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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);校園網(wǎng);應(yīng)用研究
近幾年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展十分迅速,物聯(lián)網(wǎng)不僅可以降低成本,增加貿(mào)易機會,而且簡化貿(mào)易流通過程和提高生產(chǎn)力,改善物流和金流、商品流、信息流的環(huán)境與系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢頭很強,而且所占整個貿(mào)易額的比例很好。同時,物聯(lián)網(wǎng)在校園網(wǎng)構(gòu)建中也發(fā)揮了重要的作用,把他其與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合在一起,在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進一步的提高,使其作用更好的得以利用。這樣不僅僅能夠快速的利用網(wǎng)絡(luò)化的時代,也能夠使我們在實用的途徑中收到更大的啟發(fā),研發(fā)更多的成果,供人類的生產(chǎn)需求,也為所有在校生提供了更好的發(fā)展平臺,使他們更能很好的接觸到網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)技術(shù),學(xué)到更多的知識。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展史
物聯(lián)網(wǎng)這個概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是將RFID和其他傳感器相互連接,形成RFID架構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)。在2005年國際電信聯(lián)盟的同名報告中,物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。自2009年明總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,寫入“政府工作報告”,物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注,其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。
“The Internet of things”是物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱。在中國把物聯(lián)網(wǎng)稱之為“傳感網(wǎng)”。中科院早在1999年,就啟動了傳感網(wǎng)的研究,并已建立了一些實用的傳感網(wǎng)。與其它國家相比,我國技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列,具有同發(fā)優(yōu)勢和重大的影響力。2005年,11月27日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,國際電信聯(lián)盟了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》的報告,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智能的地球”的最新策略,這次革命成為一次巨大的飛躍?,F(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的運用不再僅僅局限于科學(xué)研究領(lǐng)域中,而且也都遍布世界中的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)中。隨著校園網(wǎng)絡(luò)的廣泛運用,物聯(lián)網(wǎng)也涉足于校園文化中。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園網(wǎng)構(gòu)建的應(yīng)用方法
2.1 在圖書館中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用其自身具有的無線傳輸能力和大容量的數(shù)據(jù)儲存,可以極大地提高圖書館管理的效率。具體表現(xiàn)為:
①簡化借還書服務(wù)工作:以前圖書館的借還書采用刷條形碼的方式,這種方式還需要充磁等繁瑣的步驟,帶來了許多不便,現(xiàn)在如果利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就不用一本書一本書的用掃描儀掃描條形碼,這樣既減少讀者的等待時間,也可以提高管理人員的工作效率。
②可以有效快速地查找到需要的書籍:利用物聯(lián)網(wǎng)中RFID無線電波感應(yīng)技術(shù),可以快速的查找到所要的書籍,這樣也提高了管理員的辦事效率;
③使圖書的管理工作更加有效快速:以前學(xué)校對圖書的管理需要相關(guān)的人員進行依次整理和清點,而利用物聯(lián)網(wǎng)無線電波傳送信息的功能,能夠一次性掃描出資料,簡化了盤點工作;
④讀者自助借還書:圖書館利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供自助借還書設(shè)備,則讀者可以自行辦理圖書的借還,就不用親自去圖書館進行辦理。
2.2 與學(xué)校部分專業(yè)的結(jié)合應(yīng)用
現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到學(xué)校開設(shè)專業(yè)各個領(lǐng)域,起到了不可忽視的作用。從技術(shù)角度,主要涉及的現(xiàn)有高校院系與專業(yè)有:計算機科學(xué)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(wù),建筑與智能化,土木工程,交通運輸與物流,節(jié)能與環(huán)保等等,以下是我了解到的一些專業(yè)中的運用。
2.2.1 在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用
利用物聯(lián)網(wǎng)的各種獨特的技術(shù)運用在校園網(wǎng)中的有關(guān)醫(yī)學(xué)方面的設(shè)備。如在醫(yī)學(xué)學(xué)院教師可以通過各種媒體設(shè)備進行教學(xué)模擬、學(xué)生模擬實驗的設(shè)備的監(jiān)控、還有就是對學(xué)生實驗過程中追蹤管理等等。這些都是把物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)設(shè)施上,通過這些先進的技術(shù),大大增強了學(xué)校的醫(yī)學(xué)設(shè)施,提高了同學(xué)的學(xué)習(xí)效率,也促進了學(xué)校的進步。
【關(guān)鍵詞】NB-IoT 電源管理 終端設(shè)備 長續(xù)航 通信模組
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.24.014 中圖分類號:TN929.53 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1006-1010(2016)24-0067-05
1 引言
目前,越來越多的NB-IoT終端行業(yè)應(yīng)用都提出了穩(wěn)定工作時長不短于10年的需求,例如無線智能抄表業(yè)務(wù)等。作為NB-IoT終端設(shè)備的“心臟”,電池能否持續(xù)穩(wěn)定安全地給終端供電,成為衡量NB-IoT終端設(shè)備性能的一個重要指標(biāo)。
2 現(xiàn)有終端安全供電解決方案
近年來,由于電池爆炸而導(dǎo)致的嚴(yán)重的安全事故屢見不鮮,其中的一個重要原因就是:出廠時標(biāo)配的已經(jīng)過嚴(yán)格測試的原配電池被人為換成了便宜的替代電池。由于替代電池并沒有經(jīng)過嚴(yán)格測試甚至沒有經(jīng)過安全測試,存在著很大的安全隱患,這是應(yīng)該被嚴(yán)令禁止使用的。因此,很多終端廠商采取了一些阻止用戶自行更換電池的方法,具體如下文的介紹。
2.1 焊接
將電池與終端設(shè)備焊接在一起,使得一般的終端用戶無法自行拆卸電池,必須通過專業(yè)技術(shù)人員來進行電池更換――以此來控制電池的來源,保證使用合格的電池。
這種方式雖然比較簡單、有效,但是卻不利于電池的及時更換與設(shè)備的維護,降低了設(shè)備長時工作的可靠性。一旦電池或終端設(shè)備任何一方出現(xiàn)問題需要維修,焊接在一起的電池與終端基本都需要同時更換,大大增加了維修成本。
2.2 鉚釘
將電池通過鉚釘與終端設(shè)備連接在一起,這樣的不可拆設(shè)計使得一般的終端用戶無法自行拆卸電池,必須通過專業(yè)技術(shù)人員來進行更換――以此來控制電池的來源,保證使用合格的電池。
相比焊接的方式,雖然這種方式的更換成本有所降低,但是仍不利于電池的及時更換與設(shè)備維護,維護成本仍然偏高。
2.3 芯片識別
在電池中添加存儲器芯片,用于存儲電池的參數(shù)(例如:制造廠商、流水號、生產(chǎn)日期、電壓、容量等),存儲信息可以用于電池的身份識別,一旦終端檢測到身份不吻合的電池,終端就無法啟動。這種方式保留了用戶可以自行更換合格電池(終端廠商認(rèn)可的電池)的選擇,有利于用戶及時更換電池以保證終端設(shè)備的長時使用。
這種方式需要在電池中加入存儲器芯片,這顯著增加了電池的成本,而且存儲器芯片中存儲的信息也存在被假冒電池廠偽造的可能性,^而導(dǎo)致芯片識別這種電池保護方式失效。因此,現(xiàn)在這種芯片識別的方式已經(jīng)很少被采用了。
此外,對于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中頗為常見的鋰原電池、堿性電池等,在電池內(nèi)部增加芯片識別的難度較高,尚未見業(yè)界有類似的實現(xiàn)。
2.4 阻值識別
如圖1所示,在電池及終端內(nèi)部分別串接一顆阻值固定的電阻,通過檢測中間觸點處的電壓值來判斷電池身份。只有當(dāng)終端檢測到正確的電壓值,才允許電池正常供電,終端才能夠正常啟動、工作;否則,終端無法啟動。
相比于芯片識別的方式,這種方法更加簡便易行且成本低廉(小于0.1美元),但是卻更加容易被假冒電池廠偽造。
而且,如果終端采用了上述幾種方法,一旦終端出現(xiàn)了電池電量不足等意外情況,用戶為了優(yōu)先保證終端長時工作的可靠性,通常會選擇臨時裝入沒有經(jīng)過原廠認(rèn)證的電池作為應(yīng)急之用(例如:使用超市隨處可見的堿性電池等)。但終端一旦檢測出裝入了非原廠認(rèn)證電池,那么終端將無法啟動,嚴(yán)重影響用戶體驗。
3 NB-IoT終端長續(xù)航安全供電解決方案
對于許多NB-IoT終端的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用,保證NB-IoT終端的長時穩(wěn)定使用是非常重要的,甚至是頭等重要的。一般經(jīng)過原廠認(rèn)證的電池成本較高,尤其是在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)終端中頗為常見的鋰原電池,不僅成本高而且需要專業(yè)工程師進行電池的維護。電池從制造完成之日起就不斷地進行自放電,電量會不斷降低,因此,普通用戶不太可能也不建議常備這種鋰原電池。一旦電池需要及時進行更換,但是短時間內(nèi)又無法獲得原廠認(rèn)證的電池,如何既能夠保證終端長時運行的工作可靠性,又能夠保證終端供電的安全性,本文介紹的NB-IoT終端長續(xù)航安全供電解決方案就可以解決該問題。
3.1 終端側(cè)硬件實現(xiàn)原理
如圖2所示,本文所述解決方案的終端側(cè)硬件實現(xiàn)部分包括電池、電源管理模塊PMIC、升壓模塊(DC-DC Booster)、應(yīng)用處理器AP、標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組等硬件組成部分,還包括計時模塊和電池通斷控制模塊。其中,電池配有供電觸點、溫度觸點及電池身份識別觸點。
圖2中所示的終端側(cè)的應(yīng)用處理器AP通過電池身份識別觸點獲取電池的身份信息,若AP獲取的身份信息顯示正常,那么AP發(fā)送正常指令A(yù)給計時模塊。計時模塊接收到正常指令A(yù)后不會啟動計時流程,發(fā)送正常指令A(yù)1至電池通斷控制模塊。此時,電池的供電電壓VBAT將通過電池通斷控制模塊與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間形成正常通路,VBAT給電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊正常供電,則終端可以正常工作。
若AP獲取的身份信息顯示異常,那么AP將立即向標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組發(fā)送一條電池身份報警指令,該電池身份報警指令將觸發(fā)終端向網(wǎng)絡(luò)(基站)發(fā)出一條高優(yōu)先等級的電池身份異常報告,這種異常報告的發(fā)生概率很低,可能長達(dá)數(shù)月或數(shù)年才會發(fā)出一條電池身份異常報告。而移動物聯(lián)網(wǎng)終端可能絕大部分的時間都處于待機或睡眠模式,一旦終端發(fā)出電池身份異常報告,無論移動物聯(lián)網(wǎng)終端當(dāng)前是處于待機模式還是睡眠模式,都將立即轉(zhuǎn)為工作模式,并向網(wǎng)絡(luò)(基站)實時發(fā)出電池身份異常報告。
如上所述,在AP向標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組發(fā)送一條電池身份報警指令后,AP將收到標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組回發(fā)給AP的一條電池異常指令確認(rèn)接收指令。待AP接收到這條標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組回發(fā)的電池異常指令,確認(rèn)接收指令后,AP將立即發(fā)送異常指令B給計時模塊,計時模塊接收到異常指令B后會立即啟動計時流程。
(1)在計時T達(dá)到時限Tmax之前,即T
(2)當(dāng)計時T達(dá)到時限Tmax后,即T≥Tmax時,計時模塊將立即發(fā)送異常指令B1至電池通斷控制模塊。此時,電池通斷控制模塊將立即切斷電池的供電電壓VBAT與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間的通路,則終端停止工作,隨即進入關(guān)機狀態(tài)。
其中,計時時限Tmax可在終端出廠時默認(rèn)設(shè)置一個值,例如1小時或2小時等,一般Tmax的設(shè)定時長以工程師可以完成電池維護為估算目標(biāo)。
如圖3所示,本文所述的電池通斷控制模塊相當(dāng)于一個選擇開關(guān),根據(jù)外部的相關(guān)指令進行對應(yīng)通路的選擇:
(1)當(dāng)電池導(dǎo)通,供電電壓VBAT與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間形成正常通路時,電源通斷控制模塊內(nèi)部接入觸點1。
(2)當(dāng)電池切斷時,電源通斷控制模塊內(nèi)部接入觸點2,并通過接地電容C0接地。其中,C0可選用較大容值的電容,例如22 pF或33 pF等。
3.2 網(wǎng)絡(luò)側(cè)系統(tǒng)實現(xiàn)原理
本文所述的終端長續(xù)航安全供電解決方案尤其適用于窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)。如圖4所示,終端發(fā)出的電池異常報告通過標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組發(fā)送至基站,并通過窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到業(yè)務(wù)平臺,再由業(yè)務(wù)平臺將接收到的信息進行解碼,將解碼得到的電池維護指令以語音或文字等形式發(fā)送給工程師,通知工程師去檢修維護電池。
若工程師通過評估當(dāng)前情況認(rèn)為自己在終端的計時時限Tmax內(nèi)完成電池檢修維護的可能性較低或希望延長計時時限Tmax,可以通過業(yè)務(wù)平臺發(fā)送時限延長指令,再通過窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)將時限延長指令發(fā)送至標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組,即該時限延長指令被送達(dá)終端。
若工程師通過評估當(dāng)前情況認(rèn)為需要對電池進行遠(yuǎn)程的通斷操作,也可以通過業(yè)務(wù)平臺發(fā)送電池通斷指令,再通過窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)將電池通斷指令發(fā)送至標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組,即該電池通斷指令被送達(dá)終端。
隨后,在終端內(nèi)部,該時限延長指令/電池通斷指令將通過標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組分別送達(dá)應(yīng)用處理器AP和電池通斷控制模塊。
當(dāng)應(yīng)用處理器AP接收到時限延長指令時,將按照指令要求,向計時模塊發(fā)出時限延長指令――AP每接收到一次r限延長指令,Tmax將自動延長一個Ts時長,即更新后的計時時限Tmax'=Tmax+Ts×N。其中,Ts可為任何正數(shù),一般可設(shè)置Ts=1小時,N=[0,1,2,3,……],代表AP接收到的時限延長指令的總次數(shù)。
當(dāng)電池通斷控制模塊接收到電池通斷指令時,電池通斷控制模塊將立即按照指令控制電池供電電壓VBAT與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間的通路。電池通斷指令包括電池導(dǎo)通指令和電池切斷指令。
當(dāng)電池通斷控制模塊接收到電池導(dǎo)通指令時,電池的供電電壓VBAT將通過電池通斷控制模塊與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間形成正常通路,VBAT給電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊開始正常供電。隨后,電池通斷控制模塊給應(yīng)用處理器AP發(fā)送一條電池導(dǎo)通確認(rèn)指令,當(dāng)AP接收到該條電池導(dǎo)通確認(rèn)指令后,將發(fā)送正常指令A(yù)給計時模塊,計時模塊接收到正常指令A(yù)后不會啟動計時流程,且發(fā)送正常指令A(yù)1至電池通斷控制模塊,則終端可以恢復(fù)正常工作。
當(dāng)電池通斷控制模塊接收到電池切斷指令時,電池通斷控制模塊將切斷電池供電電壓VBAT與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間的通路。VBAT無法繼續(xù)給電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊供電,則終端停止工作,隨即進入關(guān)機狀態(tài)。
當(dāng)電池供電電壓VBAT與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間的通路處于正常導(dǎo)通狀態(tài)時,無論電池通斷控制模塊之前接收到的末次指令是正常指令A(yù)1,還是異常指令B1,還是來自標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組的電池通斷指令,只要AP從電池的溫度觸點處接收到了溫度異常信息,則AP將立即向標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組發(fā)送一條電池過熱報警指令。該電池過熱報警指令將觸發(fā)終端向網(wǎng)絡(luò)(基站)發(fā)出一條高優(yōu)先等級的電池溫度異常報告。
與前文所述的電池身份異常報告類似,這種電池溫度異常報告的發(fā)生概率也很低,可能長達(dá)數(shù)月或數(shù)年才會發(fā)出一條電池身份異常報告。而移動物聯(lián)網(wǎng)終端可能絕大部分的時間都處于待機或睡眠模式,一旦終端發(fā)出電池溫度異常報告,無論移動物聯(lián)網(wǎng)終端當(dāng)前是處于待機模式還是睡眠模式,都將立即轉(zhuǎn)為工作模式,并向網(wǎng)絡(luò)(基站)實時發(fā)出電池溫度異常報告。
如上所述,在AP向標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組發(fā)送一條電池過熱報警指令后,AP將收到標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組回發(fā)給AP的一條電池異常指令確認(rèn)接收指令。待AP接收到這條標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通信模組回發(fā)的電池異常指令確認(rèn)接收指令后,AP將立即發(fā)送電池切斷指令給電池通斷控制模塊,電池通斷控制模塊將立即切斷電池供電電壓VBAT與電源管理模塊PMIC、升壓模塊DC-DC Booster等模塊之間的通路,則終端停止工作,隨即進入關(guān)機狀態(tài)。
對于沒有“電池身份識別”觸點的電池,一旦終端通過應(yīng)用處理器AP監(jiān)測到終端發(fā)生了關(guān)機重啟動作,那么,后續(xù)處理流程等同于“AP獲取的身份信息顯示異?!钡慕K端處理流程,直到工程師通過業(yè)務(wù)平臺發(fā)送電池導(dǎo)通指令,終端才會恢復(fù)正常工作。
C上所述,當(dāng)終端出現(xiàn)電池電量不足等緊急情況時,在終端短時間內(nèi)無法獲得原廠認(rèn)證電池的情況下,允許用戶短時間內(nèi)使用臨時的未經(jīng)過原廠認(rèn)證的電池(電池身份報警的電池)來保證終端的繼續(xù)使用。在該臨時使用狀態(tài)中,終端將密切監(jiān)測電池狀態(tài),一旦通過溫度觸點獲知電池過熱等不安全信息時,將立即上報網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺,并隨即切斷電池供電,使終端立即進入關(guān)機狀態(tài)。使得在能夠盡量保證終端工作可靠性的情況下,還能最大程度地保證終端、電池以及用戶的安全。例如,終端原配的出廠電池是1.5 V的Li/FeS2電池,用戶可以用超市中隨處可見的普通1.5 V堿性電池作為短時應(yīng)急之用,以最大程度地保證終端長時工作的可靠性。同時,通過該NB-IoT終端長續(xù)航安全供電解決方案,還可以更大程度地保證終端供電的安全性。
相比于現(xiàn)有方案中由于電池被人為更換為不合格電池而導(dǎo)致終端爆炸的情況,或相比于現(xiàn)有方案中由于電池被焊接或鉚釘在終端內(nèi)部,使得終端由于無法及時更換電池而出現(xiàn)關(guān)機等嚴(yán)重影響終端工作可靠性的情況,本文所述方案既能夠保證終端長時運行的工作可靠性,同時又能夠保證終端供電的安全性――這對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)終端是尤其重要的。
4 結(jié)束語
本文從現(xiàn)有終端安全供電解決方案出發(fā),分析了其優(yōu)劣勢,并針對現(xiàn)有方案的不足,提出了NB-IoT終端長續(xù)航安全供電解決方案,詳細(xì)介紹了該方案在終端側(cè)的硬件實現(xiàn)原理,以及該方案在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的系統(tǒng)實現(xiàn)原理。使用本文所述的方案,既能夠保證NB-IoT終端長時工作的可靠性,同時又能夠保證終端長時供電的安全性,為實現(xiàn)NB-IoT終端長續(xù)航安全工作提供了技術(shù)保障。
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摘要:物聯(lián)網(wǎng)描繪的是充滿智能化的世界:當(dāng)司機出現(xiàn)誤操作的時候汽車會自動報警;下雨時,窗戶會自動關(guān)閉;衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等。美國權(quán)威資訊機構(gòu)Forrester預(yù)測,到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達(dá)到30:1.有研究機構(gòu)預(yù)計10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及,這一技術(shù)將會發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場,其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。因此,物聯(lián)網(wǎng)將是繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一次給社會、經(jīng)濟各方面帶來跨越式發(fā)展得技術(shù)變革,已引起了各國各領(lǐng)域的密切關(guān)注和研究。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);高科技;技術(shù)變革
1.引言
然而,物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的機遇更是挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要一個寬松的環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力,這樣才能實現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)及跨產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動,形成產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟,帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈,共同推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。這就要求我們能夠從深層次發(fā)現(xiàn)和解決物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵理論問題、攻克技術(shù)難點及將物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的成果應(yīng)用與實際,則我們就可以再物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的挑戰(zhàn)中獲得發(fā)展得機遇。否則,我們只會在物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)上浪費時間和資源,又一次錯過了在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的機遇。
2.發(fā)展現(xiàn)狀和目標(biāo)
2.1發(fā)展現(xiàn)狀
無線射頻識別產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模超過100億元,傳感器市場規(guī)模超過900億元,其中, 微機電系統(tǒng)傳感器市場規(guī)模超過150億元;機器到機器終端數(shù)量接近1000萬,形成全球最大的M2M市場之一。
2.2發(fā)展目標(biāo)
我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的十年目標(biāo)是把我國初步建成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新國家。教育部工信部授權(quán)理工科高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程,為學(xué)生傳授物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程,但凸顯劣勢的是,師資相對缺乏??上驳氖怯腥A清遠(yuǎn)見這樣的物聯(lián)網(wǎng)工程師培訓(xùn)機構(gòu)。總體來講物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展令人期待。中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)有以下三點。
(1) 自主創(chuàng)新能力明顯增強,攻克一批核心關(guān)鍵技術(shù),在國際標(biāo)準(zhǔn)制定中掌握重要話語權(quán),初步實現(xiàn)“兩端趕超、中間突破”即在高端傳感、新型RFID、智能儀表、嵌入式智能操作系統(tǒng)、核心芯片等感知識別領(lǐng)域和高端應(yīng)用軟件與中間件、基礎(chǔ)架構(gòu)、云計算、高端信息處理等應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主研發(fā),技術(shù)掌控力顯著提升;在M2M通信、近距離無線傳輸?shù)任锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域取得實質(zhì)性技術(shù)突破,躋身世界先進行列。
(2) 具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)體系初步形成。在傳感器與傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、智能儀器儀表、智能終端、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、等物聯(lián)網(wǎng)制造產(chǎn)業(yè),通信服務(wù)、云計算服務(wù)、軟件、高端集成與應(yīng)用等物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè),以及嵌入式系統(tǒng)、芯片與微納器件等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵支撐產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域培育一批領(lǐng)軍企業(yè),初步形成從芯片、軟件、終端整機、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用到測試儀器儀表的完整產(chǎn)業(yè)鏈,初步實現(xiàn)創(chuàng)新性產(chǎn)業(yè)集聚、門類齊全、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈及空間布局。
(3) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平顯著提升。建成一批物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用重大工程,在國民經(jīng)濟和民生服務(wù)等重點領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用全面開展;國家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級全面啟動,寬帶、融合、安全的下一代信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施初步形成。
從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展角度看,今后10―40年發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第一要務(wù)是要建設(shè)讓大眾快捷獲取信息和知識、能有效協(xié)同工作、生活更加高品質(zhì)的信息網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)濟寬帶化、移動化和三網(wǎng)融合,走向下一代互聯(lián)網(wǎng),進一步向后IP時代的新網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展;物聯(lián)網(wǎng)從監(jiān)視、控制、反饋一體化,向泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展;在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方面基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展普及。網(wǎng)絡(luò)媒體進入主流媒體,傳統(tǒng)媒體與網(wǎng)絡(luò)媒體的融合,聯(lián)合構(gòu)建媒體輿論引導(dǎo)的新格局。云計算平臺為物聯(lián)網(wǎng)提供支持環(huán)境;物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)將從交叉學(xué)科融合,向完善的網(wǎng)絡(luò)信息論發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和服務(wù)將相互影響,實現(xiàn)人類向往的充滿智慧、更加美好、幸福的物聯(lián)網(wǎng)時代。
3.主要任務(wù)
(一)大力攻克核心技術(shù)。(二)加快構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系。(三)協(xié)調(diào)推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(四)著力培育骨干企業(yè)。(五)積極開展應(yīng)用示范。(六)合理規(guī)劃區(qū)域布局。(七)加強信息安全保障。(八)提升公共服務(wù)能力。
4.前景分析
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別、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。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。根據(jù)美國研究機構(gòu)預(yù)測,物聯(lián)網(wǎng)所帶來的產(chǎn)業(yè)價值將比互聯(lián)網(wǎng)大30倍,物聯(lián)W將成為下一個萬億元級別的信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)。
2011年12月,醞釀已久的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》正式印發(fā)?!兑?guī)劃》明確,將加大財稅支持力度,增加物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資金規(guī)模,加大產(chǎn)業(yè)化專項等對物聯(lián)網(wǎng)的投入比重,鼓勵民資、外資投入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?!兑?guī)劃》提出,到2015年初步完成產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建的目標(biāo):形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,培育和發(fā)展10個產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),100家以上骨干企業(yè),一批“專、精、特、新”的中小企業(yè),建設(shè)一批覆蓋面廣、支撐力強的公共服務(wù)平臺?!笆濉逼陂g,物聯(lián)網(wǎng)將實施五大重點工程:關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程、標(biāo)準(zhǔn)化推進工程、“十區(qū)百企”產(chǎn)業(yè)發(fā)展工程、重點領(lǐng)域應(yīng)用示范工程以及公共服務(wù)平臺建設(shè)工程。其中,重點領(lǐng)域主要涉及智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療和智能家居等。
從物聯(lián)網(wǎng)的市場來看,至2015年,中國物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模將達(dá)到7500億元,年復(fù)合增長率超過30.0%。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略的高度,必將有大大小小的科技企業(yè)受益于國家政策扶持,進入科技產(chǎn)業(yè)化的過程中。從行業(yè)的角度來看,物聯(lián)網(wǎng)主要涉及的行業(yè)包括電子、軟件和通信,通過電子產(chǎn)品標(biāo)識感知識別相關(guān)信息,通過通信設(shè)備和服務(wù)傳導(dǎo)傳輸信息,最后通過計算機處理存儲信息。而這些產(chǎn)業(yè)鏈的任何環(huán)節(jié)都會開成相應(yīng)的市場,加總在一起的市場規(guī)模就相當(dāng)大,可以說,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的細(xì)化將帶來市場進一步細(xì)分,造就一個龐大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場。
據(jù)思科最新報告稱,未來10年,物聯(lián)網(wǎng)將帶來一個價值14.4萬億美元的巨大市場,未來1/3的物聯(lián)網(wǎng)市場機會在美國,30%在歐洲,而中國和日本將分別占據(jù)12%和5%。
示范工程
《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》圈定9大領(lǐng)域重點示范工程,分別是:智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居。
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 本科教育 教學(xué)設(shè)計
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展的發(fā)展,它將計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及微電子技術(shù)作為基礎(chǔ),它利用射頻技術(shù)、傳感器、分布式計算、無線傳輸及實時數(shù)據(jù)交換等技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)形成了一個物物通信的架構(gòu)和系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)作為第三次信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,受到了我國政府、教育、科研、產(chǎn)業(yè)界的高度重視,各高校相繼申報和試行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),預(yù)示著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為未來發(fā)展的戰(zhàn)略進程,為人們的生產(chǎn)、生活提供了廣闊的發(fā)展前景,中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已進入了一個全新的、難得的高速發(fā)展時期。
與此同時,以計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),也面臨著如何建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)本科專業(yè)的嚴(yán)峻問題,從如何設(shè)置專業(yè)的培養(yǎng)方向,如何對培養(yǎng)的目標(biāo)和課程教學(xué)體系建設(shè),如何將學(xué)生的基本能力與社會發(fā)展需求相適應(yīng),本文將結(jié)合高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的相關(guān)實際進行探討,以期對相關(guān)決策者提供一定的參考與依據(jù)。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與我國的信息化建設(shè)息息相關(guān),任何一項技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展都必須與其社會發(fā)展背景相適應(yīng)。經(jīng)過很長一段時間的發(fā)展,信息技術(shù)作為推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的強力支撐,將伴隨著通信技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展而日益成為促進社會經(jīng)濟發(fā)展模式的新動力。中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心在每年的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計報告中指出,我國網(wǎng)民人數(shù)將近5億,位居全球第一位,我國在無線射頻技術(shù)、傳感技術(shù)等領(lǐng)域的不斷研究和實踐,已初步形成了覆蓋人與物的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)系統(tǒng),為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的接入提供了延伸和擴展。
通過對人的分析,我們可以概括出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的所實現(xiàn)的功能。比如人是通過人的感覺器官來從外界獲得刺激等信息,并通過人的神經(jīng)系統(tǒng)來講感知到的信息傳遞給大腦,大腦通過分析和處理,將感知的結(jié)果又通過神經(jīng)系統(tǒng)傳遞給人的感官,通過感官的行為來作用于外界的事物。與此相同的是,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實質(zhì)就是通過多種技術(shù)來實現(xiàn)對外界的信息的獲取,并傳輸給中央處理器,通過處理后將結(jié)構(gòu)或指令傳遞給相關(guān)的電子設(shè)備或元器件,此項過程的完成是在計算、控制、通信、協(xié)調(diào)與自治中來實現(xiàn)對智能設(shè)備的管理與操作,從而實現(xiàn)對物的實時感知、動態(tài)反饋等。
二、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與課程體系建設(shè)關(guān)系研究
(一)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的設(shè)置必須與社會需求相適應(yīng)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展具有“新、長、專”的行業(yè)特點,它不僅涵蓋更的新型技術(shù),也與很多產(chǎn)業(yè)存在關(guān)聯(lián),因此,對其發(fā)展必須由技術(shù)領(lǐng)域展開,逐步實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科體系的全面深化和建設(shè),在課堂體系設(shè)置上要根據(jù)社會、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,對課程體系的設(shè)計要結(jié)合國內(nèi)外的先進的設(shè)置理念,十分審慎的規(guī)避風(fēng)險,從而將“源學(xué)科”的專業(yè)優(yōu)勢發(fā)揮出來。
(二)對未來社會就業(yè)崗位及就業(yè)能力進行相適應(yīng)
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)不僅具有信息技術(shù)的特征,同時與工程技術(shù)緊密相關(guān),對學(xué)科的分類與定位也是當(dāng)前爭論的焦點。我們知道,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,主要依靠信息技術(shù)的傳遞來實現(xiàn)人、機、物的信息交換,從而將其歸屬于計算機學(xué)科比較合理。
(三)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)與計算機專業(yè)之間的融合
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是建立在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)之上,必然要與計算機技術(shù)的學(xué)科產(chǎn)生交叉和影響,因此,在對其專業(yè)設(shè)置時,要從學(xué)科關(guān)系上確立計算機專業(yè)的地位,并對教材建設(shè)、師資配備上保持一定的相適應(yīng)。
三、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本科段的培養(yǎng)目標(biāo)
制定合格的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不僅關(guān)系到學(xué)生未來就業(yè)的成敗,同時對于提升院校的教育教研水平至關(guān)重要。為此,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在培養(yǎng)目標(biāo)上應(yīng)該從以下幾個方面著手。
(一)課程體系建設(shè)方面
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程設(shè)置必須遵循學(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展的要求,在計算機技術(shù)、通信技術(shù)、軟件技術(shù)等領(lǐng)域里培養(yǎng)扎實的基礎(chǔ),具備相應(yīng)的職業(yè)道德,具備一定的工程技術(shù)理論知識,具備一定處理設(shè)計、集成、應(yīng)用等一體化的技術(shù)能力。在課程開設(shè)方面要將高等數(shù)學(xué)、概率與數(shù)理統(tǒng)計、電路分析基礎(chǔ)、場論與復(fù)變函數(shù)、高頻電子技術(shù)、計算機語言程序設(shè)計技術(shù)、以及電磁場與電磁波、微波技術(shù)與天線等專業(yè)技術(shù)作為基礎(chǔ)理論課程。
(二)實踐實習(xí)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)
通過對電子電工實驗室建設(shè),為學(xué)生的實習(xí)與實操提供訓(xùn)練場地,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工程技術(shù)具有緊密的聯(lián)系,特別是軟件課程設(shè)計、硬件課程實踐,對各種電子技術(shù)、高頻技術(shù)、以及通信原理技術(shù)都需要在其相應(yīng)的實驗室進行實踐和操作,唯有此,才能為社會提供高水平、高能力的綜合性技能型物聯(lián)網(wǎng)人才。
(三)加強對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的師資建設(shè)
師資力量是關(guān)系到專業(yè)開設(shè)成敗的重要方面,各高等院校在人才的引進與調(diào)度上要結(jié)合課程開設(shè)實際,特別是對于電子信息工程專業(yè)的高職稱的人才應(yīng)該作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才引進的重點。
總之,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展必將對國家的發(fā)展戰(zhàn)略起到重要的推動作用,加強對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)科建設(shè),著眼于未來,將計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等學(xué)科的綜合優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為提高學(xué)生的綜合能力,為社會培養(yǎng)更多物聯(lián)網(wǎng)人才。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:職業(yè)能力;高職;物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù);課程標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號:G712 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)32-0190-03
一、引言
2011年,南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院正式成立物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè),2012年該專業(yè)成為國家骨干高職院校重點建設(shè)專業(yè)。按照《教育部、財政部關(guān)于確定“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃”骨干高職院校立項建設(shè)單位的通知》(教高函[2010]27號)文件要求,國家骨干高職院校應(yīng)著力推進辦學(xué)體制機制創(chuàng)新,增強辦學(xué)活力,以專業(yè)建設(shè)為核心,強化內(nèi)涵建設(shè),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,帶動本地區(qū)高等職業(yè)教育整體水平提升。高職專業(yè)建設(shè)的理念最終要通過課程來實現(xiàn),專業(yè)核心課程的建設(shè)水平,是衡量專業(yè)建設(shè)水平的一個重要指標(biāo)。同時教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(教高[2006]16號文件)指出:高等職業(yè)院校要積極與行業(yè)企業(yè)合作開發(fā)課程,根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位(群)的任職要求,參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容。建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范課程教學(xué)的基本要求,提高課程教學(xué)質(zhì)量。由此可見,高職的課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵,是高職院校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,帶動本地區(qū)高等職業(yè)教育整體水平提升的一項重要任務(wù)。“物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)”課程作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程之一,在大三學(xué)年第一期開設(shè),是重要的崗位能力課程,是對前序課程的綜合運用,也是對畢業(yè)生職業(yè)能力的提升。該課程首次在全國開設(shè),具有較強的探索性。
二、物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)制定原則
1.以職業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,融入職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。課程面向?qū)W校所在區(qū)域培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)群應(yīng)用型人才,在課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中堅持以就業(yè)為導(dǎo)向,緊緊圍繞學(xué)生未來的職業(yè)崗位,著眼于從事具體職業(yè)崗位工作所需的核心職業(yè)能力,根據(jù)能力要求來設(shè)計具體課程內(nèi)容,保證教學(xué)內(nèi)容與崗位核心能力的要求相吻。同時課程以項目為依托導(dǎo)向、采取一體化的教學(xué)模式,保證職業(yè)資格證書考試標(biāo)準(zhǔn)與課程標(biāo)準(zhǔn)全面接軌。
2.基于工作過程,突出工學(xué)結(jié)合。課程開發(fā)要基于工作過程,充分體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的特點,以真實的工作任務(wù)為載體來實施課程整體設(shè)計。
3.校企合作、共同開發(fā)。企業(yè)合作進行課程及課程標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā),根據(jù)企業(yè)實際需求,制定課程教學(xué)內(nèi)容,從而保證培養(yǎng)一線實用型技術(shù)人才的質(zhì)量。
4.立足現(xiàn)實,保證可實施性。課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)立足專業(yè)基礎(chǔ)、實訓(xùn)條件和教學(xué)團隊力量,確保課程的可實施性。
三、課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)流程
為保證課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)和有效,需要對開發(fā)過程進行控制,課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的控制流程如下:市場需求調(diào)研崗位分析工作任務(wù)分析職業(yè)能力要求分析課程標(biāo)準(zhǔn)編寫課程標(biāo)準(zhǔn)審核課程標(biāo)準(zhǔn)修訂。在課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)過程中,積極與行業(yè)、企業(yè)、合作辦學(xué)單位開展調(diào)研合作,始終遵循課程標(biāo)準(zhǔn)制定原則和課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)流程。
四、物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)
物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)的課程標(biāo)準(zhǔn)基本框架構(gòu)成如下:課程定位、課程目標(biāo)、課程設(shè)計思路、課程內(nèi)容與教學(xué)要求、考核評價、課程實施等。
1.課程定位。本課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的崗位能力課程。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解物聯(lián)網(wǎng)項目建設(shè)相關(guān)崗位所需的基本概念和工程管理基礎(chǔ)知識,能夠根據(jù)客戶需求編寫物聯(lián)網(wǎng)項目設(shè)計方案,能夠進行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的選型和采購,能夠完成物聯(lián)網(wǎng)工程施工和調(diào)試,能夠完成對物聯(lián)網(wǎng)項目的功能測試,能夠進行系統(tǒng)故障判斷與維修,為將來從事物聯(lián)網(wǎng)工程項目相關(guān)工作打下堅實的基礎(chǔ)。課程學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)到“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程師”資格證書的基本要求。物聯(lián)網(wǎng)是一個綜合的領(lǐng)域,所涉及的行業(yè)種類繁多,確定課程建設(shè)的方向尤為重要,基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域和學(xué)院基礎(chǔ)的分析,我們選取了智能家居這個行業(yè)作為本課程的建設(shè)內(nèi)容落腳點。課程以一個真實的智能家居系統(tǒng)項目入手,按照物聯(lián)網(wǎng)項目的建設(shè)進度流程,依次引入物聯(lián)網(wǎng)項目的立項,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或產(chǎn)品的采購,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的調(diào)試,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的維護和管理等幾個工作任務(wù)。
2.課程目標(biāo)。總體目標(biāo)面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)集成和調(diào)試工程師、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備銷售經(jīng)理工程師、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝工程師、物聯(lián)網(wǎng)項目運營師、物聯(lián)網(wǎng)高級監(jiān)理師等工作崗位,針對“智能家居”物聯(lián)網(wǎng)工程項目的項目設(shè)計、設(shè)備選型與采購、設(shè)備安裝與調(diào)試、系統(tǒng)維護等典型工作任務(wù),著力培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)工程項目相關(guān)崗位的職業(yè)能力,培養(yǎng)正確的工作態(tài)度,養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。課程目標(biāo)分為知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。(1)知識目標(biāo)。了解物聯(lián)網(wǎng)工程項目的建設(shè)過程、熟悉物聯(lián)網(wǎng)工程項目各個階段的特點及任務(wù),了解物聯(lián)網(wǎng)工程項目產(chǎn)品選型與采購的相關(guān)知識,熟悉物聯(lián)網(wǎng)工程項目的安裝調(diào)試和運行維護方法,了解施工圖的識讀方法。(2)技能目標(biāo)。①能夠根據(jù)客戶需求和現(xiàn)場勘測設(shè)計項目方案;②能夠進行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的選型;③能夠根據(jù)需求進行設(shè)備的采購;④能夠根據(jù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在工程現(xiàn)場對設(shè)備進行安裝;⑤能夠?qū)υO(shè)備進行調(diào)試,對一般故障進行現(xiàn)場排查與處理;⑥能夠根據(jù)設(shè)計方案和驗收標(biāo)準(zhǔn)對工程進行測試和驗收;⑦能夠根據(jù)工程圖紙指導(dǎo)施工;⑧能夠使用相關(guān)軟硬件設(shè)備和工具對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行檢測與維護;⑨對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的日常數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與匯總,并能根據(jù)數(shù)據(jù)判斷物聯(lián)網(wǎng)項目的運行狀態(tài)。(3)素質(zhì)養(yǎng)成目標(biāo)。國家教育部在教高[2006]16號文件中指出,高職的培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定為“為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)千百萬高素質(zhì)技能型專門人才”,因此在注重培養(yǎng)職業(yè)技能的同時,還應(yīng)該注重職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。因此課程的素質(zhì)目標(biāo)確定為:良好的精神狀態(tài)和樂觀進取的工作生活態(tài)度,良好的職業(yè)道德素質(zhì)、敬業(yè)精神、良好的團隊協(xié)作精神和意識,永不滿足的創(chuàng)新精神以及良好的自我身心調(diào)控能力等。
3.課程內(nèi)容。課程在內(nèi)容設(shè)計方面突出體現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng),緊緊圍繞完成工作任務(wù)的需要來選擇課程內(nèi)容,從“任務(wù)與職業(yè)能力”分析出發(fā),打破傳統(tǒng)的知識傳授方式,以“項目”為主線,構(gòu)建工作情景。課程內(nèi)容以南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院新技術(shù)體驗中心(別墅)智能家居項目案例構(gòu)建了七個項目,分別是:項目一智能家居項目建設(shè)方案、項目二照明項目、項目三智慧家電項目、項目四智慧安防項目、項目五智慧監(jiān)控項目、項目六智慧門禁系統(tǒng)和智能家居管理項目。課程內(nèi)容的每一個項目又有具體要求,表1是項目二智慧照明項目的具體實施要求。表1教學(xué)活動的設(shè)計既有利于教師教學(xué)的實施,具有切實的指導(dǎo)作用,同時有利于學(xué)生培養(yǎng)各種職業(yè)能力。
4.課程的教學(xué)評價。由于是任務(wù)引領(lǐng)下的學(xué)習(xí)方式,在完成任務(wù)的過程中,學(xué)習(xí)相關(guān)知識和職業(yè)技能,所以考核必須結(jié)合課程的授課特點,變一次性考核為過程考核,即在學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程中考察學(xué)生??傇u成績由課堂表現(xiàn)、項目實操、項目報告和理論考試綜合構(gòu)成。具體考核內(nèi)容和權(quán)重分配見下頁表2。
以上各項獨立評分,按比例記入課程總成績,對考核結(jié)果及時進行統(tǒng)計分析。
5.課程建設(shè)的保障。①教材及教學(xué)方法。通過文獻檢索和調(diào)研,目前本課程沒有現(xiàn)成的實例可以借鑒,需要根據(jù)市場調(diào)研、企業(yè)調(diào)研和參考相關(guān)資料編寫教材。在教材編寫過程中北京凌陽愛普科技有限公司和北京中訊威易科技有限公司的工程師給予了指導(dǎo)建議,并參與了部分內(nèi)容的編寫。本課程授課時要注意理論和實際有機結(jié)合,采取一體化教學(xué)方法,在智能家居實訓(xùn)室和智能家居體驗中心的環(huán)境中讓學(xué)生融入工作情景。同時還可以帶學(xué)生體驗物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)基地的煤礦人員定位系統(tǒng)及不停車系統(tǒng),帶領(lǐng)學(xué)生分析討論。教師在授課時應(yīng)注意調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),多采取分組布置任務(wù)、小組討論、任務(wù)驅(qū)動等教學(xué)手段,教師的任務(wù)主要是歸納、總結(jié),知識的系統(tǒng)講解。②教師。教師需要通過自身的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)提高專業(yè)知識水平,可通過與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的合作、實習(xí)提高教師的實踐能力。由于課程的工程性較強,課程內(nèi)由企業(yè)工程師現(xiàn)場講解設(shè)備的安裝和調(diào)試的相關(guān)知識。企業(yè)工程師授課學(xué)時數(shù)不少于課程總學(xué)時的50%,企業(yè)工程師授課時校內(nèi)教師作為助理,從而保證課程效果。③智能家居綜合實訓(xùn)基地。作為課程實施的有力保障,智能家居綜合實訓(xùn)基地分為智能家居實訓(xùn)室和智能家居體驗中心兩部分。智能家居實訓(xùn)室擁有9套物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)平臺,采用結(jié)構(gòu)化實訓(xùn)架作為實訓(xùn)項目的“柔性工位”,實驗所用產(chǎn)品均接近實際應(yīng)用系統(tǒng),能夠組建具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)項目,確保學(xué)生可利用智能家居實訓(xùn)室設(shè)備搭建真實物聯(lián)網(wǎng)項目。智能家居展示體驗中心是一套兩居室的樣板房,完全按照實際的家居環(huán)境設(shè)計,智能家居體驗中心將當(dāng)前熱門和最有市場潛力的智能家居產(chǎn)品方案引進實訓(xùn)基地,為高校師生接觸和研究當(dāng)前先進技術(shù)搭建橋梁,讓學(xué)生了解所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識在實際工程項目中的應(yīng)用。
五、總結(jié)
提出了基于職業(yè)能力培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)方案。該方案有利于提高學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)時間不長,在課程建設(shè)方面還有很多問題,如師資問題、教材問題等還需進一步的深入研究。
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