=9999; for(i=0;i G.adj[i][G.vexnum]=9999; G.adj[G.vexnum][G.vexnum]=9999; G.vexnum++; cout<<“添加成功!”< cout< cout<<“是否要保存？保存按1，不保存按2”< int c; cin>>c; if(c==1){ writetxt(G,pw); } else{ cgraph(G,pw); } cout<<“返回后臺(tái)系統(tǒng)按0,繼續(xù)添加按1”< cin>>b; } system(“pause”);system(“cls”);} void regraph(mgraph &G,Password &pw){ //恢復(fù)初始狀態(tài) system(“cls”);cout<<“是否要恢復(fù)初始狀態(tài),是按Y，不是按N”< char c; cin>>c; if(c=='Y'){ strcpy(pw.p,“gdufsx”); //初始化密碼 initgraph(G); writetxt(G,pw); } cout<<“已恢復(fù)初始狀態(tài)”;} 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園的運(yùn)用 摘要：時(shí)代在飛速的發(fā)展中為了滿足人民群眾多樣化的需求科學(xué)技術(shù)被不斷發(fā)展完善，企圖為人民群眾創(chuàng)造更多的便利和樂趣。在這種情況下想要打造高質(zhì)量的教學(xué)環(huán)境，想要最大限度提升教學(xué)質(zhì)量，將以物聯(lián)網(wǎng)為代表的技術(shù)引進(jìn)校園建設(shè)中可以說是一種時(shí)代的必然。目前將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引進(jìn)校園已經(jīng)成功創(chuàng)新了傳統(tǒng)的教學(xué)手段，提高了教學(xué)和管理的水平，推動(dòng)了智慧校園建設(shè)的進(jìn)程質(zhì)量，可以說在未來的發(fā)展中以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)智慧校園發(fā)展前景大好。因此文章將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行簡要分析概述，以供參考。 關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智慧校園；應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)無疑是對(duì)信息時(shí)代的一種積極響應(yīng)，在現(xiàn)階段的使用中已經(jīng)不斷融入我國社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域之中，成為了新時(shí)代新經(jīng)濟(jì)增長的重要產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造了不容小覷的市場(chǎng)效益。同樣現(xiàn)階段不僅是信息化時(shí)代，更是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)所能創(chuàng)作的價(jià)值越來越來大。所以社會(huì)各界對(duì)于教育事業(yè)的發(fā)展愈發(fā)重視，不再停留在教育質(zhì)量方面，更深入到包括安全管理在內(nèi)的校園方面，而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到校園建設(shè)中從而不斷將食堂、教室、圖書館、供水系統(tǒng)等部分聯(lián)系成一個(gè)整體，最終發(fā)揮整體合力的最大最強(qiáng)效果。 1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在時(shí)代的發(fā)展中已經(jīng)成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。具體來說所謂的物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，就是借助射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)、傳感器等信息設(shè)備，以相關(guān)的協(xié)議為依據(jù)將不同的事物相聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、信息交互、追蹤和監(jiān)控，從而達(dá)到人和物相互關(guān)聯(lián)、物物相息、數(shù)據(jù)相互共享的一種網(wǎng)絡(luò)。其目的就是使所有物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起使得識(shí)別和管理更加方便。 2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用 2.1用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造平安校園 近年各大院校安全事故頻發(fā)究其根本與外來人員的隨意進(jìn)出不可脫離，當(dāng)前部分院校的安全管理體制機(jī)制的確還有所偏差，令學(xué)生及家長對(duì)學(xué)校環(huán)境產(chǎn)生了質(zhì)疑。在此種情況下將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智慧校園的構(gòu)建過程中可以有效地環(huán)節(jié)甚至解決存在的潛在危險(xiǎn)，真正打造平安校園。具體來說學(xué)校利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了校園稚嫩安防和校園只能交通管理等多層次多角度的安全管理保證系統(tǒng)，通過在校園不同區(qū)域安裝攝像頭和傳感器令學(xué)生在遭遇突發(fā)危險(xiǎn)時(shí)，可以不著痕跡地及時(shí)報(bào)警并留下相關(guān)的證據(jù)。同時(shí)對(duì)進(jìn)出學(xué)校的車輛不僅有人力的實(shí)名登記管理，還會(huì)進(jìn)行定位監(jiān)測(cè)，在不侵犯車主隱私的情況下真正掌握車輛的動(dòng)向。保證學(xué)生的安全。另外學(xué)校的重要資料將會(huì)被貼上相關(guān)標(biāo)簽，進(jìn)行設(shè)備感知和物品追蹤，從而加強(qiáng)資料管理的安全系數(shù)。對(duì)于學(xué)生個(gè)人來說學(xué)校借助物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行三層的身份確認(rèn)和考勤管理，不僅確保學(xué)生安全進(jìn)入校園進(jìn)入教室，也再一次將陌生人阻擋在學(xué)校的大門之外，將所有可能發(fā)生的危險(xiǎn)扼殺在搖籃之中。 2.2用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造智慧節(jié)能校園 對(duì)學(xué)校來說各類資源都是有限的，如何令有限的資源發(fā)揮出更大的作用是各大高校長期以來一直在思考的一個(gè)問題，而在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智慧校園建設(shè)的過程中這一問題得到了有效的解決。在自然資源方面運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校能源的監(jiān)控和管理，對(duì)水、電等能源使用情況進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)校園能源消耗的智能化管理。無論是老師辦公室還是學(xué)生教師都安裝傳感器和控制器，隨時(shí)依據(jù)室內(nèi)的光線和人數(shù)進(jìn)行光亮的調(diào)節(jié)，不僅為教職工達(dá)到一個(gè)更為舒適的學(xué)習(xí)工作環(huán)境，還可以有效地避免不必要的浪費(fèi)，節(jié)約自然資源。在知識(shí)資源方面物聯(lián)網(wǎng)成功打造智慧圖書館，建立開放式的數(shù)字圖書館，一方面能夠盤點(diǎn)現(xiàn)有圖書，已借閱和剩余的數(shù)量，智能展示所需要的不同圖書的具體位置，借閱師生的時(shí)間；另一方面依托互聯(lián)網(wǎng)使得教職工能夠利用自己的計(jì)算機(jī)、手機(jī)登終端獲得共享的圖書資源，接收到更為便利人性化的服務(wù)。 2.3用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造優(yōu)質(zhì)的教學(xué)溝通環(huán)境 在確保周邊環(huán)境滿足社會(huì)要求后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用成功地打造了數(shù)字化智能教學(xué)環(huán)境，改革了教師傳統(tǒng)的教學(xué)方式，提高了學(xué)生的同科學(xué)習(xí)質(zhì)量，在不知不覺間改變了師生的生活工作方式。對(duì)于教師來說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用再次打破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式，將數(shù)字教學(xué)強(qiáng)化到智慧教學(xué)，令學(xué)生和老師可以在教師對(duì)所要研究的物體進(jìn)行模擬操作，令每個(gè)學(xué)生都能通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行操作借助，從而更為直接具體的得到自己的結(jié)論，而不是一味接受來自他人的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論。同時(shí)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)令課本動(dòng)起來，構(gòu)建數(shù)字化立體教材，加強(qiáng)了學(xué)生的探索欲望和探索興趣的基礎(chǔ)上，拓展了課外的資源，為老師的教學(xué)活動(dòng)提供了充分堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐。對(duì)于學(xué)生而言，不僅改變了傳統(tǒng)的填鴨式知識(shí)灌輸方式，也改變了其與老師同學(xué)之間的溝通交流方式。學(xué)校通過物聯(lián)網(wǎng)將獨(dú)立的學(xué)生和老師連成一個(gè)整體，為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)虛擬與現(xiàn)實(shí)、個(gè)體與群體互聯(lián)互通的學(xué)習(xí)環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中學(xué)生可以隨時(shí)提出自己的疑問，獲得大量的有用的科學(xué)的信息，可以選擇與自己志同道合的伙伴進(jìn)行問題研究、創(chuàng)新實(shí)踐。以此令學(xué)生在不同的環(huán)境下扮演不同的角色，從而在彼此的護(hù)工協(xié)作之間掌握更多的知識(shí)，交到更多的朋友，在培養(yǎng)自身獨(dú)立思考、主動(dòng)創(chuàng)新能力的同時(shí)，進(jìn)行更好地人際交往。 3結(jié)束語 教育是國家的根本，人才是發(fā)展的根源，想要在世界民族之林始終占據(jù)一席之地，就要重視教育事業(yè)的整體建設(shè)，將各個(gè)部分串聯(lián)成一個(gè)整體。因此將物聯(lián)網(wǎng)與智慧校園相融合，綜合發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，最大限度地發(fā)揮校園現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)備的力量，提高現(xiàn)有資源的利用率，真正打造更科學(xué)、人性、智能的環(huán)境，從而在不知不覺間激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力；培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和創(chuàng)新思維。但是不得不承認(rèn)現(xiàn)階段智慧校園的建設(shè)還有一定的不足，距離想象中的目標(biāo)還有一定的距離，需要教育工作者在實(shí)踐中不斷探索并完善。 物聯(lián)網(wǎng)調(diào)研報(bào)告 題目：物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園的應(yīng)用 班級(jí)：13電子信息工程技術(shù)4班 目錄 一、物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識(shí).....................................................................................................3 1、物聯(lián)網(wǎng)定義.........................................................................................................................3 2、物聯(lián)網(wǎng)的分層.....................................................................................................................3 3、物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn).....................................................................................................................4 4、物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行過程.................................................................................................................5 5、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù).............................................................................................................5 6、物聯(lián)網(wǎng)的主要發(fā)展歷程.....................................................................................................6 二、智慧校園........................................................................................................................7 1、智慧校園的提出背景.........................................................................................................7 2、智慧校園的概念.................................................................................................................7 3、智慧校園的核心特征.........................................................................................................7 三、物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園的應(yīng)用.....................................................................................8 1、校園安防.............................................................................................................................8 2、校園生活...........................................................................................................................11 3、校園教學(xué)...........................................................................................................................13 四、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展問題.........................................................................................................14 1、核心技術(shù)有待突破...........................................................................................................14 2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待統(tǒng)一..........................................................................................................14 3、急需網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)...................................................................................................................14 4、信息安全和保護(hù)隱私有待解決.......................................................................................15 五、結(jié)束語..............................................................................................................................15 參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................16 一、物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識(shí) 1、物聯(lián)網(wǎng)定義 物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。其英文名稱是：“Internet of things（IoT）”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相連。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。 總的來說，物聯(lián)網(wǎng)是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設(shè)備、資源及通信等）都是個(gè)性化和私有化。 2、物聯(lián)網(wǎng)的分層 物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。圖1為分層結(jié)構(gòu) 圖1（1）感知層——感知信息。 作為物聯(lián)網(wǎng)的核心，承擔(dān)感知信息作用的傳感器，一直是工業(yè)領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)，感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，其主要功能是識(shí)別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去，傳感器不僅感知信號(hào)、標(biāo)識(shí)物體，還具有處理控制功能。 （2）網(wǎng)絡(luò)層——傳輸信息 傳感器感知到基礎(chǔ)設(shè)施和物品信息后，需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行處理，而網(wǎng)絡(luò)層就起負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息的作用。 （3）應(yīng)用層——處理信息 應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。 3、物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn) (1)連通性 連通性是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。無論是專網(wǎng)、無線、有線或者是感知物體，都必須體現(xiàn)“連通”狀態(tài)，并且和互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，這樣才能體現(xiàn)出真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。國際電信聯(lián)盟認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的“連通性”有四個(gè)維度：一是任意時(shí)間的連通性：二是任意地點(diǎn)的連通性；三是任意物體的連通性：四是任何人的連通性。 (2)物物相聯(lián) 在互聯(lián)網(wǎng)中，人們利用電腦實(shí)現(xiàn)人與人之間相互交流：物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物與物的交流?；ヂ?lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人與人的遠(yuǎn)程交流，而物聯(lián)網(wǎng)完成了人與物、物與物的即時(shí)互動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了由虛擬世界向現(xiàn)實(shí)世界的連接轉(zhuǎn)變。 (3)智能化 智能化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象能夠智能監(jiān)控和智能控制，從這個(gè)角度看，物聯(lián)網(wǎng)是智能化的重要環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動(dòng)智能化的進(jìn)程。它使得世界中的物體不僅以傳感方式也可以智能化方式關(guān)聯(lián)起來。物聯(lián)網(wǎng)具有智能化感知性，它可以感知人們所處的環(huán)境，最大限度地支持人們更好地洞察、利用各種環(huán)境資源以便做出正確的判斷。 4、物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行過程 (1)標(biāo)識(shí)物體屬性，屬性有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)屬性，靜態(tài)屬性直接存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽中，動(dòng)態(tài)屬性可由傳感器檢測(cè)。 (2)由閱讀器讀取物體的屬性，同時(shí)將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。 (3)將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，再由處理中心完成物體通信的相關(guān)計(jì)算。 5、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) （1）傳感器技術(shù)：這也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。大家都知道，到目前為止絕大部分計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)字信號(hào)。自從有計(jì)算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)才能處理。 RFID標(biāo)簽：也是一種傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，RFID在自動(dòng)識(shí)別、物品物流管理有著廣闊的應(yīng)用前景。（3）嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。經(jīng)過幾十年的演變，以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見；小到人們身邊的MP3,大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動(dòng)著工業(yè)生產(chǎn)以及國防工業(yè)的發(fā)展。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個(gè)簡單比喻，傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來傳遞信息，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后要進(jìn)行分類處理。這個(gè)例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用。 6、物聯(lián)網(wǎng)的主要發(fā)展歷程 1990年物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)蹤C(jī)——Networked Coke Machine。 1991年美國麻省理工學(xué)院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念。1999年美國麻省理工學(xué)院建立了“自動(dòng)識(shí)別中心（Auto-ID）”，提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的物流網(wǎng)絡(luò)，隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化。 2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。 2009年歐盟執(zhí)委會(huì)發(fā)表了歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃，描繪了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景，提出歐盟政府要加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的管理，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。 2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)年，美國將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn)。 2009年8月，溫家寶“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學(xué)院、運(yùn)營商、多所大學(xué)在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院，無錫市江南大學(xué)還建立了全國首家實(shí)體物聯(lián)網(wǎng)工廠學(xué)院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報(bào)告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會(huì)極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬。物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)是一個(gè)“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時(shí)俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報(bào)告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。 二、智慧校園 1、智慧校園的提出背景 2008年11月，IBM公司正式提出“智慧地球”理念，2009年1月，“智慧地球”成為美國國家戰(zhàn)略的一部分。2009年8月7日，國務(wù)院總理溫家寶在無錫視察時(shí)，指示要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心?；谶@種“智慧”的理念，學(xué)校作為知識(shí)與信息服務(wù)機(jī)構(gòu)的前沿，應(yīng)該抓住機(jī)遇，通過物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)化發(fā)展與應(yīng)用，打造智慧校園。 2、智慧校園的概念 智慧校園指的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學(xué)習(xí)和生活一體化環(huán)境，這個(gè)一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合。具體的說，智慧校園是把感應(yīng)器嵌入和裝備到食堂、教室、圖書館、供水系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室等各種物體中，并且被普遍連接，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、生活與校園資源和系統(tǒng)的整合。2010年，在信息化“十二五”規(guī)劃中，浙江大學(xué)提出建設(shè)一個(gè)“令人激動(dòng)”的“智慧校園”。這幅藍(lán)圖描繪的是：無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。簡而言之，“要做一個(gè)安全、穩(wěn)定、環(huán)保、節(jié)能的校園?！?/p> 3、智慧校園的核心特征 智慧校園的三個(gè)核心的特征：一是為廣大師生提供一個(gè)全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，提供基于角色的個(gè)性化定制服務(wù)；二是將基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學(xué)校的各個(gè)應(yīng)用于服務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作；三是通過智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，為學(xué)校與外部世界提供一個(gè)相互交流和相互感知的接口。 三、物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園的應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用主要包括校園安防、校園生活和校園教學(xué)三個(gè)方面。 1、校園安防 （1）校園安防的定義及意義 校園安防就是以一般人居環(huán)境安全防范系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合高等學(xué)校建筑物多、人員密集復(fù)雜、環(huán)境功能主體繁雜的特點(diǎn)，充分運(yùn)用信息技術(shù)手段，根據(jù)國家教育部門和公安部門的有關(guān)規(guī)定，對(duì)大學(xué)校園中重點(diǎn)要害部門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)采取有力措施，使校園安全管理實(shí)現(xiàn)人防、物防、技防相結(jié)合的安全防范系統(tǒng)。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)領(lǐng)域巨大延伸，人為的治安問題日趨動(dòng)態(tài)化和復(fù)雜化，自然災(zāi)害也呈現(xiàn)突發(fā)性和嚴(yán)重危害性的特點(diǎn)，高技術(shù)犯罪上升，新安全問題突現(xiàn)，人們的工作和生活空間受到來自于多方面的威脅。為避免人身受到傷害、財(cái)務(wù)受到損失，使人們的工作和生活不受干擾，針對(duì)各種主要安全威脅的綜合安防系統(tǒng)就應(yīng)用而生。綜合安防系統(tǒng)是指利用各種高科技的監(jiān)控手段和信息處理技術(shù)，對(duì)各種居住環(huán)境加以監(jiān)控，及時(shí)反饋環(huán)境中的各種事故、災(zāi)害和違法事件信息，從而對(duì)治安和安全進(jìn)行預(yù)防和有效處理的安全防范系統(tǒng)。高校校園作為特定的人群居住環(huán)境，保證該環(huán)境的安全和穩(wěn)定對(duì)于國家和社會(huì)的整體穩(wěn)定有著重要的意義。 （2）校園安防的主要特點(diǎn) 重要性的特點(diǎn)。高等學(xué)校是國家培養(yǎng)高層次建設(shè)者和接班人的重要場(chǎng)所，在高校校園生活的學(xué)生屬于特殊群體，其人身和財(cái)產(chǎn)安全影響著千家萬戶的的穩(wěn)定，因此在高校校園建立的綜合安防系統(tǒng)較其他人群居駐地有著獨(dú)特的重要性，屬于重點(diǎn)監(jiān)控和防范的區(qū)域，不論是從技術(shù)上還是從認(rèn)識(shí)上都具有重要性的特點(diǎn)。 高技術(shù)的特點(diǎn)。在我國，高校本身是技術(shù)生產(chǎn)的重要場(chǎng)所，與此相對(duì)應(yīng)的治安案件、災(zāi)害事故也有著同樣的高技術(shù)性質(zhì)。學(xué)校聚集的人群由于受到環(huán)境的影響，其知識(shí)水平造就的治安案件或者違法事件以及災(zāi)害事故的技術(shù)水平也相應(yīng)較其它區(qū)域有所提高。因此防御此類事故的發(fā)生必須與其相對(duì)應(yīng)，使用高技術(shù)的手段和措施加以預(yù)防和處理，決定了高校校園綜合安防系統(tǒng)的高技術(shù)的特點(diǎn)。 廣泛性的特點(diǎn)。在其他人群聚居地，進(jìn)行綜合安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理的時(shí)候，公安部門或者安全保衛(wèi)部門獨(dú)立工作和行動(dòng)的特點(diǎn)很突出。但是在高校這一特殊的環(huán)境中，綜合治理的特點(diǎn)十分明顯，它需要有著廣泛地參與，調(diào)動(dòng)環(huán)境中一切有利于系統(tǒng)實(shí)施的因素協(xié)同進(jìn)行工作。因此便決定了高校校園綜合安防系統(tǒng)的廣泛性特點(diǎn)。 預(yù)防為主的特點(diǎn)。其它環(huán)境之中的安全防范系統(tǒng)除了強(qiáng)調(diào)預(yù)防功能之外，更加注重事件的事后處理問題，而系統(tǒng)主要是提供事件處理的各種重要信息。但是在高校校園這一特定的環(huán)境中，考慮到對(duì)整個(gè)社會(huì)的突出影響，一般不允許重大不穩(wěn)定事件發(fā)生。因此高校校園綜合安防系統(tǒng)必須注重于事前預(yù)警和防范功能，使各類事件的發(fā)生最大可能的被消滅在萌芽狀態(tài)。所以說，高校校園綜合安防系統(tǒng)必須是以預(yù)防各類治安案件的發(fā)生為主要功能。 （3）校園安防的主要應(yīng)用 校園安防的主要應(yīng)用包括入侵報(bào)警系統(tǒng)、車牌識(shí)別---校園內(nèi)的電子警察、訪客系統(tǒng)、移動(dòng)智能卡等等。入侵報(bào)警系統(tǒng)主要有：通常用于辦公室和機(jī)房的紅外入侵探測(cè)器，通常用于圍墻周界及部份通道的多光束紅外對(duì)射探測(cè)器，通常用于辦公室和機(jī)房的門磁感應(yīng)器，用于報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)的睿絲強(qiáng)光燈，用于報(bào)警提示的聲光警號(hào)器，用于聯(lián)動(dòng)外部設(shè)備如聯(lián)動(dòng)關(guān)門的繼電器模塊，用于報(bào)警主機(jī)聯(lián)動(dòng)撥號(hào)通知管理人員的電話撥號(hào)器，對(duì)所有前端探測(cè)器編程控制的報(bào)警控制主機(jī)等。圖2為校園入侵報(bào)警系統(tǒng)。 圖2 防盜報(bào)警裝置是校園安防中最實(shí)用和基礎(chǔ)的組成部分，它可以在發(fā)生意外時(shí)讓教師及時(shí)與外界聯(lián)系，得到援助，也因此，北京等部分城市將其作為必備的安防設(shè)備。從安裝范圍看，防盜報(bào)警裝置主要是分布在學(xué)校圍墻、電教室、財(cái)務(wù)室、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等重點(diǎn)部位。在一些安全事故多發(fā)的地點(diǎn)，如大門口、學(xué)生宿舍門口、自行車存放處、學(xué)校財(cái)務(wù)室等地安裝報(bào)警器，發(fā)生意外時(shí)可以迅速連接到學(xué)校的保衛(wèi)處和附近的110接警中心，學(xué)校一旦遇險(xiǎn)，學(xué)校值守人員可手工啟動(dòng)報(bào)警。在第一時(shí)間得到幫助，避免更大悲劇的發(fā)生。同時(shí)，由于中小學(xué)生好奇心強(qiáng)而自控能力差，報(bào)警系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)注意避免“惡作劇”式的報(bào)警發(fā)生。因?yàn)橛辛塑嚺谱R(shí)別系統(tǒng)就像多了很多的電子眼，能全天候的從出入的視頻數(shù)據(jù)中抓拍車輛出入并登記，但它更先進(jìn)的是，能夠根據(jù)車輛出入的方向和系統(tǒng)設(shè)定好的黑白名單決定應(yīng)該不應(yīng)該放這輛車進(jìn)入校園。而且系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)隨時(shí)更新，你可以很清晰的看到校園內(nèi)共有多少輛車，分別是什么時(shí)候進(jìn)入校園的，不但提高了管理人員的工作質(zhì)量和效率，更增加了校園的安全性。進(jìn)出學(xué)校都要登記，但以前都由人工完成，在智慧校園都將由智能訪客系統(tǒng)代替保安查看身份證件、登記、記錄離開時(shí)間等一系列繁瑣的程序。前來學(xué)校造訪的人員只需拿著證件，在電子識(shí)別器上輕輕一按，訪客信息就能瞬間獲得，并出具訪客單，大幅度加快訪客登記及離開流程，從而提升了管理質(zhì)量和效率。 借書要出示借書卡、吃飯要出示飯卡、坐公交要出示公交卡，是不是很煩呢？在智慧校園里一張移動(dòng)智能卡就能通行校園，凡有現(xiàn)金、票證或需要識(shí)別身份的場(chǎng)合均只要出示這張卡就可以了。此外，這張卡還就以實(shí)現(xiàn)部分公交乘坐、校內(nèi)考勤、圖書借閱管理等功能，并可結(jié)合校訊通功能。此種管理模式代替了傳統(tǒng)的消費(fèi)及身份識(shí)別管理模式，為學(xué)生及員工的管理帶來了高效、方便與安全。 2、校園生活 包括食堂管理、浴室水管理、考勤管理、智能照明管理、人員可視化管理、車輛精細(xì)化管理、智能化后勤保障、電子崗哨等等。 (1)食堂管理 食堂管理是智慧校園重要組成部分，基于RFID技術(shù)的食堂管理系統(tǒng)主要分成三部分： 含RFID電子標(biāo)簽的飯卡：師生每人擁有一張這樣的飯卡，卡里面包含了用戶信息。RFID閱讀器：在每個(gè)食堂售飯窗口安置一個(gè)RFID閱讀器，將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫查詢，讀取卡上金額，并扣除消費(fèi)金額。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：將用戶的注冊(cè)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，可以方便管理員對(duì)食堂消費(fèi)業(yè)務(wù)的查詢。 (2)浴室水控管理 基于RFID技術(shù)的浴室水控管理，可以實(shí)現(xiàn)用水自動(dòng)化管理，主要功能如下： 信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示：當(dāng)RFID卡位于閱讀器感應(yīng)區(qū)時(shí)，閱讀器就顯示卡上余額，然后可立即進(jìn)入用水計(jì)費(fèi)狀態(tài)。 消費(fèi)模式：消費(fèi)模式采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)模式，即讀卡就出水，并根據(jù)用水量實(shí)時(shí)進(jìn)行扣費(fèi)； 計(jì)費(fèi)方式：按使用的流量計(jì)費(fèi)，即外接脈沖流量表，可根據(jù)計(jì)算產(chǎn)生的流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。 (3)考勤管理 學(xué)生考勤是學(xué)校日常教學(xué)過程中必不可少的一個(gè)組成部分。常規(guī)考勤工作主要都由教師承擔(dān)，花費(fèi)教師額外的時(shí)間與精力。 基于RFID技術(shù)的考勤管理工作流程：每次上課前，學(xué)生用含RFID標(biāo)簽的校園卡(或手機(jī)卡)刷卡進(jìn)教室，教室內(nèi)的設(shè)備在接收到讀卡器發(fā)送來的學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器；遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中；然后，教務(wù)人員或者教師通過瀏覽器登錄到考勤查詢網(wǎng)站，可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程查詢某一節(jié)課或某一位學(xué)生或某個(gè)教室在某一段時(shí)間內(nèi)的考勤情況；學(xué)期結(jié)束時(shí)，每門課程學(xué)生的出勤情況或者某個(gè)學(xué)生在一個(gè)學(xué)期的出勤情況可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出來。 (4)智能照明管理 智能照明是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使校園內(nèi)的燈能夠無線自主組網(wǎng)，使每一盞燈都能遙測(cè)和遙控，教室和道路的燈接受控制中心的命令，反饋燈的各種狀態(tài)，根據(jù)光強(qiáng)度和時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度。例如對(duì)教室照明智能控制，當(dāng)教室光照比較暗，燈自動(dòng)亮；當(dāng)光照比較強(qiáng)時(shí)，燈自動(dòng)關(guān)，如果發(fā)現(xiàn)教室里沒人，可以遠(yuǎn)程控制燈的開關(guān)。 （5）人員可視化管理 為校園人員配備管理卡（可以與借書卡、飯卡、浴卡等功能合并，形成一卡通，該卡可以遠(yuǎn)距離讀?。?，通過各門禁系統(tǒng)和遍布校園的感應(yīng)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬人員24小時(shí)不間斷、全校園不留死角、全自動(dòng)實(shí)時(shí)感知與定位。學(xué)院安保單位、各系輔導(dǎo)員、班主任可以通過智慧校園管理平臺(tái)實(shí)時(shí)了解到所屬人員在位情況。借助此卡，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生、職工的日常管理、電子簽到、定位等，對(duì)學(xué)生、職工的在位、外出情況進(jìn)行有效管控、實(shí)現(xiàn)電子點(diǎn)名、智能查崗等可視化管理。 （6）車輛精細(xì)化管理 通過為校園的車輛、重點(diǎn)裝備設(shè)備等安裝電子標(biāo)簽、嵌入傳感器、衛(wèi)星定位裝置等，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通工具、各種裝備設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確定位和實(shí)時(shí)跟蹤，并通過嵌入的各類智能傳感器，監(jiān)控其工作狀態(tài)、完好情況等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其精細(xì)化管理。 （7）智能化后勤保障 為倉庫、物資安裝包含其型號(hào)、種類、數(shù)量等狀態(tài)信息的電子標(biāo)簽，使得后勤物資的發(fā)放更加智能和快捷；為草皮配備溫度、濕度傳感器，使得灌溉更加合理；為路燈安裝光學(xué)傳感器使其更節(jié)能。 （8）電子崗哨 為財(cái)務(wù)、油庫及校園的其他重點(diǎn)區(qū)域安裝智能傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)其24小時(shí)不間斷地安全檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)可疑情況，可由感應(yīng)點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整攝像頭的方向進(jìn)行視頻監(jiān)控，并向值班人員發(fā)出通知或巡視提醒，以便及時(shí)處理。 3、校園教學(xué) 校園教學(xué)又包括日常教學(xué)、智慧圖書館和實(shí)驗(yàn)室管理等方面。 （1）日常教學(xué) 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于建立全面和主動(dòng)的教學(xué)管理體系，利用RFID技術(shù)的支持，可以完善教學(xué)管理的組織系統(tǒng)、評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng)，從而對(duì)教學(xué)的質(zhì)量建立保障和監(jiān)控體系；有利于拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力，物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等提供支撐環(huán)境。例如，無錫市感知生長校園數(shù)字化農(nóng)植園系統(tǒng)，就是讓學(xué)生通過“感知”動(dòng)植物生長情況，利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)收集、處理和發(fā)布觀測(cè)信息，交流種植經(jīng)驗(yàn)，展示研究成果，從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。 （2）智慧圖書館 智慧圖書館通過物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)智慧化的服務(wù)和管理。它的理想模式就是無需人工服務(wù)。目前物聯(lián)網(wǎng)在圖書館中的應(yīng)用，主要是RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用，以智能書車為例來說明。 智能書車是一種移動(dòng)式RFID文獻(xiàn)歸架管理設(shè)備，具有查詢、定位、書架智能導(dǎo)航等功能，可實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)架位信息收藏、文獻(xiàn)分揀、新文獻(xiàn)上架等功能。具體流程：書籍揀到書車上，通過閱讀器識(shí)別書籍的RFID中存儲(chǔ)的信息，記錄并顯示文獻(xiàn)在書車上的位置，同時(shí)根據(jù)獲取的書籍存儲(chǔ)架位信息，將需要進(jìn)行上架工作的位置和書車上對(duì)應(yīng)的書的存放檔位對(duì)應(yīng)起來，并在書車的顯示屏幕上按照書庫的位置將該車書的具體上架位置顯示和指引出來，方便工作人員進(jìn)行高效率歸架。 （3）實(shí)驗(yàn)室管理 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室中主要包括設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)過程管理和智能插座等。 設(shè)備管理：RFID存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本屬性等信息，利用閱讀器方便地獲取相關(guān)信息，然后再利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理。 實(shí)驗(yàn)過程管理：首先，RFID可以幫助學(xué)生方便地獲取實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)、使用幫助等信息。其次，在實(shí)驗(yàn)過程中，使用不當(dāng)時(shí)能自動(dòng)警告并中斷實(shí)驗(yàn)過程，避免不必要的損失。另外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實(shí)驗(yàn)者，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。 智能插座除了擁有傳統(tǒng)電源插座功能外，它能夠?qū)⒏鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的耗電量信息實(shí)時(shí)反饋給實(shí)驗(yàn)室管理員，管理員能隨時(shí)開關(guān)插座，實(shí)現(xiàn)插座與人的對(duì)話，起到高效節(jié)能的作用。 四、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展問題 1、核心技術(shù)有待突破 目前，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用處于初始階段，其中，傳感器核心芯片和傳感器接入技術(shù)和中間件技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展。一是當(dāng)前傳感器所能連接的通信距離受限，傳感器對(duì)外部工作環(huán)境指標(biāo)要求較高，受外部環(huán)境影響較大。二是傳感器節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和通信能力不足，能量有限。另外，為了能夠快捷地實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)上的大量應(yīng)用且保證應(yīng)用程序的運(yùn)行性能，傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)將是未來傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域急需解決的問題。 2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待統(tǒng)一 標(biāo)準(zhǔn)是推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的保障，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系的缺乏將阻礙物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。目前，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系尚在建立，中國、美國、德國和韓國是世界物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的重要制定國。ISO/IEC在傳感網(wǎng)絡(luò)、IUT一在泛在網(wǎng)絡(luò)、IEEE在近距離無線、IETF在IPv6的應(yīng)用、3 GPP在M2M等方面紛紛啟動(dòng)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究工作。由于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展涉及國家間巨大利益，制定一種能被世界各國認(rèn)可的統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)，難度很大，短期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，規(guī)范協(xié)議難以形成。 3、急需網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值在于網(wǎng)，而不在于物。傳感是容易的，但是感知的信息，如果沒有一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系，不能進(jìn)行管理和整合，那網(wǎng)絡(luò)就沒有意義。因此，建立一個(gè)全國性的，龐大的，綜合的業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，把各種傳感信息進(jìn)行收集，再進(jìn)行分門別類的管理，進(jìn)行有指向性的傳輸，是一個(gè)大問題。一個(gè)小企業(yè)都可以開發(fā)出傳感技術(shù)和傳感應(yīng)用。但小企業(yè)沒辦法建立起一個(gè)全國性的高效網(wǎng)絡(luò)。平臺(tái)的建設(shè)者會(huì)在未來的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，取得較好的市場(chǎng)地位，甚至是最大受益者。 4、信息安全和保護(hù)隱私有待解決 信息與網(wǎng)絡(luò)安全是要保證被保護(hù)信息的機(jī)密性、完整性和可用性。與互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)還存在一些特殊的安全問題。 首先，物品的感知是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的前提，射頻識(shí)別是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)中的物與物、物與人之間互聯(lián)是通過RFID(射頻識(shí)別)、傳感器、二維識(shí)別碼和GPS定位等技術(shù)來自由地自動(dòng)感知和獲取物品信息的。如不加控制，物品的信息會(huì)不受限制地被掃描、定位及追蹤。這無疑對(duì)信息的隱私構(gòu)成了極大的威肋、。在數(shù)據(jù)處理過程中同樣存在隱私保護(hù)問題，如基于數(shù)據(jù)挖掘的行為分析等。因此要建立訪問控制機(jī)制，控制物聯(lián)網(wǎng)中信息采集、傳遞和查詢等操作，保證不會(huì)由于個(gè)人隱私或機(jī)構(gòu)秘密的泄露而造成對(duì)個(gè)人或機(jī)構(gòu)的傷害。 其次，加密在較多情況下仍然是保證實(shí)現(xiàn)信息機(jī)密性的重要手段，保密現(xiàn)在己經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)的關(guān)鍵問題。由于物聯(lián)網(wǎng)的多源異構(gòu)性，使密鑰管理顯得更為困難，而對(duì)感知網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理更是制約物聯(lián)網(wǎng)信息機(jī)密性的瓶頸。物聯(lián)網(wǎng)的安全特征體現(xiàn)了感知信息、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用需求的多樣性，其網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和數(shù)據(jù)的處理量大，決策控制復(fù)雜，給安全研究提出了新的挑戰(zhàn)。 第三，IP地址有待擴(kuò)充。物聯(lián)網(wǎng)中的每個(gè)物件都需要一個(gè)唯一的IP地址，IPv4顯然己不能滿足地址需要，只能依靠IPv6來支撐。如何實(shí)現(xiàn)由IPv4向IPv6轉(zhuǎn)型以及妥善解決與IPv4的兼容等一系列問題，也需要引起足夠重視。 第四，設(shè)備生產(chǎn)成本需進(jìn)一步降低。只有擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模，具備一定數(shù)量，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)成本才能降低到可以接受的程度，物品的網(wǎng)絡(luò)智能化特征才能發(fā)揮應(yīng)有作用。 五、結(jié)束語 智慧校園是通過物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)智慧化的校園服務(wù)和管理，它通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了校園內(nèi)任何人、任何物、任何信息載體、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)互通，海量信息在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的聚合而產(chǎn)生新的信息，從而給廣大師生提供了智慧化的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式。目前，智慧校園還處于摸索階段，前景不明朗，但從長遠(yuǎn)來看，由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊，智慧校園一定會(huì)像浙江大學(xué)在信息化“十二五”規(guī)劃中描繪的那樣：無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。 參考文獻(xiàn) [1]百度文庫，物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園的應(yīng)用，2013 [2]百度百科，智慧校園的概念 [3]中國安防展覽網(wǎng)，安防在智慧校園中的應(yīng)用,2013 [4]百度百科，物聯(lián)網(wǎng)的概念 [5]百度百科，智慧校園的概念 [6]百度文庫，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景及問題分析研究，2015第四篇：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園的運(yùn)用
第五篇：物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用
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