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物联网工程发展

时间:2024-04-03 11:52:14

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物联网工程发展

第1篇

目前,全球物联网还处于起步阶段。我国物联网产业的发展几乎与国外发达国家水平相当。经过近几年发展,已初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势。

1 物联网产业发展状况

2011年11月28日国家工信部出台了物联网“十二五”发展规划,对物联网产业的发展现状和形势做出了详细的分析,提出和制定了前瞻性的指导思想、详细的发展规划和明确的发展目标,同时阐明了物联网产业后续发展的重点工作、着重建设的重点工程,规范了物联网产业发展的保障措施。从规划中可以看出,物联网产业被定位为战略性新兴产业的重要组成部分,物联网产业的发展将对加快转变经济发展方式具有重要推动作用。

物联网产业的蓬勃发展,与它广泛的应用密不可分。有研究机构预计十年内物联网应用就可能大规模普及,物联网将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。从某种程度上讲,“物联网”时代的到临将使人们的日常生活发生翻天覆地的变化。物联网产业应用可遍及食品溯源、工业监测、智能家居、智能医疗、安全防范、智能交通、环境监控、灾害预警、老人护理、物流管理、花卉栽培、水系监测、情报搜集和敌情侦查等诸多领域。

2 物联网发展对高校的影响

2.1 物联网发展对高校人才培养的影响

2.1.1 物联网工程专业增设的热潮。虽然物联网技术和产业发展迅速,但是目前的物联网专业人才却非常奇缺。据初步统计,物联网专业人才的缺口几乎达到每年百万人的数量级。为促进物联网产业健康、持续的发展,加快物联网专业人才的培养刻不容缓。为此,教育部于2010年将物联网工程专业确定为高等学校战略性新兴产业相关本科专业之一,在新增的140个本科专业名单中,“物联网”成为最大热门。同年,37所高校首次获批物联网工程专业,并于2011年开始招生。

2.1.2 物联网工程人才培养的问题。针对物联网发展热潮,全国六成以上的高校都申办了物联网工程专业。虽然,物联网工程专业属于“战略性新型产业”相关专业,作为新增设的热门专业势必会吸引众多考生和家长,但是这种一窝蜂的做法却忽略一个关键问题,即物联网工程专业人才应该如何培养?由于物联网工程是一个涉及电子信息、网络工程、通信工程、控制理论与控制工程以及计算机与信息等专业的复合专业,在具有产业链长,涉及产业群多,覆盖应用领域广等特点的物联网产业环境下,在技术繁杂,发展迅速,行业和应用模式千差万别的特征下,如何制定物联网工程专业的人才培养方案,让学生能够适应专业学习,并符合物联网行业和领域对专业人才的需求,在毕业后能够快速就业,弥补物联网专业人才的匮乏。

①物联网实训和实验平台建设。在物联网专业人才培养的过程中,必须要高度重视与理论教学相辅相成的实训和实验平台及教学环境的建设。一方面,这不仅可以符合专业人才培养的需求,另一方面,也可以强化高校的自身建设发展的需要,提高教学科研水平,提升高校的核心竞争力,从而使学生、教师、高校以及整个物联网行业共同受益。

②物联网核心课程体系确定。目前,对于物联网工程专业的定位仍比较模糊。现有已开设物联网工程专业的高校,对于物联网核心课程体系的确定也各有不同。对于整合多个领域的新兴专业,为了培养跨专业的复合型创新人才,各高校如何根据自身现有的优势和基础,进行物联网核心课程体系的确定,以满足新兴行业对专业人才的需求,这是物联网人才培养建设过程中首当其冲的关键问题。

③物联网专业产业对接。只有充分实现物联网专业与产业的无缝对接,才能有效解决人才培养目标制定问题。人才培养目标的制定,必须充分了解物联网产业对专业人才能力需求,必须从物联网专业的就业岗位和就业的能力需求来确定培养目标。确定了培养目标,也就是确定了学生毕业后的就业领域和未来从事的主要工作的范畴。在此基础上,可以依据市场的需要,同时结合就业岗位的要求,保证学生学有所长,业有所专。

④师资培养。物联网专业师资力量匮乏。由于物联网是一个典型的交叉学科,所以能够涉猎物联网所涉及的诸多学科的专业教师十分缺少。因此,培养一批能够胜任物联网工程专业任教的专业教师成为当务之急。

2.1.3 物联网工程人才培养的建议。随着物联网产业的快速发展,物联网及相关专业人才也存在较大缺口。目前,全国诸多高校均成功增设了物联网工程专业。为了能与行业人口缺口较好的对接,物联网工程专业培养的人才应具备良好的计算机基础知识和基本技能,掌握物联网系统的运行原理及相关理论、方法和技能,掌握传感、物联网、网络和通信等领域的专业知识,具备物联网应用开发的基本方法和技能,能够从事物联网系统设计与实施、物联网应用软硬件开发等相关工作,具有较强的理论与工程实践能力、良好的外语应用能力以及较强的团队协作和技术创新能力。

在进行物联网专业人才培养的同时,高校应积极与企业资深工程师合作,在本科的课程教学中循序渐进地开展实践项目,如:物联网网关、RFID和ZigBee等方面。另外,为了能实现人才与企业的无缝对接,高校还应依据真实的物联网项目,专门设置专业项目实训,综合锻炼学生动手实践能力。最后,还需通过毕业设计实践环节来提升学生综合运用所学专业知识、解决实际问题的能力。

2.2 物联网在高校中的应用

2.2.1 教学技术应用。物联网技术在教学技术中的应用使得教学信息化得以实现,校园教学资源得以共享,通过多元化教学的开展引导学生提高学习的主动性。利用互联网技术的支持,可以实现新型的教学方式,摒弃了传统教学中不能顾及全部学生学习状态、工作量大且反馈不及时等问题。例如,可以通过网络在网络课堂运用中,将教材、参考书辅之以声音、图像和影像,并利用数据库的有效管理,构建成网络媒体,使其具有浏览、检索和下载等交互功能。

2.2.2 学生管理应用。物联网在学生管理上的应用主要包括学生上课考勤管理和学生安全管理,利用传感技术感知学生信息,并将采集到的数字化信息通过网络发送到学生管理服务器系统,在服务器管理系统上进行用户身份的识别、验证及数据统计等处理,从而实现高效合理的信息化管理。

2.2.3 后勤服务应用。高校后勤服务覆盖面广,涉及物业、车辆、电力、房管、膳食、医疗等领域,特别是与各个部门打交道尤为繁琐。物联网应用于后勤是物联网技术的一个重大拓展和必然趋势,节省了大量人力、物力等资源。

3 高校对物联网发展产生的促动

在物联网人才供给方面,高校是物联网产业长期发展的人才摇篮。物联网产业长期稳定的发展,离不开大批优秀的物联网专业人才的支撑。高校是专业人才培养的基地,依托自身的学科平台、教学经验和师资队伍,高校可以为物联网产业的发展提供专业人才的保障。

第2篇

关键词: 物联网 物联网工程专业 实验环节

1.引言

2010年3月,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一[1],作为地方经济的源动力的地方本科院校,急需开始培养物联网工程专业人才。

物联网的定义是:具有自我标示、感知和智能的物理实体基于标准的通信协议进行连接,构成物理世界和信息空间之间融合的信息系统。图1是物联网技术体系示意图。

从图1可见,物联网的技术体系涵盖面极广,物联网工程专业可选择的基础、专业课程众多,所涉及的应用更是无处不在,在教学上无法面面俱到,地方本科院校该如何做好前期积累、如何根据具体情况做出取舍等具体细节,是一个值得探讨的课题。

2.知识体系

根据《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范》,物联网工程专业的知识单元可分成核心知识、基础知识和领域应用知识三大类,其中第一大类——核心知识的具体细化见表1。

第三大类——领域应用知识各学校可根据自己的特色选定,针对诸如智慧城市、智慧医疗、环境监测、智能物流等典型应用设置相应的知识单元。

在具体教学活动中,前述知识体系的载体是一组适当课程组成的课程体系,这样的课程体系并不唯一。这种不唯一适应了物联网无处不在的发展空间,同时也为各学校构筑具有学校特色的课程体系提供了依据。

3.专业建设

在覆盖面极宽的知识体系和百花齐放、层出不穷的物联业行业发展背景下,物联网工程专业宜以“课程精,实验强”为建设目标。

3.1提前建设相关专业,实现专业积累。

依据物联网工程所包含的学科,与其相关的专业可界定为以下几个:计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、网络工程。这些专业都开有可纳入物联网工程专业的课程,都能为进一步创建物联网工程专业在课程设置、实验室建设、师资贮备等方面打下一定的基础。

3.2理论课程设置。

物联网工程专业的课程分为专业基础课、专业核心课和领域应用课。为力求“课程精”,下文是一种可供参考的规划课程体系的步骤。

第一步,由于物联网很难做到大一统,各大学的物联网工程专业的课程设置不统一,需充分参考周边已开办物联网工程专业的大学的课程设置。前面几批获准开办物联网工程专业的大学,尤其是第一批被授权的大学,全是拥有博硕士点的大学,这些大学将成为后续开办物联网工程专业的地方本科院校学生就读研究生的去向,因此,参考这些大学的教学计划,在规定的课程外增开针对性的选修课,有利于毕业学生进一步求学。

第二步,在选定专业基础课和专业核心课等后,列表分解各课程对物联网的各知识单元的覆盖情况,确保课程体系有效承载知识体系。表3是一个专业核心课程覆盖物联网工程知识单元的分解示意。

第三步做分类整理,理清所开课程间的前趋后继关系,剃除重复内容,确保教学具体实施时时间上的层层推进。

第四步,分配课时,计算学分,引入选修课,进一步强化课程体系的特色。选修课的确定原则如下:以物联网的技术体系为框架,以服务地方经济为目标,以行业为特征,以地方相关企事业及学校实验环境为依靠,以强化学生的工程技术与创新意识为目标,参考学校的师资构成、学生的接受能力等因素加以确定。

第五步,根据前面确定的课程体系,确定相应的教材,做好无现成教材或者现有教材不能满足需要的课程的教材编写工作。

3.3实践教学。

图1的技术体系可直接映射到众多的行业,如何在众多的可选行业背景下做到“实验强”,这是一个复杂的课题,也是一个发展的课题,需要不断地摸索改进。

一般地,除了一些培养学生社会素质的实训项目外,物联网工程专业还应包括核心课程实验、综合课程设计、专业实习和毕业设计等环节。为确保实践内容的体系,专业核心课程实验应包括传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制、物联网信息安全技术,综合课程设计应包括嵌入式系统综合课程设计、物联网感知综合课程设计、物联网传输综合课程设计、物联网数据处理综合课程设计、物联网应用系统综合课程设计。专业实习应安排在实习基地、物联网企业、相关研究机构等单位进行。毕业设计是综合性、创造性、理论联系实践最紧密的实践教学环节,时间安排一般不少于12周。表4是与专业相关的集中实践环节安排示例。

进一步要解决的问题是实验设备的选取。首先看培养目标,地方本科院期望将学生培养成“高级工程技术人才”,因此,实验设备宜重视与工程实用挂钩,消化课程内容,培养工程兴趣。其次,还需考虑部分有志于升造进入研究领域的学生,引入一些可不断研化提升的实验设备。由于实验设备涉及面极广,难以在此一一列举,不妨以无线传感网络为例作简要说明。无线传感网络主要涉及网络协议栈。网络协议栈有两种可选方案,一种是固化协议栈,相应有XBee系列、Jennic系列、SNAP系列、Ember系列、STM32W系列等,网络协议栈完全固化在无线传感网络模块中,对使用者透明,有利于减少实验复杂性,帮助学生巩固课程知识和培养工程兴趣。另一种是开源协议栈,相应有TinyOS、Z-Stack、MsstatePAN、GOS、ZigBee精简协议栈等,这些协议栈开放源码,为学生深入研究提供了机会。

3.4师资建设。

物联网工程专业的第一批授权时间为2010年,地方本科院校直接引进对口专业人才是不可能的,因此,只能整合相关专业的人才,形成物联网工程专业的师资。具体实施途径:前期开办相关专业,积累师资;引进相关专业的各种层次的毕业生,充实师资;学校间联合办学,共享师资;通过培训获得专业师资;与企事业联合办学,吸纳其中的优秀人才补充师资。

4.结语

物联网有“技术高度集成,学科复杂交叉,综合应用广泛,发展日新月异”等特征,物联网工程专业设置时必须面对海量知识、无尽应用,物联网工程专业也因此将进入无止境的发展中。为了反映纷繁复杂的物联网技术体系,地方本科院校一方面要以“课程精,实验强”为出发点,选定课程,设计实验,达到培养“高级工程技术人才”的目的。此外,还要以发展的眼光看物联网工程专业,不断更新改进相应的课程、实验,激发学生的创新热情,让部分拔尖的学生有机会以更高的层次投入物联网研发的大潮中。

参考文献:

第3篇

[关键词]物联网工程 实践教学体系 平台建设

[中图分类号] G642;TN929.5-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)03-0037-02

实践教学培养是本科院校高等工程教育体系中不可或缺的重要环节,是影响物联网工程专业人才创新实践能力的主要因素。福州大学物联网工程专业是全国首家校企联盟的物联网教学单位。本文结合福州大学物联网工程专业办学实践情况,分析物联网工程专业实践教学培养准备,以物联网工程人才的素质培养为基础,构筑高层次物联网工程技术人才培养新体系。

一、物联网工程人才实践教学培养体系研究

(一)物联网工程人才实践能力培养标准

物联网不但可以提高经济效益,节约生产成本,培育新兴产业,而且还可以推动传统产业升级,促进信息化和工业化深度融合。因此,综合工程实践素质培养是物联网工程专业人才培育的重点。根据国家教指委出台的相关文件精神,一般认为物联网人才实践能力主要包含三个方面:1.具有综合运用掌握的物联网知识、方法和技术解决实际问题的能力;2.具有运用掌握的现代信息技术学习新技术、新知识的能力;3.具有技术创新和产品创新的初步能力。

(二)物联网工程专业实践教学培养现状

福州大学的物联网工程专业于2011年开始筹建,并于2012年开始正式招生。在近四年的发展过程中,福州大学陆续投入了大量的人力、物力、财力,根据物联网人才实践教学培养的标准,建设物联网专业实验室,完善实践教学体系。然而,任何的一个学科建设都不是一蹴而就的,对于物联网工程专业来说更是如此。在目前的教育环境下,福州大学的物联网工程专业的实践教学培养既存在其他高等院校的共性问题,也存在一些个性问题。这些问题主要包括以下几个方面。

1.课程之间缺乏整合,专业实验课程衔接不畅。而初生的物联网工程专业无法在短期内融合电子、通信、计算机、自动化控制等相关传统学科所示内容,因此在物联网工程专业课程群建设缺乏规划的情况下,专业实践课程衔接不够,相对孤立。最终导致实践教学知识跨度大,学生接受程度低。

2.教学模式封闭单一,教学课程与学生动手实践活动衔接不畅。福州大学的物联网工程专业依托于物理与信息工程学院,实践教学培养主要参照传统的电子信息类专业,也承接了现有电子信息类专业实践教学的共性问题,其中专业实践教学环节的学时比重不足30%。造成这一现象的原因,一方面是物联网技术第二课堂还未完善,另一方面是与合作企业的衔接还不流畅。

3.师资队伍工程经验不足,培养过程与工程实际的衔接不畅。作为福建省211重点院校,在经过多年的发展后,福州大学基本已形成了知名教授领导,海外知名院校、重点985院校毕业优秀博士为主力的师资队伍。然而,本科院校多年普遍重理论研究,轻工程实践,教师普遍工程经验较少,因此在培养过程中不可避免地出现实践环节与工程实践衔接不畅的问题。

二、物联网工程专业实践教学体系建设思路

为了加强物联网工程教师队伍的工程实践经验,加快在校学生融入物联网企业的脚步,福州大学在筹建物联网工程专业的初期就与物联网龙头企业新大陆科技集团、三鑫隆、欣创摩尔等福建省内物联网新兴企业开始了紧密的合作。根据福州大学的实际办学情况,福州大学确立了以下建设思路。

1.充分发挥校企合作协同创新在学生实践能力与综合素质培养中的关键作用,构建“合作重实质、功能重实用、培养重实效”的物联网工程专业培养新模式。

2.密切与行业和企业的联系,建立稳定的校外实践基地,加强和推进校外实践的力度。在与企业签订协议的基础上,进一步加强内涵建设,邀请其工程技术人员全程参与人才培养过程,共同开展项目课程开发和实践,保证学生实践质量。

3.建立健全长效机制,完善管理制度和考核办法,使企业、学校、学生三方受益,使校企合作、工学结合具有可持续发展能力。

4.加强实践教学、实践基地与大学生“预就业”相结合的建设,推广大学生在实践基地“预就业”,以获得实际工作的机会,了解用人单位的用工需求,提高自身能力和素质,让学生充分发挥“预就业”的优势找到理想的工作。

三、实践教学体系构建

福州大学物联网工程专业课题组在经过三年多的探索后,初步构建了多层次的物联网实践教学体系。高等工程教学体系是由工程教学设施、工程教育教师队伍两大部分组成。福州大学物信学院根据高等工程教学体系的基本组成部分,着眼于物联网工程校企合作办学特色专业建设,以提高电子类、信息类、通信类本科生、研究生的工程实践能力、科研创新能力为目标,构建一个包含软硬件的高等工程教育交叉学科“校企合作”实践教学体系,培养复合型、创新型的多元人才。

(一)数字化多层次物联网工程创新实践教学平台建设

物联网是通信网络和计算机网络的拓展应用和网络延伸,是感知技术、传输技术、智能信息处理和控制技术等方面的有机融合。物联网工程专业是一个典型的交叉学科,教学内容覆盖电路分析、传感器与检测、信号与系统、通信原理等方面的基本知识,科研创新包含低功耗微小器件、绿色能源、智能信息处理、3D立体显示等研究方向。项目建设拟坚持优化组合、资源共享、高效运转的原则,围绕理论教学、实践教学、科学研究三位一体的教学模式,分层次建成面向全院电子与科学技术、信息与通信信息系统学科的特色实验室、适应高素质创新人才培养的综合技术实验室、本研共享的学科研究实验平台。

1.以“提升学生创新能力”为指导,建设物联网感知与控制创新能力培养平台。物联网工程是一个典型的交叉学科。它与电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信息系统、电子信息工程等学科均有交叉,是一个既涵盖基础元器件又包括应用系统和信息互联等众多应用的平台。在该平台上,我们将整合福州大学物信学院光电信息显示、电子科学技术等专业的实验教学资源,充分发挥学生的创新能力,建设信息传感、传输、显示、存储、分析识别及智能互动的物联网信息处理综合实验平台,不断提高学生创业创新能力。

2.以“学以致用、协作创新”为指导,建设物联网软件与服务应用工程能力培养平台。服务区域经济,建设物联网工程专业是本项目的建设目标之一。物信学院通过与先进的物联网企业合作,根据行业发展的主要特色,在实践基地为电子类、信息类、通信类、计算机类、物流类、电气工程类等相关专业本科生、研究生提供各种真实情景的工程教学科研实训环境,建设物联网软件与服务应用工程能力培养实践平台。以“校科合作”为平台,通过“专业课程认识实习专业课程实验专业课程项目实训专业综合实训专业科研毕业实习”的系统化实践教学体系建设,进一步深化人才培养模式改革、构建突出职业岗位能力的课程体系,建立规范的课程标准,提升师资水平。

(二)高层次工程教育教师队伍建设

为了确保教师队伍能满足高校发展的现实需求,汇聚、培养优秀创新人才,促进物联网工程专业的内涵式发展,项目建设拟从以下方面开展教师队伍建设――校企合作“内外双修”教师培训计划。具体的建设计划如下所述。

1.采用进修深造和项目培养两种模式,提高现任在职教师的业务水平。在学校和学院的支持下,继续支持教师通过短期职业培训、校外进修、研修结合等形式逐步提高自己的综合素质。此外,在项目建设中,还将依托实践基地与新大陆、欣创摩尔等企业开展深入的科研合作,融技术研究、工程开发、技术转移和人才培养为一体,通过合作立项,促进教师由理论走向实际,逐步加强实践创新的能力。

2.积极聘任企业高级工程技术人才为专职教师。根据专业设置、课程安排、学生实训等方面的需求,有计划地面向企事业单位,择优选聘工程人才,担任专业课或实习指导兼职教师。定期或不定期为学生系统讲授课程、开展专业知识讲座。2012年12月,学院就积极邀请新大陆科技集团总裁王晶在物联网工程专业的学科导论课程中为大学生讲授物联网的产业发展状况,该次课程收到了良好的效果。在今后的专业建设中,学院将积极探索校企合作兼职教师交流制度,建立教师交流平台。

总之,物联网工程专业是一个全新的专业,且跨多种专业门类,具有很强的实践性,福州大学物信学院多层次的物联网实践教学体系是否能为地方经济发展培养优秀的物联网工程专业人才,还要继续探索和完善。

[ 参 考 文 献 ]

第4篇

(1.桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541001;2.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541001)

摘要:基于大数据和云计算背景,从物联网智能服务应用的角度建立对物联网工程专业的深入认识,进而确定人才培养目标,对物联网工程专业的课程体系提出建议。

关键词 :物联网;大数据;云计算;课程体系

基金项目:广西高等教育本科教学改革工程项目( 2015JGB209);桂林电子科技大学教育教学改革项目(桂电教[2013]20号、[2015]23号)。

第一作者简介:张敬伟,男,副教授,研究方向为海量数据管理,gtzjw@guet.edu.cn。

1 背景

物联网的雏形是采用射频识别等技术将物与互联网连接形成的网络,进而实现智能化感知识别和管理。2005年,国际电信联盟的《ITU互联网报告2005:物联网》正式提出了物联网,促进了网络的进一步发展,形成了新的信息产业发展浪潮。为了支持国家物联网这一战略性新兴产业发展,2010年教育部批准在本科阶段开设物联网工程专业,致力于为物联网及相关产业培养高素质的工程型人才。

物联网本质上是物物、人物互联的系统,其延伸内涵是借助网络基础设施提供多样化的智能服务。物联网的目标即借助传感、通信等基础核心技术,建立网络基础设施;借助软件系统,提供顶层多样化服务。因此,物联网技术属于“集成创新型”技术,物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才。

由于物联网是个宽范畴的概念,具有技术综合性和跨学科特征,因此,不同高校的物联网工程专业建设模式和人才培养目标存在较大差异。例如,南京邮电大学借助其学科和技术优势,较早开设了物联网专业并建立了研究院,从管理学、社会学等多角度对物联网展开研究,致力于新的商业应用探索。杭州电子科技大学以科研和竞赛来锻炼学生学以致用的能力,突出物联网工程人才培养特点。辽宁工业大学、安徽理工大学、长江大学、江南大学等也分别对物联网工程专业的课程体系建设进行了不同的探索。桂林电子科技大学于2011年设立物联网工程专业并招生,也在物联网工程专业的建设方面不断进行探索。

在不同的应用领域,物联网具有不同的表现形态,如车联网、船联网等,这决定了物联网工程是一个庞大的工程,其人才培养也不是单一领域的。现实生活中物联网快速发展的诉求,也要求我们尽可能地借助现有的学科优势来培养综合型的物联网工程人才。

从宏观角度看,物联网的体系结构可分为4层:感知层、网络层、数据管理层和服务层。这个层次结构从某种程度上决定了物联网工程专业人才培养的格局,且很大程度上能够在现有专业布局的基础上进行升华。例如感知层和网络层与通信类和电子类专业有较多交集,而数据管理层和服务层的相关技术则与计算机类专业有较多重叠。正是这种综合性的培养需求,使各高校不断探索求证物联网工程的人才培养模式。

物联网的核心是基于万物互联提供新型智能化服务,其数据管理层和服务层是体现物联网核心价值之所在,这实际上与大数据概念不谋而合。未来,来自物联网的数据将是大数据的主要组成部分和云计算的主要处理对象。从提供服务的角度看,物联网与大数据、云计算紧密相关。在物联网应用域,大数据和云计算可以看作物联网的外延。图1展示了物联网、大数据和云计算三者之间的关系。其中,物联网的核心是实现实体感知和互联,是大数据的主要数据源;大数据研究则侧重知识发现,帮助物联网拓展创新型智能应用,深度挖掘物联网内在价值;云计算则利用其强大的计算平台和充分的存储设施,满足物联网域不同应用的实时需求。三者之间的辨析关系有助于我们明确物联网工程专业人才的培养目标,进而拟定有特色的专业课程体系。

2 面向物联网智能服务的相关课程植入

基于对物联网的宏观认知,其具有两项基本功能:实体感知互联和智能服务。这将引导我们设置合理的课程体系,并根据高校自有的学科优势来优化配置,彰显课程体系特色。桂林电子科技大学的物联网工程专业由计算机科学与工程学院负责建设,鉴于在计算机领域具有丰富的人才培养经验和深厚底蕴,在充分借鉴了第一批物联网专业建设单位的经验后,学院确定了物联网实体感知互联和物联网智能服务平衡发展的模式。该专业的课程设置在兼顾服务感知互联人才培养的基础上,植入了面向数据处理和智能服务的相关课程,充分利用计算机大学科的优势,进一步完善物联网工程的课程体系,以突出自己的专业特色。

面向物联网智能服务的课程主要包含两类:一类是面向数据管理及数据挖掘的课程;一类是面向物联网软件开发的课程。面向数据管理及数据挖掘的课程主要包括:数据库系统原理、物联网数据处理、数据挖掘与知识发现等,主要目标是让学生更好地理解物联网的内涵,提升学生对物联网数据的认识,帮助学生认知并拓展物联网的外延。面向物联网软件开发的课程主要包括数据结构与算法、Web应用开发、QT程序设计及相关实践类课程等,主要目标是帮助学生在掌握物联网体系结构的基础上,培养其开发物联网软件和建立智能应用的能力。这些课程在物联网工程专业人才培养过程中起到了很好的承上启下作用,让学生在具备好的物联网大局观的基础上,更好地拓展物联网的外延。基于自身的学科优势,融入面向物联网智能服务的相关课程,建设有特色的物联网工程专业课程体系,将很好地满足物联网发展的进程中对工程型人才的需求。

3 结语

物联网驱动的实体感知互联和智能服务,正在与大数据和云计算倡导的创新应用产生交集,物联网工程作为一个新专业,需要不断探索实践专业建设和人才培养模式。基于学校在建设物联网工程专业的过程中对物联网本质的认识,我们讨论了大数据和云计算等相关技术驱动物联网工程专业建设的思路,进而提出了物联网工程专业的课程体系建设方案。当然,由于物联网工程专业的跨学科特征以及面对问题域的宽泛性,其发展还存在诸多挑战,专业建设和人才培养模式仍有待时日进行验证,但相信随着物联网产业的不断成熟,基于物联网智能服务的应用将成为物联网人才需求的重点领域。

参考文献:

[1]孙其博,刘杰,黎羴.物联网:概念架构与关键技术研究综述[J]北京邮电大学学报,2010,33(3): 1-9.

[2]杨震.物联网发展研究[J]南京邮电大学学报:社会科学版,2010,12(2): 1-10.

[3]刘鹏,物联网工程专业人才创新人才培养探索[J]计算机教育,2012(21): 9-12.

[4]贾旭.高校物联网工程专业建设研究与探索[J]辽宁工业大学学报:社会科学版,2015,17(2): 108-109.

[5]陈辉,李敬兆,詹林,物联网工程专业人才培养和专业建设探索(J],计算机教育,2014(4):13 -17.

[6]崔艳荣,陈勇.物联网工程专业课程体系设计探究[J].长江大学学报:自然科学版,2010,7(2): 373-374.

第5篇

关键词:物联网;工程机械;监控

1物联网

1998年KevinAshton第一次提出物联网这一概念,在2005年信息社会世界峰会正式确定了这一概念,并对这一概念的特征、技术、发展前景等进行了相关阐述,之后欧美各国均提出了本国发展物联网技术的规划,我国物联网技术发展起步与2009年总理提出的“感知中国”。物联网技术是以各种信息传感技术为基础,对需要监控、连接、互动的物体进行信息采集,最终形成一个巨大的网络,实现物与物、人与人、物与人之间的网络连接,极大的方便管理和控制。该技术是对互联网技术和通信网技术的外延,是将多项技术与应用结合的产物。物联网技术具有实现全面感知、信息传送、智能处理的特征。所谓全面感知就是利用各种信息传感器和识别工具对物体进行相关的信息收集;信息传送就是通过互联网和通信网络对信息进行传递和共享;智能处理就是将这些信息进行自动化的分析处理,最终实现智能化的控制和决策。

2工程机械物联网体系与技术

工程机械领域的发展受到各国的重视,因为该领域的发展水平代表着国家制造业的发展水平,尤其是物联网技术提出后对机械智能化的要求越来越高。当前物联网技术已经进行了小范围的应用,例如智能交通、智能家居等。工程机械物联网体系的构建和相关的技术如下。

2.1工程机械物联网体系构建

工程机械物联网体系分为三个层次:感知、传输、应用。感知层是工程机械物联网中网络和现实的枢纽;传输层就是对数据进行传输和交换,使信息能够进行相关的传送和共享;应用是核心,对已经收集和传输的信息进行相应的处理,最终发挥物联网的作用。工程机械物联网有自己的特点,这些特点和工程机械领域的特性有关。工程机械物联网感知层主要有压力传感器、液体传感器、RFID标签与读写设备,运动控制器、IO控制器、工业遥控器等核心驱动部件和负责机械设备定位和数据传输的移动终端,并且需要信息采集、信息融合、短距离传输等核心技术的支撑。传输层不仅包含互联网和通信网结合的长距传输网络,还有包括蓝牙、WiFi等短距传输网络,实现企业内部、企业与客户、客户与客户之间的信息传输。应用层中包含高性能的服务器和处理软件,实现海量信息的处理,为工程机械企业打造智能化的决策处理平台。

2.2工程机械物联网技术

工程机械物联网技术与工程机械物联网体系相关,也是分为三个方面,及感知层、传输层、应用层都有各自需要的技术。感知层需要的技术主要是感知识别技术,工程机械物联网需要通过感知层获取机械设备自身的状态和机械设备工作的环境的信息。要提高工程机械设备的利用率、使用寿命,并对工程机械设备进行有针对性的保养,这些都需要获取精准的工程机械设备的工作环境。工程机械使用的环境差别很大,这也就要求工程机械设备需要更为精确的传感器进行信息的采集。感知层传感器主要分为采集机械设备位移、角度、速度的运动传感器;采集能耗、运行等工作状态的检测传感器;采集机械设备工作位置、环境因素的工作环境类传感器。采用相对灵敏、全面的传感器,才能较好的利用感知设别技术将工程机械物联网所需要的信息进行收集。传输层需要即插即用的标准化通信协议,建立工程机械物联网会涉及到很多的通信网络,同样也会有较多的接入方式,缺少统一的标准化通信协议会导致这些通信网络无法进行交互工作,影响数据信息的传输。因此在传输层需有一个统一的能满足这些通信协议的标准化通信协议。工程机械设备作业时会被较为复杂的因素影响,这就需要机械设备物联网要有即插即用的快速识别和通信协议,便于在复杂条件下进行工程机械设备的准确识别。工程机械物联网在应用方面要有企业控制中心,通过该控制中心对各种工程机械进行监管、故障排除、快速服务。这种控制中心需要有两方面的职能,一种是面向企业研发的,可以通过收集和传输的各种信息对机械设备的设计进行改进,研发更多的新型设备;一种是面向客户服务的,可以建立相应的租赁、故障维修、设备分析等服务。

3物联网在工程机械领域的应用及展望

物联网在工程机械领域的应用主要是通过GPS、GPRS、互联网等技术,将工程机械的工作状态、工作位置、工作环境、运行情况等进行信息的收集,并通过智能处理系统对这些机械设备进行管控和服务、研发。物联网运用于工程机械领域可以实现对工程机械的全寿命周期智能化管控。物联网在工程机械领域的应用及展望如下:

3.1利用物联网进行工程机械远程监测

利用物联网可以对工程机械的工作运行状态进行实时监测,一旦工程机械发生故障还可以进行远程的诊断。对机械进行远程监测需要车载终端、数据传输、远程监控平台三个部分发挥作用。车载终端包括GPS、GPRS、RFID、GPRS,可以完成对机械运行的数据收集和上传。数据传输主要由互联网和GPRS组合而成,将车载终端上传的机械运行数据传送至远程监控平台,同时也可以传输远程监控平台指令。远程监控平台包含地理信息系统、设备信息系统、远程故障诊断和维护保养系统。远程监控平台通过这些信息系统完成对工程机械的运行状态查询、故障预警、故障诊断、故障日志、维修保养日志等内容。如果单纯的通过智能化的物联网系统无法将故障排除,那么远程监控平台还可以推送相关的地理信息使工程技术人员尽快达到。

3.2物联网应用于工程机械租赁

工程机械设备租赁与按揭付款在该市场较为流行,但是资金回收困难、用户骗车逃跑等问题会给承租方带来较大的损失。利用物联网技术可以对工程机械安装相关终端,一旦发生不偿还资金、骗车逃跑等问题,可以直接实现工程机械的定位、锁车等功能。物联网技术应用于机械租赁可以较好的保护承租方的利益。

3.3利用物联网技术建立手机服务平台

目前智能手机的普及率越来越高,利用物联网技术和手机软件开发等手段,开发智能手机客户端,为客户建立手机监控平台。采用这样的方式可以让客户通过手机就能够掌握其机械设备状况,同时也便于机械设备制造商联系用户进行相关服务和技术指导。

3.4大数据利用

通过物联网技术可以搜集大量工程机械相关信息数据,这些基础数据有较大的利用价值。企业通过对这些数据的分析和挖掘有助于找出工程机械的不足加以改进,进而提高工程机械的品质;同时根据机械设备的使用状况制定相应的制造和销售计划,更好的贴合市场;最后可以根据机械设备位置分析,在机械设备集中的区域有针对的设立服务网点。

4结束语

我国的物联网技术和工程机械智能化的起步均较晚,物联网技术在工程机械领域的运用还较少。物联网技术在我国工程机械领域具有非常广阔的应用前景。远程监控、检测和诊断是工程机械走向全面服务型制造的重要一步。

参考文献:

[1]孙其博,刘杰,黎羴,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2014,33(3):2-9.

[2]李瑚,雷蕾.开启工程机械智能时代[J].发明与创新,2013,(3):20-21.

第6篇

关键词:物联网;人才培养;改革创新

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)24-0181-03

1人才培养模式改革综述

随着我国科技的快速发展以及智能信息一体化进程的不断推进,物联网行业如雨后春笋,成为新型信息技术行业中的一支主力军,造成物联网工程方向的人才严重缺乏。如今无论是高职院校,还是本科院校,都开设了物联网工程方向的专业,主要为物联网行业培养和输送高素质的技能型人才与应用型人才,为推动科技发展打造物联网精英。然而,就我国目前情况来看,还尚未形成高等院校、企业、毕业生三方共赢的良好局面,具体表现在两个方面:一方面,很多物联网企业通过招聘,但很难招到适合企业岗位需求的毕业生;另一方面,许多高校物联网专业的毕业生没有意识到企业岗位的用人需求,毕业生没有动手能力,也无实践经验,最终导致就业率非常低。那么高校物联网工程方向人才的培养效果,和物联网企业需求之间的差距越来越大,其根本原因就是人才培养模式和培养方法的守旧与落后,缺少专业与课程的改革与创新。如今,大多数高校物联网工程类专业还主要以理论教学和实验室为中心的传统的人才培养模式,这使学生的实践能力和职业技能的培养大大受到限制,最终对该专业人才培养的质量与特色产生很大的影响,无法适合物联网企业的需求。针对物联网企业招人难以及物联网专业毕业生就业难的问题,可以看出很多高校的高等教育与企业实际出现了严重的脱节。鉴于此,本人针对此问题,以我校为例,依托校企合作,进行共建专业,共建实验室,对物联网专业人才培养模式进行创新与改革,培养出“素能本位,理实一体”的专业人才,既有利于为物联网企业培养高素质应用型与技能型人才,也拓宽了物联网专业毕业生的就业渠道。

2物联网专业建设

物联网专业经过多年建设,现已成为我校的品牌专业之一,建有“电工电子实验实训中心”、“现代通信实验实训中心”以及“中央财政支持楼宇智能化专业实训基地”等。另外,学校还拥有多个校内外实习实训基地。其中“现代物联网实验实训中心”和“软件实训中心”是我院与多个物联网设备有限公司合作建成了实验实训中心,并科大讯飞等知名企业签订了合作办学协议。该中心引进了目前社会上先进的物联网设备(福建新大陆产品),及教学用软件(青岛东信科技产品),从而做到了“学生在校所学内容和实践环节与社会使用同步”,开创了教学(理论+实验)—实践(实训+实习)—就业零距离的教学模式。目前物联网技术尤其是互联网+技术已经成为当前物联网技术的主流,物联网技术的应用也在紧锣密鼓地进行。我国发展物联网技术还存在巨大的市场潜力,目前物联网技术企业严重缺乏产品技术支持,产品技术维护维修等一线岗位应用型人才,随着物联网技术的更新发展,网络设备的使用量逐年增多,社会急需大量的网络设备维护人员以及物联网方向的技术人员,这为物联网专业的毕业生提供了更加广阔的就业空间。为适应市场需求,我院抓住此契机,在2011年,物联网专业与多个物联网设备有限公司共同申报并获批专业人才培养计划,2012年开始招生,实现校企合作,共同培养人才,旨在培养物联网应用及其设备维护方向技术人才。

2.1前期调研等情况

我校物联网专业先后派出三批骨干教师赴南京、无锡、北京进行物联网行业情况的学习和调研,并参加中国物联网行业协会举办的会议。并且在2012年12月,由专业带头人带队,先后去无锡贝浮特通信有限公司考察,就无线通信产品的研发等问题达成合作意向,随后赴江苏经贸职业学院和南京邮电大学参观物联网实验室与实训基地的建设,学习并交流经验,为我校与相关物联网设备有限公司合作办学、合作共建实验室打下坚实的基础。

2.2实验室建设

在已建设的实验室中,其中包含网络实验室、软件实验室、物联网实验室、楼宇智能化实验室以及与物联网相关的一些实验室,其中网络实验室能实现网络系统的仿真、设计,为物联网专业学生提供了一个演示平台,提高动手能力与设计能力;软件实验室与物联网实验室为我校与多个物联网设备有限公司合作共建,专为我院开设物联网方向提供服务,学生在此实验室可开展物联网设备的维护及优化实习实训,提高动手实践能力,为学生走上工作岗位实现无缝对接;另外,目前已具备的单片机实验室、PLC实验室等也为现有专业包括后期物联网方向的发展提供了一个平台。学校以中央财政支持专业——楼宇智能化实训基地为平台。2012年以来,经过与多个物联网相关公司的反复沟通和深入交流,现已就共建专业、共建实习实训基地(实验室)、合作就业等达成共识,建立了长期合作关系,签订了框架协议。同时,合作就业工作稳步推进,其中有已有物联网以及相关公司已决定在2015届毕业生中招收学员进行培训,并在我校开始开班授课,对学生进行专业培训,为该公司物联网技术储备人才,并计划在以后每届接收物联网专业毕业生约几十人左右。

2.3师资队伍

目前电子、计算机等专业方向拥有一支专业基础扎实、爱岗敬业、具有丰富实践经验的教师队伍,专兼职教师共五十多人,具有高级职称的教师十几人。物联网技术作为综合型专业方向可整合我系师资资源进行课程教育。2013年,先后派出多批教师去多家物联网设备有限公司参加技术培训与暑期社会实践与企业挂职锻炼,物联网专业教育的核心团队已初步形成。同时,结合物联网工程人才培养计划,利用合作关系,聘请企业技术人员进行物联网一些专业课程教育,这也符合应用型或技能型人才培养的需求。同时,建立“校企互聘互管”的制度,一线专业教师进入企业锻炼,承担企业的项目与产品的研发以及社会服务项目,必须到学校科研处签订相关的协议备案,作为后期晋升高一级职称评审以及评先评优的条件之一。兼职教师的考核管理纳入企业管理机制,完善教师的奖励制度、考核制度与评聘制度等。物联网方向的设立将为地方及周边省市培养高级应用人才。本专业的学生,不仅可以满足合肥市及安徽省物联网人才需求,而且可以覆盖长三角经济圈甚至全国乃至全球。

3物联网专业人才培养模式改革的具体措施

3.1校企深度合作机制的建设

全力发挥物联网行业(中国物联网行业协会)、物联网企业(多家物联网设备有限公司)优势,同时,将学校的人才输出、技能培训、研发、技术服务等功能充分挖掘以满足企业的需求,实现共赢局面,形成行业、企业、学校“三位一体”的合作教学模式,搭建校企合作组织机制,制定并完善校企合作管理制度,建设良好的校企合作运作机制,为物联网专业人才的培养模式的改革与创新打下坚实的基础。

3.2创新人才培养模式

物联网的人才培养模式分为本科四年制和高职三年制两类,三年制是在四年制的基础之上,缩减部分公共课课程与专业选修课程。下面以本科四年制为例,重点讲述人才培养模式的创新之处,四年制采用“3+1”的培养方式,其中3年在校集中学习,主要学习基础科学知识、核心工程基础知识以及专业工程基础知识三方面的知识、锻炼工程技术能力以及培养综合素质。另外,累计1年的时间在企业实习并做毕业设计,重点培养、锻炼和应用个人素质和发展能力、协作能力和在企业与社会环境下的综合工程能力。前四学期“重基础”,完成对学生专业基础知识和基本技能的培养。通过强化数理基础模块和注重专业基础模块教学,促进学生创新思维的形成和创新方法、创新工具的掌握;让学生更早了解工程背景,为专业后续模块学习和工程能力培养打好基础。第五、六学期开始进行“工程应用能力”的培养,即一方面使学生深入学习专业课程、专业方向课程;另一方面加强与企业的合作,通过让学生在企业进行专业课程设计、项目训练、专业实习等环节,将物联网行业所需要的专业能力融入人才培养体系;培养学生综合运用多学科知识、各种专业技能和现代工程工具解决工程实际问题的能力和综合素质;培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。第七、八学期“强工程”,学生利用一年时间到企业进行实践实训、毕业实习和做毕业设计(论文),通过上述工程实践环节,强化学生从事工程实践所需的专业技术能力,进一步锻炼学生的工程实践能力和独立工作能力。毕业设计(论文)的选题要求来源于企业。

3.3校企合作,进行项目课程的开发与改革

要想实现人才培养模式的创新,归根结底要在课程中去落实,要在教材中去落实,要在教学过程中去落实。根据我校物联网专业教师于2014年去南京参加全国物联网专业课程体系研究论文发现,很多高校的物联网专业的都没有一个合适的课程体系,体系的建立没有依据;针对这种课程体系建设出现的问题,我校以课程项目开发与改革作为突破口,实施教学内涵的建设。在进行物联网行业市场需求调研时,组织企业的专家、课程专家、专业教师进行多方位的课程项目的开发。以工作就业为主线贯穿整个课程的设置,以职业能力发展、工作任务的完成为出发点编写课程内容,以物联网服务为载体进行教学项目的设计,将理论与实践进行整合,完成理论与实践的一体化教学,体现“理实一体”的教学原则,另外,学生一边完成教学项目一边构建理论知识,以提高学生的学习兴趣以及其职业能力。最后让学生在学校的最后一年,进入相关物联网企业各项目组,进行项目训练,实地锻炼。

3.4校企合作建设实训基地

实践教学可以提高学生的技能水平、实践能力和创新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依赖于实训基地。而物联网设备的投入非常大,仅仅依靠学校自身是远远不够的,因此,通过校企合作进行物联网类专业实训基地的建设是一种重要的解决办法。我院物联网专业与广州粤嵌、福建新大陆等多家物联网企业共同建设校内实训基地——物联网实验室,在该实验室,学生可完成初步技能训练、技术理论知识与技术实践知识整合、特殊训练等功能。

3.5通过校企合作打造一支“双师型”师资队伍

学校制定了相关措施,建设“双师型”师资队伍,鼓励专业教师通过企业实践、社会服务、培训考证等相关途径往“双师型”教师转型,提高教学水平与教学效果。物联网方向的师资队伍由本校“双师型”教师与企业聘请的兼职教师组成。另外,学校制定了企业兼职教师管理方法,做到有章可循;制定了企业兼职教师的任职条件、聘用程序、管理要求及教学工作规范等相关文件;并采取相应的激励措施,充分调动了企业兼职教师的积极性,为学校的专业建设与课程建设出谋划策。

4总结

校企合作是人才培养的重要途径,校企合作能否深入、长效的开展,要依据良好的合作机制与科学的管理模式。以各种平台为基础,不断创新,与外部企业搭建各类校企合作平台,引进多家大型物联网企业加入校内实训基地的合作共建,通过学院院长、系主任、教研室主任、企业管理与技术人员等多方共同制订实践教学计划,以企业产品发展设计实训项目,充分显示实训基地的应用功能,积极培养“卓越物联网工程师”,大力发展各项教学的内涵建设,最终打造出以物联网专业为核心的特色办学模式,并向其他专业辐射,实现与物联网企业进行零距离接轨的培养模式。

参考文献:

[1]王秋华.我校电子信息类专业课程体系改革的探讨[J].中国科技信息,2008(8).

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[5]楼一峰.关于人才培养模式改革和高职教育发展的深入思考[J].职教论坛,2005(10).

[6]彭洋.后信息化时代信息技术人才培养理论与实践研究——以邮电高校本科通信类人才培养为例[D].南京大学,2012.

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[8]褚丽莉.新形势下通信工程专业课程体系改革的思考[J].中国电力教育,2010(33):125-127.

[9]李俊杰.面向企业需求的高校人才培养模式改革研究[D].华侨大学,2009.

[10]黄忠国,彭熙,贺建民,等.转变教育思想观念深化人才培养模式改革[J].重庆工学院学报,2004(2).

第7篇

关键词:多学科;物联网工程;课程体系;技术体系

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-0-03

0 引 言

物联网的概念由美国麻省理工学院的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出,2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上进一步确定了物联网的定义和范围,自此在美国、欧盟、日本、韩国和中国掀起一次新的信息发展浪潮[1]。物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息时代大革命,物联网作为一项战略性新兴信息产业,越来越多的企业把目光投向先进的物联网技术。

国家把物联网作为重点发展的战略性新兴产业之一,物联网的发展离不开人才的需要。从2010年起,在高校设立了物联网工程本科专业,到2015年全国共有340多所高校设立,已成为一个规模较大的本科专业[2]。物联网工程专业肩负了高层次人才的培养使命,但其高度综合交叉的专业特征决定了专业人才培养具有挑战性的特点,专业建设需要综合考虑IT技术发展、现实需求及已有基础等多个因素,以建立清晰的预期目标。但是各个学校设立专业的学科来源和基础各不相同,有电子科学与技术的,有通信工程的,有计算机科学与技术等,同时也说明物联网自身的学科体系还没建立起来。

一般地,任何新出现的专业学科都离不开相关成熟学科的支撑,通过学科交叉及其知识集成构成新专业新学科[3]。作为学科交叉极强的物联网工程新兴专业,如何构建其科学合理的课程体系成为该专业建设面临的首要课题[4]。因此,本文从物联网产业与技术体系的构成进行剖析,结合本校实际情况,分析其学科交叉内涵,从中抽取相应的支撑课程构建物联网工程专业的课程体系,为制定符合规范的培养计划奠定基础。

1 物联网产业与技术体系剖析

物联网是近几年出现的信息产业发展战略的新兴行业,目前还没形成体系完备的行业规模,处于发展初期。但受各国战略引领和市场推动,全球物联网应用呈现加速发展态势,物联网所带动的新型信息化与传统领域走向深度融合,物联网对行业和市场所带来的冲击与影响已经广受关注。物联网行业表现出以下两个基本特征:

(1)纳入物联网行业的产业庞杂,面广量大。涉及到芯片 (传感器、RFID、无线通信模块等)、终端设备(PC机、TV、手机等)、网络设备、系统集成、软件与应用、网络服务商(移动、联通等)、运营及服务提供商等。

(2)带动物联网应用的领域多、规模大。有智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业智能制造、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事十大重点领域。

目前,国内总共有超过2 000家相关物联网公司或者研究机构成立。其中,研究机构以研究设计、示范引导应用为主业,许多省市、行业都成立了一些研究机构,一些知名企业如华为、格力电器、联想、海尔、移动、联通等也将物联网作为新的增长点。国外主要集中在美、欧、日、韩等少数国家,IBM、英特尔、西门子、霍尼韦尔等大牌公司也在进军物联网产业。企业对从事物联网人才的要求主要有重点发展物联网技术,从事物联网相关产品的研发、设计和制造;大力培育物联网产业,在传统产业中通过物联网技术促进产品智能化水平,提高产品的市场竞争力;在新兴信息产业中,创新开发适应物联网市场需求的智能化产品,开拓新产品;全力推广物联网应用,在一些应用领域推动物联网技术的融合,带动物联网技术的应用,提高智慧化水平;努力搭建物联网平台,在网络平台嵌入物联网服务功能,拓展新业务。

由于物联网工程专业是新建立的,所以其知识结构和课程的学科体系还没有独立建立起来。但从技术和产业角度来看,其技术体系结构已经基本确定下来,物联网系统的构成很长,其体系构架大致可分为感知层、网络层、应用层三个层面,每个层面又涉及诸多细分领域[5],图1所示为物联网技术的体系构架示意图。

感知层的功能主要是识别与获取信息,负责采集物理世界中发生的物理事件和数据,实现外部世界信息的感知和识别。包括传统的无线传感器网络、全球定位系统、射频识别、条码识读器等。这一层主要涉及两大类关键技术:传感技术和标识技术。传感器网络的感知主要通过各种类型的传感器对物体的物质属性(如温度、湿度、压力等)、环境状态、行为态势等信息进行大规模、分布式的信息获取与状态识别,它可用于环境监测、远程医疗、智能家居等领域。标识技术通过给每个物体分配一个唯一的识别编码,实现物联网中任何物体的互联。感知层的主要技术方向为新型传感器及其感知节点的研发技术。实现感知节点中的感知单元、处理单元、传输单元和电源单元的高度集成、高度智能,结合节点节能技术,数据融合技术,开发新结构、新原理、新工艺的传感器技术。

网络层主要是完成感知信息高可靠性、高安全性的传送和处理。从具体实现的角度,本层由下而上又分为接入网、核心网和业务网三层。

(1)接入网:主要完成各类设备的网络接入,强调各类接入方式,比如现有的蜂窝移动通信网、无线局域/城域网、卫星通信网、各类有线网络等。

(2)核心网:主要完成信息的远距离传输,目前依靠现有的互联网、电信网或电视网。随着三网融合的推进,核心网将朝全IP网络发展。

(3)业务网:是实现物联网业务能力和运营支撑能力的核心组成部分。

网络层的主要技术方向是感知节点组网与协同处理技术,多应用监测区域下的感知节点通信与组网技术,异构网融合技术,网络管理与安全技术。

应用层主要利用经过分析处理的感知数据,将物联网技术与个人、家庭和行业信息化需求相结合,可向用户提供丰富的服务内容,大大提高生产和生活的智能化程度,应用前景十分广阔。其应用可分为监控型(物流监控、污染监控、灾害监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制、远程医疗、绿色农业)、扫描型(手机钱包、ETC)等。应用层的主要技术方向是服务用户的应用软件及系统集成技术。满足用户的操作系统技术,存储和处理大数据的数据库技术、数据挖掘技术,适应物联网数据处理与使用的中间件软件技术,物联网系统设计与实现技术等。

由此可知,广义传感器在监测区域获取和采集各种信息后转化为数据形式,通过数据传输协议构成了从感知层、网络层到应用层的“数据流”。与物联网三层技术结构对应的知识结构支撑学科分别是电子信息类(电子科学与技术、仪器科学与技术等)、通信类(通信工程等)和计算机类(计算机科学与技术、软件工程、网络工程等)。因此,在制定物联网工程专业的人才培养计划时,需要考虑以下两个问题:

(1)物联网工程专业尚未建立起自身的学科体系,需要在多学科支撑下,逐步从各学科体系中收取相关内容,在工程实践中不断融合,才可形成自身的学科体系。因此制定计划时,需要从电子信息类、通信类和计算机类三大学科中提取与物联网直接相关的内容,确定主干和核心课程;

(2)物联网技术涉及的知识链较长、内容繁多,在大学4年中,很难做到“面面俱到、样样学到”。同时,如果所有物联网知识点都涉及的话,也会出现“样样了解样样松”的问题,无法做到“扎实掌握”的目的。而且在现代企业实际工作中,都是团队合作的模式,也不需要样样松的“全才式”毕业生。所以制定计划时,各校可以依据各自的基础,选择一部分课程,达到掌握程度;另一部分课程,达到了解程度即可。

从物联网产业群可知,其产业不仅长,而且庞大,将是下一个万亿级规模的产业。与之对应的人才能力要求也会因企业不同而各有不同,而且4年的大学教育也难以覆盖其全部内涵。因此,在物联网产业中,不同的岗位对毕业生的要求不同。

各学校应结合各自的条件和基础,制定出具有自身特色和自我优势的培养计划,以培养工程师工程设计和技术开发的能力为出发点,构筑工程师必备的知识体系、能力结构,重点加强工程技术等工程科学基础课程、信息大类专业基础课程、物联网专业技术课程群等工程应用类课程。实现相同专业的错位培养,满足物联网产业对各类人才的需求。

2 相关学科对物联网知识构建的支撑作用

虽然物联网工程专业是新出现的电子信息领域专业,可以认为是一个数据流过程,但本专业也是在其相关学科的技术积累集成而形成的。在物联网产生和发展的过程中,与之密切相关的支撑学科主要有仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术,从中抽取与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层。

从仪器科学与技术学科抽取“电子技术”、“微机原理”、“信号与系统”、“测控电路”、“传感技术”、“计算机控制技术与系统”、“数字信号分析与处理”、“误差理论与数据处理”等课程的部分内容,提供智能感知和控制仪器的知识和能力,解决物联网数据“测的准”的问题。从信息与通信工程学科抽取 “通信电子线路”、“通信原理”、“计算机通信网络”等课程的部分内容,提供数据接入、传输和下载的主干网(如互联网)的知识和能力,解决物联网数据“传的远”的问题。从计算机科学与技术学科抽取“计算机C语言”、“数据结构”、“计算机组成原理”、“软件工程”、“操作系统”、“算法设计与分析”、“Java语言”、“Linux系统应用”、“数据库技术与应用”等课程的部分内容,提供数据应用软硬件平台与数据算法的知识和能力,解决物联网数据“用的好”的问题。

由上述分析可知,3个支撑学科在构成物联网的三层技术结构的知识内容时,各层之间的关联性知识点还没有考虑进去,难以集成在一起。因此,必须结合与物联网有关的当今新出现的先进技术,在感知层与网络层之间构建无线通信、区域组网、融合、网关协议等知识,在网络层与应用层之间构建异构网络互联、数据挖掘、移动操作系统、物联网系统设计、应用管理等知识。

3 对课程体系构建的思考

综上所述,物联网工程专业的课程体系与产业对物联网技术的需求、三层物联网技术架构及支撑学科的作用是一致的。那么,如何解决在四年的大学本科教育活动中,既要让学生掌握专业知识,又让其知识体系符合认证标准呢?本文认为需要从以下两点考虑:

(1)物联网的最终目标是应用数据来提高社会的智慧信息化水平。因此可以认为,在物联网三层技术体系中,感知层技术是数据提供者,是专业建设的基础;应用层技术是数据的应用者,是专业建设的引领和推动者;这两层是专业建设的重点。

(2)网络层技术是数据通信的传输通道,可以认为网络层在专业建设中起桥梁作用,特别是核心网络中通信设备专用的、协议软件固化好的,因此网络层的知识了解即可。

综上所述,该学科应重点掌握物联网数据流中的数据采集与控制、数据的区域(短距离)传输与通信、数据的接入与异构互联、数据的存储与建仓、数据的计算、挖掘与应用等知识,基本掌握数据的公用网络传输、通信与管理知识等。所以,专业合理的定位为哑铃式线性课程结构,即重点掌握物联网两端的感知层和应用层知识,基本了解中段的网络层知识。图2所示为本文构建的课程体系。

从图2可见,该课程体系涵盖了物联网知识点,做到了与仪器科学与技术、信息与通信工程两大支撑学科的紧密融合,与计算机科学与技术支撑学科的深度交叉,突出了物联网“数据测量的准确”、“数据传送的遥远”、“数据应用”的专业能力和工程素养。

4 结 语

本文剖析了物联网产业对技术的要求,探讨了其体系构架的感知层、网络层、应用层三个层面的技术内容。分析了与物联网工程密切相关的仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术的支撑学科作用,从中与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层,为构建规范培养计划的课程体系奠定基础。

参考文献

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[2]张敬伟,张青,张会兵,等.物联网工程专业建设和人才培养模式探索[J].中国电力教育,2014(32):111-112.

[3]马廷奇.高等教育如何适应新常态[J].高等教育研究,2015,3(36):6-10.

第8篇

关键词:物联网专业;课程体系;CDIO;教学管理

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2095—1302(2012)10—0077—03

0 引 言

物联网被称为继计算机和互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,代表着当前和今后相当一段时间内信息网络的发展方向。但是,产业快速发展的需求与人才短缺的矛盾将成为制约我国物联网持续高速发展的重要因素。为了满足产业对人才培养的急切需求,教育部自2010年起,相继批准了70多所本科院校开设物联网工程及相关专业,同时也批准了首批22所高职院校开设物联网应用技术专业[1]。尽管高等院校开设物联网相关专业的热情高涨,但是,由于物联网专业是新兴专业,在课程体系、师资队伍、实训条件等专业建设核心内容上,还面临着诸多问题,相关标准也需要进一步规范。

平顶山工业职业技术学院作为国家示范性高职院校,依托学院举办方中国平煤神马集团,以国家级重点建设专业(计算机应用技术专业)为基础,申报了物联网应用技术专业并获省厅批准。在专业筹建过程中,面向物联网行业,重点针对煤矿安全物联网应用、智能物流领域,引入国际先进的CDIO(Conceive构思,Design设计,Implement实现,Opera运作)工程教育理念,构建设计了该专业的课程体系。本文即以此为研究基础,论述了目前高职物联网专业课程体系的现状,以及CDIO一体化课程体系的设计思路、过程及保障措施。

1 高职物联网专业课程体系的现状分析

在中国知网学术文献网络出版总库中,以“物联网专业”为关键词通过主题检索,共有66条记录,以“物联网”和“课程体系”为关键词通过主题检索,共有31条记录(截至2012年4月10日)。由此可见,物联网专业及课程体系构建将成为研究的热点。有文献指出[1]:“物联网在我国发展的速度很快,但时间不长,大量高等院校开设了物联网工程专业,而一部分院校对该专业的开设较为盲目。” “高职院校在构建课程体系时,要对物联网技术应用人才的岗位进行调研与分析,以就业为导向,构建课程体系时,要考虑应用方向与应用领域,与典型企业进行合作,根据企业实际的物联网工程项目的实施过程来构建课程体系。”也有文献指出[2]:“应当通过专业调研与专家访谈,了解物联网工程项目的工作过程, 通过对工作过程的分析,归纳出典型工作任务,由典型工作任务引导出专业学习课程, 根据专业学习课程的需求制定出专业基础学习课程, 构建物联网应用技术专业的课程体系。”

综合分析相关文献,目前高职物联网专业课程体系构建能够正确处理专业教学体系与社会对专业人才需求的关系[3],能够及早规划和设计,整合课程教学内容,融入物联网技术应用行业标准,建设相关核心课程[4],并能够借鉴已有专业的建设成果。但是,也应该清醒地看到,物联网专业课程体系构建还存在以下不足:

(1) 物联网产业刚刚起步,产业链尚未形成,从事物联网技术应用的企业也正在转型,物联网技术标准未统一,区域、行业、企业对物联网技术应用人才的需求量大,但岗位不清晰,高职院校也只能根据行业、企业的预测信息培养物联网技术应用人才,因此,高职物联网专业的定位还比较模糊,缺乏就业岗位的保障[1],部分高职院校不能根据区域经济发展和自身院校特色进行科学定位。

(2) 一些高职院校开设的物联网应用技术专业,照搬本科物联网工程专业的课程体系,然后加入一些实训课程,对高职教育培养“高端技能型人才”的理解有偏差,其根本是对高职物联网专业人才培养目标在整个物联网产业链中的定位认识不清。

(3) 一些高职院校开设的物联网应用技术专业,没有处理好与成熟的计算机专业课程体系的关系,要么另起炉灶,重设课程体系,开设十几门的新课[3],要么完全照搬原有计算机网络专业课程体系,只是添加几门冠以“物联网”字样的新课,存在由于师资不足而因人设课的现象。

2 CDIO一体化课程体系的构建思路

CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,分别代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO 培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合培养的方式使学生在这四个层面达到预定目标,更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12 条标准[5]。

2.1 CDIO教学改革的特点和设计流程

CDIO教学大纲建立在对工程实践理解的基础上,经主要利益相关者(企业、教师、学生、校友、家长等)确认,符合国际工程教育的发展方向。CDIO教学改革的特点包括:互相支撑的课程设置,能够将个人能力、人际交往能力以及产品、过程和系统构建的能力培养整合起来,明确体现在一体化课程体系中;教学场地根据项目实际需要进行设计和安排,能够满足项目设计、实现和学生动手学习的需要;学生主动学习和经验学习能够与专业课程的学习结合起来,并有完整的、系统的、综合的考核评估过程等。

此外,必须提高教学团队的执教能力,能够整合现有的教学资源(项目资源),充分并且正确理解CDIO工程教育理念。基于上述特点分析, 本文给出图1所示的CDIO一体化课程体系设计的流程图。

第9篇

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,物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点。我国也非常重视物联网产业的发展,据新华社报道,在各省启动的“十二五”规划中,有23个省份将物联网作为重要发展目标。2013年农业部启动农业物联网区域试验工程,并出台了《农业物联网区域试验工程工作方案》,选择天津、上海、安徽三省市率先开展试点试验工作,要求要切实促进工业化、信息化、城镇化和农业现代化的同步发展,充分利用现代信息技术改造传统农业,不断提高农业资源利用率和劳动生产率,推动农业发展向集约型、规模化转变,提升农业现代化水平。

天津毗邻北京,经济和交通条件好,区位优势明显,近年来大力发展高效设施农业等现代农业,持续加大对设施农业建设的扶持力度,先后出台了对种植业设施、现代农业示范园、滨海农业科技园区和养殖园区的补贴政策。据天津市农委统计,天津市目前拥有高标准设施农业面积4万hm2,与传统农业相比,设施农业的土地产出率、劳动生产率分别提高3倍以上,单位面积种植效益提高5~10倍。正是基于如此的规模和良好的效益,物联网试验将重点放在现代农业示范基地、龙头企业、农民专业合作社和水产养殖小区,开展设施农业与养殖物联网技术应用示范,探索不同种类农产品、不同类型农业生产经营主体的农业物联网应用模式;开展农产品批发市场物流管理,探索利用信息技术构建农产品新型流通格局。物联网示范区建设内容主要包括“信息获取中心”、“云计算中心”、“云数据中心”、“云服务中心”等4个“全要素资源集成中心”,以及“农业生产决策控制”、“加工仓储物流实时监控”、“农资农产品电子商务”、“农资农产品质量追溯”、“监测与会商指挥”等5个全系统专业支撑平台。

同时,围绕天津都市型现代农业发展需求,结合天津种植业、畜牧业、渔业、农机、农资等行业管理的分布与职能,在“支撑平台”下,建设6个行业示范平台,主要包括:

1 大田作物物联网示范平台

针对天津大田主导种植种类小麦、玉米、水稻,建立“天津大田作物物联网示范平台”,包括:大田土壤肥力快速感知、测土配方施肥、大田作物病虫草害自动识别与测报、粮食加工环境监控与色选、粮油电子交易、粮油质量安全追溯等系统,覆盖粮食生产、加工、流通、消费全过程。

2 设施大棚物联网示范平台

针对天津设施大棚主栽品种黄瓜、番茄、辣椒等,结合“天津放心菜基地建设工程”,建立“天津设施大棚瓜菜物联网示范平台”,包括:大棚环境快速感知、水肥调控模型、瓜菜病虫草害自动识别与测报、瓜菜农超对接、瓜菜质量安全追溯等系统,覆盖设施大棚瓜菜生产、加工、流通、消费全过程。

3 畜牧兽医物联网示范平台

针对天津特色养殖品种肉牛、奶牛、猪、鸡等,结合“畜禽健康养殖智能化远程监控与管理关键技术示范”项目,建立“天津畜牧兽医物联网示范平台”,包括:畜禽舍环境实时监控、畜禽本体无接触检测、畜禽疫病远程诊断、畜禽疫病的防控、畜禽场生产信息管理(饲养管理模式、饲料科学配制)等系统,实现天津畜禽的规模化、智能化健康养殖。

4 渔业物联网示范平台

针对天津海水、淡水养殖具体需求,建立“天津渔业物联网示范平台”,包括:淡水、海水环境实施监控,缺氧浮头红外自动监测(昼夜),鱼病远程显微检测与专家会诊,水产养殖病害预警与防治,鱼饲料配方与精细饲喂等系统,形成室内与室外健康养殖模式,实现天津水产养殖的自动化、智能化与生态安全。

5 农机物联网示范平台

针对农机具作业的组织化、规模化、产业化发展需要,集成农机具定位、作业和工况信息的自动采集,农机具服务与需求的智能对接,以及面向广大农村路况的农机具优化调度等关键技术,建立“天津农机物联网示范平台”,解决农机具服务的社会化与有序化问题,实现农机具资源的充分共享,节约成本,提高生产效率,促进农机具作业服务市场的逐步完善和健康发展。

6 农资物联网示范平台

突破农资质量追溯、交易、服务低成本、智能化、普适性等技术瓶颈,建立农资产品质量追溯、团购直销、技术服务完整的技术体系,构建“天津农资物联网示范平台”,为农资企业、农业合作社、农业大户等用户提供农资产品质量追溯与防伪服务、农资供应链商务智能服务以及农资技术知识个性化服务,解决农资供应链中商品供需矛盾、质量安全与服务有效延伸的行业难题。

通过上述专业平台及行业平台建设,依赖RFID(射频识别)、传感器、全球定位系统、二维码等信息感知设备,按约定的协议连接,通过有线或无线网络进行信息交换和通信,并通过云存储、云计算实现智能识别、采集、处理,智能控制、定位、跟踪、监控和管理,最后依赖云服务平台,向农业主管部门、生产基地、农民专业合作社、基层农技人员、农户等提供多渠道、内容丰富的设施农业物联网应用服务,可有效提升传统农业生产经营管理能力,提高动植物病害防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。

新 闻 链 接

物联网促进农业更好发展

2011年,农业部了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。2013年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40家农业农村信息化示范基地。在示范区外,各地农业物联网发展也方兴未艾。

第10篇

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.

第11篇

【关键字】物联网,卓越,创新创业,方案

0物联网发展的背景

物联网(Internet of Things)是通过在物品上内嵌电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识,通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统,而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。物联网可实现物与人之间的信息沟通。

能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。物联网前景非常广阔,它将极大地改变我们目前的生活方式。它把我们的生活拟人化了,万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。物联网利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

1卓越计划及创新创业型人才需求

国家教育部于2009年决定实施的“卓越工程师教育计划”,是为顺应国际发展趋势;适应国家工业、企业需求;增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路;培养各类型工程师的重要决策。作为民办应用型本科院校也应顺应这种发展趋势,提升自己的核心竞力。

创新创业人才教育以培养学生创业意识和创业精神为核心,以培养创业素质和能力为目标,以开展创业实践活动和实施创业项目为载体,把创业教育贯穿于人才培养的全过程。这个过程可以说是一个系统教育体系,包括:更新创新创业教育理念、创新创业教育与专业教育的有机融合、创新创业教育课程体系与教材建设、创新创业教育师资队伍建设、创新创业教育实践活动、创新创业教育管理机制和教学组织形式等方面。

高校创新创业人才的培养目前还处于起步阶段,分析高校的特点,创新性的提出采用有别于研究型大学以学术带动创新创业人才培养的模式和高职高专以技能带动的创新创业人才培养的模式,独辟蹊径,培养适应社会需要的人才。具体包括科学定位创新创业人才培养目标,建立多维度的创新创业教育课程体系,健全创新创业人才培养机制,全面推进创新创业人才培养的方案。

2物联网卓越工程师人才培养目标及规格

2.1人才培养目标

物联网工程专业人才需求随着物联网的发展和完善,物联网将遍及智能交通、环境保护、公共安全、平安家居、工业监测、高效农业、健康护理等诸多领域,且应用不断延伸,未来将成为一个无孔不入的网络,成为一个具有上万亿市场规模的庞大产业。面对规模宏大的产业变革,对从事物联网工程与技术的专业型人才的需求将与日俱增,这些需求总的来说主要体现在研发和应用两个领域。

在研发领域,目前,我国物联网技术的研发水平已位于世界前列, 在一些关键技术上已处于国际领先地位,成为国际标准制定的主要国家。因此物联网专业要为社会培养研究型人才,以便在产业链上游形成创新型的研发团队,使我国在新兴产业和自主知识产权方面掌握主动权。

在应用领域, 整个物联网产业链中涉及的环节众多, 包括RFID 和传感器网络硬件平台的生产制造者、各种应用平台的开发者、解决方案的提供者、运营商、终端客户服务等。众多的环节需要大量掌握物联网专业知识的从业人员。

本专业培养的学生要知识结构合理,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、信息处理等基础理论,掌握物联网系统的感知层、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。

2.2人才培养规格

1)具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,具有勤奋好学、勇于创新的精神。

2)具有基本的工程技术基础理论,系统地掌握相关领域技术基础理论知识;具有知识更新能力。

3)掌握信息获取、处理的基本理论和方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力。

4)具有物联网领域所需要的绘图、运算、实验、测试、表达及工艺设计技能及较强的计算机应用能力和自学能力。

2.3物联网卓越人才培养形式

1)本科教育

① 新专业培养:四年制物联网/传感网新专业,基础扎实,培养周期4 年;

② 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。

2.4课程体系

课程体系建设学科基础平台:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、场论与复变函数、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、C 语言程序设计。高数和工程数学是后续课程的基础,必须开足,其中,场论与复变函数是为学习电磁场与电磁波、微波技术与天线做铺垫。电路分析及模拟、数字电子技术为电路设计奠定了基础,系统底层设计需要C 语言做支撑。

专业基础平台:数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络、Java 程序设计、操作系统、信号与系统、数字信号处理、通信原理,这些课程是计算机和通信专业的核心课程。例如计算机专业考研的专业统考科目就有数据结构、操作系统和计算机网络,Java 程序设计则是当前流行的面向对象网络编程语言等。

方向模块:电磁场与电磁波、微波技术与天线、传感器技术、RFID 系统应用、嵌入式系统。

3 物联网卓越工程师人才规格培养条件

3.1实验室建设

(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。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。

3.2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。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”。

(2) 整合资源,逐步形成特色的专业学科群,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,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,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,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。

(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。

物联网工程专业培养适应社会主义现代化建设需要、德智体全面发展,具有良好的科学与工程素养,系统地掌握物联网技术及相关学科的基本理论、基本知识、基本技能与方法研究,能在工程及实际应用中从事物联网技术的规划设计与开发工作, 富有创新精神和创新能力、掌握多学科交叉知识的复合型工程应用人才。

参考文献:

[1]李坡,吴彤,匡兴华.物联网技术及其应用[J].国防科技,2011,(01):18-22.

[2]黄孝斌.物联网应用实践[J].信息化建设.2012:104-120

第12篇

联网之后的又一次技术革命而备受关注,开展物联网研究和进行物联网建设已经成为政府和社会的共识。从美国总统奥巴马的“智慧地球”到国家总理的“感知中国”,作为新兴高技术产业重要组成部分的物联网已成为全球瞩目的热门话题。环保部作为最早开展物联网探索和实践并大力推进的部门之一,在物联网的探索与应用方面已完成了两个梯次的推进。“十二五”期间,我国将进行环保物联网第三梯次的推进,通过投资、考核和创新,按照物联网的体系结构,把物联网最新技术用到环境在线监控中,建立运维体系,实现三级数据贯通。据统计,目前我国已建成343个省市两级污染源监控中心,对1.5万多家重点污染源实施了自动监控。

重庆辖区主要分布在长江沿线,是环保的敏感地带,亟需构建和完善物联网在环保领域的应用。重庆环保物联网应用示范工程建设旨在综合考虑重庆市环保工作面临的主要问题及物联网产业发展的相关政策,以构筑完善的三峡流域水环境物联网监控预警和综合管理体系为突破,实施重庆环保物联网“123工程”。

1个平台,2个体系

重庆的三峡库区面临着较为严重的环保问题。由于三峡库区上游流域水环境安全状况日益严峻,突发性水污染事件风险概率不断增加,库区流域水污染控制亟待加强,水文水动力条件变化使库区水环境问题更趋复杂,适合库区流域水污染防治需求的高效适用关键技术尚待突破,水库调度中的水质改善和水华控制理论与实践尚待探索等,迫切需要在重庆大力开展环保物联网建设。因此,重庆环保物联网应用示范工程建设被提上议程,将以构建三峡流域水环境物联网监控预警和综合管理体系为突破,基于感知互动层、网络传输层、服务支撑层和智慧应用四个逻辑层次,实施重庆环保物联网“123工程”。其中,“1”是指构建1个环保物联网数据资源云计算平台,“2”是指开展2项物联网创新体系研究。

环保物联网数据资源云计算平台,包括水与生态环境质量评价、预测预警监测、总量减排与排污权交易、环境影响评价、环境信用和环保公共服务、GIS支撑平台服务等内容。在重庆市环保局多年来环境信息化工作的基础上,针对物联网时代环保业务的海量数据,充分利用云计算和数据挖掘等先进技术,建立综合的环保业务数据支撑平台和智能应用服务平台,实现环保数据的充分应用。

同时,要积极开展2个创新体系研究,建立两给体系,即运维创新体系和技术创新体系。通过建立一种环保数据运维模式,确保环保物联网工程建设、运行、维护、管理等的顺利连续实施;通过建立标准规范体系,突破环保物联网关键技术,特别是关键设备上的自主创新,带动环保物联网产业发展,从而为贯彻“环保为民”、促进重庆社会经济可持续发展提供重要科技支撑。

3大物联网工程

重庆环保物联网应用示范工程中的“3”是指建设3大环保物联网应用工程,即环境质量物联网监测工程、库区环境安全物联网监管工程和污染源在线物联网监控工程。

环境质量物联网监测工程主要是建立动态的三峡库区“面源污染动态监控系统”,以便在线持续地监控面源污染状况,并把不断改变的现状因素传输到系统,使系统处于跟踪变化的状态。该系统由六个相联系的工作模块组成,包括流域划定和细分模块、流域调查和植被土地利用类型区划模块、流域地理信息模块、检测工作模块、模型计算模块、决策和管理模块六大板块。

由于库区环境安全情况复杂,既要做好对传统空气、水、噪声等安全保障,还需要能够对移动危险污染源、重金属、辐射源等平时能预防,出现突发事件能够进行应急处理。为此,亟需建立库区环境安全物联网监管工程,利用环境应急监测车实时定位、环境应急处置实时视频监控、环境应急管理实时监测建立全方位的环境应急管理处置体系,同时建立基于GIS的应急管理系统,实现移动指挥车的定位、查询功能,实现环境事故的视频监控功能、应急监测数据的实时显示功能和应急指挥调度功能。

污染源监控和防治是重庆环保物联网建设的关键,需要建立一个完善的污染源在线物联网监控工程,通过在全市范围内布置大气、水体、固体废弃物、特征污染物、辐射等监管物联网,多方位、全时段地对各种可能的污染源进行在线监控,实现事故早发现、早预警,为环境事故及时、有效的管理提供有力保障。这个污染源在线物联网监控工程至少要包含以下几个系统:

一是流域内城镇排水系统及水污染治理设施物联网监控系统:通过在生产环节和污染治理环节电气控制设备上安装监控传感器,对各环节生产设备或污染治理设备是否开启、生产或污染治理规模等进行监控,判断企业污染治理设施是否正常运行,不仅监管了城镇排水系统向流域河道内排放的水质是否达标,还对污水治理设施的运行状况进行了监控。

二是河道运输污染物排放物联网监管系统:对在长江水域范围内注册的危险品运输船舶和途经该水域的危险品船舶实施全过程的监控跟踪,同时,规范港航管理部门、海事部门对危险品运输船舶的监控, 实现监控资源的共享, 使危险品船舶水上运输过程和在港口区域时监控的无缝对接。

三是大气环境质量物联网监测系统:在重庆市已有的污染源在线监测系统基础上,增设常规大气污染物和特征大气污染物传感器,采用地面、近地、高空感知等方式对大气温度、湿度、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5等参数进行测量,形成高低空立体空气质量环境自动监测体系,从而更加全面地了解固定污染源的污染物排放情况。

四是机动车尾气排放物联网监控系统:为机动车排放污染物检测机构和机动车污染防治管理部门提供的一整套系统,对尾气污染状况、空气质量、超排车辆捕获以及特定车辆排放检测场、检测设备、检测数据进行管理、存储和加工,且系统提供双向的数据传输,不仅能采集车辆检测过程、结果数据,更能实现对检测场、检测设备、检测人员、运动中的车辆及低空空气质量的监控与管理。