物联网技术实验教程 PDF下载

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《物联网技术实验教程》是《现代传感器技术、网络及应用》一书的配套实验教程，作者希望学生可以通过自己的兴趣选择实验的流程和深度，书中对于网关搭建、传感器选择和二次应用开发都有较深入的介绍，特别适合有志于现代信息技术学习的学生进行循序渐进的学习和验证，与本作者进行互动，教学相长，共同提高。；

内容简介

本书以实验为导向，从三个层次由浅入深介绍了物联网技术应用开发。*章介绍了物联网技术应用的实践基础，包括传感器的认识和配置、网关的认识和数据接收、定位器的认识、电子标签的认识以及中继网关的认识和组网；第二章介绍了物联网技术的开发型实验，包括传感器的监测和数据传输、网关的数据通信和设计及电子标签的设计；第三章从项目的角度介绍了物联网技术应用的大型项目实验，包括资产的定位和实时盘点、人员的定位、农业大棚的环境监测和调控。本书可作为高等院校电子信息、电气自动化、计算机等专业的本科生和硕士研究生教材，也可供工程技术人员和高校相关专业师生参考。

作者简介

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目录
第1章有源RFID层次一——基础型实验
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实验1.1无线传感器的认识
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实验1.2无线传感器配置实验
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实验1.3物联网网关认识实验
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实验1.4物联网网关数据接收实验
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实验1.5激励定位器认识实验
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实验1.6电子标签认识实验
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实验1.7物联网中继网关组网实验
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第2章有源RFID层次二——开发型实验
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实验2.1无线传感器监测数据采集实验
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实验2.2无线传感器数据通信实验
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实验2.3无线传感器设计实验
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实验2.4物联网网关数据通信实验
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实验2.5物联网网关设计实验（无线传感器数据接收）
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实验2.6电子标签设计实验
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实验2.7物联网网关设计实验（电子标签数据接收）
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实验2.8物联网中继网关设计实验
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第3章有源RFID层次三——项目型实验
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实验3.1资产定位实验
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实验3.2资产实时盘点实验
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实验3.3人员定位实验
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实验3.4农业大棚监测实验
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实验3.5农业大棚环境调控实验
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参考文献
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媒体评论

前沿

前言

撰写《物联网技术应用与实践》一书要从中央财政支持地方高校发展专项资金资助的计算机应用技术学科——无线传感网与智能信息处理实验室建设说起，当时走访了很多高校，调研了很多生产实验室设备的企业，一直就有三个想法：一是可不可以不把学生当木偶，让学生可以通过自己的兴趣选择实验的流程和深度；二是能不能复用实验设备，可以给多门课程提供实验服务；三是建设这样一个实验室，能不能给学生做科研提供指导，这就是我们从三个层次由浅入深介绍物联网技术应用开发的初衷。希望本书的出版可以为无线通信网络技术、现代传感器技术和物联网技术的学习和水平提高做出一点微薄贡献。书中对于网关搭建、传感器选择和二次应用开发都有较深入的介绍，特别适合有志于现代信息技术学习的学生进行循序渐进的学习和验证，也渴望对书中提供示例有独到见解的人与本作者进行互动，教学相长，共同提高。本书既是理论教学和实验经验的结晶，也是对科学认知的验证和校准，书的撰写过程得到了设备生产企业——杭州广岱科技有限公司的大力支持，他们验证了全部设计实验的整个流程的实现，并无私地提供了书中全部截图，在此深表感谢。还有浙江理工大学305实验室的研究生和浙江大学308实验室的研究生们对书籍的编撰和校稿倾注了大量心血，一并感谢。书的形成需要作者付出大量心血，也仰仗出版编辑人员的鼎力相助，这几年和清华大学出版社建立了出版教材的协作关系，无论是已交付的成稿，或正在审的稿件，抑或是拟出版的提纲都得到编辑们的帮助，在此致以深深的谢意！作者于西子湖畔2016年10月

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第三章有源RFID层次三项目型实验
实验3.1资产定位实验
【实验目标】在需要监测定位的资产(如笔记本计算机等)上安装防拆电子标签，实验人员佩戴卡式电子标签和腕带式电子标签，在合适位置安装激励定位器、中继网关和物联网网关，进行合理的参数配置，组成一个资产定位系统，开展实验，记录资产定位数据。【实验设备】所需设备如表3.1所示。

表3.1实验所需设备

类别名称所需数量(每组)物联网设备物联网网关1个物联网中继网关1个通道型定位激励器2个精确激励定位器2个防拆电子标签(双频超薄)1个卡式电子标签(双频可更换电池)1个腕带式电子标签1个配套软件关键资产定位软件平台1套Mongodb1套JDK1套Tomcat1套MySQL1套
【实验要求】(1) 物联网设备正常工作。(2) 平台软件正确安装且正常工作。(3) 正确掌握物联网设备配置方法及软件使用方法。【实验内容】（1）在服务器上安装软件系统。（2）物联网设备搭建资产定位环境：进出门环境、进入报警环境、离开报警环境。物联网网关通过以太网连接到服务器。（3）资产标签/人员标签在进入各种环境时发送相应数据到物联网网关，网关通过以太网转发到服务器。系统接收到数据后进行数据处理。【实验步骤】步骤一：在实验1.5的基础上，配置物联网网关参数，使网关通过以太网连接到服务器。步骤二：进行激励器部署，大门口内外间隔3米部署两个通道型定位激励器；在两个或多个空旷区域内分别部署精确定位激励器，确保激励器无重叠区域。步骤三：计算机安装平台软件。平台软件包括JDK、Mongodb、Tomcat、MySQL、Navicat。Tomcat无须安装解压即可。其余软件安装方法另外提供相关文档。步骤四：系统部署及服务开启。（1）部署系统首先找到Tomcat存放目录以D盘为例。将系统代码放到Tomcat文件下，具体位置为： D:＼apachetomcat6.0.37＼webapps。（2）导入数据库。打开Navicat，如果初次打开该软件，需首先建立“连接”。单击软件左上角“连接”，输入“用户名”及“密码”，如图3.1所示。

图3.1建立“连接”
其中，“密码”最好设置为123456，否则需要将系统代码进行修改。之后单击“确定”按钮。确认完毕之后，左侧列表出现刚刚建立的localhost连接，双击打开连接。右击localhost，选择“创建数据库”，如图3.2所示。

图3.2创建新数据库
输入数据库名iot_lggj，单击“确定”按钮。之后在左侧列表中双击打开建好的iot_lggj数据库。打开右侧数据库，单击“运行批次任务文件”，并选择数据库备份文件iot_lggj.sql，并单击“开始”按钮，如图3.3~图3.5所示。

图3.3运行批次任务文件初始状态

成功后单击“关闭”按钮，数据库导入完毕。然后开启Mongodb服务，桌面右击“我的电脑”，选择“管理”。选择“服务和应用程序”，如图3.6所示。找到Mongo DB服务，并启动服务，如图3.7和图3.8所示。
（3）开启平台在目录D:＼apachetomcat6.0.37＼bin下找到startup.bat，双击打开即可。步骤五：在平台中添加配置相应资产、物联网设备，进行资产定位测试。

图3.4选择任务文件

图3.5讯息记录

图3.6服务和应用程序

图3.7选择Mongo DB服务

图3.8启动Mongo DB服务
（1）进入系统在浏览器(建议使用火狐浏览器)中输入系统地址http:localhost： 8080/zcdw/login.do进入登录界面，输入用户名及密码即可进入系统。（2）物联网设备基础参数配置在添加物联网设备之前，先添加各种设备的型号、类型，为添加设备提供基础参数。（3）添加物联网设备在设备管理中，单击“物联网设备”，可以对网关、中继、激励器、标签进行增删改及查询操作。
（4）设备分组主要针对资产“进入报警”和“离开报警”两种场景，分别将对应的激励器和标签进行分组。例如，将A001激励器分入“进入报警”分组，则一旦有资产进入该激励器范围内，立即触发“进入报警”。（5）添加资产及资产维护人资产管理细分为两个子功能：资产配置、基础信息管理。资产配置用来维护资产各种属性：资产状态、资产型号、资产类别、资产群组。这些属性在添加资产时都是必填项。基础信息管理用来添加资产以及资产维护人。在资产管理录入页面中，单击“添加”按钮，填写各项属性即可完成资产的添加，如图3.9所示。

图3.9添加新的资产
在添加完资产后，单击每条数据右侧的“绑定标签”按钮，为资产绑定一个资产标签，实现资产定位功能监测。另外选中某一资产后可以通过单击“修改”或“删除”进行相应操作。在资产负责人管理页面中，同样单击“添加”“修改”“删除”进行相应操作，如图3.10所示。

图3.10添加、修改、删除操作入口
步骤六：进行人员资产进出门测试及资产防拆测试。（1）进行人员、资产进出门测试，并查看结果佩戴已绑定好的人员标签，经过进出门激励器，并在“智能监控”页面中的“人员进出门”页面查看结果，如图3.11所示。

图3.11查看“人员进出门”情况

将录入并绑定好标签的资产经过进出门激励器，并在“智能监控”页面中的“设备进出门”页面查看结果，如图3.12所示。

图3.12查看“设备进出门”情况
如果资产单独经过激励器时被视为“非法移动”，状态显示为“异常”。当资产与资产人同时经过激励器时，视为“正常”。（2）资产防拆测试按住资产标签背面的防拆按钮10s，松开后在“告警管理”中查看防拆报警，如图3.13所示。

图3.13查看防拆报警

实验3.2资产实时盘点实验
【实验目标】在需要监测定位的资产(如笔记本计算机等)上安装防拆电子标签，在合适位置安装中继网关和物联网网关，进行合理的参数配置，组成一个资产盘点系统，开展实验，记录资产盘点数据。【实验设备】具体的实验设备如表3.2所示。

表3.2实验所需设备

类别名称所需数量(每组)物联网设备物联网网关1个物联网中继网关1个防拆电子标签(双频超薄)1个配套软件关键资产实时自动盘点软件平台1套Mongodb1套JDK1套Tomcat1套MySQL1套
【实验要求】(1) 物联网设备正常工作。(2) 平台软件正确安装且正常工作。(3) 正确掌握物联网设备配置方法及软件使用方法。【实验内容】（1）在服务器上安装软件系统。（2）物联网设备搭建资产盘点环境：在资产上安装电子标签，合适范围内安装物联网网关。物联网网关通过以太网连接到服务器。（3）资产标签每隔10s发送自身“心跳”数据包到物联网网关，网关通过以太网转发到服务器。系统根据接收数据的时间以及数据中资产编号实时盘点资产。【实验步骤】步骤一：在实验1.5的基础上，配置物联网网关参数，使网关通过以太网连接到服务器。步骤二：设备部署：在关键资产上安装资产标签；在可接收到标签数据的范围内安装物联网网关和物联网中继网关，并将物联网网关通过以太网连接到服务器。步骤三：计算机安装平台软件及系统部署。参照实验3.1即可。步骤四：在平台中添加配置相应资产、物联网设备，进行资产盘点测试。(1) 进入系统在浏览器(建议使用火狐浏览器)中输入系统地址http:localhost： 8080/zcpd/login.do进入登录界面，输入用户名及密码即可进入系统。(2) 物联网设备基础参数配置在添加物联网设备之前，先添加各种设备的型号、类型，为添加设备提供基础参数。(3) 添加物联网设备在设备管理中，单击“物联网设备”可以对网关、中继、标签进行增删改及查询操作。
(4) 添加资产及资产维护人资产管理细分为两个子功能：资产配置、基础信息管理。资产配置用来维护资产各种属性：资产状态、资产型号、资产类别、资产群组。这些属性在添加资产时都是必填项。基础信息管理用来添加资产以及资产维护人。在资产管理录入页面中，单击“添加”按钮，填写各项属性即可完成资产的添加。在添加完资产后，单击每条数据右侧的“绑定标签”按钮，为资产绑定一个资产标签。实现资产定位功能监测。另外选中某一资产后可以通过单击“修改”或“删除”进行相应操作。在资产负责人管理页面中，同样单击“添加”“修改”“删除”进行相应操作。步骤五：查看资产实时盘点结果。在“资产管理”中，打开“报表”→“资产实时盘点”页面。选择需要查询的各项查询条件后，单击“查询”按钮，即可看到按查询条件查询出的实时盘点信息，如图3.14所示。

图3.14资产实时盘点

实验3.3人员定位实验
【实验目标】实验人员佩戴卡式电子标签和腕带式电子标签，在合适位置安装激励定位器、中继网关和物联网网关，进行合理的参数配置，组成一个人员定位系统，开展实验，记录资产和人员的轨迹数据。【实验设备】具体的实验设备如表3.3所示。