創(chuàng )新物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式教學(xué)體系

　　3.2 物聯(lián)網(wǎng)項目實(shí)踐環(huán)節

　　通過(guò)項目實(shí)踐來(lái)鍛煉和提高動(dòng)手能力的重要性是毋庸置疑的。2009年，我校啟動(dòng)“物聯(lián)網(wǎng)在森林環(huán)境監測和保護中的應用”項目，筆者負責物聯(lián)網(wǎng)中間層的嵌入式網(wǎng)關(guān)設計，主要功能模塊如圖2所示。GPS模塊接口主要采集終端的經(jīng)度緯度信息，而無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)模塊主要收集各終端傳感器發(fā)送的溫度、土壤濕度、日照等環(huán)境信息。這些終端信息通過(guò)ARM處理器打包成UDP數據包，通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )接口傳送給基站服務(wù)器。

　　圖2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件框圖

　　筆者通過(guò)第二課堂，組織學(xué)有余力的同學(xué)成立興趣小組，將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)分割成若干子題目，交由各興趣小組，模擬項目的形式實(shí)踐開(kāi)發(fā)。比如，“GPS數據采集與處理”子課題，首先需要移植μC/OS操作系統，然后移植LwIP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧，最后再以多任務(wù)的形式從GPS模塊接口讀取數據并打包成UDP數據包，發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )。這其中，需要興趣小組的成員合理分工，在實(shí)踐中學(xué)習合作。經(jīng)過(guò)筆者和興趣小組近一年的共同努力，嵌入式物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)成功地將布置在紫金山的終端傳感器數據傳送到基站網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器。物聯(lián)網(wǎng)一個(gè)終端的環(huán)境監測信息如圖3所示。

　　圖3 物聯(lián)網(wǎng)終端數據

　　通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)項目實(shí)踐的模式，拓展了學(xué)習內容，并學(xué)以致用，進(jìn)一步提高了學(xué)習興趣培養了合作精神，還起到了“以點(diǎn)帶面”的效應，切實(shí)拓展了知識面和動(dòng)手能力。

　　此外，在畢業(yè)設計環(huán)節中，筆者每年都設計了3~4個(gè)面向物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統設計課題。經(jīng)過(guò)兩屆的實(shí)踐證明，選擇該類(lèi)課題的畢業(yè)生知識面更廣，就業(yè)面更寬。

　　4 結語(yǔ)

　　在A(yíng)RM嵌入式系統課程的教學(xué)和實(shí)驗實(shí)踐過(guò)程中，基于物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展背景，精簡(jiǎn)理論教學(xué)內容，并拓寬知識面，重點(diǎn)講解與實(shí)際工程項目--特別是物聯(lián)網(wǎng)--密切相關(guān)的設計內容。實(shí)驗進(jìn)行層次化設計，內容緊隨時(shí)代的發(fā)展，并在實(shí)踐環(huán)節，讓學(xué)生直接參與到前沿的課題和項目中去。