發布時間:2023-10-09 17:40:53
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇物聯網應用技術的就業方向,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong, QIAN Chun-yang, SONG Zhi-wen, WANG Jian-chun, LYV Xiong-jie, LI Feng-ju, LIU Shao-wei
(Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China)
Abstract:This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem, put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends, mainly in five aspects, including the data accumulation and analysis, research suitable application model, development for making a fool of Internet management system, study agriculture IOT application standards, strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words: greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
農業物聯網是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。它利用各類感知設備,采集農業生產、農產品流通以及動植物本體的相關信息,通過無線傳感器網絡、移動通信無線網和互聯網傳輸,最后通過智能化操作終端,實現農業產前、產中、產后的過程監控、科學決策和實時服務[1]。
近年來,隨著物聯網技術的不斷發展,其應用已經涉及水產養殖與畜牧業、種植業、農產品加工、運輸與流通等農業領域。由于設施農業是在人為可控環境保護設施下的農業生產,更有利于物聯網技術助力設施農業實現精準高效,因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著,前景十分廣闊。
1 物聯網技術應用于設施農業的歷史及現狀
發達國家設施農業物聯網發展較快,20世紀后期就已經有基于網絡化、分布式的溫室環境控制系統研發的報道,這與他們先進的生產管理水平密切相關。英國研發出用于儲藏室或花園溫室的入侵警報系統和霜凍系統、通風加熱控制系統、遠程無線灑水系統等系列無線設備;日本研究開發出“Open Plannet,OP”雙向遠程監控系統,利用基于以太網的嵌入式網絡技術實現了溫室環境和視頻的實時動態監控[2]。荷蘭向花卉培育者提供植物生長控制系統,可以實現復雜環境下溫室植物的個性化追蹤管理。在美國,20%的精細農業都應用感知技術,在農業生產信息獲取、生產管理、輔助決策、智能實施中發揮了關鍵作用。美國加州研發出的“草莓培育物聯網系統”能夠實時監測植物的生長狀況,根據土壤和環境空氣的動態變化,自動啟動施肥澆水或溫度調節等智能設施。近年來,隨著一些發達國家大面積推廣精細化、自動化的農業生產技術,對農作物的生長環境進行監測,并針對作物生長需要進行生長環境、農業機械的自動控制,使得物聯網技術可以無縫接入,應用環境較為完善[3]。著名的系統有英國開發的農業管理與決策選擇系統、美國的作物決策管理系統等[1]。有此作保證才能真正實現農業生產管理的智能決策與控制。這其中,歐美發達國家尤其值得我們學習的是農業知識處理與應用系統開發方面,他們通過集成大量知識和農業生產流通第一線數據,來為品種選擇、土壤營養診斷、水肥管理、病蟲害診斷、農產品加工、流通等農業生產全過程提供信息化服務。
我國物聯網的研究幾乎與國外發達國家同步進行,在農業上的研究應用領域也較為廣泛。2011 年,農業部了《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》,包括北京市設施農業在內的三大國家級物聯網應用示范工程開始啟動, 2013年,上海、天津、安徽3個省市被農業部列為農業物聯網區域試點[4],我國農業物聯網發展駛入快車道。迄今全國已有8個省(區、市)(另外還有黑龍江、內蒙古、新疆)承擔的國家物聯網應用示范工程和農業物聯網區域試驗工程先后啟動實施,并取得了階段性成果,也帶動了各地農業物聯網的發展。
成績較為突出的如:北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示范,開發了與農業技術結合的墑情監測系統,為政府決策、農戶技術指導、公眾消費和設施蔬菜生產管理提供了便利,實現了設施農業環境監測和農業用水精細管理[5]。江蘇省則開發了基于物聯網的智能農業管理平臺,側重對設施農業、豬舍生產環境進行監控,一定程度上實現了對農業設施的自動化管理,并逐漸開始進行規模推廣[6]。天津市建成了國際先進的農業物聯網平臺,實施了農業生產經營物聯網智能化控制與管理工程。應用種植業設施環境信息監測、智能化控制與管理等物聯網技術,建設了總面積逾667 hm2的核心試驗基地,開展了約1 000棟節能溫室的示范應用。此外,國內許多企業也加入到農業物聯網研發行列,如北京昆侖海岸傳感技術有限公司、大唐移動通信設備有限公司、上海順舟網絡科技有限公司等在開發產品的同時,還提出了設施農業物聯網體系解決方案來構建設施農業智能控制系統,以適應各種類型和不同規模的生產需要 [7]。
2 物聯網技術在設施農業應用的發展瓶頸
雖然農業物聯網技術在我國設施農業中的應用成效較為顯著,但農業物聯網是項復雜的工程,在我國總體上尚處于試驗階段,目前主要在示范型農業、科研溫室等系統中有所應用,距離大規模商業化應用還需要一定時間。促進農業物聯網蓬勃持續發展,必須面對制約其發展的瓶頸問題。目前,我國設施農業物聯網發展中的主要問題可以概括為以下3個方面。
一是優質農業專用傳感器的缺乏。農業部信息中心主任李昌健說:“目前我國農用傳感器種類不到世界的10%,國產化率低、缺乏市場規模效應。在覆蓋面、適用性等方面還有很大提升空間[4]。”而且,國內產農用傳感器良莠混雜,質量參差不齊,性能不夠穩定,使得監測數據不夠準確,又沒有權威的評價標準,因此農業生產者很難信賴物聯網設備。
二是資金投入大、回報周期長。農業物聯網基礎設施建設不僅一次性資金投入大,需要長期更新維護,而且回報周期長。目前,我國仍以小農戶分散經營為主,農業整體比較效益低下,對于普通農民來講,物聯網設備價格偏高[4],過于“高大上”,很難大面積推廣。只有規模經營或者高效種養殖業才更有利于物聯網技術的推廣應用。
三是應用研究缺乏,急需“接地氣”的生產應用參數及軟件產品研發。目前國內農業物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網絡接入為主,在設施農業生產上還主要停留在監測與初步分析環節,沒有真正意義實現科學決策和智能控制,根本原因在于對數據分析及其生產應用的研究不夠重視。
綜合分析三方面問題,首先對于設備問題,我國的企業、科研機構普遍較為重視,相信隨著科技的迅猛發展,大批低成本、低功耗、性能好的各類農業傳感器很快會在市場上涌現。其次對于資金問題,當前還是政府投入引導為主,隨著設備成本的降低,政府補貼的實施(據報道,有關部門正在研究建立農業信息補貼制度,加快推動將農業物聯網相關產品和裝備納入農機購置補貼目錄[4]),將會引入電信運營商、企業、科研單位、高校等社會力量的加入,逐步形成政府引導、投資主體多元化、運行維護市場化的格局。因此,制約農業物聯網技術在我國推廣應用的最大瓶頸無疑是采集數據如何應用,物聯網如何為農業生產帶來實實在在的效益,即如何打破“拿上來一大堆數據,卻不知道干什么用”的窘況。重視“應用層”這個頂層設計,以應用為導向來做研發,是農業物聯網發展到今天必須引起重視的核心原則和目標。
3 設施農業物聯網技術應用研究方向
設施農業物聯網應用研究涉及的領域較為廣泛,確立研究方向要結合生產實際和未來發展趨勢,可以重點從5個方面研究入手。一是注重數據的積累與分析,通過分析各類型數據發現農業生產規律,建立設施作物水肥管理模型、病蟲害發生預警模型等,用于指導生產;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各種類型設施的應用模式,包括研究設施內網絡節點的布控、設備系統的集成等;三是開發適用于當地設施生產實際、擴展性好、操作簡便的物聯網管理軟件,結合專家模型的嵌入,成為農民身邊的技術管家;四是以農業物聯網技術應用研究為基礎,制訂操作性強的農業物聯網應用標準,如針對不同設施蔬菜種植制定物聯網栽培管理應用標準、蔬菜環境監測系統集成規范等,便于推廣應用;五是加強作物生理生態信息的監測與研究,從長遠來看,研究作物生理生長模型是提高設施作物生產潛力的根本和核心技術,有必要及早開始規劃并實施[8-9]。
綜上所述,隨著科技的不斷發展,農業物聯網技術設備將會日臻成熟,但要大規模推廣應用,得到市場的認可,還必須與各地區農業生產實際相結合,不能操之過急。要優先從基礎好、規模化程度高、產值高的行業入手,但更為關鍵的是要提升數據分析能力,加強應用層面的把控與研究,才能充分發揮農業物聯網的優勢。
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關鍵詞:中職;計算機網絡技術;物聯網技術;軟件技術;實訓教學
前言
物聯網技術作為信息產業發展的第三次革命,涉及的領域廣,其理念也日趨成熟。從整體來看,中國物聯網市場主要份額有智能工業、智能物流、智能交通、智能電網、智能醫療、智能農業和智能家居等行業。2009年8月,“感知中國”的講話把我國物聯網領域發展推向了,我國在無錫建立了“感知中國”研究中心,中國科學院、電信運營商和多所大學在無錫建立了物聯網研究機構,越來越多的行業和企業需要物聯網技術人才,加大物聯網工程技術各級人才培養力度,已經成為當前職業教育相關專業改革與發展的一項重要和緊迫任務,中職業學校的計算機網絡技術專業課程的設置應該著眼于社會的發展需要,增加在物聯網技術應用型人才培養,在課程設置、教學內容以及實訓上增加物聯網技術的知識與技能實訓,培養既掌握計算機專業的知識技能,又懂得物聯網技術的復合型技術人才,適應社會信息化產業新趨勢的發展。
1中職物聯網技術專業現狀
目前,全國大多數本科、高職院校都開設物聯網工程技術專業,并把該專業作為重點規劃和發展專業,學科知識體系及課程設置都在研究與探討,物聯網專業教學與實訓處在摸索、實踐階段,沒有成熟的體系、成功的經驗可以借鑒。中職學校也積極創造條件開設物聯網技術應用專業,但是物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展技術,主要涉及計算機網絡技術、計算機軟件開發和電子技術等綜合的學科應用,而大多數中職學校學科體系不夠完善、受學制,專業師資和教學實訓設備等因素限制,如何在學校現有師資、課程、實訓設備的基礎上,創建能滿足物聯網產業企業的需求、又具有本校特色的物聯網專業,是各個學校急需解決的問題。在物聯網技術專業的建設與人才培養上采用兩步走的方式來實現:第一步,各中職學校將結合學校學科專業體系的特點與優勢在電子技術應用、計算機網絡技術、計算機軟件技術專業增加物聯網技術方向的基礎課程和實訓課程,進行探索與實踐。第二步,整合相關專業教學實踐、教學資源,制定統一、完善的物聯網專業課程體系和人才培養方案,使之形成一個整體。
2物聯網技術的專業課程設置
目前,計算機網絡技術專業所開設的專業課程與教學實踐都是基于普通計算機之間互聯的網絡工程技術,而物聯網是物與物相連的互聯網,是互聯網的延伸,物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展綜合技術。主要涉及電子技術、網絡技術和軟件技術等綜合的學科應用技術,知識系統非常龐大,必須進行研究與梳理,依據人才培養的目標定位,考慮中職學制與學生學習能力,根據網絡專業的課程架構與知識體系,合理組織增加物聯網技術的知識,進行適時課程的設置調整,根據物聯網技術系統層次結構特點和關鍵技術,課程設置如圖1所示,使學生掌握新的知識與技術,從而擴大就業面,提升在就業中的優勢而計算機網絡技術專業標準課程設置中已經涵蓋了物聯網技術網絡層知識領域,只需要增加的主要是物聯網感知層和應用層的相關核心課程。具體是在專業基礎課增加《物聯網技術導論》,專業課上增加感知層《傳感技術與檢測》、《RFID技術與應用》、《傳感網組網技術》課程和《網站建設與管理》、《數據庫的應用技術》應用層課程。
3物聯網技術實訓體系設置
對于中職學生而言,物聯網技術應用的定位應體現在工程實踐性,學生需要有知識理論的學習,更要注重工程能力的實踐,根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系,設計教學實訓內容,注重培養學生實際工程的應用技能,根據物聯網技術專業課程的設置,結合計算機網絡技術專業的實訓教學與設施情況,確定物聯網技術專業課程的實訓體系,確定實訓教學的內容。(見表1)
4物聯網技術教學實訓的實踐
中職計算機網絡技術專業受學制(三年)和學生學習能力、實訓條件、師資等因素限制,課程調整的空間較小,在明確專業人才培養定位,根據網絡專業的課程架構與知識體系,合理組織增加物聯網技術的知識教學與實訓,系統的增加物聯網技術的知識,適當調整專業課程,一方面將物聯網傳輸層新技術與知識“嵌入”到原有的課程教學中,比如:將傳感器技術和RFID技術知識作為電子技術基礎的內容,無線傳感網組網技術加入到網絡課程中,將數據庫技術知識融入網站建設與管理課程中。另一方面,進行適時課程的設置調整,在有限的學時上增加《物聯網技術應用》課程教學與實訓,進行典型的應用系統綜合實訓,如智能家居與智能安防監控綜合實訓。
5物聯網技術實訓室設計
計算機網絡技術專業建設有完善的網絡布線實訓室、網絡設備配置實訓室、系統搭建實訓室、網絡安全實訓室,能完成網絡工程的實踐教學實訓。物聯網技術實訓室可以對原有的網絡工程實訓室進行改造,規劃和購置物聯網實訓模塊設備,模擬物聯網應用工程環境和實際應用環境,構建“理實一體化”物聯網技術應用實訓室,拓展原有實訓室的功能,提供課程教學實訓從理論知識學習、講解到演示、基本技能訓練、工程項目實踐等多層次教學實踐。借鑒網絡技術的項目教學實踐體系,根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系,設計教學實訓內容,注重培養學生實際工程的應用技能。因此,通過物聯網技術專業課程、實訓體系設置、實訓實踐及實訓室建設的研究和探索,我們可以在中職計算機網絡技術專業增加物聯網技術的知識與技能實訓,培養既掌握計算機網絡專業的知識技能,又懂得物聯網技術的復合型技術人才,擴寬計算機網絡專業的學生就業渠道,提高學生就業競爭力。
參考文獻:
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摘要:針對物聯網產業的發展現狀和趨勢,分析了高職院校開設物聯網技術專業的必要性和重要性。根據物聯網技術的特點,探討了高職院校物聯網技術專業課程的設置問題,在此基礎上,詳細闡述了高職院校物聯網技術專業課程體系的設計和構建。
關鍵詞 :高職院校;物聯網技術;專業建設;課程體系
作者簡介:周亮,男,蘭州石化職業技術學院信息處理與控制工程系講師,碩士研究生,主要研究方向為軟件開發技術;張克功,男,蘭州石化職業技術學院信息處理與控制工程系講師,碩士研究生,主要研究方向為信息處理技術;黨燕,女,蘭州石化職業技術學院信息處理與控制工程系副教授,碩士研究生,主要研究方向為傳感器技術。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7747(2015)06-0036-04
物聯網是基于互聯網絡、移動通信網絡等信息傳輸載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡,其英文名稱是“The Internet of things”。和傳統的互聯網絡相比較,物聯網是基于各種感知技術的廣泛應用,是一種建立在互聯網基礎之上的泛在網絡。
一、物聯網技術發展現狀及前景
近年來,美日等發達國家和經濟體先后提出了智慧地球、智慧城市等概念,帶動了物聯網產業的迅猛發展。目前,物聯網產業資金投入量大,參與建設的大型高科技企業多,預計在2015年前后,物聯網產業將進入蓬勃發展的時期。物聯網技術的應用一方面可以提高生產效率,另一方面,可以為全球經濟的復蘇提供一定的技術動力。美國、歐盟等已投入巨資,研究探索物聯網技術,我國也在高度關注、重視物聯網技術的研究和發展。據美國權威咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,世界上物—物互聯的業務,與人—人通信的業務相比,將達到30比1。因此,物聯網產業被稱為下一個萬億級的技術產業,是未來推動世界經濟高速發展的重要生產力。[1]
二、高職院校開設物聯網技術專業的必要性和重要性
自2009年我國在政府工作報告中提出發展物聯網技術和產業以來,物聯網已進入快速發展階段。工信部預測,我國物聯網市場規模到2015年將超過5 000億元,2020年時將啟動萬億元級別的市場規模。[2]在以往幾年多所知名高校相繼成立物聯網技術專業的基礎上,2011年,全國又有一些高校和企業加入了物聯網教育和研究行列。基于以上幾點,在良好的發展環境和國家政策的大力支持下,高職院校建設物聯網技術專業勢在必行,并有著較好的發展前景。
物聯網技術自1999年提出以來,經過十多年的經驗積累和技術研究,已進入蓬勃發展時期,物聯網產業相關領域的人才相對匱乏,就業缺口大,各層次的物聯網技術教育顯得尤為重要。物聯網產業的大量人才需求,能夠很好地解決目前高職院校招生難就業難的問題。學生就業將更多地走向沿海發達城市,在物流、安防、交通、汽車等多個行業充分發揮技能,施展才華。[3,4]因此,高職院校應積極響應國家產業轉型優化升級戰略,結合現有專業技術優勢資源,將物聯網技術作為一個重要的專業方向進行規劃和建設,為國家培養適應形勢需求的人才,為學生創造更好的就業機會,為學院科研工作提供更好的實驗條件。
三、高職院校物聯網技術專業課程設置與課程體系構建
(一)物聯網行業從業技能分析
物聯網技術是計算機、電子、網絡、通信及軟件工程等多個技術相融合的綜合應用技術。從物聯網產業鏈的角度分析,物聯網產業可以分為感知控制、數據傳輸和數據處理三個環節。感知控制環節通過感知設備獲取物體的狀態信息,這個環節需要從業人員具備電工電子技術以及嵌入式設備設計和調試的能力;當信息被感知后,通過數據傳輸環節將數據傳輸至數據處理環節,這個環節通過通信網絡傳輸數據,需要從業人員具備計算機網絡和數據通信等技術;數據處理環節主要對接收到的數據進行分析、處理和應用,需要從業人員具備系統設計、系統應用和系統管理的能力。
綜上所述,可將物聯網技術分為3個層次,分別是感知層、通信層、應用層。感知層技術主要涉及感知終端的設計和應用技術;通信層主要涉及計算機網絡和通信技術;應用層主要涉及物聯網應用系統軟件開發及維護技術,物聯網行業從業人員所需技術如表1所示。
(二)培養目標
根據對物聯網行業從業技能的分析,物聯網技術專業培養目標是德、智、體全面協調發展,掌握物聯網的基本理論、基礎知識,具備基于計算機技術、自動控制技術、傳感信息處理技術和互聯網技術進行信息標識、獲取、傳輸、處理、識別和控制的能力,能夠進行物聯網系統集成、物聯網相關產品的開發和應用、物聯網工程實踐,服務于經濟和社會發展需要的高素質復合型應用人才。
(三)專業課程設置
根據物聯網行業從業人員所需技術分析,核心課程的設置可分為三個部分,分別是感知層課程、通信層課程和應用層課程。
感知層課程主要涉及感知終端的設計和應用技術,包括各種傳感器的設計、調試和應用技術,以及芯片設計和應用技術,如射頻標簽和嵌入式芯片開發、調試技術等。要求學生通過該層次課程的學習,掌握一定的數字和模擬電子技術、嵌入式開發技術等內容。通信層課程主要涉及數據傳輸環節的相關技術,要求學生通過該層次課程的學習,掌握計算機網絡和通信的相關技術,具備通訊系統的運行維護與管理能力,以及通信設備的安裝、調試和故障排除能力。應用層課程主要涉及物聯網運行系統的開發和維護技術,要求學生通過該層次課程的學習,具備物聯網應用系統的開發和維護能力。
為了能夠較好地實現專業培養目標,專業課程設置如表2所示。
(四)專業課程體系構建
各專業課程之間的關系如圖1所示。
四、物聯網技術專業就業前景
物聯網作為國家倡導的新興戰略性產業,受到了社會各界的廣泛重視。當前,物聯網技術專業已成為就業前景十分廣闊的熱門專業,有較多的知名企業參與物聯網的建設和運營。物聯網用途廣泛,遍及智能家居、智能交通、現代物流、環境保護、精細農牧業、智能消防、工業監測、政府工作等多個領域。通過物聯網技術專業的培養,學生能夠了解與物聯網產業有關的法規與發展動態;具有設計、構建、調試、維護物聯網系統的能力;具有對物聯網信息系統進行管理的能力。物聯網技術專業的畢業生能夠就業于參與物聯網相關產業的企業,從事物聯網系統設計、開發、管理與維護等工作。
綜上所述,物聯網產業有著很大的發展空間,將成為我國及世界經濟新的增長點。隨著我國物聯網產業的發展,物聯網行業需要大量的高技術、高技能人才,物聯網技術專業畢業生所從事行業具有廣泛性和靈活性的特點,這無疑為高職院校提供了新的發展契機。
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(長沙民政職業技術學院物聯網工程系,湖南 長沙 410004)
【摘要】物聯網是我國戰略性新興產業,它把新一代IT技術充分運用在各行各業之中。為了適應新一代信息技術對人才的需求,高職院校開設物聯網應用技術專業目的是培養高端技能型、應用型和可持續發展的物聯網技術技能人才。本文從物聯網應用技術專業課程體系現狀入手分析了物聯網人才培養目標、主要就業崗位,以物聯網體系架構為核心,探索更合理的物聯網應用技術專業課程體系。
關鍵詞 高職院校;物聯網應用技術;體系架構;課程體系
0 前言
物聯網技術是是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮,通過射條碼與二維碼、射頻標簽、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器和氣體感應器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,具有十分廣闊的行業前景。自2010年7月教育部首次批準多所高校建設物聯網技術專業以來,國內高校都在根據自身的情況對物聯網專業的知識體系、專業課程體系和人才培養等方面進行了一些探索,但目前物聯網屬于新興產業,各高校基本上也都是依托自己原有的相關院系與專業開始設立物聯網相關專業,沒有成熟的經驗可以借鑒。如何建立科學的物聯網專業課程體系和人才培養方案等問題成為阻礙各院校專業發展的一個難點。本文致力于分析物聯網應用技術專業人才培養目標和主要就業崗位等,力求歸納聯網應用技術專業建設的專業共性基礎,構建了以“物聯網體系架構”為核心的物聯網應用技術專業課程體系。
1 高職物聯網應用技術專業主要就業崗位分析
高職物聯網應用技術專業是一門交叉學科,應用非常廣泛,專業培養應具有物聯網技術能力、應用創新能力、跨專業的復合型的技術技能人員,工作重點在應用、服務和生產領域。通常可將本專業對應主要的崗位劃分為物聯網系統集成和測試工程師、物聯網系統銷售和技術支持工程師、物聯網系統開發工程師等三大基本崗位:
物聯網系統集成、測試工程師:系統集成、測試工程師的工作任務主要是負責系統的軟件、硬件和傳感裝置集成,進行調試,發現并改進單元設計過程中的錯誤,負責無線網絡與移動設備的構建組網等工作。
物聯網系統銷售、技術支持工程師:系統銷售、技術支持工程師的工作任務主要是負責建立客戶關系,能根據客戶的需求,為客戶推薦其感興趣的產品,突出產品優勢;根據客戶需求進行物聯網相關產品的配置、安裝;負責物聯網系統的日常和維護,進行一些基本的故障維修;負責傳感器的采購、售前、售后維護等技術工作;負責物聯網應用系統硬件和軟件的日常維護工作。
物聯網系統開發工程師:系統開發工程師的主要工作任務是應用流程設計、開發和測試;編寫各種設計文檔;嵌入式系統的解決方案研究、項目設計方案、系統開發和集成、工程設計和施工指導;RFID解決方案研究、項目設計方案、系統開發和集成、工程設計和施工指導。
2 高職物聯網應用專業人才培養目標分析
自物聯網作為國家發展戰略以來,物聯網技術及應用迎來了高速發展時期,從而導致大量物聯網人力資源的短缺。各大高校及職業院校紛紛設立物聯網學院、專業或專業方向來培養物聯網相關專業人才。各高職院校在進行物聯網應用技術專業的人才培養時首先要確定該專業的培養目標,經過對職業主要崗位工作任務、工作內容以及能力要求的詳細分析和論證,得到學生培養目標為:本專業面向物聯網技術應用領域,從事物聯網工程設備安裝調試與維護、物聯網工程項目規劃與施工管理、物聯網工程項目技術支持、物聯網產品設計與生產管理等技術崗位,培養德智體美全面發展,心理健康。通過對物聯網系統的傳感層,網絡層與應用層等專門知識和關鍵技術的學習,掌握物聯網應用技術各崗位群必備的具備電子技術、現代傳感器技術、RFID射頻識別技術、無線網絡通信技術、物聯網安全技術和系統工程等專業基礎知識,具有扎實的基礎、實踐能力,良好的職業道德、職業素養以及創新精神和創新能力的高端技能型、應用型、可持續發展的技術技能人才。
3 以“物聯網體系架構”為核心構建的專業課程體系
3.1 物聯網的體系構架
物聯網應用技術專業是一門典型的交叉學科,涉及電子、通信、計算機和自動控制等多領域相關專業知識,是跨學科的綜合應用,物聯網分為三個層次:感知層、網絡層和應用層,如圖1所示:
3.2 專業課程體系的構建
課程的構建是提高教學質量的核心,好的體系架構,才能保證學生在校期間受到有序的、合理的、系統的能力培養,才能保證教學內容、課程建設、教學方法的質量,以便學生在未來的職場具有更強的競爭力。那么如何構建合理的物聯網應用技術專業課程體系就是我們急待解決的問題,以物聯網體系架構為核心構建物聯網應用技術專業課程體系思路如下圖2所示:
感知層:感知層主要是物品標識及信息的采集,通常由感應器件和無線傳感網絡組成,感知層是物聯網的核心層。物聯網應用技術專業在感知層對應的主要專業課程為:單片機系統分析與調試、電路板測量與繪圖、射頻技術與應用、無線傳感網絡技術和條碼技術與應用。
網絡層:物聯網的網絡層主要完成信息傳遞和處理,網絡層包括兩個部分:接入網和傳輸網。傳輸網是由公網與專網組成,常用的傳輸網絡有電信網、廣電網、電網、互聯網、專用網。接入網是連接感知層的網橋,它將獲得的感知層數據進行匯聚,并發送到接入網絡。物聯網應用技術專業在網絡層對應的主要專業課程為、嵌入式系統設計、M2M技術、網絡工程與綜合布線和物聯網管理與信息安全。應用層:物聯網的應用層也稱之為處理層,主要解決的是信息處理和人機界面的問題。物聯網的網絡層傳輸過來的數據在應用層進入各類信息系統進行處理,并通過各種設備與人進行交互。物聯網應用技術專業在應用層對應的主要專業課程為:嵌入式面向對象程序設計、Android的應用程序開發和動態網頁設計。
4 專業課程體系及進度
根據人才培養目標和主要就業崗位,以物聯網體系架構為核心構建物聯網應用技術專業課程體系如圖3所示,其中還包含了四門專業基礎課:C#程序設計基礎、物聯網技術概論、電路基礎與電工技能和電子技術與實踐。
5 結束語
作為戰略新興產業,物聯網技術已經應用于各行各業,專業前景廣闊,其對物聯網人才的需求也正在迅猛增加,行業人才需求巨大。培養大量高技術技能性物聯網人才是目前高職院校迫在眉睫社會責任,但物聯網應用技術專業的人才培養方案尚處在初始階段,課程體系構建仍在一個探索過程中,需要大家不斷的去探討和改進。
參考文獻
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[3]羅漢江.物聯網應用技術導論[M].教指委 “十二五”規劃教材,2013(3).
目前,物聯網的發展非常迅速,它把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即通過各種傳感設備(如RFID、WFN、全球定位系統和激光掃描器等技術)來實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程,按約定的協議,把任何物品與互聯網整合起來,實現物與物、人與物的信息交互,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。為加快物聯網發展,培育和壯大新一代信息技術產業,物聯網被列為《國家中長期科學與技術發展規劃(2006-2020 年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中的重點研究領域,工業和信息化部也制定了《物聯網“十二五”發展規劃》,各級部門也相繼出臺物聯網發展相關戰略規劃。各地高校積極申辦物聯網相關專業,全國物聯網相關機構也積極開展物聯網研討交流會議,國家教育部成立了物聯網及相關專業教學指導小組,全國各地物聯網研發企業如雨后春筍般涌現,為物聯網的發展奠定了扎實的產業基礎。2010年《政府工作報告》,正式將“加快物聯網的研發應用”納入重點產業振興計劃。目前,我國物聯網在安防、電力、交通、物流、醫療、環保等領域已經得到應用,且應用模式正日趨成熟。從應用層面來看,中國物聯網產業在公眾業務領域以及平安家居、電力安全、公共安全、智能交通、環保等諸多行業的市場規模均將超過百億元甚至達到千億元。
2 黑龍江省適合高職物聯網應用技術專業人才需求與就業崗位
《物聯網“十二五”發展規劃》中提出,重點發展與物聯網感知功能密切相關的制造業,支持與物聯網通信功能緊密相關的制造、運營等產業,著力培育物聯網服務業,重點支持物聯網在工業、農業、流通業、交通、電力、環保、公共安全、醫療衛生、智能家居等領域的應用示范。在傳感器、核心芯片、傳感節點、操作系統、數據庫軟件、中間件、應用軟件、嵌入式軟件、系統集成、傳感器網關及信息通信網、信息服務、智能控制等各領域打造一批品牌企業。黑龍江省將針對智能農業、乳業、煤礦、林業、石油等龍江優勢領域規劃引導示范應用項目建設,重點推進煤礦安全生產物聯網、森林防火應用物聯網、乳品安全應用物聯網等,以此為試點,探索應用領域不斷向廣度擴展的途徑,以此為牽動,促進相應制造業的跟進發展。爭取五年內,引進和培養一批技術技能型、復合技能型和知識技能型物聯網工程師,初步滿足黑龍江省物聯網產業化發展需求,力爭五年內,在智能城市、智能生活、智能產業、智能環境監控、智能暖氣供熱等試點示范領域內實施示范應用工程。我國是一個農業大國,但不是農業強國,農業強國戰略的關鍵首先在于農業的信息化來促進農業的現代化,智能農業的各類專業人才在現代農業十二五當中的缺口1000萬人以上。充分發揮黑龍江作為全國最大的綠色食品加工基地、無公害農產品生產大省和糧食總產量居全國第二位的農業優勢地位,發展農業物聯網應用,打造龍江優質優價的綠色生態農業品牌。
發展黑龍江省物聯網戰略新興產業,人才是關鍵,應具有傳感器技術、無線通信模塊應用與網絡技術、維護和銷售、RFID相關設備的應用、操作管理和維護智能終端設備的應用、應用軟件開發、維護和銷售、智能農業等物聯網應用技術專業的高技能職業人才。這為高職物聯網應用技術專業學生提供了更多的就業崗位。
3 黑龍江高職物聯網應用技術專業設置
3.1 物聯網應用技術專業人才培養目標
根據黑龍江省物聯網應用技術專業人才需求和高職人才培養目標,培養能夠掌握物聯網的相關理論、方法和技能,了解物聯網主要技術標準,RFID 技術、嵌入式系統、無線和有線系統技術、無線通信組網技術等,具有物聯網應用方案簡單設計能力。具有較強的通信技術、傳感信息處理技術和互聯網技術的實踐應用能力,具有較強的物聯網崗位操作能力,具有良好服務意識與職業道德的系統集成技術員,能夠從事石油和煤炭安全智能環境監測、綠色智能農業、智能交通、智能物流、智能家居等工程施工、安裝、調試、維護等工作能力,具有自主學習、自我發展、對物聯網的應用不斷創新的能力,具備良好的團隊合作精神的高級技術應用型人才,能夠適應不斷變化的未來物聯網發展的需求。
3.2 物聯網應用技術專業課程體系
以物聯網專業人才的培養目標為導向,根據物聯網的技術體系框架。“物聯網”產業的技術支撐體系主要分為三個層次:感知層、網絡層和應用層。感知層是物聯網的底層基礎,包括了RFID、二維碼、智能卡、傳感器等等數據采集和感知技術;網絡層是“物聯網”互聯互通關鍵,包括無線傳感網絡,WiFi自組網、遠程控制、機器間通信(M2M)的移動通訊網絡等通信技術;應用層是具體應用的系統集成技術,包括數據融合、數據挖掘、商業智能、GIS、工業監控、云計算平臺、中間件等軟件技術。依據物聯網的技術體系框架,下面列出了高職物聯網應用技術專業課程設置的初步建議,算是拋磚引玉,其主干課程: C#語言程序設計、 數據庫應用、CAD工程制圖、物聯網技術概論、局域網組建與管理、微機組成與接口技術。核心課程: 傳感器網絡技術、智能控制技術、無線傳感網絡、物聯網安全技術、射頻識別技術、管理信息系統、物聯網軟件、物聯網軟件、標準與中間件技術、RFID系統安裝與調試、專業綜合課程設計等組成。另外配合專業綜合課程設計(包括RFID系統設計實踐、基于Web的數據庫設計實踐、無線傳感器網絡設計實踐、小型物聯網綜合設計與實現),在第五學期的教學周內,根據社會需要學習適應性強、覆蓋面寬的專業課及專業選修課,開設小型物聯網綜合設計實踐,要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,具體包括:智能物流管理系統、智能環境監測(比如溫室大棚的溫度濕度管理,智能家居的應用),完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
目前黑龍江從事物聯網行業的專業人才極為稀缺。畢業生能夠在信息、物流等部門從事物聯網相關領域的運行維護與管理工作,在智能農業、智能交通、智能物流、環境保護、智能環境監測、智能家居、智能暖氣供熱、石油和煤炭安全、公共安全、政府工作、遠程醫療等多個領域中的工作。為了更好地適應市場經濟對高等職業教育發展的需要,培養出物聯網方向的職業高技能型人才,加快推進物聯網在東北地區的應用與發展,以更好地服務于地方經濟建設和社會發展,為黑龍江省高職院校將形成自己的“職業教育特色”,走集團化、專業基地化、基地產業化的辦學理念,并結合職業教育自身發展規律,為立足于服務市場培養新型的、復合式高技能的物聯網人才。
參考文獻
[1] 陳海瀅,劉昭等.物聯網應用啟示錄——行業分析與案例實踐.機械工業出版社,2011.5.