淺談物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)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(yùn)用無線射頻識(shí)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(jìn)行信息交換和信息共享，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
早在2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）就發(fā)布了一篇報(bào)告《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，報(bào)告里ITU指出：“無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將來臨，人類在信息與通信世界里將獲得一個(gè)新的溝通維度，從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物、物與物之間的溝通連接”，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)賦予了極大的意義。2009年1月，美國(guó)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(hào)，這一舉措被美國(guó)人認(rèn)為是振興國(guó)家經(jīng)濟(jì)、確立全球優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。同年8月份，中國(guó)國(guó)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(guó)的傳感信息中心，并形象地稱之為“感知中國(guó)”中心。緊接著，歐盟、日本、新加坡、韓國(guó)等世界主流國(guó)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(shí)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(shí)物理世界的數(shù)據(jù)信息，讓人們對(duì)世界達(dá)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(jìn)行分析和處理，達(dá)到對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)世界的“可控”。物聯(lián)網(wǎng)除了連接現(xiàn)實(shí)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(shí)間、任何地點(diǎn)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(huì)在改變?nèi)藗兺ㄐ拍Ｊ降耐瑫r(shí)，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(shí)社會(huì)創(chuàng)新2.0推動(dòng)下的互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)演進(jìn)及其催生的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形態(tài)。“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)思維的進(jìn)一步實(shí)踐成果，它代表一種先進(jìn)的生產(chǎn)力，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)形態(tài)不斷的發(fā)生演變。從而帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)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(tái)。
PC互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的1.0時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的2.0時(shí)代（強(qiáng)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(shí)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(jí)，是互聯(lián)網(wǎng)的4.0時(shí)代，利用互聯(lián)網(wǎng)這種萬事萬物的連接，對(duì)現(xiàn)有行業(yè)進(jìn)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(chǎng)化學(xué)反應(yīng)。“互聯(lián)網(wǎng)+”不是傳統(tǒng)行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)單結(jié)合，而是利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)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(jìn)一步顛覆，我們?cè)趹?yīng)用上的創(chuàng)新也要圍繞著這一點(diǎn)，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(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展及人才需求特點(diǎn)，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(duì)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(cè)試工程師、維修工程師等 |
（1）強(qiáng)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(jī)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(jí)） |
| 技服工程師、系統(tǒng)測(cè)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(jì)算機(jī)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(jì)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(jí)）、 單片機(jī)原理技術(shù) |
| 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)工程師、移動(dòng)終端軟件開發(fā)工程師、軟件測(cè)試工程師等 |
（1）強(qiáng)化平臺(tái)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(jì)算機(jī)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(jí)）、 Android應(yīng)用程序開發(fā)（高級(jí)）、 Java程序設(shè)計(jì)、 JavaEE程序設(shè)計(jì)、 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(xué)研平臺(tái)解決方案依據(jù)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)公認(rèn)的三層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(gè)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(diǎn)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(jìn)行信息交互后，通過繼電器、紅外收發(fā)、步進(jìn)電機(jī)、電控鎖等控制節(jié)點(diǎn)對(duì)可控設(shè)備進(jìn)行操控。
傳輸層主要是通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對(duì)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(shí)時(shí)準(zhǔn)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(tái)部署智能家居、未來超市、智能交通、智能農(nóng)業(yè)、移動(dòng)支付、手機(jī)門禁、手機(jī)考勤等行業(yè)典型應(yīng)用，學(xué)生將獨(dú)立擁有自己的物聯(lián)網(wǎng)云資源池，可隨時(shí)隨地可持續(xù)地開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的學(xué)習(xí)與開發(fā)。
4. 人才培養(yǎng)思路
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)解決方案通過分析行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)和對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)、綜合實(shí)踐和創(chuàng)新應(yīng)用三個(gè)層次。
（1）基礎(chǔ)教學(xué)：主要用于學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)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(dòng)互聯(lián)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室為承載用于學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的理論學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論知識(shí)體系。
（2）綜合實(shí)踐：主要用于學(xué)生課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)階段，以智能家居/智能交通/智能農(nóng)業(yè)/未來超市綜合實(shí)訓(xùn)室物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景及實(shí)訓(xùn)套件為載體，將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中零散的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)融合一起，分組開展項(xiàng)目式工程實(shí)踐，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)與行業(yè)，理論與實(shí)踐的結(jié)合。
（3）創(chuàng)新開發(fā)：主要用于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目科研階段，師生基于云開發(fā)平臺(tái)將獨(dú)立擁有專屬的物聯(lián)網(wǎng)云資源，通過對(duì)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(shì)特色
1. 體系完善，逐步提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)體系根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)階段的不同，分為基礎(chǔ)教學(xué)、綜合實(shí)踐、創(chuàng)新應(yīng)用三個(gè)層次。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)用于課程理論學(xué)習(xí)，綜合實(shí)訓(xùn)用于項(xiàng)目工程實(shí)踐，創(chuàng)新應(yīng)用用于創(chuàng)客科研開發(fā)，一步步提升學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。
2. 產(chǎn)教結(jié)合，推進(jìn)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(xué)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(jìn)的商用技術(shù)、理念、設(shè)備引入高校教學(xué)，委派企業(yè)工程師進(jìn)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(jìn)入企業(yè)實(shí)踐，承擔(dān)企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)調(diào)試，在實(shí)戰(zhàn)中提升師生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合。
3. 創(chuàng)新模式，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目/案例式教學(xué)實(shí)踐
物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)采用項(xiàng)目式實(shí)踐的方式進(jìn)行，將一個(gè)大型、完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用/系統(tǒng)分解為多個(gè)小型的階段或任務(wù)，學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，組員之間協(xié)同合作完成共同的實(shí)踐目標(biāo)，結(jié)合多樣化的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與實(shí)訓(xùn)設(shè)備開展物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)知體驗(yàn)、業(yè)務(wù)部署、安裝調(diào)試、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)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(shí)戰(zhàn)中提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和分工協(xié)調(diào)能力，實(shí)訓(xùn)即上崗。
DBLY-86 物聯(lián)網(wǎng)工程綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)裝置
物聯(lián)網(wǎng)工程綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)裝置是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需求設(shè)計(jì)的覆蓋物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教學(xué)、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等實(shí)際應(yīng)用的綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，它綜合運(yùn)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(tái)上的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)、嵌入式智能網(wǎng)關(guān)等，實(shí)現(xiàn)智能家居門禁安防監(jiān)控、智能家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、家居設(shè)備智能控制、農(nóng)業(yè)環(huán)境智能檢測(cè)等功能，可激發(fā)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的興趣，具有較高的性價(jià)比，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、應(yīng)用創(chuàng)新等多層次需求。
