基于物聯網的無線通信原理課程教學資源共享平臺設計

杜久玲 韓麗君

摘要：原有共享平臺在對教學資源的分類上過于模糊，當用戶發出請求時不能快速做出處理，導致請求響應的時間較長，影響對教學資源共享平臺的使用效果，為此，設計基于物聯網的無線通信原理課程教學資源共享平臺。在硬件設計上，以物聯網構建課程教學資源共享平臺框架，對不同的用戶請求做出響應，實現教學資源的傳輸和儲存功能。設置物聯網模式下資源共享感知設備，利用多個形式的教學資源模塊布局，自動觸發無線通信原理課程教學資源的共享流程。在軟件設計上，基于物聯網設置無線原理課程教學資源分類模塊，多模塊內容轉化實現無線通信原理課程資源共享，完成基于物聯網的無線通信原理課程教學資源共享平臺設計。實驗結果表明：以2000名學生為測試人數，分別運用本文系統和原有系統進行對照，在全部用戶發出請求指令時，原有系統的響應時間平均為546.23s，而設計共享平臺對資料的響應時間不超過10.26s，具有實際應用效果。

關鍵詞：物聯網;無線通信原理課程;教學資源;資源共享;平臺設計

中圖分類號：TP302.1? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）22-0028-02

通過實驗教育和創新教育的多種手段，高校的教學模式不斷優化，在國內高等院校教學過程中產生了很大程度的科技變革[1]。其中無線通信技術的飛速發展，在院校的課程教育過程中，對更高素質人才的培養提出了新要求。現階段高新企業的發展迅速，對具備高技術性質的人才，產生了較大的需求量，類似于IT行業中對無線通信的高級人才，有了新的定義和選擇標準。因此在高等院校的教學模式，以及教育資源供給中，需要加強無線通信原理課程的內容設定，以掌握更堅實的專業基礎為標準。在此基礎上本文利用物聯網技術，以構建無線通信原理課程的教學資源共享平臺為對象，對高等院校的教學應用設備進行優化，為教學的便利性和有效性提供理論基礎。

1 平臺硬件設計

1.1 以物聯網構建課程教學資源共享平臺框架

通過物聯網技術進行教學資源共享通路的連接，以大數據網絡平臺的形式，實現多種類型教學資源的儲存和分類。對無線通信原理課程的資源共享處理，就是利用現有的技術和手段，將信息的采集和傳遞以及儲存進行有效連接，按照不同的請求形式，對用戶的需求做出及時響應，使其能夠在發出請求時發出準確的信息信號[2]。以物聯網為基礎對無線通信原理課程的教學內容進行分類，將數據傳輸和儲存作為共享的基礎，建立具有邏輯關系的共享平臺框架，具體如圖1所示。

根據圖1中內容所示，在此次設計的共享平臺框架中共含有三個層級，包括課程資源信息的采集層和用戶的請求感知層，以及調配數據的傳輸層。在對教學課程的具體內容進行規則設定后，按照一定的規格進行資源內容的分類，并設置不同的標簽對教學資源進行打包處理。在對無線通信原理課程進行資源采集時，可以直接對其進行設置，按照課程資源和專題資源以及音頻類型，進行分類處理完成規范化采集。當對課程資源完成儲備后，在后續接收數據的儲存請求時，能夠通過物聯網的匹配模式，自動歸類到已知的數據包中，便于后續課程資源的調取。

1.2 設置物聯網模式下資源共享感知設備

資源信息共享的過程，不僅包含數據的傳輸和存儲，需要以高效率的數據采集為基礎，在對敏感數據進行感知后，能夠實現不同類型教學信息資源的調度和調配。終端部分選擇PFID局域請求設施，在ZigBee節點接收串口中，對不同的資源信息進行傳輸，并依次調配給物聯網關中的協調器裝置[3]。當網關接收到請求指令后，直接將無線通信原理課程的資源進行傳輸。同時在物聯網的共享平臺模式下對數據的冗余部分，進行備份處理，留有對多余數據資源的存儲空間，保證在用戶高峰期時資源訪問數據的需求量。當存在文件或者資源信息損壞時，能夠通過備份的數據中心，對無線通信原理課程的資源進行整合，從而提供共享服務。

2 平臺軟件設計

2.1 基于物聯網設置無線原理課程教學資源分類模塊

無線通信原理課程的實踐性較強，在進行教學資源開發的過程中，需要密切注意實踐和理論的融合，通過教師對最新技術的研究和指導，以此對學生的學習結果進行討論和分析。整個無線通信教學的過程，不再是單純的理論輸出，需要將實驗操作和專業知識相結合，促使學生能夠擁有自主動手的能力。因此構建無線通信原理課程的教學資源共享平臺，就是將大量的可選擇的資料進行公開處理，在學生學習的過程中，能夠通過計算機輔助教學，來完成預習和復習的自主動作。

在設置不同的無線原理課程教學資源分類模塊中，需要對同類型的資源信息進行匹配，按照共有的規則完成數據的傳導和儲存，以此對不同類型的課程資源信息進行分類處理[4]。將感知傳感器中的多個接收串口作為連接通路，當資源信息進行采集和傳輸時，需要對其內在的傳輸模式，設置一個通用的邏輯行為規則，在資源信息互不打擾的前提下，對無線通信原理課程的教學資源進行配置，計算表達式為：

[Q=minI=1ROT+I=1RI=1OTI]? ? ? （1）

公式中：無線通信課程的教學資源配置情況，用[Q]來表示;在傳輸通路中的配置傳感器具體參數，用[T]來表示，當傳感器的可持續容許時間[O]，在不間斷的情況下，設置其連續的工作時長，用[I]來表示，每個傳感器用[R]來表示，數量是可變化的。利用傳感器傳輸數據的最小參數變化，以此推斷不同類型無線通信教學數據的傳輸模式，進行對不同類型資源信息的分類處理。通過分類后的資源信息數據包，設置同類型數據的儲存模式，并按照單位模塊的儲存規則進行列表設置，在用戶發出請求指令后，能夠在內容轉換下實現無線通信原理課程資源共享。

2.2 多模塊內容轉化實現無線通信原理課程資源共享

在無線通信原理課程教學模式的轉變下，產生的教學資源信息數量急劇增加，為了保證教學的質量和速度，需要將已知的教學資源進行共享，實現在不同時間段內的資源調取和應用。在教學資源共享的過程中，會受到多種因素的影響，對教學資源的傳輸過程進行噪聲干擾，使得具體傳輸的無線通信原理課程產生的教學資料發生扭曲現象。

這種情況下不僅會增加共享的難度，還會降低用戶對課程資源的需求量，甚至是在接收完成數據后，發現資源與預想結果不一致。通過物聯網技術建立的資源共享平臺的框架，能夠在該平臺啟動時，直接利用多個傳感器進行數據的感知，無論是短距離的信息請求，還是長距離的信息調取任務，均能夠在接收指令的瞬間，對用戶進行精準定位，實現教學資源的自動傳輸效果[5]。在平臺框架的基礎上，將分類完成的各個模塊進行內容轉化，在各自的傳輸通路內設置請求規則，當相似請求發出時，能夠直接歸類到統一的模塊中，不會出現交叉現象。至此利用物聯網技術設置共享平臺框架，利用感知模塊的設定，進行數據采集和儲存規則的統一調配，通過多角度設置無線原理課程教學的資源分類模塊，在多模塊內容中完成資源轉化，實現無線通信原理課程的資源共享，完成基于物聯網的無線通信原理課程教學資源共享平臺設計。

3 實驗測試與分析

為驗證此次設計的共享平臺具有實際效果，能夠在無線通信原理課程教學中進行資源共享，提高用戶的響應請求時間，采用實驗測試的方法進行論證。選擇某高等院校的無線通信專業作為測試對象，分析其現有共享平臺的使用模式，按照對原理課程教學資源的需求類型進行分類，對其全部的學生人數進行統計，在不同教學需求中，愿意使用共享平臺學生的數量不一致。按照基本教學的模塊設定，將教學需求以預習板塊和復習板塊，以及實操板塊作為類型標準，統計該專業學生在對現有的共享平臺使用人數，具體如下表1所示。

根據表中內容所示，在該專業內學生的總計人數為2000人，其中對現有共享平臺使用最多的教學類別為實操板塊，人數為500人。相比預習板塊和復習板塊的使用人數，具有一定的優勢，但常規情況下，無線通信原理課程的實操較為重要，需要大量的實踐操作進行技術的學習。對現有平臺的使用情況進行分析，主要是在學生發出共享請求指令時，能夠得到的課程教學信息資料不全面，需要多次發出請求進行對比，降低了學生對平臺的使用熱情。且通過人數統計發現，并不是所有的學生都向該平臺發送過請求，說明現有共享平臺的使用效果不佳，上述情況符合此次實驗設定。

為驗證本次共享平臺的性能，直接將用戶請求的響應時間作為測試標準，分別在不同數量的學生資源請求下，對比無線通信原理課程的資源共享時間。在測試前將三個分類模塊的數據信息，全部上傳到MATLAB測試平臺中，對數據請求的流程進行設定，驗證不同共享平臺應用效果。現有共享平臺在接收到數據請求時，其流程仍按照自帶標準進行測試，對本文平臺的數據接收的調取效果進行分析，具體如下：

1） 交互功能：對分類的教學請求類型，分別設置三組無線傳感器作為流轉裝置，以傳感器作為數據請求的輸入手段，控制器最為響應的輸出手段，對無線通信原理課程的教學資源進行輸出控制。

2） 請求規范：利用三組傳感器對應教學需求類型，在學生發出資源數據請求時直接完成分類處理，針對不同的響應請求，分配好教學數據的流轉通路，保證不用學生用戶的訪問請求。

按照上述設定的原則，在測試平臺中對2000名學生，進行全部人數的教學資源信息請求設定，在學生同時段發出不同類型的教學需求時，測試兩組共享平臺對訪問請求的響應時間。為保證測試結果更加真實，對學生的教學需要不進行分配，均按照模擬平臺的打亂處理進行測試，只需要保證每輪測試的響應請求中，三種教學類型需求存在即可，具體響應時間如下表2所示。

根據表中內容所示，此次測試的結果以數據可用為標準，在對應的數據請求類型下，即學生能夠得到真實的課程資料為前提。對比兩個共享平臺的響應時間，當該專業學生全部發出數據請求時，原有平臺的響應時間平均為546.23s，超過了9min。本文平臺下對全部學生發出數據請求的指令，在準確發送資料的前提下，平臺的響應時間平均為10.26s，不足1min，說明具有應用價值。

4 結束語

本文在分析物聯網技術的優勢下，對原有的共享平臺進行優化設計，利用資源的分類效果進行數據儲存的規則設定，完成物聯網技術下的無線通信課程教學資源共享平臺設計。實驗結果表明：在2000名學生全部發出請求指令時，原有系統響應時間平均為546.23s，而本文平臺對資料的響應時間不超過10.26s，具有實際的應用效果。但由于本人的時間有限，在測試過程中對樣本選擇的數量較少，所得結果具有一定的偏差性，后續研究中會針對不足之處，選擇更多的人數作為響應基準，對資源共享平臺數據的處理效率進行更深層次優化，保證無線通信原理課程教學向更高質量發展。

參考文獻：

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[3] 李瑾，曹進，張躍宇，等.信息安全專業課程思政的逆向教學設計——以西安電子科技大學“無線通信網絡安全”課程為例[J].網絡與信息安全學報，2021，7（3）：166-174.

[4] 戴艷濤，金哲，陶韜，等.“互聯網+”時代高職院校焊接專業教學資源共享平臺建設分析[J].中國管理信息化，2020，23（2）：210-211.

[5] 王鵬，王磊，王曉亮，等.通信原理課程模擬通信系統虛擬仿真平臺的設計與開發[J].實驗室科學，2020，23（5）：75-79.

【通聯編輯：張薇】