浅析高职物联网应用技术专业发展的几个问题

[ 摘要 ]

本文从物联网体系结构和产业链的角度，分析了物联网体系结构特点，总结了适合物联网应用技术专业高职培养层次的职业技术技能和工作岗位，从产业链出发分析了物联网应用技术专业产教融合的发展的有利因素，对物联网应用技术专业进行初步分析。

[ 关键词 ]

物联网;专业群;产教融合

中图分类号：G64

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.05.061

物联网（Internet of Thing）是通过射频识别、红外传感器等信息感知设备，按照通信协议把任何物品与互联网连接起来，进行数据交换和通信，以实现智能化识别、定位、监控和管理的一种网络概念。物联网演变的逻辑是从计算机互连，到人与人互连，再到所有物品互联互通的“万物互连”。从“感知中国”物联网战略部署开始，中国物联网产业发展进入快速增长阶段，并在NB-IoT 芯片制造和NB-IoT 基站建设等领域走在了世界前端。近年来在政府的大力支持下，我国物联网上下游企业迅速发展，我国已经基本完成物联网产业体系的构建并具备了一定的技术和应用基础，产业链涵盖感知层、传输层、平台层、应用层四个层面，每个层面都涉及多个细分领域。在应用层面，农业、电力、交通运输、仓储物流等对物联网的需求将大规模增长，有望推动行业进一步大规模发展。教育部2010年3月号召211高校申报物联网专业，随后高职专科开始创办该专业。2019年国务院发布《国家职业教育改革实施方案》，职业教育进入黄金发展期，专业建设和专业群建设是每个职业院校面临的头等重要问题。教育部2021年高职专业目录中，保留了高职物联网应用技术专业，将其专业代码调整为510102，属于电子信息类专业大类。物联网应用技术是高职专科层次唯一的物联网类专业，通常是以计算机类专业为基础，包括网络技术、电子技术、无线射频技术、传感感知、条码技术、云计算、人工智能等技术为一体的综合性应用专业。经过十余年的发展，高职院校物联网应用技术专业已经有了一定的规模，以产教融合、校企合作、工学结合等创新模式提高学生职业能力。

1 物联网体系结构特点和专业群

1.1 物联网应用技术专业新增职业简析

2021年9月人力资源和社会保障部办公厅、工业和信息化部办公厅发布《物联网工程技术人员国家职业技术技能标准》，新增了物联网工程技术人员。根据职业技能考证标准，物联网工程技术员主要从事物联网架构、平台、芯片、传感器、智能标签等技术领域的研究和开发工作，以及物联网工程的设计、测试、维护、管理和服务。新增的第二个新职业是物联网安装调试员，是指利用检测仪器和专用工具，安装、配置、调试物联网产品与设备的人员，分外初级、中级、高级三个级别。新职业是由职业分类专家按照新职业评审标准和程序评选出来的，并且进行了公示和廣泛征求社会意见。物联网领域一次产生两个新职业，意味着物联网技术作为互联网技术的拓展已经深刻影响到社会发展，新职业将在产业发展中发挥重要作用。

1.2 物联网体系结构特点和适合高职培养层次的工作岗位

虽然在教育部专业目录中物联网应用技术属于电子信息大类，但是物联网应用技术专业和计算机类专业的关系更为密切。物联网的体系结构一般可以分为四层，从下往上依次为感知层、传输层、平台层和应用层。感知层是物联网的基础层，类似于互联网的物理层和数据链路层的功能，通过传感器、RFID、全球定位系统、二维码等对物理世界的信息进行采集和识别。传输层有数据传输功能，将感知层采集和识别的数据传输到平台层进一步分析处理。传输层的网络继承了的网络技术，可以分为有线网络和无线网络。无线网络传输可进一步分为远距和近距离传输，根据传输频带还可分为授权频谱传输和非授权频谱传输。平台层主要将来自感知层的数据进行汇总和分析处理，为应用层提供加工后的数据。按功能分类可分为设备管理平台、接入网络平台、应用开发平台等三个类型，平台层设备管理和系统软件可以提供高职物联网应用技术的工作岗位，除云端开发工程师、系统架构师、后端开发工程师之外，C++和Java开发工程师 、移动应用开发工程师 、前端开发工程师 、软件测试工程技术师都是高职和应用本科的主要工作岗位。

应用层是物联网的顶层，类似于互联网的应用层提供人们普遍使用的功能。应用层将加工处理后的数据应用到具体领域，如智能安防、交通物流、工业制造、智能家居、智慧农业等领域，应用领域还在进一步扩展。物联网技术的体系结构体现了很好的开放性和包容性，在应用层上有较低的进入门槛，适合高职学生的发展需求，主要岗位如硬件工程师、射频工程师、嵌入式系统设计师、应用开发工程师、传感网应用开发工程师、单片机开发工程师、测试工程师等。相对而言，系统集成方面的岗位如方案规划设计师、项目经理、安装调试员、技术支持工程师 、运维工程师也很符合高职层次的需求。

1.3 物联网应用技术专业适合作为专业群的核心专业

通过对物联网的体系结构解析，可以看到物联网的体系结构类似于互联网的体系结构，两者在一定程度上是技术重叠的。事实上有不少高职院校的物联网应用技术专业就是在原来的计算机应用技术专业或者网络技术专业基础上改制而来的。计算机应用技术专业是传统的高职专业之一，目前面临很大的困境，人才培养目标的定位模糊，不能满足企业现有的岗位要求，课程设置摆脱不了普通教育的束缚没有体现职业教育的特点、毕业生的就业率和专业对口率相对低等重大问题。未来解决这些困境的出路之一就是向物联网方向发展或者组建物联网专业群。物联网应用专业是当前战略性新兴产业，专业人才缺口较大，未来可以提供大批的就业机会。以物联网应用技术专业作为专业群，专业群内连接计算机应用和计算机网络等，专业群专业基础相通、技术领域相近、职业岗位相关、应用深度融合、教学资源共享。江苏省已有高职院校以物联网应用技术专业为龙头，以物联网产业链为组群纽带，为接物联网产业链上、中、下游的应用开发、系统集成和管理运维等环节建成了专业群，起到了示范效应。

高职信息安全与管理专业已经有了一定的发展基础，属于较早开办的计算机类高职专业，在2021年新版的专业目录中更名为信息安全技术应用专业。高职信息安全专业目前面临招生规模下降的问题，物联网应用技术专业可以带动信息安全专业发展，作为信息安全专业发展的一个方向。物联网信息来源领域广阔，感知层感知设备种类繁多，网络层通信技术和协议几乎覆盖了目前所有无线和有线网络，应用层服务范围遍布各大行业，对物联网信息数据安全保护显得越来越紧迫。据CEDA预测，2020年我国物联网市场规模有望达到18 300亿元，年复合增速高达25 %。事实上，根据世界芯片巨头高通公司2021年报告，高通物联网部门2021年第三季度业务同比增长了83 %，芯科科技（Silicon Labs）的物联网业务在同一时期同比增长了39 %，可以预知2022年物联网的普及速度正在加快。物联网的数据安全防护能力薄弱，信息安全问题突出。在物联网感知层，传感器在工业、农业、医疗、安防等领域的广泛应用，传感器采集到的数据容易被攻击者非法获取，另外，感知层设备因资源限制，只能进行简单的计算任务，缺乏加密保护措施，硬件架构的限制也使得访问限制、病毒查杀等系统防护技术无法在感知层实现。在传输层，由于物联网的网络拓扑结构比较复杂，在局域网范围内物联网的传输技术种类较多，网络安全问题较多，例如LORA技术的安全漏洞。物联网的平台层网络DDOS 攻击事件时有发生，应用层应用服务设备被恶意侵入会使用户隐私数据泄露。综上所述，物联网的安全是一个全方位的网络安全事件，可以和高职信息安全技术专业建立连接，同时也可以作为信息安全专业发展的方向之一。

2 物联网产业链有利于产教融合发展

2.1 物联网的产业链特点

物联网应用高职教育人才培养方案一般遵循学科三段式方案，课程体系有专业基础课、专业核心课、专业方向课或专业实训课三个层次。产教融合的课程结构有别于早期的物联网应用专业，物联网产业链有感知层、网络层、平台层、应用层等四层，涵盖芯片、传感器、无线模组、网络运营、平台服务、系统软件硬件、系统集成、应用服务八个环节，为构建职业教育面向岗位群培养要求的课程体系提供了基础。物联网产业链上游主要是基础硬件供应商、基础软件供应商、感知设备供应商、网络服务商，中游主要是平台服务商、应用服务商、边缘计算服务商，下游就是个人家庭用户、企业用户、政府用户等。上游的基础硬件供应商为物联网四个层次架构提供芯片、无线模组等硬件设备，基础软件提供商为物联网各个架构层提供系统软件、控制软件，而感知设备供应商主要为物联网的感知层提供感知设备。网络服务运营商主要是以电信运营商为主的广域网传输和局域网如WiFi、ZigBee、LORA等传输服务。

2.2 物联网无线模组行业是产教融合的突破口

我国华为海思、中兴微电子等产品在NB-IoT（窄带物联网）芯片领域占有先机，但在物联网芯片整体产业体系中，仍以高通、三星、英特尔等海外巨头为主要供应厂商，这些供应商中芯片领域技术壁垒较高，显然高职院校很难在上游的这些产业中融合发展。物联网的无线模组市场的中国厂商发展迅速，目前行业集中度不高，国内主要模组厂商就有多家，领先的规模企业如移远通信、日海智能、广和通、有方科技、中兴物联等。无线模组领域创业企业云集，高职物联网应用技术专业可以在这些领域实现产业引领发展，依托产教融合机制，将职业岗位、项目课程、资格证书、技能竞赛相互融通，形成崗课融合、课证融合、课赛融课的四点融通课程体系。

2.3 感知层是专创融合的重点方向

要想提高物联网专业毕业生的就业质量，创业是一个有效的方法。专创融合发展就是说创新创业不再与专业脱离，可将创新创业融入岗位模块课，在物联网产业链中实现岗位创新，不排除实现行业应用的创新。物联网感知层需要通过大量的感知设备对所联网的事物进行身份识别和数据采集，包括传感器、识别技术设备、定位系统等。识别技术可分为RFID、生物识别、语音识别等。RFID 作为传统的识别技术比较成熟，目前广泛应用在金融支付、门禁安防、交通管理、仓储物流等领域，我国领先的企业有远望谷、信达物联等。生物识别、语音识别作为新兴自动识别技术发展迅速，应用领域也在逐步扩展，科大讯飞借助语音识别成为明星企业。

传感器是最复杂的一个领域，物联网无线传感器主要有震动传感器、应变传感器、扭矩传感器。在全球传感器市场中，美国、日本等发达国家占据主导地位，我国该领域尚处于初级发展阶段。这一领域诞生了很多的中小微企业，创业门槛相对较低，高职物联网专业可以依托中小企业进行孵化创业园建设，创业项目可以和日常学习环境结合，例如在学校教学评价体系中，构建一个舒适的学习环境，创业团队可以使用幕布传感器、灯光控制器、电流控制插座等布置教室或实训室。

2.4 物联网应用领域便于融合地方经济发展

中游的平台服务商主要在物联网的平台层提供平台服务，中游的应用服务商主要在物联网的应用层提供具体应用场景服务，这个层面是物联网应用技术专业融合地方经济发展的重点切入点。目前，物联网已广泛应用到安防、交通、物流、工业制造、仓储、农业等领域，应用范围还在进一步扩展。在这个层面上，无论任何省份都有上述领域的规模企业，高职院校物联网专业可以很好地融合地方经济发展，服务地方经济发展。具体方法是围绕地方优势行业的人才需求确定专业人才培养目标，根据专业人才培养目标，对照重点规模企业需求明确职业岗位要求及能力，围绕职业岗位要求构建课程体系设定教学内容。这是专业融合地方经济发展的基础前提，根据课程设置进行具体的教学实训改革才能有的放矢。

3 结语

物联网属于新兴的朝阳产业，和互联网相比物联网的终端数量更加庞大，据研究机构预测，物联网所带来的产业要比互联网大三十倍，将会形成下一个万亿级别的产业。在万物互联的前景之下，目前产业链的四层八环节已经产生大量的就业机会，以物联网应用技术为核心，连接计算机应用、计算机网络技术、信息安全等专业的专业群建设是高职物联网应用技术高质量发展的必然之路。

参考文献

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[3]谭方勇，臧燕翔，沈玉彬. 产教融合背景下高职物联网专业群建设研究[J]. 职业教育研究，2020（11）：41-45.

[4]唐中剑. 基于产教融合、校企合作机制下物联网专业群人才培养体系的研究[J]. 记者观察，2018（21）：86.

[ 作者简介 ]

李文强，男，甘肃陇南人，甘肃财贸职业学院，教授，本科，研究方向：计算机应用技术。

[ 项目名称 ]

2020年度甘肃省职业教育教学改革研究项目，项目编号：2020gszyjy-53，项目名称：物联网专业融合甘肃地区储粮行业的实践研究。