物聯網實驗室在高職院校建立的研究

王茂生

物聯網專業面向現代信息處理技術，培養從事物聯網領域的系統設計、系統分析與科技開發及研究方面的高等工程技術人才[1]。

物聯網專業對學生的動手能力培養要求比較高，故為了將理論聯系實際，滿足培養學生實際動手開發需要，物聯網的實訓課程內容都以實物仿真設備為基礎，加之系統的軟件應用培訓，充分讓學生在現場發揮主動性，建立實訓項目，進而得到全方位的訓練，達到理論聯系實際并動手操作的目的。

一、研究的內容

在現有實訓室的基礎之上，相關專業教師參與共同建設，在軟件編程、硬件操作方面都有教師進行參與建設。在建設的過程之中也對教師的實踐教學提出了更高的要求，鍛煉了教師的實物教學能力，讓教師也真正能夠得到教學水平的鍛煉。多學科教師的共同參與也促進了團隊教學的合作能力。

建設過程中所需技術缺少不了真正的企業技術人員的指導。因為在企業里的產品面對的是真正的市場，面對的是實際的客戶需求。我們在建設過程中把本地各個著名的企業技術人員邀請到學校來共同研究制定實訓室的軟硬件建設方案。這樣能夠讓學生在實訓過程中接觸真正符合市場需求實訓設備和實訓環節。得到鍛煉的同時能夠真正的把理論知識與實際應用相接軌。與市場同步是必然的發展趨勢，我們的專業課教師在建設過程之中也能夠得到很好的提高。把市場引入校園，把企業搬到實訓室，做到向企業學習，與市場接軌。物聯網是一門新興學科，建設過程之中一定要向企業要技術、向社會推人才。這樣才能不斷的推陳出新。才能讓學生真正學到實用的知識。

實訓室建設需要從以下幾方面著手：物聯網人才培養方案的建立；物聯網在高校實訓基地的初步建設構思；物聯網節點的軟件構架；無線傳感器網絡數據的查詢；搭建軟件操作平臺。

二、研究價值

目前國內外都在研究與物聯網開發的相關內容。國內各大高校也在陸續開設該專業，由于目前各大行業需求量極大，故人才培養尤為重要。在培養階段，尤其高職高專院校在培養學生動手能力的安排上不可缺少實訓環節。因此，在學校內建立和相對應的大型校外實訓基地探索開發物聯網實訓內容對于實現高職院校在該專業的培養體系上的跨越式發展有著實質性的指導意義。

三、物聯網綜合實驗室建設的理念

物聯網專業是近幾年新興的專業。建設過程中都是在不斷的摸索中前進著，所以實驗室的建立也是必然的模式，我們要在理論學習的同時把實踐環境搞上去。一些院校在建設物聯網專業的時候由于對市場情況不是很清楚，所以定位難以一步到位，導致培養的學生最后走入社會不能給自己做出一個準確的定位。我們在研究制定新的專業時一定要向市場問需求，回頭來自我建設。學校不同于社會中的企業。要在自身能力的基礎上進行研發，因為學校的實訓室不是直接使用的產品，所以我們要向社會要經驗后自行研發教學設備。

根據目前的具體情況，建立物聯網實驗室應該更強調關鍵技術的應用，以及實際案例的體現，理論結合實踐。

四、我校物聯網實訓室的建立

1.現有教學條件

在軟件基礎方面，我校現已通過教育部門審批，于2011年9月開始招收物聯網專業新生；制定了詳盡的人才培養方案、明確培養目標和就業方向；聘請多名電器類專業教師組成的優秀科研團隊；擁有多名相關專家委員會成員；多名教師出版過多種電氣、通信、網絡類相關教材并發表過相關論文。在硬件條件方面，我們現已擁有有多個相關實訓室或實訓設備，如PLC控制平臺、地電子設備生產平臺、通信控制模塊、智能家居實訓室、物聯網與智能樓宇實訓一體化平臺、建筑電氣控制實訓室、閉路電視監控實訓室、綜合布線實訓室、建筑弱電實訓車間、智能停車場一卡通實訓室和消防實訓室等多種配套實訓場地。學校于2011年又為該專業的建立購置實訓操作平臺，如圖1所示。

2.我校物聯網綜合實驗室的創新

我院開設物聯網（樓宇智能建筑方向）專業不論是對黑龍江省還是對全國高校建筑類專業都具有創新的意義。《國家中長期科學與技術發展規劃（2006—2020年）》和"新一代寬帶移動無線通信網"重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。而結合我校實際情況，可以做到：物聯網在樓宇智能控制方向的基礎設施的研究構建與開發；傳感采集及控制的教學研究；建筑通信網絡的系統集成的研究；系統信息數據的管理與控制的研究。

目前我校依托智能樓宇專業，設有多個智能化實訓平臺，如智能家居實訓室、綜合布線一體化實訓平臺、智能樓宇消防仿真平臺、智能監控一體化監控平臺等。去年我們還與上海企想信息技術有限公司物聯網實訓研發部共同創建了物聯網實驗實訓基地。利用該平臺，目前已開設多個模塊的實訓課程。

3.教學模式

對當前在校大學生的技術能力不成熟以及缺乏實際工作經驗的特點，“三階段能力躍升的實訓模式以及方法論”將確保每一名學生能夠親身經歷并且積累企業真實開發的切身感受和項目經驗，充分提升就業競爭力。

4.推廣應用價值

物聯網應用技術實訓室的建立對于課堂理論教學意義十分重大。物聯網技術不是單一的技術，而是一個技術集成，涉及廣泛的技術領域。物聯網技術核心是網絡通信技術，但是應用技術的核心是嵌入式軟件開發的技能。

物聯網人才培養體系從環境、框架、平臺、核心四個方面入手。推進國家級物聯網產業發展和人才戰略，物聯網應用技術實訓室的建立的教學意義主要體現在四個方面：

（1）可以大力促進專業教師的水平提高

基于相關樓宇智能化的專業課程，物聯網專業可以把現有資源進行整合并通過課堂理論學習與實驗室動手操作的結合，讓理論課程的內容得到落實。在課堂上進行理論教學后進行驗證性試驗，而后再在實訓室中讓學生動手進行操作性實驗。從而達到全方位深入學習的目的。在這個過程中教師的專業教學水平會得到極大地提升。

（2）對整個教學工作起著重要的促進作用

傳統的教學模式都是通過教師直接傳授，而新的實訓模式通過教師引導學生在理論課之前進入到實訓室進行參觀性實訓，再到教室中講解并動手演示進行驗證性實驗。學生會在實物的使用中對理論產生興趣，再根據教師的講解而深化學習，最后通過學生動手去操作得以理解。在這樣一個過程中，教師的教學經驗很重要，同時通過學生的互動可以促進教學工作的進行。

（3）對學生理論聯系實際能力的培養起到重要的橋梁作用

以往的實驗都是教師教什么，學生做什么。從而讓學生覺得被動。現在的實訓環節可以由教師安排若干種實驗，由學生自行選擇。學生可以選擇自己感興趣的實驗平臺去動手，這極大地增強了學生的興趣。興趣是最好的老師。學生愛動手了，反過來自然就會去學習更深層次的理論知識。

（4）可以鍛煉學生的發散思維和強化主動動手鍛煉的意識

物聯網是一門全新的學科，學生通過學習可以了解世界前沿科學的發展情況，養成用新技術解決問題的思維習慣，掌握利用先進科學技術的方法和能力。

五、物聯網實訓室的建立對智能建筑

物聯網發展的展望

工信部表示，物聯網發展成為2010年我國信息產業確定三大發展目標之一；由工信部和國標委領導，成立物聯網標準聯合工作組；三大電信運營商、國家廣電總局等均制定物聯網的發展規劃。國家廣電總局電視網遍及千家萬戶，所以到2012年時，要利用廣電網絡、家居智能化搞活物聯網。據推測，中國物聯網產業鏈2009年產值可能已突破1000億元，2010年產值達到2000億元[2]。

1.基于物聯網技術的智能建筑系統的特點

智能建筑在系統中使用到系統集成技術，涉及到幾十種物聯網的分支子系統。所有的子系統都要求應用網絡進行信息溝通。所以未來的智能建筑是架設在網絡系統之上的通用性系統。在這套系統中會把絕大部分設備都通過局域網以弱電信號傳輸方式連接。在未來還要以無線的形式加以連接。

2.智能建筑在物聯網技術的推動下的進步

智能建筑系統的應用正逐步影響著我們的生活，智能建筑系統中的很多設備產品都在我們生活中能夠被逐步的認可和廣泛使用。這其中物聯網的功勞一定是不可取代的。物聯網的技術在智能建筑中幾乎無處不在，遍及各個系統。深究其個中原因，主要是現代的智能建筑中都應用了全方位的系統集成技術。各種傳感器的使用與軟件的配合使人們從繁重的檢測檢修中解脫出來，可以做更多的事情。現代化的智能家居中已經有相當多的系統具備了物聯網設備的雛形，例如電表信息遠傳技術、監控系統及樓宇安防等等。由此看來，積極推進高校物聯網實訓室的建立已經迫在眉睫。

如圖2所示是當前的智能建筑中智能家居在物聯網形態上的發展情況，智能家居中的通信大都采用局域網的TCP/IP控制方式。這在物聯網系統中是可以大力應用的。用戶也可根據經濟情況采用更先進的電力局域網系統，如電力貓等，在整個物業系統中也是可以大力推展使用這套系統的。故此物聯網實訓室在這方面也要大力開展，在今后還會逐步推進3G或者4G無線通信技術的應用。

3.物聯網實訓室未來發展構想

根據我校現有物聯網資源及相關專業實訓室的共同構成，在今后的發展方向上可以充分發展如下幾個方面。第一，在現有資源的充分利用的基礎上再積極自主研發相關實訓設備、節能減排、降低教學成本，為學校減負。第二，引入其他相關專業（比如計算機專業）的教師共同參與軟件研發，研制符合我校教學模式的物聯網實訓軟件。第三，采用學校主導方向，邀請企業共建模式全程合作，這樣可以在教學中充分共享物聯網相關信息技術企業的最新資源，定期邀請企業專家來校輔導講座；同時還可以為企業訂單培養人才，加快物聯網專業的發展。

綜上所述，目前各大高校都在積極的探索物聯網專業的開展，而在我們高職院校中物聯網的開展更應該是注重實踐，在實訓室的建立上更應該以增強學生的動手能力為主，讓學生在實踐中能夠真正得到鍛煉。

物聯網代表著下一代信息技術發展的方向。隨著各方面的共同努力，相信物聯網技術會對中國乃至整個世界的經濟發展起著積極推動的作用。

參考文獻

[1] 高宇.物聯網創新實訓室建設思考[J].科技信息.2010（36）：251-253.

[2] 張公忠.物聯網與智能建筑[J].智能建筑與城市信息.2011（01）：15-17.

[3] 葉自寧.基于物聯網的高校實驗室建設研究[J].中國新通信.2013，（9）：42-43.