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隨著物聯網技術的發展,其對我國各行各業發展的影響非常巨大。當下我國智能圖書館發展順應時代潮流結合物聯網相關技術,提升了智能化圖書館服務水平。智能圖書館是由現代物聯網技術、計算機智能化和傳統的圖書館共同構成,其是傳統圖書館在現代物聯網和計算機智能影響下的發展方向,是現代圖書館運行的新模式。以下就物聯網技術在智能圖書館中應用的問題與作用進行探討。
一、智能圖書館與物聯網技術的概述
1、智能圖書館。其是由多種智能化系統集成實現圖書館的自動化、數字化、網絡化、電子化的圖書館,它是將智能技術運用在圖書館的建筑之中的一種現代化建筑,是高科技與建筑藝術的有機結合體。圖書館的智能化是在傳統數字圖書館的基礎上朝電子化、網絡化圖書館不斷發展的動態過程,是傳統圖書館發展的延伸,而目前圖書館智能化發展主要是從圖書館建筑設備系統智能化以及信息網絡集成系統智能化。
2、物聯網技術。物聯網(The Internet of things)是指通過射頻識別(RFID)紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的發展主要還是互聯網的深入和延展,物聯網就是通過感應設備感應物品信息,通過B接互聯網的操作,從而對感應的物品進行智能化識別并且智能管理的網絡。
二、物聯網的特征及其主要技術
1、物聯網的特征。互聯網是通過計算機或者通訊設備搜索信息的渠道,而物聯網也需要通過網絡的連接完成操作,但是物聯網與互聯網不同之處就是互聯網是信息傳播的媒介,而物聯網是對物品智能化識別和管理,物聯網與互聯網具體不同特點表現如下:第一、物聯網具有感知物品信息的特點,是通過利用射頻識別、攝像頭等傳感器通過識別條形碼、二維碼或者電子標簽感知物品以獲取物品信息的一種技術。第二、物聯網具有可靠傳送的特點,通過將被掃描的物品傳入互聯網進行信息搜索,從而獲取可靠的信息及資源共享。第三、物聯網具有智能處理的特點,通過運用各種高性能計算、智能技術等對在互聯網上搜索的海量信息進行分析處理以對物品信息進行智能化處理。
2、智能圖書館中的物聯網技術主要有:(1)智能化技術。物聯網智能化技術是利用先進的計算機科學技術代替人工操作的一種智能技術,先利用一些外部的掃描技術將物品的各項信息納入計算機系統之中,在利用其動態化地識別歸納過程,使得物品可以以一種虛擬的狀態被歸置和管理,是將傳統物品管理模式的變革,更進一步向電子化、網絡化和智能化的方向發展和延伸,在智能圖書館中的應用還將圖書館樓宇納入物聯網管理之中,使其分為智能化樓宇系統和智能化信息網絡集成系統。(2)識別技術。物聯網的識別技術是一種相當先進的技術,主要是指利用末端傳感設備和感應設施對物品所附有的信息標識碼例如RFID標簽進行智能識別,獲得物品的相關信息,從而將物品進行流轉和運送處理的目的。是一種高效、便捷和準確的識別方法,大大降低了人工對物品檢索的時間耗費,在當代快節奏的發展速度中越顯優越,因此被廣泛運用于其他行業的物品識別和管理之中。
三、物聯網技術在智能圖書館中應用的體系架構
傳統圖書館對圖書的管理一般采用條形碼識別后連接計算機通過互聯網進行數字化管理的模式,圖書館中大量的文獻書籍借還、盤點、搜索、整理都需要依賴人工操作管理,館員的工作量大。而物聯網技術在智能圖書館中的運用可以避免傳統圖書館管理的這些弊端。物聯網技術的運用大致可分為感知層、網絡層和應用層三個方面,物聯網技術在智能圖書館的應用體系架構。(1)智能圖書館是運用物聯網技術的基礎建筑。智能化圖書館首先應該是建立在圖書館的實體建筑以及圖書館館藏這些實體物質之上,加上圖書館樓宇智能管理系統、自動化辦公系統、通訊與網絡系統等電子化、數字化綜合設備系統,為圖書館進一步的智能化發展奠定了基礎。(2)物聯網技術中的感知系統可以感知圖書館中的文獻書籍上面的電子標簽,識別客戶需求信息并且將識別的信息傳遞到互聯網中分析處理。目前,傳統的IC卡和條形碼依然可以作為圖書館信息的采集,但隨著科技的日益發展,RFID、傳感網絡將會逐漸取代傳統方式的圖書采集,使得運用物聯網技術的智能圖書館更加智能化。(3)物聯網技術通過利用各種通訊網絡工具,包括讀者的電子設備,連接互聯網(WIFI、局域網等)從而使讀者獲取圖書館文獻資源。圖書館運用物聯網技術可以將其他信息服務機構中的分散信息和數據連接起來,整合成有價值的信息為讀者提供知識服務。現階段,我國大部分的圖書館信息傳輸主要還局限于圖書館內的信息互聯,或者是通過像電話網、國家信息高速公路網等公共互聯網平臺。在未來的科技發展中,各種通訊技術的融合將會實現個人獨立互聯網平臺,實現人與人、人與機器、機器與機器之間隨時隨地的通信。(4)物聯網技術具有高性能計算、智能技術等特點,通過物聯網技術的高性能計算、智能技術將互聯網搜索的海量信息進行分析處理,整合出讀者需要的有價值信息。物聯網技術可以使互聯網中大量的信息轉化成知識利用,大量地豐富了圖書館的資源,改變了傳統圖書館自建信息的局限性,極大地提高了圖書館的綜合競爭力。(5)在物聯網的應用層中,智能圖書館將提供圖書館的業務管理系統,用戶可以自助借還書、盤點以及整理,為圖書館的圖書維護、在線咨詢提供方便快捷的服務[3]。
四、物聯網技術在智能圖書館中應用存在的主要問題
物聯網技術在智能圖書館中應用存在的問題主要有:(1)技術問題。目前傳感器設備大部分都是以溫度、濕度設計感應,對信息數據的感應分析不強。物聯網中傳感器的運用是其主要的基礎設施,而物聯網需要的傳感器不僅要有信息感知能力,還需要較強的信息處理能力,所以深度傳感也是物聯網技術實現遇到的重要問題。圖書館都是運用條形碼和磁條自動化集成系統技術作為檢索基礎,要將射頻識別技術端口與自動化集成系統端口整合難度大,而且FRID射頻識別技術是物聯網的關鍵技術,而我國超高頻射頻識別技術還有很多不完善的地方。另外物聯網在智能圖書館中的應用還需要通訊技術的支撐,信息的加工、篩選、存儲和傳輸等方面技術都還不成熟。(2)成本問題。智能圖書館的文獻資料豐富且圖書館的藏書建筑層面多,要在藏書閣上面建立龐大的網絡系統,加上用戶與物品、物品與物品的連接,物聯網技術在智能圖書館的運用將會需要很大的成本。(3)安全問題。物聯網射頻技術中的電子標簽和識別碼都可以被任何遠程設備掃描,并且標簽中的信息將會不加區別地接受閱讀器的指令并且儲存標簽信息,而且射頻識別技術會跟蹤讀者用戶的行蹤、習慣以及偏好等各種安全隱私問題。所以,物聯網如何維護讀者的合法權益也是目前遇到的重要問題。(4)法制建設問題。由于物聯網的發展需要多種技術的整合以及會涉及很多行業領域,所以,需要國家給予政策扶持并且維護物聯網的發展,加上物聯網技術的運用可能會導致讀者個人隱私受到侵犯,國家有關部門也需要制訂相關法律、法規維護讀者用戶的個人權益。
五、物聯網技術在智能圖書館中應用的主要作用
1、提高工作效率。傳統圖書出借方法是在圖書外借時將圖書館藏號和讀者信息進行登記,而這樣相當浪費時間,且如果借書者多的話還會造成擁堵等情況。而智能化圖書館采用物聯網技術將圖書的館藏號和出借情況等信息納入圖書智能化信息數據庫中,采用多項物聯網技術進行管理,對于圖書的出借、歸還和日常處理效率有了質的提升。既減少了圖書館方面在人力方面的耗費,又提升了圖書出借效率,是一項非常實用的技術。(1)簡化文獻采集工作。由于圖書館收藏的圖書文獻數目極多,要對圖書館的館藏圖書信息進行確認和統一,就要動用許多圖書館管理人員和耗費諸多時間,是一項浩大的工程行動。而采用物聯網技術后,只需要根據不同的館藏號進行歸類處理,打印出相關的館藏號進行黏貼和確認,就可以將館藏圖書進行信息化管理,在對圖書文獻進行采集和統計時工業也非常簡便,只需要采用相關的識別機器進行掃碼,就可以完成采集,大大精簡了圖書文獻的采集工作。(2)射頻識別技術自助還書。物聯網的智能識別技術在圖書館中的應用十分廣泛,傳統的圖書歸還程序十分繁瑣,要對讀者信息進行確認,再將館內圖書信息進行核對,耗費諸多人力物力。而利用了物聯網的射頻識別技術,在還書時讀者只要出示相關的讀者卡,利用帶有射頻識別技術的還書系統就可以完成正常的還書行為,而圖書管理員只需要對無法識別或者其他較為特殊的情況進行人工處理即可,大大降低了人工成本,提升了自助還書的效率。
2、實現人性化服務。(1)讀者信息獲取和修改。讀者的信息被寫入到RFID存儲模塊中,利用RFID容量大的特點,在讀者辦理借閱證時,將讀者信息存儲到RFID中,這樣無論是否和數據庫連接,只要使用RFID設備就能很快的對讀者的信息進行或者和修改。(2)圖書有序的定位查找.在RFID中存有書的基本信息目錄和書放的具體空間位置等信息,這樣通過標簽可以有效的確定書籍的位置,讀者可以很快找到自己需要的圖書,原理就是利用RFID通信信號強弱計算距離,再通過書籍的標簽設置。(3)實時檢索和閱讀。讀者對書籍查詢以及相關信息查詢可以很快速的檢索到,這樣讀者可以隨時隨地對書籍信息進行下載,查閱。快速的訪問圖書館資源。不受空間和時間的限制,極大的方便讀者,也大大提高了圖書館書籍資源的利用率。(4)信息定制。當讀者在圖書館的特定區域時候,通過終端設備比如我們的手機,就可以搜索到圖書館書籍的一些相關信息、讀者的借閱信息、圖書館的服務信息。這就要求讀者要對圖書館數據進行定制,這樣利用自己的終端設備手機就可以接收到信息的推送通知服務。讀者可以根據自己的需要制定信息通知,搜索書籍資源。(5)全天候自助借還服務。讀者可以在電子設備上完成借書還書的工作,節約時間不用到圖書館排隊等候,對借閱流程快速處理,簡單快捷,圖書館的圖書利用率也大大提高,一般自助借還服務在全天24小時都可以完成,只要有終端連接到圖書館信息數據庫。(6)圖書管理和整理。在讀者對資料進行閱讀的時候,采用遠距離讀寫器監控,讀者在特定區域閱讀查看資料,如果超出監控區域,就會自動報警,這樣可以有效的杜絕閱讀的不文明行為。在工作人員對書籍資料進行整理的時候只要用讀寫器對書架掃描一下就可以查看出書籍是不是擺放正確,這樣在工作人員對圖書整理提高了效率,也為讀者找書提供方便。
3、實現圖書館館舍智能化。圖書館館舍都具有規模較大,管理較為困難的特點,導致對于圖書的日常管理和圖書館管理無法進行及時處理。而采用了物聯網技術后,可以利用監控、能耗設備等控制設備將整個圖書館館舍納入計算機系統的管理中,對整個圖書館館舍的照明、設備、圖書和安保等都進行智能化的統一管理,對于圖書儲存環境還可以根據舍內的智能化監控系統進行溫度、濕度等方向的監控,進行及時的處理和保護圖書,大大提高了圖書館館舍管理效率。
結束語
綜上所述,物聯網技術在智能圖書館中的應用,就是要將物聯網的核心技術更好地融入智能圖書館的圖書管理、整理、外借和歸還等一些重要方面,促進圖書館日常工作更有序和便捷地進行。
參考文獻:
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【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯網(Internet of Things,IOT)又稱傳感網,指的是將無處不在的末端設備和設施,包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、視頻監控系統和“外在使能”的各種資產、攜帶智能終端的個人與車輛等,通過各種無線或有線的通訊網絡實現互聯互通,從而提供安全可控乃至個性化的實時監控、定位溯源、報警聯動、遠程控制、安全防范等管理和服務功能,實現任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業的革命性發展。目前物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點,其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。并且隨著科學技術的不斷發展,物聯網技術將催生新的產業,形成新的經濟增長點,其發展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過了35所高校獲批開設物聯網相關專業,新設專業將自2011年開始招生。在2011年,又有27所高校設置的“物聯網”專業通過了教育部的審批。
二、教學實踐與教學方法的初步探索
筆者所在的大學還未申報物聯網專業,但與物聯網技術相關的支撐專業門類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學技術、計算機科學與技術、控制工程及測控技術及儀器等專業。基于此,筆者在2011年連續兩個學期開設了物聯網技術導論的公選課,學生選課非常踴躍,170人的選課規模每次都爆滿,從這可以看出當前本科生對物聯網等新生技術具有非常強的學習欲望。針對物聯網技術的特點,在現有教學技術的基礎上,對教學方案進行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結合選課學生的特點:不僅有理工科學生,還有社會科學類學生,選擇了周洪波博士所編寫的《物聯網技術、應用、標準和商業模式》一書。此書以通俗易懂的方式,指導學生了解物聯網世界,且不需要較強的專業背景,適應不同專業的學生。
2.嚴格修訂教學大綱,合理安排教學內容。
教學大綱不僅是進行教學內容及進度的依據,也是考試考查的依據,更是教學質量評估的依據。一個好的教學大綱,非常有利于教學質量的提高。在教學內容上,首先講述物聯網產業的發展與機遇,讓同學們明白物聯網技術無論是在經濟、生活以及國家戰略上都有非常重要的前景。讓同學們掌握互聯網、物聯網以及它們的區別與聯系,并了解基于四大技術的物聯網支柱產業群,分別為RFID從業人員、傳感網從業人員、M2M人群以及工業信息化人群;其次,著重講述物聯網產業鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統,或者也可稱之為感知層、網絡層和應用層。讓學生了解物聯網的通訊與連接,包括短距離無線通訊技術、長距離無線通訊技術、短距離有線通訊技術和長距離有線通訊技術。在物聯網應用方面,通過物聯網在城市市政管理、農業園林、醫療保健、智能樓宇和交通運輸等方面和同學們進行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術,讓同學們對整個物聯網系統有更進一步的了解。
3.教學方法和教學互動
物聯網是個實用性很強、發展前景很廣的技術。將來物聯網會發展到什么程度,對人類的科技和生活會產生什么影響,都是一個未知數。因而在教學過程中,筆者非常注意和學生互動,讓同學們發揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯網的存在,人們的生活所發生的翻天覆地的變化。在上課過程中,筆者既有講述的環節,有和學生互動的環節,更有讓學生分組討論的環節。筆者希望此課程是個開放的課程,學生不僅能學到知識,更能發揮自己的主觀能動性。同時,通過運用多媒體等途徑來呈現物聯網所存在的問題和發展前景,請同學們利用已有知識,并發揮自己的想象嘗試提出解決方案,設置懸念,然后抓住重點、熱點作深入分析,最后上升為理論知識。從而使課程生動形象,對錯分明,環環相扣,印象深刻,氣氛活躍。當然,這種講課方式有一個前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實現這種溝通,理解是基礎,也即心靈交融,才能實現交往、溝通。
4.考核方式
為了適應物聯網技術應用型人才培養目標的要求,筆者在考核方式上突出強調學生對物聯網技術的基本概念掌握和發展前景設想,同時考查學生的論文寫作能力,從而實現對學習過程的督促與考核,客觀完整地評價學生的學習效果。在考核的評價標準上學生的成績由學生上課過程中的討論報告、出勤率和最終課程論文三個部分組成。其中討論報告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學生進一步了解物聯網技術,又能發揮學生的想象力和主動性,并能讓學生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。
三、結束語
物聯網是一個新興的產業和技術,筆者依據物聯網專業的特點,結合我校應用型人才的培養目標,從物聯網專業設置的現狀、教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了初步的探討。經過幾個學期的教學探索,摸清了教學規律,優化了教學過程,改進了教學方法,使學生具有合理的知識結構,理論與實踐相結合,從而具有解決實際問題的能力、開放的思維和協作能力,能夠暢想未來,把握經濟、社會和科學發展的大趨勢,以適應社會經濟和本科生教育信息化發展的需要,成為能夠適應21世紀新挑戰的復合型高端人才。
參考文獻
1 周洪波.物聯網技術、應用、標準和商業模式[M].北京:電子工業出版社,2010
2 康曉慧、羅霄鳳、張梅等.植物病理學方向研究生教學改革與探索[J].安徽農業科學,2012(2):1225~1227
一、物聯網的概念
物聯網(Internet of Things,簡稱IoT)是新興的IT技術,它是指通過把射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,嵌入和裝備到公路、建筑、電網、供水系統、大壩、油氣管道等各種各樣的物體中,再結合現有的互聯網,實現人類社會與物理系統的整合的一種IT技術。
在這個經過整合的物聯網當中,通過互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享,另外中心計算機群也能對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施進行實時的管理和控制。通過這樣一種技術手段,人類就能以更加精細和動態的方式管理生產和生活,達到“智慧”狀態,從而提高資源利用率和生產力水平大學管理,改善人與自然間的關系。
二、基于大學校園管理的物聯網關鍵技術
1. 感知技術
物聯網多通過RFID技術、傳感器來達到感知的目的。
RFID(Radio Frequency IDentification)技術,中文名為射頻識別技術,它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動、快捷、方便地識別目標對象并獲取相關數據,從而實現對各類物體在不同狀態(移動、靜止、惡劣環境)下的自動識別和管理。
傳感器是能感受規定的被測量,并能按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,多為敏感元件和轉換元件組成,用來感知信息采集點的環境參數。
2. 傳感器網絡
傳感器網絡是一個分布式智能化網絡系統。它在每個節點配備了傳感器、無線電收發器、微控制器和能源裝置等部件,再通過這些部件的協作,就可以監控不同位置的物理、環境狀況論文參考文獻格式。
3. 無線網絡
無線網絡指的是使用無線電技術進行傳輸的計算機網絡,它是有線網絡的延伸,和有線網絡功能相似,只是傳輸技術不同而已。它的優勢是在沒有有線網絡的地方,或是移動的環境下,也能同樣地連接上網絡。
4. 數據融合技術
數據融合技術是利用計算機技術、人工智能等技術,將來自多個傳感器的觀測數據進行采集、過濾、自動分析、綜合處理,進而得出相應的估計、決策等信息,以便輔助人們進行管理、決策工作。
三、物聯網在大學校園管理中應用的前提條件
大學作為年輕人密集的地方,同時也是高級知識分子集結地,在大學校園管理中運用物聯網技術,能迅速被人們接受和運用。且目前很多高校都擁有多年的校園網絡建設,已擁有校園網及校園無線網絡。這些都為物聯網在高校管理中的運用提供了前提條件。
四、物聯網技術在大學校園管理中的應用
1. 應用于圖書館檔案室管理
利用物聯網構建新型的高校圖書館、檔案室管理平臺大學管理,可以創新很多管理辦法。
圖書館、檔案室工作人員將RFID標簽貼在圖書、檔案中,通過標簽中的芯片和天線,再利用物聯網構建出RFID的無線射頻智能系統,這樣就能讓圖書、檔案擁有了GPS的定位功能。圖書、檔案在移動過程中,一旦經過館室中的各個檢查點,就立刻并跟蹤并記錄下來,并在服務器中儲存相關信息。這樣子,師生們在電腦上輸入書名、檔案的師生姓名,就能實時地掌握圖書、檔案當前的具置,再使用便攜式的掃描設備、手持機等工具進行跟蹤,就能快速找到自己想要的書籍、檔案。物聯網技術的引入,使得以前單純依靠號碼、人工查找的辦法得到了智能化的改革。
依據物聯網技術,還可以設計出圖書自助借還設備,師生們在借還圖書時,可以來到自助借還設備前邊,讓設備自動讀取借書證和圖書,由于使用RFID技術,設備可以在幾十厘米到幾米距離內讀取圖書,還可以一次讀取多本圖書,這樣子就提高了圖書借還速度,比之前使用條形碼,由圖書館工作人員現場一本一本地辦理借還手續高效得多。同時大學管理,設備還可以提供24小時借還圖書服務,為高校師生提供更為方便的服務。
在高校圖書館、檔案室中引入物聯網技術,將能為這些地方的管理提供靈活高效、減少人力的智能化方案。
2. 應用于校園安防管理
在物聯網安防管理平臺中,通過射頻識別、圖像識別、GPS、無線傳導網絡、遙感等技術,并結合日常的視頻監控系統,全面感知校園的環境、人和物的變化,而計算機系統將這些感知信息進行匯總、處理,適時地進行提示或報警。通過物聯網技術,我們就可以全方位地提升校園的安防自動化程度,實現智能化的識別和管理,提高效率,節省人力,從而更好地進行安防管理論文參考文獻格式。
當有物體闖上校園的圍墻或其他敏感區域時,系統通過在這些區域的紅外激光、次聲壓傳感檢測器、感應光纖等傳感終端,判別闖入物體的大小和具置,并通過傳感網絡調轉相應的攝像頭監控該區域,同時依靠圖像識別技術跟蹤闖入物體,相應的提醒信息也立即發送到中心和高校保衛人員的手持設備中。在得到提醒后,保衛人員就能立即調取該攝像頭的畫面。經過觀察后,當確實需要派保衛人員趕到現場時,物聯網安防管理平臺還可以利用地磁傳感器、校道旁安置的無線傳感節點、無線傳感網,以及保衛人員身上的手持終端大學管理,實時把握保衛人員在校園內的定位,以此中心就能方便地調度最近位置的人員前去現場。
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)09-0081-02
0 引 言
物聯網的英文名稱叫“the Internet of things”,就是“物物相連的互聯網”。有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將物聯網與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。物聯網技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。
1 高職院校物聯網人才培養之路
科技發展,人才是基石,物聯網這個信息化社會發展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創造和服務。2010年年初,教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知,眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯網工程、傳感網技術和智能電網三個物聯網相關的專業。全國物聯網相關人才缺口量在18萬以上,所以物聯網工程、傳感信息工程專業的畢業生就業前景廣闊。
1.1 物聯網企業人才需求分析
按照圖1所示的物聯網三層體系結構,可以將感知、傳輸、應用按物聯網產業分為感知產品制造業、傳輸產品制造業、應用產品制造業和系統集成四大類。
對應的具體企業大致有如下四個子產業:一是傳感器與RFID 的生產制造與測試;二是傳感器節點與嵌入式軟硬件無線網關設計、生產與測試;三是物聯網應用軟件設計與測試;四是物聯網系統集成與網絡服務。
圖1 物聯網的三層體系結構
支撐企業的崗位需求大致有以下五類:
(1)集成電路制造業,包括物聯網電子產品集成電路的PCB板的輔助設計、電子產品的生產、工藝、封裝、測試與管理和生產設備的管理維護等崗位;
(2)電子產品制造業,包括電子元器件的輔助設計、生產、工藝、封裝、測試與管理、貼片機等設備的管理維護;
(3)網絡通信產品的生產和服務,包括3G和4G通信服務、無線通信技術服務(WiFi、GPRS、Zigbee等)、有線網絡通信服務、GPS或北斗衛星通信服務;
(4)數據庫/中間件服務業,包括物聯網數據庫/中間件的安裝、調試、維護與管理工作;
(5)軟件服務外包業,包括物聯網傳輸層通信軟件開發、物聯網應用層軟件開發等。
1.2 物聯網企業對高職院畢業生的要求
根據無錫職業技術學院周志德教授的物聯網企業調研分析數據可以看出,物聯網企業在大專高職院校的學生需求主要集中在產品生產、測試、運維、銷售和項目管理等崗位。表1所列是物聯網企業工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯網專業群建設
物聯網技術不是一個全新的技術,它是計算機、通信和網絡技術的綜合體。所以物聯網技術專業也不是一種專業技術所能覆蓋,而必定是一個專業群才能支撐。物聯網技術是現有計算機應用技術、應用電子技術、電子信息工程技術、通信技術和軟件技術等專業的交叉結合技術。筆者考查了無錫職業技術學院物聯網學院的專業建設和機構設置,覺得很有創新價值和指導意義。表2所列是無錫職業技術學院的物聯網專業機構設置。
這種設置通過將計算機技術系和電子信息系合并,從而實現了教師、實驗實訓室的共享,打破了教師資源、硬件資源的分割,解決了硬件資源重復建設的浪費問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業。
3 以項目為導向、實踐為綱的培養模型
高職辦學的生命就是職業技能教育,培養物聯網技術人才就是要培養為物聯網企業和行業服務的技術型或技能型人才。這兩樣人才的培養需要進行大量的項目實踐鍛煉,所以高職院校不可能走脫離實際、只講書本理論的老路,必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實訓實踐項目做支撐。
以物聯網市場需求為導向,因此,實訓實踐項目的開展就要圍繞以下幾個方面:
(1)物聯網設備安裝、調試、維護,工程項目施工管理;
(2)傳感器等感知元件輔助設計、生產工藝、封裝、測試、維護和管理;
(3)嵌入式應用網關等產品輔助設計、生產制造、封裝、測試、維護和管理;
(4)物聯網應用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護與數據庫管理;
(5)智能樓宇弱電項目施工管理,弱電設備與自控設備的安裝、調試、檢測、驗收與維護。
所以,開展的實訓可以分為基礎模塊實訓和綜合模塊實訓。基礎模塊實訓如電子工藝實訓、PCB實訓、電子產品制作實訓、物聯網項目綜合布線實訓、傳感節點實訓、數據通信實訓、應用程序實訓等。綜合模塊實訓如物聯網項目綜合實訓、物聯網項目規劃實施實訓等。
在基礎模塊實訓注重一步步圍繞專業技能打下良好的動手基礎,并且進一步鞏固所學基礎知識點。在綜合模塊要模擬工廠環境或者研發企業環境,從熟悉工程項目招投標、預決算、設備采購到編制項目實施計劃,協調資源并按計劃推進項目實施。這些角色由項目經理負責協調指揮。硬件小組負責硬件原理圖繪制、PCB圖設計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負責底層開發、應用層開發等。最后,項目所有成員進行統調測試,編寫項目技術要求書、需求規格說明書等技術性文檔。
4 結 語
在校企合作上,最好是企業能夠向學生提供實習崗位,提供企業中的實際問題作為論文研究的題目或設計任務完成畢業論文或設計,教師參與企業的科技攻關項目等。這樣,教師通過合作科研、提供咨詢、參與產品或解決方案的開發,服務于企業;學生通過實習、實踐項目,完成畢業論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作,使物聯網這樣的朝陽產業在人才培養上不斷檔、不斷層,最終學校和企業都能夠良性互動,可持續發展。
參 考 文 獻
[1]鄭小發. 物聯網工程專業中高職院校教學課程實驗體系研究[J]. 物聯網技術, 2012,2(2): 83-85.
[2]陳志峰,施連敏. 高職院校物聯網技術專業特色資源庫建設實踐[J] 中國教育信息化,2011(9):31-33.
云計算誕生于二零零六年,二零零八年云計算得到大面積推廣,云計算的誕生立即引起全球信息行業的廣泛關注,云計算的出現給IT行業發展帶來了新的改革浪潮,云計算的特征是:按需服務、共享資源、按需付費、網絡面廣。云計算作為二十一世紀新興的技術,徹底改變了傳統軟件工程。云計算現如今已經被應用到了各個領域。云計算的核心技術有海量數據存儲與計算、虛擬化技術、分布式存儲技術、并行編程模式技術。云計算實現了將龐大數據拆分成若干子程序進行分布處理,處理后發送給服務器群計算,最后將分析處理結果統一融合后回傳給用戶。狹義上來說云計算是通過計算機和各類用戶終端實現信息交互和應用。廣義上講云計算是一種強大的網絡服務模式。云計算的虛擬化技術將一臺計算機虛擬化成多臺計算機,使資源利用率提高,從而降低成本。云計算的分布式計算技術,實現了根據使用需求情況分布資源。另外,云計算相比傳統硬件平臺相比,維護費用低廉,管理方便易操作,無需大量的資金支持。
2 物聯網概念
物聯網是互聯網的重要組成部分,物聯網是物物相聯的互聯網,物聯網的基礎仍然是互聯網,物聯網是以互聯網為基礎發展和延伸出來的網絡。物聯網最早提出于一九九零年。一九九一年麻省理工學院開始對物聯網進行研究,一九九九年麻省理工學院對物聯網做了實驗。物聯網底層數據的感知是物聯網技術的基礎,在物聯網感知層中,呈現出的特點是數據量大、種類多。物聯網感知采用了信息后,通過傳輸層實現數據與傳遞。物聯網按照功能分為三層:應用服務層、網絡傳輸層、感知控制層。物聯網應用十分廣泛,現如今幾乎已經滲入到人類生活的各個方面。例如:智能交通、智能家居、資源管理、科研實驗、醫療領域、軍事領域。物聯網的發展和推廣受到了國家的重視。但就目前來看,物聯網技術不論是技術上,還是理論上仍然處于發展階段,距離物聯網普及和大面積應用仍然有著一定的距離。
3 基于云計算的物聯網系統架構
從物聯網技術的特征來看,未來物聯網技術更新和改革離不開對云計算的應用,云計算的優勢是物聯網技術所需要的,物聯網的推廣和應用必然不能缺少云計算,物聯網數據產生和收集過程具有實時性和不間斷性,處理時間的延遲必然會導致數據量的擴大。但由于數據量大、節點有限、存儲點等技術限制,必然影響物聯網性能。云計算的分布式技術,便可很好的解決這些問題,使物聯網實現有效的控制多源、多位置的不同數據處理。云計算和物聯網的融合,使物聯網獲得了強大的計算能力和存儲能力,云計算搭建了一個輔助物聯網的平臺。
基于云計算的物聯網系統架構主要包括了三個層次:物聯網中間件層、物聯網基礎設施層、物聯網應用層。這三層相互協調融合構成了物聯網系統,向人們提供服務。
3.1 物聯網應用層
物聯網應用層是整個物聯網系統架構的核心內容,應用層通過應用管理中提供管理工具,其中包括:用戶管理、資源管理、安全管理、影像管理。每一個管理工具能夠為用戶提供不同的服務,用戶管理包括:用戶賬戶管理、計費管理等等。安全管理包括:用戶身份驗證、用戶資料保護等等。資源管理包括:資源恢復、故障檢測等等。影像管理包括:應用生命周期管理、影像部署等等。
3.2 物聯網中間件
物聯網中間件層是整個物聯網的連接媒介,包含著整個物聯網的所有中間件產品。所包括的功能有:感應設備管理、智能終端接入等等,除此之外,還具有面向服務的物聯網應用的功能。
3.3 物聯網基礎設施層
一、會議主題
2015年是網絡強國戰略的起步年。網絡強國離不開自主可控的安全技術支持,只有實現網絡和信息安全的前沿技術和科技水平的趕超,才能實現關鍵核心技術的真正自主可控,才能實現從戰略層面、實施層面全局而振的長策。當前,信息網絡應用飛速發展,技術創新的步伐越來越快,云計算、大數據、移動網絡、物聯網、智能化、三網融合等一系列信息化應用新概念、新技術、新應用給信息安全行業提出新的挑戰。同時,國際上網絡安全技術事件和政治博弈越來越激烈和復雜,“工業4.0”時代對網絡安全的沖擊來勢洶涌。我們需要全民樹立建設網絡強國的新理念,并切實提升國家第五空間的戰略地位和執行力。本次會議的主題為“科技是建設網絡強國的基礎”。
二、征文內容
1. 關于提升國家第五空間的戰略地位和執行力的研究
2. 云計算與云安全
3. 大數據及其應用中的安全
4. 移動網絡及其信息安全
5. 物聯網安全
6. 智能化應用安全
7. 網絡監測與監管技術
8. 面對新形勢的等級保護管理與技術研究
9. 信息安全應急響應體系
10. 可信計算
11. 網絡可信體系建設研究
12. 工業控制系統及基礎設施的網絡與信息安全
13. 網絡與信息系統的內容安全
14. 預防和打擊計算機犯罪
15. 網絡與信息安全法制建設的研究
16. 重大安全事件的分析報告與對策建議
17. 我國網絡安全產業發展的研究成果與訴求
18. 其他有關網絡安全和信息化的學術成果
凡屬于網絡安全和信息安全領域的各類學術論文、研究報告和成果介紹均可投稿。
三、征文要求
1. 論文要求主題明確、論據充分、聯系實際、反映信息安全最新研究成果,未曾發表,篇幅控制在5000字左右。
2. 提倡學術民主。鼓勵新觀點、新概念、新成果、新發現的發表和爭鳴。
3. 提倡端正學風、反對抄襲,將對投稿的文章進行相似性比對檢查。
4. 文責自負。單位和人員投稿應先由所在單位進行保密審查,通過后方可投稿。
5. 作者須按計算機安全專業委員會秘書處統一發出的論文模版格式排版并如實填寫投稿表,在截止日期前提交電子版的論文與投稿表。
6、論文模版和投稿表請到計算機安全專業委員會網站下載,網址是:.cn。
聯系人:田芳,郝文江
電話:010-88513291,88513292
在整個的物聯網構架中包含了傳感網和互聯網兩個部分,它們功能不同,傳感網負責信息的采集和傳遞,互聯網則是去實現這種信息的傳輸,可見二者是相互相存的,缺一不可。就物聯網技術論文而言,它包括射頻識別、傳感以及智能嵌入等技術,我們可以通過這些技術的相互連接來實現對世界上眾多事物的網絡覆蓋。
1.1 射頻識別技術(RFID)
即是通過將無線傳感網絡采集到的規范及各種具有互用性的信息傳輸到中央信息系統,再通過中央信息系統進行相關的識別和通信,最后配合開放性的計算機網絡來實現各種信息的交換和共享。
1.2 傳感技術
通過利用各種傳感器將自然信息源處的信息進行識別和處理,其中識別主要是將已經處理了的信息進行辨識分類,而信息處理則是對信號的預處理、選擇、后處理以及信息特征的提取等。
1.3 嵌入式技術
簡單而言就是操作系統、計算機硬件與應用程序所組成的一個捆綁系統,計算機實為信息處理的部件,在嵌入式技術的應用中,可以通過嵌入式的系統終端借助網絡來進行感知。
1.4 Wi-Fi
Wi-Fi是將電腦和手機等終端通過無線連接的方式連接起來的一種技術,它是接入點下的無線網絡結構。
2 物聯網技術在智能化住宅小區中的應用
基于前文的概念簡述,我們將對智能化小區中的RFID和傳感器技術的應用進行分析。
2.1 無線傳感器網絡技術的應用
就無線傳感器網絡技術而言,它是物聯網在智能化小區實際應用中的一項關鍵技術,它不僅僅是實現了各種物理信息與網絡間的連接,同時還將物聯網通過嵌入式技術進行處理的已經檢測和感知過的信息集成,進行相應的數據傳輸。智能化住宅小區通常采用樹狀的無線傳感器網絡結構,這樣的網絡結構使得信息基礎可靠,便于控制。并且,其節本結構包括了傳感器和TIZC3530 無線模塊等組成部分,此結構中對于數據的處理、管理和轉發都是由協調器完成。對于傳感器節點來說,經過通電復位便會搜索到協調器節點,如果確實不能搜索到協調器節點,我們還可以通過路由器來完成搜索,這樣也可以實現協調器與網絡的連接。協調器與PC機通過串口相連,最后再通過超級終端來實現命令的發送以及數據的顯示。
終端節點連網之后,需要出于一種待機的狀態,需要發送相關數據時,才會對相應的網絡路徑進行數據的接收與發送。就智能化住宅小區的無線傳感器網絡來說,其核心是 TIZC3530 無線射頻芯片,對于其終端節點而言,是可以靈活放置的,可以大大節省功耗,有效提升監控能力。此外,如果小區業主家中也設置相關的傳感器節點,同樣可以通過無線網與互聯網相連來完成對家中的環境實現遠程監控。
2.2 射頻技術的應用
征文內容如下:
1.計算機安全、下一代網絡安全技術;
2.網絡安全與網絡管理、密碼學、軟件安全;
3.信息系統等級安全保護、重要信息系統安全;
4.云計算與云安全、物聯網的安全;
5.移動互聯網的安全信息安全保障體系、移動計算平臺安全性研究;
6.信息內容安全、通信安全、網絡攻防滲透測試技術;
7.可信計算;
8.關鍵基礎設施安全;
9.系統與網絡協議安全分析;
10.系統架構安全分析;
11.面向業務應用的整體安全保護方案;
12.信息安全漏洞態勢研究;
13.新技術新應用信息安全態勢研究;
14.Web應用安全;
15.計算機系統安全等級保護標準的實施與發展現狀;
16.國內外電子認證服務相關政策與標準研究;
17.電子認證服務最新技術和產品;
18.電子認證服務應用創新;
19.電子認證服務行業研究和熱點事件解析;
20.可靠電子簽名與數據電文的認定程序/技術規范/應用規范/應用案例分析;
物聯網技術可以實現信息、軟件、硬件的共享,還可對共享的數據進行統一維護與管理。物聯網技術背景下的物流企業管理,是指物流企業為實現智能管理、遠程控制等目的,利用物聯網技術,對物流過程中的所有信息進行實時共享與處理的活動。運用物聯網技術,可使物流企業的管理更加具有時效性,也更易控制。同時,還可以有效降低企業的管理成本,提高企業的運轉效率。由此可以看出,物聯網技術主要為企業管理服務,這也是物流企業迎合時展的必然產物。
物聯網背景下的物流管理現狀
1.物流公司應用物聯網技術的現狀
目前,許多先進的物流公司已將物聯網技術融入到日常管理中,但這些應用多是在日常工作、基礎信息化建設或企業辦公上。而對于物聯網最核心的技術———幫助企業進行管理決策的技術,卻還沒有得到充分應用。而且很多小型的物流企業,仍在使用傳統的信息系統進行管理。由此可見,物聯網技術在物流管理中的應用具有極大的發展潛力。
2.物流管理中物聯網應用存在的問題
(1)目前,物流公司應用物聯網仍處于起步階段,物聯網的核心技術仍未得到充分的應用。特別是在一些中小型物流公司,對物聯網的應用只是流于表面,使物聯網技術的優勢在企業不能充分利用,沒有對企業的物流管理提供幫助。(2)在一些已應用物聯網技術的物流公司中,大多也只是一些初級功能的應用,如辦公平臺、管理軟件等,而缺少對RFID等的應用。(3)物流管理是一個系統的流程,每個公司都有一套自己的業務流程,這使得不同企業之間通過物聯網進行交流變得十分復雜。而近年來物流公司應用物聯網技術大多是向國外或國內典型的大公司學習,這種應用模式使得各個物流公司的物聯網應用功能變得單一,而不能充分發揮出其應有的作用。
物聯網背景下物流管理面臨的多維度協同問題
1.物流信息管理協同問題
物流企業的管理范圍,隨著物聯網技術的應用,也從最初的生產層擴展到了管理層。范圍的擴大,導致企業在信息的傳遞過程中,不可避免地會遇到信息不對稱問題。信息是做好多維度協同的重中之重,信息的不對稱,會對企業的物流管理造成極大的阻礙。
2.物流戰略管理協同問題
目前,許多物流企業的資源并沒有得到充分的運用,造成極大的資源浪費。如何合理規劃和配置物流企業的各項資源,使企業的設備和人力等資源發揮出最大的作用,建立起配送中心、各網點之間的信息互通、資源分配及協同合作,是目前物流公司亟需解決的戰略管理協同問題。
3.物流配送管理協同問題
隨著城市化建設的持續發展和公眾生活水平的提高,道路上的私家車越來越多,導致道路普遍存在擁堵現象。而擁堵不僅使得物流的運輸時間成本變大,而且使得一些有時間限制的物流快遞無法按時送達。為此,如何在快遞配送過程中綜合考慮路況因素,將快遞配送和路況信息管理結合起來,形成協同效應,以使在不同的交通情況下,也可以實現用時間—人力成本最小的成本完成快遞配送,是目前物流公司亟需解決的物流配送管理協同問題。
4.物流服務質量管理協同問題
隨著電子商務的持續發展,公眾對物流服務水平的要求也越來越高。許多物流企業已經把服務當作了一個戰略目標,有的物流公司甚至提出了“門對門服務”的理念,以期提高公司的競爭力,爭取更多的客戶。從目前情況來看,如何建立起一套較為完善的物流服務質量考核標準,將物流服務納入企業的績效考核中,與信息管理、戰略管理、配送管理形成協同,成為了目前物流公司亟需解決的服務質量協同問題。
物聯網背景下多維度協同物流管理框架
物聯網是由感知層、網絡層、應用層、管理層組成,與之相對應的物流管理幾個維度是,技術協同、信息協同、服務協同、管理協同。感知層對應的技術協同,包括物聯網關鍵技術在物理管理中的應用、應用標準建設等;網絡層對應的信息協同,包括物聯網的無線傳感網絡、組網方式、通信網絡等;應用層對應的服務協同,包括物流公司與上下游供應鏈公司之間的合作和競爭、公司為客戶提供的實時感知、智能投遞、人性化、增值化等的服務;管理層對應的管理協同,包括物流公司內部的管理和國家對行業的引導調控,主要體現為公司主系統對各個業務維度之間的協同管理,實現各個業務維度的優化協調和配置,建立一個結構完善、功能強大,遠遠優于原系統的物流管理平臺,以此達到協同效應,也就是1+1>2效應。
1.技術協同
物聯網是一個較為廣泛的概念,涉及的技術范圍也十分廣泛,如無線傳感技術、RFID技術、組網通信技術、感知技術、安全密保技術等。技術維度的協同,是指通過這些物聯網技術,為物流管理平臺提供一個信息實時交互、共享的環境。其目的在于實現各個維度之間的同步運行和信息協同,增加維度與維度之間的透明度,幫助管理者進行決策,為信息協同、服務協同、技術協同提供技術支持和保障。
2.信息協同
信息協同是物流管理中最基礎的協同需求,如果信息不協調,那么,其他所有協同都是無用功。傳統的分散式物流管理方式,很容易出現各個業務維度之間不兼容而導致信息不協同。而應用物聯網技術的協同管理,可以從物流管理的整體角度,解決物流管理中的信息傳輸與共享,實現信息的協同管理。
3.服務協同
服務協同是物流管理平臺中較為宏觀的協同內容,包括了物流業務過程中所有和公司外部之間的信息交互和協同,如對外的海關、物流監管、財務銀行、合作企業、客戶等。一方面,服務平臺包括向外部提供物流產品和管理服務、訂單受理,以及通過GPS和GIS系統對運輸車輛進行調度和跟蹤;另一方面,建立面向外部的企業網站,根據具體物流企業的需求,建立一個門戶網站,方便客戶下達訂單、查詢物流信息、追蹤郵件等。
4.管理協同
管理是物流公司的核心工作,傳統的物流行業在物流管理理念和技術方面較為落后,這主要是因為物流行業只是提供一些簡單的服務組合,而不能提供一個綜合性質的物流服務,而且物流公司對管理的重視性、要求度也不高。傳統的分散式物流管理理念,是建立在權責明確、分工清晰基礎上的,強調各個業務之間的獨立性,而忽視對整個業務流程的整體認識,只重視對內部資源的優化,而忽視各個業務模塊之間的協同。而在物聯網背景下的管理協同,則強調各個業務維度之間的協同、配合,并將內部資源與外部資源進行整合,使物流公司的信息傳輸流暢,以實現多維度協同的物流管理新方式。
作者:邱劍峰 單位:浙江萬里學院
參考文獻:
[1]胡寶寶.基于EPC物聯網的IT制造業物流信息化管理研究[D].重慶:重慶理工大學(碩士學位論文),2011.
[2]劉勤.多維區域物流網絡系統及協同運作研究[D].武漢:武漢大學(博士學位論文),2012.
(試 行)
一、 網絡類題目的特點
學生絡類題目的特點主要以校園網、小型企業網、大型企業網(多地互聯)為應用場合,進行網絡工程設計類或網絡安全類論文的寫作。
二、 網絡工程設計類論文的寫作
1.論文寫作要求
類似于投標書,但有不同于投標書,不要有商務性質的內容(項目培訓、售后服務、產品說明書、產品報價……),也一般不考慮具體綜合布線(職院學校的要求),主要傾向于其技術實現。
2.論文寫作基本環節
采用工程業務流程,類似于軟件工程:
1)需求分析
2)功能要求
3)邏輯網絡設計(設計原則、拓撲結構圖、背景技術簡介、IP地址規劃表),也稱為總體設計
4)物理網絡設計(實現原則、技術方案對比,一般考慮結構化布線),也稱為詳細設計
5)網絡實現(設備選型和綜合布線屬于這個階段,但我們主要強調各種設備的配置與動態聯調以實現具體目標)
6)網絡測試(比較測試預期結果與實際結果)
具體實現通過采用Dynamips 模擬平臺和Cisco Packet Tracer(PT)模擬平臺。
3.注意事項
1)抓住題目主旨和側重點(類似題目的需求不同,取材角度不同、參考資料的取舍也不同。不同的應用場合會采用不同的拓撲結構、路由技術(BGP、RIP、單區域和多區域的OSPF)、交換技術(Vlan、生成樹、鏈路聚合、堆疊)、訪問(接入)技術、安全技術等,只有這樣題目才能各有千秋,否則就都變成了XX公司(校園)網絡設計。)
2)不要有商務性質的內容(項目培訓、售后服務……)
3)不要產品使用說明書和安裝調試說明書
4)不建議包含綜合布線的整個過程。
4.存在的問題與案例分析
1)結構不太清楚,有些環節沒有
2)不應有產品說明書,具體實現要更清楚
三、 網絡安全類論文的寫作
1.論文寫作基本環節與要求
從技術上講主要有:
1)Internet安全接入防火墻訪問控制;
2)用戶認證系統;
3)入侵檢測系統;
4)網絡防病毒系統;
5)VPN加密系統;
6)網絡設備及服務器加固;
7)數據備份系統;
從模型層次上講主要有:
1)物理層安全風險
2)網絡層安全風險
3)系統層安全風險
不同的應用需求采用不同的技術。
2. 存在的問題與案例分析
1)選題有些過于復雜而有些過于簡單
2)只是簡單敘述各種安全技術,沒有具體實現
四、 論文答辯要求
1)論文格式:從總體上,論文的格式是否滿足《韶關學院本科畢業設計規范》的要求?
一、研究背景
物聯網的概念最早由美國麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授在1991年首次提出,1999年美國麻省理工學院建立“自動識別中心”,提出“萬物皆可通過網絡互聯”,闡明物聯網的基本含義。2005年國際電信聯盟(ITU)對物聯網做了如下定義:通過二維碼識讀設備、射頻識別(RFID) 裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。隨著物聯網技術的不斷發展和應用創新的突破,物聯網的概念在變化與發展。
2009年,提出“感知中國”,物聯網在我國獲得了前所未有的重視,物聯網被列入我國戰略性新興產業之一。2011年11月28日,工業和信息化部印發《物聯網“十二五”發展規劃》,巨大的市場需求將為物聯網帶來難得的發展機遇和廣闊的發展空間。2009年7月,北京理工大學、北京科技大學、哈爾濱工業大學等30所高校成為首批獲準開設物聯網工程專業的高校,部分高校于2011年首次招生。2012年2月,教育部下發通知,批準北京交通大學、西安電子科技大學、暨南大學等80所高校開設物聯網工程專業,部分高校已開始招生。至此,我國已有100多所高校設置了物聯網專業。物聯網專業是教育部允許高校增設新專業后,高校申請最多的學校,這說明了國家對物聯網經濟的重視和人才培養的迫切性。
工業和信息化部印發的《物聯網“十二五”發展規劃》中指出:物聯網是我國新一代信息技術自主創新突破的重點方向,蘊含著巨大的創新空間,物聯網在各行各業的應用不斷深化,將催生大量的新技術、新產品、新應用、新模式。規劃中多處提到創新,創新是物聯網發展的驅動。物聯網自身孕育了重大科技創新,而且催生新的產業科技創新,這必然要求物聯網專業培養出來的合格學生具備較強的創新精神和創新能力。
二、創新型物聯網工程專業人才培養方案
南京郵電大學物聯網學院于2009年9月成立,2010年獲批開設物聯網工程專業,2011年9月首次招收物聯網工程專業本科生。
作為一個處于摸索階段的新興專業,各所院校都結合自身特色制訂了物聯網專業人才培養方案。物聯網學院也為物聯網工程專業制定了初步的培養方案。
1.培養目標。
南京郵電大學物聯網工程專業培養適應國家戰略性新興產業發展需要,德智體美全面發展,基礎扎實,知識面寬,實踐能力強,具有較高的思想道德,良好的科學文化素質、敬業精神、社會責任感與創新意識,掌握物聯網基礎理論知識和專業技術方法,在電子信息領域從事物聯網應用系統開發的專業技術人才。
2.培養規格。
(1)專業能力
具有從事信息網絡領域內工程開發和設計所需要的數學、物理等自然科學的基礎知識,可以應用數學、物理等理論解決工程中遇到的實際問題的能力;系統地掌握計算機科學與技術領域的基本理論和基礎知識,掌握計算機軟硬件系統的分析與設計基本方法,具有集成和應用通信系統的能力,并將所學的基本理論、基礎知識、基本技能和方法應用于實踐;接受科學思維與科學實驗方面的訓練,具有綜合相關理論、知識與方法進行物聯網應用系統開發的能力。
(2)綜合素質
要求具備良好的職業道德素養、具有良好的生活理念及進行個人職業規劃的能力,善于與他人合作,具有良好的書面和口頭表達能力,以及基本的與人交流的能力;掌握一定的工程管理、社會學、情報交流、環境等人文知識,具備工程應用開發中所需的管理能力,具有一定的創新思維能力和對新知識、新技術的敏銳性;熟練掌握一門外語,具有聽、說、譯、寫的能力,能較熟練地閱讀外文專業文獻;掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科技論文寫作能力;具備健全的心理和健康的體魄,具有一定的美育素養,能夠履行建設祖國的神圣義務。
(3)專業知識體系構架
物聯網工程專業課程分為通識教育、專業教育、實踐教育和創新拓展(自主學習)四大類模塊。
按照全面素質教育的理念,通識教育類模塊主要由公共基礎課程、自然科學基礎課程、綜合素質課程組成,著眼于增加學生知識的廣度與深度,使學生兼備人文素養與科學素養。
專業教育類課程體系分成三個層次:第一層次專業課程包括:高級語言程序設計、面向對象程序設計及C++、數字電路與邏輯設計、概率統計與隨機過程、數據結構與算法、物聯網架構和技術、電工電子技術基礎和電工電子技術實驗;第二層次專業課程包括:微型計算機接口技術、計算機網絡、操作系統原理、數據庫系統原理、嵌入式系統原理與應用、軟件工程(雙語)、通信原理和計算機組成原理等;第三層按物聯網體系劃分,物聯網感知和網絡層課程包括物聯網感知技術及其應用、IP網絡技術與應用(雙語)、無線傳感器網絡、物聯網安全技術。數據管理分析及應用層包括:云計算、數據挖掘、信息融合技術基礎、Web技術等課程。
實踐教育模塊包括通識教育實踐、工程訓練、專業課程實踐、校外實踐、畢業設計(論文)等。在培養過程中,特別強調通過加強實踐環節提高學生的動手能力和創新意識。實踐教學體系包括軟件開發能力培養、硬件基本能力培養和軟硬件協同設計能力培養。軟件開發能力培養的實踐課程包括:程序設計語言、數據結構與算法、操作系統原理、數據庫系統原理、軟件工程等課內實驗及程序設計(上機)、算法與數據結構課程設計、云計算課內實驗。硬件基本能力培養的實踐課程包括:數字電路與邏輯設計課內實驗、電工電子基礎實驗、計算機組成原理課內實驗、微型計算機原理與接口技術課內實驗和電子電路課程設計。軟硬件協同設計能力培養的實踐課程包括:物聯網基礎實驗、嵌入式系統原理與應用、物聯網感知技術及其應用、無線傳感器網絡(雙語)等課程課內實驗和兩門專業課程設計。專業課程設計I可在嵌入式系統原理與應用、數據庫系統原理、物聯網感知技術及其應用中選擇;專業課程設計II在無線傳感器網絡、軟件工程、通信軟件設計基礎上選擇。
創新拓展模塊是體現以學生為本的教育觀念、實現共性培養平臺上發揮個性化、挖掘學生潛力和特長,培養高素質人才的重要環節。創新拓展模塊要求各專業學生通過各類競賽、科技成果與授權專利、科技創新活動(STITP、開放實驗等)、、證書認證、創新研修課程等。
三、創新型物聯網工程人才培養策略
在不斷修訂完善專業人才培養方案的同時,南京郵電大學也在不斷創新舉措以適應物聯網產業的發展及創新型人才的培養需求。
1.不斷優化課程設置,動態更新課程。
創新能力來源于寬厚的基礎知識和良好的基本素質,加強學生專業基礎教育的內涵更新和外延拓展及構建合理的課程體系非常重要。一方面,優化課程結構,按照“少而精”的原則設置必修課,確保學生具備較為扎實的基礎知識。另一方面,增加選修課比重,后期可以動態地更新和優化教學內容,使學生有機會接觸各學科發展前沿,了解科技發展的趨勢,掌握未來變化的規律。突出系統觀教育理念,以“強化基礎、注重實踐、彰顯特色”為原則,打破與相關專業課程間的壁壘,加強課程與課程體系間在邏輯和結構上的聯系與綜合,在課程教學大綱、實驗大綱、教學課件、教材建設、題庫建設等方面進行全方位的更新,逐步形成特色鮮明的專業課程群。允許并鼓勵學生在修滿規定的核心課程的基礎上,選修自己感興趣的課程,給予學生較大的自主選擇空間。根據物聯網行業的最新發展形勢,不斷更新公共平臺課程并增設應用型課程。
2.完善實驗實踐教學模式,探索開放式實驗教學體系。
充分利用實驗實踐教學平臺,不斷完善基礎實踐教學、專業實踐教學、綜合實踐教學三層次有機結合并輔之以各類課外實踐活動的實踐教學體系。創新實踐教學管理,加強實習基地建設,加大實踐教學投入力度,改善實踐教學條件,充分調動教師開展實踐教學的積極性,著力推進實踐教學內容、方法與模式的改革,提高學生的創新實踐能力。改革和完善實驗課程成績的科學評價體系,改革實驗室管理運行機制,探索開放實驗室的管理方式和體制,完善實驗儀器設備、實驗經費和實驗耗材的實驗室管理體制。
積極拓寬實踐教學渠道,通過深化校企合作,加強實訓實習基地建設,使學生實訓實習形式多樣化,在實習基地保證有固定的老師指導學生實習,聘請實習單位經驗豐富的工程師為學生作現身說法,現場講授、現場演示。與校外企業建立合作關系,培養“雙師型”教師,開展產學研用一體化的教學形式。
3.改革和完善評價體系,建立完善的創新激勵機制。
評價是教育管理中實施控制的特殊手段,是教育管理的重要環節。傳統培養體系不利于培養創新人才的弊病反映在評價體系上采用簡單劃一的方式,未能反映出學生的真實全面的水平和能力。對學生的評價不僅要重視知識的全面性考查,更要重視能力(尤其是創新能力)的考查。考試方式多樣化,考試時間自主化,或采用非考評學,通過寫專題報告、撰寫學術論文、參與科研項目等多種形式評學。同時建立對學生的創新意識、創新能力、創新成果積極的激勵機制。
4.推進教學方法改革,加強個性化教學指導方式。
加強個性化教學方式,強調啟發式與互動式、面向問題求解的教學方式;實施探究式、研究性教學,鼓勵學生的個性化發展,建立個性化的獎勵機制:通過課程大作業、課程設計等方式,為學生提供內容豐富的綜合設計題目,使學生可以根據自己的興趣和愛好選擇題目進行學習。
5.打造物聯網典型示范應用項目,構建多維創新教學平臺。
打造物聯網典型示范應用項目,加深學生對物聯網的理解感知。從科研和競賽等方面展開物聯網技術相關導向的教學實踐,在專業創新訓練中繼續實施“導師制”,引導學生在教師指導下進行科研訓練;鼓勵學生參加教師的科研課題,與教師合作進行科學研究。發揮科研項目尤其是STITP項目的人才培養作用,在項目設計與項目管理中采取措施,積極鼓勵和支持大學生參與科技創新,為學生提供多維創新教學平臺是對理論課程教學體系的擴展延伸,有利于激發學生的創新意識與學習熱情。
6.深化與物聯網科技園合作,協同創新發展。
與物聯網科技園緊密合作,充分利用南京郵電大學物聯網科技園大學生創新苗圃項目,一方面可以與園內企業進行項目對接合作,另一方面加強對學生園內自主創業的支持。鼓勵更多學生參加3S杯全國大學生物聯網技術與應用“三創”大賽等相關學科競賽,培養學生的工程化意識、創新意識、團隊合作精神和團隊領導能力,充分利用我校物聯網技術與應用協同創新中心相關優勢。
隨著物聯網研究的不斷深入,社會對物聯網專業技術人才的需求也會出現變化,因此物聯網專業的人才培養模式也是動態發展的過程。只有不斷探索培養高素質創新型人才的途徑和方法,不斷更新改革物聯網專業的教學內容、課程體系、教學方法和管理體制與運行機制,才能為國家為地方輸送物聯網產業發展所需的高素質創新型人才。
參考文獻:
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