高职院校物联网专业建设探讨

时间:2022-08-05 11:06:56

高职院校物联网专业建设探讨

【摘要】文章从物联网的概念出发,针对高职院校物联网专业建设的需求,通过对物联网专业建设的内容进行了论述和分析, 最后从课程体系和实训环境两方面对高职院校物联网专业的实施方法进行了描述,给出了具体的模块和专题建设策略。

【关键词】高职院校物联网专业建设

1. 引言

物联网是通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的,其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系,而在其系统集成和应用端,可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。

目前物联网技术还属于一个新兴技术,正在快速发展。学习与掌握物联网的技术理论,发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点,开始鼓励各高校申报相关专业。教育部高等学校高职高专计算机类专业教学指导委员会于2010年11月在西安举办了物联网应用暨计算机网络专业改革发展研讨会,来自全国102所高职院校及企业的与会人员围绕物联网技术发展、物联网络专业设置、深层次的校企合作等问题交换意见,分享经验。多位企业代表在会议上从企业的角度分析了物联网技术对人才的知识结构、技能要求和数量需求等方面的期望,为高职高专院校的人才培养提出了新的目标和任务。深圳职业技术学院孙湧教授作了《物联网专业办学若干思考》的报告。多位专家还从各自单位实际出发,阐述了对物联网专业申办和计算机网络专业改革的认识和实践。

2. 物联网专业建设的需求分析

从物联网产业链来分析,物联网产业主要有传感控制、数据传输和数据处理三个环节。传感控制主要通过传感器等设备来对物获取感知信息,涉及到物联网中的硬件系统,这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;当物的信息被感知到,就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制,从而进行应用,这个环节主要是通过网络进行传输,涉及到计算机网络和通讯技术,因此需要通讯和计算机网络人员;数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。根据以上物联网特征分析,物联网产业人才需求主要为电子设备技术和芯片设计技术人才,计算机网络和通讯人才,系统集成和应用人才。

物联网专业的学生毕业后能够在信息、物流等部门从事物联网相关领域的技术研发工作,也能胜任物联网技术在环境保护、工业监测、智能交通、公共安全、智能消防、个人健康等多个领域中的应用工作。

然而,经过两年的发展,物联网专业的培养目标还是不很清晰,尤其当大批的本科专业

批准开设后,高职高专的物联网专业如何建设,与本科的培养目标如何界定,物联网相关专业的定位、人才培养目标,如何进行物联网相关专业的课程设置、技能实训要求以及如何根据地域特点进行物联网专业应用人才,都是高职类院校设立物联网专业需要探讨的问题,也是高职类院校计算机专业一个新的生长点。

3. 物联网专业建设的内容分析

对于高职院校建设物联网专业的内容主要应从以下方面展开:

1) 高职院校物联网专业目标岗位及人才培养方向研究

物联网专业的建设,根据物联网市场人才需求特征和高职人才培养目标,结合地方区域特征和我院计算机学科已有优势,研究物联网专业目标岗位定位,进而确定人才培养的方向。使得培养对象既具有物联网基本理念,具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,又具备较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力,成为能够从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。

2) 高职院校物联网专业课程体系建设的研究

课程体系的建立是实现专业人才培养目标的重要环节,也是人才培养的具体表现。本项目将以岗位需求为牵引,以人才培养方向为目标,从学生基本道德品质、职业素养、职业核心能力的培养的角度,同时兼顾一定的知识面和专业延伸,来研究如何构建适应于我院特点的物联网专业课程体系。

3)高职院校物联网专业实践教学基地的建设的研究

为了提高物联网专业人才的技术含量,加强物联网专业人才的技能培养,必须开发和建设物联网专业实训演练基地。由于目前物联网实验建设没有一个完整、成熟的方案,因此从改造和新建两个方面来探讨适应于高职院校物联网专业的实践教学基地的建设方案,并可以借助本地的地域经济特点,建立以行业应用案例为教学师范的实践平台,比如物联网在农业、煤矿等领域的应用为依托,探讨基于这些领域应用的实验平台的建设方案。

通过实证研究探讨在高职院校物联网专业建设的可行性,并在此基础上为物联网专业在高职院校的建设提供实施依据和前期论证。此项研究主要是整合我们现有在计算机网络方面的已有积累,结合当地的地域经济特点来解决物联网专业在课程、实训场地建设方面可能会遇到的问题以及在人才的培养、岗位需求方面需要前期论证的一些关键问题,为物联网专业在高职院校的建设提供可行性和可操作性的理论依据。

4. 物联网专业建设的实施

高职院校物联网专业的建设实施应该面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统开发及应用方面的高等工程技术人才。需要培养学生合理的知识结构、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术,有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论,掌握物联网系统相关设计和应用的专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新技术的能力以及较强的创新实践能力。因此高职院校

物联网专业的建设可以从以下几方面考虑实施:

1)课程体系建设的实施

高职院校物联网课程体系的建设必须以面向应用为导向,因此必须以应用为目标,建议基于下列模块进行实施:

单片机和嵌入式系统

从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术,由浅入深,知识点包括:微机原理,接口技术,微控制器体系和原理,实时操作系统,C语言编程技术等。

无线片上系统

无线单片机通讯接口设计,无线有线收发器原理和结构,通讯原理和结构,运行于无

线片上系统的操作系统,如TINYOS等。

无线通讯和无线自组织网络

短距离无线数据通讯基础和原理,无线自组网技术,基本无线网络拓扑,ZIGBEE无线技术和802.15.4无线标准,高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术,C语言和无线网络算法高级技术原理。

RFID知识模块

电磁技术基础,RFID标签防冲突算法,EPC和IS0—18000—6C通讯协议和原理;大功率RFID读卡器原理和设计,RFID和物联网数据库结构和原理等。

物联网传输层知识模块

物联网网关原理和结构,GSM/GPRS技术原理,接入网络原理,3G技术原理和结构,M2M 数据传输和远程通讯,嵌入式和高级实时操作系统在物联网网关设计技术等。

数据库应用

SQL SERVER数据库在PC上的应用,SQL数据库嵌入式版本的移植和应用,嵌入式系统网关上的嵌入式数据库与PC数据库之间的同步与数据传输,备份等。

软件开发

使用VC或VB进行PC及服务器端的软件开发,编写对物联网网关设备的客户端控制程序,使用JAVA语言编写移动终端的控制程序及客户段程序。

2) 物联网专业实训教学环境的建设

在学生掌握物联网基础教学及开展基础教学实验后,以物联网的真实应用为依托,使学生能够进行物联网产品开发,产品应用改造及工程训练,掌握物联网技术应用。基于目前物联网在很多行业都有应用的空间,因此实训环境可以基于专题形式进行建设,具体建议按如下专题实施:

传感采集控制设计及实现

包含物联网无线传感数据采集基础、数据采集原理和应用、数传控制设计环境和应用

开发流程。基于现有产品实施监测体系的搭建和实际运行。

传感节点应用

传感节点应用初步包含物联网无线传感节点的设计原理、实务与开发流程、应用场景

描述和选配方案。

自动控制系统

自动控制实训包含物联网无线传感网的控制作用原理、实务与开发流程,自动控制基

础及初步应用。

通信网络设计及实现

通信网络设计及实现包含物联网无线局域组网、数据无缝接入、远程使用开发流程。

基于现有产品实施监测体系中网络部分的顺利建设和运行。

系统应用设计及实现

系统应用设计及实现包含物联网应用场景描述、需求分析、系统集成开发流程。基于

现有产品面向具体应用的监测体系建设和运行。

参考文献

[1] 贾国荣.高职院校积极应对物联网时期到来的思考[J].贵州商业高等专科学校学报,2010(3).

[2]孙勇.物联网办学若干思考.物联网应用暨计算机网络专业改革发展研讨会,2010.11

[3]常捷.物联网技术与高职计算机专业发展探讨[J].电脑知识与技术,2011.9

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