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物聯網技術概論

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物聯網技術概論

物聯網技術概論范文第1篇

關鍵詞:物聯網;物流工程;實驗系統建設

作者簡介:趙剛(1965-),男,遼寧沈陽人,北京信息科技大學信息管理學院,副教授。(北京 100192)

基金項目:本文系北京信息科技大學教育提高項目、課程建設項目的研究成果。

中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0168-02

課程建設是一項綜合性的建設,在我國高等教育課程結構總體框架內具有十分重要的意義。課程建設是連接教育宏觀和微觀兩方面的重要紐帶,是教學工作的基本細胞。實踐環節注重于所掌握知識的實際應用,通過應用實例加深對理論知識的認識,鍛煉動手能力,培養合格的專業人才。為了達到培養目標,培養學生實踐動手能力尤為重要。[1-3]

北京信息科技大學信息管理學院承擔物流工程專業工程碩士的培養,所開設的研究生課程“物聯網概論”屬于學位專業基礎必修課,課程具有較強的實踐性。為促進實現物流工程碩士培養目標,急需建立“物聯網概論”課程教學相關實驗系統,以更好地培養學生熟練運用信息技術、獨立從事物流工程信息系統設計與優化的能力。物流產業的快速發展急需大批物流工程技術人才,完善物流工程專業工程碩士的培養目標,更側重對實踐能力培養。物聯網技術為物流工程帶來巨大變革,數據感知與采集是物流工程智能決策的數據基礎,數據管理與集成是異構數據轉化為商務智能的信息條件。[4-5]本文主要介紹面向物流工程專業的“物聯網概論”課程中實驗教學系統的思考與探討。

一、物流工程專業工程碩士培養目標與“物聯網概論”課程

物流工程是以物流系統為研究對象,研究物流系統的資源優化配置、物流運作過程控制、經營和管理的工程技術領域。北京信息科技大學物流工程全日制工程碩士專業培養目標是從我國物流產業的實際出發,結合本校優勢,培養具有物流領域堅實的理論基礎和寬廣的專業知識,富有創新意識,能獨立從事物流工程信息系統設計,能熟練運用信息技術進行物流工程管理,具有良好的職業素養的高層次應用型專門人才。

在專業建設中,“物聯網概論”是全日制工程碩士物流工程專業一門專業基礎必修課,本課程的任務是使學生掌握物聯網的基本知識,掌握物聯網體系架構,深入了解物聯網核心技術,使學生具有在物流系統中應用物聯網技術的基本能力。其主要講授物聯網的基本原理及應用知識,包括物聯網的分類、物聯網體系架構、物聯網技術與物聯網工程設計等內容,學生通過課程的學習應具備以下方面的知識體系并普遍理解基礎內容,重點掌握應用技術:物聯網的三層體系結構、傳感與數據采集、通信與網絡技術、數據處理與挖掘、物聯網工程設計。

二、“物聯網概論”課程實驗系統建設

按照國家教育部對工程碩士的要求,在考察和培養工程碩士理論知識能力的前提下更側重對工程碩士實踐能力的培養。物聯網技術為物流工程帶來巨大變革,數據感知與采集是物流工程智能決策的數據基礎,數據管理與集成是異構數據轉化為商務智能的信息條件。數據管理與集成及數據感知與采集技術的應用與發展受到了學術與產業界的高度重視,已成為物流工程領域研究的熱點和關鍵性問題。北京信息科技大學信息管理學院承擔物流工程專業碩士的培養,所開設的研究生課程“物聯網概論”屬于學位必修、專業基礎課,課程具有較強的實踐性,為促進實現物流工程碩士培養目標,急需完善相關教學課程體系并且建立該課程教學相關實驗系統。“物聯網概論”課程建立以演示為主、調動學生實踐動手能力的小型物聯網系統十分必要,以更好地培養學生熟練運用信息技術、獨立從事物流工程信息系統設計與優化的能力。

物聯網信息采集、加工是物聯網乃至物流工程中的重要知識內容,建設實驗系統所提供的科學研究與實踐平臺不僅可以讓研究生鞏固理論知識,加深學生對物聯網的信息流的認識,提高實踐能力,而且將進一步增強學生社會競爭力。[6-7]物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等感知層設備,按約定的協議,把物體與互聯網相連接,進行信息交換與通信,實現對物體的識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,是互聯網基礎上的網絡,是“物物相連”的信息通信網絡。龐大復雜的前端傳感數據匯集后需要分類分析甚至綜合協同處理,作為物聯網三個重要的特征之一,信息系統強大的計算能力對前端數據進行挖掘、整理、分析、判斷并給出結論,本實驗系統是建立基于RFID的商品供應鏈智能管理系統的初步階段,其整體系統如圖1所示。

初步建成具有以下功能的小型物聯網實驗系統:以物流工程中庫存管理為基礎,利用RFID技術建立感知層,運用自適應網絡建立數據傳輸層,設計實現數據處理層業務實驗系統,重點發揮北京信息科技大學信息管理學院優勢,從而進一步建立基于物聯網技術的庫存管理信息系統。對無線傳感器節點工作原理進行分析,安裝無線傳感器節點操作系統,配置無線組網,建立無線傳感器網絡采集數據;建立RFID工作場景,在完成對射頻標簽讀寫基礎上利用數據庫進行具體應用案例開發。

(1)模擬給每一庫位貼電子庫位標簽,在進行庫房管理作業時讀取該標簽信息,從而判定當前作業的位置是否正確。

(2)模擬為入庫物品貼上具有貨物標識的電子標簽,在實施庫房作業時讀取標簽編號用以核定作業物品是否正確。

(3)讀取出庫物品標簽,提高作業效率,降低錯誤率。

(4)為了節省運行成本,貨物出庫后可取下標簽,送到入庫處根據需要設計重復使用貨物標簽。

(5)架設具有模擬覆蓋整個倉庫作業區域的無線網絡,實現作業數據的實時傳輸。

(6)模擬作業車并安裝無線數據終端,作業者配置手持式無線數據終端,利用指令實現作業位置與作業貨物的準確性確認等功能。

(7)模擬自動導引車平臺并配置RFID識讀器、無線通信設備,實現周期性對庫房貨物的自動盤點并其結果傳輸給信息系統。

圍繞北京市物流產業人才培養的需求,為實現“物流工程”專業的培養目標,初步建成小型物聯網實驗系統,以物流工程中庫存管理為基礎,利用RFID技術建立感知層,運用自適應網絡建立數據傳輸層,設計實現數據處理層業務系統,重點發揮北京信息科技大學信息管理學院優勢,建立基于物聯網技術的庫存管理信息系統,用以支撐研究生課程“物聯網概論”的教學與實踐,為學生提供“數據感知與采集”的科研與創新實踐平臺。借助所建設的小型實踐平臺能夠幫助學生鞏固理論知識,進一步接觸接近實際的數據感知與采集、數據管理與集成技術,提高工程實踐能力。

三、結束語

本文在介紹物流工程專業工程碩士培養目標的基礎上,總結了“物聯網概論”課程的主要教學內容,在分析物流工程與物聯網關系等方面的基礎上深入探討了“物聯網概論”實驗系統的建設目標、建設方案和建設內容。“物聯網概論”實驗系統的建設不僅可以促進學生鞏固理論知識、提高實踐能力,而且還將進一步增強學生畢業后在社會中的競爭力。學生通過接觸到近于實際的數據感知與采集技術,提高其自身的技術素養與工程實踐能力。因此,本實驗系統的建立可以提供“物流工程”專業碩士相關課程的教學與實踐,必將大力加快我校培養具有較強創新能力的高層次應用型人才目標的實現,面對社會人才需求,培養優秀的高層次應用型人才,更好地服務于社會,滿足行業的需求。

參考文獻:

[1]熊玲,劉芳,李忠.研究生課程建設的思考與探索[J].華南理工大學學報(社會科學版),2011,(6):93-96.

[2]溫靜,胡顯莉.加強研究生課程建設培養研究生創新能力[J].重慶工學院學報,2006,(12):182-184.

[3]高芳.我國研究生課程與教學改革效果的調查研究[J].學位與研究生教育,2012,(10):27-31.

[4]柯強.物聯網專業課程建設探討[J].物聯網技術,2012,(1):80-81.

[5]趙傳信,王楊,陳付龍.物聯網專業實踐課程建設探討[J].電腦知識與技術,2012,(12):2922-2924.

物聯網技術概論范文第2篇

關鍵詞:翻轉課堂;教學模式;空間課堂

doi:10.16083/ki.1671-1580.2017.03.015

中圖分類號:G710

文獻標識碼:A

文章編號:1671-1580(2017)03-051-03

隨著教育信息化的進一步深化,特別是“互聯網+”大背景下,傳統的教育理念和思想受到越來越多的挑戰,個人電腦、智能手機的廣泛使用,拉近了師生之間的距離,改進了教學方法,促進了學生個性化的發展,這使得教學模式發生了重大變化,課堂上傳統的老師講授模式變成了師生互動交流、學生主動學習、自主學習的方向發展,這符合當前信息化時展的教學模式。作為一線教師應該要適應這種新的形式,嘗試應用多樣的信息化教學方法與手段進行課堂教學的組織與管理,以提升高職學生綜合素質和學習能力。

一、“翻轉課堂”教學模式的特點

翻轉課堂與傳統的課堂不同,不僅僅在學習順序的變化,它還具有自身的特點,主要體現在以下幾個方面。

(一)輕松的學習環境

與傳統的被動學習不同的是,翻轉課堂是課前對所學的內容進行自主學習,課堂主要是解決問題,將知識內化,這樣可以讓學生以一種輕松的心態去完成師生之間的交流,提升教學效果。

(二)教學資源更加豐富

傳統的講授課堂由于時間有限,老師不可能給學生放映大量的相關視頻和學習資源,翻轉課堂是學生在課前完成自主學習,學生可以隨時隨地學習,這樣,老師可以準備盡可能豐富的教學資源以供學生學習,可以包含微課視頻、PPT、教學設計、動畫、知識小游戲等。

(三)師生角色發生變化

傳統的教學模式是以老師為主,課堂圍繞老師進行,而翻轉課堂師生之間是以平等的地位在課堂上進行討論,共同解決某一問題。

(四)師生交流更加頻繁

網絡通信的發展,使得師生之間可以通過虛擬的網絡世界隨時隨地聯系,這使得知識的傳播更快捷,第一時間解決所授知識中的難點。

微課具有應用廣泛、開發便利、易上手的優點,作為支撐“翻轉課堂”有效的數字化資源,得到當前教育工作者和學習人員越來越多的應用。下面將以湖南省職業教育名師空間課堂《物聯網技術概論》為例,進行分析探討基于空間的“翻轉課堂”教學組織與實施。

二、基于空間的“翻轉課堂”教學模式的實踐研究

(一)教學分析

在空間教學組織與實施前,首先進行一系列的教學分析,主要對教學環境、學習者、學習內容及教學目標進行分析。

1.教學環境分析。在教學環境中,由于學生是提前進行知識的學習,需要在教學上給學生提供相應的軟硬件環境。在硬件環境方面,需要給每個學生提供一臺計算機或智能設備;在軟件方面,安裝相應的可以支持相關資源播放或查看的軟件。

2.學習者分析。《物聯網技術概論》課程是物聯網應用技術專業的一門專業基礎課,也是電子信息類專業選修課。在課程內容設計過程中遵循學生的認識規律,從簡單到復雜,由淺入深,按照物聯網技術體驗――物聯網技術認知――物聯網技術分析三個不斷遞進提升的層次來劃分知識技能點,從而確定課程的學習任務和學習目標。

3.學習內容分析。本課程首先讓學習者進行物聯網應用場景的體驗,從物聯網的概念出發,借助物聯網技術在家居、物流、交通及城市中的應用案例,深入剖析物聯網這一概念背景下所涵蓋的技術知識、發展現狀及所面臨的挑戰和技術突破點,并詳細介紹物聯網在各行業的應用狀況。

4.教學目標分析。通過本課程的學習,讓學生對物聯網的相關概念、結構組成、相關技術、應用現狀和發展前景等有本質的認識,培養學生自主學習和應用信息技術的能力。

(二)教學模式的構建

1.開發教學資源。創新空間課堂資源建設方法,自主開發完成《物聯網技術概論》空間課程全套的數字化教學資源:課程簡介、課程標準、課程設計、授課計劃、考核方案、微視頻、微設計、微課件、微素材、微案例、在線試題庫、技能抽測題庫等。建設空間特色資源:物聯網產品認知展廳和物聯網項目解決方案展廳,通過兩個空間展廳資源的建設,讓空間成為普及前沿技術的陣地,讓學習者對物聯網技術的典型應用有直觀的認知。

2.設計教學模式。傳統教學模式的改變,使得學生的學習由被動變為主動,作業和習題由學生自主完成變成課堂協作完成,學生在課程開課以前,就已經比較清晰地了解該課堂的教學目標,學生已經成為課堂的主體。對于基于“微課”的翻轉課堂教學模式設計,將其分為課前自主學、課中引導學和課后拓展學三部分,設計的空間教學模式如圖1所示。

課前自主學:重點吸引學生興趣和注意力,提升學習熱情,凸現空間課堂的磁力;引導學生進教師空間觀看微課視頻、學習視頻、學習指南和參考資源等內容,了解對應的授課內容和教學目標;發現的問題可以通過微信、QQ和空間留言等方式與教師或同學進行在線交流與討論;教師通過學生課前學習情況,提前了解學生學習狀態及對知識的掌握情況,能動態、實時診斷評價與反饋,做好相關的記錄與回復,激勵學生進行課前學習。

課中引導學:教師采用多樣的信息化教學方法和工具手段進行教學的有效組織與實施,重在有效解決學生提出的問題;

激發引導學生參與課堂討論、交流與展示,使學生思維發生碰撞,實現提出問題、解決問題的能力提升,顯現課堂教學的活力;

利用大數據分析技術實現課堂教學效果精準測評,讓教師能快速地對學生的學習全過程做出診斷評價,以實現全體學生的個性張揚、智能發展和健康成長,實現課堂教學的效力。

課后拓展學:充分拓展與提升學生的知識面,注重知識內涵與外延的挖掘及與學過知識的聯系進行總結和反饋;學生還可有針對性地選擇在線作業、在線考試進行自我檢測,不斷進行內化與提升。

(三)教學實踐與應用

1.資源開放共享。將全套資源分門別類、按開放式上傳,并搭建空間課堂的學習地圖(圖2)和教學單元學習導航(圖3),保證資源訪問高效,使用容易,貼近學習者使用的需求。

2.教學組織與實施。充分利用信息化空間平臺和信息化教學手段,創新空間“翻轉課堂”教學模式,優化教學過程,利用空間考勤、創建群組、下發與提交作業、交流討論和答疑、成績公示和空間教學數據分析與管理,實現空間教學管理常態化,推進空間課堂教學改革,提高空間課堂的有效性。

利用微信鮮活立體的溝通方式、及時有效的信息推送、開放平臺可拓展性強等特點,在“翻轉課堂”的空間課堂教學實踐中申請“10T技術博覽館”微信公眾號,利用它來輔助課堂教學,進行資源推送和學習交流討論;從微信公眾平臺系統自帶的統計板塊中,可進行圖文分析,通過分析可以看出每天定時推送的微學習資源的查閱情況、每條學習資源的應用情況及課中推送隨堂測驗情況,進行實時檢測數據分析和即時反饋,改進教學策略,調整教學進程;通過課后作業數據分析,實施針對性輔導,為學習者即時推送合適的個性化學習資料,實現個性化的學習支持。

三、結束語

物聯網技術概論范文第3篇

關鍵詞:物聯網技術導論;實驗教學;實驗考核

中圖分類號:TP393;G642 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)03-0091-02

0 引 言

物聯網被認為是繼計算機、互聯網之后的第三次信息浪潮。2009年8月總理在無錫考察傳感網產業發展時提出“感知中國”后,物聯網的探索逐漸成為國家戰略。2010年3月底,教育部批準30所高校第一批開設物聯網工程專業,沒有物聯網專業的學校也相繼開設了物聯網相關的課程。我校于2010年招生時就將物聯網及相關課程加入了計算機科學技術、網絡工程專業的培養方案,并于本學期首次開設了《物聯網技術導論》課程。本課程的特點是理論性強,通過實驗課加強學生對于物聯網理論內容的理解,才能很好地培養學生分析問題、解決問題的能力和專業實踐能力,加強實踐教學是培養應用型人才的重要途徑。研究《物聯網技術導論》課程的實驗內容,對培養物聯網應用人才具有重大的意義。

1 研究現狀及存在問題

《物聯網技術導論》是本學期為2010級計算機科學技術專業新開設的一門專業任選課。課程的目標是使學生可以對物聯網技術的相關知識有一個全面、系統的認識;具備規劃設計與構建出一些簡單的物聯網應用系統的能力;具備運用理論知識解決實際問題的基本素質。

現在開設物聯網課程的學校很多,主要從理論上講解物聯網中的無線傳感器網絡、RFID(射頻識別)技術等,項目組對市面上的物聯網技術課程及實驗的教材及幾個學校的實驗教學做了調查,主要發現有以下幾個問題:

1.1 課程內容差異很大,實驗內容不統一

物聯網是一個相對比較新的技術,很多理論還沒有完全沉淀下來,形成非常統一的理論體系。不同的學校不同的教材講授的內容有很大差異,相對于實驗內容也就有不同的安排。

1.2 開設的專業不同,實驗內容的重點不一

物聯網技術是一個綜合性比較強的新技術,涉及到計算機技術、通信技術、自動控制技術等,造成了不同專業都開物聯網課程的現狀。通信技術相關專業講解的重點在于物聯網通信傳輸、通信協議分析等,自動控制相關專業講解的重點在于物聯網芯片的研究設計等。計算機相關專業講解的重點在于物聯網相關算法、應用開發等。開設專業的不同,導致了實驗內容的重點不一。如北京科技術大學王志良教授出版的實訓教程[1]有大量的硬件設計指導等。

1.3 不同學校配備的實驗箱不同,實驗操作不一致

對于物聯網課程的實驗大部分都是基于實驗箱進行操作的,不同的學校配備的實驗箱基本都不同。每種實驗箱都有不同的核心板,不同的程序,操作起來都有自己的步驟[2]。本系關于物聯網的實驗箱共有3套,即使是同一種類型的實驗,軟硬件環境,實驗效果也都不同,這也給實驗的選擇、融合帶來一定的難度。

1.4 學生層次不同,實驗內容的難易度設置問題

物聯網實驗需要大量的硬件編程基礎,這些基礎都是通過以前課程的學習積累的。有的學生基礎好些,如果實驗內容過淺,就不能滿足學生對知識的渴望,設置過難又使基礎不好的學生失去信心。

基于以上問題的分析,我們在實驗內容的選擇上要以符合專業需求為主要方向,找出實驗教學的重點,體現實驗的層次性等,為培養物聯網方向的應用人才奠定基礎。

2 實驗內容研究

主要研究《物聯網技術導論》課程的基礎實驗與應用實驗內容,以符合專業需求為導向,整合現有實驗箱實驗的基礎上,在各個實驗中擬設置選學內容,以滿足不同層次學生的要求,同時為學生深入學習物聯網相關課程打下堅實基礎。

擬選取以下6組實驗:

(1)建立實驗環鏡

實驗為1學時,主要是認識實驗設備,安裝配置IAR、KeilC開發環境。

(2)數據感知實驗

實驗為3學時,主要物聯網感知層的實驗,包括溫濕度傳感器、超聲波傳感器、酒精傳感器的實驗,使學生通過各種傳感器感知信號及編程方法。選學內容設置為光電傳感器、壓力傳感器。

(3)ZigBee組網實驗

實驗為4學時,主要是讓學生熟悉ZigBee協議棧原理、工作流程,掌握點對點、星狀網通信原理及相關程序應用分析。選學內容為樹狀通信實驗等。

(4)網關通信實驗

實驗為2學時,使學生掌握網關上各種通信接口如串口,網口、GPRS的使用及程序分析修改。

(5)認識RFID系統實驗

實驗為2學時,使學生掌握RFID 的基本原理,學會RFID 模塊的使用方法及相關程序分析。選學內容為超高頻RFID模塊分析等。

(6)物聯網應用實驗

實驗為4學時,是物聯網應用層的實驗,主要是對智能家居系統、智能超市系統和智能倉儲系統從系統功能、架構、原理上進行分析,并通過各種模擬系統進行實際分析等。選學內容為智能農業等。

實驗的總學時為16學時,我們的重點放在無線傳感器網和物聯網應用上。

3 實驗教學方法與手段

3.1 啟發式教學

為了培養學生的創新能力,激發學生學習興趣,改變以往填鴨式教學方法,在實驗中,先講解實驗內容和實驗要求等基本內容后,再將本次實驗的結果展示出來,然后引導學生觀察、發現問題,由教師以點撥、提問和探討的方式加以解決。實驗中根據學生的實際情況,這種變學生被動為主動參與的教學方法在調動學生的學習主動性及創新能力的培養上均收到了良好的效果。

3.2 層次教學

根據實驗教學的進度和實驗深度要求的不同,把實驗分成不同的層次,有助于引導學生由淺入深地學習。在物聯網實驗教學中分成兩個方面的層次。

第一個層次,是從必學到選學將實驗內容分成必學和選學,必學是所有學生都要學習的內容。選學內容是對本實驗更有興趣的學生學習的內容。

第二個層次,是將必修實驗再分為使用、驗證分析、綜合設計3個層次。

在教學前期適合于做一些使用層次要求的實驗,如建立實驗環鏡、傳感器和ZigBee網等, 通過全面使用物聯網系統使學生對傳感器、ZigBee等操作有全面的感性認識。 在有一定的操作和理論基礎時可做驗證分析層次的實驗,從外部觀察驗證傳感器、ZigBee的原理、編程、實現過程。如學完進程就可通過在實際的操作系統上編程使用系統調用來觀察操作系統的進程調度結果,并根據結果分析不同的調度策略。 在驗證分析的基礎上就可做設計實現層次的實驗,要求學生在模擬操作系統上自己編程實現操作系統的功能模塊,并觀察自己所設計的功能模塊的工作情況。讓學生對物聯網功能有一個使用、探索驗證、自己設計逐步深入的學習過程。

4 實驗考核

考試是引導學生學習、了解教師教學效果的一個重要方法。許多高校計算機科學技術專業硬件課程實驗教學和課堂教學的比例超過20%,但學生的成績僅憑試卷考試來確定,忽略了實驗教學成績,這是不全面的。因此需要完善學生成績評定,充分調動學生對實驗教學的積極性,達到學生實驗動手能力的成績在總評成績中占一定比例。在平時的實驗教學中,應該告知學生實驗成績在總評成績中的比例,要求學生重視實驗報告,啟發學生創新思維,鼓勵學生認真總結實驗經驗,杜絕抄襲他人現象。幾年來在計算機科學技術專業硬件實驗教學成績占課程總評成績的20%~30%是比較恰當的。

5 結 語

本文對《物聯網技術導論》實驗課程的內容、實驗教學方法與手段、實驗考核等方面所作的分析,可為高校建設物聯網技術導論課程提供一些參考。物聯網技術導論的實驗教學是培養實用性和創新性的高素質物聯網技術人才的重要途徑和手段。因此,實驗教學是當前需要認真研究和探討的問題。

參 考 文 獻

[1]王志良,王新平. 物聯網工程實訓教程:實驗案例和習題解答[M].北京:機械工業出版社,2011.

[2]魏曉寧. 物聯網實驗教學初探[J]. 計算機時代, 2011(10):49-53.

[3]劉云浩. 物聯網導論[M].北京:科學出版社, 2010.

[4]吳功宜. 物聯網工程導論[M].北京:機械工業出版社,2012.

[5]徐勇軍. 物聯網實驗教程[M].北京:機械工業出版社,2011.

物聯網技術概論范文第4篇

(長沙民政職業技術學院物聯網工程系,湖南 長沙 410004)

【摘要】物聯網是我國戰略性新興產業,它把新一代IT技術充分運用在各行各業之中。為了適應新一代信息技術對人才的需求,高職院校開設物聯網應用技術專業目的是培養高端技能型、應用型和可持續發展的物聯網技術技能人才。本文從物聯網應用技術專業課程體系現狀入手分析了物聯網人才培養目標、主要就業崗位,以物聯網體系架構為核心,探索更合理的物聯網應用技術專業課程體系。

關鍵詞 高職院校;物聯網應用技術;體系架構;課程體系

0 前言

物聯網技術是是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮,通過射條碼與二維碼、射頻標簽、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器和氣體感應器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,具有十分廣闊的行業前景。自2010年7月教育部首次批準多所高校建設物聯網技術專業以來,國內高校都在根據自身的情況對物聯網專業的知識體系、專業課程體系和人才培養等方面進行了一些探索,但目前物聯網屬于新興產業,各高校基本上也都是依托自己原有的相關院系與專業開始設立物聯網相關專業,沒有成熟的經驗可以借鑒。如何建立科學的物聯網專業課程體系和人才培養方案等問題成為阻礙各院校專業發展的一個難點。本文致力于分析物聯網應用技術專業人才培養目標和主要就業崗位等,力求歸納聯網應用技術專業建設的專業共性基礎,構建了以“物聯網體系架構”為核心的物聯網應用技術專業課程體系。

1 高職物聯網應用技術專業主要就業崗位分析

高職物聯網應用技術專業是一門交叉學科,應用非常廣泛,專業培養應具有物聯網技術能力、應用創新能力、跨專業的復合型的技術技能人員,工作重點在應用、服務和生產領域。通常可將本專業對應主要的崗位劃分為物聯網系統集成和測試工程師、物聯網系統銷售和技術支持工程師、物聯網系統開發工程師等三大基本崗位:

物聯網系統集成、測試工程師:系統集成、測試工程師的工作任務主要是負責系統的軟件、硬件和傳感裝置集成,進行調試,發現并改進單元設計過程中的錯誤,負責無線網絡與移動設備的構建組網等工作。

物聯網系統銷售、技術支持工程師:系統銷售、技術支持工程師的工作任務主要是負責建立客戶關系,能根據客戶的需求,為客戶推薦其感興趣的產品,突出產品優勢;根據客戶需求進行物聯網相關產品的配置、安裝;負責物聯網系統的日常和維護,進行一些基本的故障維修;負責傳感器的采購、售前、售后維護等技術工作;負責物聯網應用系統硬件和軟件的日常維護工作。

物聯網系統開發工程師:系統開發工程師的主要工作任務是應用流程設計、開發和測試;編寫各種設計文檔;嵌入式系統的解決方案研究、項目設計方案、系統開發和集成、工程設計和施工指導;RFID解決方案研究、項目設計方案、系統開發和集成、工程設計和施工指導。

2 高職物聯網應用專業人才培養目標分析

自物聯網作為國家發展戰略以來,物聯網技術及應用迎來了高速發展時期,從而導致大量物聯網人力資源的短缺。各大高校及職業院校紛紛設立物聯網學院、專業或專業方向來培養物聯網相關專業人才。各高職院校在進行物聯網應用技術專業的人才培養時首先要確定該專業的培養目標,經過對職業主要崗位工作任務、工作內容以及能力要求的詳細分析和論證,得到學生培養目標為:本專業面向物聯網技術應用領域,從事物聯網工程設備安裝調試與維護、物聯網工程項目規劃與施工管理、物聯網工程項目技術支持、物聯網產品設計與生產管理等技術崗位,培養德智體美全面發展,心理健康。通過對物聯網系統的傳感層,網絡層與應用層等專門知識和關鍵技術的學習,掌握物聯網應用技術各崗位群必備的具備電子技術、現代傳感器技術、RFID射頻識別技術、無線網絡通信技術、物聯網安全技術和系統工程等專業基礎知識,具有扎實的基礎、實踐能力,良好的職業道德、職業素養以及創新精神和創新能力的高端技能型、應用型、可持續發展的技術技能人才。

3 以“物聯網體系架構”為核心構建的專業課程體系

3.1 物聯網的體系構架

物聯網應用技術專業是一門典型的交叉學科,涉及電子、通信、計算機和自動控制等多領域相關專業知識,是跨學科的綜合應用,物聯網分為三個層次:感知層、網絡層和應用層,如圖1所示:

3.2 專業課程體系的構建

課程的構建是提高教學質量的核心,好的體系架構,才能保證學生在校期間受到有序的、合理的、系統的能力培養,才能保證教學內容、課程建設、教學方法的質量,以便學生在未來的職場具有更強的競爭力。那么如何構建合理的物聯網應用技術專業課程體系就是我們急待解決的問題,以物聯網體系架構為核心構建物聯網應用技術專業課程體系思路如下圖2所示:

感知層:感知層主要是物品標識及信息的采集,通常由感應器件和無線傳感網絡組成,感知層是物聯網的核心層。物聯網應用技術專業在感知層對應的主要專業課程為:單片機系統分析與調試、電路板測量與繪圖、射頻技術與應用、無線傳感網絡技術和條碼技術與應用。

網絡層:物聯網的網絡層主要完成信息傳遞和處理,網絡層包括兩個部分:接入網和傳輸網。傳輸網是由公網與專網組成,常用的傳輸網絡有電信網、廣電網、電網、互聯網、專用網。接入網是連接感知層的網橋,它將獲得的感知層數據進行匯聚,并發送到接入網絡。物聯網應用技術專業在網絡層對應的主要專業課程為、嵌入式系統設計、M2M技術、網絡工程與綜合布線和物聯網管理與信息安全。應用層:物聯網的應用層也稱之為處理層,主要解決的是信息處理和人機界面的問題。物聯網的網絡層傳輸過來的數據在應用層進入各類信息系統進行處理,并通過各種設備與人進行交互。物聯網應用技術專業在應用層對應的主要專業課程為:嵌入式面向對象程序設計、Android的應用程序開發和動態網頁設計。

4 專業課程體系及進度

根據人才培養目標和主要就業崗位,以物聯網體系架構為核心構建物聯網應用技術專業課程體系如圖3所示,其中還包含了四門專業基礎課:C#程序設計基礎、物聯網技術概論、電路基礎與電工技能和電子技術與實踐。

5 結束語

作為戰略新興產業,物聯網技術已經應用于各行各業,專業前景廣闊,其對物聯網人才的需求也正在迅猛增加,行業人才需求巨大。培養大量高技術技能性物聯網人才是目前高職院校迫在眉睫社會責任,但物聯網應用技術專業的人才培養方案尚處在初始階段,課程體系構建仍在一個探索過程中,需要大家不斷的去探討和改進。

參考文獻

[1]沈蘇彬,毛燕琴,等.物聯網概念模型與體系結構[J].南京郵電大學學報,20l0(4).

[2]趙傳信,王楊.物聯網專業實踐課程建設探討[J].電腦知識與技術,2012(4).

[3]羅漢江.物聯網應用技術導論[M].教指委 “十二五”規劃教材,2013(3).

物聯網技術概論范文第5篇

關鍵詞:物聯網工程 專業設置 可行性 劉國鈞高職校

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。即通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網作為新一代信息技術,必將帶來繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮。

物聯網開啟了新的產業革命,物聯網的發展,必然帶動其相關技術產業的發展,可以斷言,物聯網必將成為下一個世界經濟的增長點,所有這一切都給職業院校的專業設置和科研提出了新問題[1]。

1.專業設置的必要性

1.1國家戰略

近年來,世界各國尤其是主要大國紛紛把發展信息網絡、節能環保、低碳技術等作為新一輪產業發展的重點,人們的生活方式以及國家的經濟社會發展格局正在發生深刻變革。而發展物聯網不僅可以節約成本,提高整體經濟效益,而且可以提高具體產業的經濟效益,更重要的是帶動產業發展和升級。

2009年8月7日,總理在視察中科院無錫微納傳感網工程技術研發中心時指示,要加快推進傳感網發展,在無錫建立“感知中國”中心。2010年3月份,在政府工作報告中,溫總理再次明確提出,將“加快物聯網的研發應用”。

1.2社會需求

目前國內無論是物聯網還是云計算專業的人才都處于炙手可熱的狀態。企業的信息化,制造裝備和生產過程的自動化與信息化,制造產品的信息化與智能化等技術的發展,都離不開物聯網工程技術,而這其中,人才是關鍵[2]。物聯網的產業化和商業化發展為高職院校提供了新的發展機遇,由于企業急需物聯網工程方面的專門技術人才,因此高校可以抓住機遇,在物聯網人才培養方面大有作為。

1.3高職學生就業前景

隨著我國物聯網和IT產業的大力發展,“物聯網”專業畢業生就業的行業極其廣闊與靈活。光通信、無線通信、計算機控制、多媒體、網絡、軟件、電子、自動化、信息安全等行業均將大量需要高技術型、高技能人才及相關的管理人才,這為高職院校提供了新的發展契機。在人才需求方面,各地政府紛紛上馬物聯網項目,急需大量的物聯網人才,而且非常奇缺。例如,無錫到2015年總投資40億元,建成引領中國傳感網技術發展和標準制訂的中國物聯網產業研究院,集聚各類傳感網企業500家,實現產值500億,需要引進和培養高級物聯網人才5000名,集聚從業人員5萬人。僅僅無錫就需要5000名高級物聯網人才,全國需要的物聯網人才數量可想而知[3]。

2.專業設置的可行性

2.1師資條件

雄厚的師資力量是開設相關專業的基礎,要開展物聯網基礎教育必須耍有相關專業教師隊伍。劉國鈞高等職業技術學校信息工程系現有計算機專業課教師15位,自動化工程系有兩位教師專門從事單片機開發教學,專業師資力量較為雄厚。而且其中大部分教師有實際的嵌入式開發、單片機開發、網絡開發的經驗,這對于開展物聯網的信息采集技術、信息傳輸技術等方面的教育具有很重要的意義,能夠大大提高教育的效果。

2.2學生資源基礎

五年制高職校的生源主要來自初中畢業生,生源質量雖然要比高等教育院校差一些,但是他們已經具有接受相關教育的基礎,經過前三年的專業基礎教育使他們足以能理解相關專業內容。但是由于物聯網專業涉及的內容專業跨度比較大,不但需要計算機相關知識,而且還要學習電子信息與通訊,自動控制,遙感與遙測和電子商務等知識,對學生的要求比較高,因此對于五年制職校生來說還是有一定挑戰性的,有一定難度的。

2.3教學設施及設備條件

教育資源是開設新專業的重要保障,必須要有相關的教學資源。我校現在已經開展了單片機開發相關專業的教學,具有多種單片機開發板,并且已經在此基礎上展了嵌入式開發相關知識的教學。我校劉鞠秀圖書館是一座生態化、現代化的省一級圖書館,建筑面積12000多平方米,閱覽座位840個,可提供參考咨詢、閱覽、外借、檢索、復印等多種類型、多層次的服務。目前紙質藏書15萬冊,電子藏書5萬余冊,紙質報刊300余種,數字期刊8000余種,內容包括文史哲、數理化、經濟、法律、教育、管理、外語、電子工程、計算技術等。專業藏書涵蓋了財會、物流、計算機、動漫、數控、汽車等專業,品種豐富,更新及時,相關內容的圖書學生學習提供了大量的資料基礎。

2.4實習和實訓條件

劉國鈞高職校設有功能齊全的物聯網應用實訓室。實驗室面積達120平方米,實驗室不但具有供師生學習實驗功能,還具有開展講座等輔助功能。學校開辦至今,在計算機教學設備上的投入已經超過420萬元,學校現有面向學生開放的計算機房7個(每個機房可容納45人左右)。特別是近年投資100多萬建立的校園信息網絡系統,為廣大師生對內、對外的信息交流提供了極大的方便,為提高學生在Internet網絡上的操作水平發揮著重要作用。

2.5課程設置與教學要求

由于物聯網涉及的領域非常廣泛,從技術角度,主要涉及的現有高校院系與專業有:計算機科學與工程,電子與電氣工程,電子信息與通訊,自動控制,遙感與遙測,精密儀器,電子商務等等。其主要課程包括:物聯網產業與技術導論、C語言程序設計、Java程序設計、無線傳感網絡概論、TCP/IP網絡與協議、嵌入式系統技術、傳感器技術概論,《傳感器技術》、RFID技術概論、工業信息化及現場總線技術,《現場總線技術及應用教程》、《中間件技術原理與應用》、《物聯網:技術、應用、標準和商業模式》等教材。要學習好這些課程,需要學生具有較好的數學和物理基礎,掌握物聯網的相關理論和應用設計方法,具有較強的計算機技術和電子信息技術的能力,掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,能順利地閱讀本專業的外文資料,具有聽、說、讀、寫的能力。這些對五年制職校生來說無疑是一大挑戰。

3.結束語

過本文分析可以看出,物聯網有著很大的發展空間,它勢必會成為未來經濟發展的一個新的增長點,它將極大地影響和改變著我們的生活。但是就目前而言,物聯網還是一個處于研究及未得到產業化發展的概念產品,它是一門綜合性、交叉性學科。需要畢業生具備電子、通信、計算機等多方面知識和能力,雖然目前我校軟件、硬件條件都比較很完善,但是對于五年制高職生來說,學習物聯網課程還是具有很大的挑戰性的,因此在五年制高職校貿然設置“物聯網工程專業”需要慎重。但是不可否認,物聯網肯定會像互聯網一樣普及到我們生活的方方面面,但這需要一個過程,至少需要10年到20年時間。因此,我校可以根據實際情況先設置有關物聯網課程,待到時機成熟再設置無量網專業。

基金:本文系江蘇聯合職業技術學院立項研究課題《五年制高職適應產業結構調整的對策研究——以常州劉國鈞高職校為例》的部分研究成果,課題編號:B/2010/09/022。

參考文獻:

[1]梁湖輝.《高職院校設置“物聯網”專業可行性探討》[J].2011(3)

[2]趙達.《物聯網要產業化》.光明日報,2011—03—12(6).

[3]王紅旭、孫玉寶論.《物聯網在高校的發展前景》[J].現代計算機2011(1)

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