應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才實(shí)踐課程體系構(gòu)建的研究

摘要：本文從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)，以電子商務(wù)B2C倉儲(chǔ)物流應(yīng)用項(xiàng)目為典型案例，分析了應(yīng)用項(xiàng)目功能和技術(shù)構(gòu)成，導(dǎo)出了涵蓋物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)而提出應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐課程體系的構(gòu)建方案。本文提出的實(shí)踐課程體系對(duì)應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案的規(guī)劃和設(shè)計(jì)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；B2C；RFID；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 21-0000-02

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)新興信息產(chǎn)業(yè)，是國家“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。十二五期間物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域包括智能交通、智能物流、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、智能家居、智慧城市、國防與軍事等等。隨著產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人才需求迅猛增加，各層次大專院校爭相開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)，由此，各個(gè)院校構(gòu)建符合產(chǎn)業(yè)實(shí)際培養(yǎng)方案就顯的尤為重要，而培養(yǎng)方案中的實(shí)踐教學(xué)課程體系設(shè)計(jì)則是判斷人才培養(yǎng)是否順應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求并與行業(yè)緊密接軌的關(guān)鍵。

1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用典型項(xiàng)目案例分析

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案的制定應(yīng)該來自于行業(yè)應(yīng)用實(shí)際，最后通過掌握實(shí)際工作所需知識(shí)和能力的畢業(yè)生回到行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，因此，對(duì)行業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目案例的分析無疑是指定人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐課程體系的重要途徑。

這里以B2C電子商務(wù)智能倉儲(chǔ)為例，分析一下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的主要技術(shù)構(gòu)成。B2C電子商務(wù)智能倉儲(chǔ)應(yīng)用的業(yè)務(wù)描述如下：

（1）向貨物RFID標(biāo)簽中寫入貨物基本信息；（2）將貼有標(biāo)簽的貨物集中放在RFID讀寫天線托盤上，一次性讀取所有入庫的商品的信息，登記到庫存管理系統(tǒng)中；（3）智能貨架實(shí)時(shí)讀取貨架商品的數(shù)量，同步到網(wǎng)絡(luò)商店前臺(tái)；（4）網(wǎng)購訂單確認(rèn)后，倉儲(chǔ)區(qū)打印機(jī)自動(dòng)打印訂單，等待揀貨。（5）揀貨時(shí)條碼槍掃描訂單條碼，揀貨商品倉位指示燈亮起，顯示需要在該倉位揀貨的數(shù)量；（6）訂單及貨物送達(dá)時(shí)，用數(shù)碼筆進(jìn)行訂單簽收，數(shù)碼筆的藍(lán)牙傳送簽收信息到智能手機(jī)，再通過2G/3G網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器上；（7）通過無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭對(duì)倉儲(chǔ)環(huán)境內(nèi)的視頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，通過溫濕度傳感器對(duì)倉儲(chǔ)的基本環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。

在應(yīng)用案例中，所涉及的技術(shù)歸納如下：（1）射頻識(shí)別及條碼技術(shù)；（2）無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（4）無線通信技術(shù)及協(xié)議（Zigbee通信技術(shù)）；（5）軟件開發(fā)技術(shù)；（6）嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。

這些技術(shù)的學(xué)習(xí)與實(shí)際驗(yàn)證都需要通過一系列課程來支撐，這些技術(shù)也自然就成為這些課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主要內(nèi)容。本課題組成員已經(jīng)給出了應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案，這里給出對(duì)應(yīng)的實(shí)踐課程體系。根據(jù)目前絕大多數(shù)應(yīng)用型高校的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)一般包括兩部分，課程實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)訓(xùn)，這里也給出兩部分設(shè)計(jì)，分別為：課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

2 物聯(lián)網(wǎng)核心課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

由于計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)、嵌入式應(yīng)用開發(fā)技術(shù)的實(shí)踐項(xiàng)目在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案中已經(jīng)非常成熟，不再贅述。這里只給出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的課程簡介及核心實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

（1）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概論。本課程全面地介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本理論、技術(shù)基礎(chǔ)、EPC電子編碼體系，以及物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生、社會(huì)治安、智能樓宇、感知城市、智能交通、節(jié)能環(huán)保、旅游觀光、生產(chǎn)監(jiān)控、新型商務(wù)和醫(yī)療護(hù)理等眾多重點(diǎn)生產(chǎn)與生活領(lǐng)域中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：參觀和操作體驗(yàn)智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：智能家居對(duì)碼過程實(shí)驗(yàn)；通過互聯(lián)網(wǎng)控制房中各種家用電器；通過遙控器控制家中各種家用電器；通過手機(jī)控制家中各種家用電器；手機(jī)一鍵布防實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫馕锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和技術(shù)構(gòu)成，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)具有宏觀的認(rèn)識(shí)。

（2）RFID原理與應(yīng)用。本課程系統(tǒng)地介紹物聯(lián)網(wǎng)與射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的基本概念、基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用實(shí)例。讓學(xué)生掌握射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）的工作原理，設(shè)備構(gòu)成，并了解RFID在交通、安全防偽、供應(yīng)鏈管理、公共管理等領(lǐng)域的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：寫卡實(shí)驗(yàn)；讀卡實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)RFID射頻卡信息寫入；實(shí)現(xiàn)RFID射頻卡信息識(shí)別。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆兆x卡器與網(wǎng)關(guān)的連接，熟悉無源標(biāo)簽（也稱無源卡片、無源卡）的讀、寫操作。

（3）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用。本課程涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless SensorNetwork，WSN）的理論和應(yīng)用兩個(gè)方面，讓學(xué)生掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)，了解軟硬件開發(fā)平臺(tái)和仿真環(huán)境。通過一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用實(shí)例讓學(xué)生了解無線傳感網(wǎng)的具體應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（溫度、濕度、光照等狀態(tài)監(jiān)控）；Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)設(shè)備設(shè)計(jì)和組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)；通過Zigbee通信協(xié)議的無線傳感網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如溫度、濕度、光照、噪音等遠(yuǎn)程狀態(tài)的監(jiān)控。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諢o線傳感網(wǎng)的技術(shù)組成和設(shè)備結(jié)構(gòu)，能設(shè)計(jì)典型聯(lián)網(wǎng)方案，并能通過無線傳感網(wǎng)獲取遠(yuǎn)程狀態(tài)數(shù)據(jù)。

（4）3G數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及移動(dòng)開發(fā)技術(shù)。課程對(duì)第三代移動(dòng)通信的高速數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)EV-DO技術(shù)與HSPA的技術(shù)進(jìn)行了全面而深入的介紹。介紹基于移動(dòng)手持終端（Android或IOS系統(tǒng)）的軟件開發(fā)技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：3G模塊HSPA聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)；Android和IOS系統(tǒng)平臺(tái)下數(shù)據(jù)處理、傳輸軟件開發(fā)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在特定開發(fā)板上接入3G模塊實(shí)現(xiàn)3G高速網(wǎng)絡(luò)連接；在Android或IOS系統(tǒng)平臺(tái)下開發(fā)客戶端軟件，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器軟件平臺(tái)數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控。

3 綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

綜合項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)一般在學(xué)期末或在最后學(xué)年離校實(shí)習(xí)之前開設(shè)綜合性實(shí)訓(xùn)課程，時(shí)間一般為半個(gè)月以上，要求在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中要綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，完成一個(gè)綜合性應(yīng)用項(xiàng)目。本題組設(shè)計(jì)并選用了五個(gè)典型案例項(xiàng)目作為綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，這里僅給出一個(gè)典型案例的描述。

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)簡介：本實(shí)訓(xùn)方案采用沙盤進(jìn)行智能交通部分應(yīng)用的模擬展示。沙盤分為城市交通和公共交通兩部分。沙盤以模型地形地貌、模型植被、模型建筑、模型軌道為基礎(chǔ)，配以相應(yīng)的動(dòng)態(tài)模擬控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市交通和公共交通系統(tǒng)的功能，體現(xiàn)了城市交通智能化和公共交通智能化建設(shè)的情況。

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)功能：（1）城市交通模擬功能：有車輛闖紅燈時(shí)，LED燈閃亮模擬車輛拍攝；車到十字路口，遇到紅燈時(shí)，應(yīng)停到停止線后。（2）流量統(tǒng)計(jì)功能：通過RFID讀寫器，監(jiān)控每條道路通過的車輛數(shù)，從而可統(tǒng)計(jì)每條道路的流量。（3）快速公交交通模擬功能：Led屏顯示車輛與站牌之間的距離和到站時(shí)間；到站后系統(tǒng)能展示LED屏與語音廣播的聯(lián)動(dòng)功能（即LED屏顯示的內(nèi)容與語音廣播一致）；體現(xiàn)安全門開關(guān)與車輛進(jìn)出站的聯(lián)動(dòng)功能，車輛到站后，安全門自動(dòng)開啟，車輛在站臺(tái)前逗留多少時(shí)間，安全門就一直開著直到車輛駛離站臺(tái)；自動(dòng)報(bào)站功能，車輛距離站點(diǎn)還有幾十厘米距離時(shí)，車輛能夠語音播報(bào)車輛到站信息；站節(jié)牌采用LED屏顯示，主要顯示車輛距離站點(diǎn)的距離和時(shí)間。（4）停車場(chǎng)車位監(jiān)控模擬功能：設(shè)置6個(gè)車位，每個(gè)車位安裝地感線圈。系統(tǒng)可對(duì)車位進(jìn)行監(jiān)控?？刂婆_(tái)上可顯示當(dāng)前的車位空閑情況。（5）車輛定位功能：為每輛車貼上一張電子標(biāo)簽，沙盤上有20個(gè)RFID讀寫器，通過射頻技術(shù)對(duì)車輛進(jìn)行定位，并將定位信息實(shí)時(shí)顯示到控制臺(tái)上。標(biāo)簽中存儲(chǔ)車輛的信息，可在定位到車輛后，顯示出該車輛的屬性信息。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）熟悉沙盤構(gòu)造及操作；（2）RFID接口協(xié)議實(shí)驗(yàn)；（3）智能交通控制軟件模塊開發(fā)；（4）車輛訂位軟件模塊開發(fā)；（5）停車場(chǎng)車位監(jiān)控軟件模塊開發(fā)。

4 結(jié)束語

實(shí)踐教學(xué)課程體系的構(gòu)建應(yīng)該來自于行業(yè)，回歸到行業(yè)，從行業(yè)應(yīng)用案例出發(fā)構(gòu)建應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)實(shí)踐課程體系具有很強(qiáng)的針對(duì)性，并能夠與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密接軌，本文提出的實(shí)踐課程體系來自于行業(yè)實(shí)踐，對(duì)應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才實(shí)踐課程體系的設(shè)計(jì)和實(shí)施具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡向東.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系探究[J].教育教學(xué)論壇，2012，35.

本論文為黑龍江省教育廳教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目2011年度重點(diǎn)課題《應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)規(guī)格及方案的研究》的階段成果。