物联网工程的应用范文

前言：我们精心挑选了数篇优质物联网工程的应用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

物联网技术是一项具有巨大影响力的新技术，各个国家都在物联网技术的研究上进行了巨大的投入。就信息业技术来说，物联网技术属于信息业的第三次革命性的发展，这会极大的加快信息产业的更新换代，同时也带动很多的新兴产业。随着物联网技术的发展，信息业与工业化的结合也日益紧密，工程机械智能化也逐渐成为行业的主流。物联网技术将会是未来推动机械智能化，实现工程机械产业升级的关键技术。

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．

第2篇

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.

第3篇

【关键词】物联网；软件工程；智能家居；应用

1引言

随着我国电子科学信息技术的飞速发展，智能家居行业在近年来有了很大进步，但目前我国智能家居相关行业在国内市场起起落落，主要由于部分行业技术认知混沌和诸多关键技术缺陷无法真正得到有效推广利用，使得部分企业智能家居相关产品价格高昂，不能得到普及应用。本文从分析物联网与智能家居的相关基本概念入手，对智能家居的构成和产品应用进行论述，从而明确物联网在智能家居领域的应用价值。

2物联网和智能家居简介

2.1物联网简介

物联网这一词最早起源于传媒领域，目前，物联网的定义和范围已经发生了变化，有了较大的覆盖范围。物联网也就是物与物相连的移动互联网，是基于移动互联网、广播网和电视网、传统移动电信网等移动信息网络载体，让所有需要能进行独立寻址的普通人和物理信息对象都能实现信息互联、互通的信息网络，是我国新一代信息技术的重要组成部分。物联网主要包含两层意思：一层是以移动互联网应用为技术为核心，在其技术基础上向各个领域进行延伸和扩展网络；二来就是通过它将物联网的技术延伸出来实现物与物之间的各种信息相互交换。物联网具有计算、感知和识别的功能，可以通过各种信息传感器、全球卫星定位系统、红外图象感应器等各种装置与信息技术，实时分析采集各类需监控、连接的物品信息，通过物与物、人与物之间的广泛连接，实现对物品的智能化感知、识别和管理。物联网的核心主要有三个：一是装置的智能化，日常生活中的智能电视、智能手环所能实现的多种功能主要在于物联网卡，智能电视尽管看起来只是普通的电视设备，但是它本身的任务处理范畴已经不仅仅局限于收看电视的功能了，它通过物联网实现了装置的智能化，满足了使用者的更多需求。二者是联机以及移动通讯融合技术，物联网技术可以让移动设备本身具有更强联机通讯能力，提供用户个性化的通讯服务，大大提升用户的体验感。三是设备的云端服务，联网可以将数据传送到云端，实现远程控制、远程监控的功能，可以完成更复杂的计算任务，提供更加智能的服务[1]。

2.2智能家居简介

智能家居，也称为家庭自动化，可以实现家居电子设备自动控制、远程控制、语音控制和一键控制等功能需求，提升家居生活的便利性、舒适性和安全性。智能家居可以简单的理解为一个管理体系，它以家庭住宅为管理基础，通过传感器将智能家居电子产品与家用电子信息紧密的结合起来，通过相应管理软件对智能家居配套设施进行智能化流程管理，带来节能、环保、舒适、安全的居住环境。智能家居有多重功能，它可以实现智能灯光控制，用智能的控制方式对全宅灯光的开关、调光等场景进行控制；可以设置安防监控系统，进行自动化的监控管理，当住宅发生危害人身安全的问题时，安防监控系统能够自动报警，保证住宅的安全[2]。

3物联网时代软件工程在智能家居中的应用

3.1家庭安防系统

门禁、报警和监控是智能安防系统的基础组成部分，常见的安防产品还有智能锁、烟雾报警器、煤气感应、无线感应报警器、智能主机带防盗一体网关、无线感应门等。门锁是家居安全的第一道防线，智能门锁可以最大的保障家居生活的安全性，智能家居改变传统的门锁方式，使得开锁的方式变得多种多样，防盗、安全性大大提升。当安防设备接入到物联网后，设备可通过智能云摄像进行24小时实时监控，记录每一时刻家中发生的情况，用户可以通过手机在任何时刻任何地点远程查看家中的状况，大大提高了家居生活的安全性。随着信息技术的成熟，我国安防智能产品类型不断丰富，通过安防系统的使用，可以带给人们更贴心、舒适、安全的生活体验。

3.2家庭数据中心

家庭数据中心，是以一台综合网络数据储存处理设备为基础平台，利用先进的综合计算机处理技术、网络通讯管理技术、综合网络布线管理技术，将与各种家居生活信息有关的各种信息子系统，有机的结合在一起，将其打造成为各种家用信息的存储与处理中心。家庭数据中心相比与传统的存储方式更加稳妥、安全，因为它并非本地设备，不会出现硬盘坏掉、信息丢失的情况。未来，家庭数据中心或将成为数字家庭环境的必需品、成为家庭成员分享信息的重要中心[3]。

3.3家庭医疗中心

家庭医疗中心可以保证用户时刻检测身体各项健康指标，使我们老人与小孩足不出户，在家中也能省时省力、高效的实施就诊与日常健康护理。随着现代电子科技的发展，电子体温计、血糖测试仪等家用医疗器械走入千家万户，为人们的日常生活带来极大的便利。Chainway移动式医护系统融合了多项技术，可详细记录用户的身体健康状况，并通过互联网络与附近的医院医护系统相连接，在病人就诊时，可极大的提升就诊效率，保障病人的生命安全。

3.4家庭照明中心

在家庭日常生活中，灯光是我们十分依赖的东西，灯光主要分为：室外照明、室内照明、舞台灯具和车用灯具等，不同的对象在不同的空间、场合需要应用不同的照明方式和灯具，并保证恰当的室内照度和灯光亮度，智能家居可实现灯光的智能化自动控制，采用它的智能照明控制管理系统，使照明系统处于全自动工作状态使智能照明控制系统始终处于全自动化的工作运行状态，可以根据天气昏暗程度调整灯光强度，根据主人的不同喜欢选择灯光的类型、颜色，通过智能操控可以不必要上下床就控制好灯光的亮度设置，同时智能灯光系统通过它的先进的智能电子化和电力控制技术，对一个控制指定区域内的所有灯具进行智能调光，使室内的照度始终保持在恒定值数值附近，从而充分利用更多自然光源实现环保节能的目的。

3.5家庭娱乐中心

随着生活水平的提高，人们更加注重精神追求和生活品味。家庭电器的智能化，能够让人们根据自己的个性，随心所欲地设置各种娱乐应用，给生活带来新的体验，满足每个人不同的需求。例如，智能家居中的影音娱乐应用场景，它是以家庭影音娱乐终端产品为依托，给用户家庭提供音频视频相关的服务，常见的影音娱乐产品包括：智能电视、智能机顶盒、智能音响、媒体服务器等，通过影音娱乐的应用，可实现视频播放的智能性，同时智能音响系统可实时进行家庭语音提醒和智能语音控制，为众多用户家庭提供家庭视频信息，真正实现了智能家居的个性化服务。

3.6家庭控制中心

智能家居控制中心是结合软硬件、网络、各类通讯控制接口的整体解决方案，集成当前智能家居领域的各类设备接口技术，结合成熟的外部网络通讯技术，达到对大部分家居产品进行监控的目的。智能家居控制中心可以实现人机交互或者远程交互，对家庭中的空调、窗帘、窗户、电视、灯、监控摄像头、地热系统、花园灌溉装置等各类智能家居设备进行状态查询和控制，减少了许多繁琐的操作，化繁为简，它可以以智能音响和手机为中心，通过智能音箱和手机控制，为用户进行语音播报，满足用户的一切想象，实现智能家居的全方位服务，提升用户体验感。

4结语

智能家居不只是一个行业、更是一个产业，是诞生在互联网+时代的类工具产业，是一种对于传统产业附加值的变革，目前，智能家居仍处于初步发展阶段，很多技术还不成熟、厂家标准不统一、成本费用大。随着科技的发展，一系列创新应用和服务应用应运而生，智能家居的技术难题将会不断被突破，产品的价格也会随之下降，其巨大的市场潜力也将逐渐显现出来，在未来，物联网在智能家居中的使用将会给我们的生活带来巨大的变化，提高生活品质，为日常的生活提供更多的便利。

【参考文献】

[1]何国樑.试论物联网时代软件工程在智能家居中的应用[J].电子乐园，2019（3）:91.

第4篇

关键词：物联网；工程管理；信息技术；智能化应用

一、引言

近年来物联网可谓是愈演愈烈，已慢慢渗透到人们生活和工作的方方面面，物联网是继互联网之后的一次技术性革命，能够有效实现物体与物体之间、环境、状态信息实时的共享，并进行智能化的收集、传递、处理、执行等多种指令，给现代生活和工作带来了很大的便利性，得到了社会上下各方人员的关注和重视。我国目前已将物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位，可见发展物联网产业意义重大。建筑业是国民经济的重要支柱产业，随着科技进步，建筑结构形式复杂化，高科技含量、高使用要求使得建设工程施工工艺复杂、工序增加，这就要求建设工程不断提高生产效率，实现管理精细化、高效化。传统的工程管理理念和手段已经难以满足人们对建设工程日益增多的要求。基于物联网技术的信息化技术的应用，建设工程管理应寻找新的管理模式，可以很好地处理建设工程中的大量信息、将各施工阶段信息资料联系起来、避免信息孤岛与信息回流现象；也可以很好地解决不同组织、不同专业、不同过程之间的信息壁垒等问题，实现高效管理。

二、物联网技术应用于建设工程管理的系统要素

建设工程管理涉及的信息及相关影响因素量大、面广、琐碎，对建筑材料的全流程检测涉及大量时间与空间信息，对建筑物全寿命检测需要在建筑物每个主要承重构件上布置几个到十几个RFID。因此，在建设工程信息管理中需要大量的传感器和庞大的数据存储与处理系统。云计算的出现使得存储和处理数据的价格大大下降，传感器价格迅速下降，这使得在建设工程中大量使用传感器、实现建设工程管理智能化成为可能。

2.1感知层

感知层是指通过RFID采集信息，使物体携带自身信息并实现流动数据更新累加。在建筑材料全流程监控管理中，感知层采集的信息主要包括：建筑材料的产品信息，运输中形成的物流信息链，经手人员信息等。在建筑物全生命周期检测中感知层主要采集的信息涉及主要承重构件的设计信息、验收情况、使用中检测信息等。

2.2传输层

传输层即网络传输技术，用于解决网络层的网络接入、传输、转化及定位等问题。由于无线局域网具有高移动性、抗干扰、安全性能强、扩展能力强、建网容易、管理方便等诸多优点，而建设工程信息量大、施工环境复杂，考虑到要实现对建筑物全生命周期检测，应尽量采用较为先进的技术手段作为传输层，方便日后系统更新换代。以目前的科技水平看来，可以采用无线局域网作为建设工程管理的传输层平台。

2.3应用层

应用层是展现物联网应用巨大价值的核心架构，它旨在实现信息的分析处理和控制决策以及完成特定的智能化应用和服务的业务，从而实现物与物、人与物之间的感知，发挥智能作用。建设工程中，要求应用层具有海量存储、数据管理与智能分析等功能。因此，应以云计算技术作为应用层集合分散在各地的高性能计算机上，为物联网在建设工程管理中的应用提供服务平台。物联网应用于建设工程管理的构成要素如图1所示。

三、建设工程管理中物联网技术应用分析

3.1建筑材料全流程监控管理

建筑材料全流程监控管理指的是在建筑材料出厂时便在每个单元材料中埋入RFID，记录材料的产品信息。在运输中，以时间和空间信息形成物流信息链，直到建筑材料进场、投入使用。管理人员通过扫描RFID清楚地了解这批建材的全部信息。在进场时接收材料的管理人员要对产品质量进行初步评定，将检查结果录入RFID，进一步保证了进场材料的质量。当某单元建材出现问题时，通过扫描RFID可以明确责任人，减少责任推诿，提高管理人员的管理积极性。具体建筑材料全流程监控管理信息录入如图2所示。其中，使用部位指的是建筑材料具体用于建筑物的哪些部位，旨在方便日后管理。产品信息包括产品属性、质量等级、生产日期、生产厂家等内容。

3.2建筑物全生命周期检测

建设工程全生命周期检测的具体做法是将具有应力感应功能的RFID在不影响构件结构功能的前提下放入主要承重构件中，如框架梁、框架柱等。根据构件的受力要求，RFID应布置在拉、压应力较大处，并且录入其对应的构件基本信息，如设计信息、建设单位信息、施工单位信息等。随着工程的进行，不断录入新信息：验收时录入每个构件的验收情况与验收人员信息，投入使用后实时检测每个构件，记录每个构件的受力情况，消除安全隐患，使建筑寿命合理化。

3.2.1录入基本信息

录入基本信息是为之后验收工作、安全测评工作及建筑物合理寿命鉴定服务的。基本信息主要包括项目建设单位信息、设计信息、施工单位信息。这个环节是实现建筑物全生命周期检测的前提，录入的信息越翔实、越条理，之后的工作就越省力。项目建设单位信息包括项目名称、建设场地地址、建设单位名称等，根据日后需要按需录入。设计信息包括每个主要承重构件的图纸编号、构件编号、混凝土级别、配筋信息、截面尺寸、设计单位、构件受力的设计限值等。施工单位信息主要包括施工单位名称、项目负责人、具体某片区域管理人员等。录入这些信息可以加快施工现场管理人员之间信息流通速度，明确责任人，提高工作效率与工程质量。

3.2.2提高验收效率

工程验收时，监理人员首先在RFID中录入验收日期、验收单位及监理人员个人资料。验收时扫描RFID，将构件设计信息与现场检查结果核对，记录自己对该构件的质量验收结果。这样可节省大量查阅图纸的时间，减少由于管理人员素质等原因造成的质量问题，现场验收结果有据可查，验收质量得到保证。

3.2.3减少使用中的安全隐患

当工程竣工投入使用后，具有应力感应功能的RFID可实现建筑物全生命周期的监测。当构件应力超过允许值时发出警报，这样可以及时发现有问题的构件，尽早做好维护措施，实现基于预防性的、有针对性的维护，在建筑物出现安全问题之前进行加固等措施。而不是浪费大量时间进行常规检修，这就意味着零计划外故障时间，即如果没有突发性事件，建筑物不会出现安全问题。由于有些检测需要局部破坏建筑物，采用RFID避免了原本没有必要的破坏。由于可以及时解决安全隐患，所以采用RFID间接提高了建筑物使用寿命。

3.2.4建筑寿命合理化鉴定

当建筑物达到其设计使用寿命时，进行一次全方位的数据收集，即对建筑物体检，根据RFID收集的检测数据、汇总之前存入RFID的信息，分析该建筑物能否继续使用或者需要何种维修措施，从而合理延长建筑使用寿命。在资源日益紧张的今天，人为规定建筑物使用寿命的做法无疑是一种资源浪费，重复建设造成大量人力物力的浪费。采用RFID可以使建筑寿命合理化，实现建筑物经济效益最大化。

四、结语

物联网作为一种新型技术手段，已经得到越来越广泛的应用，但在建设工程管理中的应用较少。以物联网的感知层、传输层、应用层为平台，初步构思了建筑材料全流程监控管理和建筑物全生命周期检测这两种物联网应用模式，以期将物联网应用于建设工程管理，实现建设工程的智能化管理。

参考文献：

[1]智慧城市的愿景与架构[J]. 许庆瑞，吴志岩，陈力田.管理工程学报. 2015（04）

[2]物网产业价值链发展研究[J]. 陈芮娴.电脑迷. 2016（09）

第5篇

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）。

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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

第6篇

关键词：物联网；环保

目前，我国环境保护方面信息化程度仍然比较低，远远的不能适应我国保护环境的需要以及经济发展的脚步，同时各个地方的环保产业缺乏沟通、信息不共享，这造成了环境产业各自为政，一些基础设施重复建设，耗费巨大。因此将环境保护产业向智能化、自动化、网络化的方向发展成为当前环境工程建设当中的重点，环境工程信息化势在必行。将物联网技术应用到环境工程领域当中可以有效的整合基础的环境设施，提高环保产业的设施的利用率，可以说，将物联网技术应用到环境工程当中是环保领域信息话的必然趋势[1]。

1 物联网技术概况

物联网，又叫做传感网，其思想是通过射频识别等信息传感设备将所有的物品和互联网连接起来，从而实现智能化识别和管理。比如，当司机开车操作失误时候，会自动警告。物联网能够全面的感知世界，随时随地的采集各种动态对象信息，并通过以太网、无线网实时的传送感知的信息，最终能够智能化的管理控制物体，真正达到人和物之间的沟通。

物联网包括应用层、网络层、感知层三层体系架构。感知层通过传感器、REID电子标签等感知设备识别和采集各种信息[2]。网络层则通过无线网、移动网等传输网络传输感知层所采集到信息。应用层主要分析处理信息，实现在特定环境下智能化应用和服务任务，分析预测各种可能状况，从而发挥职能作用。

2 面向环境工程的物联网应用

目前，面向环境工程的物联网发展还处于初级阶段，但是已经具备了较好的基础。国内外已经有了很多的面向环境工程的物联网应用的案例。物联网技术在防治污染、保护生态等领域发挥着巨大的作用。随着物联网技术在环境工程当中的大量的实践应用，其各项技术也开始逐步的成熟，同时其他相关技术的发展也为物联网技术的应用奠下良好的基础[3]。目前，物联网技术已经应用到了污染源监控、环境在线监控和环境卫生遥感等领域，丰富了我国环境监测的手段。下面主要介绍下物联网技术在环境工程在线监控当中的应用。

⑴物联网技术在环境在线监控当中的应用。环境在线监控系统设计的关键技术的选取是传感器和服务器等硬件设备之间的相互通信技术以及关于数据库的选取，ZigBee具有复杂度低、功耗小、成本低、操作灵活等特点，在本系统当中，就是采用ZigBee技术来实现传感器和服务器之间相互的通信。选取SQL Server数据库作为系统数据库，SQL Server数据库具有操作简单、扩展性好、良好的交互性特点，同时能够灵活的处理和分析数据的特性，能够对不断变化的复杂的环境系统做出响应。本文中基于物联网的在线监控系统主要包括了感应端和服务端，整体的实现原理图如下图所示：

物联网环境监测系统有机的将空间参数、互联网和用户三者结合起来。感应端主要通过温湿度传感器、光照传感器、酒精传感器等进行数据的采集，然后通过ZigBee协议将采集到的数据传送到协调器，通过有线传输将协调器和IOT_SERVICE联系起来，进一步将数据传送到Tomcat服务器，serlet处理完数据后，上传到远程的某个JSP页面当中，用户可以随时查看。用户可以通过输入正确的网址，在客户端查看所需要的HTML页面，若是想要控制感应端的传感器，只需要在相应的JSP页面发送固定的socket套接字，通过IOT_SERVICE中间件和ZigBee网络，这些套接字供传感器识别，然后执行相应的操作。

⑵物联网产业化发展方向。虽然物联网技术在环境工程当中已经取得了不小的成果，但是在其发展过程当中仍然具有许多的问题。比如，物联网的建设模式、管理等方面还缺乏准确的认识，对于网站也缺乏统一的规划。物联网未来要向深度和广度发展，要继续扩大物联网的应用范围，提高物联网的技术水平。目前我国物联网在环境工程当中的应用主要集中在检测污染物、监测环境质量，随着物联网技术不断成熟，标准的体系也不断的完善，未来的空间环境监测、电磁核辐射监测、固体化学废弃物监测等领域还有待挖掘。

3 结论

物联网在环境工程当中的应用事新时期物联网背景下环境保护领域信息化的必然趋势，现阶段，我国在物联网发展上已经储备了一定的技术，同时也有了相当的应用以及产业化的基础，但是，总体而言，我国的物联网基础在环境工程当中起步阶段。物联网应用到环境工程当中是一个持续长久的工程，同时也是一个利国利民的工程，必须在各方力量坚持不懈的共同努力之下构建起来，使其惠国惠民，让利于民。

[参考文献]

[1]李章林，卢桂章，鞠浩，等.基于RFID的广义物流中的移动智能终端设计[J].自动化与仪表，2007（1）：1-9.

[2]宋合营，赵会群.物联网分布式识读器数据采集方案设计与实现[J].北方工业大学学报，2008，20（I）：22-26.

[3]任志宇，任沛然.物联网与EPc/RFID技术[J].森林工程，2006，22（1）：67-69.

第7篇

【关键词】 PCMW工法；三轴搅拌桩；预应力管桩

【中图分类号】 TU753.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）06-002-02

PCMW工法，是一种新型深基坑支护方法，就是通过多轴深层搅拌机钻头将土体切散至设计深度，同时自钻头前端将水泥浆注入土体并与土体反复搅拌混合，为了使水泥土拌合更加均匀液化还在钻头处加以高压气流扫射土层。在制成的水泥土尚未硬化前插入预应力管桩，如此就形成了连排桩式地下桩墙，这充分发挥了水泥土搅拌的止水优点，管桩挡土的作用，最终构成深基坑侧向支护体新结构。

1 工程地质、水文概况

南京邮电大学物联网科技综合楼，位于南京市新模范马路北侧，其主楼高28层，裙楼4层，地下室2层，框架-剪力墙结构。基础埋深10米，设计±0.00标高暂定为11.00米。

根据野外钻探、原位测试及室内土工试验资料，勘探揭示的基坑开挖影响深度范围内的岩土层性状描述如下：

1层杂填土：杂色，松散，主要由建筑垃圾和粘性土组成，含碎砖、碎石等硬杂质10～40左右，填龄一般大于5年。场区普遍分布，厚度：0.80～3.30m，平均2.22m；层顶标高：10.50～11.35m，平均10.81m。

2-1层粉质粘土：灰黄色，软塑，低塑性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，无摇震反应。场区普遍分布，百度：0.40～3.90m，平均2.20m；层底标高：7.35～9.95m，平均8.43m；层底埋深：0.80～3.60m，平均2.37m。

2-2层粉土夹粉砂：灰色，或灰黄色，中密，局部稍密，很湿，摇震反应迅速，无光泽反应，低干强度，夹稍密粉砂。场区普遍分布，厚度：3.10～10.40m，平均6.62m；层顶标高：4.70～7.11m，平均6.21m；层顶埋深：3.60～5.80m，平均4.59m。

2-2A层粉质粘土夹粉砂：灰色，软塑，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，无摇震反应，夹稍密状粉砂，局部呈互层状。场区局部分布，厚度：0.70～7.00m，平均3.42m；层顶标高：-2.09～3.50m，平均0.00m；层顶埋深：7.00～13.00m，平均10.77m。

3-1层粉砂：青灰色，中密，饱和，颗粒成分主要为长石、石英、云母，级配一般，局部夹薄层软塑粉质粘土。场区普遍分布，厚度：7.20～12.60m，平均8.97m；层顶标高：-5.03～-0.89m，平均-3.26m；层顶埋深：11.50～16.00m，平均14.05m。

3-2层粉细砂：青灰色，密实，饱和，颗粒成分主要为长石、石英、云母，级配一般。场区普遍分布，厚度：10.60～15.50m，平均13.15m；层顶标高：-14.45～-10.95m，平均-12.23m；层顶埋深：21.70～25.20m，平均23.03m。

3-3层粉质粘土：灰色，可塑，局部硬塑，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，无摇震反应，局部含少量卵砾石。场区普遍分成，厚度：1.80～8.70m，平均5.65m；层顶标高：-27.30～-23.65m，平均-25.24m；层顶埋深：34.30～38.30m，平均36.01m。

2 基坑支护设计

本工程基坑深度11.1～11.6m，属于一级深基坑，要求基坑支护安全可靠。基坑支护采用三轴深层搅拌桩（ф850×23700@1200）内插预应力管桩（GZH-800Ⅲ-160@1200～19000）的复合挡土与止水支护方式，基坑设二道钢筋混凝土支撑（900×800、800×700），基坑内设疏干排水井。

3 三轴水泥搅拌桩施工

管桩主要施工工艺为：场地平整、测量放线、挖掘导槽、管桩插前定位、桩机就位、浆液制备、注浆搅拌、管桩吊装、插管桩。

套接一孔法施工工艺：为了保证搅拌均匀、桩孔垂直、搭接有效，三轴搅拌桩采用套接一孔法施工工艺，即沿挡墙方向间隔一孔搅拌施工第一遍（俗称“大幅”）后，回头套接“大幅“一孔施工间隔空位部分（俗称“小幅”），在套接孔内插入预应力管桩。

3.1 场地平整。①三轴搅拌机施工前，必须先平整场地，软弱或沟塘区域用建筑垃圾回填碾压，确保接地耐压力不小于100KPa；②现场施工区域内浅层埋设地下管线时，应做好标记，上铺设走道板及钢板后方可行走，如管线比较敏感，则应合理迁移；③场地平整的基本要求是在走道箱板或钢板铺垫条件下满足大型机械（搅拌桩机与70吨吊机）带负荷行走。

3.2 测量放线。①为防止支护桩侵入基坑内边线，管桩中心线可向外偏差100mm，沟槽宽度1200mm；②在沟槽外侧1.5m设置桩位相对控制线（点），以便控制搅拌桩与管桩桩位的准确与便利定位。

3.3 挖掘导槽，清理障碍。①用挖土机开挖沟槽，沟槽宽度1.2M，深度至少2.0M；②发现有地下障碍物时，应挖除干净，如果需要开挖较深与较阔时，要用素土回填至地面，碾压结实后再重新开槽；③开挖沟槽时如遇地下管线，应插旗警示，合理安排桩位，管线位置作为缝处理。

3.4 管桩插前定位。平行沟槽方向并在沟槽的外侧放置定位H型钢，规格为700×300×13×24，然后在H型钢上刻画出，再在平行管桩的中心线，侧定出H型钢的标高。定位型钢必须放置牢靠，必要时用电焊进行相互连接固定；预应力管桩定位采用专用定位装置。

3.5 桩机就位。①搅拌桩机应平稳地就位，履带平行沟槽方向，搅拌护筒三点与桩位相对控制线（点）对齐，调整桩架垂直度；②正式搅拌前，施工质检人员用卷尺检查钻头底心与桩位相对控制线点的距离，偏差值应小于2cm

3.6 浆液制备。实际操作过程中采用专用搅拌桶制备水泥浆液，搅拌桶内设制水容量控制装置，先定量控制每桶用水量（设备每桶额定水量1000kg），然后根据水灰比，计算并螺旋管称量相应每桶水泥用量（水灰比1.5时，每桶水泥量625kg），则每桶制浆量1160L，将搅拌桶的水泥浆储存到储浆池内，由注浆泵泵至搅拌桩内。

3.7 注浆搅拌。搅拌参数包括标准幅面积、水泥掺入量、大幅与小幅用浆量、水灰比、下沉搅拌速度、上提搅拌速度、注浆排量。

第一，搅拌与注浆施工时，应保证前台（搅拌）与后台（供浆）的密切配合，禁止断浆；第二，开始搅拌时，先喷浆，再搅拌钻进。如因故停浆，应在恢复压浆前将三轴搅拌机上抬0.5m后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性；第三，因故搁置超过2h以上的拌制浆液，应作为废浆处理，严禁再用；第四，三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。下沉速度0.6～0.8m/min，提升速度0.8～1.0m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，开挖面以上适当控制下沉速度及提升速度，做好每次成桩的原始记录；第五，搅拌桩施工时应严格控制搅拌桩架垂直度，以保证搅拌桩体的垂直度，要求垂直度控制在1%内。

4 内插管桩的施工

4.1 管桩插入的工艺流程。管桩的插入是在三轴搅拌桩采用套接一孔法插桩法的施工工艺，即沿挡墙方向间隔一孔搅拌施工第一遍（俗称“大幅”）后，回头套接“大幅”一孔施工间隔空位部分（俗称“小幅”），在套接孔内插入预应力管桩。

4.2 管桩沉桩、送桩方法。平行沟槽方向并在沟槽的外侧放置定位H型钢，规格为700×300×13×24，然后在H型钢上刻画出，再在平行管桩的中心线，侧定出H型钢的标高。定位型钢必须放置牢靠，必要时用电焊进行相互连接固定；预应力管桩定位采用专用定位装置，如图2所示。

依靠管桩的自重在搅拌孔内缓慢自沉，基本可以到达设计标高。

如果由于搅拌沉淀影响，尚有1-2m未自沉插入，则采用DZ90振动器液压钳夹紧送桩器，依靠强迫共振沉桩，实践证明效果很好。

4.3 管桩桩顶标高控制措施。一般情况下管桩可以靠自重下沉到设计标高，少部分高出或低于设计标高，对于此部分的管桩采取以下措施控制：①当管桩桩顶标高高于设计桩顶标高2m以内时，采用振动器助沉的方法；②当管桩桩顶标高高于设计桩顶标高大于2m时，原则上不采用震动助沉的方法，而是将管桩拔出，重新施工深搅桩后插入管桩；③对于桩顶标高低于设计标高时，此部分只有极少部分，采用以后圈梁施工时用钢筋混凝土接桩的措施；④当管桩采用助沉后仍然无法到达设计标高时，如可以拔出管桩，采用再次搅拌的方法；如管桩无法拔出，根据现场实际情况采取补桩措施，高出部分管桩用切割工具割除。

4.4 管桩垂直度控制措施。管桩的垂直度控制主要靠三轴深搅的垂直度控制、孔口定位控制和沉桩垂直度控制联合保证，其中三轴深搅的垂直度控制非常重要。

三轴深搅桩依靠自身的水平控制仪和搅拌轴、平行垂直线，确保桩身垂直度的控制。管桩沉桩时在水平90度的方向放置两台经纬仪，管桩慢慢下沉时，利用孔口定位器控制桩身的垂直度，发现管桩发生倾斜时，要将桩拔出重新插桩，确保偏差在设计范围之内。

第8篇

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

第9篇

关键词：物联网；智慧地球；创新能力；科研能力

0、引言

物联网技术在世界范围内被关注才只有十几年时间，而引起重视并获得快速发展也只是近几年的事情，却已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空问和海洋探索等领域投入应用。随着教育部批准各高校开设物联网工程专业课程以来，国内具有一定教学和科研基础的高校陆续响应，积极投入师资力量和硬件资源。物联网工程专业属于计算机、通信、电子等多领域的交叉学科，各院校物联网工程专业的培养目标基本是培养具有多领域基础理论知识和创新实践能力的复合型人才。

根据当前国内物联网技术以应用为先导的特点，大部分高校在注重物联网理论知识体系架构的同时，还加强对学生工程实践能力的培养，培养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技术人才。显然，物联网技术的不断推广和应用使得社会对物联网人才素质的要求逐步提高。面对21世纪信息化时代的挑战，如何培养面向广大应用市场需求的物联网工程专业人才和科研人才，成为现阶段物联网教育领域的一项研究课题。

1、物联网工程专业人才培养的基本要求

物联网的技术架构可以概括为c3sd，即建立在传感网络fsensor network）之上的通讯（communication）、计算（computation）、控制（control）、数据海（data ocean）集成的架构。物联网由通讯系统、计算系统、控制系统、感知系统和数据海5大技术系统支撑。

物联网工程专业的实践课程必须是以物联网体系结构为核心进行设计和技术开发。相应地，我们在学生培养的不同时期设置不同的物联网专业实践课程，使学生循序渐进地学习和运用物联网5大技术的不同层次的开发和集成应用，具有较强的物联网技术综合应用和工程实践能力，能够从事物联网应用系统规划、设计、实施、管理和维护等相关工作。

2、物联网工程专业人才创新能力培养方式

以物联网专业的需求为引导，学生针对不同的应用方向和已有物联网领域知识进行创新，通过技术创新巩固已有的物联网专业理论知识，形成将理论学习与运用创新相结合的良性循环，在注重物联网理论知识体系架构的同时，也加强对工程实践能力的培养。

2.1 物联网工程专业知识学习

物联网工程专业学生培养方式的侧重点在于全方位的计算机硬件、软件以及物联网理论知识的学习，而不局限于单一行业的知识运用需求。区别于计算机专业学习，物联网工程专业知识学习更加注重学生的专业应用实践能力培养，将计算机知识如数据结构和算法、编程语言设计、数据库等运用到物联网实际应用领域中，通过数据处理、算法分析、系统开发等实际应用验证计算机和物联网理论知识。

学生可以通过算法和理论进一步理解物联网技术原理，尤其是通过相关实训应用程序开发（传感器原理及应用、reid原理及应用、传感器网络原理及应用、数据处理与智能决策、物联网通信技术、物联网控制、物联网信息安全等）进行物联网理论和方法相关课程的创新思维培养，达到创新性学习。

2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向

基于工程应用需求的物联网工程专业学生培养模式建立在市场对物联网工程专业学生有较高的物联网发展洞察力、解决特殊问题的创新能力等要求基础上。学生需要结合自身专业特色对当前物联网工程应用需求进行深入分析，找到切入物联网的兴趣点，将物联网理论和技术运用到实际问题中，如智能交通、智能仓储，进入运用理论解决问题以及利用问题促进理论创新的良性循环。

将计算机、物联网理论和工程应用相结合，为物联网理论创新性教学提供了一个方向。目前，计算机学院已建设智能交通、智能仓储等实训综合平台，基于工程应用需求不断更新和优化实验教学内容，强化学生实训和实践能力锻炼，采用项目案例库的方式培养学生物联网工程设计能力和开发创新能力。

2.3 以学生为中心的自主创新

在培养物联网工程专业

学生创新能力的过程中，我们更需要注重学生的自主创新能力培养，允许学生自主选题并自主研究，将自身兴趣、专业知识和研究方向紧密结合，尊重学生的思想独立性，引导学生根据已有的计算机和物联网工程专业知识和自身的兴趣爱好，结合物联网技术具体应用，选择自主研究领域。同时，为学生提供开发资源如开发平台、数据库系统、rfid+gps物流管理系统（利用rfid技术、gps定位技术、自动控制技术以及网络通信设备等搭建物流管理实验平台）等，让学生从实际应用中体会物联网的体系结构，针对不同的物联网技术应用方向开展具体的研究并不断创新。

在此基础上，引导学生从计算机技术的角度思考物联网技术问题，鼓励学生从计算系统以外的角度进行系统创新，将计算机和物联网理论知识与实际的工程运用需求相结合，培养物联网工程专业学生的专业素养和实践能力。

3、物联网工程专业人才自主科研能力培养方式

第10篇

关键词：物联网；人才培养；教学资源；专业建设

1 背景

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；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.

第11篇

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.

第12篇

关键词：天津市；物联网；农业；信息化

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A DIO编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.001

2013年，天津市作为农业部农业物联网区域试验工程试验区之一，在农业部、天津市和中国科学院的共同推进下，按照“全要素、全系统、全过程”的三全理念，开展了顶层设计、技术构建、典型应用、机制保障等一系列试点试验工作。通过一年的实践证明，农业物联网是推进天津现代都市型农业快速升级的新举措。

1 农业物联网是推动现代农业发展的新生动力

1.1 正确把握农业物联网的概念和特征

农业物联网是一次全新的农业技术变革，它是新一代信息技术在农业生产、经营、管理和服务中的集成示范和高度应用。农业部副部长余欣荣认为，农业物联网概念可以从狭义和广义两个角度去理解：狭义的农业物联网是指应用射频识别、传感、网络通信等技术，对农业生产经营过程涉及的内外部信号进行感知，并与互联网连接，实现农业信息的智能识别和农业生产的高效管理；广义的农业物联网是指在农业大系统中，通过射频识别、传感器网络、信息采集器等各类信息感知设备与技术系统，根据协议授权，任何人、任何物，在任何时间、任何地点，实施信息互联互通，以实现智能化生产、生活和管理的社会综合体。

农业物联网通过信息感知、传输和处理，把农业现代技术和现代信息技术集成应用。集约化、规模化、专业化、社会化是它的本来属性，与现代农业经营体系的规模化、集约化是一致的，其重要特征体现在两个方面：一是人机物一体化特征。农业物联网把农业生产内部过程中所需的自然、经济等要素以人机物的形态有机联系起来；也把农业生产、经营、管理全过程中所涉及的人、机、物有机联系起来，将传统的人、机双方交互，转型为人机物三方交互。二是发展理念“三全”化特征，即“全要素、全系统、全过程”。

1.2 农业物联网是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点

以物联网为代表的信息技术日新月异，将为现代农业发展提供不竭动力。党的“十”明确提出了“四化同步”的战略部署，农业物联网是农业信息化应用优先发展的领域，而信息化是现代农业发展的制高点，因此，发展农业物联网是推进其他“三化”的关键技术手段。通过农业物联网技术的集成与创新，利用现代信息技术武装信息获取、传输与服务等农业信息化建设的关键环节，探索农业物联网技术在改造传统农业以及发展现代都市型农业中的应用模式和推进路径，将有效地推动信息化与农业现代化的深度融合。

1.3 农业物联网是引领农业生产向智能化转变的重要驱动力

随着物联网技术的进步和推广应用，通过感知技术可以获取更多的信息，包括作物信息、农田环境信息、农机作业信息等，为精准农业生产提供更加丰富的实时信息，通过全面互联共享可以获得更多的网络服务，提高精细农业科学决策水平和作业实施水平，它将在农业精准生产大显身手。

（1）有利于促进农业结构优化、布局合理。农业物联网通过感知农产品数量、质量、品种的供给与需求，自动寻求农业生产与市场流通的匹配度，实现农业资源的有效配置，提高农业生产效率。如天津市农业科学院正在开发基于物联网技术的设施黄瓜生命感知与智能管理系统，通过应用全面提升设施黄瓜产量、品质与效益。（2）有利于提升农业生产工具的专业化、智能化，有利于大型农业机械装备发挥效能。通过具有感知和控制功能的智能设备支持，可以使农业环境自动控制、农事操作自动化、动植物需求智能化等，在这方面农业物联网具有得天独厚的优势。如天津市农业科学院创新基地智能温室全自动监测控制系统，宁河县农夫、宝坻区德润母猪群养殖场自动饲喂站管理，滨海新区海发珍品和正跃海淡水养殖的自动投饵系统以及通过鱼群浮头识别系统实现智能化管理等方面得到了充分应用。（3）有利于推进大田作物各种农事管理的精细化、农事措施的合理化，如水肥一体化管理、病虫害在线远程诊断等。农业传感器可以准确感知农作物生长环境的墒情、养分，通过智能运算与分析，提出决策建议，实现各种生产管理的精准化。

2 天津市农业物联网区试工程的思路和目标任务

天津市农业物联网区试工程基本思路是以大力推进“四化同步”战略为指导，以建设现代都市型农业为目标，以“按照一条思路、坚持两个结合、树立三全理念”（即按照有限目标、重点突破、形成产业的思路；坚持信息技术、生物技术、工程技术有机结合，坚持研究开发、集成示范、推广应用相结合；树立“全要素、全系统、全过程”的三全理念）为宗旨，突破核心技术，研制关键标准，拓展规模应用，构建产业体系，力争使天津市农业物联网的应用处于全国领先水平，并为天津市全面发展农业物联网产业积累经验。

具体目标任务是集成示范物联网感知、传输、决策及应用相关技术和设备，实施农业物联网“一二三四五”工程，即构建1个天津农业物联网平台；重点建设不同专业、不同层次的农业物联网核心试验基地20个（推广示范200个）；建立研究开发、集成示范、应用推广3种类型农业物联网展示窗口；探索产学研用创新、农业企业运作、合作组织示范和区域整体推进4种农业物联网应用模式；取得包括探索培育农业物联网应用标准、物联网产业研发和经营主体、技术服务队伍、物联网产业发展的协同体系和农业物联网应用天津模式在内的5个方面的成果。

3 天津市农业物联网区试工程取得初步成效

天津市农业物联网区试工程自2013年实施以来，遵循“科学规划、重点突破、行业应用、整体提升”原则，紧密围绕现代都市型农业发展需求，积极推进各项工作，取得了初步成效。

3.1 加强了组织机构建设与机制创新

在各级领导的关心和支持下，天津市农业物联网区试工程建设工作加强和创建推进机制，探索了一套行之有效的组织机制，保障了区试工程的高效开展。

2013年，农业部余欣荣副部长先后6次来津就农业物联网区试工程建设进行考察或座谈指导。春兰书记、兴国市长在2014年天津市农村工作会议上强调要把物联网技术与现代农业深度融合。东峰副书记和宏江副市长对农业物联网区试工程给予指导支持，多次做出重要批示。2013年9月，天津市政府与农业部、中国科学院就发挥各自优势，共同推进天津市农业物联网建设签定了合作框架协议，成立了由农业部、中科院有关司局和天津市有关委局组成的部市院共建领导小组及办公室，集成各方资源优势，建立了多部门联动机制，保障了区试工程的顺利实施。目前，各方面都把农业物联网作为农业现代化建设的重要抓手，领导高度重视的氛围已经形成。

3.2 构建了适合天津特点的农业物联网建设总体框架

在“按照一条思路、坚持两个结合、树立三全理念”思想指导下，编制了天津农业物联网区试工程实施方案，得到了农业部余欣荣副部长和有关专家领导的直接指导和肯定。在建设内容上开展“一个平台、三个工程、两个体系”建设，即建设一个天津农业物联网平台；开展农业生产经营物联网应用工程、农产品质量安全追溯工程、农产品电子商务示范工程3个工程建设；探索符合天津发展现代都市型农业需求的理论体系和标准体系两个体系建设。

3.3 研发了国际先进的天津农业物联网支撑平台

黄兴国市长在2014年天津市十六届人大二次会议上所做的《政府工作报告》中提出“高水平建设农业物联网综合应用平台”。天津市与中科院合作，建成了天津农业物联网平台。平台涵盖了农业生产、市场流通、农产品加工、农资农机服务等领域数据库17个，集成各类农业应用系统113个，实现了25个基地传感数据的在线采集和9个基地共17路视频接入。2013年9月24日，农业部组织汪懋华院士等9位专家对平台进行了评估，一致认为平台开发技术居于国际先进水平。

3.4 研究储备了一批农业物联网关键技术

天津市在农业网联网区试工程实施伊始，就明确了高标准、高起点的工作定位，注重应用技术的原始创新与集成创新。大力开展了针对环境、生命信息感知技术与设备的引进创新，重点中试和熟化动植物环境和生命信息传感器，重点开展了设施农业病虫害和水产主要病害特征信息提取技术和智能化控制技术研究。

3.5 开展了农业物联网技术应用典型示范

区试工程办公室组织相关部门对已有的50多个农业物联网相关试验点或基地进行了充分调研，系统掌握了天津市农业物联网建设的基本状况，明确了主要实施内容。建设了10个核心基地，核心试验面积704 hm2，进行了1 262栋节能温室、76.5万m2养殖水面示范应用，涉及设施蔬菜、种羊、种猪、海水鱼、淡水鱼、南美白对虾等种类。实施了农产品质量安全追溯系统建设，建立了电子生产档案、企业管理、质量监管和消费者查询组成的农产品质量安全综合监管平台。积极开展农产品电子商务示范工程建设，建设了农业电子商务支撑平台，开展了千余种名特优农产品的网上销售活动，探索了冷链宅配模式、线上线下模式、会员定制模式以及农超对接模式等农产品电子商务模式。

3.6 加强了标准建设与理论研究

天津市将农业物联网技术作为地方标准重点编制计划，分步骤制定、完善一系列的天津市现代农业地方标准并组织实施。“天津市现代都市型农业物联网产业发展规划与对策研究”列入2013年天津市科技发展战略计划项目，组织种植业、畜牧、水产、农机4个行业管理部门分别制定了行业物联网应用规划，正在抓紧制定天津市农业物联网产业发展规划，为加快培育和壮大农业物联网产业提供理论依据。

4 天津市农业物联网区试工程的重点工作

天津市农业物联网试验区的工作取得了一定进展，但是，我们在平台内容、功能和运行机制上还需不断充实完善，在农业物联网技术应用上还需从人力和资金上加大投入。下一步工作任务更加艰巨，我们要全面推进农业物联网区试工程建设，重点抓好以下6个方面的工作。

4.1 加强核心基地建设，探索应用模式

对已建设的10个核心试验基地应用加强指导服务，同时，按照天津市农业物联网区试工程实施方案，筛选建设一批新的核心试验基地。加大推动武清区、西青区整体推进模式的建设，扩大农业物联网试验基地和应用点，不断探索天津市农业物联网技术应用模式。

4.2 强化平台应用功能，发挥引领作用

紧紧围绕平台应用建设，在技术上重点完善平台数据接口、在线视频、数据传输和接入接口规范标准；在应用上加快行业子平台应用系统研发进程，开发“农业农村基层基础数据信息管理系统”、“天津动物及产品外埠进津道口监管信息系统”、“奶牛良种繁育管理系统”和“农业农村经济管理基础数据挖掘”，同时，为企业、基地应用提供定制服务支持，鼓励更多的企业入驻平台，不断丰富平台内容。在保障上尽快出台平台运行管理办法，规范平台安全管理机制，保障平台安全畅通，引领农业物联网产业发展。

4.3 建设质量追溯系统，做好支撑服务

按照市委、市政府关于农产品质量安全重点工作要求，结合农业物联网区试工程建设任务，以放心菜追溯系统、放心水产品追溯系统和畜产品外埠进津道口监管信息系统建设为切入点，构建农产品质量安全电子化管理和信息化追溯系统，为确保农产品质量安全做好支撑服务。

4.4 积极开展电子商务，促进产销衔接

开展农产品电子商务示范工程建设，完善天津市农产品电商平台功能，组织农民专业合作、休闲农业和涉农企业开展网上销售。选择3～5家农产品电商企业进行示范，探索建立线上线下、会员定制、冷链宅配和农超对接等农产品电子商务模式，促进农产品销售。

4.5 加强理论人才建设，促进持续发展

按照总体目标任务，加强农业物联网理论研究，组织编制和修订10个农业物联网标准，逐步完善农业物联网标准体系。积极筹建农业物联网应用研发中心，汇集大专院校、科研院所的物联网、云计算、大数据研发技术人才。在已有工作基础上，完成天津市农业物联网三年整体规划任务，推动农业物联网产业健康持续发展。

4.6 加大宣传培训力度，提高应用水平

充分利用网络、手机短信、信息终端、电视、刊物和媒体等多种形式，加强农业物联网区试工程的宣传和培训，对平台应用、标准编制和基地应用人员开展物联网技术应用培训。继续做好农业物联网区试工程建设工作简报的编发，全面提高农业物联网技术应用水平。

参考文献：

[1] 李道亮.农业物联网导论[M].北京：科学出版社，2012.

[2] 余欣荣. 物联网――改变农业、农民、农村的新力量[M].北京：时代出版传媒股份有限公司安徽科学技术出版社，2012.

[3] 唐珂.国外农业物联网技术发展及对我国的启示[J].中国科学院院刊，2013（6）：700-707.

[4] 毛科军，官宏义.天津市农业物联网区域试验工程的实践[J]. 中国科学院院刊， 2013，28（6）：693-699.

[5] 余欣荣 .关于发展农业物联网的几点认识[J]. 中国科学院院刊， 2013，28（6）：679-685.

第13篇

关键词：物联网工程专业;项目驱动;实践教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）42-0129-02

2011年工业和信息化部制定并印发《物联网“十二五”发展规划》，要求在已具备的技术、产业和应用基础上大力发展物联网，在关键核心技术上攻坚克难，使物联网技术体系逐步完备并实现产业化。物联网产业是新兴产业，为了快速推动物联网相关技术的进步，社会急需大量具有工程实践能力的创新能力的人才。

高校是人才培养基地。2010年教育部批准设立物联网工程专业，至今，全国开办物联网工程专业的本科院校已超过200多所。物联网工程专业是一个多学科交叉型的新兴专业，集计算机信息技术、嵌入式技术、测控技术和通信技术等为一体，理论知识涉及面广，同时与工程实际又有着密不可分的关联。该专业人才培养目标要求学生既要掌握扎实的理论基础，又要具备较强的工程实践能力和工程创新能力。许多高校在物联网工程专业建设中，仍然沿用传统教学模式，重理论而轻实践，导致物联网人才的培养流于形式，无法培养出真正懂物联网、研究物联网和应用物联网的高级应用型人才。为此，必须打破原有的模式，积极研究并构建适合物联网工程专业发展的实践教学新模式。

一、实践教学体系构建原则

物联网是基于互联网，将RFID射频识别技术、红外感应技术、卫星定位技术和激光扫描识别技术等多种信息感知技术进行融合，按照统一约定的协议实现物物相连并进行信息的通信与交换，构建集智能化识别、定位、跟踪、监控和管理于一体的网络系统。

物联网工程专业作为新兴专业，主要承担着物联网系统架构和关键技术的研究与应用任务，以培养出具有一定科学研究能力，同时具有系统分析、设计、开发、应用和解决一些实际问题能力的工程应用创新型人才。

物联网工程有很强的工程应用背景，决定了物联网工程专业的实践教学也不能脱离实际的工程应用要素，因此，在实践教学体系中必须以实际工程化项目作为载体，采取项目驱动式及实施方案反推原则来构建，即按照“校外实践基地建设―实践教学师资建设―校内实践基地建设―实践教学模式建设”四个阶段来构建物联网工程专业实践教学体系，培养出具备实践能力、创新能力、岗位能力和创业能力等四大能力的物联网工程专业毕业生，才能符合市场对人才的需求。

二、实践教学体系构建方案

在构建物联网工程专业实践教学体系过程中，按照构建原则的四个阶段来完成以下建设内容：

1.校外实践基地建设。建立校外实践基地可以充分利用社会资源为学校服务，能够对校内实践教学的各个环节得以充实和完善。物联网工程专业应该重点寻找产业集聚区（产业基地）中与物联网相关的企业进行深度合作，通过校企合作方式建立校外实践基地，不仅解决学生实践应用平台问题，而且为企业储备技术力量，进而实现双赢。

校外实践基地自身储备有大量的工程化项目资源和适于专业实践教学的设备资源，能给学生提供一个全面的、真实的实践教学平台。学生在实习中，不但强化了学生的专业技能，而且提高了学生对实际问题的分析和解决能力，为今后更快适应用人单位的岗位职业技能需求打下基础。

2.实践教学师资建设。物联网工程专业是新兴专业，目前在岗教师的知识结构难免会出现满足不了新专业要求的情况。物联网工程专业偏重于物联网技术的研究与工程应用，年轻教师具备丰富的理论知识和较强的科研能力，但是缺乏在企业一线生产和管理的实际工程经验，无法指导学生进行工程化项目设计与应用。为加强“双师型”实践教学师资队伍建设，可采取以下途径：

（1）向社会积极引进物联网技术相关的高级人才、企业工程师或技术人员等，在本身具备工程实践能力的条件下，经培训和考核合格后取得高校教师资格证，成为重要的“双师型”教师。

（2）积极开展校企合作，让专业实践教学教师加入到企业一线去参与生产和管理工作，学习工程化项目的设计与应用能力，经过分阶段、分批次地到企业中去培训，成为合格的“双师型”教师。

（3）无法长期到合作企业中锻炼的教师，可以依托“产学研”科研课题进入企业，在科研过程中逐渐了解企业情况，掌握企业生产和管理流程，逐步成为合格的“双师型”教师。

3.校内实践基地建设。校内实践基地直接面向校内物联网工程专业，是学生理论、实践一体化教学的主要实施场地，在整合校外实践基地优质资源基础上，使校内实践教学和校外企业生产结合起来，提升学生的工程综合实践能力和工程创新能力。

校内实践基地主要包含四种类型实验/实训室，分别为基础实验型、专业实训型、技术创新型和岗位实战型。

（1）基础实验型包括软件开发实验室、数据库原理实验室和微机原理与接口技术实验室等。此类型主要面向C语言和JAVA语言等软件开发原理与应用技术、数据库原理与开发技术以及微型计算机组成原理与接口技术方面的理论知识和以验证性实验为主的实验室。

（2）专业实训型包括单片机原理及应用实训室、传感器原理及应用实训室、RFID原理及应用实训室、嵌入式系统原理及应用实训室、计算机网络实训室和ZigBee网络原理及应用实训室等。此类型主要面向物联网关键核心技术的开发与应用实训，涉及物联网的感知层和传输层重要理论和开发技术，以综合型和设计型项目为主，采取项目驱动方式进行教学，强调工程实践能力的培养。

（3）技术创新型包括物联网创新实验室、学生自主实训室等。此类型主要面向有系统设计和开发需求的学生，在物联网创新实验室中提供包括机械加工、PCB制作、电路焊接与装配、电路测试与调试以及丰富元器件等整套器材，学生可以通过项目申请方式以组为单位进入实验室完成物联网应用系统的开发。学生自主实训室提供基础的应用平台，对学生24小时开放，便于学生实施自主定制的应用系统开发。

（4）岗位实战型包括智能交通实践平台、智能家居实践平台和面向行业集成应用平台等。此类型主要面向大三、大四的学生进行真实系统的研究与开发，以工程化项目驱动为导向，培养学生从事物联网相关行业所必备的能力和素质。

4.实践教学模式建设。采用项目驱动的实践教学模式以工程实践能力培养为主线，以学生为中心，充分调动学生的主观能动性。在教师引导下，以项目案例作为铺垫开展理论教学和实践教学，让学生明白实践的目标和实践的内容，进而实现特定的训练目的。

该实践教学模式充分融合“校内校外一体化”、“课内课外一体化”和“理论实践一体化”人才培养模式，实现基础实验课程、专业实训课程和岗位实战课程等的分类改革，从而建立与实践能力、创新能力、岗位能力和创业能力培养相协调的实践教学模式。

三、结语

物联网工程专业的建设与发展必须紧跟社会发展的潮流，物联网技术在社会中应用的重要性已经凸显，如何培养适应社会发展需求的专业人才是关键。构建以项目驱动为导向的物联网工程专业实践教学体系才能培养出真正适应物联网发展与演变的人才。基于项目驱动的实践教学体系可以使企业、学校、教师和学生等多方面实现共赢，为“双师型”教师发展奠定基础，为学生积累丰富的工程化项目开发经验，为对口就业率的提高起到强大的推动作用。

因此，要做到以工程能力培养为核心，合理设计物联网工程专业实践教学体系，采用项目驱动教学模式，校企深度联合，全面培养学生的实践能力、岗位能力、创新能力和创业能力，才能培养出高质量的应用型、复合型与拔尖创新型人才。

参考文献：

[1]张辉杰.以项目驱动法为主体的实践教学方法的探索与研究[J].科技，2013，（7）：9-10.

[2]于北瑜.基于项目驱动的计算机专业实践教学研究与实践[J].吉林省教育学院学报，2013，（29）：35-36.

[3]崔贯勋，王勇，王柯柯，等.基于CDIO的物联网工程专业实践教学体系的研究与实践[J].实验技术与管理，2013，30（5）：111-114.

[4]朱军，熊聪聪，张贤坤，等.物联网工程专业实践教学体系探究[J].天津市教科院学报，2014，（3）：36-38.

[5]王其，，钱承山，等.基于工程应用型人才培养的物联网工程专业课程体系改革与探索[J].科技信息，2013，（12）：23，26.

第14篇

（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).

第15篇

关键词：物联网专业；课程体系；培养方案；实验实践设计

1 背景

无锡是国务院批准建立的物联网“感知中国”中心，同时也是国家物联网创新示范区。物联网行业是当前最热门、最具竞争力的产业，社会对该专业技术人才的需求十分旺盛。物联网专业培养的学生知识面广、基础扎实、适应性强，具有广阔的就业前景和良好的发展潜力。

在与物联网相关的行业企业中，从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器以及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发展强劲。

物联网产业的发展已经写进了政府工作报告中，物联网人才高校培养工作也得到国家大力支持，但是作为一个发展初见端倪的新兴产业，物联网各个环节的发展尚不成熟，人才领域划分和培养方向尚不明朗。在这样的背景下建设高校物联网及相关专业，给全国的高校带来了巨大的挑战。

江南大学作为首批获建物联网工程专业的学校，于2010年6月成立了全国第一个实体建制的物联网工程学院，成为全国建设物联网工程学院和专业的领头羊。江南大学在已有自动化和计算机国家特色与江苏省品牌专业建设成果的基础上，获得国家特色专业建设点、教育部物联网综合建设示范基地、物联网应用技术教育部工程中心等平台，将依托学校生物工程、食品工程、纺织工程等优势学科，彰显轻工特色，采用国际创新型工程教育模式，按照教育部卓越工程师教育培养计划理念，以学生能力培养为目标，培养物联网工程专业的创新、创业人才，力争把江南大学物联网工程专业建设成在全国同类行业院校中处于领先地位、特色鲜明、示范作用强的本科专业，成为轻工行业的高素质应用型人才的培养基地。

2 国内外高校相关专业情况

物联网专业作为一个全新学科，受到教育部和各高校的高度重视。截至2010年3月，全国已有700多所高等院系向教育部提交了增设物联网等相关专业的申请，2010年底包括江南大学在内的34所高校首次获批建设物联网工程专业，2011年更有包括高职大专在内的多所学校开始建立物联网工程专业。

江南大学物联网工程学院是国内建立的第一个实体学院，其物联网工程专业现为国家特色专业建设点，无锡市重点扶持专业。经过两年多的发展，该专业建设思路逐渐清晰，课程体系和实验规划已具雏形，并为众多兄弟院校提供示范。

以物联网为代表的新一代信息产业发展迅猛，无锡领全国之先，最早开始发展物联网信息产业。随着物联网学院的不断壮大，学院改变了原有多学科多专业的划分模式，新成立了自动化系、计算机科学与技术系、信息技术系和传感技术系4个系（见图1），在巩固物联网特色的基础上创新优势，完善了学院内部构架，实现了行政与学术的交融。

目前，物联网相关项目从国家到地方的投入都很大，并配有工信部、发改委等物联网专项，极大推动了政产学研紧密结合，产业化得到大力发展。同时，物联网技术发展很快，涉及多种网络技术，不同网络各有特点，适用于不同的应用环境。所以，教学大纲要求学生掌握多种基础网络技术（3G、GPRS/蓝牙、WIFI、ZIGBEE、专用网络等）和网络问路由与数据处理、无线有线网关设计等新技术，在人才培养上也加大了传感器应用、多网络融合以及云计算方面的培养力度。

3 人才培养模式与课程体系设置

按照国际创新型工程教育模式，学院改革现有专业培养方案，并注重工程实践能力的培养，加强学生创新、创业能力的培养。学生培养具有如下特色：有较扎实的通信、控制和计算机（Communication+Control+Computer，3C）专业基础知识和基本技能；具有独立分析、设计物联网系统的工程能力；独立开展物联网相关项目的设计和研发能力；应用性强，直接面向工程，为国家和地方输送专业人才。

本专业培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高级工程技术人才，培养的学生德智体全面发展，知识结构合理，具备扎实的电子技术、传感技术、通信网络理论、信息处理技术、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的分析与设计等专门知识和技能，具有一定的人文社科、经济管理等方面的综合素质，具备在本专业领域跟踪新理论、新知识和新技术的能力以及较强的创新实践能力。

学生在四年的学习中，一二年级打好扎实的基础，三年级结合所学专业课接触专业应用背景，进入创新基地开展小型课题研发，四年级跟随专业导师构思综合课题，并结合毕业设计开展创新性应用课题研发。物联网专业教学大纲分为6个模块：

1）通识教育课程。

根据学校的统一部署，思想政治理论课根据、教育部文件精神进行安排；大学英语实行分级教学，共分四级；数学物理类课程按照机电类专业要求开设高等数学Ⅰ、线性代数Ⅰ、概率论与数理统计Ⅰ、复变函数与积分变换、大学物理Ⅰ和大学物理实验。

2）学科平台课程。

开设了机电类基础课程工程制图1、程序设计基础C；根据建立物联网学院相近专业公用大平台原则，由电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术实验、微机原理及接口技术、信号与系统、软件技术基础和物联网技术导论几门课程组成全院大平台课程。同时，结合相近的传感网、通信工程和电子信息工程等专业的共性要求，开设了数字信号处理和传感器技术。

3）专业核心课程。

突出体现了物联网专业重点要求的感知层、网络层和应用层3个层次的核心课程，包括传感层的嵌入式系统、无线射频识别技术与应用、检测技术与智能系统、网络层的传感器网络原理及应用、通信原理、控制技术及应用、应用层相关的算法设计以及计算机组成原理等课程。

4）专业选修课程。

在专业核心课程的基础上，确定了几个模块的选修课，要求选修合计不少于28学分，即448学时，整个物联网课程架构以及组织体系见图2。

对于本专业应该了解的计算机技术、通信原理、信号与系统、控制技术和学科前沿进展专题，作为必选课供学生选修，为学生打下较扎实的理论基础，共12学分。

第六学期的计算机网络、面向对象程序设计、移动通信技术和现代物流技术课程组成第一个任选模块，突出物联网专业在网络层的知识的加强，进一步开展网络协议、定位技术和机器学习等知识的教学；第七学期上半学期的物联网体系与标准、物联网中间件技术、M2M技术概论和物品信息制作与识别技术等课程组成第二个任选模块，突出物联网专业在感知层知识的加强，要求任选不少于6学分；第七学期下半学期的工程数据库设计与应用、信息系统集成技术与应用、多网融合系统设计与应用、物联网系统分析与设计等课程为校企共建课程，重点在物联网专业的工程应用方面展开，培养了学生的工程实践能力，要求任选不少于4学分。

5）集中性实践环节。

主要由4部分组成，对于所有IT类学生必备的金工实习、电子工艺实习、电子设计CAD和电子技术课程设计构成第1部分；培养物联网专业学生专业实践能力的算法分析课程设计、软件编程课程设计、嵌入式系统课程设计和物联网应用课程设计构成第2部分；培养学生工程实践能力的企业认知实习、物联网项目工程设计和多网融合系统设计与应用构成第3部分，这一部分与企业共建；培养本科学生综合实践能力的毕业实习和毕业设计构成第4部分，这一部分为校企共建。

6）素质教育课程。

按照江南大学本科生素质学分管理办法等有关规定，开设军事理论、军训、形势与政策、社会实践等素质教育课程，共计13学分。本专业的培养方案本着“卓越工程师”目标设置，重点突出工程应用背景。在方案设置中，我们引入CDIO理念，以工程教育背景设置教学计划。在第6学期的13-21周，学生将被安排在企业培养，进行物联网项目工程设计，工程设计的进行方式将参考CDIO模式进行。在第7学期，继续加强学生理论与实践的结合能力的培养，课程的设置专门引入了校企共建课程共4个学分的选修课程，且开设了多网融合系统设计与应用实践环节，用于提升学生的工程实践能力。第8学期所有的教学培养将在企业进行，即教学计划学期为2.5（基础学习）+0.5（企业实习）+0.5（专业学习）+0.5（校企项目研发），累计有1学年的培养由校企共同完成，最终实现教育部重点推出的“卓越工程师”计划。

4 物联网工程专业本科人才培养新方案的特色

物联网工程专业培养方案以模块化的方式组织，突出了工科本科学生在通识教育和素质教育方面应掌握的知识；学科平台和专业核心课程构成了物联网专业学生最核心基础知识的培养；专业选修和集中性实践环节则突出了物联网专业的应用性能力要求。

结合国际先进教学理念和卓越工程师教学培养精神，引入CDIO理念，在培养方案中突出了工程培养理念。第6学期16-21周的培养在企业进行，由校企联合培养，以企业的实际工程背景进行针对性的物联网项目工程设计；同时，在第7学期所开设的第3个任选模块是校企联合培养方式，根据工程实际安排教学课程内容，由企业副高以上职称的企业老师和高校教师联合授课，形成“理论学习+专业学习+CDIO实践+企业实践”培养模式，打通理论与实践教学培养通道。

4.1 专业特色课程设置

1）无线传感器网络技术。

该课程围绕传感器技术原理、数据调制和通信原理、IEEE802.15.4通信协议标准、网络结构和拓扑控制、微功耗节点和网关、时钟同步技术、无线定位技术和算法、网络协议分析、中间件和数据库技术、路由算法和加密安全等技术展开。

2）短距离通信与嵌入式网络。

该课程是物联网的基础，应该包括电磁波理论、无线通信加密理论、短距离无线通信标准、通信质量分析、MAC算法设计、数字调制和解调、嵌入式操作系统、简单网络协议栈结构、网络中继和转发等。

3）无线射频识别技术。

该课程包括高频电路、数据通信基础、频谱资源和管理、协议标准体系、防碰撞技术、标签和读卡器设计、数据库和WebService等技术。

4）物联网系统集成技术。

该课程结合应用背景，从物联网工程角度出发，按照感知、传输和应用3大层次展开物联网系统集成技术的讲述。课程内容包括：硬件系统集成、软件系统集成、软件工程设计方法、接口技术、总线技术、系统优化等技术。

4.2 专业特色实践

针对物联网专业面向应用的特点，其实验和实践一般可以按照认知实验、验证实验和综合实践逐级深化规模、不断复杂，最终设计和实现一个有创意的智能系统。

1）应用认知实验。

该实验结合各种物联网典型应用，按照物联网体系架构组织可视化强的特点进行实验。学生从中体验物联网概念和技术，激发学习兴趣。

2）专业实验。

该实验体系分为无线传感网（WSN）实验、无线射频识别（RFID）实验、嵌人式和短距离通信网络实验等。

3）综合应用创新实验。

学生可以根据自己的创意，进行系统设计，提出技术路线和实现手段，利用实验室多种模块组合搭建系统，实现预期功能。