物联网实验室在高职院校建立的研究

王茂生

物联网专业面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才[1]。

物联网专业对学生的动手能力培养要求比较高，故为了将理论联系实际，满足培养学生实际动手开发需要，物联网的实训课程内容都以实物仿真设备为基础，加之系统的软件应用培训，充分让学生在现场发挥主动性，建立实训项目，进而得到全方位的训练，达到理论联系实际并动手操作的目的。

一、研究的内容

在现有实训室的基础之上，相关专业教师参与共同建设，在软件编程、硬件操作方面都有教师进行参与建设。在建设的过程之中也对教师的实践教学提出了更高的要求，锻炼了教师的实物教学能力，让教师也真正能够得到教学水平的锻炼。多学科教师的共同参与也促进了团队教学的合作能力。

建设过程中所需技术缺少不了真正的企业技术人员的指导。因为在企业里的产品面对的是真正的市场，面对的是实际的客户需求。我们在建设过程中把本地各个著名的企业技术人员邀请到学校来共同研究制定实训室的软硬件建设方案。这样能够让学生在实训过程中接触真正符合市场需求实训设备和实训环节。得到锻炼的同时能够真正的把理论知识与实际应用相接轨。与市场同步是必然的发展趋势，我们的专业课教师在建设过程之中也能够得到很好的提高。把市场引入校园，把企业搬到实训室，做到向企业学习，与市场接轨。物联网是一门新兴学科，建设过程之中一定要向企业要技术、向社会推人才。这样才能不断的推陈出新。才能让学生真正学到实用的知识。

实训室建设需要从以下几方面着手：物联网人才培养方案的建立；物联网在高校实训基地的初步建设构思；物联网节点的软件构架；无线传感器网络数据的查询；搭建软件操作平台。

二、研究价值

目前国内外都在研究与物联网开发的相关内容。国内各大高校也在陆续开设该专业，由于目前各大行业需求量极大，故人才培养尤为重要。在培养阶段，尤其高职高专院校在培养学生动手能力的安排上不可缺少实训环节。因此，在学校内建立和相对应的大型校外实训基地探索开发物联网实训内容对于实现高职院校在该专业的培养体系上的跨越式发展有着实质性的指导意义。

三、物联网综合实验室建设的理念

物联网专业是近几年新兴的专业。建设过程中都是在不断的摸索中前进着，所以实验室的建立也是必然的模式，我们要在理论学习的同时把实践环境搞上去。一些院校在建设物联网专业的时候由于对市场情况不是很清楚，所以定位难以一步到位，导致培养的学生最后走入社会不能给自己做出一个准确的定位。我们在研究制定新的专业时一定要向市场问需求，回头来自我建设。学校不同于社会中的企业。要在自身能力的基础上进行研发，因为学校的实训室不是直接使用的产品，所以我们要向社会要经验后自行研发教学设备。

根据目前的具体情况，建立物联网实验室应该更强调关键技术的应用，以及实际案例的体现，理论结合实践。

四、我校物联网实训室的建立

1.现有教学条件

在软件基础方面，我校现已通过教育部门审批，于2011年9月开始招收物联网专业新生；制定了详尽的人才培养方案、明确培养目标和就业方向；聘请多名电器类专业教师组成的优秀科研团队；拥有多名相关专家委员会成员；多名教师出版过多种电气、通信、网络类相关教材并发表过相关论文。在硬件条件方面，我们现已拥有有多个相关实训室或实训设备，如PLC控制平台、地电子设备生产平台、通信控制模块、智能家居实训室、物联网与智能楼宇实训一体化平台、建筑电气控制实训室、闭路电视监控实训室、综合布线实训室、建筑弱电实训车间、智能停车场一卡通实训室和消防实训室等多种配套实训场地。学校于2011年又为该专业的建立购置实训操作平台，如图1所示。

2.我校物联网综合实验室的创新

我院开设物联网（楼宇智能建筑方向）专业不论是对黑龙江省还是对全国高校建筑类专业都具有创新的意义。《国家中长期科学与技术发展规划（2006—2020年）》和"新一代宽带移动无线通信网"重大专项中均将传感网列入重点研究领域。而结合我校实际情况，可以做到：物联网在楼宇智能控制方向的基础设施的研究构建与开发；传感采集及控制的教学研究；建筑通信网络的系统集成的研究；系统信息数据的管理与控制的研究。

目前我校依托智能楼宇专业，设有多个智能化实训平台，如智能家居实训室、综合布线一体化实训平台、智能楼宇消防仿真平台、智能监控一体化监控平台等。去年我们还与上海企想信息技术有限公司物联网实训研发部共同创建了物联网实验实训基地。利用该平台，目前已开设多个模块的实训课程。

3.教学模式

对当前在校大学生的技术能力不成熟以及缺乏实际工作经验的特点，“三阶段能力跃升的实训模式以及方法论”将确保每一名学生能够亲身经历并且积累企业真实开发的切身感受和项目经验，充分提升就业竞争力。

4.推广应用价值

物联网应用技术实训室的建立对于课堂理论教学意义十分重大。物联网技术不是单一的技术，而是一个技术集成，涉及广泛的技术领域。物联网技术核心是网络通信技术，但是应用技术的核心是嵌入式软件开发的技能。

物联网人才培养体系从环境、框架、平台、核心四个方面入手。推进国家级物联网产业发展和人才战略，物联网应用技术实训室的建立的教学意义主要体现在四个方面：

（1）可以大力促进专业教师的水平提高

基于相关楼宇智能化的专业课程，物联网专业可以把现有资源进行整合并通过课堂理论学习与实验室动手操作的结合，让理论课程的内容得到落实。在课堂上进行理论教学后进行验证性试验，而后再在实训室中让学生动手进行操作性实验。从而达到全方位深入学习的目的。在这个过程中教师的专业教学水平会得到极大地提升。

（2）对整个教学工作起着重要的促进作用

传统的教学模式都是通过教师直接传授，而新的实训模式通过教师引导学生在理论课之前进入到实训室进行参观性实训，再到教室中讲解并动手演示进行验证性实验。学生会在实物的使用中对理论产生兴趣，再根据教师的讲解而深化学习，最后通过学生动手去操作得以理解。在这样一个过程中，教师的教学经验很重要，同时通过学生的互动可以促进教学工作的进行。

（3）对学生理论联系实际能力的培养起到重要的桥梁作用

以往的实验都是教师教什么，学生做什么。从而让学生觉得被动。现在的实训环节可以由教师安排若干种实验，由学生自行选择。学生可以选择自己感兴趣的实验平台去动手，这极大地增强了学生的兴趣。兴趣是最好的老师。学生爱动手了，反过来自然就会去学习更深层次的理论知识。

（4）可以锻炼学生的发散思维和强化主动动手锻炼的意识

物联网是一门全新的学科，学生通过学习可以了解世界前沿科学的发展情况，养成用新技术解决问题的思维习惯，掌握利用先进科学技术的方法和能力。

五、物联网实训室的建立对智能建筑

物联网发展的展望

工信部表示，物联网发展成为2010年我国信息产业确定三大发展目标之一；由工信部和国标委领导，成立物联网标准联合工作组；三大电信运营商、国家广电总局等均制定物联网的发展规划。国家广电总局电视网遍及千家万户，所以到2012年时，要利用广电网络、家居智能化搞活物联网。据推测，中国物联网产业链2009年产值可能已突破1000亿元，2010年产值达到2000亿元[2]。

1.基于物联网技术的智能建筑系统的特点

智能建筑在系统中使用到系统集成技术，涉及到几十种物联网的分支子系统。所有的子系统都要求应用网络进行信息沟通。所以未来的智能建筑是架设在网络系统之上的通用性系统。在这套系统中会把绝大部分设备都通过局域网以弱电信号传输方式连接。在未来还要以无线的形式加以连接。

2.智能建筑在物联网技术的推动下的进步

智能建筑系统的应用正逐步影响着我们的生活，智能建筑系统中的很多设备产品都在我们生活中能够被逐步的认可和广泛使用。这其中物联网的功劳一定是不可取代的。物联网的技术在智能建筑中几乎无处不在，遍及各个系统。深究其个中原因，主要是现代的智能建筑中都应用了全方位的系统集成技术。各种传感器的使用与软件的配合使人们从繁重的检测检修中解脱出来，可以做更多的事情。现代化的智能家居中已经有相当多的系统具备了物联网设备的雏形，例如电表信息远传技术、监控系统及楼宇安防等等。由此看来，积极推进高校物联网实训室的建立已经迫在眉睫。

如图2所示是当前的智能建筑中智能家居在物联网形态上的发展情况，智能家居中的通信大都采用局域网的TCP/IP控制方式。这在物联网系统中是可以大力应用的。用户也可根据经济情况采用更先进的电力局域网系统，如电力猫等，在整个物业系统中也是可以大力推展使用这套系统的。故此物联网实训室在这方面也要大力开展，在今后还会逐步推进3G或者4G无线通信技术的应用。

3.物联网实训室未来发展构想

根据我校现有物联网资源及相关专业实训室的共同构成，在今后的发展方向上可以充分发展如下几个方面。第一，在现有资源的充分利用的基础上再积极自主研发相关实训设备、节能减排、降低教学成本，为学校减负。第二，引入其他相关专业（比如计算机专业）的教师共同参与软件研发，研制符合我校教学模式的物联网实训软件。第三，采用学校主导方向，邀请企业共建模式全程合作，这样可以在教学中充分共享物联网相关信息技术企业的最新资源，定期邀请企业专家来校辅导讲座；同时还可以为企业订单培养人才，加快物联网专业的发展。

综上所述，目前各大高校都在积极的探索物联网专业的开展，而在我们高职院校中物联网的开展更应该是注重实践，在实训室的建立上更应该以增强学生的动手能力为主，让学生在实践中能够真正得到锻炼。

物联网代表着下一代信息技术发展的方向。随着各方面的共同努力，相信物联网技术会对中国乃至整个世界的经济发展起着积极推动的作用。

参考文献

[1] 高宇.物联网创新实训室建设思考[J].科技信息.2010（36）：251-253.

[2] 张公忠.物联网与智能建筑[J].智能建筑与城市信息.2011（01）：15-17.

[3] 叶自宁.基于物联网的高校实验室建设研究[J].中国新通信.2013，（9）：42-43.