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物联网应用技术导论范文1
关键词：物联网;课程体系;实践
一、设置面向机械装备制造业的物联网专业课程体系的必要性
所谓物联网，就是基于物物相连的互联网。物联网具备以下两大特色：一是在物联网中，互联网既是它的基础又是它的核心，物联网是通过互联网生出的新事物，也可以说是互联网的细分;二是物联网的用户端延伸和扩展的深度与范围非常大，可以不夸张地说，它覆盖了所有的物品，任何物品之间都是相互联系的。
当下，机械装备制造业发展快速，技术不断升级，信息化与智能化成为了其显著的特点。物联网技术向工程机械领域逐渐渗透，应用也越来越广泛，使得械装备制造业变得更加智能与节能，基于物联网的机械装备成为机械设备制造业发展的趋势。然而，当前基于机械装备制造业的物联网专业课程教学体系还不成熟，无法满足社会对于该专业人才的需求。因此，加强基于机械装备制造业的物联网专业课程教学体系研究十分重要。
二、物联网工程专业知识体系
物联网工程专业是一门学科交叉度较高的专业，目前由于发展时间尚短，它的理论体系还不成熟。但是市场需求大，要求其尽快建立完善的教学体系。按照正常的工程专业标准对物联网工程专业知识体系开展划分，基本可以将其分成三大领域：通识基础类知识模块、综合管理类知识模块与专业技术类知识领域。随着市场的发展，相关的企业对于物联网专业人才的需求越来越大，学校面对这样的形势，应当根据市场的需求建设物联网教学体系。就当前的市场与技术发展来看，物联网工程专业知识体系应当包括感知识别、网络构建、智能信息处理和创新应用等四个知识模块。其中，感知识别、网络构建知识模块属于物理基础层次，偏重于硬件技术;智能信息处理、创新应用模块则偏重软件技术。
三、物联网专业课程体系建设需考虑的因素
从已出版的物联网工程教学课本来看，当前的课本内容比较高深，其中深奥的算法甚至连硕士和博士研究生都无法读懂。大学课程教学的目标是教学生学会学习，而不是教学生掌握死的知识。如果只是“授之以鱼”，学生虽然学会了却不明白其中的道理，久而久之就会失去学习的兴趣。因此，物联网专业课程体系建设需要简化教学内容。
物联网工程专业要围绕能力培养实施教育教学，专业的课程教学和实践教学应该形成一个完整的体系，需要按照专业基本能力培养的要求组织课程教学和实践教学的内容。探讨如何将专业能力的培养落实到课程教学体系和实践教学体系中，是提高物联网工程专业教育水平的重要方面。
四、面向机械装备制造业的物联网专业课程体系的设置
1.专业基础教育
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程，突出专业定位和特色，拥有一定的广度和深度，多起点同时推进，利于学生在全方位的学习中，找到适合自己的发展方向。
建设专业基础课程体系，不能难度过大，过大的难度会降低学生的学习兴趣;设计难度也不宜过于简单，过于简单可能会使一些核心内容无法传授给学生。如果条件允许，课程都应当安排在实验室，这样有利于理论知识与实验实践的有机结合，从而使学生在实验过程中更容易掌握理论知识，提高动手能力。
2.专业课课程结构设置
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目，学生可根据自己的兴趣与发展方向进行选择学习。
3.实践课程设置
物联网机械制造课程内容繁多，不仅包含计算机、电子、通信、控制等知识，还包括机械的生产、制造、设计知识。对于刚刚接触这一专业的学生而言，如果只从书中汲取知识养分，难以把抽象的书面知识与实际应用联系在一起。所以，教师要重视实践课程的开展，利用实验室、物联网应用样板间、与企业合作等方式使学生接触到真实的物联网技术，明白自己研究的是什么。总之，开展实践与实验室教学可以提升学生的学习兴趣，帮助学生掌握技术发展的最新动态，保证学生在技术层面全面了解物联网，掌握物联网应用技术。
参考文献：
物联网应用技术导论范文2
关键词：物联网工程专业课课程体系；感知层；网络层；应用层；体系结构
中图分类号：TP391.44-4
1 物联网工程专业设置的必要性和可行性
“物联网”[1]的概念于1999年提出，本意是“物与物相连的互联网”，物联网是通过红外感应器、射频识别（RFID）、全球定位系统、无线传感器网络、激光扫描器等传感技术，依据通信协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和处理，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知[2]的精神，为了加大新兴产业人才培养力度，加快课程体系、教学内容、教学方法、管理体制与运行机制的创新，大力培养新兴产业相关专业的人才，满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，北京交通大学海滨学院计算机科学与技术专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉，培养了大批合格的信息技术人才。这些专业均具有强大的师资力量和完善的实验设备，为开办“物联网工程”新专业打下了良好基础。
2 物联网工程专业知识体系架构
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。
2.1 感知层
感知层，也常称为感知控制层，解决了从物理世界到人类世界的数据获取问题[3]，包括各种物理量、标识、音频、视频等数据。感知层位于三层架构体系中的底层，是物联网应用的基础，是物联网全面感知的核心。作为物联网的最基础一层，感知层具有十分重要的作用。
感知控制层包括数据采集、短距离通信技术和协同信息处理。数据采集是通过相关传感器对物理对象的感知和数据收集，其中涉及射频识别（RFID）、传感器、多媒体信息采集、实时定位和二维码等技术。短距离通信技术和协同信息处理将采集到的数据在局部范围内进行处理，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域网。
2.2 网络层
物联网网络层将来自感知层的各类信息通过基础网络传输给上层，并提供透明的数据传输能力。其中，基础网主要包括移动通信网、广电网、卫星网、行业专网、互联网及形成的融合网等。
2.3 应用层
应用层主要将物联网技术与行业系统结合，将信息转化为内容，实现物物互联的应用解决方案。概括起来，物联网就是传感网、互联网和智能服务的综合体[4]。与传统的互联网相比，物联网加进了感知层，降低互联门槛，实现非智能、弱智能设备能够接入互联[5]。
在高性能计算和海量存储技术支持下，应用层还对网络获取的大量不确定信息进行清洗、融合、重组等处理，整合为相对准确的结论，并为行业应用提供智能的支撑平台。
3 物联网工程专业课课程体系设置
3.1 专业定位
本专业依托北京交通大学计算机与信息技术学院的优势学科，面向京、津、冀和环渤海区域经济、社会、生态的发展需要，突出计算机应用技术与现代信息处理技术交叉与融合的特点。培养学生具备良好的自然科学、人文社会科学和工程技术基础知识。使学生具有物联网工程专业技术的扎实理论基础，面向物联网应用系统的程序设计技术，各种信息处理网络应用系统的工程实践能力，以及培养学生具有较强的自主学习意识和工程意识，能够从事物联网工程技术及其应用方面相关应用设计、开发与应用工作。
3.2 培养目标
物联网专业需要培养适应国家科技化和现代化建设需求，建设创新型国家发展战略的需要，具有雄厚的基础，强大的综合实力和专业适应能力，具有社会责任感，具有信息采集和检索、分析和处理能力的，具备良好的动手实践能力和创新能力，能胜任通信，传感器网络及电子信息处理技术领域的研究，设计、开发、系统集成及管理与教学，并具有创新能力，能够在计算机和通信等领域起领军作用，具有国际化视野的高素质的高层次专门人才。
3.3 课程体系结构设置
物联网工程专业是新兴专业，由于整个行业在我国都处于发展阶段，因此对人才培养提出了更高的要求。由于物联网方面的信息相对较少，学生有可能对于专业的认知度不高，应当加强专业认知方面的教育，同时，通过实验演示等方式，让学生来亲身体验物联网技术带来的技术革新，是学生们对于专业有一个全方面的认知，从而培养学生的学习兴趣和钻研精神。物联网工程课程体系的原则是覆盖必要的学科背景和专业知识。
我院物联网工程专业依托计算机科学与技术专业进行发展，物联网专业需要计算机科学与技术方面知识的学习，同时，重点加强与“物”相关的传感器、RDIF等技术的学习。在教学过程中注重学科背景知识体系，力求学生考研和后期发展有明确的学科目标。
物联网技术专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点，注重课程体系的交叉融合，将相关主干学科的核心课程和专业课程进行统筹考虑。在总学分180学分的情况下，将课程分为基础教育、专业教育和素质拓展和自主实践。
3.3.1 基础教育
在基础课程的教学中，尤其是对于整个专业学习和发展至关重要的数学和物理等课程的学习，使学生充分意识到学习这些知识的重要性，物联网专业在国内属于新兴专业，国内起步较晚，需要查阅大量的外文资料，因此，需要良好的英语水平，尤其是专业英语水平，在教学中，适当引入专业英语教学。同时，在基础课程的学习中，应该加强学生对于政策法规的学习，避免学生学习技术知识之后通过技术手段进行违法犯罪活动。
3.3.2 专业教育
专业教育包含专业基础课程和专业课程以及各自的实践环节，共114学分。专业基础教育是整个课程体系中较为重要的环节，高素质的人才需要有过硬的专业基础知识，通过全方位学习物联网以及计算机、通讯、自动化等相关学科的知识，能够使学生培养对于知识的跨学科应用能力。
（1）专业基础课课程结构设置及分析
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程，突出专业定位和特色，拥有一定的广度和深度，多起点同时推进，学生在全方位的学习中，找到适合自己的发展方向。
在专业基础课程的教学中，起步难度要适当，既不能难度过大而吓退学生，打消学习积极性，也不能过于容易而什么都学不到。将尽可能多的课程安排在实验室进行，理论知识通过实验现象和结论更容易理解和掌握，学生能通过现象看到本质，有利于学生兴趣的养成和动手实践能力的培养。考虑到学生的实际情况，专业基础课程计划安排一定的课外上机学时，使学生巩固课堂学习的内容。
（2）专业课课程结构设置及分析
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目，学生可根据自己的兴趣与自身发展进行选择学习。
专业课程的考核不能以考试成绩作为唯一标准提高实践和实训在考核中所占比重，严格实训内容的考试。在专业课程的学习中，增加项目实训，适当引入企业项目，在学习中就能体验到未来工作中的实际感受，通过亲身体验，寻找差距，弥补不足。学生在毕业之后，能够迅速适应工作岗位，拥有较高的起点。
（3）专业主干课课程
具体包括：物联网技术导论、电路、模拟电子技术、电子技术基础实验、数据结构与算法、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技术、软件工程、计算机网络原理、通信原理、嵌入式系统与接口技术、数据库与数据挖掘。
（4）专业选修课课程
无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息安全、物流管理概论、RFID技术、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技术、环境工程概论、电子商务等。
3.4.3 实践教育
实践教育主要包括程序设计专题训练Ⅰ、程序设计专题训练Ⅱ、硬件系统课程设计、软件系统课程设计、就业指导、物联网综合实践、多媒体技术、Linux应用系统开发、信息系统集成与开发、软件工程与实践、计算机系统课程设计、毕业实习、毕业设计（论文）。其中部分科目为选修，学生可以根据自身发展进行选择。
3.4.4 素质拓展与自主实践
素质拓展与自主实践方面，鼓励学生参与学科竞赛、科研项目、创新创业项目、非本专业的公共选修课、各类职业、执业资格证书，总学分不得低于10学分。
4 结束语
物联网工程是一个战略性新兴本科专业，它不是以理论为主导，重点在于工程应用，这就决定了该课程体系所特有的发展变化的动态特性。因此，在制定专业教学计划时，要时刻以服务于社会发展需要为根本依据，把当前物联网新技术及行业应用的时代需求紧密结合起来，依托学校自身的行业背景和学科优势，设计出科学合理的、与时俱进的、可持续发展的专业课程体系，为国家战略性新兴产业发展，培养高素质专门人才多做贡献，争取使我院物联网工程专业在同类学校的同类专业中起到示范和带头作用。
参考文献：
[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL].
[2]教高厅函[2010]13号[Z].
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[4]马忠梅，孙娟.李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌八式系统应用，2011（11）：46-47.
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[6]徐险峰.论以信息化带动工业化[M].成都：西南财经大学出版社，2006.
物联网应用技术导论范文3
【关键词】物联网；铁路；运营
物联网的关键技术RFID（Radio Frequency Identification， 射频识别），是一种非接触式的自动识别技术， 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据， 识别过程无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID 技术与互联网、通讯等技术相结合， 可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。利用RFID技术对高速移动物体识别的特点，可以对运输工具进行有效的定位与统计，方便对如机车、车辆、相关设施的管理和控制等。无线射频识别（RFID） 技术是一新兴的自动识别技术， 被认为是21 世纪的最有发展前途的信息技术之一，在生产制造、交通运输、物流与供应链、安全防伪、货物跟踪与管理等领域有着广阔的应用前景。
由于RFID具有远距离识别、可存储携带较多的信息、读取速度快、应用范围广等优点，目前其应用已基本涵盖了铁路运营的主要业务，并取得了良好的社会经济效益。本文就近年来基于“物联网”射频识别技术在铁路运营业务中的应用作以简要论述，并对未来发展前景予以展望。
一、RFID技术在铁路运营中的应用
1、铁路机车车辆自动识别系统（ATIS）
该系统在所有铁路机车、货车上安装电子标签（Tag），在所有区段站、编组站、大型货运站和分界站设置地面识别设备（ AEI），在车站信息中心机房配置专门计算机建立车站集中管理系统（CPS），并在铁路管理部门建立铁路运输管理信息系统（ TMIS） 。ATIS 与CPS 保持实时通讯联系、时间校对，接收CPS的查询报文，并根据查询要求发送应答报文或者过车报文，完成在待机状态下的设备监测和过车数据传送。当有列车通过时，系统采集过车信息，形成过车数据，然后经CPS计算机处理后为铁路运输管理信息系统（ TMIS） 提供列车、车辆、集装箱实时追踪。
2、站台与门禁自动鉴别系统
利用射频识别技术为执行公务、装卸货物而经常需要上站台的汽车安装电子标签。电子标签由铁路管理部门写入车牌号、车型等信息，门卫处安装读写器和电脑。当车辆接近门卫时，读写器自动识别，并将读取的信息反映在电脑屏幕上。工作人员只需确认屏幕上显示的车牌号、车型、货物品类和数量等信息是否与接近车辆相符，如果信息一致，则放行，否则拒绝进出或采取其他措施。
3、电气化铁路机车自动过分相系统
在电气化铁路中，输电线路中约有30%能耗在传输过程损耗。采用信息通讯技术加强对电网的检控管理，有望大大减少传输中损耗的电能，有效地节约能源。基于物联网的电气化铁路机车过分相技术，可使电力系统三相负荷平衡和提高电网的利用率，供电接触网采用分段换相供电，在换相点（称为分相区）有一段绝缘物将两相接触网电气分隔。采用先进的自动控制技术，使机车自动、智能地通过每个分相区，核心部分是一个基于RFID技术的应答器，它是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息，实现机车定位及自动过分相功能。当机车经过装有FRID点式应答器的电网下方时，机车上的点式阅读器读取应答器内容，作为分相区定位信号。机车采用GPS辅助定位，为监督机车是否运行到分相，并保证在分相区点式应答器失效时能够启动紧急方案安全通过分相区。
机车检修完毕并通过工长验收后出库，在通过出库位射频识别装置时，机车信息和出库时间传送给应用系统，系统启动出库操作，将机车本次检修活项及整个检修流程操作信息保存到历史表中，并删除当前库内该车信息，自动完成该车的本次检修过程。
在铁路轮对检修作业中，传统的检修数据都是通过纸质卡片记录，因检修车间的工作环境比较恶劣，很容易造成卡片丢失或污损，使检测中断，耽误工期。采用RFID不仅适应恶劣环境，而且射频卡的灵活性、智能性和大储存量等优点为铁路系统轮对信息的网络化提供了可能性。
二、“RFID”技术在铁路其它业务中的应用及展望
目前，一些行业已将RFID芯片与手机SIM/UIM卡结合开发了“手机一卡通”业务，突破了传统手机仅仅能在通信网络中使用的局限，极大地扩展了手机使用的范围，使之能用于购物、乘坐公交车等，还可以实现小额支付、空中充值等功能，成为真正意义上的互联网手机。机二维码是将电子二维码技术应用于手机，按照一定的编码规则编写。像“马赛克”似的二维码背后蕴藏着丰富的信息。用手机的摄像头轻松一拍，“马赛克”立刻被解码成丰富的信息：拥有者、网址、价格、是否具备认证等，一应俱全，清楚明晰。类似地，铁路客运的电子火车票，可以以短信方式把1条二维条码发送到旅客手机，当旅客进入火车站或上火车时，把这条二维条码的图片调出来在入口处的条码扫描仪上照一下，就可以进站或上车了。这样以电子火车票代替传统的纸质火车票，不仅为旅客的旅行带来便利，而且也可大大减少实体物质火车票纸张的消耗，实现低碳生活。
结语
“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后世界信息产业的第三次浪潮。“物联网”概念的问世，打破了过去一直将物理基础设施和IT基础设施分开的传统思维：一方面是铁路、机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代， 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施， 在此意义上， 基础设施更像是一块新的地球工地， 世界的运转就在它上面进行， 其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。现阶段“物联网”的应用仅仅体现在RFID/二维码/传感器以及数据采集的应用方面，其优势已经初露端倪，。随着信息技术更高层次的应用，物联网将是转变铁路运输发展方式的重要组成部分。铁路可以凭借自身强大的经济实力和雄厚的科研力量加大对以RFID技术为突破“物联网”智能化科研项目的经济和智力支持，实现新兴信息技术广泛应用在铁路运营中的率先突破。
【参考文献】
[1]刘云洁.物联网导论[M].科学出版社，2010.
[2]郭凌月.无线射频识别技术（RFID）在铁路运输中的应用[J].中国铁路，2005（9）：56-57.
[3]向群，屈伟平.射频识别技术在车辆管理中的应用[J].中国数据通讯，2004（8）：48-51.
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[5]赵春艳，史百战，杨团名.射频识别技术在机车检修系统中应用[J].中国铁路，2009（4）：65-67.
物联网应用技术导论范文4
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）：
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物联网应用技术导论范文5
关键词：物联网；体系结构；网络管理；综合信息管理平台
中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）12-0044-03
General comprehensive information management platform of IOT
CHEN Li1， LIU Tong2
（1.School of Computer Science and Technology， Wuhan University of Technology， Wuhan 430080， China； 2.Beijing TopGrid Technology Inc.， Beijing 100000， China）
Abstract： The diversity and dispersibility of IOT application and lack of management restrict the development of IOT. The objects connected and managed by IOT contain static and mobile end equipment and a variety of assets. These devices connected with sensors or other perception devices become the network nodes. Based on the network characteristics of IOT， a general comprehensive information management platform of IOT is designed using the idea of common network management. The platform can integrate various heterogeneous systems and distributed resources to realize the integration of management， controlling and operation， construct the operation and maintenance system of IOT， and provide technical support for the construction of low-carbon， smart， conservation-oriented society.
Keywords： IOT； system architecture； network management； comprehensive information management platform
0 引 言
当前，全球经济逼近二次探底的边缘，新一轮的工业革命呼之欲出。有专家指出，在新一轮的工业革命中，信息是最核心的要素，信息革命是新一轮工业革命的骨架和灵魂。为了推动工业化发展进程，必须把信息和物理世界相互融合，物联网就是一个很好的例子[1]。
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，并受到各国政府、学术界和工业界的广泛重视。它通过传感器把互联网和物理世界连在一起，用信息的“力量”使物理的世界产生变革，推动社会工业化的发展。
物联网体系包含三层架构，即感知层、网络层和应用层[2]。感知层包括传感器等数据采集设备以及数据接入到网关之前的传感器网络；网络层是实现各种通信网络与互联网的融合，将物体接入信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；应用层是指利用各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业、跨部门的感知数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。图1所示是物联网的三层结构图。
图1 物联网的三层结构
目前，物联网产业发展十分迅速，各个运营商和集成商也是站在更高的角度，集中力量开发物联网管理平台。尽管关于平台的研究都有一些成果，但是，这些平台存在平台多样、标准不统一、缺乏创新等问题，严重制约着物联网的发展。本文针对以上问题，提出了一种自主创新的通用型物联网综合信息管理平台的体系结构，以适应广泛的传感节点和不同的行业应用，实现对网络资源的统一管理，使物联网的应用更加普遍和灵活，提升我国在物联网领域的竞争力。
1 物联网平台的研究现状
现阶段国内外物联网平台的研究主要存在以下一些问题：
第一是应用广泛，导致平台多样而不统一。物联网的应用多种多样，每一个应用对应一个不同的平台，从而导致关于物联网平台的研究多数局限在某个具体的应用领域[3]，例如物流行业、智能楼宇、路灯管理等，而没有考虑适用于各行业的物联网的整体架构。
第二是技术标准不统一。现阶段，物联网应用技术主要包括基于RFID技术的应用、基于传感网络的应用、M2M应用和“两化融合”等相关应用[4]。对于每一类应用，使用的硬件和软件技术各不相同。RFID相关应用主要是利用射频识别技术和传感网络，以及用于传感器、传感网以及采集信息的嵌入式系统；M2M主要是基于有线长距离和无线长距离两种通信方式的应用；“两化融合”是自动化和信息化的融合，主要依赖于有线短距离通信，以现场总线为主作为“最后一公里”连接，然后并入IP网。这种情况就导致了物联网发展相互分离，不能进行资源的有效整合，浪费人力、物力和财力，与经济节约型社会的发展背道而驰。
第三则是管理平台的可参考模型存在弊端。目前，还没有一个规范化的物联网体系架构模型。对于现阶段可以参考的管理平台体系结构来说，在国外，欧盟的EPC global主要针对物流仓储的物联网应用模型[5]，具有一定局限性，不能广泛应用于其他领域；而国内目前的管理平台也存在一些问题，很多都是借鉴国外已有的平台进行各自为主的行业开发，缺乏创新性，参考价值不大。
由于物联网平台的体系架构是指导具体应用系统设计的首要前提，因此，建立一个具有框架支撑作用的体系架构至关重要。
2 物联网的网络结构及其特点
物联网要连接和服务的对象是末端设备和各种资产，包括各种基于微处理器做成的应用系统、各种智能卡或RFID卡，以及安装在机器上的传感器等。这些设备相互连接组成传感器网，传感器网作为末端的信息采集者将信息发送给网络，是一种可以快速建立，不需要预先存在固定的网络底层构造的网络体系结构。
物联网，特别是传感网中的节点可以动态、频繁地加入或者离开网络，它们不需要事先通知，也不会中断其他节点间的通信。网络中的节点可以高速移动，从而使节点群快速变化，节点间的链路通断变化频繁。传感器网络的这些使用上的特点，导致物联网或者是传感网具有如下特点[6]：
（1） 网络拓扑变化快；
（2） 传感器网络难以形成网络的节点和中心；
（3） 传感器网络的作用距离一般比较短；
（4） 传感器网络数据的数量不大；
（5） 物联网网络对数据的安全性有一定的要求；
（6） 网络终端之间的关联性较低。
为了有效地进行传感设备和节点的管理，将物联网要管理的终端设备或资产看做网络中的网元，并利用通用网管的思想对设备进行信息管理[7]，按照OSI的定义，网络管理主要包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理等五个功能域[8]，其具体示意图如图2所示。
图2 物联网的网络结构及管理功能
3 物联网综合信息管理平台
3.1 物联网综合信息管理平台框架设计
针对目前物联网平台存在的问题以及物联网的网络特点所设计的物联网综合信息管理平台的框架图如图3所示。本平台基于通用的网络管理思想，将各种感知设备看做网络中的节点来实现网络管理的五大功能，并提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、报警联动、调度指挥、远程控制、安全防范、统计报表、决策支持等管理和服务功能，从而实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
3.2 物联网综合信息管理平台的体系结构
根据物联网的三层架构设计的物联网综合信息管理平台的体系架构如图4所示。
图3 物联网综合信息管理平台框架
图4 物联网综合信息管理平台体系架构
3.2.1 感知层
物联网综合信息管理平台根据不同的采集对象选择有线局域网或无线组网等不同的组网方式，采集节点可根据需要选择不同的传感器节点，例如温湿度传感器、压力传感器等。
物联网综合信息管理平台的数据采集终端由硬件和软件两部分组成。采集终端可对传感器节点传递过来的数据进行处理、存储，并在网络层发出请求时传递出去。
3.2.2 网络层
物联网综合信息管理平台可利用中间件技术，并基于TCP/IP协议对感知层的数据进行解析、编码，并传输到网络层，同时可兼容有线网络、无线网络等通信模式，以实现不同通信协议的异构物联网网络的接入和访问[9]。
3.2.3 应用层
物联网综合信息管理平台的应用层通常由硬件设备和应用软件构成。其中，硬件设备是在满足网络功能要求的前提下，采用云计算概念，在服务器上完成主要功能[10]，包括数据存储服务器、Web服务器和中心处理服务器，以分别负责数据的存储、应用程序的管理和各种功能的处理。管理员和操作员通过网络访问云端数据，使系统更加安全、可靠，以便于系统功能与规模的扩充。应用软件则在满足网络管理基本功能的前提下，通过通用管理模板，实现大多数物联网及其资源的管理，用户也可以根据不同行业应用的特殊要求自定义模板。软件系统大多基于B/S结构，可提供远程维护支持。
物联网综合信息管理平台物理结构如图5所示。
图5 物联网综合信息管理平台的物理结构
3.3 物联网综合信息管理平台的特点
本物联网综合信息管理平台的主要特点表现在以下五个方面：
（1） 可应用于各种领域。本物联网综合信息管理平台没有行业限制，感知层可以根据行业需要接入不同的传感器节点（例如温湿度传感器、压力传感器等）进行信息采集；软件管理系统能够针对不同对象实现不同的管理功能，从而构建可扩充、可扩展、可视化的综合管理平台。
（2） 兼容多种通信模式。利用自主开发的中间件可兼容多种通信模式，实现不同通信协议的异构物联网网络的接入和访问，从而真正组成一个可连接各种感知终端的有机通信网络平台。
（3） 统一协议。本物联网综合信息管理平台基于标准的网管协议SNMP对设备进行管理，能提供开放性的接口给用户，同时兼容自主开发的协议和特殊行业的协议，也可以实现不同设备和网络之间的互通，从而实现对不同领域、不同设备的管理。
（4） 模块和分布式设计。基于通用网管的思想，在通用的管理功能（故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、计费管理）的基础上，可提供特殊行业的管理功能，实现对终端设备的模块化和分布式管理。本平台可大可小，可深可浅，可单独使用，也可联合使用，而且容易剪裁成行业实时管理平台，比如IDC机房管理、粮库管理、污染或能耗监测管理等多样性平台。
（5） 节约资源。本设计将五种管理功能集成到一个平台，以对数据和设备进行有效管理，提高管理效率和服务质量，节约资源，实现低碳低污染的智能环保型经济模式。
4 结 语
随着全球一体化、工业企业自动化和信息化进程的不断发展，企业或个人都对生产、物流以及销售等各个环节的质量要求越来越高，全流程监控以及服务整合将是未来企业发展的方向。物联网综合信息管理平台可为行业整合提供一种思路，互通互联的结构可以有效对各类服务进行整合，提高企业整合的高效性，为建设低碳、智能、节约型社会和实现环境友好型经济提供一定的技术支撑。
参 考 文 献
[1] 李静.新一轮工业革命的灵魂是信息革命——访微软亚太研发集团主席张亚勤[N].经济参考报，2012-6-20（8）.
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物联网应用技术导论范文6
关键字：计算机应用；计算机基础；综合实践课；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）05-0242-02
一、研究现状
大学计算机是面向高校非计算机专业的通识必修课程。经过传统计算机通识课程的学习后，当前大学生普遍存在对课程中讲授的软件掌握不够灵活、创新和创作能力不足、自主学习能力不足、与自身专业结合不足等问题。围绕“大学计算机课程应服务于学生社会就业及专业本身所需要的计算机的知识、技术及应用能力的培养，以造就更多的创新、创业人才”的教学总体目标要求，华东师范大学开展了大学计算课程的改革和研究，以全面提升大学生信息素养和信息应用能力。改革后的大学计算机课程为第一学期信息基础课程，面向全校，不分文理，讲述信息科学的基本知识和技术；第二学期信息技术课程，考虑学生的专业需求不同，学生的能力拓展的需求不同，设计不同的学习方向，供不同专业的学生自主选择。第三学期计算机综合实践课，在已掌握了一些常用计算机应用软件的基础上结合专业背景或生活背景，设计完成一个计算机作品。计算机综合实践课以学生自身兴趣和基础为出发点，在教师的引导下，创作有实际应用价值的作品，来提高学生的创新能力和实践能力，并鼓励学生参加各种计算机应用和设计能力竞赛。经过3年的教学实践，目前已累计开设教学班级147个，教学对象涵盖除计算机专业外全校各专业学生，修读人数约9300人，取得了一定的成果。
二、教改目标与内容
1.教改目标。计算机综合实践课程是一门涉及多学科、多领域的课程，教学对象是非计算机专业的学生，包括理工科、文科等多个专业，是一个探索性、实践性和研究性的通识课程，也是一个培养跨学科创新型人才的课程。教学改革研究体现“以学生为中心”的思想，以激发学生学习兴趣和创新潜力为目标，探索案例式、启发式教学方法，着重培养学生的创新能力、团队精神和学习能力，建立起广泛适用的课程大纲、内容规范及评价系统，并提供灵活的在线资源支持。
2.教改内容。①构建“以学生为中心”的学习环境，教师不再填鸭式讲解，而是以“优秀作品赏析、教师引导设计、学生成为主体”为主线，带领学生从优秀作品赏析入手，总结实践作品设计的方法，再引出解决问题所需的知识，以学生为主体完成作品任务。引导学生按需学习，反刍式学习。指导学生在遇到问题和瓶颈时，寻找解决方法和寻求突破的渠道。注重培养学生多方面能力：培养学生具备较强的计算机应用能力，能够选择合适的软件，采取合理的技术，进行多种平台的融合；培养学生具备一定的科研工作能力，具备结合专业自主选题、通过网络等途径收集资料、在使用中调试修改、完成作品的能力。能够撰写符合要求的实验报告和文档资料；培养学生具备较好的与人沟通能力和团队精神，要求学生能够充分利用现代信息工具与人交流；在团队合作时，要能够发挥各自所长，相互协同。②以竞赛促进教学，配合计算机实践课程，我们引入了多个计算机应用能力赛事：校级计算机应用能力大赛、上海市计算机应用能力大赛、中国计算机设计大赛、海峡两岸信息素养交流赛和创新活动等。教师在教学过程中，通过发现学生的特长，并根据学生的特长，鼓励学生参加不同的大赛，以大赛要求提高计算机作品的质量，在参赛的过程中开阔学生的眼界，磨练学生的意志，培养团队精神，激发学生的创新思维。③完善考核方式等教学资料，课程的教学考核成绩通过实验报告、计算机作品和源文件提交检查以及演示答辩三方面综合而成。实验报告是对作品的全面介绍，包括作品简介、运行环境介绍、制作过程、作品效果图、本人分工、制作感想体会等。撰写实验报告，是大多数非计算机专业学生首次接触计算机实验文档，认真撰写实验报告，有助于学生体验软件工程的思想，有助于学生进一步开展计算机项目的研究和学习。表1列出了华东师范大学计算机综合实践课程实验报告。
实践作品类型可参照上海市和全国计算机设计竞赛，由教师引导，学生自主选题制作。常见作品类型包括：电子课件PPT、电子杂志、多媒体、Flas、Photoshop图像、视频（指定视频文件大小及时长）、网站、程序设计等。作品评判主要从设计内容、设计结构、设计艺术性、创意与应用、运行环境等指标来考虑，并在制定标准时注重指标的量化。这些指标综合考虑了作品的工作量、难度、技术先进性、是否易于使用推广等方面，能够对作品做一个综合的、较科学的评价。作品的演示答辩，是展示作品特色、介绍创作思想、表现制作技巧的一个重要场合，也是锻炼口才、表达能力的一个训练，并可以进一步了解同组学生的分工和团队合作情况。
3.丰富实践作品类型，让计算机新技术走进课堂。随着计算机和互联网的普及，新的计算机技术不断涌现，如物联网、云计算、3G应用、智能终端等，传统的计算机设计类型已不能覆盖新技术、满足新形势。同时，上海市和全国竞赛的作品类型也在不断增加，更注重新技术的运用和自身专业的结合。因此，需要进一步丰富作品类型，在实践作品中引入新的计算机技术，并对教学内容进行配套调整。
4.引导学生使用计算机技术为自身专业服务。计算机应用技术也是其他各学科、专业的基本工具。根据“一体两翼”的理念，大学生在学好专业本身这“一体”的基础上，再添加强有力的计算机与外语这“两翼”的能力，有助于提升学生的社会适应与竞争能力，有利于发展学生的专业才干。因此，有必要在教学中，结合学生自身专业，引导设计。
5.提供在线资源支持。通过网络提供优秀作品集锦、教学课件等教学资源，并支持网络互动交流，挖掘学生的自主学习能力和创新能力。
三、总结与展望
1.教学总结。计算机综合实践课程作为各专业的信息技术基础教育的提高课，学生动手实践是本课程的特色之一，利用本课程不仅能提高学生的计算机应用能力，也培养了学生进一步钻研计算机技术的兴趣，有利于学生能适应计算机技术的飞速发展，将计算机作为工具，应用于自己的学习、生活和工作中。通过计算机综合实践课的锻炼与选拔，引导学生参加各种计算机应用和设计能力竞赛。笔者连续多年指导学生参加计算机竞赛，累计已取得中国大学生计算机设计大赛一等奖1次、二等奖6次、三等奖3次；上海市大学生计算机应用能力大赛一等奖2次、二等奖3次、三等奖5次。在连续多年组织的计算机应用能力竞赛等实践活动中，学生们积极参与，反映良好。针对本课程，我们还编写并出版了教材《计算机实践课程导论》。此外，在教学过程中，我们还通过网上问卷和课堂调查等方式，在一定范围内，获得了学生对本课程的意见和建议，也为进一步教学改革提供依据。
2.教改展望。随着教学改革的深入、计算机学科的发展，结合累积的教学经验，我们认为本课程还可以在以下几个方面做进一步深化和完善：①进一步调研同类课程的国内外现状，优化计算机实践课程的总揽设计，理顺本课程与其他公共计算机基础课程的关系。②探索教学中引入计算机新技术、新技能，使课程带有前瞻性。③对课程大纲和教学实践等内容进行完善和规范，完成教材的补充。④依托学校校园网建设和微课程建设，完善与丰富网上学习资源库。
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