劉艾俠　牟宏均

摘要：物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展帶來了人才需求的大量增長，高職院校正是培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)用型技能人才的理想搖籃。但必須認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用性、綜合性很強，與我們以往人才培養(yǎng)模式存在著很大的區(qū)別，尤其是實驗室建設(shè)面臨各種難題，相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)、建設(shè)思路、框架、功能等都是培養(yǎng)方案中急需要解決的問題。該文對高職物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)進行了初步分析與論述，為其深入研究和建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實驗室；高職院校

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0043-02

從2010年溫家在政府報告明確表示“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”以來，物聯(lián)網(wǎng)在我國進入了高速發(fā)展時期，目前我國已有100多所高校設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，但是建設(shè)了完整物聯(lián)網(wǎng)實驗室，并及時進行更新的只有十幾所著名院校，多數(shù)高校的實驗室還停留在互聯(lián)網(wǎng)實驗室水平上，并且硬件設(shè)備老化比較嚴(yán)重。

我們應(yīng)當(dāng)清楚地認(rèn)識到，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門集成創(chuàng)新型的應(yīng)用性很強的綜合學(xué)科，在人才培養(yǎng)方面不僅要重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)知識，更要重視特定應(yīng)用領(lǐng)域的實際工作能力，因此必須高度重視與理論教學(xué)相輔相成的實驗教學(xué)環(huán)境建設(shè)。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室不僅符合專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，也符合學(xué)校自身建設(shè)發(fā)展的需要，可以提高教學(xué)科研水平、促進學(xué)生就業(yè)、提升學(xué)校競爭力，從而使學(xué)生、教師、高校以及整個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)共同受益。

1 物聯(lián)網(wǎng)實驗建設(shè)的理論

1.1物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)目標(biāo)及意義

（1）根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，在建實驗室時必須明確實驗室要完成的功能，最終要達到什么要求和目標(biāo)。即定位。

就我們寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院來說，2014年我們的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)正式招生，我們物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)目標(biāo)為：能滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不同層次的基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗教學(xué)一體化實驗室。既要滿足物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教學(xué)課程實驗；還要能滿足畢業(yè)設(shè)計、競賽活動和綜合實訓(xùn)；同時為教師深入學(xué)習(xí)、研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供條件，如科研創(chuàng)新等；甚至與社會企業(yè)相合作，能滿足一定的培訓(xùn)和對外開放需要。即我們的物聯(lián)網(wǎng)實驗室面向的是實訓(xùn)教學(xué)與社會培訓(xùn)。

（2）物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的意義

A.提升學(xué)院教學(xué)與科研質(zhì)量。

B.提高學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用操作能力，提升學(xué)校競爭力。

C.為其他院校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)提供一定的參考和借鑒。

D.促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2014年我們的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)已正式招生，這為物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)提供了契機和保障。

1.2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及實驗室框架

通過研究、調(diào)研和借鑒國內(nèi)知名院校的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺，縱向?qū)用嫔希锫?lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可歸納為由三個層構(gòu)成：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

我院以“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”方向為培養(yǎng)目標(biāo)，主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同領(lǐng)域的上層應(yīng)用設(shè)計、數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)使用等能力，使學(xué)生能夠根據(jù)實際應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用實例設(shè)計、開發(fā)、使用、維護物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)等。

根據(jù)既定目標(biāo)，研究從感知層（包括傳感器實驗，嵌入式通訊實驗，RFID實驗等）到網(wǎng)絡(luò)層（包括傳感網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，計算機網(wǎng)絡(luò)，GPRS、WIFI、ZigBee實驗等），再到以面向行業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用層（智能家居系統(tǒng)，智能物流系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備管理系統(tǒng)等）相關(guān)的理論和工程應(yīng)用問題，重點突出實踐能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。整個實驗室主要包括：物聯(lián)網(wǎng)傳感器和傳感網(wǎng)應(yīng)用實驗箱、物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)實驗箱、RFID實驗箱、物聯(lián)網(wǎng)智能家居實驗箱及實訓(xùn)設(shè)備使用監(jiān)管系統(tǒng)組成。實驗室建設(shè)架構(gòu)如下：

2 物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)

2.1建設(shè)原則

物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)應(yīng)真實化、企業(yè)化，其核心是應(yīng)用和服務(wù)。使學(xué)生通過物聯(lián)網(wǎng)實驗室平臺，盡快熟悉工作環(huán)境和物聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科是一門交叉學(xué)科，其綜合性很強，對知識結(jié)構(gòu)、應(yīng)用能力的要求更高，因此物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)應(yīng)符合以下原則：

（1）實驗室建設(shè)應(yīng)與本學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)相一致

各院校應(yīng)充分發(fā)揮和利用自身的優(yōu)勢或特色，在滿足基本共性的基礎(chǔ)上結(jié)合本學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)進行建設(shè)。

（2）充分利用學(xué)校現(xiàn)有的資源，降低建設(shè)成本

高校物理網(wǎng)實驗室建設(shè)可以充分利用原有的網(wǎng)絡(luò)資源和相關(guān)實驗室資源以降低成本。例如，我院已有電子和計算機專業(yè)，在物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)時就可以重分利用電子傳感實驗室和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室。

（3）具有先進性

物聯(lián)網(wǎng)是一門不斷發(fā)展中的新興學(xué)科，實驗室建設(shè)要具備先進性，與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展保持同步。

（4）保證開放性

物聯(lián)網(wǎng)是一個應(yīng)用范圍較廣、創(chuàng)新性強的學(xué)科，實驗室建設(shè)不僅要滿足本專業(yè)教學(xué)和科研的需要，也要滿足其它相關(guān)專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)開和培訓(xùn)需要。

（5）靈活的擴展性

物聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)就是要通過傳感器、射頻等技術(shù)實現(xiàn)物與物的相連，因此要有統(tǒng)一的開放接口，便于實驗室根據(jù)未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和變化，平滑地擴充和升級。

（6）真實化與企業(yè)化

物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、電子電路技術(shù)等多種技術(shù)，因此多學(xué)科教師的共同參與能有助于實驗室功能的完善、保證實驗室操作的真實性。

各高校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室時應(yīng)該讓企業(yè)全程參與，選擇能體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景、符合市場需求的方案，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到先進的、真實的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，并積累實踐經(jīng)驗。

2.2 實驗室建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)包括硬件環(huán)境建設(shè)、軟件環(huán)境建設(shè)和實驗內(nèi)容建設(shè)。實驗室的實驗內(nèi)容應(yīng)該是緊密圍繞著物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程內(nèi)容及行業(yè)應(yīng)用需求的。除了一些通用的專業(yè)基礎(chǔ)類課程實驗外還應(yīng)有體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的綜合實驗室和工程項目應(yīng)用實驗。具體：

（1）自動識別技術(shù)實訓(xùn)室

功能：條形碼（一維碼、二維碼）、RFID（13.56MHz、433MHz、900MHz）單項技能訓(xùn)練及綜合訓(xùn)練。

實訓(xùn)設(shè)備形式：實訓(xùn)箱。

實訓(xùn)項目設(shè)定：構(gòu)建課堂考勤系統(tǒng)作為實訓(xùn)項目；構(gòu)建實訓(xùn)設(shè)備使用監(jiān)管系統(tǒng)作為實訓(xùn)項目。

（2）傳感器應(yīng)用實訓(xùn)室

功能：溫濕度傳感器、光電傳感器、氣敏傳感器、霍爾傳感器、壓力傳感器等常見傳感器應(yīng)用實訓(xùn)，傳感網(wǎng)綜合實訓(xùn)。

實訓(xùn)設(shè)備形式：實訓(xùn)箱，綜合實訓(xùn)系統(tǒng)。

（3）典型無線通信實訓(xùn)室

功能：WiFi、Zigbee、433、GPRS等典型無線通信技術(shù)，嵌入式、移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

實訓(xùn)設(shè)備形式：實訓(xùn)箱。

實訓(xùn)設(shè)備：嵌入式網(wǎng)關(guān)模塊、Zigbee模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、GPRS/3G模塊。

實訓(xùn)內(nèi)容：支持多種典型無線通信技術(shù)實訓(xùn)；支持嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，嵌入式網(wǎng)關(guān)（可兼容ARM11、ARM9、A8內(nèi)核主控芯片）；支持Android開發(fā)類（移動物聯(lián)網(wǎng)）課程。

（4）電子基礎(chǔ)技術(shù)實訓(xùn)室

功能：電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子工藝等實訓(xùn)。

實訓(xùn)設(shè)備形式：電子測量儀器，實訓(xùn)箱。

實訓(xùn)設(shè)備：物聯(lián)網(wǎng)綜合分析儀。

（5）物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)實驗室

功能：工程綜合應(yīng)用實訓(xùn)。

實訓(xùn)設(shè)備形式：實訓(xùn)臺，實訓(xùn)系統(tǒng)。

實訓(xùn)內(nèi)容：系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)硬件搭建、軟件配置及功能擴展。

（6）網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)實訓(xùn)實驗室

功能：有線、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、實施與管理。

實訓(xùn)設(shè)備：雙絞線分析認(rèn)證系統(tǒng)、光纖分析認(rèn)證系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)性能評測系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分析管理維護系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計管理維護系統(tǒng)。

實訓(xùn)內(nèi)容：布線系統(tǒng)施工、故障診斷及驗收，局域網(wǎng)維護、故障定位、性能評測及驗收， TCP/IP協(xié)議分析、數(shù)據(jù)解碼、網(wǎng)絡(luò)維護、網(wǎng)絡(luò)安全、故障診斷、VOIP分析、虛擬化，無線局域網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及仿真。

（7）物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實訓(xùn)室

功能：物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)。

實訓(xùn)設(shè)備：頻譜儀、矢量信號源、示波器、功率分析儀、直流穩(wěn)壓電源、綜合測試儀等構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)電子測量系統(tǒng)，高低溫箱、恒溫恒濕箱等基礎(chǔ)測試儀器。

2.3 工程項目的設(shè)定

在設(shè)置實訓(xùn)項目時，要充分體現(xiàn)工程和應(yīng)用理念，除了在實驗室通過虛擬可完成的典型項目外，還應(yīng)讓實訓(xùn)走出實驗室，讓校園里已實際在用的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程項目發(fā)揮教學(xué)作用，讓校外企業(yè)、行業(yè)主流的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也發(fā)揮作用，加強與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)的深層次多方位合作，使學(xué)生更真實的融入物聯(lián)網(wǎng)的大環(huán)境中。例如：

在實驗室可完成的項目：智能家居綜合實訓(xùn)系統(tǒng)；實訓(xùn)設(shè)備使用監(jiān)管系統(tǒng)。

校內(nèi)真實使用項目：智能農(nóng)業(yè)綜合實訓(xùn)（校內(nèi)生物工程系園林專業(yè)協(xié)助）；智能物流綜合實訓(xùn)（經(jīng)濟管理系物流專業(yè)協(xié)助）；校園智能監(jiān)控與安防綜合實訓(xùn)（校保衛(wèi)科協(xié)助）；智能指紋考勤打卡實訓(xùn)（后勤部協(xié)助）。

3 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)需要根據(jù)學(xué)院已有的專業(yè)條件和實驗條件，充分整合各方面資源建設(shè)，實驗室的建設(shè)應(yīng)該以應(yīng)用為先，源于應(yīng)用并服務(wù)應(yīng)用。使學(xué)生通過物聯(lián)網(wǎng)實驗的學(xué)習(xí)和實踐，掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識，真正成為符合社會和企業(yè)需求的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)高素質(zhì)的實用人才。并且物聯(lián)網(wǎng)是新興技術(shù)，正在快速發(fā)展，實驗室的建設(shè)應(yīng)該不斷的完善，體現(xiàn)先進性和靈活的擴展性。

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