时间：2023-10-12 09:36:45
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关键词 智慧地球 RFID 传感器 数据采集
中图分类号：TP393 文献标识码：A
你不会忘记带走你遗留在办公室或教室里的网络连接用品，它将不仅仅是你随身携带的一个小物件，或是你购买的一个用具，而是你进入一个新的、媒介生活方式的通行证……
――比尔盖茨《未来之路》
1995年比尔・盖茨在其著作《未来之路》中提出物联网的概念，由于那时候无线网络、硬件及传感设备发展的限制，并未引起重视。随着技术不断进步，2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上（WSIS），国际电信联盟了《ITU互联网报告2005：物联网》的报告，由此正式提出物联网概念。报告指出，无所不在的物联网通信时代即将来临，泛在通信的形式已经从短距离的移动收发设备扩展到长距离的设备和日常用品，从而促成了人和人、物和物之间的新的通信形式的诞生。2009年1月，IBM首席执行官彭明盛所倡导的“智慧地球”，点燃这一概念的产业化热情。日本韩国也相继实现了类似的发展。总理于2009年8月在江苏无锡考察时提出了“感知中国”，11月底，温总理在江苏南京考察时再次表示，当前，各行各业都大力运用网络技术，特别是物联网技术。2009年以来，物联网概念在国内乃至全球都成为热潮。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业第三次浪潮，其产业规模是互联网的30倍，是一个万亿元级产业。
概括来说，物联网技术是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。根据信息生成、传输、处理和应用的原则，可将物联网分成四层：感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层。其中的感知识别层包含的RFID射频技术和无线传感器是物联网发展的排头兵，是市场最为关注的技术。
RFID是一种非接触的自动识别技术。其基本原理是利用射频信号的空间耦合电感耦合或电磁耦合或反射的传输特性实现对被识别物体的自动识别。RFID一般是由电子标签、阅读器、天线组成。随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大，射频识别产品的成本将不断的降低，其应用将越来越广泛。
传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等。一个典型的传感器网络结构通常由传感器节点、接收发送器（sink）、Internet或通信卫星、任务管理节点等部分构成。传感器节点散布在指定的感知区域内，实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并通过“多跳”网络把数据传送到Sink，Sink也可以用同样的方式将信息发送给各节点。Sink直接与Internet或通信卫星相连，通过Internet或通信卫星实现任务管理节点与传感器之间的通信。在节点损坏失效的情况下，系统能自动调整，确保整个系统的通信正常。
和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。首先，物联网上部署了海量的多种类型传感器，传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。但在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。
随着科学技术的发展，越来越多的物联网应用走进了平民百姓的生活，使物联网不再只是一个高高在上的科技理论。然而除了科技发烧友之外，普通消费者真的会关心物联网到底是什么吗？物联网对于普通消费者来说是什么，是否类似于现在的人跟无线路由器的关系？Intel高级副总裁Davis对此的回答是肯定的，因为物联网中蕴含了太多的机会。现在媒体越来越多地关注智能家居，比如智能灯、智能安保系统、甚至智能的车库自动门。如果可以创造更多的开放接口，那么将能够给用户带来更多更丰富的用户体验。物联网的未来走向是让一切变的简单，使每一个普通的用户能够轻松地根据自己的需要实现对系统的操作，将家里的智能设备设置成自己最想要的工作方式。
现在关于物联网的大部分工作，都处于产业试验阶段，但积少成多、量变带动质变：最终智能电网、智能交通、智能城市终将会进入消费者的生活，影响所有人的生活消费方式。物联网的推广和普及，落到实处，还是要从普通人最关心的生活细节下手。重点是在这个发展的过程中，不能出现安全系统上的重大漏洞。一旦发生这样的情况，那么用户一定会对智能设备产生恐惧，安全永远是第一要义。在任何系统的开发中，都要把安全放在首位，不能本末倒置。物联网的精神实质是提供不局限于任何场合，任何时间的任何应用场景与用户的自由互动，它依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件，弱化技术色彩，强化与用户之间的良性互动，更佳的用户体验，更及时的数据采集和分析建议，更自如的工作和生活，是通往智能生活的物理支撑。
参考文献
[1] 刘云浩.物联网导论（第2版）[M].科学出版社，2013.
关键词：计算机网络；物联网；专业建设；课程设计
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 19-0000-01
Professional Building Talking on Internet of Things in Colleges
Li Gang1,Li Yang1,Hou Xia2
(puter Science and Information Engineering College,Anyang Institute of Technology,Anyang455000,China;2.High School of Anyang Development Zone,Anyang455000,China)
Abstract:In today's technological advances,computer network professional is faced with the maturity of networking technology and development to bring new and expanded it.This paper analyzes the status of networking technology,and made things in the colleges and universities for professional development and curriculum design of the program.
Keywords:Computer network;Internet of Things;Professional development;Curriculum design
一、引言
物联网（Internet of Things）[1]是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
物联网的定义是：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。在2005年国际电信联盟的报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。
二、物联网专业的分析
（一）专业建设的背景分析
物联网改变了人类之前物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维，将具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术有效连接在一起，使得政府管理、生产制造、社会管理，以及个人生活实现互联互通，被成为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。
自2009年8月总理提出“感知中国”[2]以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度远超美国、欧盟、等其他各国，因此，我国迫切需要培养大批物联网专业的人才。
（二）申报专业的院系分析
2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校争相申报。由于物联网涉及的领域非常广泛，从技术角度，主要涉及的现有高校院系与专业有：计算机科学与工程，电子与电气工程，电子信息与通讯，自动控制，遥感与遥测，精密仪器，电子商务等等。物联网专业可能会在上述这些院系中开设。
（三）专业课程的选择
物联网技术的快速发展和广阔使用促使高校进行该专业的建设，在进行学生培养的时候，不同的高校应该明确自身的培养目标，一是结合物联网技术的应用；另一是结合物联网技术的理论研究。
在进行物联网建设时，选择的专业基础课程包括：物联网产业与技术导论；Java程序设计；无线传感网络概论；TCP/IP网络与协议；嵌入式系统技术；传感器技术概论；RFID技术概论等。
（四）专业课程的实验设计
物联网专业的实验设计要从物联网的网络层次结构，物联网关键技术，以及物联网所注重的关键性问题出发，结合目前的产业现状和高校教学环境，力求让学生掌握物联网系统的感知层、接入层、网络层、支持层与应用层，设计出具体的实验内容使学生获得自主学习、自我发展的创新实践能力，以适应不断变化的未来。
开设的实验课程可以按照方向来进行划分：嵌入式方向有有蓝牙嵌入式编程、3G嵌入式编程等；传感器方向有光敏传感器实验、压力传感器实验、温度传感器实验等；RFID技术方向有：RFID介绍及读卡器设计实验、串口读卡实验、以太网读卡实验等；ZigBee技术方向有：ZigBee介绍、IAR使用介绍、无线传感网实验等。
三、总结
本文介绍了在目前物联网技术快速发展的环境下，高校通过对该专业的申报、院系安排、课程选择及课程实验内容设计等方面的工作，积极开展物联网专业学生的教育培养，适应了目前我国对该专业学生急切需要的需求。通过认真系统的专业建设能够培养学生具有物联网技术实际应用能力，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力。
参考文献：
[关键词]物联网技术；实训教学；职业能力；专业建设
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高职物联网应用技术专业建设自从2011年开始在全国迅速展开，经过近几年的快速建设初步形成了一定的规模，积累了一定的经验，但是由于物联网技术是一项综合性技术，涉及计算机、通信、电子和软件等多方面技术之大成，要真正建设好高职物联网专业还有较大差距，特别是高职物联网应用技术专业的实训教学建设还有待进一步加强研究与深化。
高职教育是培养面向社会各行各业生产第一线的高素质技术技能型专业人才的高等职业教育，它的根本任务是培育学生良好的职业能力与可持续发展能力。职业化能力的培育是高职学生的重中之重，也是区别于应用型、研究型人才的显著标志，职业能力的培养要靠高职院校实训教学来保障和实现，只有建设规划好物联网技术实训教学体系才能完成高职物联网专业学生的职业能力与可持续发展能力的修成。随着国家“互联网+”、“工业4.0”等理念的提出与深化，物联网技术的应用十分广泛，如智慧农业、环境监测、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等，根据国家“十二五”战略规划结合地区经济发展特点，以智慧农业和环境监测作为高职物联网技术实训切入点，基于“认知―技术技能―系统体验” 路径来研究并实现物联网应用技术实训教学，培养主要面向农业与环境行业的具有物联网设备安装调试、工程规划与实施、系统服务与技术支持为主的高素质技术技能型物联网技术人才。
1专业课程与实训教学
1.1专业培养目标
高职院校是为国家培养技术技能型人才的高等学校。其培养的人才除了要有一定的理论基础知识，重点是要培养学生具有较强的专业实践操作能力和岗位就业适应能力，这就要求高职院校通过工学结合办学模式，强化以职业能力为目标的实训教学，最终实现物联网应用技术人才培养目标的要求。
物联网应用技术专业的培养目标是为培养德、智、体、美等全面发展，面向物联网产业，服务区域与地方经济发展，具有较好的物联网专业基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，可持续发展与创新能力，掌握物联网应用技术，从事物联网工程项目的规划与施工管理、物联网设备安装与调试、物联网维护与管理、物联网设备营销与技术支持，成为具备良好文化素养、职业道德和综合职业能力的高素质技术技能型人才。
1.2专业课程体系
从职业岗位能力需要出发来分析物联网应用技术专业的课程体系。以“岗位―能力―课程”的思路来构建课程体系和课程内容，在满足一定理论知识需要的前提下强化实训课程内容建设，努力做到“教学做一体化”教学过程中理论与实践的相互促进和融合，最终使实践教学来内化学生的理论知识，为拓宽高职学生的成长空间打下基础。为此，设置了一定数量的通识教学课程和专业基础课程，如高等数学、英语、高级语言程序设计、物联网技术概论等。专业课程的设置更加体现职业岗位的特点要求，以智能农业、环境监测为系统实训平台出发，围绕这两大领域的物联网技术应用展开，开设了一些有特色的专业课与实训课。如RFID技术与应用、无线传感器组网技术、农业食品溯源应用系统实训、城市环境远程监测系统实训等课程。课程设置如下表所示。
物联网应用技术专业课程表
公共素养课程
思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、军事理论教育、职业发展与就业指导、大学英语、大学语文、高等数学（理）、大学生心理健康教育、体育
专业支撑课程
计算机组装与系统维护、计算机技术基础、电工电子技术基础、高级语言程序设计、计算机网络技术、物联网技术概论、数据库应用基础、网络设备配置技术
专业核心课程
无线传感器网络技术、RFID技术与应用、传感器原理与应用、物联网系统应用实训、物联网工程设计与实施
专业拓展课程
综合布线技术、移动应用开发、嵌入式系统与应用
1.3实训教学体系
高职教学的根本就是培养学生具备良好的职业岗位就业能力，它的特点是突出职业能力所要求的实训实践教学，完备的实训教学体系主要由三部分组成，包括专业实训教学环节、校内实训室建设、校外实训基地建设。在设计物联网应用技术实训教学时，以知识与技能渐进式提高出发，按照“认知―技术技能―系统体验” 路径展开，“认知”主要是强调基础性和启蒙性实训，“技术技能”主要侧重专业核心课程的配套实训，“系统体验”主要是对前面实训成果的系统综合和应用，更加贴近物联网技术的实际应用。物联网应用技术实训教学可以分为三个主要阶段：技术基础与专业认知实训、专业技能实训和物联网系统应用实训。校内校外实训的有效结合来强化物联网专业学生的技术技能和岗位适应能力。校外实训基地主要解决学生的岗位适用能力，校内实训室主要完成学生的专业技能的实操和理论知识的内化。
2基础性实训
俗话说得好，基础不牢地动山摇。这说明基础知识的学习与掌握是何等的重要。高职实训也是同一个道理，也要从基础性实训抓起。物联网应用技术基础性实训可以分成两个层面：专业基础实训和专业认知实训。
2.1专业基础实训
专业基础实训一般是指电子信息大类学生应具备的一些面向职业岗位的通用型技能实训。如计算机基础应用、高级语言程序设计、计算机组装与维护等实训，采用“教学做一体化”教学模式下，通过这几门课的实训让学生对计算机硬件和编程知识有一定深入的了解与掌握，为后面的进一步学习打下良好基础。计算机基础应用和计算机组装与维护这两项实训主要让学生了解和认识计算机系统结构和基本工作原理，熟悉应用办公软件如Office，掌握对各型计算机的硬件拆装和维修，训练高职学生使用计算机的基本技能。高级语言程序设计主要让学生对计算机编程语言有一个基础性的学习掌握，为下一步技术技能的实训打下基础，如C语言学习。
2.2专业认知实训
专业认知实训是开启对物联网技术应用大门的起初环节，目的是让物联网应用技术专业学生对物联网技术的相关知识、相关设备、相关领域和相关应用有一个认识，拓宽学生的眼界，增强学生对专业学习的兴趣，为专业技能实训起到承上启下的作用。由于物联网技术涉及学科门类较多，职业面向行业应用面广，因此不可能面面俱到，只能依据专业培养定位来开设认知实训。针对面向农业与环境应用的特点，专业认知实训突出了电子技术基础和计算机网络技术的学习，通过系统仿真和实际电路的调试，让学生对基本的模拟、数字电路、计算机网络应用有个较好认知；通过物联网技术概论课程相关的实训让学生了解物联网涉及的多类技术要素，了解物联网三层体系结构及相关的感知、传输和信息处理与控制技术，在认知实训中强调以感观了解为重点，知识普及为重心，宜采用多种教学形式开展，如网上查阅、实地参观、现场交流与访谈等。
3职业技能实训
职业技能是高职学生面向社会就业之根本，也是体现现代高职教育之重心所在。高职教育的质量与特色大多体现在学生技能素质的培养上。从物联网技术层面来分析，物联网技术应用主要包括三个层面：感知技术、网络传输技术和信息智能处理与控制技术，因此，我们结合面向农业与环境领域的应用从三层结构来组织物联网专业技能实训。
3.1感知技能实训
感知技术主要是解决信息的获取，为最终的行业应用提供信息与数据。它包括多方面的信息获取技术，如各型传感器、RFID系统、定位系统、条码等十分广泛。以农业与环境行业的应用为例，主要采用的也是前面所说的四大类设备，为此要建立感知技术应用实训室，结合专业核心课程进行传感器、RFID等方面应用技能实训，让学生了解各类型传感器和RFID系统应用技能。传感器方面：如温湿度传感器、pH值传感器、CO传感器的实物及其如何使用，通过实际操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID设备方面：如各型电子标签、天线、阅读器等。通过RFID原理实训台，让学生掌握各型电子标签的使用情况和基本工作原理，理解各频段RFID系统的适用范围，以电子标签信息识别读写实训让学生对各类技术标准有一提高认识与消化。另外，也要适当增加控制方面的实训，如智能农业方面的调节光照和控制水源和通风等。
3.2信息传输技能实训
网络传输是信息高速公路，负责把由前端感知设备获得的信息实时准确上传到云端。这部分主要分为两个方面：一是近距离无线网络传输，二是远程高速网络传输。近距离无线网络传输一般采用Zigbee、WiFi和蓝牙技术，主要用来解决如各类传感器的信息汇集和集中转发上传到远程网络上。重点是实训无线传感网（Zigbee网络）的组网与使用，让学生了解与掌握无线传感网的基本组成、相关设备与工作原理，通过如节点之间点对点的通信、无线SOC端口控制与传输来强化对无线传感网的使用。另外，结合计算机网络技术实训来强化学生对局域网、宽带广域网的应用以及网络设备配置与管理。
3.3信息处理技能实训
在物联网三层体系结构中，最后一层是信息管理与应用（简称应用层）。应用层主要是完成经网络传输层上传到云端数据的接收、过滤与存储，然后结合行业应用进行控制与管理。主要涉及专业课程有数据库应用基础、高级语言程序设计、移动应用开发等一些相关软件应用方面。基于物联网技术的应用系统离不开数据库管理和前后台应用软件的开发，针对高职学生的特点，适当强化数据库（如MSSQL）应用知识的掌握和实际应用，对数据库的基本操作与使用管理有一定程度的了解。随着移动互联技术的迅速发展，移动终端在物联网系统应用中已十分普及，目前移动开发平台主要基于IOS和Android两大系统，基于Android移动应用开发已占据主流，为此结合移动应用开发课程建设移动应用开发实训室，在学习了Java语言后，通过“教学做”来培养学生开发小型App的能力。
4系统性实训
物联网技术的显著特点是集多专业之大成，涉及专业知识面广，容易给学生产生知识混杂和难学的印象，那么如何补救这一情况是专业教学研究的一大课题，为此，基于“认知―技术技能―系统体验” 路径的理念，特别强化与设置了物联网系统综合实训环节。
4.1智能农业应用实训
物联网技术在智能农业中的应用如火如荼，“民以食为天，食以安为先”，食品安全至关重要，农产品的质量管理特别是食品溯源系统已日益成熟。将农产品种（养）植、运输、加工和流通的信息相关联，形成完整的信息追溯链来确保农产品的安全性。整个系统涉及溯源标识技术、监装技术、物流监控技术和数据采集与查询技术。溯源系统以RFID、条码技术的应用为基础，是一典型的物联网综合应用系统。这一实训系统基本涵盖了物联网应用技术专业所学的大部分专业知识，通过溯源系统的实训体验把原本分散的技术串联起来，强化了学生对物联网专业知识的理解和兴趣，特别是强化了学生对RFID技术应用的认识。实训的主要内容有网络环境的搭建、服务器安装与调试、电子标签制作与识读、数据库管理与应用、PDA安装与调试和APP应用开发等。
4.2环境监测实训
基于无线传感网的环境监测实训是以传感器与无线传感网组建与应用开发为重点的专业实训，通过此实训让学生达到对无线传感网的系统设计，设备选型，传感网组网及Zigbee协议的应用开发有一定程度深化，实训重点要让学生树立起系统性的理念。下图是物联网环境监测实训室功能总体框图。
环境监测实训系统
实训系统包含三种数传模式（WiFi、Zigbee、有线）环境监测传感器，形成一套覆盖三个层次的物联网教学平台。同时，其他内置WiFi模块的各种手持设备（笔记本电脑、手机等）也能无线接入该实验平台，成为物联网实验设备的一部分；师生教学、科研实践开发的其他感知模块，通过与标准的WiFi设备服务器连接，也能轻易接入该实验平台，完成测试、验证。这些设备的灵活配置为学生提供了从数据采集、网络传输到信息处理较完整的物联网系统应用模型。包含的实训：网络组网与无线信号测试、Zigbee协议栈应用、Zigbee网络拓扑、开发环境的搭建；IEEE 802.11协议介绍、接口程序代码开发、串口WiFi设备服务器设计、传感器数据采集与查询显示等，重点是把从信息采集、传输和信息处理联动起来，让学生充分体会到一个真实的无线传感网系统的体验，更加贴近了以后的工作岗位，增强学生就业信心。
5结论
物联网应用技术实训教学是培养高职学生技术技能型人才的核心所在。实训教学必须以良好理念为先导，紧密结合人才培养目标，构建起符合学生就业岗位需要的实训教学体系。本文以农业与环境应用为背景，从分析人才培养目出发，基于“认知―技术技能―系统体验” 路径来研究并实现物联网应用技术实训教学，以知识与技能渐进式提高构建实训教学环境，通过近两年的探索与实践，取得了较好的效果。
参考文献：
[1]王风茂.高职院校物联网应用技术专业实训体系的构建与实施[J].青岛职业技术学院学报，2012，25（6）：49-52.
[2]邹洪芬.高职院校“专业对接园区，科研反哺教学”的物联网专业建设探索[J].职业技术教育，2014，35（26）：12-14.
[3]张新.高职物联网应用技术专业建设探索与思考[J].物联网技术，2014（5）：80-82.
[4]刘雪梅.民办高职院校实训体系的建构和机制研究[J].职教论坛，2012（11）：18-20.
关键词：物联网；计算机网络；课程群；教学改革
1 计算机网络技术课程群在物联网工程专业中的重要地位
物联网是继计算机、互联网之后信息产业的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、识别技术、传感器网络以及普适计算等技术，按照约定的协议，实现无处不在的物与物、物与人、人与人之间的互联，其应用领域包括医疗监测、智能交通、政府工作、智能消防、环境监测、情报搜集等。物联网公认有3个层次，其中底层是感知数据的感知层，中间是传输数据的网络层，上层是内容信息处理的应用层。
由物联网技术层次结构可以看出，物联网是三网融合的延伸和扩展，技术的核心和基础仍然是互联网。它以IP协议为基础，采用类似互联网TCP/IP协议的分层网络通信协议为上层的各种应用提供服务[1]。
从物联网技术核心需求的角度来看，计算机网络基础知识在整个物联网的课程知识体系中尤为重要。在专业建设过程中，应以互联网为核心和基础，以计算机网络课程为中心，充分考虑物联网工程专业对计算机网络知识的需求，围绕课程选取与阶梯式课程群设置、教学内容安排与衔接、教学方法与改革、实践课程体系设置等方面展开改革和探索，培养学生扎实的网络知识，为后续物联网相关课程打好基础[2]。
2 课程选取与阶梯式课程群的课程设置
课程群的课程设置不是简单的课程组合，需要对课程体系统筹规划。计算机网络技术作为一个重要的知识模块，涵盖了从计算机网络的理论基础到实践操作，再到综合应用的全部内容，是一个内涵丰富的课程体系。
湖北工业大学的物联网工程专业依托原有的网络工程专业，课程体系设置在网络工程专业的基础上进行了大幅度的修改，网络工程专业计算机网络技术课程群的主要课程见图1。
可以看出，原有计算机网络技术课程群的课程主要基于IPV4，偏重于互联网理论基础、层次模型、有线网络结构及组建、网络管理与分析等方面，并不能体现现代物联网的架构和特点。
因此，在进行物联网工程专业的计算机网络技术课程群设置过程中，笔者充分考虑物联网工程专业的需求和特点，经过大量调研和反复思考，整体改造原课程群，加入了无线网络、嵌入式、传感等知识模块，形成一条层次分明且知识体系完整而独立的课程链，主要专业核心课程有计算机网络、TCP/IP协议原理、网络互联技术、物联网技术概论、无线传感器网络、RFID原理及应用、物联网安全技术、网络编程与系统开发。物联网工程专业阶梯式计算机网络技术课程群具体课程设置见图2。
由图2可以看出，经过精心设置的物联网工程专业计算机网络技术课程群的各门课程并非简单的、平面式的结构，而是5个阶段的课程群[3]，分别为网络基础理论模块、网络基础应用模块、物联网基础模块、物联网应用与安全模块、物联网综合应用与实践模块，具有良好的课程递进层次关系。
3 课程群具体的教学内容设置
计算机网络课程群主要培养物联网工程系本科生的互联网与物联网理论基础和实践能力，要求学生掌握互联网和物联网的基本理论知识与关键技术，能够理解网络体系结构与物联网总体构架，并具备网络管理与配置、网络应用与创新的能力。计算机网络课程群的建设不仅是选取内容纵向有传承关系、横向有内在联系的几门课程，还要梳理和整合课程教学内容，打破课程间的壁垒，减少重复内容并保证内容的连贯性与完整性[4]。因此，在进行课程群建设时，笔者充分考虑了课程群内诸课程在结构、内容、侧重点、时间分配等方面的相互关系。经过几年的教学实践与探索，笔者在教学内容的安排和设置方面做了如下安排和改革，见表1。
从第三学期开始，每学期逐渐增加网络方向的课程，这学期开设的计算机网络主要以培养学习兴趣和奠定网络基础为主。从最熟悉的互联网应用入手，首先阐述计算机网络的起源与发展、网络的基本概念以及网络协议与体系结构分层模型，使学生对网络整体架构有清晰的了解；然后以自底至上的顺序详细讲解网络各层次的协议内容与工作原理，并在实验环节使用抓包软件进行协议分析和观察，以验证性和演示性实验为主，使学生通过实验过程了解网络相关知识；在计算机网络课程的后期，加入对未来网络展望的内容，包括下一代因特网、物联网等知识，一方面扩展传统计算机网络授课的范畴，增加课程的广度和深度，另一方面旨在提高学生的学习兴趣，为后续课程打好基础。
第四学期的教学内容主要在第三学期课程的基础上进行扩充和深入，开设网络互联技术与TCP/IP协议原理课程。通过学习网络互联技术课程，学生将掌握交换与路由的基本知识与基本原理，培B学生对中小型园区网的组网与管理能力，能对具体的网络应用给出合理的规划和可行的解决方案，并具备解决网络中常见问题的基本技能，将理论知识付诸于应用。TCP/IP协议原理课程是计算机网络课程的延续和深化，通过课程学习，学生将深入掌握TCP/IP原理，在理论学习的基础上用程序设计语言实现，从而提高网络应用程序开发能力，夯实网络管理基础，提高网络安全意识，增强网络分析能力。
在前面两个学期学习互联网技术的基础上，第五学期的教学内容开始体现物联网特色，开设的物联网技术概论、无线传感器网络以及RFID原理及应用3门课程都是物联网专业的核心课程。物联网技术概论是学生认识物联网的起点，通过课程学习，学生能了解物联网的起源和典型应用，理解物联网的概念与内涵，并对物联网的体系架构和核心技术有充分的认识，这是一门重要的物联网技术启蒙课程。无线传感器网络和RFID原理及应用这两门课，是深入学习和研究物联网技术的核心专业课程。通过学习，学生应掌握无线传感器平台和网络架构、射频识别技术的基本概念与原理方法，为后续的综合实践环节打好理论基础。
第六学期开设的网络管理与安全和物联网安全两门课程是进阶课程，通过这两门课程的学习，学生应在掌握互联网与物联网基本原理的基础上，了解网络管理和网络安全知识模块，包括密码理论、无线传感器网络安全概述、密钥管理、安全路由、物联网中的抗干扰、射频识别的隐私与安全、物联网嵌入式系统的安全设计等基础知识，达到从理论到应用、从架构到安全的全方位提升。
第七学期设置的物联网应用综合设计及创业实践环节，旨在提高学生的综合应用和动手能力。通过为期一个月的实践学习，学生能够设计一个物联网综合应用系统，能够从系统的角度看待物联网的应用问题，并能综合利用几年来所学的互联网及物联网知识解决网络通信及应用的相关问题。
综上所述，本课程群的课程内容在设置上是完整的、连续的、突出重点的，涵盖了从基础的互联网到物联网的基本原理、体系架构、网络应用、关键技术与安全的内容，并遵循从易到难、从浅到深、从原理到应用、从互联网到物联网、从系统到安全的原则来设置教学内容。课程分布于第三学期到第六学期之间，内容在时间的安排上符合学习的一般规律，并注重理论与实践相结合的原则，具有科学性和可实施性。
4 计算机网络课程群教学方法改革
物联网技术属于集成创新型技术，培养的人才不仅要具备扎实的理论基础，还应具备很强的工程实践与应用能力。因此，在计算机网络课程群的教学中，笔者坚持“课程精、实践强”的原则，强调理论与实践相结合的教学方法，不断改革理论教学，引入MOOCs、混合教学、开放课堂、对分课堂等形式，强化实践教学，深入开展校企合作模式，形成了工程训练、专业认证、创新培养并举的特色教育理念。鉴于在实践教学和创新能力培养方面的有力措施和突出成绩，笔者在2012年获得了湖北工业大学优秀教学成果一等奖。
4.1 根据不同课程探寻多种教学模式，提高教学效果
近年来，以MOOCs为代表的新型教学模式不断涌现，大多依托网络教学资源，秉承自由学习的理念，旨在调动学生的学习积极性和创造性，为传统课堂注入了新的活力。笔者在计算机网络课程群的建设中，结合各门课程的优势和特点，进行了多种课程教学模式的改革和尝试，力求获得更好的教学效果。
以计算机网络课程教学模式改革为例，该课程作为课程群的第一门专业基础课，其教学效果对整个专业的后续学习至关重要。考虑到这门课程的网络资源比较丰富，且大部分内容难度不大，笔者采取了传统教学与网络教学相结合的混合教学模式。这种模式由课前预习、面对面授课（face-to-face）、在线学习（On-line）、实践训练4个过程组成。此学习模式整合了各种教学资源和多样化的学习形式，如课堂学习、自主学习、分组讨论、任务驱动、协作项目实践活动、实践训练等[5]。混合教学模式既保持了传统课程教W的优势，又在课前和课后引导学生自主学习，学生能通过各种学习方式保持学习兴趣并取得良好的学习效果。
在物联网技术概论课程教学模式改革中，针对该课程内容繁而细、知识更新快、实践性强的特点，笔者提出了物联网导论的开放式教学法，主要途径有开放教学过程、开放教学内容、开放教学考核与开放教学环境等。在教学过程中，以学生为主体开展教学活动，课堂上有分组讨论、头脑风暴、及时答疑、小组展示等各种环节。在注重师生关系平等的基础上，尽量与学生进行课堂互动，引导学生积极思考并大胆表达自己的观点。在教学内容上以新技术和实例教学为主，每学期的课件和内容都要及时更新和补充，并将教学内容融入实际案例。比如在介绍常用传感器及其典型应用的时候，会联系生活中的小米手环、智能医疗、智能家居应用等，既提高了学生的学习兴趣，也扩充了学生的视野。在教学环境上，以开放的网络教学平台作为课堂的补充，并以开放的形式进行考核，注重对学生分析能力和创新能力的考核。
实践证明，依据不同课程的特点和性质，在课程群中开展适合不同课程的多种教学模式探索，能大大增加课程的吸引力并降低学习的难度，学生不仅能学到知识，更能提高学习的兴趣，并锻炼自学能力和创新能力。
4.2 重视实践教学环节，提高学生工程实践能力
为了保证实践教学环节的教学质量和教学效果，笔者多次对物联网工程专业实践教学计划进行深入的研究和有针对性的修订，包括增加实践教学环节的学时、提高综合性与设计性实验比例、增加物联网应用综合设计及创业实践环节、强化实习环节和毕业设计环节，并加强对实践教学体系各环节的规范化管理。
1）调整实验学时，改革实验教学方式，提高综合性与设计性实验比例。
计算机网络课程群中的每门课程都配备了实验教学环节。对于一些实践性较强的课程，如网络互联技术课程，根据其课程特点，改革性地将理论课堂搬到实验室。为保证课堂效果和实验过程完整性，采用4节连上的方式，并将对分课堂和任务驱动的教学理念引入课堂，用一节课讲解核心的理论和实验内容，余下3节课全部进行实验、调试和答疑。每节课以一个实践小项目为驱动，学生通过分组合作的方式进行，以实践项目完成效果为考核的标准。学生普遍反映这种实践教学效果良好，可以及时消化和理解理论知识，避免理论与实践的脱节，并锻炼了协作与学习能力。
为了弥补大多数课程中以验证性实验为主的局限性，课程在每门课程的实验教学大纲中都加入了一个综合性的实验内容，并在高年级增加了物联网应用综合设计及创业实践环节，主要提供一些平台和一段时间给学生进行知识的梳理和总结，鼓励学生进行创业计划实现自己的想法，把学生的兴趣、爱好、学习、创新融为一体，这也是实践环节的主要目标。
关键词：物联网;必要性;技能型人才
物联网，顾名知义，就是物物相连的互联网。它是通过射频识别（RFID）、红外感应器、无线传感器网络、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。是继计算机和互联网之后的第三次信息产业的浪潮。面对物联网技术的全面普及及上万亿规模的高科技市场，职业院校承接着技能型人才培养的社会职责，对物联网应用技术人才的培养如何定位，如何培养，是个值得探讨的问题。
一、社会背景和技术背景
物联网是继互联网之后的新一轮信息技术革命，随着在各行各业的落地，已经成为支撑众多行业发展的主要力量。物联网初期投入是在政府主导下进行的，集中在公共安全系统，智能交通、智能物流、市政管理等工程，每一个点无不可以搜索到物联网技术的影子。尤其信息技术应用水平和管理水平，已经成为企业提高竞争力的手段。
技术上，物联网是通过智能感应装置，经过通信技术，进行信息的传输，到达指定的信息处理平台或中心，从而实现物物、物人的信息传递，从而提升效率，保障安全，可以跨时间跨空间进行溯源、追踪、定位、管理。
二、高职院校开设物联网应用技术专业的必要性分析
从2009年8月7日，国务院总理在无锡视察时发表重要讲话，提出了感知中国的战略构想，表示要大力发展物联网技术，继而物联网也成为我国十二五规划的战略性新兴产业之一。2013年2月，《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）正式出台，标志着政策层面已经框定物联网产业的发展蓝图。预计2015年将超过5000亿元的规模，并会在短期内可能超过万亿规模，是一个航母级产业。
物联网技术与应用的竞争，说到底是人才的竞争，是战略的竞争。物联网目前在我国还处于发展阶段，从事该行业的人才还比较匮乏，仅在交通物流等领域，人才需求量就超过20万，而且每年都在增长。做为基础型的产业对人才的海量需求，这也为职业院校提出了紧迫的要求，有一定基础、能力、条件的职业院校，应高度重视与加强物联网应用技术专业人才的培训与培养工作。
1.职业类院校学生的特点。职业类院校培养的学生主要从事安装、调试、维护、生产、营销和推广等工作。而物联网技术的发展与竞争，主要是人才的竞争。众多本科类院校也在开设物联网技术相关专业，但主要面对系统设计、系统分析和研究方面的研发工作，要求有深厚的理论基础知识，并且具备专业覆盖面广的优势，职业类院校学生胜任起来有些困难。纵观物联网的从业岗位，对于技术人员，尤其是建设调试、维修保养、技术服务、营销推广等工作，不需要非常深的理论知识，只需要掌握相关的操作规范与标准，具备最基础的专业知识，具备相应岗位必备的技能技巧即可以，正符合职业院校学生基础比较薄弱、学习主动性差、动手能力强、适合奔波式工作的职业特色，所以对于当前人才需求量大的物联网技术相关行业，职业类院校开设上此专业正具备最基础的条件。
2.各行业对物联网专业人才的需求量大。“十二五”期间物联网产业重点领域包括智能交通、智能电网、智能物流、智能工业、智能医疗、智能农业、公共安全、环境监控与灾害预警、社会公共事业、金融与服务业、智能家居、智慧城市、国防与军事等。
我国当前处理物联网技术人才处理缺乏状态，笔者随意浏览了一个招聘网站，中华英才网上与物联网相关的招聘信息有500余条，前程无忧网站上与物联网技术相关的招聘信息达到1000余条，智能招聘网站上与物联网技术相关的招聘岗位达到400余条，另经常有公司通过微信、QQ、网站平台、私人联系等方式在招聘技高能优的物联网技术相关的专业人才。
据不完全统计，近几年的几大应用领域对人才的需求量，可能均会超过20万以上，如智能交通、智能物流、智能电网、智能医疗、智能工业、智能农业、智慧生活等。
3.对物联网应用技术关键领域展开教学与研究。RFID技术等短距离通信技术、传感技术等关键技术，众多理工类职业院校有着丰厚的基础，承着物联网技术的推广与应用，职业类院校可以对这些核心的技术展开教学与研究，使得培养的人才在智能交通、智能物流、智能农业、智能工业等领域得到发挥。
4. 职业院校具备校企合作的基础。职业教育的人才培养模式步伐一直没有停息过，从项目教学法、学习德国职业教育模式、校企合作、微课教学、Mooc教学、混合式教学、顶岗实习等，究竟花落哪种模式，没终极结论。实践场地不断翻新，合作企业不断探索，新技术新技能不断涌入，已经让当前的众多高职院校具备了充分的校内实训基地，具备了校企合作的基础。
在当前的基础上，开发物联网技术专业具备了良好的基础。从教学方法上看，多年的探索与实践已经积累了成熟适用的经验，从硬件基础上看，已经具备了搭建物联网相关实训室的基础条件，从师资力量上看，已经拥有了开设此专业的技能与技术。院校与物联网企业合作，搭建校企合作平台，通过高校与企业联合办学，培养熟练掌握物联网知识与技术的信息服务与技能应用型人才，合作育人，合作发展，达到人才培养的灵活性、开放性、深入性、针对性。
总之，在当前本科类院校开设物联网应用技术专业的同时，各职业类院校也必须要迎头赶上，以呼应本科类院校培养的研究型人才，牢牢把握住这一机遇。中高等职业类院校作为国家技能型人才培养的基础，开办此专业显得尤其重要与必要，有处于当前物联网应用技术发展的大好形势 ，扭转物联网人才资源匮乏的局面，从而培养大批的具备物联网技术能力、创新能力、良好的团队合作精神的复合型人才，全国的职业类院校都以当前物联网发展的大好背景为依托，积极开办物联网应用技术专业，探索理论和实践相结合的优质培养人才战略。
由于我国物联网专业教育于2010年才起步，对于很多院校开设此专业还处理犹豫与探索阶段，如如何定位专业、课程设置？师资力量从何而来？实验室不完善如何办？学生的就业前景如何？等等诸多问题，这也一定程度上会制约着物联网技术专业的设置与发展，所以研究物联网应用技术专业教育的有效性及输送人才的通道更显得重要。
参考文献：
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[3]陈国良.计算思维导论.北京：高等教育出版社， 2012年10月.
关键词：物联网工程专业课课程体系；感知层；网络层；应用层；体系结构
中图分类号：TP391.44-4
1 物联网工程专业设置的必要性和可行性
“物联网”[1]的概念于1999年提出，本意是“物与物相连的互联网”，物联网是通过红外感应器、射频识别（RFID）、全球定位系统、无线传感器网络、激光扫描器等传感技术，依据通信协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和处理，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知[2]的精神，为了加大新兴产业人才培养力度，加快课程体系、教学内容、教学方法、管理体制与运行机制的创新，大力培养新兴产业相关专业的人才，满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，北京交通大学海滨学院计算机科学与技术专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉，培养了大批合格的信息技术人才。这些专业均具有强大的师资力量和完善的实验设备，为开办“物联网工程”新专业打下了良好基础。
2 物联网工程专业知识体系架构
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。
2.1 感知层
感知层，也常称为感知控制层，解决了从物理世界到人类世界的数据获取问题[3]，包括各种物理量、标识、音频、视频等数据。感知层位于三层架构体系中的底层，是物联网应用的基础，是物联网全面感知的核心。作为物联网的最基础一层，感知层具有十分重要的作用。
感知控制层包括数据采集、短距离通信技术和协同信息处理。数据采集是通过相关传感器对物理对象的感知和数据收集，其中涉及射频识别（RFID）、传感器、多媒体信息采集、实时定位和二维码等技术。短距离通信技术和协同信息处理将采集到的数据在局部范围内进行处理，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域网。
2.2 网络层
物联网网络层将来自感知层的各类信息通过基础网络传输给上层，并提供透明的数据传输能力。其中，基础网主要包括移动通信网、广电网、卫星网、行业专网、互联网及形成的融合网等。
2.3 应用层
应用层主要将物联网技术与行业系统结合，将信息转化为内容，实现物物互联的应用解决方案。概括起来，物联网就是传感网、互联网和智能服务的综合体[4]。与传统的互联网相比，物联网加进了感知层，降低互联门槛，实现非智能、弱智能设备能够接入互联[5]。
在高性能计算和海量存储技术支持下，应用层还对网络获取的大量不确定信息进行清洗、融合、重组等处理，整合为相对准确的结论，并为行业应用提供智能的支撑平台。
3 物联网工程专业课课程体系设置
3.1 专业定位
本专业依托北京交通大学计算机与信息技术学院的优势学科，面向京、津、冀和环渤海区域经济、社会、生态的发展需要，突出计算机应用技术与现代信息处理技术交叉与融合的特点。培养学生具备良好的自然科学、人文社会科学和工程技术基础知识。使学生具有物联网工程专业技术的扎实理论基础，面向物联网应用系统的程序设计技术，各种信息处理网络应用系统的工程实践能力，以及培养学生具有较强的自主学习意识和工程意识，能够从事物联网工程技术及其应用方面相关应用设计、开发与应用工作。
3.2 培养目标
物联网专业需要培养适应国家科技化和现代化建设需求，建设创新型国家发展战略的需要，具有雄厚的基础，强大的综合实力和专业适应能力，具有社会责任感，具有信息采集和检索、分析和处理能力的，具备良好的动手实践能力和创新能力，能胜任通信，传感器网络及电子信息处理技术领域的研究，设计、开发、系统集成及管理与教学，并具有创新能力，能够在计算机和通信等领域起领军作用，具有国际化视野的高素质的高层次专门人才。
3.3 课程体系结构设置
物联网工程专业是新兴专业，由于整个行业在我国都处于发展阶段，因此对人才培养提出了更高的要求。由于物联网方面的信息相对较少，学生有可能对于专业的认知度不高，应当加强专业认知方面的教育，同时，通过实验演示等方式，让学生来亲身体验物联网技术带来的技术革新，是学生们对于专业有一个全方面的认知，从而培养学生的学习兴趣和钻研精神。物联网工程课程体系的原则是覆盖必要的学科背景和专业知识。
我院物联网工程专业依托计算机科学与技术专业进行发展，物联网专业需要计算机科学与技术方面知识的学习，同时，重点加强与“物”相关的传感器、RDIF等技术的学习。在教学过程中注重学科背景知识体系，力求学生考研和后期发展有明确的学科目标。
物联网技术专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点，注重课程体系的交叉融合，将相关主干学科的核心课程和专业课程进行统筹考虑。在总学分180学分的情况下，将课程分为基础教育、专业教育和素质拓展和自主实践。
3.3.1 基础教育
在基础课程的教学中，尤其是对于整个专业学习和发展至关重要的数学和物理等课程的学习，使学生充分意识到学习这些知识的重要性，物联网专业在国内属于新兴专业，国内起步较晚，需要查阅大量的外文资料，因此，需要良好的英语水平，尤其是专业英语水平，在教学中，适当引入专业英语教学。同时，在基础课程的学习中，应该加强学生对于政策法规的学习，避免学生学习技术知识之后通过技术手段进行违法犯罪活动。
3.3.2 专业教育
专业教育包含专业基础课程和专业课程以及各自的实践环节，共114学分。专业基础教育是整个课程体系中较为重要的环节，高素质的人才需要有过硬的专业基础知识，通过全方位学习物联网以及计算机、通讯、自动化等相关学科的知识，能够使学生培养对于知识的跨学科应用能力。
（1）专业基础课课程结构设置及分析
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程，突出专业定位和特色，拥有一定的广度和深度，多起点同时推进，学生在全方位的学习中，找到适合自己的发展方向。
在专业基础课程的教学中，起步难度要适当，既不能难度过大而吓退学生，打消学习积极性，也不能过于容易而什么都学不到。将尽可能多的课程安排在实验室进行，理论知识通过实验现象和结论更容易理解和掌握，学生能通过现象看到本质，有利于学生兴趣的养成和动手实践能力的培养。考虑到学生的实际情况，专业基础课程计划安排一定的课外上机学时，使学生巩固课堂学习的内容。
（2）专业课课程结构设置及分析
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目，学生可根据自己的兴趣与自身发展进行选择学习。
专业课程的考核不能以考试成绩作为唯一标准提高实践和实训在考核中所占比重，严格实训内容的考试。在专业课程的学习中，增加项目实训，适当引入企业项目，在学习中就能体验到未来工作中的实际感受，通过亲身体验，寻找差距，弥补不足。学生在毕业之后，能够迅速适应工作岗位，拥有较高的起点。
（3）专业主干课课程
具体包括：物联网技术导论、电路、模拟电子技术、电子技术基础实验、数据结构与算法、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技术、软件工程、计算机网络原理、通信原理、嵌入式系统与接口技术、数据库与数据挖掘。
（4）专业选修课课程
无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息安全、物流管理概论、RFID技术、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技术、环境工程概论、电子商务等。
3.4.3 实践教育
实践教育主要包括程序设计专题训练Ⅰ、程序设计专题训练Ⅱ、硬件系统课程设计、软件系统课程设计、就业指导、物联网综合实践、多媒体技术、Linux应用系统开发、信息系统集成与开发、软件工程与实践、计算机系统课程设计、毕业实习、毕业设计（论文）。其中部分科目为选修，学生可以根据自身发展进行选择。
3.4.4 素质拓展与自主实践
素质拓展与自主实践方面，鼓励学生参与学科竞赛、科研项目、创新创业项目、非本专业的公共选修课、各类职业、执业资格证书，总学分不得低于10学分。
4 结束语
物联网工程是一个战略性新兴本科专业，它不是以理论为主导，重点在于工程应用，这就决定了该课程体系所特有的发展变化的动态特性。因此，在制定专业教学计划时，要时刻以服务于社会发展需要为根本依据，把当前物联网新技术及行业应用的时代需求紧密结合起来，依托学校自身的行业背景和学科优势，设计出科学合理的、与时俱进的、可持续发展的专业课程体系，为国家战略性新兴产业发展，培养高素质专门人才多做贡献，争取使我院物联网工程专业在同类学校的同类专业中起到示范和带头作用。
参考文献：
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传统网络工程专业与物联网专业在知识结构上有很多共性，只要适当补充和调整网络工程专业的课程体系，就能够达到物联网专业人才培养的目标。因此，在计算机网络工程专业中设置物联网方向是切实可行的。近两年，国内申请增设物联网相关专业的高校数量众多，但他们在不同程度上存在着物联网课程体系规划不完善、教材建设计划不完备、师资力量薄弱、实验室配套设备缺乏和实验方案标准有待规范等问题。区别于部分高校现开设的物联网工程专业，学校在计算机网络工程专业开设物联网方向时可以在该专业多年积累的教学资源的基础上，结合本校独特的优势学科制定具有行业物联网应用特色的战略性新兴产业人才培养方案。计算机网络工程专业开设物联网方向的专业目标是要让学生在具备一定的数学和计算机科学理论知识的基础上，系统地掌握计算机网络以及物联网的相关原理和应用技能。笔者认为计算机网络工程专业物联网方向的学生对有关物联网感知层的基本知识和基本技能达到掌握程度即可，重点是要结合各高校的优势学科及地方人才市场需求，让学生在充分掌握计算机网络技术的基础上，强化对物联网应用层关键技术的理论学习和应用实践。
结合高校优势学科培养网络工程专业人才
不同的发展历史、相异的学科建设等因素使得每一所大学都有自己的品牌专业、强势学科以及与其培养目标相配套的软硬件资源的建设与积累。物联网有着非常广泛的应用范围，高校在计算机网络工程专业物联网方向的专业定位上可以结合自身现有的优势学科，参考人才市场的用人需求，改革网络工程专业的课程体系，因地制宜地制定具有本校重点学科特色的培养方案和教学内容。网络工程（物联网）培养模式可以从专业定位、知识结构、创新能力培养和人才培养模式评价体系四个方面进行讨论。其中，专业定位和知识结构将在下一节论述。在复合型工程应用人才的创新能力培养上，需要转变以往的以传授知识为主导的教育模式，注重学生的创新思维和自主学习能力的培养，强化教学实践环节。例如：开设具有行业背景的工程训练课程，开展个性化的创新能力培养研究，提高实验和培训课程的比重，扩展大学生创新实践基地建设[5]等，形成以行业应用为背景的立体化培养模式。完善的评价体系可以实现人才培养模式与质量的跟踪与评价，依据评价结果可以适时地调整教学内容，有利于提高人才的适应性。从行业应用出发，可以分别从学生的综合素质能力培养、学生知识结构优化、工程实践与创新能力培养等方面对研究成果进行评价。计算机网络工程专业物联网方向人才培养模式如图1所示。将传统网络工程专业的课程设置与学校的优势学科的专业知识有机结合，使得毕业生不仅能够从事计算机网络方面的工作，也能直接从事行业背景下的物联网工程领域的工作，增强毕业生的工程实践能力，拓宽其就业范围。以天津科技大学为例，学校建有“食品营养与安全”、“工业发酵微生物”2个教育部重点实验室和1个教育部“食品生物技术工程研究中心”，在食品科学和生物工程等领域的研究与教学处于全国前列。依托天津科技大学的食品、生物等优势学科和应用背景，笔者认为，目前计算机学院的网络工程专业可以以食品安全和生物发酵与菌种保藏控制物联网为应用领域，融合食品学院和生物学院相关专业的教学资源，拓展网络工程专业的培养方向。通过多学科的交叉融合，建设以轻工行业物联网应用为特色的计算机网络工程专业培养体系。
优化网络工程专业培养目标和课程体系
由于物联网技术下的网络工程专业需要融入不同专业学科，所以，在确立了以轻工行业物联网应用为特色的网络工程专业培养目标的基础上，调整教学大纲，对原有专业的课程配置进行科学地增补和取舍。结合学校的优势学科的应用背景，依照网络工程专业物联网方向的培养目标设置相应的课程内容和实践环境，形成特色教育，增强毕业生的就业竞争力。
1.专业培养目标物联网技术下的计算机网络工程专业面向现代信息处理技术，主要培养学生良好的科学素养，使学生毕业后可在轻工行业、信息产业、科研单位从事物联网应用相关技术开发和研究，成为具备行业知识和专业技能的高级应用型人才。培养的学生具备通信技术、网络技术、传感技术的基本理论和应用能力，能进行系统集成及相关技术的开发和应用推广，具有物联网工程实践能力。专业能力培养要求：掌握计算机科学与技术和网络工程等方面的理论和方法，具有扎实的理论基础知识；掌握传感器技术、无线通信网等物联网感知层关键技术的基本知识和基本技能；具备各类网络系统的运维能力和一定的分析、设计和开发能力，拥有较强的软件编程功底；具备从事轻工行业物联网领域的科学研究能力；了解计算机网络及物联网的行业发展动态和技术标准，掌握文献检索、资料查询的基本方法，熟悉利用Internet获取信息的手段，具有获取信息的能力。
2.主干课程网络工程专业物联网方向的课程设置以专业培养目标为向导，注重学生动手能力和创新思维的提高。学生可以通过对计算机网络及物联网的基本理论和基本知识的学习，掌握网络分析和设计的基本方法，掌握物联网应用的基本技能。物联网中的感知层主要用来感知和采集现实世界中的信息，网络工程专业物联网方向的课程设置可以在现有计算机物理层的相关课程基础上，融合通信原理、传感器技术基础和射频技术与无线通信等课程，提高学生在物联网感知层理论知识的理解。对于物联网网络层方面，传统的网络工程专业已包含该领域涉及的大部分知识，需要增加无线传感网络和无线自组网理论课程，强化学生对物联网网络层的理解。物联网应用层的主要作用是依据各行业的实际需求开发信息管理平台，并根据行业应用的特点集成相应的内容服务[6]。结合应用层的特点，各院校可结合自身优势学科增设具有行业特色的物联网信息处理技术、无线自组网应用和物联网应用程序设计等课程。有关物联网安全技术的课程，不仅涉及物联网的三个层次，也关系到嵌入式知识的相关课程。网络工程专业物联网方向的课程体系结构如图2所示。综合考虑现有网络工程专业的课程设置，计算机网络工程专业物联网方向的专业课程主要有：离散数学、数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、物联网技术概论、物联网应用程序设计、无线传感网络、嵌入式系统概论、嵌入式操作系统、网络系统集成、网络程序设计、网络管理、射频技术与无线通信、物联网安全技术、无线自组网理论及应用、物联网信息处理技术等。
3.主要专业实验专业实验的设置将使得学生具有一个计算机网络技术和物联网技术学习、开发与实验的综合平台，有利于提高学生的创新能力和实际动手能力，便于学生熟悉和掌握网络工程与物联网的原理和实际应用。网络工程（物联网）专业的实践环节可以从毕业实习、计算机基础练习、课程设计、生产实习和毕业设计（论文）五个方面进行。专业实验主要包括：C语言课程设计、面向对象课程设计、数据结构课程设计、无线传感器网络课程设计、网络系统集成课程设计和物联网综合应用课程设计等。
【关键词】 物联网 智能电网 应用
一、智能电网与物联网
应用物联网技术，智能电网将传统电网、用电用户及用电设备等覆盖，形成一个完整的巨大的网络，为实现节能减排、电网信息化、自动化、互动化提供技术支撑，也为电网运行和服务质量的提高提供技术保障，进而促进及推动电力工业的发展和转型。
二、物联网在智能电网中的应用
从结构上来看，物联网具有三层体系结构，包括感知层、网络层和应用层。感知层主要包括感知控制层和通信子层。在这层，主要实现的是利用感知元器件将电网各个环节的信息采集回来，并通过通信子层传送到物联网的第二层，即网络层。网络层包括了核心网络。在智能电网中，电信息具有较高要求的安全性和可靠性特点，需要系统在实时情况下完成对电网的控制和传输。因此智能电网的网络层实现的难度较大。在应用层上，通过先进的计算机信息处理技术，对智能电网进行决策、控制和服务。
物联网在智能电网中，覆盖其6大环节。在每个环节中，都占据着重要的作用。（1）发电环节中，可以对发电常规机组的状态进行监测，掌握其运行达到精准化水平。对通过水力进行发电的，同样也可以监测坝体的压力承受情况，规避风险。其他发电方式下，同样能够利用专用的传感设备将第一时间的状态采集回来。（2）配电和输电环节中，在塔杆、输电线路上部署各种传感器，同样可以实现目标的识别、分类及有效的区域定位，提高这些输电设备的维护水平。（3）变电环节中，对输变电设备的气象环境、图像视频、导线震动幅度等信息进行监测，部分电信息与电网信息融合时，进行精确的分析，对消除线路的及设备的缺陷提供技术保障，提高电网的运行水平。（4）用电环节中，则能及时获知用户的需求，帮助实现用电的双向交互，为智能家居、家庭的能效管理及其他用电设备，提供可靠的供电和高用电效率，并为节能减排提供技术性的保障。（5）在调度环节中，可以监测电力设备的全景状态图，精确科学的评估设备的状态及其寿命，为降低成本提供决策，从而提高电网的运行水平和管理水平。
三、智能电网的支撑技术
智能电网在物联网的支撑下，可以得到迅速的发展，其主要的支撑技术有以下一些：（1）通信技术。智能电网的通信要求实时及高效。目前常见的通信技术有光纤通信、无线通信、组网、公网通信及电力线载波通信。由于各自特点的不同，目前在智能电网中，电力线载波通信具有一定的优势。（2）智能电表。在用电环节中，智能电表是一个关键的部分，同时，也是组建智能家居系统的前提。应用智能电表可以上实现远程自动化抄表，用电量的自动计算机用电的自动管理。智能电表在家庭中的应用随着设备的改进及推广，会更加适合家庭用电设备的。智能电表同时也是实现节能减排的一个有效管理方式。（3）智能终端设备。用电信息的智能化主要体现在利用智能采集系统将包括用电信息、报警信息、用电模式等信息在内传送到用户终端设备上。用户通过终端信息可以规划用电，管理自己的用电，同时也可以与电力企业进行交流互动，从而优化管理。（4）智能采集。智能采集系统主要实现对用户用电信息进行实时采集，同时完成在线诊断用电的功能。对采集回来的信息，电力管理部门可以进行分析和决策，对超出界限的用电进行管理，对不合格设备的使用进行限制。智能采集系统有利于用电管理的实时决策。
四、结束语
本文简单从物联网和智能电网出发，阐述了物联网在智能电网中应用的特点及应用的支撑技术，目的在于基本了解和熟悉物联网和智能电网的应用，也简单分析智能电网的关键技术的特点及功能。
参 考 文 献
[1] 刘立杰 ，吴福保. 微电网技术在中国的研究现状和应用前景[J] . 农村电气化，2010（6）
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关键词 汽车；物联网；车联网
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-006-02
近年来，随着汽车工业的发展和经济水平的提高，我国私家车的购买力迅速提升。据中国汽车工业协会的汽车销售报告显示，2012年，我国汽车产销1927.18万辆和1930.64万辆，同比分别增长4.63%和4.33%。
1999年，美国的Ashton教授提出了“Internet of Things”这个词。2009年8月温总理提出“感知中国”，“Internet of Things”这个词在中国被意译为“物联网”。物联网技术所带来的智能环境改变着传统的生活方式。
继互联网、物联网之后，“车联网”又成为未来智能城市的另一个标志。车联网技术将物联网融入汽车的行驶和控制中，保证着汽车驾驶的安全性和舒适性。
1 汽车
1886年德国人卡尔·本茨发明了第一辆汽车，随后成立了世界上第一家汽车制造公司-奔驰汽车公司。德国人发明了汽车，美国人则把这个行业带入了艺术设计的圣殿。汽车的外观经历了20世纪30年代的流线型、40年代的甲壳虫类型、50年代的长尾鳍类型、70年代的平面直角形状等。进入21世纪，汽车的外观呈现多元化，当然也存在像甲壳虫这样的经典车型。同样，汽车的心脏-发动机也经历了一系列的发展，原有的化油器车早在2001年被淘汰，之后出现的电控燃油喷射系统（EFI）成为当代汽车的主流技术，而缸内直喷发动机正为油耗的降低做出自己的贡献。汽车变速器也由手动变速器发展到自动变速器（AT），目前轿车普遍使用的AT具有驾驶舒适、减少驾驶者疲劳的优点。除此之外，控制汽车发动机进气的可变气门正时、可变气门升程和涡轮增压技术等提高了汽车的充气效率，控制排放的废气再循环系统、燃油蒸汽挥发控制系统和曲轴箱强制通风系统等保证了环境排放标准对车辆的要求。
汽车未来的发展方向是绿色环保，而不再依赖传统的燃料—汽油，目前出现的混合动力汽车、电动汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车等则是新能源汽车的代表。智能化的汽车也将是汽车发展的另一方向，而它的实现则需要依靠新的技术—物联网。
2 物联网
人类进入21世纪，信息已经成为不可或缺的资源，社会的信息化、信息的时代化是新时代的标志。在通信、互联网和射频识别技术的推动下，出现了一种可以使人与人、人与机器、人与物体，甚至物体与物体交互信息的网络—物联网。继互联网改变了人类生活后，物联网的出现势必将再次带来新的生活方式。
2.1 物联网的概念
物联网的英文名称是“Internet of Things”。顾名思义物联网就是“物与物相连的互联网”。其具有两层含义：1）物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上延伸和扩展的一种网络。2）用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信。因此，物联网是通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2.2 物联网的组成
物联网包括三个组成部分，感知层是全面感知的作用，让“物”可以“说话”，称为“智能的物体”，对其进行识别和信息采集；网络层最重要的就是可靠的传递，通过各式各样的无线和有线通信网络可靠传递信息；应用层就是智能处理，对采集的数据进行处理和展示。
2.3 物联网的应用
物联网技术的出现影响着生产生活的方方面面。智能医疗提供了非常可靠方便的就医条件，可以提前预约门诊，也可不出家门得到诊治，同时能够及时感应家庭成员的身体状况，一旦出现紧急病情，可以及时获得救治；智能物流系统可以提供物品运输过程中的所有信息，及时获取物品位置，避免物品的丢失；智能家庭打造舒适安全的家居环境，安防系统随时保护家庭安全，环保节能系统保证居室空气清新和能源低消耗，网络信息系统可以和主人交流，定制喜欢的娱乐节目；智能交通系统致力于解决现有的城市交通拥堵问题，利用快速的网络信息为交通提供有力的帮助。目前普遍使用的门禁管理制度、移动支付功能、不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ECT）正是物联网技术的体现。
3 汽车与物联网双剑合璧
汽车移动物联网，简称车联网，是指利用装载在车辆上的电子标签、数据采集器等，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息及静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管并提供综合。
我国是全球最大的汽车生产和消费国，高速发展的传感网和3G 网络，得天独厚的体制优势，使中国有能力在全球率先应用汽车移动物联网。GBOS是苏州海格专属的服务品牌，在客车信息化领域，GBOS系统全球领先，可以为用户提供精准油耗管理、位置管理、驾驶员行为模式分析、车辆身份信息、多维度维保计划等全方位保姆式服务，为提高客运公司提高管理水平提供了十分有用的帮助。
目前全球汽车行业的发展存在两大趋势，第一个趋势是新能源，未来汽车行业应该是新能源汽车技术迅速发展，它的出现来自于环境污染严重的压力，资源紧缺的压力等，这些现实问题迫使人们对汽车进行革命性的改革与创新；汽车智能化的时代是汽车行业发展的另一新趋势，未来的汽车可以认为不再是汽车，而是手机、电脑、汽车功能为一体的生活、工作、娱乐的平台。
到了2030年，在你出门前，通过传讯系统可轻松将一辆电动汽车调度到你家门前，之后只需发出口令便能坐上自动驾驶的汽车到达指定地点。在路途中，汽车可以根据传感器和互联网反馈情况调整路线和速度，行程空隙还可以通过视频电话与家人、朋友聊天等。
4 结束语
汽车，世界现代文明的产物，现今的汽车不再是简单的代步工具，而是集电子、多媒体、GPS、网络技术于一体的智能化交通工具。未来的汽车正向绿色环保的方向发展，物联网的介入也将使汽车的设计进入超越时空的价值体系，赋予更为广阔的自由空间。未来的汽车将会联合物联网技术为驾驶者提供智能化、绿色环保、安逸舒适的驾车体验。
参考文献
[1]周洪波.物联网：技术、应用、标准和商业模式[M].北京：电子工业出版社，2011.
