基于IOT和云平臺的高職院?；咏虒W模式研究

鄭麗

摘要：近幾年物聯網和云平臺的技術飛速發展，應用的領域越來越廣泛，針對高職院校某些專業教學方式落后，某些專業教師短缺，人才的培養與企業的需求有差距。搭建物聯網和云平臺的教學環境，以軟件技術專業為例實現在課堂中注入物聯網和云平臺技術，提升教學質量，構建工程教育、感知教學、校企合作、物聯網技術、云平臺技術五位一體的教學模式。

關鍵詞：物聯網；云平臺；感知教學；工程教育

物聯網概念是由信息傳感設備包括射頻識別、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統等，按約定的協議，來實現任何地點、任何時刻、任何人、任何物體，相互之間實現互聯，進行通訊和信息交換，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控的網絡。又把傳感網絡與因特網、移動通信網三網融合的產物稱為物聯網。物聯網最大的優勢就是傳感設備，可以主動感知，自行處理。

狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義的云計算指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關，也可是其他服務。云中的資源對用戶來說可以隨時獲取、按需選用、隨時擴展、按使用付費。云平臺的接口可以支持多種應用，具有開放性，可擴展性，無縫升級。物聯網和云平臺提供了互動的教學環境，也可實現無教師的教學環境，提高教學質量和教學效率。

1.物聯網與云平臺下教學模式架構

物聯網與云平臺下互動教學模式架構如圖1所示，感知功能設備：電子黑板、高清語音錄制播放設備和高清視頻錄制設備，照明感知設備、中央空調等。其中電子黑板采用電容式觸屏，教師使用電子筆直接在黑板上書寫，或者從電子黑板上打開移動硬盤內的文件。

設備在開啟時自動運行高清語音錄制高清視頻錄制設備，這種教學的錄制方式真實，可以記錄教師的優秀教學視頻，供學生課下自主學習，供其他教師參考。還可起到監控作用，保證設備安全，監督學生。電子黑板的另一個重要作用是實現無師課堂，電子黑板上播放教師授課視頻，學生自行觀看，可通過電子桌面與教師對話。學生桌面也安裝電容式觸摸屏，連接電子黑板，電子黑板可以統一控制學生機商。學生可以通過學生端的圖標進行答題和提問操作，也可自行復習電子黑板之前播放過的文件。也可自行上傳作業下載己批改作業和學習資料。照明感知設備具有自動識別功能，有人出入自動亮起或關閉，亮度自動調節。中央空調將通過敏感溫度計監測周圍環境進行，自動開關，智能調控。

2.自動控制系統功能分析

2.1環境感知設備功能分析

主要采用紅外線和光敏電阻技術。采用高于一切絕對零度的物體都會輻射紅外線這一基本原理。紅外線的特點具有在介質中傳播的距離遠，穿透云霧的能力強，精度高。要對教室進行實時監控選用光敏電阻，因為其有極強的感光性，很實用、技術很成熟，當環境亮度發生變化時，光敏電阻的阻值也發生相應的變化，隨著電阻的變化，電路中的電流和電壓也會發生變化，并將電信號傳遞給電路分析儀，分析電信號，調節電燈兩端的電壓，使電燈的亮度發生變化。采用光敏電阻感知周圍環境亮度，調整教室亮度。

2.2物聯網功能分析

基于物聯網功能的自動控制系統，使用嵌入式Linux操作系統，教師機端的電子黑板，學生機端的電子課桌和高清視頻，高清語音設備通過藍牙和互聯網進行互聯，這樣就形成了教室的物聯網化，開啟電子黑板，學生端的電子課桌接收藍牙和信號通過互聯網或藍牙傳輸過來的信號，同時開啟語音視頻錄制設備。教師可以通過電子黑板上統一控制學生端的電子課桌，包括發送資料和批改作業，學生可以通過學生端的電子課桌舉手，調用觀看老師上課視頻，傳送作業等功能。電子黑板和課桌支持PCI接口，支持IEEE802.11n和IEEE802.11g兩種標準，帶有以太網接口，與云平臺的聯通有無線和有線2種方式。

2.3云平臺功能

構建一個基于云平臺，教師可以上傳教學視頻，教學課件到云平臺，學生可以在云平臺上找各個專業的資料，也可在云平臺上和老師交流，實現資源共享，也可以將教師講課記錄、講課課件、學生問題、師生交流等內容統_上傳到學校教育云平臺。

2.4安全技術功能

流程是先通過探測器探測周圍環境，探測器的功能連續或周期性的接收周圍環境點的信號，并將其轉換為電信號傳送給安全控制中心。有微波探測器、溫度探測器、氣體探測器、光電感煙霧探測器等。對病毒的探測通過嵌入式操作系統將對電子課桌、黑板進行實時監控，掃描病毒。

其次是對探測器傳送過來的數據進行判斷，探測器傳數據到安全控制中心，用已經編好的程序對數據進行分卡斤，判斷周圍環境是否發生火災，被盜，是否存在病毒等情況。

最后根據判斷的結果做出反應，若判斷結果是存在火災、盜竊等情況，將發出警報，并且撥打119；若判斷結果是軟件中病毒，自動聯網殺毒，并留有記錄。若判斷結果中未出現不安全情況，探測器會繼續工作，操作系統也將繼續掃描，實時監控。

3.結語

基于物聯網與云平臺的教學模式具有高質量、低投入、安全等特點。將物聯網、云平臺和教學相結合，新型的教學方式將實現教學與科學的互通，利用物聯網教學要求網絡課件豐富多樣，需要教學一線教師提供教學素材，設訛編寫電子教案，還需要學校投入大量的資金購置軟、硬件。隨著網絡教學深入，這些問都會得到解決。