高職物聯網實訓室建設探索

【摘 要】本文針對當前物聯網應用技術專業實訓室建設中管理難度增加和實驗室建設成本上升、技術落后等問題，提出適應社會需求行業發展建設物聯網互動體驗廳、物聯網基礎創新實訓室、物聯網典型行業應用實訓室，為物聯網專業教學需求提供有力的保障。

【關鍵詞】物聯網技術 實訓室 建設 智慧 創新

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）02C-0175-02

物聯網是戰略性新型產業，社會需要大量專門人才，而物聯網職業技能人才需要高校來培養，尤其是高職院校。高職院校物聯網人才培養主要是面向各類企事業單位的信息化部門、物聯網應用系統開發企業和物聯網工程實施企業，培養掌握物聯網相關技術的基本理論和基本技能，具有綜合職業能力，能在物聯網技術及相關應用領域中從事物聯網設備研發和制造、物聯網應用開發、物聯網系統集成和實施、物聯網系統運行和維護的高級技能型專業人才。高職院校實訓室是物聯網應用專業人才培養的重要場所，該專業學生職業技能的培養和提高離不開先進的實訓室。因此，高職院校應建立合理的物聯網實訓室和實訓基地以滿足教學和學生實踐需求。

一、實訓室建設目標

建設一個以教學、科研、職業技能培訓認證統一的實訓體系，集教學、實訓、培訓認證、職業技能競賽功能于一體，圍繞物聯網為主題，適應當前發展趨勢，注重各種技術之間的融合與靈活應用，既滿足日常教學要求，同時又注重項目實訓及創新試驗，各設備之間可以靈活組合。

物聯網專業實訓室的建設，應在物聯網的識別、感知、通訊傳輸、組網技術以及數據分析方面，衍生至物聯網整個產業鏈，以專業建設、人才培養、課程建設、學生專業技能提高為目標，建立一個完整的基礎的實訓架構體系。

物聯網實訓室的建設應滿足以下的基本要求：能夠滿足學校開展物聯網培訓認證需求；能夠滿足高職院校該專業及相關專業的課程教學基本要求；能夠支撐物聯網專業課程教學實訓，能實現物聯網各知識點的各種實訓；能夠滿足物聯網專業學生職業技能競賽的需求；能滿足物聯網產業綜合創新的實訓；能夠滿足物聯網產業綜合創新的實訓，如智能家居、智慧校園、智慧社區等。

二、物聯網實訓室建設內容

傳統意義上的物聯網應用技術專業實驗室主要建設基礎實驗室、專業實驗室和綜合實驗室。按照這個理念來建設的物聯網實驗室，主要存在兩個方面的問題：一是會導致實驗室規模越來越大，必然導致使用能源的增加，管理難度增加和實驗室建設成本上升。二是存在技術上的落后，不能拓展和更新換代，不能反映出物聯網技術發展的新趨勢和新技術。

建設物聯網實訓室，改變傳統的基礎實驗箱為物聯網教學實驗系統，由硬件設備、軟件平臺和教學資源庫三部分組成完整體系，把各模塊以教學套件的形式，統一平臺，無線擴展，自由組合，擴展升級，提供云平臺，方便教師和學生交流和分享實驗和教學資源，獲取最新的實驗包、實驗項目、課程資源。

在目前的物聯網相關專業課程中存在從低年級到高年級不同階段對物聯網行業認知、專業基礎課程、專業核心課程、基礎實訓課程及模擬行業真實場景的行業實訓課程相關的不同教學需要的問題，為解決這一問題，物聯網應用技術專業實訓室建設中，建立物聯網互動體驗廳、物聯網基礎創新實訓室、物聯網典型行業應用實訓室，為物聯網專業教學需求提供有力的保障。

（一）物聯網互動認知體驗廳。物聯網互動認知體驗廳以生產到消費的全過程溯源作為展現主線。通過智慧交通、智慧商業、智慧物流、智慧校園、智慧醫療、智慧生活等典型子應用進行貫穿，展現物聯網產業應用給行業帶來的經濟效益及人們生活的便利。同時體現了物聯網的領先技術，并且將展示內容教學化，讓參觀者更直觀認知體驗物聯網。

物聯網互動體驗廳不但可以支持物聯網認知實踐課、部分物聯網專業基礎課的教學需求，還可以作為物聯網前沿技術的普及基地，提升物聯網在學校及社會的認知度。

整個實驗室的結構以展廳場景化的布局直觀呈現各個系統，充分應用物聯網的關鍵技術，使學生在體驗的過程中對所學的專業有一個直觀的了解，并且對所學專業的社會需求及就業方向有一定的認識。

以室內展廳智能家居為例，智能家居認識實訓平臺是智能家居控制系統真實安裝在實訓室家居布景的環境中，對燈光、電器、窗簾、門鎖等進行智能控制，并提供日常防護與異常報警的安防監控套件，給老師和學生提供實際應用的智能家居體驗系統。通過該系統可以認知整套智能家居控制系統和實際環境、實際受控設備之間的關系，掌握在具體應用中所涉及的技能知識，理解智能家居系統應用的整體規劃與方案。該系統集教學、實訓和體驗功能于一體，圍繞智能家居為主題，注重各種設備之間的融合與靈活應用，按照教學的獨特設計將智能家居各功能設備組合成不同的應用場景，體現物聯網感知層、網絡層、應用層在智能家居上的應用與實訓室建設的先進性。

（二）物聯網基礎創新實訓室。物聯網應用技術專業是我國戰略性新興產業相關專業，以計算機、電子信息、通信及自動化控制等學科為專業基礎，知識覆蓋面寬廣，知識模塊涵蓋單元眾多。為此，建立物聯網基礎創新實訓室時，像傳統的實驗箱已不能滿足其需求，應該以教學實訓套件的形式來建立物聯網基礎創新實訓室。

1.基礎創新應用實訓室，能夠進行物聯網的基礎教學，針對低年級的學生進行物聯網技術的基礎知識的實訓，了解各類傳感技術、傳輸技術，掌握物聯網的基礎知識，打好物聯網應用的基礎。采用教學套件進行實訓教學，囊括物聯網各關鍵技術，培養學生對各類傳感器、射頻識別、數據通信、ZigBee自組網等技術的應用能力，使學生具有對感知層、傳輸層、自動識別設備等物聯網項目的訓練，具有組建、搭建和維護物聯網軟硬件的能力。

2.物聯網行業應用是物聯網專業基礎實驗室的進階，主要針對二、三年級的學生實習，學生可以通過行業應用實訓產品的訓練進一步了解各種物聯網技術典型應用，進行模擬訓練，從中學習到傳感器、WSN及嵌入式的知識，有一個深入的認識。通過豐富多彩的物聯網案例及體驗，激發學生的想象力，充分調動學生的學習積極性，提供集知識性和趣味性于一體的超強用戶體驗，讓學生可以在實訓室就能看到行業內的現狀，培養學員動手設計的能力，成為有特色能力的專業技術人才。可以按照學生自己的興趣愛好分配實訓系統，專業，專注，針對性強。

根據對課程的分析將每一個知識點制作成相應的實驗模塊，通過對相應的實驗模塊的實驗和教學就能完成知識點學習，在掌握好單個知識點的學習后，還可以使用多個模塊練習知識點的綜合運用。

作為物聯網專業的基礎課和專業課實驗設備，可進行知識點驗證試驗，物聯網終端開發實訓、物聯網系統開發實訓、課后實驗性作業和物聯網興趣開發。

通過物聯網教學套件可以觀察物聯網原理及現象，使用底板附帶的面包板進行電路搭建實驗，進行單片機及嵌入式程序開發實驗，利用豐富的套件組成物聯網終端及系統，配合安卓移動終端進行應用系統開發。

（三）物聯網典型行業應用實訓室。物聯網作為國家戰略性關鍵產業，對從業者的綜合素質提出了更高的要求。物聯網典型行業實訓室覆蓋多種典型的物聯網行業應用，涵蓋數十種物聯網關鍵技術，支撐中高年級的物聯網行業應用實訓課程。既滿足基礎教學需求，又緊跟物聯網行業最新動態，培養滿足行業需求的高質量物聯網人才。

目前涉及的行業應用有智慧交通、智慧商業、智慧物流、智慧醫療、智慧農業、智慧物流、智慧公交、智能家居、智慧社區、智慧校園、智慧城市等行業，把各種行業應用實訓室都建立起來顯然不太現實，因為涉及面太廣，占用空間太大，所以要根據物聯網應用技術專業人才培養方案和充分調研了解社會需求來設置一些典型的行業應用實訓室。

采用物聯網工程應用實訓系統，根據具體的行業需求，在實訓臺上規劃不同的區域，實現不同的典型的物聯網行業應用。

全面覆蓋物聯網各種核心技術，整合傳感器、自動識別、二維碼、網絡通信、最新移動支付技術、讀寫器開發技術等器件，配套全面的實訓教程和技術資源，培養學生在物聯網集成與開發、物聯網運行和維護等方面的實踐操作能力，使學生系統、全面對接到信息技術行業的崗位技能需求上。

以最貼近生活的物聯網行業應用“智慧城市”為例，按照項目需求搭建“智慧城市”為主題的物聯網應用系統，配套有服務器（PC服務器）、客戶端（PC客戶端）及移動互聯終端（安卓客戶端）三項子系統。繼承智能商業應用系統（電子商務）、智能環境監控系統、安防監控、智能家居、智能農業等諸多應用。讓學生了解和熟悉物聯網技術在行業上的應用場景，熟悉物聯網應用軟件系統的形態和內容。

采用云平臺，利用部分原有部件及新增的部件，可以搭建基于云端的智能家居web版、水產養殖android版、智能家居android版。應用中包含了常見的智能家居安防控制、燈光控制、環境監控等，水產養殖則通過監測養殖場所的環境條件控制對應的溫濕度、水位等，來保證水產養殖的成功率。

物聯網行業應用實訓系統的軟硬件系統采用平臺化、模塊化設計，結合通用化、標準化設計的物聯網實訓工位，不僅可完成配套實訓內容的訓練，還可以基于物聯網實訓工位以及系統的軟硬件模塊，外接、擴展更多的技術或業務。

總之，物聯網技術的應用在未來將無處不在，培養物聯網專業技術人才，其實訓室的建設起著關鍵性的作用，各高職院校應根據社會需求和行業發展，面向智能家居、物流、醫療、交通、社區、商場及智慧校園等行業應用，合理選擇，重點建設項目開發實訓、云計算平臺和服務支持平臺等物聯網應用的實訓條件，以滿足物聯網應用技術專業的教學和實訓。建設物聯網互動認知體驗廳、物聯網基礎創新實訓室、物聯網典型行業應用實訓室，對接各行業應用需求，讓學生能將理論應用于實踐，突出創新能力、實踐能力的培養。

【參考文獻】

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[4]王海春，余龍，李均.高校新型物聯網實驗室建設方案探索[J].教育教學論壇，2015（12）

【作者簡介】張志杰（1982— ），男，山西靜樂人，北海職業學院電子信息工程系講師。

（責編 蘇 洋）