关于高校物联网实训室建设的研究

彭玲　黄松发

摘要：该文在分析当前企业对物联网人才需求的基础上，结合广东科技学院物联网工程专业的特色，指出物联网的实训室建设的必要性，从物联网实训室的建设目标、建设思路、实训平台等方面进行了初步分析与论述。

关键词：物联网；实训室；传感器；RFID

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8848-02

根据新华社发布的《2010-2011年中国物联网发展年度报告》，未来5年，全球物联网产业市场将呈现快速增长态势。保守预计，到2015年，中国物联网产业将实现5000多亿元的规模，年均增长率为11%左右。 面对如此强劲的物联网行业发展势头，市场所需要的物联网技术人才可想而知[1]。

广东科技学院计算机系物联网工程专业于2013年开始招收第一批本科学生，学生人数达到220人，现有5个教学班。作为一个新兴的专业，如何抓住物联网发展的机遇，较为科学的确定人才培养目标，建设一个符合物联网企业需求、具有市场前瞻性的物联网实训室迫在眉睫。

1 实训室建设目标

本实训基地建设根据物联网技术及其应用的发展趋势，立足广东科技学院的学科优势和实际条件，以行业应用为重点，以物联网市场对人才的需求为依据，建成一个能满足专业学生和教师的教学、实验、科研、竞赛需要，具有市场前瞻性的、具有学科特色的物联网技术应用实训基地，为促进我校人才培养、科学研究和社会服务三位一体的协同发展发挥重要的作用，同时成为广东省物联网技术应用人才培训的重要基地。

2 实训室建设思想

物联网是一个应用型很强的学科，以网络（互联网、无线传感网络等）为依托，把下层传感层的物体和上层的应用层软件相互连接，构成一个可以互通信息的系统。物联网技术基础实训室，重点培养学生掌握单片机、传感器、RFID、无线网络通信等模块的硬件技术实验，符合我校学科重点建设的要求。同时开设物联网（智能家居、智能农业一体化、智能商场等）教学实训系统可帮助老师更容易地将理论与实践结合，让学生更加直观地体会将理论应用于实践，不仅有助于理解，更能通过实际操作，提高动手能力、开发能力、创新能力。

物联网实训基地应该包含传感层（信息采集层）、网络层（信息传输层）和应用层三个层面，而不是只偏向某一层。因此，本建设方案特征为：以物联网综合应用实训室为核心，以应用层方案设计为重点，根据应用实验需求，选择和配置物联网技术基础实验套件以及行业应用实验软硬件。

实验平台建设的构想：

1） 充分利用学校现有的资源，立足于自主开发建设，和降低建设成本。充分利用广东科技学院现有资源，由计算机系的全体教师直接参与实训室建设。本校教师已经在数据库和软件项目管理以及嵌入式软件开发、网络设备配置和管理等方面有较强的能力；

2） 物联网实训室不仅有全新的设备，还要提供现代技术氛围与最先进的管理软件。因此学院从武汉创维特企业购买了物联网实训箱与RFID实训箱，并邀请了武汉创维特等企业参与建设实训室，选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的智能家居、智能农业、智慧商场三个项目建立实训环境，建立符合市场需求的物联网应用技术实训室，使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验，该实训室基地布局如图所示；

3） 物联网实训室应用校企合作的模式，聘请武汉创维特等技术公司的优秀工程师课堂授课，支持优秀教师参与企业项目合作与开发，做到教学信息和市场同步。

4） 物联网实训室即可以为学生提供综合实训。物联网实训室可开设的实训项目有：无线单片机CC2530，各种传感器，无线传感器网络ZIGBEE，高频RFID，Android系统等 [2]。

图1 物联网实训基地布局图

3 物联网创新实训室实训平台介绍

平台一：智能家居

在智能家居的各个控制对象上布置感应设备，采用无线传感网络技术来对传感器节点的采集，还包括烟雾探测和红外人体感应、光照以及可燃气探测等等，并实现对自动窗帘系统、灯彩电、家庭影院和空调、热水器、冰箱等的控制以及同时采用无线网络摄像头来实现远程视频监控系统[3]。

智能家居实训台可以包含以下子系统有：安防系统、家电系统、门禁系统、环境实训、监控系统、智能家居软件设计开发及综合应用开发拓展，能较好培养学生掌握传感器的基本应用、驱动开发与应用、Android系统及RFID技术的开发方法等。

图 2 智能家居实训台

平台二：智能农业系统

智能农业系统应用无线传感网络技术，可随时采集空气温度、空气湿度以及CO2浓度、光照强度和土壤温度和水分等，来获取作物生长的最佳条件，同时通过自动调节温室环境来实现温室智能化以及网络化的远程管理 [3]。

智能农业实训台可以包含以下子系统有：数据采集系统、远程控制系统、智能农业软件设计开发及综合应用开发拓展，能较好培养学生掌握各种传感器的基本应用。

图3 智能农业系统

平台三：智慧商场系统

智慧商场由VIP客户识别系统、聪明货架系统、智能试穿系统、智能购物车、智能结算系统、智慧商场人流检测系统、智能商场环境系统组成。通过RFID标签能准确识别出客户身份及购买历史记录，对上架商品分配RFID标签，顾客将该商品从货架上拿下时，安装在货架上方的显示屏将会播放该商品的产品信息，在试穿区布置RFID读卡器读取试穿信息。顾客购物车通过RFID扫描通道，商品信息自动录入系统，系统合算价格后进行收款找零。还能利用传感器对商场环境采集信息，安装人流量监测设备，监测人流量数据，实现人流量小的时候，关闭部分灯光，达到节能环保目的。

智慧商场实训台可以包含以下子系统有：高频RFID读卡器、分体式超高频RFID读写器、RFID综合行业应用开发拓展，能较好培养学生掌握RFID的基本应用。

图4 智慧商场系统模块

4 总结

有研究机构预计物联网10年内就可能大规模普及，这项技术将会发展成为一个万亿元规模的高科技市场，其产业将比互联网大30倍。EPOSS在《Internet of Things in 2020》报告中分析预测，物联网未来的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010～2015年物体互联，2015～2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。面对未来高速发展的物联网技术和物联网产业，我院的物联网工程专业坚定“应用型”本科方向，办出特色，发展前景很大。

参考文献：

[1] 刘向辉，基于物联网的实训室建设研究[J].物联网技术，2013（7）：75-76.

[2] 李苏强.高职物联网实验室建设研究与探讨[J].职教通讯，2013（14）：63- 64.

[3] 王丽丽，程月波，邱相艳，等.物联网专业实训室建设探讨[J].中国高新技术企业，2013（19）：42-43.

摘要：该文在分析当前企业对物联网人才需求的基础上，结合广东科技学院物联网工程专业的特色，指出物联网的实训室建设的必要性，从物联网实训室的建设目标、建设思路、实训平台等方面进行了初步分析与论述。

关键词：物联网；实训室；传感器；RFID

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8848-02

根据新华社发布的《2010-2011年中国物联网发展年度报告》，未来5年，全球物联网产业市场将呈现快速增长态势。保守预计，到2015年，中国物联网产业将实现5000多亿元的规模，年均增长率为11%左右。 面对如此强劲的物联网行业发展势头，市场所需要的物联网技术人才可想而知[1]。

广东科技学院计算机系物联网工程专业于2013年开始招收第一批本科学生，学生人数达到220人，现有5个教学班。作为一个新兴的专业，如何抓住物联网发展的机遇，较为科学的确定人才培养目标，建设一个符合物联网企业需求、具有市场前瞻性的物联网实训室迫在眉睫。

1 实训室建设目标

本实训基地建设根据物联网技术及其应用的发展趋势，立足广东科技学院的学科优势和实际条件，以行业应用为重点，以物联网市场对人才的需求为依据，建成一个能满足专业学生和教师的教学、实验、科研、竞赛需要，具有市场前瞻性的、具有学科特色的物联网技术应用实训基地，为促进我校人才培养、科学研究和社会服务三位一体的协同发展发挥重要的作用，同时成为广东省物联网技术应用人才培训的重要基地。

2 实训室建设思想

物联网是一个应用型很强的学科，以网络（互联网、无线传感网络等）为依托，把下层传感层的物体和上层的应用层软件相互连接，构成一个可以互通信息的系统。物联网技术基础实训室，重点培养学生掌握单片机、传感器、RFID、无线网络通信等模块的硬件技术实验，符合我校学科重点建设的要求。同时开设物联网（智能家居、智能农业一体化、智能商场等）教学实训系统可帮助老师更容易地将理论与实践结合，让学生更加直观地体会将理论应用于实践，不仅有助于理解，更能通过实际操作，提高动手能力、开发能力、创新能力。

物联网实训基地应该包含传感层（信息采集层）、网络层（信息传输层）和应用层三个层面，而不是只偏向某一层。因此，本建设方案特征为：以物联网综合应用实训室为核心，以应用层方案设计为重点，根据应用实验需求，选择和配置物联网技术基础实验套件以及行业应用实验软硬件。

实验平台建设的构想：

1） 充分利用学校现有的资源，立足于自主开发建设，和降低建设成本。充分利用广东科技学院现有资源，由计算机系的全体教师直接参与实训室建设。本校教师已经在数据库和软件项目管理以及嵌入式软件开发、网络设备配置和管理等方面有较强的能力；

2） 物联网实训室不仅有全新的设备，还要提供现代技术氛围与最先进的管理软件。因此学院从武汉创维特企业购买了物联网实训箱与RFID实训箱，并邀请了武汉创维特等企业参与建设实训室，选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的智能家居、智能农业、智慧商场三个项目建立实训环境，建立符合市场需求的物联网应用技术实训室，使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验，该实训室基地布局如图所示；

3） 物联网实训室应用校企合作的模式，聘请武汉创维特等技术公司的优秀工程师课堂授课，支持优秀教师参与企业项目合作与开发，做到教学信息和市场同步。

4） 物联网实训室即可以为学生提供综合实训。物联网实训室可开设的实训项目有：无线单片机CC2530，各种传感器，无线传感器网络ZIGBEE，高频RFID，Android系统等 [2]。

图1 物联网实训基地布局图

3 物联网创新实训室实训平台介绍

平台一：智能家居

在智能家居的各个控制对象上布置感应设备，采用无线传感网络技术来对传感器节点的采集，还包括烟雾探测和红外人体感应、光照以及可燃气探测等等，并实现对自动窗帘系统、灯彩电、家庭影院和空调、热水器、冰箱等的控制以及同时采用无线网络摄像头来实现远程视频监控系统[3]。

智能家居实训台可以包含以下子系统有：安防系统、家电系统、门禁系统、环境实训、监控系统、智能家居软件设计开发及综合应用开发拓展，能较好培养学生掌握传感器的基本应用、驱动开发与应用、Android系统及RFID技术的开发方法等。

图 2 智能家居实训台

平台二：智能农业系统

智能农业系统应用无线传感网络技术，可随时采集空气温度、空气湿度以及CO2浓度、光照强度和土壤温度和水分等，来获取作物生长的最佳条件，同时通过自动调节温室环境来实现温室智能化以及网络化的远程管理 [3]。

智能农业实训台可以包含以下子系统有：数据采集系统、远程控制系统、智能农业软件设计开发及综合应用开发拓展，能较好培养学生掌握各种传感器的基本应用。

图3 智能农业系统

平台三：智慧商场系统

智慧商场由VIP客户识别系统、聪明货架系统、智能试穿系统、智能购物车、智能结算系统、智慧商场人流检测系统、智能商场环境系统组成。通过RFID标签能准确识别出客户身份及购买历史记录，对上架商品分配RFID标签，顾客将该商品从货架上拿下时，安装在货架上方的显示屏将会播放该商品的产品信息，在试穿区布置RFID读卡器读取试穿信息。顾客购物车通过RFID扫描通道，商品信息自动录入系统，系统合算价格后进行收款找零。还能利用传感器对商场环境采集信息，安装人流量监测设备，监测人流量数据，实现人流量小的时候，关闭部分灯光，达到节能环保目的。

智慧商场实训台可以包含以下子系统有：高频RFID读卡器、分体式超高频RFID读写器、RFID综合行业应用开发拓展，能较好培养学生掌握RFID的基本应用。

图4 智慧商场系统模块

4 总结

有研究机构预计物联网10年内就可能大规模普及，这项技术将会发展成为一个万亿元规模的高科技市场，其产业将比互联网大30倍。EPOSS在《Internet of Things in 2020》报告中分析预测，物联网未来的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010～2015年物体互联，2015～2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。面对未来高速发展的物联网技术和物联网产业，我院的物联网工程专业坚定“应用型”本科方向，办出特色，发展前景很大。

参考文献：

[1] 刘向辉，基于物联网的实训室建设研究[J].物联网技术，2013（7）：75-76.

[2] 李苏强.高职物联网实验室建设研究与探讨[J].职教通讯，2013（14）：63- 64.

[3] 王丽丽，程月波，邱相艳，等.物联网专业实训室建设探讨[J].中国高新技术企业，2013（19）：42-43.

摘要：该文在分析当前企业对物联网人才需求的基础上，结合广东科技学院物联网工程专业的特色，指出物联网的实训室建设的必要性，从物联网实训室的建设目标、建设思路、实训平台等方面进行了初步分析与论述。

关键词：物联网；实训室；传感器；RFID

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8848-02

根据新华社发布的《2010-2011年中国物联网发展年度报告》，未来5年，全球物联网产业市场将呈现快速增长态势。保守预计，到2015年，中国物联网产业将实现5000多亿元的规模，年均增长率为11%左右。 面对如此强劲的物联网行业发展势头，市场所需要的物联网技术人才可想而知[1]。

广东科技学院计算机系物联网工程专业于2013年开始招收第一批本科学生，学生人数达到220人，现有5个教学班。作为一个新兴的专业，如何抓住物联网发展的机遇，较为科学的确定人才培养目标，建设一个符合物联网企业需求、具有市场前瞻性的物联网实训室迫在眉睫。

1 实训室建设目标

本实训基地建设根据物联网技术及其应用的发展趋势，立足广东科技学院的学科优势和实际条件，以行业应用为重点，以物联网市场对人才的需求为依据，建成一个能满足专业学生和教师的教学、实验、科研、竞赛需要，具有市场前瞻性的、具有学科特色的物联网技术应用实训基地，为促进我校人才培养、科学研究和社会服务三位一体的协同发展发挥重要的作用，同时成为广东省物联网技术应用人才培训的重要基地。

2 实训室建设思想

物联网是一个应用型很强的学科，以网络（互联网、无线传感网络等）为依托，把下层传感层的物体和上层的应用层软件相互连接，构成一个可以互通信息的系统。物联网技术基础实训室，重点培养学生掌握单片机、传感器、RFID、无线网络通信等模块的硬件技术实验，符合我校学科重点建设的要求。同时开设物联网（智能家居、智能农业一体化、智能商场等）教学实训系统可帮助老师更容易地将理论与实践结合，让学生更加直观地体会将理论应用于实践，不仅有助于理解，更能通过实际操作，提高动手能力、开发能力、创新能力。

物联网实训基地应该包含传感层（信息采集层）、网络层（信息传输层）和应用层三个层面，而不是只偏向某一层。因此，本建设方案特征为：以物联网综合应用实训室为核心，以应用层方案设计为重点，根据应用实验需求，选择和配置物联网技术基础实验套件以及行业应用实验软硬件。

实验平台建设的构想：

1） 充分利用学校现有的资源，立足于自主开发建设，和降低建设成本。充分利用广东科技学院现有资源，由计算机系的全体教师直接参与实训室建设。本校教师已经在数据库和软件项目管理以及嵌入式软件开发、网络设备配置和管理等方面有较强的能力；

2） 物联网实训室不仅有全新的设备，还要提供现代技术氛围与最先进的管理软件。因此学院从武汉创维特企业购买了物联网实训箱与RFID实训箱，并邀请了武汉创维特等企业参与建设实训室，选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的智能家居、智能农业、智慧商场三个项目建立实训环境，建立符合市场需求的物联网应用技术实训室，使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验，该实训室基地布局如图所示；

3） 物联网实训室应用校企合作的模式，聘请武汉创维特等技术公司的优秀工程师课堂授课，支持优秀教师参与企业项目合作与开发，做到教学信息和市场同步。

4） 物联网实训室即可以为学生提供综合实训。物联网实训室可开设的实训项目有：无线单片机CC2530，各种传感器，无线传感器网络ZIGBEE，高频RFID，Android系统等 [2]。

图1 物联网实训基地布局图

3 物联网创新实训室实训平台介绍

平台一：智能家居

在智能家居的各个控制对象上布置感应设备，采用无线传感网络技术来对传感器节点的采集，还包括烟雾探测和红外人体感应、光照以及可燃气探测等等，并实现对自动窗帘系统、灯彩电、家庭影院和空调、热水器、冰箱等的控制以及同时采用无线网络摄像头来实现远程视频监控系统[3]。

智能家居实训台可以包含以下子系统有：安防系统、家电系统、门禁系统、环境实训、监控系统、智能家居软件设计开发及综合应用开发拓展，能较好培养学生掌握传感器的基本应用、驱动开发与应用、Android系统及RFID技术的开发方法等。

图 2 智能家居实训台

平台二：智能农业系统

智能农业系统应用无线传感网络技术，可随时采集空气温度、空气湿度以及CO2浓度、光照强度和土壤温度和水分等，来获取作物生长的最佳条件，同时通过自动调节温室环境来实现温室智能化以及网络化的远程管理 [3]。

智能农业实训台可以包含以下子系统有：数据采集系统、远程控制系统、智能农业软件设计开发及综合应用开发拓展，能较好培养学生掌握各种传感器的基本应用。

图3 智能农业系统

平台三：智慧商场系统

智慧商场由VIP客户识别系统、聪明货架系统、智能试穿系统、智能购物车、智能结算系统、智慧商场人流检测系统、智能商场环境系统组成。通过RFID标签能准确识别出客户身份及购买历史记录，对上架商品分配RFID标签，顾客将该商品从货架上拿下时，安装在货架上方的显示屏将会播放该商品的产品信息，在试穿区布置RFID读卡器读取试穿信息。顾客购物车通过RFID扫描通道，商品信息自动录入系统，系统合算价格后进行收款找零。还能利用传感器对商场环境采集信息，安装人流量监测设备，监测人流量数据，实现人流量小的时候，关闭部分灯光，达到节能环保目的。

智慧商场实训台可以包含以下子系统有：高频RFID读卡器、分体式超高频RFID读写器、RFID综合行业应用开发拓展，能较好培养学生掌握RFID的基本应用。

图4 智慧商场系统模块

4 总结

有研究机构预计物联网10年内就可能大规模普及，这项技术将会发展成为一个万亿元规模的高科技市场，其产业将比互联网大30倍。EPOSS在《Internet of Things in 2020》报告中分析预测，物联网未来的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010～2015年物体互联，2015～2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。面对未来高速发展的物联网技术和物联网产业，我院的物联网工程专业坚定“应用型”本科方向，办出特色，发展前景很大。

参考文献：

[1] 刘向辉，基于物联网的实训室建设研究[J].物联网技术，2013（7）：75-76.

[2] 李苏强.高职物联网实验室建设研究与探讨[J].职教通讯，2013（14）：63- 64.

[3] 王丽丽，程月波，邱相艳，等.物联网专业实训室建设探讨[J].中国高新技术企业，2013（19）：42-43.