物联网技术基础与实践范例6篇

物联网技术基础与实践

物联网技术基础与实践范文1

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。

物联网技术基础与实践范文2

(一)建设背景

为了突显网络工程专业特色,加大与其它计算机相关专业的区分度,网络工程专业在保持原有网络工程专业特色的基础上,重点突出物联网和网络安全管理两个专业方向,进一步明确定位学校网络工程专业的人才培养目标。网络工程专业是一门实践性非常强的专业。因此,要实现培养目标,除了需要调整改革现有的专业课程体系外,还必须建立相应的实践教学体系和配套的实践教学环境。为此,网络工程专业以中央支持地方高校发展专项资金的实验室建设为契机,在网络工程管理和网络协议分析两个现有实验室的基础上,新建物联网、信息安全、网络攻防、网络测试等专业实验室。这些实验室建成后,网络工程专业实验室支撑的实践教学内容将基本上涵盖物联网、网络安全管理、网络工程设计三大方向的典型实验、课程设计,乃至实习实训、毕业设计等实践环节。届时,网络工程专业将具备实验设施齐全、内容涵盖面广的专业实验环境。这为构建特色鲜明、层次合理的实践教学体系提供良好的实践条件支持。

(二)体系结构

网络工程专业在保持网络工程设计特色的基础上,重点突出物联网和网络安全管理方向。围绕这三大专业方向,以现有的网络工程基础专业实验室和正在建设的物联网和网络安全方向专业实验室为依托,构建出专业特色鲜明的多层次实践教学体系,网络工程专业实践教学体系学科与专业竞赛、自主创新研究等多种形式,并分布在专业基础实践、专业核心实践、专业方向实践、专业综合实践四个教学层次上。从教学层次的角度看,网络工程专业的实践教学环节包括下列内容。专业基础实践主要指电子技术基础、计算技术基础、软件系统基础三方面的实践教学,主要形式是课程实验、课程设计和实习。专业核心实践主要指网络工程专业核心课程的实践教学,主要形式是课程实验和课程设计。专业方向实践主要指物联网、网络安全管理、网络工程设计三大专业方向的实践教学,主要形式是课程实验和课程设计。专业综合实践主要指学生根据自己选择的专业方向而开展的专业综合实践教学,主要形式包括学科与专业竞赛、自主创新研究、实训与实习、毕业设计(论文)等。

二、实践教学内容

以上述实践教学体系为依据,从四个专业实践层次分别阐述网络工程专业的实践教学内容。

(一)专业基础实践

网络工程专业基础实践环节可分为电子技术基础、计算技术基础、软件系统基础三方面的实践教学内容。电子技术基础实践教学内容包括模拟电路实验、数字电路实验、计算机组成原理实验、硬件工艺实习。模拟电路实验是让学生了解放大电路的原理,并能理解相应的实验现象。数字电路实验是加强学生对数字逻辑的理解能力和数字电路的设计能力。计算机组成原理实验是让学生理解计算机硬件结构的实现原理和方法。硬件工艺实习是让学生综合运用数字电路和模拟电路的相关理论知识,使用电路设计软件设计并利用实际电路元器件实现一个具有实际生产意义的电子电路系统。计算技术基础实践教学内容包括程序设计实验、数据结构实验、算法分析与设计实验、程序设计应用课程设计等。程序设计实验是让学生能够运用所学的程序设计语言编写并调试程序,培养学生的程序设计能力和程序调试能力。数据结构实验是让学生运用理论原理知识编程实现线性表、队列、堆栈、二叉树、图等基本数据结构及其访问操作方法,以及常用的排序和查找算法,进而能够解决相关的实际问题。算法分析与设计实验是让学生掌握分治法、动态规划法、贪心法、回溯法、分支界定法等常用经典算法,从而更好地解决实际问题。程序设计应用课程设计是综合运用程序设计语言、数据结构、算法分析与设计,设计并实现一个具有实际生活意义的程序系统。软件系统基础实践教学内容包括操作系统实验、数据库原理实验、软件工程实验、软件系统开发课程设计。操作系统实验是让学生系统地掌握处理机管理、进程管理、存储管理、文件管理和设备管理五大功能的工作原理与实现方法,进而能够模拟实现操作系统部分功能。数据库原理实验是让学生熟练掌握SQL语言的数据定义、数据操纵、完整性控制等功能,基本掌握数据库的设计方法和数据库应用系统的开发方法。软件工程实验是加深学生对软件开发方法的理解,掌握统一建模语言UML和可视化建模工具RationalRose的基本用法。软件系统开发课程设计是让学生在掌握程序设计技术的基础上,综合运用操作系统、数据库原理、软件工程的理论知识与开发技术,设计并实现一个具有实际应用价值的软件系统。

(二)专业核心实践

网络工程专业核心实践环节主要包括计算机网络、网络编程、无线网络、Linux编程等专业核心课程的实践教学内容。计算机网络实验是让学生学习利用Sniffer和Wireshark等常用网络嗅探工具验证TCP/IP协议报文格式和协议交互过程,从而加强学生对网络协议及其工作原理的理解,加深对计算机网络体系结构的认识。网络编程实验是以套接字编程为基础编写TCP/UDP协议通信程序以及数据包捕获程序,编写SMTP/POP3邮件客户端、FTP客户端、Web网站程序等经典网络应用程序。无线网络实验是让学生掌握各种无线网络设备的安装和配置方法,学会无线局域网的规划设计、安装配置与故障排除。Linux编程是让学生掌握LINUX环境下C语言应用程序开发的基本过程,熟悉基本库函数的使用,具有初步的应用程序设计能力。

(三)专业方向实践

网络工程专业方向实践环节可分为物联网、网络安全管理、网络工程设计三个专业方向的实践教学内容。物联网方向实践教学内容包括射频识别实验、无线传感网实验、物联网开发实验、以及物联网方向课程设计。射频识别实验是让学生掌握射频识别技术的读写卡、多卡读、编码调制、防碰撞算法、通信协议、保密通信等基本原理,能够编写相关应用案例程序。无线传感网实验是让学生能够对温度、湿度、光照、压力、红外等典型传感器节点进行数据采集,并利用Zigbee、蓝牙、WIFI等通信模块,开发无线传感器网络应用程序。物联网开发实验是让学生在掌握嵌入式编程的基础上,结合射频识别和无线传感技术,开发物联网应用中的核心功能模块或简单应用程序。物联网方向课程设计是综合运用物联网方向课程的理论知识与开发技术,设计并实现一个具有一定实用价值的物联网应用系统。网络安全管理方向实践教学内容包括网络安全实验、网络管理实验、网络攻防实验、以及网络安全管理方向课程设计。

网络安全实验是让学生掌握网络嗅探器和端口扫描工具的工作原理和实现方法,理解包过滤、网络地址转换等网络安全策略,掌握防火墙和入侵检测系统的安装、配置和使用方法。网络管理实验是让学生理解SNMP网络管理协议的原理和工作过程,掌握SNMP程序的设计与开发方法。网络攻防实验是让学生熟悉网络探测、缓冲区溢出、网络欺骗、拒绝服务、SQL注入等主流攻击技术的实现方法,从而预防和阻止网络攻击。网络安全管理方向课程设计是综合运用网络安全管理方向课程的理论知识与开发技术,设计并实现一个具有某种安全管理功能的实用网络软件或系统。网络工程设计方向实践教学内容包括网络互联技术实验、网络规划与设计实验、网络故障诊断与排除实验、以及网络工程设计方向课程设计。网络互联技术实验是让学生学会网线制作、VLAN配置、交换机配置、静态路由配置、动态路由配置、ACL配置、NAT配置等,为实际网络部署提供基础。网络故障诊断与测试实验是让学生掌握网络故障诊断与测试工具的使用方法,能够对物理层、数据链路层、网络层、以太网、广域网、TCP/IP、服务器等的故障进行诊断与排除。网络规划与设计实验是让学生学会网络规划工具、需求分析、技术选择、网络拓扑设计、网络编址与命名、路由设计、网络性能保障、安全管理设计等各环节技能。网络工程设计方向课程设计是综合运用网络工程设计方向课程的理论知识与开发技术,针对某个实际应用场景,规划并设计一个具有实用价值的网络工程方案。

(四)专业综合实践

专业综合实践主要指学生根据自己选择的专业方向而开展的专业综合实践教学,主要形式包括学科与专业竞赛、自主创新研究、实训与实习、毕业设计(论文)等。学科与专业竞赛是鼓励学生在老师的指导下,利用课余时间和假期,参与学校、企业、省、教育部、乃至全球等各种级别的大学生学科或专业竞赛,以扩大学生的知识面,培养学生理论联系实际和动手操作的能力。目前适合网络工程专业学生参加的竞赛主要有全国大学生数据建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛、ACM大学生程序设计竞赛、“挑战杯”大学生系列科技作品竞赛、全国大学生信息安全竞赛。自主创新研究可分为课内自主研究学习和课外科技创新活动。课内自主研究学习是在部分专业课程内,安排学生开展研究性学习与创新环节,激发学生主动学习的积极性,培养学生的自学能力和自主学习研究能力。课外科技创新活动是学生根据自身兴趣和专业特长组成小组,自主选择研究课题,确定研究目标、技术路线和研究计划,利用课余时间和寒暑假在老师的指导下自主开展科技创新活动,以提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识和创业精神。实训和实习是让学生熟悉或掌握网络相关行业或领域中可能遇到的常用技能,以缩短第一任职岗前培训的时间。该类实践教学内容包括见习环节、实训环节、实习环节等。见习环节是参观一个网络行业相关的企事业单位或部门,见识各类产品和系统的研发过程或应用情况,以增强学生对专业的兴趣和自豪感。实训环节是在校内实验与实训基地,通过与企事业单位的合作,提炼网络设备产品与网络应用系统的典型功能模块,进而设计出一组项目供学生实习训练。

实习环节是与校外企业或培训基地合作,让学生参与到实际的项目研发与实施工作中,从而使学生接触社会,体验未来就业单位的工作环境和实际的项目开发过程。毕业设计(论文)是大学生四年专业知识学习后的一次综合性专业技术实践锻炼机会。毕业设计的周期为14周,主要包括选题、开题、课题研究与指导、撰写毕业论文、毕业论文答辩等环节。毕业设计课题可以由指导老师根据自己的项目课题、研究方向或兴趣好确定,也可以根据学生就业单位的实际工作需要确定。

三、结论

物联网技术基础与实践范文3

关键词:物联网;课程体系;理论与实践

中图分类号:F253.9 文献标识码:A

物联网是继计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,将催生一个巨大的新兴产业。目前,国内大约有20家本科院校开设了物联网专业或物联网工程专业,国内学校开设的物联网专业通常包括传感器原理、近距离无线传输技术、二维条码技术、物联网安全技术和物联网组网技术等相关教学课程。

1 物联网专业基础课体系

由于物联网专业是新兴学科,所以各个学校所设置的课程也是千差万别。在经过充分的调研和分析基础上,形成了物联网专业基础课体系。该体系分成两大模块:理论基础、实践基础。其中理论基础模块分成公共基础和学科基础;实践基础模块分成硬件基础和软件基础。

1.1 公共基础模块

对于该模块,不同的学校差别不是很大,最主要的分歧是在高等数学和工科数学分析这两门课程的选择上。一般情况下,工科数学分析不仅包含了一般理工科“高等数学”的全部内容,通常还会加强和拓宽微积分的理论基础,注重无穷小分析思想的应用,在数学逻辑性、严谨性及抽象性方面也有一定的要求和训练。各个学校可以根据本校的实际情况进行选择。

由于线性代数在科学研究中的非线性模型通常可以被近似为线性模型,使得线性代数被广泛地应用于自然科学和社会科学中。线性代数一般是理工类专业必学的数学基础课程。概率论与数理统计课程对于无线传感器网络的路由、定位等技术的研究中有很多应用。大学物理课程是大学理工科类的一门基础课程,通过课程的学习为后继专业基础与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。该模块的所有课程及课时安排可以用表1来描述。

1.2 学科基础模块

对于该模块,不同的学校差别较大,在课程的种类、数量以及相同课程的课时安排上不尽相同。该模块的所有课程及课时安排可以用表2来描述。

物联网专业是基于计算机科学和其它相关学科发展而来,而数据结构课程在计算机科学中是一门综合性的专业基础课,数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计(特别是非数值性程序设计)的基础,而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。

计算机组成原理课程是计算机专业中必修的一门专业基础课程, 本课程系统地介绍计算机的组成结构及各组成部分的工作原理,培养学生硬件分析和设计的基本技能和方法。计算机网络课程对于物联网专业尤为重要,计算机网络是物联网存在和发展的基础,该课程主要介绍计算机网络的基础知识,从计算机网络的基本概念入手,介绍通信的基本原理,计算机网络的基本概念及组成,体系结构,网络设计与组网技术,Internet技术及TCP/IP协议,网络操作系统的使用,计算机网络安全及应用等方面的知识。操作系统课程是在物联网中应用非常广泛的嵌入式操作系统的前导课程,操作系统决定着物联网工作的效率。操作系统是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。数字逻辑电路课程是计算机科学与技术专业及相关本科专业必修课程,属于专业基础课。其目的是使学生掌握数字电路与系统的工作原理,学会使用标准的集成电路和高密度可编程逻辑器件,掌握数字逻辑系统的基本分析与设计方法,为进一步学习计算机组成与体系结构原理、嵌入式应用系统开发等课程打下良好基础。电子线路基础课程主要的授课对象是电子信息、通信类及其它相近专业本科生。

1.3 硬件基础模块

在现有的高校物联网课程设置中,对于该模块的课程要求是差别最大的。我们是以偏计算机方向为基础进行研究设置的,本模块可用表3来描述。

工科物理实验课程的目的是使学生具有正确处理实验数据的初步能力;了解常用仪器的性能,并学会使用方法。针对物联网专业的特点应在试验中结合计算机技术、光纤技术、传感器技术、光谱技术、扫描隧道显微技术、X射线衍射技术和超声探伤技术等和物联网关联密切的技术。电路分析基础课程是测控、电子、通讯、电气信息类等各专业的一门主干专业基础课。通过本课程学习,使学生掌握电路分析的基本理论和基本分析方法,具备必要的实验技能。嵌入式系统与单片机课程是一门应用设计类课,也是一门工程实践性很强的课;必须设置实验课,加强实践环节。如果有条件的话,可以做到开放实验室,还应做出课程设计,给学生以实际题目让学生完成,从而真正做到学以致用。提高学生的实际设计和动手能力,以满足社会对学生在单片机知识和实际设计能力方面的需求。

数字系统设计与硬件描述语言课程就是介绍如何利用VHDL等硬件描述语言来设计和验证一个复杂的数字系统的方法。C语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言,编写工作系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。数学实验,就是利用计算机系统作为实验工具,将数学基本理论运用到实际生活中的重要基础课程,对于培养学生的编程能力,提高数学建模水平起着至关重要的作用,可见数学实验课程是非常重要的一门数学应用基础课程。工程制图基础课程的目的是使学生掌握制图的基本原理和方法,培养学生的绘图和读图能力,为进一步学习专业课及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

2 结束语

本文所探讨的物联网专业基础课程的设置主要是在计算机专业的基础之上结合电子、通信等专业进行的分析;不同的学校可以基于自己不同的专业特点、专业储备来进行调整,在这里希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1] 刘海涛,马建,熊永平. 物联网技术应用[M]. 北京:机械工业出版社,2011.

[2] 王汝林,王小宁,陈曙光,等. 物联网基础及应用[M]. 北京:清华大学出版社,2011.

物联网技术基础与实践范文4

【项目来源】黑龙江省教育厅高职高专院校科研项目;项目名称:高职高专物联网专业人才培养方案的研究;项目编号:12515157

物联网(Internet of Things,IOT)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网连接起来,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。物联网概念的引入,把互联网的应用延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是继计算机互联网与移动通信网络之后的又一次信息产业革命。

物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心(MIT AutoID Center)提出的。2005年,国际电信联盟(ITU)了一份题为《The Internet of Things》的年度报告,正式将“物联网”命名为“the Internet of Things”。2009年8月,总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心,明确要求尽快建立中国的传感信息中心,也就是“感知中国”中心。笔者从微控制器应用到ARM&Linux嵌入式系统,又回归到微控制器的研究教学,亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。下面就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况,望和大家一起探讨。

在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中,物联网相关专业就有700多所学校申报,最终28家IOT、5家WSN获批,共33所高校。其中70%设在计算机学院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物联网专业,这样全国现共有62所高校开设物联网专业。

物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础,而感知层更多依赖的是软硬件结合的嵌入式系统技术。物联网的传感器接口、RFID读写都涉及嵌入式技术,但实际上新技术含量很少,可看作是一个新袋子。

物联网主要涵盖RFID(>5.5)、无线传感器网络(>8.5)、M2M智能手机(

物联网技术基础与实践范文5

关键词:物联网;高职院校;人才培养;思路

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)09-0081-02

0 引 言

物联网的英文名称叫“the Internet of things”,就是“物物相连的互联网”。有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。

自2009年8月总理在无锡考察期间提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,即把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将物联网与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。物联网技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。

1 高职院校物联网人才培养之路

科技发展,人才是基石,物联网这个信息化社会发展的重要引擎也需要方方面面的人才去为它创造和服务。2010年年初,教育部下达了高校设置物联网专业申报通知,众多高校争相申报。目前有100多所高校院系获批了包括物联网工程、传感网技术和智能电网三个物联网相关的专业。全国物联网相关人才缺口量在18万以上,所以物联网工程、传感信息工程专业的毕业生就业前景广阔。

1.1 物联网企业人才需求分析

按照图1所示的物联网三层体系结构,可以将感知、传输、应用按物联网产业分为感知产品制造业、传输产品制造业、应用产品制造业和系统集成四大类。

对应的具体企业大致有如下四个子产业:一是传感器与RFID 的生产制造与测试;二是传感器节点与嵌入式软硬件无线网关设计、生产与测试;三是物联网应用软件设计与测试;四是物联网系统集成与网络服务。

图1 物联网的三层体系结构

支撑企业的岗位需求大致有以下五类:

(1)集成电路制造业,包括物联网电子产品集成电路的PCB板的辅助设计、电子产品的生产、工艺、封装、测试与管理和生产设备的管理维护等岗位;

(2)电子产品制造业,包括电子元器件的辅助设计、生产、工艺、封装、测试与管理、贴片机等设备的管理维护;

(3)网络通信产品的生产和服务,包括3G和4G通信服务、无线通信技术服务(WiFi、GPRS、Zigbee等)、有线网络通信服务、GPS或北斗卫星通信服务;

(4)数据库/中间件服务业,包括物联网数据库/中间件的安装、调试、维护与管理工作;

(5)软件服务外包业,包括物联网传输层通信软件开发、物联网应用层软件开发等。

1.2 物联网企业对高职院毕业生的要求

根据无锡职业技术学院周志德教授的物联网企业调研分析数据可以看出,物联网企业在大专高职院校的学生需求主要集中在产品生产、测试、运维、销售和项目管理等岗位。表1所列是物联网企业工作岗位与人才需求分析表。

2 物联网专业群建设

物联网技术不是一个全新的技术,它是计算机、通信和网络技术的综合体。所以物联网技术专业也不是一种专业技术所能覆盖,而必定是一个专业群才能支撑。物联网技术是现有计算机应用技术、应用电子技术、电子信息工程技术、通信技术和软件技术等专业的交叉结合技术。笔者考查了无锡职业技术学院物联网学院的专业建设和机构设置,觉得很有创新价值和指导意义。表2所列是无锡职业技术学院的物联网专业机构设置。

这种设置通过将计算机技术系和电子信息系合并,从而实现了教师、实验实训室的共享,打破了教师资源、硬件资源的分割,解决了硬件资源重复建设的浪费问题。集中力量打造出拿得出、叫得响的拳头专业。

3 以项目为导向、实践为纲的培养模型

高职办学的生命就是职业技能教育,培养物联网技术人才就是要培养为物联网企业和行业服务的技术型或技能型人才。这两样人才的培养需要进行大量的项目实践锻炼,所以高职院校不可能走脱离实际、只讲书本理论的老路,必须在基本理论够用、适用的情况下有大量的实训实践项目做支撑。

以物联网市场需求为导向,因此,实训实践项目的开展就要围绕以下几个方面:

(1)物联网设备安装、调试、维护,工程项目施工管理;

(2)传感器等感知元件辅助设计、生产工艺、封装、测试、维护和管理;

(3)嵌入式应用网关等产品辅助设计、生产制造、封装、测试、维护和管理;

(4)物联网应用软件编写、文档书写、软件测试、软件维护与数据库管理;

(5)智能楼宇弱电项目施工管理,弱电设备与自控设备的安装、调试、检测、验收与维护。

所以,开展的实训可以分为基础模块实训和综合模块实训。基础模块实训如电子工艺实训、PCB实训、电子产品制作实训、物联网项目综合布线实训、传感节点实训、数据通信实训、应用程序实训等。综合模块实训如物联网项目综合实训、物联网项目规划实施实训等。

在基础模块实训注重一步步围绕专业技能打下良好的动手基础,并且进一步巩固所学基础知识点。在综合模块要模拟工厂环境或者研发企业环境,从熟悉工程项目招投标、预决算、设备采购到编制项目实施计划,协调资源并按计划推进项目实施。这些角色由项目经理负责协调指挥。硬件小组负责硬件原理图绘制、PCB图设计、元器件选型、焊接测试。软件小组负责底层开发、应用层开发等。最后,项目所有成员进行统调测试,编写项目技术要求书、需求规格说明书等技术性文档。

4 结 语

在校企合作上,最好是企业能够向学生提供实习岗位,提供企业中的实际问题作为论文研究的题目或设计任务完成毕业论文或设计,教师参与企业的科技攻关项目等。这样,教师通过合作科研、提供咨询、参与产品或解决方案的开发,服务于企业;学生通过实习、实践项目,完成毕业论文。通过多形式、全方位、立体式的校企合作,使物联网这样的朝阳产业在人才培养上不断档、不断层,最终学校和企业都能够良性互动,可持续发展。

参 考 文 献

[1]郑小发. 物联网工程专业中高职院校教学课程实验体系研究[J]. 物联网技术, 2012,2(2): 83-85.

[2]陈志峰,施连敏. 高职院校物联网技术专业特色资源库建设实践[J] 中国教育信息化,2011(9):31-33.

[3]程远东 . 物联网发展趋势与高职院校人才培养思考[J]. 物联网技术, 2012,1(2): 47-49.

物联网技术基础与实践范文6

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。