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關鍵詞:物聯網;課程性質;教學的開發思路;教學內容和要求;課程考核
1課程性質
“無線傳感器網絡技術”涉及通信技術、計算機技術和傳感器技術等多種技術領域,因此本課程是一門理論綜合性高,應用實踐性強的課程。通過本課程的學習和實踐,旨在使學生了解WSN和ZigBee協議規范的基礎知識,為進行ZigBee項目開發提供了理論基礎。
2課程設計理念
在本課程教學設計過程中,遵循“項目為載體,模塊遞進”的原則,在夯實學生WSN和ZigBee協議理論基礎的同時,培養學生對ZigBee技術的應用能力,并引進ZigBee項目,采用任務驅動的方式,充分體現WSN的教學實踐。將專業教學過程,技能訓練過程有機結合起來,有效地提高課程教學的實踐性、開發性和有效性。
3課程開發思路
本課程的教學過程要實現課堂案例教學和實踐任務導向教學相結合,將項目式案例引入課堂教學,以真實項目為對象進行工作導向組織教學,從教學過程和形式上體現“學”和“做”的緊密結合。課程模擬完成企業“項目任務”貫穿整個教學過程。通過問題、項目導入(實踐)學生思考、分析、回答、教師評議、總結(理論)擴展應用(實踐)的方式進行,使授課內容與工作實際緊密結合[2]。項目實施過程中教師加強對學生的引導,并且進行過程性評價,教會學生怎樣應付大量的信息,引導學生如何在實踐中發現新知識,掌握新內容。教師要成為教學策劃和導演,在教學過程中起指導作用[3]。
4課程目標
本課程的項目強調從學生的學習和認知水平出發,通過理論、實踐相結合的教學方式,邊講邊學、邊學邊做、做中學、學中做,把學生培養成為具有良好職業道德的、具有嵌入式系統開發、程序設計的管理理論和實踐能力的、具有可持續發展能力的高素質高技能型物聯網專門人才,以適應市場對物聯網人才的需求[4]。
5課程內容和要求
本課程的內容主要包括以下4大模塊:無線傳感器網絡、無線片上系統、ZigBee網絡協議、TIZ-Stack協議棧的使用,具體要求如表1所示。
6課程考核
本課程的考核采用過程考核和結果考核相結合的方法。過程考核根據課堂提問、課堂練習、課后作業和學習態度而定,是形成性考核;結果考核根據學生的考試成績而定。本課程對各學習模塊的考核標準如下文所示。6.1無線傳感器網絡能夠闡述WSN的特點、體系結構和關鍵技術。6.2無線片上系統(1)會對芯片GPIO相關寄存器進行配置。(2)根據開關Led的原理,會設置Led驅動。(3)會切換時鐘源來控制時鐘頻率。(4)能夠設置外部中斷相關寄存器。(5)會使用串口通信收發字符串。(6)能夠獲取片內溫度傳感器的溫度值,并能通過串口發送到上位機。(7)會根據定時器中斷配置步驟來會配置T1寄存器,完成T1中斷程序。(8)會設置睡眠定時器的定時間隔,會設置系統功耗模式。本課程的教學不是單一機械地向學生傳授知識和技能,也不是一種向學生灌輸式傳授知識的過程,而是一種啟發引導學生自主探索學習、總結、體會知識和技能的過程。
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關鍵詞:物聯網;人才培養;改革創新
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)24-0181-03
1人才培養模式改革綜述
隨著我國科技的快速發展以及智能信息一體化進程的不斷推進,物聯網行業如雨后春筍,成為新型信息技術行業中的一支主力軍,造成物聯網工程方向的人才嚴重缺乏。如今無論是高職院校,還是本科院校,都開設了物聯網工程方向的專業,主要為物聯網行業培養和輸送高素質的技能型人才與應用型人才,為推動科技發展打造物聯網精英。然而,就我國目前情況來看,還尚未形成高等院校、企業、畢業生三方共贏的良好局面,具體表現在兩個方面:一方面,很多物聯網企業通過招聘,但很難招到適合企業崗位需求的畢業生;另一方面,許多高校物聯網專業的畢業生沒有意識到企業崗位的用人需求,畢業生沒有動手能力,也無實踐經驗,最終導致就業率非常低。那么高校物聯網工程方向人才的培養效果,和物聯網企業需求之間的差距越來越大,其根本原因就是人才培養模式和培養方法的守舊與落后,缺少專業與課程的改革與創新。如今,大多數高校物聯網工程類專業還主要以理論教學和實驗室為中心的傳統的人才培養模式,這使學生的實踐能力和職業技能的培養大大受到限制,最終對該專業人才培養的質量與特色產生很大的影響,無法適合物聯網企業的需求。針對物聯網企業招人難以及物聯網專業畢業生就業難的問題,可以看出很多高校的高等教育與企業實際出現了嚴重的脫節。鑒于此,本人針對此問題,以我校為例,依托校企合作,進行共建專業,共建實驗室,對物聯網專業人才培養模式進行創新與改革,培養出“素能本位,理實一體”的專業人才,既有利于為物聯網企業培養高素質應用型與技能型人才,也拓寬了物聯網專業畢業生的就業渠道。
2物聯網專業建設
物聯網專業經過多年建設,現已成為我校的品牌專業之一,建有“電工電子實驗實訓中心”、“現代通信實驗實訓中心”以及“中央財政支持樓宇智能化專業實訓基地”等。另外,學校還擁有多個校內外實習實訓基地。其中“現代物聯網實驗實訓中心”和“軟件實訓中心”是我院與多個物聯網設備有限公司合作建成了實驗實訓中心,并科大訊飛等知名企業簽訂了合作辦學協議。該中心引進了目前社會上先進的物聯網設備(福建新大陸產品),及教學用軟件(青島東信科技產品),從而做到了“學生在校所學內容和實踐環節與社會使用同步”,開創了教學(理論+實驗)—實踐(實訓+實習)—就業零距離的教學模式。目前物聯網技術尤其是互聯網+技術已經成為當前物聯網技術的主流,物聯網技術的應用也在緊鑼密鼓地進行。我國發展物聯網技術還存在巨大的市場潛力,目前物聯網技術企業嚴重缺乏產品技術支持,產品技術維護維修等一線崗位應用型人才,隨著物聯網技術的更新發展,網絡設備的使用量逐年增多,社會急需大量的網絡設備維護人員以及物聯網方向的技術人員,這為物聯網專業的畢業生提供了更加廣闊的就業空間。為適應市場需求,我院抓住此契機,在2011年,物聯網專業與多個物聯網設備有限公司共同申報并獲批專業人才培養計劃,2012年開始招生,實現校企合作,共同培養人才,旨在培養物聯網應用及其設備維護方向技術人才。
2.1前期調研等情況
我校物聯網專業先后派出三批骨干教師赴南京、無錫、北京進行物聯網行業情況的學習和調研,并參加中國物聯網行業協會舉辦的會議。并且在2012年12月,由專業帶頭人帶隊,先后去無錫貝浮特通信有限公司考察,就無線通信產品的研發等問題達成合作意向,隨后赴江蘇經貿職業學院和南京郵電大學參觀物聯網實驗室與實訓基地的建設,學習并交流經驗,為我校與相關物聯網設備有限公司合作辦學、合作共建實驗室打下堅實的基礎。
2.2實驗室建設
在已建設的實驗室中,其中包含網絡實驗室、軟件實驗室、物聯網實驗室、樓宇智能化實驗室以及與物聯網相關的一些實驗室,其中網絡實驗室能實現網絡系統的仿真、設計,為物聯網專業學生提供了一個演示平臺,提高動手能力與設計能力;軟件實驗室與物聯網實驗室為我校與多個物聯網設備有限公司合作共建,專為我院開設物聯網方向提供服務,學生在此實驗室可開展物聯網設備的維護及優化實習實訓,提高動手實踐能力,為學生走上工作崗位實現無縫對接;另外,目前已具備的單片機實驗室、PLC實驗室等也為現有專業包括后期物聯網方向的發展提供了一個平臺。學校以中央財政支持專業——樓宇智能化實訓基地為平臺。2012年以來,經過與多個物聯網相關公司的反復溝通和深入交流,現已就共建專業、共建實習實訓基地(實驗室)、合作就業等達成共識,建立了長期合作關系,簽訂了框架協議。同時,合作就業工作穩步推進,其中有已有物聯網以及相關公司已決定在2015屆畢業生中招收學員進行培訓,并在我校開始開班授課,對學生進行專業培訓,為該公司物聯網技術儲備人才,并計劃在以后每屆接收物聯網專業畢業生約幾十人左右。
2.3師資隊伍
目前電子、計算機等專業方向擁有一支專業基礎扎實、愛崗敬業、具有豐富實踐經驗的教師隊伍,專兼職教師共五十多人,具有高級職稱的教師十幾人。物聯網技術作為綜合型專業方向可整合我系師資資源進行課程教育。2013年,先后派出多批教師去多家物聯網設備有限公司參加技術培訓與暑期社會實踐與企業掛職鍛煉,物聯網專業教育的核心團隊已初步形成。同時,結合物聯網工程人才培養計劃,利用合作關系,聘請企業技術人員進行物聯網一些專業課程教育,這也符合應用型或技能型人才培養的需求。同時,建立“校企互聘互管”的制度,一線專業教師進入企業鍛煉,承擔企業的項目與產品的研發以及社會服務項目,必須到學校科研處簽訂相關的協議備案,作為后期晉升高一級職稱評審以及評先評優的條件之一。兼職教師的考核管理納入企業管理機制,完善教師的獎勵制度、考核制度與評聘制度等。物聯網方向的設立將為地方及周邊省市培養高級應用人才。本專業的學生,不僅可以滿足合肥市及安徽省物聯網人才需求,而且可以覆蓋長三角經濟圈甚至全國乃至全球。
3物聯網專業人才培養模式改革的具體措施
3.1校企深度合作機制的建設
全力發揮物聯網行業(中國物聯網行業協會)、物聯網企業(多家物聯網設備有限公司)優勢,同時,將學校的人才輸出、技能培訓、研發、技術服務等功能充分挖掘以滿足企業的需求,實現共贏局面,形成行業、企業、學校“三位一體”的合作教學模式,搭建校企合作組織機制,制定并完善校企合作管理制度,建設良好的校企合作運作機制,為物聯網專業人才的培養模式的改革與創新打下堅實的基礎。
3.2創新人才培養模式
物聯網的人才培養模式分為本科四年制和高職三年制兩類,三年制是在四年制的基礎之上,縮減部分公共課課程與專業選修課程。下面以本科四年制為例,重點講述人才培養模式的創新之處,四年制采用“3+1”的培養方式,其中3年在校集中學習,主要學習基礎科學知識、核心工程基礎知識以及專業工程基礎知識三方面的知識、鍛煉工程技術能力以及培養綜合素質。另外,累計1年的時間在企業實習并做畢業設計,重點培養、鍛煉和應用個人素質和發展能力、協作能力和在企業與社會環境下的綜合工程能力。前四學期“重基礎”,完成對學生專業基礎知識和基本技能的培養。通過強化數理基礎模塊和注重專業基礎模塊教學,促進學生創新思維的形成和創新方法、創新工具的掌握;讓學生更早了解工程背景,為專業后續模塊學習和工程能力培養打好基礎。第五、六學期開始進行“工程應用能力”的培養,即一方面使學生深入學習專業課程、專業方向課程;另一方面加強與企業的合作,通過讓學生在企業進行專業課程設計、項目訓練、專業實習等環節,將物聯網行業所需要的專業能力融入人才培養體系;培養學生綜合運用多學科知識、各種專業技能和現代工程工具解決工程實際問題的能力和綜合素質;培養學生的自主學習能力、創新意識和探索未知領域的興趣。第七、八學期“強工程”,學生利用一年時間到企業進行實踐實訓、畢業實習和做畢業設計(論文),通過上述工程實踐環節,強化學生從事工程實踐所需的專業技術能力,進一步鍛煉學生的工程實踐能力和獨立工作能力。畢業設計(論文)的選題要求來源于企業。
3.3校企合作,進行項目課程的開發與改革
要想實現人才培養模式的創新,歸根結底要在課程中去落實,要在教材中去落實,要在教學過程中去落實。根據我校物聯網專業教師于2014年去南京參加全國物聯網專業課程體系研究論文發現,很多高校的物聯網專業的都沒有一個合適的課程體系,體系的建立沒有依據;針對這種課程體系建設出現的問題,我校以課程項目開發與改革作為突破口,實施教學內涵的建設。在進行物聯網行業市場需求調研時,組織企業的專家、課程專家、專業教師進行多方位的課程項目的開發。以工作就業為主線貫穿整個課程的設置,以職業能力發展、工作任務的完成為出發點編寫課程內容,以物聯網服務為載體進行教學項目的設計,將理論與實踐進行整合,完成理論與實踐的一體化教學,體現“理實一體”的教學原則,另外,學生一邊完成教學項目一邊構建理論知識,以提高學生的學習興趣以及其職業能力。最后讓學生在學校的最后一年,進入相關物聯網企業各項目組,進行項目訓練,實地鍛煉。
3.4校企合作建設實訓基地
實踐教學可以提高學生的技能水平、實踐能力和創新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依賴于實訓基地。而物聯網設備的投入非常大,僅僅依靠學校自身是遠遠不夠的,因此,通過校企合作進行物聯網類專業實訓基地的建設是一種重要的解決辦法。我院物聯網專業與廣州粵嵌、福建新大陸等多家物聯網企業共同建設校內實訓基地——物聯網實驗室,在該實驗室,學生可完成初步技能訓練、技術理論知識與技術實踐知識整合、特殊訓練等功能。
3.5通過校企合作打造一支“雙師型”師資隊伍
學校制定了相關措施,建設“雙師型”師資隊伍,鼓勵專業教師通過企業實踐、社會服務、培訓考證等相關途徑往“雙師型”教師轉型,提高教學水平與教學效果。物聯網方向的師資隊伍由本校“雙師型”教師與企業聘請的兼職教師組成。另外,學校制定了企業兼職教師管理方法,做到有章可循;制定了企業兼職教師的任職條件、聘用程序、管理要求及教學工作規范等相關文件;并采取相應的激勵措施,充分調動了企業兼職教師的積極性,為學校的專業建設與課程建設出謀劃策。
4總結
校企合作是人才培養的重要途徑,校企合作能否深入、長效的開展,要依據良好的合作機制與科學的管理模式。以各種平臺為基礎,不斷創新,與外部企業搭建各類校企合作平臺,引進多家大型物聯網企業加入校內實訓基地的合作共建,通過學院院長、系主任、教研室主任、企業管理與技術人員等多方共同制訂實踐教學計劃,以企業產品發展設計實訓項目,充分顯示實訓基地的應用功能,積極培養“卓越物聯網工程師”,大力發展各項教學的內涵建設,最終打造出以物聯網專業為核心的特色辦學模式,并向其他專業輻射,實現與物聯網企業進行零距離接軌的培養模式。
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關鍵詞:物聯網;技術構成;關鍵技術
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A
物聯網技術誕生于20世紀初,早期的物聯網主要是家庭智能設施與傳感器的互聯應用,以此為無線終端或設備提供便利化服務。該技術經過十幾年的發展和完善,現階段應用在世界范圍內獲得了廣泛的應用。文中主要對物聯網技術的構成及關鍵技術應用進行探究,為我國今后的物聯網技術應用與創新提供可行性參考。
1物聯網的基本信息技術及系統構成
1.1物聯網的基本概念屬性
所謂物聯網,就是將各種傳感器系統與信息設備接入互聯網當中,以此形成一個巨大的智能化網絡系統,為用戶和企業單位提供生活與工作上的便利,切實滿足用戶的實際要求。在物聯網的構建與設置過程中,應當明確認識到,傳感器設備與傳感器系統的選擇是具有方向性的,在選擇系統設備的過程中應通過物通信模式進一步確定傳感器系統設備的實際效果,確保構建好的物聯網能夠形成無線自組織的網絡形式,例如:射頻標簽閱讀裝置、有傳感器網絡、二維碼識別設備、條碼識別設備、全球定位系統等。物聯網是由很多先進技術綜合構成的,在物聯網的運作過程中,系統的核心組成部分就是傳感器技術的應用。物聯網在正常運作過程中,主要目標是使任何人能夠在任何時間、任何地點通過任何途徑進行連接與交流,以此體現出物聯網的基本屬性。現階段,國內物聯網在實踐應用過程中充分體現出了收集性、集中性、通信性以及計算性的屬性特點,這也是物聯網能夠在市場上廣泛發展與應用的重要因素。
1.2物聯網的體系構成
物聯網在體系構成上可以歸納為以下幾個方面的內容:感知系統的感知性能、互聯網的信息傳遞性能、接入系統的信息接入性能、應用系統的實際應用性能以及服務管理系統的管理控制性能。對于感知系統來說,物聯網系統的主要功能是利用各種傳感器對周圍的環境狀態、物質屬性、行為狀態等因素進行物理量信息的獲取,以此為進一步的狀態辨識提供可靠的數據支持;接入系統主要的功能是將感知系統所獲取的信息轉移到互聯網當中;互聯網在物聯網系統的應用過程中,主要是利用IPv6/IPv4等軟件設備構建一個相互共享的智能化信息數據交流平臺,以此實現各單位信息的整合與應用;服務管理系統的主要功能是通過計算機的智能化管理模式,將互聯網中各個單位的大量信息數據加以管理和控制,使用戶在利用信息的過程中能夠獲得更大的便利。
2傳感器網絡的關鍵技術
2.1網絡接入技術
在物聯網的實踐應用過程中,數據信息能否穩定持續地保持良好的網絡接入狀態,取決于網絡接入技術的實際應用效果。如果網絡接入環節出現了明顯的短路或異常情況,那么用戶的大量數據信息就很容易出現丟失或者損壞的情況,不能有效做到數據信息的實時性,這將會導致一系列嚴重的問題,更會影響到物聯網的工作質量與實際工作效率。因此,網絡接入技術的好壞就會直接影響到物聯網的實際應用情況。對于物聯網網絡的接入方式來說,傳統的物聯網網絡接入技術主要是通過網關來決定和完成的,因此,對于網絡接入技術而言,在實踐應用過程中需要將終端感知網絡與服務器相互連接,例如TD-SCDMA的蜂窩式網絡、GSM、WLAN、Intenrent以及WPAN的專用無線式網絡等。
2.2智能信號處理技術
在數據信息的采集過程中,技術人員還需要采用初始數據處理方式,對這些數據信息相關聯的目標事物進行準確判定,以此得到與目標事物相互關聯的數據信息。在數據信息的處理過程中,技術人員首先需要從數據信息中分析出量測值,通過對原始信號進行計算,利用先進的信息提取技術進一步獲取原始信號當中的數據信息,在經過篩選與提取后充分提高數據信息的精確值。處理好數據信號以后,還需要在影射空間內進行各類數據信號的轉換,使相應的以及具有相關特征的數據信號能夠對號入座,準確找出與之相對應的物理事件。智能信號處理技術在實踐應用過程中需要利用信號的干擾技術、濾波技術以及分離技術,根據信息處理的具體特征,準確在節點上實現優質化的信息處理。同時也可以在基站上實現信息數據的處理。利用這種信號處理技術,優點是能夠在信息的整理過程中有效達到實時性,充分降低數據信息的流失,減少信息數據傳輸的能量損耗。但是,通過對我國現階段的智能信號處理技術進行實踐研究可知,該技術在應用過程中節點資源較為有效,這就導致低算法、復雜程度較高的問題情況時有發生,技術操作人員的工作難度更是大大增加。因此,技術人員在采用這一方法的過程中,應具體考慮到信息流失量以及能量消耗情況,經過準確計算與研究后,謹慎采用智能信號處理技術。
2.3智能感知技術
物聯網作為我國現階段應用范圍較廣的一類優質化網絡系統應用技術,其最基本的工作環節就是對目標信息進行采集,通過進行物與物、物與人之間的聯系,進一步提升傳感器系統設備的整體使用效果。在進行數據信息的收集與傳輸的過程中,技術人員及用戶通常都會安裝MCU控制器、操作系統以及嵌入式系統,通過這些系統設備,用戶可以更加簡便、高效地操作物聯網的傳感器設備,促使采集設備在使用過程中實現高性能、造價低、操作性強的實踐應用特點。在物聯網的數據信息采集過程中,該技術對數據信息具有全面性、廣泛性以及微觀形的操作特點,用戶或技術人員必須做到信息數據的全面化收集,這樣才能更加客觀、正確地對溫度、光照度、濕度等物理量做出準確計算與研究,以此達到詳細的數據信息收集效果。在這個過程中,物聯網的智能感知技術是必不可少的,傳感器技術的實踐應用優勢也得以充分體現。
3結語
綜上所述,物聯網是由多種先進技術綜合而成的優質化、現代化網絡技術,在實踐應用過程中數量多、應用效果較為復雜,具有顯著的科學研究價值與實際應用價值。隨著我國計算機科學技術的高速發展,互聯網時代下的網絡應用技術已經成為人們所關注的重點內容,而物聯網技術又是網絡技術和多種應用型技術的融合,物聯網技術的普及,不僅能夠做到人與物的信息交流、人與人的信息交流、物與物之間的相互關聯,還能充分推動我國現代化科學技術的開發與利用,這對于我國社會科學技術的發展具有重要意義。
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【關鍵詞】物聯網 計算機網絡工程專業 學科建設
物聯網技術在現代信息技術領域有著獨特的優勢,引領著互聯網在新時代的要求下不斷進步,高校在建設計算機網絡工程專業的時候需要構建符合技術特點的結構體系,在培養人才的道路上既要利用高校的優勢學科,又要明確該學科的發展方向。
1網絡工程專業設置物聯網方向
物聯網技術的自身原理和計算機技術有著很大的共通性,這種網絡信息系統有著很強的技術基礎,并且在融入高校的相關專業時需要充分分析傳感器網絡技術,這樣學生在學習的過程中才能充分了解該技術的技術構成。通過分析高校計算機網絡工程專業的現有狀況發現該專業課程主要集中在物聯網的網絡層和應用層,并且該專業有很多的基礎知識是適用于物聯網技術的,因此在二者的結合過程中還需要增加感知層方面的知識,這樣才能使計算機網絡工程專業從整體上具有運用物聯網技術的可能性。在高校中設置物聯網方向并不是要徹底改變該專業的人才培養目標,教師在開展教學的時候可以適當調整具體的內容,這樣使二者有效地結合。在高校的網絡工程專業中增設物聯網方向要充分考慮當地的市場需求,有些高校只是盲目地效仿其他高校的做法,沒有結合自身的師資力量和教材的特色,因此在實踐過程中很難制定符合標準的專業培養方案。
2利用高校的學科優勢培養網絡工程人才
不同區域的市場對于網絡人才有著不同的要求,學校在開設物聯網技術方向的相關課程時需要建立符合技術特點的課程體系,而課程結構的合理性要根據學校的硬件設備和優勢專業來判定。和其他的專業方向一樣,網絡工程專業也要在自身的發展過程中不斷創新,教師在教學過程中不僅要加強專業知識的講解,而且還要創造一定機會讓學生進行實踐操作,進行專業的實踐訓練需要學校提供現代化的實驗室,通過實踐基地的建設可以提高復合型人才的綜合素質。在開展評價工作時要根據行業的具體要求進行,很多計算機行業對于人才的個性化特點有很大的要求,因此學校不僅要通過教學優化學生的知識結構,更要使學生在解決專業問題的時候運用創新的思維方式,這樣的方式培養出來的畢業生在工作崗位上才能完成行業的操作。高校在運用物聯網技術時需要專門教材的配合,建設有自己特色的教材不僅要求發揮專業教師的作用,而且還可以通過和企業開展合作來加強教材的針對性,專業的教材需要將理論知識和實際運用有效結合,這樣才能使培養出來的人才符合崗位的要求。
3完善網絡工程專業培養目標和課程內容
3.1專業培養目標
高技能人才不僅要有科學的素養,而且還能從事多領域的技術研發工作,這種應用型的人才在很多行業都有很大的需求,比如說在信息產業和輕工行業。高校物聯網技術方向的培養目標包括很多方面技術的掌握,不僅包括通信技術和傳感技術,還要有技術推廣的能力,這種技術的推廣主要表現在學生實踐能力的提升。衡量該專業能力的標準有很多方面,其中掌握計算機技術和網絡工程的理論是最基礎的環節,而物聯網感知層的相關知識的獲得是制定和實現教學目標的關鍵關節,除此之外,學生還要學會檢索文件,了解一些基本的軟件編程程序,綜合這些方面可以有效地評價目標的實現程度。
3.2課程設置
物聯網方向的課程需要根據現實社會的信息來設置,除了已有的網絡層和應用層知識的傳授,感知層的相關知識也要納入到計算機網絡技術的課堂中去,網絡技術的知識不僅包括原理的分析,還需要了解一些基本程序的設計。對于物聯網三個層次的知識的掌握,該專業在課程結構上要突出行業的特點,并且適當增加一些網絡課程,比如說無線自組網應用課程,這些課程的加入可以學生的技術處理能力。
3.3專業實驗
物聯網技術是一門操作性很強的技術,成熟技術能力的掌握需要學校根據自身的特點來設置專業的實驗,這樣可以讓學生有機會鞏固自己的理論知識。在進行專業實驗時要按照標準的步驟進行,首先要完成畢業實習,在設計課程之前要進行計算機基礎練習,企業的生產實習要在學生的論文之前完成。物聯網的實驗有很多種課程設計,高校可以根據自身的學科優勢選擇適合自己的課程,比如說網絡系統集成課程設計是一種運用很廣泛的專業實驗。
4結語
綜上所述,高校人才培養因物聯網應用領域的高速擴張而迎來了新的機遇和挑戰。本文通過分析網絡工程專業設置物聯網方向,結合高校優勢學科培養網絡工程專業人才的新思路及利用高校的學科優勢培養網絡工程人才,分析總結出完善網絡工程專業培養目標和課程內容。并且社會的發展在各個領域都對物聯網的技術有很大的需求,而高校作為專業人才的培養場所要認真分析自己的學科優勢,從而為復合型應用人才的培養制定有特色的方案。以上的淺顯之見希望能給相關的業內人士提供一點參考借鑒。
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【關鍵詞】石油;物探設備;倉儲智能管理;系統設計
1石油物探設備倉儲智能管理系統的設計
1.1國內外相關技術的應用現狀
1.1.1國外物聯網技術的研究現狀物聯網的發展可分為四個發展階段,分別是:①大型機和主機聯網;②臺式機和筆記本的聯網;③手機等其他一些移動設備的互聯;④插入式的物聯網發展。對于物聯網的研究,美國提出了智能化基礎設施,在智能化電網;智能互聯的建筑取得了很大發展。歐洲則提出了微電子傳感器技術。1.1.2國外物探設備管理現狀在國外,物聯網在石油的開采上面的應用可以說是無處不在,市場中,物聯網正不斷在實踐中開發,油田得益于物聯網的發展,也擁有了屬于自己的物聯網油田系統,國外的某些油氣開采公司開始應用物聯網技術對石油開采設備實行了數字化的管理,淘汰了原有的人工記錄,極大地提高了工作效率,使得設備管理變得簡單規范合理。
1.2國內技術研究現狀
1.2.1國內物聯網技術研究現狀隨著這幾年經濟的發展,及黨和國家對物聯網技術研究的支持和重視,物聯網技術總體在我國取得了比較快的發展,在有些技術領域也取得了突破性進展,比如云計算技術的發展,還有可滿足無線傳感網;無線局域網;有緣射頻識別技術,等特殊應用的“唐芯一號”的研制成功,進一步推進了物聯網的發展。目前,我國的互聯網已經成功地應用于超市管理、農業的自動化管理、電子醫院、圖書館的管理,還有一些其他的交通收費設施等等。1.2.2國內物探設備管理現狀由于數字化油田的發展尤其是在石油的生產環節提高了其極大的生產效率,但是目前在我國的現狀是油田的管理環節我國的物聯網應用總體還是一片空白,不過隨著物聯網油田建設的發展,一些石油企業在管理環節也開始慢慢的引進互聯網,如大慶油田利用物聯網進行某些數字化管理,但大部分的石油公司仍進行著傳統的人工登記,極大地影響著工作效率,所以我國目前急需要有一個可以實時更新與查詢的數字化倉儲管理系統。
2數字化倉儲管理系統的研究
2.1數字化倉儲管理系統的作用
總結目前我國物探設備倉儲管理的不足,再在研究物聯網的優勢的基礎上,開發出一套能夠適應油田倉儲管理的數字化管理體系。具體任務如下:研究國內外物聯網現狀;研究國內外倉儲管理的現狀;了解物聯網的發展方向;了解數字化油田的概念;了解物聯網構架的基本組成方式、原理及如何應用;初步提出物聯網構架在物探設備倉儲管理應用的構想。
2.2數字化倉儲管理系統的方案設計
首先,借鑒國外先進的管理模式,充分對國內外物探設備資料和倉儲管理現狀進行研究,總結物聯網在倉儲管理中的應用時所采用的基本框架,進而為倉儲管理系統的使用也設計出相應的框架,一定要對物探設備在安裝和使用過程中的重要參數進行詳細的記錄,以便為倉儲管理系統提供數字基礎。其次,在針對需要識別的物探設備信息物聯網要提供相應的識別技術,在互聯網上搭載感知層系統,使得倉儲信息數據實現傳輸,并研究倉儲信息數據的傳輸方案,實現最終的無線傳輸功能,再通過搭載能夠對數據進行控制輸入的軟硬件設備,以便讀取更改信息,在對倉儲管理系統進行設計時,優選出數據庫管理和倉儲管理的編程較短的軟件,以便實現數據的快速傳遞[1]。
3成功研究完的工作和創新方面
3.1成功研究完的工作
研究了物聯網在國內外發展情況和倉儲管理系統在國內外的發展情況之后,詳細分析了物聯網的組成框架,并對物探設備倉儲管理的數據進行詳細地剖析,對完成數字化管理所需要的軟硬件技術的支持也進行了詳細地分析,針對我國倉儲數字化管理的不足設計出了一套符合發展的物聯網框架體系,比如手持式寫讀器,高分辨率顯示器提供硬件支持,設計相應軟件對系統進行優化提供了相應的硬件支持。
3.2創新方面
通過對石油物探設備倉儲智能管理系統的研究,運用物聯網技術,實現了石油物探設備倉儲數字化的智能管理,并通過相應的軟硬件技術的支持,實現了信息數據的實時更改,實時查詢,提高了物探設備信息的安全性,也提高了工作的效率等等。
4石油物探設備管理系統的物聯網架構設計
①首先要對石油設備進行編碼,物聯網的感知層方面要對編碼進行相應的識別,對于編碼方面所采用的技術有條形碼技術、射頻識別技術;條形碼技術采用的是光學原理,根據黑白條的不同頻率進行信息表達,射頻技術則采用載波的形式對信息進行存儲與信息的表達。由于考慮到石油勘探地質環境的惡劣,通常采用射頻識別技術對勘探設備進行編碼識別。②在物聯網的傳輸層上采用無線傳輸技術,常用的無線傳輸技術有:移動傳輸技術、衛星通信技術、微波通信技術。采用的技術根據不同的使用要求有不同的用處,同時也要考慮成本因素。③該石油管理系統的應用層上需要有能夠讓人與機器實現交流的軟件,對于存在石油物探管理系統中的數據能夠實現管理,該開發工具可采用c語言,vb語言等,開發出來的軟件要滿足三大要求:安全、實用、經濟。
5石油物探設備管理系統的運行構架設計
總系統運行框架可如圖所示:總系統運行框架由三個部分組成,分別是:①射頻識別技術;②數據庫服務器;③客戶機組成。射頻識別系統是物聯網中的感知層,實現對信息的無線傳輸功能,對數據庫進行交互處理,完成數據庫中數據的修改和查詢;無線傳輸是傳輸層,對各個部分發出的指令與收到的數據進行傳輸,使應用層與感知層有機結合為一個整體;客戶機也是應用層能反映數據庫信息,可以方便直觀管理整個數據庫,繼而管理整個石油物探設備信息。整個系統中,通過控制無線收發器的微控制器,使射頻讀寫模塊對電子標簽進行錄入,并將所得到的信息傳給上位機,進而調用數據庫相應的信息,通過收發器把信息傳送給微調控器并顯示在液晶屏上,如果要更改信息,單片機驅動無線收發器發送到上位機繼而更改更新數據庫數據。本文通過分析國內外物探設備管理系統的設計,在總結他人優勢和不足的情況之下提出了更符合我國國情發展的一套石油物探設備管理系統的設計,并詳細分析了系統的物聯網構架、石油物探設備管理系統的運行構架和石油物探設備管理系統的總體結構是如何針對石油物探設備管理所需要的功能進行設計和運行的,從而保證了系統的可實時更新,查詢的功能,并最終在物聯網的應用下實現了對石油物探設備進行信息的數字化管理。
【參考文獻】