基于Packet-Tracer的智能家居组网教学设计.doc

《基于Packet-Tracer的智能家居组网教学设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于PacketTracer的智能家居组网教学设计作者：乔焰马慧敏来源：《电脑知识与技术》2018年第06期        摘要：目前物联网工程专业的《网络技术》实验与实践课程大多沿袭了早期计算机专业的计算机网络课程设置，无法体现物联网工程的专业特色。利用最新版本的PacketTracer7.0软件新添加的物联网功能，可仿真智能家居的组网，并实现组网过程中的几项关键技术。通过设计智能家居组网实验与实践课程，可帮助物联网工程专业学生理解和掌握物联网基础理论，将理论应用到实践，从而激发学生学习兴趣和创新思维。        关键词：物联网工程；网络技术实验；Pa

2、cketTracer；智能家居组网        中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1009-3044（2018）06-0150-04        物联网工程专业是2010年教育部新设立的本科专业，截至2016年，全国共有333所高校开设了物联网工程专业。随着开设物联网专业的高校越来越多，如何围绕物联网工程专业的人才培养目标，结合物联网工程专业人才的社会需求，重构物联网工程专业中的网络技术课程的教学内容及教学体系已成为物联网产业界和教育界广泛关注的课题之一。        《网络技术》课程是物联网工程专业的基础核心课程，而《网络技术》的实验

3、与实践课程是将《网络技术》理论知识应用于实际的重要课程。但现有的《网络技术》实验与实践课程主要沿袭了早期PC时代的计算机网络课程设置，难以满足当前物联网工程专业的建设需要。由于物联网具有全面感知、可靠传输、智能处理的特点，被广泛应用于智能家居、智能交通、智能农业和智能物流等领域。智能家居是与人们生活联系最紧密的物联网应用，设计与实现智能家居组网是物联网工程专业学生必须要掌握的技能之一。然而智能家居设备普遍具有较高的科技附加值，因而价格偏高，更新换代的速度也是其他设备无法比拟的，作为教学主体的学校很难有足够的资金准备足够数量的智能家居设备供为学生提供实验条件。

4、        本文利用Cisco公司在2016年发布的PacketTracer7.0仿真软件，设计了用于物联网工程专业智能家居组网技术的教学实验，将所学理论与实际相结合，锻炼学生的动手能力和实践创新能力。        1智能家居系统组网        利用PacketTracer7.0组建如图1所示的智能家居拓扑结构。图中包含智能家居系统和远程监控系统。在智能家居系统中，包含智能网关、调温器、空调、暖气、灯、电扇、窗户和本地监控PC机；远程监控系统包含智能家居注册服务器、远程监控PC机、ISP路由器、PC机网关路由器和服务器网关路由器。1.1智能家居系统

5、        在图1所示拓扑结构中的智能家居部分，智能网关起到了连通内网和连接外网的作用。调温器和本地PC机通过直通线与智能网关相连；而灯、电扇和窗户属于不易布线的家居设备，因此通过Wi-Fi的方式与智能网关相连。此时需要手动将灯、电扇、窗户的网卡更换为PT-IOE-NM-1W无线网卡。空调和暖气通过“IoE客户端线缆”与调温器相连。需要注意的是，暖气的D0接口应连接调温器的D1接口，而空调的D0接口应连接调温器的D2接口，若连接错误则调温器无法控制空调和暖气。本地PC机和调温器的以太网接口通过直通线与智能网关的以太网接口相连。        1.2远程操

6、控系统        远程操控系统包括ISP路由器、远程监控PC机、PC机所在单位网关路由器、智能家居注册服务器和智能家居注册服务器公司网关路由器。三个路由器均需要添加WIC-2T串口，并通过DCE串口线连接；智能家居网关的Internet接口与ISP路由器的以太网接口相连；服务器与PC机通过交叉线分别与相应网关路由器的以太网接口相连。        2智能家居组网关键技术        在智能家居组网中主要包含以下几个关键技术：1）DHCP技术；2）静态IP地址分配技术；3）动态路由技术；4）智能家居控制技术。        2.1DHCP技术      

7、  DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，动态主机配置协议）是给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址的技术。通过DHCP技术能够使网络环境中的主机动态的获得IP地址、网关地址、DNS服务器地址等信息。智能家居设备采用DHCP的方式从智能网关处自动获得IP地址。对于每个与智能网关相连的智能家居设备都需要手动将IP地址设置成DHCP模式。        2.2静态IP地址分配技术        静态IP地址分配是相对DHCP自动获取IP地址来说的。ISP路由器、远程监控PC机、注册服务器和两个网关路由器均采用静态IP地址

8、的配置方式。远程监控系统中总共存在5个子网，分别为2