面向物流工程專業的“物聯網概論”實驗系統建設探討

摘要：依據北京信息科技大學辦學特色和物流工程專業工程碩士的培養目標，結合“物聯網概論”課程任務和授課內容，針對面向物流工程專業的“物聯網概論”實驗系統建設問題，初步探討該課程的實踐教學模式，闡述實驗系統建設的內容，為加深學生對物聯網的認識、提高實踐能力、增強社會競爭力提供實驗教學手段和方法。

關鍵詞：物聯網；物流工程；實驗系統建設

作者簡介：趙剛（1965-），男，遼寧沈陽人，北京信息科技大學信息管理學院，副教授。（北京 100192）

基金項目：本文系北京信息科技大學教育提高項目、課程建設項目的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0168-02

課程建設是一項綜合性的建設，在我國高等教育課程結構總體框架內具有十分重要的意義。課程建設是連接教育宏觀和微觀兩方面的重要紐帶，是教學工作的基本細胞。實踐環節注重于所掌握知識的實際應用，通過應用實例加深對理論知識的認識，鍛煉動手能力，培養合格的專業人才。為了達到培養目標，培養學生實踐動手能力尤為重要。[1-3]

北京信息科技大學信息管理學院承擔物流工程專業工程碩士的培養，所開設的研究生課程“物聯網概論”屬于學位專業基礎必修課，課程具有較強的實踐性。為促進實現物流工程碩士培養目標，急需建立“物聯網概論”課程教學相關實驗系統，以更好地培養學生熟練運用信息技術、獨立從事物流工程信息系統設計與優化的能力。物流產業的快速發展急需大批物流工程技術人才，完善物流工程專業工程碩士的培養目標，更側重對實踐能力培養。物聯網技術為物流工程帶來巨大變革，數據感知與采集是物流工程智能決策的數據基礎，數據管理與集成是異構數據轉化為商務智能的信息條件。[4-5]本文主要介紹面向物流工程專業的“物聯網概論”課程中實驗教學系統的思考與探討。

一、物流工程專業工程碩士培養目標與“物聯網概論”課程

物流工程是以物流系統為研究對象，研究物流系統的資源優化配置、物流運作過程控制、經營和管理的工程技術領域。北京信息科技大學物流工程全日制工程碩士專業培養目標是從我國物流產業的實際出發，結合本校優勢，培養具有物流領域堅實的理論基礎和寬廣的專業知識，富有創新意識，能獨立從事物流工程信息系統設計，能熟練運用信息技術進行物流工程管理，具有良好的職業素養的高層次應用型專門人才。

在專業建設中，“物聯網概論”是全日制工程碩士物流工程專業一門專業基礎必修課，本課程的任務是使學生掌握物聯網的基本知識，掌握物聯網體系架構，深入了解物聯網核心技術，使學生具有在物流系統中應用物聯網技術的基本能力。其主要講授物聯網的基本原理及應用知識，包括物聯網的分類、物聯網體系架構、物聯網技術與物聯網工程設計等內容，學生通過課程的學習應具備以下方面的知識體系并普遍理解基礎內容，重點掌握應用技術：物聯網的三層體系結構、傳感與數據采集、通信與網絡技術、數據處理與挖掘、物聯網工程設計。

二、“物聯網概論”課程實驗系統建設

按照國家教育部對工程碩士的要求，在考察和培養工程碩士理論知識能力的前提下更側重對工程碩士實踐能力的培養。物聯網技術為物流工程帶來巨大變革，數據感知與采集是物流工程智能決策的數據基礎，數據管理與集成是異構數據轉化為商務智能的信息條件。數據管理與集成及數據感知與采集技術的應用與發展受到了學術與產業界的高度重視，已成為物流工程領域研究的熱點和關鍵性問題。北京信息科技大學信息管理學院承擔物流工程專業碩士的培養，所開設的研究生課程“物聯網概論”屬于學位必修、專業基礎課，課程具有較強的實踐性，為促進實現物流工程碩士培養目標，急需完善相關教學課程體系并且建立該課程教學相關實驗系統。“物聯網概論”課程建立以演示為主、調動學生實踐動手能力的小型物聯網系統十分必要，以更好地培養學生熟練運用信息技術、獨立從事物流工程信息系統設計與優化的能力。

物聯網信息采集、加工是物聯網乃至物流工程中的重要知識內容，建設實驗系統所提供的科學研究與實踐平臺不僅可以讓研究生鞏固理論知識，加深學生對物聯網的信息流的認識，提高實踐能力，而且將進一步增強學生社會競爭力。[6-7]物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等感知層設備，按約定的協議，把物體與互聯網相連接，進行信息交換與通信，實現對物體的識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡，是互聯網基礎上的網絡，是“物物相連”的信息通信網絡。龐大復雜的前端傳感數據匯集后需要分類分析甚至綜合協同處理，作為物聯網三個重要的特征之一，信息系統強大的計算能力對前端數據進行挖掘、整理、分析、判斷并給出結論，本實驗系統是建立基于RFID的商品供應鏈智能管理系統的初步階段，其整體系統如圖1所示。

初步建成具有以下功能的小型物聯網實驗系統：以物流工程中庫存管理為基礎，利用RFID技術建立感知層，運用自適應網絡建立數據傳輸層，設計實現數據處理層業務實驗系統，重點發揮北京信息科技大學信息管理學院優勢，從而進一步建立基于物聯網技術的庫存管理信息系統。對無線傳感器節點工作原理進行分析，安裝無線傳感器節點操作系統，配置無線組網，建立無線傳感器網絡采集數據；建立RFID工作場景，在完成對射頻標簽讀寫基礎上利用數據庫進行具體應用案例開發。

（1）模擬給每一庫位貼電子庫位標簽，在進行庫房管理作業時讀取該標簽信息，從而判定當前作業的位置是否正確。

（2）模擬為入庫物品貼上具有貨物標識的電子標簽，在實施庫房作業時讀取標簽編號用以核定作業物品是否正確。

（3）讀取出庫物品標簽，提高作業效率，降低錯誤率。

（4）為了節省運行成本，貨物出庫后可取下標簽，送到入庫處根據需要設計重復使用貨物標簽。

（5）架設具有模擬覆蓋整個倉庫作業區域的無線網絡，實現作業數據的實時傳輸。

（6）模擬作業車并安裝無線數據終端，作業者配置手持式無線數據終端，利用指令實現作業位置與作業貨物的準確性確認等功能。

（7）模擬自動導引車平臺并配置RFID識讀器、無線通信設備，實現周期性對庫房貨物的自動盤點并其結果傳輸給信息系統。

圍繞北京市物流產業人才培養的需求，為實現“物流工程”專業的培養目標，初步建成小型物聯網實驗系統，以物流工程中庫存管理為基礎，利用RFID技術建立感知層，運用自適應網絡建立數據傳輸層，設計實現數據處理層業務系統，重點發揮北京信息科技大學信息管理學院優勢，建立基于物聯網技術的庫存管理信息系統，用以支撐研究生課程“物聯網概論”的教學與實踐，為學生提供“數據感知與采集”的科研與創新實踐平臺。借助所建設的小型實踐平臺能夠幫助學生鞏固理論知識，進一步接觸接近實際的數據感知與采集、數據管理與集成技術，提高工程實踐能力。

三、結束語

本文在介紹物流工程專業工程碩士培養目標的基礎上，總結了“物聯網概論”課程的主要教學內容，在分析物流工程與物聯網關系等方面的基礎上深入探討了“物聯網概論”實驗系統的建設目標、建設方案和建設內容。“物聯網概論”實驗系統的建設不僅可以促進學生鞏固理論知識、提高實踐能力，而且還將進一步增強學生畢業后在社會中的競爭力。學生通過接觸到近于實際的數據感知與采集技術，提高其自身的技術素養與工程實踐能力。因此，本實驗系統的建立可以提供“物流工程”專業碩士相關課程的教學與實踐，必將大力加快我校培養具有較強創新能力的高層次應用型人才目標的實現，面對社會人才需求，培養優秀的高層次應用型人才，更好地服務于社會，滿足行業的需求。

參考文獻：

[1]熊玲，劉芳，李忠.研究生課程建設的思考與探索[J].華南理工大學學報（社會科學版），2011，（6）：93-96.

[2]溫靜，胡顯莉.加強研究生課程建設培養研究生創新能力[J].重慶工學院學報，2006，（12）：182-184.

[3]高芳祎.我國研究生課程與教學改革效果的調查研究[J].學位與研究生教育，2012，（10）：27-31.

[4]柯強.物聯網專業課程建設探討[J].物聯網技術，2012，（1）：80-81.

[5]趙傳信，王楊，陳付龍.物聯網專業實踐課程建設探討[J].電腦知識與技術，2012，（12）：2922-2924.

[6]張睿.基于物聯網的智能化配送管理課程建設方案初探[J].物流科技，2012，（9）：1032-1033.

[7]馬彧，何英昊，姜紹君，等.物聯網感知層課程建設探索[J].科技創新導報，2012，（36）：186-188.

（責任編輯：王祝萍）