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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論;教學(xué)方法
作者簡介:吳韶波(1970-),女,江蘇常熟人,北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院,副教授;文江川(1977-),男,江西永新人,北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院,講師。(北京 100101)
基金項目:本文系北京信息科技大學(xué)重點(diǎn)教改項目(項目編號:2012JGZD04)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0111-01
導(dǎo)論課程是為了幫助剛剛進(jìn)入大學(xué)的新生,在進(jìn)行專業(yè)知識學(xué)習(xí)之前,使其了解所學(xué)專業(yè)、解讀所就讀的專業(yè)是什么,包括哪些專業(yè)課程、如何學(xué)習(xí)和運(yùn)用專業(yè)知識、就業(yè)及考研去向等方面的問題,幫助其順利完成學(xué)業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。目的在于通過導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生對所學(xué)習(xí)的專業(yè)有整體認(rèn)識,對專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有一個初步的了解,明確各門專業(yè)課之間的聯(lián)系,為學(xué)生后續(xù)四年的知識學(xué)習(xí)、能力提高、素質(zhì)培養(yǎng)以及畢業(yè)后從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)或經(jīng)營管理等工作打下堅實基礎(chǔ),是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)的動力、引導(dǎo)學(xué)習(xí)的方法、規(guī)劃學(xué)習(xí)計劃和未來就業(yè)十分有效的方式和重要的手段。
一、導(dǎo)論課程教學(xué)中存在的問題
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是自2010年才陸續(xù)開設(shè)的新專業(yè),涉及多領(lǐng)域技術(shù),學(xué)科交叉,具有深厚的理論與廣泛的實踐相結(jié)合的特征?!拔锫?lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的入門課程,從物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、技術(shù)、服務(wù)、知識體系等角度闡述本專業(yè)包括的內(nèi)容。在該課程的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在著以下問題:
1.課程內(nèi)容多,技術(shù)廣,綜合性強(qiáng)
物聯(lián)網(wǎng)被譽(yù)為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,涉及計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、自動化、智能科學(xué)與技術(shù)等多領(lǐng)域、綜合叉學(xué)科,被廣泛應(yīng)用于智能交通、智慧城市、智慧醫(yī)療、工業(yè)監(jiān)測、物流等方面。由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容涉及內(nèi)容多,技術(shù)廣,對教學(xué)內(nèi)容的有效綜合和整體優(yōu)化勢在必行。
2.學(xué)生有興趣,熱情高,基礎(chǔ)缺乏
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程在大學(xué)一年級新生入學(xué)后開設(shè),學(xué)生對新知識、新技術(shù)具有強(qiáng)烈的好奇心。通過對北京信息科技大學(xué)2013級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)新生進(jìn)行統(tǒng)計,96.8%的學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有前期調(diào)研,但對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的具體教學(xué)內(nèi)容了解較少,實踐動手能力普遍欠缺。教師綜合運(yùn)用教學(xué)手段,突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系知識脈絡(luò),引導(dǎo)學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法開展專業(yè)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德,將為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與工作打下良好基礎(chǔ)。
3.專業(yè)領(lǐng)域新,對師資隊伍要求高
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新興的研究領(lǐng)域,高校在新辦物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的過程中存在著涉及的專業(yè)知識廣,交叉性強(qiáng);課程體系尚處在摸索階段,有待不斷完善;學(xué)科建設(shè)不成熟;全面掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實踐教學(xué)的師資隊伍嚴(yán)重缺乏等問題。這對任課教師提出了更高要求,教師需不斷更新專業(yè)認(rèn)知,擴(kuò)充知識結(jié)構(gòu),并加強(qiáng)工程實踐能力培養(yǎng)。
4.教學(xué)方法單一,考評方式片面
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程涉及知識內(nèi)容豐富,對各部分知識點(diǎn)的要求掌握的程度各不相同。導(dǎo)論課程面向一年級新生開設(shè),學(xué)生的基礎(chǔ)和知識掌握程度參差不齊,若采用單一授課的方式,可能達(dá)不到預(yù)期教學(xué)效果。再者,若考評只采用傳統(tǒng)的“期末考試成績+平時成績”進(jìn)行考量的方式,很難全面體現(xiàn)學(xué)生對新知識的掌握程度和相關(guān)能力的提高,或?qū)⑹`學(xué)生的思維,使學(xué)生對后續(xù)課程產(chǎn)生為難情緒或消極的負(fù)面影響,甚至厭學(xué)。
二、導(dǎo)論課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考
針對以上在“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程的教學(xué)中存在的問題,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身特點(diǎn)以及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新生特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)和實際授課情況,建議從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn):
1.解析專業(yè)知識框架,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程應(yīng)從宏觀上介紹了物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的相關(guān)知識內(nèi)容,綜合性較強(qiáng)。通過對物聯(lián)網(wǎng)基本概念、知識體系進(jìn)行整體介紹,使學(xué)生既對涉及到的廣泛技術(shù)有了解、有興趣,又不會被龐大的眾多學(xué)科內(nèi)容嚇倒,形成對“物聯(lián)網(wǎng)工程”基本模型和基本問題的初步且宏觀的科學(xué)認(rèn)識。目前,絕大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論書籍對于物聯(lián)網(wǎng)專有的RFID技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及M2M等技術(shù)介紹比較詳細(xì),其他必須的計算機(jī)、通信和控制方面的內(nèi)容則很少提及。因此,應(yīng)貫穿“全局指導(dǎo)局部”的方針構(gòu)建基本知識框架,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體的優(yōu)化,保證后續(xù)教學(xué)能圍繞物聯(lián)網(wǎng)的需求進(jìn)行;剖析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與相關(guān)學(xué)科之間相互交叉、互相作用、互相促進(jìn)的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法開展專業(yè)課程的學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識,注重技術(shù)應(yīng)用,讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)和巨大的創(chuàng)新機(jī)遇以及極其廣闊的發(fā)展空間。
2.教學(xué)方式多樣化,鼓勵創(chuàng)新思維
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,正不斷應(yīng)用于很多領(lǐng)域中,因此,導(dǎo)論課程的教學(xué)可以采用多樣化的教學(xué)方式融于整個授課過程中。
作為實踐性很強(qiáng)的工科學(xué)科,感性認(rèn)識可以加深對物聯(lián)網(wǎng)工程理論知識的理解。采用案例式教學(xué),如:在介紹物聯(lián)網(wǎng)與傳感器采集數(shù)據(jù)的關(guān)系時,教室可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀智能家居的樣板間,讓學(xué)生親身感受如何采集溫度、濕度、光照等信息,如何傳輸這些數(shù)據(jù)并對家電進(jìn)一步控制。也可以綜合考慮課程側(cè)重內(nèi)容以及學(xué)生的興趣點(diǎn),歸納提煉出研究的方向,采用研究式教學(xué),啟發(fā)學(xué)生思考,鼓勵學(xué)生通過查閱資料、對比分析等方式來解決問題和提出自己的想法,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力和創(chuàng)新思維的目的。最后,課程也可以不局限于課內(nèi)教學(xué),教師可充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)輔助,突破傳統(tǒng)導(dǎo)論課教學(xué)在時間與空間上的局限性。
3.強(qiáng)化實踐教學(xué),緊跟領(lǐng)域前沿研究新技術(shù)
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程內(nèi)容多,除了介紹計算機(jī)、電子、通信、控制等有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)外,還涉及到大量全新而復(fù)雜的新技術(shù)。對于剛進(jìn)入該專業(yè)的新生來說,從書本中很難明確自己今后的學(xué)習(xí)和研究方向,也很難將抽象的書面知識與實際應(yīng)用相結(jié)合。因此,教師應(yīng)適當(dāng)輔以實踐教學(xué)環(huán)節(jié),并通過參觀與專業(yè)相關(guān)的實驗室、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用樣板間、開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)場教學(xué)與實踐活動,拉近學(xué)生與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之間的距離。注重實際應(yīng)用,幫助學(xué)生理解抽象的概念,讓學(xué)生既能提升對課程的興趣,又可及時掌握技術(shù)發(fā)展的最新動態(tài)。這樣有利于學(xué)生從技術(shù)層面整體把握物聯(lián)網(wǎng),對其后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和理解起到較好的引導(dǎo)作用。通過進(jìn)入實驗室體驗學(xué)術(shù)研究的過程,也能激發(fā)學(xué)生對高水平研究與應(yīng)用的熱情。
4.建立綜合考評體系,考評方式全面靈活
導(dǎo)論課程的考評可分為期末考試、實踐報告、研究報告等多個組成部分。期末考試可采用開卷形式,基于課程內(nèi)容涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識進(jìn)行測試,同時也避免了學(xué)生死記硬背。研究報告可以小組形式進(jìn)行提交,根據(jù)選定的研究方向從查閱文獻(xiàn)、自主思考、組織討論到形成結(jié)果、匯報總結(jié),明確小組中每名學(xué)生的工作與貢獻(xiàn)。實踐報告指學(xué)生通過參觀與實踐,對物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步理解,包括基本的原理、實踐操作、方案改進(jìn)等,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)獲得新知識、新技術(shù)的能力,擴(kuò)展知識面,鼓勵創(chuàng)新思維。
三、結(jié)束語
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程肩負(fù)著引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)新生了解專業(yè)技術(shù)發(fā)展,激發(fā)專業(yè)課程學(xué)習(xí)興趣,掌握自主獲取知識方法,引導(dǎo)正確學(xué)習(xí)方法的重任。本文首先根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及專業(yè)新生的特點(diǎn),討論了“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”教學(xué)中存在的若干問題,從教學(xué)模式、實踐教學(xué)、考評機(jī)制等三個方面給出了對于本課程教學(xué)的有關(guān)新思考,力爭提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,指導(dǎo)后續(xù)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)出具有自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維和較強(qiáng)實踐能力的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞信息技術(shù) 創(chuàng)新 跨學(xué)科 應(yīng)用
1信息技術(shù)發(fā)展的背景及現(xiàn)狀
1.1信息技術(shù)發(fā)展背景
信息技術(shù)是InformationTechnology的縮寫,是管理以及處理信息的過程中所采用的技術(shù)的綜合,該技術(shù)主要是以計算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)為理論基礎(chǔ)來設(shè)計、開發(fā)相應(yīng)的信息管理以及信息處理系統(tǒng),所以一般也將該技術(shù)稱為是信息和通信技術(shù)。在各行業(yè)中或多或少都有一些數(shù)據(jù)或者是信息需要處理,所以信息技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用,尤其是在科學(xué)研究領(lǐng)域及工程實踐領(lǐng)域。
1.2信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
相較于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的研究來講,當(dāng)前很多科學(xué)領(lǐng)域研究均面臨著較為復(fù)雜的研究問題,現(xiàn)代跨學(xué)科研究涉及更大的跨越難度、類型復(fù)雜、規(guī)模巨大,在學(xué)科之間,學(xué)科界限越來越模糊,專一學(xué)科所涉及的內(nèi)容增多,這不得不使得跨學(xué)科研究開展跨國合作,并越來越成為合作的趨勢。因此,跨學(xué)科研究是社會科學(xué)研究的新模式,特別是當(dāng)前信息技術(shù)的飛速發(fā)展為我們的社會經(jīng)濟(jì)文化帶來了巨大的變化,社會各行業(yè)的發(fā)展使得信息技術(shù)領(lǐng)域成為跨學(xué)科研究的多樣化特征,它的科技創(chuàng)新主要是結(jié)合不同的學(xué)科和不同領(lǐng)域的聯(lián)系點(diǎn)上,因而滋生出了一部分前沿的新興跨學(xué)科,例如當(dāng)前較為火爆的生物信息工程學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)等,總之多數(shù)是在信息學(xué)基礎(chǔ)之上加入其它學(xué)科的名稱,演變成新的跨學(xué)科。
2信息技術(shù)與不同學(xué)科的交叉應(yīng)用
2.1內(nèi)交叉
物聯(lián)網(wǎng)利用復(fù)雜的通信技術(shù)將一系列的物品和人員通過一種方式將彼此聯(lián)系起來,使得人物、物物能夠相聯(lián),從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通過遠(yuǎn)程控制進(jìn)行管理,讓網(wǎng)絡(luò)管理更加智能化。然而,物聯(lián)網(wǎng)能夠兼容所有互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用,但比互聯(lián)網(wǎng)更具私人化和個性化。世界各國都重視對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā),我國將物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃入新興戰(zhàn)略發(fā)展產(chǎn)業(yè),由于其帶來的經(jīng)濟(jì)性和科技性的變革,使得物聯(lián)網(wǎng)成為世界第三信息產(chǎn)業(yè)革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)囊括了通信、軟件、感知及信息處理等技術(shù),具有較大的融合性。如今,物聯(lián)網(wǎng)研究正迅速發(fā)展中,其作為世界戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的新增長點(diǎn),市場潛力和效益巨大,根據(jù)《2014-2018年中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域市場需求與投資預(yù)測分析報告》顯示,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在2010年的中國市場規(guī)??偭繛?330億,次年為2600多億,就在今年,物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將超5000億。2014年,我國的物聯(lián)網(wǎng)電視電話會議召開,馬凱主席強(qiáng)調(diào),著力將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于各行業(yè),加強(qiáng)對工、農(nóng)業(yè)、商貿(mào)、能源環(huán)保、交通、生產(chǎn)、城市管理等領(lǐng)域進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的示范性應(yīng)用,推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展格局,加強(qiáng)對物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)法制建設(shè),培養(yǎng)健全的多樣化的人才機(jī)制。這些舉措加快了物聯(lián)網(wǎng)這類新興學(xué)科發(fā)展進(jìn)步。
2.2信息領(lǐng)域與生命學(xué)科的交叉
當(dāng)前,醫(yī)療電子和生物特征識別技術(shù)正被普遍應(yīng)用于人們的生活中。隨著物質(zhì)生活的提高,世界各國都遇到同樣的人口老齡化問題,傳統(tǒng)醫(yī)療不能滿足所有地區(qū)的醫(yī)療需求,新興醫(yī)療電子為醫(yī)療帶來變革,醫(yī)療電子走進(jìn)千家萬戶,成為家用化的電子設(shè)備,對偏遠(yuǎn)地區(qū)的病例診斷帶來極大的方便,有利于偏遠(yuǎn)地區(qū)、老人、重大疾病的醫(yī)療服務(wù)需求?,F(xiàn)代醫(yī)療電子種類較多,例如助聽器、血糖儀、脈沖儀、胰島素注射筆、CT掃描儀等,很多微小型儀器已經(jīng)家用化,成為家庭醫(yī)療護(hù)理設(shè)備。在生物識別方面,現(xiàn)在的識別技術(shù)種類較多,有指紋、語音、面部等特征的識別技術(shù),由于這些識別技術(shù)為工作生活帶來極大的方便,因而被廣泛應(yīng)用于安保、鑒別等需求。
2.3信息與工程應(yīng)用的交叉
當(dāng)前很多重大工程如建筑工程、航空航天工程、核技術(shù)、機(jī)械工程、電力工程等,其計算設(shè)計和應(yīng)用等都建立在計算機(jī)基礎(chǔ)上,進(jìn)行模擬操作,從而形成了一批新興的IT交叉學(xué)科,使得以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的研究推動著各行業(yè)大型工程的迅速發(fā)展。對汽車電子行業(yè)來講,如今已經(jīng)進(jìn)入智能、網(wǎng)絡(luò)化的計算領(lǐng)域,早期汽車是偏向機(jī)械的技術(shù),隨著計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,各工程領(lǐng)域進(jìn)入了機(jī)電化時代,汽車就是一個較為明顯的機(jī)電化領(lǐng)域,早期汽車修理是依據(jù)純經(jīng)驗,現(xiàn)在的汽車修理較為復(fù)雜化,但修理較為簡單,均是靠機(jī)械智能化的修理,汽車內(nèi)部有多個電子元部件組成,汽車線路的修理由各部門分工協(xié)調(diào)合作完成。因此,早期汽車主要與能量轉(zhuǎn)換有關(guān),現(xiàn)今汽車主要是對整體電子元件的控制。例如汽車的點(diǎn)火裝置,在較早的時候,汽車點(diǎn)燃是根據(jù)電磁感應(yīng)原理,發(fā)明了將線圈制作的變壓器進(jìn)行電壓點(diǎn)火,而這一技術(shù)原理仍用于現(xiàn)代汽車,然而現(xiàn)在已經(jīng)變?yōu)槎鄠€電子元件組裝構(gòu)成。點(diǎn)火裝置首先依據(jù)傳感器所傳送的數(shù)據(jù)作一個運(yùn)算和分析判斷,再次是點(diǎn)火和調(diào)節(jié),最大限度地節(jié)省燃料,達(dá)到環(huán)保。另外,在最新型的發(fā)動機(jī)的電控裝置中還有智能化的控制和診斷操作功能,有的發(fā)動機(jī)電子技術(shù)還能對其排出的廢氣進(jìn)行搜集和循環(huán)利用,在怠速過程中進(jìn)行節(jié)能控制,對多個汽車元件進(jìn)行功能的自我診斷,從而發(fā)出警報和提示。在交通工程方面,鐵路運(yùn)輸已進(jìn)入了電氣化時代,例如現(xiàn)代的地鐵、高鐵等工程的應(yīng)用。
2.4信息與環(huán)境地學(xué)的交叉
地理信息系統(tǒng)利用當(dāng)前先進(jìn)的衛(wèi)星和移動通信技術(shù)的定位應(yīng)用,通過發(fā)送信息,以定位終端設(shè)備用戶確切的方位和經(jīng)緯度數(shù)據(jù),為用戶提供定位需求服務(wù)。當(dāng)前全球定位系統(tǒng)共由24顆衛(wèi)星構(gòu)成,分別位于6條不同的軌道上,以確保定位需求,該定位技術(shù)具有低成本、高效的特點(diǎn),并且定位精確,具有良好的價值應(yīng)用功能。各大通訊運(yùn)營公司利用衛(wèi)星定位技術(shù)的便捷,為移動用戶增加了更多的增值服務(wù),方便用戶的生活出行。例如GPS定位查詢、導(dǎo)航服務(wù)、智能交通服務(wù)、廣告服務(wù)等。對于無線傳感器來講,其低消耗、微小的體積是最大的優(yōu)點(diǎn),利用無線通訊原理自組網(wǎng)絡(luò),能有效地探測多種數(shù)據(jù),例如收集和探測地質(zhì)信息、地下礦井和水文環(huán)境數(shù)據(jù),為相關(guān)監(jiān)管部門提供監(jiān)測數(shù)據(jù),以減少環(huán)境災(zāi)害對人類的危害。
2.5信息與人文社會科學(xué)的交叉
信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,而與人文社科和教育等進(jìn)行交叉更是平常,在生活工作和學(xué)習(xí)中隨處可見,例如于管理、教育、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的交叉,形成信息管理學(xué)、信息教育、經(jīng)濟(jì)信息等領(lǐng)域的新興學(xué)科,使得各基礎(chǔ)學(xué)科之間的交叉更加聯(lián)系緊密,各跨學(xué)科學(xué)習(xí)和研究更加平凡。就社會信息這一新興學(xué)科來講,是對社會上的信息問題進(jìn)行研究分析,并歸納總結(jié)的一門學(xué)科,它基于社會發(fā)展的計算機(jī)化為對象,將計算機(jī)與信息政策、社會學(xué)等的部分理論聯(lián)合,尋求共通之處結(jié)合成的新興跨學(xué)科。
3信息技術(shù)在跨學(xué)科中應(yīng)用存在的問題
3.1認(rèn)識上存在差距
信息技術(shù)在跨學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用最大的障礙就是認(rèn)識上的問題,由于不論是從事信息技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)者或者是工程技術(shù)人員,還是從事和信息技術(shù)領(lǐng)域交叉學(xué)科的相關(guān)的技術(shù)人員,在很大程度上都只是針對自己所從事的領(lǐng)域比較熟悉,而對于不屬于自己認(rèn)識的領(lǐng)域卻存在著很大認(rèn)識上的問題。一般來講信息技術(shù)是一種處理其他領(lǐng)域中信息和數(shù)據(jù)的工具,利用這些信息技術(shù)對信息的處理能夠得到一般規(guī)律性的東西,但是如果信息技術(shù)掌握不好或者是所要跨的學(xué)科掌握不好的話就會存在很大應(yīng)用上的問題。
3.2應(yīng)用上存在差距
正是由于上述存在的對于自身不熟悉學(xué)科認(rèn)識上的差距,所以才導(dǎo)致了信息技術(shù)在跨學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用存在諸多方面的不足。在很多的領(lǐng)域都有信息技術(shù)的應(yīng)用,但是受到其他領(lǐng)域人員對于信息技術(shù)掌握制約以及信息技術(shù)領(lǐng)域人員對于其他行業(yè)知識的不了解最終導(dǎo)致了信息技術(shù)在各個行業(yè)中的應(yīng)用并不是很深入。
3.3基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行機(jī)制不夠完善
在各個行業(yè)中對信息技術(shù)的應(yīng)用不到位還受到基礎(chǔ)設(shè)施以及運(yùn)行機(jī)制的制約。在各個行業(yè)中由于資金問題或者是相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的思想認(rèn)識問題,使得很多學(xué)科中的信息技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在著很大的問題,很多單位沒有認(rèn)識到信息技術(shù)對于自身學(xué)科的作用,所以沒有進(jìn)行信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),并且在其他學(xué)科中也沒有設(shè)置相關(guān)的信息技術(shù)管理部門,這都是信息技術(shù)其他學(xué)科沒有得到充分利用的關(guān)鍵因素。
3.4人力不足
信息技術(shù)在新型跨學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用所有的問題都可以歸結(jié)為人才的問題,也就是缺乏既具有信息技術(shù)能力又具有行業(yè)背景知識的人才。只有充分具備這兩個方面的技能才能夠使得信息技術(shù)在跨學(xué)科領(lǐng)域中得到比較充分的應(yīng)用。
4促進(jìn)信息技術(shù)與不同學(xué)科領(lǐng)域交叉融合的建議
如果要實現(xiàn)信息技術(shù)和不同學(xué)科領(lǐng)域之間的交叉和融合,最為關(guān)鍵的是在培養(yǎng)人才的過程中要考慮到信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。首先,比如對于信息技術(shù)領(lǐng)域中的學(xué)生來講,可以根據(jù)學(xué)生自己的研究興趣選擇相應(yīng)的研究方向,并將信息技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用于自己所感興趣的研究方向。其次,對于其他新興學(xué)科的學(xué)生培養(yǎng)來講,可以在培養(yǎng)計劃中設(shè)置信息技術(shù)相關(guān)的課程或輔修信息技術(shù)相關(guān)的第二專業(yè),促成信息技術(shù)在本學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用。第三,對于高校來講,可進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu),拓展學(xué)科專業(yè),加強(qiáng)專業(yè)群建設(shè),努力推進(jìn)與企業(yè)的融合發(fā)展。第四,對于企業(yè)來講,可以結(jié)合實際工作開展的需要采取相應(yīng)的措施對工程技術(shù)人員進(jìn)行信息技術(shù)的培訓(xùn),使得信息技術(shù)能夠在各行業(yè)開花結(jié)果。
5結(jié)語
社會在不斷發(fā)展進(jìn)步,需要不斷地進(jìn)行科學(xué)技術(shù)的開發(fā)和探索,而跨學(xué)科領(lǐng)域正好能填補(bǔ)一些空白科技領(lǐng)域,為其提供科學(xué)的理論依據(jù),以加強(qiáng)不同學(xué)科領(lǐng)域之間的聯(lián)系,從而開辟新的學(xué)科領(lǐng)域,為社會進(jìn)步發(fā)展服務(wù)。科研創(chuàng)新研究只有將更多的學(xué)科領(lǐng)域連接在一起,才能探索更多有價值的問題。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展對策;江蘇姜堰
中圖分類號 F323.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0337-02
當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第3次浪潮。隨著智能農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,智能感知芯片、移動嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步拓寬,通過使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的影響,為動、植物生活、生產(chǎn)提供相對可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環(huán)境條件,可以在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴進(jìn)行有效生產(chǎn),實現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測、科學(xué)種養(yǎng),極大地促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。
1 姜堰市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用具有良好的基礎(chǔ)
一是農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施初具規(guī)模。目前,全市16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(區(qū))所轄262個行政村全部實現(xiàn)光纖有線電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)“村村通”,寬帶覆蓋率達(dá)到100%,計算機(jī)、電話、手機(jī)等信息工具逐步普及,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、有線電視和有線廣播已成為主要的信息網(wǎng)絡(luò)。二是農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)體系不斷完善。全市已形成“市有信息中心、鎮(zhèn)有信息服務(wù)站、村有信息服務(wù)點(diǎn)”的3級信息服務(wù)體系和“電腦有網(wǎng)站、電視有影像、電臺有聲音、電話有應(yīng)答”的“四電合一”農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺,農(nóng)業(yè)信息化已成為全市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的助推器[1]。
1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用取得初步成效
物聯(lián)網(wǎng)在高效設(shè)施栽培、畜禽養(yǎng)殖、大田作物精細(xì)栽培、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制和可追溯體系的建立等方面都有極其廣泛的應(yīng)用前景。近年來,姜堰市在積極推進(jìn)全市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程中,不斷創(chuàng)新農(nóng)技推廣新方式,積極研制引進(jìn)信息新技術(shù),推廣信息化新成果,開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)工作。一是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中得到應(yīng)用。2011年,市水鄉(xiāng)蔬菜種植專業(yè)合作社投資60多萬元,建立了泰州市首個設(shè)施蔬菜農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)了信息技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合。該系統(tǒng)通過傳感設(shè)備實時采集溫室(大棚)內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、光照等數(shù)據(jù),由技術(shù)專家進(jìn)行分析處理,可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制濕簾風(fēng)機(jī)、側(cè)窗、遮陽設(shè)備等。二是專家系統(tǒng)在大田作物生產(chǎn)管理上得到應(yīng)用。2004—2010年,姜堰市農(nóng)業(yè)信息中心與北京中科院合作研制開發(fā)了“綠色稻米生產(chǎn)管理智能化專家系統(tǒng)”。該系統(tǒng)融合了人工智能技術(shù)、WEB技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù),實現(xiàn)了規(guī)則庫的規(guī)則全面與重點(diǎn)相結(jié)合、水稻生產(chǎn)中技術(shù)難點(diǎn)與普通管理技術(shù)相結(jié)合。該系統(tǒng)的研制與推廣實現(xiàn)了全市信息技術(shù)在大田作物生產(chǎn)上的新突破,取得了新成效,目前累計示范推廣面積達(dá)到6 666.67 hm2,實現(xiàn)增效10%左右。三是自動化節(jié)水灌溉技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到應(yīng)用。大倫綠色家園葡萄種植基地,采用現(xiàn)代化設(shè)施栽培方式種植優(yōu)質(zhì)葡萄,新建避雨保溫聯(lián)體雙層鋼架大棚14萬m2,安裝相應(yīng)的滴灌配套設(shè)施500套,實現(xiàn)水、肥、藥全自動化控制。四是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在養(yǎng)殖業(yè)上得到應(yīng)用。江蘇萬維養(yǎng)豬場6幢1.3萬m2標(biāo)準(zhǔn)豬舍,視頻監(jiān)控到每個豬舍、每頭豬,實現(xiàn)豬場生產(chǎn)管理智能化。興泰鎮(zhèn)之春鴿業(yè)合作社建立了養(yǎng)殖、加工全過程視頻監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化、遠(yuǎn)程化和自動化。溱湖龍蝦養(yǎng)殖基地、恒隆生豬養(yǎng)殖場等規(guī)?;囟家呀B(yǎng)殖環(huán)境視頻監(jiān)控系統(tǒng)。養(yǎng)殖環(huán)境視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,不僅提高了全市規(guī)模養(yǎng)殖基地的管理水平,也為進(jìn)一步推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。五是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)框架已經(jīng)建立。2011年,姜堰市率先建成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測網(wǎng)。該監(jiān)測網(wǎng)實現(xiàn)了全市各鎮(zhèn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測站、農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場、“三品”生產(chǎn)企業(yè)(基地)等單位農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)自動化統(tǒng)計匯總工作。監(jiān)測網(wǎng)建成后,有效提升了全市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測監(jiān)管能力,提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平和市場競爭力,同時也為全市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的應(yīng)用架設(shè)了框架[2]。
2 姜堰市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用存在的主要問題
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在逐步被全社會認(rèn)知、認(rèn)可,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等方面發(fā)揮著積極作用。姜堰市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用剛剛起步,面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)。一是廣大基層農(nóng)戶、企業(yè)負(fù)責(zé)人以及基層農(nóng)技人員對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)認(rèn)識程度不夠,有的還停留在模糊概念上,對物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用認(rèn)識不足。二是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究力量不足,財政性產(chǎn)業(yè)研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用資金投入不足。全市雖有極個別IT企業(yè)能夠?qū)嵤┪锫?lián)網(wǎng)技術(shù)項目,但是不具備自我研發(fā)能力。三是缺少起點(diǎn)高、輻射面廣、帶動作用大的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公共服務(wù)平臺和高效的綜合管理平臺,信息資源共享不夠,物聯(lián)網(wǎng)成熟技術(shù)的先行先試推廣應(yīng)用比較困難。四是基層專職從事信息化技術(shù)服務(wù)人員匱乏,尤其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新型信息技術(shù)適用人才更加缺乏。五是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺后期技術(shù)、硬件維護(hù)成本較高,設(shè)備更新速度較快,后續(xù)資金投入較大[3]。
3 發(fā)展對策
3.1 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)
建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程是一項全局性的系統(tǒng)工程,也是推進(jìn)全市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的一項重點(diǎn)工程。信息產(chǎn)業(yè)、科技、農(nóng)口等涉及部門,要建立工作責(zé)任體系,明確相應(yīng)的責(zé)任科室和業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu),加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),統(tǒng)籌規(guī)劃,分步分級實施,確保應(yīng)用示范工程扎實推進(jìn)。
3.2 落實資金保障
積極鼓勵、支持互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行商參與實施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程,實行“以獎代補(bǔ)”等形式鼓勵農(nóng)業(yè)企業(yè)、種養(yǎng)基地引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù);同時積極爭取上級部門政策和資金的支持,依靠外力、外智、外資共同建設(shè)全市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程[4]。
3.3 開展典型示范
分行業(yè)選擇基礎(chǔ)條件優(yōu)越、智能化程度較高的規(guī)模種養(yǎng)基地開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)。
3.4 普及物聯(lián)網(wǎng)知識
加大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)宣傳力度,通過電視、網(wǎng)絡(luò)等媒體,采取多形式、多手段宣傳和普及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)知識,積極營造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的濃厚氛圍。
3.5 強(qiáng)化隊伍建設(shè)
圍繞全市農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的總體目標(biāo),培養(yǎng)一批基層農(nóng)業(yè)信息員和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隊伍,指導(dǎo)和協(xié)調(diào)全市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用工作。
4 參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論;實驗教學(xué);實驗考核
中圖分類號:TP393;G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)03-0091-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息浪潮。2009年8月總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時提出“感知中國”后,物聯(lián)網(wǎng)的探索逐漸成為國家戰(zhàn)略。2010年3月底,教育部批準(zhǔn)30所高校第一批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),沒有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)校也相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的課程。我校于2010年招生時就將物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)課程加入了計算機(jī)科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,并于本學(xué)期首次開設(shè)了《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》課程。本課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng),通過實驗課加強(qiáng)學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)理論內(nèi)容的理解,才能很好地培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和專業(yè)實踐能力,加強(qiáng)實踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑。研究《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》課程的實驗內(nèi)容,對培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才具有重大的意義。
1 研究現(xiàn)狀及存在問題
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》是本學(xué)期為2010級計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)新開設(shè)的一門專業(yè)任選課。課程的目標(biāo)是使學(xué)生可以對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識有一個全面、系統(tǒng)的認(rèn)識;具備規(guī)劃設(shè)計與構(gòu)建出一些簡單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的能力;具備運(yùn)用理論知識解決實際問題的基本素質(zhì)。
現(xiàn)在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程的學(xué)校很多,主要從理論上講解物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID(射頻識別)技術(shù)等,項目組對市面上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程及實驗的教材及幾個學(xué)校的實驗教學(xué)做了調(diào)查,主要發(fā)現(xiàn)有以下幾個問題:
1.1 課程內(nèi)容差異很大,實驗內(nèi)容不統(tǒng)一
物聯(lián)網(wǎng)是一個相對比較新的技術(shù),很多理論還沒有完全沉淀下來,形成非常統(tǒng)一的理論體系。不同的學(xué)校不同的教材講授的內(nèi)容有很大差異,相對于實驗內(nèi)容也就有不同的安排。
1.2 開設(shè)的專業(yè)不同,實驗內(nèi)容的重點(diǎn)不一
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個綜合性比較強(qiáng)的新技術(shù),涉及到計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等,造成了不同專業(yè)都開物聯(lián)網(wǎng)課程的現(xiàn)狀。通信技術(shù)相關(guān)專業(yè)講解的重點(diǎn)在于物聯(lián)網(wǎng)通信傳輸、通信協(xié)議分析等,自動控制相關(guān)專業(yè)講解的重點(diǎn)在于物聯(lián)網(wǎng)芯片的研究設(shè)計等。計算機(jī)相關(guān)專業(yè)講解的重點(diǎn)在于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)算法、應(yīng)用開發(fā)等。開設(shè)專業(yè)的不同,導(dǎo)致了實驗內(nèi)容的重點(diǎn)不一。如北京科技術(shù)大學(xué)王志良教授出版的實訓(xùn)教程[1]有大量的硬件設(shè)計指導(dǎo)等。
1.3 不同學(xué)校配備的實驗箱不同,實驗操作不一致
對于物聯(lián)網(wǎng)課程的實驗大部分都是基于實驗箱進(jìn)行操作的,不同的學(xué)校配備的實驗箱基本都不同。每種實驗箱都有不同的核心板,不同的程序,操作起來都有自己的步驟[2]。本系關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的實驗箱共有3套,即使是同一種類型的實驗,軟硬件環(huán)境,實驗效果也都不同,這也給實驗的選擇、融合帶來一定的難度。
1.4 學(xué)生層次不同,實驗內(nèi)容的難易度設(shè)置問題
物聯(lián)網(wǎng)實驗需要大量的硬件編程基礎(chǔ),這些基礎(chǔ)都是通過以前課程的學(xué)習(xí)積累的。有的學(xué)生基礎(chǔ)好些,如果實驗內(nèi)容過淺,就不能滿足學(xué)生對知識的渴望,設(shè)置過難又使基礎(chǔ)不好的學(xué)生失去信心。
基于以上問題的分析,我們在實驗內(nèi)容的選擇上要以符合專業(yè)需求為主要方向,找出實驗教學(xué)的重點(diǎn),體現(xiàn)實驗的層次性等,為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)方向的應(yīng)用人才奠定基礎(chǔ)。
2 實驗內(nèi)容研究
主要研究《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》課程的基礎(chǔ)實驗與應(yīng)用實驗內(nèi)容,以符合專業(yè)需求為導(dǎo)向,整合現(xiàn)有實驗箱實驗的基礎(chǔ)上,在各個實驗中擬設(shè)置選學(xué)內(nèi)容,以滿足不同層次學(xué)生的要求,同時為學(xué)生深入學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程打下堅實基礎(chǔ)。
擬選取以下6組實驗:
(1)建立實驗環(huán)鏡
實驗為1學(xué)時,主要是認(rèn)識實驗設(shè)備,安裝配置IAR、KeilC開發(fā)環(huán)境。
(2)數(shù)據(jù)感知實驗
實驗為3學(xué)時,主要物聯(lián)網(wǎng)感知層的實驗,包括溫濕度傳感器、超聲波傳感器、酒精傳感器的實驗,使學(xué)生通過各種傳感器感知信號及編程方法。選學(xué)內(nèi)容設(shè)置為光電傳感器、壓力傳感器。
(3)ZigBee組網(wǎng)實驗
實驗為4學(xué)時,主要是讓學(xué)生熟悉ZigBee協(xié)議棧原理、工作流程,掌握點(diǎn)對點(diǎn)、星狀網(wǎng)通信原理及相關(guān)程序應(yīng)用分析。選學(xué)內(nèi)容為樹狀通信實驗等。
(4)網(wǎng)關(guān)通信實驗
實驗為2學(xué)時,使學(xué)生掌握網(wǎng)關(guān)上各種通信接口如串口,網(wǎng)口、GPRS的使用及程序分析修改。
(5)認(rèn)識RFID系統(tǒng)實驗
實驗為2學(xué)時,使學(xué)生掌握RFID 的基本原理,學(xué)會RFID 模塊的使用方法及相關(guān)程序分析。選學(xué)內(nèi)容為超高頻RFID模塊分析等。
(6)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實驗
實驗為4學(xué)時,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的實驗,主要是對智能家居系統(tǒng)、智能超市系統(tǒng)和智能倉儲系統(tǒng)從系統(tǒng)功能、架構(gòu)、原理上進(jìn)行分析,并通過各種模擬系統(tǒng)進(jìn)行實際分析等。選學(xué)內(nèi)容為智能農(nóng)業(yè)等。
實驗的總學(xué)時為16學(xué)時,我們的重點(diǎn)放在無線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上。
3 實驗教學(xué)方法與手段
3.1 啟發(fā)式教學(xué)
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,改變以往填鴨式教學(xué)方法,在實驗中,先講解實驗內(nèi)容和實驗要求等基本內(nèi)容后,再將本次實驗的結(jié)果展示出來,然后引導(dǎo)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)問題,由教師以點(diǎn)撥、提問和探討的方式加以解決。實驗中根據(jù)學(xué)生的實際情況,這種變學(xué)生被動為主動參與的教學(xué)方法在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上均收到了良好的效果。
3.2 層次教學(xué)
根據(jù)實驗教學(xué)的進(jìn)度和實驗深度要求的不同,把實驗分成不同的層次,有助于引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)。在物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)中分成兩個方面的層次。
第一個層次,是從必學(xué)到選學(xué)將實驗內(nèi)容分成必學(xué)和選學(xué),必學(xué)是所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。選學(xué)內(nèi)容是對本實驗更有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
第二個層次,是將必修實驗再分為使用、驗證分析、綜合設(shè)計3個層次。
在教學(xué)前期適合于做一些使用層次要求的實驗,如建立實驗環(huán)鏡、傳感器和ZigBee網(wǎng)等, 通過全面使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使學(xué)生對傳感器、ZigBee等操作有全面的感性認(rèn)識。 在有一定的操作和理論基礎(chǔ)時可做驗證分析層次的實驗,從外部觀察驗證傳感器、ZigBee的原理、編程、實現(xiàn)過程。如學(xué)完進(jìn)程就可通過在實際的操作系統(tǒng)上編程使用系統(tǒng)調(diào)用來觀察操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度結(jié)果,并根據(jù)結(jié)果分析不同的調(diào)度策略。 在驗證分析的基礎(chǔ)上就可做設(shè)計實現(xiàn)層次的實驗,要求學(xué)生在模擬操作系統(tǒng)上自己編程實現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能模塊,并觀察自己所設(shè)計的功能模塊的工作情況。讓學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)功能有一個使用、探索驗證、自己設(shè)計逐步深入的學(xué)習(xí)過程。
4 實驗考核
考試是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、了解教師教學(xué)效果的一個重要方法。許多高校計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)硬件課程實驗教學(xué)和課堂教學(xué)的比例超過20%,但學(xué)生的成績僅憑試卷考試來確定,忽略了實驗教學(xué)成績,這是不全面的。因此需要完善學(xué)生成績評定,充分調(diào)動學(xué)生對實驗教學(xué)的積極性,達(dá)到學(xué)生實驗動手能力的成績在總評成績中占一定比例。在平時的實驗教學(xué)中,應(yīng)該告知學(xué)生實驗成績在總評成績中的比例,要求學(xué)生重視實驗報告,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,鼓勵學(xué)生認(rèn)真總結(jié)實驗經(jīng)驗,杜絕抄襲他人現(xiàn)象。幾年來在計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)硬件實驗教學(xué)成績占課程總評成績的20%~30%是比較恰當(dāng)?shù)摹?/p>
5 結(jié) 語
本文對《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》實驗課程的內(nèi)容、實驗教學(xué)方法與手段、實驗考核等方面所作的分析,可為高校建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程提供一些參考。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論的實驗教學(xué)是培養(yǎng)實用性和創(chuàng)新性的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的重要途徑和手段。因此,實驗教學(xué)是當(dāng)前需要認(rèn)真研究和探討的問題。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]王志良,王新平. 物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)教程:實驗案例和習(xí)題解答[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[2]魏曉寧. 物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)初探[J]. 計算機(jī)時代, 2011(10):49-53.
[3]劉云浩. 物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社, 2010.
[4]吳功宜. 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.
[5]徐勇軍. 物聯(lián)網(wǎng)實驗教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo) 知識體系 內(nèi)容安排 教學(xué)方法
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)01(a)-0162-03
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美國麻省理工學(xué)院提出,隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵不斷擴(kuò)展[1]。目前業(yè)界普遍認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸,它利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進(jìn)行感知識別,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián),進(jìn)行計算、處理和知識挖掘,實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接,達(dá)到對物理世界實時控制、精確管理和科學(xué)決策的目的[2-5]。
物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的各個領(lǐng)域,引發(fā)和帶動生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革,成為經(jīng)濟(jì)社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要引擎[6]。近年來,在“兩化融合”和“感知中國”等國家戰(zhàn)略背景下,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展受到了我國政府、科研、教育、產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。我國經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域蘊(yùn)含巨大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用潛能,眾多行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才需求旺盛[7]。為此,中國傳媒大學(xué)于2012年通過教育部審批,依托理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系開辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向,成為全國較早面向本科生開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的高校之一。
1 課程教學(xué)目標(biāo)
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》是網(wǎng)絡(luò)工程系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)方向?qū)W生學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課,其主要目的是使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和相關(guān)技術(shù),對物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域的典型應(yīng)用有所認(rèn)識,在此基礎(chǔ)上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架,明確物聯(lián)網(wǎng)工程各個專業(yè)課程的意義和課程之間的關(guān)系,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[8]。因此,《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程的講授成功與否關(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,進(jìn)而影響到我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程[9]。
2 課程知識體系及內(nèi)容安排
2.1 知識體系
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為3個層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示[1]。
感知層是物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚”和“五官”,用于識別物體、采集信息,是聯(lián)系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動感知設(shè)備包括:RFID標(biāo)簽與讀寫設(shè)備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測控設(shè)備等;感知層中的人工生成信息設(shè)備包括:智能手機(jī)、智能機(jī)器人等。
網(wǎng)絡(luò)層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過各種接入技術(shù)連接最終的用戶設(shè)備。匯聚層的功能為:匯接接入層的用戶流量,進(jìn)行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)與交換;根據(jù)接入層的用戶流量,進(jìn)行本地路由、過濾、流量均衡、優(yōu)先級管理,以及安全控制、地址轉(zhuǎn)換、流量整形等處理;根據(jù)處理結(jié)果把用戶流量轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進(jìn)行路由處理。核心交換層為物聯(lián)網(wǎng)提供一個高速、安全與保證服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。匯聚層與核心交換層的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備與通信線路構(gòu)成了傳輸網(wǎng)。
應(yīng)用層可以進(jìn)一步分為管理服務(wù)層和行業(yè)應(yīng)用層。管理服務(wù)層通過中間件軟件實現(xiàn)了感知硬件與應(yīng)用軟件物理的隔離與邏輯的無縫連接,提供海量數(shù)據(jù)的高效、可靠地匯聚、整合與存儲,通過數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理與智能決策計算,為行業(yè)應(yīng)用層提供安全的網(wǎng)絡(luò)管理與智能服務(wù)。行業(yè)應(yīng)用層由多樣化、規(guī)?;男袠I(yè)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成,包括:智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能交通、智能醫(yī)療等。
此外,涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的共性技術(shù)包括信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理、對象名字服務(wù)與服務(wù)質(zhì)量保證等。
2.2 內(nèi)容安排
《物聯(lián)網(wǎng)技g與應(yīng)用》課程的內(nèi)容安排[10-12]如圖2所示,其中,各部分包含的主要內(nèi)容有[1-6]以下幾方面。
物聯(lián)網(wǎng)概論:物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景、技術(shù)背景;物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術(shù)特征;物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu);物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
RFID技術(shù):自動識別技術(shù)的發(fā)展背景、條形碼簡介、磁卡與IC卡的應(yīng)用、RFID、RFID應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成、RFID標(biāo)簽編碼標(biāo)準(zhǔn)。
傳感器技術(shù):傳感器;智能傳感器與無線傳感器;無線傳感器網(wǎng)絡(luò);無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)。
嵌入式技術(shù):智能設(shè)備的研究與發(fā)展;集成電路;嵌入式技術(shù)的研究與發(fā)展;RFID讀寫器與中間件軟件設(shè)計;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計;可穿戴計算研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用;智能機(jī)器人研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。
移動通信技術(shù):通信技術(shù)的發(fā)展;移動通信技術(shù)的研究與發(fā)展;3G技術(shù)與移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。
定位技術(shù):位置信息與位置服務(wù);物聯(lián)網(wǎng)中的位置服務(wù);定位系統(tǒng);移動通信定位技術(shù)、基于無線局域網(wǎng)的定位技術(shù)、基于RFID的定位技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。
數(shù)據(jù)處理技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基本概念;海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲與云計算;物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)中的智能決策。
信息安全技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關(guān)系問題;物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究;RFID安全與隱私保護(hù)研究。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用:智能電網(wǎng);智能交通;智能醫(yī)療;智能物流。
3 課程教學(xué)方法
自2014年春季學(xué)期《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程首輪授課起至今,筆者已從以下幾方面做了有益嘗試,取得了良好的效果。
3.1 采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式將課堂內(nèi)外相結(jié)合
翻轉(zhuǎn)課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間,將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。該教學(xué)模式需要學(xué)生在課后完成自主學(xué)習(xí),即自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、節(jié)奏、風(fēng)格和呈現(xiàn)知識的方式,可以通過看視頻講座、聽播客、廣泛閱讀各種書籍、與其他同學(xué)討論等方式進(jìn)行。教師則采用講授法和協(xié)作法來滿足學(xué)生的需要和促成他們的個性化學(xué)習(xí),其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過實踐獲得更真實的學(xué)習(xí)體驗。翻轉(zhuǎn)課堂是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)流程的徹底顛覆。
在該課程的講授方式上,筆者嘗試引入“翻轉(zhuǎn)課堂”模式,轉(zhuǎn)變以往授課過程中教師“滿堂灌”、學(xué)生只是被動接受的傳統(tǒng)教學(xué)模式,利用教學(xué)實踐中小班授課、學(xué)生人數(shù)較少的優(yōu)勢,使每位同學(xué)都有機(jī)會走上講臺,輪流充當(dāng)“教師”的角色,過一把“教師癮”,從而充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。具體的實施過程為:首先,請每名學(xué)生選取物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科中自己較為感興趣的一項具體技術(shù)作為自己的講授對象,通過廣泛查閱書籍文獻(xiàn)資料、上網(wǎng)搜索最新科技資訊等方式了解該項技術(shù)的來龍去脈、前世今生及發(fā)展前沿。然后,請學(xué)生自制課件,通過文字、圖片、視頻等方式形象生動地向大家講解艱澀枯燥的具體技術(shù)內(nèi)容。其間,其他同學(xué)可以隨時提問,形成良好的互動效果,極大地活躍了課堂氣氛,同時也鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和語言表達(dá)能力。最后,由教師點(diǎn)評學(xué)生的表現(xiàn),指出其講解的優(yōu)缺點(diǎn),并補(bǔ)充完善知識點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生的個人表現(xiàn)很大程度上決定了該門課程的個人結(jié)課成績。通過3年來具體的實踐,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們搜集資料的深度和廣度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了筆者的預(yù)期。作為老師,在授課的同時也收獲了很多新知識,達(dá)到了教學(xué)相長的目的。
3.2 教學(xué)與科研相結(jié)合
教師授課過程中應(yīng)避免簡單生硬地照本宣科,而應(yīng)以自身的科研經(jīng)歷和科研體會現(xiàn)身說法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。物聯(lián)網(wǎng)作為一門新興學(xué)科,發(fā)展日新月異。每輪備課時都要加入新的科技進(jìn)展,對于教師來講,在科研方面需要不斷地關(guān)注科技前沿動態(tài),及時更新知識,極具挑戰(zhàn)性。就筆者而言,由于一直從事數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的研究,在講授第八章《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)》時,就結(jié)合目前正在進(jìn)行的有關(guān)電視節(jié)目受眾收視情況的數(shù)據(jù)挖掘研究課題,以實驗中具體的數(shù)據(jù)、模型為例,為學(xué)生講解數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的具體流程和其中的關(guān)鍵步驟,從而進(jìn)一步加深學(xué)生對該技術(shù)的理解程度。
3.3 “走出去”與“引進(jìn)來”相結(jié)合
“走出去”是指教師應(yīng)當(dāng)經(jīng)常參加國內(nèi)外相關(guān)教研機(jī)構(gòu)組織的高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的培訓(xùn)班、研討會等,廣結(jié)同行,吸取其他兄弟院校專業(yè)建設(shè)、課程改革的成功經(jīng)驗,達(dá)到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,還可以與國內(nèi)一些專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,建立學(xué)生實習(xí)、實訓(xùn)基地。學(xué)生可以到企業(yè)實地參觀相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)線,以便與課堂中學(xué)到的知識點(diǎn)概念、原理聯(lián)系起來,獲得感性認(rèn)識,從而加深理解。同時,學(xué)生可以利用寒暑假時間到企業(yè)實習(xí)或選派學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計,不但使學(xué)生掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、熟悉了企業(yè)的運(yùn)行模式,還可以為企業(yè)提供專業(yè)的人才,拓展學(xué)生的就業(yè)渠道[13]。
“引進(jìn)來”是指教師應(yīng)當(dāng)定期邀請國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的權(quán)威教授、相關(guān)技術(shù)人員走進(jìn)課堂、走上講臺,為學(xué)生帶來最新的行業(yè)發(fā)展信息。此外,在教材選擇方面,教師應(yīng)當(dāng)不局限于國內(nèi)出版的一些經(jīng)典教材,還應(yīng)當(dāng)廣泛引進(jìn)國外的外文教材,追蹤國際領(lǐng)先的前沿技術(shù)[14]。
綜上所述,文章從“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)、知識體系及內(nèi)容安排、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了探討。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年來的新興技術(shù),該課程也是中國傳媒大學(xué)理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系自2014年首次引入的新課程,一切還在逐步摸索過程中,因此,探尋一套適合本專業(yè)學(xué)生的課程教學(xué)方案任重道遠(yuǎn)。
4 結(jié)語
此文是筆者近3年來參加物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)研討班培訓(xùn)、備課、授課的心得體會。由于筆者的驗有限,考慮問題難免有失偏頗,望與各位讀者共同探討。作為一名青年教師,筆者未來仍然需要逐步沉淀,不斷思考、總結(jié)、實踐,為培養(yǎng)出社會需要的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才貢獻(xiàn)力量。
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1.1實驗室建設(shè)
因為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一門多學(xué)科交叉的專業(yè),在實驗室建設(shè)方面應(yīng)整合校內(nèi)校外優(yōu)質(zhì)資源,大力推進(jìn)校企聯(lián)合實驗室、企業(yè)實訓(xùn)實習(xí)基地等的建設(shè),使實驗教學(xué)和企業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合,進(jìn)一步豐富實驗教學(xué)體系,改善實驗教學(xué)環(huán)境,鍛煉和提升學(xué)生的綜合實踐能力和工程創(chuàng)新能力,充分利用校內(nèi)實訓(xùn)基地和校外實訓(xùn)基地的一體化平臺建設(shè),形成物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才從校園至企業(yè)的無縫對接;依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)專業(yè)的實驗教學(xué)體系,及培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)實驗室應(yīng)該分成四個層次:基礎(chǔ)型實驗室、專業(yè)型實驗室、創(chuàng)新型實驗室、崗位實驗室。1基礎(chǔ)實驗室包括軟件實驗室、數(shù)據(jù)庫實驗室、組成原理實驗室等.2專業(yè)實驗室包括RFID實驗室、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室、傳感網(wǎng)絡(luò)實驗室、單片機(jī)實驗室、嵌入式實驗室等.3創(chuàng)新實驗室主要包括智能家居創(chuàng)新應(yīng)用和地方行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用兩大類。4崗位實訓(xùn)室,崗位實訓(xùn)室旨在培養(yǎng)學(xué)生從事相關(guān)行業(yè)所必備的素質(zhì)和能力。崗位方向物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理員、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)管理員、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工程師等核心職業(yè)崗位以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備技術(shù)支持與營銷等相關(guān)職業(yè)崗位。
1.2實驗教學(xué)方法與手段
從對學(xué)生自主學(xué)習(xí)和多樣化發(fā)展的適應(yīng)性和實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),各門實驗課程的授課教師對本門實驗課程中各個實驗項目進(jìn)行認(rèn)真研究,對綜合性、設(shè)計性實驗進(jìn)行準(zhǔn)確認(rèn)定。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程類實驗教學(xué)的特征,針對不同專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)選擇實驗項目,仍然保留部分傳統(tǒng)的手工操作實驗技術(shù),如電路理論、電子技術(shù)等傳統(tǒng)實驗和實訓(xùn)項目,讓學(xué)生通過傳統(tǒng)的操作方式完成,便于教師在教學(xué)中以手把手的方式進(jìn)行輔導(dǎo)。同時積極采用現(xiàn)代化信息技術(shù),更新先進(jìn)的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,實現(xiàn)先進(jìn)的計算機(jī)仿真模擬操作和網(wǎng)絡(luò)化管理的實驗環(huán)境。目前,實驗教學(xué)中心大多數(shù)專業(yè)實驗項目通過計算機(jī)進(jìn)行仿真或模擬操作,在Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行,各專業(yè)課程的演示實驗也均可以多媒體技術(shù)、電子幻燈、電子顯示屏系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行。
1.3實驗隊伍建設(shè)
隊伍建設(shè)包括課程梯隊建設(shè)、教師進(jìn)修與培養(yǎng)建設(shè)、教師科研與教學(xué)能力培養(yǎng)建設(shè)。教學(xué)隊伍教學(xué)建設(shè)措施如下:1加強(qiáng)教學(xué)梯隊的建設(shè),注重提高青年教師的理論素養(yǎng)和實踐能力。2以老帶新,老教師指導(dǎo)年輕新教師。改善其教學(xué)方法,提高其教學(xué)技能。3不斷引進(jìn)高級人才和IT企業(yè)工程技術(shù)人員,提升專業(yè)教學(xué)師資。4依托校企同盟,建立引進(jìn)與派出雙向培養(yǎng)機(jī)制,快速提升校內(nèi)專職教師的雙師素質(zhì)。
1.4學(xué)生創(chuàng)新體系建設(shè)
充分利用物聯(lián)網(wǎng)工程大學(xué)生創(chuàng)新實踐基地的資源,通過建立完善大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐培養(yǎng)體系,優(yōu)化大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐開放和激勵機(jī)制,促進(jìn)各專業(yè)實驗室向?qū)W生科技創(chuàng)新活動開放,鼓勵老師科學(xué)研究與項目開發(fā)開放,組織大學(xué)生參與教師科研項目的研究和各類學(xué)科科技競賽,構(gòu)筑“參研、立項、創(chuàng)新”一體化的自主性創(chuàng)新實踐新平臺;充分利用省國際服務(wù)外包人才培訓(xùn)基地等中心資源,主動融入地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,在承擔(dān)校內(nèi)本科培養(yǎng)的工程實踐教學(xué)和綜合創(chuàng)新訓(xùn)練的同時,將實現(xiàn)校內(nèi)外相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的資源共享,并逐步建設(shè)成為地方企事業(yè)單位物聯(lián)網(wǎng)人才的實踐培訓(xùn)基地,為開展面向社會的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)培訓(xùn)提供綜合性、創(chuàng)新性訓(xùn)練支撐;努力開拓和建設(shè)適應(yīng)大學(xué)生綜合實踐和工程創(chuàng)新的新平臺,逐漸形成“中心、企業(yè)、社會”共建共享的多元化運(yùn)行機(jī)制。
2結(jié)論
北京市農(nóng)業(yè)局相關(guān)負(fù)責(zé)人坦言,過去北京設(shè)施蔬菜生產(chǎn)以人力為主,勞動強(qiáng)度大,溫室年平均用時達(dá)3600 h/667m2以上,人均管理面積僅相當(dāng)于日本的1/3、西歐的1/5和美國的1/10。蔬菜病蟲害防治仍主要依賴化學(xué)農(nóng)藥防治,廣大農(nóng)戶對病蟲害發(fā)生規(guī)律及防治技術(shù)認(rèn)識不夠,盲目用藥現(xiàn)象比較突出。
但是,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用促成了上述問題的解決。實時自動采集溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)和生物信息參數(shù),通過物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉控制系統(tǒng)進(jìn)行灌溉控制;通過智能化施藥系統(tǒng),提高藥液的附著,減少損失和污染;通過智能施肥系統(tǒng),實現(xiàn)水肥一體精準(zhǔn)施入,提高肥料利用率,實現(xiàn)對土壤水分的精確控制……這便是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在北京夏黎城設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作社的應(yīng)用,這里也是北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程核心區(qū)示范基地之一。
北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程以設(shè)施蔬菜生產(chǎn)綜合管理與病蟲害防控為切入點(diǎn),集中示范應(yīng)用了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品,初步建設(shè)了5000 畝(333 公頃)設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心應(yīng)用示范區(qū)、兩萬畝直接帶動示范區(qū)和5 萬畝(3333 公頃)輻射帶動區(qū),建設(shè)了基地、市兩級設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)體系。設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范項目的實施,為京郊設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地帶來了可觀的效益。
據(jù)測算,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,核心示范區(qū)蔬菜產(chǎn)量平均提高約10%,5000 畝(333 公頃)核心區(qū)基地每年增收1600 萬元以上,節(jié)約投入人工成本1250 萬元,肥、水、藥等節(jié)支顯著。
在病蟲害防治方面,項目實施后可實現(xiàn)早期預(yù)警,通過配套的防控技術(shù)與系統(tǒng)支持,實現(xiàn)事前防治,對病蟲害的防治由被動治療轉(zhuǎn)為主動預(yù)防,大量減少農(nóng)藥的使用次數(shù)與使用量,用藥效果顯著。與常規(guī)防治相比,在防治效果差異不顯著的情況下,一個生長季可以節(jié)省用藥3 次以上,核心基地平均可以減少農(nóng)藥使用量50%以上,5000 畝(333 公頃)核心基地約減少投入300萬元左右。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)的是工程應(yīng)用型人才,必須高度重視與理論教學(xué)相輔相成的實驗教學(xué)環(huán)境建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心課程RFID的實踐教學(xué)是掌握RFID系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的保證。我們在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),本課程的教學(xué)難度較大且不易達(dá)到良好的教學(xué)效果,尤其是在課程內(nèi)容的選擇上,存在兩方面的問題,一是課程內(nèi)容較多地涉及電子學(xué)科的內(nèi)容,專業(yè)跨度較大,而目前本三批次計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生硬件基礎(chǔ)較為薄弱,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難。針對這個問題,教師應(yīng)首先明確RFID應(yīng)用系統(tǒng)的本質(zhì)是一個嵌入式系統(tǒng),是軟件與硬件的綜合體,是軟件、硬件協(xié)同設(shè)計的工程,應(yīng)該在一個整體的框架內(nèi)協(xié)調(diào)工作,同時認(rèn)識到計算機(jī)硬件研究與開發(fā)也是本專業(yè)不可或缺的組成部分,具有軟件開發(fā)不可替代的地位和廣闊的應(yīng)用前景;其次,應(yīng)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn)適當(dāng)刪減部分偏電子的內(nèi)容,突出課程重點(diǎn)。射頻識別技術(shù)本身類型很多,實驗內(nèi)容幾乎涉及所有類型的RFID技術(shù),而實驗課時偏少,導(dǎo)致學(xué)生無法抓住重點(diǎn),不能深入學(xué)習(xí)。針對這一問題,課程教學(xué)應(yīng)選擇當(dāng)前應(yīng)用最普遍的高頻ISO14443協(xié)議下的RFID技術(shù)為對象,力求通過對該類RFID系統(tǒng)的學(xué)習(xí)設(shè)計,使學(xué)生掌握RFID技術(shù)的基本概念、理論、方法,從而對RFID技術(shù)有一個總體、系統(tǒng)的了解和掌握。同時,教師可結(jié)合學(xué)習(xí)方法論進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、靈活運(yùn)用知識的能力,鼓勵學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)了解和掌握其他類的RFID技術(shù)。
2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐硬件平臺
目前,市場上的RFID實驗設(shè)備都比較封閉,大多僅能完成驗證性實驗。為滿足實踐教學(xué)的需要,我們設(shè)計了專業(yè)實驗平臺,在設(shè)計硬件時遵循模塊化的設(shè)計思想,以保證系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展性。實驗平臺設(shè)計為三大部分:主控MCU、射頻控制模塊、天線及匹配電路。主控MCU模塊是整個系統(tǒng)的核心,采用蘇州大學(xué)飛思卡爾嵌入式中心開發(fā)的SD-FSL-KL25-EVB開發(fā)板,MCU采用MKL25Z128VLK4芯片,其工作頻率為48MHz,性能達(dá)到0.93DMIPS/MHz。該板是KL25MCU的最小系統(tǒng),所有I/O引腳引出,可外擴(kuò)多種外設(shè)并提供豐富的再擴(kuò)展接口,為接入超高頻及低頻RFID電路提供便利。射頻控制模塊主要提供對射頻讀寫芯片的控制操作,天線及匹配電路為RFID卡提供電源并在讀寫模塊與RFID卡之間傳送信息。采用模塊化設(shè)計為系統(tǒng)保留了較多的操作空間,學(xué)生通過查看原理圖可以快速掌握各模塊的功能和原理,對射頻控制模塊及天線電路進(jìn)行電路焊接并方便地完成讀寫器的制作與調(diào)試。
3物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)創(chuàng)新
1)實踐平臺創(chuàng)新。為提供系統(tǒng)可擴(kuò)展的創(chuàng)新實驗環(huán)境,減少重復(fù)的開發(fā)勞動,我們針對實驗平臺設(shè)計了在線編程功能,可將用戶的應(yīng)用程序在線寫入MCU的Flash存儲區(qū)的用戶程序空間,支持用戶的二次開發(fā)。Flash存儲空間就被分成了兩個部分,平臺在首次使用時,將讀寫模塊軟件燒寫并駐留在MCU的Flash存儲區(qū)中。駐留的讀寫模塊軟件占用部分存儲空間,剩余的存儲空間可供用戶的應(yīng)用程序使用。讀寫模塊軟件由3部分組成:MCU監(jiān)控程序、讀寫卡操作API接口以及與標(biāo)簽通信的底層通信函數(shù)。監(jiān)控程序可以實現(xiàn)用戶應(yīng)用程序的在線寫入,每次系統(tǒng)復(fù)位后首先運(yùn)行駐留的監(jiān)控程序,判斷用戶存儲空間是否有用戶程序,若有則轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行,否則等待。按照與標(biāo)簽的通信流程,將底層通信操作使用函數(shù)的形式封裝起來,就形成了讀寫模塊的底層通信函數(shù)(或稱低級函數(shù))。在此基礎(chǔ)上,將對標(biāo)簽的操作按統(tǒng)一的接口形式封裝起來,構(gòu)成高級函數(shù),作為API接口提供給用戶,形成應(yīng)用系統(tǒng)與標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)交換的接口。應(yīng)用系統(tǒng)只需要向讀寫模塊發(fā)送操作命令,由讀寫模塊完成對標(biāo)簽的讀、寫等操作。非接觸通信的所有具體操作細(xì)節(jié)則由底層通信函數(shù)完成。平臺支持學(xué)生模塊化地完成各類實驗,最終實現(xiàn)并部署一個實際的應(yīng)用系統(tǒng)。
2)實踐活動創(chuàng)新。創(chuàng)新性實踐活動是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提高專業(yè)素質(zhì)的基礎(chǔ)。學(xué)校鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生在課余時間進(jìn)行與物聯(lián)網(wǎng)RFID相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā),鍛煉其對相關(guān)知識與技能的綜合運(yùn)用能力。學(xué)生可自主選擇實踐活動或參加教師的工程項目、科研課題,指導(dǎo)教師則為學(xué)生提供良好的開發(fā)環(huán)境。通過實踐,學(xué)生能夠逐步實現(xiàn)從應(yīng)用模擬到創(chuàng)新設(shè)計的轉(zhuǎn)變。
4物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)校外實訓(xùn)基地建設(shè)
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)已形成了龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。有針對性地培養(yǎng)具有不同專業(yè)背景和實踐技能的高素質(zhì)人才,對行業(yè)發(fā)展具有重要意義,也是應(yīng)用型本科院校教學(xué)培養(yǎng)的重要目標(biāo),為此,學(xué)校應(yīng)主動與物聯(lián)網(wǎng)、RFID相關(guān)企業(yè)共建校外實訓(xùn)基地,為物聯(lián)網(wǎng)工程及相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供實習(xí)機(jī)會。學(xué)校應(yīng)結(jié)合企業(yè)的實際需求,協(xié)商制訂相應(yīng)的實習(xí)計劃與方案,使學(xué)生將理論知識與具體項目實踐相結(jié)合,在實習(xí)中掌握最新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù),深入體會企業(yè)文化,獲得相應(yīng)的工程和開發(fā)經(jīng)驗,提高自身的就業(yè)競爭力。蘇州是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),相關(guān)企業(yè)眾多,目前蘇州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院已與多家企業(yè)合作建立了實訓(xùn)基地,且這些基地已投入使用。為建立穩(wěn)定長效的合作關(guān)系,蘇州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院制定了比較完善的合作方案。首先,校外實訓(xùn)工作在學(xué)院直屬的對外合作辦公室領(lǐng)導(dǎo)下統(tǒng)一進(jìn)行,既有利于學(xué)生的組織與管理,又有利于加強(qiáng)與企業(yè)的溝通,及時發(fā)現(xiàn)并解決合作中出現(xiàn)的矛盾與問題。其次,關(guān)心企業(yè)需求,將企業(yè)需求融入學(xué)生培養(yǎng)過程。實訓(xùn)一般由企業(yè)提供項目課題,以企業(yè)技術(shù)人員為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體完成項目開發(fā),所得成果為企業(yè)與學(xué)生共有;同時積極吸引企業(yè)參與學(xué)生培養(yǎng)過程,通過講座、就業(yè)培訓(xùn)等活動,提高學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì),培養(yǎng)其溝通交流和團(tuán)隊合作精神,使學(xué)生更好地滿足企業(yè)的人才需求。再次,加強(qiáng)實訓(xùn)期的教學(xué)管理。校外實訓(xùn)一般都在最后1~2個學(xué)期進(jìn)行,對學(xué)生教學(xué)管理較為松散,為此,學(xué)院推行全員導(dǎo)師制,由一名教師指導(dǎo)幾個學(xué)生共同參與實訓(xùn),加強(qiáng)對學(xué)生的教學(xué)管理。教師在對學(xué)生實習(xí)活動進(jìn)行管理的同時,還需熟悉企業(yè)的運(yùn)作模式與前沿技術(shù)的應(yīng)用情況,了解企業(yè)實際需求,通過反饋總結(jié),調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與方式,從而提高教學(xué)的針對性和教學(xué)質(zhì)量。
5結(jié)語
2010年,江蘇煙草物流建設(shè)初步形成了中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的雛形,對各地開展現(xiàn)代物流向物聯(lián)網(wǎng)時代邁進(jìn)發(fā)揮了很大的啟示作用。2010年5月,國家煙草專賣局召開局長辦公會,明確提出在現(xiàn)代煙草物流的基礎(chǔ)上,要打造中國煙草的物聯(lián)網(wǎng),努力實現(xiàn)中國煙草物流的不可替代性。同月,全國煙草行業(yè)現(xiàn)代物流建設(shè)工作會議在江蘇召開,煙草行業(yè)掀起了發(fā)展現(xiàn)代物流、共繪煙草物聯(lián)網(wǎng)藍(lán)圖的熱潮。為了更多了解煙草物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的路徑與方向,本刊專訪了北京市煙草專賣局、中國煙草總公司北京市公司副總工程師金澗先生。
記者:近幾年物聯(lián)網(wǎng)的概念很熱,全國很多行業(yè)都掀起了建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的熱潮,煙草行業(yè)更是走在前面。但是說起物聯(lián)網(wǎng),大家的理解各異。你認(rèn)為煙草行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該怎樣去界定?
金澗:煙草行業(yè)要發(fā)展物聯(lián)網(wǎng),首先定義物聯(lián)網(wǎng),明確什么是物聯(lián)網(wǎng),建立行業(yè)統(tǒng)一的認(rèn)識坐標(biāo)。我們在規(guī)劃探討物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)時,發(fā)現(xiàn)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)有多種定義和解釋。比如,煙草行業(yè)現(xiàn)在使用的二維碼屬不屬于物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)?有專家認(rèn)為,只要通過自動識別技術(shù)把物品的信息、狀態(tài)數(shù)據(jù)采集上來都是物聯(lián)網(wǎng)的一種。要是這樣認(rèn)定的話,那么現(xiàn)在煙草行業(yè)已經(jīng)全行業(yè)實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),還用得著再談什么物聯(lián)網(wǎng)嗎?
所以,在規(guī)劃建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)前,非常有必要界定清楚物聯(lián)網(wǎng)的概念、技術(shù)和范圍。否則,認(rèn)識不統(tǒng)一,行業(yè)就無法建設(shè)完整統(tǒng)一的中國煙草物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)英文為“The Internet of things”,在我國也稱為傳感網(wǎng),我國的定義為“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是借助各種信息傳感設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)把物品與物品結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。在企業(yè)層面,物聯(lián)網(wǎng)就是采用傳感識別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各種產(chǎn)品或者資產(chǎn)聯(lián)系起來,自動進(jìn)行識別、數(shù)據(jù)交互和智能化管控。過去,業(yè)界理解物聯(lián)網(wǎng)更多的是數(shù)據(jù)采集,現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)更多的是一種互動實時的狀態(tài)。
在目前的理解中,物聯(lián)網(wǎng)很容易被混淆為監(jiān)控系統(tǒng)。很多的所謂物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式都是信息采集后人對物的監(jiān)控管理,而非物與物之間的自主互動。這只能認(rèn)定為采用了先進(jìn)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng),而不適合稱之為物聯(lián)網(wǎng)。
在辨析目前的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式時,需要分清物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的區(qū)別。條碼技術(shù)的應(yīng)用以及目前很多RFID技術(shù)應(yīng)用模式,絕大多數(shù)其實只能稱之為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用模式,而非物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式。
舉例來講,目前煙盒上使用的條碼,是一種物品識別技術(shù),可以稱之為物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù),但不屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范疇,而煙草行業(yè)的托盤安裝RF JD標(biāo)簽,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一種模式。這樣認(rèn)定的理由在于,前者不能實現(xiàn)自動尋址定位,需要人力尋找,人找到產(chǎn)品后才能夠讀取條碼再獲得物品信息,而后者是物體自身通過射頻標(biāo)簽和傳感設(shè)備主動進(jìn)行物品信息交互,無須人為干預(yù)。因此,是否物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要界限就在于,物品或商品是否是能夠?qū)崿F(xiàn)自動尋址,通信和智能化管理。
記者:目前出現(xiàn)了各種物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式,你認(rèn)為煙草行業(yè)要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng),并由此產(chǎn)生實質(zhì)的影響,應(yīng)該如何建設(shè)?
金澗:在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提出之前,煙草行業(yè)已經(jīng)完成了與物聯(lián)網(wǎng)緊密相關(guān)的國家一號工程,即煙草行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是煙草行業(yè)近年來最大的一個行業(yè)一體化信息化工程項目,實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通、信息共享,為行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營決策提供更多信息支持。該工程中的物聯(lián)網(wǎng)因素體現(xiàn)為全國煙草行業(yè)將近有80萬個托盤安裝了RFID標(biāo)簽。
近年來,各地?zé)煵萜髽I(yè)紛紛探索物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的模式。其中,江西南昌市煙草公司在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用上做的比較好,領(lǐng)先行業(yè)。據(jù)悉,南昌市煙草公司物流中心按物聯(lián)網(wǎng)概念設(shè)計卷煙物流體系,在主要工藝和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)均采用了RFID標(biāo)簽,基本構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,并且運(yùn)用得成熟充分。比如利用RFID標(biāo)簽進(jìn)行貨物定位、叉車讀寫器自動尋址、配送緩存區(qū)發(fā)貨信息實時交互反饋以及配送車輛跟蹤、在途庫存監(jiān)控等等。
根據(jù)此前的信息化建設(shè)成果和各地的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)探索,可以說,煙草行業(yè)具備了良好的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件。
2010年5月,國家煙草專賣局局長姜成康到江蘇煙草調(diào)研時提出:要把卷煙物流建設(shè)作為煙草行業(yè)的核心業(yè)務(wù),建設(shè)不可替代的煙草物流體系,打造中國煙草物聯(lián)網(wǎng)等三項任務(wù),促進(jìn)卷煙行業(yè)上水平,使全行業(yè)面對未來具有不可替代的核心競爭力。
現(xiàn)在,煙草行業(yè)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)毋庸置疑,需要探討的是如何建設(shè)?從何處著手建設(shè)?
物聯(lián)網(wǎng)最適用的領(lǐng)域是物流和零售領(lǐng)域,建設(shè)中國煙草物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)首先從流通環(huán)節(jié)、從建設(shè)中國煙草卷煙物聯(lián)網(wǎng)入手。目前,中國煙草行業(yè)在卷煙流通環(huán)節(jié)有大約500萬家零售商戶,有年4700萬箱的卷煙市場。但是目前,行業(yè)對市場需求、變化趨勢的并不能及時把握,從零售商戶反饋回來的供銷存數(shù)據(jù)不完全準(zhǔn)確。而銷售終端的各種銷售數(shù)據(jù)將直接影響物流與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資源配置效率。如果可以通過物聯(lián)網(wǎng)掌握各個商戶的銷量、庫存量,加強(qiáng)對煙草銷售終端的管理,把它和中間物流、前端生產(chǎn)連接成一條完成的供應(yīng)鏈的話,煙草行業(yè)的整個行業(yè)生產(chǎn)銷售都將形成巨大的競爭力和市場控制力。
這樣的中國煙草卷煙物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)一定要自上而下地進(jìn)行。任何一種區(qū)域性建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)效果都會打折扣,充其量只是一種技術(shù)應(yīng)用模式。以煙草物聯(lián)網(wǎng)來講,必須要全國全行業(yè)整體進(jìn)行規(guī)劃才行,否則難以產(chǎn)生效果,但是如果成功運(yùn)作的話將獲得絕大的效益。
試想,把全國500萬零售商戶的庫存、銷售的實時信息采集回收并整理,然后卷煙生產(chǎn)廠和銷售公司再根據(jù)此數(shù)據(jù)擬定生產(chǎn)計劃、銷售計劃,進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營決策,將會大大提高行業(yè)效率和生產(chǎn)經(jīng)營水平。
中國煙草卷煙物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)終端連接不但有零售商店,還應(yīng)擴(kuò)展到零售戶倉庫貨架和香煙銷售柜臺,還要橫向連接大型商場、超市,如果采用物流外包,還要和第三方物流公司連接。這將徹底改變煙草行業(yè)的整體運(yùn)營模式和縱向思維方式。鑒于物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)會對行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響,因此,必須整體規(guī)劃而后積極謹(jǐn)慎地推廣實施。
記者:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很先進(jìn),但是目前應(yīng)用還不廣泛,還需要解決很多在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的技術(shù)問題。請問目前在煙草行業(yè)的應(yīng)用中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有哪些主要的技術(shù)問題亟待解決?
金澗:要通過物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)確掌握市場的信息,物品傳感覆蓋范圍就必須精確到卷煙小盒,這是卷煙銷售的最小銷售單元。卷煙銷售單元實物形態(tài)還有條、件,都要覆蓋住,物聯(lián)網(wǎng)才能產(chǎn)生功效。如果顧慮成本不覆蓋到小盒,起碼有60%的零售銷量控制
不準(zhǔn),那么社會庫存、實時銷量等信息也不會準(zhǔn)確。要精確到盒就意味著要為每盒香煙植入RFID標(biāo)簽。而給每盒香煙植入RFID標(biāo)簽成本較高,需要統(tǒng)籌考慮,也需要技術(shù)進(jìn)步帶動成本減低。
但目前還存在一些技術(shù)瓶頸需要突破。
首先是RFID標(biāo)簽的抗金屬干擾能力很差,對有金屬包裝的卷煙產(chǎn)品,RFID應(yīng)用效果不好,數(shù)據(jù)讀取成功率低,數(shù)據(jù)交互耗時長,效率低。實際應(yīng)用可靠性有待提高。
其次是RFID在卷煙包裝的植入問題。RFID芯片部分是金屬的,非金屬芯片產(chǎn)品還沒有產(chǎn)生,植入煙盒包裝后,盒皮局部厚度會發(fā)生增厚,影響包裝效率,并非任何煙盒都能植入。據(jù)了解,目前國際上RFID芯片的最高制作技術(shù)只能達(dá)到厚度90微米,國內(nèi)技術(shù)最高水平的工藝可以達(dá)到厚度160微米,在實際生產(chǎn)中上下可能浮動90微米。在這種條件下,被植入RFID的載體至少需要350微米左右的厚度,才不影響載體效果,否則會對載體影響較大。而煙盒目前有硬盒軟盒之分,部分軟盒盒皮的厚度植入RFID標(biāo)簽后會產(chǎn)生較大變形。
第三,RFID技術(shù)本身一對多識別的功能尚不穩(wěn)定,受包裝、環(huán)境等因素影響較大。根據(jù)目前RFID的使用測試報告看,RFID在一對多信息讀取過程中,受到環(huán)境的干擾很明顯,尤其是同時讀取大量RFID標(biāo)簽時。當(dāng)然,任何先進(jìn)的技術(shù)都不是完美無瑕的,都會有程度深淺的誤差,但在卷煙物流和銷售環(huán)節(jié)實際應(yīng)用中,如果不能保證100%讀取正確率的話,RFID就失去了應(yīng)用的價值。