基于Arduino的物流实验体系建设.docVIP

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基于Arduino的物流实验体系建设.doc

基于Arduino的物流实验体系建设   摘 要 现在物流项目的设计和运作基本上都与物联网密切结合在一起,物联网是通过各种传感设备把物品与互联网连接起来,进行信息交流,Arduino开源硬件底层信息完全公开,而且共享资源较多,学习Arduino单片机非常简便,完全不需要了解其内部硬件结构和寄存器设置,只要知道它端口的作用即可,本文论述了Arduino应用于物流实验的必要性和可行性,以及基于Arduino的物流实验体系构建方案。   关键词 Arduino 物流 实验教学   中图分类号:F224 文献标识码:A   一、Arduino概述   Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的arduino板)和软件(arduino IDE)。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序,编译成二进制文件,收录进微控制器。对Arduino的编程是利用 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(based on Processing)来实现的。Arduino与Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, SuperCollider等软件结合,作出互动作品。Arduino可以使用现有的电子元件例如开关或者传感器或者其他控制器件、LED、步进马达或其他输出装置。 Arduino可以独立运行,并与软件进行交互,例如:Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, VVVV或其他互动软件。Arduino开发IDE接口基于开放源代码原,可以开发出更多杰出的互动作品。   二、Arduino应用于物流实验的必要性和可行性   (一)Arduino应用于物流实验的必要性。   现在物流项目的设计和运作基本上都与物联网密切结合在一起,物联网是通过各种传感设备把物品与互联网连接起来,进行信息交流,以实现智能化识别、定位、跟踪和监管的一种网络。它可广泛应用于各行各业,例如把各种配套传感器嵌入或装载到电网、大坝、桥梁、铁路、公路、隧道、建筑、油气管道、供水系统等各种设施中,形成物联网,通过无线信息的收发,实现通讯和监管,并且不用数据线,成本低,使用便利。   物流实验系统在实际应用过程中需要集成多种传感器模型及无线组网模式,需要实现多种物联网架构。其中,硬件设备包括微型无线传感器、通用传感器及被控对象、GPRS网络设备、嵌入式网关、低功耗WiFi、蓝牙及其他配套设备。软件资源包括无线传感器网络软件、嵌入式网关软件、PC数据管理与分析软件。实验资源包括基于控制器的基础实验、无线信号收发实验、传感器信息采集实验、ZigBee/GPRS/Wi-Fi/蓝牙等等网络通讯实验及组件控制实验等等,有效学习和利用这三部分资源,可为物流项目的设计和应用打下坚实的基础,并能通过不同特性的传感器,不同组成架构的网络,研发出更多实用性强的物联网应用模式。   (二)Arduino应用于物流实验的可行性。   学习Arduino单片机非常简便,完全不需要了解其内部硬件结构和寄存器设置,只要知道它端口的作用即可;因此不需要硬件知识,只要会C语言就可很快为Arduino单片机编程。Arduino软件语言为精简式指令系统,需要掌握的指令不多;但它的功能却很强大,往往一条指令就可以完成一整套操作,并且指令的可读性很强,是低难度的语言容易掌握。针对周边I/O设备的Arduino编程,由于很多I/O设备都随之带有库文件或样例程序,所以自己编程中,可以引用库文件中的函数或复制样例程序,然后修改其中的参数,就可迅速编写出大段的复杂程序,从而加强编程能力。Arduino开源硬件不仅是其底层信息完全公开,而且相关产品的应用资讯可以从Arduino网站、博客里的共享资源里获得,所以在共享资讯的辅助下,能激发创作者创意作品的灵感,并加快创作作品的效率。国内开源硬件的制造能力非常强,他们提供了丰富的质优价廉Arduino及周边产品,所以在国内学习和应用Arduino具有得天独厚的硬件资源优势。最后,甚至可以不花钱买硬件设备,通过仿真的方法就可以体验Arduino系统,目前最流行的单片机仿真软件当属Proteus。   三、基于Arduino的物流实验体系构建   (一)基于Arduino的物流实验条件搭建。   硬件条件:计算机,arduino uno 控制板,优质面板,3mm LED 发蓝色光发光二极管,3mm LED 发红色光发光二极管, 3mm LED 发白色光发光二极管,3mm LED 绿色光发光

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