物联网工程研究方向范文

时间:2024-01-04 17:41:26

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物联网工程研究方向

篇1

Abstract: Recently, Internet of Things is called as the third wave of information industry. In order to seize the opportunity for Internet of Things personnel training, each university should apply for the Internet of Things engineering profession or set the training direction which is relied on other relevant professions. To train competent professional personnel, making personnel training scheme is vital. Under the condition of setting the Internet of Things profession relying on computer science and technology, this paper states the personnel training scheme in the way of objectives, requirements, the formation of course system and so on, expecting to provide others who intend to start the Internet of Things engineering profession with some references.

关键词:物联网;射频识别;人才培养方案

Key words: Internet of Things;RFID;Personnel Training Scheme

中图分类号:G642.0文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)24-0236-02

0引言

物联网技术作为第三次信息产业浪潮,近年来已经成为全球科技人员和政府决策部门持续关注的热点,相关产业研讨和学术交流如火如荼,方兴未艾。从“智慧地球”到“感知中国”,各国都在积极布局物联网产业格局,力图抓住物联网带动产业提升的战略机会。自总理09年8月考察无锡提出“感知中国”到2010年政府工作报告中提出加快物联网研发应用,加大相关产业的投入和政策支持,中国的物联网发展进入了一个全新的高速发展时期[1]。

物联网所涉及的关键技术,比如射频技术、分布式计算、传感器、嵌入式智能、无线传输及实时数据交换和互联网都是目前较为成熟的技术,并在相关领域已得到广泛的应用。物联网的新颖之处在于利用这些技术的交叉与融合,建立一个物物相连的网络,从而完成远程实时数据交换与控制,方便人们生产生活。据美国咨询机构Forrester预测[2],到2020年,物联网将大规模普及,物物互联业务与现有人与人的通信业务比例将达到30:1,物联网被称为是下一个“亿万级”产业。

由于2010年教育部只批准了部分211学校申办物联网工程专业,因此,对于大多数没有获批的学校可以在传统专业下设置物联网培养方向。目前,各高校与IT产业密切相关的专业是:计算机科学与技术、软件工程、网络工程、通信工程、电子信息工程等,比如计算机科学与技术专业设置此培养方向更适合[3]。培养合格的专业人才,制定人才培养方案是关键,由于物联网工程专业(物联网培养方向)各高校都刚涉及,没有一个成熟的培养模式,都处在探索阶段,所以,研究“平台+模块”物联网人才培养方案是非常有必要的。

1培养方案

1.1 培养目标培养学生德、智、体、美全面发展,在宽口径专业基础教学的基础上,使学生在计算机技术、电子技术、通信技术等领域有扎实的理论基础、系统的专业知识和较强的实践技能的复合型技术人才,毕业生可在物联网工程领域从事科学研究、技术开发、产品设计。

1.2 规格和基本要求①具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,具有勤奋好学、勇于创新的精神。②具有基本的工程技术基础理论,系统地掌握相关领域技术基础理论知识;具有知识更新能力。③掌握信息获取、处理的基本理论和方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力。④具有物联网领域所需要的绘图、运算、实验、测试、表达及工艺设计技能及较强的计算机应用能力和自学能力。

1.3 课程体系建设学科基础平台:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、场论与复变函数、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、C语言程序设计。高数和工程数学是后续课程的基础,必须开足,其中,场论与复变函数是为学习电磁场与电磁波、微波技术与天线做铺垫。电路分析及模拟、数字电子技术为电路设计奠定了基础,系统底层设计需要C语言做支撑。

专业基础平台:数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络、Java程序设计、操作系统、信号与系统、数字信号处理、通信原理,这些课程是计算机和通信专业的核心课程。例如计算机专业考研的专业统考科目就有数据结构、操作系统和计算机网络,Java程序设计则是当前流行的面向对象网络编程语言。信号与系统、数字信号处理、通信原理也是部分学校的考研初试或复试科目,由此可以看出这些课程的地位。

方向模块:电磁场与电磁波、微波技术与天线、传感器技术、RFID系统应用、嵌入式系统。以上课程为实现射频识别系统即设计电子标签、读写器及天线打下良好的基础。事实上,从70年代末,国外已开始从事RFID系统应用研究,主要应用予自动车辆管理系统、公路收费系统、码头车站集装箱管理系统、防盗系统和门禁系统等,到90年代此项技术已很成熟,国内相关企业可以生产和销售全部国产化的射频识别技术产品(读写器、电子标签)。今年年初,笔者到台湾几所高校做学术交流访问,从这些学校的资讯科技系、电脑与通信工程和电子工程系的人才培养方案中可以看到,都开设有RFID系统概论、RFID系统应用、RFID天线设计等课程,说明境外学校也很注重培养射频识别技术应用人才。

专业选修课:DSP原理及应用、专用集成电路设计初步、FPGA设计技术与应用、oracle数据库、网络安全、工程制图与计算机绘图、物联网技术、现代物流概论等。这些课程是为进一步拓宽电子技术和计算机学科及物联网工程应用而设置的。

1.4 实践体系建设在集中实践环节中,包含电子工艺实习、生产实习、工程设计(第二课堂)、硬件课程设计、软件课程设计、毕业设计等内容。此外,要保证相关课的实验要求,需要建立电路实验室、电子技术实验室、高频电子技术实验室、微机原理与接口技术实验室、计算机网络实验室、ARM实验室、通信原理实验室、电磁场与微波实验室、传感器技术实验室、EDA实验室、FPGA实验室、DSP实验室等。当然,如果一次性建设这么多实验室,投资是很大的,实际上没有必要重复建设,因为各理工科高校大都有计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业,其实验室资源可以共享。

2师资建设

2.1 大力引进人才需要加大人才引进力度,由于物联网是一个多学科领域,除需要计算机学科外还需要引进通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业具有高职称或高学历的人才,同时在企业聘请具有丰富项目开发和管理经验的工程师参与教学与实训工作,打造一支专兼结合的教师队伍,形成企业和相关产业领域专家到高校和高校教师到企业的双向互动的机制和模式。

2.2 整合现有人才资源将计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业的现有教师资源整合起来,实现软件资源共享。

2.3 走出去进修或请进来培训对于有些未开过的课程,可以选派教师到国内外相关机构进修,或外请教师对校内教师进行培训的方式,提高师资水平。

3探索实践

我院现有计算机科学与技术、电子信息工程和自动化等专业,其中计算机科学与技术专业其“应用型软件服务外包人才培养模式创新实验区”,2009年被陕西省教育厅批准为省级人才培养模式创新实验区,2010年该专业又被批准为省级特色专业建设点。2010年及2011年教育部先后批准西安交通大学、西北工业大学、西北大学及西安理工大学开办“物联网工程”专业,同时陕西省成立了由多个高校及企业参加的“物联网产业联盟”,这是陕西省大力扶持物联网产业的又一重要举措,有利于整合资源优势,提升陕西省物联网产业的知名度和竞争力。在这些外部有利的环境下,我院以计算机科学与技术专业为依托,修订该专业的人才培养方案,增设一个“物联网工程”专业方向,并计划在2011年招生中实施修订后的人才培养方案,为培养物联网人才做有益的探索。

4结束语

物联网涉及的领域非常广泛,从技术角度看,在计算机科学与技术专业的人才培养方案中设置物联网工程专业方向,通过广泛的调研,制定尽可能合理的人才培养方案,并整合其他相关专业的软硬件资源,为社会培养物联网复合型人才是可行的。

参考文献:

[1]李坡,吴彤,匡兴华.物联网技术及其应用[J].国防科技,2011,(01):18-22.

篇2

随着计算机技术、互联网技术、无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术等飞速发展,物联网的研究和应用也得到快速发展,并越来越引起各国的高度重视。物联网甚至被称为继计算机和互联网之后的又一次信息产业革命。美国于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多个典型智能解决方案已经在全球推广;欧盟于2009年6月了全球首个国家级物联网发展战略规划;韩国和日本等发达国家也都分别提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化战略,其核心内容都是利用无所不在的泛在网络技术实现人与人、物与物、人与物之间连接,让民众可以随时随地享有科技智慧服务。我国政府于2009年8月提出“感知中国”的战略构想,并由政府、科研院所和企业建立相关研究基地和成立物联网产业联盟。可见物联网技术以及相关产业已经成为各国下一个必争的战略制高点。而任何一个新兴产业和行业的发展,都需要大量的专门技术人才,物联网的发展同样也不例外。目前,我国物联网专业人才还非常紧缺,人才的培养还处于起步阶段,而大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担。在这样一个大的环境和背景下,国家教育部于2010年批准在35所高校设立物联网工程和传感网技术本科专业,并于2011年开始招生。另外,全国有将近20所高职高专院校以及独立学院开设了物联网工程专业。物联网工程专业是一个多学科高度交叉的新兴专业,如何培养出合格的、符合市场需求的物联网专业人才是高校面临的一个主要问题。南于物联网本身技术复杂、牵涉面广,涉及多学科的交叉,这就必然对人才的培养和专业建设都需要进行全新的考虑。笔者结合安徽理工大学物联网工程专业建设和实践,对物联网丁程专业人才培养和教学资源建设进行了一些初步的探索,为高校物联网工程专业人才培养和专业建设提供指导和参考

2 物联网工程专业的研究内容

2.1 物联网的体系结构

物联网的概念是1999年美国Auto-ID中心首先提出的,最初的定义是通过射频识别等信息传感设备把所有物品与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。现在普遍认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通对象实现互联互通,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化特征的网络。从物联网的定义可以看出要实现物联网需要具有感知、通信与计算能力的智能信息传感设备等实现全面感知,借助现有的互联网和电信网来进行数据的可靠传输,以及数据的智能处理,进而实现人与人、物与物、人与物之间的互联互通和智能信息服务。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为4个层次:感知识别层、网络层、管理服务层和综合应用层。其中感知层是物联网信息的来源,包括各种类型的传感器、RFID标签和读写器、智能手机、智能家电以及智能测控设备等;网络层实现数据的传输,包括有线和无线网络的接人层、会聚层和核心交换层;管理服务层实现数据存储、处理的和智能决策服务等,包括中间件、数据存储与处理、数据挖掘与智能决策等;综合应用层实现不同行业的综合应用,包括智能物流、智能电网、智能交通、智能环保、智能医疗等。物联网4层体系结构如图1所示。

2.2 物联网关键技术和研究内容

由物联网的4层体系结构图可以看出:感知层是物联网应用的基础,位于物联网应用的最底层,也是物联网区别于传统互联网的重要方面之一。感知层主要涉及RFID技术、无线传感器网络和控制技术、短距离无线通讯技术等主要关键技术。物联网的应用层与具体的应用领域不同存在很大的差异,需要根据具体的应用来设计。物联网网络层的数据传输技术、无线通信技术以及管理服务层涉及的数据存储、云计算、数据挖掘等各种支撑技术都是物联网应用和研究过程中涉及的主要技术和内容。

由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的交叉,开设物联网相关专业的高校现有学科基础、专业设置以及研究内容的侧重点都会有所不同,因此在物联网工程专业的课程设置以及培养方案方面会存在的一定的差异。由物联网的4层体系结构,可以根据实际情况对物联网工程专业设置不同的研究方向,如电子技术和嵌入式技术基础较好的高校可以侧重于感知层设计和应用,计算机技术基础较好的高校可以侧重于物联网应用层和信息服务层,网络技术和通信技术基础较好的高校可以侧重于网络层和管理服务层,还有各相关交叉专业设置较为全面、研究基础较好的高校则可以在物联网的各层都平衡发展。具体设置什么样研究方向和培养方案,各高校需要根据自身的学科专业基础和特点以及高校的行业背景,设置具有自己特色和优势的培养方案和侧重研究方向。安徽理工大学是一所具有煤炭行业背景和医学特色的理工类高校,目前设有相关的专业有:计算机科学与技术、电子技术与仪器、网络信息安全、自动化、电子信息工专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net程、通信工程、电气工程及其自动化等,具有较好的相关专业建设基础,尤其是面向煤矿自动化和信息化应用领域有着较强的优势。因此,基于学校的行业背景和专业基础现状,物联网工程专业的侧重点是物联网的感知层设计和应用,兼顾管理服务层的相关技术研究,如中间件等。重点应用领域是矿山物联网以及智能移动医疗,结合现有的网络信息安全和计算机科学与技术等相关专业,制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案。

3 物联网工程专业培养目标和课程设置

3.1 物联网工程专业培养目标

在高等学校本科人才培养目标的前提下,根据物联网专业的研究内容和市场需求定位,物联网工程专业培养目标是:具有宽厚扎实的基础知识,系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备网络技术、传感技术、射频识别技术、嵌入式技术、通信技术以及计算机技术等信息领域宽广的专业知识,具有综合运用所学知识解决物联网中信息获取、传输、处理问题的能力,能够从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、电子标签射频识别、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等工 作。

通过相关课程的学习,掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、RFID技术等知识和专业技能;掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈,有线和无线网络技术原理,无线自组织组网、有线和无线网络拓扑以及网络安全技术等基础理论和关键技术;熟练并系统地掌握物联网应用系统集成、物联网硬件与软件设计、互联网应用等,具有综合应用所学知识解决物联网工程中实际问题的能力,包括:工程设计、设备制造、网络运营和技术管理中的实际问题等能力;掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广等知识,具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力;熟悉矿山物联网的架构、应用环境和关键技术,并能够进行系统设计和开发;熟悉物联网在智能医疗领域的应用技术,并在现有医院信息系统的基础上,进行移动医疗的智能终端、医疗传感设备、中间件、数据存储、应用系统的设计和开发等。此外,还应具有较强的创新意识、创造性思维能力,能综合运用多学科知识、技术和现代工程工具,将所学内容应用到其他行业和应用领域。

3.2 物联网工程专业课程设置

由于物联网工程专业是综合多学科的新兴专业,在课程的设置和教学内容的安排上还不够成熟和稳定,还处于探索阶段。需要根据专业培养目标和实际教学情况,不断地调整和优化课程的设置。目前,物联网专业课程设置基本上在现有较成熟的计算机科学技术和电子信息类专业的基础上,增加与物联网相关的核心课程,但侧重点是物联网技术及应用。结合学校相关专业课程设置现状,物联网专业课程分为以下几个主要模块:(1)公共基础模块;(2)专业必修课程模块:(3)专业核心课程模块;(4)专业任选课程模块;(5)跨学科课程模块;(6)实践课程模块;(7)素质拓展模块。各模块包含的主要课程如表1所示。

在课程的设置上既考虑了物联网专业的核心研究内容和专业特色,同时考虑到物联网专业是一门新兴的专业,还没有专门的硕士和博士学位点,目前基本上都是作为计算机或相关学科的一个研究方向,而计算机专业研究生入学考试的专业课实现国家统一命题,因此,在课程的设置上要能够和计算机科学与技术专业核心课程实现无缝对接,使得物联网工程专业培养的学生能够轻松实现进一步深造的愿望。基于这样的一种现状,学校物联网工程专业在必修课程模块和核心课程模块中分别开设了数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等相关的课程,同时开设了物联网导论、无线传感器网络、RFID原理与应用,能够满足学生专业学习和考研深造的需要。为了突出物联网专业知识,在专业任选课程模块中开设了大量与物专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net联网和计算机相关和当前最为热门的课程,充分体现了该专业方向的知识面宽、技术先进等特点。跨学科课程模块的设置为进一步拓宽学生的知识面,了解煤矿行业的生产背景和主要技术装备,为以后从事煤矿物联网和数字矿山建设打下基础。实践课程模块的设置是培养学生动手能力和学习兴趣的重要教学环节,是达到学以致用的主要途径,是整个教学过程不可缺少的内容。素质拓展模块通过组织多种形式和内容的第二课堂教学活动,以培养学生创新精神和实践能力,促进个性发展,提高综合素质。

4 人才培养和教学资源建设

4.1 物联网工程专业人才培养

高等学校的使命是培养人才,高校需要根据市场的需求和自身优势以及综合其他因素来确定人才的培养模式。因此,对人才培养目标的定位能够全面反映高校对合格人才的理解和时代需求。安徽理工大学是行业特色鲜明、理工类为主的综合型大学,学校人才培养目标是:结合煤炭行业特色,培养“厚基础、高素质、强能力、善创新”的创新型人才和高级专门人才。在人才培养过程中要构建多元化、多目标的培养模式,同时充分考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求,努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。在学校人才培养目标的指导下,借助现有相关专业的培养模式和经验,并结合物联网工程专业的特点,对物联网工程专业的人才培养采用校企联合培养的模式。

安徽理工大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”高校,目前在计算机科学与技术专业以及其他电子信息类专业的卓越工程师培养计划和方案制定过程中积累了一定的经验,其核心培养方式是采取的3+X培养模式,主要措施是其中3年时间在学校进行相关基础课和理论课的学习,至少1年时间采取校企联合培养模式,通过将企业纳入到人才培养主体地位,可以进行订单式培养,大大增强学生对企业需求的了解和实践动手能力。真正体现“卓越计划”的3个特点,即行业企业深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力。物联网工程专业主要是培养工程类的专门型应用人才,可以按照“卓越工程师”的培养模式进行培养。一方面是在现有教学资源的基础上,加强物联网专业基础理论和专业核心课程内容的教学,另一方面加强实践教学环节,尤其是引入相关企业的参与。目前,我校已与安徽徽斯顿电子科技有限公司以及安徽科艾网络技术有限公司签订了战略合作协议,联合培养物联网专业人才,由参与的公司提供相关课程的教学和实践环节的平台,并且公司有优先挑选优秀毕业生的权利。另外,安徽理工大学与附属医院安徽淮南东方医院集团也签订了合作协议,共同研究和制订数字移动医疗系统方案。移动数字医疗系统的实施可为学校物联网专业教师和学生提供了参与设计和开发的机会,同时也会为学生的培养提供很好的实习场所和平台。另外,安徽理工大学与两淮煤矿企业都建立了很好的合作关系,有着很好的合作基础,双方都在积极准备联合培养矿山物联网建设人才,进行校企深度合作,为拓展学校物联网专业人才培养提供了很好的实践和就业机会。此外,学校还与一些经济发达地区的相关企业建立实习基地,如上海、深圳、无锡、芜湖等,为学生进入工作岗位前提供深入企业实习机会,为进一步就业打下了坚实的基础。校企合作模式的效果已经在学校的一些专业取得了很好的效果,校企合作是物联网专业人才培养较为理想的模式。

4.2 物联网工程专业教学资源建设

物联网专业人才的培养,除了有定位准确的培养目标和合适的培养模式之外,还需要有配套的软硬件教学资源的支撑,教学资源是培养合格人才的重要保证。一个专业办学水平的高低往往与该专业的师资、实验室、教材、实习场所等建设水平有关。对于物联网专业这样一门新兴专业,面临的专业教学问题更为严重和急迫。学校在物联网专业建设过程中,相应地采取了一些有效措施来保证高水平的教学资源。

(1)物联网专业师资队伍的建设。这是所有教学资源中最为重要的部分,没有好的师资很难想象能够培养出优秀的人才。因此,学校和学院都非常重视教师的培养,培养的方式主要是从学院中挑选出一部分对物联网感兴趣而且嵌入式技术以及软件开发能力过硬的教师组建成物联网科研团队和教学团队,通过申专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net请物联网相关课题展开物联网理论和应用研究,目前已有2项物联网相关的国家自然科学基金项目,5项省部级物联网应用课题,多项企业物联网应用横向课题,通过科研课题工作的深入展开和研究,大大提高了教师对物联网理论的理解和实践应用水平,对推动物联网专业的教学水平起到明显的促进作用。除此之外,学院利用寒暑假时间组织部分教师到北京、无锡、长沙等地参加“全国高校物联网专业教学和研讨”“高级物联网开发工程师物”等教学和专业技术的培训,通过培训进一步提高教师的物联网教学水平和专业技能,然后再通过校内的研讨和讲座带动更多教师物联网专业水平的提高。

(2)教材建设也是办好专业必不可少的环节。由于物联网专业是新建专业,虽然已经出版了一些不错的物联网方面的图书,但适合作为本科教学的好教材还是凤毛麟角,而且大多是技术类或普及类。因此,在教材的建设方面还有很多的工作需要做。我们根据开设的课程和目前已有教材的现状,挑选出相对较好的基本教材和参考书,通过大家阅读讨论,然后根据制定的教学计划,来确定讲授的内容和学生需要自学的内容,并整理教学讲义和课件,为后续教材建设做好准备。通过这一环节,充分提高了对教学内容细节的掌握和理解,也对物联网技术掌握得更为全面。

(3)实验室建设是实践教学环节的有力保障。为了能够满足物联网实验教学的需求,学院对物联网实验室建设投入了大量的建设经费,实验室采购了北京西普阳光教育科技有限公司的SimpleRFID射频识别实验教学系统,并向安徽福讯信息技术有限公司订制了无线传感网络教学系实验系统。在物联网实验建设过程中,物联网专业教学团队全程参与整个实验室建设过程,对系统的安装、调试、运行都进行全面掌握;专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net并邀请物联网实验系统开发的T程技术人员给教师做专门的技术培训和讲座,进一步提高了教师的理论水平和实践水平。通过师资、教材和实验窜3个环节的建设,目前学校已经具有较高水平的物联网专业教学团队和完善的教学配套资源,完全能够按照既定的教学目标和计划来进行物联网专业人才的培养。当然,任何一个新的专业的开设,都需要一定时间的建设和完善,在建设的过程中要不断探索和完善,并借鉴其他高校的成功经验,及时修正不合理的方面。

5 结语

物联网工程专业的人才培养和教学资源建设,是所有高校物联网工程专业在办学过程中需要考虑和解决的问题,而特色人才培养模式和高水平教学资源建设是办好物联网专业的前提,因此,各个高校应根据各自不同的办学基础和行业特点,着眼于市场需求和自身的办学优势,在体现物联网工程专业共同特点的基础上,要突出物联网工程专业的行业特色,这样培养出的人才更能满足市场需求和具有更宽的就业面。

参考文献:

[1]吴功宜,吴英.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012:1-5.

[2]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011:3-6.

[3]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21):26-29.

篇3

[关键词]物理网 智能家居 应用现状 开发

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0249-01

传感器技术的逐步应用和网络技术的全面拓展,外加性能优良的传感器的大力应用,使得智能感知有所实现。无论是家居系统产品,还是网络概念家居均表明智能家居取得了一定的成效。因此,本文将依托物联网,重点探讨智能家居开发问题,不断增强家居功能,达到远程网络互联。

一、物联网的内涵

物联网形成于研究人员在不同领域的探索成果的汇总,研究人员在普适计算机方面开展的探索活动是物联网问题的根本原因。各个学者面向物联网给出了不同的定义,其中欧洲项目组认为物联网是商业和信息交流之间的参与者,可促进社会的前进,是可有效互动、和外部环境发生交换获取的信息数据,免受人为干预,能够自发做出某些行为,提供所需服务,可精准展现和作用真实生活的某些事件。但RFID项目组将物联网看作形成于标准通信协议之上,通过具备位移地址对应互联网物体组建的网络。物联网能够划分成不同的层次,其核心技术为射频识别以及纳米技术等。

二、智能家居概述

智能家居系统主要包含内网、外网以及网关这三个部分。对于内网主要是在家电及其余设施之间建立联系,属于局域网,而外网通常为小区局域网,可进行远距离传输。对于网关主要联系内网与外网,达到外网对内网的全面控制。

当下智能家居系统通常具备下述功能:其一,灯光智能控制。参照室内光线强度合理调整照明设备开光,进而让室内光线处于理想状态;其二,家电智能控制。围绕家电实施自动控制,可参照室内温度合理开关空调;其三,智能安防功能。现有家庭安防系统具备火警异常情况监控功能,如果出现异常,则安防系统便即发出警示,通过紧急处理将损失减小到最低程度。

另外,也涉及家居设线系统等内容。因在技术水平与经济成本等内容上存在制约,现下并未研制出成熟的家居系统,然而借助无线传感器自身突出的扩展能力,当设计系统时提前保留扩展接口,即便要增设设备或优化技术也无需面向现有系统开展改造调整活动,只要经由FIRMWARE升级,利用节点扩充便能够达到系统升级的目的。

三、物联网当前的应用情况

现阶段,对智能家居而言,物联网应用一般表现在家庭自动化以及安防系统等内容中。家庭自动化主要指代面向传统家用电器装设传感器,配置执行器,转变为智能家电,是传感器网络的基本节点,同时,利用互联网和外部网络形成互联,让用户能够面向家电实施远程操作。而安防系统主要指代针对住宅设置传感器节点,以此来监控火警等异常状况,如果出现意外,上述节点便把危险信息传输至终端,第一时间警报,进而能够马上处理险情,以免进一步扩大。

四、基于物联网的智能家居开发

形成于互联网之上的智能家居具体包含居住环境体会和互动、相关数据传送以及应用服务层。其中居住环境体会和互动指代把所有的传感器构建连接,以此来提供赢得居住环境主要物理信息与居民基本生活状态等项目。网络数据输送可实现居住环境状态与居民信息的有效传输。而应用服务层可依照收集的数据达到自主支配家居设备这一目的。

(一)整体设计

1.智能网关设计

家庭智能网关在智能家居设计活动中占据着核心位置,可采集并整合各个网段的信息。从内部家居网络层面而言,其和ZigBee协调器紧密相连,且为住宅信息的基本出口;从外部网络层面而言,其和互联网紧密相连,它为远程操作指令连进家庭内部网的末尾工序。因内部及外部信息均借助家庭智能网关完成传输,由此可知,该设计可提升智能家居的可靠性和安全性;

2.网络层设计

形成于物联网之上的智能家居内部的网络传输主要负责管理每一个住宅设备自身的网络信息传送,且具备远距离控制平台的关联系统。对于网络层设计主要涵盖家庭智能网关以及控制中心等多项内容,其中传输的信息强调控制与数据信息,具体存在有线及无线传输类型。比较有线及无线传输发现,无线传输更容易管理,由此可知,无线传输将更为常用;

3.感知层设计

依托ZigBee节点构建形成的ZigBee主要分布在感知层中。其内部的传感器可借助ZigBee节点把居住环境信息发送至智能网关,同时,应用层自身的指令信息可借助ZigBee节点传达给执行设备,进而完成预定操作。借助一系列传输,达到底层ZigBee节点的有效连通;

4.应用层设计

应用层设计在智能家居设计活动中占据着重要位置,当下的智能家居,其应用层设计以家居安防监管、家庭信息规划、家庭信息加工和家庭环境监控。

(二)硬件设计

具体分部如图-1,形成于物联网之上的智能家居,其硬件设计一般把节能看作重点内容进行探究。局域网自身的微处理元件及通信设备选取关乎智能家居系统实际功耗与具体的传输效率,且末端节点的可靠性及工作效率关乎着整个系统的稳步工作时间与安全性。因此,形成于物联网之上的智能家居自身的硬件设计需重视微处理元件以及通信方式自身的节能设计。

结语:

我国在智能家居中的起步较晚,然而因生活水平的不断提升,人们在家居环境方面提出了严格的要求,通过国家政策的支撑,智能家居的探索越来越频繁。一些大企业更是争相推广、大力宣传智能家居,部分通信商甚至把物联网服务看作主要发展方向,这为智能家居的提升与发展创造了难得的契机。

参考文献:

[1]申斌,张桂青,汪明等.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表,2015,28(2):6-10.

[2]曾松伟,章云,邱伟强等.基于物联网的智能家居控制系统设计[J].现代电子技术,2016,34(9):168-171.

[3]宣航.基于物联网的智能家居监控系统的开发[J].电源技术,2015,(4):836-837.

[4]吕显朋,刘彦隆,王相国等.基于物联网的智能家居系统设计[J].电视技术,2015,37(24):43-48.

[5]赵勇.基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析[J].数字技术与应用,2016,(4):162,165.

作者简介:

篇4

【关键词】物联网人才 教学方法 服务型人才

【中图分类号】G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2015)02C-0183-03

一、农业物联网人才需求情况概述

我国经历三十多年的改革开放,工业和服务业都得到极大发展,已是全球制造业大国,相比而言,农业的发展稍显滞后,随着我国工业化现代化及城市建设发展进行到一定阶段,当前我们亟需大力发展与投入的是新农村的综合性、全方位的建设。我国农村一直实行,土地流转工作才刚启动,处于经济和体制转型的关键时期,“三农”问题近些年一直得到国家各界的高度重视,而农业信息化建设正是解决此问题的关键。适逢此时,物联网产业恰好兴起。物联网( Internet of Things,IoT),即“物物相连的互联网”,被称为信息产业的第三次浪潮,自其被提出之日起,短短数年已在世界各国广泛采用,并渗透到各行业中去。随着物联网产业的发展进步,物联网在农业生产、流通、管理等领域也得到越来越广泛的应用。从生产领域来说,农业物联网利用传感器、通信网络、智能决策系统,对养殖、种植对象进行环境监控、养料供给等,以实现降低成本、减少耗损、提高质量、改善环境的目的。此外,在农产品流通环节可建立起信息管理系统,建立从源头到消费终端的管理体系。

在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》里,明确提出“加快发展面向农村的职业教育”“强化职业教育资源的统筹协调和综合利用,推进城乡、区域合作,增强服务‘三农’能力”“加强涉农专业建设,加大培养适应农业和农村发展需要的专业人才力度”。未来农业的发展必将向信息化、现代化、网络化、科技化方面发展,农业物联网是现代农业发展的引擎,目前,我国农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段。高等院校才刚刚有物联网专业的毕业生,直接面向农业的物联网人才培养尚未正式启动,而我国幅员辽阔,大部分土地是农村,大多数人口是农民,因此,面向农业信息化建设方面的物联网人才市场缺口巨大。仅“十二五”期间,估计农业物联网方面的人才需求就有大约1000万人。

农业物联网专业人才可分为研发型人才和应用技术服务型人才。研发型人才主要是指从事农业物联网新技术的开发及相关设备生产工作的人员;应用技术服务型人才则主要指利用现有的农业物联网技术和设备,直接面向终端用户,服务于农业生产第一线的人员,其在整个农业物联网人才需求数量中所占的比例也是最大的。本文主要针对农业物联网服务型人才的培养展开研究,以期对面向农业的物联网人才培养模式进行探讨,为农业物联网培养知识面广、综合素质高的复合型人才。

二、农业物联网服务型人才培养目标

开展农业物联网应用技术服务型人才培养,首要明确人才培养目标。目前,国内高校的物联网工程专业的培养计划普遍还处于探索阶段,培养目标不明确,培养方案、教学模式趋于相同,由于物联网的应用领域广泛,就农业物联网而言,要想做好这方面的工作,不仅需要具备物联网技术、产品知识,还要对农业生产知识有所了解。因此,目前各高校探索性的物联网人才培养方案普遍是缺乏针对性的,并不能满足农业物联网人才培养的实际需要。在专业设置和建设的探讨过程中,通过对多所院校的物联网专业人才培养方案进行分析,及与相关教师进行交流,笔者也发现,普遍存在着对物联网人才培养的方向模糊,对物联网产业链人才需求未来状况预估不足的现象。

首先,当物联网作为一个新兴的巨大产业来临之际,我们要对它的未来产业链发展状况有个预估,才能与之相适应地去进行合适比例的人才培养。纵观其它高科技产业的发展历程,也可以看出,许多产业在人员需求上以应用型人才为主。譬如,电子信息产业,真正投入研发领域工作的,只是集中在大城市,只需要少数高端型人才,面向全国范围的、需求量较大的仍是以应用型人才为主。这是一个“橄榄型”的产业链人才需求结构,研发和制造人才需求少,分别占两端,中间多数为应用型人才需求。物联网产业也具有这样的特质,更何况它本身就是一个应用创新型产业,其产业巨大的生命力也体现在应用上。然而,目前大多数院校,包括很多高职高专院校,在物联网专业的人才培养上,仍过于注重研发设计能力的培养,忽视应用领域综合能力的培养,这是与产业链人才需求状况不相吻合的。

其次,物联网是向各产业、行业渗透的一个基础性产业,其必然带有跨行业的性质。譬如,农业作为第一大产业,它涉及的领域是很广的,仅是农业物联网对人才的需求就是巨大的,可是目前的物联网专业普遍都没有体现出这种行业的针对性,学生就业时,仍将面临着对行业领域知识的一个再培训过程。

根据前文论述,我们在进行农业物联网人才培养中,应以培养物联网应用型人才为主要出发点,并结合农业生产、流通、管理等行业背景知识,进行知识全面能力较强的综合型人才培养。这样才能培养出农业知识丰富的物联网人才,有利于满足社会的需求,有利于解决人才的就业问题,极大地推动物联网在农业领域的应用创新发展。

对于农业物联网方向的高职高专学生培养,我们提出以下几点专业能力目标:掌握物联网工程专业的基本知识和基本原理;熟悉农业物联网产品软硬件配置,能从事物联网解决方案的设计、管理和维护工作;掌握农业现代科技、农产品生产流通基础知识、农业物联网应用技术、工程施工基础知识,具备农业物联网应用系统设计实施能力;了解物联网工程技术的技术前沿、应用前景和最新发展动态。

三、农业物联网服务型人才培养专业课程体系构建

农业物联网服务型人才培养的课程体系应当围绕着培养目标展开,除公共基础课、选修课程及实践课程外,以下详细例举专业基础课和专业核心课程的构建。

(一)专业基础课

1.农业现代科技技术概论

主要介绍介绍国内外农、畜、林三业的生产、储藏、加工、消费、市场现状与发展趋势;现代育种目标、育种技术和育种方法;现代种植(养殖)技术;农产品采收、包装、储运、加工、流通等产后现代商品化处理技术;现代农业生物技术、信息技术等高新技术的应用情况。

2.电子技术基础

通过本课程的学习,使学生掌握电子技术各种基本功能电路的组成、基本工作原理、性能特点,熟悉电子技术工艺技能和电子仪器的正确使用方法,初步具有查阅电子元器件手册、正确使用元器件、读识常见电子线路图、测试常用电路功能及排除故障的能力。能复述逻辑门电路的功能,并能利用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路,并能分析简单时序逻辑电路的功能。

3.嵌入式技术

主要讲述嵌入式系统的基本概念、界面设计、应用编程等知识。通过学习该门课程可以使学生能够编写、调试嵌入式程序。

4.物联网数据库应用及管理

重点培养学生数据库基本技能,通过本课程的学习,学生能应用数据库应用软件对物联网工程中所需数据进行管理、查询、维护等操作。

5.农产品生产管理流通概论

课程介绍农业产品生产管理流通基本理论,从农产品生产到销售的过程为出发点,介绍不同农产品在生产销售流通等活动中的基本情况,应用的现代化技术、信息技术等情况。

6.计算机网络与通信技术

结合TCP/IP协议深入讲授计算机网络体系结构、分层原理、数据通信、网络协议、点一点网络、广播网络、交换网络、网络互连、差错控制、流量控制、拥塞控制方面的基本问题。

7.循环农业生产与管理

主要介绍农业生产管理中与环境保护的相互关系、掌握循环农业生产与管理的关键技术,了解农村节能减排的政策、技术措施等内容。

8.物联网与供应链管理

主要介绍应用物联网技术的供应链系统的概念及功能、物流的发展、物流管理原理、物流运输管理、仓储管理、包装与装卸、农产品供应链等内容。

9.工程进度与质量管理

通过学习本门课程,学生掌握建设物联网工程质量与安全管理的基本程序与方法,物联网工程质量验收标准,施工安全生产技术规范,物联网工程质量安全事故的处理,解决物联网工程监理过程中遇到的实际问题。

(二)专业核心课

1.无线传感器网络技术

全面系统地阐述当前各种主流的无线网络的基本原理,结合多种工业现场传感器和多功能的上位机软件,深入浅出地讲解无线网络的基本技术。

2.物联网射频识别技术

主要介绍物联网RFID系统概述、RFID工作频率及无线传输、天线技术、射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、RFID中间件、RFID标准体系、物联网RFID应用实例,以及物联网RFID技术现状和标准体系。

3.工程线路识图

主要介绍工程设计绘图基础知识、基本理论,主要培养学生识读电器元件的结构形状的能力,同时了解相关工程的国家标准,识读图样,了解物联网工程绘制图样所需的机器、仪表和设备的结构和性能。

4.综合布线与网络工程实施

使学生能掌握网络综合布线的国家标准和行业规范,并能熟练地运用于网络综合布线工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节,培养学生综合布线系统设计、系统安装与实施的职业能力,并掌握综合布线的基础知识。

5.ERP运营维护

课程主要从物联网工程的角度介绍物联网工程系统中的主流程体验、销售管理、采购管理、存货管理、产品结构管理、物料需求计划管理、工单与委外管理、工艺管理、应收应付管理、财务管理等学习任务,掌握ERP系统的主业务流程和操作技能。

从以上课程体系的构建中可看出,在实际进行农业物联网课程体系的建设时,注重突出实际应用领域特色,学生既要学习电子信息技术,又要学习农业科技和农业生产技术,还要求掌握工程领域的基础知识,注重综合性能力的培养。考虑到农业物联网的项目一般偏小,各地点分散,其应用服务人才不可能专业划分过细,否则任何一个点都需要物联网、农业、工程安装等不同领域的人员组成团队配合工作,这对于偏小的农业物联网项目来说是不实际的,必然要求建设及维护人员具备多专业综合的能力素质。

四、改革教学方法,优化师资队伍

(一)改革教学方法

在教学方法上力求突破,当前所流行的行动导向、慕课均是可采取的方式,无论哪种方式,主导思想将贯穿以学生为中心的教学方法来进行实施。由于农业物联网服务型人才培养的专业特性、跨学科特性,带领学生进行现场学习将是必不可少的教学环节。此外,农业物联网在实际工作领域的实施,往往以一个个项目的形式来进行,因此,案例教学也是必然要采用的教学方法,在案例教学过程中注重对学生进行启发式教学引导,亦有利于学生兴趣的调动和综合设计实施能力的培养。

(二)优化师资队伍

从课程体系的构建可以看出,要做好农业物联网服务型人才的培养,师资队伍应具备物联网知识能力、农业生产流通和管理知识能力、工程实施等方面的知识能力,在实际建设中,各校可根据自身状况进行优化。同时,基于农业物联网应用创新的特质,应大力开展校企合作,引进更多的企业兼职教师来补充师资队伍。由于物联网本身(下转第186页)(上接第184页)是个新兴产业,农业物联网又兼有跨行业的特性,因此,教师的培训学习也是队伍建设中不可缺少的一环。

五、满足实验与实习条件,建设实训基地

应根据院校重视面向农业领域专业应用能力的培养思路,坚持基础和应用协调共进的原则,通过农、学、企相结合的方式,建设相应的实训平台,如企业提供最新的设备支持、学校提供专业人员、农业终端用户提供场地,搭建起一个真实的现代农业物联网应用平台。在实训过程中,学生收获了丰富的实战经验,为日后就业打好基础;企业获得了充足的人力资源,充分解决了农业物联网服务企业人员匮乏的现状;而农户则在合作中体验到农业物联网技术给农业生产带来的种种好处,为农业物联网的大力推广增强了信心。

其次,建立一个以农业物联网为背景的技术服务及农产品流通实训平台,通过该平台,培养出农业物联网领域的信息化人才,为技术服务的推广和农产品的流通打好基础。

通过利用实训基地对物联网服务型人才进行深入培养,可培养出一大批技术过硬、经验丰富的专业人才,以缓解目前农业物联网缺少此类人才的局面。同时也为农业物联网技术在我国大范围推广打下坚实基础。

物联网浪潮的来临,为现代农业发展创造了前所未有的机遇,改造传统农业、发展现代农业,迫切需要运用物联网技术实现对各种农业要素的全面感知、可靠传输以及智能处理。因此,对农业物联网服务型人才的培养具有重大实际意义和价值,人才培养模式就是其中一项迫切而又重要的研究工作。所以,应尽快在分析农业物联网发展现状的基础上,结合我国的实际国情对农业物联网人才培养过程中涉及的管理模式、技术模式、商业模式展开分析和探讨。在政府的引导下,在相关企业的积极参与下,建立一个多方共赢的人才培养模式,为农业物联网的长远发展提供长效动力。

【参考文献】

[1]于娜,郭鹏,李乃祥.农业物联网人才培养模式研究与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2014(16)

[2]葛文杰,赵春江.农业物联网研究与应用现状及发展对策研究[J].农业机械学报. 2014(7)

[3]谢秋丽,黄刚.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊,2011(3)

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关键词:物联网;课程体系;实践教学

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)22-0100-02

物联网的概念自1999年由麻省理工学院提出到现在,已将近20年,它甚至被视为互联网发展的第三次浪潮,世界各国都投入巨资深入研究探索,并启动了诸如“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”等战略规划。2009年,时任国家总理在视察中国科学院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心的时候,也做出了建设我国物联网的指示。

教育部在2010年下发了高校设置物联网专业的通知,一时间众多高校争相申报。由于物联网专业涉及的领域非常广泛,很多工科专业,都可以找到和物联网相交叉关联的地方,这往往导致很多院校在设置物联网专业的时候,没有明确的定位,培养出来的学生也成为知道的很多,但都不精通的“万精油”。如何培养出生产服务一线紧缺的应用型、复合型、创新型人才,是很多高校物联网专业负责人都在思索的课题。鉴于此,本文抛砖引玉,简单讨论应用型本科院校物联网专业的一些建设思路,可供参考。

1 选定适合本地特色的行业作为专业背景

物联网的应用领域,从物流管理,到安保监控;从现代工业,到精细农业,再到水产养殖,都有广阔的用武之地。虽然从整个物联网的架构来看,不同行业的应用之间还是有很大的共同点,然而这些行业应用的很多技术跨度往往都非常大;不同行业的生产经营企业,对于物联网专业的人才要求也有非常巨大的差别。要让经过短短四年时间学习的本科毕业生,能适应众多行业内企业的需求,几乎是不可能完成的任务。因此,选择一个或两个适合本地特色的行业作为专业发展背景,重点学习和该行业相关联的专业课程,是应用型本科院校建设物联网专业的一个思路。

高校在选择行业作为发展背景的时候,可以结合国家和地方的发展规划,主动和未来的发展方向看齐。另一方面,物联网本身的三层体系结构:感知层、传输层、应用层,也构成了物联网产业链专业技术人才的三个发展方向。因此,高校可以根据自身的师资力量以及办学软硬件条件,选择某个专业方向作为突破口,重点培养该方向的应用型人才,这样也可以让专业老师找到科研的聚焦点。

具体从四川的特点来说,四川是一个传统的农业大省,川西也有丰富的林业资源和旅游资源,但是地质灾害也较为频繁。因此农业、林业、地质监测,都可以作为很好的行业背景。同时随着人们生活水平的提高,对于高端水果的需求也越来越高,而成都周边有很多水果种植基地;川南的攀枝花、西昌由于日照充分,更是很好的芒果、木瓜、石榴等热带水果生产基地。同时,四川还是很多名贵中药材的传统种植基地,比如川芎、川贝母、天麻、川乌、杜仲等。将物联网应用到这些高端种植业上,可以方便地进行精细化管理,降低种植业的劳动强度和对劳动力的需求,减少化学肥料以及灌溉用水量,同时提高产成品品质,增加产量。因此种植行业也是一个很好的可选背景行业。

另一方面,从院校的实际情况出发,可以选择行业的应用集成,作为物联网的切入点,重点进行行业相关应用的开发、集成。也可以选择感知技术的某一类具体应用,集中攻克当前行业应用中的问题。目前对于感知技术的重点研究领域研究主要集中在RFID的安全问题、批量访问问题等。

2 建立跨院系的、校企结合的师资队伍

师资队伍建设从来都是一个专业建设成败的关键。而物联网作为一个跨越很多专业的新兴产业,它的技术体系就决定了必须依靠跨院系的团队才能建设好师资队伍。目前大部分高校,通常划分有计算机院系、通讯院系、电子电气院系,从物联网的体系结果来说,它的感知层,涉及众多传感器设备,包括新型的数字传感器、传感器网络,还有目前研究的比较热门的可以精确测试某些化学成分的各种化学传感器,这些在传统上往往是电子电气院系的研究领域;而就物联网的传输层而言,它包括各种短距离、长距离的可靠信息传输,也包括建立局域网络以及传输中的安全问题,这通常是通讯院系所擅长的领域;而在收集到足够多的信息后,加工提炼总结得出结论,或者存储到数据库中,或者展示在控制中心,这时候就需要开发在控制端运行的应用程序,这往往是计算机院系更擅长的。可以看出,要建设好物联网专业的师资队伍,必须建立一个跨院系的团队,通力合作才能达到目标。一般说来,师资团队中应该包括计算机科学与技术、无线有线通信、信号信息处理、人工智能、工业电气自动化这些专业的人才,通过多专业的融合,不断丰富课程教学内容,促进不同专业的人才知识面的拓展。

另一方面,高校教师,很多都是应届硕士或者博士毕业后直接到学校任教,他们的优势在于知识结构体系全面,学术水平较高;但由于他们工作后的更多精力往往投入在理论研究中,因此和企业技术人员相比较而言,他们缺少工程实践经验,而且对于行业应用的实际现状也不太了解。因此,对于物联网这种应用型学科来说,建立校企合作平台,通过兼职或者专职的方式,引入企业优秀工程技术人员充实到师资队伍,同时积极引导在校教师参与企业的科研项目,通过培训、挂职、横向技术合作等方式,提高他们的实际工程经验,拓展专业领域视野,就尤为重要。尤其是对于实践、实训教学环节,更应该首先选择企业工程人员担任指导老师。

3 选择和行业背景以及地方经济相适应的专业核心课程

从课程体系的角度来说,物联网专业的课程可以划分为基本素养、基本技能技术、专业技能技术、综合技能技术这样几个层次。构建课程体系的时候应充分考虑行业的应用方向与应用领域,并与行业内领先的企业进行沟通合作,根据行业发展方向和企业实际需要,并结合自身的软硬件办学条件,做出实时的调整。具体到四川地区的实际情况,可以重点发展农业、林业以及地质监测行业中的物联网感知研究方向、应用开发以及系统集成两个方向上。

其中物联网感知方向的专业核心课程包括:电路基础、模拟电路、数字电路、高频电路基础、传感与检测技术、单片机技术、射频识别技术、嵌入式系统。而在物联网开发与集成方向,专业核心课程包括:计算机网络、软件工程、ZigBee技术、信息安全、数据库原理与应用、web技术。此外,也可以考虑物联网的管理与服务方向,该方向的核心课程包括计算机网络、软件工程、数据库原理与应用、web技术、外包管理、工程经济。除上面这些核心课程外,还可以根据具体的行业背景,开设一到两门行业相关的选修课。比如物流管理、农业经济。

除了以上课程的学习外,还应该根据实际情况开设一些实训项目。实训尤其要注意和行业企业的实际研发、生产、服务需求相结合,最好能派出学生到企业进行实训。但是也要注意,集中派出学生到企业实训时,由于企业有自己排好的生产、研发计划,他们担心对于学生进行实训会延误他们的研发计划,或者影响他们的生产,因此对于培训学生并没有很高的积极性,因此学生到企业实训,很多时候都只是简单的观看,实际动手的机会很少;而对于自行联系实训单位的分散实习学生来说,学校无法对他们进行必要的监督管理和考核。这些都会极大的降低实践教学的效果。怎样提高实训企业的积极性,并对实训效果进行考核考查和评估,最终使学生能在实训中真正学到技能,目前也还是一个亟待探索的问题。

同时由于物联网是一个跨多学科的应用,我们在建设课程体系的时候,还应该注意网络教学平台的建设。我们虽然建立了跨院系的教师团队,但通常说来,高校的学生还是归口于某具体院系管理,而物联网涉及的诸多学科专业,其中的每一个,其实都可以作为学生的发展方向。而当学生想要进一步加强在他感兴趣的某个专业方向上的学习时,最方便就是借助网络教学平台。因此我们还应该积极推进网络教学平台建设,搭建网络学习空间,建立起多维度的教学通道,实现教学资源的网络共享。

4 和本校自身专业定位相符合的实验室建设

作为应用型本科院校的物联网专业实验室,应主要锻炼学生物联网应用系统的组网、安装、调试、售后维修、技术支持等相关联的能力。因此物联网专业实验室应以基础实验、综合实训为主。其中的基础实验,应该包括条码扫描仪、RFID射频读写实验箱、ZigBee/蓝牙传输实验设备、单片机实验箱等感知和短距离传输设备。而综合实验平台,可以根据选定的行业背景,选用一些综合性的、可以构建仿真从信号感知采集到数据的有线无线传输,再到系统具体应用的整体仿真平台,比如智能家居应用平台、智慧农业应用开发仿真平台、智能交通应用开发平台。一般说来,所选用的综合平台,要具有丰富的硬件接口以方便后期的升级;同时应能支持网关、手机等多种管理服务平台以及支持手机远程监控和采集数据,并要提供完整的代码和文档,以方便学生进行二次开发实训。

另一方面,进行实验室建设的时候,还应该考虑满足学生参加设计大赛的需要。参加行业内的物联网应用设计大赛,是锻炼学生实践能力的重要方法和手段,可以显著提高学生对专业的兴趣和实际动手能力;同时对于指导老师也是一种积极的锻炼,可以起到丰富教学内容,活跃教学气氛,提高教学效果的作用。

5 结束语

物联网专业是为国家战略型新兴产业发展所需高素质专门人才的培养而诞生的新专业,根据物联网的技术体系框架、应用特点,结合地方具体实际,校企合作,培养出真正有市场价值,能解决企业实际问题人才,是应用型本科院校进行物联网专业建设的一个值得考虑的着力点。

参考文献:

[1] 王海龙,张书钦,刘卫光.物联网人才培养研究与探索[J].计算机教育,2015(2).

[2] 魏小锐,李阳苹,赵维绲.面向应用型人才培养的校企联合实验室建设与实践[J].实验室研究与探索,2015,34(2).

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关键词:物联网工程 课程体系建设 技术体系结构 知识体系结构

中图分类号:G642.0 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.098

2005年11月17日,国际电信联盟正式提出了“物联网”(Internet of Things,IoT)概念[1]。“物联网”颠覆了人类之前将物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维,将具有自我标识、感知和智能的各种物理实体基于通信技术连接在一起,并使政府管理、生产制造、社会管理以及个人生活等实现互联互通,被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。考虑到物联网技术对社会发展的重要影响,世界各科技强国都将物联网放在未来发展战略中的重要位置。我国“十二五”规划中也将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进。

为满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求,自2010年我国教育部首次批准30余所高校设立“物联网工程”本科专业以来,发展至今全国共有100多所高校获批开设“物联网工程”本科专业,并开始陆续招生。目前,“物联网工程”专业在我国各高校的开设处于刚刚起步的阶段,有关“物联网工程”专业的知识体系、课程体系、工程实践、师资建设和人才培养等方面都还是一片空白。一些高校在“物联网工程”专业的建设上也存在着专业定位不明确、学科知识体系认识模糊、专业特色不突出、实践教学体系缺乏层次性和系统性等问题。如何依据物联网技术的发展规律和特征,建立科学的专业人才培养体系,并使之能够快速适应战略性新兴产业的发展对人才培养的需要,是近期教学研究任务中一个重要的课题。本文通过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,提出构建物联网工程专业课程体系的主体思路,以期为兄弟高校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。

1 物联网体系结构

物联网涉及的关键技术很多,包括自动控制、通信、计算机、电子、测控等不同领域,是跨学科综合应用的典型代表。理解物联网的体系结构是搞清楚物联网知识体系的基础,也是建设物联网工程专业的基础。

物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统,涉及了信息技术的每一个层面。目前世界上还没有形成统一的物联网规范和标准。从物联网工程教学角度分析,本文更倾向于采取物联网四层结构模型[2]。如图1所示,物联网的体系结构自下而上依次包括感知控制层、信息传输层、服务支撑层和应用服务层四部分,此外还有物联网的安全隐私保护以及网络管理两大方面。

1.1 感知控制层

感知控制层包括数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层。数据采集子层通过各种传感器实现对物理对象的感知和数据获取,其中涉及传感器、射频识别(RFID)、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。短距离通信技术和协同信息处理子层将采集到的数据在局部范围内进行协同处理,并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域承载网络。在有些应用中还需要通过执行器或其他智能终端对感知结果做出响应,实现智能控制。

1.2 信息传输层

信息传输层将来自感知控制层的各类信息通过基础承载网络传输给上层,并提供透明的数据传输能力。其中,基础承载网主要包括移动通信网、互联网、卫星网、广电网、行业专网及形成的融合网等。

1.3 服务支撑层

在高性能计算和海量存储技术的支持下,服务支撑层对网络获取的大量不确定信息进行重组、清洗、融合等处理,整合为相对准确的结论,并为上层行业应用提供智能的支撑平台。本层的主要特点是智慧处理,运用概率论、机器学习、数据挖掘、模式识别等理论,对多点网元感知信息高效综合,从而使物联网能够提供更加多样化、人性化的服务。

1.4 应用服务层

应用服务层主要将物联网技术与行业专业系统相结合,将信息转化为内容,实现广泛的物物互联的应用解决方案。

简单概括,物联网就是传感网、互联网、智能服务的综合体。与传统的互联网相比,物联网加进了感知控制层以降低互联门槛,实现非智能、弱智能设备的互联,同时这也给数据传输、信息处理、信息服务带来了新的挑战,使网络体系结构变得更加复杂。

2 物联网工程专业知识体系

物联网工程专业是学科交叉度高、理论体系尚未完全成型、市场应用又发展迅速的新兴专业,因此通过知识体系来梳理和指导课程体系的建设是非常必要的。按照一般工程专业划分,物联网工程专业可分为三大知识领域:通识基础类知识领域、综合管理类知识领域和专业技术类知识领域,本文主要讨论物联网工程的专业技术类知识领域所涉及的知识模块、知识单元和知识点。依据物联网技术及产业发展对人才培养的需求,物联网工程知识结构中的专业技术知识部分应能够覆盖物联网整体的结构框架并体现其关键技术,因此对应于物联网的体系结构,物联网工程专业的专业技术类知识领域主要涵盖感知识别、网络构建、智能信息处理和创新应用等四个知识模块[3]。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。

物联网工程专业知识模块涵盖的知识单元较多,其中感知识别模块主要包括传感与控制技术、短距离无线通讯技术、射频识别技术、阅读器技术和智能终端设备等知识单元,涉及的关键知识点有EPC编码技术、标签技术、RFID技术、传感器技术、无线传感器网络、嵌入式系统应用等;网络构建知识模块主要包括网络结构框架、通信协议、技术标准、信息安全等知识单元,涉及的关键知识点有数据通信网与路由交换技术、无线通信技术、组网技术、网络融合技术、网络管理与安全技术等;智能信息处理模块主要包括云计算系统、人工智能系统、分布智能系统等知识单元,涉及的关键知识点有数据融合技术、数据库技术、云计算技术、智能中间件技术等;创新应用模块主要包括工业物联网、智能电网、智能交通、智能家居、环境监测等知识单元,涉及的关键知识点有物联网应用系统设计、物联网工程规划与设计等。

3 物联网工程专业课程体系

物联网工程专业课程体系的设置需要综合考虑相关学科的交叉融合,尽可能多地覆盖本专业的知识体系,并将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑。围绕物联网工程专业涉及的学科知识领域和知识点,物联网工程专业课程体系可由通识教育模块、自然科学公共基础模块、专业基础模块、专业必修模块、专业选修模块等五部分构成。

3.1 通识教育模块

通识教育是高等教育的组成部分,它是“非专业、非职业性”的教育, 是关注人的生活、道德、情感和理智和谐发展的教育。通过学习这部分知识可增强学生接触知识的广度与深度,拓展学生视野,培养学生的政治思想素质和职业道德,以使学生兼备人文素养与科学精神,从而把学生培养成为全面发展的人。各高校的通识教育课程通常会贯穿第一至第四学期,主要涉及思想、政治、心理健康、英语、体育、经济与管理等方面。

3.2 自然科学公共基础模块

自然科学公共基础课是高等学校各专业学生共同必修的课程,通过学习这部分知识学生可以掌握作为一名大学生所要学习的源于中学又高于中学的理论性知识,从而为进一步学习专业知识提供方法论的基础支持。作为工科专业,物联网工程专业的自然科学公共基础模块主要包括大学物理、高等数学、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、线性代数、计算机文化基础、C/C++语言程序设计基础等课程。

3.3 专业基础模块

专业基础课是高等学校中设置的一种为专业课学习奠定必要基础的课程,是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。作为隶属计算机科学与技术一级学科下的工科专业,物联网工程专业的专业基础课主要包括电路分析、工程制图、电子技术、离散数学、C语言程序设计、面向对象程序设计、信号与系统概论、通信原理、数据结构、操作系统、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机网络、数据库原理、软件工程、物联网工程导论、传感器原理与应用等。

3.4 专业必修模块

物联网工程专业的专业必修课是在专业基础课程之上对物联网的体系框架以及主要原理技术进行深入研究探讨,为进一步学习和发展打下基础。物联网工程专业的专业必修课程主要包括[4]物联网体系结构、无线传感器网络、射频识别技术、Zigbee原理与应用、嵌入式系统原理、数据通信网及交换技术原理、物联网信息安全、大型数据库应用技术、物联网技术与应用等课程。

3.5 专业选修模块

专业选修课程的设置体现了学科发展的专业特点,同时也指明了物联网工程专业学生的职业之路。作为新设专业,物联网工程专业的学生培养走向一直引人注意;作为一门学科,物联网工程专业可以从学科发展角度划分为三个方向:感知与控制方向、传输与网络方向、软件与服务方向;作为一门工程实践,物联网工程又可以从岗位需求角度划分为三种工作:系统综合工程师、产品研发工程师、设计规划工程师。各个学校可以根据本校的学科优势、特色及所处行业背景,构建有自己特色的可选专业课程,并将其融入到核心课程体系中。下面给出按照学科发展的方向设置的专业选修课参考内容。

感知与控制方向主要设置单片机原理及应用、DSP处理器及应用、数字信号处理、计算机控制技术、ARM结构与编程等选修课程;传输与网络方向主要设置下一代互联网技术、短距离无线与移动通信网络、网络融合技术、网络规划与设计、网络管理与安全、网络编程等选修课程;软件与服务方向主要设置云计算与服务计算、模式识别、数据挖掘与融合技术、Web应用开发技术、物联网应用系统设计等选修课程。

在具体设计课程体系时,各高校可根据本校的专业背景和学科优势,充分考虑物联网工程知识体系各领域、各模块、各单元的内容,依照不同的学科方向灵活调整课程开设时间和授课学时,增加或删减具体课程。

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[5],这就决定了其课程体系具有发展变化的动态特性。因此,在制定专业教学计划时,要以时刻服务于社会发展需要为根本依据,紧密结合当前物联网新技术及行业应用的时代需求,依托学校自身的学科优势和行业背景,设计出与时俱进的、科学合理的、可持续发展的专业课程体系,只有这样才能为国家战略性新兴产业发展所需高素质专门人才的培养做出更多贡献。

参考文献:

[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[DB/OL]. http://itu.int/[dms_pub/itu-s/opb/pol/S-POL-IR.IT-2005-]SU

M-PDF-E.pdf.

[2]崔莉,刘强,李栋.物联网系统及核心设备[J].中国计算机学会通讯,2010,6(4):18-22.

[3]胡忠望.物联网工程新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010,(22):109-110.

[4]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010,(16):1-3.

[5]马忠梅,孙娟,李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2011,(10):1-4.

作者简介:姜颖(1971-),女,硕士,河北廊坊人,讲师,研究方向为网络技术与信息安全、图像处理,河北工业大学廊坊分校,河北廊坊 065000

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关键词:高校;物联网;Android系统;接入编程

中图分类号:TP316.89 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01

物联网连接的网络具有强大的导构性,因此感知信息的系统也具有多样性的特征。当海量的感知数据被传递给客户之后,这些海量的感知信息的处理和计算已经成为了目前物联网发展的一个难点。这就给物联网接入和处理工作带来了很大的麻烦,从而对物联网应用的深度和广度造成严重的阻碍,使物联网难以朝着规模化的方向发展,而这一层几乎所有的工作都是相当浩大的工程。

基于物联网的高校后勤数字化建设项目,同样需要将传感器网络、RFID等短距离网络和互联网以及移动通信这些骨干网络进行连接,从而完成互联互通和互操作。

本文以手机为代表的智能终端平台为例,进行了探索和研究,实现了Android系统的接入设计,从而使传感器网络和互联网以及移动通信网能够有效融合在一起。

一、设计方案的选择

Android系统的手机可以通过3G网络、WiFi等无线网络接入到互联网中。Android系统的手机将请求和数据发送到服务器段主要是通过HTTP来实现的,一般有2种方式,一种Get方法,另一种是Post方法。

Get方法主要是用来获取服务器数据的,但是这种方式具有一定的风险,因为在传输的过程中,数据请求放在请求的URL中。

Post主要是用来向服务器传递数据的,Post的所有操作用户都是无法看见的,因此具有较高的安全性。而且由于URL长度有限,因此GET传输的数据量比较少,而Post则可以进行大批量的数据传输。在编写程序时,Get方法相对来说简单一些,而Post则要复杂得多。

以Linux为内核的Android系统有一组非常优秀的联网功能,主要有三种网络接口:标准Java接口、Apache接口和Android网络接口。

Java接口可以提供访问HTTP服务的基本功能和接口,其中包括了流和数据包套接字、Internet协议、常见HTTP处理等。在进行这些接口的使用时首先创建URL以及URLConnection/HttpURLConnection对象,设置相关的参数,连接到服务器,向服务器写数据,并从服务器读取数据。

二、设计编码的实现

三、设计实现过程

设计实现的过程主要分为四个步骤:

(一)配置Android的开发环境要在Eclipse下

通过下载ADT进行本地安装或者联网进行在线安装,安装结束后在Eclipse中选择Windows->Preferences->Android,从而确定好Android SDK的路径。

(二)创建Andriod工程

使用droiddraw程序来创建页面,当完成绘制后,单机Generate就可以生成.xml文件,将该内容复制到项目中res下的layout文件夹中的main.xml中去进行保存,并在src文件夹下进行Java代码的编写。

(三)进行服务器端Servlet的编写

首先新建一个Servlet,将其重命名为Receive.java。将MyEclipse安装到Eclipse中,并在Receive.java中进行doPost方法的编写和修改。完成之后将其安装到Apache Tom cat下,并开启Apache和服务器,在Eclipse中右击Receive.java,选择Run as->MyEclipse Server Application。

(四)最后直接运行Andriod程序,如果服务器在Eclipse下的Console窗口中显示出“Hello Network”就代表联网成功。

四、结束语

Andriod系统的发展为物联网的发展提供了有效地保障,使其顺利接入编程的可能性大大提高,有助于促进物联网信息的处理和传递,推动物联网朝着规模化的方向发展。

参考文献:

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一、网络购物的SWOT分析

(一)网购的优势

1、不受时间、空间限制

网购最大的好处即不受时间和空间约束。无论什么时间,无论哪一家网店,只要喜欢,可以随时、随地、随意点开中意商家网址链接开始网购。实体店有具体营业时间限制,店址所在地区远近等问题,这些都远不及网购的方便和快捷。网购的优势正好符合网购消费者购物时间要求。

2、产品选择多、商品种类齐全

随意打开一个网购网站,琳琅满目的商品应有俱有。只有你想不到的,没有你买不到的。各个商家产品都通过网络向买家展示,买家可以畅游在购物海洋里选购自己中意的商品。

3、省时省力、物美价廉

网购直接在网上选择商品,网上支付货款,免去了挨家挨户逛街的时间和麻烦。从订货到买货,点击鼠标即可完成;取货,直接送到家门口。整个过程既省时又省力,给顾客带来便利。网店免去了店面租金,不需要招聘店员以及物品储存管理等费用,网店商品的价格一般会比同类实物店商品便宜。网购一举多得,这不仅促进了网店数量的增长,也吸引了更多的买家消费。

4、网上支付安全可靠

网购付款可通过银行卡或支付宝转账支付,或者货到付款。转账付款指在顾客收到货物之后,支付宝的转账系统会在顾客确认收货之后转账给商家。这样的支付方式更加地简洁便利,同时较传统现金支付更安全,这些购物付款方式可以按照买家的意愿来挑选,显示出网购服务的人性化。

(二)网购的劣势

1、商品有出入

买家在网购时通常是观看卖家提供的商品图片来挑选商品。只以图片为选购依据,不免会出现到手商品与所见所想的商品有出入的情况。当网购初次看到商品的惊喜,到货物到手时候的失望,这是网购常会发生的现象。

2、商品无法试用

网上商店都是通过图片和说明文字来向顾客展示商品。除了比较商家提供的各种各样未经证实的图片之外,顾客只能通过卖家简单说明性文字来了解商品。对于类似衣物和鞋子之类的商品,无法去触摸或者试穿,这对于买家来说是个大问题。货物到手发现不合适,退货或者调货的程序比较麻烦,并且要买家承担运费。

3、卖家诚信无法验证

通过搜索引擎找到买家需要购买商品的网店,除了商品图片外,买家对卖家的信誉和诚信无从考证。卖家在调货时候的态度如何?卖家会耐心解答购买商品使用后遇到的问题吗?卖家是否诚实卖货?这一系列的问题都无从考证,也没有办法去检验。买家只能是在以上提及内容都无法预知的情况下进行网购,这让网购平添了负担。

4、商品配送不及时

网购成功之后,顾客只要等着商品通过快递员运送到家即可。但是目前存在货物配送不及时现象。在成功下单之后,顾客需要耐心等待货物到手。网购商品经过各个环节的配送,短则一两天,长则一星期甚至更久。在一线城市快递速度还相对较快,但是在二线城市和偏远城市,物流配送速度缓慢。商品在辗转途中发生摩擦碰撞,到手商品受损情况也不少。

(三)网购的机遇

1、庞大网络消费者群体

中国互联网络信息中心(CNNIC)于2011年7月19日在北京了《第28次中国互联网络发展状况统计报告》。《报告》显示,截至2011年6月底,中国网民规模达到4.省略nic.省略/dtygg/dtgg/201107/t20110719_22132.html,2011

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关键词信息技术 创新 跨学科 应用

1信息技术发展的背景及现状

1.1信息技术发展背景

信息技术是InformationTechnology的缩写,是管理以及处理信息的过程中所采用的技术的综合,该技术主要是以计算机技术以及通信技术为理论基础来设计、开发相应的信息管理以及信息处理系统,所以一般也将该技术称为是信息和通信技术。在各行业中或多或少都有一些数据或者是信息需要处理,所以信息技术在各个领域得到了非常广泛的应用,尤其是在科学研究领域及工程实践领域。

1.2信息技术发展现状

相较于传统的基础科学领域的研究来讲,当前很多科学领域研究均面临着较为复杂的研究问题,现代跨学科研究涉及更大的跨越难度、类型复杂、规模巨大,在学科之间,学科界限越来越模糊,专一学科所涉及的内容增多,这不得不使得跨学科研究开展跨国合作,并越来越成为合作的趋势。因此,跨学科研究是社会科学研究的新模式,特别是当前信息技术的飞速发展为我们的社会经济文化带来了巨大的变化,社会各行业的发展使得信息技术领域成为跨学科研究的多样化特征,它的科技创新主要是结合不同的学科和不同领域的联系点上,因而滋生出了一部分前沿的新兴跨学科,例如当前较为火爆的生物信息工程学、医学信息学等,总之多数是在信息学基础之上加入其它学科的名称,演变成新的跨学科。

2信息技术与不同学科的交叉应用

2.1内交叉

物联网利用复杂的通信技术将一系列的物品和人员通过一种方式将彼此联系起来,使得人物、物物能够相联,从而实现网络通过远程控制进行管理,让网络管理更加智能化。然而,物联网能够兼容所有互联网中的应用,但比互联网更具私人化和个性化。世界各国都重视对物联网的应用开发,我国将物联网规划入新兴战略发展产业,由于其带来的经济性和科技性的变革,使得物联网成为世界第三信息产业革命。物联网技术囊括了通信、软件、感知及信息处理等技术,具有较大的融合性。如今,物联网研究正迅速发展中,其作为世界战略性新兴产业的新增长点,市场潜力和效益巨大,根据《2014-2018年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》显示,物联网产业在2010年的中国市场规模总量为1330亿,次年为2600多亿,就在今年,物联网市场规模将超5000亿。2014年,我国的物联网电视电话会议召开,马凯主席强调,着力将物联网应用于各行业,加强对工、农业、商贸、能源环保、交通、生产、城市管理等领域进行物联网的示范性应用,推动物联网产业链的发展格局,加强对物联网相关法制建设,培养健全的多样化的人才机制。这些举措加快了物联网这类新兴学科发展进步。

2.2信息领域与生命学科的交叉

当前,医疗电子和生物特征识别技术正被普遍应用于人们的生活中。随着物质生活的提高,世界各国都遇到同样的人口老龄化问题,传统医疗不能满足所有地区的医疗需求,新兴医疗电子为医疗带来变革,医疗电子走进千家万户,成为家用化的电子设备,对偏远地区的病例诊断带来极大的方便,有利于偏远地区、老人、重大疾病的医疗服务需求。现代医疗电子种类较多,例如助听器、血糖仪、脉冲仪、胰岛素注射笔、CT扫描仪等,很多微小型仪器已经家用化,成为家庭医疗护理设备。在生物识别方面,现在的识别技术种类较多,有指纹、语音、面部等特征的识别技术,由于这些识别技术为工作生活带来极大的方便,因而被广泛应用于安保、鉴别等需求。

2.3信息与工程应用的交叉

当前很多重大工程如建筑工程、航空航天工程、核技术、机械工程、电力工程等,其计算设计和应用等都建立在计算机基础上,进行模拟操作,从而形成了一批新兴的IT交叉学科,使得以计算机技术为基础的研究推动着各行业大型工程的迅速发展。对汽车电子行业来讲,如今已经进入智能、网络化的计算领域,早期汽车是偏向机械的技术,随着计算机信息技术的发展,各工程领域进入了机电化时代,汽车就是一个较为明显的机电化领域,早期汽车修理是依据纯经验,现在的汽车修理较为复杂化,但修理较为简单,均是靠机械智能化的修理,汽车内部有多个电子元部件组成,汽车线路的修理由各部门分工协调合作完成。因此,早期汽车主要与能量转换有关,现今汽车主要是对整体电子元件的控制。例如汽车的点火装置,在较早的时候,汽车点燃是根据电磁感应原理,发明了将线圈制作的变压器进行电压点火,而这一技术原理仍用于现代汽车,然而现在已经变为多个电子元件组装构成。点火装置首先依据传感器所传送的数据作一个运算和分析判断,再次是点火和调节,最大限度地节省燃料,达到环保。另外,在最新型的发动机的电控装置中还有智能化的控制和诊断操作功能,有的发动机电子技术还能对其排出的废气进行搜集和循环利用,在怠速过程中进行节能控制,对多个汽车元件进行功能的自我诊断,从而发出警报和提示。在交通工程方面,铁路运输已进入了电气化时代,例如现代的地铁、高铁等工程的应用。

2.4信息与环境地学的交叉

地理信息系统利用当前先进的卫星和移动通信技术的定位应用,通过发送信息,以定位终端设备用户确切的方位和经纬度数据,为用户提供定位需求服务。当前全球定位系统共由24颗卫星构成,分别位于6条不同的轨道上,以确保定位需求,该定位技术具有低成本、高效的特点,并且定位精确,具有良好的价值应用功能。各大通讯运营公司利用卫星定位技术的便捷,为移动用户增加了更多的增值服务,方便用户的生活出行。例如GPS定位查询、导航服务、智能交通服务、广告服务等。对于无线传感器来讲,其低消耗、微小的体积是最大的优点,利用无线通讯原理自组网络,能有效地探测多种数据,例如收集和探测地质信息、地下矿井和水文环境数据,为相关监管部门提供监测数据,以减少环境灾害对人类的危害。

2.5信息与人文社会科学的交叉

信息技术的应用领域广泛,而与人文社科和教育等进行交叉更是平常,在生活工作和学习中随处可见,例如于管理、教育、经济等领域的交叉,形成信息管理学、信息教育、经济信息等领域的新兴学科,使得各基础学科之间的交叉更加联系紧密,各跨学科学习和研究更加平凡。就社会信息这一新兴学科来讲,是对社会上的信息问题进行研究分析,并归纳总结的一门学科,它基于社会发展的计算机化为对象,将计算机与信息政策、社会学等的部分理论联合,寻求共通之处结合成的新兴跨学科。

3信息技术在跨学科中应用存在的问题

3.1认识上存在差距

信息技术在跨学科领域中的应用最大的障碍就是认识上的问题,由于不论是从事信息技术领域的学者或者是工程技术人员,还是从事和信息技术领域交叉学科的相关的技术人员,在很大程度上都只是针对自己所从事的领域比较熟悉,而对于不属于自己认识的领域却存在着很大认识上的问题。一般来讲信息技术是一种处理其他领域中信息和数据的工具,利用这些信息技术对信息的处理能够得到一般规律性的东西,但是如果信息技术掌握不好或者是所要跨的学科掌握不好的话就会存在很大应用上的问题。

3.2应用上存在差距

正是由于上述存在的对于自身不熟悉学科认识上的差距,所以才导致了信息技术在跨学科领域中的应用存在诸多方面的不足。在很多的领域都有信息技术的应用,但是受到其他领域人员对于信息技术掌握制约以及信息技术领域人员对于其他行业知识的不了解最终导致了信息技术在各个行业中的应用并不是很深入。

3.3基础设施和运行机制不够完善

在各个行业中对信息技术的应用不到位还受到基础设施以及运行机制的制约。在各个行业中由于资金问题或者是相关部门领导的思想认识问题,使得很多学科中的信息技术的基础设施建设存在着很大的问题,很多单位没有认识到信息技术对于自身学科的作用,所以没有进行信息技术基础设施的建设,并且在其他学科中也没有设置相关的信息技术管理部门,这都是信息技术其他学科没有得到充分利用的关键因素。

3.4人力不足

信息技术在新型跨学科领域中的应用所有的问题都可以归结为人才的问题,也就是缺乏既具有信息技术能力又具有行业背景知识的人才。只有充分具备这两个方面的技能才能够使得信息技术在跨学科领域中得到比较充分的应用。

4促进信息技术与不同学科领域交叉融合的建议

如果要实现信息技术和不同学科领域之间的交叉和融合,最为关键的是在培养人才的过程中要考虑到信息技术的应用领域。首先,比如对于信息技术领域中的学生来讲,可以根据学生自己的研究兴趣选择相应的研究方向,并将信息技术领域应用于自己所感兴趣的研究方向。其次,对于其他新兴学科的学生培养来讲,可以在培养计划中设置信息技术相关的课程或辅修信息技术相关的第二专业,促成信息技术在本学科领域中的应用。第三,对于高校来讲,可进一步优化学科专业结构,拓展学科专业,加强专业群建设,努力推进与企业的融合发展。第四,对于企业来讲,可以结合实际工作开展的需要采取相应的措施对工程技术人员进行信息技术的培训,使得信息技术能够在各行业开花结果。

5结语

社会在不断发展进步,需要不断地进行科学技术的开发和探索,而跨学科领域正好能填补一些空白科技领域,为其提供科学的理论依据,以加强不同学科领域之间的联系,从而开辟新的学科领域,为社会进步发展服务。科研创新研究只有将更多的学科领域连接在一起,才能探索更多有价值的问题。

参考文献

[1]王念新,仲伟俊,梅姝娥.信息技术战略价值及实现机制的实证研究[J].管理科学学报,2011.14(7).

[2]陈思铭,刘长凤.信息技术与学科教学整合的应用研究探析[J].中国电化教育,2014(12).

[3]李馨.基于Wiki的跨学科知识共享[J].电化教育研究,2005(4).

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新版的本科专业目录仍然按照学科门类、专业类和专业三个层次进行划分,学科门类由原来的11个增加到12个,新增加艺术学门类;专业类由原来的73个增加到92个;专业由原来的635种调减到506种。面对如此多的专业,你准备报考哪个呢?如果你仔细看了新版的本科专业目录,你会发现,其中有些专业闻所未闻,有些专业的名称则甚至可以说是晦涩难懂,有点让人摸不着头脑。下面就让我们一起来解读几个这样的专业吧!

什么是物联网?有些同学可能听说过,有些同学可能多少了解一点,但估计很多同学都不知道物联网是什么东西,有什么用。要了解物联网工程专业,我们首先得弄明白什么是物联网。

通俗地来说,物联网就是通过各种信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,把所有物品与互联网结合起来,实现智能化识别和管理。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前,物联网被正式列为我们国家重点发展的战略性新兴产业之一。

2010年初,教育部下达了高校设置物联网工程专业申报通知,众多高校争相申报。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网工程技术领域需要的人才每年也将达百万。

物联网工程专业涉及广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测和情报搜集等多个领域。

培养目标

物联网工程专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。

专业课程

电工电子技术、射频识别与传感技术、单片机技术、嵌入式技术、综合布线、通信工程制图、通信原理、通信网络基础、光纤通信、无线局域网技术、信息网络管理、智能楼宇系统、物联网技术、物联网应用与物联网工程等。

就业方向

面向物联网行业,物联网工程专业毕业生可从事物联网的通信架构、网络协议、信息安全等的设计、开发、管理与维护。主要面向岗位包括: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、物联网应用系统开发工程师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。

学校推荐

根据2012-2013年中国大学本科教育分专业排行榜所提供的信息,物联网工程专业排名前八位的大学为:哈尔滨工业大学、江南大学、西北工业大学、重庆邮电大学、吉林大学、中南大学、华中科技大学、西安理工大学。

电气工程及其自动化这个专业确实不像有些专业一听就知道是干什么的,比方说通信工程、计算机软件技术、新型材料等等。

电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术、网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。

电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门学科,由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。它已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

培养目标

该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。

学科特点

学习本专业将受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的训练。主要学习课程有电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识。会受到良好的工程试验基础训练,还有大量上机实习等实际锻炼的机会。将在控制与生产自动化、自动控制与自动化软件应用方面获得系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

报考提示

电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力,属于热门专业,高考录取分数线往往要比其他专业高许多,造成这一情况的主要原因有:①就业容易,工作环境好,收入高;②该专业方向有着非常好的发展前景,研究成果较容易向现实产品转换,而且效益相当可观。但是鉴于国内现在的形式,考生在报考该专业的时候应该注意以下两点:

(1)充分考虑自己的兴趣。也许自己本来并不对该专业感兴趣,但是许多人都说好,于是自己就“感兴趣”了。这对以后的发展是很不利的,毕竟兴趣是最好的老师。

(2)衡量自己的综合素质。电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础,及较强的外语综合能力,为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。

就业前景

由于本专业研究范围广,应用前景好,毕业生的专业素养相对较高,因此就业形势非常好。通常情况下,学生毕业后可以选择质量技术监督部门、研究所、工矿企业等,也可以是一些外资、私营企业。如果毕业生能力足够强,又在学习期间积累了比较好的研究成果,完全可以自己创业,闯出一片属于自己的天地。需要指出的是,由于国外在该专业方向的研究要领先于我们,因此若想要有进一步的发展,出国深造是一个不错的选择。

高校排名

电气工程及其自动化专业综合实力排名:

1. 清华大学。有相关院士2人(卢强、韩英铎),国家重点实验室1个,电气工程国家一级重点学科,国家二级重点学科4个(电机、电力系统、电工和高电压)。各方面都是强项,国内顶尖。

2. 西安交通大学。有相关院士2人(邱爱慈、王锡凡),国家重点实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科3个(电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化)。强在高压和系统,科研实力仅次于清华。

3. 华中科技大学。有相关院士3人(樊明武、潘垣、程时杰),国家重大科学装置1个,国家重点实验室1个,国家专业实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科4个(电机、电力系统、电力电子、电工)。电力电子和电机是强项,师资雄厚,近年来科研平台建设有了建设性发展,且院士最多。

4. 重庆大学。有相关院士1人(杨士中),国际电气工程师协会院士1人(李文沅),国家重点实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科3个(高电压、电工理论与新技术、建筑电气)。高压是强项,业内很有名,此外电工理论与新技术以及建筑电气实力都很强劲。

5. 浙江大学。有相关院士1人(韩祯祥),国家专业实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科2个(电力系统和电力电子)。

你知道什么是非织造材料么?非织造技术又是什么技术呢?非织造材料与工程专业是个什么样的专业啊?

先来看一下国家标准的非织造材料的定义:定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘结或这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫(不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物、带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品)。这个定义还是让人有点不知所云。如果告诉你,非织造材料又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布,是不是有点明白了?

非织造技术是一门源于纺织,但又超越纺织的材料加工技术。它结合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加工技术,并充分结合和运用了诸多现代高新技术,如计算机控制、信息技术、高压射流、等离子体、红外、激光技术等。非织造技术正在成为提供新型纤维状材料的一种必不可少的重要手段,是新兴的材料工业分支。无论在航天技术、环保治理、农业技术、医用保健,还是人们的日常生活等许多领域,非织造新材料都已成为一种愈来愈广泛的重要产品。非织造产业被誉为纺织工业中的“朝阳工业”。

非织造材料与工程专业是一个多学科交叉且实践性较强的专业。在专业教学中重视理论基础,强化实践环节,立足产品开发,注重能力培养,强调创新意识。

培养目标

具有扎实纺织及材料科学方面基础知识和能力,适应现代新材料迅速发展趋势,能在非织造材料与产品制造领域从事科学研究、技术开发、工艺和装备设计、环境保护、国内外贸易、产品设计、新产品研制、工程应用及营销与管理等工作。

培养要求

本专业旨在培养具有扎实纺织及材料科学方面基础知识和能力,适应现代新材料迅速发展趋势,能在非织造材料与产品制造领域从事科学研究、技术开发、工艺和装备设计、环境保护、国内外贸易、产品设计、新产品研制、工程应用及营销与管理等工作的社会急需的复合型高级专门人才。

主干学科

非织造材料与工程学、非织造布学、非织造学、非织造布后整理、非织造产品开发、非织造产品与应用、非织造工程设计、非织造产品质量与检测、高分子物理与化学、功能纤维及其应用、复合材料、纺织材料学等。

就业方向

本专业毕业生可从事非织造材料与工程领域内的产品开发、工艺设计、设备设计与生产、生产技术管理、经营与贸易和质量检验等工作,也可就业于国内外纺织贸易、外资企业、政府部门、商检与海关、国有及私营企业、科研院所等。也可在“纺织工程”“纺织材料与纺织品设计”和“材料学”等学科继续读研深造。

学校推荐

东华大学、苏州大学、天津工业大学、西安工程大学、南通大学、武汉纺织大学。

从字面上来看,生物信息学是将信息科学应用于生物学。生物信息学广义的概念是指应用信息科学研究生物体系和生物过程中信息的存贮、信息的内涵和信息的传递,研究和分析生物体细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程中的各种生物信息,或者说是生命科学中的信息科学。生物信息学狭义的概念是指应用信息科学的理论、方法和技术,管理、分析和利用生物分子数据。一般提到的生物信息学是指这个狭义的概念,更准确地说,应该是分子生物信息。

生物信息学利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的方法研究生物学的问题。目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术(尤其是互联网技术)的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据,其研究工具是计算机,研究方法包括对生物学数据的搜索(收集和筛选)、处理(编辑、整理、管理和显示)及利用(计算、模拟)。目前主要的研究方向有:序列比对、基因识别、基因重组、蛋白质结构预测、基因表达、蛋白质反应的预测,以及建立进化模型。

培养目标

本专业培养德、智、体全面发展的,具有生物科学的基础知识,系统地掌握信息科学的基本理论、基本知识及基本技能,具备生物信息学方面的应用及研发能力。能在生物、信息、计算机、医药、医疗仪器等行业的企业、事业和行政管理部门从事应用研究、技术开发、教学及生产管理等方面的工作的复合型高级专门人才。

培养要求

学生主要学习生物信息学的基本理论和方法,受到相关科学实验和科学思维的基本训练,具有较好的分子生物学、计算机科学与技术、数学和统计学素养,具备生物信息的收集、分析、挖掘、利用等方面的基本能力,具有较好的业务素质。

主要课程

基础生物学、生物化学、分子生物学、解剖生理学、生物统计学、生物医学工程概论、生物信息学算法与实践、数据库与数据仓库技术、医学成像技术、数字图像处理、数字信号处理、医院信息管理、基因组信息学、蛋白质组信息学、计算机辅助药物分子设计、生物医学信息处理等。

就业前景

生命科学与信息科学是目前发展最为迅速的两大领域,作为这两大学科交叉的产物之一,生物信息学同样发展迅速,并在基因组学研究中发挥巨大的作用。国外一直非常重视生物信息学的发展,各种专业研究机构和公司很多,生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。由于对生物信息学的人才需求迅猛,发达国家也面临着供不应求、人才匮乏的局面。

专业展望

生物信息学积极倡导的全球范围的资源共享将对整个人类社会的发展产生深远影响,其研究领域和应用范围也将得到进一步拓展。生物信息学不仅具有重要的学术价值,还具有很大的商业价值,有着广阔的发展前景。随着后基因组时代的到来,生物信息学将发挥越来越不可替代的作用,将为生物医学、生物工程、农学、遗传学、制药和高科技产业提供巨大的推动力。可以毫不夸张地说,生物信息学将是21世纪生物科学发展的核心领域。