随着现代通讯技术的发展，物联网技术和计算机应用技术集成的智能化应用，已经成为提高企业生产、工作效率，增强企业竞争力的主要手段之一。智能化产品研发和应用涉及传感器感知、无线通信网络、嵌入式控制等多种理论知识和专业技能，通常需要复合性物联网或计算机应用专业人才。然而目前全国这类专业技术人员培养能力不足，人才市场缺口较大。

计算机与信息工程学院按照“行业性、地方性、应用型”的办学定位，将物联网工程专业人才培养目标确定为培养具备计算机技术、通信技术、传感技术等信息领域专业知识，能够从事物联网领域的应用开发、工程设计、物联网系统运行维护和管理的高素质应用型复合人才。牧场智能化作为一种典型的智能化应用场景，如果将其工作过程案例化，对培养物联网工程和计算机应用技术方向应用型复合人才具有十分重要的意义。然而，由于以下两点原因，导致在教学过程中各技术模块的工程实验设备彼此相互独立、不能互通互联，严重阻碍了培养复合型应用型人才的人才培养目标实现。第一，开发完整的牧场智能化实验教学设备涉及到RFID技术、嵌入式应用技术、传感器感知技术、无线通信技术、无线传感网络技术和异构网关、数据融合和数据存储与处理等多种核心技术，研发周期长、投资成本大；第二，物联网技术和牧场智能化处于蓬勃发展的关键时期，技术更新快，技术和设备淘汰周期短。因此，针对物联网工程实践开展虚拟仿真项目实验显得十分必要和迫切。

牧场智能化虚拟仿真实验属于综合性应用实验，实验内容包括基于RFID（Radio Frequency Identification，即RFID）技术牲畜信息感知装置设计、入栏自动化计数系统设计、自动分栏控制器设计和无线传感器网络布设等。本实验通过牧场智能化的虚拟仿真操作，预期达到的总体实验目标是：深化学生对嵌入式、传感器网络、通信技术等相关课程的理论知识理解，掌握物联网技术和计算机应用技术集成工程实践的方法和技术，提高物联网工程、计算机科学与技术等专业学生解决复杂工程问题能力，具体实验目标可细化为：

1）通过RFID感知识装置的RFID标签选型和信息读写仿真操作等实验环节，理解RFID标签的类别、工作频率和通信标准等RFID技术基本知识，掌握RFID传感器的工作过程；

2）通过自动计数系统设计的控制器选型、电路设计和中断程序设计及仿真测试等实验环节，理解嵌入式微处理器芯片结构和常见外设的工作原理，掌握微控制器中断技术和嵌入式操作系统程序设计技术。

3）通过无线传感网络布设的各类传感器选型与参数配置、传感网络的拓扑结构和节点最优布设范围联调及异常情况处理仿真等实验环节，理解Zigbee网络的协议栈结构和远程云平台的工作原理，掌握无线传感网网关的配置方法和传感器网络的布设及优化技术。

4）通过自动分栏控制器设计的红外传感器布设、重量传感器参数设置和RFID信息输入和上下位机通信仿真等实验环节，理解常用常用网络通信技术的工作特点及应用范围，掌握自动分栏控制器的设计过程。