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2023-09-25 08:28

淺談物聯(lián)網產學研平臺的建設

淺談物聯(lián)網產學研平臺的建設

 
一、整體方案概述
1. 行業(yè)發(fā)展概況
物聯(lián)網(The Internet of Things ,IOT),運用無線射頻識別系統(tǒng)(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協(xié)議,通過互聯(lián)網把任何人、物、空間相互連接起來,進行信息交換和信息共享,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
早在2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)就發(fā)布了一篇報告《ITU互聯(lián)網報告2005:物聯(lián)網》,報告里ITU指出:“無所不在的物聯(lián)網通信時代即將來臨,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間、任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物、物與物之間的溝通連接”,對物聯(lián)網賦予了極大的意義。2009年1月,美國總統(tǒng)奧巴馬剛上任不久,就開始關注物聯(lián)網的建設和發(fā)展,提出了“智慧地球”的戰(zhàn)略口號,這一舉措被美國人認為是振興國家經濟、確立全球優(yōu)勢的關鍵。同年8月份,中國國務院前任總理溫家寶視察了中科院無錫微納傳感網工程技術研發(fā)中心,也提出盡快建立中國的傳感信息中心,并形象地稱之為“感知中國”中心。緊接著,歐盟、日本、新加坡、韓國等世界主流國家紛紛制定物聯(lián)網發(fā)展戰(zhàn)略,并投入巨資探索、研發(fā)和建設,物聯(lián)網開始受到人們的熱烈關注。
 
物聯(lián)網是連接現實物理世界和虛擬數字世界的橋梁,它通過信息傳感設備采集現實物理世界的數據信息,讓人們對世界達到“可知”;通過網絡將數據信息上傳至信息管理中心進行分析和處理,達到對世界的“可思”;在“可知”和“可思”的基礎上,根據人們的意愿改變生活、改造世界,從而實現對世界的“可控”。物聯(lián)網除了連接現實物理世界和虛擬數字世界之外,也在信息技術和通訊技術(ICT)的世界加入了新的維度:從過去任何人之間在任何時間、任何地點的信息交換,到現在任何物體、任何人之間的信息交換。物聯(lián)網將會在改變人們通信模式的同時,為人們帶來巨大的前景和希望,幫助人們建設更加美好的生活和未來。
 
“互聯(lián)網+”是創(chuàng)新2.0下的互聯(lián)網發(fā)展的新業(yè)態(tài),是知識社會創(chuàng)新2.0推動下的互聯(lián)網形態(tài)演進及其催生的經濟社會發(fā)展新形態(tài)。“互聯(lián)網+”是互聯(lián)網思維的進一步實踐成果,它代表一種先進的生產力,推動經濟形態(tài)不斷的發(fā)生演變。從而帶動社會經濟實體的生命力,為改革、創(chuàng)新、發(fā)展提供廣闊的網絡平臺。
PC互聯(lián)網是互聯(lián)網的1.0時代,移動互聯(lián)網是互聯(lián)網的2.0時代(強化了人與互聯(lián)網的連接),萬物互聯(lián)的物聯(lián)網是互聯(lián)網的3.0時代(拓展了物與互聯(lián)網的連接),“互聯(lián)網+”是物聯(lián)網的延續(xù)和升級,是互聯(lián)網的4.0時代,利用互聯(lián)網這種萬事萬物的連接,對現有行業(yè)進行的改造。
“互聯(lián)網+”就是各行各業(yè)和互聯(lián)網一起發(fā)生的一場化學反應。“互聯(lián)網+”不是傳統(tǒng)行業(yè)和互聯(lián)網的簡單結合,而是利用互聯(lián)網對所有行業(yè)的再造,產生新的商業(yè)模式。比如互聯(lián)網+銀行、基金產生了互聯(lián)網金融;互聯(lián)網+零售產生了電子商務;互聯(lián)網+制造業(yè)產生了工業(yè)4.0。在應用上,互聯(lián)網已經并且更加滲透到生活以及行業(yè)應用的方方面面,任何目前還沒有被互聯(lián)網顛覆的行業(yè)或者顛覆的不夠徹底的行業(yè)都將被互聯(lián)網進一步顛覆,我們在應用上的創(chuàng)新也要圍繞著這一點,用互聯(lián)網的思維考慮行業(yè)應用。
2. 崗位群分析
通過企業(yè)調研,分析當前物聯(lián)網行業(yè)發(fā)展及人才需求特點,總結出物聯(lián)網專業(yè)培養(yǎng)面向的崗位群有如下表所示三方面,并針對崗位職能要求,規(guī)劃開設相關物聯(lián)網核心課程。

面向崗位群 崗位職能要求 核心課程設置
嵌入式軟件開發(fā)工程師、嵌入式測試工程師、維修工程師等 (1)強化嵌入式軟件開發(fā)能力,能開發(fā)較復雜的物聯(lián)網終端嵌入式軟件;
(2)了解傳感器技術、無線傳感網技術、RFID技術和嵌入式技術等物聯(lián)網技術的原理及應用;
(3)掌握物聯(lián)網行業(yè)系統(tǒng)搭建、工程調試、故障排除及應用開發(fā)。
單片機原理技術、
嵌入式系統(tǒng)、
傳感器應用技術、
無線傳感網技術(基礎)、
無線傳感網技術(提高)、
RFID及條碼應用技術、
Android應用程序開發(fā)(初級)
技服工程師、系統(tǒng)測試工程師等 (1)掌握復雜物聯(lián)網行業(yè)系統(tǒng)搭建、工程調試、復雜故障排除及應用開發(fā);
(2)了解傳感器技術、無線傳感網技術、RFID技術和計算機網絡技術、Android技術等物聯(lián)網技術的原理及應用。
云計算與大數據技術、
網絡信息安全、
傳感器應用技術、
無線傳感網技術(基礎)、
RFID及條碼應用技術、
Android應用程序開發(fā)(初級)、
單片機原理技術
物聯(lián)網應用開發(fā)工程師、移動終端軟件開發(fā)工程師、軟件測試工程師等 (1)強化平臺軟件以及終端軟件的開發(fā)能力,能開發(fā)較復雜的物聯(lián)網應用系統(tǒng);
(2)了解傳感器技術、無線傳感網技術、RFID技術和計算機網絡技術、Android技術等物聯(lián)網技術的原理及應用;
(3)掌握物聯(lián)網行業(yè)系統(tǒng)搭建、工程調試、故障排除及應用開發(fā)。
Android應用程序開發(fā)(初級)、
Android應用程序開發(fā)(高級)、
Java程序設計、
JavaEE程序設計、
傳感器應用技術、
無線傳感網技術(基礎)、
RFID及條碼應用技術
3. 方案整體架構
物聯(lián)網產學研平臺解決方案依據當前物聯(lián)網行業(yè)公認的三層架構進行設計和規(guī)劃的,整體架構上分為感知層、傳輸層、應用層三個層次。
感知層主要是利用傳感器、攝像頭、RFID讀寫器等信息節(jié)點獲取信息,并采用ZigBee、IPv6、BT、WiFi等短距離無線通信方式與物聯(lián)網網關進行信息交互后,通過繼電器、紅外收發(fā)、步進電機、電控鎖等控制節(jié)點對可控設備進行操控。
傳輸層主要是通過物聯(lián)網網關對各種異構網絡進行協(xié)議轉換后,可利用3G/LTE、WLAN、以太網等現有或自研通信網絡將物聯(lián)網信息實時準確地傳遞,作為物聯(lián)網感知層和應用層中間數據交互的傳輸管道。
應用層主要是基于物聯(lián)網云開發(fā)平臺部署智能家居、未來超市、智能交通、智能農業(yè)、移動支付、手機門禁、手機考勤等行業(yè)典型應用,學生將獨立擁有自己的物聯(lián)網云資源池,可隨時隨地可持續(xù)地開展物聯(lián)網應用的學習與開發(fā)。
4. 人才培養(yǎng)思路
物聯(lián)網產學研平臺解決方案通過分析行業(yè)發(fā)展熱點和對物聯(lián)網專業(yè)人才的需求,根據學生學習物聯(lián)網應用技術階段的不同,將物聯(lián)網培養(yǎng)體系分為基礎教學、綜合實踐和創(chuàng)新應用三個層次。
(1)基礎教學:主要用于學生基礎理論知識學習階段,結合《無線傳感網技術》、《RFID及條碼應用技術》等物聯(lián)網專業(yè)核心課程,以WSN/RFID/移動互聯(lián)基礎實驗室為承載用于學生對物聯(lián)網關鍵技術的理論學習,幫助學生構建完整的物聯(lián)網基礎理論知識體系。
(2)綜合實踐:主要用于學生課程設計、專業(yè)實習階段,以智能家居/智能交通/智能農業(yè)/未來超市綜合實訓室物聯(lián)網行業(yè)應用場景及實訓套件為載體,將基礎實驗中零散的物聯(lián)網關鍵技術融合一起,分組開展項目式工程實踐,真正實現教學與行業(yè),理論與實踐的結合。
(3)創(chuàng)新開發(fā):主要用于學生畢業(yè)設計、項目科研階段,師生基于云開發(fā)平臺將獨立擁有專屬的物聯(lián)網云資源,通過對物聯(lián)網技術的融合、轉化及創(chuàng)新,可持續(xù)開展物聯(lián)網行業(yè)應用開發(fā),開拓師生的創(chuàng)新思維。
二、方案優(yōu)勢特色
1. 體系完善,逐步提升學生創(chuàng)新實踐能力
物聯(lián)網教學體系根據學生學習物聯(lián)網階段的不同,分為基礎教學、綜合實踐、創(chuàng)新應用三個層次;A實驗用于課程理論學習,綜合實訓用于項目工程實踐,創(chuàng)新應用用于創(chuàng)客科研開發(fā),一步步提升學生的知識運用能力和創(chuàng)新實踐能力。
2. 產教結合,推進產業(yè)與教育有效融合
作為一家以產業(yè)為依托服務于教學的企業(yè),一直致力于為行業(yè)與高校之間搭建一座教育的橋梁。一方面將先進的商用技術、理念、設備引入高校教學,委派企業(yè)工程師進駐高校協(xié)助開展物聯(lián)網人才培養(yǎng);另一方面高校師生可進入企業(yè)實踐,承擔企業(yè)項目開發(fā)調試,在實戰(zhàn)中提升師生的創(chuàng)新實踐能力,實現產教融合。
3. 創(chuàng)新模式,實現工程項目/案例式教學實踐
物聯(lián)網的實驗實訓采用項目式實踐的方式進行,將一個大型、完整的物聯(lián)網應用/系統(tǒng)分解為多個小型的階段或任務,學生分組進行實踐活動,組員之間協(xié)同合作完成共同的實踐目標,結合多樣化的物聯(lián)網行業(yè)應用場景與實訓設備開展物聯(lián)網認知體驗、業(yè)務部署、安裝調試、應用開發(fā)、系統(tǒng)設計等實訓項目,為專業(yè)培養(yǎng)物聯(lián)網應用型人才量身打造,在實戰(zhàn)中提升學生的創(chuàng)新實踐能力和分工協(xié)調能力,實訓即上崗。
 

DBLY-86 物聯(lián)網工程綜合應用實訓裝置

物聯(lián)網工程綜合應用實訓裝置是針對物聯(lián)網專業(yè)實驗室建設需求設計的覆蓋物聯(lián)網基礎教學、智能家居、智慧農業(yè)等實際應用的綜合實訓系統(tǒng),它綜合運用傳感器技術、RFID技術、無線傳感器網絡技術、嵌入式技術、Zigbee/Wi-Fi等通信組網技術等,依托部署在操作臺上的無線傳感網節(jié)點、執(zhí)行器節(jié)點、嵌入式智能網關等,實現智能家居門禁安防監(jiān)控、智能家居環(huán)境監(jiān)測、家居設備智能控制、農業(yè)環(huán)境智能檢測等功能,可激發(fā)學生對物聯(lián)網學習的興趣,具有較高的性價比,能夠滿足物聯(lián)網教學、基礎實驗教學、應用創(chuàng)新等多層次需求。
 
物聯(lián)網工程綜合應用實訓裝置
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