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物聯網技術概論范文1
關鍵詞:計算機網絡;物聯網;專業建設;課程設計
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 19-0000-01
Professional Building Talking on Internet of Things in Colleges
Li Gang1,Li Yang1,Hou Xia2
(puter Science and Information Engineering College,Anyang Institute of Technology,Anyang455000,China;2.High School of Anyang Development Zone,Anyang455000,China)
Abstract:In today's technological advances,computer network professional is faced with the maturity of networking technology and development to bring new and expanded it.This paper analyzes the status of networking technology,and made things in the colleges and universities for professional development and curriculum design of the program.
Keywords:Computer network;Internet of Things;Professional development;Curriculum design
一、引言
物聯網(Internet of Things)[1]是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。
物聯網的定義是:通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何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。在2005年國際電信聯盟的報告中,物聯網的定義和范圍已經發生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于RFID技術的物聯網。
二、物聯網專業的分析
(一)專業建設的背景分析
物聯網改變了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維,將具有自我標識、感知和智能的物理實體基于通信技術有效連接在一起,使得政府管理、生產制造、社會管理,以及個人生活實現互聯互通,被成為繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第三次浪潮。
自2009年8月總理提出“感知中國”[2]以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,寫入“政府工作報告”,目前物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點,其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。物聯網在中國受到了全社會極大的關注,其受關注程度遠超美國、歐盟、等其他各國,因此,我國迫切需要培養大批物聯網專業的人才。
(二)申報專業的院系分析
2010年初教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知,眾多高校爭相申報。由于物聯網涉及的領域非常廣泛,從技術角度,主要涉及的現有高校院系與專業有:計算機科學與工程,電子與電氣工程,電子信息與通訊,自動控制,遙感與遙測,精密儀器,電子商務等等。物聯網專業可能會在上述這些院系中開設。
(三)專業課程的選擇
物聯網技術的快速發展和廣闊使用促使高校進行該專業的建設,在進行學生培養的時候,不同的高校應該明確自身的培養目標,一是結合物聯網技術的應用;另一是結合物聯網技術的理論研究。
在進行物聯網建設時,選擇的專業基礎課程包括:物聯網產業與技術導論;Java程序設計;無線傳感網絡概論;TCP/IP網絡與協議;嵌入式系統技術;傳感器技術概論;RFID技術概論等。
(四)專業課程的實驗設計
物聯網專業的實驗設計要從物聯網的網絡層次結構,物聯網關鍵技術,以及物聯網所注重的關鍵性問題出發,結合目前的產業現狀和高校教學環境,力求讓學生掌握物聯網系統的感知層、接入層、網絡層、支持層與應用層,設計出具體的實驗內容使學生獲得自主學習、自我發展的創新實踐能力,以適應不斷變化的未來。
開設的實驗課程可以按照方向來進行劃分:嵌入式方向有有藍牙嵌入式編程、3G嵌入式編程等;傳感器方向有光敏傳感器實驗、壓力傳感器實驗、溫度傳感器實驗等;RFID技術方向有:RFID介紹及讀卡器設計實驗、串口讀卡實驗、以太網讀卡實驗等;ZigBee技術方向有:ZigBee介紹、IAR使用介紹、無線傳感網實驗等。
三、總結
本文介紹了在目前物聯網技術快速發展的環境下,高校通過對該專業的申報、院系安排、課程選擇及課程實驗內容設計等方面的工作,積極開展物聯網專業學生的教育培養,適應了目前我國對該專業學生急切需要的需求。通過認真系統的專業建設能夠培養學生具有物聯網技術實際應用能力,并且具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力。
參考文獻:
物聯網技術概論范文2
關鍵詞:物聯網;必要性;技能型人才
物聯網,顧名知義,就是物物相連的互聯網。它是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、無線傳感器網絡、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。是繼計算機和互聯網之后的第三次信息產業的浪潮。面對物聯網技術的全面普及及上萬億規模的高科技市場,職業院校承接著技能型人才培養的社會職責,對物聯網應用技術人才的培養如何定位,如何培養,是個值得探討的問題。
一、社會背景和技術背景
物聯網是繼互聯網之后的新一輪信息技術革命,隨著在各行各業的落地,已經成為支撐眾多行業發展的主要力量。物聯網初期投入是在政府主導下進行的,集中在公共安全系統,智能交通、智能物流、市政管理等工程,每一個點無不可以搜索到物聯網技術的影子。尤其信息技術應用水平和管理水平,已經成為企業提高競爭力的手段。
技術上,物聯網是通過智能感應裝置,經過通信技術,進行信息的傳輸,到達指定的信息處理平臺或中心,從而實現物物、物人的信息傳遞,從而提升效率,保障安全,可以跨時間跨空間進行溯源、追蹤、定位、管理。
二、高職院校開設物聯網應用技術專業的必要性分析
從2009年8月7日,國務院總理在無錫視察時發表重要講話,提出了感知中國的戰略構想,表示要大力發展物聯網技術,繼而物聯網也成為我國十二五規劃的戰略性新興產業之一。2013年2月,《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)正式出臺,標志著政策層面已經框定物聯網產業的發展藍圖。預計2015年將超過5000億元的規模,并會在短期內可能超過萬億規模,是一個航母級產業。
物聯網技術與應用的競爭,說到底是人才的競爭,是戰略的競爭。物聯網目前在我國還處于發展階段,從事該行業的人才還比較匱乏,僅在交通物流等領域,人才需求量就超過20萬,而且每年都在增長。做為基礎型的產業對人才的海量需求,這也為職業院校提出了緊迫的要求,有一定基礎、能力、條件的職業院校,應高度重視與加強物聯網應用技術專業人才的培訓與培養工作。
1.職業類院校學生的特點。職業類院校培養的學生主要從事安裝、調試、維護、生產、營銷和推廣等工作。而物聯網技術的發展與競爭,主要是人才的競爭。眾多本科類院校也在開設物聯網技術相關專業,但主要面對系統設計、系統分析和研究方面的研發工作,要求有深厚的理論基礎知識,并且具備專業覆蓋面廣的優勢,職業類院校學生勝任起來有些困難。縱觀物聯網的從業崗位,對于技術人員,尤其是建設調試、維修保養、技術服務、營銷推廣等工作,不需要非常深的理論知識,只需要掌握相關的操作規范與標準,具備最基礎的專業知識,具備相應崗位必備的技能技巧即可以,正符合職業院校學生基礎比較薄弱、學習主動性差、動手能力強、適合奔波式工作的職業特色,所以對于當前人才需求量大的物聯網技術相關行業,職業類院校開設上此專業正具備最基礎的條件。
2.各行業對物聯網專業人才的需求量大?!笆濉逼陂g物聯網產業重點領域包括智能交通、智能電網、智能物流、智能工業、智能醫療、智能農業、公共安全、環境監控與災害預警、社會公共事業、金融與服務業、智能家居、智慧城市、國防與軍事等。
我國當前處理物聯網技術人才處理缺乏狀態,筆者隨意瀏覽了一個招聘網站,中華英才網上與物聯網相關的招聘信息有500余條,前程無憂網站上與物聯網技術相關的招聘信息達到1000余條,智能招聘網站上與物聯網技術相關的招聘崗位達到400余條,另經常有公司通過微信、QQ、網站平臺、私人聯系等方式在招聘技高能優的物聯網技術相關的專業人才。
據不完全統計,近幾年的幾大應用領域對人才的需求量,可能均會超過20萬以上,如智能交通、智能物流、智能電網、智能醫療、智能工業、智能農業、智慧生活等。
3.對物聯網應用技術關鍵領域展開教學與研究。RFID技術等短距離通信技術、傳感技術等關鍵技術,眾多理工類職業院校有著豐厚的基礎,承著物聯網技術的推廣與應用,職業類院校可以對這些核心的技術展開教學與研究,使得培養的人才在智能交通、智能物流、智能農業、智能工業等領域得到發揮。
4. 職業院校具備校企合作的基礎。職業教育的人才培養模式步伐一直沒有停息過,從項目教學法、學習德國職業教育模式、校企合作、微課教學、Mooc教學、混合式教學、頂崗實習等,究竟花落哪種模式,沒終極結論。實踐場地不斷翻新,合作企業不斷探索,新技術新技能不斷涌入,已經讓當前的眾多高職院校具備了充分的校內實訓基地,具備了校企合作的基礎。
在當前的基礎上,開發物聯網技術專業具備了良好的基礎。從教學方法上看,多年的探索與實踐已經積累了成熟適用的經驗,從硬件基礎上看,已經具備了搭建物聯網相關實訓室的基礎條件,從師資力量上看,已經擁有了開設此專業的技能與技術。院校與物聯網企業合作,搭建校企合作平臺,通過高校與企業聯合辦學,培養熟練掌握物聯網知識與技術的信息服務與技能應用型人才,合作育人,合作發展,達到人才培養的靈活性、開放性、深入性、針對性。
總之,在當前本科類院校開設物聯網應用技術專業的同時,各職業類院校也必須要迎頭趕上,以呼應本科類院校培養的研究型人才,牢牢把握住這一機遇。中高等職業類院校作為國家技能型人才培養的基礎,開辦此專業顯得尤其重要與必要,有處于當前物聯網應用技術發展的大好形勢 ,扭轉物聯網人才資源匱乏的局面,從而培養大批的具備物聯網技術能力、創新能力、良好的團隊合作精神的復合型人才,全國的職業類院校都以當前物聯網發展的大好背景為依托,積極開辦物聯網應用技術專業,探索理論和實踐相結合的優質培養人才戰略。
由于我國物聯網專業教育于2010年才起步,對于很多院校開設此專業還處理猶豫與探索階段,如如何定位專業、課程設置?師資力量從何而來?實驗室不完善如何辦?學生的就業前景如何?等等諸多問題,這也一定程度上會制約著物聯網技術專業的設置與發展,所以研究物聯網應用技術專業教育的有效性及輸送人才的通道更顯得重要。
參考文獻:
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物聯網技術概論范文3
【關鍵詞】 物聯網 智能電網 應用
一、智能電網與物聯網
應用物聯網技術,智能電網將傳統電網、用電用戶及用電設備等覆蓋,形成一個完整的巨大的網絡,為實現節能減排、電網信息化、自動化、互動化提供技術支撐,也為電網運行和服務質量的提高提供技術保障,進而促進及推動電力工業的發展和轉型。
二、物聯網在智能電網中的應用
從結構上來看,物聯網具有三層體系結構,包括感知層、網絡層和應用層。感知層主要包括感知控制層和通信子層。在這層,主要實現的是利用感知元器件將電網各個環節的信息采集回來,并通過通信子層傳送到物聯網的第二層,即網絡層。網絡層包括了核心網絡。在智能電網中,電信息具有較高要求的安全性和可靠性特點,需要系統在實時情況下完成對電網的控制和傳輸。因此智能電網的網絡層實現的難度較大。在應用層上,通過先進的計算機信息處理技術,對智能電網進行決策、控制和服務。
物聯網在智能電網中,覆蓋其6大環節。在每個環節中,都占據著重要的作用。(1)發電環節中,可以對發電常規機組的狀態進行監測,掌握其運行達到精準化水平。對通過水力進行發電的,同樣也可以監測壩體的壓力承受情況,規避風險。其他發電方式下,同樣能夠利用專用的傳感設備將第一時間的狀態采集回來。(2)配電和輸電環節中,在塔桿、輸電線路上部署各種傳感器,同樣可以實現目標的識別、分類及有效的區域定位,提高這些輸電設備的維護水平。(3)變電環節中,對輸變電設備的氣象環境、圖像視頻、導線震動幅度等信息進行監測,部分電信息與電網信息融合時,進行精確的分析,對消除線路的及設備的缺陷提供技術保障,提高電網的運行水平。(4)用電環節中,則能及時獲知用戶的需求,幫助實現用電的雙向交互,為智能家居、家庭的能效管理及其他用電設備,提供可靠的供電和高用電效率,并為節能減排提供技術性的保障。(5)在調度環節中,可以監測電力設備的全景狀態圖,精確科學的評估設備的狀態及其壽命,為降低成本提供決策,從而提高電網的運行水平和管理水平。
三、智能電網的支撐技術
智能電網在物聯網的支撐下,可以得到迅速的發展,其主要的支撐技術有以下一些:(1)通信技術。智能電網的通信要求實時及高效。目前常見的通信技術有光纖通信、無線通信、組網、公網通信及電力線載波通信。由于各自特點的不同,目前在智能電網中,電力線載波通信具有一定的優勢。(2)智能電表。在用電環節中,智能電表是一個關鍵的部分,同時,也是組建智能家居系統的前提。應用智能電表可以上實現遠程自動化抄表,用電量的自動計算機用電的自動管理。智能電表在家庭中的應用隨著設備的改進及推廣,會更加適合家庭用電設備的。智能電表同時也是實現節能減排的一個有效管理方式。(3)智能終端設備。用電信息的智能化主要體現在利用智能采集系統將包括用電信息、報警信息、用電模式等信息在內傳送到用戶終端設備上。用戶通過終端信息可以規劃用電,管理自己的用電,同時也可以與電力企業進行交流互動,從而優化管理。(4)智能采集。智能采集系統主要實現對用戶用電信息進行實時采集,同時完成在線診斷用電的功能。對采集回來的信息,電力管理部門可以進行分析和決策,對超出界限的用電進行管理,對不合格設備的使用進行限制。智能采集系統有利于用電管理的實時決策。
四、結束語
本文簡單從物聯網和智能電網出發,闡述了物聯網在智能電網中應用的特點及應用的支撐技術,目的在于基本了解和熟悉物聯網和智能電網的應用,也簡單分析智能電網的關鍵技術的特點及功能。
參 考 文 獻
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物聯網技術概論范文4
關鍵詞:無線傳感器網絡;低功耗管理;傳感節點
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)04-0719-02
1 物聯網概念
物聯網(The Internet of things)概念是由麻省理工學院Auto-ID研究中心(Auto-ID Labs)提出的,是指把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。2005年國際電信聯盟(ITU)了一份題為《The Internet of things》的年度報告,對物聯網概念進行了擴展,提出了任何時刻、任何地點、任意物體之間互聯的發展遠景,RFID技術、傳感器技術、納米技術、智能終端(smart things)等技術將得到更加廣泛的應用[1]。自此物聯網引起全球廣泛關注,并成為國家層級的發展戰略。
近幾年來物聯網的應用已經開始推廣并實現產業化,覆蓋范圍包括智能工業、智能電力、智能安保、智能家居、智能運輸、智能醫療等[2]。美國思科公司開發的“智能互聯建筑”方案,為美國硅谷網域存儲技術有限公司節約了15%的能源消耗;IBM提出的“智慧地球”概念,并已推出了多項物聯網解決方案,涵蓋多個領域[1]。隨著物聯網技術在全球范圍推廣,新的應用場合的出現越來越多,形成對物聯網新的要求,其中低功耗問題逐漸成為凸顯問題之一。無線傳感器網絡屬于物聯網的傳感層,是物聯網系統的硬件支撐。研究表明,低功耗管理系統在整個無線傳感器網絡中具有特殊性,還需要結合芯片特點和功能要求及成本進行進一步研究。
2 無線傳感網絡的設計
構建典型的無線傳感器網絡,必須考慮四個方面的因素:網絡選擇,拓撲結構,功耗以及兼容性[3]。在實際應用中,由于傳感器節點需要采用電池供電,因此,對于無線傳感網絡來說,低功耗是無線傳感網絡應用的重要制約之一[4-5]。設計低功耗傳感器節點,成為當今物聯網研究難題之一。現有的研究主要集中在能量消耗的低功耗模塊設計,并在電源管理系統的優化設計。
無線傳感器網絡由獨立分布的大量節點和與計算機連接的網關構成,獨立節點之間采用無線方式進行通信組成網絡。作為一種針對應用而開發的技術,在項目無線傳感器網絡的設計中必須考慮實用性。安放在不同監測點的傳感器節點實時采集外界信息,如溫度、聲音、震動等。無線傳感器網絡的每個節點都具備數據采集及數據傳輸功能,還能中繼傳送其它節點發出的數據,并最終通過網絡傳遞將數據發送到數據中心。用戶從網關獲取數據進行分析或查看歷史數據記錄。
本設計為自主研發的智能公交系統,以RFID通信新技術為基礎,以嵌入式系統作為平臺,以無線網絡為依托,數據庫支撐后臺管理。智能公交車載模型中,以ATmega328為核心,產生高低電平信號通過一個L298N驅動兩個減速電機運轉促使小車運動。通過尋跡模塊里的紅外對管是否尋到黑線產生的電平信號經過LM339比較后返回到單片機,單片機根據程序設計的要求做出相應的判斷送給電機驅動模塊,讓小車來實現前進、左轉、右轉、停車等基本功能。公交車信息顯示包括哪路公交,終點站以哪個站點為環行線、當地時間等。實物如圖2所示。
3 傳感器節點設計
系統的傳感節點在部署時就擁有明確的地理位置信息,并且裝備傳感器收集相應參數。節點包括由低功耗的處理單元、低功耗WPAN基帶單元和模擬傳感器信號處理單元組成。通過WPAN基帶單元可以無線傳送數據到基站/網關,通過模擬信號處理單元可以對系統加載的各種傳感器及GPS定位設備的相關數據進行算法處理。在一般情況下,節點處于休眠狀態,功耗極低。當外界環境參數變化,電路自動喚醒,節點采集環境數據及相關參數,并無線傳送回中心,若遇到超限信號,節點將進行模糊判斷,在確認之后發射報警信號。
傳感器節點設計無法繞開能耗問題。根據系統需求來設置每個模塊的動態變化,以減小功耗。前端中的電源穩壓電路及限流保護電路始終處于工作狀態,而對于基帶控制器的設計,采取時鐘喚醒模式,控制各子模塊的工作狀態,合理安排工作休眠時間和有效傳輸數據模式以減少節點的能耗,這在系統設計過程中做重點考慮。為了實現傳感節點的低功耗及更優的測量性能,選擇合適的工作模式,通過無線配置傳感節點的工作參數,使節點按照應用需要控制采集的節奏和信息數據傳輸,從而降低能耗,延長節點工作服務時間。
對于無線傳感網絡系統,在有供能充足的情況下,所有節點的監測模塊和數傳模塊都處于工作或等待狀態,這樣可以簡化系統結構以及實現即時響應功能。如果要減小系統整體功耗,則設計將部分節點工作狀態調整為間歇工作方式。而將某些模塊暫時關閉通過偵聽喚醒的模式可進一步降低功耗。但是,過于精確的控制會增加系統的復雜性,甚至可能出現節點脫離系統的意外情況。所以在設計中應在確保系統安全的前提下進行功耗優化,并控制系統設計的復雜程度。
傳感器節點設計中低功耗電源是重點之一。根據工作需要,系統電路一般都會提供幾個不同的電壓且均有其特定用途。低功耗電源管理在多個電壓之間實現合理調度,應能為無線傳感器網絡節點提供充足的能源供給,即使條件限制維護周期較長也能實現節點正常工作。智能交通系統的車載節點電源采用ASM117芯片進行電壓轉換,設計為ATmega328P的單片機核心板、RFID集成板、LCD1602、nokia5110提供3.3V電源供電。通常為了穩定電源信號,在電源正負極之間加上電容。電路如圖3所示。
根據系統需求來設置每個模塊的動態變化,以減小功耗。前端中的電源穩壓電路及限流保護電路始終處于工作狀態,而對于基帶控制器的設計,采取偵聽喚醒模式,控制各子模塊的工作狀態,合理安排節點的休眠時間和高效數傳據模式將減少整體能耗。為了實現傳感節點的低功耗與保持優良測量性能的平衡,設計選擇工作模式,通過無線配置傳感節點的工作參數,使節點根據現場條件來控制采集節奏和數據傳輸,從而降低系統能耗,延長工作服務時間。
4 結論
設計無線傳感器網絡系統時,低功耗是必須要考慮的重要因素之一。在自主研發的智能交通系統中,研究了如何實現電源功耗優化,設計并制作完成了低功耗無線傳感網絡節點。
參考文獻:
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物聯網技術概論范文5
Abstract: Recently, Internet of Things is called as the third wave of information industry. In order to seize the opportunity for Internet of Things personnel training, each university should apply for the Internet of Things engineering profession or set the training direction which is relied on other relevant professions. To train competent professional personnel, making personnel training scheme is vital. Under the condition of setting the Internet of Things profession relying on computer science and technology, this paper states the personnel training scheme in the way of objectives, requirements, the formation of course system and so on, expecting to provide others who intend to start the Internet of Things engineering profession with some references.
關鍵詞:物聯網;射頻識別;人才培養方案
Key words: Internet of Things;RFID;Personnel Training Scheme
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)24-0236-02
0引言
物聯網技術作為第三次信息產業浪潮,近年來已經成為全球科技人員和政府決策部門持續關注的熱點,相關產業研討和學術交流如火如荼,方興未艾。從“智慧地球”到“感知中國”,各國都在積極布局物聯網產業格局,力圖抓住物聯網帶動產業提升的戰略機會。自總理09年8月考察無錫提出“感知中國”到2010年政府工作報告中提出加快物聯網研發應用,加大相關產業的投入和政策支持,中國的物聯網發展進入了一個全新的高速發展時期[1]。
物聯網所涉及的關鍵技術,比如射頻技術、分布式計算、傳感器、嵌入式智能、無線傳輸及實時數據交換和互聯網都是目前較為成熟的技術,并在相關領域已得到廣泛的應用。物聯網的新穎之處在于利用這些技術的交叉與融合,建立一個物物相連的網絡,從而完成遠程實時數據交換與控制,方便人們生產生活。據美國咨詢機構Forrester預測[2],到2020年,物聯網將大規模普及,物物互聯業務與現有人與人的通信業務比例將達到30:1,物聯網被稱為是下一個“億萬級”產業。
由于2010年教育部只批準了部分211學校申辦物聯網工程專業,因此,對于大多數沒有獲批的學校可以在傳統專業下設置物聯網培養方向。目前,各高校與IT產業密切相關的專業是:計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、通信工程、電子信息工程等,比如計算機科學與技術專業設置此培養方向更適合[3]。培養合格的專業人才,制定人才培養方案是關鍵,由于物聯網工程專業(物聯網培養方向)各高校都剛涉及,沒有一個成熟的培養模式,都處在探索階段,所以,研究“平臺+模塊”物聯網人才培養方案是非常有必要的。
1培養方案
1.1 培養目標培養學生德、智、體、美全面發展,在寬口徑專業基礎教學的基礎上,使學生在計算機技術、電子技術、通信技術等領域有扎實的理論基礎、系統的專業知識和較強的實踐技能的復合型技術人才,畢業生可在物聯網工程領域從事科學研究、技術開發、產品設計。
1.2 規格和基本要求①具有良好的思想品德、社會公德和職業道德,具有勤奮好學、勇于創新的精神。②具有基本的工程技術基礎理論,系統地掌握相關領域技術基礎理論知識;具有知識更新能力。③掌握信息獲取、處理的基本理論和方法,具有設計、集成、應用及計算機模擬信息系統的基本能力。④具有物聯網領域所需要的繪圖、運算、實驗、測試、表達及工藝設計技能及較強的計算機應用能力和自學能力。
1.3 課程體系建設學科基礎平臺:高等數學、線性代數、概率論與數理統計、場論與復變函數、電路分析基礎、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、C語言程序設計。高數和工程數學是后續課程的基礎,必須開足,其中,場論與復變函數是為學習電磁場與電磁波、微波技術與天線做鋪墊。電路分析及模擬、數字電子技術為電路設計奠定了基礎,系統底層設計需要C語言做支撐。
專業基礎平臺:數據結構、微機原理與接口技術、計算機網絡、Java程序設計、操作系統、信號與系統、數字信號處理、通信原理,這些課程是計算機和通信專業的核心課程。例如計算機專業考研的專業統考科目就有數據結構、操作系統和計算機網絡,Java程序設計則是當前流行的面向對象網絡編程語言。信號與系統、數字信號處理、通信原理也是部分學校的考研初試或復試科目,由此可以看出這些課程的地位。
方向模塊:電磁場與電磁波、微波技術與天線、傳感器技術、RFID系統應用、嵌入式系統。以上課程為實現射頻識別系統即設計電子標簽、讀寫器及天線打下良好的基礎。事實上,從70年代末,國外已開始從事RFID系統應用研究,主要應用予自動車輛管理系統、公路收費系統、碼頭車站集裝箱管理系統、防盜系統和門禁系統等,到90年代此項技術已很成熟,國內相關企業可以生產和銷售全部國產化的射頻識別技術產品(讀寫器、電子標簽)。今年年初,筆者到臺灣幾所高校做學術交流訪問,從這些學校的資訊科技系、電腦與通信工程和電子工程系的人才培養方案中可以看到,都開設有RFID系統概論、RFID系統應用、RFID天線設計等課程,說明境外學校也很注重培養射頻識別技術應用人才。
專業選修課:DSP原理及應用、專用集成電路設計初步、FPGA設計技術與應用、oracle數據庫、網絡安全、工程制圖與計算機繪圖、物聯網技術、現代物流概論等。這些課程是為進一步拓寬電子技術和計算機學科及物聯網工程應用而設置的。
1.4 實踐體系建設在集中實踐環節中,包含電子工藝實習、生產實習、工程設計(第二課堂)、硬件課程設計、軟件課程設計、畢業設計等內容。此外,要保證相關課的實驗要求,需要建立電路實驗室、電子技術實驗室、高頻電子技術實驗室、微機原理與接口技術實驗室、計算機網絡實驗室、ARM實驗室、通信原理實驗室、電磁場與微波實驗室、傳感器技術實驗室、EDA實驗室、FPGA實驗室、DSP實驗室等。當然,如果一次性建設這么多實驗室,投資是很大的,實際上沒有必要重復建設,因為各理工科高校大都有計算機科學與技術、電子信息工程和通信工程等專業,其實驗室資源可以共享。
2師資建設
2.1 大力引進人才需要加大人才引進力度,由于物聯網是一個多學科領域,除需要計算機學科外還需要引進通信工程、電子科學與技術、電子信息工程等專業具有高職稱或高學歷的人才,同時在企業聘請具有豐富項目開發和管理經驗的工程師參與教學與實訓工作,打造一支專兼結合的教師隊伍,形成企業和相關產業領域專家到高校和高校教師到企業的雙向互動的機制和模式。
2.2 整合現有人才資源將計算機科學與技術、電子信息工程和通信工程等專業的現有教師資源整合起來,實現軟件資源共享。
2.3 走出去進修或請進來培訓對于有些未開過的課程,可以選派教師到國內外相關機構進修,或外請教師對校內教師進行培訓的方式,提高師資水平。
3探索實踐
我院現有計算機科學與技術、電子信息工程和自動化等專業,其中計算機科學與技術專業其“應用型軟件服務外包人才培養模式創新實驗區”,2009年被陜西省教育廳批準為省級人才培養模式創新實驗區,2010年該專業又被批準為省級特色專業建設點。2010年及2011年教育部先后批準西安交通大學、西北工業大學、西北大學及西安理工大學開辦“物聯網工程”專業,同時陜西省成立了由多個高校及企業參加的“物聯網產業聯盟”,這是陜西省大力扶持物聯網產業的又一重要舉措,有利于整合資源優勢,提升陜西省物聯網產業的知名度和競爭力。在這些外部有利的環境下,我院以計算機科學與技術專業為依托,修訂該專業的人才培養方案,增設一個“物聯網工程”專業方向,并計劃在2011年招生中實施修訂后的人才培養方案,為培養物聯網人才做有益的探索。
4結束語
物聯網涉及的領域非常廣泛,從技術角度看,在計算機科學與技術專業的人才培養方案中設置物聯網工程專業方向,通過廣泛的調研,制定盡可能合理的人才培養方案,并整合其他相關專業的軟硬件資源,為社會培養物聯網復合型人才是可行的。
參考文獻:
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物聯網技術概論范文6
一 物聯網應用技術專業培養目標
物聯網應用技術專業秉承厚基礎、重實踐、求創新的育人理念,在堅持全面發展的同時兼顧個性發展,培養具有良好的職業道德和敬業精神,掌握物聯網應用技術的基本理論知識和基本技能,接受校企合作實踐項目訓練,具備一定的物聯網綜合應用能力,能在物聯網技術應用的相關行業和領域中從事物聯網應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業,培養物聯網技術與物流企業進行產業對接時,所急需的掌握智能物流等相關專業知識的高級專門技術人才。
二 物聯網應用技術專業人才素質和能力要求
物聯網應用技術專業畢業生可在各行業、企業從事物聯網系統開發、系統集成、測試、銷售及物聯網產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一,思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀;踐行社會主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
第二,文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續學習和終身學習的能力;具有一定的創新意識、創新精神及創新能力;具有一定的人文和藝術修養;具有良好的人際溝通能力。
第三,專業素質。了解物流企業基本的運營知識,掌握從事物聯網產品集成、物聯網平臺運營、物聯網技術支持、物聯網產品營銷與策劃等工作所必需的專業知識;具有一定的工程意識和效益意識;具有一定的市場營銷能力。
第四,職業素質。具有良好的職業道德與職業操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五,身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質;擁有積極的人生態度和良好的心理調節能力。
2.能力要求
第一,職業基礎能力。良好的溝通表達能力;無線網絡基礎知識應用和常見故障的處理能力;單片機基本知識的理解能力;數據庫操作系統的基本操作能力;基本的程序設計能力;基本的市場營銷和策劃能力;常用辦公軟件、工具軟件的使用能力,利用Office進行項目開發文檔的整理(Word)、報告的演示(PPT)、表格的繪制與數據的處理(Excel)的能力,利用Visio繪制流程圖的能力;閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力;閱讀本專業相關英語技術文獻、資料的能力;熟練查閱各種資料,并加以整理、分析與處理,進行文檔管理的能力;通過系統幫助、網絡搜索、專業書籍等途徑獲取本專業幫助的能力。
第二,專業核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力;ZigBee、WiFi、藍牙等無線網絡的配置與維護能力;物聯網應用層開發、物聯網平臺的運營能力;智能物流平臺設計與維護能力;智能設備平臺的認知與維護能力;物聯網-ERP集成技術應用能力。
第三,其他能力。分析問題與解決問題的能力;應用知識能力;創新能力;工程實踐能力;人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力;組織管理能力。
三 物聯網課程體系構建
為了強化物聯網基礎教育,突出物聯網應用技術專業實踐能力的培養,對應用技術型專業培養模式進行改革和調整,將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業核心課和實踐教學課等4個階段,如下圖所示。通過改革和優化培養方案,強化物聯網理論教學、網絡物聯網工程實驗教學以及特色網絡課教學,建立了適應物聯網時代技術發展的整套課程體系。課程設置以能力為本位,依據課程間的關聯循序漸進地培養職業能力。
1.主要課程設置
第一,公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業學生必修的課程,課程體系將公共基礎課程劃分為三類,其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養等課程;公共基礎類課程包括計算數學、概率論與數理統計、信息技術基礎等課程;職業教育類課程包括入學教育、職業生涯規劃、職業道德等。
第二,專業基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數據庫技術、計算機網絡基礎等課程。
第三,專業核心課程。根據物聯網的三個層次(感知層、傳輸層、應用層),本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統開發、物聯網組網技術、網絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業ERP技術應用、物聯網系統集成等課程。
第四,實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業實驗為:行業認知實踐、職業規劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數據庫設計實驗、無線傳感器網絡設計實驗、RFID系統設計實驗、嵌入式系統開發實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯網綜合應用設計與實現、畢業實踐和畢業設計等。
2.主要實踐性教學環節
第一,行業認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業認知實踐。學生通過聽取物聯網技術發展報告,了解行業背景和發展狀況;通過走訪考察物聯網企業,了解崗位職業需求以及崗位技能與素質要求;通過專業教師對本專業課程體系的介紹,明確學習目標及就業取向,增強學生對專業的認同感和使命感。學生參加行業認知實踐必須做好相應的記錄,寫出相應的實踐報告,報告應包括行業認知、自我評估和職業定位等。
第三,職業規劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業規劃實踐。人才測評專家將學生的職業發展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業素質綜合評分、專業課成績、基礎課成績等原始數據與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配,給出職業素質評分報告和職業生涯規劃建議,學生根據評分報告和建議完成職業規劃報告。
四 物聯網應用技術專業實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一,程序設計實踐。在第1學期的教學周內,單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐,學生能更進一步理解C語言程序設計方法,在編程實現時要保持良好的程序設計風格,對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據程序設計實踐完成情況進行考核,并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二,數據結構實踐。在第2學期的教學周內,單獨利用一周時間開設數據結構實踐。要求學生利用掌握的數據結構知識,對各種典型的算法問題進行編程、調試,并分析其時間復雜度與空間復雜度,理解設計選型對軟件性能的重要性,撰寫設計報告。
第三,電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內,單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識,針對具體的實際問題或任務,全面地分析和設計出解決該問題的實施方案,最后完成電路的制作和測試。根據學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四,設計實踐?;赪eb的數據庫設計實踐,在第4學期的教學周內,單獨利用一周時間開設基于Web的數據庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網絡數據庫編程,掌握利用.Net平臺進行網絡數據庫系統的設計能力。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五,無線傳感器網絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網絡設計實踐。要求學生運用所學知識,結合C51RF-WSN平臺,選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網絡解決方案。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統設計實踐
第一,RFID系統設計實踐。在第5學期的教學周內,單獨利用一周時間開設RFID系統設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現短距離通信,設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二,小型物聯網綜合設計與實現。在第6學期的教學周內,單獨利用一周時間開設小型物聯網綜合設計實踐。要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業實踐與畢業設計
第一,畢業實踐。第5~6學期安排18周的畢業實踐。實踐的形式包括企業考察與調研、參與短期項目開發、到企業進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后,寫出實踐報告或總結,指導教師根據學生實習情況對實踐進行評定。
第二,畢業設計。畢業設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環節。學生畢業設計題目可以源于教師科研項目、物聯網公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統設計、論文撰寫、論文答辯等環節。
物聯網應用技術專業是面向國家戰略性新興產業發展需要而設置的新專業,物聯網應用技術專業學生是物聯網產業人才的重要來源,核心能力對他們整個職業生涯來說起著至關重要的作用。物聯網專業學生核心能力的培養必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程,貫穿于教育教學的全過程,最終培養和訓練學生的職業核心能力。物聯網課程從根本上強化了網絡教學的先進性和實踐性,為培養具有網絡應用能力、工程實踐能力和創新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
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