面向物流工程專業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)概論”實驗系統(tǒng)建設(shè)探討

摘要：依據(jù)北京信息科技大學辦學特色和物流工程專業(yè)工程碩士的培養(yǎng)目標，結(jié)合“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程任務(wù)和授課內(nèi)容，針對面向物流工程專業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)概論”實驗系統(tǒng)建設(shè)問題，初步探討該課程的實踐教學模式，闡述實驗系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容，為加深學生對物聯(lián)網(wǎng)的認識、提高實踐能力、增強社會競爭力提供實驗教學手段和方法。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；物流工程；實驗系統(tǒng)建設(shè)

作者簡介：趙剛（1965-），男，遼寧沈陽人，北京信息科技大學信息管理學院，副教授。（北京 100192）

基金項目：本文系北京信息科技大學教育提高項目、課程建設(shè)項目的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0168-02

課程建設(shè)是一項綜合性的建設(shè)，在我國高等教育課程結(jié)構(gòu)總體框架內(nèi)具有十分重要的意義。課程建設(shè)是連接教育宏觀和微觀兩方面的重要紐帶，是教學工作的基本細胞。實踐環(huán)節(jié)注重于所掌握知識的實際應(yīng)用，通過應(yīng)用實例加深對理論知識的認識，鍛煉動手能力，培養(yǎng)合格的專業(yè)人才。為了達到培養(yǎng)目標，培養(yǎng)學生實踐動手能力尤為重要。[1-3]

北京信息科技大學信息管理學院承擔物流工程專業(yè)工程碩士的培養(yǎng)，所開設(shè)的研究生課程“物聯(lián)網(wǎng)概論”屬于學位專業(yè)基礎(chǔ)必修課，課程具有較強的實踐性。為促進實現(xiàn)物流工程碩士培養(yǎng)目標，急需建立“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程教學相關(guān)實驗系統(tǒng)，以更好地培養(yǎng)學生熟練運用信息技術(shù)、獨立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化的能力。物流產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大批物流工程技術(shù)人才，完善物流工程專業(yè)工程碩士的培養(yǎng)目標，更側(cè)重對實踐能力培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為物流工程帶來巨大變革，數(shù)據(jù)感知與采集是物流工程智能決策的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)管理與集成是異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為商務(wù)智能的信息條件。[4-5]本文主要介紹面向物流工程專業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程中實驗教學系統(tǒng)的思考與探討。

一、物流工程專業(yè)工程碩士培養(yǎng)目標與“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程

物流工程是以物流系統(tǒng)為研究對象，研究物流系統(tǒng)的資源優(yōu)化配置、物流運作過程控制、經(jīng)營和管理的工程技術(shù)領(lǐng)域。北京信息科技大學物流工程全日制工程碩士專業(yè)培養(yǎng)目標是從我國物流產(chǎn)業(yè)的實際出發(fā)，結(jié)合本校優(yōu)勢，培養(yǎng)具有物流領(lǐng)域堅實的理論基礎(chǔ)和寬廣的專業(yè)知識，富有創(chuàng)新意識，能獨立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計，能熟練運用信息技術(shù)進行物流工程管理，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型專門人才。

在專業(yè)建設(shè)中，“物聯(lián)網(wǎng)概論”是全日制工程碩士物流工程專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，本課程的任務(wù)是使學生掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本知識，掌握物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，深入了解物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，使學生具有在物流系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本能力。其主要講授物聯(lián)網(wǎng)的基本原理及應(yīng)用知識，包括物聯(lián)網(wǎng)的分類、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計等內(nèi)容，學生通過課程的學習應(yīng)具備以下方面的知識體系并普遍理解基礎(chǔ)內(nèi)容，重點掌握應(yīng)用技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)、傳感與數(shù)據(jù)采集、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與挖掘、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計。

二、“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程實驗系統(tǒng)建設(shè)

按照國家教育部對工程碩士的要求，在考察和培養(yǎng)工程碩士理論知識能力的前提下更側(cè)重對工程碩士實踐能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為物流工程帶來巨大變革，數(shù)據(jù)感知與采集是物流工程智能決策的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)管理與集成是異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為商務(wù)智能的信息條件。數(shù)據(jù)管理與集成及數(shù)據(jù)感知與采集技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展受到了學術(shù)與產(chǎn)業(yè)界的高度重視，已成為物流工程領(lǐng)域研究的熱點和關(guān)鍵性問題。北京信息科技大學信息管理學院承擔物流工程專業(yè)碩士的培養(yǎng)，所開設(shè)的研究生課程“物聯(lián)網(wǎng)概論”屬于學位必修、專業(yè)基礎(chǔ)課，課程具有較強的實踐性，為促進實現(xiàn)物流工程碩士培養(yǎng)目標，急需完善相關(guān)教學課程體系并且建立該課程教學相關(guān)實驗系統(tǒng)。“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程建立以演示為主、調(diào)動學生實踐動手能力的小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)十分必要，以更好地培養(yǎng)學生熟練運用信息技術(shù)、獨立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化的能力。

物聯(lián)網(wǎng)信息采集、加工是物聯(lián)網(wǎng)乃至物流工程中的重要知識內(nèi)容，建設(shè)實驗系統(tǒng)所提供的科學研究與實踐平臺不僅可以讓研究生鞏固理論知識，加深學生對物聯(lián)網(wǎng)的信息流的認識，提高實踐能力，而且將進一步增強學生社會競爭力。[6-7]物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等感知層設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換與通信，實現(xiàn)對物體的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)，是“物物相連”的信息通信網(wǎng)絡(luò)。龐大復(fù)雜的前端傳感數(shù)據(jù)匯集后需要分類分析甚至綜合協(xié)同處理，作為物聯(lián)網(wǎng)三個重要的特征之一，信息系統(tǒng)強大的計算能力對前端數(shù)據(jù)進行挖掘、整理、分析、判斷并給出結(jié)論，本實驗系統(tǒng)是建立基于RFID的商品供應(yīng)鏈智能管理系統(tǒng)的初步階段，其整體系統(tǒng)如圖1所示。

初步建成具有以下功能的小型物聯(lián)網(wǎng)實驗系統(tǒng)：以物流工程中庫存管理為基礎(chǔ)，利用RFID技術(shù)建立感知層，運用自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸層，設(shè)計實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層業(yè)務(wù)實驗系統(tǒng)，重點發(fā)揮北京信息科技大學信息管理學院優(yōu)勢，從而進一步建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的庫存管理信息系統(tǒng)。對無線傳感器節(jié)點工作原理進行分析，安裝無線傳感器節(jié)點操作系統(tǒng)，配置無線組網(wǎng)，建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)；建立RFID工作場景，在完成對射頻標簽讀寫基礎(chǔ)上利用數(shù)據(jù)庫進行具體應(yīng)用案例開發(fā)。

（1）模擬給每一庫位貼電子庫位標簽，在進行庫房管理作業(yè)時讀取該標簽信息，從而判定當前作業(yè)的位置是否正確。

（2）模擬為入庫物品貼上具有貨物標識的電子標簽，在實施庫房作業(yè)時讀取標簽編號用以核定作業(yè)物品是否正確。

（3）讀取出庫物品標簽，提高作業(yè)效率，降低錯誤率。

（4）為了節(jié)省運行成本，貨物出庫后可取下標簽，送到入庫處根據(jù)需要設(shè)計重復(fù)使用貨物標簽。

（5）架設(shè)具有模擬覆蓋整個倉庫作業(yè)區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)作業(yè)數(shù)據(jù)的實時傳輸。

（6）模擬作業(yè)車并安裝無線數(shù)據(jù)終端，作業(yè)者配置手持式無線數(shù)據(jù)終端，利用指令實現(xiàn)作業(yè)位置與作業(yè)貨物的準確性確認等功能。

（7）模擬自動導(dǎo)引車平臺并配置RFID識讀器、無線通信設(shè)備，實現(xiàn)周期性對庫房貨物的自動盤點并其結(jié)果傳輸給信息系統(tǒng)。

圍繞北京市物流產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的需求，為實現(xiàn)“物流工程”專業(yè)的培養(yǎng)目標，初步建成小型物聯(lián)網(wǎng)實驗系統(tǒng)，以物流工程中庫存管理為基礎(chǔ)，利用RFID技術(shù)建立感知層，運用自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸層，設(shè)計實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層業(yè)務(wù)系統(tǒng)，重點發(fā)揮北京信息科技大學信息管理學院優(yōu)勢，建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的庫存管理信息系統(tǒng)，用以支撐研究生課程“物聯(lián)網(wǎng)概論”的教學與實踐，為學生提供“數(shù)據(jù)感知與采集”的科研與創(chuàng)新實踐平臺。借助所建設(shè)的小型實踐平臺能夠幫助學生鞏固理論知識，進一步接觸接近實際的數(shù)據(jù)感知與采集、數(shù)據(jù)管理與集成技術(shù)，提高工程實踐能力。

三、結(jié)束語

本文在介紹物流工程專業(yè)工程碩士培養(yǎng)目標的基礎(chǔ)上，總結(jié)了“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程的主要教學內(nèi)容，在分析物流工程與物聯(lián)網(wǎng)關(guān)系等方面的基礎(chǔ)上深入探討了“物聯(lián)網(wǎng)概論”實驗系統(tǒng)的建設(shè)目標、建設(shè)方案和建設(shè)內(nèi)容?！拔锫?lián)網(wǎng)概論”實驗系統(tǒng)的建設(shè)不僅可以促進學生鞏固理論知識、提高實踐能力，而且還將進一步增強學生畢業(yè)后在社會中的競爭力。學生通過接觸到近于實際的數(shù)據(jù)感知與采集技術(shù)，提高其自身的技術(shù)素養(yǎng)與工程實踐能力。因此，本實驗系統(tǒng)的建立可以提供“物流工程”專業(yè)碩士相關(guān)課程的教學與實踐，必將大力加快我校培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新能力的高層次應(yīng)用型人才目標的實現(xiàn)，面對社會人才需求，培養(yǎng)優(yōu)秀的高層次應(yīng)用型人才，更好地服務(wù)于社會，滿足行業(yè)的需求。

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（責任編輯：王祝萍）