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物聯網是把所有物品通過信息傳感設備,按約定的協議,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[3]。就目前科技發展水平來看,在建設工程管理中采用RFID這種物聯網傳感設備較為適合。RFID即無線射頻識別,是一種無線信息傳感設備,通俗地講就是電子標簽。目前最先進的RFID是采用熱敏、光敏等材料,以智能化原件為核心,通過電子的方法存儲信息,將物體與互聯網連接,使物體主動感知并反饋信息,實現海量存儲,達到智能化識別和管理的目的。據統計,通過采用RFID能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%,因不再需要人工查看進貨的條碼而節省勞動力成本。
2物聯網技術應用于建設工程管理的平臺
物聯網技術以感知層、傳輸層、應用層為平臺實現建設工程管理智能化。建設工程管理涉及的信息量大、面廣、瑣碎,對建筑材料的全流程檢測涉及大量時間與空間信息,對建筑物全壽命檢測需要在建筑物每個主要承重構件上布置幾個到十幾個RFID。因此,在建設工程信息管理中需要大量的傳感器和龐大的數據存儲與處理系統。云計算的出現使得存儲和處理數據的價格大大下降,傳感器價格迅速下降,這使得在建設工程中大量使用傳感器、實現建設工程管理智能化成為可能。
2.1感知層
感知層是指通過RFID采集信息,使物體攜帶自身信息并實現流動數據更新累加[4]。在建筑材料全流程監控管理中,感知層采集的信息主要包括:建筑材料的產品信息,運輸中形成的物流信息鏈,經手人員信息等。在建筑物全生命周期檢測中感知層主要采集的信息涉及主要承重構件的設計信息、驗收情況、使用中檢測信息等。
2.2傳輸層
傳輸層即網絡傳輸技術,用于解決網絡層的網絡接入、傳輸、轉化及定位等問題。由于無線局域網具有高移動性、抗干擾、安全性能強、擴展能力強、建網容易、管理方便等諸多優點,而建設工程信息量大、施工環境復雜,考慮到要實現對建筑物全生命周期檢測,應盡量采用較為先進的技術手段作為傳輸層,方便日后系統更新換代。以目前的科技水平看來,可以采用無線局域網作為建設工程管理的傳輸層平臺。
2.3應用層
應用層是展現物聯網應用巨大價值的核心架構,它旨在實現信息的分析處理和控制決策以及完成特定的智能化應用和服務的業務,從而實現物與物、人與物之間的感知,發揮智能作用。建設工程中,要求應用層具有海量存儲、數據管理與智能分析等功能。因此,應以云計算技術作為應用層集合分散在各地的高性能計算機上[5],為物聯網在建設工程管理中的應用提供服務平臺。物聯網應用于建設工程管理的構成要素如圖1所示。
3物聯網在建設工程管理中的應用模式
3.1建筑材料全流程監控管理
建筑材料全流程監控管理指的是在建筑材料出廠時便在每個單元材料中埋入RFID,記錄材料的產品信息。在運輸中,以時間和空間信息形成物流信息鏈,直到建筑材料進場、投入使用。管理人員通過掃描RFID清楚地了解這批建材的全部信息。在進場時接收材料的管理人員要對產品質量進行初步評定,將檢查結果錄入RFID,進一步保證了進場材料的質量。當某單元建材出現問題時,通過掃描RFID可以明確責任人,減少責任推諉,提高管理人員的管理積極性。具體建筑材料全流程監控管理信息錄入如圖2所示。其中,使用部位指的是建筑材料具體用于建筑物的哪些部位,旨在方便日后管理。產品信息包括產品屬性、質量等級、生產日期、生產廠家等內容。
3.2建筑物全生命周期檢測
建設工程全生命周期檢測的具體做法是將具有應力感應功能的RFID在不影響構件結構功能的前提下放入主要承重構件中,如框架梁、框架柱等。根據構件的受力要求,RFID應布置在拉、壓應力較大處,并且錄入其對應的構件基本信息,如設計信息、建設單位信息、施工單位信息等。隨著工程的進行,不斷錄入新信息:驗收時錄入每個構件的驗收情況與驗收人員信息,投入使用后實時檢測每個構件,記錄每個構件的受力情況,消除安全隱患,使建筑壽命合理化。
3.2.1錄入基本信息
錄入基本信息是為之后驗收工作、安全測評工作及建筑物合理壽命鑒定服務的。基本信息主要包括項目建設單位信息、設計信息、施工單位信息。這個環節是實現建筑物全生命周期檢測的前提,錄入的信息越翔實、越條理,之后的工作就越省力。項目建設單位信息包括項目名稱、建設場地地址、建設單位名稱等,根據日后需要按需錄入。設計信息包括每個主要承重構件的圖紙編號、構件編號、混凝土級別、配筋信息、截面尺寸、設計單位、構件受力的設計限值等。施工單位信息主要包括施工單位名稱、項目負責人、具體某片區域管理人員等。錄入這些信息可以加快施工現場管理人員之間信息流通速度,明確責任人,提高工作效率與工程質量。
3.2.2提高驗收效率
工程驗收時,監理人員首先在RFID中錄入驗收日期、驗收單位及監理人員個人資料。驗收時掃描RFID,將構件設計信息與現場檢查結果核對,記錄自己對該構件的質量驗收結果。這樣可節省大量查閱圖紙的時間,減少由于管理人員素質等原因造成的質量問題,現場驗收結果有據可查,驗收質量得到保證。
3.2.3減少使用中的安全隱患
當工程竣工投入使用后,具有應力感應功能的RFID可實現建筑物全生命周期的監測。當構件應力超過允許值時發出警報,這樣可以及時發現有問題的構件,盡早做好維護措施,實現基于預防性的、有針對性的維護,在建筑物出現安全問題之前進行加固等措施。而不是浪費大量時間進行常規檢修,這就意味著零計劃外故障時間,即如果沒有突發性事件,建筑物不會出現安全問題。在日常運行中都可以通過監測預先處理掉可能的安全隱患,大大提高建筑安全性能,并且節省目前檢測部門的檢測時間。由于有些檢測需要局部破壞建筑物,采用RFID避免了原本沒有必要的破壞。由于可以及時解決安全隱患,所以采用RFID間接提高了建筑物使用壽命。
3.2.4建筑壽命合理化鑒定
當建筑物達到其設計使用壽命時,進行一次全方位的數據收集,即對建筑物體檢,根據RFID收集的檢測數據、匯總之前存入RFID的信息,分析該建筑物能否繼續使用或者需要何種維修措施,從而合理延長建筑使用壽命。我國近年來出現越來越多的短命建筑,許多建筑在達到設計使用年限后仍可正常使用,有些稍加修繕即可繼續使用。在資源日益緊張的今天,人為規定建筑物使用壽命的做法無疑是一種資源浪費,重復建設造成大量人力物力的浪費。采用RFID可以使建筑壽命合理化,實現建筑物經濟效益最大化。
4結語
機電工程項目管理的集成化主要針對建設項目的全壽命周期管理,一般可分為前期決策階段、設計階段、施工階段、運行階段、項目后評價等階段。就機電安裝行業而言,結合機電安裝工業化,全壽命周期管理又可以筒化為:技術深化、預制生產、施工總裝、運營服務等四個階段。當前,隨著機電工程項目的大型化,專業分工的細化,項目的參與方逐漸增多,項目管理越來越困難,使得建設工程質量問題增多,造成工程壽命縮短,“未老先衰”、“病入膏肓”,不得不提前退役。其結果對自然資源、社會資源、微觀經濟和宏觀經濟都產生了不良影響。對機電工程進行全壽命周期管理,以延長有價值的運行為目的,進行項目的前期、設計、施工階段實施,是項目實施的目標。所以,加強工程全壽命周期管理對工程界乃至整個社會意義深遠。
二、運行維護是保障機電工程順利運行的主要因素
機電工程全壽命周期管理的最終目標是項目的正常運行,而運行維護是保障運行階段能順利運行、延長有價值運行時間的主要因素。機電安裝企業必須在機電安裝施工后繼續從事項目的運營維護,才能真正體會到施工前期和施工階段工程質量的重要性。根據國外經驗,機電安裝企業在機電安裝施工后繼續從事項目的運營維護,是今后機電安裝行業發展的必然規律。機電安裝行業必須向兩端發展,即前端向產品、施工技術研發、技術設計、工藝設計、深化設計方向發展,后端向服務、運行維護和保障方向發展,而向后端的服務、運行維護保障方向發展,應逐步向運行、經營方向發展,從單一的運行維護向全方位管理方向發展,最終使安裝企業成為名副其實的機電管家。
三、基于物聯網技術的遠程信息管理系統是有效進行運行維護的關鍵
在國外同行中,對于機電設備的運行維護管理已有一整套的遠程信息管理系統,首先通過物聯網技術對所有的運行設備(包括配電、變電、機電、給排水、空調等)進行運行管理,可以及時發現不正常運行狀態,及時處理運行過程中出現的故障,實現遠程故障保護功能。其次系統可以承擔自動化信息管理任務,對運行設備的運行信息、故障信息、能源效率信息和設備管理信息進行綜合管理,自動形成各類管理數據,并根據管理權限進行有效管理。同時,系統能夠形成能源管理網絡,實時監測各項耗能數據,在確保功能需要的前提下,以能耗管理(成本管理)為中心,采用節能降本措施,提高能源運行效率。目前國內的大多數機電安裝企業,已經逐步在承擔機電工程安裝任務的同時,承擔變電所、隧道設備、中央空調等較復雜、技術含量較高系統的運行、維護等工作。但由于維護設備的分布比較分散,各個設備的運行維護點都需要派員二十四小時三班運轉值守,增加了大量維保人員和運行費用,也不方便運行維護監督管理,往往造成運行維護不及時、不到位;而人工費的不斷上升,運行維護成本增大,使運行維護無法獨立生存。所以開發機電設備的運行維護管理系統:“基于物聯網技術的遠程信息管理系統”,成為機電安裝企業能否有效進行運行維護的關鍵。基于物聯網技術的遠程信息管理系統,是以用于機電設備運行維護保養管理和監督管理綜合信息采集、分析、傳輸一體化的模塊化設備,以及后臺的一體化集合式數據中心為基礎,并將物聯網技術運用到機電設備的運行維護管理中,是一個全新概念的設備和系統。它是一個設備運行管理、能耗監測和系統設備信息化管理的綜合系統,它融合了BIM技術、物聯網技術、能源檢測技術、自動運行管理技術、設備信息化管理技術、遠程通訊管理技術和計算機技術等多方面的技術要素,形成一個以物聯網技術為依托、計算機技術為基礎、信息化技術為核心,自動化技術為手段、以快速響應和節能降本為目標的綜合性運行管理系統。通過基于物聯網技術的遠程信息管理系統及前、后臺設備,可以實現對運行設備(包括配電、變電、機電、空調等)進行運行管理,及時發現不正常運行狀態,處理運行過程中出現的故障,實現遠程故障保護功能。系統還可以承擔自動化信息管理任務,對運行信息、故障信息、能源效率信息、設備維護保養信息、設備管理信息進行綜合管理,自動形成各類管理報表,并根據管理權限進行有效管理。系統能夠形成能源管理網絡,實時監測各項耗能數據,在確保功能需要的前提下,以遠程信息管理(成本管理)為中心,采用節能降本措施,提高能源運行效率。
四、基于物聯網技術的遠程信息管理系統研究和運用
1.基于物聯網技術的遠程信息管理系統主要研發的方向
1)研究物聯網運用于機電設備運行維護管理的理論和發展趨勢,研究BIM技術應用于機電設備運行維護管理的可能性,以及推廣的可行性。研究與其相關的技術、工藝和設施。
2)研究開發:變配電遠程監測監控系統模塊、給排水遠程監測監控系統模塊、空調遠程監測監控系統模塊、消防遠程監測監控系統模塊、安防遠程監測監控系統模塊、機電設備遠程監測監控系統模塊。
3)研究遠程信息管理系統的基礎數據采集和控制指令轉換層、數據傳輸層、數據處理層、數據應用層。研究適用于機電設備、設施運行管理和運行維護保養的遠程信息管理及監督管理系統的綜合信息采集、分析、傳輸一體化設備;研究后臺一體化集合式數據中心。
4)研究開發遠程監測監控系統的界面顯示功能。
5)研究利用遠程信息管理系統對所有設備進行運行管理,并實現遠程故障保護功能。
6)研究遠程信息管理系統的自動化信息管理功能。
7)研究利用遠程信息管理系統節能降本,提高能源運行效率的措施。
8)研究各類傳感器和變送器,以及執行器的選用、集成、使用和安裝技術。
2.已研發的無錫公路隧道基于物聯網技術的遠程信息管理系統
無錫公路隧道控制中心將蠡湖隧道、惠山隧道、青祁隧道、金城隧道、太湖大道隧道、隱秀路隧道等七條機動車通行隧道,以及三個下穿及七條地下人行通道一并集成管理,以政府監管,專業分包的形式,通過招標分別委托本地區相關行業內的專業性強的企業負責隧道內的專項維護。無錫工業設備安裝有限公司對隧道管轄范圍內所涉及的機電及土建設施進行日常運營管理、定期保養維護以及各類突發應急事件的處理。具體有:變配電設備、照明系統設備、空調、送排風設備、給排水系統設備、隧道內消防設施,隧道主體結構、裝飾、地面、墻體、墻面及通道門。隧道內各類主要由設備引起的突發應急事件及時發現、及時處理如:隧道防洪排澇、火災、防火板脫落等。通過多年的運行、維護,公司決定在機電管養服務平臺基礎上設計一套基于物聯網技術的遠程信息管理系統,來達到遠程信息化管理目的,以此提高機電系統養護管理水準、減少值班人員、降低運行成本、提升工作效率以適應市場化發展的需要。公司對以下幾個方面實施了信息化管理:一是實現對管理人員日常工作的管理以提高工作效率;二是對倉庫物品進行管理,及時反饋倉庫信息;三是加強對巡檢車輛的管理,在巡檢車輛上安裝GPS定位系統,進行對車輛的即時監控;四是對管養現場的設備運行狀況以及人員行為的遠程管理和數據的傳輸處理,包括對變電所、水泵房、射流風機、照明設施等的運行狀態遠程通訊連接,五是加強對巡檢人員的工作情況及相關記錄和數據的了解。采集現場運行數據及視頻信號,通過本地服務器和數據轉發服務器用以太網線式光纖將信號傳輸到公司信息中心的服務器,完成視頻信號和各主要機電設備運行參數和狀態整合,并在公司總值班室大屏幕上實時顯示。公司技術人員也能通過遠程信息管理系統,監控、指導現場維修人員正確操作。采用遠程信息管理系統,能夠有效幫助企業提升管理水平,根據不同時期的需求進行靈活調整,大量減少企業成本支出等優點。公路隧道基于物聯網技術的遠程信息管理系統將分兩期實施,目前已結合公司管理系統后臺的建設,開始進行遠程信息管理系統的第一期實施。
五、前景與展望
關鍵詞:物聯網;高職院校;人才培養;思路
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)09-0081-02
0 引 言
物聯網的英文名稱叫“the Internet of things”,就是“物物相連的互聯網”。有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將物聯網與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。物聯網技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。
1 高職院校物聯網人才培養之路
科技發展,人才是基石,物聯網這個信息化社會發展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創造和服務。2010年年初,教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知,眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯網工程、傳感網技術和智能電網三個物聯網相關的專業。全國物聯網相關人才缺口量在18萬以上,所以物聯網工程、傳感信息工程專業的畢業生就業前景廣闊。
1.1 物聯網企業人才需求分析
按照圖1所示的物聯網三層體系結構,可以將感知、傳輸、應用按物聯網產業分為感知產品制造業、傳輸產品制造業、應用產品制造業和系統集成四大類。
對應的具體企業大致有如下四個子產業:一是傳感器與RFID 的生產制造與測試;二是傳感器節點與嵌入式軟硬件無線網關設計、生產與測試;三是物聯網應用軟件設計與測試;四是物聯網系統集成與網絡服務。
圖1 物聯網的三層體系結構
支撐企業的崗位需求大致有以下五類:
(1)集成電路制造業,包括物聯網電子產品集成電路的PCB板的輔助設計、電子產品的生產、工藝、封裝、測試與管理和生產設備的管理維護等崗位;
(2)電子產品制造業,包括電子元器件的輔助設計、生產、工藝、封裝、測試與管理、貼片機等設備的管理維護;
(3)網絡通信產品的生產和服務,包括3G和4G通信服務、無線通信技術服務(WiFi、GPRS、Zigbee等)、有線網絡通信服務、GPS或北斗衛星通信服務;
(4)數據庫/中間件服務業,包括物聯網數據庫/中間件的安裝、調試、維護與管理工作;
(5)軟件服務外包業,包括物聯網傳輸層通信軟件開發、物聯網應用層軟件開發等。
1.2 物聯網企業對高職院畢業生的要求
根據無錫職業技術學院周志德教授的物聯網企業調研分析數據可以看出,物聯網企業在大專高職院校的學生需求主要集中在產品生產、測試、運維、銷售和項目管理等崗位。表1所列是物聯網企業工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯網專業群建設
物聯網技術不是一個全新的技術,它是計算機、通信和網絡技術的綜合體。所以物聯網技術專業也不是一種專業技術所能覆蓋,而必定是一個專業群才能支撐。物聯網技術是現有計算機應用技術、應用電子技術、電子信息工程技術、通信技術和軟件技術等專業的交叉結合技術。筆者考查了無錫職業技術學院物聯網學院的專業建設和機構設置,覺得很有創新價值和指導意義。表2所列是無錫職業技術學院的物聯網專業機構設置。
這種設置通過將計算機技術系和電子信息系合并,從而實現了教師、實驗實訓室的共享,打破了教師資源、硬件資源的分割,解決了硬件資源重復建設的浪費問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業。
3 以項目為導向、實踐為綱的培養模型
高職辦學的生命就是職業技能教育,培養物聯網技術人才就是要培養為物聯網企業和行業服務的技術型或技能型人才。這兩樣人才的培養需要進行大量的項目實踐鍛煉,所以高職院校不可能走脫離實際、只講書本理論的老路,必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實訓實踐項目做支撐。
以物聯網市場需求為導向,因此,實訓實踐項目的開展就要圍繞以下幾個方面:
(1)物聯網設備安裝、調試、維護,工程項目施工管理;
(2)傳感器等感知元件輔助設計、生產工藝、封裝、測試、維護和管理;
(3)嵌入式應用網關等產品輔助設計、生產制造、封裝、測試、維護和管理;
(4)物聯網應用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護與數據庫管理;
(5)智能樓宇弱電項目施工管理,弱電設備與自控設備的安裝、調試、檢測、驗收與維護。
所以,開展的實訓可以分為基礎模塊實訓和綜合模塊實訓。基礎模塊實訓如電子工藝實訓、PCB實訓、電子產品制作實訓、物聯網項目綜合布線實訓、傳感節點實訓、數據通信實訓、應用程序實訓等。綜合模塊實訓如物聯網項目綜合實訓、物聯網項目規劃實施實訓等。
在基礎模塊實訓注重一步步圍繞專業技能打下良好的動手基礎,并且進一步鞏固所學基礎知識點。在綜合模塊要模擬工廠環境或者研發企業環境,從熟悉工程項目招投標、預決算、設備采購到編制項目實施計劃,協調資源并按計劃推進項目實施。這些角色由項目經理負責協調指揮。硬件小組負責硬件原理圖繪制、PCB圖設計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負責底層開發、應用層開發等。最后,項目所有成員進行統調測試,編寫項目技術要求書、需求規格說明書等技術性文檔。
4 結 語
在校企合作上,最好是企業能夠向學生提供實習崗位,提供企業中的實際問題作為論文研究的題目或設計任務完成畢業論文或設計,教師參與企業的科技攻關項目等。這樣,教師通過合作科研、提供咨詢、參與產品或解決方案的開發,服務于企業;學生通過實習、實踐項目,完成畢業論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作,使物聯網這樣的朝陽產業在人才培養上不斷檔、不斷層,最終學校和企業都能夠良性互動,可持續發展。
參 考 文 獻
[1]鄭小發. 物聯網工程專業中高職院校教學課程實驗體系研究[J]. 物聯網技術, 2012,2(2): 83-85.
[2]陳志峰,施連敏. 高職院校物聯網技術專業特色資源庫建設實踐[J] 中國教育信息化,2011(9):31-33.
[3]程遠東 . 物聯網發展趨勢與高職院校人才培養思考[J]. 物聯網技術, 2012,1(2): 47-49.
【關鍵詞】銷售管理;物聯網;RFID;NET
0.引言
信息網絡產業是世界經濟復蘇的主要動力,未來最具戰略意義的當屬物聯網。物聯網是繼計算機、互聯網與移動通信網之后世界信息產業的第三次浪潮,目前已被我國正式列為國家五大新興戰略性產業之一。物聯網是在計算機互聯網的基礎上,利用RFID和互聯網等技術,構造一個實現全球物品信息實時共享的“Internet of Thing”。
2010年,我國的政府工作報告所附的注釋中指出:物聯網是通過傳感設備按照約定的協議,把各種網絡連接起來,進行此那次交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
隨著全球及國際以替換進程的快速發展和電子技術書、網絡技術的快速發展,目前,建立符合我國國情的自主知識產權和標準化體系的物聯網系統迫在眉睫。2011年5月,國家工業和信息化部電信研究院發表《物聯網白皮書》,力圖對國內外的物聯網發展進行全面深入的梳理和分析,以作為各界發展和應用物聯網的參考;并指出:隨著技術和應用的發展,物聯網內涵不斷擴展,現代意義的物聯網可以實現對物的感知識別控制、網絡化互聯和智能處理 有機統一,從而形成高智能決策[1]。
另一方面,企業一直在尋找能夠持續提高利潤、降低成本、提高客戶滿意度和忠誠度的創造性方法,而面對日益激烈的競爭環境,以及繼續增長的成本和不斷提高的客戶期望,用物聯網技術來輔助上述目標的實現成為一個重要話題[2]。因此,將物聯網和計算機技術應用于銷售信息平臺建設,具有重大現實意義和推廣價值[3]。
1.平臺建設的需求分析
按軟件工程的需求分析理論,需求工程中需求獲取和分析,為后續的系統設計提供依據[4]。該銷售信息平臺要有以下幾個特點:
(1)平臺能使用閱讀器甚至手機為終端設備,輸入和讀取前端銷售數據并與后端的計算機系統實時進行信息交互。
(2)平臺前端收集和處理的信息量大,要求在無線網絡環境下能有較高的響應速度和處理能力。
(3)平臺提供的信息實時性強,這要求系統能實時收集、處理和發送前后端交互的信息。
(4)平臺穩定性強、性能可靠、操作界面友好。
1.1平臺的用例(功能)分析
將產品銷售管理模式進行抽象,可以得到三層的結構:企業總部的銷售經理為高層,各銷售片區經理為中層,產品銷售代表為基層,各層的物流、信息流和資金流的整體流程圖如下圖1所示。
在企業的銷售數據采集與信息傳遞應用中,如何抽取業務并形成清晰的功能模型,是應用平臺需求的一個主要問題。最終將確定移動功能模型的工作分為了三個階段[5],它們分別是:
(1)將之前已識別出的抽象的流程界定為具體的過程或功能。
(2)將功能進行分類,定義移動應用的多種形態。
(3)定義移動應用的信息結構。
平臺建設目標通常就是其高層面的業務需求,一方面,企業日常銷售信息和銷售業務流程能通過移動終端進行準確和實時的收集與處理。另一方面,企業主管能更有效地進行動態查詢和統計各項銷售綜合數據,從而提高銷售業務的整體管理水平。將平臺日常性銷售業務進行總結和概括,可得到相應的用例圖,如圖2所示。
1.2平臺安全性分析
銷售管理平臺屬于典型的企業應用軟件,它的非功能性需求包括系統安全性、可互操作性、可靠性、易用性、可維護性、可移植性[6]。結合前端移動設備在屏幕大小、運行處理能力、存儲空間上的限制,確定了銷售管理系統的后臺將作為傳統信息系統的延伸和補充。安全性是最主要的非功能性需求。
應用平臺安全是由多個層面組成的,程序內部要解決的安全包括應用程序的系統級安全、功能級安全、數據域安全。而程序資源訪問控制是相對獨立的,在訪問目標資源時,數據服務端進行權限判斷,在移動終端體現為界面視圖。在技術上,通過以下幾種方法來保障移動銷售管理平臺的安全性:
(1)移動信息傳輸和應用訪問中,利用可靠的密碼技術。
(2)使用日志和閱文記錄來掌握特定的記錄或歷史數據集。
(3)給不同的用戶分配不同角色,對應于不同的授權。
(4)后臺的核心模塊用防病毒系統抵御非法入侵。
使用本平臺主要角色有前端移動用戶、銷售代表、銷售主管和系統管理員等等。
2.平臺功能架構與模塊
從平臺的功能架構分析,可以分成三個部分,即RFID識別模塊、銷售業務管理及審批、數據分析與處理(OLTP和數據挖掘等),其中,RFID識別模塊指通過標簽和閱讀器讀取和識別銷售區域和實體。如商品進入銷售環節時,系統自動掃描RFID標簽,進行身份驗證,確認為合法標簽后與訂貨單核對;否則反饋信息并拒絕其入庫;搬運員用手持設備讀取在RFID標簽中的商品信息,在收到這些實時數據后,根據已有的知識庫確定存放地點,得到銷售的一手數據及基礎報表。而銷售業務管理及審批指日常的銷售業務管理,如訂單、發貨、開票等業務。基于數據倉庫上的數據分析技術主要包括:OLAP技術和數據挖掘技術。
依據平臺的用例圖和場景,將按軟件工程“高內聚、低耦合”的理論和原則[7],將平臺分解成銷售業務管理、業務審批、報表填報、統計查詢、計劃定制、內部通訊、資料中心和培訓中心、系統管理等模塊,幾個主要模塊功能如下:
(一)建設背景
為了突顯網絡工程專業特色,加大與其它計算機相關專業的區分度,網絡工程專業在保持原有網絡工程專業特色的基礎上,重點突出物聯網和網絡安全管理兩個專業方向,進一步明確定位學校網絡工程專業的人才培養目標。網絡工程專業是一門實踐性非常強的專業。因此,要實現培養目標,除了需要調整改革現有的專業課程體系外,還必須建立相應的實踐教學體系和配套的實踐教學環境。為此,網絡工程專業以中央支持地方高校發展專項資金的實驗室建設為契機,在網絡工程管理和網絡協議分析兩個現有實驗室的基礎上,新建物聯網、信息安全、網絡攻防、網絡測試等專業實驗室。這些實驗室建成后,網絡工程專業實驗室支撐的實踐教學內容將基本上涵蓋物聯網、網絡安全管理、網絡工程設計三大方向的典型實驗、課程設計,乃至實習實訓、畢業設計等實踐環節。屆時,網絡工程專業將具備實驗設施齊全、內容涵蓋面廣的專業實驗環境。這為構建特色鮮明、層次合理的實踐教學體系提供良好的實踐條件支持。
(二)體系結構
網絡工程專業在保持網絡工程設計特色的基礎上,重點突出物聯網和網絡安全管理方向。圍繞這三大專業方向,以現有的網絡工程基礎專業實驗室和正在建設的物聯網和網絡安全方向專業實驗室為依托,構建出專業特色鮮明的多層次實踐教學體系,網絡工程專業實踐教學體系學科與專業競賽、自主創新研究等多種形式,并分布在專業基礎實踐、專業核心實踐、專業方向實踐、專業綜合實踐四個教學層次上。從教學層次的角度看,網絡工程專業的實踐教學環節包括下列內容。專業基礎實踐主要指電子技術基礎、計算技術基礎、軟件系統基礎三方面的實踐教學,主要形式是課程實驗、課程設計和實習。專業核心實踐主要指網絡工程專業核心課程的實踐教學,主要形式是課程實驗和課程設計。專業方向實踐主要指物聯網、網絡安全管理、網絡工程設計三大專業方向的實踐教學,主要形式是課程實驗和課程設計。專業綜合實踐主要指學生根據自己選擇的專業方向而開展的專業綜合實踐教學,主要形式包括學科與專業競賽、自主創新研究、實訓與實習、畢業設計(論文)等。
二、實踐教學內容
以上述實踐教學體系為依據,從四個專業實踐層次分別闡述網絡工程專業的實踐教學內容。
(一)專業基礎實踐
網絡工程專業基礎實踐環節可分為電子技術基礎、計算技術基礎、軟件系統基礎三方面的實踐教學內容。電子技術基礎實踐教學內容包括模擬電路實驗、數字電路實驗、計算機組成原理實驗、硬件工藝實習。模擬電路實驗是讓學生了解放大電路的原理,并能理解相應的實驗現象。數字電路實驗是加強學生對數字邏輯的理解能力和數字電路的設計能力。計算機組成原理實驗是讓學生理解計算機硬件結構的實現原理和方法。硬件工藝實習是讓學生綜合運用數字電路和模擬電路的相關理論知識,使用電路設計軟件設計并利用實際電路元器件實現一個具有實際生產意義的電子電路系統。計算技術基礎實踐教學內容包括程序設計實驗、數據結構實驗、算法分析與設計實驗、程序設計應用課程設計等。程序設計實驗是讓學生能夠運用所學的程序設計語言編寫并調試程序,培養學生的程序設計能力和程序調試能力。數據結構實驗是讓學生運用理論原理知識編程實現線性表、隊列、堆棧、二叉樹、圖等基本數據結構及其訪問操作方法,以及常用的排序和查找算法,進而能夠解決相關的實際問題。算法分析與設計實驗是讓學生掌握分治法、動態規劃法、貪心法、回溯法、分支界定法等常用經典算法,從而更好地解決實際問題。程序設計應用課程設計是綜合運用程序設計語言、數據結構、算法分析與設計,設計并實現一個具有實際生活意義的程序系統。軟件系統基礎實踐教學內容包括操作系統實驗、數據庫原理實驗、軟件工程實驗、軟件系統開發課程設計。操作系統實驗是讓學生系統地掌握處理機管理、進程管理、存儲管理、文件管理和設備管理五大功能的工作原理與實現方法,進而能夠模擬實現操作系統部分功能。數據庫原理實驗是讓學生熟練掌握SQL語言的數據定義、數據操縱、完整性控制等功能,基本掌握數據庫的設計方法和數據庫應用系統的開發方法。軟件工程實驗是加深學生對軟件開發方法的理解,掌握統一建模語言UML和可視化建模工具RationalRose的基本用法。軟件系統開發課程設計是讓學生在掌握程序設計技術的基礎上,綜合運用操作系統、數據庫原理、軟件工程的理論知識與開發技術,設計并實現一個具有實際應用價值的軟件系統。
(二)專業核心實踐
網絡工程專業核心實踐環節主要包括計算機網絡、網絡編程、無線網絡、Linux編程等專業核心課程的實踐教學內容。計算機網絡實驗是讓學生學習利用Sniffer和Wireshark等常用網絡嗅探工具驗證TCP/IP協議報文格式和協議交互過程,從而加強學生對網絡協議及其工作原理的理解,加深對計算機網絡體系結構的認識。網絡編程實驗是以套接字編程為基礎編寫TCP/UDP協議通信程序以及數據包捕獲程序,編寫SMTP/POP3郵件客戶端、FTP客戶端、Web網站程序等經典網絡應用程序。無線網絡實驗是讓學生掌握各種無線網絡設備的安裝和配置方法,學會無線局域網的規劃設計、安裝配置與故障排除。Linux編程是讓學生掌握LINUX環境下C語言應用程序開發的基本過程,熟悉基本庫函數的使用,具有初步的應用程序設計能力。
(三)專業方向實踐
網絡工程專業方向實踐環節可分為物聯網、網絡安全管理、網絡工程設計三個專業方向的實踐教學內容。物聯網方向實踐教學內容包括射頻識別實驗、無線傳感網實驗、物聯網開發實驗、以及物聯網方向課程設計。射頻識別實驗是讓學生掌握射頻識別技術的讀寫卡、多卡讀、編碼調制、防碰撞算法、通信協議、保密通信等基本原理,能夠編寫相關應用案例程序。無線傳感網實驗是讓學生能夠對溫度、濕度、光照、壓力、紅外等典型傳感器節點進行數據采集,并利用Zigbee、藍牙、WIFI等通信模塊,開發無線傳感器網絡應用程序。物聯網開發實驗是讓學生在掌握嵌入式編程的基礎上,結合射頻識別和無線傳感技術,開發物聯網應用中的核心功能模塊或簡單應用程序。物聯網方向課程設計是綜合運用物聯網方向課程的理論知識與開發技術,設計并實現一個具有一定實用價值的物聯網應用系統。網絡安全管理方向實踐教學內容包括網絡安全實驗、網絡管理實驗、網絡攻防實驗、以及網絡安全管理方向課程設計。
網絡安全實驗是讓學生掌握網絡嗅探器和端口掃描工具的工作原理和實現方法,理解包過濾、網絡地址轉換等網絡安全策略,掌握防火墻和入侵檢測系統的安裝、配置和使用方法。網絡管理實驗是讓學生理解SNMP網絡管理協議的原理和工作過程,掌握SNMP程序的設計與開發方法。網絡攻防實驗是讓學生熟悉網絡探測、緩沖區溢出、網絡欺騙、拒絕服務、SQL注入等主流攻擊技術的實現方法,從而預防和阻止網絡攻擊。網絡安全管理方向課程設計是綜合運用網絡安全管理方向課程的理論知識與開發技術,設計并實現一個具有某種安全管理功能的實用網絡軟件或系統。網絡工程設計方向實踐教學內容包括網絡互聯技術實驗、網絡規劃與設計實驗、網絡故障診斷與排除實驗、以及網絡工程設計方向課程設計。網絡互聯技術實驗是讓學生學會網線制作、VLAN配置、交換機配置、靜態路由配置、動態路由配置、ACL配置、NAT配置等,為實際網絡部署提供基礎。網絡故障診斷與測試實驗是讓學生掌握網絡故障診斷與測試工具的使用方法,能夠對物理層、數據鏈路層、網絡層、以太網、廣域網、TCP/IP、服務器等的故障進行診斷與排除。網絡規劃與設計實驗是讓學生學會網絡規劃工具、需求分析、技術選擇、網絡拓撲設計、網絡編址與命名、路由設計、網絡性能保障、安全管理設計等各環節技能。網絡工程設計方向課程設計是綜合運用網絡工程設計方向課程的理論知識與開發技術,針對某個實際應用場景,規劃并設計一個具有實用價值的網絡工程方案。
(四)專業綜合實踐
專業綜合實踐主要指學生根據自己選擇的專業方向而開展的專業綜合實踐教學,主要形式包括學科與專業競賽、自主創新研究、實訓與實習、畢業設計(論文)等。學科與專業競賽是鼓勵學生在老師的指導下,利用課余時間和假期,參與學校、企業、省、教育部、乃至全球等各種級別的大學生學科或專業競賽,以擴大學生的知識面,培養學生理論聯系實際和動手操作的能力。目前適合網絡工程專業學生參加的競賽主要有全國大學生數據建模競賽、全國大學生電子設計競賽、ACM大學生程序設計競賽、“挑戰杯”大學生系列科技作品競賽、全國大學生信息安全競賽。自主創新研究可分為課內自主研究學習和課外科技創新活動。課內自主研究學習是在部分專業課程內,安排學生開展研究性學習與創新環節,激發學生主動學習的積極性,培養學生的自學能力和自主學習研究能力。課外科技創新活動是學生根據自身興趣和專業特長組成小組,自主選擇研究課題,確定研究目標、技術路線和研究計劃,利用課余時間和寒暑假在老師的指導下自主開展科技創新活動,以提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,培養學生的創新意識和創業精神。實訓和實習是讓學生熟悉或掌握網絡相關行業或領域中可能遇到的常用技能,以縮短第一任職崗前培訓的時間。該類實踐教學內容包括見習環節、實訓環節、實習環節等。見習環節是參觀一個網絡行業相關的企事業單位或部門,見識各類產品和系統的研發過程或應用情況,以增強學生對專業的興趣和自豪感。實訓環節是在校內實驗與實訓基地,通過與企事業單位的合作,提煉網絡設備產品與網絡應用系統的典型功能模塊,進而設計出一組項目供學生實習訓練。
實習環節是與校外企業或培訓基地合作,讓學生參與到實際的項目研發與實施工作中,從而使學生接觸社會,體驗未來就業單位的工作環境和實際的項目開發過程。畢業設計(論文)是大學生四年專業知識學習后的一次綜合性專業技術實踐鍛煉機會。畢業設計的周期為14周,主要包括選題、開題、課題研究與指導、撰寫畢業論文、畢業論文答辯等環節。畢業設計課題可以由指導老師根據自己的項目課題、研究方向或興趣好確定,也可以根據學生就業單位的實際工作需要確定。
三、結論
一 物聯網應用技術專業培養目標
物聯網應用技術專業秉承厚基礎、重實踐、求創新的育人理念,在堅持全面發展的同時兼顧個性發展,培養具有良好的職業道德和敬業精神,掌握物聯網應用技術的基本理論知識和基本技能,接受校企合作實踐項目訓練,具備一定的物聯網綜合應用能力,能在物聯網技術應用的相關行業和領域中從事物聯網應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業,培養物聯網技術與物流企業進行產業對接時,所急需的掌握智能物流等相關專業知識的高級專門技術人才。
二 物聯網應用技術專業人才素質和能力要求
物聯網應用技術專業畢業生可在各行業、企業從事物聯網系統開發、系統集成、測試、銷售及物聯網產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一,思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀;踐行社會主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
第二,文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續學習和終身學習的能力;具有一定的創新意識、創新精神及創新能力;具有一定的人文和藝術修養;具有良好的人際溝通能力。
第三,專業素質。了解物流企業基本的運營知識,掌握從事物聯網產品集成、物聯網平臺運營、物聯網技術支持、物聯網產品營銷與策劃等工作所必需的專業知識;具有一定的工程意識和效益意識;具有一定的市場營銷能力。
第四,職業素質。具有良好的職業道德與職業操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五,身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質;擁有積極的人生態度和良好的心理調節能力。
2.能力要求
第一,職業基礎能力。良好的溝通表達能力;無線網絡基礎知識應用和常見故障的處理能力;單片機基本知識的理解能力;數據庫操作系統的基本操作能力;基本的程序設計能力;基本的市場營銷和策劃能力;常用辦公軟件、工具軟件的使用能力,利用Office進行項目開發文檔的整理(Word)、報告的演示(PPT)、表格的繪制與數據的處理(Excel)的能力,利用Visio繪制流程圖的能力;閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力;閱讀本專業相關英語技術文獻、資料的能力;熟練查閱各種資料,并加以整理、分析與處理,進行文檔管理的能力;通過系統幫助、網絡搜索、專業書籍等途徑獲取本專業幫助的能力。
第二,專業核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力;ZigBee、WiFi、藍牙等無線網絡的配置與維護能力;物聯網應用層開發、物聯網平臺的運營能力;智能物流平臺設計與維護能力;智能設備平臺的認知與維護能力;物聯網-ERP集成技術應用能力。
第三,其他能力。分析問題與解決問題的能力;應用知識能力;創新能力;工程實踐能力;人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力;組織管理能力。
三 物聯網課程體系構建
為了強化物聯網基礎教育,突出物聯網應用技術專業實踐能力的培養,對應用技術型專業培養模式進行改革和調整,將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業核心課和實踐教學課等4個階段,如下圖所示。通過改革和優化培養方案,強化物聯網理論教學、網絡物聯網工程實驗教學以及特色網絡課教學,建立了適應物聯網時代技術發展的整套課程體系。課程設置以能力為本位,依據課程間的關聯循序漸進地培養職業能力。
1.主要課程設置
第一,公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業學生必修的課程,課程體系將公共基礎課程劃分為三類,其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養等課程;公共基礎類課程包括計算數學、概率論與數理統計、信息技術基礎等課程;職業教育類課程包括入學教育、職業生涯規劃、職業道德等。
第二,專業基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數據庫技術、計算機網絡基礎等課程。
第三,專業核心課程。根據物聯網的三個層次(感知層、傳輸層、應用層),本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統開發、物聯網組網技術、網絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業ERP技術應用、物聯網系統集成等課程。
第四,實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業實驗為:行業認知實踐、職業規劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數據庫設計實驗、無線傳感器網絡設計實驗、RFID系統設計實驗、嵌入式系統開發實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯網綜合應用設計與實現、畢業實踐和畢業設計等。
2.主要實踐性教學環節
第一,行業認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業認知實踐。學生通過聽取物聯網技術發展報告,了解行業背景和發展狀況;通過走訪考察物聯網企業,了解崗位職業需求以及崗位技能與素質要求;通過專業教師對本專業課程體系的介紹,明確學習目標及就業取向,增強學生對專業的認同感和使命感。學生參加行業認知實踐必須做好相應的記錄,寫出相應的實踐報告,報告應包括行業認知、自我評估和職業定位等。
第三,職業規劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業規劃實踐。人才測評專家將學生的職業發展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業素質綜合評分、專業課成績、基礎課成績等原始數據與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配,給出職業素質評分報告和職業生涯規劃建議,學生根據評分報告和建議完成職業規劃報告。
四 物聯網應用技術專業實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一,程序設計實踐。在第1學期的教學周內,單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐,學生能更進一步理解C語言程序設計方法,在編程實現時要保持良好的程序設計風格,對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據程序設計實踐完成情況進行考核,并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二,數據結構實踐。在第2學期的教學周內,單獨利用一周時間開設數據結構實踐。要求學生利用掌握的數據結構知識,對各種典型的算法問題進行編程、調試,并分析其時間復雜度與空間復雜度,理解設計選型對軟件性能的重要性,撰寫設計報告。
第三,電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內,單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識,針對具體的實際問題或任務,全面地分析和設計出解決該問題的實施方案,最后完成電路的制作和測試。根據學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四,設計實踐。基于Web的數據庫設計實踐,在第4學期的教學周內,單獨利用一周時間開設基于Web的數據庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網絡數據庫編程,掌握利用.Net平臺進行網絡數據庫系統的設計能力。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五,無線傳感器網絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網絡設計實踐。要求學生運用所學知識,結合C51RF-WSN平臺,選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網絡解決方案。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統設計實踐
第一,RFID系統設計實踐。在第5學期的教學周內,單獨利用一周時間開設RFID系統設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現短距離通信,設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二,小型物聯網綜合設計與實現。在第6學期的教學周內,單獨利用一周時間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,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業實踐與畢業設計
第一,畢業實踐。第5~6學期安排18周的畢業實踐。實踐的形式包括企業考察與調研、參與短期項目開發、到企業進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后,寫出實踐報告或總結,指導教師根據學生實習情況對實踐進行評定。
第二,畢業設計。畢業設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環節。學生畢業設計題目可以源于教師科研項目、物聯網公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統設計、論文撰寫、論文答辯等環節。
物聯網應用技術專業是面向國家戰略性新興產業發展需要而設置的新專業,物聯網應用技術專業學生是物聯網產業人才的重要來源,核心能力對他們整個職業生涯來說起著至關重要的作用。物聯網專業學生核心能力的培養必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程,貫穿于教育教學的全過程,最終培養和訓練學生的職業核心能力。物聯網課程從根本上強化了網絡教學的先進性和實踐性,為培養具有網絡應用能力、工程實踐能力和創新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
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關鍵詞:物聯網;人才培養;改革創新
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)24-0181-03
1人才培養模式改革綜述
隨著我國科技的快速發展以及智能信息一體化進程的不斷推進,物聯網行業如雨后春筍,成為新型信息技術行業中的一支主力軍,造成物聯網工程方向的人才嚴重缺乏。如今無論是高職院校,還是本科院校,都開設了物聯網工程方向的專業,主要為物聯網行業培養和輸送高素質的技能型人才與應用型人才,為推動科技發展打造物聯網精英。然而,就我國目前情況來看,還尚未形成高等院校、企業、畢業生三方共贏的良好局面,具體表現在兩個方面:一方面,很多物聯網企業通過招聘,但很難招到適合企業崗位需求的畢業生;另一方面,許多高校物聯網專業的畢業生沒有意識到企業崗位的用人需求,畢業生沒有動手能力,也無實踐經驗,最終導致就業率非常低。那么高校物聯網工程方向人才的培養效果,和物聯網企業需求之間的差距越來越大,其根本原因就是人才培養模式和培養方法的守舊與落后,缺少專業與課程的改革與創新。如今,大多數高校物聯網工程類專業還主要以理論教學和實驗室為中心的傳統的人才培養模式,這使學生的實踐能力和職業技能的培養大大受到限制,最終對該專業人才培養的質量與特色產生很大的影響,無法適合物聯網企業的需求。針對物聯網企業招人難以及物聯網專業畢業生就業難的問題,可以看出很多高校的高等教育與企業實際出現了嚴重的脫節。鑒于此,本人針對此問題,以我校為例,依托校企合作,進行共建專業,共建實驗室,對物聯網專業人才培養模式進行創新與改革,培養出“素能本位,理實一體”的專業人才,既有利于為物聯網企業培養高素質應用型與技能型人才,也拓寬了物聯網專業畢業生的就業渠道。
2物聯網專業建設
物聯網專業經過多年建設,現已成為我校的品牌專業之一,建有“電工電子實驗實訓中心”、“現代通信實驗實訓中心”以及“中央財政支持樓宇智能化專業實訓基地”等。另外,學校還擁有多個校內外實習實訓基地。其中“現代物聯網實驗實訓中心”和“軟件實訓中心”是我院與多個物聯網設備有限公司合作建成了實驗實訓中心,并科大訊飛等知名企業簽訂了合作辦學協議。該中心引進了目前社會上先進的物聯網設備(福建新大陸產品),及教學用軟件(青島東信科技產品),從而做到了“學生在校所學內容和實踐環節與社會使用同步”,開創了教學(理論+實驗)—實踐(實訓+實習)—就業零距離的教學模式。目前物聯網技術尤其是互聯網+技術已經成為當前物聯網技術的主流,物聯網技術的應用也在緊鑼密鼓地進行。我國發展物聯網技術還存在巨大的市場潛力,目前物聯網技術企業嚴重缺乏產品技術支持,產品技術維護維修等一線崗位應用型人才,隨著物聯網技術的更新發展,網絡設備的使用量逐年增多,社會急需大量的網絡設備維護人員以及物聯網方向的技術人員,這為物聯網專業的畢業生提供了更加廣闊的就業空間。為適應市場需求,我院抓住此契機,在2011年,物聯網專業與多個物聯網設備有限公司共同申報并獲批專業人才培養計劃,2012年開始招生,實現校企合作,共同培養人才,旨在培養物聯網應用及其設備維護方向技術人才。
2.1前期調研等情況
我校物聯網專業先后派出三批骨干教師赴南京、無錫、北京進行物聯網行業情況的學習和調研,并參加中國物聯網行業協會舉辦的會議。并且在2012年12月,由專業帶頭人帶隊,先后去無錫貝浮特通信有限公司考察,就無線通信產品的研發等問題達成合作意向,隨后赴江蘇經貿職業學院和南京郵電大學參觀物聯網實驗室與實訓基地的建設,學習并交流經驗,為我校與相關物聯網設備有限公司合作辦學、合作共建實驗室打下堅實的基礎。
2.2實驗室建設
在已建設的實驗室中,其中包含網絡實驗室、軟件實驗室、物聯網實驗室、樓宇智能化實驗室以及與物聯網相關的一些實驗室,其中網絡實驗室能實現網絡系統的仿真、設計,為物聯網專業學生提供了一個演示平臺,提高動手能力與設計能力;軟件實驗室與物聯網實驗室為我校與多個物聯網設備有限公司合作共建,專為我院開設物聯網方向提供服務,學生在此實驗室可開展物聯網設備的維護及優化實習實訓,提高動手實踐能力,為學生走上工作崗位實現無縫對接;另外,目前已具備的單片機實驗室、PLC實驗室等也為現有專業包括后期物聯網方向的發展提供了一個平臺。學校以中央財政支持專業——樓宇智能化實訓基地為平臺。2012年以來,經過與多個物聯網相關公司的反復溝通和深入交流,現已就共建專業、共建實習實訓基地(實驗室)、合作就業等達成共識,建立了長期合作關系,簽訂了框架協議。同時,合作就業工作穩步推進,其中有已有物聯網以及相關公司已決定在2015屆畢業生中招收學員進行培訓,并在我校開始開班授課,對學生進行專業培訓,為該公司物聯網技術儲備人才,并計劃在以后每屆接收物聯網專業畢業生約幾十人左右。
2.3師資隊伍
目前電子、計算機等專業方向擁有一支專業基礎扎實、愛崗敬業、具有豐富實踐經驗的教師隊伍,專兼職教師共五十多人,具有高級職稱的教師十幾人。物聯網技術作為綜合型專業方向可整合我系師資資源進行課程教育。2013年,先后派出多批教師去多家物聯網設備有限公司參加技術培訓與暑期社會實踐與企業掛職鍛煉,物聯網專業教育的核心團隊已初步形成。同時,結合物聯網工程人才培養計劃,利用合作關系,聘請企業技術人員進行物聯網一些專業課程教育,這也符合應用型或技能型人才培養的需求。同時,建立“校企互聘互管”的制度,一線專業教師進入企業鍛煉,承擔企業的項目與產品的研發以及社會服務項目,必須到學校科研處簽訂相關的協議備案,作為后期晉升高一級職稱評審以及評先評優的條件之一。兼職教師的考核管理納入企業管理機制,完善教師的獎勵制度、考核制度與評聘制度等。物聯網方向的設立將為地方及周邊省市培養高級應用人才。本專業的學生,不僅可以滿足合肥市及安徽省物聯網人才需求,而且可以覆蓋長三角經濟圈甚至全國乃至全球。
3物聯網專業人才培養模式改革的具體措施
3.1校企深度合作機制的建設
全力發揮物聯網行業(中國物聯網行業協會)、物聯網企業(多家物聯網設備有限公司)優勢,同時,將學校的人才輸出、技能培訓、研發、技術服務等功能充分挖掘以滿足企業的需求,實現共贏局面,形成行業、企業、學校“三位一體”的合作教學模式,搭建校企合作組織機制,制定并完善校企合作管理制度,建設良好的校企合作運作機制,為物聯網專業人才的培養模式的改革與創新打下堅實的基礎。
3.2創新人才培養模式
物聯網的人才培養模式分為本科四年制和高職三年制兩類,三年制是在四年制的基礎之上,縮減部分公共課課程與專業選修課程。下面以本科四年制為例,重點講述人才培養模式的創新之處,四年制采用“3+1”的培養方式,其中3年在校集中學習,主要學習基礎科學知識、核心工程基礎知識以及專業工程基礎知識三方面的知識、鍛煉工程技術能力以及培養綜合素質。另外,累計1年的時間在企業實習并做畢業設計,重點培養、鍛煉和應用個人素質和發展能力、協作能力和在企業與社會環境下的綜合工程能力。前四學期“重基礎”,完成對學生專業基礎知識和基本技能的培養。通過強化數理基礎模塊和注重專業基礎模塊教學,促進學生創新思維的形成和創新方法、創新工具的掌握;讓學生更早了解工程背景,為專業后續模塊學習和工程能力培養打好基礎。第五、六學期開始進行“工程應用能力”的培養,即一方面使學生深入學習專業課程、專業方向課程;另一方面加強與企業的合作,通過讓學生在企業進行專業課程設計、項目訓練、專業實習等環節,將物聯網行業所需要的專業能力融入人才培養體系;培養學生綜合運用多學科知識、各種專業技能和現代工程工具解決工程實際問題的能力和綜合素質;培養學生的自主學習能力、創新意識和探索未知領域的興趣。第七、八學期“強工程”,學生利用一年時間到企業進行實踐實訓、畢業實習和做畢業設計(論文),通過上述工程實踐環節,強化學生從事工程實踐所需的專業技術能力,進一步鍛煉學生的工程實踐能力和獨立工作能力。畢業設計(論文)的選題要求來源于企業。
3.3校企合作,進行項目課程的開發與改革
要想實現人才培養模式的創新,歸根結底要在課程中去落實,要在教材中去落實,要在教學過程中去落實。根據我校物聯網專業教師于2014年去南京參加全國物聯網專業課程體系研究論文發現,很多高校的物聯網專業的都沒有一個合適的課程體系,體系的建立沒有依據;針對這種課程體系建設出現的問題,我校以課程項目開發與改革作為突破口,實施教學內涵的建設。在進行物聯網行業市場需求調研時,組織企業的專家、課程專家、專業教師進行多方位的課程項目的開發。以工作就業為主線貫穿整個課程的設置,以職業能力發展、工作任務的完成為出發點編寫課程內容,以物聯網服務為載體進行教學項目的設計,將理論與實踐進行整合,完成理論與實踐的一體化教學,體現“理實一體”的教學原則,另外,學生一邊完成教學項目一邊構建理論知識,以提高學生的學習興趣以及其職業能力。最后讓學生在學校的最后一年,進入相關物聯網企業各項目組,進行項目訓練,實地鍛煉。
3.4校企合作建設實訓基地
實踐教學可以提高學生的技能水平、實踐能力和創新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依賴于實訓基地。而物聯網設備的投入非常大,僅僅依靠學校自身是遠遠不夠的,因此,通過校企合作進行物聯網類專業實訓基地的建設是一種重要的解決辦法。我院物聯網專業與廣州粵嵌、福建新大陸等多家物聯網企業共同建設校內實訓基地——物聯網實驗室,在該實驗室,學生可完成初步技能訓練、技術理論知識與技術實踐知識整合、特殊訓練等功能。
3.5通過校企合作打造一支“雙師型”師資隊伍
學校制定了相關措施,建設“雙師型”師資隊伍,鼓勵專業教師通過企業實踐、社會服務、培訓考證等相關途徑往“雙師型”教師轉型,提高教學水平與教學效果。物聯網方向的師資隊伍由本校“雙師型”教師與企業聘請的兼職教師組成。另外,學校制定了企業兼職教師管理方法,做到有章可循;制定了企業兼職教師的任職條件、聘用程序、管理要求及教學工作規范等相關文件;并采取相應的激勵措施,充分調動了企業兼職教師的積極性,為學校的專業建設與課程建設出謀劃策。
4總結
校企合作是人才培養的重要途徑,校企合作能否深入、長效的開展,要依據良好的合作機制與科學的管理模式。以各種平臺為基礎,不斷創新,與外部企業搭建各類校企合作平臺,引進多家大型物聯網企業加入校內實訓基地的合作共建,通過學院院長、系主任、教研室主任、企業管理與技術人員等多方共同制訂實踐教學計劃,以企業產品發展設計實訓項目,充分顯示實訓基地的應用功能,積極培養“卓越物聯網工程師”,大力發展各項教學的內涵建設,最終打造出以物聯網專業為核心的特色辦學模式,并向其他專業輻射,實現與物聯網企業進行零距離接軌的培養模式。
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關鍵詞 物聯網 課程體系 職業崗位
為了構建合理的高職物聯網應用技術專業課程體系,培養服務地區經濟的高技能物聯網人才,課題組成員通過深入企業調研,對物聯網應用人才目標崗位進行分析,明確了高職物聯網應用技術專業人才培養目標,與企業技術人員共同開發突出綜合職業能力的課程體系,并形成了該研究論文。
一、 物聯網產業現狀分析
物聯網是在計算機互聯網的基礎上,利用 RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。 2012年工信部公布的《物聯網“十二五”發展規劃》,明確了“十二五”時期是我國物聯網由起步發展進入規模發展的階段,物聯網的發展將提升傳統產業的經濟附加值,促進經濟發展方式轉變和產業結構調整,并將顯著提升人們的生活質量和水平。物聯網相關技術已經廣泛應用于二十多個領域,在未來3年內中國物聯網產業將在智能電網、智能家居、數字城市、智能醫療、車用傳感器等領域率先普及,預計將實現3萬億的總產值。
二、高職物聯網人才職業崗位分析
課題組成員深入吉林中軟吉大信息技術有限公司、青島感知教育科技公司等單位進行專業及人才需求調研,明確了高職物聯網人才的職業崗位能力:具有物聯網基本理念,具有物聯網行業相對應崗位必備的理論知識和專門知識,具有較強的物聯網崗位操作能力、一定的系統開發能力,能從事物聯網應用技術及物聯網系統管理工作的高技術應用型專門人才。面向的職業崗位主要有:物聯網產品銷售員、咨詢員、物聯網產品售前/售后工程師、物聯網設備調試員、物聯網系統集成工、物聯網系統安全測試員、物聯網系統安全維護工程師、物聯網系統開發助理工程師等崗位,由低到高分為三個工作層面,如圖1所示。
三、高職物聯網人才培養目標
根據專業調研,明確了高職物聯網應用技術專業人才培養目標為:培養擁護黨的基本路線,適應物聯網應用行業生產、管理、服務一線需要的,德、智、體、美等方面全面發展的高等技術應用性專門人才;在具有必備的基礎理論知識和專門知識的基礎上,重點掌握從事本專業領域無線通信網絡、無線傳感網絡系統的組建、調試、維修與維護;簡單物聯網系統的應用、調試、維護、檢測與運營服務;物聯網設備銷售及技術支持的基本能力和基本技能,具有良好職業道德和敬業精神。
四、高職物聯網專業課程體系建設
根據人才培養目標,與企業技術人員共同開發了由公共基礎課、職業素質課、專業基礎課、專業核心課和專業拓展課五部分組成的課程體系,突出了綜合職業能力,具體見表1所示。
專業基礎課 計算機及網絡系統運行與維護 使學生掌握物聯網技術專業的基礎理論知識,為掌握分析問題、解決問題的基本理論與基本方法打好基礎。
參考文獻:
1 云計算概述
云計算誕生于二零零六年,二零零八年云計算得到大面積推廣,云計算的誕生立即引起全球信息行業的廣泛關注,云計算的出現給IT行業發展帶來了新的改革浪潮,云計算的特征是:按需服務、共享資源、按需付費、網絡面廣。云計算作為二十一世紀新興的技術,徹底改變了傳統軟件工程。云計算現如今已經被應用到了各個領域。云計算的核心技術有海量數據存儲與計算、虛擬化技術、分布式存儲技術、并行編程模式技術。云計算實現了將龐大數據拆分成若干子程序進行分布處理,處理后發送給服務器群計算,最后將分析處理結果統一融合后回傳給用戶。狹義上來說云計算是通過計算機和各類用戶終端實現信息交互和應用。廣義上講云計算是一種強大的網絡服務模式。云計算的虛擬化技術將一臺計算機虛擬化成多臺計算機,使資源利用率提高,從而降低成本。云計算的分布式計算技術,實現了根據使用需求情況分布資源。另外,云計算相比傳統硬件平臺相比,維護費用低廉,管理方便易操作,無需大量的資金支持。
2 物聯網概念
物聯網是互聯網的重要組成部分,物聯網是物物相聯的互聯網,物聯網的基礎仍然是互聯網,物聯網是以互聯網為基礎發展和延伸出來的網絡。物聯網最早提出于一九九零年。一九九一年麻省理工學院開始對物聯網進行研究,一九九九年麻省理工學院對物聯網做了實驗。物聯網底層數據的感知是物聯網技術的基礎,在物聯網感知層中,呈現出的特點是數據量大、種類多。物聯網感知采用了信息后,通過傳輸層實現數據與傳遞。物聯網按照功能分為三層:應用服務層、網絡傳輸層、感知控制層。物聯網應用十分廣泛,現如今幾乎已經滲入到人類生活的各個方面。例如:智能交通、智能家居、資源管理、科研實驗、醫療領域、軍事領域。物聯網的發展和推廣受到了國家的重視。但就目前來看,物聯網技術不論是技術上,還是理論上仍然處于發展階段,距離物聯網普及和大面積應用仍然有著一定的距離。
3 基于云計算的物聯網系統架構
從物聯網技術的特征來看,未來物聯網技術更新和改革離不開對云計算的應用,云計算的優勢是物聯網技術所需要的,物聯網的推廣和應用必然不能缺少云計算,物聯網數據產生和收集過程具有實時性和不間斷性,處理時間的延遲必然會導致數據量的擴大。但由于數據量大、節點有限、存儲點等技術限制,必然影響物聯網性能。云計算的分布式技術,便可很好的解決這些問題,使物聯網實現有效的控制多源、多位置的不同數據處理。云計算和物聯網的融合,使物聯網獲得了強大的計算能力和存儲能力,云計算搭建了一個輔助物聯網的平臺。
基于云計算的物聯網系統架構主要包括了三個層次:物聯網中間件層、物聯網基礎設施層、物聯網應用層。這三層相互協調融合構成了物聯網系統,向人們提供服務。
3.1 物聯網應用層
物聯網應用層是整個物聯網系統架構的核心內容,應用層通過應用管理中提供管理工具,其中包括:用戶管理、資源管理、安全管理、影像管理。每一個管理工具能夠為用戶提供不同的服務,用戶管理包括:用戶賬戶管理、計費管理等等。安全管理包括:用戶身份驗證、用戶資料保護等等。資源管理包括:資源恢復、故障檢測等等。影像管理包括:應用生命周期管理、影像部署等等。
3.2 物聯網中間件
物聯網中間件層是整個物聯網的連接媒介,包含著整個物聯網的所有中間件產品。所包括的功能有:感應設備管理、智能終端接入等等,除此之外,還具有面向服務的物聯網應用的功能。
3.3 物聯網基礎設施層
物聯網基礎設施是物聯網系統實現的基礎,離開了物聯網基礎設備,物聯網系統無從談起。物聯網基礎設備層包含了:虛擬集群、物理硬件及感應終端。虛擬集群是基于云計算的虛擬化技術的基礎上實現的,以虛擬化方式為用戶提供服務。物理硬件包括:云計算必要的網絡設備、存儲設備、服務器設備等等。感應終端包括傳感器、控制器等智能終端設備。物聯網基礎設備由物聯網中間件負責管理和協調運作。