发布时间:2023-10-09 17:40:53
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇物联网应用技术的就业方向,期待它们能激发您的灵感。
中图分类号:TP393 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong, QIAN Chun-yang, SONG Zhi-wen, WANG Jian-chun, LYV Xiong-jie, LI Feng-ju, LIU Shao-wei
(Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China)
Abstract:This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem, put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends, mainly in five aspects, including the data accumulation and analysis, research suitable application model, development for making a fool of Internet management system, study agriculture IOT application standards, strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words: greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。它利用各类感知设备,采集农业生产、农产品流通以及动植物本体的相关信息,通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网传输,最后通过智能化操作终端,实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务[1]。
近年来,随着物联网技术的不断发展,其应用已经涉及水产养殖与畜牧业、种植业、农产品加工、运输与流通等农业领域。由于设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产,更有利于物联网技术助力设施农业实现精准高效,因此设施农业物联网技术的推广应用成效最为显著,前景十分广阔。
1 物联网技术应用于设施农业的历史及现状
发达国家设施农业物联网发展较快,20世纪后期就已经有基于网络化、分布式的温室环境控制系统研发的报道,这与他们先进的生产管理水平密切相关。英国研发出用于储藏室或花园温室的入侵警报系统和霜冻系统、通风加热控制系统、远程无线洒水系统等系列无线设备;日本研究开发出“Open Plannet,OP”双向远程监控系统,利用基于以太网的嵌入式网络技术实现了温室环境和视频的实时动态监控[2]。荷兰向花卉培育者提供植物生长控制系统,可以实现复杂环境下温室植物的个性化追踪管理。在美国,20%的精细农业都应用感知技术,在农业生产信息获取、生产管理、辅助决策、智能实施中发挥了关键作用。美国加州研发出的“草莓培育物联网系统”能够实时监测植物的生长状况,根据土壤和环境空气的动态变化,自动启动施肥浇水或温度调节等智能设施。近年来,随着一些发达国家大面积推广精细化、自动化的农业生产技术,对农作物的生长环境进行监测,并针对作物生长需要进行生长环境、农业机械的自动控制,使得物联网技术可以无缝接入,应用环境较为完善[3]。著名的系统有英国开发的农业管理与决策选择系统、美国的作物决策管理系统等[1]。有此作保证才能真正实现农业生产管理的智能决策与控制。这其中,欧美发达国家尤其值得我们学习的是农业知识处理与应用系统开发方面,他们通过集成大量知识和农业生产流通第一线数据,来为品种选择、土壤营养诊断、水肥管理、病虫害诊断、农产品加工、流通等农业生产全过程提供信息化服务。
我国物联网的研究几乎与国外发达国家同步进行,在农业上的研究应用领域也较为广泛。2011 年,农业部了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,包括北京市设施农业在内的三大国家级物联网应用示范工程开始启动, 2013年,上海、天津、安徽3个省市被农业部列为农业物联网区域试点[4],我国农业物联网发展驶入快车道。迄今全国已有8个省(区、市)(另外还有黑龙江、内蒙古、新疆)承担的国家物联网应用示范工程和农业物联网区域试验工程先后启动实施,并取得了阶段性成果,也带动了各地农业物联网的发展。
成绩较为突出的如:北京市重点开展了农业物联网在农业用水管理、环境调控、设施农业等方面的应用示范,开发了与农业技术结合的墒情监测系统,为政府决策、农户技术指导、公众消费和设施蔬菜生产管理提供了便利,实现了设施农业环境监测和农业用水精细管理[5]。江苏省则开发了基于物联网的智能农业管理平台,侧重对设施农业、猪舍生产环境进行监控,一定程度上实现了对农业设施的自动化管理,并逐渐开始进行规模推广[6]。天津市建成了国际先进的农业物联网平台,实施了农业生产经营物联网智能化控制与管理工程。应用种植业设施环境信息监测、智能化控制与管理等物联网技术,建设了总面积逾667 hm2的核心试验基地,开展了约1 000栋节能温室的示范应用。此外,国内许多企业也加入到农业物联网研发行列,如北京昆仑海岸传感技术有限公司、大唐移动通信设备有限公司、上海顺舟网络科技有限公司等在开发产品的同时,还提出了设施农业物联网体系解决方案来构建设施农业智能控制系统,以适应各种类型和不同规模的生产需要 [7]。
2 物联网技术在设施农业应用的发展瓶颈
虽然农业物联网技术在我国设施农业中的应用成效较为显著,但农业物联网是项复杂的工程,在我国总体上尚处于试验阶段,目前主要在示范型农业、科研温室等系统中有所应用,距离大规模商业化应用还需要一定时间。促进农业物联网蓬勃持续发展,必须面对制约其发展的瓶颈问题。目前,我国设施农业物联网发展中的主要问题可以概括为以下3个方面。
一是优质农业专用传感器的缺乏。农业部信息中心主任李昌健说:“目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间[4]。”而且,国内产农用传感器良莠混杂,质量参差不齐,性能不够稳定,使得监测数据不够准确,又没有权威的评价标准,因此农业生产者很难信赖物联网设备。
二是资金投入大、回报周期长。农业物联网基础设施建设不仅一次性资金投入大,需要长期更新维护,而且回报周期长。目前,我国仍以小农户分散经营为主,农业整体比较效益低下,对于普通农民来讲,物联网设备价格偏高[4],过于“高大上”,很难大面积推广。只有规模经营或者高效种养殖业才更有利于物联网技术的推广应用。
三是应用研究缺乏,急需“接地气”的生产应用参数及软件产品研发。目前国内农业物联网的市场需求仍然是以设备采购、网络接入为主,在设施农业生产上还主要停留在监测与初步分析环节,没有真正意义实现科学决策和智能控制,根本原因在于对数据分析及其生产应用的研究不够重视。
综合分析三方面问题,首先对于设备问题,我国的企业、科研机构普遍较为重视,相信随着科技的迅猛发展,大批低成本、低功耗、性能好的各类农业传感器很快会在市场上涌现。其次对于资金问题,当前还是政府投入引导为主,随着设备成本的降低,政府补贴的实施(据报道,有关部门正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录[4]),将会引入电信运营商、企业、科研单位、高校等社会力量的加入,逐步形成政府引导、投资主体多元化、运行维护市场化的格局。因此,制约农业物联网技术在我国推广应用的最大瓶颈无疑是采集数据如何应用,物联网如何为农业生产带来实实在在的效益,即如何打破“拿上来一大堆数据,却不知道干什么用”的窘况。重视“应用层”这个顶层设计,以应用为导向来做研发,是农业物联网发展到今天必须引起重视的核心原则和目标。
3 设施农业物联网技术应用研究方向
设施农业物联网应用研究涉及的领域较为广泛,确立研究方向要结合生产实际和未来发展趋势,可以重点从5个方面研究入手。一是注重数据的积累与分析,通过分析各类型数据发现农业生产规律,建立设施作物水肥管理模型、病虫害发生预警模型等,用于指导生产;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各种类型设施的应用模式,包括研究设施内网络节点的布控、设备系统的集成等;三是开发适用于当地设施生产实际、扩展性好、操作简便的物联网管理软件,结合专家模型的嵌入,成为农民身边的技术管家;四是以农业物联网技术应用研究为基础,制订操作性强的农业物联网应用标准,如针对不同设施蔬菜种植制定物联网栽培管理应用标准、蔬菜环境监测系统集成规范等,便于推广应用;五是加强作物生理生态信息的监测与研究,从长远来看,研究作物生理生长模型是提高设施作物生产潜力的根本和核心技术,有必要及早开始规划并实施[8-9]。
综上所述,随着科技的不断发展,农业物联网技术设备将会日臻成熟,但要大规模推广应用,得到市场的认可,还必须与各地区农业生产实际相结合,不能操之过急。要优先从基础好、规模化程度高、产值高的行业入手,但更为关键的是要提升数据分析能力,加强应用层面的把控与研究,才能充分发挥农业物联网的优势。
参考文献:
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[6] 刘家玉,周林杰,荀广连等.基于物联网的智能农业管理系统研究与设计――以江苏省农业物联网平台为例[J].江苏农业科学,2013,41(5):377-380.
[7] 李作伟.物联网技术在设施农业中应用的调查研究[D].郑州:河南科技大学,2012.
关键词:中职;计算机网络技术;物联网技术;软件技术;实训教学
前言
物联网技术作为信息产业发展的第三次革命,涉及的领域广,其理念也日趋成熟。从整体来看,中国物联网市场主要份额有智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能家居等行业。2009年8月,“感知中国”的讲话把我国物联网领域发展推向了,我国在无锡建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、电信运营商和多所大学在无锡建立了物联网研究机构,越来越多的行业和企业需要物联网技术人才,加大物联网工程技术各级人才培养力度,已经成为当前职业教育相关专业改革与发展的一项重要和紧迫任务,中职业学校的计算机网络技术专业课程的设置应该着眼于社会的发展需要,增加在物联网技术应用型人才培养,在课程设置、教学内容以及实训上增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,适应社会信息化产业新趋势的发展。
1中职物联网技术专业现状
目前,全国大多数本科、高职院校都开设物联网工程技术专业,并把该专业作为重点规划和发展专业,学科知识体系及课程设置都在研究与探讨,物联网专业教学与实训处在摸索、实践阶段,没有成熟的体系、成功的经验可以借鉴。中职学校也积极创造条件开设物联网技术应用专业,但是物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展技术,主要涉及计算机网络技术、计算机软件开发和电子技术等综合的学科应用,而大多数中职学校学科体系不够完善、受学制,专业师资和教学实训设备等因素限制,如何在学校现有师资、课程、实训设备的基础上,创建能满足物联网产业企业的需求、又具有本校特色的物联网专业,是各个学校急需解决的问题。在物联网技术专业的建设与人才培养上采用两步走的方式来实现:第一步,各中职学校将结合学校学科专业体系的特点与优势在电子技术应用、计算机网络技术、计算机软件技术专业增加物联网技术方向的基础课程和实训课程,进行探索与实践。第二步,整合相关专业教学实践、教学资源,制定统一、完善的物联网专业课程体系和人才培养方案,使之形成一个整体。
2物联网技术的专业课程设置
目前,计算机网络技术专业所开设的专业课程与教学实践都是基于普通计算机之间互联的网络工程技术,而物联网是物与物相连的互联网,是互联网的延伸,物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展综合技术。主要涉及电子技术、网络技术和软件技术等综合的学科应用技术,知识系统非常庞大,必须进行研究与梳理,依据人才培养的目标定位,考虑中职学制与学生学习能力,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识,进行适时课程的设置调整,根据物联网技术系统层次结构特点和关键技术,课程设置如图1所示,使学生掌握新的知识与技术,从而扩大就业面,提升在就业中的优势而计算机网络技术专业标准课程设置中已经涵盖了物联网技术网络层知识领域,只需要增加的主要是物联网感知层和应用层的相关核心课程。具体是在专业基础课增加《物联网技术导论》,专业课上增加感知层《传感技术与检测》、《RFID技术与应用》、《传感网组网技术》课程和《网站建设与管理》、《数据库的应用技术》应用层课程。
3物联网技术实训体系设置
对于中职学生而言,物联网技术应用的定位应体现在工程实践性,学生需要有知识理论的学习,更要注重工程能力的实践,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能,根据物联网技术专业课程的设置,结合计算机网络技术专业的实训教学与设施情况,确定物联网技术专业课程的实训体系,确定实训教学的内容。(见表1)
4物联网技术教学实训的实践
中职计算机网络技术专业受学制(三年)和学生学习能力、实训条件、师资等因素限制,课程调整的空间较小,在明确专业人才培养定位,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识教学与实训,系统的增加物联网技术的知识,适当调整专业课程,一方面将物联网传输层新技术与知识“嵌入”到原有的课程教学中,比如:将传感器技术和RFID技术知识作为电子技术基础的内容,无线传感网组网技术加入到网络课程中,将数据库技术知识融入网站建设与管理课程中。另一方面,进行适时课程的设置调整,在有限的学时上增加《物联网技术应用》课程教学与实训,进行典型的应用系统综合实训,如智能家居与智能安防监控综合实训。
5物联网技术实训室设计
计算机网络技术专业建设有完善的网络布线实训室、网络设备配置实训室、系统搭建实训室、网络安全实训室,能完成网络工程的实践教学实训。物联网技术实训室可以对原有的网络工程实训室进行改造,规划和购置物联网实训模块设备,模拟物联网应用工程环境和实际应用环境,构建“理实一体化”物联网技术应用实训室,拓展原有实训室的功能,提供课程教学实训从理论知识学习、讲解到演示、基本技能训练、工程项目实践等多层次教学实践。借鉴网络技术的项目教学实践体系,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能。因此,通过物联网技术专业课程、实训体系设置、实训实践及实训室建设的研究和探索,我们可以在中职计算机网络技术专业增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机网络专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,扩宽计算机网络专业的学生就业渠道,提高学生就业竞争力。
参考文献:
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[3]李翔宇,曾燕清,陈志德.基于岗位需求的物联网工程专业实训教学体系建设思考[J].福建电脑,2016.
摘要:针对物联网产业的发展现状和趋势,分析了高职院校开设物联网技术专业的必要性和重要性。根据物联网技术的特点,探讨了高职院校物联网技术专业课程的设置问题,在此基础上,详细阐述了高职院校物联网技术专业课程体系的设计和构建。
关键词 :高职院校;物联网技术;专业建设;课程体系
作者简介:周亮,男,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系讲师,硕士研究生,主要研究方向为软件开发技术;张克功,男,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系讲师,硕士研究生,主要研究方向为信息处理技术;党燕,女,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系副教授,硕士研究生,主要研究方向为传感器技术。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1674-7747(2015)06-0036-04
物联网是基于互联网络、移动通信网络等信息传输载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,其英文名称是“The Internet of things”。和传统的互联网络相比较,物联网是基于各种感知技术的广泛应用,是一种建立在互联网基础之上的泛在网络。
一、物联网技术发展现状及前景
近年来,美日等发达国家和经济体先后提出了智慧地球、智慧城市等概念,带动了物联网产业的迅猛发展。目前,物联网产业资金投入量大,参与建设的大型高科技企业多,预计在2015年前后,物联网产业将进入蓬勃发展的时期。物联网技术的应用一方面可以提高生产效率,另一方面,可以为全球经济的复苏提供一定的技术动力。美国、欧盟等已投入巨资,研究探索物联网技术,我国也在高度关注、重视物联网技术的研究和发展。据美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物—物互联的业务,与人—人通信的业务相比,将达到30比1。因此,物联网产业被称为下一个万亿级的技术产业,是未来推动世界经济高速发展的重要生产力。[1]
二、高职院校开设物联网技术专业的必要性和重要性
自2009年我国在政府工作报告中提出发展物联网技术和产业以来,物联网已进入快速发展阶段。工信部预测,我国物联网市场规模到2015年将超过5 000亿元,2020年时将启动万亿元级别的市场规模。[2]在以往几年多所知名高校相继成立物联网技术专业的基础上,2011年,全国又有一些高校和企业加入了物联网教育和研究行列。基于以上几点,在良好的发展环境和国家政策的大力支持下,高职院校建设物联网技术专业势在必行,并有着较好的发展前景。
物联网技术自1999年提出以来,经过十多年的经验积累和技术研究,已进入蓬勃发展时期,物联网产业相关领域的人才相对匮乏,就业缺口大,各层次的物联网技术教育显得尤为重要。物联网产业的大量人才需求,能够很好地解决目前高职院校招生难就业难的问题。学生就业将更多地走向沿海发达城市,在物流、安防、交通、汽车等多个行业充分发挥技能,施展才华。[3,4]因此,高职院校应积极响应国家产业转型优化升级战略,结合现有专业技术优势资源,将物联网技术作为一个重要的专业方向进行规划和建设,为国家培养适应形势需求的人才,为学生创造更好的就业机会,为学院科研工作提供更好的实验条件。
三、高职院校物联网技术专业课程设置与课程体系构建
(一)物联网行业从业技能分析
物联网技术是计算机、电子、网络、通信及软件工程等多个技术相融合的综合应用技术。从物联网产业链的角度分析,物联网产业可以分为感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制环节通过感知设备获取物体的状态信息,这个环节需要从业人员具备电工电子技术以及嵌入式设备设计和调试的能力;当信息被感知后,通过数据传输环节将数据传输至数据处理环节,这个环节通过通信网络传输数据,需要从业人员具备计算机网络和数据通信等技术;数据处理环节主要对接收到的数据进行分析、处理和应用,需要从业人员具备系统设计、系统应用和系统管理的能力。
综上所述,可将物联网技术分为3个层次,分别是感知层、通信层、应用层。感知层技术主要涉及感知终端的设计和应用技术;通信层主要涉及计算机网络和通信技术;应用层主要涉及物联网应用系统软件开发及维护技术,物联网行业从业人员所需技术如表1所示。
(二)培养目标
根据对物联网行业从业技能的分析,物联网技术专业培养目标是德、智、体全面协调发展,掌握物联网的基本理论、基础知识,具备基于计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的能力,能够进行物联网系统集成、物联网相关产品的开发和应用、物联网工程实践,服务于经济和社会发展需要的高素质复合型应用人才。
(三)专业课程设置
根据物联网行业从业人员所需技术分析,核心课程的设置可分为三个部分,分别是感知层课程、通信层课程和应用层课程。
感知层课程主要涉及感知终端的设计和应用技术,包括各种传感器的设计、调试和应用技术,以及芯片设计和应用技术,如射频标签和嵌入式芯片开发、调试技术等。要求学生通过该层次课程的学习,掌握一定的数字和模拟电子技术、嵌入式开发技术等内容。通信层课程主要涉及数据传输环节的相关技术,要求学生通过该层次课程的学习,掌握计算机网络和通信的相关技术,具备通讯系统的运行维护与管理能力,以及通信设备的安装、调试和故障排除能力。应用层课程主要涉及物联网运行系统的开发和维护技术,要求学生通过该层次课程的学习,具备物联网应用系统的开发和维护能力。
为了能够较好地实现专业培养目标,专业课程设置如表2所示。
(四)专业课程体系构建
各专业课程之间的关系如图1所示。
四、物联网技术专业就业前景
物联网作为国家倡导的新兴战略性产业,受到了社会各界的广泛重视。当前,物联网技术专业已成为就业前景十分广阔的热门专业,有较多的知名企业参与物联网的建设和运营。物联网用途广泛,遍及智能家居、智能交通、现代物流、环境保护、精细农牧业、智能消防、工业监测、政府工作等多个领域。通过物联网技术专业的培养,学生能够了解与物联网产业有关的法规与发展动态;具有设计、构建、调试、维护物联网系统的能力;具有对物联网信息系统进行管理的能力。物联网技术专业的毕业生能够就业于参与物联网相关产业的企业,从事物联网系统设计、开发、管理与维护等工作。
综上所述,物联网产业有着很大的发展空间,将成为我国及世界经济新的增长点。随着我国物联网产业的发展,物联网行业需要大量的高技术、高技能人才,物联网技术专业毕业生所从事行业具有广泛性和灵活性的特点,这无疑为高职院校提供了新的发展契机。
参考文献:
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(长沙民政职业技术学院物联网工程系,湖南 长沙 410004)
【摘要】物联网是我国战略性新兴产业,它把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。为了适应新一代信息技术对人才的需求,高职院校开设物联网应用技术专业目的是培养高端技能型、应用型和可持续发展的物联网技术技能人才。本文从物联网应用技术专业课程体系现状入手分析了物联网人才培养目标、主要就业岗位,以物联网体系架构为核心,探索更合理的物联网应用技术专业课程体系。
关键词 高职院校;物联网应用技术;体系架构;课程体系
0 前言
物联网技术是是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,通过射条码与二维码、射频标签、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器和气体感应器等信息传感设备,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,具有十分广阔的行业前景。自2010年7月教育部首次批准多所高校建设物联网技术专业以来,国内高校都在根据自身的情况对物联网专业的知识体系、专业课程体系和人才培养等方面进行了一些探索,但目前物联网属于新兴产业,各高校基本上也都是依托自己原有的相关院系与专业开始设立物联网相关专业,没有成熟的经验可以借鉴。如何建立科学的物联网专业课程体系和人才培养方案等问题成为阻碍各院校专业发展的一个难点。本文致力于分析物联网应用技术专业人才培养目标和主要就业岗位等,力求归纳联网应用技术专业建设的专业共性基础,构建了以“物联网体系架构”为核心的物联网应用技术专业课程体系。
1 高职物联网应用技术专业主要就业岗位分析
高职物联网应用技术专业是一门交叉学科,应用非常广泛,专业培养应具有物联网技术能力、应用创新能力、跨专业的复合型的技术技能人员,工作重点在应用、服务和生产领域。通常可将本专业对应主要的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:
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,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。
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。
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、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导。
2 高职物联网应用专业人才培养目标分析
自物联网作为国家发展战略以来,物联网技术及应用迎来了高速发展时期,从而导致大量物联网人力资源的短缺。各大高校及职业院校纷纷设立物联网学院、专业或专业方向来培养物联网相关专业人才。各高职院校在进行物联网应用技术专业的人才培养时首先要确定该专业的培养目标,经过对职业主要岗位工作任务、工作内容以及能力要求的详细分析和论证,得到学生培养目标为:本专业面向物联网技术应用领域,从事物联网工程设备安装调试与维护、物联网工程项目规划与施工管理、物联网工程项目技术支持、物联网产品设计与生产管理等技术岗位,培养德智体美全面发展,心理健康。通过对物联网系统的传感层,网络层与应用层等专门知识和关键技术的学习,掌握物联网应用技术各岗位群必备的具备电子技术、现代传感器技术、RFID射频识别技术、无线网络通信技术、物联网安全技术和系统工程等专业基础知识,具有扎实的基础、实践能力,良好的职业道德、职业素养以及创新精神和创新能力的高端技能型、应用型、可持续发展的技术技能人才。
3 以“物联网体系架构”为核心构建的专业课程体系
3.1 物联网的体系构架
物联网应用技术专业是一门典型的交叉学科,涉及电子、通信、计算机和自动控制等多领域相关专业知识,是跨学科的综合应用,物联网分为三个层次:感知层、网络层和应用层,如图1所示:
3.2 专业课程体系的构建
课程的构建是提高教学质量的核心,好的体系架构,才能保证学生在校期间受到有序的、合理的、系统的能力培养,才能保证教学内容、课程建设、教学方法的质量,以便学生在未来的职场具有更强的竞争力。那么如何构建合理的物联网应用技术专业课程体系就是我们急待解决的问题,以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系思路如下图2所示:
感知层:感知层主要是物品标识及信息的采集,通常由感应器件和无线传感网络组成,感知层是物联网的核心层。物联网应用技术专业在感知层对应的主要专业课程为:单片机系统分析与调试、电路板测量与绘图、射频技术与应用、无线传感网络技术和条码技术与应用。
网络层:物联网的网络层主要完成信息传递和处理,网络层包括两个部分:接入网和传输网。传输网是由公网与专网组成,常用的传输网络有电信网、广电网、电网、互联网、专用网。接入网是连接感知层的网桥,它将获得的感知层数据进行汇聚,并发送到接入网络。物联网应用技术专业在网络层对应的主要专业课程为、嵌入式系统设计、M2M技术、网络工程与综合布线和物联网管理与信息安全。应用层:物联网的应用层也称之为处理层,主要解决的是信息处理和人机界面的问题。物联网的网络层传输过来的数据在应用层进入各类信息系统进行处理,并通过各种设备与人进行交互。物联网应用技术专业在应用层对应的主要专业课程为:嵌入式面向对象程序设计、Android的应用程序开发和动态网页设计。
4 专业课程体系及进度
根据人才培养目标和主要就业岗位,以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系如图3所示,其中还包含了四门专业基础课:C#程序设计基础、物联网技术概论、电路基础与电工技能和电子技术与实践。
5 结束语
作为战略新兴产业,物联网技术已经应用于各行各业,专业前景广阔,其对物联网人才的需求也正在迅猛增加,行业人才需求巨大。培养大量高技术技能性物联网人才是目前高职院校迫在眉睫社会责任,但物联网应用技术专业的人才培养方案尚处在初始阶段,课程体系构建仍在一个探索过程中,需要大家不断的去探讨和改进。
参考文献
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目前,物联网的发展非常迅速,它把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,即通过各种传感设备(如RFID、WFN、全球定位系统和激光扫描器等技术)来实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,按约定的协议,把任何物品与互联网整合起来,实现物与物、人与物的信息交互,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。为加快物联网发展,培育和壮大新一代信息技术产业,物联网被列为《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020 年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中的重点研究领域,工业和信息化部也制定了《物联网“十二五”发展规划》,各级部门也相继出台物联网发展相关战略规划。各地高校积极申办物联网相关专业,全国物联网相关机构也积极开展物联网研讨交流会议,国家教育部成立了物联网及相关专业教学指导小组,全国各地物联网研发企业如雨后春笋般涌现,为物联网的发展奠定了扎实的产业基础。2010年《政府工作报告》,正式将“加快物联网的研发应用”纳入重点产业振兴计划。目前,我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用,且应用模式正日趋成熟。从应用层面来看,中国物联网产业在公众业务领域以及平安家居、电力安全、公共安全、智能交通、环保等诸多行业的市场规模均将超过百亿元甚至达到千亿元。
2 黑龙江省适合高职物联网应用技术专业人才需求与就业岗位
《物联网“十二五”发展规划》中提出,重点发展与物联网感知功能密切相关的制造业,支持与物联网通信功能紧密相关的制造、运营等产业,着力培育物联网服务业,重点支持物联网在工业、农业、流通业、交通、电力、环保、公共安全、医疗卫生、智能家居等领域的应用示范。在传感器、核心芯片、传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件、嵌入式软件、系统集成、传感器网关及信息通信网、信息服务、智能控制等各领域打造一批品牌企业。黑龙江省将针对智能农业、乳业、煤矿、林业、石油等龙江优势领域规划引导示范应用项目建设,重点推进煤矿安全生产物联网、森林防火应用物联网、乳品安全应用物联网等,以此为试点,探索应用领域不断向广度扩展的途径,以此为牵动,促进相应制造业的跟进发展。争取五年内,引进和培养一批技术技能型、复合技能型和知识技能型物联网工程师,初步满足黑龙江省物联网产业化发展需求,力争五年内,在智能城市、智能生活、智能产业、智能环境监控、智能暖气供热等试点示范领域内实施示范应用工程。我国是一个农业大国,但不是农业强国,农业强国战略的关键首先在于农业的信息化来促进农业的现代化,智能农业的各类专业人才在现代农业十二五当中的缺口1000万人以上。充分发挥黑龙江作为全国最大的绿色食品加工基地、无公害农产品生产大省和粮食总产量居全国第二位的农业优势地位,发展农业物联网应用,打造龙江优质优价的绿色生态农业品牌。
发展黑龙江省物联网战略新兴产业,人才是关键,应具有传感器技术、无线通信模块应用与网络技术、维护和销售、RFID相关设备的应用、操作管理和维护智能终端设备的应用、应用软件开发、维护和销售、智能农业等物联网应用技术专业的高技能职业人才。这为高职物联网应用技术专业学生提供了更多的就业岗位。
3 黑龙江高职物联网应用技术专业设置
3.1 物联网应用技术专业人才培养目标
根据黑龙江省物联网应用技术专业人才需求和高职人才培养目标,培养能够掌握物联网的相关理论、方法和技能,了解物联网主要技术标准,RFID 技术、嵌入式系统、无线和有线系统技术、无线通信组网技术等,具有物联网应用方案简单设计能力。具有较强的通信技术、传感信息处理技术和互联网技术的实践应用能力,具有较强的物联网岗位操作能力,具有良好服务意识与职业道德的系统集成技术员,能够从事石油和煤炭安全智能环境监测、绿色智能农业、智能交通、智能物流、智能家居等工程施工、安装、调试、维护等工作能力,具有自主学习、自我发展、对物联网的应用不断创新的能力,具备良好的团队合作精神的高级技术应用型人才,能够适应不断变化的未来物联网发展的需求。
3.2 物联网应用技术专业课程体系
以物联网专业人才的培养目标为导向,根据物联网的技术体系框架。“物联网”产业的技术支撑体系主要分为三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层是物联网的底层基础,包括了RFID、二维码、智能卡、传感器等等数据采集和感知技术;网络层是“物联网”互联互通关键,包括无线传感网络,WiFi自组网、远程控制、机器间通信(M2M)的移动通讯网络等通信技术;应用层是具体应用的系统集成技术,包括数据融合、数据挖掘、商业智能、GIS、工业监控、云计算平台、中间件等软件技术。依据物联网的技术体系框架,下面列出了高职物联网应用技术专业课程设置的初步建议,算是抛砖引玉,其主干课程: C#语言程序设计、 数据库应用、CAD工程制图、物联网技术概论、局域网组建与管理、微机组成与接口技术。核心课程: 传感器网络技术、智能控制技术、无线传感网络、物联网安全技术、射频识别技术、管理信息系统、物联网软件、物联网软件、标准与中间件技术、RFID系统安装与调试、专业综合课程设计等组成。另外配合专业综合课程设计(包括RFID系统设计实践、基于Web的数据库设计实践、无线传感器网络设计实践、小型物联网综合设计与实现),在第五学期的教学周内,根据社会需要学习适应性强、覆盖面宽的专业课及专业选修课,开设小型物联网综合设计实践,要求学生利用IEEE802.15.4标准和ZigBee协议,将无线传感器网络和RFID技术结合起来组建简单的物联网并实现相关应用,具体包括:智能物流管理系统、智能环境监测(比如温室大棚的温度湿度管理,智能家居的应用),完成设计报告。根据学生的完成情况和设计报告进行考核。
目前黑龙江从事物联网行业的专业人才极为稀缺。毕业生能够在信息、物流等部门从事物联网相关领域的运行维护与管理工作,在智能农业、智能交通、智能物流、环境保护、智能环境监测、智能家居、智能暖气供热、石油和煤炭安全、公共安全、政府工作、远程医疗等多个领域中的工作。为了更好地适应市场经济对高等职业教育发展的需要,培养出物联网方向的职业高技能型人才,加快推进物联网在东北地区的应用与发展,以更好地服务于地方经济建设和社会发展,为黑龙江省高职院校将形成自己的“职业教育特色”,走集团化、专业基地化、基地产业化的办学理念,并结合职业教育自身发展规律,为立足于服务市场培养新型的、复合式高技能的物联网人才。
参考文献
[1] 陈海滢,刘昭等.物联网应用启示录——行业分析与案例实践.机械工业出版社,2011.5.