基于物联网的无线通信原理课程教学资源共享平台设计

杜久玲 韩丽君

摘要：原有共享平台在对教学资源的分类上过于模糊，当用户发出请求时不能快速做出处理，导致请求响应的时间较长，影响对教学资源共享平台的使用效果，为此，设计基于物联网的无线通信原理课程教学资源共享平台。在硬件设计上，以物联网构建课程教学资源共享平台框架，对不同的用户请求做出响应，实现教学资源的传输和储存功能。设置物联网模式下资源共享感知设备，利用多个形式的教学资源模块布局，自动触发无线通信原理课程教学资源的共享流程。在软件设计上，基于物联网设置无线原理课程教学资源分类模块，多模块内容转化实现无线通信原理课程资源共享，完成基于物联网的无线通信原理课程教学资源共享平台设计。实验结果表明：以2000名学生为测试人数，分别运用本文系统和原有系统进行对照，在全部用户发出请求指令时，原有系统的响应时间平均为546.23s，而设计共享平台对资料的响应时间不超过10.26s，具有实际应用效果。

关键词：物联网;无线通信原理课程;教学资源;资源共享;平台设计

中图分类号：TP302.1      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）22-0028-02

通过实验教育和创新教育的多种手段，高校的教学模式不断优化，在国内高等院校教学过程中产生了很大程度的科技变革[1]。其中无线通信技术的飞速发展，在院校的课程教育过程中，对更高素质人才的培养提出了新要求。现阶段高新企业的发展迅速，对具备高技术性质的人才，产生了较大的需求量，类似于IT行业中对无线通信的高级人才，有了新的定义和选择标准。因此在高等院校的教学模式，以及教育资源供给中，需要加强无线通信原理课程的内容设定，以掌握更坚实的专业基础为标准。在此基础上本文利用物联网技术，以构建无線通信原理课程的教学资源共享平台为对象，对高等院校的教学应用设备进行优化，为教学的便利性和有效性提供理论基础。

1 平台硬件设计

1.1 以物联网构建课程教学资源共享平台框架

通过物联网技术进行教学资源共享通路的连接，以大数据网络平台的形式，实现多种类型教学资源的储存和分类。对无线通信原理课程的资源共享处理，就是利用现有的技术和手段，将信息的采集和传递以及储存进行有效连接，按照不同的请求形式，对用户的需求做出及时响应，使其能够在发出请求时发出准确的信息信号[2]。以物联网为基础对无线通信原理课程的教学内容进行分类，将数据传输和储存作为共享的基础，建立具有逻辑关系的共享平台框架，具体如图1所示。

根据图1中内容所示，在此次设计的共享平台框架中共含有三个层级，包括课程资源信息的采集层和用户的请求感知层，以及调配数据的传输层。在对教学课程的具体内容进行规则设定后，按照一定的规格进行资源内容的分类，并设置不同的标签对教学资源进行打包处理。在对无线通信原理课程进行资源采集时，可以直接对其进行设置，按照课程资源和专题资源以及音频类型，进行分类处理完成规范化采集。当对课程资源完成储备后，在后续接收数据的储存请求时，能够通过物联网的匹配模式，自动归类到已知的数据包中，便于后续课程资源的调取。

1.2 设置物联网模式下资源共享感知设备

资源信息共享的过程，不仅包含数据的传输和存储，需要以高效率的数据采集为基础，在对敏感数据进行感知后，能够实现不同类型教学信息资源的调度和调配。终端部分选择PFID局域请求设施，在ZigBee节点接收串口中，对不同的资源信息进行传输，并依次调配给物联网关中的协调器装置[3]。当网关接收到请求指令后，直接将无线通信原理课程的资源进行传输。同时在物联网的共享平台模式下对数据的冗余部分，进行备份处理，留有对多余数据资源的存储空间，保证在用户高峰期时资源访问数据的需求量。当存在文件或者资源信息损坏时，能够通过备份的数据中心，对无线通信原理课程的资源进行整合，从而提供共享服务。

2 平台软件设计

2.1 基于物联网设置无线原理课程教学资源分类模块

无线通信原理课程的实践性较强，在进行教学资源开发的过程中，需要密切注意实践和理论的融合，通过教师对最新技术的研究和指导，以此对学生的学习结果进行讨论和分析。整个无线通信教学的过程，不再是单纯的理论输出，需要将实验操作和专业知识相结合，促使学生能够拥有自主动手的能力。因此构建无线通信原理课程的教学资源共享平台，就是将大量的可选择的资料进行公开处理，在学生学习的过程中，能够通过计算机辅助教学，来完成预习和复习的自主动作。

在设置不同的无线原理课程教学资源分类模块中，需要对同类型的资源信息进行匹配，按照共有的规则完成数据的传导和储存，以此对不同类型的课程资源信息进行分类处理[4]。将感知传感器中的多个接收串口作为连接通路，当资源信息进行采集和传输时，需要对其内在的传输模式，设置一个通用的逻辑行为规则，在资源信息互不打扰的前提下，对无线通信原理课程的教学资源进行配置，计算表达式为：

[Q=minI=1ROT+I=1RI=1OTI]      （1）

公式中：无线通信课程的教学资源配置情况，用[Q]来表示;在传输通路中的配置传感器具体参数，用[T]来表示，当传感器的可持续容许时间[O]，在不间断的情况下，设置其连续的工作时长，用[I]来表示，每个传感器用[R]来表示，数量是可变化的。利用传感器传输数据的最小参数变化，以此推断不同类型无线通信教学数据的传输模式，进行对不同类型资源信息的分类处理。通过分类后的资源信息数据包，设置同类型数据的储存模式，并按照单位模块的储存规则进行列表设置，在用户发出请求指令后，能够在内容转换下实现无线通信原理课程资源共享。

2.2 多模块内容转化实现无线通信原理课程资源共享

在无线通信原理课程教学模式的转变下，产生的教学资源信息数量急剧增加，为了保证教学的质量和速度，需要将已知的教学资源进行共享，实现在不同时间段内的资源调取和应用。在教学资源共享的过程中，会受到多种因素的影响，对教学资源的传输过程进行噪声干扰，使得具体传输的无线通信原理课程产生的教学资料发生扭曲现象。

这种情况下不仅会增加共享的难度，还会降低用户对课程资源的需求量，甚至是在接收完成数据后，发现资源与预想结果不一致。通过物联网技术建立的资源共享平台的框架，能够在该平台启动时，直接利用多个传感器进行数据的感知，无论是短距离的信息请求，还是长距离的信息调取任务，均能够在接收指令的瞬间，对用户进行精准定位，实现教学资源的自动传输效果[5]。在平台框架的基础上，将分类完成的各个模块进行内容转化，在各自的传输通路内设置请求规则，当相似请求发出时，能够直接归类到统一的模块中，不会出现交叉现象。至此利用物联网技术设置共享平台框架，利用感知模块的设定，进行数据采集和储存规则的统一调配，通过多角度设置无线原理课程教學的资源分类模块，在多模块内容中完成资源转化，实现无线通信原理课程的资源共享，完成基于物联网的无线通信原理课程教学资源共享平台设计。

3 实验测试与分析

为验证此次设计的共享平台具有实际效果，能够在无线通信原理课程教学中进行资源共享，提高用户的响应请求时间，采用实验测试的方法进行论证。选择某高等院校的无线通信专业作为测试对象，分析其现有共享平台的使用模式，按照对原理课程教学资源的需求类型进行分类，对其全部的学生人数进行统计，在不同教学需求中，愿意使用共享平台学生的数量不一致。按照基本教学的模块设定，将教学需求以预习板块和复习板块，以及实操板块作为类型标准，统计该专业学生在对现有的共享平台使用人数，具体如下表1所示。

根据表中内容所示，在该专业内学生的总计人数为2000人，其中对现有共享平台使用最多的教学类别为实操板块，人数为500人。相比预习板块和复习板块的使用人数，具有一定的优势，但常规情况下，无线通信原理课程的实操较为重要，需要大量的实践操作进行技术的学习。对现有平台的使用情况进行分析，主要是在学生发出共享请求指令时，能够得到的课程教学信息资料不全面，需要多次发出请求进行对比，降低了学生对平台的使用热情。且通过人数统计发现，并不是所有的学生都向该平台发送过请求，说明现有共享平台的使用效果不佳，上述情况符合此次实验设定。

为验证本次共享平台的性能，直接将用户请求的响应时间作为测试标准，分别在不同数量的学生资源请求下，对比无线通信原理课程的资源共享时间。在测试前将三个分类模块的数据信息，全部上传到MATLAB测试平台中，对数据请求的流程进行设定，验证不同共享平台应用效果。现有共享平台在接收到数据请求时，其流程仍按照自带标准进行测试，对本文平台的数据接收的调取效果进行分析，具体如下：

1） 交互功能：对分类的教学请求类型，分别设置三组无线传感器作为流转装置，以传感器作为数据请求的输入手段，控制器最为响应的输出手段，对无线通信原理课程的教学资源进行输出控制。

2） 请求规范：利用三组传感器对应教学需求类型，在学生发出资源数据请求时直接完成分类处理，针对不同的响应请求，分配好教学数据的流转通路，保证不用学生用户的访问请求。

按照上述设定的原则，在测试平台中对2000名学生，进行全部人数的教学资源信息请求设定，在学生同时段发出不同类型的教学需求时，测试两组共享平台对访问请求的响应时间。为保证测试结果更加真实，对学生的教学需要不进行分配，均按照模拟平台的打乱处理进行测试，只需要保证每轮测试的响应请求中，三种教学类型需求存在即可，具体响应时间如下表2所示。

根据表中内容所示，此次测试的结果以数据可用为标准，在对应的数据请求类型下，即学生能够得到真实的课程资料为前提。对比两个共享平台的响应时间，当该专业学生全部发出数据请求时，原有平台的响应时间平均为546.23s，超过了9min。本文平台下对全部学生发出数据请求的指令，在准确发送资料的前提下，平台的响应时间平均为10.26s，不足1min，说明具有应用价值。

4 结束语

本文在分析物联网技术的优势下，对原有的共享平台进行优化设计，利用资源的分类效果进行数据储存的规则设定，完成物联网技术下的无线通信课程教学资源共享平台设计。实验结果表明：在2000名学生全部发出请求指令时，原有系统响应时间平均为546.23s，而本文平台对资料的响应时间不超过10.26s，具有实际的应用效果。但由于本人的时间有限，在测试过程中对样本选择的数量较少，所得结果具有一定的偏差性，后续研究中会针对不足之处，选择更多的人数作为响应基准，对资源共享平台数据的处理效率进行更深层次优化，保证无线通信原理课程教学向更高质量发展。

参考文献：

[1] 翟文正，刘西阁.基于在线开放课程平台的项目化教学模式改革与实践——以“物联网无线通信技术”课程为例[J].工业和信息化教育，2021（11）：14-18.

[2] 魏妍.大数据时代高校信息化教学资源共享平台构建探析[J].电脑编程技巧与维护，2021（6）：92-93.

[3] 李瑾，曹进，张跃宇，等.信息安全专业课程思政的逆向教学设计——以西安电子科技大学“无线通信网络安全”课程为例[J].网络与信息安全学报，2021，7（3）：166-174.

[4] 戴艳涛，金哲，陶韬，等.“互联网+”时代高职院校焊接专业教学资源共享平台建设分析[J].中国管理信息化，2020，23（2）：210-211.

[5] 王鹏，王磊，王晓亮，等.通信原理课程模拟通信系统虚拟仿真平台的设计与开发[J].实验室科学，2020，23（5）：75-79.

【通联编辑：张薇】