物联网工程嵌入式培养范例6篇

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物联网工程嵌入式培养

物联网工程嵌入式培养范文1

嵌入式课程教学在国内已经开展了近20年,目前大多数的普通本科院校、高职高专和独立学院都开设有嵌入式相关的课程。嵌入式系统不仅是一门综合多个领域知识的工程应用技术,同时也是新兴行业领域(物联网、大数据等)的重要组成部分[1]。随着技术的进步,物联网、大数据、云计算、人工智能为信息产业发展的风口,潮流势不可挡。嵌入式系统正是这些产业应用技术中最核心、最关键的部分,目前市场上嵌入式系统专业技术人才严重匮乏,出现了很大的人才缺口,虽然全国高校纷纷开展了嵌入式系统卓越人才的培养,但在课程教学过程、课程内容设置及授课方式上成效并不是很理想。因此,在应用型高校建设的背景下,如何有效地开展嵌入式系统教学改革,提高嵌入式系统人才培养质量以满足相关行业的需求显得尤为重要。

1电子信息工程专业嵌入式系统课程特点

电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业[2],主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。而嵌入式技术是20世纪计算机技术发展的一个重要标志,有着广阔的市场发展空间。嵌入式技术已广泛应用于消费类电子、工业控制、物联网、汽车电子、安防监控、网络安全、医疗器械、视频编码解码、图像处理、航天航空等领域。国内多所高校都开展了嵌入式系统课程,而且嵌入式系统课程作为电子信息工程的一门核心专业课程,是以应用为中心,对于电子信息工程专业的学生来说,硬件方面学习侧重于电子系统设计、医疗仪器、智能仪表等的方案设计,软件专业则侧重于嵌入式应用软件开发。嵌入式系统课程内容涵盖范围广泛,课程学时又比较紧张,无法在课堂教学中使学生对硬件、软件都精通。因此,教学更侧重于基础内容,结合实践环节使学生在硬件和软件两方面掌握嵌入式技术。硬件方面可以掌握如何去读懂电路原理图、能够读懂芯片手册,熟悉嵌入式系统的外设,毕业后可以从事嵌入式驱动开发、系统移植工作。软件方面,熟悉操作系统的工作原理,熟练掌握C语言编程,熟悉交叉编译环境下进行应用程序设计与测试程序设计。授课教师可以利用学习通、腾讯课堂、雨课堂等在线教育平台,提供给学生丰富的参考资料,对学生进行引导启发学习。从而克服教学时间短、授课内容不全面的弊端,满足学生课下深入学习的需求。

2嵌入式系统课程教学现状

国内嵌入式课程的平台存在多样化和复杂性现状,各高校基于自身已有的资源开展课程,导致嵌入式教学即使相同的课程也会由于硬件平台不同,而选择的嵌入式OS不同,课程的内容都会因为开发板、编译工具、操作系统不同而不同。传统工科单片机课程开展的非常广泛,因此目前基于8051和80x86单片机进行嵌入式教学高校比重依然很大,一般选择的是µC/OS。北京邮电大学软件学院一直强调通信设备对嵌入式实时多任务系统(RTOS)的依赖,他们把这个作为自己学院嵌入式教学一个重点,坚持在教学中使用VxWorks和C/OS这种RTOS类型的嵌入式操作系统。也有一些嗅觉灵敏的学校已经开始针对现状进行调整。Linux、ARM、嵌入式设计这类课程已经越来越多的引入课堂。随着物联网概念的进入,ZigBee、WiFi和蓝牙等无线技术和MEMS传感器技术,这些原本自成一体的嵌入式系统变成了智能联网系统,因此传统的8051单片机教学和“ARM+Linux”的嵌入式教学也亟需改革。

3应用型本科嵌入式课程教学改革

3.1师资队伍建设

教师队伍是高校发展的关键,应用型本科高校转型发展的关键是建设一支既重视理论又具有丰富实践经验的教师队伍。学校要根据应用型的办学定位,围绕专业人才培养需要,首先可以考虑加大“双师型”教师的引进,同时可以结合课程设置,聘请企业优秀专业技术人员进行授课,引入实际的项目开发经验,可以从实践的角度去指导学生项目实验。其次,学校可以选派教师到行业企业挂职锻炼,参与实际项目,从而提升授课教师的实践应用能力。学校要加强对教师能力的培训,使他们持续提升教学能力。有计划选派青年教师到高水平院校、培训机构进修学习,提升专业理论能力。建立与应用型人才培养相适应的教师评价制度、绩效考核、职务(职称)评聘、薪酬激励和科研成果奖励等制度,引导教师投身教学、开发实验实践项目、开展有利于应用型人才培养的应用研究,形成能转化为服务社会的应用研究成果。

3.2实验课程内容建设

嵌入式系统的实验教学内容的设置目的是通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识,使学生对嵌入式系统的结构、工作原理及应用有深刻的认识,并通过对嵌入式系统设计方法熟悉今后在工程实际中设计性能优良的嵌入式应用系统打下基础[3]。实验内容根据教学目标可分为基础技能实验,根据课堂讲授的理论知识结合基础型实验,要求学生独立完成。课程进行到相应程度后,可以设置综合型实验。综合性实验可以包含几个章节的内容,完成一个具体功能的小项目,由指导教师指定或让学生自由选择组队,锻炼其团队合作能力共同完成项目。根据每个学生实验过程的完整性、实验指标点完成情况,以及对实验报告的规范性,进行评分。

3.3教学内容改革

传统的嵌入式教学以理论讲解为主,实验内容也仅仅是结合章节进行设计,不利于学生接受。现在很多工科院校在教学改革方面,压缩理论课学时,加大学生实践环节的比重,重视应用能力培养的思路。例如上海交大在嵌入式课程教学创新研讨介绍他们的“嵌入式系统原理与实验”理论和实验的比例已经调整到3:2(以前是3.5:1.5)。嵌入式课程是一门理论讲授和实验相结合的课程[4],从某种意义讲实践经验更重要。因此教学改革方面可以对大纲要求的知识点进行重新布置,紧密结合一个对应项目案例,通过具体案例,促进新知识点的学习掌握,提升学生学习的积极性和主动性,具体过程为:讲授演示-小案例练习-项目分析-小组讨论-综合案例实践。理论课阶段,通过小案例的讲解+实践无缝衔接,帮助学生掌握知识点。综合实践环节阶段,在掌握基本知识点的基础上,针对具体应用设计出具体的实验项目。学生可以采用自由组队方式,在完成过程中掌握理论知识的运用以及团队协作开展项目的技巧。

3.4学生成绩考核

嵌入式系统课程考核方法应重视解决实际工程问题的能力,改变传统单一卷面考试的考核评价方法。以往学生成绩中理论考试占比大,实践环节占比小,无法对学生进行全面评价。缩小理论考试成绩在最终成绩中的比例,增加实践成绩的比重,充分提高学生参与实践的积极性,采用课堂表现(10%)+实验(30%)+报告(10%)+期末考试(50%)的综合考核方式更重视完成综合项目的参与讨论过程、团队合作意识、书写规范实验报告的能力。根据学生在项目组中的工作量不同获得不等的学分,激发学生的竞争意识,提高学生的主动性。在项目完成的时候,教师对学生完成情况采取答辩打分的方式。

4结语

随着技术的发展进步,工业领域智能化程度的不断提高,嵌入式系统的重要性越发彰显,应用将越来越广泛和深入。企业对嵌入式人才需求旺盛,从而也促使嵌入式教学将迎来一个新的发展机遇。只有加强教师队伍建设,健全科学的培养方法,形成高效的评价机制,才能有效引导学生,调动学生学习的积极性,培养学生的工程实践能力、思维能力和创新能力。

参考文献:

[1]冼进,贾德良,毕盛.嵌入式系统实验课的教学改革初探[J].实验室研究与探索,2011(8):295-297.

[2]杨明,周金芝.地方高校电子信息工程技术专业人才培养方案的构建与实施[J].西昌学院学报:自然科学版,2019,33(1):105-108.

[3]张明,沈勇,王阿娣.基于嵌入式系统课程体系的实验教学环节设置的研究[J].实验技术与管理,2008,25(5):147-149.

物联网工程嵌入式培养范文2

关键词:嵌入式系统 产学研 项目驱动 考核模式

随着物联网、通信技术的发展,嵌入式产品在全球各行业得到广泛应用。但我国嵌入式人才一方面市场供不应求、企业选人难;一方面高校毕业生就业难。主要问题是毕业生不能满足市场对人才的要求,校企合作不够紧密。这种现象不仅存在于本科毕业生中。随着研究生的扩招,提高研究生就业率也提上了议事日程。学校不能向学生提供足够的实践机会,有些教学只有理论讲解,没有实践操作,或者学生做实验仅仅是基于实验箱的步骤完成实验,不能提高学生的动手能力和实际工程项目研发能力,故不能满足嵌入式研发企业对于人才的要求。对于微电子专业而言,芯片设计更新换代很快,系统集成、片上系统甚至片上可编程系统需求大批既懂芯片设计又懂嵌入式系统的复合人才,这方面与国际同行业先进企业对人才的要求还有很大的差距。因此,如何破解这些问题,形成适应市场对嵌入式系统人才需求培养的新模式,是微电子专业嵌入式系统教学面临的一个重要课题。

国内外很多高校和实验室都对嵌入式系统课程进行了教学改革和尝试,如英国雷丁大学、德国波恩-莱茵-锡格大学、新加坡南洋理工大学和加拿大卡尔顿大学等;国内有清华大学、哈尔滨工程大学、江西理工大学和华中理工科技大学等。上述研究往往涉及计算机专业或电子工程专业较多,但是对微电子专业嵌入式系统课程的教学改革研究报道较少,并且大多数嵌入式系统教学改革主要是实验部分的改革。

为了贯彻落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》的精神,不断深化本科生、研究生教学改革,提高本科生、研究生教育质量和就业率。旨在探索研究微电子专业嵌入式系统学研产教育新模式,走出一条将实际科研项目、教学环节和企业生产紧密结合的特色之路。以市场甚至国际市场为导向、以企业甚至跨国公司为依托、学研产相结合的新模式,把微电子专业嵌入式系统科学研究、企业技术研发和人才培养紧密结合起来。尤其是对微电子专业研究生的教育,与企业甚至跨国公司合作进行技术研发,提高人才的创新能力、解决工程实际问题的能力和专业工程素养,培养出基础较扎实、实践能力强、专业工程素养较高和企业欢迎的微电子专业毕业生。为破解高校学生就业难、企业选人难的问题;为缩小我国与先进国家微电子专业复合人才的差距,具有重要的现实意义和长远的社会意义。

1 建立微电子专业嵌入式系统学研产平台

嵌入式系统是微电子专业研究生和本科生的一门专业选修课。微电子专业嵌入式系统的特点是紧跟芯片和软件前沿发展动向、涉及学科多、国际性器件多且更新换代快。该课程要求理论与实践紧密结合,企业需求解决工程实际问题的嵌入式人才,这些都促进了微电子专业嵌入式系统学研产教育新模式的开展,提高学生理论联系实际和工程项目研发能力。我校已与北京华芯微特科技有限公司、深圳仙苗科技有限公司和北京飞漫软件有限公司等单位合作,建立了嵌入式联合实验室,正在与跨国公司相关人士洽谈;另外,本研究室在科学研究中已初步建立了小型物联网系统、RFID系统、光栅测量系统、火炮发射计数系统、烟雾报警系统和完成芯片设计并成功流片的项目等,这些为该课程学研产新模式的探索和研究搭建了很好的基础和平台。部分学生在华芯微特公司运用所学的ARM汇编语言进行指令集的测试设计和应用设计。部分学生运用所学软硬件系统设计方法,设计和制作出电子产品,部分产品已应用于企业。微电子专业嵌入式系统学研产新模式的建立,很重要的一项内容就是教学方法和考试方法改革。以实际工程项目驱动为主要形式,以实际课题研究、技术开发为主要内容,整合校企优质资源,优化微电子专业嵌入式系统教学与考试方法,提高学生的知识水平、学习、动手和实际工程实践项目的研发能力,实现与企业的紧密合作,为学生成功走向市场,进入企业增加一份较强劲的推动力。

2 实际项目驱动教学方法改革

基于嵌入式系统学研产平台,紧跟嵌入式学术前沿的发展动向,不断改进企业所需的产品功能,并将实际的研发项目和研发过程引入到嵌入式系统课堂,采用课内外学习、作业和实验相结合的方法,使学生能完成嵌入式系统的实际硬件电路设计、程序编制、调试环境搭建、板级调试、网络通讯、系统集成和文档编写等环节,提高学生的工程项目研发和实际动手能力。将企业一线专家请到校内,使学生近距离聆听企业嵌入式专家的报告和指导,提高学生工程项目经验、创新能力、实践能力,丰富学生的专业素养,也可以提高学生的就业率。同时也为企业产品研发提供人才保障。另外,也使学生和教师及时了解企业对毕业生的要求、对课程内容的建议和企业技术创新的需求等,紧跟嵌入式市场的发展需求,及时调整教学内容和规划,培养符合市场及企业一线需求的微电子嵌入式人才。切实建立以国际市场为导向,以国内企业和国际企业为依托、学研产紧密结合的微电子专业嵌入式系统教育新模式。同时进一步加深与企业之间长期紧密的学研产用合作关系,使平台成为企业技术创新和我校微电子专业嵌入式人才培养的重要基地。

物联网工程嵌入式培养范文3

嵌入式系统是一门综合性很强的课程,主要由计算机类、电子类、自动化类学科作为高年级的必修或限修课程开设。随着“互联网+”这种互联网思维的不断升级实践和深入生活,嵌入式系统仅作为工业级应用已经成为昨日黄花,物联网将成为嵌入式系统的最主要应用方向之一。以ARM内核芯片为处理器的智能通讯系统成为智能手机中相当庞大的一支力量。嵌入式系统正如其名一样,逐渐嵌入到人们的日常生活中。嵌入式系统课程实践性要求高,经费紧张,历史短,积累经验少,因此嵌入式人才匮乏,缺乏嵌入式系统人才的问题已经阻碍嵌入式产业的可持续发展[1]。由于需要软硬件结合进行教学,注重动手实验,需要理论与实践并重的方法,因此,嵌入式系统教学改革需要的理念与近年来兴起的CDIO工程教育模式不谋而合。2000年,美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所院校经过四年左右的研究,提出CDIO工程教育模式的理念。CDIO的C、D、I、O四个字母分别代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)。CDIO培养大纲将学生能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,要求以综合的培养方式使学生的学习达到预期目标[2]。也就是说,关注学生工程实践经验的形成和累积,锻炼动手能力是工程教育模式的主要目标。国内外很多大学都很关注这一模式,已经有几十所国外著名大学加入CDIO组织;国内也有多所院校加入了教育部的CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点工作组。这对于嵌入式系统的教学改革提供了很好的外部平台,并有方向性的指导作用。以设计方案为导向的嵌入式系统教学的改革以建立学生的系统工程体系为主要目标,以总体设计和局部设计为着眼点,发掘学生的分析、解决问题和构建方案的能力,力求在以后的工作中能够学为所用。

2教学现状

嵌入式系统课程综合性强,内容多而庞杂,需要的先修课程多,包括C语言程序设计、操作系统、Linux操作系统、数字逻辑、电路基础等诸多课程,一般开设在大三的下学期或大四的上学期,这样先修课程学生能够比较充分地完成。中国石油大学的嵌入式系统课时为32学时,其中16学时为实验学时,授课学时较少。学生虽为工科学生,但以计算机科学与技术和软件工程专业的学生为主,硬件基础差,动手组装、焊接能力不强;但对于软件系统的设计、分析、理解和编程能力较好。目前嵌入式系统课程安排在大四的上学期,但学生面临考研、工作等重要的人生选择问题,学习热情有所下降,部分实验不能在规定时间内完成。但从总体教学情况来看,绝大部分学生的学习热情很高,对于这个较新的课程门类很感兴趣,对课程的实用价值和能够学到的知识认可度很高。很多学生课程结束后都有意犹未尽的感觉,经常与笔者交流:能否多来实验室进行练习?是否有相关课程可以旁听?等等。但是苦于入门比较困难,而且需要投入较多的时间进行软硬件调试和练习,很难有实质性的提高。

3以设计方案为导向的教学方法改革

因学生的基础较弱,因此课程重点集中在培养系统设计方案的规划和嵌入式操作系统的理解和实现。以嵌入式Linux为主要平台,对于系统的层次结构、底层硬件构件,嵌入式Linux操作系统的剪裁、编译、移植,Bootloader的编译和烧写,驱动模块的编写和编译,以及在系统中的使用进行介绍。在教学中以一个GPS定位系统为例,从总体设计开始介绍,让学生从系统角度开始认识嵌入式系统的组成,包括硬件构件和软件构件,让学生简单了解嵌入式系统的概念。作为一个典型的嵌入式系统,GPS定位系统包含了一般嵌入式系统中常见的硬件组件(如液晶屏幕、键盘、天线、CPU、ROM、Flash等),也包含了常见软件构件(如嵌入式Linux操作平台、地图存储数据库、地图的查询和显示系统等),具有较好的示范效果和引导作用。在教学实践中从需求分析开始引入总体的设计方案,引导学生思考系统需要的基本硬件和软件组件,然后进入到每个组件的局部,分别进行说明和介绍。如引导学生分析GPS定位系统的功能后,引出硬件组件中液晶屏幕是必选组件,然后进一步深入介绍其相应的结构、类型、基本原理、选件要点,另外对于液晶屏幕和其他组件的连接方法、与哪些部件相连、如何供电进行进一步延伸。接下来从供电系统又可扩展到如何降低系统能耗,哪些部件是耗电大户,如何完成低功耗的配置和在设计中如何减少不必要的电能消耗,电池的类型以及选择方法。对于CPU部分的介绍可引入对于嵌入式处理器的类型、结构、通用功能说明,同时引入ARM架构处理器。对于ARM处理器则可进一步详细阐明其内部结构、寄存器和流水线技术、指令系统、异常处理方法等相关内容。对于软件组件,如Bootloader部分,也可以采用类似的方式。首选在嵌入式系统整个软件的总体结构中体现Bootloader的位置和作用,然后延伸到Bootloader目前的版本、类型,最后进入其内部结构,分别介绍stage1和stage2两个部分的基本结构和功能、启动的顺序等内容。其他部分组件依次进行延伸介绍和说明。这样从总体到局部,从系统设计方案开始,逐渐进入各个局部部件,让学生首选对整体的嵌入式系统有个认识,简单了解嵌入式系统的概念,引起学生的学习兴趣,且不让学生望而却步,再进一步到系统的各个组件的具体内容,逐个进行介绍和说明,层层递进,达到较好的教学效果。

4结束语

物联网工程嵌入式培养范文4

关键词关键词:物联网;感知层;实践教学体系;课程群

DOIDOI:10.11907/rjdk.162176

中图分类号:G436文献标识码:A文章编号文章编号:16727800(2017)001019703

引言

物联网可分为感知层、网络层、数据处理层和应用层。感知层位于系统的最底层,完成对现实世界信息的采集与汇聚,是物联网系统的核心[1]。目前,大部分高校针对感知层模块开设的课程多、时间跨度大,学生在学习这些课程时,困难多、兴趣低、动手能力和设计能力差。为了改变这种教学现状,对物联网工程专业实践教学体系进行模块化分解,将实践教学体系分为:认知实践教学模块、程序设计与算法分析实践教学模块、感知层实践教学模块、网络层实践教学模块、数据处理层实践教学模块和应用层实践教学模块。根据各模块的教学目的,有针对性地开展实践教学,强化学生的知识综合运用能力、动手能力和设计能力。本文主要介绍感知层实践教学模块。

1感知层主要技术

感知层一般包括数据采集和数据短距离传输两部分。感知层首先通过传感器、RFID等设备采集外部世界的数据,然后通过ZigBee、WIFI、现场总线等技术将数据传输给网关设备。感知层主要技术包括:传感器技术、RFID技术、嵌入式技术、ZigBee技术等[2]。传感器是一种检测装置,通过敏感元件将检测的信息按照一定规律变换成电信号输出。RFID是一种自动识别技术,它利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息识别物体。嵌入式技术是让物体具有“智慧”的一种关键技术,是将计算机直接嵌入到应用系统中,融合了计算机硬件技术、软件技术、微电子技术和通信技术等。ZigBee是一种短距离无线通信技术,具有功耗低、网络容量大、网络自组织能力强等特点[3],在物联网中发挥着重要作用。

2感知层实践教学目的及内容

感知层实践教学的目的是能够根据实际需要,设计出科学合理的数据采集系统。一个完整的数据采集系统一般分为数据采集节点和嵌入式网关。数据采集节点负责数据采集,一般由传感器、单片机和无线通信接口组成。嵌入式网关是数据采集网络与外部网络的桥梁,负责数据的汇聚、处理和远程通信。从学生学习角度来看,主要掌握硬件开发技术和数据采集技术。信阳师范学院针对感知层开设的课程有:电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口、嵌入式系统、信号系统、传感器技术、无线传感网络、数据采集技术、 射频识别技术、ZigBee技术等课程。依据课程间的相互关系和实践教学目的,该模块实践教学可以细分为硬件课程群和数据采集课程群。

3硬件课程群实践教学实施方案

该课程群包括电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口和嵌入式系统5门课程,主要使学生掌握计算机硬件系统的结构和工作原理,使学生具有计算机系统硬件开发能力和针对具体硬件进行软件开发的能力。从知识体系结构上来看,电子线路和数字逻辑是基础知识层,让学生系统学习各类半导体器件、门电路、组合逻辑电路、集成元器件的基本原理和使用方法,使学生具备设计基本的放大电路、脉冲数字电路和运用现代电子技术设计数字电路的能力。计算机组成原理和微机原理与接口是基本原理层,主要让学生掌握计算机的组成原理、体系架构、指令系统、编程方法和接口技术,其中计算机组成原理侧重各个部件工作原理,微机原理与接口侧重于各个部件的应用。嵌入式系统是应用层,主要让学生掌握C51单片机、ARM微控制器的工作原理及使用,能够根据实际需要,设计出硬件电路,并针对硬件进行软件开发[4]。在以往的教学中,教师只注重本门课程知识的讲解,忽视了各门课程间的相互联系,以致于学生在学习基础知识课程时,不知道该门课程到底有何用处,在学习基本原理课程时,觉得上课内容枯燥乏味,以致学生基础不扎实,等到上应用课程时,又觉困难重重,教师不得不复习以前的基础知识和基本原理,导致课堂效率低、教学质量不高。为了改变这种现状,将这些课程作为一个系统并划分知识点,重新修改各门课程的教学大纲和实验大纲,对相互联系、交叉、重迭的教学内容进行优化整理,实现了课程间的无缝衔接,形成了一套前后衔接合理、重点突出、层次分明的课程体系。实践教学即要体现本门课程的教学重点,又要体现出该门课程在硬件课程群中的作用。为了培养学生的创新能力,每门课还增加了设计型和综合型实验。硬件课程群实践教学如表1所示。

VGA接口验通过采用CPLD芯片EPM240T100进行Verilog设计使学生熟悉Verilog设计、掌握各种接口的特性,弥补传统实验中设计能力锻炼不足的缺点嵌入式

系统验证型嵌入式软件开发基础实验、I/O接口实验、串口通信实验、看门狗实验、I2C实验、Nand Flash实验采用实际硬件电路,熟悉和掌握以S3C2410为代表的ARM基本编程和实际功能验证使学生了解ARM体系结构和工作原理,提升编程能力,熟悉嵌入式系统的工作方式和特性综合型

设计型逻辑分析仪设计

数码相框设计通过FPGA芯片EP1C3T144初步掌握嵌入式系统的设计方法和实际项目经验通过数据采集、VGA显示、SD卡读写、图片解码、SDRAM控制等实际应用场景,使学生对电路设计和Verilog的掌握更加深入,涉及的嵌入式知识更加全面4数据采集课程群实践教学实施方案

该课程群包括传感器技术、信号与系统、RFID技术、ZigBee技术、无线传感网络技术、数据采集与处理技术等课程,主要让学生掌握传感器的基本原理、信号处理、数据采集技术、Zigbee技术等,使学生具有设计和开发数据采集系统的能力。由于数据采集技术主要介绍数据采集与处理系统的原理、设计方法、分析方法,使学生掌握基本的专业思想,为学生将来设计、开发、维护、使用数据采集系统打好基础,所以教学模式以课堂讲授为主,没有单独开设实验课。无线传感网络技术是以Zigbee技术、传感器技术和数据采集技术为基础,所以主要开设的是综合型设计型实验。数据采集课程群实践教学内容如表2所示。

综合型温度、压力、流速等传感器的选择和使用根据实际要求,选择合适的传感器,并设计相应的电路,并用单片机测量、显示不仅让学生掌握传感器的选择和方法,而且能够结合数据采集技术、单片机技术,提高学生综合知识运用能力Zigbee

技术设计型Zigbee无线纹机硬件实验根据实验目的和开发版硬件原理图,查阅无线单片机使用手册,编写程序并调试提高学生自学能力、针对硬件的编程能力和综合知识运用能力验证型Zigbee协议栈和组网实验结合Z-Stack程序流程图,读懂与实验内容相关的程序代码,并调试提高学生程序阅读能力和动手能力无线传感

器网络综合型

设计型针对智能家居、智慧农业、智慧仓储等领域,开发数据采集系统针对自选的应用领域,设计出数据采集系统的结构,并完成数据采集节点的软、硬件开发。提高学生的动手能力、综合知识运用能力和创新能力RFID技术验证型高频、超高频、低频数据标签的读写对高频、超高频、低频数据标签的进行读写、设置密码、更改密码等操作掌握RFID数据标签的基本操作设计型设计一个RFID读写器任选一个频段,设计一个RFID读卡器,给出详细的硬件、软件设计方案提高学生的动手能力和综合知识运用能力

5感知层综合实践教学

感知层综合实践教学模块是在感知层所有相关课程学习完后开展的综合性实践教学活动,一般在第7学期开展。学生根据自己兴趣和就业方向,选择不同的模块开展实训。学生可以选择在校外实习实训基地完成,也可以在校内实训室完成。如果选择在校外,学生在校外实习基地的兼职教师指导下完成项目实训任务,如果选择在校内,则由专业教师指导完成实训任务。信阳师范学院在感知层方面提供智能家居、智能农业、智能水利等项目供学生选择,学生也可以根据自己的兴趣自选项目。

6结语

物联网感知层涉及电子技术、嵌入式技术、传感器技术、短距离通信技术等,知识面广、难度大,因此,大部分院校开设了大量与感知层相关的课程。为了提高教学效果,提高学生的动手能力和创新能力,信阳师范学院针对物联网工程专业开展了模块化实践教学体系研究,针对该模块开展有针对性的实践教学活动,增加了大量综合型设计型实验教学内容,着重培养学生的设计能力和创新能力,取得了良好效果,值得借鉴。

参考文献:

[1]王晓晔,温显斌,肖迎元.物联网专业感知层课程群的建设[J].中国轻工教育,2015(3):9092.

[2]王晓喃,钟珊,严海英.物联网工程专业人才培养的思考与探讨[J].常熟理工学院学报:教育科学,2011(12):1618.

物联网工程嵌入式培养范文5

关键词:联网工程 实践创新 研究

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(b)-0241-01

物联网技术是一种十分新型,但工作效果极为强大,短短几十年而已,这种技术就在世界范围内得到了极为广泛的思考和研究。并且还为我国的军事以及医疗,农业等方面做了巨大的贡献,并且,随着科技的不断进步,我国的物联网技术必将得到更大的发展,这就使得物联网工程专业实践创新能力培养更加必要,在国家大力倡导下,我国很多高校都已经开始使用物联网技术,这对于培养学生的实践能力与理论结合实践的能力具有重要的现实意义。

1 物联网工程专业人才培养的基本要求

(1)具有扎实宽广的自然科学基础,扎实的信息科学基础知识。

(2)具有较好的人文社会科学、管理科学知识,综合素质较高,并具有一定的组织协调与管理能力。

(3)熟练掌握一门外语,具有良好的听、说、读、写能力,能顺利阅读本专业外文书籍和文献。

(4)掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术,主要包括电路理论、模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、多媒体信息融合等。

(5)较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、自助服务管理及信息处理等方面的知识,了解本专业学科的前沿发展趋势。

2 物联网工程专业人才创新能力培养方式

任何技术的顺利实施和普及,归根结底是以人为主体进行的活动,因此,物联网专业技术的普及和应用,也要以学生的主体情况为前提和基础,对于不同的学生,所采用的方式方法也会有所不同,因此,我们也需要根据学生的实际情况,采取不同的方式进行培养,我们要通过以下方式进行。

2.1 物联网工程专业知识学习

在进行互联网工程专业人才创新能力培养的过程中,我们也要注意一些重点,并且,还要注意理论与实际相结合,我们可以将教育的重点问题放在硬件与理论知识的研究上面,并且我们还不能够只限于一个行业的研究。在进行物联网创新能力培养的过程中,我们要了解到它与计算机专业的区别所在,切不可完全按照计算机专业的教学方式进行,物联网工程的重点在于培养学生的主观实践能力,同时还要将计算机操作的各种基础知识,如:数据结构,语言编程等进行综合的运用,学生能够在算法与理论的基础上,对物联网理论及其有关的科目进行学习,进而实现其创新思维的培养。

2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向

对于物联网学生的培养的,是建立在工程应用这个基础之上的,这就要求学生们必须要具有敏锐的洞察力与适应各种复杂环境的能力,同时还要具有创新精神与冒险精神。学生们要懂得将自身的专业特点与现阶段物联网工程最为需求的方面相结合,继而准确找到两者之间的衔接点,可以合理的将物联网理论与实践相融合,进而解决掉很多实际问题,比如,交通智能化,这样就可以促进创新理论的科学发展,如果将计算机技术,物联网理论与工程实践相结合,那么物联网的实践创新就有了一个新的发展目标。现阶段,我国的大部分的计算机学院已经具备了智能化的教学训练平台。并且随着工程应用需求量的不断增加,我们对于实践教学的内容也会有一个更加科学合理的改善,而对于学生的培养和训练也要更加专业,强度也需要更大。

2.3 以学生为中心的自主创新

在实现学生创新能力的过程中,我们所要注意的是学生的自主性,加强学生自主能力的培养,能够有效的提高学生学习的兴趣与主观能动性,使其能够对学生产生兴趣,进而实现专业知识与实践方向的有机结合,要以学生的兴趣与思维为主,教师发挥其引导和监督的作用,使学生们能够将自身所贮备的知识与其爱好进行统一,从而实现其对研究领域的选择。我们还要为学生提供一个完善的开发平台,这样学生们才能够从中获取有用的资源,并能够促使学生对物联网实际结构有所研究和了解,并可以做到具体问题具体分析,对于不同的物联网技术进行不同方向的研究和分析。在这样的基础之上,教师要能够帮助学生从计算机技术的方向出发,去思考物联网技术的问题,引导学生对于新技术的开发和创新,进而促进学生的全面发展。

2.4 物联网工程专业人才自主科研能力培养方式

移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异,传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行,单一地从GIS算法方面进行创新改进,不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生,结合已有的计算机硬件理论知识,从嵌入式设备软件设计原则的角度出发,设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架,改善传统GIS算法性能。

综上所述,成功将移动三维立体虚拟地球软件向试验平台转化,不但有利于学生学习积极性的提高,还能够有效的提高学生研究与创新的能力。我们一定要明白一个道理,那就是科研与教学两个方面,是相互促进,相辅相成的关系,如果能够将科研成果与教学进行有机的结合,那么一定会对实践教学产生巨大的推动作用,进而能够培养一批具有高度创新能力的人才。

3 结语

物联网技术在我国的研究和发展,近些年来取得了一些成就,但是这还远远不能满足人们的实际需求,因此,我们就要从培养学生的学习能力与创新能力入手,提高学生自主学习的能力,使其能够对所掌握的知识进行有效的巩固,同时还要加强学生独自分析和解决问题的能力,使其能够建立自主学习的意识。每一个学生都是一个独立的个体,因此其学生状况与爱好都不尽相同,我们要根据学生自身的爱好对其进行引导,使其能够结合物联网理论,找到最为适合自己的研发领域,只有培养出一批又一批高素质的物联网技术创新人才,才能够实现我国的物联网技术的进一步发展。

物联网工程嵌入式培养范文6

问:全球半导体行业的近期和长期的前景如何?

答: 全球经济继续缓慢增长,国际货币基金组织 (IMF) 日前将今明两年的经济增长预期下调了 0.2 个百分点,至3.1%和 3.8%。从不同地区来看,欧洲和日本经济状况有所改善,但速度较慢,美国由于停工/财务问题,经济增长速度放缓,预计新兴经济体在未来几个季度经济将缓慢发展。因此,自 2011 年第三季度,半导体市场的复苏速度比预期要慢。目前,WSTS 预计 2014年,整个半导体行业将比 2013 年增长 5.5% 以上,而不包括存储器和独立器件的行业增长将超过4.9%。

核心领域投资达90%

问:在众多半导体公司中,飞思卡尔的产品有什么特点,技术上有什么优势?

答:飞思卡尔致力于那些推动公司获得长期、盈利性增长的产品领域。我们的重点是核心产品的不断创收以及赢得市场领导地位。飞思卡尔在许多领域都是公认的领导者,包括通用微控制器、汽车微控制器和网络处理器。从涵盖世界上最小的32 位ARM? 微控制器、到感知世界的传感器,再到高性能多核网络处理平台与射频解决方案,我们的产品组合范围非常广泛。我们提供支持整个系统扩展的技术,客户能够根据自己产品的处理需求充分利用其软件投资。

问:当前的云计算、物联网和移动互联等趋势,对贵公司的方向带来了哪些影响?

答:物联网(IoT)潜力巨大,飞思卡尔已做好准备,将从物联网的发展中获益。IoT的构成要素与飞思卡尔的产品组合、核心应用领域以及客户群体都非常一致。凭借我们原有的嵌入式技术专业知识以及广泛的一流产品组合(如微控制器、射频功率放大器、软件、网络处理器等),飞思卡尔已准备就绪,将为 IoT 以及移动互联的发展提供强大的推动力。

问:飞思卡尔和 ARM 公司进行了重要的战略合作,现在成效如何?

答: 过去几十年里,飞思卡尔将专有和授权核心技术与大量的知识产权及长期积累的 SoC 设计专业知识进行了结合,获得了嵌入式处理领域的领导地位。飞思卡尔不只关注内核,同时一直致力于整个系统。我们与 ARM密切合作,同时听取客户的意见和建议。飞思卡尔致力于提供最好的硬件和软件, 我们为客户提供 ARM、ColdFire 及 Power Architecture MCU,让他们自由选择适合的架构。对思卡尔、ARM 和飞思卡尔客户来说,这是真正的多赢模式。

融入中国市场

问:飞思卡尔在中国的战略是什么?答:为了满足中国市场快速增长的业务需求并进一步扩展大众市场,飞思卡尔专门针对中国制定了几个计划。

首先,我们加大了在中国的销售力度,目的是扩大飞思卡尔在中国的业务覆盖范围。2013 年 3 月,飞思卡尔宣布增设 10 个销售办事处,覆盖整个大陆地区的重要区域。至 2014年,飞思卡尔(中国)的办事处预计将延伸至全国 9 个省份和 4 个直辖市,覆盖国内绝大部分客户群体。 此次在中国增设新的办事处,将进一步提升我们服务中国更广泛的客户群的能力,特别是广大的中小型客户。

其次,我们将扩大在中国的本地研发。鉴于中国的技术和经济发展情况,创新是竞争力的核心,IP 是高科技产业的成功因素。目前,我们在全球拥有 6,400 多项专利,在中国成立了 6 个研发设计中心(分别设在北京、上海(2所)、苏州、成都和天津)。我们 50% 以上的 MCU 研发工作都在中国进行,在中国的许多员工都专门从事 MCU 研发工作。 这是我们业务的重要组成部分,我们的目标是继续保持在这方面的发展。

第三,我们充分利用与独立设计公司 (IDH)的合作。飞思卡尔也在加强与独立设计公司的战略关系。飞思卡尔去年与国内嵌入式产品领域的知名品牌周立功单片机签署了 “渠道合作伙伴” 协议。早前,飞思卡尔还与致力于物联网的本地嵌入式产品领域的领先企业利尔达科技形成了战略合作伙伴关系。

问:飞思卡尔对中国当地社区的公益活动提供哪些支持?