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物聯網工程導論范文1
近些年來計算機專業畢業生存在“就業難”的現象，很大一部分畢業生就業不是在自己的專業方向，另一方面相關的企業招不足需要的人才，存在著供需結構性失衡。國內外各類涉計算機專業的高校和學術團體都在積極探索計算機專業人才培養模式的改革，但由于受傳統教育思想以及教學計劃和本專業理論體系的影響，制訂的專業教學計劃仍然沒有脫離原課程體系的框架，既要培養學生較強的實踐能力，又要有完整的知識體系，使得一些理論深、難度大的課程在教學計劃中仍占有較大的比重，一些應用性較強新興發展的課程難以全面進入教學計劃。這樣一來造成了既沒有達到讓學生理論扎實又沒有培養好熟練的實踐能力，從而出現了一方面社會對計算機專業人才的大量需求，而另一方面大量的計算機專業的畢業生無法找到在本專業工作的機會。同時大學的各個專業都把計算機課程列為基礎課程，計算機專業畢業生不再具有多大的專業優勢。這些都對計算機專業的發展構成了挑戰。
一、計算機專業面臨的挑戰
隨著我國高等院校的數量逐年增加，在校生總數達到前所未有的數量，設有計算機專業的學校已經從20世紀60年代的50余所發展到今天的近千所，建立軟件專業的學校600多所。除了計算機系（學院）外，很多學校還建立了軟件職業學院、網絡學院、信息工程學院等院系。隨著信息技術在各行業的應用，極大地推動了人們學習計算機技術的熱情，同時也給計算機專業帶來巨大的挑戰，信息技術的全球化，使得各國紛紛在信息產業的各個方面搶占技術制高點，謀劃布局新的技術創新點。挑戰催生動力，創新獲得優勢。在此形勢下，迫使我們努力思考：計算機專業如何改變以適應發展帶來的挑戰？
二、物聯網技術給計算機專業發展帶來的新機遇
物聯網的概念是在1999年提出的。IOT（The Internet Things）也就是“物物相連的網絡”。“物聯網”是在“互聯網”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品和物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡。通過射頻識別、紅外感應、全球定位系統、激光掃描、各種傳感器等信息感知設備，按照設定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息傳輸、計算、處理、知識挖掘，以實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理，達到對物理世界實時感知控制、實時管理和科學決策的目的，實現人與人、人與物、物與物之間的信息交互和無縫連接。
物聯網技術作為我國國家新型戰略產業的一項支撐技術，相關的研究活動和產業應用已經成為企業研究應用的一個熱點。各高校也積極設置、建設相關的專業，“物聯網工程”、“物聯網技術”、“物聯網應用”、“傳感網技術”、“智能電網”等涉物聯網的相關專業應運而生，同時還有很多的院校正在積極籌備和申請進入這個行列。
物聯網技術涉及的原有專業非常多，有計算機，電子、傳感器，自動化，自動控制、通信等等，還有相關的行業應用特點，使得物聯網技術成為一個涵蓋面廣，應用廣泛的一個大領域。而計算機專業20多年的發展使得其變成了一個常規專業，基本上90%以上的院校都有計算機相關專業，99%以上的院校都有計算機課程。計算機專業的畢業生風光不再了，生源萎縮了，計算機專業如何在物聯網大發展的形勢下，進行創新獲得新的生機與活力。需要將計算機專業特點和物聯網的知識體系聯系起來，找準自身定位，立足學生的長遠發展，進行課程創新，教學計劃更新。物聯網工程導論是一門物聯網技術的導入課，以宏觀的應用視角對物聯網技術的特點、發展、應用、展望進行論述，可以作為計算機專業的一個擴展，為進入物聯網研究作導入。
三、物聯網工程導論的課程特色
物聯網工程導論課程的綜合性強。作為典型的交叉學科，物聯網工程導論涉及的概念、原理、技術眾多，涉及計算機、通訊、電子、自動化的多個學科，具有很強的綜合性。其理論體系中很多應用原理都牽涉到復雜的學科聯系，很多概念也較宏觀 ，這在教學上對教師的知識面要求很高。
但在強調物聯網工程導論的融合背景的同時，應該看到它又是一門理論和應用關系十分密切的綜合性很強的課程 ， 與計算機技術有著密不可分的聯系，具有較強的實踐性。要求學生不僅應該知道課程所涉及內容的來源和背景 ， 掌握該課程的基礎知識和基本技能 ， 同時還要求學生能夠應用所學理論通過設計編程實現，比如在課程中學習的多種編碼方法，都需要編程實現。
于此同時，物聯網工程導論課程內容與很多計算機專業課有著緊密的聯系，如互聯網絡、傳感器、自動控制、數據挖掘等內容，它的發展具有深厚的信息技術基礎，廣泛應用于工業、農業、安保、智能家居、軍事等領域。物聯網不是互聯網的簡單接入和應用，它將催生很多具有“計算、通信、控制、協同和自治”特征的智能設備和應用，必將引發計算機、網絡與信息技術在更大范圍更多領域更深層次的應用，帶動廣泛的學科交叉與融合，為計算機與信息技術的研究與發展提供更大的空間。
四、教學方法研究與設計
（一）強調學科背景，激發學習興趣
物聯網工程導論課程中運用了大量的計算機知識以及廣泛的應用前景，有眾多現實的應用例子，接受起來比較容易。很容易通過現實例子和應用展望激起學生的學習興趣。此外，由于物聯網工程導論所闡述的內容基本都是宏觀概念，部分學生在學習的過程中，會下意識地覺得物聯網太大，是搞科學研究人員學習的內容，對就業沒有什么太大的作用。這勢必會影響到學生正常的學習態度，從而影響整個課程的學習效果。
因此，我們設計在第一次課時，結合物聯網的學科特點以及與計算機的聯系，強調隨著通信和網絡技術的發展 ， 人類已進入了信息化的社會， 大學生需要具有全面信息觀念和較好的信息處理能力，物聯網工程導論正是信息技術發展的前言。因此 ， 學好這門課程就顯得尤為必要和重要，從而讓學好這門課程成為大學生自覺的行動。
（二）因材施教，打通學科聯系
物聯網工程導論目前主要是針對計算機相關專業大三的學生開設，此時的學生電路、數據結構等課程已于大二上全部學習結束，與物聯網工程導論同時開設的是一些專業課程，如網絡工程、信息系統等。如果這時過于強調物聯網工程導論中的理論知識，一方面，由于學生對理論課程的學習早已結束，部分知識已經淡忘，另一方面，剛開始接觸計算機的專業課程，興趣難免轉移。為此，針對學生特點，對授課內容做了如下調整：
首先由于物聯網工程導論涉及的內容很多、邏輯性很強，必須合理地篩選授課內容。在側重基本概念、基本原理和基本方法原則指導下，重點講授基礎的或者帶有普遍意義的知識點。在教學的過程中注意將授課內容與計算機學科聯系，如算法對程序設計的作用，施工技術對網絡性能的影響等。
其次強調概念、理論的物理意義，聯系應用以培養學習興趣。由于本課程的理論是通過多門學科交叉而來的，過度關注理論往往會使得學生感覺抽象、枯燥，漸漸造成學習興趣的下降。針對這種情況，應在保證基本概念以及簡單理論說明的前提下，淡化學科區分和界限，強調融合應用。同時增加課堂演示性實驗和課后實驗環節來保證學生對課程知識的理解。
（三）創新教學手段，培養學生職業技能
著名《學會生存》一書中指出：教育既有培養創造精神的力量，也有壓抑創造精神的力量，這就說明了教學方法，對學生的學習效果的重要性。為此在物聯網工程導論的授課過程中，除了采用傳統的老師講，學生聽的授課方式，更注重發揮學生的主體作用，采用了自主學習、課堂討論、小組研究、企業參觀等手段。
如：對于RFID模塊開發，首先由授課老師開發一個案例進行演示講解，進行學生分組，布置開發作業在課后進行分析開發，然后再在課堂上分組上臺進行展示解說 ， 并讓下面的同學提出問題 ， 在互動的過程中加深對該RFID模塊開發的理解，最后布置課后實踐，要求學生全部會簡單開發。通過自學、討論、實踐三個環節，使得學生們的學習熱情很高， 紛紛花大力氣查閱相關資料，積極討論，學生的積極性得到空前激發，對所學內容有了較深的理解。
五、結束語
物聯網工程導論是物聯網專業的一門基礎課程，也是最近幾年快速發展的一個課程，筆者從計算機專業的特點以及物聯網的快速發展的現狀，分析了該課程的特點，從教學內容，教學方法、教學手段、學生職業能力培養、學生創業能力等方面闡述了自己的思考體會，期望能對計算機專業的發展做一些專業擴展，使計算機專業的學科建設適應社會對信息化的需求。
參考文獻：
[1]吳功宜，等.物聯網工程導論[M].北京：機械工業出版社，2012.
物聯網工程導論范文2
關鍵詞：物聯網技術與應用 教學目標 知識體系 內容安排 教學方法
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（a）-0162-03
物聯網（Internet of Things，IoT）概念最早于1999年由美國麻省理工學院提出，隨著技術和應用的發展，物聯網內涵不斷擴展[1]。目前業界普遍認為：物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡延伸，它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網絡傳輸互聯，進行計算、處理和知識挖掘，實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的[2-5]。
物聯網可以廣泛應用于經濟社會發展的各個領域，引發和帶動生產力、生產方式和生活方式的深刻變革，成為經濟社會綠色、智能、可持續發展的關鍵基礎和重要引擎[6]。近年來，在“兩化融合”和“感知中國”等國家戰略背景下，物聯網發展受到了我國政府、科研、教育、產業界的高度關注。我國經濟社會各領域蘊含巨大的物聯網應用潛能，眾多行業對物聯網技術人才需求旺盛[7]。為此，中國傳媒大學于2012年通過教育部審批，依托理工學部信息工程學院網絡工程系開辦物聯網專業方向，成為全國較早面向本科生開設物聯網專業方向的高校之一。
1 課程教學目標
《物聯網技術與應用》是網絡工程系物聯網技術專業方向學生學習的第一門專業課，其主要目的是使學生了解物聯網的基本概念和相關技術，對物聯網在各個領域的典型應用有所認識，在此基礎上了解物聯網系統的整體框架，明確物聯網工程各個專業課程的意義和課程之間的關系，為后續的學習打好基礎，同時激發學生的學習興趣[8]。因此，《物聯網技術與應用》課程的講授成功與否關系到物聯網人才培養的質量，進而影響到我國物聯網技術發展的進程[9]。
2 課程知識體系及內容安排
2.1 知識體系
物聯網的架構分為3個層次：感知層、網絡層和應用層，如圖1所示[1]。
感知層是物聯網的“皮膚”和“五官”，用于識別物體、采集信息，是聯系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動感知設備包括：RFID標簽與讀寫設備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測控設備等；感知層中的人工生成信息設備包括：智能手機、智能機器人等。
網絡層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過各種接入技術連接最終的用戶設備。匯聚層的功能為：匯接接入層的用戶流量，進行數據分組傳輸的匯聚、轉發與交換；根據接入層的用戶流量，進行本地路由、過濾、流量均衡、優先級管理，以及安全控制、地址轉換、流量整形等處理；根據處理結果把用戶流量轉發到核心交換層或在本地進行路由處理。核心交換層為物聯網提供一個高速、安全與保證服務質量的數據傳輸環境。匯聚層與核心交換層的網絡通信設備與通信線路構成了傳輸網。
應用層可以進一步分為管理服務層和行業應用層。管理服務層通過中間件軟件實現了感知硬件與應用軟件物理的隔離與邏輯的無縫連接，提供海量數據的高效、可靠地匯聚、整合與存儲，通過數據挖掘、智能數據處理與智能決策計算，為行業應用層提供安全的網絡管理與智能服務。行業應用層由多樣化、規?；男袠I應用系統構成，包括：智能電網、智能環保、智能交通、智能醫療等。
此外，涉及感知層、網絡層與應用層的共性技術包括信息安全、網絡管理、對象名字服務與服務質量保證等。
2.2 內容安排
《物聯網技g與應用》課程的內容安排[10-12]如圖2所示，其中，各部分包含的主要內容有[1-6]以下幾方面。
物聯網概論：物聯網發展的社會背景、技術背景；物聯網的定義與主要技術特征；物聯網體系結構；物聯網關鍵技術與產業發展。
RFID技術：自動識別技術的發展背景、條形碼簡介、磁卡與IC卡的應用、RFID、RFID應用系統結構與組成、RFID標簽編碼標準。
傳感器技術：傳感器；智能傳感器與無線傳感器；無線傳感器網絡；無線傳感器網絡通信協議與標準。
嵌入式技術：智能設備的研究與發展；集成電路；嵌入式技術的研究與發展；RFID讀寫器與中間件軟件設計；無線傳感器網絡節點設計；可穿戴計算研究及其在物聯網中的應用；智能機器人研究及其在物聯網中的應用。
移動通信技術：通信技術的發展；移動通信技術的研究與發展；3G技術與移動互聯網應用的發展。
定位技術：位置信息與位置服務；物聯網中的位置服務；定位系統；移動通信定位技術、基于無線局域網的定位技術、基于RFID的定位技術、無線傳感器網絡定位技術。
數據處理技術：物聯網數據處理技術的基本概念；海量數據存儲技術；物聯網海量數據存儲與云計算；物聯網數據融合技術；物聯網中的智能決策。
信息安全技術：物聯網信息安全中的四個重要關系問題；物聯網信息安全技術研究；RFID安全與隱私保護研究。
物聯網的應用：智能電網；智能交通；智能醫療；智能物流。
3 課程教學方法
自2014年春季學期《物聯網技術與應用》課程首輪授課起至今，筆者已從以下幾方面做了有益嘗試，取得了良好的效果。
3.1 采用“翻轉課堂”模式將課堂內外相結合
翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。該教學模式需要學生在課后完成自主學習，即自主規劃學習內容、節奏、風格和呈現知識的方式，可以通過看視頻講座、聽播客、廣泛閱讀各種書籍、與其他同學討論等方式進行。教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習，其目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習體驗。翻轉課堂是對傳統課堂教學結構與教學流程的徹底顛覆。
在該課程的講授方式上，筆者嘗試引入“翻轉課堂”模式，轉變以往授課過程中教師“滿堂灌”、學生只是被動接受的傳統教學模式，利用教學實踐中小班授課、學生人數較少的優勢，使每位同學都有機會走上講臺，輪流充當“教師”的角色，過一把“教師癮”，從而充分調動學生的學習積極性和主動性。具體的實施過程為：首先，請每名學生選取物聯網學科中自己較為感興趣的一項具體技術作為自己的講授對象，通過廣泛查閱書籍文獻資料、上網搜索最新科技資訊等方式了解該項技術的來龍去脈、前世今生及發展前沿。然后，請學生自制課件，通過文字、圖片、視頻等方式形象生動地向大家講解艱澀枯燥的具體技術內容。其間，其他同學可以隨時提問，形成良好的互動效果，極大地活躍了課堂氣氛，同時也鍛煉了學生的邏輯思維能力和語言表達能力。最后，由教師點評學生的表現，指出其講解的優缺點，并補充完善知識點內容。學生的個人表現很大程度上決定了該門課程的個人結課成績。通過3年來具體的實踐，筆者發現學生們搜集資料的深度和廣度都遠遠超出了筆者的預期。作為老師，在授課的同時也收獲了很多新知識，達到了教學相長的目的。
3.2 教學與科研相結合
教師授課過程中應避免簡單生硬地照本宣科，而應以自身的科研經歷和科研體會現身說法，以激發學生的學習興趣。物聯網作為一門新興學科，發展日新月異。每輪備課時都要加入新的科技進展，對于教師來講，在科研方面需要不斷地關注科技前沿動態，及時更新知識，極具挑戰性。就筆者而言，由于一直從事數據挖掘領域的研究，在講授第八章《物聯網數據處理技術》時，就結合目前正在進行的有關電視節目受眾收視情況的數據挖掘研究課題，以實驗中具體的數據、模型為例，為學生講解數據挖掘技術的具體流程和其中的關鍵步驟，從而進一步加深學生對該技術的理解程度。
3.3 “走出去”與“引進來”相結合
“走出去”是指教師應當經常參加國內外相關教研機構組織的高校物聯網專業建設的培訓班、研討會等，廣結同行，吸取其他兄弟院校專業建設、課程改革的成功經驗，達到“它山之石可以攻玉”的目的。此外，還可以與國內一些專業從事物聯網技術的企業建立良好的合作關系，建立學生實習、實訓基地。學生可以到企業實地參觀相應的產品生產線，以便與課堂中學到的知識點概念、原理聯系起來，獲得感性認識，從而加深理解。同時，學生可以利用寒暑假時間到企業實習或選派學生到企業進行畢業設計，不但使學生掌握了物聯網技術、熟悉了企業的運行模式，還可以為企業提供專業的人才，拓展學生的就業渠道[13]。
“引進來”是指教師應當定期邀請國內外物聯網專業的權威教授、相關技術人員走進課堂、走上講臺，為學生帶來最新的行業發展信息。此外，在教材選擇方面，教師應當不局限于國內出版的一些經典教材，還應當廣泛引進國外的外文教材，追蹤國際領先的前沿技術[14]。
綜上所述，文章從“物聯網技術與應用”課程的教學目標、知識體系及內容安排、教學方法等方面進行了探討。由于物聯網技術是近年來的新興技術，該課程也是中國傳媒大學理工學部信息工程學院網絡工程系自2014年首次引入的新課程，一切還在逐步摸索過程中，因此，探尋一套適合本專業學生的課程教學方案任重道遠。
4 結語
此文是筆者近3年來參加物聯網專業建設研討班培訓、備課、授課的心得體會。由于筆者的驗有限，考慮問題難免有失偏頗，望與各位讀者共同探討。作為一名青年教師，筆者未來仍然需要逐步沉淀，不斷思考、總結、實踐，為培養出社會需要的物聯網專業人才貢獻力量。
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物聯網工程導論范文3
關鍵詞：課程體系；教學模式；平臺建設；分層/分類培養
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：2095-1302（2014）01-0077-03
0 引 言
物聯網是繼計算機、互聯網、移動通信網之后的又一次信息產業浪潮。代表了未來網絡的發展趨勢與方向，政府大力支持物聯網的發展，企業和教育界、科技界共同推動，物聯網產業已經成為國家戰略性新興產業，需要大量熟悉和精通物聯網的專業人才[1，2]。在此背景下，北京聯合大學自動化學院對2011版自動化專業培養計劃進行了修訂，在 “智能測控技術”專業方向的基礎上建立了“信息處理與物聯網技術”方向[3]。
1 專業現狀與背景分析
原“智能測控技術”專業方向以信息的采集和處理為主，課程主要包括檢測技術、傳感器原理及應用、智能儀器、計算機控制技術以及LabVIEW技術等，是傳統的專業方向，課程的覆蓋面較窄，偏重于系統前端的硬件采集原理，系統的概念較為薄弱；從人才培養的角度來看，已經滿足不了厚基礎、寬口徑的人才需求，學生掌握知識的集成度不高。為了既保持傳統的經典知識內容，又要為課程體系增加新的特色和先進內容，將傳統的專業方向賦予時代意義，使學生們真正學以致用，“信息處理與物聯網技術”專業方向應運而生。
“智能測控技術”和“信息處理與物聯網技術”并不是割裂的，前者是后者的基礎，后者是前者的延續和拓展。從技術的角度上講，物聯網分成三個層次[4，5]，即感知層、網絡層、應用層，形成了物聯網的體系架構。物聯網的感知層涉及到傳感網技術，會有多種傳感器應用其中，正是“智能測控技術”方向的核心內容；物聯網的應用層是多種信息的智能處理技術，也是“智能測控技術”方向的主要內容，它們被物聯網網絡層連接，即新的專業方向加入無線傳感網等新知識、新技術，形成物聯網系統體系的概念。
我們的教學理念在于從一個大系統的角度看待物聯網，利用物聯網實現系統的集成創新應用和信息化服務。以物聯網體系框架為依托，實現信息的采集、傳輸、有用信息的提取和整理、以及完成相應的控制和信息應用，重點突出無線傳感網和應用層設計，及物聯網的行業應用和信息化服務。因此本課程體系的設置將突出系統網絡架構、選擇物聯網關鍵技術，并將物聯網技術與經典的檢測及控制方法相結合，實現物聯網的多領域應用[6，7]。以物聯網為載體，培養學生的創新意識，增強學生的實踐動手能力，提高學生專業綜合素質。
2 課程體系設置
“信息處理與物聯網技術”專業方向設置在自動化學院，因此它的應用特色非常鮮明。課程體系的設置如圖1所示，加強了實驗/實踐環節的內容設置。其中，理論教學是基礎，對物聯網的體系結構、關鍵技術和相關領域的典型應用形成完整的闡述，實驗教學作為理論課程的延伸，是抽象到具體的過程，試驗環節的設置按照物聯網的體系結構，完成由下而上的知識獲取和驗證；物聯網作為一種實用技術，讓學生去感受、去體驗、去親自動手設計和實現一個系統更是至關重要的。通過實踐環節中的認識實踐，學生去企業參觀感受，體會知識的力量和企業文化，培養對專業的認知和信心；工作實踐則更近了一步，利用假期時間到相關企業中從事基礎和簡單的專業工作，深化所學知識的專業應用技能；請工程師或行業企業從業者走進學校的課堂，結合實際的應用案例，為學生出題和指導，進行專業綜合訓練，為學生的實際設計能力和實際動手能力培養打造了平臺，提供了方向。理論教學、實驗教學、案例教學和各個實踐環節相結合，增加課程的實用性。為應用型人才的培養奠定了基礎。
2.1 理論課程
集成了多種新知識和新技術的應用，涉及的知識點眾多，作為系統的學習和設計，理論教學中課程內容的銜接、承上啟下的課程安排非常重要；理論課程包括基礎課程（也稱為學科大類課程）和專業課程[1]。
本專業方向偏重于傳感檢測、無線網絡的設計以及行業應用，尤其是工業物聯網的兩化（信息化、自動化）融合，因此在限選課中還有相關行業技術應用課程：虛擬儀器技術、現場總線技術等。任選課作為專業限選課的補充，完善物聯網的設計和應用。
通過理論課的學習，學生將會對知識融會貫通，對信息處理和物聯網的應用體系和架構充分了解，具有物聯網系統的理念和基本的組網設計能力。但是在實際應用中，需要將多門課程、甚至多學科的知識融為一體，去設計、安裝、調試、運行一套系統。這種靈活運用所學知識于實際系統的能力，是真正的學以致用的體現。因此實驗室建設、實驗基地建設和實驗項目開發，對于學生消化、理解理論知識和培養實際動手能力至關重要。
2.2 實驗室建設
圖2所示是物聯網專業方向的實驗室建設框架，實驗室建設與課程設置緊密相連，并考慮到學生的分層教學以及科研平臺的擴展性。利用已申請的中央財政支持地方高校專項資金，正在籌建支撐“物聯網技術及應用”、“無線通信和無線網絡基礎”及“物聯網應用層系統設計”等課程的課內實驗平臺，包括三個模塊：第一是物聯網技術基礎實驗模塊； 第二是無線傳感網開發設計模塊；第三是物聯網技術沉浸式體驗模塊。其中第一和第二模塊在教學上采用學生熟悉的C或C++語言實現節點和無線網的設計，網關采用Linux、andor兩種操作系統，學生可以根據自己的基礎和喜好選擇；第三模塊是智能家居（體驗）實驗室，根據家居實景建立的物聯網系統，可以實現燈光、安防、煙感、窗簾、空調等家居設備的遠程控制。此系統采用最適合無線傳感網絡的Tiny OS操作系統，可以作為學生初識物聯網系統的感性認識體驗模塊，也可以作為教師、學生進行科研開發的平臺。目前在建實驗室物流綜合實驗室和未來超市都是物聯網在行業中的具體應用，提供學生進行專業綜合訓練。
課程的實驗內容全部以實際系統為主，綜合訓練學生的系統設計、軟件編程和系統調試能力，包括對傳感/變送器的選取、信號的采集與處理方法、無線傳感網組網技術、物聯網應用層設計、針對不同領域執行器的選擇等；并將先進的虛擬儀器技術與物聯網應用相結合作為物聯網的信息處理方式，培養學生設計智能儀器的開放性創新能力。通過實際項目訓練，學生可以完成從了解任務的需求、根據需求制定系統方案、在最佳性價比的基礎上選型系統的硬件配置、組網，到應用所學知識編制合理的軟件程序，并具有系統調試、通過系統運行結果分析問題、定位問題、以及解決問題的專業核心能力。
2.3 實踐基地建設
物聯網工程技術是集成的信息/控制服務系統，可以應用于不同的行業和領域。據報道目前物聯網專業的人才缺口近20萬，因此培養適合于企業的應用型人才就是物聯網專業的人才培養目標。產學研的辦學模式是企業和學?？焖贉贤?、共建共贏的很好方法。在課程建設、實驗室建設的同時，積極與企業聯系，建設校外實踐教學基地是專業方向建設的重要環節。同時在我們的教學計劃中還有工作實踐的內容，建設實踐基地也為學生的工作實踐提供了場所和條件。利用北京市高新企業多，許多區縣建立數字北京、智慧北京的物聯網項目的機會，與企業和公司合作，進行橫向項目的開發和實踐基地的建設。選派學生到相應的公司企業進行畢業設計，不但使學生掌握了物聯網技術、熟悉了企業的運行模式，還可以為企業提供專業的人才，實現企業與學生的雙向選擇。
3 教學模式的探索
物聯網教學涉及的知識點眾多，學生直接進行理論課的學習難免感覺枯燥和凌亂；但物聯網的應用可以無所不在、生動有趣，這樣的特點決定了我們在教學時可以先引起學生的興趣，讓他們明白所學可以如何用。因此在課程的安排上首先是導論和浸入式體驗的認識實踐，然后才是相關專業課的學習和實驗，并在第六個學期進行工作實踐，加深專業知識的應用，第七學期開設專業綜合訓練，學生進行設計性、應用性訓練，形成物聯網系統。圖3所示是學校物聯網方向的教學進程圖。
4 結 語
物聯網技術的課程設置應當具有以下特色：
第一是先進。課程設置針對目前最熱門的集成技術應用—物聯網系統的設計及應用，是傳感技術、計算機技術、網絡技術和信息控制技術的發展方向，體現了先進技術的特質；
其次就是實用。課程設置和內容將重點突出實用性，理論是基礎，實用是根本。強調實驗環節，以增強學生的實踐動手能力和畢業后對崗位的適應能力為宗旨，突出重點，強調實用。
第三是靈活。不但體現在課堂上課程設置的靈活性，也顯示了物聯網學習的靈活性。以物聯網體系框架為依托，重點突出無線傳感網和應用層設計及工業物聯網的應用。學生可以根據實際系統的需要靈活配置。強調培養學生靈活思維，突出創造性和創新意識，是學生綜合素質的體現。
最后是深入。課程的工程性、實用性、設計性很強，也有許多公司會舉辦大型的物聯網設計大賽，因此可以為有興趣的同學開辟第二課堂，通過指導學生參加相關專業的科技競賽帶動大家的學習熱情，深入理解本門課的內容。
參 考 文 獻
[1] 王志良，閆紀錚.普通高等學校物聯網工程專業知識體系和課程規劃[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.
[2] 王志良，石志國.物聯網工程導論[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.
[3] 教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會.高等學校物聯網工程專業實踐教學體系與規范[M].北京：機械工業出版社，2011.
[4] 張光會，余晃晶.試論物聯網工程專業的人才素質和培養目標[J].科技信息，20ll（11）： 216-217.
[5] 沈蘇彬，范曲立，宗平，等.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報，2009，29（6）：1-11.
物聯網工程導論范文4
關鍵詞：物聯網；家園共育；無線傳感器網絡；智慧幼兒園
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0031-03
1 物聯網技術概述
1.1 物聯網定義
物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定通信協議，把物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。“IOT，The Internet of Things”，就是“物物相連的互聯網”。
1.2 物聯網體系結構
IOT的體系結構由3層組成，其模型如圖1所示。分別為感知層、網絡層和應用層。下面簡要各層次的功能和作用。
1）感知層
物聯網的核心，是信息采集的關鍵部分。感知層位于物聯網三層結構中的最底層，其功能為“感知”，即通過傳感網絡獲取環境信息。感知層是物聯網的核心，是信息采集的關鍵部分。
感知層技術包括傳感器技術、二維碼技術、射頻識別（RFID）技術、ZigBee、藍牙等相關技術。
2）網絡層
網絡層為第二層，其功能為實現信息的“傳送”，即通過通信網絡進行信息傳輸。網絡層是感知層和應用層聯系的媒介和橋梁，它由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網等組成，相當于人的神經中樞系統，負責將感知層獲取的信息，安全可靠地傳輸到應用層，然后根據不同的應用需求進行信息處理。
網絡層技術包括移動通信網絡、互聯網、信息中心、網管中心、云計算平臺等。
3）應用層
應用層根據不同用戶的需求向用戶提供各類管理平臺和運行平臺，并根據各種應用的特點集成相關的內容服務。應用層通過各類用戶界面顯示設備以及其他管理設備來為用戶提供服務。
應用層的應用包括物流監控、污染監控、智能檢索、遠程醫療、智能家居、智能交通等。
2 核心技術分析
2.1 無線傳感器網絡
無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network， WSN）是由大量的傳感器組成，以分布式的方式構成的無線網絡，其傳感器節點以靜止或移動的方式分布與協作。以無線傳輸方式，將整個網絡覆蓋范圍內被感知對象的信息通過感知、采集、處理，并最終把這些信息發送給網絡的所有者。無線傳感器網絡結構如圖2所示。
2.2 新型的無線傳感器網絡
無線傳感器網絡主要應用在采集位置、光強、溫度、濕度、壓力、生化等可量化數據。同時，對視頻、音頻、圖像等多媒體信息的獲取也成為我們在醫療監護、交通監控、智能家居等領域中的實際需求。因此，無線多媒體傳感器網絡成為一種解決方案。無線多媒體傳感器網絡（WMSN，Wireless Multimedia Sensor Networks）是以傳統WSN為基礎，導入視頻、音頻、圖像等多媒體信息感知功能而產生的新型傳感器網絡。無線多媒體傳感器網絡體系結構如圖3所示。
3 “智能環境檢測系統”解決方案
“智慧幼兒園”是以物聯網為基礎通過物聯網感知層的各類感知設備借助互聯網覆蓋全校園，利用智能網關給予認證，結合攝像頭，將學校資源整合到互聯網上的一項智能應用。智慧幼兒園以物聯網技術為基礎，將各種應用服務系統集成，使幼兒園保教工作、園務管理和家園共育充分有效融合。
環境是人們賴以生存的必要條件，特別是幼兒在園的環境更是家長關心和關注的焦點。智能環境監測系統，實現對幼兒園室內環境的實時監測，實時為用戶提供可靠并且全面的環境信息。通過系統，家長可以獲得實時的居住環境信息，如溫度和濕度、各種有害氣體的濃度、光照強度、火災信息等。同時，此系統中傳感器所得到的環境參數可以為其他幼兒園設備做決策參考，最終由智能園所系統實現對園所環境的智能調節。因此，智能園所系統為用戶提供了安全、舒適、便捷生活的環境，從而使環境監測子系統成為了智能園所系統的一個非常重要關鍵部分與基本環節，，能否擁有一個好的智能家居系統的關鍵在于能否設計出好環境監測子系統，這對改善人們生活環境的舒適度有非常重要的意義。
3.1 ZigBee 技術
ZigBee 技術主要用于低數據傳輸速率并且傳輸距離要求不是很遠的各種通信設備之間[3]。ZigBee的名字主要來源于蜜蜂通過跳 ZigZag形狀的舞蹈來傳遞所發現的食物的位置、距離和方向等信息，一只一只的傳遞下去，此種技術與蜜蜂的這種通信方式相類似。ZigBee聯盟則于2001年成立，而在2002年下半年，以及四大半導體公司共同宣布加盟ZigBee技術聯盟，以研發名為ZigBee的新一代無線通信標準。而在2006年作為中國通信行業龍頭的華為公司亦加入了此聯盟。ZigBee網絡拓撲結構圖如圖4所示。
3.2 智能環境監測系統方案
基于ZigBee技術的無線傳感器網絡環境監測系統，故根據ZigBee技術的標準和特點設計了由多傳感器節點，協調器節點和PC組成的該系統。其中，傳感器節點通過無線技 術與協調器進行信息的交換；協調器則通過串口 進行相連通信。本文設計的系統結構如圖4所示。
系統功能定義：
1）溫度濕度：溫度傳感器可以在用戶設定的頻率下采集區域的溫度信息，并將其發送到協調器節點進行處理，再由協調器將處理結果數據通過串口發送到PC，此時，PC可按之前用戶設置好的參數和程序對空調系統進行控制，從而實現對室內溫度的控制，當然這些是后續控制，不在本文討論范圍內。
2）濕度：通過濕度傳感器對濕度信息的采集，再經由PC的處理后，對加濕器進行控制，即可達到科學明了地控制室內的濕度。
3）煙霧：當系統檢測到煙霧濃度大于用戶設定是初值時，PC會立即發送報警信號到報警裝置或者是家庭成員的手機或直接報警，PC在啟動報警裝置的同時，或可以自動控制開窗，以達到室內空氣流通的效果，保證家庭成員的安全。
4）燈光：光敏傳感器可以將感知的光線強度信息發送到協調器節點，協調器則將信息傳輸到PC，經過處理和判斷光線強度控制窗簾的開關或燈的開關。當光線過強時，可以控制窗簾自動合起，反之則可以控制其打開或電燈打開。
4 結論
“物聯網技術在幼兒教育中的應用研究”項目由物聯網技術教學應用子模塊、物聯網技術教育管理應用子模塊、物聯網技術教育信息應用子模塊構成。本文論述的是物聯網技術教育信息應用子模塊內容。通過無線傳感器網絡，利用ZigBee技術設計智能環境監測系統，為智慧幼兒園提供了一種可行的整體解決方案。
參考文獻：
[1] ITU， ITU Internet Report 2005： The Internet of Things， ITU， 2005.
[2] Commission of the European Communities， Internet of Things-An action plan for Europe， Commission of the European Communities， 2009.
[3] Ovidiu Vermesan， European Research Cluster on the Internet of Things COutlook of IoT Activities in Europe，Workshop： ”RFID and the Internet of Things - Are you ready？” 10-11 May 2010， Radisson Blu Scandinavia Hotel， Oslo， Norway， 2010.
[4] 中國物聯網產業發展年度藍皮書，中國物聯網研究發展中心，2010.
[5] 劉云浩，物聯網導論[M].科學出版社，2012.
[6] 王志良， 石志國.物聯網工程導論[M].西安電子科技大學出版社， 2011-09.
物聯網工程導論范文5
關鍵詞：物聯網；校企合作；資源包；教學
中圖分類號：G712
1 物聯網發展現狀
物聯網是世界信息化發展新的推進，是互聯網應用的推廣和深化，其目標是實現一個智慧化的世界，預計到2020年，世界上將有500億個智能物體連接到網絡上，地球上人均6個。未來物聯網產業規模巨大，帶動力強，已經成為國際新一輪信息技術競爭的關鍵點和制高點。2010年3月5日，總理在政府工作報告中，明確將“加快物聯網的研發應用”納入戰略性新興產業的發展任務。近年來物聯網發展速度迅猛，物聯網專業人才需求量大增，由其是物聯網技能操作型人才更是緊缺，面對如此大的人才需求量，很多技工院校都相繼開設或準備開設物聯網相關專業。
2 校企合作資源包開發思路
校企合作是職業教育發展的必由之路，也是培養高技能人才的必要環節和重要平臺，運用校企合作模式開發物聯網教學資源包，可將企業的先進技術同實際的理論教學相結合，二者取長補短。物聯網作為技工院校新興的專業技術課程，主要訓練學生掌握物聯網基礎理論，具備安裝、調試、運行和管理物聯網的能力，具備開發物聯網終端軟件的基礎能力，具備物聯網應用系統故障排除能力。其教學難點是如何更直觀展現物聯網的組成，運作過程，如何安裝和調試物聯網產品，并能進行簡單的物聯產品開發。傳統教學偏重物聯網理論講解，沒有形象的展示物聯網的實現過程，作為物聯網企業，雖然有先進的技術，但又不了解實際的課堂教學。如何更直觀的展示物聯網的運作，只有通過企業和學校的雙向聯系，按照學校的教學要求開發物聯網實訓平臺，把抽象的教學內容通過形象直觀的實訓項目表達出來，有助于學生盡快掌握物聯網技術。
3 物聯網教學資源包的特點
物聯網教學資源包有別于一般教學素材包，是通過學校和企業合作開發，其中理論部分由學校物聯網專業教師來編寫，實訓部分由學校教師制定方案，由企業工程師來實現。資源包應盡可能形象、直觀的展現物聯網運作過程，注重培養學生的動手能力和空間想象能力，掌握物聯網產品的使用方法并能進行簡單的物聯產品開發。
4 物聯網教學資源包開發過程
面對新興的物聯網產業人才需求，我院領導高度重視，先后同南京五十五所等物聯網企業建立長期合作關系，并聘請物聯網企業專家為教學咨詢官，為物聯網教學資源包的開發創造了良好條件。通過專業教師和企業工程師的交流討論，結合當前物聯網就業方向，開發適合技工院校學生學習的物聯網教學資源包。
物聯網教學資源包總共分為三大模塊，分別為物聯網理論、物聯網應用、物聯網實訓（結構圖如圖1所示）。其中物聯網理論包括7個模塊，分別為物聯網導論、自動識別技術、傳感器基礎、智能信息設備、無線網絡、數據庫系統、海量信息存儲。
圖1 結構圖
物聯網應用包括5個模塊，分別為無線傳感器、Zigbee技術、Android開發基礎、Zigbee網絡、傳感器安裝。物聯網實訓臺由南京五十五所開發，型號為WLWSX-05（如圖2所示），通過該實訓臺可以完成7個控制器實訓和11個傳感器實訓，同時運用實訓節點可以完成CC2530模塊程序燒錄、Zigbee無線點對點通信、Android用戶端開發等。
圖2 物聯網實訓臺
5 結束語
本文討論了校企合作模式下物聯網教學資源包的開發，對實現過程進行了系統的分析，并給出了典型的實現模型，為后續資源庫的開發提供了依據，在實際教學應用中取得較好效果，實現方法對于其他教學資源包開發也具有參考價值。
參考文獻：
[1]楊喜林.淺談高職物聯網專業校企合作模式課程建設[J].教育與科技，2011（07）：167.
[2]孫玉娣.高職物聯網技術專業人才培養方案探索與實施[J].電腦知識與技術，2012（08）：21.
[3]曾寶國.高職院校物聯網應用技術專業師資隊伍建設思路[J].中國電力教育，2012（14）：118.
物聯網工程導論范文6
1．1專業特點將CDIO工程教育模式
引入通信工程專業課教學中，建立面向物聯網的通信工程課程體系，構建以一級項目為主線，二級項目為支撐，三級項目為基礎的分級、分階段課程群。結合項目訓練，將核心課程教育與對專業的整體認識統一起來，培養掌握系統專業知識的跨學科復合型人才。強調校企合作，廣泛建立實習基地，實行學分制，學生參加企業的培訓可進行學分置換。
1．2專業課程設置
根據物聯網應用需求設置專業課程。物聯網架構從下至上可以分為感知層、網絡層和應用層。感知層以智能卡、二維碼、攝像頭、RFID、傳感器和傳感網等感知設備為主，實現對“物”的識別以及信息采集；網絡層主要由移動通信網和互聯網組成，實現感知層數據的可靠傳輸；應用層主要由智能終端組成，實現智能運算與智能處理，實現網絡層和應用服務間接口，完成信息分析處理和決策。在保留通信工程專業原有“信號與系統”、“通信原理”、“通信電子線路”等核心課程的基礎上，新增“物聯網工程導論”、“RFID原理及應用”、“無線傳感器網路”、“Zigbee技術及應用”等面向物聯網的特色課程。
2基于CDIO的實踐教學
實踐教學堅持課堂、實訓、企業培訓實習有機結合，采用金字塔結構，將CDIO工程教育模式引入通信工程專業課程教學，建立以一級項目為主線，二級項目為支撐，三級項目為基礎的教育教學模式。一級項目貫穿于整個學習階段，主要依托電子設計競賽、畢業實習、畢業設計以及企業實習實訓等。二級項目以核心課程群為基礎，以自學能力和創新精神培養為目標，是對課程知識的綜合應用。主要包括電子電路綜合課程設計、信號處理綜合設計、嵌入式綜合設計、通信系統綜合設計等課程，以集中實訓的方式開展，安排在暑假前兩三周進行。三級項目以每門課程為依托，綜合該門課程的主干內容，以課堂子項目的形式設置不同的任務。根據CDIO教育理念修訂每門課程的教學大綱。如單片機原理課，以洗衣機的控制系統設計為主線，涵蓋顯示、定時、中斷、電動機控制等內容，在更新教學內容的基礎上，改革課堂教學模式，并出版配套教材。
3課程考核方式
改革從提高學生分析問題、解決問題的能力出發，打破章節限制，對課程教學內容進行模塊化整合，建立起理論知識點與實際工程問題之間的聯系，并充分運用慕課等教學技術。課程考核方式不再沿襲傳統方式，強調過程考核、多元主體考核、多種形式考核。
3．1過程考核結合
教學過程各環節，對學生進行全方位考核，包括學生的課堂表現、課后作業、實踐項目及期中、期末考試成績。
3．2多元主體考核
通過教師評價和學生互評對實踐項目進行考核。（1）教師考核。包括：階段性考核———每個階段完成項目的情況和完成質量；項目成果———項目實施策略與方法評價，項目創新性；專業能力評價———能否獨立完成小型項目或合作完成中大型項目；非專業能力評價———有嚴謹的設計開發態度和踏實的學習工作精神。（2）學生考核。包括：①自我評價。由學生本人從以下方面對所完成的項目進行評價：項目過程、項目完成質量、專業能力、非專業能力、態度；②同學互評：由項目組長評價，主要評價承擔項目任務情況、項目實施態度、對小組的貢獻。
3．3多種形式考核
通過課堂討論、項目答辯、考試等對學生進行客觀評價。另外結合慕課教學，針對每個知識點進行相應的考核，形式可以是習題、設計性實驗、某個工程實際問題等，學生通過考核可以獲得該部分的成績。
4結語
