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關鍵詞 智慧地球 RFID 傳感器 數據采集
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A
你不會忘記帶走你遺留在辦公室或教室里的網絡連接用品，它將不僅僅是你隨身攜帶的一個小物件，或是你購買的一個用具，而是你進入一個新的、媒介生活方式的通行證……
――比爾蓋茨《未來之路》
1995年比爾?蓋茨在其著作《未來之路》中提出物聯網的概念，由于那時候無線網絡、硬件及傳感設備發展的限制，并未引起重視。隨著技術不斷進步，2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上（WSIS），國際電信聯盟了《ITU互聯網報告2005：物聯網》的報告，由此正式提出物聯網概念。報告指出，無所不在的物聯網通信時代即將來臨，泛在通信的形式已經從短距離的移動收發設備擴展到長距離的設備和日常用品，從而促成了人和人、物和物之間的新的通信形式的誕生。2009年1月，IBM首席執行官彭明盛所倡導的“智慧地球”，點燃這一概念的產業化熱情。日本韓國也相繼實現了類似的發展。總理于2009年8月在江蘇無錫考察時提出了“感知中國”，11月底，溫總理在江蘇南京考察時再次表示，當前，各行各業都大力運用網絡技術，特別是物聯網技術。2009年以來，物聯網概念在國內乃至全球都成為熱潮。物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業第三次浪潮，其產業規模是互聯網的30倍，是一個萬億元級產業。
概括來說，物聯網技術是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理。根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，可將物聯網分成四層：感知識別層、網絡構建層、管理服務層、綜合應用層。其中的感知識別層包含的RFID射頻技術和無線傳感器是物聯網發展的排頭兵，是市場最為關注的技術。
RFID是一種非接觸的自動識別技術。其基本原理是利用射頻信號的空間耦合電感耦合或電磁耦合或反射的傳輸特性實現對被識別物體的自動識別。RFID一般是由電子標簽、閱讀器、天線組成。隨著大規模集成電路技術的進步以及生產規模的不斷擴大，射頻識別產品的成本將不斷的降低，其應用將越來越廣泛。
傳感器網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等。一個典型的傳感器網絡結構通常由傳感器節點、接收發送器（sink）、Internet或通信衛星、任務管理節點等部分構成。傳感器節點散布在指定的感知區域內，實時感知、采集和處理網絡覆蓋區域中的信息，并通過“多跳”網絡把數據傳送到Sink，Sink也可以用同樣的方式將信息發送給各節點。Sink直接與Internet或通信衛星相連，通過Internet或通信衛星實現任務管理節點與傳感器之間的通信。在節點損壞失效的情況下，系統能自動調整，確保整個系統的通信正常。
和傳統的互聯網相比，物聯網有其鮮明的特征。首先，物聯網上部署了海量的多種類型傳感器，傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環境信息，不斷更新數據。其次，它是一種建立在互聯網上的泛在網絡。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。但在傳輸過程中，為了保障數據的正確性和及時性，必須適應各種異構網絡和協議。還有，物聯網不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。
隨著科學技術的發展，越來越多的物聯網應用走進了平民百姓的生活，使物聯網不再只是一個高高在上的科技理論。然而除了科技發燒友之外，普通消費者真的會關心物聯網到底是什么嗎？物聯網對于普通消費者來說是什么，是否類似于現在的人跟無線路由器的關系？Intel高級副總裁Davis對此的回答是肯定的，因為物聯網中蘊含了太多的機會。現在媒體越來越多地關注智能家居，比如智能燈、智能安保系統、甚至智能的車庫自動門。如果可以創造更多的開放接口，那么將能夠給用戶帶來更多更豐富的用戶體驗。物聯網的未來走向是讓一切變的簡單，使每一個普通的用戶能夠輕松地根據自己的需要實現對系統的操作，將家里的智能設備設置成自己最想要的工作方式。
現在關于物聯網的大部分工作，都處于產業試驗階段，但積少成多、量變帶動質變：最終智能電網、智能交通、智能城市終將會進入消費者的生活，影響所有人的生活消費方式。物聯網的推廣和普及，落到實處，還是要從普通人最關心的生活細節下手。重點是在這個發展的過程中，不能出現安全系統上的重大漏洞。一旦發生這樣的情況，那么用戶一定會對智能設備產生恐懼，安全永遠是第一要義。在任何系統的開發中，都要把安全放在首位，不能本末倒置。物聯網的精神實質是提供不局限于任何場合，任何時間的任何應用場景與用戶的自由互動，它依托云服務平臺和互通互聯的嵌入式處理軟件，弱化技術色彩，強化與用戶之間的良性互動，更佳的用戶體驗，更及時的數據采集和分析建議，更自如的工作和生活，是通往智能生活的物理支撐。
參考文獻
[1] 劉云浩.物聯網導論（第2版）[M].科學出版社，2013.
關鍵詞：計算機網絡；物聯網；專業建設；課程設計
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A文章編號：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
物聯網（Internet of Things）[1]是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。
物聯網的定義是：通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。在2005年國際電信聯盟的報告中，物聯網的定義和范圍已經發生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術的物聯網。
二、物聯網專業的分析
（一）專業建設的背景分析
物聯網改變了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維，將具有自我標識、感知和智能的物理實體基于通信技術有效連接在一起，使得政府管理、生產制造、社會管理，以及個人生活實現互聯互通，被成為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。
自2009年8月總理提出“感知中國”[2]以來，物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”，目前物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點，其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。物聯網在中國受到了全社會極大的關注，其受關注程度遠超美國、歐盟、等其他各國，因此，我國迫切需要培養大批物聯網專業的人才。
（二）申報專業的院系分析
2010年初教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知，眾多高校爭相申報。由于物聯網涉及的領域非常廣泛，從技術角度，主要涉及的現有高校院系與專業有：計算機科學與工程，電子與電氣工程，電子信息與通訊，自動控制，遙感與遙測，精密儀器，電子商務等等。物聯網專業可能會在上述這些院系中開設。
（三）專業課程的選擇
物聯網技術的快速發展和廣闊使用促使高校進行該專業的建設，在進行學生培養的時候，不同的高校應該明確自身的培養目標，一是結合物聯網技術的應用；另一是結合物聯網技術的理論研究。
在進行物聯網建設時，選擇的專業基礎課程包括：物聯網產業與技術導論；Java程序設計；無線傳感網絡概論；TCP/IP網絡與協議；嵌入式系統技術；傳感器技術概論；RFID技術概論等。
（四）專業課程的實驗設計
物聯網專業的實驗設計要從物聯網的網絡層次結構，物聯網關鍵技術，以及物聯網所注重的關鍵性問題出發，結合目前的產業現狀和高校教學環境，力求讓學生掌握物聯網系統的感知層、接入層、網絡層、支持層與應用層，設計出具體的實驗內容使學生獲得自主學習、自我發展的創新實踐能力，以適應不斷變化的未來。
開設的實驗課程可以按照方向來進行劃分：嵌入式方向有有藍牙嵌入式編程、3G嵌入式編程等；傳感器方向有光敏傳感器實驗、壓力傳感器實驗、溫度傳感器實驗等；RFID技術方向有：RFID介紹及讀卡器設計實驗、串口讀卡實驗、以太網讀卡實驗等；ZigBee技術方向有：ZigBee介紹、IAR使用介紹、無線傳感網實驗等。
三、總結
本文介紹了在目前物聯網技術快速發展的環境下，高校通過對該專業的申報、院系安排、課程選擇及課程實驗內容設計等方面的工作，積極開展物聯網專業學生的教育培養，適應了目前我國對該專業學生急切需要的需求。通過認真系統的專業建設能夠培養學生具有物聯網技術實際應用能力，并且具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力。
參考文獻：
[關鍵詞]物聯網技術；實訓教學；職業能力；專業建設
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高職物聯網應用技術專業建設自從2011年開始在全國迅速展開，經過近幾年的快速建設初步形成了一定的規模，積累了一定的經驗，但是由于物聯網技術是一項綜合性技術，涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術之大成，要真正建設好高職物聯網專業還有較大差距，特別是高職物聯網應用技術專業的實訓教學建設還有待進一步加強研究與深化。
高職教育是培養面向社會各行各業生產第一線的高素質技術技能型專業人才的高等職業教育，它的根本任務是培育學生良好的職業能力與可持續發展能力。職業化能力的培育是高職學生的重中之重，也是區別于應用型、研究型人才的顯著標志，職業能力的培養要靠高職院校實訓教學來保障和實現，只有建設規劃好物聯網技術實訓教學體系才能完成高職物聯網專業學生的職業能力與可持續發展能力的修成。隨著國家“互聯網+”、“工業4.0”等理念的提出與深化，物聯網技術的應用十分廣泛，如智慧農業、環境監測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等，根據國家“十二五”戰略規劃結合地區經濟發展特點，以智慧農業和環境監測作為高職物聯網技術實訓切入點，基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學，培養主要面向農業與環境行業的具有物聯網設備安裝調試、工程規劃與實施、系統服務與技術支持為主的高素質技術技能型物聯網技術人才。
1專業課程與實訓教學
1.1專業培養目標
高職院校是為國家培養技術技能型人才的高等學校。其培養的人才除了要有一定的理論基礎知識，重點是要培養學生具有較強的專業實踐操作能力和崗位就業適應能力，這就要求高職院校通過工學結合辦學模式，強化以職業能力為目標的實訓教學，最終實現物聯網應用技術人才培養目標的要求。
物聯網應用技術專業的培養目標是為培養德、智、體、美等全面發展，面向物聯網產業，服務區域與地方經濟發展，具有較好的物聯網專業基礎知識、較強的實踐能力、良好的團隊協作能力，可持續發展與創新能力，掌握物聯網應用技術，從事物聯網工程項目的規劃與施工管理、物聯網設備安裝與調試、物聯網維護與管理、物聯網設備營銷與技術支持，成為具備良好文化素養、職業道德和綜合職業能力的高素質技術技能型人才。
1.2專業課程體系
從職業崗位能力需要出發來分析物聯網應用技術專業的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構建課程體系和課程內容，在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓課程內容建設，努力做到“教學做一體化”教學過程中理論與實踐的相互促進和融合，最終使實踐教學來內化學生的理論知識，為拓寬高職學生的成長空間打下基礎。為此，設置了一定數量的通識教學課程和專業基礎課程，如高等數學、英語、高級語言程序設計、物聯網技術概論等。專業課程的設置更加體現職業崗位的特點要求，以智能農業、環境監測為系統實訓平臺出發，圍繞這兩大領域的物聯網技術應用展開，開設了一些有特色的專業課與實訓課。如RFID技術與應用、無線傳感器組網技術、農業食品溯源應用系統實訓、城市環境遠程監測系統實訓等課程。課程設置如下表所示。
物聯網應用技術專業課程表
公共素養課程
思想道德修養與法律基礎、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業發展與就業指導、大學英語、大學語文、高等數學（理）、大學生心理健康教育、體育
專業支撐課程
計算機組裝與系統維護、計算機技術基礎、電工電子技術基礎、高級語言程序設計、計算機網絡技術、物聯網技術概論、數據庫應用基礎、網絡設備配置技術
專業核心課程
無線傳感器網絡技術、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、物聯網系統應用實訓、物聯網工程設計與實施
專業拓展課程
綜合布線技術、移動應用開發、嵌入式系統與應用
1.3實訓教學體系
高職教學的根本就是培養學生具備良好的職業崗位就業能力，它的特點是突出職業能力所要求的實訓實踐教學，完備的實訓教學體系主要由三部分組成，包括專業實訓教學環節、校內實訓室建設、校外實訓基地建設。在設計物聯網應用技術實訓教學時，以知識與技能漸進式提高出發，按照“認知―技術技能―系統體驗” 路徑展開，“認知”主要是強調基礎性和啟蒙性實訓，“技術技能”主要側重專業核心課程的配套實訓，“系統體驗”主要是對前面實訓成果的系統綜合和應用，更加貼近物聯網技術的實際應用。物聯網應用技術實訓教學可以分為三個主要階段：技術基礎與專業認知實訓、專業技能實訓和物聯網系統應用實訓。校內校外實訓的有效結合來強化物聯網專業學生的技術技能和崗位適應能力。校外實訓基地主要解決學生的崗位適用能力，校內實訓室主要完成學生的專業技能的實操和理論知識的內化。
2基礎性實訓
俗話說得好，基礎不牢地動山搖。這說明基礎知識的學習與掌握是何等的重要。高職實訓也是同一個道理，也要從基礎性實訓抓起。物聯網應用技術基礎性實訓可以分成兩個層面：專業基礎實訓和專業認知實訓。
2.1專業基礎實訓
專業基礎實訓一般是指電子信息大類學生應具備的一些面向職業崗位的通用型技能實訓。如計算機基礎應用、高級語言程序設計、計算機組裝與維護等實訓，采用“教學做一體化”教學模式下，通過這幾門課的實訓讓學生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握，為后面的進一步學習打下良好基礎。計算機基礎應用和計算機組裝與維護這兩項實訓主要讓學生了解和認識計算機系統結構和基本工作原理，熟悉應用辦公軟件如Office，掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修，訓練高職學生使用計算機的基本技能。高級語言程序設計主要讓學生對計算機編程語言有一個基礎性的學習掌握，為下一步技術技能的實訓打下基礎，如C語言學習。
2.2專業認知實訓
專業認知實訓是開啟對物聯網技術應用大門的起初環節，目的是讓物聯網應用技術專業學生對物聯網技術的相關知識、相關設備、相關領域和相關應用有一個認識，拓寬學生的眼界，增強學生對專業學習的興趣，為專業技能實訓起到承上啟下的作用。由于物聯網技術涉及學科門類較多，職業面向行業應用面廣，因此不可能面面俱到，只能依據專業培養定位來開設認知實訓。針對面向農業與環境應用的特點，專業認知實訓突出了電子技術基礎和計算機網絡技術的學習，通過系統仿真和實際電路的調試，讓學生對基本的模擬、數字電路、計算機網絡應用有個較好認知；通過物聯網技術概論課程相關的實訓讓學生了解物聯網涉及的多類技術要素，了解物聯網三層體系結構及相關的感知、傳輸和信息處理與控制技術，在認知實訓中強調以感觀了解為重點，知識普及為重心，宜采用多種教學形式開展，如網上查閱、實地參觀、現場交流與訪談等。
3職業技能實訓
職業技能是高職學生面向社會就業之根本，也是體現現代高職教育之重心所在。高職教育的質量與特色大多體現在學生技能素質的培養上。從物聯網技術層面來分析，物聯網技術應用主要包括三個層面：感知技術、網絡傳輸技術和信息智能處理與控制技術，因此，我們結合面向農業與環境領域的應用從三層結構來組織物聯網專業技能實訓。
3.1感知技能實訓
感知技術主要是解決信息的獲取，為最終的行業應用提供信息與數據。它包括多方面的信息獲取技術，如各型傳感器、RFID系統、定位系統、條碼等十分廣泛。以農業與環境行業的應用為例，主要采用的也是前面所說的四大類設備，為此要建立感知技術應用實訓室，結合專業核心課程進行傳感器、RFID等方面應用技能實訓，讓學生了解各類型傳感器和RFID系統應用技能。傳感器方面：如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用，通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設備方面：如各型電子標簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓臺，讓學生掌握各型電子標簽的使用情況和基本工作原理，理解各頻段RFID系統的適用范圍，以電子標簽信息識別讀寫實訓讓學生對各類技術標準有一提高認識與消化。另外，也要適當增加控制方面的實訓，如智能農業方面的調節光照和控制水源和通風等。
3.2信息傳輸技能實訓
網絡傳輸是信息高速公路，負責把由前端感知設備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面：一是近距離無線網絡傳輸，二是遠程高速網絡傳輸。近距離無線網絡傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術，主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉發上傳到遠程網絡上。重點是實訓無線傳感網（Zigbee網絡）的組網與使用，讓學生了解與掌握無線傳感網的基本組成、相關設備與工作原理，通過如節點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網的使用。另外，結合計算機網絡技術實訓來強化學生對局域網、寬帶廣域網的應用以及網絡設備配置與管理。
3.3信息處理技能實訓
在物聯網三層體系結構中，最后一層是信息管理與應用（簡稱應用層）。應用層主要是完成經網絡傳輸層上傳到云端數據的接收、過濾與存儲，然后結合行業應用進行控制與管理。主要涉及專業課程有數據庫應用基礎、高級語言程序設計、移動應用開發等一些相關軟件應用方面。基于物聯網技術的應用系統離不開數據庫管理和前后臺應用軟件的開發，針對高職學生的特點，適當強化數據庫（如MSSQL）應用知識的掌握和實際應用，對數據庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯技術的迅速發展，移動終端在物聯網系統應用中已十分普及，目前移動開發平臺主要基于IOS和Android兩大系統，基于Android移動應用開發已占據主流，為此結合移動應用開發課程建設移動應用開發實訓室，在學習了Java語言后，通過“教學做”來培養學生開發小型App的能力。
4系統性實訓
物聯網技術的顯著特點是集多專業之大成，涉及專業知識面廣，容易給學生產生知識混雜和難學的印象，那么如何補救這一情況是專業教學研究的一大課題，為此，基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑的理念，特別強化與設置了物聯網系統綜合實訓環節。
4.1智能農業應用實訓
物聯網技術在智能農業中的應用如火如荼，“民以食為天，食以安為先”，食品安全至關重要，農產品的質量管理特別是食品溯源系統已日益成熟。將農產品種（養）植、運輸、加工和流通的信息相關聯，形成完整的信息追溯鏈來確保農產品的安全性。整個系統涉及溯源標識技術、監裝技術、物流監控技術和數據采集與查詢技術。溯源系統以RFID、條碼技術的應用為基礎，是一典型的物聯網綜合應用系統。這一實訓系統基本涵蓋了物聯網應用技術專業所學的大部分專業知識，通過溯源系統的實訓體驗把原本分散的技術串聯起來，強化了學生對物聯網專業知識的理解和興趣，特別是強化了學生對RFID技術應用的認識。實訓的主要內容有網絡環境的搭建、服務器安裝與調試、電子標簽制作與識讀、數據庫管理與應用、PDA安裝與調試和APP應用開發等。
4.2環境監測實訓
基于無線傳感網的環境監測實訓是以傳感器與無線傳感網組建與應用開發為重點的專業實訓，通過此實訓讓學生達到對無線傳感網的系統設計，設備選型，傳感網組網及Zigbee協議的應用開發有一定程度深化，實訓重點要讓學生樹立起系統性的理念。下圖是物聯網環境監測實訓室功能總體框圖。
環境監測實訓系統
實訓系統包含三種數傳模式（WiFi、Zigbee、有線）環境監測傳感器，形成一套覆蓋三個層次的物聯網教學平臺。同時，其他內置WiFi模塊的各種手持設備（筆記本電腦、手機等）也能無線接入該實驗平臺，成為物聯網實驗設備的一部分；師生教學、科研實踐開發的其他感知模塊，通過與標準的WiFi設備服務器連接，也能輕易接入該實驗平臺，完成測試、驗證。這些設備的靈活配置為學生提供了從數據采集、網絡傳輸到信息處理較完整的物聯網系統應用模型。包含的實訓：網絡組網與無線信號測試、Zigbee協議棧應用、Zigbee網絡拓撲、開發環境的搭建；IEEE 802.11協議介紹、接口程序代碼開發、串口WiFi設備服務器設計、傳感器數據采集與查詢顯示等，重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯動起來，讓學生充分體會到一個真實的無線傳感網系統的體驗，更加貼近了以后的工作崗位，增強學生就業信心。
5結論
物聯網應用技術實訓教學是培養高職學生技術技能型人才的核心所在。實訓教學必須以良好理念為先導，緊密結合人才培養目標，構建起符合學生就業崗位需要的實訓教學體系。本文以農業與環境應用為背景，從分析人才培養目出發，基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學，以知識與技能漸進式提高構建實訓教學環境，通過近兩年的探索與實踐，取得了較好的效果。
參考文獻：
[1]王風茂.高職院校物聯網應用技術專業實訓體系的構建與實施[J].青島職業技術學院學報，2012，25（6）：49-52.
[2]鄒洪芬.高職院校“專業對接園區，科研反哺教學”的物聯網專業建設探索[J].職業技術教育，2014，35（26）：12-14.
[3]張新.高職物聯網應用技術專業建設探索與思考[J].物聯網技術，2014（5）：80-82.
[4]劉雪梅.民辦高職院校實訓體系的建構和機制研究[J].職教論壇，2012（11）：18-20.
關鍵詞：物聯網；計算機網絡；課程群；教學改革
1 計算機網絡技術課程群在物聯網工程專業中的重要地位
物聯網是繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、識別技術、傳感器網絡以及普適計算等技術，按照約定的協議，實現無處不在的物與物、物與人、人與人之間的互聯，其應用領域包括醫療監測、智能交通、政府工作、智能消防、環境監測、情報搜集等。物聯網公認有3個層次，其中底層是感知數據的感知層，中間是傳輸數據的網絡層，上層是內容信息處理的應用層。
由物聯網技術層次結構可以看出，物聯網是三網融合的延伸和擴展，技術的核心和基礎仍然是互聯網。它以IP協議為基礎，采用類似互聯網TCP/IP協議的分層網絡通信協議為上層的各種應用提供服務[1]。
從物聯網技術核心需求的角度來看，計算機網絡基礎知識在整個物聯網的課程知識體系中尤為重要。在專業建設過程中，應以互聯網為核心和基礎，以計算機網絡課程為中心，充分考慮物聯網工程專業對計算機網絡知識的需求，圍繞課程選取與階梯式課程群設置、教學內容安排與銜接、教學方法與改革、實踐課程體系設置等方面展開改革和探索，培養學生扎實的網絡知識，為后續物聯網相關課程打好基礎[2]。
2 課程選取與階梯式課程群的課程設置
課程群的課程設置不是簡單的課程組合，需要對課程體系統籌規劃。計算機網絡技術作為一個重要的知識模塊，涵蓋了從計算機網絡的理論基礎到實踐操作，再到綜合應用的全部內容，是一個內涵豐富的課程體系。
湖北工業大學的物聯網工程專業依托原有的網絡工程專業，課程體系設置在網絡工程專業的基礎上進行了大幅度的修改，網絡工程專業計算機網絡技術課程群的主要課程見圖1。
可以看出，原有計算機網絡技術課程群的課程主要基于IPV4，偏重于互聯網理論基礎、層次模型、有線網絡結構及組建、網絡管理與分析等方面，并不能體現現代物聯網的架構和特點。
因此，在進行物聯網工程專業的計算機網絡技術課程群設置過程中，筆者充分考慮物聯網工程專業的需求和特點，經過大量調研和反復思考，整體改造原課程群，加入了無線網絡、嵌入式、傳感等知識模塊，形成一條層次分明且知識體系完整而獨立的課程鏈，主要專業核心課程有計算機網絡、TCP/IP協議原理、網絡互聯技術、物聯網技術概論、無線傳感器網絡、RFID原理及應用、物聯網安全技術、網絡編程與系統開發。物聯網工程專業階梯式計算機網絡技術課程群具體課程設置見圖2。
由圖2可以看出，經過精心設置的物聯網工程專業計算機網絡技術課程群的各門課程并非簡單的、平面式的結構，而是5個階段的課程群[3]，分別為網絡基礎理論模塊、網絡基礎應用模塊、物聯網基礎模塊、物聯網應用與安全模塊、物聯網綜合應用與實踐模塊，具有良好的課程遞進層次關系。
3 課程群具體的教學內容設置
計算機網絡課程群主要培養物聯網工程系本科生的互聯網與物聯網理論基礎和實踐能力，要求學生掌握互聯網和物聯網的基本理論知識與關鍵技術，能夠理解網絡體系結構與物聯網總體構架，并具備網絡管理與配置、網絡應用與創新的能力。計算機網絡課程群的建設不僅是選取內容縱向有傳承關系、橫向有內在聯系的幾門課程，還要梳理和整合課程教學內容，打破課程間的壁壘，減少重復內容并保證內容的連貫性與完整性[4]。因此，在進行課程群建設時，筆者充分考慮了課程群內諸課程在結構、內容、側重點、時間分配等方面的相互關系。經過幾年的教學實踐與探索，筆者在教學內容的安排和設置方面做了如下安排和改革，見表1。
從第三學期開始，每學期逐漸增加網絡方向的課程，這學期開設的計算機網絡主要以培養學習興趣和奠定網絡基礎為主。從最熟悉的互聯網應用入手，首先闡述計算機網絡的起源與發展、網絡的基本概念以及網絡協議與體系結構分層模型，使學生對網絡整體架構有清晰的了解；然后以自底至上的順序詳細講解網絡各層次的協議內容與工作原理，并在實驗環節使用抓包軟件進行協議分析和觀察，以驗證性和演示性實驗為主，使學生通過實驗過程了解網絡相關知識；在計算機網絡課程的后期，加入對未來網絡展望的內容，包括下一代因特網、物聯網等知識，一方面擴展傳統計算機網絡授課的范疇，增加課程的廣度和深度，另一方面旨在提高學生的學習興趣，為后續課程打好基礎。
第四學期的教學內容主要在第三學期課程的基礎上進行擴充和深入，開設網絡互聯技術與TCP/IP協議原理課程。通過學習網絡互聯技術課程，學生將掌握交換與路由的基本知識與基本原理，培B學生對中小型園區網的組網與管理能力，能對具體的網絡應用給出合理的規劃和可行的解決方案，并具備解決網絡中常見問題的基本技能，將理論知識付諸于應用。TCP/IP協議原理課程是計算機網絡課程的延續和深化，通過課程學習，學生將深入掌握TCP/IP原理，在理論學習的基礎上用程序設計語言實現，從而提高網絡應用程序開發能力，夯實網絡管理基礎，提高網絡安全意識，增強網絡分析能力。
在前面兩個學期學習互聯網技術的基礎上，第五學期的教學內容開始體現物聯網特色，開設的物聯網技術概論、無線傳感器網絡以及RFID原理及應用3門課程都是物聯網專業的核心課程。物聯網技術概論是學生認識物聯網的起點，通過課程學習，學生能了解物聯網的起源和典型應用，理解物聯網的概念與內涵，并對物聯網的體系架構和核心技術有充分的認識，這是一門重要的物聯網技術啟蒙課程。無線傳感器網絡和RFID原理及應用這兩門課，是深入學習和研究物聯網技術的核心專業課程。通過學習，學生應掌握無線傳感器平臺和網絡架構、射頻識別技術的基本概念與原理方法，為后續的綜合實踐環節打好理論基礎。
第六學期開設的網絡管理與安全和物聯網安全兩門課程是進階課程，通過這兩門課程的學習，學生應在掌握互聯網與物聯網基本原理的基礎上，了解網絡管理和網絡安全知識模塊，包括密碼理論、無線傳感器網絡安全概述、密鑰管理、安全路由、物聯網中的抗干擾、射頻識別的隱私與安全、物聯網嵌入式系統的安全設計等基礎知識，達到從理論到應用、從架構到安全的全方位提升。
第七學期設置的物聯網應用綜合設計及創業實踐環節，旨在提高學生的綜合應用和動手能力。通過為期一個月的實踐學習，學生能夠設計一個物聯網綜合應用系統，能夠從系統的角度看待物聯網的應用問題，并能綜合利用幾年來所學的互聯網及物聯網知識解決網絡通信及應用的相關問題。
綜上所述，本課程群的課程內容在設置上是完整的、連續的、突出重點的，涵蓋了從基礎的互聯網到物聯網的基本原理、體系架構、網絡應用、關鍵技術與安全的內容，并遵循從易到難、從淺到深、從原理到應用、從互聯網到物聯網、從系統到安全的原則來設置教學內容。課程分布于第三學期到第六學期之間，內容在時間的安排上符合學習的一般規律，并注重理論與實踐相結合的原則，具有科學性和可實施性。
4 計算機網絡課程群教學方法改革
物聯網技術屬于集成創新型技術，培養的人才不僅要具備扎實的理論基礎，還應具備很強的工程實踐與應用能力。因此，在計算機網絡課程群的教學中，筆者堅持“課程精、實踐強”的原則，強調理論與實踐相結合的教學方法，不斷改革理論教學，引入MOOCs、混合教學、開放課堂、對分課堂等形式，強化實踐教學，深入開展校企合作模式，形成了工程訓練、專業認證、創新培養并舉的特色教育理念。鑒于在實踐教學和創新能力培養方面的有力措施和突出成績，筆者在2012年獲得了湖北工業大學優秀教學成果一等獎。
4.1 根據不同課程探尋多種教學模式，提高教學效果
近年來，以MOOCs為代表的新型教學模式不斷涌現，大多依托網絡教學資源，秉承自由學習的理念，旨在調動學生的學習積極性和創造性，為傳統課堂注入了新的活力。筆者在計算機網絡課程群的建設中，結合各門課程的優勢和特點，進行了多種課程教學模式的改革和嘗試，力求獲得更好的教學效果。
以計算機網絡課程教學模式改革為例，該課程作為課程群的第一門專業基礎課，其教學效果對整個專業的后續學習至關重要。考慮到這門課程的網絡資源比較豐富，且大部分內容難度不大，筆者采取了傳統教學與網絡教學相結合的混合教學模式。這種模式由課前預習、面對面授課（face-to-face）、在線學習（On-line）、實踐訓練4個過程組成。此學習模式整合了各種教學資源和多樣化的學習形式，如課堂學習、自主學習、分組討論、任務驅動、協作項目實踐活動、實踐訓練等[5]。混合教學模式既保持了傳統課程教W的優勢，又在課前和課后引導學生自主學習，學生能通過各種學習方式保持學習興趣并取得良好的學習效果。
在物聯網技術概論課程教學模式改革中，針對該課程內容繁而細、知識更新快、實踐性強的特點，筆者提出了物聯網導論的開放式教學法，主要途徑有開放教學過程、開放教學內容、開放教學考核與開放教學環境等。在教學過程中，以學生為主體開展教學活動，課堂上有分組討論、頭腦風暴、及時答疑、小組展示等各種環節。在注重師生關系平等的基礎上，盡量與學生進行課堂互動，引導學生積極思考并大膽表達自己的觀點。在教學內容上以新技術和實例教學為主，每學期的課件和內容都要及時更新和補充，并將教學內容融入實際案例。比如在介紹常用傳感器及其典型應用的時候，會聯系生活中的小米手環、智能醫療、智能家居應用等，既提高了學生的學習興趣，也擴充了學生的視野。在教學環境上，以開放的網絡教學平臺作為課堂的補充，并以開放的形式進行考核，注重對學生分析能力和創新能力的考核。
實踐證明，依據不同課程的特點和性質，在課程群中開展適合不同課程的多種教學模式探索，能大大增加課程的吸引力并降低學習的難度，學生不僅能學到知識，更能提高學習的興趣，并鍛煉自學能力和創新能力。
4.2 重視實踐教學環節，提高學生工程實踐能力
為了保證實踐教學環節的教學質量和教學效果，筆者多次對物聯網工程專業實踐教學計劃進行深入的研究和有針對性的修訂，包括增加實踐教學環節的學時、提高綜合性與設計性實驗比例、增加物聯網應用綜合設計及創業實踐環節、強化實習環節和畢業設計環節，并加強對實踐教學體系各環節的規范化管理。
1）調整實驗學時，改革實驗教學方式，提高綜合性與設計性實驗比例。
計算機網絡課程群中的每門課程都配備了實驗教學環節。對于一些實踐性較強的課程，如網絡互聯技術課程，根據其課程特點，改革性地將理論課堂搬到實驗室。為保證課堂效果和實驗過程完整性，采用4節連上的方式，并將對分課堂和任務驅動的教學理念引入課堂，用一節課講解核心的理論和實驗內容，余下3節課全部進行實驗、調試和答疑。每節課以一個實踐小項目為驅動，學生通過分組合作的方式進行，以實踐項目完成效果為考核的標準。學生普遍反映這種實踐教學效果良好，可以及時消化和理解理論知識，避免理論與實踐的脫節，并鍛煉了協作與學習能力。
為了彌補大多數課程中以驗證性實驗為主的局限性，課程在每門課程的實驗教學大綱中都加入了一個綜合性的實驗內容，并在高年級增加了物聯網應用綜合設計及創業實踐環節，主要提供一些平臺和一段時間給學生進行知識的梳理和總結，鼓勵學生進行創業計劃實現自己的想法，把學生的興趣、愛好、學習、創新融為一體，這也是實踐環節的主要目標。
關鍵詞：物聯網;必要性;技能型人才
物聯網，顧名知義，就是物物相連的互聯網。它是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、無線傳感器網絡、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。是繼計算機和互聯網之后的第三次信息產業的浪潮。面對物聯網技術的全面普及及上萬億規模的高科技市場，職業院校承接著技能型人才培養的社會職責，對物聯網應用技術人才的培養如何定位，如何培養，是個值得探討的問題。
一、社會背景和技術背景
物聯網是繼互聯網之后的新一輪信息技術革命，隨著在各行各業的落地，已經成為支撐眾多行業發展的主要力量。物聯網初期投入是在政府主導下進行的，集中在公共安全系統，智能交通、智能物流、市政管理等工程，每一個點無不可以搜索到物聯網技術的影子。尤其信息技術應用水平和管理水平，已經成為企業提高競爭力的手段。
技術上，物聯網是通過智能感應裝置，經過通信技術，進行信息的傳輸，到達指定的信息處理平臺或中心，從而實現物物、物人的信息傳遞，從而提升效率，保障安全，可以跨時間跨空間進行溯源、追蹤、定位、管理。
二、高職院校開設物聯網應用技術專業的必要性分析
從2009年8月7日，國務院總理在無錫視察時發表重要講話，提出了感知中國的戰略構想，表示要大力發展物聯網技術，繼而物聯網也成為我國十二五規劃的戰略性新興產業之一。2013年2月，《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）正式出臺，標志著政策層面已經框定物聯網產業的發展藍圖。預計2015年將超過5000億元的規模，并會在短期內可能超過萬億規模，是一個航母級產業。
物聯網技術與應用的競爭，說到底是人才的競爭，是戰略的競爭。物聯網目前在我國還處于發展階段，從事該行業的人才還比較匱乏，僅在交通物流等領域，人才需求量就超過20萬，而且每年都在增長。做為基礎型的產業對人才的海量需求，這也為職業院校提出了緊迫的要求，有一定基礎、能力、條件的職業院校，應高度重視與加強物聯網應用技術專業人才的培訓與培養工作。
1.職業類院校學生的特點。職業類院校培養的學生主要從事安裝、調試、維護、生產、營銷和推廣等工作。而物聯網技術的發展與競爭，主要是人才的競爭。眾多本科類院校也在開設物聯網技術相關專業，但主要面對系統設計、系統分析和研究方面的研發工作，要求有深厚的理論基礎知識，并且具備專業覆蓋面廣的優勢，職業類院校學生勝任起來有些困難。縱觀物聯網的從業崗位，對于技術人員，尤其是建設調試、維修保養、技術服務、營銷推廣等工作，不需要非常深的理論知識，只需要掌握相關的操作規范與標準，具備最基礎的專業知識，具備相應崗位必備的技能技巧即可以，正符合職業院校學生基礎比較薄弱、學習主動性差、動手能力強、適合奔波式工作的職業特色，所以對于當前人才需求量大的物聯網技術相關行業，職業類院校開設上此專業正具備最基礎的條件。
2.各行業對物聯網專業人才的需求量大。“十二五”期間物聯網產業重點領域包括智能交通、智能電網、智能物流、智能工業、智能醫療、智能農業、公共安全、環境監控與災害預警、社會公共事業、金融與服務業、智能家居、智慧城市、國防與軍事等。
我國當前處理物聯網技術人才處理缺乏狀態，筆者隨意瀏覽了一個招聘網站，中華英才網上與物聯網相關的招聘信息有500余條，前程無憂網站上與物聯網技術相關的招聘信息達到1000余條，智能招聘網站上與物聯網技術相關的招聘崗位達到400余條，另經常有公司通過微信、QQ、網站平臺、私人聯系等方式在招聘技高能優的物聯網技術相關的專業人才。
據不完全統計，近幾年的幾大應用領域對人才的需求量，可能均會超過20萬以上，如智能交通、智能物流、智能電網、智能醫療、智能工業、智能農業、智慧生活等。
3.對物聯網應用技術關鍵領域展開教學與研究。RFID技術等短距離通信技術、傳感技術等關鍵技術，眾多理工類職業院校有著豐厚的基礎，承著物聯網技術的推廣與應用，職業類院校可以對這些核心的技術展開教學與研究，使得培養的人才在智能交通、智能物流、智能農業、智能工業等領域得到發揮。
4. 職業院校具備校企合作的基礎。職業教育的人才培養模式步伐一直沒有停息過，從項目教學法、學習德國職業教育模式、校企合作、微課教學、Mooc教學、混合式教學、頂崗實習等，究竟花落哪種模式，沒終極結論。實踐場地不斷翻新，合作企業不斷探索，新技術新技能不斷涌入，已經讓當前的眾多高職院校具備了充分的校內實訓基地，具備了校企合作的基礎。
在當前的基礎上，開發物聯網技術專業具備了良好的基礎。從教學方法上看，多年的探索與實踐已經積累了成熟適用的經驗，從硬件基礎上看，已經具備了搭建物聯網相關實訓室的基礎條件，從師資力量上看，已經擁有了開設此專業的技能與技術。院校與物聯網企業合作，搭建校企合作平臺，通過高校與企業聯合辦學，培養熟練掌握物聯網知識與技術的信息服務與技能應用型人才，合作育人，合作發展，達到人才培養的靈活性、開放性、深入性、針對性。
總之，在當前本科類院校開設物聯網應用技術專業的同時，各職業類院校也必須要迎頭趕上，以呼應本科類院校培養的研究型人才，牢牢把握住這一機遇。中高等職業類院校作為國家技能型人才培養的基礎，開辦此專業顯得尤其重要與必要，有處于當前物聯網應用技術發展的大好形勢 ，扭轉物聯網人才資源匱乏的局面，從而培養大批的具備物聯網技術能力、創新能力、良好的團隊合作精神的復合型人才，全國的職業類院校都以當前物聯網發展的大好背景為依托，積極開辦物聯網應用技術專業，探索理論和實踐相結合的優質培養人才戰略。
由于我國物聯網專業教育于2010年才起步，對于很多院校開設此專業還處理猶豫與探索階段，如如何定位專業、課程設置？師資力量從何而來？實驗室不完善如何辦？學生的就業前景如何？等等諸多問題，這也一定程度上會制約著物聯網技術專業的設置與發展，所以研究物聯網應用技術專業教育的有效性及輸送人才的通道更顯得重要。
參考文獻：
[1]董榮勝. 計算機科學導論―思想與方法. 北京：機械工業出版社， 2007年8月.
[2] 彭力.基于案例的物聯網導論.北京：化學工業出版社， 2012年10月.
[3]陳國良.計算思維導論.北京：高等教育出版社， 2012年10月.
關鍵詞：物聯網工程專業課課程體系；感知層；網絡層；應用層；體系結構
中圖分類號：TP391.44-4
1 物聯網工程專業設置的必要性和可行性
“物聯網”[1]的概念于1999年提出，本意是“物與物相連的互聯網”，物聯網是通過紅外感應器、射頻識別（RFID）、全球定位系統、無線傳感器網絡、激光掃描器等傳感技術，依據通信協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和處理，以實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
根據教育部辦公廳關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知[2]的精神，為了加大新興產業人才培養力度，加快課程體系、教學內容、教學方法、管理體制與運行機制的創新，大力培養新興產業相關專業的人才，滿足國家戰略性新興產業對高素質人才的迫切需求，北京交通大學海濱學院計算機科學與技術專業以良好的辦學條件和過硬的教學質量贏得了社會信譽，培養了大批合格的信息技術人才。這些專業均具有強大的師資力量和完善的實驗設備，為開辦“物聯網工程”新專業打下了良好基礎。
2 物聯網工程專業知識體系架構
物聯網與傳統網絡的主要區別在于，物聯網擴大了傳統網絡的通信范圍，即物聯網不僅僅局限于人與人之間的通信，還擴展到人與物、物與物之間的通信。物聯網網絡架構由感知層、網絡層、應用層組成。
2.1 感知層
感知層，也常稱為感知控制層，解決了從物理世界到人類世界的數據獲取問題[3]，包括各種物理量、標識、音頻、視頻等數據。感知層位于三層架構體系中的底層，是物聯網應用的基礎，是物聯網全面感知的核心。作為物聯網的最基礎一層，感知層具有十分重要的作用。
感知控制層包括數據采集、短距離通信技術和協同信息處理。數據采集是通過相關傳感器對物理對象的感知和數據收集，其中涉及射頻識別（RFID）、傳感器、多媒體信息采集、實時定位和二維碼等技術。短距離通信技術和協同信息處理將采集到的數據在局部范圍內進行處理，并通過具有自組織能力的短距離傳感網接入廣域網。
2.2 網絡層
物聯網網絡層將來自感知層的各類信息通過基礎網絡傳輸給上層，并提供透明的數據傳輸能力。其中，基礎網主要包括移動通信網、廣電網、衛星網、行業專網、互聯網及形成的融合網等。
2.3 應用層
應用層主要將物聯網技術與行業系統結合，將信息轉化為內容，實現物物互聯的應用解決方案。概括起來，物聯網就是傳感網、互聯網和智能服務的綜合體[4]。與傳統的互聯網相比，物聯網加進了感知層，降低互聯門檻，實現非智能、弱智能設備能夠接入互聯[5]。
在高性能計算和海量存儲技術支持下，應用層還對網絡獲取的大量不確定信息進行清洗、融合、重組等處理，整合為相對準確的結論，并為行業應用提供智能的支撐平臺。
3 物聯網工程專業課課程體系設置
3.1 專業定位
本專業依托北京交通大學計算機與信息技術學院的優勢學科，面向京、津、冀和環渤海區域經濟、社會、生態的發展需要，突出計算機應用技術與現代信息處理技術交叉與融合的特點。培養學生具備良好的自然科學、人文社會科學和工程技術基礎知識。使學生具有物聯網工程專業技術的扎實理論基礎，面向物聯網應用系統的程序設計技術，各種信息處理網絡應用系統的工程實踐能力，以及培養學生具有較強的自主學習意識和工程意識，能夠從事物聯網工程技術及其應用方面相關應用設計、開發與應用工作。
3.2 培養目標
物聯網專業需要培養適應國家科技化和現代化建設需求，建設創新型國家發展戰略的需要，具有雄厚的基礎，強大的綜合實力和專業適應能力，具有社會責任感，具有信息采集和檢索、分析和處理能力的，具備良好的動手實踐能力和創新能力，能勝任通信，傳感器網絡及電子信息處理技術領域的研究，設計、開發、系統集成及管理與教學，并具有創新能力，能夠在計算機和通信等領域起領軍作用，具有國際化視野的高素質的高層次專門人才。
3.3 課程體系結構設置
物聯網工程專業是新興專業，由于整個行業在我國都處于發展階段，因此對人才培養提出了更高的要求。由于物聯網方面的信息相對較少，學生有可能對于專業的認知度不高，應當加強專業認知方面的教育，同時，通過實驗演示等方式，讓學生來親身體驗物聯網技術帶來的技術革新，是學生們對于專業有一個全方面的認知，從而培養學生的學習興趣和鉆研精神。物聯網工程課程體系的原則是覆蓋必要的學科背景和專業知識。
我院物聯網工程專業依托計算機科學與技術專業進行發展，物聯網專業需要計算機科學與技術方面知識的學習，同時，重點加強與“物”相關的傳感器、RDIF等技術的學習。在教學過程中注重學科背景知識體系，力求學生考研和后期發展有明確的學科目標。
物聯網技術專業的設置需要綜合考慮相關交叉學科的特點，注重課程體系的交叉融合，將相關主干學科的核心課程和專業課程進行統籌考慮。在總學分180學分的情況下，將課程分為基礎教育、專業教育和素質拓展和自主實踐。
3.3.1 基礎教育
在基礎課程的教學中，尤其是對于整個專業學習和發展至關重要的數學和物理等課程的學習，使學生充分意識到學習這些知識的重要性，物聯網專業在國內屬于新興專業，國內起步較晚，需要查閱大量的外文資料，因此，需要良好的英語水平，尤其是專業英語水平，在教學中，適當引入專業英語教學。同時，在基礎課程的學習中，應該加強學生對于政策法規的學習，避免學生學習技術知識之后通過技術手段進行違法犯罪活動。
3.3.2 專業教育
專業教育包含專業基礎課程和專業課程以及各自的實踐環節，共114學分。專業基礎教育是整個課程體系中較為重要的環節，高素質的人才需要有過硬的專業基礎知識，通過全方位學習物聯網以及計算機、通訊、自動化等相關學科的知識，能夠使學生培養對于知識的跨學科應用能力。
（1）專業基礎課課程結構設置及分析
專業基礎教育主要包括計算機基礎與專業導論、程序設計基礎、C語言程序設計、面向對象程序設計與C++、離散數學、數據結構、模擬與數字電路、Java語言程序設計、Web應用、物聯網導論、圖論與算法設計、計算機組成原理、信號與系統、專業英語等課程，突出專業定位和特色，擁有一定的廣度和深度，多起點同時推進，學生在全方位的學習中，找到適合自己的發展方向。
在專業基礎課程的教學中，起步難度要適當，既不能難度過大而嚇退學生，打消學習積極性，也不能過于容易而什么都學不到。將盡可能多的課程安排在實驗室進行，理論知識通過實驗現象和結論更容易理解和掌握，學生能通過現象看到本質，有利于學生興趣的養成和動手實踐能力的培養。考慮到學生的實際情況，專業基礎課程計劃安排一定的課外上機學時，使學生鞏固課堂學習的內容。
（2）專業課課程結構設置及分析
專業課程包括Web程序設計、Linux程序設計、嵌入式系統原理、數字信號處理、數據庫系統原理、操作系統、編譯原理、匯編語言、微機系統與接口技術、物聯網架構與技術、RFID原理與應用、VHDL設計實踐、移動互聯網技術、空間信息技術、計算機網絡原理、無線傳感網與通訊技術、人機交互技術、傳感器件與編程技術等科目，學生可根據自己的興趣與自身發展進行選擇學習。
專業課程的考核不能以考試成績作為唯一標準提高實踐和實訓在考核中所占比重，嚴格實訓內容的考試。在專業課程的學習中，增加項目實訓，適當引入企業項目，在學習中就能體驗到未來工作中的實際感受，通過親身體驗，尋找差距，彌補不足。學生在畢業之后，能夠迅速適應工作崗位，擁有較高的起點。
（3）專業主干課課程
具體包括：物聯網技術導論、電路、模擬電子技術、電子技術基礎實驗、數據結構與算法、信號與系統、數字邏輯與數字系統、傳感與檢測技術、軟件工程、計算機網絡原理、通信原理、嵌入式系統與接口技術、數據庫與數據挖掘。
（4）專業選修課課程
無線傳感網與自組織網絡、天線原理、物聯網信息安全、物流管理概論、RFID技術、計算機系統結構、智能交通概論、GPS技術、環境工程概論、電子商務等。
3.4.3 實踐教育
實踐教育主要包括程序設計專題訓練Ⅰ、程序設計專題訓練Ⅱ、硬件系統課程設計、軟件系統課程設計、就業指導、物聯網綜合實踐、多媒體技術、Linux應用系統開發、信息系統集成與開發、軟件工程與實踐、計算機系統課程設計、畢業實習、畢業設計（論文）。其中部分科目為選修，學生可以根據自身發展進行選擇。
3.4.4 素質拓展與自主實踐
素質拓展與自主實踐方面，鼓勵學生參與學科競賽、科研項目、創新創業項目、非本專業的公共選修課、各類職業、執業資格證書，總學分不得低于10學分。
4 結束語
物聯網工程是一個戰略性新興本科專業，它不是以理論為主導，重點在于工程應用，這就決定了該課程體系所特有的發展變化的動態特性。因此，在制定專業教學計劃時，要時刻以服務于社會發展需要為根本依據，把當前物聯網新技術及行業應用的時代需求緊密結合起來，依托學校自身的行業背景和學科優勢，設計出科學合理的、與時俱進的、可持續發展的專業課程體系，為國家戰略性新興產業發展，培養高素質專門人才多做貢獻，爭取使我院物聯網工程專業在同類學校的同類專業中起到示范和帶頭作用。
參考文獻：
[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL].
[2]教高廳函[2010]13號[Z].
[3]屈偉平.物聯網掀起新的信息技術革命浪潮[J].物流技術與應用，2010（11）：23-25.
[4]馬忠梅，孫娟.李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌八式系統應用，2011（11）：46-47.
[5]范曲立.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京大學學報，2009（06）：13-14.
[6]徐險峰.論以信息化帶動工業化[M].成都：西南財經大學出版社，2006.
傳統網絡工程專業與物聯網專業在知識結構上有很多共性，只要適當補充和調整網絡工程專業的課程體系，就能夠達到物聯網專業人才培養的目標。因此，在計算機網絡工程專業中設置物聯網方向是切實可行的。近兩年，國內申請增設物聯網相關專業的高校數量眾多，但他們在不同程度上存在著物聯網課程體系規劃不完善、教材建設計劃不完備、師資力量薄弱、實驗室配套設備缺乏和實驗方案標準有待規范等問題。區別于部分高校現開設的物聯網工程專業，學校在計算機網絡工程專業開設物聯網方向時可以在該專業多年積累的教學資源的基礎上，結合本校獨特的優勢學科制定具有行業物聯網應用特色的戰略性新興產業人才培養方案。計算機網絡工程專業開設物聯網方向的專業目標是要讓學生在具備一定的數學和計算機科學理論知識的基礎上，系統地掌握計算機網絡以及物聯網的相關原理和應用技能。筆者認為計算機網絡工程專業物聯網方向的學生對有關物聯網感知層的基本知識和基本技能達到掌握程度即可，重點是要結合各高校的優勢學科及地方人才市場需求，讓學生在充分掌握計算機網絡技術的基礎上，強化對物聯網應用層關鍵技術的理論學習和應用實踐。
結合高校優勢學科培養網絡工程專業人才
不同的發展歷史、相異的學科建設等因素使得每一所大學都有自己的品牌專業、強勢學科以及與其培養目標相配套的軟硬件資源的建設與積累。物聯網有著非常廣泛的應用范圍，高校在計算機網絡工程專業物聯網方向的專業定位上可以結合自身現有的優勢學科，參考人才市場的用人需求，改革網絡工程專業的課程體系，因地制宜地制定具有本校重點學科特色的培養方案和教學內容。網絡工程（物聯網）培養模式可以從專業定位、知識結構、創新能力培養和人才培養模式評價體系四個方面進行討論。其中，專業定位和知識結構將在下一節論述。在復合型工程應用人才的創新能力培養上，需要轉變以往的以傳授知識為主導的教育模式，注重學生的創新思維和自主學習能力的培養，強化教學實踐環節。例如：開設具有行業背景的工程訓練課程，開展個性化的創新能力培養研究，提高實驗和培訓課程的比重，擴展大學生創新實踐基地建設[5]等，形成以行業應用為背景的立體化培養模式。完善的評價體系可以實現人才培養模式與質量的跟蹤與評價，依據評價結果可以適時地調整教學內容，有利于提高人才的適應性。從行業應用出發，可以分別從學生的綜合素質能力培養、學生知識結構優化、工程實踐與創新能力培養等方面對研究成果進行評價。計算機網絡工程專業物聯網方向人才培養模式如圖1所示。將傳統網絡工程專業的課程設置與學校的優勢學科的專業知識有機結合，使得畢業生不僅能夠從事計算機網絡方面的工作，也能直接從事行業背景下的物聯網工程領域的工作，增強畢業生的工程實踐能力，拓寬其就業范圍。以天津科技大學為例，學校建有“食品營養與安全”、“工業發酵微生物”2個教育部重點實驗室和1個教育部“食品生物技術工程研究中心”，在食品科學和生物工程等領域的研究與教學處于全國前列。依托天津科技大學的食品、生物等優勢學科和應用背景，筆者認為，目前計算機學院的網絡工程專業可以以食品安全和生物發酵與菌種保藏控制物聯網為應用領域，融合食品學院和生物學院相關專業的教學資源，拓展網絡工程專業的培養方向。通過多學科的交叉融合，建設以輕工行業物聯網應用為特色的計算機網絡工程專業培養體系。
優化網絡工程專業培養目標和課程體系
由于物聯網技術下的網絡工程專業需要融入不同專業學科，所以，在確立了以輕工行業物聯網應用為特色的網絡工程專業培養目標的基礎上，調整教學大綱，對原有專業的課程配置進行科學地增補和取舍。結合學校的優勢學科的應用背景，依照網絡工程專業物聯網方向的培養目標設置相應的課程內容和實踐環境，形成特色教育，增強畢業生的就業競爭力。
1.專業培養目標物聯網技術下的計算機網絡工程專業面向現代信息處理技術，主要培養學生良好的科學素養，使學生畢業后可在輕工行業、信息產業、科研單位從事物聯網應用相關技術開發和研究，成為具備行業知識和專業技能的高級應用型人才。培養的學生具備通信技術、網絡技術、傳感技術的基本理論和應用能力，能進行系統集成及相關技術的開發和應用推廣，具有物聯網工程實踐能力。專業能力培養要求：掌握計算機科學與技術和網絡工程等方面的理論和方法，具有扎實的理論基礎知識；掌握傳感器技術、無線通信網等物聯網感知層關鍵技術的基本知識和基本技能；具備各類網絡系統的運維能力和一定的分析、設計和開發能力，擁有較強的軟件編程功底；具備從事輕工行業物聯網領域的科學研究能力；了解計算機網絡及物聯網的行業發展動態和技術標準，掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，熟悉利用Internet獲取信息的手段，具有獲取信息的能力。
2.主干課程網絡工程專業物聯網方向的課程設置以專業培養目標為向導，注重學生動手能力和創新思維的提高。學生可以通過對計算機網絡及物聯網的基本理論和基本知識的學習，掌握網絡分析和設計的基本方法，掌握物聯網應用的基本技能。物聯網中的感知層主要用來感知和采集現實世界中的信息，網絡工程專業物聯網方向的課程設置可以在現有計算機物理層的相關課程基礎上，融合通信原理、傳感器技術基礎和射頻技術與無線通信等課程，提高學生在物聯網感知層理論知識的理解。對于物聯網網絡層方面，傳統的網絡工程專業已包含該領域涉及的大部分知識，需要增加無線傳感網絡和無線自組網理論課程，強化學生對物聯網網絡層的理解。物聯網應用層的主要作用是依據各行業的實際需求開發信息管理平臺，并根據行業應用的特點集成相應的內容服務[6]。結合應用層的特點，各院校可結合自身優勢學科增設具有行業特色的物聯網信息處理技術、無線自組網應用和物聯網應用程序設計等課程。有關物聯網安全技術的課程，不僅涉及物聯網的三個層次，也關系到嵌入式知識的相關課程。網絡工程專業物聯網方向的課程體系結構如圖2所示。綜合考慮現有網絡工程專業的課程設置，計算機網絡工程專業物聯網方向的專業課程主要有：離散數學、數據結構、計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、數據庫原理、物聯網技術概論、物聯網應用程序設計、無線傳感網絡、嵌入式系統概論、嵌入式操作系統、網絡系統集成、網絡程序設計、網絡管理、射頻技術與無線通信、物聯網安全技術、無線自組網理論及應用、物聯網信息處理技術等。
3.主要專業實驗專業實驗的設置將使得學生具有一個計算機網絡技術和物聯網技術學習、開發與實驗的綜合平臺，有利于提高學生的創新能力和實際動手能力，便于學生熟悉和掌握網絡工程與物聯網的原理和實際應用。網絡工程（物聯網）專業的實踐環節可以從畢業實習、計算機基礎練習、課程設計、生產實習和畢業設計（論文）五個方面進行。專業實驗主要包括：C語言課程設計、面向對象課程設計、數據結構課程設計、無線傳感器網絡課程設計、網絡系統集成課程設計和物聯網綜合應用課程設計等。
【關鍵詞】 物聯網 智能電網 應用
一、智能電網與物聯網
應用物聯網技術，智能電網將傳統電網、用電用戶及用電設備等覆蓋，形成一個完整的巨大的網絡，為實現節能減排、電網信息化、自動化、互動化提供技術支撐，也為電網運行和服務質量的提高提供技術保障，進而促進及推動電力工業的發展和轉型。
二、物聯網在智能電網中的應用
從結構上來看，物聯網具有三層體系結構，包括感知層、網絡層和應用層。感知層主要包括感知控制層和通信子層。在這層，主要實現的是利用感知元器件將電網各個環節的信息采集回來，并通過通信子層傳送到物聯網的第二層，即網絡層。網絡層包括了核心網絡。在智能電網中，電信息具有較高要求的安全性和可靠性特點，需要系統在實時情況下完成對電網的控制和傳輸。因此智能電網的網絡層實現的難度較大。在應用層上，通過先進的計算機信息處理技術，對智能電網進行決策、控制和服務。
物聯網在智能電網中，覆蓋其6大環節。在每個環節中，都占據著重要的作用。（1）發電環節中，可以對發電常規機組的狀態進行監測，掌握其運行達到精準化水平。對通過水力進行發電的，同樣也可以監測壩體的壓力承受情況，規避風險。其他發電方式下，同樣能夠利用專用的傳感設備將第一時間的狀態采集回來。（2）配電和輸電環節中，在塔桿、輸電線路上部署各種傳感器，同樣可以實現目標的識別、分類及有效的區域定位，提高這些輸電設備的維護水平。（3）變電環節中，對輸變電設備的氣象環境、圖像視頻、導線震動幅度等信息進行監測，部分電信息與電網信息融合時，進行精確的分析，對消除線路的及設備的缺陷提供技術保障，提高電網的運行水平。（4）用電環節中，則能及時獲知用戶的需求，幫助實現用電的雙向交互，為智能家居、家庭的能效管理及其他用電設備，提供可靠的供電和高用電效率，并為節能減排提供技術性的保障。（5）在調度環節中，可以監測電力設備的全景狀態圖，精確科學的評估設備的狀態及其壽命，為降低成本提供決策，從而提高電網的運行水平和管理水平。
三、智能電網的支撐技術
智能電網在物聯網的支撐下，可以得到迅速的發展，其主要的支撐技術有以下一些：（1）通信技術。智能電網的通信要求實時及高效。目前常見的通信技術有光纖通信、無線通信、組網、公網通信及電力線載波通信。由于各自特點的不同，目前在智能電網中，電力線載波通信具有一定的優勢。（2）智能電表。在用電環節中，智能電表是一個關鍵的部分，同時，也是組建智能家居系統的前提。應用智能電表可以上實現遠程自動化抄表，用電量的自動計算機用電的自動管理。智能電表在家庭中的應用隨著設備的改進及推廣，會更加適合家庭用電設備的。智能電表同時也是實現節能減排的一個有效管理方式。（3）智能終端設備。用電信息的智能化主要體現在利用智能采集系統將包括用電信息、報警信息、用電模式等信息在內傳送到用戶終端設備上。用戶通過終端信息可以規劃用電，管理自己的用電，同時也可以與電力企業進行交流互動，從而優化管理。（4）智能采集。智能采集系統主要實現對用戶用電信息進行實時采集，同時完成在線診斷用電的功能。對采集回來的信息，電力管理部門可以進行分析和決策，對超出界限的用電進行管理，對不合格設備的使用進行限制。智能采集系統有利于用電管理的實時決策。
四、結束語
本文簡單從物聯網和智能電網出發，闡述了物聯網在智能電網中應用的特點及應用的支撐技術，目的在于基本了解和熟悉物聯網和智能電網的應用，也簡單分析智能電網的關鍵技術的特點及功能。
參 考 文 獻
[1] 劉立杰 ，吳福保. 微電網技術在中國的研究現狀和應用前景[J] . 農村電氣化，2010（6）
[2] 殷樹剛， 張宇， 拜克明. 基于實時電價的智能用電系統[J] . 電網技術，2009（19）
[3] 王志良， 王新平. 物聯網工程實訓教程[M]. 北京機械工業出版社，2011.9
關鍵詞 汽車；物聯網；車聯網
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）042-006-02
近年來，隨著汽車工業的發展和經濟水平的提高，我國私家車的購買力迅速提升。據中國汽車工業協會的汽車銷售報告顯示，2012年，我國汽車產銷1927.18萬輛和1930.64萬輛，同比分別增長4.63%和4.33%。
1999年，美國的Ashton教授提出了“Internet of Things”這個詞。2009年8月溫總理提出“感知中國”，“Internet of Things”這個詞在中國被意譯為“物聯網”。物聯網技術所帶來的智能環境改變著傳統的生活方式。
繼互聯網、物聯網之后，“車聯網”又成為未來智能城市的另一個標志。車聯網技術將物聯網融入汽車的行駛和控制中，保證著汽車駕駛的安全性和舒適性。
1 汽車
1886年德國人卡爾·本茨發明了第一輛汽車，隨后成立了世界上第一家汽車制造公司-奔馳汽車公司。德國人發明了汽車，美國人則把這個行業帶入了藝術設計的圣殿。汽車的外觀經歷了20世紀30年代的流線型、40年代的甲殼蟲類型、50年代的長尾鰭類型、70年代的平面直角形狀等。進入21世紀，汽車的外觀呈現多元化，當然也存在像甲殼蟲這樣的經典車型。同樣，汽車的心臟-發動機也經歷了一系列的發展，原有的化油器車早在2001年被淘汰，之后出現的電控燃油噴射系統（EFI）成為當代汽車的主流技術，而缸內直噴發動機正為油耗的降低做出自己的貢獻。汽車變速器也由手動變速器發展到自動變速器（AT），目前轎車普遍使用的AT具有駕駛舒適、減少駕駛者疲勞的優點。除此之外，控制汽車發動機進氣的可變氣門正時、可變氣門升程和渦輪增壓技術等提高了汽車的充氣效率，控制排放的廢氣再循環系統、燃油蒸汽揮發控制系統和曲軸箱強制通風系統等保證了環境排放標準對車輛的要求。
汽車未來的發展方向是綠色環保，而不再依賴傳統的燃料—汽油，目前出現的混合動力汽車、電動汽車、氫燃料汽車、太陽能汽車等則是新能源汽車的代表。智能化的汽車也將是汽車發展的另一方向，而它的實現則需要依靠新的技術—物聯網。
2 物聯網
人類進入21世紀，信息已經成為不可或缺的資源，社會的信息化、信息的時代化是新時代的標志。在通信、互聯網和射頻識別技術的推動下，出現了一種可以使人與人、人與機器、人與物體，甚至物體與物體交互信息的網絡—物聯網。繼互聯網改變了人類生活后，物聯網的出現勢必將再次帶來新的生活方式。
2.1 物聯網的概念
物聯網的英文名稱是“Internet of Things”。顧名思義物聯網就是“物與物相連的互聯網”。其具有兩層含義：1）物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎之上延伸和擴展的一種網絡。2）用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間進行信息交換和通信。因此，物聯網是通過射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
2.2 物聯網的組成
物聯網包括三個組成部分，感知層是全面感知的作用，讓“物”可以“說話”，稱為“智能的物體”，對其進行識別和信息采集；網絡層最重要的就是可靠的傳遞，通過各式各樣的無線和有線通信網絡可靠傳遞信息；應用層就是智能處理，對采集的數據進行處理和展示。
2.3 物聯網的應用
物聯網技術的出現影響著生產生活的方方面面。智能醫療提供了非常可靠方便的就醫條件，可以提前預約門診，也可不出家門得到診治，同時能夠及時感應家庭成員的身體狀況，一旦出現緊急病情，可以及時獲得救治；智能物流系統可以提供物品運輸過程中的所有信息，及時獲取物品位置，避免物品的丟失；智能家庭打造舒適安全的家居環境，安防系統隨時保護家庭安全，環保節能系統保證居室空氣清新和能源低消耗，網絡信息系統可以和主人交流，定制喜歡的娛樂節目；智能交通系統致力于解決現有的城市交通擁堵問題，利用快速的網絡信息為交通提供有力的幫助。目前普遍使用的門禁管理制度、移動支付功能、不停車收費系統（Electronic Toll Collection，ECT）正是物聯網技術的體現。
3 汽車與物聯網雙劍合璧
汽車移動物聯網，簡稱車聯網，是指利用裝載在車輛上的電子標簽、數據采集器等，實現在信息網絡平臺上對所有車輛的屬性信息及靜、動態信息進行提取和有效利用，并根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管并提供綜合。
我國是全球最大的汽車生產和消費國，高速發展的傳感網和3G 網絡，得天獨厚的體制優勢，使中國有能力在全球率先應用汽車移動物聯網。GBOS是蘇州海格專屬的服務品牌，在客車信息化領域，GBOS系統全球領先，可以為用戶提供精準油耗管理、位置管理、駕駛員行為模式分析、車輛身份信息、多維度維保計劃等全方位保姆式服務，為提高客運公司提高管理水平提供了十分有用的幫助。
目前全球汽車行業的發展存在兩大趨勢，第一個趨勢是新能源，未來汽車行業應該是新能源汽車技術迅速發展，它的出現來自于環境污染嚴重的壓力，資源緊缺的壓力等，這些現實問題迫使人們對汽車進行革命性的改革與創新；汽車智能化的時代是汽車行業發展的另一新趨勢，未來的汽車可以認為不再是汽車，而是手機、電腦、汽車功能為一體的生活、工作、娛樂的平臺。
到了2030年，在你出門前，通過傳訊系統可輕松將一輛電動汽車調度到你家門前，之后只需發出口令便能坐上自動駕駛的汽車到達指定地點。在路途中，汽車可以根據傳感器和互聯網反饋情況調整路線和速度，行程空隙還可以通過視頻電話與家人、朋友聊天等。
4 結束語
汽車，世界現代文明的產物，現今的汽車不再是簡單的代步工具，而是集電子、多媒體、GPS、網絡技術于一體的智能化交通工具。未來的汽車正向綠色環保的方向發展，物聯網的介入也將使汽車的設計進入超越時空的價值體系，賦予更為廣闊的自由空間。未來的汽車將會聯合物聯網技術為駕駛者提供智能化、綠色環保、安逸舒適的駕車體驗。
參考文獻
[1]周洪波.物聯網：技術、應用、標準和商業模式[M].北京：電子工業出版社，2011.
