实用型物联网工程

实用型物联网工程（精选12篇）

实用型物联网工程 篇1

1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义,而与之相应的公司和产品也应运而生。在我国2010年的两会工作报告中明确提出要“加快物联网的研发应用”,从而物联网进入了“国字号”发展的轨道。高校为了培养大量的物联网工程技术人员,满足社会发展的需要,物联网工程专业也就随之诞生。

物联网工程作为一个前沿的边缘专业,涉及内容具有新、 广、深的特点,它不但涵盖了计算机科学技术、云计算、大数据、 通信工程等方面的知识体系,还要用几个专业的前沿技术实现市场最新综合应用。它将无处不在的终端设备和设施,通过各种无线通讯网络实现互联互通的功能,达到“管、控、营”一体化。虽然物联网工程可是个大热门,但由于它的诞生时间短, 很多体系还不完善,还有很多值得研究和探讨的地方。

1人才需求

作为应用型本科毕业生主要就业于与物联网及互联网相关的企业、行业等技术与管理岗位,从事物联网及互联网的协议标准与系统、通信架构、无线传感器、信息安全等的综合设计、开发、应用、管理与维护。“十二五”期间物联网产业重点领域包括智能家居生活、智能城市交通、智能物流运输、智能医疗健康、智能水电气网、智能工业与农业、智能环境监控与灾害预警等。每个领域对物联网人才都有大量的需求,下面列举几个相对重点的领域未来5年对物联网人才的需求量:在智能交通运输方面至少需要二十五万人以上,在智能物流运输方面至少需要二十五万人以上,而在智能水电气网和智能医疗健康方面,都至少各需要上百万人,物联网人才需求缺口最大的应该是智能工农业方面,需要上千万人。

1.1工作岗位与技能

作为应用型技能人才的培养,其培养目标应与市场需求相一致,目前对应与物联网工程毕业的学生相应的就业岗位大致有物联网工程师、物联网研发工程师、物联网产品经理、物联网硬件工程师、物联网产品销售经理、物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、物联网项目经理和物联网软件工程师等。针对这些工作岗位,学生应该掌握的技能主要包含:1)熟练掌握C/C++/JAVA/数据库语言,有单片机、嵌入式和移动终端设备的编程基础和编程经验;2)能够完成软件设计、开发、测试、维护和优化等工作;3)能够提出服务器软件的需求方案和运营策略的可行性建议,能够负责网站的内容规划、广告位开发、管理及日程运营管理;4)能够监测企业网络系统的运行状态,进行日常网络系统管理维护,能够对机房设备管理,网络监控和应急反应;5)能够完成物联网工程技术项目的方案设计,包括系统配置、产品选型和报价、概算编制等相关审核工作;6)熟悉物联网工程技术项目相关规范和标准,熟悉主流设备和系统的安装调试,熟悉物联网工程技术项目图纸、工程预决算、成本核算和造价管理,熟悉物联网工程技术项目方案设计和招投标流程等等。

1.2内地基本待遇

物联网行业作为信息化新型产业,从大的方面来说也属于IT行业。企业对其员工待遇基本参照IT行业的工资水平,来预估物联网行业人才的工资水平。大致1年工作经验的人员工资一般在2000-2500元,2-3年工作经验人员工资一般在3000-5000元,3-5年工作经验的人员工资一般在5000-8000元,5年工以上作经验的人员工资一般8000-15000元。

2培养方案

2.1培养目标

培养德、智、体、美全面发展,具有较好的基础理论知识,掌握物联网工程专业的基本理论,基本技能,获得物联网工程师的基本训练,在物联网工程专业相关技术领域具有较强的技术应用能力和一定的创新发展能力,适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技术、技能应用型专门人才。

2.2主要专业课

由于物联网工程专业涉及知识范围广,技术新,根据其工作岗位和技能要求,涉及的专业课程就很多。主要有数据库基础、程序设计基础、物联网概论、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、RFID技术与应用、M2M技术、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、物联网组网技术、物联网信息安全和隐私保护、面向对象程序设计语言、算法分析与设计、数据库理论、软件工程、3G/4G通信网络、单片机原理及应用、嵌入式操作系统、移动终端应用开发、 软件工程与UML、电子产品制图与制版、模拟电子技术、数字电子技术、传感器应用技术、视讯技术、GOTA 4G移动通信技术等等。

2.3专业方向发展

作为应用型的物联网工程专业技术人员,要适应相应的物联网公司发展的要求,那在校所掌握的知识体系就应该具有广而精的特点,但学生在校的时间毕竟是很有限的,在短短三四年时间就需要掌握物联网公司所需要的各个方面的知识就很难。于是我们可以根据物联网技术的层次特点,对学生学习知识重点分多个方向培养。针对物联网技术要求,我们大致给它分为三个层次,分别为感知层、通信层和应用层。而对与物联网技术不同的层次要求我们设置相应的专业方向人才培养模式,除了完成国家教委要求必须授课的学生素质教育课程外, 按照因材施教的教育观点,分重点进行学生培养。针对感知层研究的学生,按照物联网硬件工程师岗位要求,主要培养学生学生对硬件进行开发的能力,重点专业课程可以包含C++程序设计、单片机原理及应用、嵌入式操作系统、传感器应用技术、 视讯技术等;针对通信层的学生,按照物联网系统管理员岗位要求,主要培养学生强弱电安装布线,进行日常网络系统管理维护等能力,重点专业课程可以包含现代通信网、传感器原理、 RFID技术与应用和物联网组网技术等;针对应用层的学生,按照物联网软件工程师岗位要求,主要培养学生对物联网系统的服务器应用软件和移动终端应用软件进行开发和维护的能力, 主要专业课程包含面向对象程序设计、GOTA 4G移动通信技术、移动终端应用开发、软件工程与UML等。通过不同方向培养学生,既减轻了学生毕业时的就业压力,也加深了学生技能的掌握,增强了就业能力。

3结束语

为了适应高科技的发展,物联网工程作为近年来新型的一门专业学科,在很多方面还有很多不成熟的地方,比如师资力量、课程教材、培养方案、实验设备、实训基地建设和人才培养模式等。但随着教学进度的不断进步和探索,这些问题都会迎刃而解,并且在不断地探索中总结出经验和教训。

摘要：随着物联网产业的发展,各个高校的物联网工程专业设置如雨后春笋,但在涉及计算机科学技术,通信工程、软件技术和网络工程等多门专业学科,而物联网工程专业的人才培养模式还在探索之中。本文根据物联网技术的层次分析,为物联网工程专业应用型人才培养模式提出了三个培养方向,阐述了广泛基础知识,重点专业知识的培养模式思想。

关键词：物联网工程,人才培养模式

实用型物联网工程 篇2

针对目前物联网平台存在的问题以及物联网的网络特点所设计的物联网综合信息管理平台的框架图如图3所示。本平台基于通用的网络管理思想，将各种感知设备看做网络中的节点来实现网络管理的五大功能，并提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、报警联动、调度指挥、远程控制、安全防范、统计报表、决策支持等管理和服务功能，从而实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

3.2 物联网综合信息管理平台的体系结构

实用型物联网工程 篇3

【摘要】作为新疆首所开设《物联网工程》专业的高校，如何结合新疆的区域特色和农业院校的实际情况及优势，确定新疆农业大学《物联网工程》本科专业培养方案和目标。结合专业发展定位、人才培养目标、课程教学内容改革等方面展开讨论。

【关键词】物联网 培养方案 课程建设

【基金项目】新疆农业大学教研项目（2015JXYJ02）。

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）31-0244-01

引言

在“国家决定大力发展互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到未来环境和人类生活的一些重要战略性新兴产业”的背景下，“加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育入手，加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新，积极培养战略性新兴产业相关专业的人才”，是“满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求”。深刻理解党和国家在发展包括物联网工程在内的新兴战略性产业相关专业的决定，把握设置物联网工程专业的必要性，对于我们坚定信心、办好专业具有重要意义。我们必须认识到，物联网的发展必将引起整个社会的变革，推动国家信息化向纵深发展，促进产业创新、结构调整和发展模式的转变，它是抢占发展制高点、改善民生、利国惠民、构建和谐社会的重要技术手段。而大力发展物联网工程专业，培养高素质专业人才，正是这一战略的重要组成部分。

1.国内开设该专业的情况

物联网是当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，是全球各发达国家信息化社会建设的重要内容。大学教育必须紧跟产业发展，2010年，教育部批准北京理工大学、北京科技大学、哈尔滨工业大学等37所高校成为首批获准开设物联网工程专业的学校，部分高校已于2011年首次招生，物联网工程作为一门专业课程正式进入高校培训人才的教学课程，不但是国家和政府大力发展物联网产业的体现，也是国家在人才培养模式上做出及时反映的重大举措。

2012年2月，教育部下发通知，批准北京交通大学、西安电子科技大学、暨南大学等80所高校开设物联网工程专业。2013年又有一百多所高校获批增设该专业，加上2014年新增的院校，目前全国共有316家本科院校开设了这一专业。其中985高校15所（占5%），211高校22所（占7%），其他院校高校279所（占88%）。

2.专业发展定位

物联网是我国战略性新兴产业之一，也是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方向。新疆作为“一带一路”核心区的“前沿”，已经制定了“十三五”创新驱动发展战略，物联网是自治区需要重点培育和发展的战略性新兴产业之一，而且，在新疆“十三五”规划中明确指出了物联网应用推广是8个信息化重大工程之一。可见，从国家层面到自治区层面，均亟需培养一大批物联网专业人才，为各行各业提供服务。

物联网工程专业是教育部根据国家经济发展战略需要，于2010年设立的新专业，属于计算机、通信、电子等多领域的交叉学科，归类于计算机科学与技术。2012年，教育部就已批准新疆农业大学设立物联网工程本科专业，学制四年，授工学学士学位，是迄今为止新疆唯一开设该专业的高校，2016年已为新疆各行各业输送了第一批物联网专业紧缺人才。

新疆农业大学物联网工程专业发展定位是：立足新疆，面向西部，侧重“三农”，以“丝绸之路经济带”作为专业建设的重要方向服务社会，凝练具有地方教育特色的专业建设体系，构筑西部地区物联网高等教育平台，打造培育物联网骨干人才的摇篮，全力为各行各业持续输送高水平、高质量、高素质的复合型和创新型工程技术紧缺人才。

3.人才培养模式

物联网技术综合了计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程等多门学科，要求学生必须具有较强的工程实践能力。CDIO（Conceive 构思，Design 设计，Implement 实施，Operate 运行）是由美国麻省理工学院等几所大学于 2004 年创立的工程教育培养模式，该模式强调学生按照工程师的要求，能够通过团队努力进行从工程产品的构思、设计到实施、运行全过程能力，因此，该模式受到世界各国教育界的欢迎，对我国工程教育及新兴本科院校的应用型本科教育同样具有很好的参考价值。新疆农业大学物联网工程专业人才培养正在逐步推行CDIO培养模式，已投入一定的物力、财力建设物联网实验室并且积极寻找与企业联合培养人才的机会。

4.课程内容建设

在课程设置方面，我们也参照了内地高校的模式，在此基础上，增加体现自己特色的课程。因为是工科专业，大一阶段重点强化数学及基础物理功底，基础课程中包含高等数学、线性代数、大学物理等。同时，我们也要求在大一大二重点加强学生的计算思维。C语言程序设计和Python程序设计这两门课程的教学目标就是要提升学生计算思维的能力。课程的内容借鉴国外名校在MOOC平台提供的视频资源的同时结合学院多年来的教学经验。C语言程序设计采取项目驱动的教学模式，考核体现在教学过程的每一个阶段。Python程序设计建立了学校的MOOC学习平台，完成了从教学视频、课程学习资料、项目设计等教学的全过程的建设任务。除此之外，模拟电子技术、数字逻辑电路、单片机原理及应用等课程的内容及授课模式做了全面的调整，增加实践环节的考核力度，课程的内容按照结合项目展开，最终成绩的评定中加大过程了考核的峰值。

其他的专业课程包括微机原理与接口技术、通信原理、计算机网络、信号与系统、传感器技术、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、RFID技术及应用、物联网编程技术等。这些课程目前也在建设中。建设的重点是课程的理论授课内容、实践教学内容及考核模式。

同时，加强优势课程的建设力度，其中，农业信息采集与处理技术仅对物联网工程专业开设，该课程获得学校本科教学研究项目建设资助，通过一年的建设，完善了各类教学资源，作为特色课程准备在全校推广。

结语

物联网工程专业经过这几年的实践，我们定位的培养目标是造就具有通信技术、计算机应用技术、信息网络等相关专业知识，掌握通信系统理论和物联网技术工程领域的专门知识与关键技术，基础宽厚、视野开阔、发展潜力大、创新意识强、工程意识、工程素质和工程实践能力突出、综合素质优秀，从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的有较强适应高级工程技术人才。为此，我们将不断加大课程建设的力度，重视提升学生动手实践能力的培养，努力把物联网工程专业办成学校的优势特色专业。

参考文献：

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作者简介：

实用型物联网工程 篇4

关键词：地方高校,物联网,应用型人才,培养

物联网被称为继计算机、互联网之后, 世界信息产业的第三次浪潮, 世界各国均将物联网上升为国家战略。随着中国由“互联网时代”向“物联网时代”的过渡, 随着“感知中国”计划到“互联网+”计划的快速推进, 物联网的广阔前景引起了产业链上各行各业的青睐。作为物联网产业发展根本要素的人才培养不仅是新兴产业培育的需要, 更是改造提升传统产业、促进经济发展方式转变的需要。但物联网技术涉及电子、自动控制、网络通信、计算机等专业知识的综合应用, 知识面广, 应用领域更广泛到智能家居、智能交通、智能物流、工业与自动化控制、精细农牧业、环境与安全监测、医疗健康、金融与服务等方方面面, 应用性很强。

作为近年来新办的物联网专业, 很多学校的专业定位、人才培养模式、课程体系等都处于探索阶段, 每个学校对物联网的切入点也不一样。在地方高校向应用技术型高校转型背景下, 结合地方经济特色和产业发展需要, 以市场需求为导向, 以服务地方经济发展为目的, 大力加强物联网专业应用型人才培养尤显重要。

一、地方高校物联网专业人才培养存在的问题

1.人才培养目标不明确

人才培养目标规定了人才培养的方向和层次, 是人才培养规格的主要依据。物联网专业是跨学科专业, 知识体系比较复杂, 应用性强, 产业领域广, 不少地方高校的专业定位和培养方向不够明确, 学校的专业特色、地域经济特色在人才培养目标中没有体现出来, 导致培养出来的人才不能适应产业发展需求、缺乏就业竞争优势。

2.专业教学和市场需求不相适应

物联网专业课程体系比较复杂, 不少学校的实践、实训条件有限, 所开设理论课程较多, 实践性、应用性课程不够。尤其针对专业方向的模块课程往往由于师资和硬件设施的限制, 无法做到充分考虑市场对专业技能的需求状况, 必然造成培养出来的人才实践能力缺失、不能满足社会对高素质应用型人才的需求。

3.实训实习基地不足

物联网专业相比传统专业具有更强的应用性和实践性, 因此物联网实训实习基地建设是专业建设必不可少的一个环节, 然而建设实训实习基地需要投入大量的人力、物力、财力。多数地方高校由于经济实力的限制, 实训实习基地比较薄弱, 不能充分满足高校应用型人才培养的需求。

二、地方高校物联网专业应用型人才培养策略

1.明确专业定位和人才培养目标

物联网技术应用领域广、产业链长, 地方高校必须充分理解和把握物联网的概念和内涵、深入调研物联网产业的人才需求状况, 根据所服务区域、行业的发展需求, 明确物联网专业定位和人才培养目标。

“一带一路”战略使郑州成为重要的物流枢纽, 商贸物流业成为河南国民经济发展的战略性新兴产业, 新常态、新变化, 必然要求高校的人才培养工作要有新理念、新举措。河南牧业经济学院积极投身转型发展, 主动服务区域经济人才需求。在我校区域性、行业性、开放型、应用型的办学定位和农牧生产、食品加工、商贸流通等行业的服务面向定位的前提下, 物联网专业主要培养具有良好职业道德和敬业精神, 掌握传感器、射频识别、单片机、短距离无线通信等技术, 具有一定的物联网设备的安装和调试、无线传感网络的工程设计和组建、物联网应用系统的维护和管理能力, 能够分析和解决物联网应用技术实际问题、适应社会经济发展需要的高端技能型人才;专业服务面向领域主要为智能家居、智能物流和食品溯源, 并逐步扩展到精细农牧业。

2.构建基于行业应用的课程体系

物联网体系架构大致可分为三层, 即感知层、网络层和应用层。感知层主要是利用各种传感设备进行数据的采集和处理, 涉及传感器、RFID、WSN、嵌入式等技术;网络层对感知层获取的数据进行接入与传输, 涉及各种短距离无线通信技术和网络传输技术;应用层根据实际应用需求, 进行信息处理和人机交互, 主要涉及数据处理和软件开发技术。所以, 物联网涉及的技术非常广泛, 很难要求学生在校期间全面扎实地掌握各方面的理论知识和应用技能。但在物联网涉及的众多技术中, 必须把握传感器、WSN/Zigbee、RFID、M2M四大核心支撑技术, 由核心支撑技术引领构建物联网专业的课程体系。

我校物联网专业是在电子信息工程技术、计算机网络、软件工程、应用电子技术专业的基础上发展起来的, 具有扎实的硬件和软件基础。第一, 人才培养模式按照“平台+模块+方向”进行, 专业模块部分的课程设置涵盖物联网技术的三个层次。第二, 围绕人才培养模式和物联网产业对人才的需求驱动课程体系的构建, 整合相关的专业基础课、主干课、核心课、专业技能应用和实验实践课, 比如, 整合传感器技术、RFID、单片机, 培养学生掌握如何使用单片机进行传感器和射频卡进行数据的采集与处理, 而不需要深入分析传感器的制造工艺、结构、原理等。第三, 每门课程的内容选取方面, 结合专业培养目标与学生自身的特点, 以就业为导向, 按照“保证理论基础、密切联系实际、突出实际应用”的原则, 合理选用教材和教学内容。第四, 在专业课全部学完之后, 进入综合实训阶段, 综合实训按照产业领域方向分为:智能家居、智能物流、食品溯源三个方向, 学生根据自己的兴趣选取其中的两个方向进行系统性的实训, 更加专注培养学生的技术技能和创新创业能力。

3.加强实验实训基地建设

为了避免重复建设、合理利用资源、降低建设成本, 物联网实验室训室的建设要围绕物联网的三个技术层次进行。我校按照工学结合、知行合一的要求, 根据生产、服务的现场技术和流程构建物联网专业的技术技能训练体系和实验实训实习环境, 注重实验实训设备的先进性、成熟性和可升级扩展性。

感知层, 改造原有单片机实验室, 增加RFID技术和传感器技术实验设备;网络层, 新建无线传感器网络实验室, 涵盖所有物联网短距离无线通信技术和传输技术;应用层, 通过选择一些企业开发完成的具体应用案例建设综合应用实训室, 智能家居实训室、智能物流实训室等。实训室的建设是分阶段进行的, 初期以搭建传感网及传输网络框架及基础实验模块为主, 中期在硬件设备完成建设的情况下, 基于教学科研、面向实际需求, 拓展和细化现有实验实训设备的功能, 比如, 智能家居实训室的物联网综合实验箱, 底层的各种传感器模块经过适当改造, 可以做传感器实验、Zigbee无线组网实验、WIFI通信实验、蓝牙技术实验、RFID技术实验等, 这样, 学生在进行智能家居实训时, 更容易理解感知层的数据采集与传输。

4.开展多元校企合作, 探索“校+”办学模式

物联网专业的人才培养, 必须面向工程实际, 密切结合物联网产业发展需求。我校物联网专业在实践教学过程中, 以企业项目为依托, 以工程技术为主线, 建立多元化的校企合作, 注重把人才培养的空间扩展到社会, 使工程实践能力的培养贯穿于实践教学中。

首先, 建立“校内外实训基地”, 引进企业开发项目作为载体, 将不同课程中的知识点进行串接, 将离散的知识进行综合, 形成专业与企业合作的人才培养模式, 通过实际项目提高学生的理论水平和动手能力, 我校物联网专业自2013 年招生以来, 先后在郑州新锐达物联网科技有限公司等9 家物联网企业建立校外实训基地。其次, 在专业人才培养、技术应用领域研发和技术攻关, 寻找校企契合点, 探索长效的校企合作机制, 探索“校+”办学模式, 开展灵活多样的校企合作, 我校与山东微分电子科技有限公司建立校企合作关系以来, 微分电子的工程师定期带着项目与相关设备到校为师生演示与讲解;每年的寒假与暑假, 学校会派若干名教师到微分电子进行实际项目的研发与工程实施, 共同进行一些项目的技术攻关。再次, 完善实训基地的教学运行模式, 制订一套实训室闭环调控管理机制和动态配置实践教学考核标准, 对课内外实训、技能竞赛、创新创业活动、暑期实习等环节进行有效的管理。

5.创新实践教学体系

实践是创新的源泉, 创新离不开实践。首先, 针对每门课程的专业地位, 以培养学生的实际操作能力、理论联系实际能力为目的, 组织骨干教师编写实践教学大纲和实验实训指导书及实践考核标准, 明确实践教学的教学目标, 避免出现多门课程实验重复或者知识脱节的现象;其次, 结合学科特点与社会需求, 增加实践教学的比重, 尽可能增加独立开设的创新实践课, 比如, 为鼓励学生充分利用业余时间进行自主创新, 增加独立于理论课之外的“物联网创新设计”等选修课程;最后, 从实践教学内容的安排上, 应注重教学内容的纵向联系和横向发展, 注重多知识点的融合, 充分体现阶段性、综合性与创新性, 最大限度地发挥学生的主观能动性。

另外, 依托物联网专业技能大赛、项目挑战赛、创意竞赛等平台, 创造各种条件、鼓励学生积极参与, 挖掘有潜质的学生、大力培养感兴趣的学生, 再用少数带动多数的办法, 促进学生整体水平的提高。毕业设计也是实践教学的一个重要环节, 要求学生在实习中与企业合作, 选取实际工程项目作为毕业设计, 切实起到培养学生工程实践能力的目的。

6.加强“双师双能型”教师队伍培养

应用型人才培养的先锋队伍始终是教师。地方高校的应用型人才培养要求教师不但要做满足基本要求的“双师型”教师, 更要做既有理论教学能力, 又有实践教学能力的“双能型”教师。所谓实践教学能力不仅仅是能熟练应用实验实训设备进行实践课的教学, 还应具有能够将学科专业知识转化为产业的能力、具备创造应用成果的能力。物联网专业的特点决定了培养“双能型”教师已经成为地方院校物联网专业建设的重要工作。

我校进行物联网专业“双能型”教师培养的途径是, 安排教师到相关校企合作企业进行6 个月的技术研发和生产活动, 为适应物联网技术的快速发展, 教师深入企业两年轮训一遍, 对于由于时间的限制无法做到每个专业教师及时全面提升的, 通过“传帮带”方式在校内进行业务培训。目的在于, 首先, 保证所有教师的课堂教学和企业零距离对接;其次, 让每个教师了解物联网专业各门课程的教学内容和教学重点, 从而有的放矢地把握自己所教课程的内容和重点, 明晰本课程在整个课程体系的位置, 让整个课程体系中的各门课之间有更好的衔接和各自的重点;再次, 使所有老师的专业知识多样化, 尽量能从整个专业角度来把握教学。

物联网技术应用领域广, 物联网专业可以和很多专业结合, 从中找出创新点, 学校应拿出专项资金, 鼓励教师进行项目开发和课题研究, 通过实际项目提高教师的专业理论水平和实践操作技能, 从而提高教师的理论教学能力和实践教学能力。另外, 可从校企合作企业聘请专业技术工程师作为兼职教师, 改变师资专业结构, 提高工作现场教学的效果。

三、结束语

物联网专业作为新兴专业, 地方高校物联网专业应用型人才的培养需要各高校根据自己的办学定位和实际资源情况、根据区域经济社会发展对应用型人才培养的现实需要, 按照地方性、应用型、差异性和开放性的原则, 把服务地方与推动自身发展有机结合起来, 突出地域特色, 使学校成为区域应用型人才培养的重要基地, 为地方物联网产业的快速发展提供人才支撑。

参考文献

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物联网工程导论 篇5

导论课程是为了帮助刚刚进入大学的新生，在进行专业知识学习之前，使其了解所学专业、解读所就读的专业是什么，包括哪些专业课程、如何学习和运用专业知识、就业及考研去向等方面的问题，帮助其顺利完成学业的一门专业基础课程。目的在于通过导论课程的学习，使学生对所学习的专业有整体认识，对专业技术领域有一个初步的了解，明确各门专业课之间的联系，为学生后续四年的知识学习、能力提高、素质培养以及毕业后从事科学研究、技术开发或经营管理等工作打下坚实基础，是培养学生专业兴趣、激发学习的动力、引导学习的方法、规划学习计划和未来就业十分有效的方式和重要的手段。

一、导论课程教学中存在的问题

物联网工程专业是自20才陆续开设的新专业，涉及多领域技术，学科交叉，具有深厚的理论与广泛的实践相结合的特征。“物联网工程导论”是物联网工程专业的入门课程，从物联网的应用、技术、服务、知识体系等角度阐述本专业包括的内容。在该课程的教学过程中发现存在着以下问题：

1.课程内容多，技术广，综合性强

物联网被誉为信息产业的第三次浪潮，涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程、自动化、智能科学与技术等多领域、综合性交叉学科，被广泛应用于智能交通、智慧城市、智慧医疗、工业监测、物流等方面。由于物联网工程专业的教学内容涉及内容多，技术广，对教学内容的有效综合和整体优化势在必行。

2.学生有兴趣，热情高，基础缺乏

“物联网工程导论”课程在大学一年级新生入学后开设，学生对新知识、新技术具有强烈的好奇心。通过对北京信息科技大学级物联网工程专业新生进行统计，96.8%的学生对物联网技术有前期调研，但对物联网工程专业的具体教学内容了解较少，实践动手能力普遍欠缺。教师综合运用教学手段，突出物联网工程专业课程体系知识脉络，引导学生采用正确的学习方法开展专业课程的学习，培养其职业素养和职业道德，将为学生今后的学习与工作打下良好基础。

3.专业领域新，对师资队伍要求高

物联网技术作为新兴的研究领域，高校在新办物联网工程专业的过程中存在着涉及的专业知识广，交叉性强;课程体系尚处在摸索阶段，有待不断完善;学科建设不成熟;全面掌握物联网技术实践教学的师资队伍严重缺乏等问题。这对任课教师提出了更高要求，教师需不断更新专业认知，扩充知识结构，并加强工程实践能力培养。

4.教学方法单一，考评方式片面

“物联网工程导论”课程涉及知识内容丰富，对各部分知识点的要求掌握的程度各不相同。导论课程面向一年级新生开设，学生的基础和知识掌握程度参差不齐，若采用单一授课的方式，可能达不到预期教学效果。再者，若考评只采用传统的“期末考试成绩+平时成绩”进行考量的方式，很难全面体现学生对新知识的掌握程度和相关能力的提高，或将束缚学生的思维，使学生对后续课程产生为难情绪或消极的负面影响，甚至厌学。

二、导论课程教学的几点思考

针对以上在“物联网工程导论”课程的教学中存在的问题，对物联网技术本身特点以及物联网专业新生特点进行分析总结和实际授课情况，建议从以下几方面进行改进：

1.解析专业知识框架，优化教学内容

“物联网工程导论”课程应从宏观上介绍了物联网工程领域的相关知识内容，综合性较强。通过对物联网基本概念、知识体系进行整体介绍，使学生既对涉及到的广泛技术有了解、有兴趣，又不会被庞大的众多学科内容吓倒，形成对“物联网工程”基本模型和基本问题的初步且宏观的科学认识。目前，绝大多数的物联网导论书籍对于物联网专有的RFID技术、无线传感器网络以及M2M等技术介绍比较详细，其他必须的计算机、通信和控制方面的内容则很少提及。因此，应贯穿“全局指导局部”的方针构建基本知识框架，对教学内容进行整体的优化，保证后续教学能围绕物联网的需求进行;剖析物联网技术与相关学科之间相互交叉、互相作用、互相促进的关系，引导学生采用正确的学习方法开展专业课程的学习，强调基础知识，注重技术应用，让学生了解物联网技术发展的前沿技术和巨大的创新机遇以及极其广阔的发展空间。

2.教学方式多样化，鼓励创新思维

物联网技术发展迅速，正不断应用于很多领域中，因此，导论课程的教学可以采用多样化的教学方式融于整个授课过程中。

作为实践性很强的工科学科，感性认识可以加深对物联网工程理论知识的理解。采用案例式教学，如：在介绍物联网与传感器采集数据的关系时，教室可以带领学生参观智能家居的样板间，让学生亲身感受如何采集温度、湿度、光照等信息，如何传输这些数据并对家电进一步控制。也可以综合考虑课程侧重内容以及学生的兴趣点，归纳提炼出研究的方向，采用研究式教学，启发学生思考，鼓励学生通过查阅资料、对比分析等方式来解决问题和提出自己的想法，以达到培养学生分析和解决实际问题的能力和创新思维的目的。最后，课程也可以不局限于课内教学，教师可充分利用网络教学资源进行教学辅助，突破传统导论课教学在时间与空间上的局限性。

3.强化实践教学，紧跟领域前沿研究新技术

“物联网工程导论”课程内容多，除了介绍计算机、电子、通信、控制等有关专业基础外，还涉及到大量全新而复杂的新技术。对于刚进入该专业的新生来说，从书本中很难明确自己今后的学习和研究方向，也很难将抽象的书面知识与实际应用相结合。因此，教师应适当辅以实践教学环节，并通过参观与专业相关的实验室、物联网应用样板间、开展物联网技术现场教学与实践活动，拉近学生与物联网技术应用之间的距离。注重实际应用，帮助学生理解抽象的概念，让学生既能提升对课程的兴趣，又可及时掌握技术发展的最新动态。这样有利于学生从技术层面整体把握物联网，对其后续专业课程的学习和理解起到较好的引导作用。通过进入实验室体验学术研究的过程，也能激发学生对高水平研究与应用的热情。

4.建立综合考评体系，考评方式全面灵活

导论课程的考评可分为期末考试、实践报告、研究报告等多个组成部分。期末考试可采用开卷形式，基于课程内容涉及的基本理论、基础知识进行测试，同时也避免了学生死记硬背。研究报告可以小组形式进行提交，根据选定的研究方向从查阅文献、自主思考、组织讨论到形成结果、汇报总结，明确小组中每名学生的工作与贡献。实践报告指学生通过参观与实践，对物联网新技术应用的进一步理解，包括基本的原理、实践操作、方案改进等，培养学生系统获得新知识、新技术的能力，扩展知识面，鼓励创新思维。

三、结束语

“物联网工程导论”课程肩负着引导物联网工程专业新生了解专业技术发展，激发专业课程学习兴趣，掌握自主获取知识方法，引导正确学习方法的重任。本文首先根据物联网技术及专业新生的特点，讨论了“物联网工程导论”教学中存在的若干问题，从教学模式、实践教学、考评机制等三个方面给出了对于本课程教学的有关新思考，力争提高学生的学习兴趣，指导后续课程的学习，培养出具有自主学习、创新思维和较强实践能力的物联网工程专业人才。

物联网工程在高职院校的专业建设 篇6

关键词：物联网；专业建设；二次辅助开发

中图分类号：G718.5 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）06-0037-01

一、物联网的概念

物联网英文名为The Internet of things。“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出，其基本思路是将RFID和其它传感器架构成分布式网络。物联网的核心和基础仍然是互联网，是一个基于Internet延伸和扩展的网络，任何物品都可以实现互相通信和信息沟通。因此，物联网的定义是通过无线路由器、超高频RFID、Zigbee模块、红外感应器、网络摄像机、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议连接到互联网，进行信息交换和通信，以实现对物体智能识别，定位，跟踪，监控和管理的一种网络。

二、物联网的特点

物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化，因此物联网有其鲜明的特征。

首先，它被广泛地应用于各种感测技术。物联网上部署了大规模的在线类型的传感器，每个传感器都是一个信息源头，不同的信息内容和不同类别的信息由传感器捕捉的格式的来源不同。实时获得传感器数据，根据定期收集得信息，不断更新数据。

其次，由于物联网物品的特性，它被广泛地应用于各种测感技术。大量部署的有线和无线的传感器作为网络媒介的采集端，不同類别的信息内容被传感器以不同格式信息捕获收集。在定期实时收集传感器数据的基础上，不断更新数据。

再次，它是基于一个无处不在的因特网络上。它的承载基础和核心技术仍然是互联网，但由于终端设备的种类丰富，而且它的数量庞大，会形成一个无以计量而且种类纷繁的信息数据网，因此为了保证数据传输不会由于协议信息不同造成信息的丢失，必须要求传输网络可以适应各种异构网络和协议。

另外，物联网本身不仅提供了各种传感器，其本身所具有智能连接处理能力，就可以实现对象的智能控制。

三、物联网的知识体系

明晰了物联网概念的内涵和外延以后，可以为物联网的知识体系建立一个层次结构的概念模型。物联网的体系结构可以分为三个层次：泛在化末端感知网络、融合化网络通信基础设施与普适化应用服务支撑体系。人们也经常将它们称为感知层、网络层、应用层。

1.感知层。采集信息，监控目标区域与突发事件。主要通过传感器来获取物理世界中的感知数据以及相关联的信息。在这个过程中兼具与外部设备局部的互动性，它需要一定的运算和存储能力。感知层需要大量的软硬件的人才来搭建一个信息采集的模块。既要保证采集信息的高效性和准确性还要保证模块维护的可执行性。

2.网络层。应急联动指令。通过有线网络或无线网络的方式实现人与物、物与物透明，无缝，安全访问，并提供编码，应急联动指令，认知，计费，认证等管理。网络层由各种私有网络、互联网、电信网、卫星网、广电网、移动通讯等组成。

3.应用层。数据处理，异常分析。物联网的应用层主要完成数据的管理和数据的处理，并将这些数据与各行业应用相结合，将这些收集到的数据进行分析并得出一个结论。从物理世界中提取的数据等信息，在应用层实现了服务的应用。如智能农业，智能城市，智能操控、安防、电力抄表等。应用层主要的作用在于“数据挖掘”、“数据处理”，最重要的技术就是数学模型技术，要明白数据计算的意义。

四、探讨物联网工程的专业建设

物联网可以是一个“专业”，但不一定是一个“学科”。国内有些专家反对设置“物联网专业”，因为定位不清，一个学校往往有好几个院系争夺“物联网专业“的申报，又不是一个明确的学科，难以培养出真正的专业人才，培养出来的人可能是“万精油”，懂得多但是不精。在实际物联网工程的专业建设的时候，是不可能形成一个完整的课程体系，全面的讲解，注重培养学生专技能的同时，知识点永远是权衡发展的。我认为，在课程开发和学生能力培养方面，要注意把握以下两个方面：

1.高职院校培养的人才主要是动手能力和创新能力强的多元化人才，能动手操作是培养的重中之重，并且要做到培养的体系和实践相结合，开设特色实践性课程，以项目为引导，将开设相关特色课程作为物联网专业的依托。有了项目和实践的依托物联网专业毕业高职高专学生就业前景会更加乐观同时也更能适应社会的需求和时代的发展。

2.高职院校的物联网专业发展和学生培养发展要与职业教育现有计算学科区分，要有特色，物联网专业的学生应是培养以应用型、维护型为准绳，同时具备二次辅助开发设计的高素质实用型人才。要具备最新典型设备的使用和二次辅助开发能力，体现出一个“新”。

参考文献：

[1]刘云浩. 物联网导论.北京：科学出版社， 2011年3月.

[2]石志国，王志良，丁大伟.物联网技术与应用.北京：清华大学出版社， 2012年8月.

[3]《高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范（试行）》（机械工业出版社，2012年7月）.

作者简介：肖山，男，（1976年12月--）民族：汉，专业： 计算机科学与技术。

实用型物联网工程 篇7

作为信息网络产业方向重点支持的专业, 物联网 (The Internet of Things) 专业已得到广泛关注。所谓物联网是指通过传感器、射频技术RFID (Radio Frequency Identification) 、定位系统GPS (Global Positioning System) 等技术, 实现对监测区域内的物体、人等对象进行数据采集, 并将这些数据传输到相应的处理中心, 从而实现智能化控制。因此, 物联网技术融合了传感器技术、分布式信息处理技术以及无线通信技术。

教育部于2010年下发了关于新专业申请的通知, 超过百家高校申请了“物联网工程”专业。这种井喷式的新专业申请, 给物联网专业的承办, 相应教材的编写、教学设备的研制提出了挑战。从另一个角度讲, 物联网给相关产生带来了新的发展机遇。工信部已将物联网纳入“十二五”规划中, 已将物联网产业发展视为国家战略, 在不久的将来, 物联网产业将产生巨大产值。随着物联网产业的快速发展, 相关技术人才的培养迫在眉睫。为此, 在2010年, 教育部启动了物联网技术人才的培养, 并开始组织认证考试, 以培养优秀的物联网技术应用人才为目标, 满足社会需求。

然而, 由于国内高校物联网相关专业的教学与研究刚刚起步, 培养物联网专业人才存在许多问题。首先, 教师力量不足, 多数教师并不具有物联网相关课程的教学经验;其次, 课程体系有待完善;最后, 由于是刚兴起的专业, 其相关的教材、实验设备稀缺。这些问题对培养物联网技术人才的质量提出了挑战。因此, 对物联网应用技术人才培养模式需进一步研究, 并结合物联网相关专业的特点及物联网产业和企业对物联网应用技术人才的需求。

二、物联网与通信/电子关系图

由于物联网隶属交叉学科, 其底层的专业基础知识是以通信技术、电子技术为平台。物联网框架与电子/通信之间的关系如图1所示。

从图1可知, 物联网主要由感知层、网络层、应用层组成。图1的右侧列出通信/电子类课程框架可以看出, 通信/电子类的专业基础知识基本上可以支撑物联网的感知层、网络层知识体系。

为此, 本文从现已形成了成熟体系的电子/通信专业基础上, 衍生出“物联网应用技术”方向, 以快速满足市场的需求, 并拟对高校物联网应用技术人才的实验教学建设体系进行一些分析与探索, 以通信/电子类框架为平台, 并结合智能家居, 构建服务于物联网应用层教学的实验系统, 以期抛砖引玉。课题的成果有助于学生学习物联网的基本技术, 从简单的认知到技能的掌握, 并设计简易的智能家居系统;同时, 为高校物联网专业的教学提供了借鉴与参考。

三、应用型人才的实验教学体系探索与构建

本文以智能家居为物联网应用场景, 并以通信/电子基础框架为平台, 对于高校物联网专业的实验教学课程体系以实验室构建展开研究。

基于物联网发展现状, 结合目前的教育形态, 总结出对物联网教学的解决思路。该思路从物联网层结构、物联网关键性技术以及物联网注重的关键性问题, 对学院物联网专业实验研究中心给出了具体解决实验, 结合目前产业现状和学院教学环境, 为学院如何培养出物联网应用型人才给出了指导性、方向性的建议, 力求让学生掌握物联网系统的感知层、接入层、网络层、支持层与应用层的关键性技术, 力求掌握专业设计专门知识和技能, 并具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以同时具有自主学习、自我发展的基本能力, 能够适应不断变化的未来物联网发展的适应能力。

(一) 关键问题

1.依据物联网专业的知识体系, 制定物联网专业的实验课程。如图2所示, 信息感知、信息传输和信息处理构成了物联网专业知识体系。在设置的物联网专业课程体系时, 应尽可能地将本专业的知识融入其中, 并采用模块化机制, 同时保持课程体系的连贯性、相关性、阶段性和实践性。

2.依据物联网专业的应用型人才培养模式并结合物联网专业课程体系, 构建物联网专业的实验教学体系。遵照《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010—2020年) 》文件, 教学工作者应当改变教学观念, 倡导启发式、探究式、讨论式的教学方式, 而物联网作为战略性新兴产业, 在培养其相关人才时更需注重实践教学, 提高学生的专业操作技能。

(二) 构建思路

本课题从物联网专业知识体系分析开始, 并结合物联网应用型人才培养目标, 对物联网专业实验课程体系的设置、物联网专业实验教学体系进行了系统、深入的分析。本项目拟采取的解决方案以及它们与本项目的目标之间的关系如图3所示。

四、结语

本文在现有物联网专业知识体系的基础上, 依托通信/电子类知识框架, 以培养物联网应用型人才为目标, 展开以物联网实验课程体系建设为龙头、以智能家居系统设计为实践教学目标、以改革实验教学环节为抓手的研究, 大力发展实践教学, 丰富实践教学内容, 使物联网专业人才快速满足市场的需要;开拓物联网专业更广阔的领域, 引导毕业学生能够快速适应工作岗位, 同时能够运用自己所学的专业特长来创造新的工作岗位, 为经济建设贡献力量。

针对实践教学体系研究, 为建立一个适应于工业化道路, 依靠科教兴国的实践教学体系, 来培养数以千万计的具有高技能的劳动者, 解决我国经济发展中遇到的“技工荒”和“技师荒”的问题, 充分开发人力资源, 培养出适应社会发展需要的物联网应用型人才。

参考文献

[1]欧阳伦, 等.高校创业教育存在的问题及对策[J].教育探索, 2011, (3) :89-93.

[2]沈苏彬.物联网的体系结构和相关技术研究[J].南京邮电大学学报, 2009, (12) :25-32.

[3]凌明, 刘昊, 时龙兴.关于嵌入式系统课程教学过程中几个问题的思考[J].电气电子教学学报, 2007, (10) :14-23.

实用型物联网工程 篇8

1物联网专业课程特点

物联网专业包括了物联网传感技术、物联网接入技术、物联网网络技术、物联网安全技术和物联网应用技术,专业基础课程包括:C语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库原理与应用、计算机网络、计算机组成原理、模拟与数字电子技术、 信号与系统、数字信号处理、面向对象程序设计、单片机与接口技术等[1]。专业核心课程包括:嵌入式系统原理与应用、RFID原理及应用、传感器技术、高级嵌入式技术(A8+linux应用开发)、ZIGBEE技术应用及无线网络、物联网信息安全、Linux系统开发、云计算、嵌入式Linux系统应用开发、物联网应用系统设计与开发等[1]。

物联网专业核心课程涵盖了嵌入式技术、通信技术、计算机技术等多方面的软硬件课程。这些课程涉及面广、实操性强,培养应用型人才的教学目标决定通过教学必须使学生具有扎实的理论知识和熟练的实际操作能力。传统的教学方法重理论轻实践,不利于培养学生的创新思维和实践能力,抑制了学生的发展。“教学做一体化”教学模式符合应用型本科培养技术型人才的要求,是培养应用技术型人才的有效手段。

2物联网专业课教学现状分析

物联网是新兴产业,物联网专业的创建时间短,涉及多个学科,物联网专业教学也处于摸索阶段,对本院物联网专业教学现状进行分析,还存在以下几方面的问题:

1) 教学目标模糊,教学内容偏重理论

应用型高校的人才培养目标是为地方经济建设和社会发展输送具有一定理论基础的高级应用型人才。但是,很多老师并没有充分理解这一培养目标,没有围绕这一目标开展教学活动,同时由于惯性思维和自身能力的限制,仍然按照过去传统的教学方法安排教学计划和教学内容。传统的教学方法中教师以讲授理论知识为主,而不重视学生实际动手操作,学生也习惯于死记硬背而不善于应用,在这种教学方式下培养的学生,只注重对知识被动机械地记忆存储,不注重实践能力和创新能力的培养,实际操作能力差,走出校门也只是“半成品”。

2) 教学过程单向

由于传统教学方法的影响,很多教师授课时只注重理论的讲解,比如程序设计类课程,大多数教师都是按照程序设计语言的语法体系来开展教学,重点讲解语法、概念、规则,这些内容多抽象,难以理解,多数学生不能及时消化,而教师为了赶进度,只能按部就班的继续讲解新的知识,学生累积的问题越来越多,却得不到解决,久而久之,学生对学习自然失去了兴趣。

3) 理论与实践错位

目前很多院校理论课和实践课是分开的,在授课过程中基本都是先讲理论,后安排实践,且由于实验设备不足,实践课时远低于理论课时,理论讲解与实践操作间隔时间也比较长,学生上实践课的时候,很多知识都已经模糊甚至遗忘了,教学效果当然差。

4) 实践环节相对薄弱

理论课堂上教师主要对基本理论知识进行讲解,很少注重理论与实践的结合,学生理论课没有动手操作的时间和机会, 比如嵌入式类课程中,多数要用到单片机、开发板之类的硬件设备,很多教师讲解的时候都是纯讲理论,而不会现场实物演示,学生听得一知半解,更别提动手操作了。

3“教学做一体化”教学模式构思

1)“教学做一体化”教学模式实质

“教学做一体化”教学模式是由我国教育家陶行知提出的, 他指出“教、学、做”在教学过程中是一体的,“做”是核心,教学都要围绕“做”来开展[2]。简单地说就是理论与实践相结合,将理论教学与实践教学融合在一起,提高课程教学质量。其实质就是改变传统的教学模式,以培养应用型人才为目标,以增强学生实践动手能力和综合能力为重点,整合教学资源,使用多种教学方法和教学手段,使教师的“教”与学生的“学”能够有机地结合起来,实现真正的理论教学与实践训练紧密结合,从而提高教学质量。

“教学做一体化”教学模式可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学质量,充分调动学生的积极性,有效地解决理论教学与实践教学脱节的问题,有利于应用技术型人才的培养。

2)“教学做一体化”教学模式构建

要很好的实施“教学做一体化”,需要以下几个条件:配套的教学场所、高技能的教师队伍和比较详实的教学实施计划[3]。“教学做一体化”教学模式的构建要打破原有教学模式的束缚,保证新的教学模式能够使学生获得职业所需必要技能[2]。

1建立适合于应用型人才培养目标的课程体系

应用型大学以服务地方为宗旨,为社会培养高素质应用型技术人才,它的教学指导思想是通过产教融合、校企合作、工学结合各种教学手段,培养生产服务于一线的高素质技术人才, 这就要求应用型大学的课程体系必须以社会需求为导向,重视实践教学,重点培养学生的实际操作能力。

结合物联网的知识体系和学院人才培养方案,物联网专业核心能力培养目标应该是培养具有设计、开发、维护物联网应用系统的能力,包括物联网节点能力、网关能力、传输网络能力和数据中心能力,在课程设置方面集中体现在培养这些核心能力,可以分为三个模块:专业基础课程、专业核心课程和实践实训课程。专业基础课程为:C语言程序设计、单片机应用、电路基础、数据库管理,专业核心课程包括:物联网概论、传感器技术、物联网网络技术(无线通讯)、物联网上位机开发、RFID技术应用、物联网中间件技术、智能设备应用开发(基于Android平台)、物联网产品管理与维护,实践实训课程包括:物联网认知实习、感知层组建综合实训、物联网上位机开发实训、智能设备应用开发实训、无线传感网组建实训、物联网项目综合布线、 物联网技术综合实训、毕业设计、顶岗实习等。

其中,专业核心课程的学习需要专业基础课程知识作为支撑,因此,依据专业核心课程来设置专业基础课程,专业核心课程包括了物联网应用层、通信层和感知层三个层次,关键技术涵盖传感技术、接入技术、网络技术、应用技术和安全技术的主干课程,结合实践实训课程可以有效地使学生掌握物联网工程项目的核心技能,比如专业核心课程中传感器技术、物联网网络技术(无线通讯)、RFID技术应用等课程的学习,以及实践实训课程感知层组建综合实训,能使学生初步掌握物联网工程项目中数据采集层(感知层)设备的使用和调试;通过物联网网络技术(无线通讯)与物联网项目综合布线课程的学习,能使学生初步掌握物联网工程项目中数据传输层设备的使用和调试。 实践实训课程模块是根据物联网技术发展方向和特点,以“岗位驱动”的模式建立相关的核心课程、实训项目,以项目实训入手,让学生们快速地进入角色,在校企合作的实践中可以直接进入实践岗位。

2提高教师队伍专业实践能力

教师的理论与实践能力直接决定了课堂教学的质量。在 “教学做一体化”教学模式中,理论课和实践课的分界线逐渐淡化,课堂教学既包含理论,又融合了实践操作,对教师的实际操作能力要求较高,培养或引进理论与实践双结合的教师是“教学做一体化”教学模式中一个重要的环节。

物联网专业建立时间晚,对口的专业教师少,尤其需要重视教师队伍的建设。因此,应用型高校应该完善教师培训制度,增加教师培训渠道,如:(1)校内培训,对缺乏物联网专业知识的对口教师进行集中培训;(2)国培省培,委派教师参加全国全省各地物联网专业教师集体培训,了解物联网技术发展趋势,交流物联网专业建设中存在的主要问题;(3)校企合作培训,专业教师定期到企业进行交流学习,了解企业的实时需求、 运作模式和新兴技术,参与企业研发,提高自身业务能力。这一系列的措施,可以提高专任教师专业素质,使他们既具有扎实的理论基础知识和教学功底,又有过硬的专业实践操作能力。

3安排理论实践结合的教学活动

“教学做一体化”模式强调理论教育以实用和够用为原则, 重点在于培养学生动手实操的能力,在教学形式和内容上都需要有所转变,首先教学内容应该有的放矢,将理论与实践有机结合起来,理论不能脱离实践,理论知识的安排必须围绕实践技能展开,突出专业技能培养的重点,强化实践操作能力的训练。其次教学形式应该从理论课偏多转变为理论实践结合,打破理论课、实验课的界限,将理论教学和实践教学融合在一起, 教师可以边讲边演示,学生也可以边听边操作,用实际操作强化所学到的理论知识[4]。

“教学做一体化”模式改变了过去理论与实践分离的状态, 使理论教学和实践教学能够连贯、自然地衔接起来,教学、演示和训练同步进行,教学方式灵活,课堂生动,突出了学生的教学主体地位,使学生能够在实践中领会消化理论知识,教学效果事半功倍。同时,开放性的教学环境,更有利于提高学生的学习兴趣,并帮助教师了解学生的学习情况,以便及时调整教学计划,因材施教。

4设计多层次的实训教学体系

“教学做一体化”模式中的做还体现在安排与课程配套的实训环节。分析物联网专业的课程特点,优化整合其实验实践教学环节,确立多层次的实践教学体系,包括:基础实验实践、 综合实训实践和创新设计实践,每个实践层次都有各自的实践环节,如:课内实验、课程设计、实习实训、大学生创新项目、物联网设计大赛和毕业设计等操作。

5创建灵活适宜的考核方式

考核方式是检测教学成果的重要手段,一体化教学模式的考核强调对教学实施的全过程的考核。对每个学生在教学做过程中的学习态度、学习状态和学习效果进行实时跟踪,突出技能训练的过程控制。同时,不拘泥于传统笔试的考试形式, 增加考试内容和方法的灵活性,考核以实际动手操作方式为主,更客观、更全面地衡量每个同学的综合技能及学习效果。

4总结

通过对物联网专业教学特点进行分析,以培养学生实际动手操作能力为准则,研究适合于物联网专业的打破传统教学观念的“教学做”一体化教学模式,理论结合实践,可以提高学生综合技能,从而实现应用型高校培养应用型人才的培养目标。

摘要：对物联网专业教学特点进行分析,研究适合于物联网专业的教学做一体化教学模式,提高学生专业综合技能,从而实现应用型高校培养应用型人才的培养目标。

关键词：物联网,一体化教学方法

参考文献

[1]廖丽嵘.应用型高校物联网专业实践教学模式研究[J].现代计算机,2015(9):67-71.

[2]朱大虎,王晓平.高职高专计算机应用技术专业“教、学、做”一体化教学模式的探索[J].理论观察,2011(3):11-132.

[3]冯秀彦,任晓鹏,张红瑞.基于CBE理论的“教、学、做”一体化教学模式[J].石家庄职业技术学院学报,2009(12):17-21.

浅谈物联网应用工程及检测 篇9

物联网系统如下图应划分为三层:感知延伸层、网络/业务层和应用层。

1 感知延伸层

主要实现物理世界信息的采集、自动识别和智能控制。

1.1 感知延伸层组成

感知延伸层部件:物联网终端、物联网端节点、感知延伸网、物联网接入网关等。

⑴物联网终端指信息获取功能模块与通信网络终端相连, 直接与通信网络发生交互的设备。物联网终端/接入网关应直接和网络/业务层相关功能实体进行注册、认证、鉴权、信息交互等。移动终端、RFID读写器是典型的代表。⑵物联网端节点是构成感知延伸层网络的传感器或者具有各种感知能力的设备, 通过物联网接入网关与通信网络相连。无线传感器节点是典型的物联网端节点。⑶感知延伸网位于物联网端节点与物联网接入网关之间, 通过有线或近距离无线通信技术实现感知延伸功能的网络, 主要是在现有网络基础上实现通信的进一步延伸, 使通信的覆盖区域和服务领域的得到扩展, 车载子网、家庭子网、区域自组织网是典型的感知延伸网。⑷物联网接入网关中继物联网端节点到物联网网络/业务层之间的连接, 感知延伸网可能通过多个物联网接入网关接入到物联网网络/业务层, 作为物联网端节点的代理, 应支持感知延伸网和核心网络之间的协议适配和转换、地址映射、数据转发等功能。物联网接入网关有多种类型, 如车载网关、企业网关、家庭网关等。

1.2 感知延伸层检测包括以下方面

⑴功能:适合性、准确性、互操作性、功能依成性等。⑵性能:存储能力、能耗、通信距离、抗干扰性 (大气环境 (温度、湿度、湿热、大气压、盐雾、太阳辐射、霉菌、淋雨、沙尘等) , 机械环境 (振动、冲击、碰撞、跌落) , 电磁环境 (辐射、传导、静电、浪涌、脉冲群、工频磁场、电压暂降、短时中断和电压变化、谐波等) 。⑶效率:时间特性, 资源利用, 效率依成性等。⑷安全可靠性:保密安全性、容错性、易恢复性、可靠依成性等。⑸易用性:易理解性、易操作性、易学性等。⑹兼容性:软件兼容性、硬件兼容性等。

2 网络/业务层

网络/业务层支撑感知层信息的传递、路由和控制, 为物联网人与物、物与物通信提供支撑.

2.1 网络/业务层组成

网络层部件:核心网络 (通信网/互联网/行业专网) 、物联网应用支撑管理平台

⑴物联网核心网络至少要提供网络连接能力, 用于支撑物联网信息的双向传递和控制。核心网络可提供短消息、数据通道、语音通道等多种通路传送物联网信息。应支撑物联网信息的双向传递和控制, 提供必要的网络控制、互联互通、移动性管理等功能。物联网核心网络可以具有多种网络形态, 可以是现有公众网络, 如移动网、固定网、互联网, 也可以是各种政府和企业等专用网络。如2G/3G/4G移动接入、x DSL/FTTX有线接入、宽带无线接入等。⑵物联网应用支撑管理平台向物联网应用提供一些共性的能力和支撑, 并提供开放的接口, 使应用可以接入和使用网络资源和能力。应对物联网应用提供物联网终端/接入网关、网络及业务的能力和资源, 提供对物联网信息的统一采集、处理、存储等能力, 并支持对大信息量的存储和处理。

2.2 网络/业务层检测包括以下方面

⑴功能:机房环境、接入网络、汇聚网络、核心网络、数据备份、文件共享、权限控制、网络服务、数据分析与管理等。⑵性能:吞吐量、时延、丢包率、带宽、连通性、协议一致性、并发事物量、负载均衡、响应时间等。⑶效率:系统资源占用率, 输入输出效率, 能耗比等。⑷安全可靠性:物理安全、数据安全、应用安全等。⑸兼容性:软件兼容性、硬件兼容性、平台兼容性、接口兼容性等。

3 应用层

⑴应用层包含各种具体物联网应用, 既有公众服务, 也有行业服务, 行业服务可以是面向公众的行业公众服务, 也可以是满足行业内部特定应用需求的行业专用服务。其中公众服务是面向公众普遍需求提供的基础服务, 如智能家居、移动支付等。行业专用服务通常是面向行业自身特有的需要, 面向行业内部提供的服务, 如智能电网、智能交通、智能环境等;其中部分行业服务也可以面向公众提供, 如智能交通, 称为行业公众服务。⑵应用层检测包括以下方面。功能:软件评测、准确、可识别、可执行、可维护性、可扩展性、自动升级能力、文档需求等。效率:响应时间、资源占利用率等。安全可靠性:成熟性、易恢复性、数据保护、容错性、安全机制等。易用性:易理解性、报错提醒、输入输出界面和形式清晰、易学习等。兼容性:软件兼容性、硬件兼容性、数据格式兼容性、易安装性、对平台和系统加以验证和支持。文档:完备性、准确性、一致性、易理解性、易学性、可操作性。

4 工程初检测要求

在运行开通前, 进行初检, 用以检验主要系统和相关设备是否符合运转要求。初检应在系统调测后进行。

初验项目应至少包括下列项目。

⑴设备硬件检测:前端感知设备的检测、网络设备的检测、服务器设备的检测、存储设备的检测等。⑵终端管理功能测试:终端注册功能测试、终端注销功能测试、终端状态监测功能测试、终端故障管理功能测试、终端参数配置功能测试、终端远程控制功能测试、终端信息查询功能测试。⑶务处理功能测试:业务数据转发功能测试、业务路由寻址功能测试、协议适配功能测试、Qo S执行功能测试。

⑷接口管理功能测试。终端接入功能测试、应用接入功能测试、管理支撑接口功能测试、能力调用接口功能测试。⑸性能测试:系统支持终端连接数量性能测试、系统响应时间性能测试、系统路由转发时间性能测试。⑹安全及冗余测试。测试系统防病毒、防攻击的功能和性能、对于有冗余的设备功能模块测试系统能否实现主备自动倒换, 并正常提供业务、对于有冗余的系统节点, 测试系统能否实现节点间冗余保护机制的自动倒换, 并正常提供业务。对于网络中的主备链路, 测试系统能否实现主备自动倒换, 并正常提供业务。

5 试运转及竣工检测

⑴试运转期间的日常统计数据是竣工验收测试的主要依据;⑵验证主要指标和性能是否达到工程设计文件及技术规范书中的规定。

摘要：物联网应用涵盖了交通、电力、水利、环保、物流、农业、金融、智能家居等多个领域, 目前仍处在发展阶段, 未形成成熟的技术标准, 本标文从物联网的三个分层为切入点, 讲述物联网应用工程及检测要点。

关键词：物联网,应用工程,检测

参考文献

[1]ITU-T Y.2063-2012 Framework of web of things.

[2]ITU-T Y.2060-2012 Overview of internet of things.

[3]刘海涛.《物联网技术应用》.机械工业出版社.

物联网工程专业人才培养体系研究 篇10

关键词：物联网工程,专业建设,建设框架,保障措施

物联网技术是以计算机、通信、微电子为基础的信息技术,物联网技术的研究与发展创造了空前广阔的发展前景,为产业的发展创造了巨大的空间,也必将影响到未来大学生就业格局的变化[1,2,3]。在“两化融合”和“感知中国”的国家战略背景下,物联网的发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。2010年3月,教育部发布《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,随后,我国有数百所大学申报和准备试办物联网工程或传感网专业,这反映出大学对新技术、新产业发展的敏感和重视。但物联网属于发展中的集成创新型技术,知识体系不清晰;产业涵盖面宽,边界难以界定。在建设物联网工程专业时,课程体系的设计在国内外无先例可以借鉴,因此必须采取十分谨慎的态度。从规避风险的角度看,在考虑新专业培养目标定位与课程体系设置时,应该遵从两个原则:一是充分发挥“源学科”的学科基础与优势;二是从未来毕业生可能从事的就业岗位和就业的能力需求出发,反过来审定设计的培养目标,对课程体系和内容进行取舍[4,5]。

本文从高校物联网工程专业建设框架和保障措施两方面对物联网专业人才培养体系进行研究。

一、高校物联网工程专业建设框架

1、课程建设

(1)高校建设物联网工程专业的特点

物联网工程专业是多专业的融合与提升,需要多专业课程的汇聚,取其共性,建立基础教学;各院校根据自身行业应用背景建立应用背景优势,建立各自的应用方向的课程和实训,突出应用方向的特点。

(2)物联网工程专业人才培养目标

物联网工程专业面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。

本学科专业培养的学生知识结构合理,具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论,掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技能的能力以及较强的创新实践能力。

(3)物联网工程专业能力培养要求

(1)综合性:物联网是多专业的融合,要求人才培养的宽知识背景,了解传感层、通信层、网络层的基本知识,学科涉及电子、计算机、通信、自动化等传统学科;

(2)系统性:物联网是系统工程,要求在人才培养中要通过特定课程或创造综合实训环境培养学生的系统观;

(3)专注性:在综合与系统的背景下,要泛而精,培养学生重点掌握物联网技术的某一个层面或某一个方向的能力,毕业后能专注于某一个岗位;

(4)创新性:在技术背景下,重点强调应用的创新能力,国内物联网要有大发展,重点不是技术,而是技术应用模式创新,新的应用创新能扩大市场并对技术提出新的要求;

(5)主动性:物联网技术更新快,基于课程本身要培养学生主动学习的能力,掌握基本学习的方法,主动求索。

(4)物联网工程专业培养要求

(1)掌握与物联网学科相关的理工知识、基本理论和方法;

(2)掌握物联网基本知识和基本技能,了解物联网科技发展动态;

(3)熟悉国际国家关于物联网标准;

(4)掌握必需的传感器、电子、通信、单片机,高频微波、RFID、计算机技术等知识和专业技能;

(5)掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论和方法;

(6)掌握物联网工程应用和科学研究方法和管理方面的基本知识。

(5)物联网人才培养形式

(1)本科教育:

a.新专业培养:四年制物联网/传感网新专业,基础扎实,但培养周期4年;

b.新方向培养:在现有课程基础上新建物联网、传感网专业方向,在大二、大三学生基础上补充特色课程,培养周期2-3年。

(2)研究生教育:

成立物联网/传感网研究生新专业,培养人才层次高,培养周期3年。

(3)社会培训/就业培训:

针对传统培养的长时间及社会需求的急迫性的矛盾,社会培训在近期内是最好的暂时缓解人才需求的培养方式,电子信息类毕业生通过半年到一年的社会培训,或高校大四学生的就业培训,可以在1年左右时间实现人才培养。

(6)物联网工程专业课程目标

物联网工程专业应用的多样性要求必须培养宽口径人才,重视加强基础训练。学生在掌握专业技能的同时,要求尽可能多地跨学科学习,打破课程、学科间的壁垒,从而获得可持续发展的能力。在一、二年级时,要淡化专业方向界限,构建普通教育课和学科基础课公共平台,在高年级时,设置专业方向课程群,以加强基础,增强适应性,形成宽口径专业培养方案。增加选修课课时和门数,增大学生自主选择的机会,激发学生的学习动力和创新精神。

(7)课程结构

从目前个别申办物联网工程专业的学校提出的教学计划来看,完全是另起炉灶、重设新的课程体系,拟开设十几门,甚至是二十几门冠之以“物联网”某种技术的课程,脱离了依托计算机专业的教学体系。就物联网技术产生的技术背景看,计算机技术是物联网技术发展的基础。物联网是计算机技术与电子学科、智能学科紧密结合,并在各行各业更深层次应用的必然产物。因此,从学科关系上来说,它的知识基础应该是计算机学科,它的未来发展仍然将倚重于计算机学科,因此在物联网工程专业教学计划与专业课程设置上一定要处理好与成熟的计算机专业课程体系之间的关系。再者,短时间内开设过多新课程,无论在教材建设、实验室建设以及师资准备上都不现实。综合各高校物联网专业所开课程,基本遵循以下课程结构:

(1)专业基础课

物联网产业与技术导论、电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、信号与系统、通信原理,C语言、算法与数据结构、单片机基础、电磁场与电磁波、传感器原理及应用、计算机网络基础、通信网技术、移动通信、无线传感网络概论、嵌入式系统、C++、RFID技术概论。

(2)专业方向课

微波与天线、可编程逻辑设计、信号检测与估计技术、数字信号处理、Java程序设计、大规模数据计算/云计算、工业信息化及现场总线技术、数据库基础、光纤理论及技术、光纤传感器技术、软件无线电、电信网与交换技术。

(3)行业特色课程

任何一所大学的学科建设、教育发展都有其历史和发展过程,都有强势学科、优秀的课程教学资源以及与其培养目标相适应的实验环境、师资条件都必然有自己有别于其他大学的教学特色。有的大学在计算机体系结构研究与教学方面走在国内甚至国际的前列;有的大学在软件理论教学与研究方面具有优势;有的大学在计算机网络教学与研究方面具有优势;有的大学在RFID应用技术或WSN应用研究方面具有优势。在物联网工程专业建设中,应该充分利用和发挥各个大学的优势,扬长避短,在满足基本与共性要求的基础上形成不同学校在物联网工程专业建设中的特色。

2、实验室建设

物联网工程专业实验室建设的基本原则有:

(1)充分利用已有的资源,立足于自主开发建设,以降低建设成本。充分利用学院已有教学资源。通过专业教师直接参与实验室建设可以增强教师的实践水平,还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力;

(2)物联网工程专业实验室不仅有先进的设备,还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中,企业将全程参与沟通,选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境,建立符合市场需求的物联网应用技术实训室,使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验;

(3)物联网工程专业实验室采用校企合作的模式,邀请技术公司一线工程师课堂授课,支持骨干教师参与企业项目合作开发,做到教学信息和市场同步;

(4)物联网专业实验室可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。

物联网工程专业实验室主要包括基础教学实验室和综合演示实训中心。

(1)基础教学实验室

基础教学实验室是对已有的计算机、通信等相关专业实验室的进一步完善和发展,主要包括:模拟电路实验室、数字电路实验室、计算机编程实验室(C语言、C++、Windows编程、JAVA、数据库)、传感器实验室、计算机网络实验室、单片机实验室、嵌入式系统室、通信原理实验室、RFID教学实验室、大规模数据计算实验室。

(2)综合演示实训中心

综合演示实训中心以大屏幕交互的方式,实现物联网中心数据的综合展示,直观展示各种物联网应用。以“智慧校园”为背景搭建,集成了传感层、网络层、应用层的综合应用系统,以智能家居、智能安防、智能消防、智能门禁、智能教学、广域信息发布等为应用背景的综合系统,系统坚持开放性和应用为导向的原则,以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的。

综合演示实训中心特点包括:

(1)直观、直接体会传感网和物联网的应用场景,不仅是每一个点,主要可以了解应用的整个系统,激发学生兴趣;

(2)所有系统部件都为实际产品,而不是实验箱、实验台或开发板,增强系统的真实性;

(3)倡导真正的“透明”教学,开放产品设计的软、硬件资源,让学生学真正的产品开发,让真正有能力、有创新性的学生深入进去,真正达到素质的培养。系统中设备以产品形式存在,但开放硬件设计、软件设计、通信协议等设计资源,同时配套详细的教学实验文档,让学生以工程开发的形式学习原理知识、开发中的工程问题,同时把各个学科的知识融会贯通,达到真正的学以致用;

(4)在设备硬件设计中保留扩展接口,学生可以基于接口扩展创新硬件设计;在软件设计中,也保留学生的扩展接口,基于接口学生可以扩展软件功能,增加通信协议等,实现“学习”+“创新”+“科研”的综合应用。

二、高校物联网专业建设保障措施

1、教学内容、教学方式以及评价体系改革

物联网工程专业建设以应用为主,理论教学与实践教学有机结合,走产学研道路,培养学生创新能力,重视实验室与实践教学,加强实践环节动手能力,不能仅仅安排参观、调查,要有系统性的实践,在指导老师指导下,独立思考独立完成,最后给予实践效果评价。利用教育信息化技术,采取多媒体授课,学生“学会学习”、“学会思考”。选取教材侧重视野开阔、民主科学,采用国家面向21世纪教材、全国统编教材、规划教材。这样培养的复合型人才知识与时俱进。

2、整合资源,逐步形成特色的专业学科群

学科群是若干学科间相互渗透、相互支撑,围绕某一共同领域或重大的科研项目紧密而有机地结合在一起的学科群体。学科群的建设与形成有利于发挥学科间的综合优势,并加强学科间的交叉与渗透。在学科群建设过程中,为了克服师资力量薄弱,办学经验不足等局限,学科建设应注意发展相关基础学科和新兴交叉学科,以科研项目为纽带、以技术渗透为前提,组建跨系、跨学科的学术团队,建设以科研攻关为任务的跨系、跨学科的研究中心,积极引进优秀教育资源、科研资源,整合学校现有资源(如师资、实验条件等),以此为依托,探索物联网与计算机科学、通信工程、自动化、电子工程、材料工程等学科相结合的学科群建设,并形成相关学科群的师资队伍与学术团队。

3、加强师资队伍建设

高素质、实践能力强的师资队伍是提高物联网专业人才培养质量的保证。学校应该加强物联网专业具有丰富工程经验的“双师型”教师的引进,同时采取有力措施组织教师参加各类师资培训,努力提高师资队伍的业务水平和工程能力,不断更新和拓展物联网专业知识,提高专业素养。学校发展过程中有许多与物联网相关的项目,教师应该关注这些项目的实施,学校要尽可能相信自己老师的能力,尽可能把这些与软件相关的项目放在学校内部立项、实施。这些可以为老师和学生提供一次实践锻炼的机会,降低软件开发成本,方便软件的维护。

4、扩大交流,走开放办学之路

高校进行物联工程专业建设应加强与地方政府、大中企业以及兄弟院校的合作,积极参与国际交流,走开放办学之路。

当前高校教学和课程相对独立和封闭,缺乏全国范围的教学沟通平台,阻碍了新学科的发展。物联网工程专业作为新学科有必要建立全国物联网学科的教学统一网络教学平台实现学校、企业、政府间的交流。此外,积极稳妥地开展对外合作办学,借鉴世界先进的专业建设经验,提高我国物联网人才的国际竞争力。国际化是物联网人才培养的重要内容和主要标志之一,扩大开放是增强高校物联网工程专业活力的重要途径,通过选送优秀的教学、科研人员出国学习和学术交流以及互派留学生等措施能够有效促进物联网专业的发展。物联网专业建设只有走国际化与本土化相结合的道路,才能占领世界物联网人才高地。

三、小结

物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要而设置的,需要用国家发展战略的视野来看待专业建设,着眼于未来,前瞻性地培养复合型人才。然而目前有关物联网工程专业的知识体系、课程体系、工程实践、师资建设和人才培养等方面都还是一片空白。本文从高校物联网工程专业建设框架和保障措施两方面对物联网专业人才培养体系两方面进行探讨,期望本文可以为物联网教学研究人员提供一些有益帮助。

参考文献

[1]吴功宜.智慧的物联网—感知中国与世界的技术[M].北京:机械工业出版社,2010.

[2]宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报,2010,38(11):2590-2599.

[3]封松林,叶甜春.物联网/传感网发展之路初探[J].中国科学院院刊,2010,25(01):50-54.

[4]黄孝斌.物联网应用实践[J].信息化建设,2009(11):21-22.

实用型物联网工程 篇11

【关键词】讲座 项目设计 职业规划书 视频教学 启发式教学

一、引言

《物联网工程导论》作为新兴复合型学科“物联网工程”的入门引导课程，教育目的在于让学生体系化地建立物联网专业知识框架，引导学生对于自己的职业规划进行思考，以便定位自己的就业方向，规划大学四年的学习和实习计划。由此可以看出，《物联网工程导论》的教学重点在于引导学生认识自己的专业特长，激发其专业学习兴趣。因此，如何选择合理的课程教学方法，是一个值得探讨的问题。

2014年以来，电子科技大学成都学院（以下称本院）各专业均开设了相关的导论课程，并采取CDIO工程教育模式，作为教学手段。从教学效果来看，大一新生在C-D-I-O的环节体验式教学中，普遍存在浓厚的学习兴趣，课程项目制的开展中，学生们也一定程度上提升了实践动手和团队协作能力，并做出了诸多作品。以2015年电子工程系导论课程为例，学生的作品数多达40件。综上所述，CDIO的教学模式，在提升教学质量方面，是一种行之有效的方法。故在《物联网工程导论》的教学中，拟采取CDIO工程教学模式，引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣，从而达到能力培养、综合发展的目的。

二、CDIO教学方法的具体实施措施

在《物联网工程导论》CDIO教学中，主要根据课程的提点来设置相应的教学环节。

（一）邀请物联网从业人员进行讲座

大学教师对于基础技术方面非常熟悉，但是对于行业的发展前景和就业情况熟悉程度不如行业的从业人员。本课程作为行业导论课，最重要的就是了解行业的发展前景和就业情况。鉴于此，本文在教学中，邀请经验丰富的物联网从业人员来进行免费讲座，如图1所示。

（二）平时作业采用项目设计的方法

CDIO教学的精髓在于项目制的实施。大量的教学实践表明，它是学生建立体系化专业知识的有效手段。故在教学中，拟采取项目制贯穿教学环节的方式进行。具体实施步骤为：

1.拟定设计题目

教学中，结合自己在大学学习的学习过程以及在平时的教学工作中与学生的交流，拟定了20多个项目设计题目。主要分为2个方向，行业类的题目主要涉及学习和就业的计划和规划方面，比如“物联网行业研发岗位有哪些公司招聘？需要哪些技能？对应哪些课程？薪酬如何？发展空间如何？”“《我是女生，学这个专业合适吗？现在有什么渠道可以转专业，或者毕业时找其他专业的岗位吗？发展空间如何？”等。技术类的题目主要针对物联网应用的一些技术，让学生进行使用体验，比如“淘宝（或者京东）上有哪些商品使用ZigBee协议？干什么用的？”“使用某一个品牌的云存储平台产品，并且向同学们介绍使用感受”等。考虑到个人思考的局限性和大学生的无限创造力，允许学生自己拟定课程题目，只要在物联网行业导论这个范畴以内；因为大一新生刚从中学的教育体系脱离出来，对于大学的学习方法和就业后的学习工作情况不熟悉，所以题目拟定时注意降低难度，并且和学生的现实情况紧密结合。

2.项目团队的划分

让学生按自己意愿组件项目制团队，每个课题小组4～5名学生。团队划分完毕之后，让学生完成选题工作。

3.综合能力的训练及考核

每个课题组花4周的时间完成项目。并于课程的最后教学阶段，进行实物演示和答辩验收，并组织3～4名经验丰富的专业教师进行成绩综合评定。

（三）职业规划论文的撰写

在课程考核机制中，除项目制的开展外，还应结合本院其他专业导论课程的CDIO教学改革的优秀经验，再设置职业规划论文撰写环节。即完成导论课程的学习后，每位学生应对自己的专业规划和兴趣有初步认识，根据自己的发展规划，完成职业规划书一份。主要内容包括：（1）未来自己期望就业的1～3个专业方向；（2）调查该方向的就业单位在用人方面的专业技能需求；（3）以此为依据，完成四年的学习规划制定；（4）授课教师结合自己的学习和工作经验，进行指导性的批注，再返还给学生，进行经验的交流。

（四）理论教学中的形式转变

本课程作为行业导论课程，对于物联网各种技术的介绍主要是技术应用案例，而不是技术的原理，这样才能更大限度地激发学生的学习兴趣，为后续的课程做下铺垫。

在这个课程的CDIO教学改革的研究阶段，收集了很多物联网的应用案例，这些教学资源都是以ppt的形式存在的。

在实际的教学过程中，学生对于ppt形式的讲解，处于被动接受的地位，故注意力集中程度不够高。因此将部分应用场景的介绍的教学，改成了视频形式的，来自世界前沿技术应用的视频，极大地开拓了学生的视野。

三、结束语

通过上面的各种教学方法和手段的综合应用，在实际教学中取得了良好的效果。激发学生对于本专业的兴趣，促进其对大学四年的学习规划和毕业后的就业规划的思考，促进学生从中学学习模式到大学学习模式的转变，充分调动了学生的主观能动性。教师在教学中应当不断思考、总结、创新，加强与学生的互动和交流，这样才能设计出优秀的教学方法，最终实现教学统一，提高教学质量。

【参考文献】

[1]杨景常.成功的《专业导论课》课将影响学生的一生[J].高等教育研究，2007，23（01）：38，41.

[2]杨善林，潘轶山.专业导论课——一种全新而有效的大学新生思想教育方法[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2004，18（04）：1-3.

[3]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006（11）：81-83.

实用型物联网工程 篇12

智慧矿山是基于物联网技术的人工智能技术。在矿山生产过程中,采掘业消耗人力、物力,占用资金最多,也是安全风险最大的行业。因此,必须用人工智能技术改造传统的采矿业,实现降低生产成本、提高劳动生产率及保证矿山安全生产的目的。以夹河煤矿(井工)“智慧矿山物联网示范工程”建设为例,论述智慧矿山研究情况及未来发展趋势。

1 整体构想

夹河煤矿的“智慧矿山物联网示范工程”(以下简称示范工程)是2010年立项建设的项目,2011年1月江苏省正式下达了科技支撑计划——社会发展的科研计划(BE2011045)。初步构想是:采取统一设计,分布实施的原则进行规划建设,目标是建成一个统一的网络平台(骨干网、无线网),实现井下人员精确定位、周围安全环境的感知;实现井上下主要生产系统和大型机电设备、供电系统及管网等的监控,即设备工况的感知;实现矿井安全生产可靠,有效地预防和及时处理各类突发事故和自然灾害,即矿山灾害风险感知。实现全矿的数据采集,使生产调度、经营管理、决策指挥网络化、信息化。实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息有机集成,达到减人增效和提高矿井安全水平的目的。

2 实施原则

立足现在,着眼未来,设计开放的智慧矿山信息系统。系统设计起点定位要切合实际,做到标准要高,既要保证目前应用的需要,又要保证将来系统扩展和提升的需要,真正达到示范效果。充分利用现有资源条件,降低系统建设成本。总体规划要尽量将已有系统的信息孤岛进行整合,充分利用已有的硬件设施。

本工程总体设计,分步设施。总体规划根据智慧矿山的需求及远期目标进行,分步实施要根据资金、人才等资源条件,合理分配项目实施阶段,循序渐进,避免盲目投入。

3 主要建设内容

示范工程建设主要包括以下7个方面的内容。

3.1 生产调度指挥中心软硬件建设

调度指挥中心的功能与原来的单纯生产调度相比得到加强和扩充,各系统的信息通过综合传输网络汇集到调度指挥中心,是感知矿山的上层集成平台。解决了原矿山各系统相对独立、信息孤岛问题;解决异构系统接口问题,形成统一的矿山集成平台标准。

系统配置生产数据服务器(SCADA)2台、实时数据服务器1台、历史数据服务器1台、WEB服务器1台、定位服务器1台、GIS服务器1台、操作终端6台、工程师站1台。软件平台确保矿山所有的安全生产、管理、人员信息等复杂异构信息在一个统一网络平台上运行,在异构条件下互联共享,能够使不同功能的应用系统联系在一起,协调有序运行,使得各自独立的监控信息实现共享。

采用国际流行的i Fix组态软件实现对整个矿山安全、生产系统的监控。i Fix是全球最先进的XMI/SCADA自动化监控组态软件,广泛应用于监控和分布管理全厂范围的生产数据。3D-GIS的软件开发,主要利用数据处和图像理技术,WIFI终端跟踪移动设备运行轨迹[1],实时生动地显示生产过程中人员、设备的工作状态。实现对人员、设备的精确定位,直观地反映井下环境状况、设备状态、人员状态,使得各级安全生产管理部门直观地了解井下生产状态,为生产管理人员指挥决策提供了方便。

3.2 骨干网建设

骨干网是利用原有8芯光缆为主传输通道,依托原有KJ335安全监控系统和KJ236井下人员定位系统的工业100 M环网基础升级改造而成的。改造后骨干网为1 000 M工业以太环网,能够保证光纤一处断开的情况下,网络仍能正常工作,且系统能及时诊断出故障点,便于维修。1 000 M工业以太环网设16台交换机。交换机分别为SCALANCEx系列408、308、300各1台。满足井下上各种监控信息、语音信息、视频信息综合集成传输的要求;满足煤矿生产、监控、人员定位、安全管理及救援通信等综合业务需要的传输平台。

3.3 感知网建设

井下的移动设备、人员及矿山灾害的分布式监测均离不开无线网。无线网在示范工程中主要功能是:人员、机车定位管理、设备大范围移动时的视频传输,无线语音、数据通信等。无线智能传感网是依托1 000 M工业以太网布置分支交换机和无线AP(无线基站),利用WIFI通信技术,具有传输速率快和网络稳定等特点。其连接的终端为:智能矿灯、机车定位卡、人员定位卡、无线摄像头、WIFI手机等。主要用途为采集环境参数、定位信息、视频数据、语音数据等[2]。

3.4 人员安全环境感知建设

示范工程建设前煤矿安全监测系统为KJ335系统,对井下的气温、风速、瓦斯及馈电系统等进行监控。井下人员定位为KJ236系统,该系统类似于地面的巡更系统,即在一个关键点设置读卡器,检测什么时间经过此点的人员。在夹河煤矿有5个工作水平,巷道长且复杂,仅靠24台读卡器根本不可能达到人员精确定位的要求。针对这些弊端,示范工程研发出新型的智能矿灯终端。它通过WIFI与1 000 M以太网相连,井下工作人员身份绑定的智能终端具有瓦斯监测、环境温度监测、矿灯工作状况监测、佩戴人生命信号探测、紧急呼救、收发短信功能、人员精确定位及进入禁区报警功能。可实现人员安全环境感知。

3.5 设备健康状况感知建设

本部分分为2个方面:(1)自动化改造。对主运输系统、供电系统、排水系统进行自动化改造,达到无人职守工作状态,实现减人提效目的。对上述设备进行健康状况监测,监测的主要内容:过流、过载、漏电、短路、断相、关键部位的温度变化及流量正常与否等。(2)对主通风机、主井、副井、压风机系统、采煤工作面的设备工作状况进行监测。监测的内容:风量、风压、电流、关键部位的温度变化,综采工作面泵站压力、电机电流、温度、水压等参数。实现预知维修[3]。

3.6 生产管理决策系统

本系统的主要内容:煤矿生产过程检测与控制,煤矿物资供应链管理,生产经营决策管理,办公自动化,矿山环保与生态恢复等。

3.7 云平台建设

探索基于云平台的全国矿山灾害监控服务中心建设,尝试将全国矿山的灾害监测信息集中到服务中心平台,结合专家云对各矿动力灾害的活动规律及监测数据进行分析,提出分析报告和预警信息。

4 社会和经济效益

示范工程预算投资675万元,实际投入698.80万元(含省财政拨款),于2015年通过验收。产生如下效果:(1)社会效益。示范工程解决了长期困扰煤矿的数据格式不规范、接口方式不统一的难题,形成了行业标准,为智慧矿山建设奠定了基础;研制的成套装备运行稳定;达到了减人提效、提高了安全生产可靠性的效果。示范工程是国内外第一个将物联网技术应用于煤矿的成功范例,为今后智慧矿山建设提供了模板,起到了示范作用。(2)经济效益。示范工程自投入运行以来,设备故障率降低5.44 min/万t,多出原煤30 180 t;可使井下泵房、变电所等岗位实现无人值守,降低了人员工资成本;合理调整设备运行时间,避峰填谷(一种用低价电技术措施),节约用电成本。示范工程运行3 a以来,产生的直接效益近2 500万元。

5 以后重点研究方向

人工智能分为感知、认识、行为3个层面,现阶段人工智能技术主要集中在感知智能层面。智慧矿山建设的最终目标是实现生产无人化矿山,让工人摆脱那些“苦、脏、累、危险”的工作环境。这对于煤矿来说,就是采掘工作面生产实现无人化。

感知智能是智慧矿山的第一步工作,所有的工作都是建立在可靠感知的基础上。除现在已掌握的技术,还需要在下列几个方面深入开展研究:(1)水文地质方面,需要感知工作面顶底板岩石厚度及岩石性质的变化。推断地层的地质构造,如:断层、裂隙、变薄带,是否有透水的危险等。(2)感知顶板压力及顶、底、帮移近量,判断支护质量是否合格,工作空间是否安全。(3)在网络通信方面,应该加大可见光通信技术(VLC)及电力线通信技术(PLC)等的应用研究,以达到光纤通信、WIFI、VLC及PLC相互补充,实现通信可靠的网络体系。(4)在传感器方面,感知物体(设备)的状态离不开传感器,在整个系统中传感器扮演着重要的角色。必须加强矿山传感器的研究,加大对低功耗微芯片的开发应用研究力度。

基于目前掌握的技术,煤矿部分生产过程已经初步具备了智能制造条件。比如:采煤工作面实现无人化生产。实施技术升级后,一个矿井从事采煤生产的工作人员可以降至30人之内(包括生产管理人员,生产规模与工作人员数关联性不大)。

6 结语

经过多年对示范工程应用研究和实践,基本完成了感知智能阶段的研究,产生了一系列的科研成果,具备了逐步向智能制造过渡的必要条件。

参考文献

[1]刘晓文,张秀均,郝丽娜,等.基于WI-FI的井下定位算法研究[J].传感技术学报,2016(6):854-858.

[2]刘静伟.基于IEEE802.11的无线收发器在井下监控系统中的应用研究[D].西安:西安科技大学,2009.