电科专业物联网教学实践平台建设

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：摘 要 通过对物联网及大数据技术的研究，搭建电科专业物联网教学实践平台，满足电科专业学生在物联网和大数据领域的实践学习需求。实践平台包括感知层、网络层、应用层以及数据平台。感知层是基于X射线荧光原理的检测探头，数据通过4G通信模块进行发送，服务

　　摘 要 通过对物联网及大数据技术的研究，搭建电科专业物联网教学实践平台，满足电科专业学生在物联网和大数据领域的实践学习需求。实践平台包括感知层、网络层、应用层以及数据平台。感知层是基于X射线荧光原理的检测探头，数据通过4G通信模块进行发送，服务器上的监听程序对数据进行解码并存入数据库，数据平台对数据进行分析处理并通过web展现在页面上。

　　关键词 物联网 大数据 电科专业 实践平台

　　針对北京化工大学电子科学与技术专业学生在物联网和大数据领域的实践学习需求，结合土壤重金属智慧监测相关科研项目，研发一套电科专业物联网教学实践平台。

　　1 研究内容

　　教学实践平台由采集设备、通信模块、数据库、检测平台与相关运维部署平台以及应用展示层五大部分组成。它的工作流程为：终端检测设备采集到数据信息，通过GPRS通信模块传输给运行在服务器上的数据库，后端业务代码对数据进行汇总分析并传递给前端展示层，用户可在浏览器端打开网站查看相关信息，平台开发管理人员可以通过相关运营维护工具进行项目的改造和升级。

　　1.1 终端检测设备

　　土壤重金属检测设备装配有基于X射线荧光原理的检测探头。采用基于STM32控制的滑台丝杠组系统，用于控制探头能在检测机箱中按要求移动，保证探头能够检测到分布在样品托盘各处的土壤样品，实现土壤样品的自动化检测。

　　采用基于4G数据收发的透明传输通信接口，其相当于做了一次数据中转，将一切从设备传来的信息不加处理地发送给云服务器。在4G通讯模式下，使用支持以太网协议的设备进行数据中转，将相关数据上传到指定IP的服务器上。本文采用USR-K2超级网口作为中转器，接收来自串口的Chars字符串数据，执行一系列的解码转换操作后，根据设定好的IP和端口号进行寻址发送。

　　1.2 数据监听

　　数据经通讯设备转发以后，已部署在服务器端的监听程序此时可以从正在监听的对应端口获取连接请求，并按照TCP/IP协议进行解码，监听程序对数据执行相应的解算操作，并转存至ORACLE数据库。

　　监听程序部署在云服务器上运行，以保证能对服务器端口进行实时监听。一旦监测到设备连接异常，则马上进行重置机制——清理异常的连接线程并重连，保证设备在重连时不会被之前发生异常的线程干扰。此外，它还要负责与土壤重金属检测大数据平台web服务程序建立连接，保证其和Web服务程序连接出现异常之后也能够执行重连操作。通过以上设计可以确保连接在遭遇到极端情况下中断连接之后能够快速恢复，正常运行时各个运行组件是在维持需求时间内进行持续连接的。

　　1.3 土壤重金属检测数据平台

　　(1)SSM框架选择。SSM即Spring、SpringMVC、MyBatis的单词首字母缩写，它们分别代表当下比较主流的三个技术框架，而SSM通常代表这三个框架的整合，这正适用于搭建各种大型企业及系统，是JavaEE企业级框架之一。[1]

　　当用户在浏览器内输入相应的网址后，请求到达服务器后台，Spring通过辨别请求路径，将请求分发给对用的Controller类，Controller类再进行调用Service类来实现对应的业务逻辑，而在这期间Service类中会调用数据持久层Mybatis完成对实体类的数据操作，返回处理结果给Controller，返回Model And View给视图层，渲染解析完成以后将结果呈现给用户。

　　(2)Web前端搭建。Ajax技术的核心是XML Http Request对象，其执行流程是：在XML Http Request中使用JavaScript向服务器后台提出请求，即和服务器进行少量数据交换，获取返回结果后将其提交给客户端的Ajax引擎，再由引擎来决定将这些数据插入到页面的哪个位置。页面在请求后台数据时不需要整个刷新页面，而是在当前页面内与后台进行通信，减少了用户在使用Web程序时的等待，这就给用户提供了良好的用户体验。

　　推荐阅读：如何通过物联网技术把控食品质量

转载请注明来自：http://www.qikan2017.com/lunwen/jyu/19779.html