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2023年物联网技术导论论文【五篇】

时间:2023-06-27 10:55:02 来源:晨阳文秘网

作为“智慧中国”的重要组成部分,物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势,培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才,教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。物联网技术导论作下面是小编为大家整理的2023年物联网技术导论论文【五篇】,供大家参考。

物联网技术导论论文【五篇】

物联网技术导论论文范文第1篇

1.1研究对象

作为“智慧中国”的重要组成部分,物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势,培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才,教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。物联网技术导论作为物联网工程专业的核心课程,是物联网专业学生接触的第一门专业课程。主要讲授物联网从感知层,传输层,数据处理层到应用层的整体技术流程,以及每层的关键核心技术,对学生建立正确的专业概念,整体的专业技术框架有重要意义。

1.2实践教学中的现有问题

目前对物联网技术导论课程的教学方法主要是以讲授为主,平时留有课后作业,课程考核方式以期末闭卷考试为主,期末卷面成绩占总评成绩的70%。该教学模式在教学实践中出现以下问题:(1)单一讲授的教学模式不能适应物联网多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映物联网涉及学科非常多,仅每个学科简单理论概念的讲解,就已经非常庞杂,学生很难把握其脉络。且现有技术的应用与行业背景密切联系,单纯的理论讲授效果不佳。反映在课堂提问中学生往往答非所问,或者完全无法理解题目意思。(2)一考定论,平时不学,考前突击现象突出。但是由于知识点繁杂,突击背诵效率不高,且不及格率较高。(3)死记硬背现象突出,对技术理解不深。对于物联网产业环境和应用流程的理解和技术在应用中的创新上,有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。在平时的考查中,我们发现学生对死记硬背的技术点掌握得尚可,但是碰到综合应用题,大部分同学就不知所措。面对以上主要问题,现有的物联网技术导论课程教学方法和思想必须改变。否则,不光是导论课应有的目的不能达到,还直接影响后续物联网专业课程的教学。

1.3国内研究现状

目前对物联网技术导论课程的改革成果总体来说并不多,公开文献较少,这与物联网工程本身是新专业,物联网导论课程本身涉及技术较多,知识体系复杂都有关系。已有的一些改革方案如下:文献[1]提出物联网导论的课堂要引入启发式教学法,即将课程内容归纳提炼,提出问题启发学生思考。其次,采用案例式教学法,把生活中物联网的实际应用案例渗透到整个教学内容中。还强调应用交互式教学法,运用多媒体教学环境辅助教学,例如播放物联网相关理论与技术相关视频和短片,加强互动,提高学习兴趣,拓展知识面。文献[2]提出适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细,引导学生转变学习方法,促进良好学习习惯的养成,注重培养学生的综合能力。文献[3]提出改进课程大纲设计、提升教师能力、改进教学资源等多个方面,以提升物联网导论课的教学质量。文献[2]与文献[3]所提措施,对物联网技术导论课和其他课程都适用。实际上,在已进行的几届学生的教学中,我们已经使用过上述方法,事实证明,此类广泛适用于一般课程的方法并不能解决物联网技术导论课程中的具体问题。而文献[2]所提改进课程大纲、教学资源等,其实是涉及到物联网技术体系架构的问题,已经有教育部牵头的教学指导组在负责梳理,本文暂不讨论。文献[1]提出了一些比较具有操作性的课程教学方法,总结起来就是提问启发,案例讲解,多媒体互动教学。实际上我们在授课的时候已经使用了这些方法,但是教学效果仍然不够理想。例如:提问启发,如果问题简单,学生还基本能够回答,如果问题真的是启发式问题,而且是书上和网上都查不到现成答案的问题,则大部分学生表现出完全没有思路,更不要说回答问题。案例和多媒体互动在本校理工类课程中的使用也已十分广泛,物联网技术导论课程也不例外。上课过程中也给同学们播放了相关视频短片,行业应用短片,对比没有播放这些案例的情况,学生的理解程度确实有所提高,但是提高幅度也比较有限。如果是跟播放视频直接相关的设计类问题,学生根据视频还能回答部分内容,但是要求学生从该视频的技术方案做延伸,更换应用场景,则大部分学生又非常茫然。例如:课程中有播放精细化农业的相关技术解决方案,从感知、传输到最后数据处理与反馈服务都做了说明。学生观看后,如果问该应用领域问题,比如前端要用什么传感器,部署在哪里,学生还能回答。但是,要学生变化技术的应用场景,将技术应用在另一森林防火场景中时,部分学生还能把类似要用的传感器列举出来,但是不知如何部署。这说明要加深学生对物联网知识体系的理解程度,仅靠观看案例、提问启发是不够的,物联网技术导论课程的教学改革还需要进一步深入。

2过程与实践化的课程改革方法

2.1原因分析

根据课下座谈,统计课程出勤率,考试通过率等方式获取的信息,我们认为影响学习效果的主要原因有二:其一,理论和实践相脱节,虽然已经用案例视频,多媒体互动等教学方式,但明显还不足以让学生理论联系实际。其二,虽然有课程作业,平时提问和抽查,但是平时努力学习的学生仍然只占少数,大部分学生的学习积极性不高。针对这两个主要问题,我们提出过程与实践化课程教学改革方法。

2.2方法的具体内容

对学习自觉性强的学生,提供多种课外实践参观机会,帮助学生理解技术在实际中的应用,理论与实践融合;
对学习自觉性差的同学,采用过程化考试方法,督促其平时努力学习。(1)实践化教学:物联网是多交叉学科,知识点非常多,光靠课堂教学肯定不能尽善尽美,所以要加入实践教学环节。①在课外布置思考与设计题目,指导学生自学,并自主解答问题、动手设计简单的物联网应用。如果有较为优秀的学生,让其在课堂上讲解自己的设计方案。②建立完善的课程考核体系,增加实践能力考核环节。将作业、演讲、课外参加的比赛情况等都当作考核方式,按合理比例计入总评成绩。改变以往期末卷面考试这种单一的考核方式。③在条件允许的情况下,可建立物联网实训实验室,并配备相应的器材等。我们与四川省成都市物联网产业联盟形成良好合作关系,借他们的物联网技术展示厅让学生实地了解物联网技术及其应用。(2)过程化考核:以上考核方式加上学院的过程化考试系统,分阶段进行上机考试,最大程度避免一考定论、突击应付等不合理现象。目前的具体操作是:当讲完一阶段(感知,传输,处理)即上机考试本阶段技术要点,成绩以比例计入总分,最后课程完结还有一次总体性考试,4次考试成绩的加权总和才是本门课程的考试成绩,并算上平时作业、提问等平时成绩作为最后总评成绩。这样一来,12周课程,每隔三周就有一次阶段考试,加上平时的抽查与作业,有效督促了学生的平时学习。

2.3方法实施的效果

2011年本学院设定物联网专业,2012年开始开设物联网技术导论课程,2013年进入实践化教学,14年引入过程化考核,图1显示了历年课程的考试情况,以60分以下为不及格,80分以上为良好。图1很清楚的显示,刚开始时物联网技术课程的不及格率高达约30%,后来引入实践化教学后下降至12%,到最后引入过程化考核后直接下降到7%左右,而良好率逐年上升,连续2年保持在70%左右,达到了改革的目的。

3总结与展望

物联网技术导论论文范文第2篇

【关键词】物联网 课程 教学实践 应用能力

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)06-0063-02

一、引 言

物联网(Internet of Things,IOT)又称传感网,指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、视频监控系统和“外在使能”的各种资产、携带智能终端的个人与车辆等,通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通,从而提供安全可控乃至个性化的实时监控、定位溯源、报警联动、远程控制、安全防范等管理和服务功能,实现任何智能物体间的“管、控、营”一体化。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。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。并且随着科学技术的不断发展,物联网技术将催生新的产业,形成新的经济增长点,其发展前景十分可观。鉴于此,2010年8月,教育部审批通过了35所高校获批开设物联网相关专业,新设专业将自2011年开始招生。在2011年,又有27所高校设置的“物联网”专业通过了教育部的审批。

二、教学实践与教学方法的初步探索

笔者所在的大学还未申报物联网专业,但与物联网技术相关的支撑专业门类比较齐全,如信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术、控制工程及测控技术及仪器等专业。基于此,笔者在2011年连续两个学期开设了物联网技术导论的公选课,学生选课非常踊跃,170人的选课规模每次都爆满,从这可以看出当前本科生对物联网等新生技术具有非常强的学习欲望。针对物联网技术的特点,在现有教学技术的基础上,对教学方案进行了初步探索。

1.合理选择教材

笔者结合选课学生的特点:不仅有理工科学生,还有社会科学类学生,选择了周洪波博士所编写的《物联网技术、应用、标准和商业模式》一书。此书以通俗易懂的方式,指导学生了解物联网世界,且不需要较强的专业背景,适应不同专业的学生。

2.严格修订教学大纲,合理安排教学内容。

教学大纲不仅是进行教学内容及进度的依据,也是考试考查的依据,更是教学质量评估的依据。一个好的教学大纲,非常有利于教学质量的提高。在教学内容上,首先讲述物联网产业的发展与机遇,让同学们明白物联网技术无论是在经济、生活以及国家战略上都有非常重要的前景。让同学们掌握互联网、物联网以及它们的区别与联系,并了解基于四大技术的物联网支柱产业群,分别为RFID从业人员、传感网从业人员、M2M人群以及工业信息化人群;
其次,着重讲述物联网产业链,即Device、Connect以及Manage(DCM)三层系统,或者也可称之为感知层、网络层和应用层。让学生了解物联网的通讯与连接,包括短距离无线通讯技术、长距离无线通讯技术、短距离有线通讯技术和长距离有线通讯技术。在物联网应用方面,通过物联网在城市市政管理、农业园林、医疗保健、智能楼宇和交通运输等方面和同学们进行交流和探讨。并通过介绍各种传感器的原理与技术,让同学们对整个物联网系统有更进一步的了解。

3.教学方法和教学互动

物联网是个实用性很强、发展前景很广的技术。将来物联网会发展到什么程度,对人类的科技和生活会产生什么影响,都是一个未知数。因而在教学过程中,笔者非常注意和学生互动,让同学们发挥自己的想象力,尽量去描绘50年,甚至100年后因物联网的存在,人们的生活所发生的翻天覆地的变化。在上课过程中,笔者既有讲述的环节,有和学生互动的环节,更有让学生分组讨论的环节。笔者希望此课程是个开放的课程,学生不仅能学到知识,更能发挥自己的主观能动性。同时,通过运用多媒体等途径来呈现物联网所存在的问题和发展前景,请同学们利用已有知识,并发挥自己的想象尝试提出解决方案,设置悬念,然后抓住重点、热点作深入分析,最后上升为理论知识。从而使课程生动形象,对错分明,环环相扣,印象深刻,气氛活跃。当然,这种讲课方式有一个前提,那就是建立在师生间平等、相互理解的基础上。这种授课方式,就是师生间的相互沟通,实现这种沟通,理解是基础,也即心灵交融,才能实现交往、沟通。

4.考核方式

为了适应物联网技术应用型人才培养目标的要求,笔者在考核方式上突出强调学生对物联网技术的基本概念掌握和发展前景设想,同时考查学生的论文写作能力,从而实现对学习过程的督促与考核,客观完整地评价学生的学习效果。在考核的评价标准上学生的成绩由学生上课过程中的讨论报告、出勤率和最终课程论文三个部分组成。其中讨论报告占20%,出勤率占20%,最终课程论文占60%。这种考核方式既能让学生进一步了解物联网技术,又能发挥学生的想象力和主动性,并能让学生初步掌握科技论文的写作格式和写作方法。

三、结束语

物联网是一个新兴的产业和技术,笔者依据物联网专业的特点,结合我校应用型人才的培养目标,从物联网专业设置的现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了初步的探讨。经过几个学期的教学探索,摸清了教学规律,优化了教学过程,改进了教学方法,使学生具有合理的知识结构,理论与实践相结合,从而具有解决实际问题的能力、开放的思维和协作能力,能够畅想未来,把握经济、社会和科学发展的大趋势,以适应社会经济和本科生教育信息化发展的需要,成为能够适应21世纪新挑战的复合型高端人才。

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,2010

2 康晓慧、罗霄凤、张梅等.植物病理学方向研究生教学改革与探索[J].安徽农业科学,2012(2):1225~1227

3 张玉梅.物联网在高校中的应用前景分析[J].学术研究,2011(10):82~83

物联网技术导论论文范文第3篇

关键词:物联网;
课程性质;
教学的开发思路;
教学内容和要求;
课程考核

1课程性质

“无线传感器网络技术”涉及通信技术、计算机技术和传感器技术等多种技术领域,因此本课程是一门理论综合性高,应用实践性强的课程。通过本课程的学习和实践,旨在使学生了解WSN和ZigBee协议规范的基础知识,为进行ZigBee项目开发提供了理论基础。

2课程设计理念

在本课程教学设计过程中,遵循“项目为载体,模块递进”的原则,在夯实学生WSN和ZigBee协议理论基础的同时,培养学生对ZigBee技术的应用能力,并引进ZigBee项目,采用任务驱动的方式,充分体现WSN的教学实践。将专业教学过程,技能训练过程有机结合起来,有效地提高课程教学的实践性、开发性和有效性。

3课程开发思路

本课程的教学过程要实现课堂案例教学和实践任务导向教学相结合,将项目式案例引入课堂教学,以真实项目为对象进行工作导向组织教学,从教学过程和形式上体现“学”和“做”的紧密结合。课程模拟完成企业“项目任务”贯穿整个教学过程。通过问题、项目导入(实践)学生思考、分析、回答、教师评议、总结(理论)扩展应用(实践)的方式进行,使授课内容与工作实际紧密结合[2]。项目实施过程中教师加强对学生的引导,并且进行过程性评价,教会学生怎样应付大量的信息,引导学生如何在实践中发现新知识,掌握新内容。教师要成为教学策划和导演,在教学过程中起指导作用[3]。

4课程目标

本课程的项目强调从学生的学习和认知水平出发,通过理论、实践相结合的教学方式,边讲边学、边学边做、做中学、学中做,把学生培养成为具有良好职业道德的、具有嵌入式系统开发、程序设计的管理理论和实践能力的、具有可持续发展能力的高素质高技能型物联网专门人才,以适应市场对物联网人才的需求[4]。

5课程内容和要求

本课程的内容主要包括以下4大模块:无线传感器网络、无线片上系统、ZigBee网络协议、TIZ-Stack协议栈的使用,具体要求如表1所示。

6课程考核

本课程的考核采用过程考核和结果考核相结合的方法。过程考核根据课堂提问、课堂练习、课后作业和学习态度而定,是形成性考核;
结果考核根据学生的考试成绩而定。本课程对各学习模块的考核标准如下文所示。6.1无线传感器网络能够阐述WSN的特点、体系结构和关键技术。6.2无线片上系统(1)会对芯片GPIO相关寄存器进行配置。(2)根据开关Led的原理,会设置Led驱动。(3)会切换时钟源来控制时钟频率。(4)能够设置外部中断相关寄存器。(5)会使用串口通信收发字符串。(6)能够获取片内温度传感器的温度值,并能通过串口发送到上位机。(7)会根据定时器中断配置步骤来会配置T1寄存器,完成T1中断程序。(8)会设置睡眠定时器的定时间隔,会设置系统功耗模式。本课程的教学不是单一机械地向学生传授知识和技能,也不是一种向学生灌输式传授知识的过程,而是一种启发引导学生自主探索学习、总结、体会知识和技能的过程。

[参考文献]

[1]谢金龙,邓人铭.物联网无线传感器网络技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2016.

[2]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010(16):1-3.

[3]李强.浅谈我国高校物联网专业教学模式创新[J].北京师范大学学报,2010(2):30-35.

[4]施炯,杨亚萍,梁丰.“物联网工程导论”课程教学探索与实践[J].中国电力教育,2013(28):106-107.

物联网技术导论论文范文第4篇

关键词:物联网;
智慧地球;
创新能力;
科研能力

0、引言

物联网技术在世界范围内被关注才只有十几年时间,而引起重视并获得快速发展也只是近几年的事情,却已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空问和海洋探索等领域投入应用。随着教育部批准各高校开设物联网工程专业课程以来,国内具有一定教学和科研基础的高校陆续响应,积极投入师资力量和硬件资源。物联网工程专业属于计算机、通信、电子等多领域的交叉学科,各院校物联网工程专业的培养目标基本是培养具有多领域基础理论知识和创新实践能力的复合型人才。

根据当前国内物联网技术以应用为先导的特点,大部分高校在注重物联网理论知识体系架构的同时,还加强对学生工程实践能力的培养,培养为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型技术人才。显然,物联网技术的不断推广和应用使得社会对物联网人才素质的要求逐步提高。面对21世纪信息化时代的挑战,如何培养面向广大应用市场需求的物联网工程专业人才和科研人才,成为现阶段物联网教育领域的一项研究课题。

1、物联网工程专业人才培养的基本要求

物联网的技术架构可以概括为C3SD,即建立在传感网络fsensor network)之上的通讯(communication)、计算(computation)、控制(control)、数据海(Data Ocean)集成的架构。物联网由通讯系统、计算系统、控制系统、感知系统和数据海5大技术系统支撑。

物联网工程专业的实践课程必须是以物联网体系结构为核心进行设计和技术开发。相应地,我们在学生培养的不同时期设置不同的物联网专业实践课程,使学生循序渐进地学习和运用物联网5大技术的不同层次的开发和集成应用,具有较强的物联网技术综合应用和工程实践能力,能够从事物联网应用系统规划、设计、实施、管理和维护等相关工作。

2、物联网工程专业人才创新能力培养方式

以物联网专业的需求为引导,学生针对不同的应用方向和已有物联网领域知识进行创新,通过技术创新巩固已有的物联网专业理论知识,形成将理论学习与运用创新相结合的良性循环,在注重物联网理论知识体系架构的同时,也加强对工程实践能力的培养。

2.1 物联网工程专业知识学习

物联网工程专业学生培养方式的侧重点在于全方位的计算机硬件、软件以及物联网理论知识的学习,而不局限于单一行业的知识运用需求。区别于计算机专业学习,物联网工程专业知识学习更加注重学生的专业应用实践能力培养,将计算机知识如数据结构和算法、编程语言设计、数据库等运用到物联网实际应用领域中,通过数据处理、算法分析、系统开发等实际应用验证计算机和物联网理论知识。

学生可以通过算法和理论进一步理解物联网技术原理,尤其是通过相关实训应用程序开发(传感器原理及应用、REID原理及应用、传感器网络原理及应用、数据处理与智能决策、物联网通信技术、物联网控制、物联网信息安全等)进行物联网理论和方法相关课程的创新思维培养,达到创新性学习。

2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向

基于工程应用需求的物联网工程专业学生培养模式建立在市场对物联网工程专业学生有较高的物联网发展洞察力、解决特殊问题的创新能力等要求基础上。学生需要结合自身专业特色对当前物联网工程应用需求进行深入分析,找到切入物联网的兴趣点,将物联网理论和技术运用到实际问题中,如智能交通、智能仓储,进入运用理论解决问题以及利用问题促进理论创新的良性循环。

将计算机、物联网理论和工程应用相结合,为物联网理论创新性教学提供了一个方向。目前,计算机学院已建设智能交通、智能仓储等实训综合平台,基于工程应用需求不断更新和优化实验教学内容,强化学生实训和实践能力锻炼,采用项目案例库的方式培养学生物联网工程设计能力和开发创新能力。

2.3 以学生为中心的自主创新

在培养物联网工程专业学生创新能力的过程中,我们更需要注重学生的自主创新能力培养,允许学生自主选题并自主研究,将自身兴趣、专业知识和研究方向紧密结合,尊重学生的思想独立性,引导学生根据已有的计算机和物联网工程专业知识和自身的兴趣爱好,结合物联网技术具体应用,选择自主研究领域。同时,为学生提供开发资源如开发平台、数据库系统、RFID+GPS物流管理系统(利用RFID技术、GPS定位技术、自动控制技术以及网络通信设备等搭建物流管理实验平台)等,让学生从实际应用中体会物联网的体系结构,针对不同的物联网技术应用方向开展具体的研究并不断创新。

在此基础上,引导学生从计算机技术的角度思考物联网技术问题,鼓励学生从计算系统以外的角度进行系统创新,将计算机和物联网理论知识与实际的工程运用需求相结合,培养物联网工程专业学生的专业素养和实践能力。

3、物联网工程专业人才自主科研能力培养方式

面对物联网技术和计算机学科的不断发展以及科研成果的不断涌现,如何将学科的新理论、新技术、新方法引入实验教学,使实验教学真正紧跟学科发展,培养具有创新思维、创新能力和自主科研能力的高级专业人才,成为物联网专业教育工作者面临的新问题。

武汉大学计算机学院有丰富的科研成果,尤其在计算机软件体系结构、软件工程、计算机网络技术、计算机应用、物联网技术、虚拟现实技术等研究领域具有鲜明的科研特色和优势。在物联网专业实验教学体系建设中,计算机学院充分利用科学研究、合作交流等方面的资源和成果,打造具有自身特色和优势的实验体系品牌,促进科学研究与教学实验体系建设之间形成良性互动,构建通畅的教学与科研互动渠道,实现资源全面共享,同时将当前的科研成果融入实验教学,以培养物联网工程专业学生的自主科研能力。

我们以移动三维虚拟地球软件平台为例详细说明。智慧城市作为一种热门应用,涵盖了云计算、物联网、TD-LTE、高端软件、集成电路、下一代网络(NGN)等多种前沿技术。近些年来,物联网与智慧城市也从起初的两个新鲜概念,在技术进步和应用需求的潜在推动下越走越近。物联网是智慧城市建设的途径,智慧城市建设又为物联网技术和产业的发展提供广阔的空间。目前,三维虚拟地球是智慧城市的主要依托平台,是结合计算机仿真、物联网、地理空间信息、数据库、智能分析等前沿技术构建的数字地球模型,能够实现对全球地理数据无缝、多尺度地浏览和互操作。

三维虚拟地球软件平台是当前相关技术领域的研究和应用热点,是计算机技术、物联网技术与GIS理论技术紧密结合的产物,也是信息化社会的建设需求,因而更具有前沿性和应用性。随着计算机硬件技术的发展,平板电脑以灵活、方便携带等特点,在移动操作系统的支持下得到广泛应用。与此同时,物联网技术近几年的快速发展,也积极推动了移动三维虚拟地球软件平台的研究和应用。移动三维虚拟地球软件平台和传统虚拟现实系统平台主要有以下几个方面的典型差异:(1)平台硬件限制;
(2)应用方向明确;
(3)服务器需求更高。对此,我们从物联网技术运用的角度出发,激发学生的创新能力。移动三维虚拟地球软件平台使用先进技术,可与社会需求无缝衔接。这些科研成果在实验教学中的使用有效地增强了学生综合运用知识、解决实际问题的能力,更重要的是激发了学生的学习兴趣,增强了自信心,开拓了思维能力。

结合工程应用的需求和该平台可扩展的特点,为物联网工程专业的学生提供广阔空间,不仅让学生掌握虚拟平台中软、硬件系统各个部件的原理,而且让学生系统地理解多种部件的集成。我们从工程应用角度、用户体验、发展前沿3个方面进行理论和应用创新,在学生创新能力培养上取得了重大突破。

3.1 针对终端硬件的创新实践

移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异,传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行,单一地从GIS算法方面进行创新改进,不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生,结合已有的计算机硬件理论知识,从嵌入式设备软件设计原则的角度出发,设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架,改善传统GIS算法性能。同时,针对移动终端的硬件特性巩固计算机嵌入式设备CPU、网络等方面基础知识,在传统虚拟现实交互方法的基础上进行创新,改进虚拟现实的人机交互算法。

3.2 针对不同行业应用的创新研究

移动三维虚拟地球的应用方向非常明确,即针对电力、农林、渔牧、地下管线、物流仓储、等方面的不同需求,要求移动三维虚拟地球平台实现移动数据采集、快速空间分析、高效三维显示等功能;
针对不同的功能特性设计相应算法,如数据采集要求低精度移动设备相机拍摄的数据能够在后期的数据加工处理中实现影像还原,学生必须在传统图像处理算法的基础上进行创新,实现这一特定功能。我们引导对图形图像和传感器感兴趣的物联网工程专业学生设计相应的数据处理算法,并在此基础上进行应用创新实践。

3.3 针对数据服务器的创新研究

移动设备通过移动互联网提供面向大众化的信息服务,但由于受到硬件性能限制,使得用户在终端无法对海量空间数据进行快速处理,传统的商业数据库如Oracle、sqlserver无法满足数据预处理的需求,但是服务器端要求能够针对移动终端的特定数据请求提前进行数据预处理。针对移动三维虚拟地球对数据服务器的特定要求,我们必须采取新型的后台服务器,对新型数据服务器设计地理空间数据的存储架构,对数据处理算法进行创新,以满足移动虚拟地球的数据服务需求;
引导对数据库系统感兴趣的物联网工程专业学生设计相应的数据库存储方法,并在此基础上进行应用创新和科研实践。

总之,移动三维虚拟地球软件平台这一科研成果转换为创新实验平台,极大地提高了学生学习与实践的积极性,尤其是促进了学生科学研究能力与创新能力的提高。科研和教学是相辅相成的关系,将科研成果融入教学,加强了实践环节教学,对于提高创新型人才培养质量具有深远意义。

物联网技术导论论文范文第5篇

关键词 物联网工程;
专业人才;
培养模式

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)30-0063-02

1 物联网工程专业产生与现状

自2009年8月同志提出“感知中国”以来,物联网已成为国家战略新兴产业的重要组成内容,美国、欧盟、日本、韩国等国家纷纷开展该领域的研究工作。物联网已成为当前全球各国应对经济低迷的重要科技手段。2013年2月,国务院提出了关于推进物联网有序健康发展的指导意见。物联网是继互联网之后的又一次信息技术浪潮,具有广阔的应用前景和难得的发展机遇。

作为面向21世纪的全新技术,越来越多的大学开始关注物联网技术程。目前国内著名大学已经纷纷开设或准备开设物联网相关课程,希望帮助学生了解和掌握这些新兴技术,提高学术科研和工程水平,保持技术发展和人才培养的同步。在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中,就包括增设物联网专业。从教育部号召高校设立物联网专业学科开始,全国已有近700所高等院校向教育部提交了增设物联网相关专业的申请,目前已经有67所本科院校建立了“物联网工程”或“传感网技术”等相关专业。

然而,由于物联网技术和专业建设都刚刚起步,高校在专业目标、人才培养、课程教材、师资和实验设备等方面都面临众多问题。笔者长期从事物联网技术方面的科研工作和相关领域的教学工作,希望能在本文给出物联网工程专业人才培养模式的有益探索。

2 主要存在的问题

目前,在理论研究领域,从传感器网络和泛在计算发展到空间物理信息系统;
在技术研究领域,从RFID和Zigbee发展到M2M;
在市场应用领域,从企业关注和行业需求到政策层面推动,物联网的发展正经历着快速而深刻的变化。然而在人才培养方面,却面临一些挑战。

1)专业归属不清。目前在已获得物联网工程专业的院校中,有的将物联网工程专业归属通信学院,有些归属到计算机学院,还有的归属到自动化学院。出现归属不清有着其现实原因:物联网是典型的新兴交叉学科,涉及到通信、电子工程、计算机和测控等多方面的专业知识和多个应用领域,因此在专业归属方面存在多样性。然而,由于归属的不同,每个学院根据各自的学科背景和基础条件来建设物联网工程专业和制定专业人才培养方案,导致在人才培养方案、课程规划、实验体系等方面出现较大的差异。

2)人才培养目标不明确。由于物联网工程专业跨多个学科,其自身技术在不断地发展和完善,物联网应用也在推陈出新。如何制定出适应技术更新和满足企业用人需求的人才培养方案,还需深入探索。从企业角度来看,物联网以行业需求为导向,应用于智能电网、智慧城市、绿色制造和智能医疗等多个工业领域,这就要求专业人才培养需面向其行业应用。同时,作为高等学校本科专业,须符合国家素质教育要求,体现专业人才教育思想。

3)专业人才培养条件匮乏。物联网工程专业刚刚起步,师资、设备和教材都面临匮乏的境地。教学质量的核心问题是师资,既有行业应用背景又跨多学科的教师较为缺乏,培养学术水平高、结构合理的专业教学团队是专业建设首先解决的问题;
其次,实践教学薄弱,物联网专业的基础实验、综合实验和设计实验所需的开发平台、仿真平台和应用平台都较为欠缺,难以满足人才培养要求;
最后,物联网专业教材更是缺乏,目前尽管已有一些物联网书籍,但太偏应用,难以作为教材使用,且未形成完整教材体系。

4)科研、教学和人才培养相互促进机制尚未形成。物联网/传感网相关教学内容和培养方案等都来源于科研成果,尽管物联网/传感网研究开展得如火如荼,但很多理论和方法都还完全成型。同时,如何将已有的研究成果转化用于课堂教学和人才培养,还需要进一步研究。在教学实践过程中常常发现由于有些理论较为系统,涉及的背景知识较广,学生理解起来很困难,实验系统也较复杂。产生这些问题的根本原因正是由于科研、教学和人才培养相互促进机制尚未形成。

3 物联网工程专业人才培养模式探索

重庆邮电大学物联网工程专业依托于学校自动化学院和工业物联网和网络化控制教育部重点实验室,在近年来承担和完成国家科技重大专项、国家863计划等项目的基础上,通过对科研成果的总结和提炼,出版了《测量与控制用无线通信技术》等系列教材,自行设计和研发WIA-PAS、ISA100和6LowPAN等实验实训研发平台,培养了学术水平高,知识、年龄和专业结构合理的教学团队,在近2年的专业人才培养实践中积累了有益的探索。

3.1 适应物联网技术发展和人才需求的培养目标

符合国家《物联网“十二五”发展规划》的要求,突出“传感器网络”技术优势与“三网融合”特色,充分发挥实验室在物联网核心专利、标准、测试和应用等方面的国际国内技术优势,培养面向智能工业、智能电网、智能城市、智能建筑与智能家居等相关领域从事物联网/传感网系统规划、应用设计、产品研发、运行管理等方面工作的跨专业复合型人才。

3.2 充分发挥学校信息学科特色和优势,整合学校教学资源,探索适合新专业的人才培养模式

物联网属于集成、交叉技术,当前任何一个专业都难以覆盖其全部内涵。成立物联网工程专业建设指导委员会,聘请校内外相关专业、合作企事业单位专家参与课程体系规划、实验实训体系建设、专业指导和人才培养方案制订。比如通过实验室和思科公司的科研合作项目,由思科公司赞助、本教学团队负责组织实施面向重庆市高校的“思科杯”物联网应用创新设计大赛,该项大赛还被纳为2012中国(重庆)国际云计算博览会的主题活动之一,得到相关部门的高度重视。引导学生参加各种科技活动,既培养了学生浓厚的专业兴趣,又提高了学生的实践能力,增强了就业竞争力。

3.3 探索新的教学方法和教学手段

充分发挥学生的主体作用,引导学生去思考,更有成效地完成课程的教学任务,培养学生的自学能力、实践能力和创新能力;
对专业核心课程,比如“无线传感器网络”,采用答辩、实做报告、课程论文相结合的评价方式,全面考核学生掌握的基础知识与理论、前沿技术、相应的开发能力;
对专业导论课程,采用教学团队的授课模式,教学团队教师在物联网的不同研究方向有着多年的积累和研究成果,通过团队授课,既带来了各方向最前沿的研究成果,而且使得每个方向的讲解更加透彻和深入;
灵活多样的教学手段,在重点实验室现场讲授理论课程,将实践融入理论,充分沟通交流讨论,增强了教学效果。

3.4 教学、科研、人才培养相互促进的良性循环机制逐步形成

如何有效地将最新的科研成果转化为人才培养,平衡学科前沿技术、基础理论与实际应用的关系,兼顾用人需求与教育教学,在物联网工程专业建设上得到了完整的体现和验证。这种相互促进的良性循环机制形成将是一个长期的工作,也将在后续的实践活动中不断完善和丰富。

4 结论

由于物联网是一项新兴前沿技术,本身又是处于不断发展和变化之中,而且物联网应用也呈现多样性和复杂性,因此,如何规划物联网工程专业和建设人才培养模式,是一个基础性问题。本文在分析物联网工程专业目前存在问题的基础上,给出了重庆邮电大学物联网工程专业人才培养模式的有益探索,并将在后续的教育教学中不断发展和完善。

参考文献

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