淺談物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學研平臺的建設(shè)
一、整體方案概述
1. 行業(yè)發(fā)展概況
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things ，IOT），運用無線射頻識別系統(tǒng)（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，通過互聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，報告里ITU指出：“無所不在的物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)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(jīng)濟、確立全球優(yōu)勢的關(guān)鍵。同年8月份，中國國務(wù)院前任總理溫家寶視察了中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)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(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，并投入巨資探索、研發(fā)和建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)開始受到人們的熱烈關(guān)注。
物聯(lián)網(wǎng)是連接現(xiàn)實物理世界和虛擬數(shù)字世界的橋梁，它通過信息傳感設(shè)備采集現(xiàn)實物理世界的數(shù)據(jù)信息，讓人們對世界達到“可知”；通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)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(chǔ)上，根據(jù)人們的意愿改變生活、改造世界，從而實現(xiàn)對世界的“可控”。物聯(lián)網(wǎng)除了連接現(xiàn)實物理世界和虛擬數(shù)字世界之外，也在信息技術(shù)和通訊技術(shù)（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(xiàn)在任何物體、任何人之間的信息交換。物聯(lián)網(wǎng)將會在改變?nèi)藗兺ㄐ拍Ｊ降耐瑫r，為人們帶來巨大的前景和希望，幫助人們建設(shè)更加美好的生活和未來。
“互聯(lián)網(wǎng)+”是創(chuàng)新2.0下的互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)形態(tài)演進及其催生的經(jīng)濟社會發(fā)展新形態(tài)。“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)思維的進一步實踐成果，它代表一種先進的生產(chǎn)力，推動經(jīng)濟形態(tài)不斷的發(fā)生演變。從而帶動社會經(jīng)濟實體的生命力，為改革、創(chuàng)新、發(fā)展提供廣闊的網(wǎng)絡(luò)平臺。
PC互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的1.0時代，移動互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的2.0時代（強化了人與互聯(lián)網(wǎng)的連接），萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的3.0時代（拓展了物與互聯(lián)網(wǎng)的連接），“互聯(lián)網(wǎng)+”是物聯(lián)網(wǎng)的延續(xù)和升級，是互聯(lián)網(wǎng)的4.0時代，利用互聯(lián)網(wǎng)這種萬事萬物的連接，對現(xiàn)有行業(yè)進行的改造。
“互聯(lián)網(wǎng)+”就是各行各業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)一起發(fā)生的一場化學反應(yīng)。“互聯(lián)網(wǎng)+”不是傳統(tǒng)行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)的簡單結(jié)合，而是利用互聯(lián)網(wǎng)對所有行業(yè)的再造，產(chǎn)生新的商業(yè)模式。比如互聯(lián)網(wǎng)+銀行、基金產(chǎn)生了互聯(lián)網(wǎng)金融；互聯(lián)網(wǎng)+零售產(chǎn)生了電子商務(wù)；互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)產(chǎn)生了工業(yè)4.0。在應(yīng)用上，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)并且更加滲透到生活以及行業(yè)應(yīng)用的方方面面，任何目前還沒有被互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)進一步顛覆，我們在應(yīng)用上的創(chuàng)新也要圍繞著這一點，用互聯(lián)網(wǎng)的思維考慮行業(yè)應(yīng)用。
2. 崗位群分析
通過企業(yè)調(diào)研，分析當前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展及人才需求特點，總結(jié)出物聯(lián)網(wǎng)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(shè)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)核心課程。
| 面向崗位群 | 崗位職能要求 | 核心課程設(shè)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(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)終端嵌入式軟件； （2）了解傳感器技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)和嵌入式技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理及應(yīng)用； （3）掌握物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)系統(tǒng)搭建、工程調(diào)試、故障排除及應(yīng)用開發(fā)。 |
單片機原理技術(shù)、 嵌入式系統(tǒng)、 傳感器應(yīng)用技術(shù)、 無線傳感網(wǎng)技術(shù)（基礎(chǔ)）、 無線傳感網(wǎng)技術(shù)（提高）、 RFID及條碼應(yīng)用技術(shù)、 Android應(yīng)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(fù)雜物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)系統(tǒng)搭建、工程調(diào)試、復(fù)雜故障排除及應(yīng)用開發(fā)； （2）了解傳感器技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Android技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理及應(yīng)用。 |
云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)信息安全、 傳感器應(yīng)用技術(shù)、 無線傳感網(wǎng)技術(shù)（基礎(chǔ)）、 RFID及條碼應(yīng)用技術(shù)、 Android應(yīng)用程序開發(fā)（初級）、 單片機原理技術(shù) |
| 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)； （2）了解傳感器技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Android技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理及應(yīng)用； （3）掌握物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)系統(tǒng)搭建、工程調(diào)試、故障排除及應(yīng)用開發(fā)。 |
Android應(yīng)用程序開發(fā)（初級）、 Android應(yīng)用程序開發(fā)（高級）、 Java程序設(shè)計、 JavaEE程序設(shè)計、 傳感器應(yīng)用技術(shù)、 無線傳感網(wǎng)技術(shù)（基礎(chǔ)）、 RFID及條碼應(yīng)用技術(shù) |
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學研平臺解決方案依據(jù)當前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)公認的三層架構(gòu)進行設(shè)計和規(guī)劃的，整體架構(gòu)上分為感知層、傳輸層、應(yīng)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(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(shè)備進行操控。
傳輸層主要是通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換后，可利用3G/LTE、WLAN、以太網(wǎng)等現(xiàn)有或自研通信網(wǎng)絡(luò)將物聯(lián)網(wǎng)信息實時準確地傳遞，作為物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層中間數(shù)據(jù)交互的傳輸管道。
應(yīng)用層主要是基于物聯(lián)網(wǎng)云開發(fā)平臺部署智能家居、未來超市、智能交通、智能農(nóng)業(yè)、移動支付、手機門禁、手機考勤等行業(yè)典型應(yīng)用，學生將獨立擁有自己的物聯(lián)網(wǎng)云資源池，可隨時隨地可持續(xù)地開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的學習與開發(fā)。
4. 人才培養(yǎng)思路
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)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(wǎng)專業(yè)人才的需求，根據(jù)學生學習物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)階段的不同，將物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)體系分為基礎(chǔ)教學、綜合實踐和創(chuàng)新應(yīng)用三個層次。
（1）基礎(chǔ)教學：主要用于學生基礎(chǔ)理論知識學習階段，結(jié)合《無線傳感網(wǎng)技術(shù)》、《RFID及條碼應(yīng)用技術(shù)》等物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心課程，以WSN/RFID/移動互聯(lián)基礎(chǔ)實驗室為承載用于學生對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的理論學習，幫助學生構(gòu)建完整的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論知識體系。
（2）綜合實踐：主要用于學生課程設(shè)計、專業(yè)實習階段，以智能家居/智能交通/智能農(nóng)業(yè)/未來超市綜合實訓室物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用場景及實訓套件為載體，將基礎(chǔ)實驗中零散的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)融合一起，分組開展項目式工程實踐，真正實現(xiàn)教學與行業(yè)，理論與實踐的結(jié)合。
（3）創(chuàng)新開發(fā)：主要用于學生畢業(yè)設(shè)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(wǎng)云資源，通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合、轉(zhuǎn)化及創(chuàng)新，可持續(xù)開展物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)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(wǎng)教學體系根據(jù)學生學習物聯(lián)網(wǎng)階段的不同，分為基礎(chǔ)教學、綜合實踐、創(chuàng)新應(yīng)用三個層次�；A(chǔ)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(yīng)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(chǎn)教結(jié)合，推進產(chǎn)業(yè)與教育有效融合
作為一家以產(chǎn)業(yè)為依托服務(wù)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(shù)、理念、設(shè)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(wǎng)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(diào)試，在實戰(zhàn)中提升師生的創(chuàng)新實踐能力，實現(xiàn)產(chǎn)教融合。
3. 創(chuàng)新模式，實現(xiàn)工程項目/案例式教學實踐
物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)應(yīng)用/系統(tǒng)分解為多個小型的階段或任務(wù)，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(jié)合多樣化的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用場景與實訓設(shè)備開展物聯(lián)網(wǎng)認知體驗、業(yè)務(wù)部署、安裝調(diào)試、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計等實訓項目，為專業(yè)培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(diào)能力，實訓即上崗。
DBLY-86 物聯(lián)網(wǎng)工程綜合應(yīng)用實訓裝置
物聯(lián)網(wǎng)工程綜合應(yīng)用實訓裝置是針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建設(shè)需求設(shè)計的覆蓋物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教學、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等實際應(yīng)用的綜合實訓系統(tǒng)，它綜合運用傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、Zigbee/Wi-Fi等通信組網(wǎng)技術(shù)等，依托部署在操作臺上的無線傳感網(wǎng)節(jié)點、執(zhí)行器節(jié)點、嵌入式智能網(wǎng)關(guān)等，實現(xiàn)智能家居門禁安防監(jiān)控、智能家居環(huán)境監(jiān)測、家居設(shè)備智能控制、農(nóng)業(yè)環(huán)境智能檢測等功能，可激發(fā)學生對物聯(lián)網(wǎng)學習的興趣，具有較高的性價比，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)教學、基礎(chǔ)實驗教學、應(yīng)用創(chuàng)新等多層次需求。
