物联网工程的应用大全11篇
时间：2023-06-11 08:58:00
物联网工程的应用篇（1）
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.
物联网工程的应用篇（2）
中图分类号： S969.1文献标识码：A 文章编号：
一．前言
近年来，随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，建筑业的进步日新月异。建筑工程项目的投资规模不断扩大，设计结构的复杂性日益提高，各种科学技术大量应用在建筑建设之中，这就对土木工程的科技智能化水平提出了很高的要求。数字化、集成化、可视化与智能化逐渐成为未来土木工程发展的方向和趋势。物联技术具备极强的综合性，在国防建设、医疗科学、建筑工程、艺术设计等众多领域都具有突出的作用，被广泛应用。将物联技术应用于土木工程对于土木学科和整个建筑业的发展都具有重要意义。
二． 物联网概述
物联网 ，泛指物物相联之网，目前一般认可的定义是： 通过射频识别标签、二维码标签、红外感应器、全球定位系统等各类传感器、敏感器技术和设备，按约定的协议，将物品与网络连接起来进行信息交换和通信，达到智能识别、定位、监控和管理的网络。
物联网的概念物联网是在互联网概念的基础上 ,将其用户端延伸和扩展到物品, 是物品与物品之间进行信息交换和通信的一种网络概念,
(一 )物与物之间的信息。
(二) 普适网络
(三)基于云计算的智能处理物联网可以广泛用于交通控制、取暖控制 、食品管理、生产进程管理等生产、生活的方方面面, "
目前，物联网在许多行业都有应用，物联网将是信息产业的第三次浪潮。2010年，提出了将物联网升格为国家战略级产业的建议。现在很多地方政府都将物联网作为产业发展重点。物联网概念的引入物联网，指的是将各种信息传感设备， 把全球定位系统、 激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大的网络， 其目的是让所有的物品都与网络连接在一起， 使系统可以自动、 实时地对物体进行识别、 定位、 追踪、 监控并触发相应的事件。物联网技术的基础是RFID技术， 通过带有多种传感器的RFID电子标签， 组成一个巨大的传感网， 实现全球物品信息的实时共享。随着科技的不断进步和信息化程度的不断加强， 物联网有着十分广阔的发展空间，对实现智能化生产、交通和家庭起居具有重大的现实意义。
三．物联网技术在土木工程施工中的应用及实例分析
1.物联网技术在土木工程施工中的应用
（一）有利于实现施工作业的系统管理。土木工程的产品是固定的， 而生产活动是流动的， 这就构成了建筑施工中空间布置与时间排列的主要矛盾。
（二）有利于提高施工质量。土建施工规模大、 工期长， 整体施工质量很难得到保证， 一旦出现失误， 就会造成重大的经济损失。运用物联网技术能够把各种机械、 材料、 建筑体通过传感网和局域网进行系统处理和控制， 同步监控土建施工的各个分项工程， 严格保证了施工质量。物联网技术在土木工程中的应用中,对土建施工质量的意义主要体现在以下几个方面：
（1） 精确定位。定位和放线工作是进行施工的首要步骤， 其精确程度直接决定了施工质量能否达标。
（2） 保证材料质量。材料 （包括原材料、 成品、 半成品、 构配件） 质量是整个工程质量的保证， 只有材料质量达标， 工程质量才能符合标准。
（3） 环境控制。影响工程质量的环境因素主要有温度、 湿度、 水文、 气象和地质等， 各种环境因素会对工程质量产生复杂多变的影响。
（4） 对受损构件进行修复补救。在施工时将RFID标签安装到构件上， 可以对各个构件的内部应力、 变形、 裂缝等变化实时监控。一旦发生异常， 可及时进行修复和补救， 最大限度地保证施工质量。
（三）有利于保证施工安全。改革开放以来， 随着建筑业的高速发展， 施工事故也频繁发生,无情地夺去了无数建设者的生命， 也给国家和企业造成了重大的经济损失， 对土木工程类的可持续发展和社会稳定构成了不小的压力， 造成了不良的影响。安全问题贯穿于工程建设的整个过程， 影响施工安全的因素错综复杂， 管理的不规范和技术的不成熟等问题都有可能导致施工安全问题。
物联网技术在土木工程中的应用, 可以减少事故的产生，建筑业作为高风险行业之一， 施工现场安全事故的发生对社会经济、 人民生活和周边自然环境都会产生负面影响。一般来讲， 施工现场可以看作由人、 机械设备、 材料和半成品等资源组成的， 在有一定组织的空间范围内， 进行动态作业过程的场地。由于现场存在一定的无序的、 条件复杂的动态环境， 往往导致这些资源无法妥善管理， 就容易发生安全事故。这就需要我们进行现场各种资源的合理安排和协调， 监控各种危险源， 来降低这类事故的发生,保证施工安全：
（1） 生产管理系统化。即通过射频识别技术对人员和车辆的出入进行控制， 保证人员和车辆出入的安全。通过对人员和机械的网络管理， 使之各就其位、 各尽其用， 防止安全事故的发生。
（2） 安防监控与自动报警。无线传感网络中节点内置的不同传感器， 能够对当前状态进行识别， 并把非电量信号转变成电信号， 向外传递。
（3） 设备监控。即把感应器嵌入到塔吊、 电梯、 脚手架等机械设备中， 通过对其内部应力、 振动频率、 温度、 变形等参量变化的测量和传导， 从而对设备进行实时监控， 以保证操作人员以及其他相关人员的安全。
（四）具有可观的经济效益。当前， 建筑市场十分火热， 越来越多的企业投入到施工建设行业当中。提高企业的经济效益不仅意味着盈利的增加和企业竞争力的提高， 也有利于国民经济和社会的发展。物联网技术在建筑行业的应用， 必将大大提高生产效率， 进而提高企业的经济效益。物联网技术在土建业的应用， 必将大大提高生产效率， 进而提高企业的经济效益。
（1） 材料成本的降低。材料成本在工程预算中占有很大的比重。
（2） 提高效率， 节约时间。物联网技术可以实现对人和机械的系统化管理， 使得施工过程井井有条， 有效地缩短了工期。
（3） 及时补救和维护。基于物联网的监控技术， 可以从源头上发现建筑构件的错误和缺陷并及时补救， 从而避免造成更大的经济损失。
2. 物联网技术在土木建筑中应用的几个实例分析
(一) 物联网技术在建筑原材料供应当中的应用
物联网技术应用于混凝土车管理，实时监控混凝土车所处位置，运行速度， 以及所载混凝土的重量、 湿度、 温度等， 是物联网技术在建筑原材料供应链中的初步应用。2010 年， 杭州市安监部门率先研究开发了一套混凝土搅拌车超载超速监控管理系统， 将混凝土管理站、 混凝土管理协会、 工程运输企业与交警之间的信息联网， 这一系统主要目标是控制混凝土车超载， 超速等， 避免发生安全事故。调查显示， 这套系统有效控制了混凝土搅拌车交通事故起数和死亡人数。物联网技术在建筑原材料供应链中还有非常广阔的应用前景。
(二) 物联网在宁波港集装箱海铁联运建设中的应用
近日，国家发改委、财政部等部门联合发文，宁波港集装箱海铁联运物联网应用示范工程被列为国家物联网重大应用示范工程。这一政策以及由此带来的扶持措施将有效推动宁波港集装箱海铁联运发展。
四．结束语
土木工程建设是一个综合的大工程,且对安全性要求高,因为这联系着人们的生命财产安全,因而施工技术至关重要。 在土木工程施工过程中,还存在一定的问题,如理论研究不能适应工程建设的需要,缺少验收标准和规范,管理体制问题等。 要想解决这些问题,其中一个办法就是发展物联网技术。2010年9月20日，中共宁波市委召开工作会议，作出了建设智慧城市的战略决策。宁波成为国内第一个系统开展智慧城市建设的城市。可以预计，建设智慧城市，物联网技术的发展和创新,及在土木工程领域应用势必将有长足发展。
物联网工程的应用篇（3）
为了能够合理有效的收集与管理档案，我们根据金质工程的特点,并结合以往工程经验,对“金质工程”一期档案整理工作进行了细致梳理，最终形成档案整理工作的模板。
根据ABC分类法在监理管理档案中的应用[7]，我们对金质工程做出了总结。“金质工程”项目档案是在工程建设全过程中形成的，具有保存价值的各种形式和载体的历史记录。项目档案是项目设计、实施、竣工验收、运行维护、升级改造等工作的重要依据。在“金质工程”(一期)项目的建设过程中，总局和“金质工程”建设办公室高度重视档案管理工作，深刻认识到档案管理工作对于整个项目建设工作的重要性，安排专职人员负责档案管理工作，建立了档案管理工作制度和办法，及时组织进行档案资料的收集和整理,强化档案的工作流程管理，并邀请国家档案局的有关专家对项目的档案管理工作给予指导。通过强化项目档案管理工作，提高了“金质工程”(一期)建设项目的工程管理水平，也有利于指导“金质工程”后续项目建设工作。以下是我们所参照的国家标准：
技术文档代码采用四层结构，每层之间用“-”分割。
1）第一层，四位数字代码，表示“金质工程”的工程、项目或子项目的编号，以下简称项目编号；
2）第二层：三到五位数字代码，表示工程、项目或子项目下不同类型的文档，简称文档类型号；
3）第三层：二位数字字母代码，表示同一类型文档的流水号，以下简称流水号；流水号从“01”编起，数字不够时使用字母代码；即使用完“99”后，可继续使用“A0”、“A1”等。对于某些不可能周期性产生的文档，这两位保持为“00”。
4）第四层：字母“V”加两位数字，表示文档的版本号，两位数字之间用“.”分割,以下简称文档版本号。
文档代码的总体结构如图4所示：图4
示例1：“5100-501-00-V1.2”表示全国执法打假快速反应系统项目第1.2版的项目总体设计，其中：
——5100表示全国执法打假快速反应系统项目
——501表示项目总体设计
——00表示流水号，由于一个项目只有一个项目总体设计，因此其流水号固定为00
——V1.2表示该项目总体设计目前版本控制号是1.2，即大版本号是1，小版本号是2。
示例2：“1000-521-05-V1.0”表示“金质工程”整体的阶段性进展情况报告，其中：
——1000表示“金质工程”一期
——521表示阶段性进展情况报告
——05表示第5个阶段性进展情况报告（由于一个项目肯定会存在多个阶段性进展情况报告，因此使用流水号分别表示。）
——V1.0表示该文档目前版本控制号是1.0。
物联网档案管理
按照《电子文件归档与管理规范(GB/T 18894-2002)》的要求，档案管理组对缺少电子文件的纸质文件进行扫描，进一步进行电子文件档案的收集、整理工作，并通过选用北大方正的档案管理软件进行项目文档的全部电子化管理。“金质工程”建设办公室通过实行项目文档的电子化管理，开发了档案信息资源，提高档案管理水平，从而更好的为工程建设与管理服务。
“金质工程”档案管理系统的界面，如图2所示：
物联网工程的应用篇（4）
近年来，随着我国经济的发展、社会的进步，人民生活居住条件的改善，施工过程中工程质量的检测和监管越来越重要[1]。目前在工程质量检测过程中，随着信息化技术在其中的渗透及应用推广，工程化效率不断提高。物联网技术是一种信息化技术，发展迅猛，其在工程质量检测及监控管理工作中将发挥巨大的作用[2]。
1.工程质量检测的信息化趋势
21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。随着信息技术的飞速发展，经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现工程质量检测已是大势所趋[3]。特别是微型计算机技术的突飞猛进，从2005年以来，工程质量检测技术在自动化方面也有了较大的发展[4-5]。工程质量检测（试验）测试的数据是工程结构安全得到保证和工程质量达到合格标准的主要判断依据，保证其真实性、准确性和公正性非常重要[6-8]。
2.物联网应用于工程质量检测管理中
物联网在工程质量检测应用具体地说，就是把感应器嵌入和装备到检测的对象中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，从而实现工程质量检测现象整合[9-10]。
2.1 加强施工过程中的质量监管
工程现场质量规范化管理工作涵盖工程建设的全过程，是质量管理的基础工作，做好这项工作，有利于提高参建单位管理水平、人员素质和劳动效率，有利于提高工程质量管理水平。利用物联网的全面感知和即时传输能力，质量监督管理部门建立各工程项目施工、参建单位的档案，以便随时查阅发现问题，使监管过程更加透明化，公众化，避免人为因素影响工程质量[11-12]。
2.2 加强质量检测程序监督
利用物联网技术加强工程质量检测过程的监督检测和监督抽测，利用质量检测结果与标准结果对比，最后得出结论，根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求，达到要求后重新检测[13]。
2.3构建建设工程质量安全管理的长效机制
建立健全工程质量检测信息和诚信体系建设工作，形成建设工程质量检测信息共享机制。利用物流网技术进一步规范和加强质量检测监督过程中的停工、限期整改、不良行为记录、行政处罚等监管手段，建立各参建单位质量诚信平台，在信息系统中予以公示，做到对实体质量、从业人员质量行为与企业质量诚信的监管有机结合起来，实现现场监管与市场监管的联动[14-15]。
3.工程质量检测综合化管理服务系统的建立
3.1系统的组成
工程质量检测综合管理服务系统是以物联网技术为手段，以常规检测方法为基础，集四个方面管理于一体的信息系统，见图1。
该系统成功应用于工程质量检测管理方面，按照图1的框架图可知，主要有四个方面的应用，下面逐一介绍：
3.1.1检测流程管理
该部分前面做了介绍，利用物联网技术加强工程质量检测过程的监督检测和监督抽测，利用质量检测结果与标准对比，最后得出结论，根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求，达到要求后重新检测[16]。检测流程分三个步骤：
（1）检测结果的归档、整理及备份；
（2）标准结果的查找与对比；
（3）结论的得出及评估。
管理人员通过物联网技术检测到的现场结果由步骤1归档、整理及备份后，寻找相关检测数据库找出标准结果与检测结果对比。按照结论对比的结果并结合国家相关法律法规作出评价和判断。根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求，在规定时间内完成[17]。
3.1.2 项目档案管理
项目管理主要有工程备案、工程质量跟踪和工程质量评价三个部分组成。工程备案是对工程施工过程中的文件及过程进行备案，作为存根以便后期查找[18]。质量跟踪是企业向用户交付产品后，跟踪用户的使用情况，及时整理收集产品使用信息，就产品使用过程中存在的问题及时反馈到企业，建立产品问题数据库，在后续工程（产品）施工过程中加以改进。质量评价是根据建设任务、施工管理和质量检验评定的需要将工程划分为单位工程、分部工程和分项工程，依据质量检验评定标准对分项工程利用物流网技术进行智能评分，根据评分结果得出改进措施等[19]。
3.1.3单位及人员资料档案管理
单位及人员资料档案管理工作是一项重要的基础性工作，通过物联网技术可以对建设、施工及检测人员的资质、素质等方面进行管理，防止三无人员上岗工作，引起工程质量及人员安全问题。对于一直未出现问题的单位可以降低监督的力度，减少检查的次数；而对于问题常出的单位要加大监督的力量，检查要常态化[20]。
3.1.4 公共服务管理
公共服务管理主要是针对工程服务对象的，为他们提供工程质量信息的查询及投诉，使信息透明化。对事实清楚、责任明确、能够确定处理意见的一般质量缺陷，由投诉处理监督机构责成责任单位提出处理方案，向责任单位提出整改，并督促其限期整改[21]。
3.2综合化管理服务系统的运作模式
综合化管理服务系统可以独立运用于单一检测机构，也可以与其他系统综合化应用。物联网技术是以互联网为基础，如果没有互联网体系的支持，物联网技术就不能发挥作用。综合化管理服务系统主要是利用质量标准对各种工程进行检验[22]。
3.2.1 质量检测人员现场设备操作
检测人员通过现场检测设备等对工程进行检测，检测所得数据迅速传到外网，随之传到管理系统[23]。质量监督人员可通过网络及时查询检测过程及结果。在检测结果与标准对比无不同时，系统会自动形成权威质量检测数据报告，供质量检测及监督人员参考。
3.2.2 互联网及移动通信网络支持
互联网及移动通信网络正加速向各行业、各领域渗透融合，在我国经济和社会发展中的影响和地位日益突出[24]。互联网及移动通信网络目的主要是为了工程质量检测数据的传输和为监督人员提供相关服务的网络支持[25]。在物联网在工程质量检测过程中，网络及移动运营商利用现有的网络资源对检测信息进行处理，实现物联网技术与互联网及移动通信网的对接。
4.结论
本文通过对物联网的趋势，应用及与互联网等技术对接的介绍后，研究了物联网技术在工程质量检测综合化的应用，证实了物联网技术强大的应用能力及较广的应用范围。分别从检测流程、档案管理等方面详细介绍了物联网技术的应用。综合服务系统主要由四个方面组成，通过该系统的建立，可优化工程质量监管过程，极大的提高监管效率。
5.致谢
本论文得到十二五科技支撑计划项目《绿色磷矿山建设关键技术集成及综合示范》（2013BAB07B06）经费的大力支持，在此表示感谢。
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物联网工程的应用篇（5）
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（c）-0120-02
随着中国高等院校分层次办学的普遍推广和深入，笔者所在院校作为应用技术型本科高校，对于课程的改革和研究更具有目的性。相比较其他专业，物联网工程专业所体现的应用性和实践性以及创新性要求更高，融合的学科知识更为庞杂，对于学生动手解决问题的能力要求也更高，因此实验课显得尤为重要。尤其是随着该校向应用型转型的发展及教学改革的进行，实践实训环节受到越来越多的重视。但应用型本科院校由于教学模式落后、师资力量薄弱以及实验课重视程度不够[1]，学生的实验过程多是按照实验步骤进行简单重复，得出实验结果，而对实验的相关理论和具体应用，不能进行认真深入的思考与创新。因此需要探索新的方式实验课能够有助于开发学生的实践创新能力。笔者尝试结合该校应用型本科特点，针对物联网工程专业《短距离无线通信技术》课程，研究“对分课堂”在实验课程教学组织中的运用。
1 “对分课堂”简介
2015年上海复旦大学张学新教授来到笔者院校介绍讲授对分课堂教学法，笔者第一次了解对分课堂。对分课堂强调教师讲授在先，学生学习在后的先教后学模式，不主张预习。类似讨论式课堂，对分课堂强调生生、师生互动，鼓励自主性学习。“对分课堂”的关键创新在于把讲授和讨论时间错开，让学生在课后有一周时间自主安排学习，进行个性化的内化吸收。在考核方法上强调过程性评价，并关注不同的学习需求，让学生能够根据其个人的学习目标确定对课程的投入。“对分课堂”把教学分为讲授（ Presentation）、内化吸收（Assimilation）和讨论（Discussion），以时间过程分成3个阶段，所以也可简称为PAD课堂[2]。
2 “对分课堂”在实验课教学中的应用及反馈
物联网工程专业的实验教学核心目标是培养具备通信技术、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[3]。2016―2017学年第一学期笔者在该校信息工程学院物联网工程专业2014级本科生《短距离无线通信技术》实验课课程中，实施“对分课堂”教学模式改革，主要进行了理论讲解和实验的调整、作业项目式的驱动，对分课堂考核机制改革，具体情况如下。
2.1 课程目标
加深学生对《短距离无线通信技术》课程基本概念、功能特性、应用实践的掌握； 结合“单片机”和“传感器技术”课程，培养学生的实践能力及综合应用能力，为走向工作岗位打下良好基础。
2.2 课程及课堂整体安排
该班共有45人，分22人、23人两次进行实验，实验室共有12个实验箱，可以保证两人一个工作台，每周上课一次，连续两节，每节50 min，其中两个工作台为一小组。总共上课15周，第一周介绍“对分课堂”模式，分组确定组长并对该课程进行介绍，介绍试验箱的基本使用方法和注意事项，讲解第一个实验的实验目的、实验内容和实验原理，要求学生课后温习并要求熟悉CC2530模块的基本说明和应用、温湿度传感器的基本概念和应用，以及相关电路连接，作业为查找资料并设计电路连接图和程序，实现温湿度数据的传输和对于另一个节点LED灯的控制。第二周第一节分组开始讨论和实验； 第二节课，先讲评作业，然后以组为单位考察提问作业情况和实验情况，最后20 min讲解第二个实验的目的内容和原理，以及实验的重点、难点，并布置该实验的相关设计性作业。第三至第十五周与第二周基本相似。
2.3 作业设计
要求提交查找所有资料的名录，同时检查收集的相关纸质打印文档资料，提交在该实验基础上自己设计的相关程序或者实物和对分记录表，包括“已掌握、一起做、不清楚”。“已掌握”要求写出此次实验中掌握最好的内容，至少1条；“一起做”列出小组自己完成的环节和查找的资料，以及由同伴完成的任务和环节，至少两个；“不清楚”列出自己不懂，同时经过小组讨论有分歧的或者存在困惑的问题，求助其他小组和老师，至少1个。
2.4 讨论设计
结合一周时间查找的资料，讨论实验的设计要求、程序编写以及电路设计和网络构建，掌握重难点；附加讨论该实验相关的具体模块、价格和实际应用。教师要确保讨论小组成员分配合理，保证能够热烈的交流和正常的团队合作；另一方面要引导小组围绕作业和课程内容来讨论，避免聊天、偏题和无话可说的的无效讨论[4]。
3 分课堂应用于物联网工程实验课的几点思考
笔者通过本学期将对分课堂教学模式应用在实验教学中，结合整个课程设计以及学生反馈的情况，切身感受到其在实验课教学中的优越性以及不足，并提出几点改进的方法。
3.1 对分课堂于实验课的优势
首先，有助于培养学生的主动性思维。传统的实验方式，“对分课堂”让学生改变以往被动实验过程，对学习内容充分复习，主动查找资料，然后合作讨论，提出自己观点，有助于学生深入理解基本概念和实际应用间的联系。虽然该学期只是在“短距离无线通信技术”实验课应用，但是加入了设计性实验课题，其过程是一个融合了“单片机、传感器与传感网”等多门课程的过程，需要学生在合作中综合性地运用所学知识，查找大量实际应用资料和说明文档，创新性地设计实验。
其次，有助于学生培养观点表达和团队合作能力。语言表达能力尤其对于工科学生来说，一直是一个普遍认为的短板，通过对分课堂的讨论和答辩环节，极好的提供了一个学生表达自己，说服对方的机会，同时因为是小组讨论，这又锻炼了学生的团队合作能力，有利于学生更加适应未来毕业后的工作模式。
最后，对分课堂模式有利于教学相长。以往实验课教师先将实验指导讲义讲解以便，再操作演示、学生再独立操作，长期以来，教师和学生都被实验指导书或者讲义束缚。而对分课堂上，教师需要根据实验过程布置设计性作业，学生自主学习过程中，学生也会提出一些创新型的观点和想法，这就需要教师拓宽实验教学的思维；这些开拓性思维又反过来对学生的学习实践过程进行了指导，真正实现了教学相长。
3.2 对分课堂的不足和改进
笔者通过对分课堂在实验课的教学过程中，除了体会到其特有的优势以为，结合本校学生特点和专业特点，也发现一些不足。
首先，部分同学基础知识和基本应用掌握较差，е碌耐哦庸低ㄊ焙虿簧品⒀裕沟通不畅，即使有想法因为无法沟通实现，产生畏难心理，甚至放弃；其次，部分动手实践能力和基础知识比较牢靠的学生，发言积极，学习主动性高涨，使得个别小组只是这几个同学“一言堂”，独占观点确立和发言权。
因此针对这几点不足，笔者在实践过程采取了一些改进方案，起到一定效果。对分课堂的实施需要对班级的学生的学习情况和性格特征进行了解，在分组的时候，与班干和学生代表进行商讨，尽量按照基础水平分组，以主动带被动，分组合理。其次，在发言和提问过程有意选择不善于表达的或者不积极的学生，再有同组其他同学补充回答，有意锻炼这部分学生的积极性和语言表达能力；布置既可以提高学生知识掌握同时也感兴趣作业，实验课程要增加创新设计性实验课题，通过鼓励夸奖提高学生的学习积极性。改进考察考核方案，改变以往的简单的以考勤和实验报告作为成绩支撑的主要来源。在“对分课堂”中，采用多元化的考核方法，以个人表现分数+作业分数+考勤+考试的方式构成考核成绩。通过个人表现成绩鼓励学生积极发言、积极准备实验课题；作业分数促使学生在自主学习的一周时间里，能够积极主动地查询资料、努力学习、完成作业。可以看到，这样的评估方法反映了学生平时学习过程的投入和学习的质量，强调过程性评价，对“对分课堂”取得良好效果十分关键。
4 结语
物联网工程专业的实验课程是典型理工科课程，特别是笔者所在院校立足于应用技术型本科院校，因此培养学生在掌握基本理论知识的同时，使其具有更好的实践能力、创新能力和创新思维设计开发能力就是物联网专业的培养目标。而“对分课堂”教学法更适合对思维能力和探索精神的培养，其互动式的理念和小组学习的实施办法以及多元化的考核评价机制能够很好地激发学生的学习兴趣和动力，特别是动手实践能力培养方面收到了良好效果。
参考文献
[1] 任倩倩，郭亚红.物联网工程专业项目驱动实验教学改革探索[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2013（2）：19-20.
物联网工程的应用篇（6）
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。
物联网工程的应用篇（7）
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.18.055
[中图分类号]TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2015）18-00-03
油气生产物联网系统（A11）是中国石油天然气集团公司“十二五”重点建设项目之一。2012年，中国石油信息化工作会议将A11系统建设作为集团公司三大标志性工程之一，为中国石油生产经营平稳较快增长和发展方式的转变提供有力支撑。
2008年，新疆油田全面建成数字油田；2010年，在全国率先启动智能油田建设，具有丰富的油田数字化建设经验。通过油气生产物联网系统示范工程的建设，能进一步促进新疆油田公司数字化建设程度，发挥示范工程的引领效应。
油气生产物联网系统分为采集与监控子系统、数据传输子系统及生产管理子系统三层架构，通过传感、射频、通讯等技术，对油气水井、计量间、油气站库等生产对象进行全面感知，实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及区域监控中心集中管理和控制。系统围绕油气生产运行需要，以实现生产操作自动化和优化生产管理流程为目标，通过搭建规范、统一的数据管理平台，支持油气生产过程管理，提高生产工作效率，优化劳动组织用工，服务油田生产的精细化管理，进一步提高油气生产决策的及时性和准确性。
1 TD-LTE技术介绍
1.1 TD-LTE技术简介
TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）即分时长期演进，是基于OFDMA技术的新一代宽带无线通信网，是由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱，其主要性能包括以下几个方面：在20 MHz频谱带宽能提供下行100 Mbps、上行50 Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟；支持100 km半径的小区覆盖；能为350 km/h高速移动用户提供超过100 kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱；采用全IP化的网络体系。TD-LTE技术的应用，为新疆油田油气生产物联网示范工程提供高速、可靠的数据传输通道。
1.2 无线网络技术演进路线
TD-LTE，也就是以TDD为基础的LTE技术逐渐成为全球公认、使用非对称频谱的解决方案。LTE标准是未来无线通信技术发展的方向，其具体架构如图1所示。
无线通信网络技术的演进发展经历了第一代模拟蜂窝系统（1G）、数字移动系统（2G）、第三代移动通信系统（3G）之后，正在进入LTE及以后的第四代移动通信系统（4G）时代。LTE是无线通信技术演进的主流方向，并将最终演进到单一网络。
1.3 TD-LTE的优势
（1）支持1785-1805 MHz，相关设备已获得工信部（国家无委）颁发的1800 MHz频段产品型号核准证（入网证）。（2）建设1.8 G TD-LTE的专网，频段专用，可靠性、安全性更高。（3）支持5 MHz、10 MHz、20 MHz带宽，支持用户数多。（4）延迟短，端到端延时≤5 ms，更适合自动化控制、视频监控等实时性业务。（5）速率高，下行速率最大100 Mbps，上行速率最大50 Mbps，支持灵活的上/下行时隙分配，适合油田业务开展。（6）TD-LTE基站采用8通道天线，每通道功率可达12 W，有效增加覆盖，节约基站、配套的数量，有效节约投资。（7）LTE是无线通信技术体制的演进方向，代表无线通信技术的未来。
1.4 TD-LTE关键技术
1.4.1 OFDM技术
OFDM即正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），与传统多载波调制（MCM）相比，OFDM调制的各个子载波间可相互重叠，并且能保持各子载波之间的正交性。它是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号。
OFDM技术有以下优点：第一，可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高频谱利用率；第二，各子信道上的正交调制和解调可以采用IDFT和DFT实现，运算量小，适合高速数据传输；第三，所有子信道不会同时处于频率选择性深衰落，通过动态子信道分配充分利用信噪比高的子信道，增强抗衰落能力，提升系统性能。
1.4.2 多天线技术
多天线（Multiple-Input Multiple-Out-put，MIMO）技术是TD-LTE系统的关键技术之一，通过在发送端和接收端同时使用多根天线，扩展空间域，充分利用空间扩展所提供的特征，从而提高系统容量。
MIMO信号可以通过两种不同的方式来改善无线通信：一种是分集（Diversity），另一种就是空间复用（SpatialMultiplexing）。在信干噪比较低的区域，常采用分集提高信号增益；在信干噪比较高的区域，多采用空间复用提高流量。
1.4.3 小区间干扰协调（ICIC）技术
小区间干扰协调技术，基本思想是以小区间协调的方式对资源的使用进行限制，包括限制哪些时频资源可用，或在一定时频资源上限制其发射功率。ICIC从资源协调方式上可分三类：FFR（Full Frequency Reuse）全频率复用，SFR（Soft Frequency Reuse）软频率复用，FFR（Fractional Frequency Reuse）部分频率复用。三种模式中，软频率复用在频谱利用率和调度复杂度上达到很好的平衡，目前业界主要研究使用的是SFR。
1.4.4 灵活的调度策略
TD-LTE系统是时、频二维调度，调度器对系统的性能具有显著影响，主要表现在较强的小区间同频干扰情况下对服务质量（QoS）的保证上。其调度主要通过以下方法实现。
（1）根据信道质量、历史吞吐率、QoS要求和公平性策略决定用户的调度优先级及用户内各业务的调度优先级；（2）根据用户业务量、信道质量、QoS要求、公平性策略、用户位置信息及邻区干扰信息等分配时频资源、空域资源或功率资源；（3）根据用户的信道质量、发射功率、空间相关信息等，最终确定MCS等级、传输方式等。
1.4.5 HARQ
HARQ（混合自动重传请求）是一种前向纠错FEC和重传ARQ相结合的技术，通过第一次传输发送信息bit和一部分冗余bit，而通过重传发送额外的冗余bit，若第一次传输没有成功解码，则可以通过重传更多冗余bit降低信道编码率，从而实现更高的解码成功率。若加上重传的冗余bit仍然无法正常解码，则进行再次重传。随着重传次数的增加，冗余bit不断积累，信道编码率不断降低，从而可以获得更好的解码效果。HARQ与AMC配合使用，为LTE的HARQ进程提供精细的弹性速率调整。
1.4.6 基于全IP技术的核心网
TD-LTE系统核心网EPC是一个基于全IP的网络，并支持IPv6技术，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种窄中接口接人核心网；同时，核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络（CN）协议、链路层是分离独立的。
1.5 与现有无线技术对比分析
目前主流的无线网络接入技术包括以下几种。第一，WIFI（Wireless Fidelity）即无线保真，目前可使用的标准有IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE 802.11g和IEEE802.11n。第二，3G第三代移动通信，分为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种。第三，LTE（Long Term Evolution），长期演进。LTE也被通俗的称为4G，是目前所有主流无线通信技术的演进方向。LTE标准分为TD-LTE和FDD-LTE两种，TD-LTE是时分双工的LTE，FDD-LTE是频分双工的LTE。TD-LTE技术可以灵活利用频谱，提高频谱利用率，支持非对称业务，上下行带宽可以不同，比较适合上行流量多的物联网应用，如政府、企业无线专网等。油田分配的可用频段有限，而FDD-LTE技术需要采用对称的频率组网，在此只对比TD-LTE技术。WIFI、3G、TD-LTE技术性能对比如表1所示。从表1可以看出，TD-LTE在无线宽带接入技术中具有领先优势。
2 TD-LTE在新疆油田A11示范工程的应用
新疆油田是集团公司油气生产物联网系统（A11）示范工程的试点单位之一，确定在风城油田作业区、采油二厂开展油气生产物联网示范工程建设。新疆油田A11示范工程的数据传输子系统采用TD-LTE技术，可以为油气生产物联网系统中的采集与监控子系统和生产管理子系统提供一条可靠、高速、及时、安全的信息数据传输通道。TD-LTE网络具备安全性高、覆盖范围广、百兆级带宽、低时延、上下行速率灵活调整、我国自主知识产权等优势，非常切合油气生产物联网系统对数据传输宽带接入的需求。
2.1 建设和应用目标
TD-LTE无线宽带专网紧密围绕A11工程的总体目标，立足新疆油田通信特点和需求，在充分整合和利用油田现有资源的基础上，针对油区内的油井分布状况，结合智能感知技术及监测终端，深入开展物联网建设，建设高速、移动、安全的无线网络。
新疆油田A11示范项目数据传输子系统使用TD-LTE无线网络系统，由基站、核心网、终端组成，网络结构示意图如图2所示。
如图2所示，核心网设备基于全IP技术，提供包括用户位置信息的管理、网络特性和业务的控制、信令和用户信息的传输机制等功能。提供用户数据的传输、系统接入控制（接入控制、拥塞控制、系统信息广播）、无线信道的加扰解扰、移动性管理（切换、位置定位）等功能。建设在新疆油田数据公司中心机房，便于网络管理与维护。
TD-LTE基站采用分布式架构，由基带单元BBU与射频单元RRU组成，BBU与RRU通过光纤连接，BBU安装在室内，RRU通过光纤拉远到铁塔顶端安装。基站采用三扇区配置，即每个基站配置1个BBU+3个RRU。BBU采用集中放置方式，通过光纤将RRU拉远到基站站点的铁塔顶端安装进行无线覆盖，采用8通道定向天线，三扇区定向覆盖。
终端由CPE（提供FE接口、RS232接口、RS485接口）和移动热点MIFI（将4G信号转换为WIFI信号）两种终端组成。
该系统主要实现油气生产物联网中以下几个方面的应用。（1）数据采集。油井无线数据回传、计量间无线数据回传与远程控制、中转站无线数据回传、配注间无线数据回传与远程控制、注水井无线数据回传与远程控制等数据采集。（2）油井视频监控。在油田行业中，不法分子偷油、破坏现象时有发生，以提高生产效率、促进安全生产为内容的石油信息化工作已成为油田急需开展的一项工作。（3）可视化生产调度，满足生产调度要求。（4）油田信息化。通过无线的延伸，可以将企业信息化的终端由传统仅能到办公室延伸到操作现场，从而解决原始信息直接实时进入企业管理系统，提升企业管理系统的准确性和实时性，提升企业管理系统的效率。（5）视频应急（抢修）通信。在突发事件情况下，可以通过TD-LTE无线网络视频应急（抢修）通信车，把事件现场情况通过视频进行反馈并应用通信车上的会议电视系统进行电视会议，解决现场困难。（6）移动巡检。通过TD-LTE无线网络，方便移动巡检，将巡检结果实时反馈到后台，并通过定位系统对巡检人员进行准确定位。
2.2 应用效果
依托覆盖新疆北部四环一星的骨干承载传输网络，已在新疆油田风城油田作业区、采油二厂建成一张高速、移动、安全的4G无线宽带网络，覆盖风城作业区、采油二厂所有示范生产区域。4G网络的应用，使新系统的生产数据及时性、完整性、安全性和可靠性均大幅提升，不但确保对油气水井、计量间、油气站库等生产对象全面感知数据和生产指挥中心及区域监控中心集中管理控制数据高速传输，还可以解决井场视频监控、移动视频监控等系统受之前无线网络传输带窄和传输距离短限制难以实施的问题。
新疆油田TD-LTE无线宽带网络，通过4G的CPE终端为RTU等智能装置提供高速网络接入端口，进行设备信息采集、控制指令和音视频数据的传输，其具体结构如图3所示。MIFI移动热点设备将TD-LTE网络转换为WIFI信号，供手持巡检终端设备接入到巡检管理系统，实现操作员工对巡检任务的管理、数据的自动采集录入、异常或故障设备的图像采集传输、巡检轨迹查看等应用，满足采油岗、热注岗、集输岗、SAGD岗日常巡检的需求，并实现全流程工艺生产监控、远程指挥、指令下达、实时通讯等功能。
TD-LTE无线网络系统提供标准的网络接入端口，具有高带宽、覆盖广等特性，为油田生产发展、应用和推广更先进的智能装置提供可靠、高效的传输通道。为油田信息化和工业化的深度融合提供有力的基础支撑。
3 结 语
TD-LTE技术在新疆油田的首次应用，构建了油田无线宽带传输网络，提升油气生产数据传输的可靠性和实时性，满足油气生产物联网系统对数据传输子系统的需求，为油气生产对象的全面感知提供基础数据传输、采集保障。将在新疆油田业务不断发展和智能油田建设中全面发展。
物联网工程的应用篇（8）
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。
物联网工程的应用篇（9）
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
面对物联网技术和计算机学科的不断发展以及科研成果的不断涌现，如何将学科的新理论、新技术、新方法引入实验教学，使实验教学真正紧跟学科发展，培养具有创新思维、创新能力和自主科研能力的高级专业人才，成为物联网专业教育工作者面临的新问题。
武汉大学计算机学院有丰富的科研成果，尤其在计算机软件体系结构、软件工程、计算机网络技术、计算机应用、物联网技术、虚拟现实技术等研究领域具有鲜明的科研特色和优势。在物联网专业实验教学体系建设中，计算机学院充分利用科学研究、合作交流等方面的资源和成果，打造具有自身特色和优势的实验体系品牌，促进科学研究与教学实验体系建设之间形成良性互动，构建通畅的教学与科研互动渠道，实现资源全面共享，同时将当前的科研成果融入实验教学，以培养物联网工程专业学生的自主科研能力。
我们以移动三维虚拟地球软件平台为例详细说明。智慧城市作为一种热门应用，涵盖了云计算、物联网、TD-LTE、高端软件、集成电路、下一代网络（NGN）等多种前沿技术。近些年来，物联网与智慧城市也从起初的两个新鲜概念，在技术进步和应用需求的潜在推动下越走越近。物联网是智慧城市建设的途径，智慧城市建设又为物联网技术和产业的发展提供广阔的空间。目前，三维虚拟地球是智慧城市的主要依托平台，是结合计算机仿真、物联网、地理空间信息、数据库、智能分析等前沿技术构建的数字地球模型，能够实现对全球地理数据无缝、多尺度地浏览和互操作。
三维虚拟地球软件平台是当前相关技术领域的研究和应用热点，是计算机技术、物联网技术与GIS理论技术紧密结合的产物，也是信息化社会的建设需求，因而更具有前沿性和应用性。随着计算机硬件技术的发展，平板电脑以灵活、方便携带等特点，在移动操作系统的支持下得到广泛应用。与此同时，物联网技术近几年的快速发展，也积极推动了移动三维虚拟地球软件平台的研究和应用。移动三维虚拟地球软件平台和传统虚拟现实系统平台主要有以下几个方面的典型差异：（1）平台硬件限制；（2）应用方向明确；（3）服务器需求更高。对此，我们从物联网技术运用的角度出发，激发学生的创新能力。移动三维虚拟地球软件平台使用先进技术，可与社会需求无缝衔接。这些科研成果在实验教学中的使用有效地增强了学生综合运用知识、解决实际问题的能力，更重要的是激发了学生的学习兴趣，增强了自信心，开拓了思维能力。
结合工程应用的需求和该平台可扩展的特点，为物联网工程专业的学生提供广阔空间，不仅让学生掌握虚拟平台中软、硬件系统各个部件的原理，而且让学生系统地理解多种部件的集成。我们从工程应用角度、用户体验、发展前沿3个方面进行理论和应用创新，在学生创新能力培养上取得了重大突破。
3.1 针对终端硬件的创新实践
移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异，传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行，单一地从GIS算法方面进行创新改进，不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生，结合已有的计算机硬件理论知识，从嵌入式设备软件设计原则的角度出发，设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架，改善传统GIS算法性能。同时，针对移动终端的硬件特性巩固计算机嵌入式设备CPU、网络等方面基础知识，在传统虚拟现实交互方法的基础上进行创新，改进虚拟现实的人机交互算法。
3.2 针对不同行业应用的创新研究
移动三维虚拟地球的应用方向非常明确，即针对电力、农林、渔牧、地下管线、物流仓储、等方面的不同需求，要求移动三维虚拟地球平台实现移动数据采集、快速空间分析、高效三维显示等功能；针对不同的功能特性设计相应算法，如数据采集要求低精度移动设备相机拍摄的数据能够在后期的数据加工处理中实现影像还原，学生必须在传统图像处理算法的基础上进行创新，实现这一特定功能。我们引导对图形图像和传感器感兴趣的物联网工程专业学生设计相应的数据处理算法，并在此基础上进行应用创新实践。
3.3 针对数据服务器的创新研究
移动设备通过移动互联网提供面向大众化的信息服务，但由于受到硬件性能限制，使得用户在终端无法对海量空间数据进行快速处理，传统的商业数据库如Oracle、sqlserver无法满足数据预处理的需求，但是服务器端要求能够针对移动终端的特定数据请求提前进行数据预处理。针对移动三维虚拟地球对数据服务器的特定要求，我们必须采取新型的后台服务器，对新型数据服务器设计地理空间数据的存储架构，对数据处理算法进行创新，以满足移动虚拟地球的数据服务需求；引导对数据库系统感兴趣的物联网工程专业学生设计相应的数据库存储方法，并在此基础上进行应用创新和科研实践。
物联网工程的应用篇（10）
作者简介：朱金秀（1972-），女，江苏常州人，河海大学计算机与信息学院（常州），副教授；韩光洁（1972-），男，黑龙江伊春人，河海大学计算机与信息学院（常州），副教授。（江苏常州213022）
基金项目：本文系国家“物联网工程”特色专业建设项目、江苏省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究规划课题“‘卓越计划’课堂有效教学方法”（KT2011174）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）16-0067-02
物联网（Internet of things，IOT）的概念是在1999年提出的，根据2005年国际电信联盟（ITU）的定义，[1]物联网主要解决物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互联。这一高度交叉的新兴前沿领域在国际上备受关注，美国IBM公司基于物联网提出“智慧的地球”概念；中国科学院早在物联网概念诞生之初就启动了传感网研究。2009年，无锡物联网产业研究院成立，总理考察时提出“感知中国”的概念。2010 年3 月9 日教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业，以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。
自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来，中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学科教学指导委员会、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等方面进行了一系列的探索，国内高校也根据自身的情况对物联网工程专业的课程体系进行了探索。[2-4]2010年7月，河海大学（以下简称“我校”）成为首批获批物联网工程专业的30所大学之一；2011年3月，我校物联网工程专业成为第七批国家特色专业。物联网目前属于新兴产业，中国高校刚刚开始开设物联网工程专业，没有成熟的经验可以借鉴。笔者近年来致力于物联网工程专业建设，分析物联网工程专业的知识体系及核心知识领域，力求归纳物联网工程专业建设的专业共性基础，并结合我校特色，构建了物联网工程专业的课程体系，以期为兄弟高校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。
一、物联网的技术体系分析
在业界，物联网大致被公认为有三个层次，[1，5-7]底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。
感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。
网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上，其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网（如GSM、TD-SCDMA）、无线接入网（WiMAX）、无线局域网（Wi-Fi）、卫星网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。
物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联网网络层的重要组成部分，也是应用层众多应用的基础。
物联网各层次间既相对独立又紧密联系。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体应用，各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的，也不一定所有层次的技术都需要采用；即使在同一个层次上，对可供选择的技术方案也可以进行按需配置。
二、物联网工程专业知识体系分析
所谓专业体系就是把一个专业领域内的专业知识组织成专业干线清晰、知识点层次分明、结构衔接完整的一个知识框架。在分析物联网技术体系的基础上构建物联网工程专业的知识体系，“物联网工程”知识结构中的专业知识部分应能够构成物联网整体的框架并体现其关键技术。因此物联网工程专业知识体系应包括感知层、网络层和应用层的知识和系统整体架构与优化的知识。对应的核心知识领域为：对应于感知层为射频识别技术与无线传感器网络的技术；对应于网络层为通信与网络技术、异构网络互联与协同技术；对应于应用层为数据处理技术和信息安全技术；对应于物联网整体的框架为物联网应用系统设计和物联网工程规划与设计。
基于以上讨论，物联网工程专业的知识体系要能实现这样的培养目标：培养造就具有物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等相关专业知识；具有物联网及其相关领域的系统、网络、终端、协议等方面的研究、设计、开发能力以及组织和实施物联网应用项目的能力；并在创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面有良好的素养，能适应国家现代化与信息化建设需要，为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型高等工程技术与管理人才。
三、物联网工程专业核心课程构成
物联网工程专业课程体系应尽可能多地覆盖本专业的知识体系。围绕物联网工程专业涉及的学科知识领域和知识点，该专业知识部分由四个部分组成：基础类、感知类、网络与通信类、数据处理与领域应用类。
基础类课程为：数理类课程，例如高等数学或离散数学、线性代数、概率与统计、物理等；电路类课程，例如电路、模拟电子技术、数字逻辑与系统、高频电子电路等；程序类课程，例如程序设计语言C、数据结构与算法、Java语言程序设计等。感知类课程为：射频技术（RFID原理及应用）、传感器技术（与设计）、微机原理与接口、模式识别与状态监控、物联网定位技术、数据获取与信息处理系统等。网络与通信类类课程为：计算机网络、射频技术与无线通信、通信原理、无线传感器网络原理、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。数据处理与领域应用类课程为：物联网工程导论、信号与系统、数字信号处理、嵌入式系统设计、云计算与云存储、定位应用开发技术、物联网工程规划与设计、物联网系统综合设计、移动开发等。
四、物联网工程专业课程体系构建探索
物联网工程专业是以应用为驱动的专业，专业人才的培养根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色。因此我校培养模式坚持以水利特色为主导，发挥水利学科的传统优势；整合优化专业课程体系设计包括学科基础课程群、物联网工程专题课程群，使学生有兴趣、有研究、有实践地学习专业领域的知识，逐步地、系统地增长工程实践能力、创新能力与科学研究能力。
学科基础课程群：按基础类、感知类、网络类、应用类将相关课程分为四大课程群，有效克服每门课程各自为阵造成的“内容重复、衔接不紧”等弊端。物联网工程专题课程群：根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色，重点建立无线传感网技术、物联网应用开发两个方向，明确制定各方向的课程体系，为学生提供充分的选课空间和时间，使学生的个性得到充分发挥。
1.无线传感器网络
该方向侧重无线传感器网络与应用的研究，强调物联网传输与网络层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握扎实的无线传感网络的基础理论，具有无线传感网络及应用软件的开发和研究，方向重点是物联网网络层和感知层的研究与设计。
2.物联网应用开发
该方向侧重物联网应用技术的研究，强调物联网应用层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握扎实的物联网技术的基础理论，系统掌握物联网基础及应用软件的开发方法和开发工具，方向重点是物联网网络层和应用层的研究与设计。并增加水声通信技术、水联网及水环境检测应用作为我校的行业特色。
综上所述，我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。
在课程设置中，把行业应用特色纳入个性化课程、专业课模块，形成学术型和技术型两套既有共性、又有个性的课程体系。该课程体系坚持以水利特色为主导，夯实基础教学，为学生未来发展创造条件，以方向选修课为平台，拓宽学生的知识和认识视野，妥善化解突出特色和拓宽视野间的矛盾。
五、结束语
物联网工程专业不是以理论为主导，重点是工程应用，教学应该由应用来驱动，时刻做好准备，不断调整教学内容。课程设置及内容应重在特色，在实施过程中，将高度重视特色专业点建设工作，大力加强课程体系和教材建设，改革人才培养方案，强化实践教学，加强教师队伍建设，紧密结合国家经济社会发展需要，推进专业建设与人才培养，切实为同类高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。
参考文献：
物联网工程的应用篇（11）
21世纪人类社会正步入信息时代，我们正处在一场新的技术革命之中，这场技术革命的中心就是物联网。自从2010年总理在十一届全国人大三次会议的政府工作报告中指出："要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业，加快物联网的研发应用，加大对战略性新兴产业的投入和政策支持"以来，我国物联网产业得到了飞速发展。在2015年的政府工作报告中又提出："制定'互联网+'行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。" 2016年政府工作报告继续在"十三五"时期主要目标任务和重大举措中进一步指出：要强化创新引领作用，促进大数据、云计算、物联网广泛应用，加快建设质量强国、制造强国。
物联网产业的发展，需要大量专业技术人才。高职院校作为培养技术性人才的重要基地，目标是培养实践能力强的高级技能型人才。因此，高职物联网及相关专业的人才培养目标定位、课程设置、实验室建设等在提高人才培养质量、满足社会需求上就显得尤为重要。本文通过分析当前高职物联网专业发展情况，结合广州工程技术职业学院的情况，在物联网相关人才培养和相应实验室建设上进行探索与实践。
一、物联网技术人才需求状况
物联网，总括理解就是"物-物相联的互联网"，是把各种信息传感设备、控制设备和智能终端通过网络联接起来，实时采集各种需要的信息并加以管理和控制。是由计算机科学与技术、网络工程、电子技术、信息工程、通信工程及其它边缘科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新型应用型学科。
目前，物联网技术还属于一个新兴产业，正在快速发展，遍及智能交通、智慧农业、智能物流、智慧医疗、智能家居、环境保护、工业监测、个人健康等众多领域。中国物联网产业的总体规模，每年以超过30%的速度在发展，到2015年已达7500亿元，预计2020年将超过5万亿元。巨大产值的背后，是对相关专业技术人员的巨大需求！
从人才市场和智联招聘等招聘网站调查统计发现，物联网产业对专业人才的需求强烈，同时对各岗位的需求也是呈金字塔形的，也就是需求数量最多的是基层的销售、运维和技术支持人员，往上是系统集成、应用开发工程师等，最顶端的是系统架构师、项目经理等。
二、高职物联网专业人才培养现状
面对国家对物联网产业的大力扶持及其迅猛发展带到的巨大人才需求，各类型院校都纷纷加入到物联网人才培养队伍之中。从2010年6月江南大学第一个开设物联网本科专业开始，到2012年6月，短短两年时间国家就审批了物联网专业院校138所院校，其中本科院校80所，专科学校58所。到2015年，我国已经开设物联网专业的高职院校已达305所，而在各专业下开设物联网方向的院校则难以统计。另外，近年来也已经有多家技工院校开设了物联网专业，并且物联网专业的毕业生已经开始进入就业市场。
在遍地开花、欣欣向荣的专业开设和招生的表象下，我国各高职院校的物联网专业的人才培养情况却没有人们想象的那么好。由于物联网的发展时间比较短，在行业上还没有统一的标准，使得各院校在物联网专业的设置上还存在各种问题。
1、缺乏准确的人才培养目标
物联网行业发展迅猛，但还没形成统一的行业和人才需求标准，这就造成了物联网专业人才培养目标的模糊。现在物联网企业在人才市场招聘中，仍较少直接标出招聘物联网专业毕业生，还是根据具体岗位技术要求从计算机、电子、嵌入式、软件技术等专业招聘人才。因此，高职物联网专业必须要根据社会需求、学校原有基础等，选择物联网行业相应岗位，对人才培养目标进行准确定位，重点把某些岗位的核心技能培养好。
2、专业课程设置不合理
物联网所涉及的知识范围很广，包括了计算机技术、电子技术、网络通信技术、信息技术、软件设计等，要全部学习掌握这些技术对于高职学生来说不太现实。而目前高职院校在专业课程设置中仍普遍参考本科院校的课程设置，存在大而全的问题，计算机技术、传感器技术、单片机技术、嵌入式系统、RFID、传感器网络技术、应用软件开发等全都在课程计划中，但由于课时的限制，很多课程只能泛泛地讲授，学生无法深入的掌握运用。
3、师资力量不足
物联网是新兴的产业，但是在2010年才有第一个本科专业设立，2014年才有第一批本科专业毕业生，因此目前各高职院校的物联网专业教师都是从其他专业转过来的，基本不具备行业实践经验。缺乏高素质、高能力，具备行业经验的物联网专业教师，是目前高职院校的普遍现象，这对高职物联网技术人才培养非常不利。
4、实践能力不足
高职物联网人才培养主要侧重于学生的实践应用能力，但由于课程设置、师资、实训条件的限制，许多高职院校在教学过程中比较偏重理论知识的教授，而对物联网实际应用项目的实施训练不足，使得学生缺乏物联网知识在实际工作、生活中的实践，影响了学生的就业和日后的发展。
三、高职物联网人才培养的探索
面对物联网行业巨大的发展前景和人才需求，以及目前物联网市场发展的不完全、行业标准缺失的情况，我院根据自身的基础条件，在工程技术的大架构下，确定先以计算机应用技术专业为基础，培养物联网技术人才最为适合。以"物联网应用"方向为培养目标，主要培养学生掌握物联网技术在不同应用领域的上层应用设计、数据通讯和运用、系统集成等能力，使学生能够根据实际应用领域的需求设计、安装、调试、使用、维护物联网应用系统。
以原有计算机应用技术专业为基础，人才培养目标定位在人才需求为专科层次的"物联网系统开发工程师"、"Java开发工程师"、"Android开发工程师"岗位，通过在原有已开设的专业核心课程基础上，加大应用程序开发课程内容，适当增加物联网专业课程，如：无线传感器网络、嵌入式系统、物联网综合实训（智能家居）等。同时，对现在专业课程的教学内容、案例和实训项目进行改造，引入物联网应用项目，让学生更多地接触和认识物联网。
强化实践教学，提高实践教学内容在课程中比例。在实践教学中，强调以物联网实际应用案例为项目展开，强化实际操作训练。如在《计算机网络技术》课程实训中，加入了网络综合布线实训项目；《物联网综合实训》课程中，围绕"智能家居"项目进行展开，从底层设备安装调试到基层应用开发安装，完整地完成一个"智能家居"项目的实施。
四、高职物联网专业实验室建设
物联网是应用型技术，专业实验室是保证物联网专业教学必不可少的基础，物联网一系列的核心课程都需要依靠专门的实验实训设备才能顺利地进行教学。但作为一个专业，专门实验室的建设经费有限，必须要全面科学设计规划实验室建设计划，分步投入建设，用有限的经费完善专业实训实践条件，保证人才培养目标的实现和提高人才培养质量。
高职物联网专业实验室建设要遵循以下原则：
1）全面覆盖现有物联网技术基础知识，满足物联网专业课程教学的需要；
2）以工程实训为导向，实验设备要能够完成一个完整的工程应用项目；
3）规划要结合已有实验室，避免重复建设；
4）功能尽量多元化，满足基础教学、学生竞赛、科研创新、社会培训等多重需求。
对当前物联网技术应用发展的跟踪和分析，从横向分析，物联网的主体是物（包含了人，设备，器件以及电脑等各种终端），执行的动作是联（人与物，人与人，物与物建立联系），核心是网（网是沟通联系的桥梁）；从纵向分析，物联网由三个层次共同构建而成，它们分别是：感知层、网络层和应用层，其中应用层又可以细分为应用层和应用支持层，通过无线网络设备服务器和中间件，使得前端的各种信息感知和管理控制终端能够随时随地的接入互联网络，实现真正的物联网综合应用，设备联网是基础、综合应用是本质。
基于以上原则和分析，我们在结合原有的计算机网络实训室、软件开发实训室、数据库设计实训室、WEB开发实训室、电子技术实验室等基础上，设计建设了"物联网工程实训室"。实验室以"智能家居"为项目主题，研究从感知层（包括传感器，RFID，嵌入式系统等）到网络层（包括传感器网络，计算机网络通讯，嵌入式网关等） ，再到以面向行业应用的应用层（智能家居系统）等相关的理论和工程应用问题，重点突出实践能力、应用能力、创新能力的培养 。
实验室首先规划建设成为一个小型的物联网应用（智能家居）体验环境，实验室环境实现智能控制：能实时采集温度、湿度、光照强度、空气质量等环境参数，进而按照设定控制方案对灯光、窗帘、空调等进行综合控制；采集烟雾、可燃气体、红外感应等参数，安装远程监控摄像头，实现智能安防；实验室采用智能门禁，通过RFID卡、指纹等进行出入，并把有关数据记录在服务器；同时，实训室可以实现远程的监控，让管理员可以随时随地监控到实训室的状况。通过实验室的现场体验，学生可直观地感受到物联网技术的应用，从而激发学生的学习兴趣。
教学实训设备上，我们选择了智能家居实训平台，该实训平台以三星ARM11处理器为系统核心网关，以此作为数据处理及控制中心，设备分为客厅、厨房、卧室、阳台等不同模块，分别配置光照、温度、湿度、人体红外、气压、一氧化碳、超声测距等传感器和直流电机、步进电机、喇叭、指示灯等控制设备，通过Zigbee自组网络，形成一个智能家居模拟系统。系统可以通过嵌入式中心处理系统上开发的图形化交互界面直观地进行数据的显示和设备的控制，也可以通过web网页终端进行参数的读取和设备控制。该实训平台分解可以进行单片机、传感器、RFID、嵌入式系统、无线传感器网络等基础课程实验，整合起来又可以完成一个完整的智能家居系统开发的项目实训，做到以最少的投入满足物联网基本教学实训条件要求，以项目化工程应用设定实训内容，并可以此平台作创新扩展功能的设计开发。
五、小结
物联网产业的发展前景是美好的，人才需求随着产业市场的发展也将会越来越高，高职院校在应用型物联网高级技术人才培养发展潜力巨大。如何培养出适应社会需求、实践能力强、具备创新意识、具有竞争优势的物联网专业人才，是我们共同面对的问题。高职院校需要根据自身的条件优势，准确人才培养目标定位，根据目标岗位技能要求，围绕工程和应用理念科学构建课程体系，并在实验室建设中强调以应用为先，能通过完整的工程应用项目来完成课程的教学，强化实践能力和应用能力的训练，使学生能真正培养成为符合社会和岗位需求的物联网技术高素质的实用型人才。
参考文献
[1] 张梅，孟霞.浅析高职物联网专业建设及发展的思考[J].高教学刊，201・5（16）
[2] 陈宁.高职物联网专业实践教学条件建设探讨[J].广州城市职业学院学报，2015（9）
