發(fā)布時間:2023-10-08 17:35:54
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)與實踐,期待它們能激發(fā)您的靈感。
【關(guān)鍵詞】高職;物聯(lián)網(wǎng);課程建設(shè)
0 引言
目前,it業(yè)界和學(xué)術(shù)界一致認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將帶來世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮,國家“十二五”規(guī)劃也已明確提出將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。無論是在企業(yè)界、工程界還是在學(xué)術(shù)界,物聯(lián)網(wǎng)研究和應(yīng)用都受到了前所未有的重視,面對如此良好的發(fā)展契機,作為全國的首批示范性高職,我校對該領(lǐng)域的發(fā)展也非常重視,并已開始籌建物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)的的課程建設(shè),是專業(yè)建設(shè)的一個重要基礎(chǔ),是培養(yǎng)合格的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的一個必備條件,因此物聯(lián)網(wǎng)課程的建設(shè)就成了一個極其迫切的任務(wù)和亟待完成工作。本文以我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)》為落腳點,探索適用于高職的物聯(lián)網(wǎng)課程建設(shè)方案,對于其他同類的課程的建設(shè)也有一定的借鑒意義。
1 課程建設(shè)的知識點涵蓋與難點
1.1 課程建設(shè)涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域
物聯(lián)網(wǎng)是通過新一代的it技術(shù)(如rfid射頻識別技術(shù)、zigbee技術(shù)、云計算技術(shù)等)將傳感器裝備或者嵌入到全球各行各業(yè)的物體中,通過相互之間的鏈接形成“物聯(lián)網(wǎng)”,然后通過云計算技術(shù)和超級計算機對收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,達(dá)到對物體智能化管理和控制的目的。
物聯(lián)網(wǎng)中的個體通過感應(yīng)器來感知信息,然后通過中間傳輸網(wǎng)來傳送信息,最后在數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行智能處理和控制。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,我們將面對大量異構(gòu)的、混雜的、不完整的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)的萬千終端收集到這些數(shù)據(jù)后,如何對它們進(jìn)行處理、分析和使用成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵[1]。
因此,物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)處理涉及到物聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、zigbee協(xié)議算法設(shè)計和實現(xiàn)、ipv6技術(shù)、中間件技術(shù)、后臺數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和云計算與海計算技術(shù)。而就這些的技術(shù)相關(guān)的課程有《計算機網(wǎng)絡(luò)及ipv6技術(shù)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《數(shù)據(jù)庫》、《算法設(shè)計》和《面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)》。其中我系開設(shè)的《物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)》課程就可以解決ipv6技術(shù)的問題,在該課教學(xué)中不再重復(fù)。
1.2 課程建設(shè)的難點
考慮到該門課程涉及的技術(shù)領(lǐng)域,我們將講授物聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、zigbee協(xié)議算法原理與實現(xiàn)、z-stack原理和實驗部分,以及部分物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)和云計算技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。與四年制普通本科院校相比,要涉及這些內(nèi)容所開設(shè)的課程有《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法》、《面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)》、《中間件技術(shù)》、《傳感器信息融合云與計算技術(shù)》,由此可見需要開設(shè)的科目多而且內(nèi)容理論性很高。特別是《中間件技術(shù)》、《傳感器信息融合與云計算技術(shù)》這兩門課,均是大量的理論推導(dǎo)計算,通常在本科高年級或者研究生階段才講授。由于我們的同學(xué)在校學(xué)習(xí)只有兩年,該課程將在大二第二學(xué)期開設(shè),很多同學(xué)的知識也僅限于模電數(shù)電c語言,如果大量的講授抽象的中間件技術(shù)、傳感器信息融合與云計算技術(shù),很多同學(xué)會很難聽懂。同時高職學(xué)生的培養(yǎng)特點是加強他們應(yīng)用和實踐的能力,所以大量講解理論的效果會是事倍功半[2-3]。
2 課程建設(shè)的具體實施過程
結(jié)合我系對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)定位和學(xué)時分配,在充分考慮考慮課程技術(shù)內(nèi)容和重難點的基礎(chǔ)上,我們課程的重點放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法編程實踐上,讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí),在編程中理解一些基本的數(shù)據(jù)處理方法和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),做到實踐中有理論,理論和實踐相結(jié)合。在pc端的編程,我們采用dev++的編譯環(huán)境,側(cè)重于常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編程與理解,這部分內(nèi)容是課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),占到總課時的35%。在嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方面,我們的技術(shù)落腳點選擇在了z-stack上。借助于z-stack物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺,學(xué)生可以學(xué)習(xí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域中常用的數(shù)據(jù)處理技術(shù),同時有了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之后,就可以對z-stack協(xié)議棧中的算法實現(xiàn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有更深的理解。該部分的內(nèi)容占到總課時的35%。對于云計算和中間件技術(shù),我們在課程中主要是以概念介紹和學(xué)生調(diào)研、小組匯報的方式進(jìn)行學(xué)習(xí),該部分的內(nèi)容占到總課時的10%。最后我們針對課程開發(fā)了一個物聯(lián)網(wǎng)的實訓(xùn)項目,主要以智能家居為切入點,技術(shù)內(nèi)
容涉及到上位機使用、數(shù)據(jù)存儲、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點和協(xié)調(diào)器的調(diào)試和網(wǎng)關(guān)的設(shè)置,該課程的內(nèi)容占到總課時的20%。該項目對前面的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和具體實現(xiàn),突出學(xué)生在做中學(xué),弱化純原理性的學(xué)習(xí),突出實踐性和學(xué)生對數(shù)據(jù)處理內(nèi)容體驗。
3 效果與結(jié)語
考慮到高職學(xué)生在校學(xué)習(xí)該課程在國內(nèi)目前缺少相關(guān)的教材,我們在整合和相關(guān)技術(shù)內(nèi)容后,完成該課程素材、ppt以及程序?qū)崿F(xiàn)部分。與此同時,我們引導(dǎo)學(xué)生積極查閱圖文資料,并借助于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來積累項目素材和問題的解決方案。在教材編寫的過程中,我們積極利用現(xiàn)有的實驗平臺和多媒體技術(shù),同時在課程建設(shè)過程中讓學(xué)生也參與進(jìn)來,多聽取他們的學(xué)習(xí)感受,在第一輪教學(xué)實踐中取得了良好的效果。同時我們在課余時間積極鼓勵學(xué)生多學(xué)習(xí)、多思考,并帶領(lǐng)他們到物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)了解實踐,把所學(xué)的技術(shù)直接應(yīng)用到實際的開發(fā)中去,不斷加強專業(yè)本領(lǐng),為將來就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]羅劍.高職院校《無線傳感網(wǎng)應(yīng)用與實踐》課程建設(shè)的探索[j].科技信息,2012(34).
[2]周立功,王祖麟,陳計明,等.arm嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[m].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)中的應(yīng)用
1.可以讓農(nóng)業(yè)中職環(huán)境管理實現(xiàn)智能化。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中安裝對應(yīng)的智能控制系統(tǒng),可以實時的監(jiān)測農(nóng)作物種植環(huán)境中的相關(guān)參數(shù),進(jìn)而了解農(nóng)作物的生長環(huán)境參數(shù),進(jìn)而有針對性的對其生長環(huán)境進(jìn)行調(diào)控,為其提供最好的生長環(huán)境。把生物信息獲取方法在無線傳感器節(jié)點中進(jìn)行應(yīng)用,可以對溫室正確的進(jìn)行調(diào)控。
2.能夠有效的監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以大范圍的采用多種關(guān)鍵技術(shù),如,條形碼、物聯(lián)網(wǎng)中間件、電子標(biāo)識、網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等。可以對農(nóng)產(chǎn)品的每個過程進(jìn)行實時監(jiān)控,包括生產(chǎn)、儲運、交易信息,進(jìn)而讓整個過程都透明化,確保農(nóng)產(chǎn)品從生長到食用的整個過程能夠得到有效的管理及控制,進(jìn)而保障農(nóng)產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。
二、芻議農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不斷地發(fā)展中,已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域中,在農(nóng)業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用,在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)控制中進(jìn)行應(yīng)用,其中關(guān)鍵的技術(shù)包含兩部分,第一個是感知層中進(jìn)行無線數(shù)據(jù)感知和采集;第二是利用網(wǎng)絡(luò)傳輸層遠(yuǎn)程智能化對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制,控制計算機進(jìn)行分析,對農(nóng)作物生長的各種要素進(jìn)行控制,比如,水份、溫度以及空氣等,讓農(nóng)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)化發(fā)展。
2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),可以從下面的圖1中看到。
這一系統(tǒng)中的核心有兩部分,一個是感知層,這一層主要就是感知和采集數(shù)據(jù),可以將土壤的濕度、空氣溫度、光照、空氣濕度、自動灌溉通過傳感器進(jìn)行實時感知,進(jìn)而利用采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,把數(shù)據(jù)傳送到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點上。第二個核心是應(yīng)用層,這一系統(tǒng)主要就是存儲數(shù)據(jù)、處理信息、下達(dá)控制指令,這些能夠為用戶的分析和決策提供有效的依據(jù),用戶能夠?qū)崟r通過電腦等終端查詢數(shù)據(jù)。
3.農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建
(1)系統(tǒng)硬件構(gòu)建。
①無線節(jié)點模塊: ZigBee是以IEEE802.11.4協(xié)議為基礎(chǔ),擴(kuò)展出來的集,其主要是對于低功耗和成本的射頻進(jìn)行應(yīng)用,一部分是網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器和傳感節(jié)點。
②傳感及控制模塊:這一模塊中包括各種傳感器,溫度、濕度、以及光照強度。
③電源板:其作用就是給無線節(jié)點模塊以及傳感控制模塊進(jìn)行連接,能夠一起為系統(tǒng)進(jìn)行供電。從圖2中能夠看到系統(tǒng)的硬件構(gòu)建情況。
從圖中的硬件系統(tǒng)構(gòu)建中能夠看到,其中MCU是控制重點,電池模塊是給系統(tǒng)供電和連接,傳感模塊和控制模塊檢測采集種植環(huán)境的數(shù)據(jù)。通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)以及信息,通過電腦終端就可以實時看到數(shù)據(jù),可以通過電腦存儲和現(xiàn)實數(shù)據(jù),進(jìn)而和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行比較,遠(yuǎn)程控制環(huán)境信息。
(2)系統(tǒng)的軟件構(gòu)建。系統(tǒng)的軟件設(shè)計工作主要包括傳感器節(jié)點程序設(shè)計和ZigBee協(xié)議棧程序設(shè)計。從圖3中能夠看到傳感器節(jié)點程序設(shè)計,從圖4中能夠看到協(xié)議棧程序設(shè)計。
三、應(yīng)用效益分析
基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用,能夠幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各個基地種植測試點的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控,進(jìn)而對環(huán)境信息進(jìn)行獲取和管理,這能夠動態(tài)的將種植環(huán)境用數(shù)據(jù)和圖像的形式展示出來,進(jìn)而分析處理數(shù)據(jù)和圖像。基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐,設(shè)計出的監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效加強系統(tǒng)的應(yīng)用性能,減少種植成本,促進(jìn)效能的提升,大約是在28%。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,能夠?qū)崟r的對農(nóng)業(yè)種植中大棚的各種數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行采集,比如,溫度情況、土壤水分、光照強度以及空氣溫度等,這樣就可以結(jié)合農(nóng)作物的具體生長需要,進(jìn)而實時的管理環(huán)境,可以自動化的開啟和關(guān)閉功能服務(wù)功能,對這一系統(tǒng)下的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié),讓農(nóng)作物可以在最優(yōu)的生長環(huán)境下生長。
關(guān)鍵詞:高職院校;專業(yè)特色;物聯(lián)網(wǎng);實踐基地
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)12-0084-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已被正式列入我國五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。學(xué)習(xí)與掌握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)理論、發(fā)展方向及其行業(yè)應(yīng)用是目前高等教育的核心目標(biāo)。目前,許多本科(如江南大學(xué)、南京郵電大學(xué)等)和高職院校(如無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院、常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院等)都開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)。隨著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的開設(shè),其專業(yè)人才培養(yǎng)的建設(shè)方案也在不斷完善,物聯(lián)網(wǎng)實驗實訓(xùn)基地的建設(shè)是物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案的重要組成部分,是關(guān)系到專業(yè)人才培養(yǎng)、適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及相關(guān)人才市場需求的迫切問題。然而,由于各高校人才培養(yǎng)的側(cè)重點有差異,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇的不同,物聯(lián)網(wǎng)實踐基地的建設(shè)并沒有一個完整、成熟、統(tǒng)一的方案,需要根據(jù)高校自身的特色和需求,構(gòu)建基于專業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)實踐基地。
1 物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它實現(xiàn)了物品到物品(Thing To Thing,T2T)、人到物品(Human To Thing,H2T)、人到人(Human To Human,H2H)之間的互連。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)人才需求分析
從物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的角度來分析,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主要有感知控制、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理三個環(huán)節(jié)。感知控制主要通過感知設(shè)備來對物獲取感知信息,涉及到物聯(lián)網(wǎng)中的硬件系統(tǒng),這個環(huán)節(jié)需要電子設(shè)備技術(shù)人員以及芯片設(shè)計和制造人員;如果物的信息被感知到,就可以通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、控制,從而進(jìn)行應(yīng)用,這個環(huán)節(jié)主要是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,涉及到計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù),因此需要通信和計算機網(wǎng)絡(luò)人員;數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)主要對傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,涉及到系統(tǒng)分析,因此需要系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)應(yīng)用和系統(tǒng)管理人員。
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)人才需求可以概況為三類[1]:
(1)電子設(shè)備技術(shù)和芯片設(shè)計技術(shù)人才,工作崗位主要有感知設(shè)備或芯片設(shè)計等。
(2)計算機網(wǎng)絡(luò)和通信人才,工作崗位主要有IT網(wǎng)絡(luò)管理和應(yīng)用等。
(3)系統(tǒng)集成和應(yīng)用人才,工作崗位主要有系統(tǒng)集成與開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)管理與應(yīng)用等。
2 高職院校物聯(lián)網(wǎng)實踐基地建設(shè)要求
2.1 結(jié)合專業(yè)群建設(shè) 構(gòu)建有特色的實踐基地
高職院校一般都有著顯著的行業(yè)或?qū)I(yè)特征,能體現(xiàn)高職院校的辦學(xué)特色和能力,江蘇省各高職院校以特色專業(yè)為基礎(chǔ),開展專業(yè)群建設(shè)。因此,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè)能夠與專業(yè)群建設(shè)相結(jié)合,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到特色專業(yè)中去,二者的融合,不僅可以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的發(fā)展,還可以進(jìn)一步提升學(xué)校的知名度。
2.2 培訓(xùn)師資力量 提升教學(xué)質(zhì)量
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涵蓋了多學(xué)科,涉及多專業(yè)領(lǐng)域,因此要通過培訓(xùn)各專業(yè)教師,加大物聯(lián)網(wǎng)師資的培養(yǎng)力度。教師在掌握理論知識的基礎(chǔ)上,動手實踐體驗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,提升專業(yè)教學(xué)技能,提高教學(xué)質(zhì)量。
對于學(xué)生,由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域和覆蓋面都比較大,通過實踐基地,學(xué)生可以更加全面掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用情況,實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合,提高學(xué)生解決問題的能力,培養(yǎng)其正確的思維習(xí)慣。
2.3 滿足物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求
根據(jù)高職人才培養(yǎng)目標(biāo),高職院校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)應(yīng)培養(yǎng)具有物聯(lián)網(wǎng)基本理念,具有物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相對應(yīng)崗位必備的理論知識和專門知識,具有較強的物聯(lián)網(wǎng)崗位操作能力、一定的系統(tǒng)開發(fā)能力,能從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理工作的高技術(shù)應(yīng)用型專門人才。
3 高職院物聯(lián)網(wǎng)實踐基地建設(shè)方案構(gòu)建
3.1 建設(shè)目標(biāo)
實踐基地的建設(shè)應(yīng)基于真實的行業(yè)或者領(lǐng)域應(yīng)用,符合企業(yè)的實際應(yīng)用和需求。通過項目化應(yīng)用環(huán)境,以任務(wù)為驅(qū)動,完成專業(yè)教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)的實現(xiàn)
物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)如圖1所示,包括了感知控制層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層及應(yīng)用服務(wù)層。實踐基地的建設(shè)要實現(xiàn)基本架構(gòu),構(gòu)建完整的物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)過程。
3.3 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn),主要應(yīng)體現(xiàn)相關(guān)專業(yè)教學(xué)特點。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)主要有RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、微機電系統(tǒng)技術(shù)及智能軟件開發(fā)技術(shù)等。通過關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn),實踐基地才能滿足相關(guān)各專業(yè)的實驗實訓(xùn)要求。
3.4 具體行業(yè)應(yīng)用案例的實現(xiàn)
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的領(lǐng)域非常之廣,其中典型的應(yīng)用案例有智慧校園、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能電網(wǎng)、智能監(jiān)控、智能裝備制造及智慧城市等。各高職院校的物聯(lián)網(wǎng)實踐基地的建設(shè)應(yīng)與具體的行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合,利用自身的專業(yè)特點和優(yōu)勢,選擇具體的行業(yè)應(yīng)用案例。以實踐基地為基礎(chǔ),通過具體的行業(yè)案例的實現(xiàn),完善實驗實訓(xùn)的相關(guān)課程建設(shè),全面提升教學(xué)效果和行業(yè)競爭力,也可提升學(xué)校品牌。
3.5 實踐基地應(yīng)能滿足分組教學(xué)的需要
物聯(lián)網(wǎng)實踐基地應(yīng)包含多個實驗系統(tǒng)來構(gòu)建完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境,將學(xué)生實施分組,不同分組的學(xué)生完成不同的實驗,交替進(jìn)行。不僅提高實踐基地的利用率,而且更多地促進(jìn)了分組學(xué)生間的相互交流與學(xué)習(xí),對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)掌握得更加全面。
3.6 實踐基地應(yīng)有較強的擴(kuò)展性能
根據(jù)實際發(fā)展的需要,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)饾u地擴(kuò)大,具體的行業(yè)案例也會改變或增加。因此,實踐基地的建設(shè)應(yīng)具備較強的可擴(kuò)展性,以最小的成本實現(xiàn)實踐基地的擴(kuò)展、升級及改造。
4 結(jié) 語
本文分析了高職院校的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)目標(biāo)的特點,提出了實踐基地的建設(shè)不僅要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu),滿足相關(guān)專業(yè)的實驗實訓(xùn)教學(xué)要求,更要通過行業(yè)案例的具體實現(xiàn),明顯體現(xiàn)高職院校的行業(yè)特色和優(yōu)勢,打造學(xué)校品牌效應(yīng)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]楊從亞.高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)探索[J].職業(yè)技術(shù)教育,2010(35):5-7.
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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);單片機
伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸成熟,其應(yīng)用范圍也越來越廣泛,同時社會對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求量也越來越大。單片機技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵底層技術(shù)在電子技術(shù)課程體系中的地位愈來愈重要,但是傳統(tǒng)的單片機課程應(yīng)用已經(jīng)無法滿足大眾的需求,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改革單片機課程也是大勢所趨。
1傳統(tǒng)單片機課程中存在的問題
(1)傳統(tǒng)的單片機課程主要是理論知識課程為主,并不重視培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力。目前大多數(shù)的單片機教材跟不上時代的發(fā)展,其學(xué)習(xí)知識存在嚴(yán)重的滯后性。而且單片機理論知識的理解難度較大,學(xué)生很難準(zhǔn)確把握單片機知識原理,學(xué)習(xí)積極不高的。(2)由于多數(shù)高校的條件有限,無法真正讓學(xué)生實踐單片機知識,比如有的學(xué)生主要是以仿真實驗平臺為主,無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,同時實踐課程與社會發(fā)展嚴(yán)重脫軌,無法保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。雖然隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,單片機技術(shù)也在不斷更新變化,但是多數(shù)工作人員對于物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不是很關(guān)注。顯然,這種課程形式不僅不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,也無法適應(yīng)社會對高素質(zhì)、高技能的專業(yè)人才的需求。在此大環(huán)境下,相關(guān)工作人員必須要積極轉(zhuǎn)變理念,徹底擯棄傳統(tǒng)的方法才能推動單片機課程的改革,才能進(jìn)一步提高學(xué)生的實踐能力。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機課程中的應(yīng)用
2.1優(yōu)化單片機課程應(yīng)用
單片機技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)底層最重要的技術(shù)。隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起,我們在單片機技術(shù)課程推廣中就應(yīng)當(dāng)以物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用為目標(biāo),重點突出互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、信息數(shù)據(jù)采集傳送等相關(guān)知識。同時,還要在原有模式的基礎(chǔ)上對單片機課程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,比如選擇目前比較流行的無線SOC單片機來縮短課程與實踐的距離。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景下,不僅僅要優(yōu)化課程內(nèi)容,還要改革課程方法,同時結(jié)合創(chuàng)設(shè)情境、任務(wù)驅(qū)動、小組合作等方法,增強單片機課程課堂的學(xué)習(xí)氛圍。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的背景下改革單片機課程,應(yīng)當(dāng)重視以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為基礎(chǔ),強調(diào)出單片機技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的作用。比如在SPI接口的課程中,可以從應(yīng)用原理、接口函數(shù)到模塊使用都添加應(yīng)用實例,以提升課堂的生動性和趣味性。在此過程中,還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少一些理論知識的傳授,并加大實踐知識的講解,適當(dāng)?shù)脑黾訜o線通信協(xié)議棧實踐內(nèi)容,突出C語言中所描寫的ZigGee協(xié)議棧程序,并重點突出應(yīng)用曾開發(fā)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)等知識。總的來說,將物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)與單片機課程相結(jié)合,加強單片機課程應(yīng)用的改革。
2.2搭建實驗平臺
作為物聯(lián)網(wǎng)底層最重要的技術(shù),只有在實踐中不斷的研究才能進(jìn)一步促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,才能提高學(xué)生的實踐能力。為了達(dá)到學(xué)以致用的目的,應(yīng)當(dāng)重視搭建實驗平臺,讓學(xué)生能夠親身實踐課堂上所學(xué)到的理論知識,并從中感悟到更多的單片機知識。搭建實驗平臺主要內(nèi)容是完善和更新單片機課程實驗系統(tǒng),以便真正提高學(xué)生的綜合實踐能力。比如選擇新型的無線SOPC單片機實驗箱,同時選擇Keil/IAR編譯開發(fā)平臺。另外,還可以多選擇SOC單片機基礎(chǔ)硬件實驗、網(wǎng)路協(xié)議實驗等。例如在單片機的定時器/計數(shù)器的課程中,可以先創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境:在電線測量的實驗中,其采用的測量方法將電線繞一個周長是1米的輪子上面,拉動電線帶動輪子旋轉(zhuǎn),這樣只要計算下輪子轉(zhuǎn)過了多少圈,就可以知道繞過的電線有多長了。單片機中的計數(shù)器的計數(shù)功能與此相似,不同的是電線測量例子中計的是輪子轉(zhuǎn)的圈數(shù),而單片機的計數(shù)器計的是從單片機P3.4、P3.5引腳進(jìn)入的脈沖的個數(shù)。在課程中,可以引導(dǎo)學(xué)生把MCS-51單片機中的兩個計數(shù)作用看成水滴落,讓他們思考如何測量裝水的水盆容量。在實踐過程中,可以讓學(xué)生選擇不同的定時器和計數(shù)器隊各種物理量的測量以驗證計數(shù)器的計數(shù)功能。總的來說,應(yīng)當(dāng)重視是實驗課程實踐,并盡量選擇較為先進(jìn)的實驗手段和工具,以便于學(xué)生學(xué)習(xí)。
2.3課程理念的改革
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,單片機技術(shù)的發(fā)展也會更加成熟。在新一輪的教育事業(yè)改革背景下,應(yīng)當(dāng)徹底摒棄傳統(tǒng)的課程理念。只有與時俱進(jìn),選擇最為先進(jìn)的課程理念才能真正實現(xiàn)單片機課程應(yīng)用的改革,最終發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢。首先,應(yīng)當(dāng)重視突出學(xué)生的主體地位,把課堂的主動權(quán)交還給學(xué)生。這也就意味著應(yīng)當(dāng)采用靈活的課程方法,使學(xué)生的主觀能動性得以發(fā)揮。其次,在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時應(yīng)當(dāng)結(jié)合單片機實際課程應(yīng)用內(nèi)容,并選擇合理的案例和實踐方案,以便于真正促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。比如采用項目式的方式,將單片機課程分成若干個小項目,以項目目標(biāo)為主線,結(jié)合相應(yīng)的知識點進(jìn)行講解,激發(fā)學(xué)生的主動性,課程應(yīng)用還應(yīng)從實際問題入手,采取提出任務(wù)、分析任務(wù)、設(shè)計任務(wù)、解決任務(wù)、歸納規(guī)律的方法,讓學(xué)生在解決項目任務(wù)的過程中掌握知識。最后,還應(yīng)當(dāng)注意從學(xué)生的認(rèn)知水平和課程實際出發(fā),完善課堂設(shè)計。并合理選擇實驗實踐和理論知識的進(jìn)度,保證能夠在充實學(xué)生理論知識的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合實踐能力。總的來說,在新的教育形勢下,應(yīng)當(dāng)積極轉(zhuǎn)變課程理念,以此推動單片機課程的改革。
3總結(jié)
在單片機課程中,應(yīng)當(dāng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在充實學(xué)生理論知識的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合實踐能力。只有這樣才能真正提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,最終培養(yǎng)出專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭一力,趙燕東,葛桃桃,陳善安.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理,2014(09):22-24.
[2]王憶.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用,2014(18):54-55.
關(guān)鍵詞:聯(lián)網(wǎng)工程 實踐創(chuàng)新 研究
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)09(b)-0241-01
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種十分新型,但工作效果極為強大,短短幾十年而已,這種技術(shù)就在世界范圍內(nèi)得到了極為廣泛的思考和研究。并且還為我國的軍事以及醫(yī)療,農(nóng)業(yè)等方面做了巨大的貢獻(xiàn),并且,隨著科技的不斷進(jìn)步,我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將得到更大的發(fā)展,這就使得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)更加必要,在國家大力倡導(dǎo)下,我國很多高校都已經(jīng)開始使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),這對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與理論結(jié)合實踐的能力具有重要的現(xiàn)實意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求
(1)具有扎實寬廣的自然科學(xué)基礎(chǔ),扎實的信息科學(xué)基礎(chǔ)知識。
(2)具有較好的人文社會科學(xué)、管理科學(xué)知識,綜合素質(zhì)較高,并具有一定的組織協(xié)調(diào)與管理能力。
(3)熟練掌握一門外語,具有良好的聽、說、讀、寫能力,能順利閱讀本專業(yè)外文書籍和文獻(xiàn)。
(4)掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和應(yīng)用技術(shù),主要包括電路理論、模擬與數(shù)字電子技術(shù)、射頻識別、傳感器原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、分布式系統(tǒng)、并行計算、多媒體信息融合等。
(5)較好地掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計、工業(yè)過程監(jiān)控、自助服務(wù)管理及信息處理等方面的知識,了解本專業(yè)學(xué)科的前沿發(fā)展趨勢。
2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式
任何技術(shù)的順利實施和普及,歸根結(jié)底是以人為主體進(jìn)行的活動,因此,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)的普及和應(yīng)用,也要以學(xué)生的主體情況為前提和基礎(chǔ),對于不同的學(xué)生,所采用的方式方法也會有所不同,因此,我們也需要根據(jù)學(xué)生的實際情況,采取不同的方式進(jìn)行培養(yǎng),我們要通過以下方式進(jìn)行。
2.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識學(xué)習(xí)
在進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中,我們也要注意一些重點,并且,還要注意理論與實際相結(jié)合,我們可以將教育的重點問題放在硬件與理論知識的研究上面,并且我們還不能夠只限于一個行業(yè)的研究。在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中,我們要了解到它與計算機專業(yè)的區(qū)別所在,切不可完全按照計算機專業(yè)的教學(xué)方式進(jìn)行,物聯(lián)網(wǎng)工程的重點在于培養(yǎng)學(xué)生的主觀實踐能力,同時還要將計算機操作的各種基礎(chǔ)知識,如:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),語言編程等進(jìn)行綜合的運用,學(xué)生能夠在算法與理論的基礎(chǔ)上,對物聯(lián)網(wǎng)理論及其有關(guān)的科目進(jìn)行學(xué)習(xí),進(jìn)而實現(xiàn)其創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
2.2 以工程應(yīng)用需求作為創(chuàng)新性培養(yǎng)方向
對于物聯(lián)網(wǎng)學(xué)生的培養(yǎng)的,是建立在工程應(yīng)用這個基礎(chǔ)之上的,這就要求學(xué)生們必須要具有敏銳的洞察力與適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境的能力,同時還要具有創(chuàng)新精神與冒險精神。學(xué)生們要懂得將自身的專業(yè)特點與現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)工程最為需求的方面相結(jié)合,繼而準(zhǔn)確找到兩者之間的銜接點,可以合理的將物聯(lián)網(wǎng)理論與實踐相融合,進(jìn)而解決掉很多實際問題,比如,交通智能化,這樣就可以促進(jìn)創(chuàng)新理論的科學(xué)發(fā)展,如果將計算機技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)理論與工程實踐相結(jié)合,那么物聯(lián)網(wǎng)的實踐創(chuàng)新就有了一個新的發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)階段,我國的大部分的計算機學(xué)院已經(jīng)具備了智能化的教學(xué)訓(xùn)練平臺。并且隨著工程應(yīng)用需求量的不斷增加,我們對于實踐教學(xué)的內(nèi)容也會有一個更加科學(xué)合理的改善,而對于學(xué)生的培養(yǎng)和訓(xùn)練也要更加專業(yè),強度也需要更大。
2.3 以學(xué)生為中心的自主創(chuàng)新
在實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的過程中,我們所要注意的是學(xué)生的自主性,加強學(xué)生自主能力的培養(yǎng),能夠有效的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與主觀能動性,使其能夠?qū)W(xué)生產(chǎn)生興趣,進(jìn)而實現(xiàn)專業(yè)知識與實踐方向的有機結(jié)合,要以學(xué)生的興趣與思維為主,教師發(fā)揮其引導(dǎo)和監(jiān)督的作用,使學(xué)生們能夠?qū)⒆陨硭A備的知識與其愛好進(jìn)行統(tǒng)一,從而實現(xiàn)其對研究領(lǐng)域的選擇。我們還要為學(xué)生提供一個完善的開發(fā)平臺,這樣學(xué)生們才能夠從中獲取有用的資源,并能夠促使學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)實際結(jié)構(gòu)有所研究和了解,并可以做到具體問題具體分析,對于不同的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行不同方向的研究和分析。在這樣的基礎(chǔ)之上,教師要能夠幫助學(xué)生從計算機技術(shù)的方向出發(fā),去思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的問題,引導(dǎo)學(xué)生對于新技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
2.4 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才自主科研能力培養(yǎng)方式
移動終端有CPU、GPU、管線等硬件性能差異,傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺軟件無法高效運行,單一地從GIS算法方面進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn),不能從根本上改善這一現(xiàn)狀。我們引導(dǎo)對嵌入式開發(fā)感興趣的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生,結(jié)合已有的計算機硬件理論知識,從嵌入式設(shè)備軟件設(shè)計原則的角度出發(fā),設(shè)計針對移動終端的三維虛擬地球軟件框架,改善傳統(tǒng)GIS算法性能。
綜上所述,成功將移動三維立體虛擬地球軟件向試驗平臺轉(zhuǎn)化,不但有利于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高,還能夠有效的提高學(xué)生研究與創(chuàng)新的能力。我們一定要明白一個道理,那就是科研與教學(xué)兩個方面,是相互促進(jìn),相輔相成的關(guān)系,如果能夠?qū)⒖蒲谐晒c教學(xué)進(jìn)行有機的結(jié)合,那么一定會對實踐教學(xué)產(chǎn)生巨大的推動作用,進(jìn)而能夠培養(yǎng)一批具有高度創(chuàng)新能力的人才。
3 結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的研究和發(fā)展,近些年來取得了一些成就,但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的實際需求,因此,我們就要從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力入手,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,使其能夠?qū)λ莆盏闹R進(jìn)行有效的鞏固,同時還要加強學(xué)生獨自分析和解決問題的能力,使其能夠建立自主學(xué)習(xí)的意識。每一個學(xué)生都是一個獨立的個體,因此其學(xué)生狀況與愛好都不盡相同,我們要根據(jù)學(xué)生自身的愛好對其進(jìn)行引導(dǎo),使其能夠結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)理論,找到最為適合自己的研發(fā)領(lǐng)域,只有培養(yǎng)出一批又一批高素質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新人才,才能夠?qū)崿F(xiàn)我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。