实验目的
物联网专业作为一个通信、计算机、电子等多学科融合的交叉学科，同时也是一个基于工程应用和现有先进信息技术综合集成化的学科，物联网专业人才培养更需要加强实验教学、工程技能和创新能力的培养。
信息工程学院按照“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系统掌握传感器、无线传感网、软件开发和硬件设计等信息领域专业知识，能够从事物联网应用系统规划、分析、设计、开发、部署、运行维护及商务销售等工作的高素质应用型人才。智能无土栽培作为一种智慧农业领域典型的智能化应用场景，通过其工作过程案例化，对培养物联网工程方向应用型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不完备，严重阻碍了培养应用型人才的人才培养目标实现。第一，开发完整的智能无土栽培实验教学设备涉及到传感器技术、RFID技术、嵌入式应用、无线通信技术、无线传感网络技术、数据融合和移动互联开发等多种核心技术，需要大量的硬件资源，研发周期长、投资成本大；第二，智能无土栽培是新型农业现代化作业，主要基于物联网和大数据技术，具有技术发展快，设备淘汰率高的特点。因此，针对物联网工程实验开展虚拟仿真项目实验显得尤为必要。
基于物联网的智能无土栽培虚拟仿真实验属于综合性应用实验，实验内容包括数据采集模块设计、控制系统设计及布设、实时监控交互和作物管理等。本实验通过无土栽培智能化的虚拟仿真操作，预期达到的总体实验目标是：强化学生对传感器应用、网络技术和嵌入程序开发等相关课程的知识理解，掌握物联网集成技术工程实践方法，提高物联网工程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）通过感知装置的选型和信息读写仿真操作等实验环节，理解感知设备的类别、工作原理和通信标准等传感技术基本知识，掌握相关传感器的工作过程；
2）通过系统控制器选型、电路设计和实现、嵌入式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，掌握基于微控制器的嵌入式程序设计技术。
3）通过无线传感器系统的网络布设和各类传感器选型与参数配置、系统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网络的协议栈和远程监控的工作原理，掌握无线传感器网络网关的配置方法和网络的布设及优化技术。
4）通过传感器布设、传感器参数设置、上下位机通信仿真等实验环节，理解常用网络通信技术的工作特点及应用范围，掌握控制器节点的设计过程。
