面向物流工程专业的“物联网概论”实验系统建设探讨

摘要：依据北京信息科技大学办学特色和物流工程专业工程硕士的培养目标，结合“物联网概论”课程任务和授课内容，针对面向物流工程专业的“物联网概论”实验系统建设问题，初步探讨该课程的实践教学模式，阐述实验系统建设的内容，为加深学生对物联网的认识、提高实践能力、增强社会竞争力提供实验教学手段和方法。

关键词：物联网；物流工程；实验系统建设

作者简介：赵刚（1965-），男，辽宁沈阳人，北京信息科技大学信息管理学院，副教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京信息科技大学教育提高项目、课程建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0168-02

课程建设是一项综合性的建设，在我国高等教育课程结构总体框架内具有十分重要的意义。课程建设是连接教育宏观和微观两方面的重要纽带，是教学工作的基本细胞。实践环节注重于所掌握知识的实际应用，通过应用实例加深对理论知识的认识，锻炼动手能力，培养合格的专业人才。为了达到培养目标，培养学生实践动手能力尤为重要。[1-3]

北京信息科技大学信息管理学院承担物流工程专业工程硕士的培养，所开设的研究生课程“物联网概论”属于学位专业基础必修课，课程具有较强的实践性。为促进实现物流工程硕士培养目标，急需建立“物联网概论”课程教学相关实验系统，以更好地培养学生熟练运用信息技术、独立从事物流工程信息系统设计与优化的能力。物流产业的快速发展急需大批物流工程技术人才，完善物流工程专业工程硕士的培养目标，更侧重对实践能力培养。物联网技术为物流工程带来巨大变革，数据感知与采集是物流工程智能决策的数据基础，数据管理与集成是异构数据转化为商务智能的信息条件。[4-5]本文主要介绍面向物流工程专业的“物联网概论”课程中实验教学系统的思考与探讨。

一、物流工程专业工程硕士培养目标与“物联网概论”课程

物流工程是以物流系统为研究对象，研究物流系统的资源优化配置、物流运作过程控制、经营和管理的工程技术领域。北京信息科技大学物流工程全日制工程硕士专业培养目标是从我国物流产业的实际出发，结合本校优势，培养具有物流领域坚实的理论基础和宽广的专业知识，富有创新意识，能独立从事物流工程信息系统设计，能熟练运用信息技术进行物流工程管理，具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才。

在专业建设中，“物联网概论”是全日制工程硕士物流工程专业一门专业基础必修课，本课程的任务是使学生掌握物联网的基本知识，掌握物联网体系架构，深入了解物联网核心技术，使学生具有在物流系统中应用物联网技术的基本能力。其主要讲授物联网的基本原理及应用知识，包括物联网的分类、物联网体系架构、物联网技术与物联网工程设计等内容，学生通过课程的学习应具备以下方面的知识体系并普遍理解基础内容，重点掌握应用技术：物联网的三层体系结构、传感与数据采集、通信与网络技术、数据处理与挖掘、物联网工程设计。

二、“物聯网概论”课程实验系统建设

按照国家教育部对工程硕士的要求，在考察和培养工程硕士理论知识能力的前提下更侧重对工程硕士实践能力的培养。物联网技术为物流工程带来巨大变革，数据感知与采集是物流工程智能决策的数据基础，数据管理与集成是异构数据转化为商务智能的信息条件。数据管理与集成及数据感知与采集技术的应用与发展受到了学术与产业界的高度重视，已成为物流工程领域研究的热点和关键性问题。北京信息科技大学信息管理学院承担物流工程专业硕士的培养，所开设的研究生课程“物联网概论”属于学位必修、专业基础课，课程具有较强的实践性，为促进实现物流工程硕士培养目标，急需完善相关教学课程体系并且建立该课程教学相关实验系统。“物联网概论”课程建立以演示为主、调动学生实践动手能力的小型物联网系统十分必要，以更好地培养学生熟练运用信息技术、独立从事物流工程信息系统设计与优化的能力。

物联网信息采集、加工是物联网乃至物流工程中的重要知识内容，建设实验系统所提供的科学研究与实践平台不仅可以让研究生巩固理论知识，加深学生对物联网的信息流的认识，提高实践能力，而且将进一步增强学生社会竞争力。[6-7]物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等感知层设备，按约定的协议，把物体与互联网相连接，进行信息交换与通信，实现对物体的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，是互联网基础上的网络，是“物物相连”的信息通信网络。庞大复杂的前端传感数据汇集后需要分类分析甚至综合协同处理，作为物联网三个重要的特征之一，信息系统强大的计算能力对前端数据进行挖掘、整理、分析、判断并给出结论，本实验系统是建立基于RFID的商品供应链智能管理系统的初步阶段，其整体系统如图1所示。

初步建成具有以下功能的小型物联网实验系统：以物流工程中库存管理为基础，利用RFID技术建立感知层，运用自适应网络建立数据传输层，设计实现数据处理层业务实验系统，重点发挥北京信息科技大学信息管理学院优势，从而进一步建立基于物联网技术的库存管理信息系统。对无线传感器节点工作原理进行分析，安装无线传感器节点操作系统，配置无线组网，建立无线传感器网络采集数据；建立RFID工作场景，在完成对射频标签读写基础上利用数据库进行具体应用案例开发。

（1）模拟给每一库位贴电子库位标签，在进行库房管理作业时读取该标签信息，从而判定当前作业的位置是否正确。

（2）模拟为入库物品贴上具有货物标识的电子标签，在实施库房作业时读取标签编号用以核定作业物品是否正确。

（3）读取出库物品标签，提高作业效率，降低错误率。

（4）为了节省运行成本，货物出库后可取下标签，送到入库处根据需要设计重复使用货物标签。

（5）架设具有模拟覆盖整个仓库作业区域的无线网络，实现作业数据的实时传输。

（6）模拟作业车并安装无线数据终端，作业者配置手持式无线数据终端，利用指令实现作业位置与作业货物的准确性确认等功能。

（7）模拟自动导引车平台并配置RFID识读器、无线通信设备，实现周期性对库房货物的自动盘点并其结果传输给信息系统。

围绕北京市物流产业人才培养的需求，为实现“物流工程”专业的培养目标，初步建成小型物联网实验系统，以物流工程中库存管理为基础，利用RFID技术建立感知层，运用自适应网络建立数据传输层，设计实现数据处理层业务系统，重点发挥北京信息科技大学信息管理学院优势，建立基于物联网技术的库存管理信息系统，用以支撑研究生课程“物联网概论”的教学与实践，为学生提供“数据感知与采集”的科研与创新实践平台。借助所建设的小型实践平台能够帮助学生巩固理论知识，进一步接触接近实际的数据感知与采集、数据管理与集成技术，提高工程实践能力。

三、结束语

本文在介绍物流工程专业工程硕士培养目标的基础上，总结了“物联网概论”课程的主要教学内容，在分析物流工程与物联网关系等方面的基础上深入探讨了“物联网概论”实验系统的建设目标、建设方案和建设内容。“物联网概论”实验系统的建设不仅可以促进学生巩固理论知识、提高实践能力，而且还将进一步增强学生毕业后在社会中的竞争力。学生通过接触到近于实际的数据感知与采集技术，提高其自身的技术素养与工程实践能力。因此，本实验系统的建立可以提供“物流工程”专业硕士相关课程的教学与实践，必将大力加快我校培养具有较强创新能力的高层次应用型人才目标的实现，面对社会人才需求，培养优秀的高层次应用型人才，更好地服务于社会，满足行业的需求。

参考文献：

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[2]温静，胡顯莉.加强研究生课程建设培养研究生创新能力[J].重庆工学院学报，2006，（12）：182-184.

[3]高芳祎.我国研究生课程与教学改革效果的调查研究[J].学位与研究生教育，2012，（10）：27-31.

[4]柯强.物联网专业课程建设探讨[J].物联网技术，2012，（1）：80-81.

[5]赵传信，王杨，陈付龙.物联网专业实践课程建设探讨[J].电脑知识与技术，2012，（12）：2922-2924.

[6]张睿.基于物联网的智能化配送管理课程建设方案初探[J].物流科技，2012，（9）：1032-1033.

[7]马彧，何英昊，姜绍君，等.物联网感知层课程建设探索[J].科技创新导报，2012，（36）：186-188.

（责任编辑：王祝萍）