物联网技术实践实用13篇

物联网技术实践
物联网技术实践篇1

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.

物联网技术实践篇2

近年来,大数据、物联网、人工智能等新兴技术在高等学校的不断深入应用为学校教育教学带来了深刻变革,数字校园、智慧校园建设取得了突破性进展。长江师范学院实验室建设过程中,以“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念为指导,按照“智慧感知、服务教学、开放共享、科学决策”原则,以物联网技术应用为基础,以实验室管理改革为重点,以实验室开放共享为目的,通过实验室开放管理平台、实验室信息化综合管理系统和智慧门禁系统建设,实现了信息技术对实验室管理的支撑,促进了学校教育教学改革和发展。

二、实验室建设和管理中存在的问题

以长江师范学院为例,学校在实验室建设和运行中发现,当前的实验室管理过程存在如下问题:实验室建设各自为政;实验教学定时、定点、定内容、定辅导教师,个性化程度低;学生自主发展和实践锻炼的实践、空间和资源有限;实验教学质量评价机制不健全,不能有效调动师生的积极性。这些问题严重制约实践教学体系和创新教育体系建设。结合学校信息化工作开展和以上问题的实际,学校在《长江师范学院事业发展“十三五”规划》明确提出“大力实施信息化战略,加快教育现代化进程”,部署了“优化信息化环境”、“推动教学模式创新”、“实现管理信息化”等3项重大工程,着力推进教育资源和教学环境信息化建设、信息技术与教育教学深度融合、治理体系现代化与信息服务能力同步提升。在这样的背景下,打破实验室建设、管理、使用壁垒,打造基于信息化环境的开放实验室,是建设高水平应用型大学的必然要求,也是培养高素质应用型人才,提高学生实践动手能力、科学研究能力和创新能力的客观需要。

三、建设实验室开放管理平台可行性分析

1.体制机制保障为保证实验室开放建设工作的开展,在学校网络安全和信息化领导小组的统一领导下,教务处、资产管理中心、信息化办公室、各二级学校实验中心各司其职,分工协作,明确责任,对项目中提出的各项任务、重大决策与总体部署进行落实。通过开展实验室开放平台建设调研,定期召开建设工作会,探索实验室开放平台建设机制与应用模式,统筹协调实验室开放平台建设实施,开展实验室开放宣传普及与人员培训。

2.实验室开放建设经费保障依托学校智慧校园建设的经费投入,采取自筹、合作、项目申报等形式获取各级财政支持,按照边建边受益、分步实施的原则投入。形成良性的、循序渐进的资金投入机制,实验室开放建设持续稳定。

3.实验室开放平台政策保障建立校级领导研究实验室开放共享管理工作机制,确保实验室开放建设的规范运行。编制《长江师范学院实验室共享管理平台项目实施方案》,出台《长江师范学院贵重仪器设备管理办法》《长江师范学院仪器设备管理使用规程》《长江师范学院信息化数据管理办法》《长江师范学院信息化项目管理办法》等规章制度。为提高实验室开放建设使用成效,教务处、信息化办公室、各二级学院对教师、学生、试验室管理人员开展培训。

四、实验室开放平台架构

1.实验室开放平台架构基于物联网技术的实验室开放平台搭建,需对实验室人员、仪器设备、环境设施等有效感知识别,将视频监控、图像识别、人脸识别、门禁系统、传感器采集、电源控制、无线网络传输、RFID射频技术、实验管理等技术融合应用,实现考勤签到、环境监测、视频监控和远程控制于一体的实验室开放平台。实验室开放平台架构主要由实验室监控系统、实验室门禁系统、实验设备在线预约系统、实验设备综合管理系统、实验课程综合管理与分析系统等组成,如图1所示。(1)实验室监控系统实验室监控系统由视频摄像头、红外传感器、GIS定位等组成,负责采集实验室场地视频数据,实时对实验室监控、录像、视频动态感知、网络联动、存储、备份、画面分组等。是实验室安全监控、采集、存储重要保障,实现实验室安全预警。(2)实验室门禁系统实验室门禁系统充分融合学校统一身份认证,拓展校园卡(码)功能,运用IC卡射频、人脸识别、指纹密码、智能门禁终端、门禁控制器等,实现实验室人员进出权限控制的有效管理。门禁系统与监控系统有效结合实现实时对实验设备电源开启关闭和实验室视频监视,验证并保存记录实验室人员进出情况、实验室内部设备操作过程。(3)实验设备在线预约系统实验设备在线预约系统实现无人值守实验设备在线预约和管理。包括用户管理、权限管理、仪器管理和各类数据的统计分析,对实验室的仪器进行授权使用,对实际运行数据进行采集、监控和分析;管理者可通过统一身份验证进行成员管理、在线预约管理、授权管理、送样审批管理等管理工作。(4)实验设备综合管理系统实验设备综合管理系统实现实验仪器相关基础信息维护、授权维护、授权时段、预约规则定义、收费管理和成果与绩效的管理等。包括仪器管理、仪器计费管理、成果管理和绩效考核。(5)实验课程综合管理与分析系统实验课程综合管理与分析系统实现对实验仪器设备使用人员的基本使用规范的控制,监控实验过程,查询仪器存放位置,保证仪器设备使用安全。包括用户授权与经费、培训、预约等多方面进行关联,系统管理员实现对贵重仪器的实时监控,整合仪器信息与仪器分布地理信息,通过GIS地理监控程序在网页浏览器上对仪器所在楼宇的地理信息进行直观展现,项目成果与仪器的使用同步关联,实时汇总绩效考核信息与结果,自动生成仪器使用情况表等功能。

2.实验室开放平台关键技术方法(1)仪器设备管理控制开放实验室核心端是仪器设备管理控制,按照预约的规则开启和关闭,显示设备信息、使用状态、监控等。采用ZigBee协议无线传输,控制电源、读卡器等,实现刷卡对多台仪器或同一仪器多个组件进行同时控制。通过物联网路由器接入到校园网中,实现与管理平台软件的数据联通。考虑某些大型实验设备是强电压,仪器设备管理控制端,控制电流不低于30A,电压不低于380V。在网络出现脱机情况下,控制器仍能够根据存储信息进行访问控制。(2)ZigBeeZigBee无线通信技术是基于蜜蜂相互间联系的方式实现开放实验室控制平台、网络传输、传感器控制等通过互联网通信与服务器、计算机(或终端)相连接。ZigBee无线通信技术是基于IEEE802.15.4无线标准,具有传输数据流量小、组网安全和GPS功能等特点。作为开放实验室的无线通信技术选择,ZigBee可实现对传感节点网络的组建和实验设备的定位。(3)数据共享开放实验室平台建设与学校其他应用系统对接、共享是智慧校园(数字校园)建设中最重要的技术和管理问题,需要与校内人员信息、课程平台、统一资源库、校内视频监控系统、一卡通系统、财务系统等对接,实现统一身份识别、监控统一管理、报账结算和资源集中管理。数据共享要解决几个关键问题,即数据标准的规范、中心数据库设计、数据同步和对异常数据的处理。

五、实验室开放平台运行效果

1.改变实验室管理模式通过实验室开放管理平台的建设,把原来各二级学院分散的管理转变成学校集中统一的管理,实现实验项目开设中除专业培养方案、课程教学大纲中要求的集中实验项目外,教师、学生可自主申请开设和验证实验教学大纲外的实验项目,拓展了学生的学习资源和空间,有效调动了师生进入实验室的积极性,推进了实践教学体系和创新教育体系建设。

2.数据分析支撑实验室管理实验室开放平台可监控实验室实验过程,查询仪器存放位置,保证仪器设备使用安全,如图2所示。通过GIS地理监控程序在网页浏览器上对仪器所在楼宇的地理信息进行直观展现,如图3所示。项目成果与仪器的使用同步关联,实时汇总绩效考核信息与结果,自动生成仪器使用情况表。

物联网技术实践篇3

2 应用物联网技术的教学改革

物联网环境中的实践教学课堂,需要搭建有线无线双覆盖的网络通信环境,以实现对各种感知信息的接入和互联。物联网技术将课堂上的各种信息资源有机结合起来,设置的各个感知节点将其融合在一个网络中,节点彼此之间进行数据传输和共享。在管理上,提供了一种新型的实时管理模式;在教学内容上,使内容完整有序,详略可控,形式丰富多样。物联网环境下的高校实践教学课堂,管理上更加智能,丰富了实验平台,增加了实验操作和环境的安全性;教学上提供了以学生为中心的网络学习环境,根据每个学生的知识情况,实现个性化学习。

2.1 实践课堂管理模式改革

在传统的高校实践教学课堂中,实验室管理人员对实验室环境、各种设备和参与实验的学生情况等进行管理,存在着管理难度较大、信息琐碎等各种问题。引入物联网教学,可以在实践课堂设置有线及无线网络环境,布置各种类型的传感器感知节点,通过终端控制器接收,进行判断处理并发送给相关职责部门。同时将数据信息存储在后台数据库中,形成历史曲线,便于状态的预测。比如教室各个角落设置噪音节点,一旦超过设定值,则向相关部门发出报警信号;教室安装光亮传感器,可以根据天气情况、室外光照强度等调整窗帘状态以及室内电灯的自动开关,为教师和学生打造一个舒适的教与学的环境,在教室环境管理上达到一个智能的状态。在设备管理上,可以为每台设备植入其独一无二的RFID标签,自动识别判断自身是否处于高温、高湿等状态中,一旦异常,立即切断电源并报警,在设备管理上达到一个安全的状态。在学生信息管理上,让每位学生佩戴植入传感器节点的腕带,能够将自己的学习状态和需求反馈给教师,教师也能够时刻关注学生的实践操作是否符合要求和规范,及时纠正和指导[4]。物联网教学环境构造动态的上课学生、上课教师和静态的各种设备仪器处于一个平等的地位,彼此间互通信息,进行数据传输处理。实践课堂的管理由传统上的单向管理转变为交互式的集中平等式管理。

2.2 实践课堂教学内容改革

基于物联网的情境感知系统是实现其情境推理的基础。物联网实践教学课堂应用中,针对学生上课时对当前知识点的反馈情况利用本体建模工具,构建OWL知识本体类模型,创建具有逻辑性的情境关系实体,并借助基于Java的开源语义包Jena实现对OWL文件的解析推理。推理机制的实现,能够在现有知识库的基础上,实时掌握每一位学生的知识接受能力,并根据学生程度的不同预测其在此基础上特有的知识兴趣点,拓宽知识讲授面。OWL本体建模中共包含6种主要的实体关系,分别为组成、类属、属性、实例、比较以及等同,描述为G=(P,T,A,I,C,S)[5]。以《计算机文化基础》课程为例。在其基础上生成《计算机文化基础》操作系统章节的知识库,通过对知识库的检索,找出相关联问题的答案。教师教授计算机操作系统章节知识时,可搜索计算机等级考试题库,结合教学大纲有针对性地进行讲解。同时由计算机操作系统介绍延伸到功能讲解和操作讲解,再依次去挖掘身边接触到的操作系统,如智能手机操作系统。让学生主动将书本上枯燥的知识转变为生活中感兴趣的话题。学生在学习过程中提出的问题,若原知识库中没有答案,则向老师发出求解信号,由老师主动解答,并将答案扩充到知识库建设体系中,进一步拓宽知识来源和广度,丰富知识库实体关系内容。在物联网实践教学课堂上,创建课程知识本体,自动生成问题和答案。而在传统课堂上学生发现问题、提出问题,老师搜集常见问题并解答。本文通过搜集常见问题解决案例进行比较。

物联网技术实践篇4

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

物联网技术实践篇5

《智能楼道灯――红外线传感器》中“迎宾器”的运用,使学生的学习兴趣一下子提了起来,也体现了物联网技术的应用其实就在身边,只是我们暂时缺少发现它们的眼睛而已。然后,教师通过例举大量生活中红外线传感器的应用场景,最后定位到对智能楼道灯系统的深入剖析上来,使学生的思维由感性的认识上升到理性的分析,很好地体现了教师的主导作用。

2.问题导向层层深入

通过“提出问题――大胆猜测――小心求证”的学习模式,体现了“问题导向”的教学策略,教师通过对“感知信息的设备是什么”和“人体的哪种信息被感知”这两个问题的分析与探讨,逐步引导学生获得答案。求证中对于概念性知识的获取,也是经历了“文字描述――图片描述――实物展示”的层层深入的过程,让学生从书本走向实际,使学生对红外线传感器的体验逐渐加深。

3.模型构建整体认知

通过实验器材让学生动手搭建“智能楼道灯系统”的简易模型,教师解读其工作原理,并提炼出物联网的体系架构,让学生对物联网“感知――传输――应用”的过程有了初步的了解,并藉此建立对物联网的整体认知,这是本节课在进行有关红外线传感器知识教学之外的一大收获。虽然教材中并没有体现,但本课是教材的第二课,在第一课“初识物联网”后主要是各类传感器的教学,可如果只是单纯地对传感器进行介绍而不让学生对物联网的整体架构形成认识的话,就无法很好地引领后续的物联网教学。

4.实验教学帮助理解

本课不仅有建模的实验,还有利用实验仪器设计探究实验的设计,这样做的目的是为了便于学生理解红外线传感器的探测范围。为此教师精心设计了实验报告单,并对学生小组进行了合理的分工,还让学生在进行探究实验前对实验的方法及注意事项有了一定的了解,实验中也能细心指导,及时发现问题,并鼓励和肯定学生的创新想法。

物联网技术教学的思考

目前,国内关于物联网的普及教育才刚刚兴起,作为信息技术教学一个新的增长点,到底需要使我们的学生达成怎样的目标,还有待进一步研究。但不可否认的是,物联网已悄悄地出现在我们的身边,默默地影响和改变着我们的生活。作为普及教育的教材已在江苏出现,但教师该如何组织课堂教学、实验器材的开发与配备以及探究实验教学的设计与研究,也是摆在信息技术教师面前的新课题。

1.教师对新事物、新知识急需充电

物联网虽是对互联网的拓展和延伸,但却是革命性的,它的根本还是传感网,到如今是借助着因特网、通信网的发展而不断发展着。当江苏的义务教育信息技术课程指导纲要将物联网技术纳入其中作为拓展模块,并放入小学六年级及初中九年级教材中时,我们的信息技术教师是否已经准备好了却还是个问题。物联网技术的教学中涉及大量的传感知识及最新的物联网应用,对于这些知识的储备目前的信息技术教师队伍还是比较缺乏的,这一方面需要我们教师自身加强对新事物和新知识的不断充电,另一方面也需要我们的各级教研部门对教师加强培训,以利于他们快速掌握这些新的教学内容。

2.教师的教学方法亟待有所突破

从目前的教学现状来看,有些开设了物联网技术拓展模块的学校的教师,在教学方法上还是沿用着以往传统的信息技术教学方式,如任务驱动等。这些教学方法固然经典,但未必能适应现在的物联网技术教学,因为在介绍各类传感器时需要设计与开发各种探究实验,以利于学生能理解各类传感器的特点和工作原理,或在体验与设计物联网的智能应用时也希望能设计并实践各种创新实验,所以对实验教学法的研究可以说是一个突破点,这就需要我们在实验准备、实验设计、实验实施和实验总结等的方法上加以研究,以求在信息技术的教学方法上有所突破。

物联网技术实践篇6

物联网技术;实训基地;实践与研究;建设方案

国内外普遍公认物联网是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的,在2005年国际电信联盟的《ITU互联网报告2005:物联网》报告中,物联网覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。2009年8月,总理在无锡视察时提出“感知中国”,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入了十一届全国人大三次会议政府工作报告,自此物联网在中国受到了全社会极大的关注。中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院,然而,由于各院校在人才培养的侧重点方面有所差异,技术标准的选择也不尽相同,物联网实训基地的建设并没有一个完整、成熟、统一的方案。本文基于职业院校自身的特色和需求,对基于物联网专业特色的实训基地进行了一系列的实践与研究。

1物联网的概述

1.1物联网的概念

物联网(InternetofThings)是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网顾名思义就是指物物相互联系的互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展,其核心和基础依然是互联网,且其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息之间的交换和通信。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,比如:智能农业、智能物流、智能交通、智能安防、智能医疗和智能家居等领域,因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次信息技术革命[1]。

1.2物联网的人才需求

作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网在全国各界倍受重视,并成为就业前景广阔的热门领域,使得越来越多的高等学校和职业院校开设物联网专业。全国700余所高校申报开设物联网相关专业,并且已有100多所高校获批通过,江苏省现有15所高校、23所高职院开办了物联网专业或专业方向。

1.3物联网的发展现状

2015年物联网市场呈现出一些变化,微软、IBM、AWS和谷歌等大型云厂商纷纷加入,并推出企业级物联网开发应用平台,它们的共同点就是均借助自家庞大的云端资源,让企业接入物联网变得更容易。随着“中国制造2025”“互联网+”等国家战略的推进,物联网产业迎来了更广阔的发展空间。物联网技术的不断发展与成熟,物联网在社会的应用越来越普及。以江苏省为例,《江苏省物联网产业“十二五”发展规划》中2010年全省物联网产业实现业务收入810亿元,同比增长63.3%;产业规模上,至2015年全省物联网产业业务收入突破4000亿元,打造具有全球影响力的物联网产业基地、技术创新中心和应用示范中心[2]。

2物联网实训基地建设要求

自2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性相关专业的重点,鼓励各院校申报物联网相关专业。

2.1前期调研

物联网作为一门新兴发展的专业,由于缺乏物联网实训基地建设的相关经验,因此,物联网实训基地的建设要充分考虑到学校办学特点及层次,须在充分调研的基础上再进行恰当的定位。为了避免在建设过程中遇到不可见的问题,本校电气工程系在开设物联网专业之初就对物联网行业、企业进行了广泛的调研,同时与南京第五十五所技术开发有限公司进行了积极的探索与合作。

2.2建设目标

职业院校物联网专业的发展方向应该结合实际情况,根据社会需求定向培养专业人才。创建物联网专业的目的,主要让学生通过系统的专业学习,掌握物联网的基础知识与相关的应用技能。主要学习内容有:(1)物联网技术概论,让学生对物联网的概念有基本的了解。(2)学习基础学科,主要有:传感器功能和应用、无线传感基础、RFID技术及应用和物联网工程应用等。(3)针对学习内容,进行系统的项目化实践应用。

2.3建设要求

学校应与物联网企业合作规划,建设供学生使用的实训平台,开设物联网基础实验、专业实验实训室、大型物联网演示系统以及开源的物联网开发系统。同时,还应有一系列的供教师培训、教学科研培训与实践场地,真正体现实训基地的价值。

3物联网实训基地建设方案的探索

对于物联网这种应用性很强的专业,单靠传授一点基本概念和知识是远远不够的,教师还必须从实训和应用着手,培养学生实际产品研发的能力,这样培养出来的学生才会受到社会和企业的普遍欢迎,才能促进物联网技术健康发展。针对各院校在实训基地建设中面对的实际问题,本文进行了一系列的研究与探索。

3.1建设完整的课程体系

课程体系的建立是实现专业人才培养目标的重要环节,也是人才培养的具体表现。主要围绕学生基本道德品质、职业素养、职业核心能力的培养,同时兼顾一定的知识面和专业延伸,采用基础课程加专业课程再加专业综合课程来构建物联网专业课程体系。

3.2编写规范的开放式教材

当前物联网专业面临的最大问题就是缺乏严谨、规范的教材。各个院校各自为政,缺乏有效的学术合作,选用的教材不规范,有关物联网的概念、见解都不统一。因此,学校应与企业及社会紧密合作,尽快启动教材规划和建设工作。

3.3建立相应的师资实践与培训基地

任何院校想要将一个新的专业开设好,关键是质量,质量是学校教育的生命线。而提高办学质量最关键的主人翁是教师。物联网作为新兴专业,涉及多个学科的交叉知识点,对教师的专业水平要求更高,因此,可以通过与企业合作建设物联网应用技术实训中心、从行业企业中引入既有理论知识又兼具实践技能的专业人才、安排专业老师去物联网企业进行锻炼、定期组织专业教师参加技术培训班等几个方面进一步加强师资队伍的培养[3]。

3.4规划实训基地的实训内容

实训基地的建设必须一开始就把握当前技术发展的前沿,运用现代科技技术,采购或与相关企业合作研发实训设备,做到在应用的基础上预留发展和开源研发的合理空间。建设物联网专业系列实训室可分为5个部分:第1部分:可以建立一个物联网综合实训演示中心,通过这个实训中心让师生体验物联网的应用技术,同时其中的实训室可以用来培训专业师资,并可作为验证物联网理论知识的重要平台之一。第2部分:针对基础课程,建设物联网基础实验室,在这里学生可以学习关于物联网的基础知识。例如:射频识别技术、无线传输技术、网络设备管理与维护、无线传感网络、单片机原理及应用和物联网组建技术等课程,通过这些物联网专业知识和技能的学习,可以强化学生的理论知识结构。第3部分:建设物联网专业实训室,例如:物联网智能家居实训室、物联网智能物流实训室、物联网智能安防实训室和物联网智能交通实训室[4]。第4部分:专业综合课程是在学生学习了物联网的相关理论及专业知识,掌握了基本技能以后,系统性地完成典型的物联网应用工程,在这过程中通过学习物联网应用系统的构建、管理和维护,让学生掌握职业核心能力。第5部分:建设开放性实验室,让学生在走访市场的基础上再进行合理的设计与构架,利用开源系统让学生自主进行创意与研发,开发出自主创新的互联网产品。这5个部分的内容,由简单到复杂、由基础学习到项目研发层层递进,充分发挥实训基地价值,将实践基地的氛围由传统的教师传授转变成学生探索知识的场所。

3.5成立院校物联网专业实训基地联盟

由于单个院校发展的局限性,成立院校物联网专业教学联盟,让学校教师和高校专家、企业技术专家合作编写职业院校物联网教学大纲、教材,合作开发实训设备、实训指导书,可以直接或间接地促进物联网应用技术项目的健康发展。同时,在物联网人才培养和社会培训、应用技术研发、实业发展支持等方面,借助全社会物联网的专家力量,最大限度地发挥实训基地的作用。联盟成员试用后,再进行全国推广,这样可以直接服务地方及全国物联网的产业发展[5]。

4结语

本文针对物联网基地的建设进行了深入的探索与研究,就如何面对高速发展的物联网技术和物联网产业,提出了一些切实可行的建设思路与措施,希望通过探索能够使实训基地真正体现价值,实现校企合作共建,互惠共赢,资源共享,使本校的物联网专业办出特色,办出水平。

[参考文献]

[1]裴浩.基于专业特色的高职物联网实践基地建设方案研究[J].物联网技术,2013(12):84-85.

[2]徐献灵,杨忠红.高职物联网技术专业建设探索[J].科教导刊,2011(24):1-2.

[3]邓兆红,桑庆兵.物联网在教育中的应用与思考[J].无锡职业技术学院学报,2010(4):48-51.

物联网技术实践篇7

Introduction to Networking Technology Process

and Practice-oriented Reform

WANG Juan, ZHANG Luqiao

(College of Information Security Engineering, Chengdu University of Information Technology, Chengdu, Sichuan 610225)

Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with, and it is important for students to build things technical framework and application process, it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience, we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program, the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.

Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching

1 问题与研究现状

1.1 研究对象

作为“智慧中国”的重要组成部分,物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势,培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才,教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。

物联网技术导论作为物联网工程专业的核心课程,是物联网专业学生接触的第一门专业课程。主要讲授物联网从感知层,传输层,数据处理层到应用层的整体技术流程,以及每层的关键核心技术,对学生建立正确的专业概念,整体的专业技术框架有重要意义。

1.2 实践教学中的现有问题

目前对物联网技术导论课程的教学方法主要是以讲授为主,平时留有课后作业,课程考核方式以期末闭卷考试为主,期末卷面成绩占总评成绩的70%。该教学模式在教学实践中出现以下问题:(1)单一讲授的教学模式不能适应物联网多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映物联网涉及学科非常多,仅每个学科简单理论概念的讲解,就已经非常庞杂,学生很难把握其脉络。且现有技术的应用与行业背景密切联系,单纯的理论讲授效果不佳。反映在课堂提问中学生往往答非所问,或者完全无法理解题目意思。(2)一考定论,平时不学,考前突击现象突出。但是由于知识点繁杂,突击背诵效率不高,且不及格率较高。(3)死记硬背现象突出,对技术理解不深。对于物联网产业环境和应用流程的理解和技术在应用中的创新上,有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。在平时的考查中,我们发现学生对死记硬背的技术点掌握得尚可,但是碰到综合应用题,大部分同学就不知所措。

面对以上主要问题,现有的物联网技术导论课程教学方法和思想必须改变。否则,不光是导论课应有的目的不能达到,还直接影响后续物联网专业课程的教学。

1.3 国内研究现状

目前对物联网技术导论课程的改革成果总体来说并不多,公开文献较少,这与物联网工程本身是新专业,物联网导论课程本身涉及技术较多,知识体系复杂都有关系。已有的一些改革方案如下:

文献[1]提出物联网导论的课堂要引入启发式教学法,即将课程内容归纳提炼,提出问题启发学生思考。其次,采用案例式教学法,把生活中物联网的实际应用案例渗透到整个教学内容中。还强调应用交互式教学法,运用多媒体教学环境辅助教学,例如播放物联网相关理论与技术相关视频和短片,加强互动,提高学习兴趣,拓展知识面。

文献[2]提出适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细,引导学生转变学习方法,促进良好学习习惯的养成,注重培养学生的综合能力。

文献[3]提出改进课程大纲设计、提升教师能力、改进教学资源等多个方面,以提升物联网导论课的教学质量。

文献[2]与文献[3]所提措施,对物联网技术导论课和其他课程都适用。实际上,在已进行的几届学生的教学中,我们已经使用过上述方法,事实证明,此类广泛适用于一般课程的方法并不能解决物联网技术导论课程中的具体问题。而文献[2]所提改进课程大纲、教学资源等,其实是涉及到物联网技术体系架构的问题,已经有教育部牵头的教学指导组在负责梳理,本文暂不讨论。

文献[1]提出了一些比较具有操作性的课程教学方法,总结起来就是提问启发,案例讲解,多媒体互动教学。实际上我们在授课的时候已经使用了这些方法,但是教学效果仍然不够理想。例如:提问启发,如果问题简单,学生还基本能够回答,如果问题真的是启发式问题,而且是书上和网上都查不到现成答案的问题,则大部分学生表现出完全没有思路,更不要说回答问题。案例和多媒体互动在本校理工类课程中的使用也已十分广泛,物联网技术导论课程也不例外。上课过程中也给同学们播放了相关视频短片,行业应用短片,对比没有播放这些案例的情况,学生的理解程度确实有所提高,但是提高幅度也比较有限。如果是跟播放视频直接相关的设计类问题,学生根据视频还能回答部分内容,但是要求学生从该视频的技术方案做延伸,更换应用场景,则大部分学生又非常茫然。例如:课程中有播放精细化农业的相关技术解决方案,从感知、传输到最后数据处理与反馈服务都做了说明。学生观看后,如果问该应用领域问题,比如前端要用什么传感器,部署在哪里,学生还能回答。但是,要学生变化技术的应用场景,将技术应用在另一森林防火场景中时,部分学生还能把类似要用的传感器列举出来,但是不知如何部署。这说明要加深学生对物联网知识体系的理解程度,仅靠观看案例、提问启发是不够的,物联网技术导论课程的教学改革还需要进一步深入。

2 过程与实践化的课程改革方法

2.1 原因分析

根据课下座谈,统计课程出勤率,考试通过率等方式获取的信息,我们认为影响学习效果的主要原因有二:其一,理论和实践相脱节,虽然已经用案例视频,多媒体互动等教学方式,但明显还不足以让学生理论联系实际。其二,虽然有课程作业,平时提问和抽查,但是平时努力学习的学生仍然只占少数,大部分学生的学习积极性不高。针对这两个主要问题,我们提出过程与实践化课程教学改革方法。

2.2 方法的具体内容

对学习自觉性强的学生,提供多种课外实践参观机会,帮助学生理解技术在实际中的应用,理论与实践融合;对学习自觉性差的同学,采用过程化考试方法,督促其平时努力学习。

(1)实践化教学:物联网是多交叉学科,知识点非常多,光靠课堂教学肯定不能尽善尽美,所以要加入实践教学环节。

①在课外布置思考与设计题目,指导学生自学,并自主解答问题、动手设计简单的物联网应用。如果有较为优秀的学生,让其在课堂上讲解自己的设计方案。

②建立完善的课程考核体系,增加实践能力考核环节。将作业、演讲、课外参加的比赛情况等都当作考核方式,按合理比例计入总评成绩。改变以往期末卷面考试这种单一的考核方式。

③在条件允许的情况下,可建立物联网实训实验室,并配备相应的器材等。我们与四川省成都市物联网产业联盟形成良好合作关系,借他们的物联网技术展示厅让学生实地了解物联网技术及其应用。

(2)过程化考核:以上考核方式加上学院的过程化考试系统,分阶段进行上机考试,最大程度避免一考定论、突击应付等不合理现象。目前的具体操作是:当讲完一阶段(感知,传输,处理)即上机考试本阶段技术要点,成绩以比例计入总分,最后课程完结还有一次总体性考试,4次考试成绩的加权总和才是本门课程的考试成绩,并算上平时作业、提问等平时成绩作为最后总评成绩。这样一来,12周课程,每隔三周就有一次阶段考试,加上平时的抽查与作业,有效督促了学生的平时学习。

2.3 方法实施的效果

2011年本学院设定物联网专业,2012年开始开设物联网技术导论课程,2013年进入实践化教学,14年引入过程化考核,图1显示了历年课程的考试情况,以60分以下为不及格,80分以上为良好。图1很清楚的显示,刚开始时物联网技术课程的不及格率高达约30%,后来引入实践化教学后下降至12%,到最后引入过程化考核后直接下降到7%左右,而良好率逐年上升,连续2年保持在70%左右,达到了改革的目的。

3 总结与展望

经过四年物联网技术导论课程的教学实践,提出了物联网技术导论课的过程与实践化改革方案,从理论联系实践的角度,帮助学生从整体上理解单个技术在物联网应用流程中的作用与在技术框架内的位置。并用作业、抽查、过程化考核,督促了学生的平时学习。实际的考试成绩反映该方案取得了比较理想的效果。最后,在和后继课程老师的交流中,发现导论课对技术框架的讲解和物联网应用解决方案的设计要强加,否则学生在学习后继课程中会陷入具体技术问题,而忽略整体应用,导致技术路线不清,不知道自己应该深入学习哪些知识。

参考文献

物联网技术实践篇8

物联网是继计算机、互联网之后信息产业的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、识别技术、传感器网络以及普适计算等技术,按照约定的协议,实现无处不在的物与物、物与人、人与人之间的互联,其应用领域包括医疗监测、智能交通、政府工作、智能消防、环境监测、情报搜集等。物联网公认有3个层次,其中底层是感知数据的感知层,中间是传输数据的网络层,上层是内容信息处理的应用层。

由物联网技术层次结构可以看出,物联网是三网融合的延伸和扩展,技术的核心和基础仍然是互联网。它以IP协议为基础,采用类似互联网TCP/IP协议的分层网络通信协议为上层的各种应用提供服务[1]。

从物联网技术核心需求的角度来看,计算机网络基础知识在整个物联网的课程知识体系中尤为重要。在专业建设过程中,应以互联网为核心和基础,以计算机网络课程为中心,充分考虑物联网工程专业对计算机网络知识的需求,围绕课程选取与阶梯式课程群设置、教学内容安排与衔接、教学方法与改革、实践课程体系设置等方面展开改革和探索,培养学生扎实的网络知识,为后续物联网相关课程打好基础[2]。

2 课程选取与阶梯式课程群的课程设置

课程群的课程设置不是简单的课程组合,需要对课程体系统筹规划。计算机网络技术作为一个重要的知识模块,涵盖了从计算机网络的理论基础到实践操作,再到综合应用的全部内容,是一个内涵丰富的课程体系。

湖北工业大学的物联网工程专业依托原有的网络工程专业,课程体系设置在网络工程专业的基础上进行了大幅度的修改,网络工程专业计算机网络技术课程群的主要课程见图1。

可以看出,原有计算机网络技术课程群的课程主要基于IPV4,偏重于互联网理论基础、层次模型、有线网络结构及组建、网络管理与分析等方面,并不能体现现代物联网的架构和特点。

因此,在进行物联网工程专业的计算机网络技术课程群设置过程中,笔者充分考虑物联网工程专业的需求和特点,经过大量调研和反复思考,整体改造原课程群,加入了无线网络、嵌入式、传感等知识模块,形成一条层次分明且知识体系完整而独立的课程链,主要专业核心课程有计算机网络、TCP/IP协议原理、网络互联技术、物联网技术概论、无线传感器网络、RFID原理及应用、物联网安全技术、网络编程与系统开发。物联网工程专业阶梯式计算机网络技术课程群具体课程设置见图2。

由图2可以看出,经过精心设置的物联网工程专业计算机网络技术课程群的各门课程并非简单的、平面式的结构,而是5个阶段的课程群[3],分别为网络基础理论模块、网络基础应用模块、物联网基础模块、物联网应用与安全模块、物联网综合应用与实践模块,具有良好的课程递进层次关系。

3 课程群具体的教学内容设置

计算机网络课程群主要培养物联网工程系本科生的互联网与物联网理论基础和实践能力,要求学生掌握互联网和物联网的基本理论知识与关键技术,能够理解网络体系结构与物联网总体构架,并具备网络管理与配置、网络应用与创新的能力。计算机网络课程群的建设不仅是选取内容纵向有传承关系、横向有内在联系的几门课程,还要梳理和整合课程教学内容,打破课程间的壁垒,减少重复内容并保证内容的连贯性与完整性[4]。因此,在进行课程群建设时,笔者充分考虑了课程群内诸课程在结构、内容、侧重点、时间分配等方面的相互关系。经过几年的教学实践与探索,笔者在教学内容的安排和设置方面做了如下安排和改革,见表1。

从第三学期开始,每学期逐渐增加网络方向的课程,这学期开设的计算机网络主要以培养学习兴趣和奠定网络基础为主。从最熟悉的互联网应用入手,首先阐述计算机网络的起源与发展、网络的基本概念以及网络协议与体系结构分层模型,使学生对网络整体架构有清晰的了解;然后以自底至上的顺序详细讲解网络各层次的协议内容与工作原理,并在实验环节使用抓包软件进行协议分析和观察,以验证性和演示性实验为主,使学生通过实验过程了解网络相关知识;在计算机网络课程的后期,加入对未来网络展望的内容,包括下一代因特网、物联网等知识,一方面扩展传统计算机网络授课的范畴,增加课程的广度和深度,另一方面旨在提高学生的学习兴趣,为后续课程打好基础。

第四学期的教学内容主要在第三学期课程的基础上进行扩充和深入,开设网络互联技术与TCP/IP协议原理课程。通过学习网络互联技术课程,学生将掌握交换与路由的基本知识与基本原理,培B学生对中小型园区网的组网与管理能力,能对具体的网络应用给出合理的规划和可行的解决方案,并具备解决网络中常见问题的基本技能,将理论知识付诸于应用。TCP/IP协议原理课程是计算机网络课程的延续和深化,通过课程学习,学生将深入掌握TCP/IP原理,在理论学习的基础上用程序设计语言实现,从而提高网络应用程序开发能力,夯实网络管理基础,提高网络安全意识,增强网络分析能力。

在前面两个学期学习互联网技术的基础上,第五学期的教学内容开始体现物联网特色,开设的物联网技术概论、无线传感器网络以及RFID原理及应用3门课程都是物联网专业的核心课程。物联网技术概论是学生认识物联网的起点,通过课程学习,学生能了解物联网的起源和典型应用,理解物联网的概念与内涵,并对物联网的体系架构和核心技术有充分的认识,这是一门重要的物联网技术启蒙课程。无线传感器网络和RFID原理及应用这两门课,是深入学习和研究物联网技术的核心专业课程。通过学习,学生应掌握无线传感器平台和网络架构、射频识别技术的基本概念与原理方法,为后续的综合实践环节打好理论基础。

第六学期开设的网络管理与安全和物联网安全两门课程是进阶课程,通过这两门课程的学习,学生应在掌握互联网与物联网基本原理的基础上,了解网络管理和网络安全知识模块,包括密码理论、无线传感器网络安全概述、密钥管理、安全路由、物联网中的抗干扰、射频识别的隐私与安全、物联网嵌入式系统的安全设计等基础知识,达到从理论到应用、从架构到安全的全方位提升。

第七学期设置的物联网应用综合设计及创业实践环节,旨在提高学生的综合应用和动手能力。通过为期一个月的实践学习,学生能够设计一个物联网综合应用系统,能够从系统的角度看待物联网的应用问题,并能综合利用几年来所学的互联网及物联网知识解决网络通信及应用的相关问题。

综上所述,本课程群的课程内容在设置上是完整的、连续的、突出重点的,涵盖了从基础的互联网到物联网的基本原理、体系架构、网络应用、关键技术与安全的内容,并遵循从易到难、从浅到深、从原理到应用、从互联网到物联网、从系统到安全的原则来设置教学内容。课程分布于第三学期到第六学期之间,内容在时间的安排上符合学习的一般规律,并注重理论与实践相结合的原则,具有科学性和可实施性。

4 计算机网络课程群教学方法改革

物联网技术属于集成创新型技术,培养的人才不仅要具备扎实的理论基础,还应具备很强的工程实践与应用能力。因此,在计算机网络课程群的教学中,笔者坚持“课程精、实践强”的原则,强调理论与实践相结合的教学方法,不断改革理论教学,引入MOOCs、混合教学、开放课堂、对分课堂等形式,强化实践教学,深入开展校企合作模式,形成了工程训练、专业认证、创新培养并举的特色教育理念。鉴于在实践教学和创新能力培养方面的有力措施和突出成绩,笔者在2012年获得了湖北工业大学优秀教学成果一等奖。

4.1 根据不同课程探寻多种教学模式,提高教学效果

近年来,以MOOCs为代表的新型教学模式不断涌现,大多依托网络教学资源,秉承自由学习的理念,旨在调动学生的学习积极性和创造性,为传统课堂注入了新的活力。笔者在计算机网络课程群的建设中,结合各门课程的优势和特点,进行了多种课程教学模式的改革和尝试,力求获得更好的教学效果。

以计算机网络课程教学模式改革为例,该课程作为课程群的第一门专业基础课,其教学效果对整个专业的后续学习至关重要。考虑到这门课程的网络资源比较丰富,且大部分内容难度不大,笔者采取了传统教学与网络教学相结合的混合教学模式。这种模式由课前预习、面对面授课(face-to-face)、在线学习(On-line)、实践训练4个过程组成。此学习模式整合了各种教学资源和多样化的学习形式,如课堂学习、自主学习、分组讨论、任务驱动、协作项目实践活动、实践训练等[5]。混合教学模式既保持了传统课程教W的优势,又在课前和课后引导学生自主学习,学生能通过各种学习方式保持学习兴趣并取得良好的学习效果。

在物联网技术概论课程教学模式改革中,针对该课程内容繁而细、知识更新快、实践性强的特点,笔者提出了物联网导论的开放式教学法,主要途径有开放教学过程、开放教学内容、开放教学考核与开放教学环境等。在教学过程中,以学生为主体开展教学活动,课堂上有分组讨论、头脑风暴、及时答疑、小组展示等各种环节。在注重师生关系平等的基础上,尽量与学生进行课堂互动,引导学生积极思考并大胆表达自己的观点。在教学内容上以新技术和实例教学为主,每学期的课件和内容都要及时更新和补充,并将教学内容融入实际案例。比如在介绍常用传感器及其典型应用的时候,会联系生活中的小米手环、智能医疗、智能家居应用等,既提高了学生的学习兴趣,也扩充了学生的视野。在教学环境上,以开放的网络教学平台作为课堂的补充,并以开放的形式进行考核,注重对学生分析能力和创新能力的考核。

实践证明,依据不同课程的特点和性质,在课程群中开展适合不同课程的多种教学模式探索,能大大增加课程的吸引力并降低学习的难度,学生不仅能学到知识,更能提高学习的兴趣,并锻炼自学能力和创新能力。

4.2 重视实践教学环节,提高学生工程实践能力

为了保证实践教学环节的教学质量和教学效果,笔者多次对物联网工程专业实践教学计划进行深入的研究和有针对性的修订,包括增加实践教学环节的学时、提高综合性与设计性实验比例、增加物联网应用综合设计及创业实践环节、强化实习环节和毕业设计环节,并加强对实践教学体系各环节的规范化管理。

1)调整实验学时,改革实验教学方式,提高综合性与设计性实验比例。

计算机网络课程群中的每门课程都配备了实验教学环节。对于一些实践性较强的课程,如网络互联技术课程,根据其课程特点,改革性地将理论课堂搬到实验室。为保证课堂效果和实验过程完整性,采用4节连上的方式,并将对分课堂和任务驱动的教学理念引入课堂,用一节课讲解核心的理论和实验内容,余下3节课全部进行实验、调试和答疑。每节课以一个实践小项目为驱动,学生通过分组合作的方式进行,以实践项目完成效果为考核的标准。学生普遍反映这种实践教学效果良好,可以及时消化和理解理论知识,避免理论与实践的脱节,并锻炼了协作与学习能力。

物联网技术实践篇9

技能竞赛是对学生学习的一种检验,通过竞赛可以对学生的综合能力以及素质进行全方位的考察,竞赛可以促进教学,教学成果也能够通过竞赛成绩体现出来。辽宁轻工职业学院计算机系的物联网应用技术专业是东北地区开设较早并招生的高职院校,我校连续参加了两届全国职业技能大赛物联网应用技术赛项并取得了较好的成绩,该赛项参加人数为3人,是一个团体赛项,不仅在专业技术上要求较高,在团队合作上也要默契,因此要求参赛选手不仅在知识技能上要掌握熟练,同时也考察选手的综合素质。在组织和培训学生参加和训练的两次经历中,探索出一些依托物联网技能竞赛对促进物联网专业群建设,以及以赛促教、以赛促学的心得,下面进行详细说明。

1 促进专业群建设

物联网是一个典型的交叉学科,涉及的技术比较杂,具体有网络技术、传感技术、通信技术、RFID智能识别技术等核心技术。因此物联网应用技术专业群涵盖计算机网络技术、电子信息技术、通信技术、软件技术等多个专业。课堂讲解的内容大多是所在学科的专业知识,是单独的,没有和其他学科进行交叉,要对这么多的学科和专业的知识进行融合和贯通,最有效的方法就是让学生参与到技能竞赛活动中。

物联网技能大赛考核的知识点比较多,该竞赛涉及工程部署;局域网的搭建和配置;无线传感器网络参数的配置;物联网上层应用软件的开发,其中包括利用C#语言或Android完成RFID设备的读写、一维及二维条码的识度及生成;数据库的操作;网站及建立;拓扑图的绘制等诸多方面,总体来说,一次物联网赛项的知识点涵盖了不仅物联网,更包括电子、计算机网络、通信、软件技术等物联网相关专业的各种方面,通常在竞赛中,对于知识点的考察大多是跨专业的知识运用。 通过技能竞赛,不仅提升了物联网应用技术专业建设,更是带动了关联学科的专业群的建设和发展。

2 优化教学内容

由于是交叉学科,因此学生学习的内容比较多,而各个领域的学科不是所有的知识点对于物联网技术都是有用处的,如何进行区分就显得比较重要。技能竞赛对于各个知识点的考察都有明确的要求,教师可以参照竞赛题目对于所讲授的课程进行二次重组,对于物联网技术关联比较大的部分进行详细讲解,对于关联小的可以少讲或者不讲,这样对课程做到重点突出,有的放矢,最大程度的优化教学内容,赋予教学全新的生命力。

拿C#程序设计课程为例,技能竞赛中涉及对RFID设备的读写,那么在教学中就要着重讲解如何引入动态链接库、如何调用类库上,并且熟悉数据库操作,熟悉硬件的基本知识,熟悉软件和硬件信息交互。

3 提高学生的实践操作能力

对于高职学生而言,实践操作能力是非常重要的。在课堂教学中融入实践操作,可以提高学生解决问题的能力,学生也积极参与,如何设计实践题目就显得比较重要了。物联网技能大赛以实践操作为主,并且是多学科交叉运用,因此把竞赛题目提炼出来,作为每门课程的实训题目,既可以锻炼学生的综合运用知识的能力,同时也为竞赛选拔优秀人才做铺垫。具体可以采用分组的形式进行,每组之间进行比较,互相检查,互相监督,通过这种方式既提高了学习,又加强了学生的团队意识。课堂教学就在轻松愉快的氛围中度过,学生也不会觉得枯燥和乏味。

4 提升教师业务水平

技能大赛不仅能考察学生的水平,同时对于教师也是一种考验。由于教师通常对于某个知识领域熟悉,但是对于物联网技术这样的交叉学科而言,全面掌握才是关键,要想有效地指导学生参加比赛,必须要求教师提高自身业务水平,努力学习涉及的相关学科,同时在知识的掌握上要理解透彻,能够进行深入研究,否则是无法胜任的。因此,通过技能大赛不仅能考查学生运用知识的能力,同时对于教师而言也是一种竞赛,要想取得好成绩,提升教师水平非常重要。

以上是这两年的物联网技能大赛总结的一些心得体会,并且在教学内容上已经运用,实践证明,效果明显,尤其是以竞赛题目讲解理论知识部分和实践操作部分更被学生欢迎,课堂教学效率显著提高,因此值得推广应用。

参考文献:

物联网技术实践篇10

随着信息技术的发展,智能化管理和服务已经快速进入发展阶段,物联网正是在这样的背景上发展起来的新兴产业,物联网应用的快速发展和其应用范围,迫使社会对物联网人才需求日趋增长,物联网专业技能型人才的培养工作也是各职业院校、中等专业学校未来的培训目标。物联网应用技术是一门新兴课程,该课程的实践性和实用性都很强,所教授的知识与实际生活、企业实践息息相关。教师在教学过程中,如单纯以课堂讲授和原理验证为主进行教学,学生则难以把理论知识转化为实际动手能力,难以了解真实的物联网络环境,更无法亲历物联网络项目工作过程和积累必要的工作经验。因此,在中职物联网应用技术课程教学中实施项目教学法有着重要的实践意义。

一、项目教学法的在课堂教学中的优势

实训教学的目标是提高学生的全面能力,使专业实训更接近社会需求,最终能实现学生的零距离上岗。为此,研究了一种更贴近实际应用的教学策略――项目教学法。在项目教学法的具体实践中,教师的作用不再是一部百科全书或一个供学生利用的资料库,而成为了一名向导和顾问,帮助学生在独立研究的道路上迅速前进,引导学生如何在实践中发现新知识,掌握新内容。学生作为学习的主体,通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来,不仅提高了理论水平和实操技能,而且又在教师有目的的引导下,培养了合作、解决问题等综合能力。同时,教师在观察学生、帮助学生的过程中,开阔了视野,提高了专业水平。可以说,项目教学法是师生共同完成项目,共同取得进步的教学方法。在技工院校、职业教育中,项目教学法有其独特的优势,应进一步总结提高,大力试用推广。

二、《物联网应用技术》课实施项目教学法的必要性

(1)物联网应用技术课程是一门实践性很强的专业课程,具有指令多、理论知识抽象、编程思想复杂,但实践性强等特点,学生在学习时常常感觉内容抽象,枯燥无味,不容易听懂。在教学过程中采用项目教学法,能够使学生在项目实践中掌握物联网应用技术课程的理论知识,提高物联网应用技术操作技能水平,做到学、做合一,理实一体,最终达到培养技能型人才的目标。

(2)激发学生的学习兴趣形成积极学习的态度。在教师精心创设的环境中,把学生带入学习的主题,学生的共同兴趣必然会相互促进形成积极向上的学习态度。而这些多个项目兴趣的累积同时也会逐渐在学生中形成良好的兴趣氛围和学习氛围。

(3)让学生养成自主学习的行为习惯。学生在项目里不断讨论、交流、自主探索,必然能够养成自主学习的行为习惯,这为陪养学生的学习能力提供了可靠的前提。诚然,学生能养成自主学习的行为习惯也是我们教学的一个目的所在,而实践证明项目教学确实能达到这一目的。

(4)有利于提升教师自身的教学能力。将项目教学法应用于《物联网应用技术》课程中,不仅仅对学生是一种考验,对教师也是一种挑战。高质量的教学效果要有高质量的师资作保障,在进行项目教学时,教师要了解和熟悉所选项目,并且要对可能出现的情况问题进行预测和分析,在项目进行过程中还要进行跟踪并对学生进行指导。这就要求教师具备深厚的专业功底和广博的知识,同时还要加强对相邻学科的学习。因此,运用项目教学法有利于优化教师自身的知识结构和提升自身教学能力。

三、项目教学法在《物联网应用技术》教学中的实施

(1)确定项目任务。在项目教学法中,教学的整个过程和内容都以项目为主线,项目确定后,整个教学过程也就确定了下来,所以项目的选择是关键。但是项目的选择要以教学内容为依据,它既要与书本知识紧密结合,又要能提供一定的想象空间,让学生既能运用已有知识,又可以发挥创造力。就《物联网应用技术实训》课程,由教师提出项目任务设想,然后与学生一起讨论,最终确定项目的目标和任务(详见下表)。

(2)制定计划。首先由学生组建团队,这一步很重要,它是贯穿整个项目教学活动的基础。笔者根据班级学生综合情况,把班级学生划分为三类:一类为VC编程较好的学生,另一类为eclipse编程较好的学生,第三类为动手能力较强的学生。每类出一个学生自由组合,三人组成一个小组。这样利于学生的项目分工、合作、融洽等好处。每小组选举产生组长,小组成员讨论并制定项目实施计划,根据个人特长分配不同的工作。小组制定一份完成“项目”的计划书,其内容包括人力分配、完成项目所需时间计划、使用材料计划、所需模块等。

(3)实施计划。每个小组安排一台物联网综合实训设备及两台电脑,根据小组制定的计划,完成对项目的功能拓扑图、程序流程图、程序设计、连接图绘制、器件安装、项目调试等。在实施过程中,学生会遇到各种各样的问题,教师应鼓励学生积极地探索和解决问题,并提供解决问题的思路,切忌走回教师讲授、示范,学生完成实操的老路。学生遇到的集体性问题,教师应进行集中讲解,但一定要把握切入的时机。教师恰到好处的讲授,将有助于理论与实践的结合,也可以扩充学生的相关理论知识,帮助学生解答疑难问题。总之在这个环节,教师的角色是辅助者、监督员,学生才是项目的完成者。在实施项目过程中,教师起到主持人的作用,而学生起到主导作用,引导学生边做边想,从不同的项目中去了解整个流程,从而培养学生动手能力、分析解决问题能力、小组沟通协调能力等。

四、项目评价

项目的评价是项目教学法的重要环节。针对所给出的项目,教师应设计出相应的评价标准,使其能够客观公正地对学生的学习成果给予评价。在设计过程中采用阶段性评价与目标性评价相结合的方式,分阶段、分目标地给出考核结果。同时建立小组自评、小组互评、相关专业教师综合评定的多元评定机制。将学生的知识掌握程度、操作熟练程度、团队合作意识、问题处理能力等各个方面有机结合起来,客观地给出考核评价结果。

五、实施项目教学法的反思

项目教学法突破了传统的教学模式,通过选取项目来创设情景,通过合作学习的方式开展学习,通过完成项目实现“意义建构”,通过解决现实问题促使学生学习知识与技能。这给学生足够的空间,允许学生形成自己的看法,按自己的方式去研究,同时又培养了良好的团队合作精神,充分体现以学生的全面发展为中心的教育思想。这种教学方法可以广泛应用到技能实训中,但在实施项目教学的过程中一定要重视以下几个问题。

1.充分考虑影响课程任务的各种因素。比如,项目中一些任务可能由于时间的限制,无法当堂完成,影响了任务的连续性和课程的进度;也可能由于学生的计算机基础参差不齐或学习态度的问题,有小部分学生无法按时完成相应的任务,从而导致整个小组任务推迟完成或者无法完成;课堂上教师可能无法对每一位学生的学习任务进行及时有效的指导和评价等。

2.加强对弱势学生群体的帮助。弱势学生的自学能力和自控能力都比较差,容易产生依赖思想,无所事事。所以要结合分组推行“一帮一”的措施,在项目实施的过程中,安排学习能力强的学生对他们给予及时的帮助和指导,教师在巡视指导过程中也应给予他们更多的关注。

3.重视总结交流,让学生切实掌握技能。项目总结可以在项目结束时进行,也可以贯穿在评价反馈的过程中。教师应协助学生理顺项目思路,明晰项目所训练的内容及最佳思考方法,总结学习策略,找到不足之处,引导学生学会反思。教师更要指导学生对项目进行拓展和延伸,提高学生的思考能力和运用知识与技能解决问题的能力,让学生更深刻地体验项目过程,掌握更多的操作技能,从而提高职业综合能力。

参考文献:

物联网技术实践篇11

Abstract:This paper analyzes the characteristics of Internet of things technology talent training in higher vocational colleges, to modern logistics of hunan vocational and technical college iot application technology professional personnel training, for example, put forward the docking industry characteristics of higher vocational IOT application technology professional talent training ideas, go the way of industry characteristics, cultivate characteristic talents needed for the industry.

Key words: logistics industry characteristics; higher vocational colleges; internet of things; talent training

物联网作为新兴产业,近年来发展速度迅猛,很多高校开始开设了物联网专业。高职院校成了培养物联网“应用型”技术人才的“主战场”。高职院校的物联网专业是一个“行业应用性”很强的专业,如果物联网专业缺乏行业特性它将如同一个人只有身躯没有灵魂,是没有生命力的。自教育部发文明确支持各个学校建设物联网相关专业以来,全国高职院校开展了物联网专业建设大潮,然而,由于各高职院校人才培养的行业侧重点有差异,人才培养模式也大相大相径庭。我们必须将物联网技术应用技术的人才培养对接具体的行业特色和需求,开展特色专业建设,走行业特色之路,培养行业特色人才。

1 物联网产业发展特点

物联网产业体系基本齐全,部分领域已形成一定的市场规模,物联网产业的发展的特点主要体现出以下四个字:“熟”、“深”、“新”、“合”。

“熟”主要体现在政策环境越趋成熟。2010 年,物联网产业正式列入我国五大新兴战略性产业之一,国家及各省市又陆续出台了针对涉及物联网产业发展的若干项扶持及政策,物联网产业发展越趋成熟的政策体系与环境,为产业各环节的发展做出了重要且必要的支持。

“深”主要体现在市场应用深化发展。在“应用示范激发市场需求,市场需求带动产业发展”的政策牵引下,物联网技术在智能交通、环境保护、地质灾害监测、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、个人健康等多个行业领域中的广泛得到了应用。

“新”主要体现在协同创新积极推进。物联网与云计算、大数据以及移动互联网等的应用创新及融合,使得物联网信息化应用进一步深化,同时,产业链各环节的协同创新也日益加深。

“合”主要体现在产业整合日益加剧。物联网产业加剧了各行业整合态势,加速资源整合、优势互补、合力集聚、形成突破,形成了整合发展新态势,加速了传统产业的转型升级。

2 高职物联网专业建设现状

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“三层”体系结构,各高职院校皆是根据物联网产业“三层”体系结构培养对应专业人才,主要培养物联网应用技术人员和研发人员,目前高物联网专业的特点主要表现在:

1)物联网专业技能知识的“复杂性”

物联网是典型的交叉学科,涉及电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识,物联网不同于其它专业,是现有信息技术综合集成化的产物,所以物联网专业技能知识相当“复杂”。

2)物联网专业培养需求的“多样性”

物联网融合了多种技术,由于多学科的交叉融合和影响,导致物联网专业应用需求的多样性,也使得新的技术创新成为可能。

3)物联网专业学生就业的“宽广性”

物联网的广阔前景引起了产业链上各行业的青睐,能够在智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的从事系统集成与物联网协议开发工作。

3 高职物联网应用技术专业人才培养中存在问题

物联网属于典型的交叉学科,涉及到计算机、通信、控制、电子、信息安全等多个专业知识,所有的高职院物联网专业都是从计算机、通信或电子专业演变而来,因此,很多高职院校在物联网专业人才培养方面,存在以下问题:

1)专业建设“新瓶装老酒”。由于高职院的物联网专业从学院现有专业的演变而来,虽然是以物联网应用技术专业进行教学,可是教学还是老套路,如从计算机专业演变而的还是以软件开发为主,从电子专业演变而来还是以低层电子技术为主,不能系统性进行专业人才培养。

2)实训室建设“重复无创新”。很多高职院校的物联网实训室是将原有的传感器实验室和网络实验室进行拓展或者是单组合起来,要么物联网实验室都以实验箱为实验平台,实验内容以传感器、单片机、无线网络通信等为主,缺少物联网的综合应用开发环境,无法完成对接行业的具体“应用性”开发。

3)课程实训构建“仿真轻集成”。大都高职院校物联网实训室建设过多强调“技术仿真”,没有接合具体的行业应用环境进行带有开发性实训室的建设,缺乏应用集成,实践性不强。

4 对接物流行业特色高职物联网应用技术专业人才培养的实践与思考

高职物联网应用技术专业建设根据物联网技术及其应用的发展趋势,以“行业应用”为重点,以行业市场对人才的需求为依据,是专业建设的发展方向,下面以湖南现代物流职业技术学院物联网特色专业建设为例,分析该专业该如何对接行业特色,走特色发展品牌之路。

4.1学院物联网应用技术专业基本情况

湖南现代物流职业技术学院根据学院的专业群的布局,依托物流行业和湖南省现代物流职业教育集团的优势,2012年在湖南省高职院校第一个开设物联网应用技术专业,专业主要面向物流及相关行业智能物流相关岗位,培养具备智能物流项目的规划、设备安调、系统集成、售后服务等的高素质技能型人才。

4.2对接物流行业特色的专业职业能力培养

学院对接物流行业特色结合物联网专业技术体系,构建专业物流行业特色的职业能力培养体系。

1) 对接物流行业特色的专业能力培养体系

物联网的体系结构可归纳为由三个层构成:感知层(物流信息采集层)、网络层(物流信息交换)和应用层(智能物流)三个层面。对接物流行业特色的高职物联网专业能力体系如图1所示。

在感知层,针对专业面向物流行业的具体特征,着重智能物流物联网感知基础应用能力;在网络层,着重培养智能物流物联网数据通信应用能力;在应用层,重点培养智能物流物联网技术开发应用能力。

2)对接物流行业特色的专业职业岗位培养体系

学院物联网专业对接物流行业特色划分为:智能物流营销策划类、智能物流运营管理类、智能物流技术类等岗位;主要培养为物联网企业及IT行业培养信息系统集成设计、物流自动化技术、物流信息系统开发、工程项目管理、售前技术支持、售后技术服务的特色专业人才,其对接专业职业岗位能力培养体系如表1。

在感知层智能物流物联网技术基础实训室,重点训练学生RFID感知技术、条码感知技术、情景感知技术、传感器技术以及无线网络组网技术等物联网基础信息感知与采集技能。

在网络层智能物流物联网仿真实训室,重点训练专业学生把感知层的采集的物理事件和数据和应用层物流行业应用系统相互连接,能通过WIFI、移动网络技术及Internet构成一个可以互通信息的系统的专业能力。

在应用层智能物流物联网技术开发实训室,对接智能仓储、智能运输及智慧供应链等物流业务中具体应用,通过具体项目实践,训练学生物联网应用集成及项目实践能力。

4.3对接物流行业特色的专业培养效果

在对接物流行业特色物联网专业建设的辐射下,学院的物联网应用技术专业建设取得了非常好的效果,具体如下:

1)共建工程研究中心,推进新技术研发

学院与国防科技大学联合成立“物联网感知技术与应用湖南工程研究中心”,共同研发湖南省“十三五”科技重大专项课题(超高频电子标签芯片研制与应用示范),积极开展新技术研究,为提升专业服务产业升级转型注入新的动力。

2)承担省级重点项目,打造专业品牌

承担了湖南省物联网应用技术学生技能抽查标准的开发及湖南省物联网应用技术生产实习实训基地建设单位,并2015年开始负责湖南省高职物联网应用技术竞赛、中职物联网应用与维护技术竞赛项目,逐步形成了专业的品牌的效应。

5 总结

物联网应用技术专业的知识涉及到多学科的融合,本文分析了高职院校的物联网人才培养目标的行业特点,提出了对接行业特色的高职物联网专业建设思路,并以湖南现代物流职业技术学院物联网特色专业建设为例,指出物联网应用技术专业要走行业特色之路,培养行业所需的特色人才。

参考文献:

[1] 米志强.高校物联网实训室建设与应用[J].湖南城市学院学报,2016(3):75-76.

[2] 白阿宁.关于高校物联网人才培养与产业对接的探讨[J].南昌高专学报,2012(3):33-35.

物联网技术实践篇12

物联网生态环境下

的关键诉求

物联网技术的核心在于传感器,那么其应用落地的关键点又在哪里呢?在会上,世存信息技术总经理张圃很好地解释了这个问题。他说:“在物联网生态环境下,物联网技术发展的关键在于网络、海量数据以及共享与价值三个方面。”

智能传感器是任何“物”之间被联接和沟通的基础,而无所不在的网络构建了“物”之间的联接。只有推动传感器平台的标准化、智能化,让物与物之间的联接和沟通更简单,才能创造出更大的价值。同时,不同物体对联接也有着不同的要求。例如,在智能抄表场景中,超长待机对智能电表非常重要;而视频监控、无人驾驶等场景更需要的是移动宽带和超低时延。最好的解决方案是搭建泛在的网络,实现不同场景的不同需求。

另外,物联网的最终目的不只是“物”之间的互联,而是互联产生的数据价值创造。数据价值创造依赖于垂直行业知识与ICT技术的融合。不同行业知识背景和沟通语言不一样,以汽车业为例,其所涉及的行业知识与ICT技术领域迥异,因此需要不同的合作伙伴一起把ICT技术和行业整合起来,以实现物联网的数据价值。

在这个过程中,世存信息找准了自己的定位,就像张圃所说,“我们希望用信赖的技术和优秀的解决方案设计的能力,并通过海度数据蜘蛛、 HULFT IoT等产品和技术,给大家带来有关社会民生,以及一些新的技术诉求点方面的解决方案和思路。”

物联网时代下的数据集成

之前提到,物联网生态环境下的一个重要的诉求就是海量数据。而物联网技术的框架可以细分为以下五个方面:数据生成、数据传输、数据接收、数据处理和数据活用。郭源生表示,数据是客观存在的,而用什么标准、什么样的技术以及什么样的功能去获取,是产业界值得探索、挖掘、创新和摸索的着力点。

HULFT市霾Horino提到:“新技术的应用越来越广泛,作为世存来说需要连接到的不同生态,不同平台也会越来越多。对于数据集成、数据转换和数据安全的角度来说,我们都有相应的产品给予支持。另外,数据的集成可能是如今信息化工作当中一个非常重要的工作,数据集成从本质上来说,需要的最重要的几个要素是灵活性、性能和敏捷性。”

在这方面,HULFT很好地做到了数据流程的管理。数据流程管理就是对数据的供应方提供的数据在后续的流向全过程的管控,在这个过程当中,HULFT 相关技术都可以保障数据传输的完整性、数据移动过程中的可视化、数据业务开启的可视化以及数据安全,从而及时地获得各种状况和传输的状态。

与此同时,Appresso产品部Yoshida也表示,智慧能源、自动驾驶、工业4.0和智慧健康都是物联网技术的应用场景。实现这些应用场景,重点在于数据的整合和集成。而数据传输和数据收集工具――HULFT IoT能够把文件连接的数据通过HULFT的品质直接用于IoT的系统,使各系统的整合成为一种可能。

布局智慧养老和智慧农业

在会上,张圃还提到,政府、企事业单位、金融、养老以及农业等是世存面向的主要领域。其中智慧养老和智慧农业作为新的发展方向已经有了很好的技术和应用落地。

物联网技术实践篇13

1背景

物联网源于传感网和射频识别技术,通过网络技术将传感网信息和RFID信息进行远距离识别和处理。国际电信联盟在2005年了针对物联网的年度报告“Internet of Things”,报告指出RFID和智能计算等技术开启全球物品互连的时代,信息与通信技术的发展已经从任何时间、任何地点连接任何人,发展到连接任何物体的阶段,物联网时代即将来临[1]。一般认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体,让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化,自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征[2]。

近年来物联网在学术界和产业界来得到广泛关注,2008年国际上召开了第一届国际物联网学术交流会[3],欧洲物联网研究项目组2009年11月物联网战略路线图,促进射频识别和物联网产业在欧盟发展,欧盟委员会提出针对物联网行动方案,明确表示在技术层面将给予大量资金支持。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时要求尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心。物联网可广泛应用于产业,环境和社会领域。典型应用案例包括物流业务,制造业的产品跟踪,食品药品安全,环境监控,绿色节能,社会服务等多个方面。当前无线射频识别产业市场规模超过100亿元。我国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用,年产量达24亿只,市场规模超过900亿元,其中,微机电系统(MEMS)传感器市场规模超过150亿元;通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器(M2M)终端数量接近1000万,形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计,我国2010年物联网市场规模接近2000亿元[4]。

在全国范围的物联网技术发展热潮下,物联网技术人才紧缺问题日益突出。我国物联网技术的发展从根本上取决于相关人才的素质和结构。产业的竞争从根本上就是人才的竞争,未来中国物联网产业的强劲发展,需要大力培养物联网技术专门人才,不断提高相关人才的素质和知识结构,以及不断的完善人才的合理结构与供应体系。物联网技术也必将成为我国信息领域的一个关键学科,在未来我国信息产业的发展与升级中发挥核心的作用。

2物联网专业定位与培养目标

物联网行业作为一项战略性新兴产业,其繁荣发展需要大量精通物联网信息技术的科学技术人才。我国非常重视物联网产业的发展,被列为国家五大新兴战略性产业之一,一些城市也把物联网产业列为新的经济增长点。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,物联网产业的长足发展将直接推动物联网工程专业类毕业生的就业工作。面对国家产业发展的战略重点和激烈的人才竞争,面向市场需求,加大物联网工程技术人才培养力度,已经成为当前高等教育改革与发展的一项重要和紧迫任务。

物联网工程专业面向现代信息处理技术,针对国民经济信息化建设和发展的需要,本专业培养的学生要求德智体全面发展,具备扎实的计算机科学技术、现代传感器和无线网络技术、射频与微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理、系统工程等基础理论和技术,能够系统地掌握物联网专业的相关基础理论、科学方法和实践技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力的复合型高级工程技术人才。

物联网工程专业本科生培养的基本思路是强化基础、注重实践。针对物联网产业的人才需求,本科生阶段强调宽口径培养,不具体细分专业培养方向,但考虑专业方向课程模块设置,从而使得毕业生既具备扎实的专业基础和宽广的知识面,又比较深入地认识某类系统和应用领域。物联网工程专业的基础课程应涵盖计算机科学与技术基础、通信技术、无线传感器网络技术、物联网工程基础、电子信息技术基础以及数学、外语等基础课程。物联网工程专业的专业课程应覆盖物联网系统设计与开发、网络工程、数字化技术、信息安全技术、嵌入式系统、软件开发技术等。

本专业以通信技术、计算机网络和无线传感器网络为重点专业方向,学生主要学习传感器技术和计算机通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到物联网技术实践的基本训练,经过系统化学习和实践锻炼,学生应该具备从事物联网的设计、开发、调试和工程应用的基本能力。

3物联网专业实践课程建设

我校在2011年申请物联网工程专业并获得批准,成为国内较早开展物联网专业教学的高校。我校物联网工程专业依托计算机系下进行建设,相关基础专业如计算机科学技术,软件工程,电子工程,通信工程等已经发展多年,拥有相关的软硬件条件,具有实践环节教学经验,是物联网工程专业建设的基础。

当前高等教育必须把加强学生能力培养放到首位[5],物联网专业特点主要体现综合性,实践性和工程性,物联网综合性体现在涵盖范围广,涉及具体产业多,与产业接触紧密。为了达到培养目标,培养学生实践动手能力尤为重要。物联网实践课程需要以专业基础课程为基础,面向真实完整的物联网工程项目设计实践内容。在实践学习中以团队协作作为主要学习方式,从具体的实践活动中训练动手能力和协作开发项目能力。作为从2010年才开始设置的新型专业,关于物联网专业教学研究成果还相当匮乏,本节结合当前物联网专业发展和行业技术发展的实际情况,对物联网专业实践环节的教学内容与教学方法进行探索。

3.1专业实践教学内容设计

目前国内物联网专业主要依托计算机学院来建设,因此计算机专业核心课程尤其是程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络以及组成原理也应是必修课程。物联网专业核心课程包括物联网导论,无线传感器网络,射频与无线通信等。实践环节课可设置在基础理论课之后,在二年级可以开始展开基础的实践课程教学,然后逐步进入到结合实际的物联网项目实训环节,在实训环节中,通过引入企业实际物联网项目对学生进行训练。物联网涵盖范围非常广泛,综合了计算机,微电子,通信等多个领域知识,其中部分新型技术难度较大。在实践环节中一般不需要学生深入理解无线传感器网络,射频识别等电路基础,能够在了解基本结构基础上进行开发设计即可。实践环节更多注重于物联网的实际应用,通过应用项目实例来加深对物联网的认识,锻炼动手能力,培养合格的物联网专业人才。根据物联网体系的层次划分,从物联网应用层案例,物联网网络层案例以及感知层案例出发设计对应的实践内容,最后通过对实际项目分析学习项目设计规划能力,如表-1所示。

针对实践教学内容,采用课程实践与项目实训相结合的方式。对核心课程的教学实践安排在每门基础课程理论课程同步进行,通过基础性实践来强化理论课程知识理解和实践能力提高。在基本实践环节之后进行综合实训实践过程,学生以团队方式参与具有企业实际背景的物联网项目实例,训练物联网工程设计规划和实施能力,并参观企业真实物联网项目工程。

具体专业课程与实践环先后关系可见图1,在图1中可知物联网综合实践环节是在专业课程基础上的进一步提高,是训练学生动手能力提高实践能力的关键一环。

选择合适的实践内容之后需要采用一定的教学方法进行实践教学。与专业课程的理论学习不同实践教学更注重培养学生的实际动手能力。

3.2专业实践课程教学方法探讨

物联网专业培养人才应该紧密结合工程实际,目前校企合作物联网建设迅速开展,我们也将努力和物联网企业合作,加强产学研合作,进行联合人才培养。通过多种渠道建立健全物联网实训项目库,如高校中一卡通、校园百事通等物联网建设项目。实践教学在物联网专业建设中具有举足轻重的作用。通过实践教学培养学生的创新能力和实践设计能力,可采用的实践教学方法包括:

1)项目实例驱动教学法

物联网工程专业是培养物联网项目集成方向的工程技术与管理人才,物联网实践教学内容必须紧密结合实际,立足业界需求。在实践教学中,针对基础课程的实践教学可以分解项目原型到各门课程中;在物联网综合实训实践中,以企业物联网项目具体案例在分析。针对学生实际能力,可以通过简化需求来降低难度,但所有实践项目必须结合实际。教师通过对企业物联网项目的分析讲解来帮助学生对项目的认识,学生通过团队合作以小组形式参与实训项目开发。通过项目实例驱动,提高学生学习兴趣,锻炼实际的动手能力。

2)跨年级结合的创新实践教学

由于物联网综合实践环节设计内容多,难度大,对其中部分大型实训项目可以采用跨年级段合作训练的方式,发挥传帮接代的优点。如高年级的同学负责项目的需求分析,项目规划设计等方面工作,而低年级同学从程序设计出发,完成其中的部分功能,通过参与大型创新实训过程可以提高自己的动手实践能力,学习项目设计和管理能力。这种滚动式结合方式不仅提高学生水平,还可以使得实践环节的实训项目可以持续开发。不断提高实践环节的难度,使之更切合工程实际。

4结束语

物联网产业需要大量的专业型人才。如何培养适合产业需求的人才还处在尝试阶段,借鉴相关专业培养经验,对物联网专业建设尤其是物联网专业实践环节建设进行了探讨。我们认为加强物联网实践环节建设,必须加强校企合作,通过引入实践物联网项目来设计合理的实践内容。将基础实践环节和项目实训相结合,采用科学的教学方法引导学生自主学习,提高实践能力,培养合格的物联网专业人才。目前物联网专业建设还处于起步阶段,这方面经验还非常缺乏,如何合理制定实践环节培养方案还需要进一步的深入研究。

参考文献:

[1] International Telecommunication Union. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things, 2005.

[2]刘云浩等物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.

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