物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室在高職院校建立的研究

王茂生

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù)，培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方面的高等工程技術(shù)人才[1]。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)要求比較高，故為了將理論聯(lián)系實(shí)際，滿足培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手開發(fā)需要，物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容都以實(shí)物仿真設(shè)備為基礎(chǔ)，加之系統(tǒng)的軟件應(yīng)用培訓(xùn)，充分讓學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮主動(dòng)性，建立實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，進(jìn)而得到全方位的訓(xùn)練，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際并動(dòng)手操作的目的。

一、研究的內(nèi)容

在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)室的基礎(chǔ)之上，相關(guān)專業(yè)教師參與共同建設(shè)，在軟件編程、硬件操作方面都有教師進(jìn)行參與建設(shè)。在建設(shè)的過程之中也對(duì)教師的實(shí)踐教學(xué)提出了更高的要求，鍛煉了教師的實(shí)物教學(xué)能力，讓教師也真正能夠得到教學(xué)水平的鍛煉。多學(xué)科教師的共同參與也促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)教學(xué)的合作能力。

建設(shè)過程中所需技術(shù)缺少不了真正的企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)。因?yàn)樵谄髽I(yè)里的產(chǎn)品面對(duì)的是真正的市場(chǎng)，面對(duì)的是實(shí)際的客戶需求。我們?cè)诮ㄔO(shè)過程中把本地各個(gè)著名的企業(yè)技術(shù)人員邀請(qǐng)到學(xué)校來共同研究制定實(shí)訓(xùn)室的軟硬件建設(shè)方案。這樣能夠讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中接觸真正符合市場(chǎng)需求實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。得到鍛煉的同時(shí)能夠真正的把理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相接軌。與市場(chǎng)同步是必然的發(fā)展趨勢(shì)，我們的專業(yè)課教師在建設(shè)過程之中也能夠得到很好的提高。把市場(chǎng)引入校園，把企業(yè)搬到實(shí)訓(xùn)室，做到向企業(yè)學(xué)習(xí)，與市場(chǎng)接軌。物聯(lián)網(wǎng)是一門新興學(xué)科，建設(shè)過程之中一定要向企業(yè)要技術(shù)、向社會(huì)推人才。這樣才能不斷的推陳出新。才能讓學(xué)生真正學(xué)到實(shí)用的知識(shí)。

實(shí)訓(xùn)室建設(shè)需要從以下幾方面著手：物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案的建立；物聯(lián)網(wǎng)在高校實(shí)訓(xùn)基地的初步建設(shè)構(gòu)思；物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的軟件構(gòu)架；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的查詢；搭建軟件操作平臺(tái)。

二、研究?jī)r(jià)值

目前國(guó)內(nèi)外都在研究與物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的相關(guān)內(nèi)容。國(guó)內(nèi)各大高校也在陸續(xù)開設(shè)該專業(yè)，由于目前各大行業(yè)需求量極大，故人才培養(yǎng)尤為重要。在培養(yǎng)階段，尤其高職高專院校在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的安排上不可缺少實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。因此，在學(xué)校內(nèi)建立和相對(duì)應(yīng)的大型校外實(shí)訓(xùn)基地探索開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容對(duì)于實(shí)現(xiàn)高職院校在該專業(yè)的培養(yǎng)體系上的跨越式發(fā)展有著實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)意義。

三、物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的理念

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是近幾年新興的專業(yè)。建設(shè)過程中都是在不斷的摸索中前進(jìn)著，所以實(shí)驗(yàn)室的建立也是必然的模式，我們要在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)把實(shí)踐環(huán)境搞上去。一些院校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的時(shí)候由于對(duì)市場(chǎng)情況不是很清楚，所以定位難以一步到位，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生最后走入社會(huì)不能給自己做出一個(gè)準(zhǔn)確的定位。我們?cè)谘芯恐贫ㄐ碌膶I(yè)時(shí)一定要向市場(chǎng)問需求，回頭來自我建設(shè)。學(xué)校不同于社會(huì)中的企業(yè)。要在自身能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，因?yàn)閷W(xué)校的實(shí)訓(xùn)室不是直接使用的產(chǎn)品，所以我們要向社會(huì)要經(jīng)驗(yàn)后自行研發(fā)教學(xué)設(shè)備。

根據(jù)目前的具體情況，建立物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，以及實(shí)際案例的體現(xiàn)，理論結(jié)合實(shí)踐。

四、我校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的建立

1.現(xiàn)有教學(xué)條件

在軟件基礎(chǔ)方面，我?，F(xiàn)已通過教育部門審批，于2011年9月開始招收物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新生；制定了詳盡的人才培養(yǎng)方案、明確培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)方向；聘請(qǐng)多名電器類專業(yè)教師組成的優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)；擁有多名相關(guān)專家委員會(huì)成員；多名教師出版過多種電氣、通信、網(wǎng)絡(luò)類相關(guān)教材并發(fā)表過相關(guān)論文。在硬件條件方面，我們現(xiàn)已擁有有多個(gè)相關(guān)實(shí)訓(xùn)室或?qū)嵱?xùn)設(shè)備，如PLC控制平臺(tái)、地電子設(shè)備生產(chǎn)平臺(tái)、通信控制模塊、智能家居實(shí)訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)與智能樓宇實(shí)訓(xùn)一體化平臺(tái)、建筑電氣控制實(shí)訓(xùn)室、閉路電視監(jiān)控實(shí)訓(xùn)室、綜合布線實(shí)訓(xùn)室、建筑弱電實(shí)訓(xùn)車間、智能停車場(chǎng)一卡通實(shí)訓(xùn)室和消防實(shí)訓(xùn)室等多種配套實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地。學(xué)校于2011年又為該專業(yè)的建立購置實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)，如圖1所示。

2.我校物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新

我院開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)（樓宇智能建筑方向）專業(yè)不論是對(duì)黑龍江省還是對(duì)全國(guó)高校建筑類專業(yè)都具有創(chuàng)新的意義?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006—2020年）》和"新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)"重大專項(xiàng)中均將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。而結(jié)合我校實(shí)際情況，可以做到：物聯(lián)網(wǎng)在樓宇智能控制方向的基礎(chǔ)設(shè)施的研究構(gòu)建與開發(fā)；傳感采集及控制的教學(xué)研究；建筑通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)集成的研究；系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的管理與控制的研究。

目前我校依托智能樓宇專業(yè)，設(shè)有多個(gè)智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，如智能家居實(shí)訓(xùn)室、綜合布線一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、智能樓宇消防仿真平臺(tái)、智能監(jiān)控一體化監(jiān)控平臺(tái)等。去年我們還與上海企想信息技術(shù)有限公司物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)研發(fā)部共同創(chuàng)建了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地。利用該平臺(tái)，目前已開設(shè)多個(gè)模塊的實(shí)訓(xùn)課程。

3.教學(xué)模式

對(duì)當(dāng)前在校大學(xué)生的技術(shù)能力不成熟以及缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，“三階段能力躍升的實(shí)訓(xùn)模式以及方法論”將確保每一名學(xué)生能夠親身經(jīng)歷并且積累企業(yè)真實(shí)開發(fā)的切身感受和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，充分提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.推廣應(yīng)用價(jià)值

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的建立對(duì)于課堂理論教學(xué)意義十分重大。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是單一的技術(shù)，而是一個(gè)技術(shù)集成，涉及廣泛的技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，但是應(yīng)用技術(shù)的核心是嵌入式軟件開發(fā)的技能。

物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)體系從環(huán)境、框架、平臺(tái)、核心四個(gè)方面入手。推進(jìn)國(guó)家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人才戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的建立的教學(xué)意義主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：

（1）可以大力促進(jìn)專業(yè)教師的水平提高

基于相關(guān)樓宇智能化的專業(yè)課程，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)可以把現(xiàn)有資源進(jìn)行整合并通過課堂理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作的結(jié)合，讓理論課程的內(nèi)容得到落實(shí)。在課堂上進(jìn)行理論教學(xué)后進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，而后再在實(shí)訓(xùn)室中讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行操作性實(shí)驗(yàn)。從而達(dá)到全方位深入學(xué)習(xí)的目的。在這個(gè)過程中教師的專業(yè)教學(xué)水平會(huì)得到極大地提升。

（2）對(duì)整個(gè)教學(xué)工作起著重要的促進(jìn)作用

傳統(tǒng)的教學(xué)模式都是通過教師直接傳授，而新的實(shí)訓(xùn)模式通過教師引導(dǎo)學(xué)生在理論課之前進(jìn)入到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行參觀性實(shí)訓(xùn)，再到教室中講解并動(dòng)手演示進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生會(huì)在實(shí)物的使用中對(duì)理論產(chǎn)生興趣，再根據(jù)教師的講解而深化學(xué)習(xí)，最后通過學(xué)生動(dòng)手去操作得以理解。在這樣一個(gè)過程中，教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)很重要，同時(shí)通過學(xué)生的互動(dòng)可以促進(jìn)教學(xué)工作的進(jìn)行。

（3）對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的培養(yǎng)起到重要的橋梁作用

以往的實(shí)驗(yàn)都是教師教什么，學(xué)生做什么。從而讓學(xué)生覺得被動(dòng)?，F(xiàn)在的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)可以由教師安排若干種實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自行選擇。學(xué)生可以選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)去動(dòng)手，這極大地增強(qiáng)了學(xué)生的興趣。興趣是最好的老師。學(xué)生愛動(dòng)手了，反過來自然就會(huì)去學(xué)習(xí)更深層次的理論知識(shí)。

（4）可以鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維和強(qiáng)化主動(dòng)動(dòng)手鍛煉的意識(shí)

物聯(lián)網(wǎng)是一門全新的學(xué)科，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以了解世界前沿科學(xué)的發(fā)展情況，養(yǎng)成用新技術(shù)解決問題的思維習(xí)慣，掌握利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的方法和能力。

五、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的建立對(duì)智能建筑

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的展望

工信部表示，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成為2010年我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)確定三大發(fā)展目標(biāo)之一；由工信部和國(guó)標(biāo)委領(lǐng)導(dǎo)，成立物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組；三大電信運(yùn)營(yíng)商、國(guó)家廣電總局等均制定物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃。國(guó)家廣電總局電視網(wǎng)遍及千家萬戶，所以到2012年時(shí)，要利用廣電網(wǎng)絡(luò)、家居智能化搞活物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)推測(cè)，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈2009年產(chǎn)值可能已突破1000億元，2010年產(chǎn)值達(dá)到2000億元[2]。

1.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑系統(tǒng)的特點(diǎn)

智能建筑在系統(tǒng)中使用到系統(tǒng)集成技術(shù)，涉及到幾十種物聯(lián)網(wǎng)的分支子系統(tǒng)。所有的子系統(tǒng)都要求應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息溝通。所以未來的智能建筑是架設(shè)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之上的通用性系統(tǒng)。在這套系統(tǒng)中會(huì)把絕大部分設(shè)備都通過局域網(wǎng)以弱電信號(hào)傳輸方式連接。在未來還要以無線的形式加以連接。

2.智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下的進(jìn)步

智能建筑系統(tǒng)的應(yīng)用正逐步影響著我們的生活，智能建筑系統(tǒng)中的很多設(shè)備產(chǎn)品都在我們生活中能夠被逐步的認(rèn)可和廣泛使用。這其中物聯(lián)網(wǎng)的功勞一定是不可取代的。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)在智能建筑中幾乎無處不在，遍及各個(gè)系統(tǒng)。深究其個(gè)中原因，主要是現(xiàn)代的智能建筑中都應(yīng)用了全方位的系統(tǒng)集成技術(shù)。各種傳感器的使用與軟件的配合使人們從繁重的檢測(cè)檢修中解脫出來，可以做更多的事情?，F(xiàn)代化的智能家居中已經(jīng)有相當(dāng)多的系統(tǒng)具備了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的雛形，例如電表信息遠(yuǎn)傳技術(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)及樓宇安防等等。由此看來，積極推進(jìn)高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的建立已經(jīng)迫在眉睫。

如圖2所示是當(dāng)前的智能建筑中智能家居在物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)上的發(fā)展情況，智能家居中的通信大都采用局域網(wǎng)的TCP/IP控制方式。這在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中是可以大力應(yīng)用的。用戶也可根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況采用更先進(jìn)的電力局域網(wǎng)系統(tǒng)，如電力貓等，在整個(gè)物業(yè)系統(tǒng)中也是可以大力推展使用這套系統(tǒng)的。故此物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室在這方面也要大力開展，在今后還會(huì)逐步推進(jìn)3G或者4G無線通信技術(shù)的應(yīng)用。

3.物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室未來發(fā)展構(gòu)想

根據(jù)我?，F(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)資源及相關(guān)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的共同構(gòu)成，在今后的發(fā)展方向上可以充分發(fā)展如下幾個(gè)方面。第一，在現(xiàn)有資源的充分利用的基礎(chǔ)上再積極自主研發(fā)相關(guān)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、節(jié)能減排、降低教學(xué)成本，為學(xué)校減負(fù)。第二，引入其他相關(guān)專業(yè)（比如計(jì)算機(jī)專業(yè)）的教師共同參與軟件研發(fā)，研制符合我校教學(xué)模式的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)軟件。第三，采用學(xué)校主導(dǎo)方向，邀請(qǐng)企業(yè)共建模式全程合作，這樣可以在教學(xué)中充分共享物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息技術(shù)企業(yè)的最新資源，定期邀請(qǐng)企業(yè)專家來校輔導(dǎo)講座；同時(shí)還可以為企業(yè)訂單培養(yǎng)人才，加快物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展。

綜上所述，目前各大高校都在積極的探索物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的開展，而在我們高職院校中物聯(lián)網(wǎng)的開展更應(yīng)該是注重實(shí)踐，在實(shí)訓(xùn)室的建立上更應(yīng)該以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力為主，讓學(xué)生在實(shí)踐中能夠真正得到鍛煉。

物聯(lián)網(wǎng)代表著下一代信息技術(shù)發(fā)展的方向。隨著各方面的共同努力，相信物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)對(duì)中國(guó)乃至整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著積極推動(dòng)的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 高宇.物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室建設(shè)思考[J].科技信息.2010（36）：251-253.

[2] 張公忠.物聯(lián)網(wǎng)與智能建筑[J].智能建筑與城市信息.2011（01）：15-17.

[3] 葉自寧.基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究[J].中國(guó)新通信.2013，（9）：42-43.