物联网工程的应用精选(十四篇)

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14篇物联网工程的应用，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：物联网;工程机械;监控

1物联网

1998年KevinAshton第一次提出物联网这一概念，在2005年信息社会世界峰会正式确定了这一概念，并对这一概念的特征、技术、发展前景等进行了相关阐述，之后欧美各国均提出了本国发展物联网技术的规划，我国物联网技术发展起步与2009年总理提出的“感知中国”。物联网技术是以各种信息传感技术为基础，对需要监控、连接、互动的物体进行信息采集，最终形成一个巨大的网络，实现物与物、人与人、物与人之间的网络连接，极大的方便管理和控制。该技术是对互联网技术和通信网技术的外延，是将多项技术与应用结合的产物。物联网技术具有实现全面感知、信息传送、智能处理的特征。所谓全面感知就是利用各种信息传感器和识别工具对物体进行相关的信息收集；信息传送就是通过互联网和通信网络对信息进行传递和共享；智能处理就是将这些信息进行自动化的分析处理，最终实现智能化的控制和决策。

2工程机械物联网体系与技术

工程机械领域的发展受到各国的重视，因为该领域的发展水平代表着国家制造业的发展水平，尤其是物联网技术提出后对机械智能化的要求越来越高。当前物联网技术已经进行了小范围的应用，例如智能交通、智能家居等。工程机械物联网体系的构建和相关的技术如下。

2.1工程机械物联网体系构建

工程机械物联网体系分为三个层次：感知、传输、应用。感知层是工程机械物联网中网络和现实的枢纽；传输层就是对数据进行传输和交换，使信息能够进行相关的传送和共享；应用是核心，对已经收集和传输的信息进行相应的处理，最终发挥物联网的作用。工程机械物联网有自己的特点，这些特点和工程机械领域的特性有关。工程机械物联网感知层主要有压力传感器、液体传感器、RFID标签与读写设备，运动控制器、IO控制器、工业遥控器等核心驱动部件和负责机械设备定位和数据传输的移动终端，并且需要信息采集、信息融合、短距离传输等核心技术的支撑。传输层不仅包含互联网和通信网结合的长距传输网络，还有包括蓝牙、WiFi等短距传输网络，实现企业内部、企业与客户、客户与客户之间的信息传输。应用层中包含高性能的服务器和处理软件，实现海量信息的处理，为工程机械企业打造智能化的决策处理平台。

2.2工程机械物联网技术

工程机械物联网技术与工程机械物联网体系相关，也是分为三个方面，及感知层、传输层、应用层都有各自需要的技术。感知层需要的技术主要是感知识别技术，工程机械物联网需要通过感知层获取机械设备自身的状态和机械设备工作的环境的信息。要提高工程机械设备的利用率、使用寿命，并对工程机械设备进行有针对性的保养，这些都需要获取精准的工程机械设备的工作环境。工程机械使用的环境差别很大，这也就要求工程机械设备需要更为精确的传感器进行信息的采集。感知层传感器主要分为采集机械设备位移、角度、速度的运动传感器；采集能耗、运行等工作状态的检测传感器；采集机械设备工作位置、环境因素的工作环境类传感器。采用相对灵敏、全面的传感器，才能较好的利用感知设别技术将工程机械物联网所需要的信息进行收集。传输层需要即插即用的标准化通信协议，建立工程机械物联网会涉及到很多的通信网络，同样也会有较多的接入方式，缺少统一的标准化通信协议会导致这些通信网络无法进行交互工作，影响数据信息的传输。因此在传输层需有一个统一的能满足这些通信协议的标准化通信协议。工程机械设备作业时会被较为复杂的因素影响，这就需要机械设备物联网要有即插即用的快速识别和通信协议，便于在复杂条件下进行工程机械设备的准确识别。工程机械物联网在应用方面要有企业控制中心，通过该控制中心对各种工程机械进行监管、故障排除、快速服务。这种控制中心需要有两方面的职能，一种是面向企业研发的，可以通过收集和传输的各种信息对机械设备的设计进行改进，研发更多的新型设备；一种是面向客户服务的，可以建立相应的租赁、故障维修、设备分析等服务。

3物联网在工程机械领域的应用及展望

物联网在工程机械领域的应用主要是通过GPS、GPRS、互联网等技术，将工程机械的工作状态、工作位置、工作环境、运行情况等进行信息的收集，并通过智能处理系统对这些机械设备进行管控和服务、研发。物联网运用于工程机械领域可以实现对工程机械的全寿命周期智能化管控。物联网在工程机械领域的应用及展望如下：

3.1利用物联网进行工程机械远程监测

利用物联网可以对工程机械的工作运行状态进行实时监测，一旦工程机械发生故障还可以进行远程的诊断。对机械进行远程监测需要车载终端、数据传输、远程监控平台三个部分发挥作用。车载终端包括GPS、GPRS、RFID、GPRS，可以完成对机械运行的数据收集和上传。数据传输主要由互联网和GPRS组合而成，将车载终端上传的机械运行数据传送至远程监控平台，同时也可以传输远程监控平台指令。远程监控平台包含地理信息系统、设备信息系统、远程故障诊断和维护保养系统。远程监控平台通过这些信息系统完成对工程机械的运行状态查询、故障预警、故障诊断、故障日志、维修保养日志等内容。如果单纯的通过智能化的物联网系统无法将故障排除，那么远程监控平台还可以推送相关的地理信息使工程技术人员尽快达到。

3.2物联网应用于工程机械租赁

工程机械设备租赁与按揭付款在该市场较为流行，但是资金回收困难、用户骗车逃跑等问题会给承租方带来较大的损失。利用物联网技术可以对工程机械安装相关终端，一旦发生不偿还资金、骗车逃跑等问题，可以直接实现工程机械的定位、锁车等功能。物联网技术应用于机械租赁可以较好的保护承租方的利益。

3.3利用物联网技术建立手机服务平台

目前智能手机的普及率越来越高，利用物联网技术和手机软件开发等手段，开发智能手机客户端，为客户建立手机监控平台。采用这样的方式可以让客户通过手机就能够掌握其机械设备状况，同时也便于机械设备制造商联系用户进行相关服务和技术指导。

3.4大数据利用

通过物联网技术可以搜集大量工程机械相关信息数据，这些基础数据有较大的利用价值。企业通过对这些数据的分析和挖掘有助于找出工程机械的不足加以改进，进而提高工程机械的品质；同时根据机械设备的使用状况制定相应的制造和销售计划，更好的贴合市场；最后可以根据机械设备位置分析，在机械设备集中的区域有针对的设立服务网点。

4结束语

我国的物联网技术和工程机械智能化的起步均较晚，物联网技术在工程机械领域的运用还较少。物联网技术在我国工程机械领域具有非常广阔的应用前景。远程监控、检测和诊断是工程机械走向全面服务型制造的重要一步。

参考文献：

[1]孙其博,刘杰,黎羴,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2014,33(3):2-9．

[2]李瑚,雷蕾.开启工程机械智能时代[J].发明与创新,2013,(3):20-21．

篇2

关键词：网络工程；物联网；机械电子工程；生产

引言

计算机的诞生，大大的帮助人们减少了计算的工作量，渐渐地，人们开始想办法把计算机连接在一起，于是网络便这样诞生了。网络就像是一张大网一样把我们个人使用的或者公司企业使用的计算机连接在一起，使得计算机互相之间可以联系沟通。网络的产生，帮助人们足不出户便可以了解世界，了解发生在我们周围甚至很远的地方发生的事情。网络的大力发展催生了很多跟网络相关的技术，每一个技术都能改变人们的生活方式。于是人们开始想象能否给生活中的每个物品一个单一的“身份证号”，这样就可以把每个物品都连接到互联网中，应用互联网的便利来控制生活中的每个物品。于是物联网就这样诞生了，物联网旨在连接我们生活中的每一个物件。渐渐地，工业生产也开始接触物联网，便发现物联网可以精准的控制生产，远胜于人力。尤其是一些精密机械电子工程的生产过程。

一、计算机网络

世界上第一台计算机在1946年诞生后，由于计算机造价昂贵，计算机还不能大量生产，于是早期的计算机就设计成一个计算机跟若干个终端连在一起，这样大家就可以共用一台计算机，节省资源，早期的计算机网络就是这样为了节省成本形成的。后来，计算机的大量普及，使得大家都渴望从别人那里取得资源，于是互相连接起来的愿望变得很强烈，计算机就这样被一个一个互相连接在一起。逐渐形成我们现在使用的互联网，我们坐在自己的办公室便可知道世界上每个连接在互联网中计算机发出的消息。

二、物联网

互联网的大力发展，促使了物联网的形成，物联网的形成起因是为了方便把家用甚至一些电子器件能够连接在互联网中，是的人力可以借助互联网的力量去远程管理这些物件，甚至能从物件那里得到一些反馈信息，从而人们可以更好的分析得到的信息从而给这些物件一些控制信息，使得它们能够更好的运作。比如说像如果我们给每个行驶在路上的汽车安装一个传感器，使得这个汽车能够随时收集自己周围的信息，然后把这些信息通过网络发送给控制中心，控制中心便能够根据它发来的信息从而生成一些控制信息发回给他。这样做的最终结果便是可以实现汽车的自动驾驶。也许未来的某一天我们可以从驾驶室中彻底解放出来，我们只要给汽车一个指令，汽车便能够按照我们想去的地方，寻求最佳路线，自己把我们送到我们想去的目的地。

三、机械电子工程

机械电子工程也被称作机电一体，是一种将机械工程与电子工程自动化结合在一起的系统。我们生活中很多像机械电子工程的产物，比如说自动贩卖机，自动售票机，无人驾驶磁悬浮等等。日本将这项技术实现的非常淋漓尽致，日本的街头非常非常多自动贩卖机，人们几乎可能从自动贩卖机买到想要的大部分东西。但是这个系统是一个跨学科的技术，对于机械工程，电子工程，自动化，计算机网络，物联网等都有非常高的要求，需要这几个学科很好的配合起来才能完成一项工程。

四、物联网在机械电子工程中的应用

将物联网应用到机械电子工程中，不管是在生产过程中还是在应用中都有非常好的效果。比如说在应用中的贩卖机，以及电子售票机等，如果都可以用自动化的方式解决，那么将极大的解放劳动力，是的人力从这些繁琐的重复劳动中解放出来，更加专注在更加高级的脑力劳动，计算机不能代替的工作中。如果是被应用在电子机械生产中，那将比人力更加的精准，比如说，富士康现在很大部分的手机代工生产中就用到了机械自动化，从而近几年的富士康劳动力被解雇了好多，甚至达到了百分之六七十的人都被解雇了，这样就使得这一部分人能够出来寻求更加高级的工作，更加需要人而不是机器的工作，从而促进人类的进步与发展。

五、结语

计算机，网络，互联网，物联网的极大发展给生活中的方方面面提供了生长的温床与沃土。使得更多的技术能够在这些高新技术的帮助下得到更好的发展。机械电子工程就是应用物联网发展的一个非常好的事例。现在的技术，小到贩卖机，达到遥感卫星等等，都有用到机械自动化，可以说机械自动化带领人类走向了一个更高的阶层。

参考文献

[1]从风廷，迟建山，主编，组合机床设计，第二版，上海：科学技术出版社1993.

[2]肖斌，薛丽敏，李照顺，对人工智能发展新方向的思考[J]，信息技术2009.

篇3

【关键词】物联网；电梯；安全监控；示范工程

随着城市经济的迅猛发展，作为重要垂直运输工具的电梯已经广泛应用于住宅楼、办公楼、商场、地铁等场所，是人们日常出行的重要交通运输工具，因此也和人们的关系日益密切。人们不仅希望电梯能够提供舒适、便捷的享受，更要求它能给予人们安全、可靠的保证。但是电梯事故时有发生，不断触动着人们敏感的神经，伤者的痛、死者的血警示着人们和社会，迫切需要我们更多地关注电梯安全，关心生命健康，切实让我们的城市更和谐、更安全。

目前，上海拥有在役电梯总量已达14万余台，成为世界上电梯最多的城市。浦东新区现有在役电梯3.8万余台， 2007—2011年110联动接警统计，电梯故障困人报警就高达1219次。由于电梯涉及城市公共安全、涉及民生，任何电梯故障引起的事故，公众和新闻媒体都会高度关注，政府相关管理部门也会高度重视。韩正市长在今年的政府报告中明确了：“强化高层电梯运行”作为深入推进城市运行安全和生产安全的45项重点工作之一，并指出“进一步完善应急预案体系，提高应急处置能力 ” 。国家质监总局和上海市质监局历来都将电梯的安全监管技术与应用研究列入质检公益性行业科研专项主题研究之一。同时，国家质监总局领导也明确要求“积极探索现场监管方式的改革创新，强化现场安全监察。在工作环节上，要突出抓好动态监管，定期检验；在工作手段上，要积极采用现代信息技术，实现电子政务，加快建设安全监察信息网络，对特种设备安全状态实现动态跟踪监督”。特别是《市质监局2012—2013年科技项目立项指南》将特种设备领域电梯、起重机械在线监测、故障报警、诊断和检测方法的研究列入其中。

因此，如何对电梯实施有效的监控，及时处置电梯突发事件，确保电梯安全运行，已成为各级特种设备监察部门急需解决的重要课题。很多电梯事故案例表明，电梯一旦发生故障，有关方面若能第一时间获得预警信息，第一时间进行应急处置，将能真正做到快速预警与高速处置一体化,将能大大提高电梯事故防范能力，最大限度地降低和减少电梯伤亡事故率。

从我国自身经济发展的需求来看，对电梯设备施行预警应急管理，从宏观上进行系统改造、更新已势在必行；美国、德国、日本在此领域与我国同步，各有长短。从国内技术条件、研发力量来看，我们完全有能力建立不受网内设备数量级限制、地域限制，完全有能力研制更高、更新、符合管理模式的系统控件。我国必须加快建设和完善特种设备动态安全管理体系，超越国外同类项目管理水平，制定相应的管理新模式。从当前对电梯设备进行宏观管理的角度分析，目前国内外还没有符合多重管理需求的系统方案来满足我国庞大的电梯市场。电梯突发事件预警应急管理及相关技术支持系统的研究工作尚处于起步阶段，相关技术标准尚未制定。

已有的远程监控产品部分是有线状态，其最大的局限性是：网内设备受数量级限制（目前最多理论上可运行200多台）、受小区地域限制，附加设备和破路敷设管线费用昂贵，对电梯本身系统要求也高。部分的无线产品其总体架构设计存在较大的局限性，有些仅起到类似“黑匣子”功能；有些仅能服务于某一品牌的电梯，无法解决适用宽泛的接口问题；有些仅局限于产品的单一功能上，未能从宏观管理角度及技术经济发展趋势出发， 无法应对电梯突发事件引发的安全救援保障等一系列系统难题。

我们应从大都市大市场和普及应用电梯预警与应急管理综合保障管理角度出发，运用科学技术加强“基于物联网技术电梯安全监控示范工程应用研究”，提出适合国情的解决方案，来满足公共安全的需求。

本示范工程的实施可产生较好的经济、社会效益，主要体现在如下方面：经济效益主要体现在：

1、减少电梯事故导致的人员伤亡，降低因此带来的经济损失；

2、电梯物联网系统的工程实施方便，无须敷设管道，节约了因敷设管线而增加的材料成本、劳动力成本；

3、可有效降低政府部门在电梯使用过程进行安全监管的财政投入和人力投入等行政成本，落实使用单位和维护保养单位的主体责任。

对电梯使用单位：在关人故障发生的第一时间得到报警，缩短故障响应时间和处理时间，保障乘客生命和财产安全。实时掌握电梯运行状态、历史故障、维保记录，提升电梯管理效率。

对电梯维保单位：实现维保工作过程管理，提供管理手段。提升服务附加值，增强企业竞争优势。

对电梯监管部门：实现电梯信息化管理，提供全局管理统一管理方案。提升对电梯的监管手段和监管力度，缩短故障响应时间，提升应急救援能力。提高电梯安全运行，保障人民生命和财产安全，促进社会和谐。

特别是本示范工程的成功实施和推广应用，会产生显著的社会效益，一方面可有效促进公共安全的改进和强化，为我国的经济建设、社会的和谐发展和人民的幸福生活创造安全可靠的公共环境；另一方面可有效地消除电梯伤害事故给公众和社会带来的负面影响。

在分析比较目前现有的电梯监控终端技术特点的基础上，拟采用满足无线物联网的电梯安全监控终端来进行电梯主要故障的安全监测和数据传输；研究电梯主要部件的故障模式与表征，确定与安全相关的重点故障并进行安全监控，将电梯监控终端与物联网络进行技术集成，研发相应的软件管理系统平台，实现对监控数据的传输、存储、查询、统计分析与生成报表功能，从而实现基于电梯物联网的安全管理目标和分级应急响应。

本示范工程的技术指标：

①监控终端工作电压范围：9-36v

②监控终端工作温度范围：0-50℃

③监控终端备用电源持续时间： 1.2h（6v）

④电梯物联网数据传输速度：115200bit/s

⑤数据接口兼容RS232、RS485、RS422、CAN总线等

⑥短信报警同时群发16条

⑦语音报警信息：双向通讯

⑧电梯物联网系统容量：10万台。

图1是本示范工程的工作原理图

当电梯发生冲顶、沉底、停电、关人、停机、卡门、坠落等严重故障时，物联终端将采集到传感器的数据。物联终端系统马上做出反应，自动播放安抚音，稳定被困人员情绪，同时通过无线网络(比如CDMA GPRS)传输到互联网上。再由互联网传输到电梯运行管理平台（终端状态监控）。管理平台也马上做出反应 通过互联网和无线网络实现手机报警。也能 让使用单位 维保单位 监察部门从互联网上得到报警信息。

我们开展《基于物联网技术电梯安全监控示范工程应用研究》，旨在创新一种电梯安全管理模式和技术管理手段，利用物联网技术对电梯安全运行状况施行实时动态跟踪监控，提高安全服务效率，加强电梯事故预警与应急救援技术能力，从而提高对突发公共事件快速反应和应急处置能力，为政府强化电梯安全监管和确保城市公共安全运行提供强有力的技术支撑。

参考文献：

[1]孔晓波.物联网概念和演进路径.电信工程技术与标准化, 2009年12期

篇4

关键词：课程体系；教学模式；平台建设；分层/分类培养

中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：2095-1302（2014）01-0077-03

0 引 言

物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。代表了未来网络的发展趋势与方向，政府大力支持物联网的发展，企业和教育界、科技界共同推动，物联网产业已经成为国家战略性新兴产业，需要大量熟悉和精通物联网的专业人才[1，2]。在此背景下，北京联合大学自动化学院对2011版自动化专业培养计划进行了修订，在 “智能测控技术”专业方向的基础上建立了“信息处理与物联网技术”方向[3]。

1 专业现状与背景分析

原“智能测控技术”专业方向以信息的采集和处理为主，课程主要包括检测技术、传感器原理及应用、智能仪器、计算机控制技术以及LabVIEW技术等，是传统的专业方向，课程的覆盖面较窄，偏重于系统前端的硬件采集原理，系统的概念较为薄弱；从人才培养的角度来看，已经满足不了厚基础、宽口径的人才需求，学生掌握知识的集成度不高。为了既保持传统的经典知识内容，又要为课程体系增加新的特色和先进内容，将传统的专业方向赋予时代意义，使学生们真正学以致用，“信息处理与物联网技术”专业方向应运而生。

“智能测控技术”和“信息处理与物联网技术”并不是割裂的，前者是后者的基础，后者是前者的延续和拓展。从技术的角度上讲，物联网分成三个层次[4，5]，即感知层、网络层、应用层，形成了物联网的体系架构。物联网的感知层涉及到传感网技术，会有多种传感器应用其中，正是“智能测控技术”方向的核心内容；物联网的应用层是多种信息的智能处理技术，也是“智能测控技术”方向的主要内容，它们被物联网网络层连接，即新的专业方向加入无线传感网等新知识、新技术，形成物联网系统体系的概念。

我们的教学理念在于从一个大系统的角度看待物联网，利用物联网实现系统的集成创新应用和信息化服务。以物联网体系框架为依托，实现信息的采集、传输、有用信息的提取和整理、以及完成相应的控制和信息应用，重点突出无线传感网和应用层设计，及物联网的行业应用和信息化服务。因此本课程体系的设置将突出系统网络架构、选择物联网关键技术，并将物联网技术与经典的检测及控制方法相结合，实现物联网的多领域应用[6，7]。以物联网为载体，培养学生的创新意识，增强学生的实践动手能力，提高学生专业综合素质。

2 课程体系设置

“信息处理与物联网技术”专业方向设置在自动化学院，因此它的应用特色非常鲜明。课程体系的设置如图1所示，加强了实验/实践环节的内容设置。其中，理论教学是基础，对物联网的体系结构、关键技术和相关领域的典型应用形成完整的阐述，实验教学作为理论课程的延伸，是抽象到具体的过程，试验环节的设置按照物联网的体系结构，完成由下而上的知识获取和验证；物联网作为一种实用技术，让学生去感受、去体验、去亲自动手设计和实现一个系统更是至关重要的。通过实践环节中的认识实践，学生去企业参观感受，体会知识的力量和企业文化，培养对专业的认知和信心；工作实践则更近了一步，利用假期时间到相关企业中从事基础和简单的专业工作，深化所学知识的专业应用技能；请工程师或行业企业从业者走进学校的课堂，结合实际的应用案例，为学生出题和指导，进行专业综合训练，为学生的实际设计能力和实际动手能力培养打造了平台，提供了方向。理论教学、实验教学、案例教学和各个实践环节相结合，增加课程的实用性。为应用型人才的培养奠定了基础。

2.1 理论课程

集成了多种新知识和新技术的应用，涉及的知识点众多，作为系统的学习和设计，理论教学中课程内容的衔接、承上启下的课程安排非常重要；理论课程包括基础课程（也称为学科大类课程）和专业课程[1]。

本专业方向偏重于传感检测、无线网络的设计以及行业应用，尤其是工业物联网的两化（信息化、自动化）融合，因此在限选课中还有相关行业技术应用课程：虚拟仪器技术、现场总线技术等。任选课作为专业限选课的补充，完善物联网的设计和应用。

通过理论课的学习，学生将会对知识融会贯通，对信息处理和物联网的应用体系和架构充分了解，具有物联网系统的理念和基本的组网设计能力。但是在实际应用中，需要将多门课程、甚至多学科的知识融为一体，去设计、安装、调试、运行一套系统。这种灵活运用所学知识于实际系统的能力，是真正的学以致用的体现。因此实验室建设、实验基地建设和实验项目开发，对于学生消化、理解理论知识和培养实际动手能力至关重要。

2.2 实验室建设

图2所示是物联网专业方向的实验室建设框架，实验室建设与课程设置紧密相连，并考虑到学生的分层教学以及科研平台的扩展性。利用已申请的中央财政支持地方高校专项资金，正在筹建支撑“物联网技术及应用”、“无线通信和无线网络基础”及“物联网应用层系统设计”等课程的课内实验平台，包括三个模块：第一是物联网技术基础实验模块； 第二是无线传感网开发设计模块；第三是物联网技术沉浸式体验模块。其中第一和第二模块在教学上采用学生熟悉的C或C++语言实现节点和无线网的设计，网关采用Linux、andor两种操作系统，学生可以根据自己的基础和喜好选择；第三模块是智能家居（体验）实验室，根据家居实景建立的物联网系统，可以实现灯光、安防、烟感、窗帘、空调等家居设备的远程控制。此系统采用最适合无线传感网络的Tiny OS操作系统，可以作为学生初识物联网系统的感性认识体验模块，也可以作为教师、学生进行科研开发的平台。目前在建实验室物流综合实验室和未来超市都是物联网在行业中的具体应用，提供学生进行专业综合训练。

课程的实验内容全部以实际系统为主，综合训练学生的系统设计、软件编程和系统调试能力，包括对传感/变送器的选取、信号的采集与处理方法、无线传感网组网技术、物联网应用层设计、针对不同领域执行器的选择等；并将先进的虚拟仪器技术与物联网应用相结合作为物联网的信息处理方式，培养学生设计智能仪器的开放性创新能力。通过实际项目训练，学生可以完成从了解任务的需求、根据需求制定系统方案、在最佳性价比的基础上选型系统的硬件配置、组网，到应用所学知识编制合理的软件程序，并具有系统调试、通过系统运行结果分析问题、定位问题、以及解决问题的专业核心能力。

2.3 实践基地建设

物联网工程技术是集成的信息/控制服务系统，可以应用于不同的行业和领域。据报道目前物联网专业的人才缺口近20万，因此培养适合于企业的应用型人才就是物联网专业的人才培养目标。产学研的办学模式是企业和学校快速沟通、共建共赢的很好方法。在课程建设、实验室建设的同时，积极与企业联系，建设校外实践教学基地是专业方向建设的重要环节。同时在我们的教学计划中还有工作实践的内容，建设实践基地也为学生的工作实践提供了场所和条件。利用北京市高新企业多，许多区县建立数字北京、智慧北京的物联网项目的机会，与企业和公司合作，进行横向项目的开发和实践基地的建设。选派学生到相应的公司企业进行毕业设计，不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式，还可以为企业提供专业的人才，实现企业与学生的双向选择。

3 教学模式的探索

物联网教学涉及的知识点众多，学生直接进行理论课的学习难免感觉枯燥和凌乱；但物联网的应用可以无所不在、生动有趣，这样的特点决定了我们在教学时可以先引起学生的兴趣，让他们明白所学可以如何用。因此在课程的安排上首先是导论和浸入式体验的认识实践，然后才是相关专业课的学习和实验，并在第六个学期进行工作实践，加深专业知识的应用，第七学期开设专业综合训练，学生进行设计性、应用性训练，形成物联网系统。图3所示是学校物联网方向的教学进程图。

4 结 语

物联网技术的课程设置应当具有以下特色：

第一是先进。课程设置针对目前最热门的集成技术应用—物联网系统的设计及应用，是传感技术、计算机技术、网络技术和信息控制技术的发展方向，体现了先进技术的特质；

其次就是实用。课程设置和内容将重点突出实用性，理论是基础，实用是根本。强调实验环节，以增强学生的实践动手能力和毕业后对岗位的适应能力为宗旨，突出重点，强调实用。

第三是灵活。不但体现在课堂上课程设置的灵活性，也显示了物联网学习的灵活性。以物联网体系框架为依托，重点突出无线传感网和应用层设计及工业物联网的应用。学生可以根据实际系统的需要灵活配置。强调培养学生灵活思维，突出创造性和创新意识，是学生综合素质的体现。

最后是深入。课程的工程性、实用性、设计性很强，也有许多公司会举办大型的物联网设计大赛，因此可以为有兴趣的同学开辟第二课堂，通过指导学生参加相关专业的科技竞赛带动大家的学习热情，深入理解本门课的内容。

参 考 文 献

[1] 王志良，闫纪铮.普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.

[2] 王志良，石志国.物联网工程导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范[M].北京：机械工业出版社，2011.

[4] 张光会，余晃晶.试论物联网工程专业的人才素质和培养目标[J].科技信息，20ll（11）： 216-217.

[5] 沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报，2009，29（6）：1-11.

篇5

关键词：物联网工程;翻转课堂;教学改革

电路基础课程是应用型本科专业物联网工程的一门专业基础课，是该专业一系列后续课程的前导。目前，应用型本科学生普遍有理论基础较薄弱，不喜欢枯燥的理论，不能主动进行思考等缺点，使得教学效果收效甚微。为了解决以上问题，学校课程组进行了一些教学改革，在一定程度上提高学生学习积极性和动手探索的能力。

一、明确课程学习目标

学期初，从学生的角度出发明确课程学习的目标。学生最感兴趣的是一门课程能学会什么，如果只是记住一个公式、一个定律，到期末考试的时候突击就可以过关，那么根本就不需要平时认真听讲课、做作业，学生也就没有了持续学习的积极性。所以，本课程组成员在学期初第一节课就给以“四会”概括该课程的教学目标，即一会应用理论进行简单电路原理分析;二会使用常用仪器、仪表进行电路参数测量;三会使用焊接工具进行电子制作;四会与同学、教师一起解决问题。

二、多种教学方法的融合

笔者从事职业教育十多年，教育教学时有新法，但就某一门课程，对特定的学生究竟用什么方法最有效，要根据学及时调整，以适应学生不同学习阶段的特点。

本课程组主要采用“半翻转课堂”教学方法实施教学，“半翻转课堂”的实施过程参见图1（以“节点电位法”教学内容为例）。

<E：＼ZCM＼理论版＼10上＼TP＼t6.tif>

图1 节点电位法半翻转课堂实施流程图

任何一种教学方法的实施都是以学生主动参与学习为目的，所以及时、积极的肯定学生的表现是每一种方法能够获得较好效果的保证。

三、多种实验条件的有效利用

目前，辅助教学的工具非常丰富，教师既能用动画软件制作一些电路的信号流向，也可以用仿真软件验证理论分析结果。本课程组在实际教学过程中除了教师用动画软件制作内容丰富的课件以增强课堂教学的吸引力外，在实验课时还要求学生应用multisim软件进行仿真实验，一方面学习如何应用计算机手段辅助解决专业问题，另一方面通过电路设计建立实际工作规范。

四、调动课外制作的积极性

为了调动学生课后应用理论知识解决问题的积极性，本课程组除了给学生随堂布置适量的理论练习题以外，学期初还给学生布置了与课程内容相关的课外小制作。该制作在课程结束前三周验收评分，制作过程分制作项目选择、项目申报、项目中期检查和项目作品展示四个阶段。四阶段主要帮助学生选择合理的制作项目，及时解决制作过程中学生出现的问题，督促学生进行成果汇报，引导学生课后钻研专业理论知识，训练职业技能。特别是在作品展示环节，充分肯定学生在实践过程中所取得的成绩，激励他们克服困难的决心，为后续课程教学起到了很好的启蒙作用。

表1 电路基础课程考核说明简表

[考核项目＼&考核目的＼&考核形式＼&考核比例＼&备 注＼&理论知识考核＼&以教学大纲为基础，对该课程的理论知识掌握情况进行考核＼&理论试卷＼&60%＼&期末集中考核＼&实践性考核＼&要求学生掌握基本实验方法和简单电子电路制作方法＼&实验操作;作品展示＼&20%＼&实验操作及时考核;作品展示在学院集中进行＼&课堂表现及作业＼&促进学生按时、积极参与课堂内外作业活动，提高知识总结归纳能力＼&出勤、作业、相关文档等＼&20%＼&随堂即时考核＼&]

五、科学、及时地进行考核评价，促进学生规范化发展

考核的目的是促进学生掌握课程的重要知识点。电路基础课程是传统的专业理论课程，采用理论考核方法能够反映学生理论知识掌握情况。但是，纯粹的理论考核给学生学习带来了很大心理负担，特别是应用型本科院校的学生具有理论基础较差、动手能力强的特点，所以，平衡的考核比例能够给学生在心理上带来积极的暗示，促进学生通过动手制作中的问题来理解理论知识。因此，该课程组教师在制定电路基础考核体系时主要按照表1说明实施考核。

结合以上几个方面，经过一学期的教学，无论是理论分析和实践能力，对于物联网工程专业的学生来说，都有了较大提升。随着实际情况发生变化，教学改革也应该随之而变化，在后续课程教学中，我们将不断探索、不断前进。

基金项目：重庆工程学院创新团队建设项目，项目编号：2014x

篇6

关键字：安全；监理；信息；工程；物联网

随着物联网技术的发展，物联网技术在信息工程安全监理中得到了广泛的应用。与此同时，物联网的安全问题也日益引起有关专家的重视。因为物联网场景中的实体都有一定的计算、反映与执行能力，因此若物联网技术使用不当会影响到国家、社会与个人信息的安全性。

信息工程安全监理的物联网架构

信息工程安全监理是指信息化工程项目建设过程中有关信息安全的监理行为。我国的信息工程安全监理体系是以IT市场为基础的。通过物联网技术将信息工程所出现的安全问题正确地传递给甲方，处理甲方与信息工程承建方的分歧。其主要工作是对出现的信息安全问题做出原因分析，以利于解决问题。采用物联网技术来管理，最终目的是将信息安全问题消灭在萌芽之中。信息工程安全监理的物联网架构分为四个体系，即信息工程安全监理体系、物联网体系架构、中间体系与安全监理的物联网平台。信息工程安全监理的物联网架构是根据信息化安全监理所涉及的领域多、监测范围广、操作不能间隔的特点，采用物联网技术以对信息化工程建设过程中出现的信息安全问题来监理。信息化工程安全监理中需要监测操作者的安全、监测各类操作场景的安全、监测特殊产品的安全、监控人员聚集的地方、监控关键部位以及事故应急处理时对操作者、场景、物品的信息管理等。

物联网技术

物联网技术是使信息工程安全监理达到网络化的关键。物联网与计算机网络有着密切的联系，通过正规的射频识别技术、物品编码技术、无线通信技术等，来完善电子产品代码，做到对单件产品在全球范围内进行核查。信息工程实施过程中的所有设备通过物联网技术配备一个EPC标签，利用无线射频技术，与信息工程有关的信息经由无线射频技术在网络中传播，这样一来监理只需按照食品上的EPC标签，就能够查到此食品在整个过程的相关信息，由此能够对食品加工的全部经过进行监控，便于发现其不安全因素。通过给该系统应用RFID、数据采集、移动计算技术及数据库设计等技术，实现了对在信息工程安全监理中借助移动计算技术、数据采集技术、数据库设计技术来进行数据分析，这些技术对数据的监测能够起到补充和校核的作用。经调查得知，采用神经网络方法对信息工程安全监理系统进行识别是很十分有效的，并且训练速度快。在识别之前，先用仿真实验生成神经网络的原始样本，再按照信息工程的实际情况输入神经网络，同时制定适合的网络结构，经由样本学习产生可数据识别的神经网络模型，然后就可进行安全监理数据的识别。

物联网技术信息交互安全监理

随着物联网技术应用领域的不断增加，感知网络面对的信息逐渐多元化，已经涵盖制造业、军工等较多领域。其在应用中产生的信息安全问题则需要我们及时进行处理。因为网络资源方面的限制，在确定安全监理方案时需考虑其特殊性，以做到使安全监理方案能有效地利用网络资源。目前，有的学者已考虑在安全监理方案中应用数据融合技术、加密技术等，以增加物联网技术的安全性。应用数据加密时，要注意分析网络节点的存储性。密钥管理是数据加密应用技术的重点，其负责着有关密钥的一系列活动，包括更新与保管等任务。在制定适合的应用方案的前提下，我们可按照无线感知技术体系、节点要求以及安全监理规定，确定密钥管理有效措施。

例如应用分散处理措施，即先形成密钥池，将各个节点做为密钥环，完成网络系统的组建之后，成立含有密钥环的安全通道。为进一步发挥物联网技术在信息工程安全监理中的作用，可改进技术方案。增加节点公钥个数，以防止网络受到攻击，进而确保信息安全，利于安全监控。此外，可选择适合的路由，科学应对节点，以使信息数据的输送更加的及时准确。无线感知技术体系具有节点对等以及多跳传输的特点，如果破坏方进行设置恶意节点，便可能篡改路由，产生黑洞以及被病毒感染等问题。所以，信息工程安全监理需按照无线感知计算机体系特征以及物联网技术要求，分析已经确定的安全路由应用协议，以避免网络不良攻击的负作用，增强物联网技术的安全能力。

数据融合是物联网技术的核心手段，如果其中节点受到破坏，便有可能出现融合节点不能分辨正常信息以及恶意数据的现象。为此，物联网数据融合时需分析信息安全应用问题。可制定适合的融合管理办法，加强数据信息的验证措施，使用户在节点受到破坏的情况下，仍能分辨出正常信息以及恶意数据。同时，应完善物联网信息存储机制，通过可信定位使节点获取正确位置信息，以避免不准确定位产生的不好影响，进而提高物联网感知信息安全水平，有利于信息工程安全监理。

结语

综上所述，基于物联网的信息工程安全监理主要分为4部分，即信息工程安全监理体系、物联网体系、中间体系、安全监理的物联网平台。在进行信息工程安全监理时，以安全监理规范为依据，以物联网技术为保障，对整个信息工程过程进行资金、质量、进度管理及合同、信息监理，以使信息安全。通过物联网技术，革新了以往的神经网络，提升了网络的运行效率，从而进一步强化了信息工程安全监理，能更好地监控资金、进度与质量，减少信息安全隐患，确保信息工程项目顺利实施。

参考文献：

[1]李向红、孙宏远.基于物联网的信息安全监理模型研究[J].北京工商大学学报.20l1（05）

[2]刘源志、赵德康.信息化工程监理[M].北京：中国电力出版社.2009.

[3]高克，周宏剀.物联网在信息工程质量监理中的应用[J].微型机与应用.2011（07）.

篇7

[关键词]新疆油田；TD-LTE技术；油气生产物联网系统

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.18.055

[中图分类号]TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2015）18-00-03

油气生产物联网系统（A11）是中国石油天然气集团公司“十二五”重点建设项目之一。2012年，中国石油信息化工作会议将A11系统建设作为集团公司三大标志性工程之一，为中国石油生产经营平稳较快增长和发展方式的转变提供有力支撑。

2008年，新疆油田全面建成数字油田；2010年，在全国率先启动智能油田建设，具有丰富的油田数字化建设经验。通过油气生产物联网系统示范工程的建设，能进一步促进新疆油田公司数字化建设程度，发挥示范工程的引领效应。

油气生产物联网系统分为采集与监控子系统、数据传输子系统及生产管理子系统三层架构，通过传感、射频、通讯等技术，对油气水井、计量间、油气站库等生产对象进行全面感知，实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及区域监控中心集中管理和控制。系统围绕油气生产运行需要，以实现生产操作自动化和优化生产管理流程为目标，通过搭建规范、统一的数据管理平台，支持油气生产过程管理，提高生产工作效率，优化劳动组织用工，服务油田生产的精细化管理，进一步提高油气生产决策的及时性和准确性。

1 TD-LTE技术介绍

1.1 TD-LTE技术简介

TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）即分时长期演进，是基于OFDMA技术的新一代宽带无线通信网，是由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱，其主要性能包括以下几个方面：在20 MHz频谱带宽能提供下行100 Mbps、上行50 Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟；支持100 km半径的小区覆盖；能为350 km/h高速移动用户提供超过100 kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱；采用全IP化的网络体系。TD-LTE技术的应用，为新疆油田油气生产物联网示范工程提供高速、可靠的数据传输通道。

1.2 无线网络技术演进路线

TD-LTE，也就是以TDD为基础的LTE技术逐渐成为全球公认、使用非对称频谱的解决方案。LTE标准是未来无线通信技术发展的方向，其具体架构如图1所示。

无线通信网络技术的演进发展经历了第一代模拟蜂窝系统（1G）、数字移动系统（2G）、第三代移动通信系统（3G）之后，正在进入LTE及以后的第四代移动通信系统（4G）时代。LTE是无线通信技术演进的主流方向，并将最终演进到单一网络。

1.3 TD-LTE的优势

（1）支持1785-1805 MHz，相关设备已获得工信部（国家无委）颁发的1800 MHz频段产品型号核准证（入网证）。（2）建设1.8 G TD-LTE的专网，频段专用，可靠性、安全性更高。（3）支持5 MHz、10 MHz、20 MHz带宽，支持用户数多。（4）延迟短，端到端延时≤5 ms，更适合自动化控制、视频监控等实时性业务。（5）速率高，下行速率最大100 Mbps，上行速率最大50 Mbps，支持灵活的上/下行时隙分配，适合油田业务开展。（6）TD-LTE基站采用8通道天线，每通道功率可达12 W，有效增加覆盖，节约基站、配套的数量，有效节约投资。（7）LTE是无线通信技术体制的演进方向，代表无线通信技术的未来。

1.4 TD-LTE关键技术

1.4.1 OFDM技术

OFDM即正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），与传统多载波调制（MCM）相比，OFDM调制的各个子载波间可相互重叠，并且能保持各子载波之间的正交性。它是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号。

OFDM技术有以下优点：第一，可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高频谱利用率；第二，各子信道上的正交调制和解调可以采用IDFT和DFT实现，运算量小，适合高速数据传输；第三，所有子信道不会同时处于频率选择性深衰落，通过动态子信道分配充分利用信噪比高的子信道，增强抗衰落能力，提升系统性能。

1.4.2 多天线技术

多天线（Multiple-Input Multiple-Out-put，MIMO）技术是TD-LTE系统的关键技术之一，通过在发送端和接收端同时使用多根天线，扩展空间域，充分利用空间扩展所提供的特征，从而提高系统容量。

MIMO信号可以通过两种不同的方式来改善无线通信：一种是分集（Diversity），另一种就是空间复用（SpatialMultiplexing）。在信干噪比较低的区域，常采用分集提高信号增益；在信干噪比较高的区域，多采用空间复用提高流量。

1.4.3 小区间干扰协调（ICIC）技术

小区间干扰协调技术，基本思想是以小区间协调的方式对资源的使用进行限制，包括限制哪些时频资源可用，或在一定时频资源上限制其发射功率。ICIC从资源协调方式上可分三类：FFR（Full Frequency Reuse）全频率复用，SFR（Soft Frequency Reuse）软频率复用，FFR（Fractional Frequency Reuse）部分频率复用。三种模式中，软频率复用在频谱利用率和调度复杂度上达到很好的平衡，目前业界主要研究使用的是SFR。

1.4.4 灵活的调度策略

TD-LTE系统是时、频二维调度，调度器对系统的性能具有显著影响，主要表现在较强的小区间同频干扰情况下对服务质量（QoS）的保证上。其调度主要通过以下方法实现。

（1）根据信道质量、历史吞吐率、QoS要求和公平性策略决定用户的调度优先级及用户内各业务的调度优先级；（2）根据用户业务量、信道质量、QoS要求、公平性策略、用户位置信息及邻区干扰信息等分配时频资源、空域资源或功率资源；（3）根据用户的信道质量、发射功率、空间相关信息等，最终确定MCS等级、传输方式等。

1.4.5 HARQ

HARQ（混合自动重传请求）是一种前向纠错FEC和重传ARQ相结合的技术，通过第一次传输发送信息bit和一部分冗余bit，而通过重传发送额外的冗余bit，若第一次传输没有成功解码，则可以通过重传更多冗余bit降低信道编码率，从而实现更高的解码成功率。若加上重传的冗余bit仍然无法正常解码，则进行再次重传。随着重传次数的增加，冗余bit不断积累，信道编码率不断降低，从而可以获得更好的解码效果。HARQ与AMC配合使用，为LTE的HARQ进程提供精细的弹性速率调整。

1.4.6 基于全IP技术的核心网

TD-LTE系统核心网EPC是一个基于全IP的网络，并支持IPv6技术，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种窄中接口接人核心网；同时，核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络（CN）协议、链路层是分离独立的。

1.5 与现有无线技术对比分析

目前主流的无线网络接入技术包括以下几种。第一，WIFI（Wireless Fidelity）即无线保真，目前可使用的标准有IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE 802.11g和IEEE802.11n。第二，3G第三代移动通信，分为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种。第三，LTE（Long Term Evolution），长期演进。LTE也被通俗的称为4G，是目前所有主流无线通信技术的演进方向。LTE标准分为TD-LTE和FDD-LTE两种，TD-LTE是时分双工的LTE，FDD-LTE是频分双工的LTE。TD-LTE技术可以灵活利用频谱，提高频谱利用率，支持非对称业务，上下行带宽可以不同，比较适合上行流量多的物联网应用，如政府、企业无线专网等。油田分配的可用频段有限，而FDD-LTE技术需要采用对称的频率组网，在此只对比TD-LTE技术。WIFI、3G、TD-LTE技术性能对比如表1所示。从表1可以看出，TD-LTE在无线宽带接入技术中具有领先优势。

2 TD-LTE在新疆油田A11示范工程的应用

新疆油田是集团公司油气生产物联网系统（A11）示范工程的试点单位之一，确定在风城油田作业区、采油二厂开展油气生产物联网示范工程建设。新疆油田A11示范工程的数据传输子系统采用TD-LTE技术，可以为油气生产物联网系统中的采集与监控子系统和生产管理子系统提供一条可靠、高速、及时、安全的信息数据传输通道。TD-LTE网络具备安全性高、覆盖范围广、百兆级带宽、低时延、上下行速率灵活调整、我国自主知识产权等优势，非常切合油气生产物联网系统对数据传输宽带接入的需求。

2.1 建设和应用目标

TD-LTE无线宽带专网紧密围绕A11工程的总体目标，立足新疆油田通信特点和需求，在充分整合和利用油田现有资源的基础上，针对油区内的油井分布状况，结合智能感知技术及监测终端，深入开展物联网建设，建设高速、移动、安全的无线网络。

新疆油田A11示范项目数据传输子系统使用TD-LTE无线网络系统，由基站、核心网、终端组成，网络结构示意图如图2所示。

如图2所示，核心网设备基于全IP技术，提供包括用户位置信息的管理、网络特性和业务的控制、信令和用户信息的传输机制等功能。提供用户数据的传输、系统接入控制（接入控制、拥塞控制、系统信息广播）、无线信道的加扰解扰、移动性管理（切换、位置定位）等功能。建设在新疆油田数据公司中心机房，便于网络管理与维护。

TD-LTE基站采用分布式架构，由基带单元BBU与射频单元RRU组成，BBU与RRU通过光纤连接，BBU安装在室内，RRU通过光纤拉远到铁塔顶端安装。基站采用三扇区配置，即每个基站配置1个BBU+3个RRU。BBU采用集中放置方式，通过光纤将RRU拉远到基站站点的铁塔顶端安装进行无线覆盖，采用8通道定向天线，三扇区定向覆盖。

终端由CPE（提供FE接口、RS232接口、RS485接口）和移动热点MIFI（将4G信号转换为WIFI信号）两种终端组成。

该系统主要实现油气生产物联网中以下几个方面的应用。（1）数据采集。油井无线数据回传、计量间无线数据回传与远程控制、中转站无线数据回传、配注间无线数据回传与远程控制、注水井无线数据回传与远程控制等数据采集。（2）油井视频监控。在油田行业中，不法分子偷油、破坏现象时有发生，以提高生产效率、促进安全生产为内容的石油信息化工作已成为油田急需开展的一项工作。（3）可视化生产调度，满足生产调度要求。（4）油田信息化。通过无线的延伸，可以将企业信息化的终端由传统仅能到办公室延伸到操作现场，从而解决原始信息直接实时进入企业管理系统，提升企业管理系统的准确性和实时性，提升企业管理系统的效率。（5）视频应急（抢修）通信。在突发事件情况下，可以通过TD-LTE无线网络视频应急（抢修）通信车，把事件现场情况通过视频进行反馈并应用通信车上的会议电视系统进行电视会议，解决现场困难。（6）移动巡检。通过TD-LTE无线网络，方便移动巡检，将巡检结果实时反馈到后台，并通过定位系统对巡检人员进行准确定位。

2.2 应用效果

依托覆盖新疆北部四环一星的骨干承载传输网络，已在新疆油田风城油田作业区、采油二厂建成一张高速、移动、安全的4G无线宽带网络，覆盖风城作业区、采油二厂所有示范生产区域。4G网络的应用，使新系统的生产数据及时性、完整性、安全性和可靠性均大幅提升，不但确保对油气水井、计量间、油气站库等生产对象全面感知数据和生产指挥中心及区域监控中心集中管理控制数据高速传输，还可以解决井场视频监控、移动视频监控等系统受之前无线网络传输带窄和传输距离短限制难以实施的问题。

新疆油田TD-LTE无线宽带网络，通过4G的CPE终端为RTU等智能装置提供高速网络接入端口，进行设备信息采集、控制指令和音视频数据的传输，其具体结构如图3所示。MIFI移动热点设备将TD-LTE网络转换为WIFI信号，供手持巡检终端设备接入到巡检管理系统，实现操作员工对巡检任务的管理、数据的自动采集录入、异常或故障设备的图像采集传输、巡检轨迹查看等应用，满足采油岗、热注岗、集输岗、SAGD岗日常巡检的需求，并实现全流程工艺生产监控、远程指挥、指令下达、实时通讯等功能。

TD-LTE无线网络系统提供标准的网络接入端口，具有高带宽、覆盖广等特性，为油田生产发展、应用和推广更先进的智能装置提供可靠、高效的传输通道。为油田信息化和工业化的深度融合提供有力的基础支撑。

3 结 语

TD-LTE技术在新疆油田的首次应用，构建了油田无线宽带传输网络，提升油气生产数据传输的可靠性和实时性，满足油气生产物联网系统对数据传输子系统的需求，为油气生产对象的全面感知提供基础数据传输、采集保障。将在新疆油田业务不断发展和智能油田建设中全面发展。

主要参考文献

篇8

关键词：物联网；高速公路；视频监控；系统

一、高速公路视频监控系统使用的历史背景

中国的高速公路发展有十几年的历史，早期高速公路机电以收费系统为重点，没有安装视频监控系统，理由大概有2点，一为视频设备价格高，二认为视频作用不大。随着高速公路营运人意识到视频监控对防逃费作弊起到威慑作用时，通过视频图像了解现场比较直观，对管理带来方便，才强调安装视频监控系统。随着视频监控点的增加和科学技术的进步，高速公路视频监控系统也不断升级改造。

二、视频监控系统发展经历3个阶段

让我们回顾一下高速公路视频监控系统发展过程，到现在为止，视频监控系统经历了三个发展阶段，第一阶段视频监控系统是采用闭路电视系统构建的模拟信号，由磁带录像机、摄像机、监视器等构成，由于价格昂贵、操作复杂、不能对前端进行控制、扩展能力差、管理不方便、只能本地监控、很难实现较大系统的要求，已经被淘汰。

第二阶段视频监控系统是以数字硬盘录像机为核心的视频监控系统。数字硬盘录像机前端采用模拟摄像机，后端采用反向数字信号进行控制和硬盘作为储存介质，这种模式信息检索查询方便、控制灵活，是目前视频监控的主要方式，得到了广泛应用和发展。由于系统网络结构是一种单功能、单向、集中方式的信息采集网络以及介质专用的特点，从根本上说，尽管其发展相当成熟，但是由于模拟信号和数据信号共存，模拟信号需要转换为数据信号、二次压缩编码、视频分配器和字符叠加器都会产生失桢损耗而降低图像的质量，仍然具有一定的局限性，要满足更高质量图像的要求，数据化是必由之路。

第三阶段视频监控系统是数字网络视频监控系统，也就是数据化、网络化、存储网络化视频监控系统。数字网络视频监控系统的关键设备是网络摄像机、视频管理服务器、IP SAN存储设备和流媒体服务器。其采用嵌入式实时多任务操作系统，前端摄像机采集的视频信号经过高效压缩芯片压缩编码；IP SAN存储设备网络适应性强，部署位置更加灵活，存储容量更大，存储可靠性高，使得视频流的传输、存储、调看更为便捷流畅；可组成内部局域视频网，也可通过流媒体服务器发送到互联网上，用户可以直接在PC机上用浏览器观看视频图像，授权用户还可以通过计算机网络控制摄像机镜头和云台的动作，或对系统进行配置操作。

三、京珠南高速公路视频监控系统的使用和发展过程

京珠南高速公路视频监控系统的使用和不断的升级改造过程，是高速公路行业实现视频监控数据化和网络化较早的高速公路。

（1）京珠南高速公路概况

京珠南高速公路，2001年开通里程52公里，2002年开通里程89公里，2003年开通里程59公里，全程共200公里。监控系统经历三个阶段，第一阶段使用磁带录象机的模拟信号，第二阶段使用硬盘录象机的数据化信号和内部小网络化，第三阶段使用流媒体服务器的数据化和公网的网络化。

（2）营运工作中存在的问题和对视频图像监控的需求。

京珠南高速公路，自从2001年开通第一段以来，随着营运里程的加长，逃费作弊的车辆也增多，防逃费工作难度加大；随着车流量的不断增长，交通事故不断增多，及时发现和快速处理事故迫在眉睫；上级领导想要了解现场和指挥处理交通事故的愿望强烈；如何提高微笑服务和提高无篷服务链的服务，需要通过视频图像监督；电力监控系统建成使用，配电房由有人职守到无人职守，需要视频图像监控；电缆被盗严重，需要视频图像监控。以上存在的问题，急需视频图像时时监控看到现场的情况，视频监控点越来越多，视频图像点对点的传输的方法成本太高，所以解决以上问题迫切需要视频监控系统的数据化和网络化。

（3）京珠南高速公路视频图像监控建设使用和升级改造发展过程

第一阶段使用磁带录象机的模拟信号

2001年至2004年使用磁带录象机进行录像，调用图像稽查的工作量大，并且工作效率低。2003年京珠南高速公路营运公司（广韶公司）的OA办公自动化系统建设完成，公司内部局域网络形成，完成各收费站之间的内部连接和外部互联网的连接，为视频图像监控网络化打下网络化基础。

第二阶段使用硬盘录象机建立公司内部视频监控系统网络化

2003年至2004年开展硬盘录像测试，2006年完成全线模拟监控图像进行数字化改造，将全线监控图像录像全部升级为硬盘录像，将硬盘录像机配置内部自动办公网的IP地址，并接入内网交换机，实现视频监控图像公司内部联网，大大提高了图像稽查人员的工作效率。

第三阶段使用流媒体服务器建立公司视频监控系统与Internet网联接

2004年启动视频监控系统网络化项目研究，截止2004年12月初，利用网络服务器和流媒体服务器成功对各收费广场2路图像进行远程网络监控，在Internet上观看到各收费广场的2路图像。2005年完成了收费站网络视频安装和调试工作，在Internet上观看到每个收费站的4路图像。

2006年在路政巡逻车上安装视频摄像机，通过移动通信网将图像信号传到监控中心并接入视频监控网，对路面进行移动视频图像监控。

2008年上级单位广东省路桥公司想在广州本部建立一个监控中心，对所管辖的4条路段约600公里高速公路共500多路图像进行时时监控，2008年省路桥公司委托广韶公司做视频监控中心方案。两个方案可选，第一方案为使用光传输设备和光缆点对点传输到上级公司，第二方案为升级广韶公司现有的网络视频监控系统。经过研究，第一方案需增加硬件传输设备和占用光芯资源，费用大。第二方案，只需增加一套流媒体服务器接入公网和一套软件就可以实现含多路段接入的网络视频监控中心。考虑到建设成本，使用升级网络视频监控系统方案，2009年为上级单位建立一个网络视频监控中心。通过网络视频监控中心，上级单位对所管辖的分布在粤东粤西粤北的4条路段约600公里高速公路共500多路图像（含固定摄象机和移动摄象机的图像）进行直接轮巡浏览观看。解决了上级领导在办公室就可以了解现场和指挥处理交通事故。

四、结束语

物联网包含的内容很多范围很广，物联网概念是在互联网概念的基础上，将其用户延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念，高速公路视频监控系统是其中的一部分。随着科学技术的进步，高速公路视频监控系统将为管理使用人员提供更广泛、更清晰的高质量图像。

参 考 文 献

篇9

关键词：物联网工程；知识体系；课程体系

作者简介：朱金秀（1972-），女，江苏常州人，河海大学计算机与信息学院（常州），副教授；韩光洁（1972-），男，黑龙江伊春人，河海大学计算机与信息学院（常州），副教授。（江苏常州213022）

基金项目：本文系国家“物联网工程”特色专业建设项目、江苏省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究规划课题“‘卓越计划’课堂有效教学方法”（KT2011174）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）16-0067-02

物联网（Internet of things，IOT）的概念是在1999年提出的，根据2005年国际电信联盟（ITU）的定义，[1]物联网主要解决物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互联。这一高度交叉的新兴前沿领域在国际上备受关注，美国IBM公司基于物联网提出“智慧的地球”概念；中国科学院早在物联网概念诞生之初就启动了传感网研究。2009年，无锡物联网产业研究院成立，总理考察时提出“感知中国”的概念。2010 年3 月9 日教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业，以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。

自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来，中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学科教学指导委员会、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等方面进行了一系列的探索，国内高校也根据自身的情况对物联网工程专业的课程体系进行了探索。[2-4]2010年7月，河海大学（以下简称“我校”）成为首批获批物联网工程专业的30所大学之一；2011年3月，我校物联网工程专业成为第七批国家特色专业。物联网目前属于新兴产业，中国高校刚刚开始开设物联网工程专业，没有成熟的经验可以借鉴。笔者近年来致力于物联网工程专业建设，分析物联网工程专业的知识体系及核心知识领域，力求归纳物联网工程专业建设的专业共性基础，并结合我校特色，构建了物联网工程专业的课程体系，以期为兄弟高校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。

一、物联网的技术体系分析

在业界，物联网大致被公认为有三个层次，[1，5-7]底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。

感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。

网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上，其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网（如GSM、TD-SCDMA）、无线接入网（WiMAX）、无线局域网（Wi-Fi）、卫星网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。

物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联网网络层的重要组成部分，也是应用层众多应用的基础。

物联网各层次间既相对独立又紧密联系。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体应用，各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的，也不一定所有层次的技术都需要采用；即使在同一个层次上，对可供选择的技术方案也可以进行按需配置。

二、物联网工程专业知识体系分析

所谓专业体系就是把一个专业领域内的专业知识组织成专业干线清晰、知识点层次分明、结构衔接完整的一个知识框架。在分析物联网技术体系的基础上构建物联网工程专业的知识体系，“物联网工程”知识结构中的专业知识部分应能够构成物联网整体的框架并体现其关键技术。因此物联网工程专业知识体系应包括感知层、网络层和应用层的知识和系统整体架构与优化的知识。对应的核心知识领域为：对应于感知层为射频识别技术与无线传感器网络的技术；对应于网络层为通信与网络技术、异构网络互联与协同技术；对应于应用层为数据处理技术和信息安全技术；对应于物联网整体的框架为物联网应用系统设计和物联网工程规划与设计。

基于以上讨论，物联网工程专业的知识体系要能实现这样的培养目标：培养造就具有物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等相关专业知识；具有物联网及其相关领域的系统、网络、终端、协议等方面的研究、设计、开发能力以及组织和实施物联网应用项目的能力；并在创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面有良好的素养，能适应国家现代化与信息化建设需要，为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型高等工程技术与管理人才。

三、物联网工程专业核心课程构成

物联网工程专业课程体系应尽可能多地覆盖本专业的知识体系。围绕物联网工程专业涉及的学科知识领域和知识点，该专业知识部分由四个部分组成：基础类、感知类、网络与通信类、数据处理与领域应用类。

基础类课程为：数理类课程，例如高等数学或离散数学、线性代数、概率与统计、物理等；电路类课程，例如电路、模拟电子技术、数字逻辑与系统、高频电子电路等；程序类课程，例如程序设计语言C、数据结构与算法、Java语言程序设计等。感知类课程为：射频技术（RFID原理及应用）、传感器技术（与设计）、微机原理与接口、模式识别与状态监控、物联网定位技术、数据获取与信息处理系统等。网络与通信类类课程为：计算机网络、射频技术与无线通信、通信原理、无线传感器网络原理、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。数据处理与领域应用类课程为：物联网工程导论、信号与系统、数字信号处理、嵌入式系统设计、云计算与云存储、定位应用开发技术、物联网工程规划与设计、物联网系统综合设计、移动开发等。

四、物联网工程专业课程体系构建探索

物联网工程专业是以应用为驱动的专业，专业人才的培养根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色。因此我校培养模式坚持以水利特色为主导，发挥水利学科的传统优势；整合优化专业课程体系设计包括学科基础课程群、物联网工程专题课程群，使学生有兴趣、有研究、有实践地学习专业领域的知识，逐步地、系统地增长工程实践能力、创新能力与科学研究能力。

学科基础课程群：按基础类、感知类、网络类、应用类将相关课程分为四大课程群，有效克服每门课程各自为阵造成的“内容重复、衔接不紧”等弊端。物联网工程专题课程群：根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色，重点建立无线传感网技术、物联网应用开发两个方向，明确制定各方向的课程体系，为学生提供充分的选课空间和时间，使学生的个性得到充分发挥。

1.无线传感器网络

该方向侧重无线传感器网络与应用的研究，强调物联网传输与网络层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握扎实的无线传感网络的基础理论，具有无线传感网络及应用软件的开发和研究，方向重点是物联网网络层和感知层的研究与设计。

2.物联网应用开发

该方向侧重物联网应用技术的研究，强调物联网应用层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握扎实的物联网技术的基础理论，系统掌握物联网基础及应用软件的开发方法和开发工具，方向重点是物联网网络层和应用层的研究与设计。并增加水声通信技术、水联网及水环境检测应用作为我校的行业特色。

综上所述，我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。

在课程设置中，把行业应用特色纳入个性化课程、专业课模块，形成学术型和技术型两套既有共性、又有个性的课程体系。该课程体系坚持以水利特色为主导，夯实基础教学，为学生未来发展创造条件，以方向选修课为平台，拓宽学生的知识和认识视野，妥善化解突出特色和拓宽视野间的矛盾。

五、结束语

物联网工程专业不是以理论为主导，重点是工程应用，教学应该由应用来驱动，时刻做好准备，不断调整教学内容。课程设置及内容应重在特色，在实施过程中，将高度重视特色专业点建设工作，大力加强课程体系和教材建设，改革人才培养方案，强化实践教学，加强教师队伍建设，紧密结合国家经济社会发展需要，推进专业建设与人才培养，切实为同类高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。

参考文献：

[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[R/OL]..

篇10

一、顶层设计专项行动计划

到2015年，充分发挥物联网发展部际联席会议制度作用，健全完善物联网统筹协调工作机制，初步实现部门、行业、区域、军地之间的物联网发展相互协调，以及物联网应用推广、技术研发、标准制定、产业链构建、基础设施建设、信息安全保障、频谱资源分配等相互协调发展的局面，基本形成各环节协调发展、协同推进、相互支撑的发展效应。

二、标准制定专项行动计划

重点突破关键技术标准。优先支持应用急需行业标准。继续推进公安、环保、交通、农业和林业等5个重点应用领域的标准化工作，新成立5个物联网应用标准工作组，结合实际需求，统筹国标、行标规划，研制40项急需的应用标准。后续重点推进各领域的应用标准化工作，完善物联网应用标准体系，基本覆盖各重要应用领域。

三、技术研发专项行动计划

按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”的原则，瞄准物联网技术前沿，把握未来发展方向，围绕应用和产业急需，着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术，加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发和产业化，探索形成创新商业模式，整合创新资源，加强国际合作，培育和打造技术创新链与产业生态链，支撑我国物联网产业健康快速发展。

四、应用推广专项行动计划

（一）推动工业生产与经营管理智能化应用。面向两化融合以及传统产业转型升级需求，以流程工业和装备工业为重点，在煤炭、石化、冶金、汽车、大型装备工业中各选择4—5个重点企业开展面向生产过程、供应链管理和节能减排的物联网应用示范，推动传统产业的生产制造与经营管理向智能化、精细化、网络化转变，提升生产和经营效率。

（二）推动农业生产和农产品流通管理精细化应用。面向农业生产和农产品流通管理精细化需求，选择2—3个国家级现代农业示范区或相关重点区域，组织实施国家精准农业物联网应用示范工程，重点开展大田作物、养殖业和设施农业以及农资服务物联网应用示范，推动农业现代化，带动农资及农技服务模式创新，并区域扩展；加快实施国家粮食储运监管物联网应用示范工程，逐步扩大应用试点规模，适时开展推广应用，提高我国粮食与经济作物储运管理水平。

（三）推动物流管理智能化和标准化应用。面向商贸流通、物流配送智能化、标准化管理需求，加快实施国家航空运输物联网应用示范工程、集装箱海铁联运物联网应用示范工程和集装箱电子标签国际航线应用示范工程，并深化拓展试点应用领域，组织实施国家远洋运输管理物联网应用示范工程、国家快递物流可信服务物联网应用示范工程，开展进出境（集装箱）检验检疫监管和进出境产品地理标志原产地保护物联网应用示范，提升我国物流领域的智能化管理水平；选择若干大型制造企业，开展企业物流作业管理物联网应用示范，提高企业物流作业水平；选择若干人口规模大、密度高、商贸流通业发展水平较高的城市以及地区，在城市共同配送方面开展物联网示范应用，推动技术应用和产品标准的统一，加强跨区域、跨行业、跨部门物流信息的交换与共享，推动利用物联网技术进行统计信息的采集和分析挖掘，提升物流运作效率，降低物流成本。

（四）推动污染源监控和生态环境监测应用。面向生态文明建设和环境保护需求，在四川、山东等地实施国家环保物联网应用示范工程，选择若干排放危险废物、放射源废物的企业和医院，开展污染源自动监控应用示范，实现污染源自动监控系统的建设、管理和维护；选择2—3个河、湖分布数量较多且水质安全隐患较大的省份，支持地方开展水质量监测应用示范，为实现水质改善提供技术手段；选择若干直辖市和省会城市，支持地方开展空气质量监测应用示范，对火电、钢铁、有色、石化、建材、化工等行业企业进行重点防控和多种污染物协同控制；选择若干城市污水处理厂和火电厂开展污染源治污设施工况监控系统应用示范，提高污染治理监管水平。开展进境废物原料监控物联网应用示范，提高进境废物原料监管水平；在吉林、江西等国家重点生态功能区和旅游景区，实施国家林业物联网应用示范工程，开展3—4个生态环境监测评估、林业资源和生态旅游安全监管和服务物联网应用示范，提高我国生态保护和服务水平。

（五）推广安全生产网络化监测和动态监管应用。面向加强安全生产保障能力、遏制重特大安全事故的需求，突出煤矿安全监管重点，开展煤矿安全设备监管国家物联网应用示范工程；加快实施国家矿井安全生产监管物联网应用示范工程，逐步扩大应用规模，利用物联网技术构建覆盖井下人员、设备、环境等的事故预防预警和应急处置系统，实现矿井安全生产信息的网络化采集，实现对矿井透水、瓦斯、粉尘等事故灾害的预防预警和自动处置，探索完善矿井安全生产物联网技术标准、装备产品和解决方案，提升矿山企业安全防护水平；加快实施国家特种设备监管物联网应用示范工程，实现特种设备安全的信息追溯、动态监管、实时追踪与应急救援，并由电梯、气瓶两类特种设备逐步扩展到其他特种设备；在全国民用爆炸物品生产企业推广生产环境实时监控和智能处置应用，建立民爆行业生产经营动态监控信息平台，深化行业生产经营信息自动采集和视频监控，提供应急联动服务，提升企业和全行业事故预防预警和应急处置能力。

（六）推动交通管理和服务智能化应用。面向交通领域智能化管理和调度需求，选择2—3个大中城市和2—3个内河流域，实施城市智能交通和智能航运服务国家物联网应用示范工程，开展车辆识别、航运服务、交通管理应用示范，提升指挥调度、交通控制和信息服务能力，推动利用物联网技术进行交通统计信息的采集；推广客运交通物联网应用和智能公交系统建设，提升公共交通的协同运行效率和服务能力；开展4—5个具有自主知识产权的车联网新技术应用示范，包括导航定位、紧急救援、防碰撞、非法车辆查缉、打击涉车犯罪等，促进相关领域的技术创新和产业链发展，提升交通安全和社会服务水平；开展电动自行车智能管理物联网应用示范及推广。

（七）推动能源管理智能化和精细化应用。面向资源节约型、环境友好型社会建设需求，加快实施国家智能电网管理物联网应用示范工程，并拓展应用领域，在发电、输变电、配电、用电等领域实施10个智能电网试点，提高我国电力运行效率和智能化水平；在加快实施国家油气供应物联网应用示范工程基础上，继续向其他油田拓展，实现油气生产、炼化、储运、销售全业务链集中管控和精细化管理，降低油气供应成本，增强能源综合保障能力；推广公共建筑节能物联网应用，提高建筑内水、电、气、热等资源的智能监测和控制水平，提升能源利用效率。

（八）推动水利信息采集和信息处理应用。面向防洪抗旱、水资源管理、生态环境保护、饮水安全保障、水土流失治理、水库安全管理突发性事件处理等需求，组织实施国家水利工程安全运行物联网应用示范工程，开展区域专业化水库设施安全维护，推广水利信息采集和信息处理物联网应用示范，建设布局合理、功能齐全、高度共享的水利信息综合采集和信息处理业务体系，满足水利业务应用需要，提高用水安全。

（九）推动公共安全防范和动态监管应用。面向公共安全需求，加快实施国家重点食品质量安全追溯物联网应用示范工程，深化婴幼儿乳粉及酒类应用，建立健全肉类、蔬菜、中药材等重要商品追溯体系，逐步扩大监管食品品种和应用范围；选择部分直辖市和重点城市，实施国家公共安全物联网应用示范工程，开展重要活动及场所保卫、机动车整体管控、流动人口管理和城市核心区立体防控及突发公共事件预警信息等重点应用示范，提升社会治安水平；实施消防安全管理物联网应用示范工程，实现消防设施的实时监控和火灾隐患的排查预警；选择重点企业和危化品集中地区，组织实施国家危化品管控物联网应用示范工程，开展危化品存储和道路运输监管应用示范；开展灾害性气象信息采集和实时处理应用示范，提高灾害性天气预报的准确性和及时性；在中西部灾害多发地区，开展重大自然灾害预警和应急联动应用示范，提高防灾减灾能力。

（十）推动医院管理和社区医疗健康服务应用。面向医院智慧化管理、社区远程医疗及重点人群健康管理服务的需求，选择10个左右信息化基础好的三级医院，重点开展面向医务人员、患者和医疗物品的医院管理国家物联网应用示范工程，并逐步向全国推广，提升医院管理水平；选择部分养老机构，组织实施国家智能养老物联网应用示范工程，对集中养老人员提供智能化服务，依托养老机构对周边社会老人开展社会化服务，并逐步向其他养老机构推广；在4—5个城市社区，开展社区健康管理物联网应用示范，实现社区中心及时掌握重点人群的健康状况，并开展相应医疗和健康服务。

（十一）推动城市基础设施管理精细化应用。面向城市基础设施和管网的精确诊断和一体化管控需求，选择5个城市，实施城市基础设施管理物联网应用示范，实现对地下管网、立交桥、井盖设施、无线基站、城市内涝、供排水设施、地下空间安全等状态信息的实时采集、在线监控、集中管理和信息共享，提高城市运行和管理水平。

（十二）推动智能家居应用。面向公众对家居安全性、舒适性、功能多样性需求，在大中城市选择20个左右重点社区，开展1万户以上家庭安防、老人及儿童看护、远程家电控制以及水、电、气智能计量等智能家居示范应用，解决制约规模化推广存在的产业链协作不足、成本过高、标准不统一等问题，带动智能家居技术和产品突破，发挥物联网技术优势，提高人民生活质量。

（十三）依托无锡国家传感网创新示范区开展应用示范。依托无锡国家传感网创新示范区，有计划、分步骤地开展物联网应用示范。按照《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要（2012—2020 年）》明确的重点任务，积极组织实施《无锡国家传感网创新示范区建设三年（2013—2015）行动计划》，着力推进智能制造、智能农业、智能电网、智能物流、智能交通、智能安防、智能环保、智能医疗、智能家居、应急救援、智能教育、智能水利、智能旅游等十三个应用示范工程。各行业主管部门优先在无锡示范区部署相关行业物联网应用试点，发挥先行先试作用，为全国物联网发展积累经验。

（十四）推动电信运营等企业开展物联网应用服务。建立鼓励多元资本公平进入的市场准入机制，支持电信运营、信息服务、系统集成等企业积极开展物联网应用示范工程的运营和推广，充分利用现有公共通信和网络基础设施开展物联网应用服务，重视信息资源的智能分析和综合利用，促进信息系统间的互联互通、资源共享和业务协同，加强对物联网建设项目的投资效益分析和风险评估。

五、产业支撑专项行动计划

协调推进物联网核心产业发展。强化产业培育与应用示范的结合。面向经济社会发展的重大战略需求，以工业、农业、商贸流通、节能环保、安全生产、交通、能源、水利、公共安全、社会保障、医疗卫生、城市管理、国防建设等重点行业和重点领域的示范应用为引领，结合地方基础和优势，充分考虑技术、人才、产业、区位、经济发展、国际合作等因素，鼓励和支持设备制造、软件开发、服务集成等企业以及相关科研单位积极参与应用示范工程建设，促进物联网产业与应用示范的紧密结合。

六、商业模式专项行动计划

建立商业模式创新体系。营造商业模式交流环境。推广成熟商业模式。支持基础电信运营商、增值电信业务提供商、系统集成商等参与物联网应用示范工程，通过多种主体之间的竞争与合作，提升物联网专业服务水平。加速物联网在传统产业中的融合应用，推动物联网与移动互联网、云计算、大数据等新兴业态的融合发展，探索发展新的物联网专业服务。拓展物联网增值服务。

七、安全保障专项行动计划

推进物联网关键安全技术研发与产业化。加强物联网安全标准实施工作。建设物联网信息安全技术检测评估平台。建立健全物联网系统全生命周期的安全保障体系。开展物联网应用安全风险管理建设试点。从物联网信息安全监管、可信身份认证和安全控制、网络安全防护、隐私保护等方面，开展支撑物联网信息安全保障体系建设的试点工作。

八、政府扶持措施专项行动计划

加大财政资金投入力度。落实相关税收优惠政策。加强国家科技计划投入。加大重大科技专项支持力度。在国家科技计划中提高对物联网基础理论和技术研发的资金支持比例。国家973 计划重点加大对大数据处理、智能分析、信息安全等物联网基础性理论和技术的支持。国家863 计划重点加强对低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化、小型化传感器技术、多传感器融合技术和仪器仪表技术研发的支持。国家科技支撑计划重点加强面向农业、制造业、公共安全、智能电网、智能家居、智慧城市等领域的重大公益技术、产业共性技术研发和应用示范的支持。

九、法律法规保障专项行动计划

梳理分析物联网相关立法，研究修改法律、法规、规范性文件中影响物联网发展的条款。研究制定物联网环境下个人信息保护办法，组织开展数据安全保护和数据资源共享立法研究。提出相关法律法规修改建议，为物联网发展提供路权和资源保障。积极开展物联网相关技术的知识产权分析评议，加快推进物联网相关专利布局。

篇11

关键词：物联网专业；知识体系；培养方案；高校教育

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-03

0 引 言

物联网技术目前成为全球各行业各领域研究和应用的热点，它能给我们的经济、生活带来巨大的变革。随着物联网的兴起，对人才的需求必然会有一个飞跃性的增长。专家预测10年内就可能会大规模普及，产生一个上万亿元规模的高科技市场，因此社会对物联网技术方面的人才需求巨大[1]。国家教育部从2010年3月，了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，随后我国有数百所大学申报和准备申报物联网或传感网专业。

信息获取、信息传输和信息处理，这三个部分构成了信息产业的三大支柱，他们也是物联网产业的三个组成部分。电子、通信、计算机是物联网三大支柱中的必备学科。其中每一个学科都有一套人才培养的知识体系，而每一个学科又有多个方向。而物联网工程专业需要这三个学科知识的支撑，所以物联网工程专业可选择的基础、专业课程众多，所涉及的应用更是无处不在，在教学上往往会希望面面俱到但是又无所适从[2]。如何根据具体情况做出取舍是一个值得探讨的课题。

各院校物联网工程专业的课程体系设计不尽相同，有的甚至差异很大[3-6]。绝大部分院校的物联网工程专业课课程体系只是对物联网工程涉及的多学科领域现有课程进修简单的裁剪和叠加，再增加物联网导论等专业核心课程，这类课程体系没有体现出物联网工程专业的特色。因此有必要从物联网技术自身发展、物联网相关企业人才需求和学生自身素质全面发展三个角度，对物联网工程专业人才培养方案进行分析探讨[7]。

许昌学院2013年通过国家教育部审批通过，开始招收物联网工程专业的学生，在探索物联网工程专业培养方案的过程中，我们也借鉴了许多高校的经验和做法，也寻求了多家企业的合作，目前对该专业的课程设置也有了自己的看法和思考。我们可以从物联网技术体系架构和人才就业方向入手，探究不同人才培养就业方向在体系架构中所需要的核心技术和课程，从而理清思路，为物联网工程专业培养方案和课程体系的设置提供参考。

1 物联网技术体系框架

图1 物联网技术体系框图

物联网的整体架构如图1所示，从图中可以看出，物联网按照网络架构可以分为应用层、网络层和感知层。围绕着这三层，可以探讨其中所需要的核心知识，从而得出物联网工程专业学生所需的知识体系。

2.1 感知层

感知层的主要作用是信息的感知和采集，主要由感知器件来实现各类信息的采集，如各种传感器、RFID、各种二维码、红外和智能装置等。

在这一层中，需要具备的知识主要包括：

各种传感器的功能、性能、结构、特性和工作原理等内容；

RFID、条形码等的相关知识；

各种智能终端的特点、结构、工作原理等。

根据物联网工程专业的特点，不需要对传感器的具体细节做过多的认识和学习，只需要简单了解和使用即可，所以不需要开始相关的传感器原理等课程。但是传感器所采集到的信息需要有相应的硬件进行收集处理并上传至网络层进行发送，可以说嵌入式是整个物联网的基础部分，所以有必要开设嵌入式相关的课程。

与嵌入式相关的硬件主要包括：单片机、ARM和FPGA三种。

2.1.1 单片机

单片机的使用非常广泛，而且在后续网络层中所使用的CC2530 ZigBee模块中也包括单片机模块，因此，单片机课程应成为物联网工程专业所必开的课程。与之相配套的课程包括：C语言程序设计、电路和电子学和数字电路。有些学校还开设有计算机组成原理和微机原理与接口技术，笔者认为，这两门课程可以选择一门进行开设。

计算机组成原理主要面向计算机专业的学生进行考取研究生需要，并且它可以让学生从计算机整体的结构、功能和组成角度认识和理解整个处理器、存储器和输入输出系统之间是如何协同工作的。微机原理与接口技术主要面向接口，但是其中接口的内容可以放到单片机课程中进行讲解和实践，而汇编语言的相关内容在计算机组成原理课程中也可以进行补充和加强，所以笔者建议只需选用计算机组成原理课程进行开设即可。

2.1.2 ARM

ARM是一个总称，其中也包含系列产品，对于物联网工程专业的学生来说，ARM也是其知识体系中必备的一项内容。单片机无法运行操作系统，因此在有些情况下需要用到更高级的处理器。物联网网关和许多高级的电子产品都需要用到它。开设与嵌入式相关的课程还需要开设Linux操作系统，有必要对Linux的使用和主要组成有一个清晰的认识和掌握。另外还有嵌入式应用层开发的高级语言，如C++等。

2.1.3 FPGA

FPGA是一个提高性的内容，如果偏电子设计与开发的学校可以考虑开设，或者可以为学生开设相关的选修课程，增加学生的知识面和视野。但是由于这门课程的难度要高于前两部分，所以笔者认为可以根据学校的特点和学生接受能力进行取舍，它可以不算作物联网工程专业学生所必备的知识体系成员。

2.1.4 RFID技术和条形码技术

对于RFID而言，是目前应用最为普遍的物联网应用技术，所以它理所当然成为物联网学生知识体系中不可或缺的部分，因此建议开设RFID技术与应用课程，除了讲解RFID原理之外，还要针对RFID的应用进行相应的开发和实践。

2.2 网络层

网络层主要负责将感知层采集到的信息进行传输。目前常用的网络协议包括：ZigBee、蓝牙、Wi-Fi和433等，所使用的通信网络主要有2G/3G/4G电信网和传统互联网。所以在这一层次上，需要学习的内容主要包括ZigBee技术、无线传感器网络技术、通信原理、计算机网络等内容。

针对无线网络，除了ZigBee之外，还有Wi-Fi、蓝牙和其他无线传输技术，如300 MHz、433 MHz、915 MHz无线通信技术，对它们的特点和应用也应当给予适当的讲解。尤其目前蓝牙4.0技术已经得到了比较大的改进，苹果新推广的ibeacon技术有可能会对蓝牙技术起到大力推广的作用，所以对这几种技术应当让学生都有所接触和认识。在课程中可以体现在物联网导论、无线传感器网络中进行讲解。另外在课程设计和实践活动中，可以对这些技术予以应用加深学生的理解和掌握。

2.3 应用层

物联网目前的应用非常广泛，但是就应用层技术而言主要是应用层软件的开发，所以物联网工程学生应该掌握的主要技术应该包括Java技术和移动平台应用程序开发技术，但是偏硬件和体系构成的学生可以淡化这两个内容的学习，偏软件的学生应该加强这两项技术的训练。

另外，目前提得比较多的云计算和大数据的内容，也应体现在物联网工程专业学生的知识体系之中。云计算其实应该是云服务，它主要包括三个方面的内容，即IaaS、PaaS和SaaS。在这三个内容中，PaaS是目前云服务所用到最多的技术，所以要让物联网工程专业的学生对这项技术有所了解，从而为后续物联网应用服务开发开拓更宽广的思路。

就目前物联网的主要应用案例来看，每个案例往往是这三层的综合，所以物联网工程的学生的知识体系在这三层中离开了哪一层都不完整。我们从这三层出发，梳理出了大致的脉络，有了比较清晰的思路，再根据所定位的学生的就业方向予以加入相关的专业知识或者根据学生的培养定位增删一些相关的内容，即可确定相应的培养方案。

3 物联网工程专业人才就业方向分析

在人才需求方面，各地政府纷纷上马物联网项目，急需大量的物联网人才。由于物联网专业的一些课程涵盖了电子、通信和计算机三个学科领域，所以学生的就业范围比较广泛，但是也有有人提出质疑，认为物联网三个学科都有所涉及但是哪一个学科都没有学精，所以就给物联网专业学生的就业规划提出了问题。

目前许多高校往往会结合自身的原有学科特点，对某一方面有所侧重，关键是看学生的培养目标，并且要和当地的经济特点相结合，有所侧重，也就是要瞄准行业应用而开展，这样才能做到有的放矢。

也有专家提出来了相应的物联网专业学生就业可从事的行业主要有[8]：

物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位；

物联网终端系统的设计与开发；

物联网应用系统开发工程师，进行物联网相关软件系统的设计与开发；

无线传感网络系统的设计和管理；

物联网在智能系统、普适计算、工业控制、信息处理、通讯和管理等领域的应用开发和工程实现；

高等院校和科研院所与物联网相关的教学科研工作。

从以上专家所列出的就业方向来看，可以将就业方向也归纳为硬件、网络和应用三个大类，这和以上根据物联网基本架构所描述的知识体系基本吻合。

物联网工程专业的人才有自身特有的素质构成，与计算机、通信和自动化专业的学生比较起来，主要有以下特点[9]：

计算机专业的学生要么侧重于计算机软硬件技术的研究与应用，要么侧重于计算机网络系统的组网、管理或者开发，但缺少物联网工程应用中所必须的传感、控制、通信等领域的知识。

通信专业侧重于使学生掌握基本的通信原理，但对物联网中所涉及的传感、嵌入式和应用开发涉及较少。

自动化专业虽然对物联网中必须的传感和控制技术等有所侧重，但是对于计算机应用开发领域涉及较少。

由此可见，对物联网工程专业的人才而言，是适应物联网行业的特点而具备更综合的专业素质。

4 知识体系基本构成

通过以上的分析，综合物联网体系架构和人才就业方向的定位，另外与二本层次学生的特点相结合，可以归纳出物联网工程专业学生的知识架构，归纳总结如下：

基础知识相关课程：数学（高等数学、线性代数、概率论与数理统计）、英语、电工与电子学（在这门课中包含有电路分析和模拟电路）、数字电路、C语言、数据结构、计算机网络、计算机组成原理。

专业必备知识：物联网导论、Linux操作系统、Java语言程序设计、RFID技术与应用、传感器原理与应用、单片机、嵌入式技术、通信原理、无线传感网络、云计算和移动互联网开发。

专业实训课程：安卓系统开发、ZigBee课程设计、RFID课程设计、无线传感网课程设计。

另外可增加：印制电路板设计、数字信号处理、EDA等相关课程，以扩展学生的学习视野和基本技能。

5 实践教学的开展

实践教学模块有基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基础实验―综合设计―应用创新”三个层次组成。第一层主要培养学生的基本技能，以电子技术学习为主。通过电子技术的学习使学生掌握元器件的辨别和使用，结合专业课程的教学，进行课程实验，掌握基本知识和基本技能等；第二层主要包括各门课程的课程设计、电子综合设计以及先进设计工具 EDA技术，旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力以及创新意识；第三层是应用创新层，引导学生参加大学生电子设计竞赛、挑战杯作品大赛和科研项目等。

专业实践教学部分注重物联网的核心技术――嵌入式系统技术。通过开设硬件设计一条线课程（单片机、嵌入式、RFID技术、传感器网络）和软件设计一条线课程（C 语言、面向对象程序设计、嵌入式操作系统、移动互联网开发），使学生系统掌握嵌入式系统的硬件和软件设计技术，掌握物联网网络协议栈和实现物联网通信。

6 结 语

物联网工程专业由于涵盖的学科范围广，在学生知识体系构建方面需要花费较大力气进行研究，从物联网自身的体系架构来探讨物联网工程专业人才所必须的知识体系，在满足基础知识体系的前提下，结合相应的就业方向，增加适当的特色课程，构建出适应各个学校特色的培养方案，从而培养出适应行业需求的物联网工程专业人才。

参考文献

[1]吴国民，徐秀芳.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机，2011（7）：35-37.

[2]赵学健.物联网工程专业人才培养方案探讨[J].科技信息，2013（4）： 63-66.

[3]李仲生，唐杰，黄同成，等.地方本科院校物联网工程专业建设探讨[J].信息技术教育与研究，2013（3）：126-128.

[4]潘丹，甘宏.构建物联网工程专业课程体系的思考与分析[J].广东技术师范学院学报，2012（1）：68-70.

[5]彭力，谢林柏，吴治海，等.物联网工程新专业本科人才培养方案研讨[J].计算机教育，2013（15）：77-81.

[6]刘鹏.物联网工程专业创新人才培养探索[J].计算机教育，2012（21）：9-12.

[7]教育部高等学校计算机科学与技术专业指导委员会.高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

篇12

关键词： 物联网 物联网工程专业 实验环节

1.引言

2010年3月，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一[1]，作为地方经济的源动力的地方本科院校，急需开始培养物联网工程专业人才。

物联网的定义是：具有自我标示、感知和智能的物理实体基于标准的通信协议进行连接，构成物理世界和信息空间之间融合的信息系统。图1是物联网技术体系示意图。

从图1可见，物联网的技术体系涵盖面极广，物联网工程专业可选择的基础、专业课程众多，所涉及的应用更是无处不在，在教学上无法面面俱到，地方本科院校该如何做好前期积累、如何根据具体情况做出取舍等具体细节，是一个值得探讨的课题。

2.知识体系

根据《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范》，物联网工程专业的知识单元可分成核心知识、基础知识和领域应用知识三大类，其中第一大类——核心知识的具体细化见表1。

第三大类——领域应用知识各学校可根据自己的特色选定，针对诸如智慧城市、智慧医疗、环境监测、智能物流等典型应用设置相应的知识单元。

在具体教学活动中，前述知识体系的载体是一组适当课程组成的课程体系，这样的课程体系并不唯一。这种不唯一适应了物联网无处不在的发展空间，同时也为各学校构筑具有学校特色的课程体系提供了依据。

3.专业建设

在覆盖面极宽的知识体系和百花齐放、层出不穷的物联业行业发展背景下，物联网工程专业宜以“课程精，实验强”为建设目标。

3.1提前建设相关专业，实现专业积累。

依据物联网工程所包含的学科，与其相关的专业可界定为以下几个：计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、网络工程。这些专业都开有可纳入物联网工程专业的课程，都能为进一步创建物联网工程专业在课程设置、实验室建设、师资贮备等方面打下一定的基础。

3.2理论课程设置。

物联网工程专业的课程分为专业基础课、专业核心课和领域应用课。为力求“课程精”，下文是一种可供参考的规划课程体系的步骤。

第一步，由于物联网很难做到大一统，各大学的物联网工程专业的课程设置不统一，需充分参考周边已开办物联网工程专业的大学的课程设置。前面几批获准开办物联网工程专业的大学，尤其是第一批被授权的大学，全是拥有博硕士点的大学，这些大学将成为后续开办物联网工程专业的地方本科院校学生就读研究生的去向，因此，参考这些大学的教学计划，在规定的课程外增开针对性的选修课，有利于毕业学生进一步求学。

第二步，在选定专业基础课和专业核心课等后，列表分解各课程对物联网的各知识单元的覆盖情况，确保课程体系有效承载知识体系。表3是一个专业核心课程覆盖物联网工程知识单元的分解示意。

第三步做分类整理，理清所开课程间的前趋后继关系，剃除重复内容，确保教学具体实施时时间上的层层推进。

第四步，分配课时，计算学分，引入选修课，进一步强化课程体系的特色。选修课的确定原则如下：以物联网的技术体系为框架，以服务地方经济为目标，以行业为特征，以地方相关企事业及学校实验环境为依靠，以强化学生的工程技术与创新意识为目标，参考学校的师资构成、学生的接受能力等因素加以确定。

第五步，根据前面确定的课程体系，确定相应的教材，做好无现成教材或者现有教材不能满足需要的课程的教材编写工作。

3.3实践教学。

图1的技术体系可直接映射到众多的行业，如何在众多的可选行业背景下做到“实验强”，这是一个复杂的课题，也是一个发展的课题，需要不断地摸索改进。

一般地，除了一些培养学生社会素质的实训项目外，物联网工程专业还应包括核心课程实验、综合课程设计、专业实习和毕业设计等环节。为确保实践内容的体系，专业核心课程实验应包括传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制、物联网信息安全技术，综合课程设计应包括嵌入式系统综合课程设计、物联网感知综合课程设计、物联网传输综合课程设计、物联网数据处理综合课程设计、物联网应用系统综合课程设计。专业实习应安排在实习基地、物联网企业、相关研究机构等单位进行。毕业设计是综合性、创造性、理论联系实践最紧密的实践教学环节，时间安排一般不少于12周。表4是与专业相关的集中实践环节安排示例。

进一步要解决的问题是实验设备的选取。首先看培养目标，地方本科院期望将学生培养成“高级工程技术人才”，因此，实验设备宜重视与工程实用挂钩，消化课程内容，培养工程兴趣。其次，还需考虑部分有志于升造进入研究领域的学生，引入一些可不断研化提升的实验设备。由于实验设备涉及面极广，难以在此一一列举，不妨以无线传感网络为例作简要说明。无线传感网络主要涉及网络协议栈。网络协议栈有两种可选方案，一种是固化协议栈，相应有XBee系列、Jennic系列、SNAP系列、Ember系列、STM32W系列等，网络协议栈完全固化在无线传感网络模块中，对使用者透明，有利于减少实验复杂性，帮助学生巩固课程知识和培养工程兴趣。另一种是开源协议栈，相应有TinyOS、Z-Stack、MsstatePAN、GOS、ZigBee精简协议栈等，这些协议栈开放源码，为学生深入研究提供了机会。

3.4师资建设。

物联网工程专业的第一批授权时间为2010年，地方本科院校直接引进对口专业人才是不可能的，因此，只能整合相关专业的人才，形成物联网工程专业的师资。具体实施途径：前期开办相关专业，积累师资；引进相关专业的各种层次的毕业生，充实师资；学校间联合办学，共享师资；通过培训获得专业师资；与企事业联合办学，吸纳其中的优秀人才补充师资。

4.结语

物联网有“技术高度集成，学科复杂交叉，综合应用广泛，发展日新月异”等特征，物联网工程专业设置时必须面对海量知识、无尽应用，物联网工程专业也因此将进入无止境的发展中。为了反映纷繁复杂的物联网技术体系，地方本科院校一方面要以“课程精，实验强”为出发点，选定课程，设计实验，达到培养“高级工程技术人才”的目的。此外，还要以发展的眼光看物联网工程专业，不断更新改进相应的课程、实验，激发学生的创新热情，让部分拔尖的学生有机会以更高的层次投入物联网研发的大潮中。

参考文献：

篇13

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:

[1]中华人民共和国教育.中等职业学校专业教学标准---信息技术类（第一辑）[M].高等教育出版社，2015.

[2]黄永前，刘凌.中职计算机网络技术专业物联网技术课程设置探索[J].物联网技术，2016.

[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.

篇14

（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

［1］沈苏彬，毛燕琴,等.物联网概念模型与体系结构[J]．南京邮电大学学报，20l0(4).

［2］赵传信，王杨.物联网专业实践课程建设探讨[J].电脑知识与技术，2012（4）.

［3］罗汉江.物联网应用技术导论[M].教指委 “十二五”规划教材，2013(3).