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物联网技术与应用实践范文

物联网技术与应用实践

物联网技术与应用实践范文第1篇

【关键词】物联网技术;研究现状;应用实践

物联网信息技术的产生已经成为世界上所发生的第三次技术革命,由于它涵盖面非常之广泛,从人们目前生活中所用的电、移动通讯、交通到各个监控系统、智能服务和医疗方面等,所以物联网技术于2009年开始就受到来自世界各地的政府部门和信息技术研究者等的高度关注。根据有关专家的预测,物联网信息技术所能带来的价值将是互联网信息技术的四十倍,其发展的前景将是非常的客观。我国政府也积极的组织相关人才进行研究,而且还制定了多项政策性文件。

1何为物联网

所谓物联网就是运用射频技术(RFID)、传感设备、激光扫描技术等[1],运用互联网技术把物与物之间、物与人之间连接起来,使它们能够在网络中实现各种资源的共享。在这个定义中,主要有两点:①物联网的核心仍然是互联网信息技术,只是物联网将物与物的连接更加紧密,从这个角度理解,物联网可以称为是互联网在资源共享上的扩展。②物联网的在终端上更为广泛的发展到了任意的物体之间,它们都可以顺利的进行交换和通信。

2我国对物联网技术的研究现状

在我国,于1999年就开始此项研究工作,并且将其命名为传感网,到了2009年之后,物联网信息技术得到广泛的关注,出现了对其进行研究的高潮,于2010年物联网信息技术正式被写入我国政府的工作报告中。但是,就目前物联网的产业结构、产品、市场、相关的技术和标准仍然属于发展中的初级阶段。

2.1物联网的发展得到国家的高度重视

在2009年,总理在走访考察无锡时,曾明确指出:要积极的推进物联网的发展,并在无锡设立了“感知中国”的研究中心。时隔一年后,物联网作为新型的信息技术被上升到发展战略的高度,我国将对它进行重点的支持和培养。后来物联网信息技术成功的进入《国家中长期科学技术发展规划(2016~2020年)》[2]。

2.2积极建设物联网的标准

如果没有对物联网设定一定的标准,那么它将很难得到较快的发展。我国从2009年开始,物联网信息技术就得到我国政府的大力支持,积极从事物联网的标准制度研究。到了2010年,我国成立了中国物联网标准联合工作组,这就标志着物联网的标准在我国的研究工作进入的新的阶段。在2012年,由我国组织并制定的《物联网概述》通过了国际电信联盟的审议工作,并且顺利的进入了草案研究计划阶段,这意味着物联网的标准制定已经是指日可待。

2.3高校积极的参与并培养相关的人才

基于物联网信息技术的潜在价值之巨大,我国各大高校正在积极的申报工作,为未来物联网的发展培养相关的专业人才。2010年,已经要两批高校参与申报,最后有六十多所高校获得我国相关部门的批准,于2011年,我国已经开展的首批物联网专业的招生工作,这预示着为物联网的发展所培育的专门人才工作已经启动,在未来,他们将极大的推动物联网的较快发展。

3物联网信息技术的应用实践

3.1应用于各种检测活动

物联网技术将多种传感器进行广泛地和科学化地布阵,将能够很好的对特定对象实行有效的监控,例如通过全球定位系统可以对车辆信息进行监控,可以很好的帮助出行人们对路况的把握,更好的避免交通拥堵。再如,利用探头检测声音,当某个地方的声音较大时,可以通过此监控系统进行观察,从而提出较为准确的改善措施。

3.2通过准确对信息的计算,使人们的决策更加科学

物联网是在充分利用计算机的云运算系统和智能网络系统的优势,再通过传感器收集数据信息,经过云端计算从而输出结果,为人们做出决策时提供可靠依据。例如在设置交通信号灯时,根据天气或明或暗的变化,实现对信号灯的及时调整,更好指导交通运行和行人的安全。

3.3为人们的居家提供便利

目前,在互联网的广泛应用中,人们越来越多的追求安逸和舒适的生活享受,期待实现居家的智能化服务。而物联网信息技术就是在通过遥感进行远程控制,结合互联网的信号传输系统,帮助人们较快的改变有线网络而实施无线网络的运用,这样不仅帮助人们节约生活成本,而且还使得千千万万的家庭享受新型信息技术所带来的便利。

4结束语

物联网信息技术正在发展的初级阶段,同时也是良好的机遇和巨大的挑战并存着。所以这要求各个研究机构要精诚合作,争取对物联网核心技术的早日突破。首先是抓紧制定物联网的标准制定工作,只有当此项标准诞生后,才能更好的推进物联网的产业化和规模化的发展,从而实现物联网经济价值的目标。其次,要政府的大力支持,为物联网的发展提供人力研究的资源和资金的支持。最后,加强物联网的安全建设工作,切实的保护用户的隐私。通过这些方面的建设,帮助物联网的快速发展,使它能够更好的为人们的生产带来巨大的经济价值,为人们的生活带来更加便利的服务。

参考文献

[1]黄丽军.物联网技术及其在教育领域的应用探究———开放教育工科实践教学探析[J].福建广播电视大学学报,2014,04:34~38.

物联网技术与应用实践范文第2篇

关键词:物联网 港口物流 RFID信息采集技术 应用实践

1.对物联网概念本质的几点认识

目前我对物联网给出一个清晰的定义仍较为困难,但对物联网本质的认识基本形成。物联网是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息自动采集设备,按约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网络连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。物联网主要有三层架构:即:感知层、网络层和应用层。

物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

物联网是现代信息技术发展到一定阶段的必然产物,是多项现代信息技术的聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,是信息技术系统性的创新与革命,是现代物流发展到高级阶段不可或缺信息技术

物联网技术集成将借助于新的传感技术、RFID技术、GPS技术、视频监控技术、移动计算技术、无线网络传输技术、基础通信网络技术和互联网技术的发展,推动现代物流发展。

2.港口现代物流应广泛采用物联网技术

物联网技术雏形实际早已在港口物流中得到应用,有些港口物流系统采用了红外、激光、无线、编码、认址、自动识别、传感、RFID、卫星定位等高新技术,已经具备了信息化、网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化等先进技术特征;新信息技术在物流系统的集成应用是物联网在物流业应用的体现。目前物联网在港口物流领域应用主要为:

(1)物流过程的可视化智能管理网络系统:这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术,在物流过程中实时实现车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。

(2)智能化的企业物流配送中心:基于传感、RFID、声、光、机、电、移动计算等各项先进技术,建立的全自动化的物流配送中心。借助配送中心智能控制、自动化操作的网络,实现商流、物流、信息流、资金流的全面协同。目前一些先进的自动化物流中心,基本实现了机器人队码垛,无人搬运车搬运物料,分拣线上开展自动分拣,计算机控制堆垛机自动完成出入库,整个物流作业与生产制造实现了自动化、智能化与网络化系统。

(3)企业的智慧供应链;在竞争日益激烈的今天,面对着大量的个性化需求与订单,如何精细化管理、全天候满足客户产品部件加工供应需求,使生产企业物品“零”库存,需要智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统支持。

(4)产品的智能可追溯网络系统;目前,在港口滚装船商品汽车、钢材、水产品、农产品、食品等物流领域,产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用。

目前,港口企业积极探索物联网在物流领域应用的新模式,随着物流业一体化的发展使得企业的采购、仓储、销售、配送等协作关系日趋复杂,企业间的竞争已不仅是产品性能和质量的竞争,也包含物流能力的竞争。利用物联网信息技术代替实际操作,减少浪费,节约时间和费用,从而实现供应链的无缝对接和整合为实现物流流程信息化管理,采用信息化管理手段对公司的仓储、物流信息等进行一体化管理,以促进数据共享、货物和资金的周转率、提高工作效率,实现与现代化物流企业管理同步的信息化流程。

3.RFID信息采集技术在港口物流中的应用实践

RFID技术和传感技术和是物联网中重要的物流信息采集技术,在现代物流领域应用较广。采用远距离RFID射频识别技术及网络信息技术对企业物流货品进行智能化、信息化管理,可实现自动记录货品出入库信息、货物配送、配载出库、卸货中转、货品盘点信息。物联网RFID信息采集技术在广州港新沙公司、新港公司及珠海港达供应链有限公司物流企业已成功应用与实践;主要技术方案及功能如下:

(1)RFID信息采集技术系统组成。RFID信息采集技术系统是集射频自动识别技术、无线通信技术、计算机控制技术、网络技术于一体的集成。

系统硬件主要由固定式阅读器、平板天线、货物电子标签、无线手持式阅读器、管理服务器组成。固定式阅读器与天线一起安装在仓库出入口处,以获取物品上电子标签的信息并通过局域网(或者RS485总线)把所读取到的电子标签信息传送到管理服务器上进行处理,手持式阅读器用于物品盘点时,读取物品电子标签信息,并通过无线方式把电子标签信息传送到管理服务器上进行处理。

(2)RFID信息采集技术在港口物流实践中实现的功能。

①物品入库货品入库前,在其外包装上粘贴一张柔性电子标签,并写入物品信息,物品入库时通过阅读器读取后,通过局域网讲这些信息显示在屏幕上,让操作人员根据其信息进行存放。

②散货配送。散货在收货称量完毕后,通过无线手持式阅读器在管理中心数据库寻找空闲车辆的信息,为该货品分配运输车辆。车辆到达并装货后,再通过无线手持式阅读器输入车辆信息、货品信息、到达目的地及时间、货主名称等信息,并通过手持式阅读器的无线功能传送到中心数据库中进行确认和保存。

③配载出库;操作人员根据客户的出库计划制作出货清单,同时通过车辆的GPS信息找到空闲车辆,分配运送该清单上的货品,然后在仓库中找到所需货品进行出库作业。

④卸货中转;货品达到目的地(或中转地)卸车后,采用手持式阅读器读取货品上电子标签信息。了解产品的情况。

⑤货品盘点;盘点时,工作人员可采用手持式阅读器,在仓库内采集物品上的电子标签信息,完毕后,把所采集到信息通过无线方式传送到中心数据库上进行对比、保存,形成盘点报表。

广州港新沙公司通过RFID信息采集技术实现跨区域集中式管理、分布式操作和实时监控功能;高效地完成各种业务操作,改进仓储管理,提高物品出入库过程中的识别率,确保实物与单据数量保持一致,提高出入库效率。

4.物联网技术在现代物流中的应用发展趋势

物联网技术在现代物流领域中将会广泛应用,其应用发展趋势:

①智慧供应链与智慧生产融合;随着RFID技术与传感器网络的普及,物与物的互联互通,将给企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统的智能融合打下基础,而网络的融合必将产生智慧生产与智慧供应链的融合,企业物流完全智慧地融入企业经营之中,打破工序、流程界限,打造智慧物流企业。

②智慧物流网络开放共享,融入社会物联网;物联网是聚合型的系统创新,必将带来跨行业的应用。如产品的可追溯智能网络就可以方便地融入社会物联网,开放追溯信息,让人们方便地实时查询、追溯产品信息。今后其他的物流系统也将根据需要融入社会物联网络或与专业智慧网络互通,智慧物流也将成为人们智慧生活的一部分。

物联网技术与应用实践范文第3篇

一 物联网应用技术专业培养目标

物联网应用技术专业秉承厚基础、重实践、求创新的育人理念,在坚持全面发展的同时兼顾个性发展,培养具有良好的职业道德和敬业精神,掌握物联网应用技术的基本理论知识和基本技能,接受校企合作实践项目训练,具备一定的物联网综合应用能力,能在物联网技术应用的相关行业和领域中从事物联网应用技术建设、管理、维护及方案设计的高素质技能型专门人才。特别是针对物流企业,培养物联网技术与物流企业进行产业对接时,所急需的掌握智能物流等相关专业知识的高级专门技术人才。

二 物联网应用技术专业人才素质和能力要求

物联网应用技术专业毕业生可在各行业、企业从事物联网系统开发、系统集成、测试、销售及物联网产品技术支持等工作。

1.素质要求

第一,思想政治素质。具有正确的世界观、人生观和价值观;践行社会主义荣辱观;具有爱国主义精神;具有责任心和社会责任感;具有法律意识。

第二,文化技术素质。具有合理的知识结构和一定的知识储备;具有不断更新知识和自我完善的能力;具有持续学习和终身学习的能力;具有一定的创新意识、创新精神及创新能力;具有一定的人文和艺术修养;具有良好的人际沟通能力。

第三,专业素质。了解物流企业基本的运营知识,掌握从事物联网产品集成、物联网平台运营、物联网技术支持、物联网产品营销与策划等工作所必需的专业知识;具有一定的工程意识和效益意识;具有一定的市场营销能力。

第四,职业素质。具有良好的职业道德与职业操守;具备较强的组织观念和团队意识。

第五,身心素质。具有健康的体魄和良好的身体素质;拥有积极的人生态度和良好的心理调节能力。

2.能力要求

第一,职业基础能力。良好的沟通表达能力;无线网络基础知识应用和常见故障的处理能力;单片机基本知识的理解能力;数据库操作系统的基本操作能力;基本的程序设计能力;基本的市场营销和策划能力;常用办公软件、工具软件的使用能力,利用Office进行项目开发文档的整理(Word)、报告的演示(PPT)、表格的绘制与数据的处理(Excel)的能力,利用Visio绘制流程图的能力;阅读并正确理解需求分析报告和项目建设方案的能力;阅读本专业相关英语技术文献、资料的能力;熟练查阅各种资料,并加以整理、分析与处理,进行文档管理的能力;通过系统帮助、网络搜索、专业书籍等途径获取本专业帮助的能力。

第二,专业核心能力。传感器、RFID、二维码等感知设备的识别和集成能力;ZigBee、WiFi、蓝牙等无线网络的配置与维护能力;物联网应用层开发、物联网平台的运营能力;智能物流平台设计与维护能力;智能设备平台的认知与维护能力;物联网-ERP集成技术应用能力。

第三,其他能力。分析问题与解决问题的能力;应用知识能力;创新能力;工程实践能力;人员管理、时间管理、技术管理、流程管理等能力;组织管理能力。

三 物联网课程体系构建

为了强化物联网基础教育,突出物联网应用技术专业实践能力的培养,对应用技术型专业培养模式进行改革和调整,将课程体系分为公共基础课、专业基础课、专业核心课和实践教学课等4个阶段,如下图所示。通过改革和优化培养方案,强化物联网理论教学、网络物联网工程实验教学以及特色网络课教学,建立了适应物联网时代技术发展的整套课程体系。课程设置以能力为本位,依据课程间的关联循序渐进地培养职业能力。

1.主要课程设置

第一,公共基础课程。公共基础类课程是高等学校各专业学生必修的课程,课程体系将公共基础课程划分为三类,其中通识教育类课程包括体育、英语、思想政治概论、大学生素养等课程;公共基础类课程包括计算数学、概率论与数理统计、信息技术基础等课程;职业教育类课程包括入学教育、职业生涯规划、职业道德等。

第二,专业基础课程。本阶段主课程有C语言程序设计、电子技术基础、通讯基础、数据库技术、计算机网络基础等课程。

第三,专业核心课程。根据物联网的三个层次(感知层、传输层、应用层),本阶段主要课程有传感器设计基础、RFID技术及应用、嵌入式系统开发、物联网组网技术、网络设备配置与管理、智能家居应用技术、制造业ERP技术应用、物联网系统集成等课程。

第四,实践教学课程。主要实践教学和主要专业实验为:行业认知实践、职业规划实践、C语言程序设计实验、条码应用实践、数据库设计实验、无线传感器网络设计实验、RFID系统设计实验、嵌入式系统开发实验、C# Windows编程实验、单片机与传感器结点实验、物流与ERP实验、物联网综合应用设计与实现、毕业实践和毕业设计等。

2.主要实践性教学环节

第一,行业认知实践。第1学期安排一周时间开展行业认知实践。学生通过听取物联网技术发展报告,了解行业背景和发展状况;通过走访考察物联网企业,了解岗位职业需求以及岗位技能与素质要求;通过专业教师对本专业课程体系的介绍,明确学习目标及就业取向,增强学生对专业的认同感和使命感。学生参加行业认知实践必须做好相应的记录,写出相应的实践报告,报告应包括行业认知、自我评估和职业定位等。

第三,职业规划实践 。第3学期安排一周时间开展职业规划实践。人才测评专家将学生的职业发展预测、学生的社会活动、学生自我评价、教师对学生评价、职业素质综合评分、专业课成绩、基础课成绩等原始数据与胜任特征模型的动机、特质、自我认识、社会角色、技能、知识等层次进行匹配,给出职业素质评分报告和职业生涯规划建议,学生根据评分报告和建议完成职业规划报告。

四 物联网应用技术专业实践教学设计

1.专项实践设计

第一,程序设计实践。在第1学期的教学周内,单独利用一周时间开设程序设计实践。本设计实践是程序设计基础课程的重要组成部分。通过本设计实践,学生能更进一步理解C语言程序设计方法,在编程实现时要保持良好的程序设计风格,对程序设计风格在软件设计中的重要作用有进一步的认识。根据程序设计实践完成情况进行考核,并结合设计报告对学生进行等级评定。

第二,数据结构实践。在第2学期的教学周内,单独利用一周时间开设数据结构实践。要求学生利用掌握的数据结构知识,对各种典型的算法问题进行编程、调试,并分析其时间复杂度与空间复杂度,理解设计选型对软件性能的重要性,撰写设计报告。

第三,电子技术设计实践。在第3学期的教学周内,单独利用一周时间开设电子技术设计实践。要求学生运用所学的电子技术知识,针对具体的实际问题或任务,全面地分析和设计出解决该问题的实施方案,最后完成电路的制作和测试。根据学生提交的设计报告和图纸进行考核。

第四,设计实践。基于Web的数据库设计实践,在第4学期的教学周内,单独利用一周时间开设基于Web的数据库设计实践。要求学生能够利用服务器端和客户端脚本进行网络数据库编程,掌握利用.Net平台进行网络数据库系统的设计能力。根据学生的完成情况和设计报告进行考核。

第五,无线传感器网络设计实践。利用一周时间开设无线传感器网络设计实践。要求学生运用所学知识,结合C51RF-WSN平台,选择合适的器件与模块来设计常用的无线传感器网络解决方案。根据学生的完成情况和设计报告进行考核。

2.综合系统设计实践

第一,RFID系统设计实践。在第5学期的教学周内,单独利用一周时间开设RFID系统设计实践。要求学生利用所学的RFID技术实现短距离通信,设计具有写卡与读卡功能的单片机、无源应答器和阅读器,完成设计报告。根据学生的完成情况和设计报告进行考核。

第二,小型物联网综合设计与实现。在第6学期的教学周内,单独利用一周时间开设小型物联网综合设计实践。要求学生利用IEEE802.15.4标准和ZigBee协议,将无线传感器网络和RFID技术结合起来组建简单的物联网并实现相关应用,完成设计报告。根据学生的完成情况和设计报告进行考核。

3.毕业实践与毕业设计

第一,毕业实践。第5~6学期安排18周的毕业实践。实践的形式包括企业考察与调研、参与短期项目开发、到企业进行顶岗锻炼等。学生实践结束后,写出实践报告或总结,指导教师根据学生实习情况对实践进行评定。

第二,毕业设计。毕业设计是工程项目和教学紧密结合的实践环节。学生毕业设计题目可以源于教师科研项目、物联网公司、电信运营商的工程项目以及其他来源。学生必须通过论文选题、资料收集、开题答辩、系统设计、论文撰写、论文答辩等环节。

物联网应用技术专业是面向国家战略性新兴产业发展需要而设置的新专业,物联网应用技术专业学生是物联网产业人才的重要来源,核心能力对他们整个职业生涯来说起着至关重要的作用。物联网专业学生核心能力的培养必须以多渠道、多角度渗透式进入所有课程,贯穿于教育教学的全过程,最终培养和训练学生的职业核心能力。物联网课程从根本上强化了网络教学的先进性和实践性,为培养具有网络应用能力、工程实践能力和创新能力的计算机特色人才提供了条件。

参考文献

[1]马忠梅、孙娟、李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2011(10)

[2]孙兴华、梁俊花.基于Android的物联网课程体系探索[J].河北北方学院学报(社会科学版),2013(6)

[3]李佳、胡汉辉、李健.高职物联网专业课程体系建设研究初探[J].湖南工业职业技术学院学报,2013(1)

物联网技术与应用实践范文第4篇

关键词:中职;计算机网络技术;物联网技术;软件技术;实训教学

前言

物联网技术作为信息产业发展的第三次革命,涉及的领域广,其理念也日趋成熟。从整体来看,中国物联网市场主要份额有智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能家居等行业。2009年8月,“感知中国”的讲话把我国物联网领域发展推向了高潮,我国在无锡建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、电信运营商和多所大学在无锡建立了物联网研究机构,越来越多的行业和企业需要物联网技术人才,加大物联网工程技术各级人才培养力度,已经成为当前职业教育相关专业改革与发展的一项重要和紧迫任务,中职业学校的计算机网络技术专业课程的设置应该着眼于社会的发展需要,增加在物联网技术应用型人才培养,在课程设置、教学内容以及实训上增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,适应社会信息化产业新趋势的发展。

1中职物联网技术专业现状

目前,全国大多数本科、高职院校都开设物联网工程技术专业,并把该专业作为重点规划和发展专业,学科知识体系及课程设置都在研究与探讨,物联网专业教学与实训处在摸索、实践阶段,没有成熟的体系、成功的经验可以借鉴。中职学校也积极创造条件开设物联网技术应用专业,但是物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展技术,主要涉及计算机网络技术、计算机软件开发和电子技术等综合的学科应用,而大多数中职学校学科体系不够完善、受学制,专业师资和教学实训设备等因素限制,如何在学校现有师资、课程、实训设备的基础上,创建能满足物联网产业企业的需求、又具有本校特色的物联网专业,是各个学校急需解决的问题。在物联网技术专业的建设与人才培养上采用两步走的方式来实现:第一步,各中职学校将结合学校学科专业体系的特点与优势在电子技术应用、计算机网络技术、计算机软件技术专业增加物联网技术方向的基础课程和实训课程,进行探索与实践。第二步,整合相关专业教学实践、教学资源,制定统一、完善的物联网专业课程体系和人才培养方案,使之形成一个整体。

2物联网技术的专业课程设置

目前,计算机网络技术专业所开设的专业课程与教学实践都是基于普通计算机之间互联的网络工程技术,而物联网是物与物相连的互联网,是互联网的延伸,物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展综合技术。主要涉及电子技术、网络技术和软件技术等综合的学科应用技术,知识系统非常庞大,必须进行研究与梳理,依据人才培养的目标定位,考虑中职学制与学生学习能力,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识,进行适时课程的设置调整,根据物联网技术系统层次结构特点和关键技术,课程设置如图1所示,使学生掌握新的知识与技术,从而扩大就业面,提升在就业中的优势而计算机网络技术专业标准课程设置中已经涵盖了物联网技术网络层知识领域,只需要增加的主要是物联网感知层和应用层的相关核心课程。具体是在专业基础课增加《物联网技术导论》,专业课上增加感知层《传感技术与检测》、《RFID技术与应用》、《传感网组网技术》课程和《网站建设与管理》、《数据库的应用技术》应用层课程。

3物联网技术实训体系设置

对于中职学生而言,物联网技术应用的定位应体现在工程实践性,学生需要有知识理论的学习,更要注重工程能力的实践,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能,根据物联网技术专业课程的设置,结合计算机网络技术专业的实训教学与设施情况,确定物联网技术专业课程的实训体系,确定实训教学的内容。(见表1)

4物联网技术教学实训的实践

中职计算机网络技术专业受学制(三年)和学生学习能力、实训条件、师资等因素限制,课程调整的空间较小,在明确专业人才培养定位,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识教学与实训,系统的增加物联网技术的知识,适当调整专业课程,一方面将物联网传输层新技术与知识“嵌入”到原有的课程教学中,比如:将传感器技术和RFID技术知识作为电子技术基础的内容,无线传感网组网技术加入到网络课程中,将数据库技术知识融入网站建设与管理课程中。另一方面,进行适时课程的设置调整,在有限的学时上增加《物联网技术应用》课程教学与实训,进行典型的应用系统综合实训,如智能家居与智能安防监控综合实训。

5物联网技术实训室设计

计算机网络技术专业建设有完善的网络布线实训室、网络设备配置实训室、系统搭建实训室、网络安全实训室,能完成网络工程的实践教学实训。物联网技术实训室可以对原有的网络工程实训室进行改造,规划和购置物联网实训模块设备,模拟物联网应用工程环境和实际应用环境,构建“理实一体化”物联网技术应用实训室,拓展原有实训室的功能,提供课程教学实训从理论知识学习、讲解到演示、基本技能训练、工程项目实践等多层次教学实践。借鉴网络技术的项目教学实践体系,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能。因此,通过物联网技术专业课程、实训体系设置、实训实践及实训室建设的研究和探索,我们可以在中职计算机网络技术专业增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机网络专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,扩宽计算机网络专业的学生就业渠道,提高学生就业竞争力。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育.中等职业学校专业教学标准---信息技术类(第一辑)[M].高等教育出版社,2015.

[2]黄永前,刘凌.中职计算机网络技术专业物联网技术课程设置探索[J].物联网技术,2016.

[3]李翔宇,曾燕清,陈志德.基于岗位需求的物联网工程专业实训教学体系建设思考[J].福建电脑,2016.

物联网技术与应用实践范文第5篇

关键词:高职院校;专业特色;物联网;实践基地

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)12-0084-02

0 引 言

物联网产业已被正式列入我国五大新兴战略性产业之一。学习与掌握物联网的技术理论、发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。目前,许多本科(如江南大学、南京邮电大学等)和高职院校(如无锡职业技术学院、常州信息职业技术学院等)都开设了物联网技术专业。随着物联网相关专业的开设,其专业人才培养的建设方案也在不断完善,物联网实验实训基地的建设是物联网人才培养方案的重要组成部分,是关系到专业人才培养、适应物联网技术发展及相关人才市场需求的迫切问题。然而,由于各高校人才培养的侧重点有差异,技术标准选择的不同,物联网实践基地的建设并没有一个完整、成熟、统一的方案,需要根据高校自身的特色和需求,构建基于专业特色的物联网实践基地。

1 物联网概述

1.1 物联网的定义

物联网是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它实现了物品到物品(Thing To Thing,T2T)、人到物品(Human To Thing,H2T)、人到人(Human To Human,H2H)之间的互连。

1.2 物联网人才需求分析

从物联网产业链的角度来分析,物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制主要通过感知设备来对物获取感知信息,涉及到物联网中的硬件系统,这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;如果物的信息被感知到,就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制,从而进行应用,这个环节主要是通过网络进行传输,涉及到计算机网络和通信技术,因此需要通信和计算机网络人员;数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。

综上所述,物联网人才需求可以概况为三类[1]:

(1)电子设备技术和芯片设计技术人才,工作岗位主要有感知设备或芯片设计等。

(2)计算机网络和通信人才,工作岗位主要有IT网络管理和应用等。

(3)系统集成和应用人才,工作岗位主要有系统集成与开发、物联网管理与应用等。

2 高职院校物联网实践基地建设要求

2.1 结合专业群建设 构建有特色的实践基地

高职院校一般都有着显著的行业或专业特征,能体现高职院校的办学特色和能力,江苏省各高职院校以特色专业为基础,开展专业群建设。因此,物联网专业的建设能够与专业群建设相结合,将物联网技术应用到特色专业中去,二者的融合,不仅可以促进物联网技术专业的发展,还可以进一步提升学校的知名度。

2.2 培训师资力量 提升教学质量

物联网技术涵盖了多学科,涉及多专业领域,因此要通过培训各专业教师,加大物联网师资的培养力度。教师在掌握理论知识的基础上,动手实践体验物联网技术的开发与应用,提升专业教学技能,提高教学质量。

对于学生,由于物联网应用领域和覆盖面都比较大,通过实践基地,学生可以更加全面掌握物联网技术的应用情况,实现理论与实践的结合,提高学生解决问题的能力,培养其正确的思维习惯。

2.3 满足物联网人才培养目标的要求

根据高职人才培养目标,高职院校物联网相关专业应培养具有物联网基本理念,具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,具有较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力,能从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。

3 高职院物联网实践基地建设方案构建

3.1 建设目标

实践基地的建设应基于真实的行业或者领域应用,符合企业的实际应用和需求。通过项目化应用环境,以任务为驱动,完成专业教学目标和人才培养目标的要求。

3.2 物联网基本架构的实现

物联网的基本架构如图1所示,包括了感知控制层、网络传输层及应用服务层。实践基地的建设要实现基本架构,构建完整的物联网实现过程。

3.3 关键技术的实现

物联网关键技术的实现,主要应体现相关专业教学特点。物联网实现的关键技术主要有RFID技术、ZigBee技术、组网技术、微机电系统技术及智能软件开发技术等。通过关键技术的实现,实践基地才能满足相关各专业的实验实训要求。

3.4 具体行业应用案例的实现

物联网应用的领域非常之广,其中典型的应用案例有智慧校园、车联网、智能家居、智能电网、智能监控、智能装备制造及智慧城市等。各高职院校的物联网实践基地的建设应与具体的行业应用相结合,利用自身的专业特点和优势,选择具体的行业应用案例。以实践基地为基础,通过具体的行业案例的实现,完善实验实训的相关课程建设,全面提升教学效果和行业竞争力,也可提升学校品牌。

3.5 实践基地应能满足分组教学的需要

物联网实践基地应包含多个实验系统来构建完整的物联网应用环境,将学生实施分组,不同分组的学生完成不同的实验,交替进行。不仅提高实践基地的利用率,而且更多地促进了分组学生间的相互交流与学习,对物联网技术掌握得更加全面。

3.6 实践基地应有较强的扩展性能

根据实际发展的需要,物联网技术的应用领域将会逐渐地扩大,具体的行业案例也会改变或增加。因此,实践基地的建设应具备较强的可扩展性,以最小的成本实现实践基地的扩展、升级及改造。

4 结 语

本文分析了高职院校的物联网人才培养目标的特点,提出了实践基地的建设不仅要实现物联网的基本架构,满足相关专业的实验实训教学要求,更要通过行业案例的具体实现,明显体现高职院校的行业特色和优势,打造学校品牌效应。

参 考 文 献

[1]杨从亚.高职物联网专业探索[J].职业技术教育,2010(35):5-7.

[2]付永贵.基于分组教学的高校物联网实验室构建研究[J].中国教育信息化,2011(5):65-67.

[3] 海涛,王钧, 廖炜斌,等.基于物联网的高校实验室信息化管理技术[J].实验室研究与探索,2012,31 (9):166-169.

物联网技术与应用实践范文第6篇

关键词:物联网;一体化教学方法

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)13-0139-02

Abstract:The paper gives a detailed analysis of the characteristics of the teaching method in the course of internet of things. The study is suitable for the teaching mode of the course of internet of things, which is supposed to improve the students' comprehensive skills, hence to realize the teaching goal of application-oriented colleges and universities.

Key words: Internet of Things; the integrated teaching method

物联网是目前国家重点发展的战略性新兴产业,是在嵌入式系统、无线传感器网络、通信网络、分布式计算、移动计算等技术的基础上,把任何物体与互联网联接起来,通过无线网络采集实时动态的信息进行汇总分析和处理,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网产业涉及面广,产业链长,应用范围覆盖面广,人才需求旺盛。应用型高校物联网专业的培养目标是以培养高素质的物联网方面的应用技术型人才为核心,强化系统设计和软硬件编程能力,使学生具备专业核心竞争力。

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。

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.

物联网技术与应用实践范文第7篇

一、专业人才培养目标的确定

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》(以下简称《刚要》)明确指出,“加强学校之间、校企之间、学校与科研机构之间合作以及中外合作等多种联合培养方式,形成体系开放、机制灵活、渠道互通、选择多样的人才培养体制。”

本研究以《刚要》为指导方针,依托国家实行“大交通”的行业背景和目前高职院校现有办学条件,将物联网技术与应用高职本科专业人才培养目标确定为:适应社会经济发展和物流行业发展需要,面向物流行业物联网管理与技术应用岗位,培养了解物联网相关法规和发展动态,懂得现代物流管理相关知识、物联网基本理念和物联网核心技术原理,能够熟练运用计算机、网络信息技术和物联网应用软件从事物联网系统规划、管理与应用等工作,具备规划、运行和维护物联网的基本能力、物联网项目实施管理能力的专业基础扎实、综合素质优良、职业道德高尚、操作能力和专业发展能力突出、专业特长鲜明的高素质高技能物联网复合应用型人才。

二、“校企融合”专业办学模式

1.建立多方参与的专业指导委员会

聘请行业、企业专家建立具有职业特色的专业指导委员会,广泛吸纳行业、企业全方位、全过程参与专业的人才培养工作。专业指导委员会定期或不定期针对行业发展变化、职业岗位需求、职业能力要求对专业发展方向、专业人才培养定位、专业课程体系进行把脉,确保专业建设和发展方向与职业岗位紧密对接。

专业指导委员会将在专业建设、课程建设、教材开发、师资队伍培养、教学方式方法改革等方面制定和实施科学的质量评价标准,建立行业企业参与的质量评价机制。

2.实行柔性化教学改革

聘请高层次专家团队和客座教授,把企业、行业的新知识、新理念、新技术带入课堂,不断更新和拓展教学内容。以现有校外实习实训基地为基础进行深层次的产学融合,实现校企共赢。

与相关行业协会形成紧密互动,在技能证书和员工培训、科研、实习、招聘等方面为行业发展、企业发展提供服务。

三、“四融合”人才培养模式

1.人才培养目标与行业企业需求相融合

依托物流行业,根据行业企业物联网复合应用型人才需求制定专业人才培养目标,对行业企业发展和人才需求的变化做出及时响应,以需求为导向修订专业人才培养目标,使专业人才培养目标与行业企业需求深度对接。

2.课程体系与职业标准相融合

基于物流领域的物联网技术与应用高职本科专业课程体系的构建应综合考虑国家物流师职业标准和物联网技术与应用职业标准,依据职业标准制定专业职业能力标准。专业职业能力标准包括:专业基础能力、专业核心能力、专业拓展能力,并以专业职业能力标准为依据设计课程体系。

3.教学过程与工作过程相融合

以“工作过程”为导向开发项目课程。课程开发来源于企业典型工作岗位,课程内容来源于实际工作任务和工作情境,将教学过程和真实工作过程进行“融合”。

4.理论教学与实践教学相融合

理论知识来源于实践积累和总结,又反过来指导实践,实践是培养学生职业能力的有力支撑。因此,不但要在课程内、课程间、学期间将理论教学与实践教学内容相融合,设计课内实践、集中实践、课外实践,还要在课程考核中实行课程内、课程间、学期间专业系列化课程的理论教学与实践教学“双合格”考核制度。

四、课程体系构建

基于物流行业的物联网技术与应用高职本科专业,课程体系要充分考虑专业的理论基础和物流行业发展需要,因此课程设置需要整合相关交叉专业的特点,以“宽、专、交”的知识体系为目标,注重课程体系的交叉融合。针对本专业人才培养目标,加强与物流企业的互动合作,以工作任务为中心、以项目课程为主体,通过职业岗位调研、职业能力探析、职业情景搭建,引入行业企业技术标准,构建“物流企业管理与物联网技术应用相结合”的课程体系。

课程体系结构主要划分为通识课程、专业课程及实践课程三大类。其中,专业课程根据专业知识学习的承接性和重要性又分为专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程,突出“复合应用型”人才培养。如图1所示。实践课程为凸显高职类院校应用型本科专业特色,与本科院校物联网相关专业实行“差异化经营”,加大了实践课程比重,将实践课程又分为课内实践课程、集中实践课程、课外实践课程,在课程体系设计中具体体现与本科院校相区别的“理实交互”特色,即课程内部理实交互、课程之间理实交互、课程体系理实交互。

图1 课程体系结构图

1.通识课程

通识课程主要包括:政治与国防教育、体育、高等数学、线性代数、大学英语、计算机应用等。通过通识课程的学习,使学生具备当代大学生应有的思想政治觉悟,对事物有着正确的审美观,有良好的身体素质,健康的心理,积极向上的精神,对英语、计算机应用、网络技术等现代信息技术有较好掌握,并能熟练应用。

2.专业课程

专业课程主要包括专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程三部分。

2.1专业基础课程

专业基础课程主要包括:计算机硬件技术基础、计算机网络基础、数据库原理与应用、管理信息系统、物流经济学、管理学原理、C语言程序设计、现代物流管理、物联网导论,使学生达到本专业培养目标所必须的专业基础知识。

2.2专业核心课程

专业核心课程包括:物联网技术原理与应用、传感器原理与应用、无线通信原理与应用、物联网信息管理与维护、物联网终端设备选配、数据备份与恢复技术、嵌入式应用系统、射频识别技术与应用、物联网安全与管理、物流信息技术、ERP原理与应用、二维条形码技术原理与应用、仓储与配送管理、物流供应链管理、物联网应用案例、多媒体技术与应用等,使学生达到本专业培养目标所必需的核心知识。

2.3专业拓展课程

专业拓展课程包括:物流统计、市场营销、运筹学、电子商务物流、物联网英语、管理与沟通等,使学生在达到专业培养目标所需知识的基础上,具有一定的知识拓展和能力上升空间。

3.实践课程

实践课程包括:课内实践课、课外实践课和集中实践课。集中实践课主要包括:管理基本技能实训、供应链业务实训、ERP业务实训、职能仓储管理实训、智能物流供应链管理实训、车辆调度实训、立体苦点、线、面业务实训、企业物联网构建方案设计等。通过实践课程,使学生具备本专业培养目标的核心能力。

物联网技术与应用实践范文第8篇

关键词:课程体系;教学模式;平台建设;分层/分类培养

中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:2095-1302(2014)01-0077-03

0 引 言

物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。代表了未来网络的发展趋势与方向,政府大力支持物联网的发展,企业和教育界、科技界共同推动,物联网产业已经成为国家战略性新兴产业,需要大量熟悉和精通物联网的专业人才[1,2]。在此背景下,北京联合大学自动化学院对2011版自动化专业培养计划进行了修订,在 “智能测控技术”专业方向的基础上建立了“信息处理与物联网技术”方向[3]。

1 专业现状与背景分析

原“智能测控技术”专业方向以信息的采集和处理为主,课程主要包括检测技术、传感器原理及应用、智能仪器、计算机控制技术以及LabVIEW技术等,是传统的专业方向,课程的覆盖面较窄,偏重于系统前端的硬件采集原理,系统的概念较为薄弱;从人才培养的角度来看,已经满足不了厚基础、宽口径的人才需求,学生掌握知识的集成度不高。为了既保持传统的经典知识内容,又要为课程体系增加新的特色和先进内容,将传统的专业方向赋予时代意义,使学生们真正学以致用,“信息处理与物联网技术”专业方向应运而生。

“智能测控技术”和“信息处理与物联网技术”并不是割裂的,前者是后者的基础,后者是前者的延续和拓展。从技术的角度上讲,物联网分成三个层次[4,5],即感知层、网络层、应用层,形成了物联网的体系架构。物联网的感知层涉及到传感网技术,会有多种传感器应用其中,正是“智能测控技术”方向的核心内容;物联网的应用层是多种信息的智能处理技术,也是“智能测控技术”方向的主要内容,它们被物联网网络层连接,即新的专业方向加入无线传感网等新知识、新技术,形成物联网系统体系的概念。

我们的教学理念在于从一个大系统的角度看待物联网,利用物联网实现系统的集成创新应用和信息化服务。以物联网体系框架为依托,实现信息的采集、传输、有用信息的提取和整理、以及完成相应的控制和信息应用,重点突出无线传感网和应用层设计,及物联网的行业应用和信息化服务。因此本课程体系的设置将突出系统网络架构、选择物联网关键技术,并将物联网技术与经典的检测及控制方法相结合,实现物联网的多领域应用[6,7]。以物联网为载体,培养学生的创新意识,增强学生的实践动手能力,提高学生专业综合素质。

2 课程体系设置

“信息处理与物联网技术”专业方向设置在自动化学院,因此它的应用特色非常鲜明。课程体系的设置如图1所示,加强了实验/实践环节的内容设置。其中,理论教学是基础,对物联网的体系结构、关键技术和相关领域的典型应用形成完整的阐述,实验教学作为理论课程的延伸,是抽象到具体的过程,试验环节的设置按照物联网的体系结构,完成由下而上的知识获取和验证;物联网作为一种实用技术,让学生去感受、去体验、去亲自动手设计和实现一个系统更是至关重要的。通过实践环节中的认识实践,学生去企业参观感受,体会知识的力量和企业文化,培养对专业的认知和信心;工作实践则更近了一步,利用假期时间到相关企业中从事基础和简单的专业工作,深化所学知识的专业应用技能;请工程师或行业企业从业者走进学校的课堂,结合实际的应用案例,为学生出题和指导,进行专业综合训练,为学生的实际设计能力和实际动手能力培养打造了平台,提供了方向。理论教学、实验教学、案例教学和各个实践环节相结合,增加课程的实用性。为应用型人才的培养奠定了基础。

2.1 理论课程

集成了多种新知识和新技术的应用,涉及的知识点众多,作为系统的学习和设计,理论教学中课程内容的衔接、承上启下的课程安排非常重要;理论课程包括基础课程(也称为学科大类课程)和专业课程[1]。

本专业方向偏重于传感检测、无线网络的设计以及行业应用,尤其是工业物联网的两化(信息化、自动化)融合,因此在限选课中还有相关行业技术应用课程:虚拟仪器技术、现场总线技术等。任选课作为专业限选课的补充,完善物联网的设计和应用。

通过理论课的学习,学生将会对知识融会贯通,对信息处理和物联网的应用体系和架构充分了解,具有物联网系统的理念和基本的组网设计能力。但是在实际应用中,需要将多门课程、甚至多学科的知识融为一体,去设计、安装、调试、运行一套系统。这种灵活运用所学知识于实际系统的能力,是真正的学以致用的体现。因此实验室建设、实验基地建设和实验项目开发,对于学生消化、理解理论知识和培养实际动手能力至关重要。

2.2 实验室建设

图2所示是物联网专业方向的实验室建设框架,实验室建设与课程设置紧密相连,并考虑到学生的分层教学以及科研平台的扩展性。利用已申请的中央财政支持地方高校专项资金,正在筹建支撑“物联网技术及应用”、“无线通信和无线网络基础”及“物联网应用层系统设计”等课程的课内实验平台,包括三个模块:第一是物联网技术基础实验模块; 第二是无线传感网开发设计模块;第三是物联网技术沉浸式体验模块。其中第一和第二模块在教学上采用学生熟悉的C或C++语言实现节点和无线网的设计,网关采用Linux、andor两种操作系统,学生可以根据自己的基础和喜好选择;第三模块是智能家居(体验)实验室,根据家居实景建立的物联网系统,可以实现灯光、安防、烟感、窗帘、空调等家居设备的远程控制。此系统采用最适合无线传感网络的Tiny OS操作系统,可以作为学生初识物联网系统的感性认识体验模块,也可以作为教师、学生进行科研开发的平台。目前在建实验室物流综合实验室和未来超市都是物联网在行业中的具体应用,提供学生进行专业综合训练。

课程的实验内容全部以实际系统为主,综合训练学生的系统设计、软件编程和系统调试能力,包括对传感/变送器的选取、信号的采集与处理方法、无线传感网组网技术、物联网应用层设计、针对不同领域执行器的选择等;并将先进的虚拟仪器技术与物联网应用相结合作为物联网的信息处理方式,培养学生设计智能仪器的开放性创新能力。通过实际项目训练,学生可以完成从了解任务的需求、根据需求制定系统方案、在最佳性价比的基础上选型系统的硬件配置、组网,到应用所学知识编制合理的软件程序,并具有系统调试、通过系统运行结果分析问题、定位问题、以及解决问题的专业核心能力。

2.3 实践基地建设

物联网工程技术是集成的信息/控制服务系统,可以应用于不同的行业和领域。据报道目前物联网专业的人才缺口近20万,因此培养适合于企业的应用型人才就是物联网专业的人才培养目标。产学研的办学模式是企业和学校快速沟通、共建共赢的很好方法。在课程建设、实验室建设的同时,积极与企业联系,建设校外实践教学基地是专业方向建设的重要环节。同时在我们的教学计划中还有工作实践的内容,建设实践基地也为学生的工作实践提供了场所和条件。利用北京市高新企业多,许多区县建立数字北京、智慧北京的物联网项目的机会,与企业和公司合作,进行横向项目的开发和实践基地的建设。选派学生到相应的公司企业进行毕业设计,不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式,还可以为企业提供专业的人才,实现企业与学生的双向选择。

3 教学模式的探索

物联网教学涉及的知识点众多,学生直接进行理论课的学习难免感觉枯燥和凌乱;但物联网的应用可以无所不在、生动有趣,这样的特点决定了我们在教学时可以先引起学生的兴趣,让他们明白所学可以如何用。因此在课程的安排上首先是导论和浸入式体验的认识实践,然后才是相关专业课的学习和实验,并在第六个学期进行工作实践,加深专业知识的应用,第七学期开设专业综合训练,学生进行设计性、应用性训练,形成物联网系统。图3所示是学校物联网方向的教学进程图。

4 结 语

物联网技术的课程设置应当具有以下特色:

第一是先进。课程设置针对目前最热门的集成技术应用—物联网系统的设计及应用,是传感技术、计算机技术、网络技术和信息控制技术的发展方向,体现了先进技术的特质;

其次就是实用。课程设置和内容将重点突出实用性,理论是基础,实用是根本。强调实验环节,以增强学生的实践动手能力和毕业后对岗位的适应能力为宗旨,突出重点,强调实用。

第三是灵活。不但体现在课堂上课程设置的灵活性,也显示了物联网学习的灵活性。以物联网体系框架为依托,重点突出无线传感网和应用层设计及工业物联网的应用。学生可以根据实际系统的需要灵活配置。强调培养学生灵活思维,突出创造性和创新意识,是学生综合素质的体现。

最后是深入。课程的工程性、实用性、设计性很强,也有许多公司会举办大型的物联网设计大赛,因此可以为有兴趣的同学开辟第二课堂,通过指导学生参加相关专业的科技竞赛带动大家的学习热情,深入理解本门课的内容。

参 考 文 献

[1] 王志良,闫纪铮.普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.

[2] 王志良,石志国.物联网工程导论[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范[M].北京:机械工业出版社,2011.

[4] 张光会,余晃晶.试论物联网工程专业的人才素质和培养目标[J].科技信息,20ll(11): 216-217.

[5] 沈苏彬,范曲立,宗平,等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报,2009,29(6):1-11.

物联网技术与应用实践范文第9篇

关键词:物联网;安全技术防范;教学实践;体系结构

中图分类号:TP309 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)01-0068-03

0 引 言

2009年11月,国务院批复同意《关于支持无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)情况的报告》,物联网(Internet of Things,IOT)被确定为国家战略性新兴产业之一。2010年2月,教育部办公厅下发了《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,物联网技术成为加速高校教学改革、培养创新型人才重点支持的专业方向之一。

应用是物联网发展的动力[1],公安院校更注重实战应用能力的培养。安全技术防范课程在公安院校设置的目的就是培养符合公安实战需求的人才[2]。将物联网应用在安全技术防范课程的教学实践中,不仅适应当前我国大力推进物联网走进高校教学实践的趋势,也符合公安教育面向实战、突出实训教学的要求[3],同时也是在我国全面建设小康社会关键时期,打击各种智能化、科技化违法犯罪行为,保卫经济文化建设成果,培养公安应用型实战科技人才的强烈需求。

1 安全技术防范课程体系研究

当前,公安院校安全技术防范课程所使用的参考教材[4-7]主要内容包括入侵报警、火灾报警、视频监控以及出入口控制等四种安防系统。从安防体系组成及功能的角度,将安全技术防范课程体系的学习分为数据采集、数据传输和数据应用三个部分,其系统组成及功能如表1所列。

通过学习安全技术防范课程,学生可以明确了解安防系统的信号处理流程。事实上,组成安防系统的数据采集部分主要是通过各种传感器将防区内的物理化学信号,以有线或无线的方式通过数据传输部分送至数据应用部分的报警控制器,经报警控制器的分析、判断来确定是否报警、反应和制止。从体系结构上看,物联网的三层体系结构与安防系统有诸多相似之处。

2 物联网体系研究

物联网内涵丰富,涉及计算机网络、微电子、通信、控制等诸多领域,是当代信息技术发展的产物,物联网应用更是深入到了社会生活的各个方面。概括来讲,物联网就是一个通过信息技术将各种物体与网络进行连接,以帮助人们获取与物体相关信息的巨大网络。虽然,至今在学术界对物联网的概念没有统一的说法,但对物联网体系结构的理解和认识上,基本是一致的,物联网体系结构从下到上可分为三层:感知层、网络层和应用层。其功能如表2所列。

比较表2与表1可知,物联网体系结构中的感知层,可以实现对防区内危险信号的采集,网络层主要是将这些危险信号通过通信网络以有线或无线方式进行传输或处理,而应用层则可与安防行业相结合,实现入侵报警、火灾报警、视频报警以及出入口报警等功能。

3 物联网在安全技术防范教学实践中的应用

物联网在安全技术防范课程教学实践中的应用可以体现在理论教学和实践教学两个方面,但所涉及的内容应注重与安防工程、公安实战相结合。安全技术防范课程教学应将传统的安防系统与现代的物联网相结合,在理论中建立学生对物联网安防的感性认识,在实践中提高学生对物联网安防的运用能力,为其以后从事相关专业的警务工作打下良好基础。

3.1 基本概念

着重向学生介绍物联网的基本概念,让学生认识物联网;介绍物联网在国内外发展现状,让学生了解物联网最新发展动向;介绍物联网与安全技术防范在体系结构方面的相似关系,让学生明确物联网与安全技术防范之间的关系;介绍物联网安防在公安工作中的相关应用,让学生清楚学习该课程在公安实战工作中的现实意义。

对于基本概念方面的教学实践,可以通过视频演示物联网在安防工程和公安工作中的应用案例,或者以任务书的形式对物联网在安防行业中的应用展开调查,以认知方式促进学生对物联网系统的理解。另外,还可以通过物联网学习网站、物联网知识竞赛,甚至开展物联网文艺展演[8] 来激发学生学习物联网的兴趣和自主学习的积极性。

3.2 数据感知

在数据感知方面,可以着重向学生介绍与安防系统相关的各种传感技术,例如开关、振动、声波(超声波、可闻声波和次声波)、红外、微波、光电、光纤、视频、指纹等在安防行业中应用的传统传感器的工作原理和使用安装方法,另外还应包括例如传感网、一维和二维条码、射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)等物联网关键技术,突出物联网的信息感知和物体识别这两个方面的作用。

该部分的教学实践应根据安防行业的相关应用,例如在入侵报警系统中的移动人体红外信号采集与误报警识别,在火灾报警系统中,火灾发生后的光、热、烟以及气味等信息的采集与火识别,视频监控系统中的图像、声音以及报警联动信息的采集与人像识别,出入口控制系统中的人像、指纹、车牌以及卡片信息的采集与人像、危险物品、车辆识别等。在模拟的实验实训环境下,让学生掌握各种传感器的使用范围和应用场合,引导学生学会多种数据的综合采集与识别,并依靠软件系统集成在同一界面,以软硬件结合方式巩固学生对物联网安防数据感知的理解。

3.3 数据传输

很显然,这部分涉及到通信方面的知识。首先,需要向学生阐明物联网与互联网的关系:物联网是互联网接入方式与终端系统的延伸,也是互联网服务功能的扩展[9];其次,应介绍互联网与物联网的特点与作用,传统互联网方面包括公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network,PSTN)、非对称数字用户环路(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)、综合业务数字网(Integrated Services Digital Network,ISDN)等有线通信知识,以及无线广域网(Wireless Wide Area Network,WWAN)、无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN),物联网方面包括无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN);最后,介绍物联网与互联网的互联互通接口方面的知识,是学习物联网扩展应用互联网的关键一环。

该部分的实践教学,应主要突出物联网与互联网的交会对接以及传感器节点的组网通信,例如无线保真(Wi-Fi ,Wireless Fidelity)、ZigBee,实现对采集信息的融合和初步处理,为下一步物联网安防系统的决策提供信息传输通道。大量传感器节点组网通信方式多种多样,学生可以深入理解物联网安防系统中信息传输的方式和创新路由协议,摆脱传统程式化实验实训方式,突出实践和创新,帮助学生提高专业素质,增强应变能力,对适应日趋复杂的社会治安形势具有现实意义。

3.4 数据处理

数据经过感知、传输,最终的目的是为了应用。安全技术防范课程的主要目的是培养学生解决实际问题的能力。因此,该部分应着重向学生介绍传统的数据处理技术、物联网数据融合技术、云计算技术、物联网信息安全以及物联网操作系统(例如TinyOS、MAINTIS OS、MagnetOS)等技术。

安防系统中数据处理的最终目的就是要实现对报警联动装置的控制,这就使得这部分的实践教学具有一定的独立性,同时在此基础上,又具有综合性。例如,进一步将各种数据和报警信息进行融合和挖掘,可以以此为依据制定应急预案、突发事件现场处置、案件决策指挥,有利于培养学生分析问题、思考问题、解决问题的能力,强化公安机关的指导监督作用,明确该课程在警察职业中的角色意识。

4 教学实践中所面临的主要问题

4.1 思想认识问题

目前,物联网安防的应用还处于起步阶段,尽管已经有部分院校[10-12]在物联网教学方面初见成效,但是在公安实战中的应用还处在研究阶段。当前公安院校在这个方面还没有积累足够的教学实践经验,而且在安全技术防范课程中的应用更是没有启动,没有成形的教学实践模板,这就使得公安院校相关主管部门的决策者对于物联网在安全技术防范课程教学实践中的应用尝试会有所顾忌,举棋不定。

4.2 课程体系设置问题

不管是物联网,还是安全技术防范这门课,其内容中都涵盖了大量的物理、电子、通信、计算机处理甚至高等数学等方面的知识,综合性非常强,这对于公安专业的学生,学习起来还是比较困难的,没有必要的前导课程做铺垫,势必无法达到应有的教学效果。

即使课程体系经过完善之后,随之而来的将是教材问题。教材决定着课程教学实践的成败,市面上适用于安全技术防范课程的教材本来就比较少,而适用于公安院校且以物联网为应用背景的安防教材几乎是空白,因此,是自编讲义还是出版教材,这都将是试图在物联网应用方面有所突破所必须跨越的鸿沟。

另外,教师问题将伴随着教材问题同时出现。安全技术防范课程的任课教师需要有深厚的安防工程经验和丰富的案件处置经历,而且物联网是一门新兴的技术,这就要求任课教师要不断地充实和完善自己的知识结构,结合最新的安防成果和与安防工程相关的科技犯罪案例,将复杂的问题简单化,让学生更容易接受并理解。这无疑又对任课教师提出了更高的要求。

4.3 资金投入问题

物联网在安全技术防范课程的推广应用需要大量的硬件和软件。安全技术防范作为工程实践性比较强的课程,单一的课堂讲解无法达到教学目标,也不符合公安教育的要求。因此,需要配备配套的实验实训软硬件设施,主要包括实验实训场地的建设、配套设施的装修,大量传感器、数据通信和处理设备以及配套软件的购置及更新,这些都需要大量的资金投入。

软件投入则包括教师安防行业调研与物联网技术培训,还需要定期参与安防工程的方案论证、项目验收等公安一线的挂职;另外,邀请或选聘那些在公安一线有着扎实的理论功底和丰富的安防工程经验的专家[3]以及物联网方面的专家学者来校做讲座或成为专职教师,这些都将是不小的开支。因此,资金的投入使得物联网在安全技术防范课程中的应用可能会受到一定的限制。

5 结 语

物联网“十二五”发展规划显示,物联网在安防领域已经初步取得了一定效果。物联网已经被确定为国家性战略新兴产业,党的十报告中再次强调了“推动战略性新兴产业的发展”。在良好的政策环境下,物联网为公安院校安全技术防范课程的教学实践带来了崭新的思路。通过物联网在教学实践中的应用,能激发学生学习兴趣和主动性,优化课程体系,完善教师的知识结构,更有利于学生的实践能力和创新能力的培养和提高,为其以后灵活应对复杂多变的治安环境提供良好的实战平台。但是,我们也不能不看到,物联网在安全技术防范课程中的应用还处在起步和探索阶段,还有许多问题需要解决。

参 考 文 献

[1] 瞿惠琴.高职物联网专业传感器技术课程教学改革初探[J].科技视界,2012(14):123,128.

[2] 卜全民.《安全技术防范》课程教学改革研究[J].科技信息,2008(36):39-40.

[3] 杨辉解.公安专业实践教学的难点及解决路径——以公安招录培养体制改革为视角[J].中国城市经济,2010(8):158-159.

[4] 齐霞.安全防范技术教程[M].广州:暨南大学出版社,2011.

[5] 黄超,杨跃杰.安全技术防范[M].北京:群众出版社,2009.

[6] 汪光华.安全技术防范基础[M].北京:高等教育出版社,2008.

[7] 范晓丽,吕立波,杨世臣.安全防范技术教程[M].北京:中国人民公安大学出版社,2005.

[8] 哈艳,梁森,陈晓健.物联网教学模式探究[J].保定学院学报,2012(4):121-123.

[9] 中国物联网发展研究中心.中国物联网产业发展年度蓝皮书(2012)[R].无锡:中国物联网发展研究中心,2012.

[10] 钱红燕,陈兵,燕雪峰.物联网教学实践体系研究[J].计算机教育,2011(23):21-25.

物联网技术与应用实践范文第10篇

[关键词] 物联网;移动互联网;人才培养

[中图分类号] G642.0 [文献标志码] A [文章编号] 1005-4634(2014)04-0080-04

网络工程专业是随互联网的发展壮大而兴起和发展的,自 1998年被教育部列入本科专业目录以来,全国已有近 300 所高校设置了该专业,为社会培养了大批网络专业技术人才[1]。我国大多数高校的网络工程专业以计算机科学与技术专业为基础开设,在专业建设过程中,各高校本着“培养高层次的网络规划建设、网络管理维护、网络应用人才”这一专业培养目标,通过增设通信原理、互联网工程建设与规划、网络管理、网络程序设计、网络安全等课程开展专业人才培养,与原有的计算机科学与技术专业培养模式相近[2,3]。由于教学体系、教学实践经验的不足以及硬件设备更新换代的滞后,使得学生分析问题、解决问题的能力和实践工程能力相对较弱,毕业生的专业特色和优势不够明显。近些年,由于低端网络人才市场趋于饱和,本科生就业市场上出现了“网络工程专业学生就业难、用人单位招聘不到合适人才”的普遍现象,导致部分应用型高校网络工程专业出现萎缩或停招。这足以说明,“传统”网络工程专业亟需在专业内涵、人才培养目标和培养模式等方面进行重大的改革创新。

1 “新互联网”时代大潮对网络工程专业 的影响

互联网技术经过40多年的长足发展,其产业变革席卷全球,颠覆传统行业的节奏也进一步加快。2014年1月8日,在钓鱼台国宾馆召开的“2014互联网产业年会”上,互联网产业各界人士一致认为:移动互联网、物联网必然将在工业应用中扮演更加深入和广泛的角色,促进工业全产业链、全信息链的信息共享和协同集成。思科首席执行官约翰钱伯斯(John Chambers)在拉斯维加斯举办的“CES2014展会”演讲中也对物联网的发展充满信心,表示:“这一转变已经开始,它(指物联网)将改变我们生活、工作和娱乐的方式……2014年将是物联网发生关键转变的一年,并且到2017年,物联网产生的影响,将比整个互联网更为深远”。

物联网和移动互联网等新网络技术的兴起给网络工程专业带来了新的契机和挑战,只有正视这种汹涌的“新互联网”时代大潮,不断丰富和发展网络工程专业的内涵、人才培养目标和培养模式,才能适应新网络时代的要求,培养面向企业需求的实践人才,焕发专业活力。本文分析总结大连工业大学网络工程专业的培养实践经验:“突出专业特色,彰显时代特点”、“优化专业层次结构,大类培养”、“加强实践,注重校企合作”,旨在探索一条适应新技术发展的面向物联网、移动互联网的网络工程实用型人才培养的新道路。

2 “新互联网”时代下网络工程专业的建 设思路

大连工业大学于2004年开设网络工程专业,经历了传统意义上的网络工程人才培养,迄今已毕业6届、300余名网络工程专业本科生。通过对本专业毕业生就业情况的跟踪统计可知,目前网络工程专业学生的就业方向主要有四个领域:传统互联网系统设计及应用、Web软件设计与开发、嵌入式系统应用和移动互联网软件开发。随着物联网、移动互联网技术的兴起和蓬勃发展,近几年嵌入式系统应用和移动互联网应用领域的就业比例逐年上升,已渐有超过传统互联网应用这一传统就业主体的趋势。根据这种现状,大连工业大学从2010年起着手改革新的网络工程专业人才培养模式,学生就业优势明显加强。

首先,拓展传统的网络工程专业内涵,突破传统的“互联网建网、管网、用网”领域,以时代需求为导向,引入物联网、移动互联网等技术知识,拓宽专业领域;在人才培养目标方面,既要培养传统互联网络系统设计与开发、网络工程规划与设计、网络管理与维护等层次的专业人才,也要培养物联网系统设计与开发、移动互联网系统设计与开发的多领域专业人才。

其次,在课程设置上优化专业层次结构,结合计算机科学与技术专业制定“宽口基础+特色方向”的课程体系,开展大类培养。

最后,网络工程专业作为一个跨学科、实用性强、服务面广的专业,要大力加强学生实践应用能力的培养。这既需要高校本身的努力,加大教师实践能力培养、加大硬件设备的更新换代,更需要社会、企业和学校的紧密配合,探索一条群策群力培养学生实践能力的切实可行的新模式。

3 拓展专业内涵,彰显时代特点

物联网技术是在互联网技术的基础上,结合射频标签和传感器网络等技术,实现人与物、物与物智能沟通和对话的网络信息技术[4]。近几年,国内申请增设物联网相关专业的高校数量众多,但在不同程度上都存在着物联网课程体系规划不完善、教材建设计划不完备、师资力量薄弱、实验室配套设备缺乏和实验方案标准有待规范等问题。

实际上,在培养目标和专业课程设置等方面,传统网络工程专业已涵盖了大多物联网知识领域,拥有物联网网络层的学科建设优势,具备应用层的基础知识,需要补充的主要是物联网感知层的相关课程[4]。显然,传统网络工程专业与物联网专业在知识结构上有很多共性,只要适当补充和调整网络工程专业的课程设置,即可培养具有物联网技术知识的专业人才。

物联网、移动互联网是“新互联网”时代两个最热点的技术领域和应用领域,根据新技术发展和企业岗位需求,大连工业大学网络工程专业重新定位了专业内涵,调整原有的专业课程体系,补充物联网和移动互联网技术相关知识,制定了新的网络工程专业培养方案,目的是培养面向工程的具有创新精神的应用型、复合型、技能型的“新”网络工程人才。新培养方案中将网络工程专业方向设定为4个方向:(1)传统互联网方向;(2)系统集成方向;(3)物联网及移动互联网方向;(4)Web软件开发。

4 优化专业层次结构,大类培养

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》明确提出:“优化结构,办出特色……优化学科专业、类型、层次结构,促进多学科交叉和融合。重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。”

大连工业大学网络工程专业是以校计算机科学与技术专业为基础、依托校网络中心工程环境开展学生培养的,具有坚实的教学师资和教学资源基础。为优化网络工程专业的层次结构、培养“应用型、复合型、技能型”人才,网络工程专业采用与计算机科学与技术专业联合的交叉大类“2+2培养”模式:前两年教学内容与计算机专业保持一致,使学生具有扎实的计算机技术基础;后两年根据专业特色,按照行业技术发展和企业岗位需求,设立了“传统互联网应用”、“系统集成”、“Web软件开发”、“物联网及移动互联网应用”四个特色方向,形成合理、有时代特色的课程群体系(见表1),及有效的实践环节,从而保证学生在校学习内容和企业需求的有机接轨。

5 面向工程应用,优化实践教学模式

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》同样明确提出:“提高人才培养质量……加强实验室、校内外实习基地、课程教材等基本建设……强化实践教学环节……创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制。”

网络工程专业对学生的实践能力要求较高,实践能力的提升是培养网络工程人才工作的重中之重。根据大连工业大学网络工程专业本身的特点,笔者采取“校内+校外”、“校企联合”的创新与实践教学模式开展对学生实践工程能力的培养。

5.1 实践教学体系

实践教学体系设置坚持“面向工程应用,优化实践教学模式”原则。具体划分为“四层次、七类别”实践教学体系,见图1。“四层次”是指学生应获取基础实验和认知能力、初步设计能力、综合实践能力、创新和工程能力等四个层次的能力;“七类别”是指课程实验、课程设计、专题训练、各类实习、毕业设计、参加创新和科研课题、职业培训等七个环节[5]。

根据大连工业大学网络工程专业自身特点,针对“课程群”系列课程,开设综合性较强的专题训练实践环节,既有利于提高学生的综合实践能力,又有利于与企业实训项目相结合、置换。例如,笔者将第七学期的“网络规划与设计专题训练”、“网络安全课程设计”和“生产实习――网络管理+Linux系统运维”三个实践环节组合成一个综合性专题训练模块,引进合作企业的生产实践项目,由学校教师和企业技术人员共同对学生进行综合实训,取得了非常好的效果。

5.2 “校内+校外”、“校企联合”的创新与实践教 学模式

根据专业培养目标,充分关注行业、企业需求,密切校企合作,建立了“校内+校外”、“校企联合”的创新与实践教学模式。

1)有效利用校内资源,将教学实践与实际生产环境有机融合。网络工程专业依托大连工业大学网络中心开展校级实践活动,将教学实践落实到生产现场,开展从校网络中心到教育网地区中心全方位的教学实践活动。在这个过程中,既可以引入网络中心具有丰富实践经验的教师承担认识实习、操作实习、毕业设计等实践教学任务,将网络中心技术人员的工程实践经验更好地融入到教学环节中,还可以引导学生参与勤工俭学,通过承担一定的网络维护开发等活动,有意识地引导学生参与专业实验室、学校网络的建设维护工作,提高学生的专业认知和动手能力。通过上述方式,将网络工程专业的教学实践融入实际的生产环境中,使学生学以致用,既深化了对专业理论的理解,也提高了学生的工程实践能力,突出了网络工程专业的工程特点。

2)扩大校企合作。根据行业、企业需求,结合学校实际,笔者重新定位网络工程专业方向,建立了“企业岗位定制”教学;同时,加强校企教师的双向培训机制,与企业在学生和师资培养等方面建立长期稳定的合作关系。在图1所示的四个层次实践课程体系中,强调培养过程中的企业参与,将企业的实际项目引入专题训练环节,实现学校和企业的无缝接轨。

3)支持学生参与创新科学研究,推行产学研联合培养的“导师制”。从大学一年级入学开始,即进行专业介绍和行业发展规划,逐步引导和培养学生的专业兴趣和方向,鼓励本科学生参与科技创新实践活动,建立“导师制”师生研究室。教师带领本科生积极开展科研创新实践活动,建立了课内与课外相结合的创新与实践教学模式。目前,网络工程专业学生已参加了多项部级大学生创新与创业项目,科研实践能力大幅提升。

4)积极开展专业竞赛,以赛促学。引导学生积极参加各种专业竞赛,以优秀获奖学生为榜样,带动更多的学生积极向上、锐意进取。同时,通过联合开办的思科网络技术学院、红帽学院,鼓励学生考取思科认证网络工程师(CCNA)、思科认证网络高级工程师(CCNP)等行业国际资格认证,极大地调动了学生的积极性和学习热情,也增强了学生的就业竞争力。

6 结论

物联网和移动互联网技术的蓬勃发展为传统网络工程专业建设带来了新的机遇,本文讨论在“新互联网”时代背景下,以《物联网“十二五”发展规划》和《卓越工程师教育培养计划》为契机,将物联网技术、移动互联网技术与高校传统网络工程专业建设有机融合,通过整合教学资源、扩展专业内涵、优化教学体系、建立创新实践教学模式等一系列举措,大力加强学生实践能力的训练,探索了一条以行业需求为目标,培养基础扎实、实践能力强、富有创新精神和团队意识的复合型、应用型网络工程人才的新思路。

参考文献

[1]曹介男,徐明,蒋宗礼,陈明.网络工程专业方向设置与专业能力构成研究[J].中国大学教学,2012,(9):31-34.

[2]岳峰,王桢.浅谈高校网络工程专业学生实践能力的培养[J].教育与职业,2012,(21):126-127.

[3]张新有,曾华,窦军.就业导向的网络工程专业教学体系[J].高等工程教育研究,2010,(4):156-160.

物联网技术与应用实践范文第11篇

关键词:物联网专业;实践教学;教学模式

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)35-0150-03

一、概述

物联网在当今社会已成为一个热点话题,它正不断应用到我们的生活中。物联网是指通过装置在物体上的各种传感设备,如射频识别RFID装置、红外感应器、全球定位系统GPS、激光扫描器等,按照约定的协议,通过相应的接口把物体与互联网相连,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨型网络[1,2]。2010年,教育部开始将物联网、传感器网络作为战略性新兴产业相关专业的重点,鼓励各大高校申报相关专业。作为培养市场所需人才的高校来说,物联网专业实践教学显得尤为重要,建设物联网实验室也成为当务之急。高等院校物联网专业应该注重培养具有物联网专业基础知识和具有较强的物联网专业实践能力的全方位人才[3,4],这就要求高等院校在物联网实践教学方面建立和完善适应于学生发展的实践教学体系。

二、物联网体系结构和关键技术

根据研究,按照自底向上的方法,物联网体系结构从技术和功能角度可以分为三层,即感知层、网络层和应用层。其结构框图如图1所示。

感知层主要是前端信息采集以及控制终端,要求能够全面感知物理世界的各种信息,由各种传感器以及传感器网络组成,是物联网信息的源头。用于物联网信息感知的传感器主要有温湿度传感器、气体传感器、水质传感器等。它利用射频识别(RFID)器件、嵌入式设备、无线传感网等全面感知物体的各种信息,具有节点数量多、成本低等特点[5]。可见,感知层是物联网体系结构的底层技术,是物联网关键技术之一。

网络层由光载无线交换系统(主要包括光载无线交换机、远端射频单元、模拟光纤、WIFI设备服务器和以太网交换机)和其他网络设备共同组成,是各种信息与互联网的融合、传输和接入层,是基于TCP/IP协议的网络平台[6]。

应用层的主要作用是支持物联网应用系统中各类平台技术的运行,这些技术包括物联网信息存储技术、物联网信息共享和交互技术以及各行业末端网络应用技术等,主要实现物联网与行业技术的深度融合和无处不在的智能化功能[7]。应用层是由后台数据中心、远程客户端以及装载在其中的各种应用程序共同组成的,实现对前端信息和控制终端的管理和应用。

这三个层次基本涵盖了物联网主要的核心知识和应用范围,为物联网专业的教学指出了明确的方向。

三、物联网专业实践教学典型解决方案

我国高校开设物联网专业是近五年的事,由于整个专业起步比较晚,相对来说,实践教学环境的配备更迟一步,不管是各大高校还是服务于高校的企业单位,对该专业的实践教学配套设施都还处于起步阶段。如何定位高校的物联网专业教学,如何确定相应的实践教学模式,对此,本文进行了相关分析和总结。

(一)体验实践的广泛感知模式

物联网专业本身与电子、通信、计算机领域密切相关,但它也应该有自己明显的特性。据了解,各大高校的物联网专业基本都设置在计算机学院或信息学院,如何把物联网专业与同学院其他专业区分开来?基于物联网专业具有很强的工程实践特性,一些大学从实践环节入手,针对物联网实验教学环节和专业实验内容给出了解决方案。该方案认为实验室建设应该重视基本应用开发能力的培养、应该建立宽泛的可操作环境,让学生在实验时有可选性,鼓励创新精神,从而培养学生对实际物联网应用项目的整体把握能力。

方案中指出,对物联网专业实践教学环节应该从专业认识、毕业设计、生产实习、竞赛活动等方面进行改进。据调查,新生的专业认识一般是统一参观专业实验室或某个网络公司或以讲座形式向学生展示专业的发展,使学生获得对自己专业的初步认识。新的解决方案是建立特定行业物联网“综合演示实训中心”,通过参观该实训中心,让学生从整体上认识物联网专业及其应用场合,从而增加学生对专业的理解,激发学生对专业的兴趣。生产实习方面,通常是带领学生到生产现场进行参观实习。由于物联网是一个新兴行业,可供学生进行参观实习的工业生产现场比较少,因此需要重新制定物联网专业实习解决方案。经调研发现,建立“物联网综合演示实训中心”供学生感性体验,或者利用学校与企业联合共建的物联网相关示范基地以及学校自建的实训中心是比较有效的方案。专业基础学习,应做到学与做同行。为满足多样化需求,应完善丰富专业基础教学实验室,从而丰富课程设计的综合实验内容。如果教师时间紧,可以采用第三方提供的产品方案。通过学科竞赛,让学生可以在创新、理论付诸实践、团队合作三个方面促进增长。

在高校物联网专业实验内容拓展方面,方案给出了三步走策略:综合演示实训类、应用实训类以及基础教学实验类。对于综合演示实训类,针对高校的行业特点,建立其相应的应用型实训中心,比如智能家居系统、智能门禁系统、智能安防系统等,提供专业认识、科技创新、科研、毕业设计等内容。对于应用实训类,构建通用典型的物联网小型系统以及中规模应用系统,比如智能停车管理实训室、智能农业实训室等,提供专业认识、课程设计、科技竞赛及创新相关的实验服务。对于基础教学实验类,进行专业基础、课程设计等专业基本能力培养,比如传感器、单片机、FPGA实验室等。

(二)精品案例教学模式

对于概念和应用宽泛的物联网专业来说,与其面面俱到广而不精,不如采用精品案例教学模式。学校结合自身的长处,选择适合自己的培养方向,这不仅可以充分利用现有资源,更能体现针对性,且学生容易入门。为此,一些企业随之打造了类似产品,以求能够通过某个具体精品案例,把物联网的三层结构体现得淋漓尽致,在追求精品的同时,不失整体的实践教学模式。

方案中,物联网技术应用领域教学选取了典型的案例――智能家居,其结构框图如图2所示。智能家居融合自动化控制系统、无线通信技术、计算机网络技术和传感器技术于一体,形成智能化、网络化的家居控制系统,将家中的各种设备(如照明系统、音视频设备、窗帘控制、安防系统、空调控制、数字影院系统等)通过家庭网络连接到一起,从而实现全方位的信息交互,保持信息交流畅通,环保节能,节约资金,增强家居安全。智能家居系统可提供的实验为智能移动视频监控实验、智能门禁实验、智能电灯控制实验、智能窗帘控制实验、家居环境参数采集实验,通过这些实验,可以使学生更好地锻炼动手能力。

方案通过智能家居系统引出物联网关键技术,该技术主要分为物联网传感技术、物联网接入教育、物联网网络技术等。物联网传感技术可提供多款CPU,例如8051核CPU、cortex m3核CPU和FPGA等,使学生能够学习不同复杂度、不同成本的CPU连接传感器进行信号采集的流程。物联网传感技术还可以提供多款传感器。物联网传感技术实验的核心思想是提供一套可以更换CPU芯片的、能够连接多种传感器的试验教学装置,目的是让学生能够学习各种传感器的应用,包括传感器信息采集、传感器信号分析和接口电路设计。其优势特点是提供一套能够使用不同类型CPU实现传感器信息采集与处理的实践教学装置,提供多种传感器应用,包括声音、电磁、温度、湿度、气体、红外、光照、机械动作等多种感知信号。提供多样的传感器接口,包括模拟接口、数字接口和开关量接口。物联网接入技术的核心思想是提供这样一套实验装置:在完成无线网络管理和射频识别信息处理的同时,可以将数据通过不同网络路径传输到网络中心,目的是让学生掌握WIFI、GPRS、3G网络组成,信息传输过程中的关键性参数配置,传输性能分析等内容。物联网网络技术核心思想是提供一套能够涵盖物联网网络层关键性技术,即软交换技术和IPv6技术的实践教学装置和教学资源,使学生能够掌握主流的网络信息交换技术。

(三)二次研发实践模式

对于体系比较庞大、涉及知识比较繁多的物联网专业来说,让学生亲自动手实践从底层到顶层完整走一遍的思路或许是一条学习捷径。二次研发教学模式即让学生在现有实验箱的基础上完成个性设置和修改部分功能模块的方式体验物联网系统的工作流程,从而学习相关知识。一些公司推出了二次开发实验平台,如基于WSN(Wireless Sensor Network)的物联网解决方案体系架构ATOS平台,该平台框架如图3所示。ATOS物联网开发平台采用一套设备两套协议的方式,这两套协议包括标准的Zigbee协议和基于TinyOS的开源自主协议。TOS系统采用开源TinyOS操作系统,向用户公开了路由协议和上层软件源代码,用户可以根据各种应用需求对系统进行二次开发,包括传感器设置,数据采集、存储、访问等环节均提供二次开发接口,用户可以修改和设计自己所关注的部分,从而实现应用系统的开发工作。这给高校初学物联网的学生提供了简单易行的软硬件开发机会。

ATOS平台主要设计了传感器数据采集、基站数据汇聚、网关对外发送、采集系统解析以及远程服务器数据接收和存储等功能,它从整体上为物联网专业的学生提供了从传感数据到终端用户的各个流程,让实践过的学生能够彻底理解物联网从底层到应用层再到终端的基本架构。

该方案不同于其他实训模式,传统的实训模式多为“现场观摩为主、基本不予参与”,在本方案中,学生可以根据系统提供的二次开发平台,重现上述具备的所有功能,或根据自己的需求改写新的控制逻辑,因此具备较好的学习参与度。另外,该方案还可采用硬件组态的设计模式,根据不同的需求选配不同模块组建自己的试验平台,以适应实验教学的需要。而且,系统中绝大部分设备和器件,如传感器、气动部件等,都是工业现场使用的标准工业级元件,学生如同实践在一个真实生产的过程中,能够学到真正实用的专业知识和操作技能。

另外,ATOS平台中的实训定位功能,也能更好地全面地锻炼物联网专业的学生。该功能体现为室内人员精确定位技术的演示与测试,它采用基站定位技术,即利用已知基站来定位移动点的位置,在对信息进行收集与统计之后,实现轨迹与区域的实时定位等功能。与传统的RFID刷卡式人员定位不同,它可灵活地实现人员随时随地定位。

四、总结

物联网行业的兴起,为高校学生提供了广阔的就业前景。物联网专业所涉及的硬件、软件及网络大多是现有技术的综合应用,因此,物联网专业是工程实践性较强的学科,若要培养出理论知识与动手能力于一身的综合型人才,就需要高校制定出一套完善的物联网实践教学体系。由于物联网的提出本身涉及多门学科,故其课程体系具有一定的交叉性和动态发展特性,因此,物联网专业实践教学面临新模式的挑战,这也给各高校根据自身优势摸索出新专业办学特色提供了良好机遇。

参考文献:

[1]谢秋丽,黄刚.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊:教育技术,2011,(3).

[2]罗蓉.物联网的发展和应用研究[J].计算机工程应用技术,2011,(3).

[3]郭丽.高职院校物联网应用技术方向课程体系的探索与构建[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2011,(2).

[4]王志良.物联网现在与未来[M].北京:机械工业出版社,2010.

[5]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010,(16).

物联网技术与应用实践范文第12篇

【关键词】物联网技术;单片机

伴随着物联网技术的逐渐成熟,其应用范围也越来越广泛,同时社会对物联网专业人才的需求量也越来越大。单片机技术作为物联网产业的关键底层技术在电子技术课程体系中的地位愈来愈重要,但是传统的单片机课程应用已经无法满足大众的需求,利用物联网技术改革单片机课程也是大势所趋。

1传统单片机课程中存在的问题

(1)传统的单片机课程主要是理论知识课程为主,并不重视培养学生的综合实践能力。目前大多数的单片机教材跟不上时代的发展,其学习知识存在严重的滞后性。而且单片机理论知识的理解难度较大,学生很难准确把握单片机知识原理,学习积极不高的。(2)由于多数高校的条件有限,无法真正让学生实践单片机知识,比如有的学生主要是以仿真实验平台为主,无法满足学生的学习需求,同时实践课程与社会发展严重脱轨,无法保证学生的学习效率。虽然随着我国物联网技术的发展,单片机技术也在不断更新变化,但是多数工作人员对于物联网等新技术的发展和应用不是很关注。显然,这种课程形式不仅不能满足学生的学习需求,也无法适应社会对高素质、高技能的专业人才的需求。在此大环境下,相关工作人员必须要积极转变理念,彻底摈弃传统的方法才能推动单片机课程的改革,才能进一步提高学生的实践能力。

2物联网技术在单片机课程中的应用

2.1优化单片机课程应用

单片机技术是物联网底层最重要的技术。随着我国物联网技术的兴起,我们在单片机技术课程推广中就应当以物联网系统应用为目标,重点突出互联网络、信息数据采集传送等相关知识。同时,还要在原有模式的基础上对单片机课程进行优化设计,比如选择目前比较流行的无线SOC单片机来缩短课程与实践的距离。在物联网技术背景下,不仅仅要优化课程内容,还要改革课程方法,同时结合创设情境、任务驱动、小组合作等方法,增强单片机课程课堂的学习氛围。在物联网技术发展的背景下改革单片机课程,应当重视以物联网应用为基础,强调出单片机技术对物联网技术发展的作用。比如在SPI接口的课程中,可以从应用原理、接口函数到模块使用都添加应用实例,以提升课堂的生动性和趣味性。在此过程中,还应当适当减少一些理论知识的传授,并加大实践知识的讲解,适当的增加无线通信协议栈实践内容,突出C语言中所描写的ZigGee协议栈程序,并重点突出应用曾开发网络拓扑结构形态等知识。总的来说,将物联网新技术与单片机课程相结合,加强单片机课程应用的改革。

2.2搭建实验平台

作为物联网底层最重要的技术,只有在实践中不断的研究才能进一步促进物联网技术的发展,才能提高学生的实践能力。为了达到学以致用的目的,应当重视搭建实验平台,让学生能够亲身实践课堂上所学到的理论知识,并从中感悟到更多的单片机知识。搭建实验平台主要内容是完善和更新单片机课程实验系统,以便真正提高学生的综合实践能力。比如选择新型的无线SOPC单片机实验箱,同时选择Keil/IAR编译开发平台。另外,还可以多选择SOC单片机基础硬件实验、网路协议实验等。例如在单片机的定时器/计数器的课程中,可以先创设教学情境:在电线测量的实验中,其采用的测量方法将电线绕一个周长是1米的轮子上面,拉动电线带动轮子旋转,这样只要计算下轮子转过了多少圈,就可以知道绕过的电线有多长了。单片机中的计数器的计数功能与此相似,不同的是电线测量例子中计的是轮子转的圈数,而单片机的计数器计的是从单片机P3.4、P3.5引脚进入的脉冲的个数。在课程中,可以引导学生把MCS-51单片机中的两个计数作用看成水滴落,让他们思考如何测量装水的水盆容量。在实践过程中,可以让学生选择不同的定时器和计数器队各种物理量的测量以验证计数器的计数功能。总的来说,应当重视是实验课程实践,并尽量选择较为先进的实验手段和工具,以便于学生学习。

2.3课程理念的改革

随着我国物联网技术的发展,单片机技术的发展也会更加成熟。在新一轮的教育事业改革背景下,应当彻底摒弃传统的课程理念。只有与时俱进,选择最为先进的课程理念才能真正实现单片机课程应用的改革,最终发挥出物联网技术的优势。首先,应当重视突出学生的主体地位,把课堂的主动权交还给学生。这也就意味着应当采用灵活的课程方法,使学生的主观能动性得以发挥。其次,在应用物联网技术时应当结合单片机实际课程应用内容,并选择合理的案例和实践方案,以便于真正促进学生的学习。比如采用项目式的方式,将单片机课程分成若干个小项目,以项目目标为主线,结合相应的知识点进行讲解,激发学生的主动性,课程应用还应从实际问题入手,采取提出任务、分析任务、设计任务、解决任务、归纳规律的方法,让学生在解决项目任务的过程中掌握知识。最后,还应当注意从学生的认知水平和课程实际出发,完善课堂设计。并合理选择实验实践和理论知识的进度,保证能够在充实学生理论知识的基础上,进一步提高学生的综合实践能力。总的来说,在新的教育形势下,应当积极转变课程理念,以此推动单片机课程的改革。

3总结

在单片机课程中,应当充分利用物联网技术,在充实学生理论知识的基础上要进一步提高学生的综合实践能力。只有这样才能真正提高学生的综合学习能力和创新能力,最终培养出专业的物联网专业技术人才。

参考文献

[1]郑一力,赵燕东,葛桃桃,陈善安.物联网技术在单片机教学改革中的应用[J].实验技术与管理,2014(09):22-24.

[2]王忆.物联网技术在单片机教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2014(18):54-55.

物联网技术与应用实践范文第13篇

关键词:中职教育;物联网;计算机教学

当今社会,互联网已经成为人们离不开的一样东西,每时每刻人们都在网上寻找着自己想要的信息,搜索周边的优惠。在中等职业学校计算机专业的教学中,要多加强实践教学,尽量使教学信息化、网络化,这样才能适应不断扩大的人才需求量,提高教学水平。在这种物联网的大背景下,中等职业技术学校计算机专业有着广阔的前景,但是,纵观现在的中等职业技术学校的信息技术教育还存在诸多的问题,还不能为社会提供足够多专业的计算机人才,因此,中等职业学校计算机专业的改革已经迫在眉睫。

一、物联网的定义及其特点

物联网就是通过各种信息传感设备,去采集各种人们在互动、监控和链接过程中需要的信息,将其用互联网进行结合,形成一个便捷的传递网络。如此,便使得人与物体、物体与物体便捷地连接在一起,使人们在管理、控制这些物体的时候做得更好。通过把智能感知、各种识别技术、普适计算等技术应用到物联网中,逐渐改变我们的生活。所以,物联网被称为在计算机、互联网之后信息产业中的第三次发展浪潮。

物联网与互联网相对来说还是不同的。首先来说,物联网就是各种感知的实际应用。在物联网时代,各种感知最终通过互联网相互连接,互联网中的传感器收集网络或传感器存在之地的各种信息,使得我们应用物联网能够随着时间的推移,方便快速地更新所需要的信息。

其次,物联网实际上是基于互联网而形成的一个网络,物联网的核心技术其实就是互联网的一部分,并且物联网中人与物体、物体与物体之间传递信息靠的还是互联网。物联网中信息传递离不开网络。但是,通常传递的信息量过于巨大,难以保证其传递的准确性与安全性,这就要求物联网必须去适应各种异构网络和网络协议。

最后,物联网就是提供一个人们自由交流的平台,使得人与物体,人与人之间方便地连接,这种连接不受任何场景和时间的限制。而互联网与物联网的相互融合,会使物体的管理更加便捷,人们的交流更加方便。如此,人们便能够深入地感受到物联网在工作与生活中带来的便利,引领人们去感受更智能、更便利的生活。

二、物联网在计算机发展中的意义

随着物联网的不断发展,物联网技术日趋成熟,物联网必将和互联网一样成为我们生活中必不可少的一部分,工业生产、环境监控、健康医疗、运动健身、交通运输等方面必将出现越来越多的物联网的身影,其涉及的范围也将越来越广。比如,苹果公司的iWatch就可以收集佩戴者的运动量、心率、通话记录、联系人,等等,还可以便捷地通过iWatch与他人进行通话,iWatch可以和苹果公司的iPhone相连接,实现物物互联,为人们在通信上提供了诸多便利,有助于帮助使用者完成高效、便捷的通信。

新一代的物联网技术还有诸多的作用,它必将改变我们未来的生活,在未来的各行各业中我们都将看到它的身影。如果我们将传感器安装到大桥、水坝、楼房、供电、供气系统中,再将其用互联网连接,将信息传递到整个网络中去,实现人类社会与物理系统的整合,然后对所获得的信息进行分析整理,并通过这种分析、研究,更好地对检测对象进行管理、控制。这样人们就可以用更加智能的方式管理生产和生活,人的生活必将更加便捷,人与自然的关系也将很好地得到改善,资源利用率和生产力水平也将大大提高。但是想达到这样的目的,我们就需要有一个强大的中心计算机,使这台计算机能够很好地对传感器获得的信息进行很好的整理、分析、研究和控制,只有这样,我们的设想才能够实现。

在未来也许会出现这样的情形:当家里的防盗门非正常打开时会自动报警,并打开家里的摄像头;手机、钥匙、钱包等会感应到与主人的距离,并会自动提醒主人随时携带;衣服会感知周围的气温自动调节温度,等等。物流领域如果应用了物联网技术,那么就有可能出现以下情况:当货车超重时,货车会告诉你超载了,还会报出超载的数字。此外,货车还将就怎样合理地配置货物提出合理化的建议;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“哎哟,好疼!”,或者说“宝贝,能不能轻点?”;当司机在和别人扯闲话,货车可能会说:“亲,我等不及了,能不能快点发车!”

就目前来看,我国网络已经得到了大面积的覆盖,高覆盖率的优质网络是物联网发展的必要条件,一些安装在各种设备上的传感器都需要通过互联网络来实现传递,随着科学技术的不断发展,时代的不断进步,使得物联网中许许多多的物品产生的信息能够很好地去分析、控制管理,使得便捷化、即时化的管理变成可能,相信随着物联网技术的不断发展,人们的生产生活也将变得更加有趣、更加智能化。

三、未来物联网发展趋势

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继计算机、互联网之后的另一次信息技术革命。有专家认为,物联网不仅可以为人们提供丰厚的收益,而且可以节约生产成本。尤其是在经济形势不好的情况下也许物联网可以肩负起全球经济复苏的重担。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网,我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为我国的经济发展作出贡献。按照对物联网的需求,需要数以亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。物联网拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用,包括产品服务、智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。

四、物联网时代下中职计算机教学的发展融合策略

在物联网技术不断发展的今天,中等职业技术学校信息技术教育必须进行改革与发展。下面我阐述一下对信息技术课程发展的一些建议:

1.为了适应物联网技术的发展要求,我们有必要调整计算机专业结构及课程设置

中等职业技术学校要紧跟时代潮流,找准企业发展方向,了解物联网技术人才的需求特点,积极地去建立新的培养体系,健全人才培养过程,大力度增强学生的实践能力,从学生的特点入手,积极地去带领学生学习新兴技术课程,完善教学课程设置,让学生所学的知识紧跟时代步伐,与时俱进,充分适应新时期对于物联网技术人才的需要。

2.我们要培养优秀的教师

所谓“名师出高徒”,要想让学生学到紧跟时代步伐的物联网技术,我们必须要建立健全优秀的师资力量,定期举行教师技能培训,增强教师自身素质,在教学实践中,举行各种教学质量评比,对教学质量优秀的老师,学校要适当给予奖励,对教学质量欠佳的老师,学校要努力帮助其找到问题所在,及时纠正错误。在增强教师教学能力的同时,还应加强对教师师德的培养,使教师努力做到“学高为师,身正为范”,用扎实的学术能力和良好的道德品质应对时展对物联网技术人才的需求。

3.我们要努力建立一个完善的实践教学基地

在中等职业学校的信息技术教学中,实践是相当重要的一个方面,因为计算机技术不同于其他知识,课本只是辅助作用,只有在实践中学生才能更好地掌握这些知识,要想使得实践教学能够很好地进行,我们必须建立一个完善的实践教学基地,能够培养学生的实践能力,突出智能化、模拟化、数字化等特点。要对计算机专业人才进行一技多能的培养,必须通过物联网实训模拟设备来进行,利用模拟的工作环境和工作流程,切实提高学生对物联网技术的实际应用能力,优化教学资源与环境,使传统教学与虚拟教学相结合,让学生以优秀的能力迎接物联网时代辉煌的明天。

五、物联网实践教学平台现状

随着物联网技术的不断发展,国内兴起了许多开发应用于高校的物联网实践平台,这些平台存在着部分问题:一是由于公司研发人员没有实践教学经验,其开发的软件很难与学生所学专业相关课程紧密联系在一起,导致实践与课程脱节的现象。二是各公司开发的物联网实验平台采用的都是高端的ARM处理器,而在我们的实践教学中,开设的是51单片机课程。这些公司开发的软件对于学生来说学习难度过大。三是各公司开发的物联网实验平台都只提供物联网感知层和网络层的相关实验,没有应用层的相关实验,即使个别的公司提供了这类实验,但是实际上很难与信息技术课程中所学的东西联系在一起。很难达到很好的教学效果。此外,各公司所开发的平台大多价格昂贵,每套价格都在万元以上,学校的资金投入比较大。

物联网是时展的新趋势、新方向。中等职业技术学校要通过社会考察、学习和调研,探究课题研究方向,紧跟物联网行业发展趋势,准确找好物联网技术人才的培养方向,反思当下物联网技术教学实践中存在的许多不足,积极推进中等职业技术学校的信息技术教育改革,为信息技术专业向物联网专业过渡打下坚实的基础,中等职业技术学校信息技术教育工作者应紧抓物联网蓬勃发展这一机遇,为未来庞大的物联网产业输送更多高质量的人才。

参考文献:

[1]王超.基于物联网计算机网络技术专业课程体系研究[J].现代企业教育,2014(16).

[2]刘鑫国.浅析物联网背景下中职计算机网络技术专业课程设置[J].福建电脑,2013(4).

[3]高立静.浅谈物联网产业背景下中职计算机的发展[J].职业,2013(14).

物联网技术与应用实践范文第14篇

关键词:物联网;工程师;人才培养;课程体系

物联网概念自1999年提出,目标是使用各种感知设备和无线传感器网等将物品连入互联网,以便对其进行统一监控和管理;被称为是以计算机为终端的互联网之后信息产业第三次浪潮。在各国都不断提出物联网发展战略的大环境下,我国也在积极推动相关方面技术研究和应用推广,从而导致对物联网人才的需求急剧增加。国家教委于2010年启动的战略性新兴产业相关专业申报和审批中提出物联网专业。迄今为止,众多高校申报成立该专业并获得批准。新专业的成立,必须研究并建立包括专业目标、教学内容、课程体系、实践教学、教学方法和管理机制等在内的完整人才培养体系。物联网涉及传感器技术、互联网技术、通信技术、智能技术、自动控制技术、计算机软硬件技术等非常广泛的信息技术,而且从当前发展来看,物联网应用系统更多是集成现有成熟技术进行的应用创新而不是技术创新。因此,物联网专业究竟应该培养哪个方面的人才,如何进行定位,培养出来的学生与相关专业学生相比,就业核心竞争优势在哪里,都非常值得研究。

信息技术的快速发展使得业界对技术型人才提出了更高的要求,不但要求他们具备实践动手能力,还进一步要求他们具备一定的工程能力,而且优秀的工程人才还应该具备一定的创新能力。工程型人才培养是在对应用型人才加强实践动手能力培养的基础上,强调培养学生满足企业岗位需求的各种工程素质,即工程技术人员在决策、实施工程实践活动的全过程中应该具备的基本素质。因此,工程型人才培养的核心是要加强校企合作,引导企业参与到学生培养过程中,让学生在学习期间充分接触企业的工作岗位,全面了解企业对人才的各方面要求,充分掌握企业岗位要求的技术和能力。如何培养物联网专业创新工程型技术人才,成为当前急需探索和研究的问题。

1、物联网应用系统技术需求分析

高校人才培养为社会经济发展服务,培养出的人才需要满足社会需求。理工类高校更应该将培养目标定位在为业界提供需要的技术人才。物联网行业提供的典型应用遍及社会生活各个方面,如安全防护、智能交通、智能家居、城市管理、环境监测等领域。这些应用涉及的技术通常可以分为3个层面:感知层(或感知控制层)、传输层和应用层,主要工作流程为首先通过感知层技术和相应设备对物体的状态、位置等信息进行收集与简单处理,然后通过各种网络传输技术将信息汇聚到一起,采用数据挖掘、信息融合、智能决策等信息处理技术对其进行处理,最后通过友好的人机界面进行实时展示。部分系统还将根据预先设置的条件或人工操作进行反向控制,即将控制信息通过网络反向传输到感知层,感知层通过执行机构执行控制任务(这时候的感知层也可以说是感知控制层)。

感知层主要包括各类信息采集技术,如各类传统的传感技术、录音录像技术、RFID等新型物体标示和自动识别感知技术。对于需要进行反馈控制的系统,感知层还集成诸多自动控制技术。传输层则主要包含2个层次,即涉及2大类传输技术:①无线传感器网络(Wireless SensorNetworks,WSN)、红外传输、蓝牙等短距离无线传输技术,专门用于将数据从感知层设备传输到互联网的边缘设备;②互联网传输技术,包括广播电视网、双绞线、光纤等支撑的有线互联网技术,Wi-Fi、Wi-MAX以及电信2G/3G/4G支撑的无线互联网技术,将信息基于现有的互联网进行传输。应用层则通常由已有的软件技术实现,包括智能算法、应用软件开发、数据库技术、网页技术等。这些物联网系统涉及的技术面非常广,物联网产业的发展和应用系统的开发,需要具有这些方面技术的大量人才。

2、物联网专业人才培养定位研究

目前的物联网应用系统主要集成现有成熟技术,这些技术分布在大学多个专业中,如信息系统、计算机科学与技术、软件工程、电子与电气工程、电子信息、网络工程、通信工程、自动控制、精密仪器等。没有哪个专业能够涵盖物联网系统涉及的所有技术,而且其中各类技术都具有非常强的专业性。大学专业人才培养方案中规定课程的学分和学时有限,因此一个专业的学生不可能学习所有技术。物联网专业培养出来的学生与其他专业学生竞争时的专业优势在哪里?院校必须对人才培养进行准确定位,对技术选择有所侧重。否则,学生如果什么都学,却什么都学得不深入、不专业,那么就没有核心竞争力。

在众多研究中,文献提出很好的人才培养定位思路,即应该遵从2个原则:①充分发挥专业建设单位现有学科基础与优势;②从学校办学方针和主要就业岗位对毕业生的能力需求出发,反推培养目标并建设相应的课程体系和教学内容。如果物联网专业建设单位在电子学科和自动控制领域具有优势,那么较好的选择是重点培养物联网系统的感知层器件、自动控制设备和底层应用系统开发的技术人才;建设单位如果在计算机软件研发等方面具有很强的实力,那么可以重点培养物联网系统应用层软件开发技术人才,并增加云计算和大容量信息处理等具有物联网时代特征的技术课程;建设单位如果基于通信或计算机网络等优势学科进行物联网专业建设,那么可以重点培养物联网信息传输相关技术和网络信息安全等方面的专业技术人才。

物联网专业人才培养方案的制订必须考虑学校现有的基础条件,包括该专业的师资、实验环境和现有优势技术领域等方面支撑条件;确定该专业学生主攻哪个层次的技术,建设较为完善和系统的实践教学体系,培养学生具备较强实践能力、工程能力和创新能力;同时开设一些物联网体系的理论性课程和基础性课程,让学生全面了解整个物联网技术和应用领域,从而培养出能胜任企业具体岗位需求的学生,并充分体现出专业特色和优势,有效提高学生就业竞争力。

3、人才培养方案制订的思考和实践

3.1 现有支撑条件和培养目标定位思路

正如各个大学计算机类专业的特色和技术优势都不相同,各个学校的物联网专业也在根据自己单位的现有优势进行建设。重庆理工大学物联网专业在计算机学院开设,以现有的计算机科学与技术(含嵌入式方向)、软件工程、网络工程和信息系统管理等各专业师资和实践教学条件为基础进行建设。因此,物联网专业的特色和优势应该强调现有的计算机技术和网络技术在物联网领域的应用,而且必须体现与现有各专业技术特色和优势的差异性。另外,当前计算机专业对人才的技术能力需求明显增加,而物联网行业并没有特殊技术需求,我们还应该让物联网专业培养的学生同样具备满足现有业界对计算机类人才需求的能力。这样才有益于提升考生对该专业的报考信心,使培养出的毕业生具有核心竞争力和广泛适应性,兼顾学生就业竞争力的深度和就业面的广度。

3.2 物联网专业人才培养定位分析与方案制订实践

在物联网应用系统中,起支撑作用的底层感知、控制、传输等智能设备开发,通常都是以单片机和嵌入式系统为基础、以软件开发技术为核心。目前,高校计算机学院专门开设嵌入式专业的相对较少,但社会对这类毕业生的需求较大,并且物联网应用的大力推进将进一步增加社会对该类毕业生的需求。基于重庆理工大学计算机科学与技术专业在嵌入式系统技术与开发领域的雄厚师资和实践教学资源,我们确立课程体系以感知控制层智能设备开发相关知识和技术为重点,以物联网应用案例项目开发中各层次工程技术能力培养为核心,同时注重学生创新能力培养的专业目标和专业特色。不同学生对各方面技术的接受和领悟能力不一样,因此我们在实施过程中,根据学生的个体差异性,让大部分学生熟练掌握智能设备开发技术,同时兼顾部分对应用软件开发技术或网络技术更感兴趣的学生,以及一些愿意做系统维护和系统集成等方面工作的学生,让他们也可以从课程体系中发现自己的兴趣。考虑到就业面广度和学生特征,在总体培养方案中,我们根据总体目标和重要性精心安排必修课和选修课,提供多条技术路线,让学生发现自己的兴趣点和特长。

综上所述,我们确立人才培养方案制订思路:在课程体系设置上强调计算机学科的基础课程;突出物联网应用领域行业对嵌入式人才需求的特点,设置相应的系列专业课程;体现几条技术路线,合理设置相应课程。表l所示的物联网专业和新课程体系案例具备如下特征:强调学科基础课程,在应用能力培养方面体现与硬件相关的应用系统开发能力培养和软件开发能力培养2条路线;在嵌入式系统开发能力培养方面,硬件知识学习和以C语言为主的软件技术学习并行,在硬件开发相关课程中得到融合;在软件技术方面,我们根据各自特征选择系列课程重点是c/c#方向还是Java方向;动手能力培养方面,每个课程设计相关技术都有相应的工作岗位需求,学生可以根据自己的兴趣和特长在每个环节选择最适合自己的技术方向,从而深入研究物联网底层设备和应用开发、网站开发、桌面应用软件或移动应用开发等多个不同方面的技术。

3.3 实践教学思考与设置

物联网专业培养的是能集成现有技术以实现物物相联应用的专门人才,更需要强调学生的应用能力和工程创新能力,因此在该专业的建设过程中,我们必须高度重视建设配合理论教学、提高学生动手能力的实践教学环境和环节。

在实践教学理念方面贯彻“动手能力的培养不只是训练动手的问题,首先培养动脑的能力”的思想。学生如果没有理解知识和掌握实践过程,那么在动手过程中就只能照本宣科,而且还不知道为什么要这样“动手”,在实践过程中出错也不知道该如何调试和解决。因此,进行理论课特别是专业课教学的教师必须要有工程背景和实践经验,这样才能在理论教学过程中将理论知识如何应用到实践及如何指导实践讲清楚,让学生形成实践中的系统概念和逻辑思维能力。

在实践教学实施方面,技术实验体现对相应理论知识的验证,可以让学生将基础知识应用到实践中;针对技术开发类课程开设课程设计,则要求学生能将相关基础知识和技术点串联起来,并应用这些技术设计出与课程相关的具有特定功能的系统;经过多个环节,在学生积累了相关开发技术后,教师可以通过综合课程设计和生产实习引导学生综合应用这些技术,实现一些完整的典型应用案例,并采用项目组形式,充分发挥各个学生的技术优势,着重培养学生的工程能力。对于一些具有创新意识的学生,教师可以通过创业大赛等各类竞赛项目,引导其开发具有实际意义和实践价值的新型应用案例。

物联网技术与应用实践范文第15篇

关键词:通信工程 物联网 特色专业 创新型人才培养

随着信息技术日新月异的发展,人们对通信需求已由传统单一的人与人、人与网,逐步扩展至人与物、物与物、物与网等。传统通信专业面向公共通信以及专用通信的培养目标已无法适应和满足国家对社会生产生活和高层次人才的需求。为解决上述问题,急需提出跨行业、面向不同应用与需求的统一解决方案[1]。面向物联网的通信工程特色专业建设的提出,正是把握时展脉搏,积极应对面向物联广义通信应用的挑战和发展契机,旨在培养系统掌握专业知识的跨学科交叉领域复合型高层次人才。

1 特色专业建设的思路和实施步骤

通过不同层面多维多尺度的技术融合,以垂直的专业体系知识结构为基础,以面向物联的综合工程应用为特色,充分发挥集成测控技术研究所的资源优势,实现通信工程特色专业建设及人才培养的创新实践[2,3]。

物联网应用是通过信息传感设备,按照约定的协议,把物品与通信网、互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在物联网技术中,无线传感部分,主要负责信息采集和短距离传输,并通过通信网实现信息传输;而与通信网连接的数据处理中心进行信息的处理。物联网实质是对通信网、互联网的延伸和扩展。因此,通过深化通信专业课程体系改革,实现对专业内涵以及应用进行充分的丰富和拓展,从而使该专业向上可以支撑2G(第二代移动通信),3G,4G及三网融合等传统行业应用,向下能够延伸至物联网应用。

1.1 面向物联网的通信工程特色专业课程体系

面向物联网的通信工程特色专业建设紧密联系社会需求、人才培养、专业发展等因素,统筹兼顾其对应产业链长、相关技术门类差异大等特点,根据通信工程专业对课程体系总体要求和物联网应用目标定位设置科学的课程体系,注重多学科的交叉融合,将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑,使课程体系更具连贯性、相关性。在保留通信原理、信号与系统、电磁场与电磁波、高频电子线路等核心经典课程的同时,新增无线认知感知与RFID,自组织网络,面向物联的通信网组织与信令协议等主干课及空间信息系统与多尺度定位技术等选修课,突出面向物联网的培养特色[4]。课程体系架构见表1:

1.2 研究性教育的创新型人才培养

人才培养是与专业建设密切相关的。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提到创新人才培养模式,即适应国家和社会发展需要,遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。

基于研究性教育的创新型人才培养,为实现上述特色专业建设的实现提供可靠保障。面向物联网的通信专业建设确立的人才培养过程主要包含3个基本方面:课堂理论教学、实验教学和课外研究性教学。三者既彼此独立,又有机统一,相辅相成、相互促进[5]。其中,通过课堂教学使学生获得学科理论体系结构的认识和建立;实验教学实现专业知识的系统化、生活化;课外研究组织成立学生小组,培养学生独立的人格、创新能力及自由学风的养成,进而达到专业的交叉与融合[6]。

充分发挥集成测控技术研究所的资源优势,积极调动学生学习、实践及研究的兴趣,让兴趣浓厚的学生深入研究室学习及研究,参与从课题的发现、系统框架搭建、应用基础理论研究、虚拟仿真试验、技术实装,以及最先进的产品开发等过程,实现教学科研一体化。使学生成长为具备通信技术、通信系统和通信网、物联网等方面的基础知识,能够系统地掌握通信网、物联网的相关理论、方法和技能,能从事各类通信、物联设备和系统的研究、设计、制造、运营、应用和开发,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的高级工程技术人才[7-9]。

面向物联网的通信工程科研实践,包括感知、传输、应用各个环节的测试、开发和应用。涉及不同尺度的无线接入、异构网络间的融合、软交换技术与统一通信技术。随着专业研究的不断深入,研究成果将不断地转化为学生实验项目[10-12]。本专业的集成测控技术实验室科学技术体系机构分4个层次,如图1所示:

核心实验室的建设已经完成,以核心实验室与核心团队为基础,创建了“集成测控技术研究所”;为适应国际化趋势,创建了由大连工业大学—哈尔滨工业大学—日本国立东北大学联合组建的“国际联合实验室”;为服务于地方经济建设,发起了由大连工业大学—广域集团—大连华信计算机有限公司组成的“电信增值业务开发联盟”,创建了“大连工业大学—广域集团产学研联盟”等。

2 结束语

面向物联网的通信工程特色专业建设在调整专业课程体系的同时,开展研究性创新型人才培养,以通信为核心,带动相关专业及整个学院的更新和发展,强化学校办学特色,为学生提供通信工程应用的实践和创新环境,促进教学、科研和学科体系结构、人才培养的全面升级,为组织与参与地方经济建设和国际前沿课题的竞争提供有力的保障。

参考文献

[1]王智森.信息社会与广义信息[C].第四届国家信息化发展论坛论文集,2007(9):88-93.

[2]赵昕,刘剑,兰振平,,邹念育,王智森.现代教育技术在通信工程专业实习教学过程中的应用研究[J].科技信息,2010(29):28.

[3]潘登,刘剑,樊磊,袁爱霞,赵炳智,王智森.信息类专业集成实验系统的研究与实现[J].实验技术与管理,2012(4):338-341.

[4]兰振平,赵昕,樊磊,刘剑,邹念育,王智森.移动通信课程建设与学生培养的改革实践[J].中国现代教育装备,2010(13):115-117.

[5]兰振平,金凤莲,牛悦苓.模拟电路课程及实践教学改革的探索与实践[J].中国现代教育装备,2007(7):70-71.

[6]李萍,邹念育,杨轶.光纤通信实验教学改革与实践[J].实验室科学,2010(6):35-36.

[7]陶学恒,崔远慧,姚春龙,王智森.构建以素质教育为主导的计算机专业实践与创新体系研究[J].价值工程,2011(1):7-8.

[8]董立人.培养物联网技术应用人才的有效途径[J].人才资源开发,2011(5):17-18.

[9]张光会.试论物联网工程专业的人才素质和培养目标[J].科技信息,2011(11):216-217.

[10]谢秋丽.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J]. 软件导刊,2011(3):44-45.

[11]王红旭.论物联网在高校的发展前景[J].现代计算机,2011(1):29-30.

[12]蒋占军,郑玉甫,伍忠东.通信工程专业课程体系和教学内容的改革与实践[J].中国市场,2010(14):135-136.

随着信息技术日新月异的发展,人们对通信需求已由传统单一的人与人、人与网,逐步扩展至人与物、物与物、物与网等。传统通信专业面向公共通信以及专用通信的培养目标已无法适应和满足国家对社会生产生活和高层次人才的需求。为解决上述问题,急需提出跨行业、面向不同应用与需求的统一解决方案[1]。面向物联网的通信工程特色专业建设的提出,正是把握时展脉搏,积极应对面向物联广义通信应用的挑战和发展契机,旨在培养系统掌握专业知识的跨学科交叉领域复合型高层次人才。

1 特色专业建设的思路和实施步骤

通过不同层面多维多尺度的技术融合,以垂直的专业体系知识结构为基础,以面向物联的综合工程应用为特色,充分发挥集成测控技术研究所的资源优势,实现通信工程特色专业建设及人才培养的创新实践[2,3]。

物联网应用是通过信息传感设备,按照约定的协议,把物品与通信网、互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在物联网技术中,无线传感部分,主要负责信息采集和短距离传输,并通过通信网实现信息传输;而与通信网连接的数据处理中心进行信息的处理。物联网实质是对通信网、互联网的延伸和扩展。因此,通过深化通信专业课程体系改革,实现对专业内涵以及应用进行充分的丰富和拓展,从而使该专业向上可以支撑2G(第二代移动通信),3G,4G及三网融合等传统行业应用,向下能够延伸至物联网应用。

1.1 面向物联网的通信工程特色专业课程体系

面向物联网的通信工程特色专业建设紧密联系社会需求、人才培养、专业发展等因素,统筹兼顾其对应产业链长、相关技术门类差异大等特点,根据通信工程专业对课程体系总体要求和物联网应用目标定位设置科学的课程体系,注重多学科的交叉融合,将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑,使课程体系更具连贯性、相关性。在保留通信原理、信号与系统、电磁场与电磁波、高频电子线路等核心经典课程的同时,新增无线认知感知与RFID,自组织网络,面向物联的通信网组织与信令协议等主干课及空间信息系统与多尺度定位技术等选修课,突出面向物联网的培养特色[4]。课程体系架构见表1:

1.2 研究性教育的创新型人才培养

人才培养是与专业建设密切相关的。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提到创新人才培养模式,即适应国家和社会发展需要,遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。

基于研究性教育的创新型人才培养,为实现上述特色专业建设的实现提供可靠保障。面向物联网的通信专业建设确立的人才培养过程主要包含3个基本方面:课堂理论教学、实验教学和课外研究性教学。三者既彼此独立,又有机统一,相辅相成、相互促进[5]。其中,通过课堂教学使学生获得学科理论体系结构的认识和建立;实验教学实现专业知识的系统化、生活化;课外研究组织成立学生小组,培养学生独立的人格、创新能力及自由学风的养成,进而达到专业的交叉与融合[6]。

充分发挥集成测控技术研究所的资源优势,积极调动学生学习、实践及研究的兴趣,让兴趣浓厚的学生深入研究室学习及研究,参与从课题的发现、系统框架搭建、应用基础理论研究、虚拟仿真试验、技术实装,以及最先进的产品开发等过程,实现教学科研一体化。使学生成长为具备通信技术、通信系统和通信网、物联网等方面的基础知识,能够系统地掌握通信网、物联网的相关理论、方法和技能,能从事各类通信、物联设备和系统的研究、设计、制造、运营、应用和开发,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的高级工程技术人才[7-9]。

面向物联网的通信工程科研实践,包括感知、传输、应用各个环节的测试、开发和应用。涉及不同尺度的无线接入、异构网络间的融合、软交换技术与统一通信技术。随着专业研究的不断深入,研究成果将不断地转化为学生实验项目[10-12]。本专业的集成测控技术实验室科学技术体系机构分4个层次,如图1所示:

核心实验室的建设已经完成,以核心实验室与核心团队为基础,创建了“集成测控技术研究所”;为适应国际化趋势,创建了由大连工业大学—哈尔滨工业大学—日本国立东北大学联合组建的“国际联合实验室”;为服务于地方经济建设,发起了由大连工业大学—广域集团—大连华信计算机有限公司组成的“电信增值业务开发联盟”,创建了“大连工业大

学—广域集团产学研联盟”等。

2 结束语

面向物联网的通信工程特色专业建设在调整专业课程体系的同时,开展研究性创新型人才培养,以通信为核心,带动相关专业及整个学院的更新和发展,强化学校办学特色,为学生提供通信工程应用的实践和创新环境,促进教学、科研和学科体系结构、人才培养的全面升级,为组织与参与地方经济建设和国际前沿课题的竞争提供有力的保障。

参考文献

[1]王智森.信息社会与广义信息[C].第四届国家信息化发展论坛论文集,2007(9):88-93.

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[5]兰振平,金凤莲,牛悦苓.模拟电路课程及实践教学改革的探索与实践[J].中国现代教育装备,2007(7):70-71.

[6]李萍,邹念育,杨轶.光纤通信实验教学改革与实践[J].实验室科学,2010(6):35-36.

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[10]谢秋丽.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J]. 软件导刊,2011(3):44-45.