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物联网工程论文

时间:2022-07-04 13:41:08

物联网工程论文

第1篇

机电工程项目管理的集成化主要针对建设项目的全寿命周期管理,一般可分为前期决策阶段、设计阶段、施工阶段、运行阶段、项目后评价等阶段。就机电安装行业而言,结合机电安装工业化,全寿命周期管理又可以筒化为:技术深化、预制生产、施工总装、运营服务等四个阶段。当前,随着机电工程项目的大型化,专业分工的细化,项目的参与方逐渐增多,项目管理越来越困难,使得建设工程质量问题增多,造成工程寿命缩短,“未老先衰”、“病入膏肓”,不得不提前退役。其结果对自然资源、社会资源、微观经济和宏观经济都产生了不良影响。对机电工程进行全寿命周期管理,以延长有价值的运行为目的,进行项目的前期、设计、施工阶段实施,是项目实施的目标。所以,加强工程全寿命周期管理对工程界乃至整个社会意义深远。

二、运行维护是保障机电工程顺利运行的主要因素

机电工程全寿命周期管理的最终目标是项目的正常运行,而运行维护是保障运行阶段能顺利运行、延长有价值运行时间的主要因素。机电安装企业必须在机电安装施工后继续从事项目的运营维护,才能真正体会到施工前期和施工阶段工程质量的重要性。根据国外经验,机电安装企业在机电安装施工后继续从事项目的运营维护,是今后机电安装行业发展的必然规律。机电安装行业必须向两端发展,即前端向产品、施工技术研发、技术设计、工艺设计、深化设计方向发展,后端向服务、运行维护和保障方向发展,而向后端的服务、运行维护保障方向发展,应逐步向运行、经营方向发展,从单一的运行维护向全方位管理方向发展,最终使安装企业成为名副其实的机电管家。

三、基于物联网技术的远程信息管理系统是有效进行运行维护的关键

在国外同行中,对于机电设备的运行维护管理已有一整套的远程信息管理系统,首先通过物联网技术对所有的运行设备(包括配电、变电、机电、给排水、空调等)进行运行管理,可以及时发现不正常运行状态,及时处理运行过程中出现的故障,实现远程故障保护功能。其次系统可以承担自动化信息管理任务,对运行设备的运行信息、故障信息、能源效率信息和设备管理信息进行综合管理,自动形成各类管理数据,并根据管理权限进行有效管理。同时,系统能够形成能源管理网络,实时监测各项耗能数据,在确保功能需要的前提下,以能耗管理(成本管理)为中心,采用节能降本措施,提高能源运行效率。目前国内的大多数机电安装企业,已经逐步在承担机电工程安装任务的同时,承担变电所、隧道设备、中央空调等较复杂、技术含量较高系统的运行、维护等工作。但由于维护设备的分布比较分散,各个设备的运行维护点都需要派员二十四小时三班运转值守,增加了大量维保人员和运行费用,也不方便运行维护监督管理,往往造成运行维护不及时、不到位;而人工费的不断上升,运行维护成本增大,使运行维护无法独立生存。所以开发机电设备的运行维护管理系统:“基于物联网技术的远程信息管理系统”,成为机电安装企业能否有效进行运行维护的关键。基于物联网技术的远程信息管理系统,是以用于机电设备运行维护保养管理和监督管理综合信息采集、分析、传输一体化的模块化设备,以及后台的一体化集合式数据中心为基础,并将物联网技术运用到机电设备的运行维护管理中,是一个全新概念的设备和系统。它是一个设备运行管理、能耗监测和系统设备信息化管理的综合系统,它融合了BIM技术、物联网技术、能源检测技术、自动运行管理技术、设备信息化管理技术、远程通讯管理技术和计算机技术等多方面的技术要素,形成一个以物联网技术为依托、计算机技术为基础、信息化技术为核心,自动化技术为手段、以快速响应和节能降本为目标的综合性运行管理系统。通过基于物联网技术的远程信息管理系统及前、后台设备,可以实现对运行设备(包括配电、变电、机电、空调等)进行运行管理,及时发现不正常运行状态,处理运行过程中出现的故障,实现远程故障保护功能。系统还可以承担自动化信息管理任务,对运行信息、故障信息、能源效率信息、设备维护保养信息、设备管理信息进行综合管理,自动形成各类管理报表,并根据管理权限进行有效管理。系统能够形成能源管理网络,实时监测各项耗能数据,在确保功能需要的前提下,以远程信息管理(成本管理)为中心,采用节能降本措施,提高能源运行效率。

四、基于物联网技术的远程信息管理系统研究和运用

1.基于物联网技术的远程信息管理系统主要研发的方向

1)研究物联网运用于机电设备运行维护管理的理论和发展趋势,研究BIM技术应用于机电设备运行维护管理的可能性,以及推广的可行性。研究与其相关的技术、工艺和设施。

2)研究开发:变配电远程监测监控系统模块、给排水远程监测监控系统模块、空调远程监测监控系统模块、消防远程监测监控系统模块、安防远程监测监控系统模块、机电设备远程监测监控系统模块。

3)研究远程信息管理系统的基础数据采集和控制指令转换层、数据传输层、数据处理层、数据应用层。研究适用于机电设备、设施运行管理和运行维护保养的远程信息管理及监督管理系统的综合信息采集、分析、传输一体化设备;研究后台一体化集合式数据中心。

4)研究开发远程监测监控系统的界面显示功能。

5)研究利用远程信息管理系统对所有设备进行运行管理,并实现远程故障保护功能。

6)研究远程信息管理系统的自动化信息管理功能。

7)研究利用远程信息管理系统节能降本,提高能源运行效率的措施。

8)研究各类传感器和变送器,以及执行器的选用、集成、使用和安装技术。

2.已研发的无锡公路隧道基于物联网技术的远程信息管理系统

无锡公路隧道控制中心将蠡湖隧道、惠山隧道、青祁隧道、金城隧道、太湖大道隧道、隐秀路隧道等七条机动车通行隧道,以及三个下穿及七条地下人行通道一并集成管理,以政府监管,专业分包的形式,通过招标分别委托本地区相关行业内的专业性强的企业负责隧道内的专项维护。无锡工业设备安装有限公司对隧道管辖范围内所涉及的机电及土建设施进行日常运营管理、定期保养维护以及各类突发应急事件的处理。具体有:变配电设备、照明系统设备、空调、送排风设备、给排水系统设备、隧道内消防设施,隧道主体结构、装饰、地面、墙体、墙面及通道门。隧道内各类主要由设备引起的突发应急事件及时发现、及时处理如:隧道防洪排涝、火灾、防火板脱落等。通过多年的运行、维护,公司决定在机电管养服务平台基础上设计一套基于物联网技术的远程信息管理系统,来达到远程信息化管理目的,以此提高机电系统养护管理水准、减少值班人员、降低运行成本、提升工作效率以适应市场化发展的需要。公司对以下几个方面实施了信息化管理:一是实现对管理人员日常工作的管理以提高工作效率;二是对仓库物品进行管理,及时反馈仓库信息;三是加强对巡检车辆的管理,在巡检车辆上安装GPS定位系统,进行对车辆的即时监控;四是对管养现场的设备运行状况以及人员行为的远程管理和数据的传输处理,包括对变电所、水泵房、射流风机、照明设施等的运行状态远程通讯连接,五是加强对巡检人员的工作情况及相关记录和数据的了解。采集现场运行数据及视频信号,通过本地服务器和数据转发服务器用以太网线式光纤将信号传输到公司信息中心的服务器,完成视频信号和各主要机电设备运行参数和状态整合,并在公司总值班室大屏幕上实时显示。公司技术人员也能通过远程信息管理系统,监控、指导现场维修人员正确操作。采用远程信息管理系统,能够有效帮助企业提升管理水平,根据不同时期的需求进行灵活调整,大量减少企业成本支出等优点。公路隧道基于物联网技术的远程信息管理系统将分两期实施,目前已结合公司管理系统后台的建设,开始进行远程信息管理系统的第一期实施。

五、前景与展望

第2篇

关键词:物联网工程专业; 必要性; 培养方案; 信息技术; 高校

中图分类号:TP212.9-4文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)28-7046-02

Thinking about Specialty Setting for the Internet of Things in Institutions of Higher Learning

YE Miao

(College of Information Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China)

Abstract: Being the third wave of the Development Trend of Information Technology, the internet of things puts forward various new request to the talented person development of the high school. That How to adapt local market request to the new situation and that how to cultivate talents for the Internet of Things in Institutions to accord with market development is made some reference in this paper, mainly involving the necessity, present situation, market request, Job prospects and training schemes of specialty setting for the internet of things in institutions of higher learning.

Key words: the Internet of Things; necessity; training schemes; information technologies;institutions of higher learning

信息领域可以大致划分为三个部分:信息获取、信息传输和信息处理,这三个部分也构成了信息产业的三大支柱。从上个世纪80年代开始,以计算机为代表的信息处理拉开了信息产业发展浪潮的序幕,掀起了信息产业的第一次浪潮;从上世纪90年代末到新千年,互联网的飞速发展,带来了信息产业的第二次浪潮。进入本世纪的第一个十年,以物联网为代表的信息获取支柱悄然兴起并进入快速发展时期。[1]物联网为信息处理、信息传输支柱提供了大量的需求驱动力和信息源泉,推动信息产业迎来了第三次浪潮。这次浪潮的规模将远超过前两次浪潮,目的是感知,核心是社会化[2]。

因此,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。作为一项战略性新兴产业,越来越多的企业把目光投向先进的物联网技术,物联网的发展离不开人才的培养,[3]每一个行业都需要专业的人才,物联网产业也不例外。高校作为培养人才的重要基地,培养物联网人才已经成了时代的迫切需要。

基于以上分析,本文对高校适应市场技术需求,为培养能服务于市场需求的物联网专门人才而开设物联网工程专业的必要性、当前高校开设的情况、物联网工程专业的市场需求和设置物联网专业的培养方案做了一些讨论。由于物联网专业还是一个新生的专业,没有统一的一个标准,本文讨论的一些观点只能算是一个抛砖引玉。

1 高校增设物联网工程专业的需要

1.1 国家信息工业发展战略的需要

历史罕见的国际金融危机使世界经济遭受严重冲击,同时在客观上推动了全球进入一个创新密集和新兴产业快速发展的时代。在这样一个大背景下,一个国家要实现持续发展,就必须有重点地培育战略性新兴产业,为迎接新科技革命的到来做好产业准备。目前,许多国家都在对未来经济发展进行战略谋划,其中的一个重要内容就是提出本国物联网产业发展的战略,并制定促进措施[2]。比如,美国正在加快实施“智慧地球”科技战略;欧盟制定了“物联网行动计划”;日本发挥政府引导示范与企业研发推广的合力,启动了物联网的应用;等等。可以说,物联网产业的培育和发展已在世界范围展开。这对我国来讲,既是挑战,也是机遇。这就要求我们应把握机遇、顺势而为、尽早谋划,抓紧突破关键技术,努力使物联网这一战略性新兴产业尽快成为国民经济的先导产业和支柱产业。因此,培养物联网专业人才,开设物联网专业是国家信息工业发展战略的需要。

1.2 物联网专业人才培养符合国家经济发展需求

物联网工程专业是教育部为服务国家战略性新兴产业发展而开办的新型专业,覆盖计算机、控制、通信技术(3C技术)和电子、信息安全、系统工程等多个领域,该专业已被列为国家级特色专业,重点培养能够运用嵌入式智能技术、计算机和网络技术等,进行信息感知、无线传输、数据存储和处理及应用等方面知识能力的系统工程型和创新性高级工程技术人才。这不但是国家和政府大力发展物联网产业的巨大体现,也是国家在人才培养模式上作出及时反映的重大举措,培养物联网专业人才符合国家经济发展需求。

1.3 信息专业调整的需要

由于整个信息领域可以划分为三个部分:信息获取、信息传输和信息处理,这三个部分也构成了信息产业的三大支柱。而电子信息科学、通信工程和计算机技术及应用这三个专业正好对应了物联网三大支柱领域。现在的技术发展不再像以前只是对技术做单一的要求,需要对相关的行业和技术做统一有机的结合。物联网专业正是在这样的情况下产生的。

开设物联网专业,是对以往的电子、通信、计算机等专业的一个方向调整或者是整合,对优化学科,培养出适合社会经济发展的技术应用型人才[5]。

2 物联网工程专业的市场需求和就业前景

在人才需求方面,各地政府纷纷上马物联网项目,急需大量的物联网人才,而且非常奇缺。例如,无锡到2015年总投资40亿元, 建成引领中国传感网技术发展和标准制订的中国物联网产业研究院, 集聚各类传感网企业500家,实现产值500亿,需要引进和培养高级物联网人才5000名,集聚从业人员5万人。仅仅无锡就需要5000名高级物联网人才,全国需要的物联网人才数量可想而知。

从产业角度来讲,目前已有交通、物流、水电等产业开始应用,产业发展面临非常广阔的前景。国务院总理在十一届全国人大三次会议上作政府报告中明确表示,要大力培育战略性新兴产业,加快物联网的研发应用。其中的依据是我国社会经济发展背后是对物联网专业人才的巨大需求。目前国内无论是物联网还是云计算专业的人才都处于炙手可热的状态。企业的信息化,制造装备和生产过程的自动化与信息化,制造产品的信息化与智能化等技术的发展,都离不开物联网工程技术,而这其中,人才是关键[4]。企业急需物联网工程方面的专门技术人才,高等教育则是培养专门技术人才的主要途径,实验/实践教学是培养具有创新意识与创新能力、工程素质与能力高素质人才不可缺少的手段。

3 目前高校设置物联网工程专业的情况

“物联网工程”本科专业在国内近两年才开始,与物联网工程相关或相近的专业有“传感网技术”专业。在2010年8月,教育部公布了通过审批的140个高等学校战略性新兴产业相关本科新专业。据统计首批设立“物联网工程”、“传感网技术”本科专业的高校有35所,分别是:北京理工大学,哈尔滨工业大学,哈尔滨工程大学,南京航空航天大学,西北工业大学,大连海事大学,北京科技大学,北京邮电大学,华北电力大学,天津大学,大连理工大学,东北大学等。另外,全国有将近20所高职、高专院校以及独立学院开设了物联网专业。总共有50多所本专科院校开设了物联网工程或相关专业。

4 人才培养方案讨论

4.1 物联网核心技术及物联网工程专业的支持学科

信息获取、信息传输和信息处理,这三个部分也构成了信息产业的三大支柱,也正是物联网产业的三个组成部分。电子信息科学、通信工程和计算机技术及应用这三个专业正好对应了物联网三大支柱领域[5]。因此,一般来讲,高校开设物联网专业,最好要事先有这个三个专业的开设基础。

4.2 物联网专业学生培养办学定位

通过该专业的学习,使学生能掌握物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等知识,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业知识,具备独立的科学研究能力和工程实践能力。从而为地方经济建设提供物联网行业的人才供给保障。

4.3 培养目标

培养适应国家现代化与信息化建设需要,具备德智体美全面发展、理论基础雄厚、知识面宽广、实验技能强、勇于创新的综合型人才,能够使学生系统扎实地掌握物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等知识,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业知识和国际竞争力的高级工程技术人才。通过本专业学习,具备独立的科学研究能力和工程实践能力。

4.4 课程设置

目前普遍的认识是,物联网可以是个“专业”,而不一定必须是一个“学科”。虽然还有些定位模糊的问题,但只要是能培养出社会需要的专业人才,尤其是跨专业的复合型人才,就应该是可以设置的。就像以前的“电子商务”专业遇到的类似的情况那样,不必拘泥于究竟是属于哪个现有的“学科”中。本文这里列出了高校物联网专业课程设置的初步建议,算是一个抛砖引玉。

主要课程可以有,物联网概论、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、RFID技术、M2M技术、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、物联网组网技术、物联网信息安全和隐私保护、高级程序设计语言、算法分析与设计、数据库理论、软件工程、3G/4G通信网络等[6-7]。

5 结论

物联网作为信息技术发展得第三次浪潮,对高校培养符合社会发展的技术人才提出了新的要求。本文对高校如何适应市场技术需求,为培养能服务于市场需求的物联网专门人才进行了抛砖引玉的探讨,分析了开设物联网工程专业的必要性、当前高校开设的情况、物联网工程专业的市场需求和设置物联网专业的培养方案等一些基本问题。由于物联网专业还是一个新生的专业,没有统一的一个标准,如何规范形成一个统一的认识,也是本文关心和继续研究的方向[8]。

参考文献:

[1] 吴功宜. 对物联网工程专业教学体系建设的思考[J]. 计算机教育,2010(21):26-29.

[2] 申明. 物联网离我们是近还是远?[N]. 科技日报, 2009-10-14(4).

[3] 吴玉征. 物联网来了[N]. 计算机世界, 2009-11-16(38).

[4] 赵达. 物联网要产业化[N]. 光明日报, 2011-03-12(6).

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

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

第3篇

关键词:物联网;专业建设与实践;课程体系

1 背景

教育部要求加大战略性新兴产业人才培养力度,支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育人手,加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新,积极培养战略性新兴产业相关专业(如物联网工程本科专业)人才。目前教育部已经批准150余所学校开办物联网工程专业,在校学生总数在近两年内将超过8000人,使得物联网工程专业成为各类高校竞相开设的热门专业之一。

物联网工程专业属于工科,在首批30所高等院校中,电子科技大学依托通信工程专业办学,哈尔滨工程大学、合肥工业大学、武汉大学依托计算机学院的专业办学。我们通过调研发现国外目前尚未形成专门的物联网本科专业,国外大多数高校也将传感、射频识别等相关课程放置在CS(计算机科学)或EE(电气工程)等相关学院;国内对该专业的教学研究尚处于起步阶段,还没有形成非常完整的教学理论与实施体系。

2010年9月,武汉大学依托计算机学院、国际软件学院从2010级本科生中通过自愿报名转专业的方式招收了30名学生成立了物联网工程专业班;至今已有3个年级近百名学生。通过3年的教学实践,我们基本搞清了物联网工程专业内涵,明确了武汉大学物联网工程专业人才培养特色,建设了具有自身特色的人才培养模式与课程体系。

2 专业内涵与特色定位

物联网工程专业具有相对独立的理论体系,其内涵涉及4个层面(主要领域):信息感知、信息传输、信息处理和领域应用。在人才培养方面,本科生课程体系和教学内容包含如下一些知识点和内容:即信息感知与识别理论、异构网络互联与通信理论、海量异构数据融合与管理理论、软件建模与设计、领域应用技术等。武汉大学物联网工程本科专业的理论层次如图1所示。

综上所述,物联网学科是研究信息感知、信息传输、信息处理、领域应用相结合的综合性理论与技术的新兴学科。物联网工程专业是以计算机、网络与通信、控制融合为主要特征的综合性专业,涉及计算机、通信、控制、电子、信息安全、数学、物理以及工程等多个专业的知识,学生应按复合型工程类人才进行培养。

武汉大学物联网工程本科专业人才培养秉承“三创”(创新、创造、创业)人才培养理念,以计算机大学科平台为基础,培养具有扎实的计算机理论基础,又有物联网专业理论与工程技术特长的复合型工程应用人才。

3 武汉大学物联网工程人才培养方案与课程体系

3.1 培养目标

本专业培养掌握自然科学、人文科学基础和计算机、网络与通信、控制等学科基础知识,系统掌握物联网的基本理论、技术和应用知识,并具备从事物联网领域的科学研究、工程设计、应用开发或运营管理等方面工作的“三创”复合型人才。

3.2 能力构成

能力构成包括培养学生应有的素质要求、知识要求和能力要求。

武汉大学物联网工程本科专业学生培养强调具有如下素质:①掌握科学思维方法和科学研究方法,有一定的创新和创业意识,具有较强的事业心和严谨求实的实干精神;具有一定的工程意识和效益意识。②在业务素质上,学生应熟悉信息感知、信息传输、信息处理、领域应用等全局系统的设计、构造和分析过程,深刻理解其内在机制和整体的系统观;具有该学科宽广的知识面,同时在该学科的一个或多个领域具有高级知识;具有一个完整的设计经历,包括应用系统及其构件、物联网工程的设计及其实现。③具有良好的思想品德素质、文化素质和身心素质。

对该专业本科生的知识要求方面,强调学生应具备人文社会科学知识、自然科学知识、专业知识、工具知识等;在专业知识要求方面,强调学生应具有扎实的计算机、网络与通信、控制基础知识,具有系统扎实的信息感知、信息传输、信息处理、领域应用的基础知识并在某方面有所侧重,具有基本的工程实施与管理知识。

在能力要求方面,学生应具备学习能力、分析和解决问题的能力以及创新能力。

3.3 专业优势

相比其他相关或相近专业,武汉大学物联网工程专业培养的本科生主要优势有4点:

(1)针对新兴的物联网领域,具有更好的针对性、适应性和前瞻性。

(2)综合计算机、网络与通信、信息安全等学科,具有更宽广的知识结构。

(3)全面掌握信息感知、信息传输、信息处理及领域应用的知识和技术,具有更全面的能力体系。

(4)多层次多粒度工程训练,具有更扎实的实践能力。

3.4 课程体系

武汉大学物联网工程本科专业人才培养与教学实施工作依靠良好的课程体系设计,通过课程模块规划、专业核心课程的组织与建设,体现出良好的人才培养整体水平。在此具体介绍所设计的课程模块思路和专业核心课程建设的内容及体现的特色。

3.4.1 课程模块设计

根据课程内容关联关系,将课程分为8个模块:基础模块、感知模块、网络与通信模块、数据处理模块、安全模块、领域应用开发模块、信息服务模块和实践模块。

基础模块的课程包括:公共数学类课程、大学物理、物联网工程导论、电路与电子技术、数字逻辑、C++程序设计、JAVA程序设计、数据结构与算法、微机系统与接口技术、EDA及应用、系统建模与仿真。其中大部分课程都是计算机专业背景学生应该学习和掌握的知识基础,也是武大物联网专业本科生所需要具备的基础知识。

感知模块的课程包括:RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感器微操作系统原理与设计、物理网控制原理与技术、物联网定位技术。这些课程多在前4个学期开设,近3年,学院选派优秀的青年教师多次参加中科院、北京科技大学、全国物联网研究中心组织的培训学习,并很好地开设了如上课程。

网络与通信模块课程包括:物联网通信技术、计算机网络、传感器网络及应用、物联网体系结构。这一部分课程是武汉大学物联网工程专业培养特别强调要加强的课程,让学生通过学习此类课程加强对网络、感知及应用的系统观和全局观。

数据处理模块与安全模块课程包括:数据库原理、物联网数据处理、物联网软件设计、物联网中间件、空间数据库系统、虚拟现实技术、空间信息可视化、云计算与云存储。结合目前非常热门的大数据理论,通过开展学术报告、IBM专家巡讲课程来开拓学生视野。同时专门针对物联网专业学生开设物联网信息安全课程,强化安全意识,灌输网络安全及物联网安全知识。

领域应用开发与信息服务模块的课程包括:物联网应用系统设计、物联网工程规划与设计、嵌入式系统与设计、服务科学原理、SOA原理与实践、业务流程管理、项目管理、客户关系管理、Web应用与开发、通信软件设计、nesC语言等。这一部分课程体现了武汉大学计算机学院与软件学院培养的物联网工程本科专业人才的区别。计算机学院培养的学生着力于物联网工程与技术方向,国际软件学院培养的学生则着重体现在物联网技术应用与服务科学方向。

实践模块课程包括学生在校期间应开设的实验实践类课程,主要包括:电路与电子技术实验、数字逻辑实验、接口技术实验、嵌入式系统设计、业务数据库设计、RFID系统综合设计、无线传感器网络综合设计、物联网应用系统综合设计、物联网工程综合训练等。

3.4.2 专业核心课程组织与建设

为培养具有自身特色的物联网本科生,我们确定了如下物联网工程专业的核心课程,包括物联网工程导论、物联网通信技术、传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感器网络及应用、物联网软件设计、物联网数据处理、物联网应用系统设计、传感器微操作系统原理与设计、物联网工程规划与设计、RFID系统综合设计、物联网应用系统综合设计等。

其中覆盖了部分《物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》中规定的10门核心课程,部分课程(如物联网工程规划与设计、物联网应用系统综合设计)以学院物联网教师团队科研工作中积累的知识和经验为基础开展课程讲授,体现了武大物联网工程专业学生与国内同类专业学生在知识结构上的不同之处。

在课程的建设上,依托湖北省教学改革研究项目《物联网工程专业课程体系改革研究》做好了这12门课程的讲授内容纲要;根据教材编写的要求,做好课程讲授内容的二级目录,其中传感器原理与应用、物联网工程规划与设计、物联网通信技术3门课程教材已完成初稿即将出版。

4 实验与实践教学

物联网技术的实践教学是本专业教学过程中的重要环节之一。物联网实践教学的设计和开展均按基本认知、基本技术、综合实践3个层次递阶进行,除计算机学院开设的计算机基础类课程实验外(包括电路与电子技术实验、数字逻辑实验、嵌入式系统设计、接口技术实验等),专门针对物联网工程专业学生,设计了包括EDA综合设计、无线传感器网络综合设计、RFID系统综合设计、智能交通模拟系统设计、环境监测与控制系统设计、业务数据库设计、通信软件设计等专业类实验课程。

同时,在计算机学院卓越工程师计划人才培养的框架下,设计了学生赴企业学习和实习的教学环节,将一些工程应用设计类的实验课程以项目研发开展的形式,在物联网企业中实施。

对于实验室的建设,部分课程实验室依托现有的计算机科学与技术专业实验室,通过重用相关设备、调整有关配置来实现实验环境的构建,完成实验教学。同时设计新建或对已有类似实验室进行升级改造来达到新专业新课程实验环境要求。

根据物联网专业教学所面临的实验教学环境建设的任务,开展了为期3年的研究调查,设计了RFID实验室、传感器网络实验室、定位技术实验室的建设方案,并开始投资建设RFID实验室。

RFID实验室的教学功能设计主要包括如下一些内容:①自动识别技术及RFID工作原理实验;②物体编码、条形码与RFID标签;③读写器;④RFID中间件、RFID系统安全与隐私;⑤RFID应用系统设计与实施技术;⑥RFID行业应用方案;⑦RFID方法论(含ROI分析)等。

5 结语

武汉大学经历了3年的物联网工程人才培养探索,在厘清了专业内涵和人才培养特色定位的基础上,制定了具有自身特色的人才培养方案和课程体系,围绕课程体系确定了核心课程群,开展了10余门专业新课程的建设,撰写了课程教学大纲和教材。为满足实验教学需要,通过调研设计了实验实践教学的方案和具体内容,RFID实验室建设工作已正式启动,为武汉大学推进物联网工程专业实际教学工作和提高专业人才培养质量奠定了良好基础。

参考文献:

第4篇

关键词:物联网工程;专业建设;商科院校

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)18-0119-02

“物联网”的概念最早是美国麻省理工学院Ashton教授在1999 年第一次提出的:Internet of things,简称IoT,可以这样理解:物联网的基础平台仍然是互联网,采用无线射频识别(RFID)、红外识别等技术,通过各种传感器设备,遵循相应协议,将任何物品或者是人,定位、互联起来从而进行通信和系统化管理的网络。[1]目前,物联网已经在世界范围内的智能终端设备、人工智能技术等领域得到了非常广泛的运用。

1 物联网工程专业的开设背景

物联网的核心技术是互联网技术和传感器技术,在过去的二十年间,这两项技术均逐步趋向成熟并取得巨大的成功,与此同时,网络接入方式的多样化、信息处理能力的大力发展均成为物联网技术大力发展的推手。2005年,ITU了《ITU互联网报告:物联网》,从此物联网国际化的大门;美国于 2008年11月由 IBM 提出“智慧地球”概念;紧接着,欧盟、韩国、日本于等发达国家也先后推出了基于物联网的行动计划和国家战略方针及行动计划[1-2]。目前,民众已经充分享受到了物联网技术带来的便捷服务。

早在1999年我国就开始了传感网的研究,各项技术处于世界先进水平。传感网是物联网核心技术之一。2009年,“感知中国”战略构想的提出意味着我国政府已经充分意识到物联网产业所面临的巨大机遇及与全世界对接的重要性。中国通信标准化协会也于2010年成立了专门的小组对我国的物联网进行研究并制定相应的行业标准。同年10月《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》下文公布,明确了促进物联网的示范应用和研发。随后,各省、市先后制定出物联网产业的发展规划,出台扶持政策。

在政府的大力感召之下,在物联网产业大发展的背景之下,我国物联网得到前所未有的重视和发展,全国从事物联网的企业如雨后春笋般蓬勃发展,同时对专业人才的需求也逐年扩大,但目前我国物联网行业也遇到了众多新兴行业同样的瓶颈:初级专业技术人才的紧缺。

2 我国物联网工程专业的开设情况

大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担,2010年3月,教育部下发了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,同年7月,全国30所高校首批开设“物联网工程”的本科专业,如今已有数百所高校、职业院校设立了与物联网相关的专业,这也说明了高校对于新兴专业的敏感和重视。

物联网本身技术复杂、牵涉面广,电子、计算机、通信、自动化等多学科均有涉及,因此,物联网工程专业是个多学科交叉的新兴工科专业,融合了以上学科的相关知识,且十分注重实践应用。各高校的物联网工程专业在人才培养方面均把握了几个层次:第一层次:自然科学基础知识,培养学生人文素养;第二层次:物联网的相关理论、方法和技能,培养学生专业基础知识;第三层次:掌握物联网关键技术开发能力以及应用项目工程实践和项目组织经验,培养学生实践操作能力;第四层次:创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面。

各高校物联网工程专业的培养体系均包括了理论知识体系和实践体系两大部分。理论知识体系大致是在综合计算机科学与技术、电子科学与技术、自动化等多专业课程基础上发展起来的。实践体系主要涵盖实验类课程模块、实训类课程模块、实习类模块已经以及素质拓展模块[3]。

3 我校物联网工程专业建设发展的思考

湖南商学院(后称“我校”)是一所以经济学、管理学为主,综合性省属全日制普通高等学校,物联网工程专业设置在我校计算机信息与工程学院,计划于2016年开始招生。计算机与信息工程学院是我校较早设立的二级学院之一,经过几十年的建设和发展,目前已招生的有计算机科学与技术、电子信息工程、软件工程、信息管理与信息系统、工程管理五个专业,师资力量雄厚、办学条件良好。虽然如此,但一个新专业的开设,势必会遇到不少具体的问题,这就需要我们本着“稳步发展、开拓创新”的精神去挖掘出一条科学的专业建设道路,以下是几点建议与思考:

3.1 关于专业培养目标的思考

物联网工程专业整体培养目标,建议通过广泛的调研,吸取在物联网工程专业建设有特色有思想有成绩的其他兄弟院校,从知识要求、能力要求和素质要求三个方面去下功夫,这样才能培养出掌握扎实的专业知识技能、拥有再学习的能力、具备创新的视角和团队合作精神、对社会有责任感和主人翁意识的全面优秀人才。在培养途径方面,建议我们可以通过通识教育与专业教育的有机融合,促进学生的全面发展;通过理论教学与实践教学的有机融合,夯实理论基础,提高学生的实践能力;通过课堂教学和第二课堂的有机融合,强化创新能力和创新精神的培养,提高学生的综合素质。

3.2 关于专业建设定位的思考

1)保持与成熟专业课程体系的联系:物联网虽然是个新兴领域,但本质上说,物联网是计算机技术、人工智能技术以及电子信息技术紧密结合的产物。它主要还是计算机技术和通信技术的延伸,因此我们无可否认物联网学科与计算机学科、电子学科的关联,如果完全脱离开这些成熟学科课程体系是不科学的。大破大立完全创造一套全新的课程体系有其一定的风险性,因此,可以将计算机学科的网络方向作为基础,着重网络层和应用层的知识模块,进而展开到电子信息专业相关的感知层知识模块,将物联网工程专业的基础理论建立在计算机专业的基础之上,此外也包括部分电子学科传感网相关理论[4]。

2)体现新兴专业的办学特色:如果在人才培养和专业建设上照搬照抄计算机学科、电子信息技术学科,那么会出现“换汤不换药”弊端。我们应该认真思考,设置本专业的核心和特色课程,所包含的内容是计算机专业基础、电子信息工程、软件工程等专业无法提供的,从而保持一个新兴本科专业建设体系的时代动态性。例如,将物联网技术与编程技术相融合的“物联网编程”、传感网技术与RFID技术相融合的“无线传感器网络”等。

3)注重实践体系结构的建设:物联网工程专业应该培养出合格的“工程应用型”工科人才,比传统专业更注重专业的实践体系,因此需要根据社会对物联网人才就业岗位的能力要求、需求规模来设计目前物联网工程专业的整体培养目标与教学体系[4]。未来用人单位一方面会重视物联网工程专业毕业生在技术方面的专业基础,更重要的一方面是看他是否具有胜任物联网某一特定应用领域的实际工作能力。因此我们一定要从培养目标的定位与课程体系的设计开始就重视这两个方面的需求,处理好综合能力培养和理论教学以及实践教学之间的关系,进而增强毕业生的就业竞争优势。

4)开设适合我校商科院校办学特点的特色课程:我校是以经济学、管理学为主的综合性大学,可以适当考虑增开具有我校办学特点的优势专业任选课程,例如:行业营销专题、项目分析与策划专题、行业管理学专题等。

4 关于师资队伍和教材建设的思考

为确保教学质量,师资队伍的组建格外重要。立足计算机信息与工程学院,面向全校,甚至更广的范围,选聘专业基础扎实、经验丰富、教学水平高的优秀教师,主讲本专业的核心课程,尽快建设一支科研力量强、教学能力上档次、年龄及职称结构合理的教师队伍,选拔出优秀的学科管理人及学科带头人,为专业的长远发展夯实好基础。在专业建设初期,对于新兴的物联网工程专业来说,即便是教师,对这些新的技术、新的教学内容的掌握也相当有限,在这样的情况下,切勿出现因人设课的现象,可以通过加大投入力度,鼓励教师通过科研实践来为教学积累经验,打破“纸上谈兵”的弊端,此外通过寒暑假进修、交流等途径,拓宽知识面、深化技术能力。

物联网工程专业在我国2011年才开始进行第一批本科专业招生,之前仅仅是计算机大类中在硕士或者博士研究生培养阶段的一个方向。所以虽然目前有不少优秀的物联网方面的图书,但是适合本科教学用的教材的还是极少。因此在教材建设方面我们还有很多工作要做,一方面,精选一些相对较好的教材和参考书,另一方面鼓励教师自编教学教材,并根据学生课堂反馈情况对教材做进一步的完善。

5 结合优势资源,促进专业建设发展

1)实验室建设:实验室建设是实践教学环节的有力保障。计算机信息与工程学院下设计算机技术实验室、电子技术实验室和工程管理实验室,实验设备门类齐全。物联网工程作为新专业,一定要树立实践能力导向的培养观念,建议在原有资源的基础之上,设立专门的物联网工程实验室,加大投入,建立高水平的实验平台,采取“教授实验室负责制”,利用先进的设备,一方面鼓励学生多花时间在实验室,另一方面鼓励教师组建科研团队,在物联网、智能通信等方面多出成绩,“出高峰出高原”,以科研带动教学,实现创新教育模式。通过全面深入的实践性教学,培养出合格的物联网工程专业人才。

2)应用型研究机构的助力:物联网在物物相连进行信息交换和通信的过程中,产生了大量数据,物联网携手云计算、大数据产生了巨大商业价值,也影响着各领域新商业模式的形成。可以说,物联网生成大数据,大数据助力物联网。2015年,我校建立了大数据与互联网创新研究院,这是促进物联网工程专业建设发展的良好契机和平台。此外,计算机信息与工程学院还下设计算机应用和管理工程2个研究所,如何整合我校这些与物联网工程相关的研究机构的优势资源,促进本专业的发展,也是我们需要思考的新课题。

3)校企合作搭建人才培养平台:物联网产业的全面发展需要大批高素质的技能型专门人才,企业人才需求导向在高校人才培养中有着不可替代的重要影响,抛开社会需求,孤立地进行人才培养是非常不科学的。因此校企合作是一个良好的切入点,从人才培养的针对性、实践性和职业性下工夫,从而实现人才培养和产业需求的无缝对接。目前,湖南省从事物联网行业服务、研发、生产的相关企业达200多家,涉及物联网产业链的各个环节[6]。良好的校企合作资源背景,便于我们建立创新型校外专业实践基地,打造学校教师、企业骨干相互渗透的交互式教学模式,以大力发展横向课题为手段,解决企业实际问题,以凸显我校商科院校的人才培养特色。

4)校校联动搭建资源共享平台:第一批物联网工程专业招生在2011年,我省中南大学即为第一批招生的30所高校之一。此外,国防科技科大连续三年在全国大学生物联网创新创业大赛中获得特等奖;国防科技大学、中南大学和湖南大学共同承担了国家传感器网络专项研究课题;湖南大学成立物联网研究中心并建立超级计算机中心[7]。新专业的建设不是一蹴即就的,要不断进行探索,借鉴其他兄弟高校相关专业的成功建设经验,及时修正和完善不合理的地方。我校物联网工程专业建设初期应以校校联动为纽带,互通信息,互聘教师,互建项目,搭建教育资源、科研资源、人才资源的共享平台。

5)与地方政府对接,以推动地方经济发展:我校在促进区域经济发展方面一直起着不可磨灭的作用。进一步促进我校在物联网方面与地方政府的全面合作,推进“校地联盟”,实现地方政府通过经济资源和政策、项目支持学校,而学校用知识创新助力地方政府的“双赢”局面。

6)建立校园创业服务平台:在校内管理方面大力推进物联网技术的运用,通过在校内搭建适合物联网工程专业同学切身体会物联网企业发展全过程的创业服务平台,实现近距离的理论指导实践,实践促进理论的循环体系。

6 结束语

物联网工程专业作为一个新兴的应用型专业,其专业建设是一个复杂的工程。本着“新、精、实”的原则,寻求有商科院校特色的人才培养模式,建设优秀的师资队伍,搭建高水平的教学资源平台是我校办好物联网工程专业的前提。突出物联网产业人才的市场需求特点,采取学校与企业协调配合,学校与地方政府互利互助,理论课程与实践课程相辅相成,教师与学生互学互动的途径,培养出合格的物联网工程专业人才。

参考文献:

[1] 刘云浩.物联网导论[M].2版.北京:科学出版社,2013.

[2] 吴功宜,吴英. 物联网工程导论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.

[3] 胡忠望.“物联网工程”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010(22).

[4] 吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21).

[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).

第5篇

关键词:物联网;校企合作;资源包;教学

中图分类号:G712

1 物联网发展现状

物联网是世界信息化发展新的推进,是互联网应用的推广和深化,其目标是实现一个智慧化的世界,预计到2020年,世界上将有500亿个智能物体连接到网络上,地球上人均6个。未来物联网产业规模巨大,带动力强,已经成为国际新一轮信息技术竞争的关键点和制高点。2010年3月5日,总理在政府工作报告中,明确将“加快物联网的研发应用”纳入战略性新兴产业的发展任务。近年来物联网发展速度迅猛,物联网专业人才需求量大增,由其是物联网技能操作型人才更是紧缺,面对如此大的人才需求量,很多技工院校都相继开设或准备开设物联网相关专业。

2 校企合作资源包开发思路

校企合作是职业教育发展的必由之路,也是培养高技能人才的必要环节和重要平台,运用校企合作模式开发物联网教学资源包,可将企业的先进技术同实际的理论教学相结合,二者取长补短。物联网作为技工院校新兴的专业技术课程,主要训练学生掌握物联网基础理论,具备安装、调试、运行和管理物联网的能力,具备开发物联网终端软件的基础能力,具备物联网应用系统故障排除能力。其教学难点是如何更直观展现物联网的组成,运作过程,如何安装和调试物联网产品,并能进行简单的物联产品开发。传统教学偏重物联网理论讲解,没有形象的展示物联网的实现过程,作为物联网企业,虽然有先进的技术,但又不了解实际的课堂教学。如何更直观的展示物联网的运作,只有通过企业和学校的双向联系,按照学校的教学要求开发物联网实训平台,把抽象的教学内容通过形象直观的实训项目表达出来,有助于学生尽快掌握物联网技术。

3 物联网教学资源包的特点

物联网教学资源包有别于一般教学素材包,是通过学校和企业合作开发,其中理论部分由学校物联网专业教师来编写,实训部分由学校教师制定方案,由企业工程师来实现。资源包应尽可能形象、直观的展现物联网运作过程,注重培养学生的动手能力和空间想象能力,掌握物联网产品的使用方法并能进行简单的物联产品开发。

4 物联网教学资源包开发过程

面对新兴的物联网产业人才需求,我院领导高度重视,先后同南京五十五所等物联网企业建立长期合作关系,并聘请物联网企业专家为教学咨询官,为物联网教学资源包的开发创造了良好条件。通过专业教师和企业工程师的交流讨论,结合当前物联网就业方向,开发适合技工院校学生学习的物联网教学资源包。

物联网教学资源包总共分为三大模块,分别为物联网理论、物联网应用、物联网实训(结构图如图1所示)。其中物联网理论包括7个模块,分别为物联网导论、自动识别技术、传感器基础、智能信息设备、无线网络、数据库系统、海量信息存储。

图1 结构图

物联网应用包括5个模块,分别为无线传感器、Zigbee技术、Android开发基础、Zigbee网络、传感器安装。物联网实训台由南京五十五所开发,型号为WLWSX-05(如图2所示),通过该实训台可以完成7个控制器实训和11个传感器实训,同时运用实训节点可以完成CC2530模块程序烧录、Zigbee无线点对点通信、Android用户端开发等。

图2 物联网实训台

5 结束语

本文讨论了校企合作模式下物联网教学资源包的开发,对实现过程进行了系统的分析,并给出了典型的实现模型,为后续资源库的开发提供了依据,在实际教学应用中取得较好效果,实现方法对于其他教学资源包开发也具有参考价值。

参考文献:

[1]杨喜林.浅谈高职物联网专业校企合作模式课程建设[J].教育与科技,2011(07):167.

[2]孙玉娣.高职物联网技术专业人才培养方案探索与实施[J].电脑知识与技术,2012(08):21.

[3]曾宝国.高职院校物联网应用技术专业师资队伍建设思路[J].中国电力教育,2012(14):118.

第6篇

关键词: 物联网; 应用型人才; 人才培养模式; 专业建设

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2016)10-67-03

Probe on the training mode of Internet of Things engineering specialty applied talent

Kong Rui, Zhang Bing

(College of Electrical and Information, Jinan University, Zhuhai, Guangdong 519070, China)

Abstract: The training of application oriented personnel of Internet of Things engineering specialty is studied; the training program and training mode are expounded and used in the construction of the Internet of Things engineering specialty of the school, to have obtained a better training result. This study can provide a reference for the construction of other engineering specialty.

Key words: Internet of Things; application oriented personnel; talent training mode; specialty construction

0 引言

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[1-2]。“物联网工程”是一个围绕“战略新兴产业”设立的新专业,2010年开始教育部进行了物联网相关专业审批,截至2015年6月,国内已经有近250个高校开设了“物联网工程”专业。“物联网工程”专业具有鲜明的特点:综合性、交叉性、应用性[3],涉及电子、计算机、通信等多领域相关专业知识。“物联网工程”专业培养的人才,不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式理论和相应的应用软件技术,还要掌握通信原理、计算机网络、无线传感网络以及3G/4G无线网络等新技术[4-5]。“物联网工程”专业应用的多样性,要求我们必须培养宽口径人才,既要重视基础训练,更要培养应用系统综合开发能力。“物联网工程”是应用性非常强的学科,仅传授理论知识是不够的,一定要立足实践,从应用入手。

1 社会对“物联网工程”专业人才的需求

党的十做出了坚持走中国特色新型工业化、信息化道路,推动信息化和工业化深度融合等一系列战略部署;我国已把物联网列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图;至2015年底,中国物联网整体市场规模达到7500亿元,预计未来几年我国物联网行业将持续快速发展,年均增长率30%左右,到2018年,物联网行业市场规模将超过1.5万亿元,物联网在制造、物流、交通、电力、安防、医疗、环保等领域得到了广泛的应用。

《广东省关于贯彻落实国务院部署加快培育和发展战略性新兴产业的意见》将“物联网列为重点发展领域”;《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》指出“建设南方现代物流公共信息平台”,率先发展“物联网”;广东省先后组织了“粤港RFID产业联盟”、“广州电子行业协会RFID专业委员会”、“RFID技术支持中心”等机构来推动本地区的相关物联网技术的应用和发展。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。物联网产业的发展,将会拉动各国经济的发展,物联网的广阔发展前景已经引起了产业链上各行业的青睐。物联网的产业链条涉及传感器、芯片、设备制造及软件应用等行业,作为新一轮的信息技术革命,物联网已经上升为国家战略,高校作为培养高层次人才的“主战场”,应针对性地设置“物联网工程”相关专业,有目标地培养“物联网工程”专门人才。

目前,我国已有近250多所高校设置了本科“物联网工程”专业,有些学校的“物联网工程”专业已招收了4届本科生,物联网发展的战略需求及人才培养需求,使得专业应用型培养模式设计非常必要。物联网技术构成主要由三层[3-5]:感知控制层、网络传输层、应用服务层。涉及到的关键技术有传感器技术、传感网技术、移动通信技术、嵌入式技术、信息安全技术等。社会对“物联网工程”专门人才的要求是:具备在物联网工程领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力,具备一定的物联网系统综合设计能力,掌握信息获取(传感器和信号检测相关知识)、信息传输(通信、计算机网络)、信息处理(数据融合、云计算等知识)、应用层(应用软件开发、嵌入式系统开发)相关知识,能从事物联网工程领域的科学研究和应用技术开发工作。

2 “物联网工程”专业应用型人才培养模式探索

目前,物联网技术还属于一个新兴技术,正在快速发展,物联网在世界范围内兴起仅仅有十多年时间,真正引起重视并快速发展是在近几年,国内高校开始建设“物联网工程”专业的时间更短。“物联网工程”是一个属于战略新兴产业的新专业,是一个与产业启动和发展同步建设的新专业,这就决定了物联网工程专业建设没有成熟的、体系化的理论和经验可以借鉴,专业建设具有探索性和不确定性,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。物联网专业人才的需求量将非常大,为了顺应国家对物联网专业人才需求,暨南大学于2010年就启动了“物联网工程”的筹备与建设工作,并于2012年经教育部批准建立了“物联网工程”专业,作为全国领先、广东省首批开设该专业的高等院校,我们在专业建设的过程中,遇到了很多问题,积累了一定的经验和教学成果。在已有“物联网工程”专业的课程体系基础上[6-8],我们进行了一系列的改革,希望能培养出“物联网工程”专业的应用型人才。

2.1 应用型人才培养思路

物联网工程专业具有鲜明的综合性、交叉性、应用性特点,以夯实学科基础,注重专业交叉,强化工程实践,培养创新能力为思路,以培养学生工程实践能力、创新能力和综合素质为核心,以理论教学和工程实践为两条主线,注重对学生进行综合素质、综合利用理论知识和解决工程问题能力和工程创新能力的培养。“物联网工程”专业是电子、通信、计算机等学科交叉融合、相互渗透的基础上,发展起来的一门新兴应用型学科, 针对该专业培养高层次、应用型人才的目标要求,我们在培养方式上以合作的企业为实践基地,以粤港澳区位优势为立足点,以项目教学为途径,以职业素养和实践动手能力为目标,兼顾学生创新能力,强调多层次协同培养,利用校企合作,交叉培养学生的实际工作能力。

2.2 校企合作,培养社会需要人才

校企合作是工学学科人才培养模式的关键,我们在“物联网工程”专业的培养环节,强调企业直接参与学生人才培养方案的制订工作,由于企业对市场的了解,企业向学校提供人才的需求计划、职业能力要求以及技术发展情况等信息。学校根据这些信息,通过优化整合,使得人才培养方案更加符合市场的需要、社会的需要,适应培养目标的需求。学校在相关企业建立校外实践基地,企业通过一定方式为学校提供技术、资金、场地等方面的支持,共同建立校内、外实践基地,这对学校培养学生的应用技术能力提供了基础保障,同时也节约了学校的办学成本,关键的是为企业培养了一批技术能手。校企合作,可以让学生深入到生产第一线,使他们在学习和工作两种环境中成长,有计划地使他们的事业心、责任感、专业技能、团队意识、人际关系、协作精神、组织纪律及创新能力等方面得到培养,综合素质得以提高,个人全面发展。最后,校企合作解决了毕业生就业问题,实行校企合作,学校有针对性地为企业培养合格的人才;学生也通过到企业实习,培养自己的职业兴趣,学生毕业后。就能较快地找到合适的岗位。

2.3 创新人才培养方式,推动物联网技术的产学研结合

“物联网工程”作为一门应用性极强的科学、作为一门实践性极强的产业、作为理论性极强的学科,离不开产学研的结合。我们将科研与教学相结合,把研究的成果用于企业,在教学中注重实践教学,紧密围绕物联网产业发展需要,校企合作进行技术研发,制定与培养目标相匹配的教学计划,使学生能较早接触和熟悉工程技术科学的基础知识和工程环境;结合物联网工程专业的具体特点,改革现有的人才培养模式(四年在校教育),制定有效、务实的应用型人才培养模式,实行“3+1”的人才培养模式(注:“3+1”是三年在学校,1年在企业),并开展教学实践。建立人才培养、引进、激励机制,校企教师“互兼互聘、互培共育”,优化“物联网工程”专业教学过程,学生总共有一年时间在企业学习,理论性强的课程在学校学习,实践性强的课程在企业学习。我校的“物联网工程”专业的培养方案除了公共课、基础课、专业课之外,还包括三个课程模块(以下简称:学程):RFID原理与应用课程模块、智能家居课程模块、智能制造与智能物流课程模块,不同的学程包含不同的课程,前两年“物联网工程”专业的课程设置全部一样,可以参考文献[6]和文献[7],从三年级开始,学生可以根据自己的兴趣,选择不同的学程,这些学程包括了该研究方向必须选修的一些专业课程,每个学程约15-20学分不等;实训课程一般都是放到企业进行授课,授课老师可以是企业工程师或学校有工程实践能力的教师,实训课程考核基本都是以课程设计形式进行。我校“物联网工程”专业开设的三个学程如表1。

2.4 项目式教学,培养学生创新能力和实践能力

构建“项目主导、模块递进”的专业课程体系,与企业工程师合作,引入实际项目,以项目为主导,按基本能力、专业能力、综合能力三个依次递进的模块建立课程体系。加强专业教学设施建设,建好物联网实验室和实训基地,为培养物联网工程技术型、应用型人才开辟良好的实践环境。在校企合作模式下的实践教学,可以将校内实验、企业实习、创新项目、学科竞赛等多种形式相结合,能很好地培养和训练学生的工程实践能力,满足物联网工程实用人才培养要求的“立体化培养、个性化拓展”的工学人才培养模式。我校2012级“物联网工程”专业的学生共30人,学生实际选择了前面两个学程。这30个学生,从大三开始就分成三个不同研究方向,分别到三个不同企业中。每个研究方向分几个研究小组,每个研究小组由3人构成,接受企业给予的实训指导和分配的任务,在校期间继续理论课学习,课后完成项目组任务,根据完成任务情况,由企业工程师和负责老师共同给予评分。同时,我们要求所有学生在四年学习中,每人至少参与一个大创项目或学科竞赛,经过四年的学习,学生的实践和创新能力得到大幅提升。

3 结束语

物联网的发展方兴未艾,在发展过程中会不断出现新的技术和需求,因此,“物联网工程”专业人才的培养方案和培养模式也必须与时俱进。近年来,我们在“物联网工程”专业建设方面已经积累了一定的经验,取得了一些研究成果,已经与珠三角地区物联网企业建立了紧密的合作关系,并建立了教学实践基地,通过“走出去,请进来”的方法加强实践教学。我们已经与地方六家物联网企业签订了实习和实训基地协议,合作编写了人才培养方案;我们秉承教学为企业服务、为珠三角和地方经济发展服务,积极与政府管理部门、行业协会、学术团体、高校和各类企业的建立学术和业务关系,得到各方面的热情支持,截止今年5月,我们培养的第一届“物联网工程”专业学生的就业情况非常好,今年毕业生除去读研学生,全部就业,用人单位非常满意。这证明了我们的应用型“物联网工程”专业人才培养模式的有效性,今后,我们会继续研究和探索,希望能为社会培养出更多、更好的应用型“物联网工程”专业人才。

参考文献(References):

[1] 刘云浩.“物联网导论”[M].科学出版社,2010.

[2] 王良民,熊书明.“物联网工程概论”[M].清华大学出版社,

2011.

[3] 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].西安电子科技大学出版社,2011.

[4] 徐鹏,王玉珏,李健.“物联网技术综述”[J].软件导报,2011.10

(5):50-52

[5] 孙其博,刘杰,黎等.“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,2010.33(3):1-9

[6] 孔锐,张冰等.“物联网工程”专业课程设置研究[J].暨南高教

研究,2012.1:66-69

[7] 孔锐,张冰等.物联网工程专业实验课程设置探索[J].实验技

术与管理,2014.31(2):179-182

第7篇

1 概述

物联网到现在任然是较热的一个词汇,它是新一代信息网络技术高度综合运用的代表。如今,物联网已从“概念”走向了“实践”,也被大规模地应用到国民生活的各个领域。我国高等教育的宗旨之一就是以工程教育来更好地服务国家发展战略,不少普通高校已开设了物联网相关专业并成立院系,而高职院校物联网专业的设置和发展才处于起步阶段。据不完全统计,湖北省六十余所高职院校中,开设物联网应用技术专业的不到三分之一。高职院校如何围绕区域经济建设,开办有鲜明特色的物联网应用技术专业,是一个值得深度研讨的课题。

2物联网产业的发展现状

我国物联网产业已形成了比较完整的产业体系,具备了一定程度的技术、产业和应用基础。2012年,我国物联网市场规模已经达到3650亿元,较2011年增长了38.9%。据权威部门预测,到2017年,我国物联网产业整体市场规模将达到30000亿元,年复合增长率超30%,市场前景巨大。同时我国已经形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区四大区域物联网集聚发展的空间布局,呈现出集聚发展的良好态势。

湖北省也于2014年年初出台的《湖北省物联网发展专项行动计划(2014―2017)》,该计划明确,湖北省物联网产业将全力突破智能传感器及芯片技术等四大核心关键技术,发展物联网器件及终端制造业、物联网软件开发和信息系统集成服务业、物联网运营服务业等三大重点产业,2017年物联网产业产值力争超过1000亿元。

2010年教育部下达了高校设置物联网专业申报通知,普通高校的物联网相关专业最早批准招生时间为2011年,目前申报并开办物联网专业的高职院校相对较少,相应的人才培养模式、专业建设等还没有统一的标准,均在开发、探索之中。

3 物联网应用技术专业人才需求

根据各地区物联网产业发展规划,我国很多省份的物联网产业2016年产值将超过1000亿元,与之对应的是社会对物联网人才的大量需求。加之物联网产业具有产业链条长的特点,一方面,发展物联网将加快信息材料、器件、软件等的创新速度,使信息产业迎来新一轮的发展高潮,大大拓展了信息产业发展空间;另一方面,发展物联网将带动传感器、芯片、设备制造、软件、系统集成、网络运营以及内容提供和服务等诸多产业发展,可以预见,物联网人才全国需求的数量更是一个超乎寻常的巨大数字。

经综合整理分析,未来三到五年我国物联网产业的部分领域人才需求数量如表1所示

4 高职院校物联网应用技术专业培养目标及规格

4.1高职院校物联网应用技术专业培养目标

在物联网架构中,可以从三个层次来区分人才需求,分别是:研究型、研发型、实施型。研究型人才通常为系统整体架构的发展为主要目标,研发型为系统整体建设为主要目标,实施型为系统整体架设与调试运行主要目的。高职院校的学生主要定位于实施型层次,而这个层次的人才在我国目前物联网产业中需求量也是最大。

故高职院校物联网应用技术专业人才培养目标可定义为:主要面向地方区域经济,服务于物联网产业硬件产品制造产业集群、物联网软件开发集成及服务产业集群,物联网平台运营服务产业集群等三大集群,培养适应我国物联网产业发展需要,从事物联网产品生产与检测,物联网系统集成、调试、营运与维护,物联网系统开发助理等岗位一线需要的高素质技术技能人才。

4.2物联网应用技术专业人才培养规格

1)岗位知识要求

掌握一定的英语词汇量,具有基本英语听说能力,能阅读和翻译本专业一般英文资料;掌握计算机网络技术、传感网络技术和通信技术的基本理论、基本知识;掌握计算机操作系统、数据库、射频识别(RFID)基本理论及基本知识;掌握主要软件开发工具,并具有一定的开发智能应用系统的工程技术知识。

2)职业能力要求

具备一定的信息搜集、处理、运用能力及程序设计基本能力;具备物联网常用设备的安装、调度能力;具有物联网组网方案拟定及物联网组建能力;具有物联网应用系统管理与维护能力;具有使用网络管理软件、网络编程工具、网页设计软件的能力;具有从事网络设备安装与技术支持工作的能力。

3)综合素养要求

坚持四项基本原则,拥护党和国家的路线方针政策;树立正确的世界观、价值观和人生观;遵纪守法,爱岗敬业,具有良好的职业道德和协作意识;具有良好的和用户的沟通能力、较强的观察能力和分析解决问题的能力;具有一定的判断和决策能力;有较强的人际关系协调能力和灵活的应变能力;具有健康的体魄,较强的心理调节能力和良好的心理素质,具有与人合作的团队精神和积极向上的创新精神。

4)职业资格证书

学生可以选择的范围有:中华人民共和国教育部教育管理信息中心物联网应用工程师证书、中华人民共和国教育部教育管理信息中心物联网开发工程师证书、普通高校专科英语应用能力证书或英语四、六级证书、全国计算机应用能力二级或更高级别证书等,可根据学生实际情况确定考取技能证书要求。

5 高职院校物联网应用技术专业课程体系设计

5.1公共课程

公共课、公共选修课是学生提升社会能力和方法能力的主要途径,需要在保证国家统一课程的基础上,着重培养学生的职业素养。本专业主要开设军训与入学教育、公共英语、思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、体育、应用写作、职业指导与创业教育、心理健康教育等公共课程。

5.2专业课程

1)专业基础课程

开设有物联网工程导论、C语言程序设计、计算机应用基础、认知实习、数据库原理与应用、Android程序设计基础、计算机电路基础与电路设计、数据结构、Linux操作系统、无线传感器网络与应用、计算机数学基础等课程。其主要目标是培养学生具备以下职业能力:良好的沟通表达能力;计算机软硬件系统的安装、调试、操作与维护能力;利用Office工具进行项目开发文档的整理(Word)、报告的演示(PowerPoint)、表格的绘制与数据的处理(Excel),利用Visio绘制开发相关图形的能力;阅读并正确理解需求分析报告和项目建设方案的能力;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。

2)专业核心课程

开设有物联网工程组网与布线、Android高级程序设计、传感器与检测技术、单片机原理与接口技术、RFID技术与应用等课程。其主要目标是培养学生具备以下核心职业能力:PC端简单数据库设计、简单算法设计能力;Android开发简单界面设计与简单移动手机端软件能力;基本数电模电设计和基于单片机系统的开发能力;简单嵌入式系统开发(ARM基础开发)和基本测控系统开发能力(基于单片机系统);基本无线传感器网络开发与应用能力;基本RFID系统开发与应用能力;对开发的物联网系统进行测试的能力;编写物联网相关文档的能力。

第8篇

关键词:物联网 专业建设 配套设施 人才培养模式

引言

物联网是通过射频识别(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,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1.物联网发展现状与趋势

目前全球物联网状况尚处于概念、论证与试验阶段,处于攻克关键技术、制定标准规范与研发应用的初级阶段,我国物联网处于与国际同步地位。但是,在核心技术和生产规模方面都还有差距。2009年国务院将传感网和物联网上升为国家五大战略性的新兴产业。

《物联网 “十二五” 发展规划》明确提出重点发展的应用示范工程有:智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居。

2.物联网的层次结构

物联网从大体上可以划分为三大层,如图1所示,分别为感知层、传输层、应用层。其中感知层也是物联网的精髓,感知层主要的任务是完成传感器的信号采集、协同处理、智能组网、信息服务,为上层提供控制必须的信息。传输层主要完成把感知层来的信息通过各式网关接入到现有的各种网络,如有线宽带、2G/3G、PSTN、Wi-fi等网络,完成数据的传输过程。应用层分为中间件和应用,中间件主要为解决分布异构问题。使得程序开发简便、周期短、减少了系统的维护、运行和管理的工作量,还减少了计算机的总体费用投入。

3.物联网专业建设[1]

物联网属于交叉学科,涉及电子、计算机、测控技术与通信等多领域相关专业知识。不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术,还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感器网络以及3G无线网络等最新技术,物联网是现有信息技术综合集成化的产物。

为了物联网技术专业人才的培养,主要由公共课、专业基础课、专业方向课和专业拓展课四部分组成的课程体系。

(1)公共课

主框架由思想政治理论课、大学英语、体育、文化素质教育等主干课程组成。其目的是通过这方面的教育,着重培养学生调查、抽象的逻辑思考与判断分析能力,提高写作水平,增强表达能力。

(2)专业基础课

专业基础课由概率论与数理统计、高等数学,大学物理,C语言程序设计、数据结构、通信原理、计算机网络、物联网体系结构、RFID技术及应用、传感器与自动检测技术等主干课程组成。其目的是使学生掌握物联网技术专业的基础理论知识,为掌握分析问题、解决问题的基本理论与基本方法打好基础。

(3)专业方向课

专业方向课的开设,是为了让学生根据个人的兴趣和自身特点,为自己今后的发展和研究选择一个合适的方向。可以拟定物联网理论和物联网工程两个专业方向,其中物联网理论方向开设的主干课程有信息存储与检索、软件工程、智能计算等,其目的是为了让学生掌握物联网技术相关的理论知识;物联网工程方向开设的主干课程有无线传感器网络、物联网建设、网络互联技术等,其目的是为了让学生掌握物联网建设相关的基本知识,为将来构建、管理各种类型的物联网打下坚实的基础。

(4)专业拓展课

对于工科类专业学生,未来所从事的行业主要与技术行业有关,而目前各个领域的技术已经在一定程度上交互渗透、互为补充。仅仅依靠本专业必修课中“狭隘”的专业知识,已难适应信息与技术高度集成化发展需求,若仅靠增加课程设置来适应技术的发展效果却太慢而且很不现实。而专业拓展课是指学生可以有选择地学习的课程,其目的是拓宽专业培养目标及提高专业人才培养规格。物联网技术专业拓展课程,包括算法设计与分析、计算机图形学、人工智能、电子商务、计算机控制技术、计算机英语、现代通信技术、神经网络概论、网络协议仿真、网络规划与设计、嵌入式软件设计、移动通信开发技术。其目的是为了拓宽学生知识面,提升学生综合素质,使学生了解本专业技术前沿。

4.物联网实验室建设[2]

物联网实验室建设应重视基本应用开发能力培养,实验环境能培养学生对实际物联网应用项目的整体把握的能力,有条件的建立宽泛实验环境,增加学生选择的机会,鼓励创新精神。高校物联网实验室建设可以考虑以下方案:

(1)基础实验:主要包括传感器、单片机、FPGA、嵌入式系统、RFID、计算机编程、计算机网络、中间件、电机控制、音视频多媒体技术等实验。

(2)综合演示实训中心建设:主要包括智能家居系统、智能安防系统、智能消防系统、智能门禁系统、智能教室系统、智能校园系统、智能家校通系统、实验室设备智能管理系统。

(3)应用实训中心建设:主要包括智能停车管理实训室、智能农业实训室、智能建筑实训室、智能无论实训室、智能电网实训室。

(4)物联网创新实验系统建设:包括硬件设备、软件资源、实验资源、教材等4个部分。硬件设备包括微机型无线传感器、通用传感器及被控对象、嵌入式网关、GPRS网络设备、蓝牙、低功耗WiFi和其他配套设备。软件资源包括无线传感器网络软件,嵌入式网关软件,PC数据管理与分析软件,实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、ZigBee/GPRS/Wi-fi/蓝牙等网络通讯实验、及组件控制实验等,通过对这三部分资源的充分学习,可为物联网工程应用打下坚实的基础,并通过不同传感器的特性,不同网络的组成形式,开发出更多实用性强调物联网应用模式。

5.物联网人才培养模式[3]

由于物联网技术的应用非常广泛,通常可将专业对应岗位划分为物联网系统集成和测试工程师、物联网系统销售和技术支持工程师、物联网系统开发工程师等三大基本岗位。具体的工作内容和范围如下:

(1)物联网系统集成、测试工程师:系统集成、测试工程师的工作任务主要是负责系统的软件、硬件和传感装置集成在一起,进行调试,发现并改进单元设计过程中的错误;负责无线网络与移动设备的构建、组网等工作。

(2)物联网系统销售、技术支持工程师:系统销售、技术支持工程师的工作任务主要是负责建立客户关系,能根据客户的需求,为客户推荐其感兴趣的产品,突出产品优势;根据客户需求进行物联网相关产品的配置、安装;负责物联网系统的日常和维护,进行一些基本的故障维修;负责传感器的采购、售前、售后维护等技术工作;负责物联网应用系统硬件和软件的日常维护工作。

(3)物联网系统开发工程师:系统开发工程师的主要工作任务是IC卡/RFID等应用流程设计、开发和测试;编写各种设计文档:嵌入式系统的解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导;RFID解决方案研究。

6. 结语

物联网产业的发展仍然处于起步阶段,很多问题还没有成熟的解决办法,包括高校物联网相关建设方案还处于探索过程,但只要不断创造适合人才事业发展和健康生活的生存环境。加大力度培养各类物联网人才,建立健全激励机制,造就一批领军人才和技术带头人,相信今后我国的物联网定会获得蓬勃发展。

参考文献 :

[1]杨从亚.高职物联网专业建设探索[J]. 职业技术教育.2010,31(35)。

[2]于继明,张燕,蔡琳. 高校物联网实验室建设思路[J].科学大众(科学教育).2011(3)。

[3]刘桂江,苏本跃,张友志等. 物联网技术专业人才培养方案的研究[J].安庆

师范学院学报(自然科学版).2011,17(1)。

作者简介:

第9篇

关键词:物联网 过程控制 研究

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)012-084-02

1物联网简介

信息科技日新月异,物联网是新一代信息技术的一个很关键的组成部分。物联网最初的起源可以追溯到互联网,是在互联网的基础上加上一些基本的识别技术,如RFID、无线数据通信等技术,让每个物体具有自己的特殊的“身份识别卡”,从而实现物与物之间的交流,即让物“开口通话”。各种传感器采集力、声、热、光、电等基本信息后,与互联网结合,实现我们需要的控制,监测,互动等功能。可以说,物联网技术的提出,是一个爆炸性的实现。庞大的数据量,庞大的算法设计,物联网的技术必定也会从另一方面促进计算机技术的发展。物联网技术的发展,也使得物联网在工业化工等过程控制领域的实现也越来越成熟。

2物联网与过程控制

工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自至今已经过了三代的发展:第一代为20世纪初开始形成并于50年代在线性代数的数学甚而上发展起来的现代控制理论;第三代为60年代中期即已萌芽,在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。我们知道,自动控制技术从发展到现在,已经在很多领域实现了很完美的应用。但是由于现代化生产过程的庞大性,需要控制的产品的质量的要求越来越高,复杂的控制问题已经不能游简单的控制理论解决,因此,计算机的应用对控制理论的发展是十分巨大也是革命性的,计算机控制技术不断前进,也是靠这些先进的控制理论和计算机技术相结合的推动。

随着物联网技术的逐渐成熟,用物联网来实现过程控制技术也逐渐发展起来。我们知道,一个典型的给予计算机的过程控制系统分为以下的几个等级层次:工厂优化,监督,监管和保护。全球数据库和数据处理工厂的电脑系统都处于尖端水平,蕴含了相当大的计算能力。集散控制系统和过程与保护分别位于两个相对较低的层次。建立以物联网为基础的过程控制系统的目标是在分级结构中添加一个额外的物联网级别去强化基于计算机的过程控制系统,而不是取代它。额外的物联网等级应根据控制要求妥善放置在现有的过程控制系统的分级结构中。额外的物联网级别可能与现有的过程控制系统通过工厂优化水平,监督水平或监管水平这一级相连。因此,基于物联网的过程控制的范围被定义为过程控制体系中的物联网控制水平。而远程监测和控制站,通过无线网络和调制解调器与现场总线相连。

3应用关键

网络过程控制十分有效并且节省资源。但是,物联网过程控制也有其关键的因素。

(1)工业化的基础是自动化,自动化领域发展了近百年,理论,实践都已经非常完善了。特别是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂营运而生的DCS控制系统,更是计算机技术,系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术结合的产物。DCS的理念是分散控制,集中管理。虽然自动设备全部联网,并能在控制中心监控 信息而通过操作员来集中管理。但操作员的水平决定了整个系统的优化程度。有经验的操作员可以使生产最优,而缺乏经验的操作员只是保证了生产的安全性。是否有办法做到分散控制,集中优化管理?需要通过物联网根据所有监控信息,通过分析与优化技术,找到最优的控制方法,是物联网可以带给DCS控制系统的。

(2)IT信息发展的前期其信息服务对象主要是人,其主要解决的问题是解决信息孤岛问题。当为人服务的信息孤岛问题解决后,是要在更大范围解决信息孤岛问题。就是要将物与人的信息打通。人获取了信息之后,可以根据信息判断,做出决策,从而触发下一步操作;但由于人存在个体差异,对于同样的信息,不同的人做出的决策是不同的,如何从信息中获得最优的决策?另外物获得了信息是不能做出决策的,如何让物在获得了信息之后具有决策能力?智能分析与优化技术是解决这个问题的一个手段,在获得信息后,依据历史经验以及理论模型,快速做出最优决策。数据的分析与优化技术在两化融合的工业化与信息化方面都有旺盛的需求。无论智慧方案,还是智能行业,智能的根本离不开数据分析与优化技术。数据的分析与优化是物联网的关键技术之一,也是未来物联网发挥过程控制价值的关键点。

网络过程控制的另两个难题是网络延迟和用户不定。由于我们无法准确估计信息比特在网络中的数量到底有多少,因此基于物联网远程过程控制不可能处理成闭环控制,因为它是需要精确刻化时间的。安全性、网络延迟与用户不定使得网络过程控制设计和基于计算机的分布式常规过程控制不同。工厂设备和网络的信息交换允许器不仅可远程监控工厂设备的行为,同时可对质量和产量做出迅速反应。安全问题应是控制机制设计中首先考虑的问题。这里安全问题包括安全控制算法以及对实时数据和控制器安全访问的权限。对实时数据和控制器的安全访问可通过防火墙、特权限制等现存网络安全方法实现,因此设计时只考虑安全控制结构的问题。

此外对于基于Internet的远程过程控制系统而言,系统的评价和安全检查是十分重要的问题。目前,可以采用MTBE动态仿真器上的网络过程控制系统对整个系统方法的设计测试和评估来实现,但对于网络引入造成的潜在危害应有一定的系统标识,这是在设计系统时应该考虑的。

4应用实例

我国成功运用物联网进行过程控制的是浙江力太科技有限公司。浙江力太科技有限公司研发出一款“制造物联网系统”,第一期一条生产线20台加工设备应用了该技术,正式运行一个月后,生产总效率提升了15%,员工时间利用率提升了12.4%,目前正在拓展整个车间的应用。该技术填补了目前我国物联网在生产过程控制的空白。

“制造物联网系统”具有创新性及极高的应用和推广价值,它利用自动采集技术手段,将制造工厂的生产设备、人员、材料、工艺和节拍等进行管理并数据化、透明化。该技术提高了生产过程的快速响应和协同作战能力,从而提高了生产管理的效率,同时通过系统理顺了生产过程控制流程,提高了生产管理水平。“制造物联系统”推出一年来,目前在全国已有30多家企业投入使用。工厂的设备利用率普遍提升10%以上,有些甚至达35%,目前已经在离散制造业的轴承、卫浴、汽车零部件等行业得以应用。

5总结

网络的发展已经遍布世界各地,信息高速公路的逐渐完善更使很多可能假想变成现实,人们可以通过网络经行随时随地的交流和信息传递,在工业过程控制中,网络更是有巨大的潜力和市场。物联网由于其自身的优势,使得基于物联网的远程过程控制不仅仅使得用户对工业过程进行远程的监控和调节,而且可以使过程控制实现很多以前意想不到的可能,可以联网查看市场的变动,从而快速智能调整我们的控制策略。物联网的技术理论研究成果是十分成熟的,但是实际的控制系统却没有得到广泛的开发,这也限制了物联网的应用。物联网控制系统的开发是十分有独特特点的,基于计算的过程控制不需要考虑复杂的网络环境,以及无可预测的信息量和随时可能爆发的网络安全性问题,因此不能简单地将计算机过程控制移植物联网中来。另一方面,物联网的过程控制由于发展的延迟,使得市场上仅有少数的用户,再设计物联网过程控制系统的时候,必须考虑未来用户的参与,从而合理优化资源。

参考文献:

[1] 金以慧,王诗宓.过程控制的发展与展望[J].控制理论与应用,1997(14).

[2] 梁莉,李强.工业计算机网络在控制系统中的应用[J].计算机工程,2002(10).

第10篇

关键词:物联网;项目实施与管理;员工培训管理

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)03-0666-02

自1999年麻省理工学院MIT提出网络化的无线射频识别系统RFID以来,2000年国际电信联盟ITU提出“IOT”(Internet of Things)概念后,物联网广泛出现了技术论坛和国内外研讨会上。对于我国而言,2009年总理提出“感知中国”计划正式拉开了中国物联网发展的序幕。

物联网是指通过信息传感装置,按照事先约定好的协议,将一些具体事物与互联网联系起来,并进行相互的信息交换以及信息通信,从而实现智能化的定位、跟踪以及监控和管理功能的一种网络。物联网概念的理解又可以进一步分为狭义物联网和广义物联网:狭义物联网即是物与物的通信,而广义物联网是指物理世界和信息世界的通信与融合,前者实现的目标是“万物网络化”,而后者实现的目标是“网络泛在化”。物联网概念的提出改变了人类对周边环境和交互方式的理解。

根据物联网“十二五”规划的专家论证调研, 2010年我国物联网的产业规模取得了长足的进步和深入的发展,其中具有核心技术的产业投资111亿元,传感器等中间件的企业达到300余家,而物联网的专业人才需要达到了5万,而高技术的专业人才就占到了5000人以上。

在这些广泛的物联网人才需求中,主要涉及到四大类人才:物联网智能终端产品辅助设计、物联网项目规划施工管理、设备维护维修以及设备的安装调试。

1 物联网项目定位

以安徽电信工程有限责任公司数据通信部为主要依托,可以主要开展物联网项目系统集成与维护为目前主要项目开拓方向。在这项业务方向上,要求相关员工必须具备以下的专业素养和技能要求:

1) 具备从事物联网工程项目的规划、实施的基本技能和体系化的管理方法;

2) 具备物联网设备安装、调试和维护的能力,并且能够有效地保障客户满意度;

3) 具备物联网项目售后服务、维保及其相关的管理素质;

4) 配合物联网智能终端产品的生产制造与辅助设计,从而有效地保持和产业链上游、下游企业的联系与配合。

通过调研,物联网项目的规划与实施主要内容如图1所示。根据这些内容,相关的物联网产业链中的企业工作过程主要分为以下步骤:物联网项目的招投标、中标后的项目设计与图纸设计、物联网工程项目综合布线与施工管理、传感器节点的安装与调试、数据传输设备的安装与调试、应用程序的安装与调试、物联网工程的竣工与验收、物联网工程项目的后期维护与管理。

2 员工的技能培养与培训方案

为了更好地开展物联网工程项目的招标与施工,我们有必要对我们的员工进行施工素质与技能的培养与培训。

按照物联网工程企业的业务开展步骤,我们可以将物联网工程中员工必须具备的知识和技能按照以下几个方面进行展开:物联网项目工程管理培训、物联网项目规划与实施培训、物联网项目综合布线培训、传感器节点安装调试与维护培训、数据传输设备安装调试与维护培训、应用程序安装调试与维护培训以及智能终端产品辅助设计的培训。这些培训可以使得员工具备具体的物联网工程实施能力和管理能力。

3 物联网企业发展的瓶颈问题

现在的物联网发展处于蓬勃发展期,但是不得不承认,要想真正实现物联网产业的腾飞还需要解决一系列制约物联网发展的问题,诸如物联网企业的标准化体系还不完善、物联网工程的造价过高等等问题,另外,对于中国的设备商而言,3G市场的格局已经基本定型,外资企业设备商在企业中的份额远不如2G时代,因此如何借助物联网工程重返利益市场是外资设备上的重要机会,国内的运营商和设备上也面临诸多技术和市场的挑战。

因此,企业在物联网工程的初步运营接入和小范围的试点后的运用融合、技术创新和服务创新过程中需要不断地提高自身员工的技能素养,做好技能培训工作。

参考文献:

[1] 朱晓荣,齐丽娜,孙君,等. 物联网泛在通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2010.

第11篇

关键词:物联网技术;计算机网络工程专业;学科建设

现代社会发展过程中,对于计算机网络专业人才的培养力度不断加大,究其原因,科学技术创新速度加快,若国内科技产业发展水平不高,则会直接影响我国在国际范围内的地位与经济实力,也同样会制约国家发展与进步。为此,对于计算机网络专业技术人才的需求量必然会增加。在这种情况下,国内高校对于计算机网络专业人才教育与培养给予了高度的重视,要想培养出专业的计算机人才,大部分高等院校计算机网络工程专业的建设都引入了物联网技术,并且确定了该专业建设方向与目标。

1计算机网络工程建设现状

目前,国内已高度重视物联网技术在计算机网络工程建设中的应用,但是通过计算机网络工程的建设状况可以发现,计算机网络工程在实际建设方面仍存在诸多不完善的地方。其中,绝大部分高等院校专业课程体系并不健全,而且教学规划并不科学与合理,物联网技术方面的师资严重不足,甚至在实验室设备方面也有待完善。以上问题都对国内物联网技术专业人才的教育以及培养产生了直接的影响[1]。除此之外,还有很多高校对于计算机网络工程课程并不重视,形式化严重。根据上述研究与分析可以发现,这也是国内计算机人才缺失的根本原因。为此,要想实现高等院校对物联网技术的充分利用,确保计算机网络工程项目得以科学合理地建设,就必须要高度重视专业人才的培养,有效采用正确方法,不断增强高等院校观念与意识。因为高等院校是计算机专业人才集中的场所,因而必须要发挥自身的主导性作用,以保证学生能够更主动地探索计算机网络工程的建设途径,实现该专业的全面可持续发展。

2基于物联网技术的计算机网络工程专业建设路径

2.1物联网发展方向的确定

物联网技术与互联网技术之间存在紧密的联系,在物联网技术当中包含互联网技术,同样也包含射频标签与传感器网络技术,有效地实现了物和物以及人和物之间的智能化沟通与对话,同时构建现代化网络信息系统[2]。以物联网技术为切入点展开分析,要想实现物联网技术的全面发展,就一定要有计算机设计作为重要基础,因为计算机学科是推动物联网知识完善的前提。站在物联网技术结构角度分析,物联网技术可以细化成三个层次,即感知层、网络层与应用层。实际研究结果表明,传统计算机网络工程专业的建设更关注对学生计算机软件开发与应用的引导,通常都是将设计和搭建作为核心,营造计算机网络的教学氛围。在教育教学实践中,物联网技术在计算机网络工程建设中并未得到充分运用,反而是传统的计算机网络工程专业更为突出[3]。所以,要想将物联网技术的作用充分发挥出来,那么专业工作人员不仅仅需要掌握与物联网技术相关的知识以及资料,同样也应确定物联网技术未来发展的具体方向,正确认识物联网技术在计算机网络工程中的重要作用,同时补充应用层以及感知层的知识内容。在此基础上,专业人员还需要合理借鉴传统计算机网络工程具备的优良特点,有机融入物联网技术,进而不断调整并改善计算机网络专业的课程内容,全面培养物联网技术的专业人才。

2.2计算机网络工程专业人才的全面培养

现阶段,我国社会的局势变化速度较快,而在发展的过程中高度重视各方面人才培养,特别是计算机专业人才培养,已逐渐成为国民关注的重点。但是,因为不同高等院校的侧重点存在差异,因而在计算机网络工程教学方面同样存在不同之处[4]。在这种情况下,培养计算机网络工程专业人才时,教育部门必须要构建更为健全的教育教学机制,同时配备充足软件设施以及硬件设施。另外,因物联网技术的实践应用范围较广,所以高等院校在计算机网络工程教学实施的过程中,必须要深入分析物联网技术,同时构建独具特色的教学模式,必须保证计算机网络工程教学形式改革的合理性,并且因地制宜,才能够更进一步创新教学的内容和方法,以保证调动起计算机专业学生学习的积极性,更积极地参与实践教学。这样一来,基于物联网技术构建计算机网络技术工程并培养专业人才才能够取得更为理想的成绩。

2.3网络工程培养模式的建立与健全

要想进一步提高计算机网络工程项目的建设效率,高等院校则需要在实践过程中形成更加完整与健全的网络工程培养模式。根据实践研究结果可以发现,网络工程的培养模式的具体组成有四个部分,即人才专业地位、创新能力的培养、人才培养模式的评价机制以及知识结构[5]。而在以上四个组成部分当中,创新能力与人才培养模式的评价机制占据重要的地位。究其原因,高等院校只有全面创新自身的思想观念,才能够与时展需求相适应,进而构建更具特色优势的网络模式,正确指导并教育计算机网络专业学生,全面培养学生的创新思维能力与自主学习能力。也只有人才培养模式评价机制更加完善,才能够及时发现高等院校培养模式存在的问题,及时采取措施予以弥补。科学合理的教学模式可以为学生提供高质量的教学内容,培养学生的综合能力。以某高等院校为例,其内部设立了“食品营养与安全”以及“工业发酵微生物”等重点实验室以及教育部,并且在食品科学以及生物工程等相关领域取得了理想的研究成果。基于该院校所具备的优势学科,即食品与生物工程,计算机学院网络工程专业就可以将食品安全和生物发酵控制物联网作为应用领域,与食品学院以及生物学院中的专业教学资源相互结合,拓展网络工程专业培养的方向。而在诸多学科交叉与融合的基础上,将轻工行业物联网的应用作为主要特色,构建计算机网络工程专业培养机制。

3基于物联网技术的计算机网络工程专业建设优化策略

物联网技术的运用并不仅局限在计算机网络工程建设过程中,同样可以将其融入到其他专业当中。为此,各高等院校应积极构建更具特色与优势的网络工程建设培养系统[6]。与培养的实际状况以及资料数据相互结合,确定物联网技术的具体培养目标,全面创新课程体系。除此之外,还应与时俱进,充分考虑科学技术发生的变化,适当调整计算机教学大纲,有效补充传统教学方案内容,以保证为学生创造更加理想的学习条件,确保教育教学的特色,在毕业以后学生能够彰显自身实力,提高就业能力以及市场竞争实力。

3.1计算机网络工程专业培养目标

基于物联网技术,计算机网络工程专业的建设应将现代信息处理技术作为重要对象,全面培养学生的科学素养,以保证学生可以在毕业以后将物联网技术应用在轻工行业、科研单位以及信息产业中,成长为更具专业行业知识与技能的应用型人才。在此过程中,需有效培养学生的通信技术、传感技术以及网络技术等基本理论以及应用能力,以实现系统化地集成和技术的开发、应用、推广,提高自身的物联网工程实践水平。对于学生的专业能力培养需要满足以下要求:(1)掌握计算机科学和技术、网络工程等方面的理论以及方法,并具备丰富的基础理论知识;(2)全面掌握传感器技术以及无线通信等相关物联网感知层关键技术的知识以及技能;(3)具有各种类型网络系统运维能力,并具备较高水平的分析、开发以及设计的能力,同时软件编程的能力要突出;(4)可以从事轻工行业中物联网领域的科学研究;(5)深入了解计算机网络与物联网行业的发展动态以及技术标准,熟悉与掌握资料查询以及文献检索的基本方法,能够通过互联网的合理运用获得所需信息内容,并具备信息获取的能力[7]。

3.2计算机网络工程专业的主干课程

对于计算机网络工程专业而言,其物联网方面的课程设置应将专业的培养目标作为重点方向,全面提升学生的动手能力,强化其创新思维。而学生则能够在学习计算机网络和物联网基本理论与知识的过程中,掌握网络分析以及设计方法,同样具备灵活应用物联网的技能。在物联网当中,感知层的作用就是感知并采集现实世界当中的信息,所以,网络工程专业的物联网课程设置应将当前计算机物理层课程作为重要基础,有效结合通信原理、射频技术、传感器技术以及无线通信等多方面的课程内容,使学生能够更深入地理解与物联网感知层相关的理论知识。而针对物联网的网络层,在传统网络工程专业中,已涵盖大部分知识内容,只需将无线传感网络与自组网的理论课程融入其中,即可有效增强学生对于物联网网络层的理解与认知。对于物联网的应用层,其重要的作用就是可以考虑各个行业发展的具体需求构建信息管理平台,同时充分结合行业应用的具体特点,集成相关的内容服务。与应用层特点相互结合,各个院校能够与自身的优势学科相互结合,进而设置具有独特行业特色的物联网信息处理技术、物联网应用程序设计以及无线自组网的应用等相关课程教学[8]。与物联网安全技术相关的课程并不仅仅包含物联网中的三个层次,同样也包含嵌入式知识课程内容。综合性考虑既有网络工程专业课程设置,计算机网络工程专业的物联网课程所包含的内容主要有:网络程序的设计、物联网应用程序的设计、计算机组成原理、离散数学、物联网安全技术、数据结构、数据库原理、网络系统的集成、计算机网络、网络管理、物联网信息处理技术、射频技术和无线通信等。

3.3计算机网络工程专业的专业实验

通过设置专业实验,能够全面培养学生计算机网络技术以及物联网技术的学习与开发能力,并构建综合性平台,以保证学生自身的动手能力与创新能力得到全面提升,使其更加熟悉与了解网络工程以及物联网原理与实践应用。网络工程专业实践环节主要包含了五个部分,即毕业实习阶段、计算机基础练习阶段、课程设计阶段、生产实习阶段与毕业设计阶段。而对于专业实验而言,则主要有面向对象课程的设计、无线传感器网络课程的设计、物联网综合应用课程的设计以及数据结构和C语言课程的设计等。

4结语

综上所述,在物联网时代背景下,物联网技术将被广泛应用在社会各个领域当中,而人才培养是推动该行业发展的根本要素,所以,要想满足物联网行业对于复合型人才的实际需求,有必要深入分析并探讨物联网技术基础上的计算机网络工程专业建设,同时应有效结合传统的网络工程专业和学校内部优势学科,在有机整合跨学科专业资源的基础上,积极成立更具行业特色的应用创新人才的培养模式。本文针对计算机网络工程专业的物联网人才培养目标、主干课程以及创新能力培养方式以及培养模式评价机制展开了深入探讨,进一步推动了高等院校网络工程专业的全面可持续发展,同样也使得高等院校计算机网络专业的发展方向更加明确与合理。

参考文献

[1]帅军.探讨物联网技术下计算机网络工程专业建设[J].科技展望,2015,25(29):7.

[2]熊聪聪,畅卫功,刘尧猛,等.物联网技术下计算机网络工程专业建设的探讨[J].中国轻工教育,2012(4):9-11.

[3]沈广东.物联网技术下计算机网络工程专业建设探讨[J].电脑迷,2016(6):126-127.

[4]许浒.基于物联网的《计算机网络工程》教学设计改革[J].电脑知识与技术,2014(33):7933-7935.

[5]邓春晖,余小华,蔡沂,等.网络工程专业下物联网技术及应用方向课程设置研究[J].物联网技术,2013(10):87-89.

[6]包永锋.刍议建筑智能化技术在物联网时代的发展和应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(16):2387-2388.

[7]刘冠群.基于物联网技术的智慧教室一体化现代教学模式构建[J].现代职业教育,2015(10):15-17.

第12篇

关键词 物联网 本科教育 教学设计

物联网技术的发展的发展,它将计算机技术、通信技术以及微电子技术作为基础,它利用射频技术、传感器、分布式计算、无线传输及实时数据交换等技术与互联网形成了一个物物通信的架构和系统。物联网作为第三次信息产业的发展趋势,受到了我国政府、教育、科研、产业界的高度重视,各高校相继申报和试行物联网专业,预示着物联网技术将成为未来发展的战略进程,为人们的生产、生活提供了广阔的发展前景,中国的物联网发展已进入了一个全新的、难得的高速发展时期。

与此同时,以计算机技术与网络技术为基础的物联网工程专业,也面临着如何建设物联网本科专业的严峻问题,从如何设置专业的培养方向,如何对培养的目标和课程教学体系建设,如何将学生的基本能力与社会发展需求相适应,本文将结合高校物联网专业的相关实际进行探讨,以期对相关决策者提供一定的参考与依据。

一、物联网技术的发展现状

物联网技术的发展与我国的信息化建设息息相关,任何一项技术的出现及发展都必须与其社会发展背景相适应。经过很长一段时间的发展,信息技术作为推动物联网技术发展的强力支撑,将伴随着通信技术、微电子技术的飞速发展而日益成为促进社会经济发展模式的新动力。中国互联网信息中心在每年的网络统计报告中指出,我国网民人数将近5亿,位居全球第一位,我国在无线射频技术、传感技术等领域的不断研究和实践,已初步形成了覆盖人与物的网络信息技术系统,为物联网技术与互联网的接入提供了延伸和扩展。

通过对人的分析,我们可以概括出物联网技术的所实现的功能。比如人是通过人的感觉器官来从外界获得刺激等信息,并通过人的神经系统来讲感知到的信息传递给大脑,大脑通过分析和处理,将感知的结果又通过神经系统传递给人的感官,通过感官的行为来作用于外界的事物。与此相同的是,物联网技术的实质就是通过多种技术来实现对外界的信息的获取,并传输给中央处理器,通过处理后将结构或指令传递给相关的电子设备或元器件,此项过程的完成是在计算、控制、通信、协调与自治中来实现对智能设备的管理与操作,从而实现对物的实时感知、动态反馈等。

二、物联网专业与课程体系建设关系研究

(一)物联网工程专业的设置必须与社会需求相适应

物联网技术的发展具有“新、长、专”的行业特点,它不仅涵盖更的新型技术,也与很多产业存在关联,因此,对其发展必须由技术领域展开,逐步实现物联网学科体系的全面深化和建设,在课堂体系设置上要根据社会、产业的发展需求,对课程体系的设计要结合国内外的先进的设置理念,十分审慎的规避风险,从而将“源学科”的专业优势发挥出来。

(二)对未来社会就业岗位及就业能力进行相适应

物联网工程专业不仅具有信息技术的特征,同时与工程技术紧密相关,对学科的分类与定位也是当前争论的焦点。我们知道,物联网技术的发展,主要依靠信息技术的传递来实现人、机、物的信息交换,从而将其归属于计算机学科比较合理。

(三)对物联网技术专业与计算机专业之间的融合

物联网技术是建立在计算机技术的基础之上,必然要与计算机技术的学科产生交叉和影响,因此,在对其专业设置时,要从学科关系上确立计算机专业的地位,并对教材建设、师资配备上保持一定的相适应。

三、物联网专业本科段的培养目标

制定合格的专业培养目标不仅关系到学生未来就业的成败,同时对于提升院校的教育教研水平至关重要。为此,物联网专业在培养目标上应该从以下几个方面着手。

(一)课程体系建设方面

物联网专业的课程设置必须遵循学生德、智、体、美全面发展的要求,在计算机技术、通信技术、软件技术等领域里培养扎实的基础,具备相应的职业道德,具备一定的工程技术理论知识,具备一定处理设计、集成、应用等一体化的技术能力。在课程开设方面要将高等数学、概率与数理统计、电路分析基础、场论与复变函数、高频电子技术、计算机语言程序设计技术、以及电磁场与电磁波、微波技术与天线等专业技术作为基础理论课程。

(二)实践实习是物联网技术专业建设中的重要环节

通过对电子电工实验室建设,为学生的实习与实操提供训练场地,物联网技术与工程技术具有紧密的联系,特别是软件课程设计、硬件课程实践,对各种电子技术、高频技术、以及通信原理技术都需要在其相应的实验室进行实践和操作,唯有此,才能为社会提供高水平、高能力的综合性技能型物联网人才。

(三)加强对物联网专业的师资建设

师资力量是关系到专业开设成败的重要方面,各高等院校在人才的引进与调度上要结合课程开设实际,特别是对于电子信息工程专业的高职称的人才应该作为物联网专业人才引进的重点。

总之,物联网专业的发展必将对国家的发展战略起到重要的推动作用,加强对物联网专业的学科建设,着眼于未来,将计算机技术、信息技术、传感器技术等学科的综合优势转化为提高学生的综合能力,为社会培养更多物联网人才。

参考文献:

[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21).