物聯(lián)網(wǎng)實驗室精選(九篇)
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第1篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用型人才；物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室
中圖分類號：F494 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）14-0154-02
1概述
1.1物聯(lián)網(wǎng)的背景
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things-IOT）的概念在1999年提出，它的定義是通過射頻識別（RFID）定位系統(tǒng)、掃描器等傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，并實現(xiàn)對物體的智能化識別、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，其實是無線通訊和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是傳感技術(shù)和嵌入式技術(shù)。
美國在2009年提出了“智慧地球”戰(zhàn)略，投資建設(shè)新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施，并且將物聯(lián)網(wǎng)和新能源列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大武器。物聯(lián)網(wǎng)掀起了繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一次世界信息產(chǎn)業(yè)的新浪潮。它將成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。
溫總理2009年提出“感知中國”戰(zhàn)略以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為我國五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，并寫入政府工作報告，物聯(lián)網(wǎng)在我國受到了極大的關(guān)注。在2010年3月教育部發(fā)出通知：在高校本科階段設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，為物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才。目前對于精通物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的人才在我國十分稀缺，因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的就業(yè)前景被一致看好。
1.2物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)根據(jù)不同功能，可分為三類：
第一類是傳感技術(shù)，通過多種傳感器、RFID、二維碼、定位等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實現(xiàn)對外部信息的感知和識別。
第二類是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過互聯(lián)功能，實現(xiàn)對各種感知信息的傳送，包括各種有線和無線傳輸技術(shù)、交換技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)等。
第三類是應(yīng)用技術(shù)，通過各種應(yīng)用程序提供信息的分析處理，包括數(shù)據(jù)存儲、并行計算、數(shù)據(jù)挖掘、平臺服務(wù)、信息交互等。
基于以上技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，實現(xiàn)物物相連，其本身也具有了智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行智能控制和信息分析。
2高校物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室建設(shè)的重要性
如今工信部已將物聯(lián)網(wǎng)納入“十二五”規(guī)劃，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在全國多個城市呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢。各地陸續(xù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，江蘇擬在2015年全省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)銷售收入超4000億元。浙江要在2015年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值達(dá)到1000億元。廣東提出2年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值超2000億元。山東提出2015年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值突破2000億元。各地政府對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的大力支持揭示了該產(chǎn)業(yè)在未來的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的不斷擴(kuò)張，全國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)人才緊缺，缺口量在18萬以上。所以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的就業(yè)前景非常廣闊。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的開發(fā)應(yīng)用涉及多個專業(yè)的綜合應(yīng)用，實操性要求非常強(qiáng)。高等院校在人才培養(yǎng)方面應(yīng)以物聯(lián)網(wǎng)各種應(yīng)用的實驗、項目開發(fā)為主，重點(diǎn)提高學(xué)生實踐能力。而項目驅(qū)動的教學(xué)模式則需要配有符合要求的綜合性的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室。因此，建立符合人才市場需求的專業(yè)實驗室是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的重要工作之一。
3高校物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室的建設(shè)方案
3.1物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室建設(shè)的總體方案
基于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的形勢，高校物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室的建設(shè)應(yīng)符合如下特點(diǎn)：有利于理論知識學(xué)習(xí)，并提高學(xué)生實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力；讓學(xué)生在實驗室這個開放的平臺上盡可能多的接觸到更多技術(shù)和實際產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。并達(dá)到以下的建設(shè)目標(biāo)：培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能，具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等領(lǐng)域的工程技術(shù)應(yīng)用型人才。
本文提出的物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室的建設(shè)方案是：基于無線局域網(wǎng)和光纖通信技術(shù)的光載無線交換機(jī)，并以此為基礎(chǔ)結(jié)合嵌入式M2M終端設(shè)備組建的物聯(lián)網(wǎng)綜合信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該實驗室把無線通信、嵌入式設(shè)備、各種傳感器以及射頻識別等技術(shù)融為一體，它不僅能提供基礎(chǔ)性的物聯(lián)網(wǎng)實驗，還配置了各式的實際應(yīng)用設(shè)備并展示了相關(guān)產(chǎn)品模型，使得在有限的實驗環(huán)境內(nèi)盡可能地模擬真實環(huán)境且功能完備。學(xué)生除了進(jìn)行一些驗證性實驗，還可以進(jìn)行硬件接口設(shè)計、軟件編程設(shè)計和實際的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計。
3.2物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室硬件配置
該實驗室主要的設(shè)備包括：光載交換機(jī)、光載無線天線盒、WIFI考勤機(jī)、指紋門禁機(jī)、WIFI攝像機(jī)、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、倉儲物資讀卡機(jī)、直流電機(jī)、智能家居模型、交通燈模型、龍門吊模型、GPGS模塊、WIFI設(shè)備服務(wù)器、路由器、交換機(jī)、裝有無線網(wǎng)卡的電腦、物聯(lián)網(wǎng)實驗箱、條碼掃描器、PDA、單片機(jī)等。
3.省略 2008、IAR、JDK1.6、protel、Keil、WirelessMon、ComMaster、ChipconFlashProgrammer、PLC、NetIQ Chariot、定位監(jiān)控軟件。
3.4物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室專業(yè)實驗課程的設(shè)置
該實驗室支持三大類物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗。
3.4.1傳感層實驗
傳感層器件（射頻識別、傳感器、嵌入式機(jī)器）的網(wǎng)絡(luò)化處理，包括硬件設(shè)計、協(xié)議通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。
3.4.2網(wǎng)絡(luò)層實驗
光載無線通信技術(shù)和光載無線交換機(jī)的安裝、配置與調(diào)試，有線、無線局域網(wǎng)組建等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)以不同的方式傳輸。
3.4.3應(yīng)用層實驗
各種應(yīng)用平臺的設(shè)計，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，包括視頻監(jiān)控、溫濕度傳感、人員考勤管理等平臺。
除了基本的課程實驗外，還可開設(shè)一些面向物聯(lián)網(wǎng)綜合性應(yīng)用的實踐項目，例如：智能家居系統(tǒng)、智能超市系統(tǒng)、物流倉管系統(tǒng)等，使得課程實驗內(nèi)容由驗證型向綜合型、設(shè)計開發(fā)型逐步推進(jìn)。采用工程案例化教學(xué)，人才培養(yǎng)以適應(yīng)社會需求為目標(biāo)，提高學(xué)生的理論應(yīng)用和實踐能力，為社會培養(yǎng)出技能型、應(yīng)用型的人才。
4結(jié)語
在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的形勢下，高校應(yīng)結(jié)合實際，培養(yǎng)出適合社會需求的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才。為了讓學(xué)生適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)實際的開發(fā)需求，熟悉未來的工作環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗室應(yīng)建成一個仿真的應(yīng)用環(huán)境，強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，并構(gòu)建團(tuán)隊開發(fā)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神、軟件架構(gòu)開發(fā)等能力。最終學(xué)生才能充分體會到實際工程案例式教學(xué)的作用，把理論應(yīng)用于實踐。
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第2篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；開放實驗室；實驗室管理
一、引言
近年來，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)在高等學(xué)校的不斷深入應(yīng)用為學(xué)校教育教學(xué)帶來了深刻變革，數(shù)字校園、智慧校園建設(shè)取得了突破性進(jìn)展。長江師范學(xué)院實驗室建設(shè)過程中，以“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念為指導(dǎo)，按照“智慧感知、服務(wù)教學(xué)、開放共享、科學(xué)決策”原則，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，以實驗室管理改革為重點(diǎn)，以實驗室開放共享為目的，通過實驗室開放管理平臺、實驗室信息化綜合管理系統(tǒng)和智慧門禁系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)了信息技術(shù)對實驗室管理的支撐，促進(jìn)了學(xué)校教育教學(xué)改革和發(fā)展。
二、實驗室建設(shè)和管理中存在的問題
以長江師范學(xué)院為例，學(xué)校在實驗室建設(shè)和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的實驗室管理過程存在如下問題：實驗室建設(shè)各自為政；實驗教學(xué)定時、定點(diǎn)、定內(nèi)容、定輔導(dǎo)教師，個性化程度低；學(xué)生自主發(fā)展和實踐鍛煉的實踐、空間和資源有限；實驗教學(xué)質(zhì)量評價機(jī)制不健全，不能有效調(diào)動師生的積極性。這些問題嚴(yán)重制約實踐教學(xué)體系和創(chuàng)新教育體系建設(shè)。結(jié)合學(xué)校信息化工作開展和以上問題的實際，學(xué)校在《長江師范學(xué)院事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出“大力實施信息化戰(zhàn)略，加快教育現(xiàn)代化進(jìn)程”，部署了“優(yōu)化信息化環(huán)境”、“推動教學(xué)模式創(chuàng)新”、“實現(xiàn)管理信息化”等3項重大工程，著力推進(jìn)教育資源和教學(xué)環(huán)境信息化建設(shè)、信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合、治理體系現(xiàn)代化與信息服務(wù)能力同步提升。在這樣的背景下，打破實驗室建設(shè)、管理、使用壁壘，打造基于信息化環(huán)境的開放實驗室，是建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)的必然要求，也是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，提高學(xué)生實踐動手能力、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力的客觀需要。
三、建設(shè)實驗室開放管理平臺可行性分析
1.體制機(jī)制保障為保證實驗室開放建設(shè)工作的開展，在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，教務(wù)處、資產(chǎn)管理中心、信息化辦公室、各二級學(xué)校實驗中心各司其職，分工協(xié)作，明確責(zé)任，對項目中提出的各項任務(wù)、重大決策與總體部署進(jìn)行落實。通過開展實驗室開放平臺建設(shè)調(diào)研，定期召開建設(shè)工作會，探索實驗室開放平臺建設(shè)機(jī)制與應(yīng)用模式，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)實驗室開放平臺建設(shè)實施，開展實驗室開放宣傳普及與人員培訓(xùn)。
2.實驗室開放建設(shè)經(jīng)費(fèi)保障依托學(xué)校智慧校園建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入，采取自籌、合作、項目申報等形式獲取各級財政支持，按照邊建邊受益、分步實施的原則投入。形成良性的、循序漸進(jìn)的資金投入機(jī)制，實驗室開放建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定。
3.實驗室開放平臺政策保障建立校級領(lǐng)導(dǎo)研究實驗室開放共享管理工作機(jī)制，確保實驗室開放建設(shè)的規(guī)范運(yùn)行。編制《長江師范學(xué)院實驗室共享管理平臺項目實施方案》，出臺《長江師范學(xué)院貴重儀器設(shè)備管理辦法》《長江師范學(xué)院儀器設(shè)備管理使用規(guī)程》《長江師范學(xué)院信息化數(shù)據(jù)管理辦法》《長江師范學(xué)院信息化項目管理辦法》等規(guī)章制度。為提高實驗室開放建設(shè)使用成效，教務(wù)處、信息化辦公室、各二級學(xué)院對教師、學(xué)生、試驗室管理人員開展培訓(xùn)。
四、實驗室開放平臺架構(gòu)
1.實驗室開放平臺架構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實驗室開放平臺搭建，需對實驗室人員、儀器設(shè)備、環(huán)境設(shè)施等有效感知識別，將視頻監(jiān)控、圖像識別、人臉識別、門禁系統(tǒng)、傳感器采集、電源控制、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、RFID射頻技術(shù)、實驗管理等技術(shù)融合應(yīng)用，實現(xiàn)考勤簽到、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制于一體的實驗室開放平臺。實驗室開放平臺架構(gòu)主要由實驗室監(jiān)控系統(tǒng)、實驗室門禁系統(tǒng)、實驗設(shè)備在線預(yù)約系統(tǒng)、實驗設(shè)備綜合管理系統(tǒng)、實驗課程綜合管理與分析系統(tǒng)等組成，如圖1所示。（1）實驗室監(jiān)控系統(tǒng)實驗室監(jiān)控系統(tǒng)由視頻攝像頭、紅外傳感器、GIS定位等組成，負(fù)責(zé)采集實驗室場地視頻數(shù)據(jù)，實時對實驗室監(jiān)控、錄像、視頻動態(tài)感知、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動、存儲、備份、畫面分組等。是實驗室安全監(jiān)控、采集、存儲重要保障，實現(xiàn)實驗室安全預(yù)警。（2）實驗室門禁系統(tǒng)實驗室門禁系統(tǒng)充分融合學(xué)校統(tǒng)一身份認(rèn)證，拓展校園卡（碼）功能，運(yùn)用IC卡射頻、人臉識別、指紋密碼、智能門禁終端、門禁控制器等，實現(xiàn)實驗室人員進(jìn)出權(quán)限控制的有效管理。門禁系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)有效結(jié)合實現(xiàn)實時對實驗設(shè)備電源開啟關(guān)閉和實驗室視頻監(jiān)視，驗證并保存記錄實驗室人員進(jìn)出情況、實驗室內(nèi)部設(shè)備操作過程。（3）實驗設(shè)備在線預(yù)約系統(tǒng)實驗設(shè)備在線預(yù)約系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守實驗設(shè)備在線預(yù)約和管理。包括用戶管理、權(quán)限管理、儀器管理和各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，對實驗室的儀器進(jìn)行授權(quán)使用，對實際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控和分析；管理者可通過統(tǒng)一身份驗證進(jìn)行成員管理、在線預(yù)約管理、授權(quán)管理、送樣審批管理等管理工作。（4）實驗設(shè)備綜合管理系統(tǒng)實驗設(shè)備綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)實驗儀器相關(guān)基礎(chǔ)信息維護(hù)、授權(quán)維護(hù)、授權(quán)時段、預(yù)約規(guī)則定義、收費(fèi)管理和成果與績效的管理等。包括儀器管理、儀器計費(fèi)管理、成果管理和績效考核。（5）實驗課程綜合管理與分析系統(tǒng)實驗課程綜合管理與分析系統(tǒng)實現(xiàn)對實驗儀器設(shè)備使用人員的基本使用規(guī)范的控制，監(jiān)控實驗過程，查詢儀器存放位置，保證儀器設(shè)備使用安全。包括用戶授權(quán)與經(jīng)費(fèi)、培訓(xùn)、預(yù)約等多方面進(jìn)行關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)管理員實現(xiàn)對貴重儀器的實時監(jiān)控，整合儀器信息與儀器分布地理信息，通過GIS地理監(jiān)控程序在網(wǎng)頁瀏覽器上對儀器所在樓宇的地理信息進(jìn)行直觀展現(xiàn)，項目成果與儀器的使用同步關(guān)聯(lián)，實時匯總績效考核信息與結(jié)果，自動生成儀器使用情況表等功能。
2.實驗室開放平臺關(guān)鍵技術(shù)方法（1）儀器設(shè)備管理控制開放實驗室核心端是儀器設(shè)備管理控制，按照預(yù)約的規(guī)則開啟和關(guān)閉，顯示設(shè)備信息、使用狀態(tài)、監(jiān)控等。采用ZigBee協(xié)議無線傳輸，控制電源、讀卡器等，實現(xiàn)刷卡對多臺儀器或同一儀器多個組件進(jìn)行同時控制。通過物聯(lián)網(wǎng)路由器接入到校園網(wǎng)中，實現(xiàn)與管理平臺軟件的數(shù)據(jù)聯(lián)通?？紤]某些大型實驗設(shè)備是強(qiáng)電壓，儀器設(shè)備管理控制端，控制電流不低于30A，電壓不低于380V。在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)脫機(jī)情況下，控制器仍能夠根據(jù)存儲信息進(jìn)行訪問控制。（2）ZigBeeZigBee無線通信技術(shù)是基于蜜蜂相互間聯(lián)系的方式實現(xiàn)開放實驗室控制平臺、網(wǎng)絡(luò)傳輸、傳感器控制等通過互聯(lián)網(wǎng)通信與服務(wù)器、計算機(jī)（或終端）相連接。ZigBee無線通信技術(shù)是基于IEEE802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)，具有傳輸數(shù)據(jù)流量小、組網(wǎng)安全和GPS功能等特點(diǎn)。作為開放實驗室的無線通信技術(shù)選擇，ZigBee可實現(xiàn)對傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的組建和實驗設(shè)備的定位。（3）數(shù)據(jù)共享開放實驗室平臺建設(shè)與學(xué)校其他應(yīng)用系統(tǒng)對接、共享是智慧校園（數(shù)字校園）建設(shè)中最重要的技術(shù)和管理問題，需要與校內(nèi)人員信息、課程平臺、統(tǒng)一資源庫、校內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)等對接，實現(xiàn)統(tǒng)一身份識別、監(jiān)控統(tǒng)一管理、報賬結(jié)算和資源集中管理。數(shù)據(jù)共享要解決幾個關(guān)鍵問題，即數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范、中心數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)同步和對異常數(shù)據(jù)的處理。
五、實驗室開放平臺運(yùn)行效果
1.改變實驗室管理模式通過實驗室開放管理平臺的建設(shè)，把原來各二級學(xué)院分散的管理轉(zhuǎn)變成學(xué)校集中統(tǒng)一的管理，實現(xiàn)實驗項目開設(shè)中除專業(yè)培養(yǎng)方案、課程教學(xué)大綱中要求的集中實驗項目外，教師、學(xué)生可自主申請開設(shè)和驗證實驗教學(xué)大綱外的實驗項目，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源和空間，有效調(diào)動了師生進(jìn)入實驗室的積極性，推進(jìn)了實踐教學(xué)體系和創(chuàng)新教育體系建設(shè)。
2.數(shù)據(jù)分析支撐實驗室管理實驗室開放平臺可監(jiān)控實驗室實驗過程，查詢儀器存放位置，保證儀器設(shè)備使用安全，如圖2所示。通過GIS地理監(jiān)控程序在網(wǎng)頁瀏覽器上對儀器所在樓宇的地理信息進(jìn)行直觀展現(xiàn)，如圖3所示。項目成果與儀器的使用同步關(guān)聯(lián)，實時匯總績效考核信息與結(jié)果，自動生成儀器使用情況表。
3.實驗室開放平臺建設(shè)促進(jìn)學(xué)校信息化發(fā)展（1）部門聯(lián)動機(jī)制建立部門聯(lián)動機(jī)制的建立推進(jìn)了高校治理體系和治理能力水平現(xiàn)代化。按照“總體規(guī)劃、明確責(zé)任、統(tǒng)一管理、分步實施”優(yōu)化智慧校園建設(shè)體制機(jī)制，采取“責(zé)任分工、技術(shù)跟進(jìn)、資源配合”原則開展實驗室開放推廣工作，明確各相關(guān)單位的職責(zé)和分工，積極培養(yǎng)技術(shù)團(tuán)隊，保障實驗教學(xué)順利執(zhí)行和實驗室開放平臺運(yùn)行穩(wěn)定，根據(jù)系統(tǒng)推廣需要，配置管理人員、經(jīng)費(fèi)、物資及政策等資源。（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享機(jī)制建立以學(xué)校智慧校園平臺為基礎(chǔ)，按照教育部、?。ㄊ校┘壷腔坌@建設(shè)要求規(guī)范管理設(shè)備編碼、人員、實驗項目、場地條件等數(shù)據(jù)，為智能化實驗開放提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。智慧校園基礎(chǔ)平臺提供標(biāo)準(zhǔn)接口文檔，為不同的實驗室管理系統(tǒng)、平臺實現(xiàn)統(tǒng)一管理提供跨平臺應(yīng)用環(huán)境，實現(xiàn)實驗室各類數(shù)據(jù)共享，推進(jìn)學(xué)校信息化良性發(fā)展。實驗資源建設(shè)、管理及實驗教學(xué)體系從封閉走向開放，從分割走向共享，從統(tǒng)一要求走向自主創(chuàng)新，從儀器設(shè)備主導(dǎo)實驗項目走向需求主導(dǎo)實驗體系建設(shè)。（3）運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的長效機(jī)制建立一是充分利用系統(tǒng)管理功能，嚴(yán)把實驗項目、場地審核關(guān)。二是加強(qiáng)師生信息化能力培訓(xùn)，提高數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。三是對實驗項目數(shù)據(jù)做分析，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用效果。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)再造，實現(xiàn)實驗儀器管理、預(yù)約管理、自主實驗管理、事件管理和統(tǒng)計報表的自動化和智能化，促進(jìn)實驗室開放和共享以及校內(nèi)外實驗資源共享，提高儀器設(shè)備的利用率。
第3篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；專業(yè)實驗室；實驗室架構(gòu)
一、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r
物聯(lián)網(wǎng)是以感知為核心內(nèi)容的物體與物體之間的互聯(lián)，從技術(shù)角度又稱為傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)將成為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。當(dāng)今世界物聯(lián)網(wǎng)已成為新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步具有重要的現(xiàn)實意義。以前由于我們?nèi)狈τ嬎銠C(jī)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，在信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中曾落后于歐美發(fā)達(dá)國家處于被動地位?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，在科研方面我們要有前瞻性、預(yù)見性搶先占領(lǐng)科技制高點(diǎn)才能在以后的競爭中立于不敗之地。2010年3月5日，總理在政府工作報告中，明確將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展任務(wù)。2010年國家工信部和發(fā)改委出臺系列政策支持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2020年之前我國將規(guī)劃3.86萬億元的資金用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
二、高職院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的可行性
2010年初教育部下達(dá)了高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申報通知，眾多高校紛紛進(jìn)行申報。截止2012年6月，國家一共審批了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)院校138所院校，大部分是本科院校。由于物聯(lián)網(wǎng)涉及的知識范圍非常廣泛，從專業(yè)視角來看，主要涉及：計算機(jī)科學(xué)與工程，電子與電氣工程，電子信息與通訊，自動控制，遙感與遙測，精密儀器等等。需要學(xué)生有扎實的基礎(chǔ)知識和良好的學(xué)習(xí)能力，本科院校的學(xué)生無疑占有優(yōu)勢。
那么高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是不是就意味著高職院校不必再開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)了呢？其實二者并不矛盾，因為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)本身對人才的需求是巨大的，而且對人才的需求具有方向多樣性和層次立體性。不但需要高端的開發(fā)設(shè)計人員，也需要低端的施工、調(diào)試人員。高職院校的學(xué)生雖然沒有本科學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實，但是他們課程設(shè)置靈活，實踐環(huán)節(jié)與校外實習(xí)較多，相比之下也有自身的優(yōu)勢。所以高職院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是可行的。
三、高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室需求分析
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及計算機(jī)、遙感測控、電子技術(shù)與通信等多方面相關(guān)專業(yè)知識，是明顯的交匯科目。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的人才，不僅要掌握微型中央處理器、傳輸感應(yīng)元件、軟件編程技術(shù)和相應(yīng)的嵌入式技術(shù)，還要學(xué)習(xí)無線通訊、高頻設(shè)計、M2M技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)以及3G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等最新技術(shù)。這些知識都有一個共同的特點(diǎn)，就是理論性和實踐性都很強(qiáng)，理論知識都需要通過大量的實驗來理解和學(xué)習(xí)。而且很多課程實驗需要專門的硬件設(shè)備作為技術(shù)支持。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與其它專業(yè)相比，有其自身的特點(diǎn)：它是現(xiàn)有信息技術(shù)與傳感技術(shù)整合一體化的產(chǎn)物，它是以一個“能夠應(yīng)用到實際中的系統(tǒng)” 的形式呈現(xiàn)的，這就意味著學(xué)生不但要學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識，還要通過大量的實踐提高自己的實際操作能力，高職院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)一個亟待解決的問題就是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的建設(shè)，所以實驗室的建設(shè)是必需的、而且迫在眉睫。
四、物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)目標(biāo)
1、實驗室建設(shè)應(yīng)結(jié)合本校實際，打好基礎(chǔ)
在前期做好規(guī)劃，結(jié)合本校當(dāng)前的資金情況，依托現(xiàn)有的實驗室基礎(chǔ)進(jìn)行改建或擴(kuò)建，首先要能滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)需求，重視學(xué)生基本應(yīng)用開發(fā)能力培養(yǎng)。
2、實驗室環(huán)境能幫助學(xué)生對應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的實際項目進(jìn)行學(xué)習(xí)
實驗室建設(shè)一定不能只重理論，不重實際。要和市場需求掛鉤，和理論實際掛鉤，依托物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用項目，進(jìn)行講解和學(xué)習(xí)往往能達(dá)到事半功倍的效果。
3、實驗室能夠面向校外，開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的培訓(xùn)工作
實驗室對內(nèi)不僅可以滿足學(xué)生的教學(xué)需求，對外最好可以開展物聯(lián)網(wǎng)方面的培訓(xùn)工作，這也是高校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的一種方式。
4、實驗室最好能建立開放的實驗環(huán)境，成為創(chuàng)新的實驗平臺
實驗室提供寬泛的實驗環(huán)境，可以增加學(xué)生選擇的機(jī)會，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，鼓勵創(chuàng)新精神。
五、物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的思路
1、物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)要具有靈活性和可擴(kuò)展性
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也在時時刻刻的發(fā)生著變化，這就要求實驗室具有靈活性，可以根據(jù)變化進(jìn)行平穩(wěn)的。所以要事先做好物聯(lián)網(wǎng)實驗室的規(guī)劃方案，預(yù)留出擴(kuò)充和升級的接口。
2、物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)要具有漸進(jìn)性和統(tǒng)一性
根據(jù)我院實際情況物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)很難一步到位，可以采取階梯式的漸進(jìn)性建設(shè)方案，分階段進(jìn)行建設(shè)，每一階段又能夠獨(dú)立投入使用，最終建成時又與設(shè)計目標(biāo)是相統(tǒng)一的。
3、物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)要具有一定的前瞻性
物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，今天物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已進(jìn)入2.0時代，這就要求物聯(lián)網(wǎng)實驗室的設(shè)備、全局物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)規(guī)劃要具有一定的前瞻性，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展。
六、高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室構(gòu)架
基礎(chǔ)實驗中心：建立計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室；單片機(jī)實驗室；嵌入式系統(tǒng)實驗室；RFID實驗室；傳感器實驗室以提供基礎(chǔ)學(xué)科課程實驗。
實例演示實訓(xùn)中心：以智能家居系統(tǒng)；智能安防系統(tǒng)；智能消防系統(tǒng)等成熟的物聯(lián)網(wǎng)小型系統(tǒng)為例，講解物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識。
應(yīng)用實訓(xùn)中心：構(gòu)建通用典型的物聯(lián)網(wǎng)實際項目以及中規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)，使學(xué)生參與到物聯(lián)網(wǎng)項目的設(shè)計開發(fā)中來，讓學(xué)生親身體驗物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)給生活帶來的變化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，做到理論和實踐相結(jié)合。
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第4篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 實驗室設(shè)備管理
一、前言
高校實驗室是高?？蒲袆?chuàng)新的重要陣地，在高?？蒲薪虒W(xué)中占有重要地位。實驗室管理的好壞在一定程度上影響了高?？蒲薪虒W(xué)開展的順利與否。所謂實驗室管理，包括實驗室儀器設(shè)備的管理、實驗室物理環(huán)境的管理以及實驗室人員管理等方面。隨著高校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實驗室規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，實驗室管理就面臨更多的管理難題，其中難點(diǎn)之一是實驗室設(shè)備數(shù)量大，實時動態(tài)監(jiān)管難度大，從而形成了設(shè)備利用率不高、設(shè)備監(jiān)管不及時而造成的設(shè)備丟失、設(shè)備損壞而不能及時維護(hù)等現(xiàn)狀。針對這些問題，本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對高校實驗室設(shè)備管理方面進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用探討。
二、實驗室設(shè)備管理現(xiàn)狀
實驗室管理包括實驗設(shè)備管理、人員管理等方面，其中比較繁復(fù)的是實驗室設(shè)備的管理。現(xiàn)在的高校實驗室普遍采用管理人員人工管理，手工記錄的方式，即使是使用電腦記錄，信息也都是相對獨(dú)立分散的，并沒有納入一個整體系統(tǒng)進(jìn)行管理，更加沒有形成一個信息交互的網(wǎng)絡(luò)用于動態(tài)管理。然而，隨著高校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實驗室開設(shè)的實驗項目不斷增多，利用手工記錄的方式必然無法滿足現(xiàn)代實驗室管理的需求。同時，實驗室管理人員數(shù)量有限，在高效利用和及時反饋上也顯現(xiàn)出了不適應(yīng)，無法及時處理實驗設(shè)備的耗損，就造成了實驗設(shè)備的資源浪費(fèi)。并且，隨著實驗室使用人員的不斷增多以及實驗設(shè)備的流動性增大，管理人員有限的精力也無法做到有效監(jiān)管實驗設(shè)備的實時動向，無可避免的造成了實驗室設(shè)備的損失。
三、物聯(lián)網(wǎng)含義及發(fā)展
所謂物聯(lián)網(wǎng)，指的是所有物體通過各種信息傳感設(shè)備，例如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等裝置，按照約定的協(xié)議，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，用來進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)自1999年由美國麻省理工學(xué)院的Kevin Ashton提出后，就被大眾關(guān)注并認(rèn)知，而且逐漸運(yùn)用于交通物流、工業(yè)自動化、公共管理等多方面。物聯(lián)網(wǎng)包含感知層、傳輸層和應(yīng)用層三層。感知層主要負(fù)責(zé)采集相關(guān)信息，主要由各種傳感器及傳感智能設(shè)備構(gòu)成，完成信息的收集與簡單處理，并且將信息傳遞出去。傳輸層主要負(fù)責(zé)對采集到的信息進(jìn)行傳輸和處理，主要包括互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)以及各種專用網(wǎng)等，是連接感知層與應(yīng)用層的中間層。應(yīng)用層主要是服務(wù)及應(yīng)用，包括服務(wù)數(shù)據(jù)庫、用戶信息數(shù)據(jù)庫等，為手機(jī)、PC等各種終端設(shè)備提供感知信息的應(yīng)用服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)化、信息化的手段，將人與人、人與物的信息傳遞轉(zhuǎn)變成物與物的信息傳遞，有效地提升了效率，減少了能耗，保障了安全，因此將物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用于高校實驗室設(shè)備管理，必將發(fā)揮巨大的作用。
四、物聯(lián)網(wǎng)在實驗室設(shè)備管理上的應(yīng)用
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對實驗室設(shè)備的管理，就是在儀器設(shè)備上寫入電子信息，通過管理終端對信息進(jìn)行采集匯總，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理。主要包括識別、感知、信息處理及信息傳送等步驟。
首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實施的硬件支持包括射頻識別（RFID）裝置、傳感器、智能芯片、讀寫器、無線數(shù)據(jù)接入點(diǎn)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器等設(shè)備。相應(yīng)的軟件支持包括設(shè)備管理系統(tǒng)、實時監(jiān)控系統(tǒng)和中央處理系統(tǒng)等。
其次，利用RFID技術(shù)給設(shè)備加上電子標(biāo)簽，寫入設(shè)備的基本信息，主要包括設(shè)備名稱、 規(guī)格、型號、設(shè)備號、生產(chǎn)廠家、出廠日期、使用單位等，以達(dá)到高效準(zhǔn)確管理實驗室設(shè)備資源。要達(dá)到對實驗設(shè)備的實時跟蹤管理，我們可以利用門禁系統(tǒng)的讀寫器對設(shè)備的電子信息進(jìn)行讀取，在實驗室出入的門上安裝門禁模塊，就可實時監(jiān)控實驗設(shè)備進(jìn)出實驗室的時間及地點(diǎn)，有效的管理設(shè)備動態(tài)。我們還可以在重要設(shè)備上預(yù)設(shè)安裝及存放位置，當(dāng)設(shè)備位置有變動時就可以做到及時預(yù)警，防止丟失及意外情況的發(fā)生。并且，我們可將設(shè)備的使用說明、實驗操作指南等信息存儲于中央處理系統(tǒng)中，當(dāng)實驗者進(jìn)行實驗、操作設(shè)備時，可通過管理計算機(jī)實時讀取這些信息，為實驗者提供指導(dǎo)幫助。
當(dāng)實驗室人員對實驗設(shè)備進(jìn)行維護(hù)巡檢時，實驗室管理人員可以通過設(shè)備的電子標(biāo)簽中存儲的信息，了解到該設(shè)備的基本信息、維護(hù)信息及使用情況等，達(dá)到提高維護(hù)設(shè)備效率，縮短維護(hù)檢查時間的目的。
五、結(jié)語
高校實驗室作為高校發(fā)展的一個關(guān)鍵地方，實驗室管理的高效必定為高校的科研教學(xué)提供更有利支撐。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實驗室設(shè)備管理，節(jié)省了管理者的時間，提高了管理的效率和質(zhì)量，并為實驗本身提供了方便。因此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實驗室管理是可行且有效地。然而，實驗室設(shè)備的信息標(biāo)簽存在人為移動的可能，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)存在安全隱患等問題，因此，我們還應(yīng)逐步完善安全方面的問題，以達(dá)到更加安全高效的應(yīng)用。
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第5篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
為了提高實驗室的開放水平、管理的精細(xì)化水平和有效利用實驗室空間、設(shè)備以及支持的能源、網(wǎng)絡(luò)等資源，提出了采用微信、微博等學(xué)生喜聞樂見且使用方便的網(wǎng)絡(luò)新媒體來實現(xiàn)學(xué)生的實驗室簽到和使用預(yù)約;設(shè)計了基于智能能耗傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對計算機(jī)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和其他實驗室支持環(huán)境的能耗進(jìn)行采集與優(yōu)化控制的新型監(jiān)測和管理方式;基于新媒體和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型智能化、精細(xì)化的開放平臺實驗室管理機(jī)制使得實驗室的開放管理機(jī)制更適應(yīng)雙/多校區(qū)的教學(xué)及科研活動管理，并且實現(xiàn)資源高效利用和節(jié)能減排。
關(guān)鍵詞:
微信;物聯(lián)網(wǎng);精細(xì)化管理;雙校區(qū);綠色校園
近年來隨著高校教學(xué)改革的深化，各高校不斷地探究新的實驗教學(xué)方法，高校實驗室管理和運(yùn)作模式從傳統(tǒng)的課程教學(xué)型實驗室逐漸轉(zhuǎn)變成開放型實驗室。開放型實驗室不僅能滿足不同水平和能力的學(xué)生需求，而且提供了一個發(fā)揮個人潛能的實驗環(huán)境，從而使學(xué)生可以自主地到實驗室進(jìn)行實驗研究和探索性學(xué)習(xí)，這不僅有利于發(fā)揮學(xué)生做實驗的積極性、主動性，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的個性，激發(fā)學(xué)生的思維，引發(fā)他們創(chuàng)造的欲望，點(diǎn)燃他們創(chuàng)新火花［1］。開放型實驗室能更好地適應(yīng)當(dāng)前新的實驗教學(xué)模式，例如課題研究實驗教學(xué)模式，項目化實驗教學(xué)模式，競賽培養(yǎng)實驗教學(xué)，為學(xué)生搭建一個多元化的創(chuàng)新平臺，培養(yǎng)了學(xué)生的科研精神和團(tuán)結(jié)合作精神，從而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)［2－4］。開放型實驗室建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，它需要多方面的建設(shè)。實驗室開放不是時間、空間的簡單開放，也不是教學(xué)內(nèi)容和儀器設(shè)備的簡單開放，實驗室開放必須有先進(jìn)的管理理念和管理制度作保障［5］。在為實驗室開放提供必備經(jīng)費(fèi)、設(shè)備和人員保障的前提下，探索基于新媒體和物聯(lián)網(wǎng)的開放實驗室管理新機(jī)制，設(shè)計開放實驗室管理系統(tǒng)是至關(guān)重要的［6］。它可以進(jìn)一步提高教學(xué)資源和設(shè)備的利用率，更能夠保障高校實驗室開放管理的順利運(yùn)行，使開放型實驗室真正成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的搖籃。
1當(dāng)前實驗室開放和管理中的突出問題
1．1學(xué)生無法及時獲得實驗室詳細(xì)的開放信息
目前高校實驗室一般采用課程實驗預(yù)約開放時間，開放自主使用的網(wǎng)上預(yù)約管理方式［7］。由于網(wǎng)上系統(tǒng)信息需要及時更新和實時錄入，尤其是課程實驗時間的臨時調(diào)整變化無法及時上傳，學(xué)生無法方便地獲得實驗室的實時開放狀態(tài)和具體的空余(設(shè)備)資源情況。以天津大學(xué)為例，2015年進(jìn)入雙校區(qū)運(yùn)行狀態(tài)后此問題將會變得更加突出。例如，學(xué)生從實驗安排表查詢，發(fā)現(xiàn)某實驗室無實驗教學(xué)課程，當(dāng)他從衛(wèi)津路校區(qū)到津南校區(qū)，需要的設(shè)備已經(jīng)被其他自主使用的同學(xué)占用了。這樣導(dǎo)致一方面學(xué)生白跑冤枉路，另一方面沒有預(yù)約的其他實驗室空間以及設(shè)備白白閑置。因此，需要精確的個體化的設(shè)備和資源使用情況，以及提前進(jìn)行預(yù)約個體的實驗設(shè)備的信息管理和服務(wù)平臺［8］。
1．2管理者無法準(zhǔn)確掌握具體使用情況
值班人員和實驗室管理人員僅僅能看到學(xué)生在或者不在，大致了解學(xué)生人數(shù)。但是他們?nèi)狈唧w每個學(xué)生使用具體設(shè)備情況的信息化統(tǒng)計手段，缺乏對于學(xué)生的上網(wǎng)、使用實驗設(shè)備等情況的有效管理和統(tǒng)計。指導(dǎo)教師也無法時時獲知在開放時間段內(nèi)來實驗室作實驗的學(xué)生情況。學(xué)院基本上只是按照實驗學(xué)生人數(shù)、經(jīng)費(fèi)情況來配置實驗室面積、設(shè)備數(shù)量和支持資源等。統(tǒng)計的實驗時數(shù)等是實驗室人員手工填寫的，缺乏客觀依據(jù)。通過對設(shè)備資源使用的監(jiān)測和信息化統(tǒng)計，將大大提高實驗室管理的精細(xì)化水平，為實驗室規(guī)劃、投資效益分析等提供客觀、翔實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1．3實驗室相關(guān)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，管理粗放
實驗室開放必然會加大實驗室的人員、電力、能源和設(shè)備開支。但是僅僅是粗放型開放，就會導(dǎo)致成本大量提升，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，而沒有取得相應(yīng)的學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)效果。以當(dāng)前周一至周日全開放的某大學(xué)計算機(jī)實驗教學(xué)中心平臺實驗室為例，該實驗室有2層，使用面積300余平方米，采用了集中空調(diào)系統(tǒng)。從近幾年的具體使用情況看，周末或者晚上來實驗室做實驗的學(xué)生很少。但是仍然需要實驗室同時開啟幾十個無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、大量的中央空調(diào)和視頻監(jiān)控等輔助設(shè)備，并且增加聘用員工，安排實驗人員長期值班，這帶來了不必要的大量能源消耗和人員經(jīng)費(fèi)開支。這樣的粗放型實驗室資源開放情況對于建設(shè)綠色校園、實現(xiàn)節(jié)能減排是非常不利的。
2物聯(lián)網(wǎng)和新媒體的精細(xì)化管理新機(jī)制
針對以上問題，我們提出精細(xì)化管理實驗資源，合理配置實驗設(shè)備，及時對信息收集和的新的開放實驗室管理機(jī)制［9］。研發(fā)基于能耗和其他物聯(lián)網(wǎng)裝置的實驗室環(huán)境能耗和設(shè)備使用管理軟件;研發(fā)及時實驗室精細(xì)化使用情況的新媒體交互系統(tǒng);研發(fā)通過微博等新媒體簽到來獲得實驗室實驗設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)等資源使用許可的認(rèn)證和管理軟件。
2．1學(xué)生需求的精細(xì)化和實驗預(yù)約機(jī)制
目前的學(xué)生需要的信息比較單一化，往往只是簡單使用實驗室的時間信息，而且沒有對學(xué)生是否按時來使用實驗室資源進(jìn)行確認(rèn)和管理。新機(jī)制將學(xué)生的實驗室使用需求細(xì)化為:使用時間、使用的設(shè)備、使用的實驗室支撐資源(網(wǎng)絡(luò)、空調(diào)、其他輔助設(shè)備等)、需要指導(dǎo)人員、使用的優(yōu)先級等。其中使用時間就是計劃開始使用實驗室的時刻和計劃的時間長度;使用的設(shè)備是指進(jìn)行實驗的主要設(shè)備;支撐資源是為了進(jìn)行該實驗需要的輔助設(shè)備和支撐環(huán)境;指導(dǎo)人員指是否需要特定的教師指導(dǎo)實驗過程;使用的優(yōu)先級由新機(jī)制自動生成。學(xué)生使用的優(yōu)先級主要依據(jù)的因素包括:學(xué)生的預(yù)約信譽(yù)(即以往預(yù)約的正確性、按時使用實驗室的概率);實驗室空閑設(shè)備的匹配率;實驗室支撐資源的利用率等。如果某同學(xué)預(yù)約信譽(yù)高、空閑設(shè)備和他的需要匹配，并且對實驗室輔助資源的占用少，他的使用優(yōu)先級就比較高，可以有效預(yù)約到實驗室開放時間段。反之，預(yù)約信譽(yù)低、使用的設(shè)備不空閑、占用的輔助資源多的預(yù)約的優(yōu)先級低。
2．2實驗室使用監(jiān)測和精細(xì)化管理機(jī)制
以往實驗室只是通過門禁系統(tǒng)來對學(xué)生進(jìn)行基本的是否進(jìn)入實驗室進(jìn)行管理;通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)來粗略地觀察實驗室是否有學(xué)生和是否安全。新機(jī)制將精細(xì)化管理學(xué)生的預(yù)約、預(yù)約的到位率、設(shè)備的具體使用情況，生成設(shè)備和實驗室的精細(xì)化監(jiān)測信息。將新媒體預(yù)約與實驗室簽到系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)對學(xué)生是否按時使用預(yù)約資源的監(jiān)測和統(tǒng)計，并且為上面的學(xué)生信譽(yù)機(jī)制提供簽到數(shù)據(jù)。將計算機(jī)類設(shè)備的登錄系統(tǒng)增加二維碼，學(xué)生即可在具體設(shè)備上簽到，和下面的能耗等傳感器配合，可以獲得準(zhǔn)確的使用狀態(tài)信息和進(jìn)行精細(xì)化設(shè)備使用率、完好率等統(tǒng)計，避免了后期的人工操作，提高了統(tǒng)計監(jiān)測的實時性。
2．3實驗室支撐環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和開放機(jī)制
將空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和高耗能的實驗設(shè)備分別增加具有網(wǎng)絡(luò)接口的能耗傳感器，即可實時獲得設(shè)備的能耗信息。通過非侵入式負(fù)荷分解與識別技術(shù)還可以進(jìn)一步分析設(shè)備的工作狀況(空閑、低負(fù)荷、高負(fù)荷)。將實時獲得的設(shè)備能耗等信息進(jìn)行分析，并且和學(xué)生簽到以及設(shè)備利用率管理系統(tǒng)配合，就得到了實時的開放效益評價。根據(jù)實驗室開放規(guī)則，依據(jù)設(shè)備、輔助資源的利用率和能耗等情況，來確定是否接收學(xué)生的個性化實驗室預(yù)約。這樣就可以避免為了極少數(shù)的學(xué)生，實驗室大量資源全部開放導(dǎo)致的浪費(fèi)情況的發(fā)生。從而引導(dǎo)學(xué)生自主實驗預(yù)約時間集中，提高實驗室運(yùn)行效率。通過學(xué)生實驗需求的精細(xì)化預(yù)約，加上門禁和新媒體簽到系統(tǒng)對設(shè)備和預(yù)約情況的確認(rèn)與精細(xì)化管理，配合實驗室支撐環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，就形成了靈活、高效的開放實驗室基于物聯(lián)網(wǎng)和新媒體的管理新機(jī)制。該機(jī)制可以有效地響應(yīng)學(xué)生需求，高效利用實驗室資源，減少實驗室支撐環(huán)境和人力的浪費(fèi)，促進(jìn)節(jié)能減排，并且提高管理的效率和實時性。
3管理系統(tǒng)設(shè)計
為了實現(xiàn)上述管理機(jī)制，將計劃預(yù)約、及時和申請結(jié)合的新機(jī)制，并且需要考慮設(shè)備和實驗室環(huán)境的能耗、人員開銷等，建立及時收集設(shè)備、支持環(huán)境、學(xué)生使用情況的制度、方法;提出優(yōu)化的開放目標(biāo)，以學(xué)生使用和能耗為綜合約束條件，引導(dǎo)學(xué)生利用開放實驗室平臺［10］。我們設(shè)計了下面的主要管理系統(tǒng)。
3．1基于微信等新媒體的學(xué)生預(yù)約和簽到系統(tǒng)
分析微信、微博等新媒體的開發(fā)平臺、進(jìn)行移動應(yīng)用的學(xué)生簽到、信息交互等軟件需求分析、模型設(shè)計和快速原型開發(fā)?？紤]到學(xué)生的使用習(xí)慣，并且針對學(xué)生到其他校區(qū)不方便使用電腦進(jìn)行實驗預(yù)約和簽到的實際問題，開發(fā)了基于微信等新媒體的實驗室預(yù)約和簽到軟件。
3．2基于能耗傳感器的設(shè)備使用情況監(jiān)測系統(tǒng)
對于典型設(shè)備和支持環(huán)境，增加具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸功能的能耗傳感器。對實驗室的電腦、視頻監(jiān)控設(shè)備、空調(diào)、實驗臺等進(jìn)行分類監(jiān)測統(tǒng)計。通過及時的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和負(fù)荷分析模型，可以獲取設(shè)備使用情況和能耗的關(guān)系。得到不同設(shè)備的工作狀態(tài)(正常工作、待機(jī)、低功率等狀態(tài))。為管理人員判斷開放實驗室的范圍提供基于能耗的設(shè)備有效使用率的客觀依據(jù)。
3．3實驗室資源使用授權(quán)和設(shè)備利用率統(tǒng)計系統(tǒng)
研發(fā)基于簽到的實驗室網(wǎng)絡(luò)等資源的授權(quán)系統(tǒng)，只有通過預(yù)約和有效簽到的學(xué)生才可以在指定時間內(nèi)使用實驗室資源，避免學(xué)生濫用和相關(guān)人員私自對外開放。綜合簽到數(shù)據(jù)、結(jié)合分析相關(guān)類型的設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，可以精細(xì)化地對設(shè)備的利用率進(jìn)行及時統(tǒng)計，并且可以對實驗室整體開放效益進(jìn)行及時分析。
4結(jié)語
分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新媒體技術(shù)條件下的高校實驗室開放管理機(jī)制，針對學(xué)生預(yù)約實驗和教師與管理機(jī)構(gòu)管理實驗室開放過程中的突出問題，提出了基于新媒體的實驗室開放新機(jī)制。開放型實驗室采用適應(yīng)雙校區(qū)的基于新媒體和物聯(lián)網(wǎng)的開放實驗室管理機(jī)制是實驗室開放建設(shè)的需要，更是深化高校教育改革、促進(jìn)實驗教學(xué)模式改革的需要。開放實驗室管理新機(jī)制可以進(jìn)一步提升實驗室的內(nèi)涵式開放性，使實驗室成為創(chuàng)新型人才成長的沃土。
作者：羅詠梅 單位：天津大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
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第6篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
關(guān)鍵詞：室內(nèi)定位；物聯(lián)網(wǎng)；無線傳感器
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）12-0251-02
在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的潮流下，各個高校相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程，同時也開始設(shè)計與之對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺。但是，現(xiàn)階段的高校物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺還處于探索研究階段，甚至?xí)?jīng)歷更長時間的探索研究階段，如何構(gòu)建功能、技術(shù)完備的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺，有效地實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實驗研討，推動物聯(lián)網(wǎng)研究的發(fā)展，成為物聯(lián)網(wǎng)開放實驗平臺構(gòu)建的關(guān)鍵。當(dāng)前，人們對復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的定位需求日益增大，比如在倉庫、超市、礦井等環(huán)境中，常常需要確定移動物體及設(shè)備的具置，因此，研究并開發(fā)一套關(guān)于室內(nèi)定位的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺十分必要。本文設(shè)計的《基于室內(nèi)定位的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺》受到了西南科技大學(xué)教學(xué)改革項目的支撐。
一、系統(tǒng)設(shè)計
本文實現(xiàn)的室內(nèi)定位系統(tǒng)包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和PC端后臺處理程序兩部分，其架構(gòu)如圖1。前端無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用3個參考節(jié)點(diǎn)、1個盲節(jié)點(diǎn)以及1個協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的組合方式?！皡⒖冀Y(jié)點(diǎn)”是一個安置在已知位置的靜態(tài)結(jié)點(diǎn)。盲節(jié)點(diǎn)位置信息未知，由定位系統(tǒng)確定其自身所在位置。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的主要作用是組建網(wǎng)絡(luò)和對數(shù)據(jù)流的處理。PC端后臺處理程序?qū)木W(wǎng)絡(luò)傳回的數(shù)據(jù)使用相應(yīng)算法進(jìn)行定位處理。
整個系統(tǒng)完成一次定位通訊的基本過程如下：①協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)首先發(fā)起網(wǎng)絡(luò)，各個參考節(jié)點(diǎn)按順序依次加入網(wǎng)絡(luò)，并分配相應(yīng)的短地址；②盲節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)并根據(jù)短地址判斷，以確定需要給哪些參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包；③參考節(jié)點(diǎn)根據(jù)其所接收到的數(shù)據(jù)包解析出相應(yīng)的鏈路質(zhì)量信息包，并將接收到的值發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)；④協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)將所接收到的數(shù)據(jù)信息解碼并格式化后，以二進(jìn)制數(shù)據(jù)的形式通過串口傳送到PC端；⑤PC端的后臺處理程序從串口讀取由協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)傳回的信息，通過相應(yīng)的算法流程對信息進(jìn)行處理得到盲節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，并通過圖形界面將盲節(jié)點(diǎn)的位置顯示出來。
二、節(jié)點(diǎn)程序的設(shè)計
1.參考節(jié)點(diǎn)的設(shè)計。參考節(jié)點(diǎn)的工作流程如圖2所示。參考節(jié)點(diǎn)會向協(xié)調(diào)器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)請求，根據(jù)回復(fù)的網(wǎng)絡(luò)地址與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，為了使參考節(jié)點(diǎn)省電，其每隔1s采集一次定位信息。參考節(jié)點(diǎn)主要參數(shù)有自己的坐標(biāo)（xi，yi）和與其相對應(yīng)的移動節(jié)點(diǎn)之間的RSSI值。當(dāng)參考節(jié)點(diǎn)收到移動節(jié)點(diǎn)的RSSI請求命令以后，會自動收集數(shù)據(jù)鏈路質(zhì)量信息，然后打包發(fā)送給移動節(jié)點(diǎn)，該數(shù)據(jù)包包括本身參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置和RSSI值。
2.盲節(jié)點(diǎn)設(shè)計。參考節(jié)點(diǎn)的工作流程如圖3所示。盲節(jié)點(diǎn)是基于CC2431芯片的節(jié)點(diǎn)，由于集成了定位引擎，可以很好的起到定位的目的。盲節(jié)點(diǎn)每隔一段時間發(fā)送收集RSSI值的命令給各個參考節(jié)點(diǎn)，在收集到大于等于3個參考節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)以后，會根據(jù)相應(yīng)的算法計算出最優(yōu)的參考節(jié)點(diǎn)，然后經(jīng)過上位機(jī)的處理將坐標(biāo)點(diǎn)的位置進(jìn)行顯示。在整個定位中，盲節(jié)點(diǎn)需要的定位參數(shù)有A和N值，這兩個值可以通過預(yù)先設(shè)定或者通過上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置，在不同的環(huán)境中，A和N值是不同的，所以在定位的時候一定要調(diào)整好不同的A、N值，以達(dá)到更準(zhǔn)確定位的目的。
3.協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的主要作用是組建網(wǎng)絡(luò)和對數(shù)據(jù)流的處理。圖4為協(xié)調(diào)器的程序設(shè)計流程圖，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)啟動狀態(tài)通過串口傳送給上位機(jī)，然后等待參考節(jié)點(diǎn)或者盲節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，如果有其他節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)的時候，協(xié)調(diào)器會自動給它們分配一個十六位的網(wǎng)絡(luò)地址，當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)過來以后，協(xié)調(diào)器會先分析數(shù)據(jù)流的命令，并打包成一種符合本設(shè)計協(xié)議的數(shù)據(jù)包，然后通過串口發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)在接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理。協(xié)調(diào)器在本設(shè)計中屬于中轉(zhuǎn)站的一個節(jié)點(diǎn)。
三、系統(tǒng)測試與分析
本設(shè)計做好以后，在實驗室測量了三個參考節(jié)點(diǎn)，其坐標(biāo)分別設(shè)定為（0，0），（10，0），（10，10），然后啟動分別啟動參考節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置他們的坐標(biāo)與之對應(yīng)，然后啟動盲節(jié)點(diǎn)，并將盲節(jié)點(diǎn)放置在（1，1），（3，3），（5，5），（7，7），（9，9）幾個坐標(biāo)點(diǎn)，并分別測定出他們的定位坐標(biāo)值，其測定的坐標(biāo)值分別為：（0.5，1），（2，3），（5，6），（7，6），（9，10）。在該測量中，數(shù)據(jù)會有一定的波動，最終選擇最好的幾個數(shù)據(jù)求平均值。在該測量中，A值取45，N值取20。上位機(jī)和實物圖見圖5。
四、結(jié)語
本文設(shè)計了一款基于CC2431的室內(nèi)定位系統(tǒng)實驗平臺，通過該實驗平臺，學(xué)生可以完成移動目標(biāo)身份識別、移動目標(biāo)位置確定以及RSSI定位參數(shù)優(yōu)化等實驗，培養(yǎng)了學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)知識、能力的綜合素質(zhì)。
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第7篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
煙草物聯(lián)網(wǎng)
提升行業(yè)發(fā)展水平
煙草行業(yè)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)是指依靠傳感器、條碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)（RFID）、多媒體設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集獲取煙草產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過行業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行信息傳輸與交互，運(yùn)用智能計算技術(shù)對各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，從而實現(xiàn)智能化決策和控制的一種網(wǎng)絡(luò)體系，包含了以種植、加工、采購、生產(chǎn)、銷售、配送、營銷、服務(wù)、管理為業(yè)務(wù)主體的煙草產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，涉及了種植加工、生產(chǎn)制造、質(zhì)量追溯、物流管理、庫存管理、供應(yīng)鏈管理、專賣管理、協(xié)同營銷等煙草生產(chǎn)經(jīng)營的各個方面，對行業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步、管理、服務(wù)水平提升都具有重要意義和作用。
“十二五”規(guī)劃明確提出要以加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹骶€，發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)應(yīng)用。同時，煙草行業(yè)“卷煙上水平”總體規(guī)劃進(jìn)一步強(qiáng)調(diào) ，“卷煙上水平”是行業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的重要載體和具體體現(xiàn)，要積極推進(jìn)中國煙草物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)，努力建設(shè)覆蓋全領(lǐng)域、全過程的中國煙草物聯(lián)網(wǎng)。
近年來，煙草行業(yè)以“電話訂貨、網(wǎng)上配貨、電子結(jié)算、現(xiàn)代物流”為標(biāo)志的行業(yè)現(xiàn)代流通體系建設(shè)取得重大進(jìn)展，初步實現(xiàn)了從傳統(tǒng)商業(yè)向現(xiàn)代流通的轉(zhuǎn)變。但與行業(yè)改革發(fā)展新階段的要求相比、與國際一流水平相比還存在差距，建設(shè)現(xiàn)代流通的手段還需要進(jìn)一步提升。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，行業(yè)部分煙草企業(yè)開始積極探索將物聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用于卷煙物流作業(yè)流程中，并取得了一定成效。行業(yè)發(fā)展的實踐證明，物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)煙草產(chǎn)業(yè)全面融合，有利于推進(jìn)卷煙流通體制改革，有利于實現(xiàn)物流資源在全行業(yè)范圍內(nèi)優(yōu)化配置，有利于建設(shè)完整統(tǒng)一、先進(jìn)實用、不可替代的行業(yè)現(xiàn)代流通網(wǎng)絡(luò)。
目前，行業(yè)發(fā)展面臨著煙草控制、完善體制、構(gòu)建和諧、國際競爭等多方面的壓力和挑戰(zhàn)，煙草行業(yè)未來的國際競爭將更多地集中于對分銷渠道的控制。西班牙阿塔迪斯和日本TS等跨國煙草公司的經(jīng)驗表明，依靠先進(jìn)高效的物流掌握卷煙分銷渠道是形成卷煙市場控制力的重要手段。構(gòu)建中國煙草物聯(lián)網(wǎng)，打造具有鮮明行業(yè)特征、水平先進(jìn)、高效迅捷的煙草智能物流，既是行業(yè)立足于目前專賣專營的管理體制下的戰(zhàn)略選擇，更是著眼于未來發(fā)展主動應(yīng)對挑戰(zhàn)的重要途徑。近年來，物流作為行業(yè)營銷網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要組成部分，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展新的亮點(diǎn)，成為體現(xiàn)行業(yè)水平、展示行業(yè)形象的窗口，打造中國煙草物聯(lián)網(wǎng)，一定程度上也是煙草行業(yè)整體水平、形象、能力的集中體現(xiàn)。
中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
其實,煙草行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)建設(shè)方面都起步較早。2003年，為提高科學(xué)決策和管理水平，行業(yè)正式啟動了卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)建設(shè)，核心設(shè)計思路就是通過“一打兩掃”的業(yè)務(wù)流程，將工商企業(yè)端傳感設(shè)備采集到的卷煙成品物流信息集成到行業(yè)統(tǒng)一的信息集成平臺，從而實現(xiàn)對行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)的產(chǎn)量、庫存、銷量和流向基礎(chǔ)信息的及時跟蹤、監(jiān)控和管理。該系統(tǒng)通過運(yùn)用條碼、電子標(biāo)簽（即射頻識別）等自動識別技術(shù)，有效提高了卷煙成品出入庫效率，解決了成垛卷煙的物流和信息流的交互統(tǒng)一問題，初步具備了行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本特征。
此后，隨著行業(yè)流通體制改革的不斷深化和物流體系建設(shè)的快速推進(jìn)，行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)建設(shè)也取得了較大進(jìn)步和發(fā)展，先后設(shè)計開發(fā)了行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)一期二期工程、煙草商業(yè)企業(yè)數(shù)字倉儲管理系統(tǒng)、工商卷煙物流在途信息系統(tǒng)、工商營銷信息共享平臺、煙草商業(yè)企業(yè)倉儲監(jiān)控系統(tǒng)等一批行業(yè)物流信息系統(tǒng)，并在行業(yè)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。借助這些物流信息系統(tǒng)以及射頻識別技術(shù)（FRID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，煙草行業(yè)基本實現(xiàn)了對卷煙成品物流進(jìn)銷存和分揀配送信息的實時采集、跟蹤與監(jiān)控，為下一步物流信息的集成應(yīng)用奠定了較好的基礎(chǔ)。
通過近幾年來行業(yè)上下的共同努力，煙草行業(yè)現(xiàn)代流通體制初步形成并不斷完善，現(xiàn)代物流建設(shè)和運(yùn)行管理水平不斷提高，物流建設(shè)對行業(yè)發(fā)展的支撐和推動作用逐漸顯現(xiàn)，已具備一定的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ)。但還存在一些問題，主要體現(xiàn)在四個方面：一是尚未形成規(guī)模化和一體化的行業(yè)物流體系。目前行業(yè)物流運(yùn)作基本是以一個地市作為資源配置區(qū)域，單體運(yùn)作較好，但缺乏全行業(yè)整體運(yùn)營規(guī)模優(yōu)勢，且僅限于卷煙物流，更側(cè)重于商業(yè)物流配送體系建設(shè)，煙葉卷煙物流一體化、工業(yè)內(nèi)部物流整合、工商物流一體化運(yùn)作有待完善。二是目前對卷煙及生產(chǎn)經(jīng)營設(shè)施感知還不全面、不及時、不共享、不準(zhǔn)確，更談不上對場景環(huán)境的自動感知。三是尚未實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和互聯(lián)互通。由于完整的供應(yīng)鏈尚未真正形成，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立，與全程物流物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作還相距甚遠(yuǎn)，造成行業(yè)物與物之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)之間不能無縫對接，互聯(lián)互通。四是智能化處理和應(yīng)用水平不夠。目前產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)物流信息系統(tǒng)還未實現(xiàn)互聯(lián)互通，煙草供應(yīng)鏈物流信息尚未形成閉環(huán)，對行業(yè)各類物流數(shù)據(jù)智能處理和分析運(yùn)用水平亟待提高。
中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)思路
為了能夠抓住“十二五”我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，煙草物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)會以“先進(jìn)實用、統(tǒng)一完整、安全可靠”為建設(shè)原則，以“全面感知、全面覆蓋、全程控制、全面提升”為發(fā)展目標(biāo)，以煙草產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈為業(yè)務(wù)主線，以卷煙物流物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為重點(diǎn)，實現(xiàn)行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各個環(huán)節(jié)全面感知、物流信息互聯(lián)互通、系統(tǒng)應(yīng)用高度智能。
煙草行業(yè)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)將會遵循三大原則開展，即先進(jìn)實用、統(tǒng)一完整、安全可靠。
先進(jìn)實用是指積極采用傳感設(shè)備、電子標(biāo)簽（RFID）、多媒體技術(shù)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、云計算、面向服務(wù)體系架構(gòu)（SOA）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和全息技術(shù)等先進(jìn)實用、成熟可靠的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)服務(wù)，充分體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征和網(wǎng)絡(luò)要求。
統(tǒng)一完整是指充分利用現(xiàn)有的建設(shè)基礎(chǔ)和資源，站在全局和戰(zhàn)略的高度統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一平臺，確保中國煙草物聯(lián)網(wǎng)覆蓋“兩煙”物流全流程，涵蓋行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，貫穿國家局、省級公司、工商企業(yè)三層組織結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)全業(yè)務(wù)、全過程的可知、可視、可控，達(dá)到“上下貫通、左右協(xié)同、資源共享、高智應(yīng)用”的建設(shè)要求。
安全可靠是指建立嚴(yán)格有效的管理機(jī)制和制度，運(yùn)用先進(jìn)的安全技術(shù)，確保行業(yè)數(shù)據(jù)的傳輸安全、存儲安全和使用安全，并優(yōu)選可靠技術(shù)，保證物聯(lián)網(wǎng)的安全可靠、運(yùn)行高效。
按照先卷煙物流物聯(lián)網(wǎng)、后資產(chǎn)和煙葉物流物聯(lián)網(wǎng)、最終建成中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展思路，煙草行業(yè)將會分“三步走”，開展中國煙草物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
一期工程：到2013年，基本完成卷煙物流物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。實現(xiàn)對卷煙物流資源（包括卷煙條、件、周轉(zhuǎn)箱、托盤、車輛、叉車、倉儲、貨位、分揀等）的全面感知、確保卷煙物流資源始終處于可知、可控、可信狀態(tài)；實現(xiàn)對卷煙物流作業(yè)流程（包括：卷煙生產(chǎn)、出入庫、分揀、配車、運(yùn)輸?shù)葮I(yè)務(wù)流程）的全面優(yōu)化，確保工作效率不斷提高；實現(xiàn)卷煙物流基礎(chǔ)管理（費(fèi)用、成本、環(huán)境、安全、質(zhì)量等）的精細(xì)化，確保卷煙物流的經(jīng)濟(jì)實用性和高效性。多措并舉，最終達(dá)到卷煙成品物流作業(yè)可視化、流程最優(yōu)化和管理智能化目標(biāo)。
二期工程：到2014年，基本完成行業(yè)資產(chǎn)（主要指卷煙生產(chǎn)制造）和煙葉物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)對行業(yè)重要資源和煙葉生產(chǎn)、初烤、復(fù)烤過程的全面感知和互聯(lián)互通，一些相關(guān)項目的開展可以并行進(jìn)行。
三期工程：到2015年，基本建成全行業(yè)全面感知、互聯(lián)互通、先進(jìn)實用、具有鮮明行業(yè)特色的中國煙草物聯(lián)網(wǎng)。實現(xiàn)對整個煙草產(chǎn)業(yè)鏈（包括煙葉種植、烤煙、制絲、卷煙生產(chǎn)、倉儲、運(yùn)輸、營銷、服務(wù)等）的全面貫穿，實現(xiàn)行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各個環(huán)節(jié)的高度自動化、信息化和智能化。
通過以上三期工程，力爭到2015年，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面覆蓋和打通行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各個環(huán)節(jié)，基本實現(xiàn)“全面感知、全面覆蓋、全程控制、全面提升”的中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的總體建設(shè)目標(biāo)。
圖注：行業(yè)內(nèi)專家參觀無錫物聯(lián)網(wǎng)基地
鏈接
中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的總體框架
中國煙草物聯(lián)網(wǎng)總體框架包括：一個管控中心，兩個支撐體系，三層技術(shù)架構(gòu)，四類感知技術(shù)，五大應(yīng)用領(lǐng)域。
（一）一個管控中心。
負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)介入登記注冊、標(biāo)準(zhǔn)、公共計算、信息服務(wù)等業(yè)務(wù)，同時展示監(jiān)控行業(yè)各個關(guān)鍵生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)。采用先進(jìn)的云計算技術(shù)和面向服務(wù)體系（SOA）基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行物流信息處理和系統(tǒng)集成，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一管理、設(shè)備注冊接入、終端接入管理、痕跡管理等功能，為行業(yè)提供物流數(shù)據(jù)交換服務(wù)、物流信息互聯(lián)互通、公共應(yīng)用技術(shù)支撐等服務(wù)。管控中心分國家局端物聯(lián)網(wǎng)管控中心和省級物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營中心兩級。
（二）兩個支撐體系。
安全體系 通過建立嚴(yán)格有效的物聯(lián)網(wǎng)管理機(jī)制和制度，運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等手段，加強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)安全管理，確保中國煙草物聯(lián)網(wǎng)的安全可靠、運(yùn)行高效。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系 通過對煙草制品編碼、電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)通訊協(xié)議等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和貫徹執(zhí)行，確保行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通、規(guī)范有序運(yùn)行。
（三）三層技術(shù)架構(gòu)。
感知層 利用條碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)（RFID)和傳感器技術(shù)，通過紅外感應(yīng)器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、全球地理信息系統(tǒng)（GIS）、視頻采集設(shè)備等對行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)各個節(jié)點(diǎn)和主要物品信息實施全面自動采集（感知），實現(xiàn)“全面覆蓋、全面感知”。
互聯(lián)層 行業(yè)各主要信息系統(tǒng)之間互聯(lián)互通，將“感知”的數(shù)據(jù)信息無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳輸與交互。
應(yīng)用層 行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)各應(yīng)用系統(tǒng)通過行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)支撐平臺實現(xiàn)彼此之間跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)的信息協(xié)同、共享、互通，并實現(xiàn)智能運(yùn)算、智能處理功能，實現(xiàn)“全面監(jiān)控、全面提升”。
（四）四類感知技術(shù)。
物品識別感知技術(shù) 包括射頻識別、二維條碼等技術(shù)，主要用于識別煙葉、片煙、卷煙、托盤、周轉(zhuǎn)箱等物品個體信息，確保物品與業(yè)務(wù)活動信息的關(guān)聯(lián)。
傳感感知技術(shù) 包括溫度測量、濕度測量、紅外感應(yīng)等技術(shù)，主要用于對煙田、倉庫等生產(chǎn)經(jīng)營場所和氣候、環(huán)境等進(jìn)行感知監(jiān)測。
位置地理感知技術(shù) 包括全球定位系統(tǒng)、基站定位、衛(wèi)星遙感等技術(shù)，主要用于進(jìn)行移動或固定物體的位置識別和地理環(huán)境信息的獲取。
視頻語音感知技術(shù) 包括視頻攝像、智能圖像處理、語音通訊、語音識別等技術(shù)，主要用于獲得現(xiàn)場更加直觀的一手資料，并能夠?qū)崟r通訊，傳遞感官信息。
（五）五大應(yīng)用領(lǐng)域。
智慧物流與體驗式商務(wù) 綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)各類先進(jìn)技術(shù)，充分整合行業(yè)物流資源及管理信息，系統(tǒng)構(gòu)建完善的煙草農(nóng)（片煙）、工、商物流一體化行業(yè)物流管控體系和高效率、低成本、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的行業(yè)物流運(yùn)行平臺。在電子商務(wù)應(yīng)用方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為客戶提供體驗式營銷服務(wù)，使客戶能夠親身體驗到卷煙商品的相關(guān)屬性和狀態(tài)信息。
質(zhì)量追溯與防偽 采用各類物品識別技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，通過實現(xiàn)物物相連對煙草生產(chǎn)經(jīng)營各個環(huán)節(jié)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制和跟蹤追溯，對產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期質(zhì)量管理，需要時可進(jìn)行回溯查源，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升服務(wù)水平，加強(qiáng)專賣監(jiān)管。
環(huán)境與安全智能監(jiān)控 通過智能識別、多媒體傳感技術(shù)建立覆蓋全行業(yè)的智能安全監(jiān)控平臺，對行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)控，對相關(guān)環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行智能分析和提前預(yù)警。
第8篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng)概念實質(zhì)演進(jìn)規(guī)律挑戰(zhàn)機(jī)遇
【Abstract】 Based on deep identification of the conception and character of the Internet of Things (IoTs), the paper argued that “the Internet of Things is the intelligent information network connected to physical objects”. After the retrospect on evolution history and intrinsic rules of IoTs’ development from the perspective of information technology progress, concentrating on the construction of new generation network infrastructure and the breakthrough of key technologies, it disclosed the challenge and opportunity encountered by IoTs in future development, as well as which implications to our country.
【KeyWords】 Internet of Things(IoTs);Conception and Character; Evolution Rules; Challenge and Opportunity
2012年7月的《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出實施物聯(lián)網(wǎng)與云計算創(chuàng)新發(fā)展工程。世界范圍內(nèi)看,2009年以來,包括美國、歐盟、日本在內(nèi)的發(fā)達(dá)國家相繼出臺物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略與相關(guān)行動計劃,標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過早期的宣傳“熱潮”之后,其發(fā)展正漸趨理性與務(wù)實。但與此同時也應(yīng)看到,在對物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵實質(zhì)、發(fā)展規(guī)律、挑戰(zhàn)機(jī)遇等重要問題的研究上,仍然存在許多含混不清的認(rèn)識,甚至是帶有誤導(dǎo)性的觀點(diǎn)。本文試圖就上述問題進(jìn)行深入討論,為加速物聯(lián)網(wǎng)推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供參考。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念與實質(zhì)
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)的概念最早是由麻省理工學(xué)院Auto-ID實驗室的Ashton于1999年提出的。當(dāng)時的定義是:把任何物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和共享,以實現(xiàn)智能化識別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。
2005年國際電信聯(lián)盟(ITU),正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行交換。射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用[2]。根據(jù)ITU的描述,在物聯(lián)網(wǎng)時代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發(fā)器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。然而,ITU的報告對物聯(lián)網(wǎng)缺乏一個清晰的定義。
2009年9月15日,歐盟第7框架下的RFID和物聯(lián)網(wǎng)研究項目組研究報告,給出了對物聯(lián)網(wǎng)的明確定義:物聯(lián)網(wǎng)是一個動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標(biāo)識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道,構(gòu)成未來互聯(lián)網(wǎng)[3]。
我國著名物聯(lián)網(wǎng)專家、中科院院士鄔賀銓認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)中的“物”應(yīng)該是“Anything that can be connected and would benefit from being connected will be connected”。意即物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該是把一切有用的且能連接的“物”連接起來,而不是萬事萬物。鄔賀銓院士進(jìn)一步指出:物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于互聯(lián)網(wǎng)上面向特定任務(wù)來組織的專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)。與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò),不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)或應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展[4]。
總結(jié)起來,目前學(xué)術(shù)界和實踐界對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識,主要有三類觀點(diǎn),其中主流并為人們所廣泛接受的是“網(wǎng)”的觀點(diǎn),即將物聯(lián)網(wǎng)視為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的高級階段,或?qū)⑵湟暈橐环N新型的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的自然演進(jìn),是將作為物理實體的“物”接入了互聯(lián)網(wǎng)。第二種是“聯(lián)”的觀點(diǎn),主要從技術(shù)角度出發(fā),強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵在于物物“聯(lián)接”,強(qiáng)調(diào)物與物之間的互聯(lián)、互通與互操作,從而將無線傳感技術(shù)、近場通訊技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相并列的信息技術(shù)視為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。第三種是“物”的觀點(diǎn),強(qiáng)調(diào)通過物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來的“物”應(yīng)具有獨(dú)特的特征,即能夠自我感知或感知“他物”(對象或環(huán)境),能夠與其他“物”相通訊,能夠自我控制(自動化)或控制“他物”(智能化),即不僅能夠?qū)崿F(xiàn)“物感”“、物聯(lián)”、同時也能實現(xiàn)“物控”。
筆者認(rèn)為,“物聯(lián)網(wǎng)”的實質(zhì)應(yīng)是“物”,“聯(lián)”,“網(wǎng)”三者的結(jié)合,簡單的說,物聯(lián)網(wǎng)就是“連接到物理對象的智能信息網(wǎng)絡(luò)”。這個概念有四層含義:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是信息網(wǎng)絡(luò),但這里的“網(wǎng)絡(luò)”是指將所有物物相連、人人相連、人物相連并形成網(wǎng)絡(luò)(即非“點(diǎn)對點(diǎn)”連接,而是“多對多”連接)的情況都納入了“互聯(lián)網(wǎng)”的范疇;第二,物聯(lián)網(wǎng)將用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間、以及人與物品之間,將人與人之間的信息通訊擴(kuò)展到了物與物之間,人與物之間的信息交換和通訊;第三,物聯(lián)網(wǎng)依托的網(wǎng)絡(luò)具有智能屬性,它一方面可以對接入物聯(lián)網(wǎng)的各類“物”(物理終端)進(jìn)行實時監(jiān)測、智能控制與自動操作,同時它本身又具有自我配置、自我優(yōu)化、自我修復(fù)與自我保護(hù)的功能,屬于一類智能網(wǎng)絡(luò);第四,接入物聯(lián)網(wǎng)的“物”是一類特殊的物,是具有“智能”的物理終端,應(yīng)具備物感、物聯(lián)與物控的功能。按照上述比較嚴(yán)格的要求,接入到物聯(lián)網(wǎng)中的“物”實際上接近于一個“微型智能機(jī)器人”,微處理器相當(dāng)于它的“大腦”,信息接收(傳感)器、信息發(fā)送器相當(dāng)于它的“五官”,動作執(zhí)行器相當(dāng)于它的“四肢”。與過去不同的是,基于信息技術(shù)和納米技術(shù)的巨大進(jìn)步,今天我們完全有可能在極小的物理載體上集成這些功能。
第9篇：物聯(lián)網(wǎng)實驗室范文
[關(guān)鍵詞]高師院校 CDIO 中軟國際 物聯(lián)網(wǎng)工程
[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0132-03
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是教育部為服務(wù)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)而開辦的新型專業(yè)，覆蓋計算機(jī)、控制、通信技術(shù)、信息安全、系統(tǒng)工程等領(lǐng)域，是計算學(xué)科發(fā)展的必然。[1]由于其強(qiáng)勁的社會需求與學(xué)科發(fā)展的需要受到了高等院校和企業(yè)界的共同關(guān)注。近年來，部分高校、高職、高專院校以及獨(dú)立學(xué)院紛紛設(shè)立了“物聯(lián)網(wǎng)工程”、“傳感網(wǎng)技術(shù)”等相關(guān)專業(yè)。從產(chǎn)業(yè)的未來需求來看，由于物聯(lián)網(wǎng)在交通、物流、水電等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景，相關(guān)企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)方面的人才需求十分迫切。從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)來看，本科生人才的培養(yǎng)類型可以分為理論創(chuàng)新型、工程應(yīng)用型和綜合技術(shù)型。其中工程應(yīng)用型是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)的主流。[2]從國內(nèi)當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀來看，面向高師院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的長效機(jī)制尚未形成。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用背景，因此面向高師院校的計算學(xué)科的物聯(lián)網(wǎng)工程化教育面臨三大挑戰(zhàn)：（1）如何把計算機(jī)科學(xué)作為工具學(xué)科的教育潛在觀點(diǎn)轉(zhuǎn)化為計算類的系統(tǒng)學(xué)科教育觀點(diǎn)；（2）如何在保持計算學(xué)科核心課程的前提下，擴(kuò)展計算學(xué)科的外延課程，增強(qiáng)計算學(xué)科的社會服務(wù)能力；（3）如何在增強(qiáng)計算專業(yè)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，開展計算學(xué)科與其他學(xué)科之間的交叉性研究工作。上述三大挑戰(zhàn)在高等師范院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)方面表現(xiàn)得尤為明顯。因此如何在高等師范院校構(gòu)建有效的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)制是一個迫切需要解決的計算學(xué)科教育重大問題之一。[3] [4]本文主要探討在面向高師院校如何實施物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的實驗教學(xué)策略問題。
一、高師院校物聯(lián)網(wǎng)工程實驗教學(xué)現(xiàn)狀及分析
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)工程實驗課的內(nèi)容主要涉及控制科學(xué)與工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程。相比于工科院校，高等師范院校培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才在實踐方面有很大的不足。[4]具體表現(xiàn)在畢業(yè)生的工程實踐能力偏弱、行業(yè)應(yīng)用背景知識匱乏、項目經(jīng)驗不足等問題。這些問題的存在嚴(yán)重地影響了高師院校計算學(xué)科快速發(fā)展。根據(jù)我們的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前的高師院校的物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)存在以下三個方面的問題：（1）實驗教材強(qiáng)調(diào)課程的完整性，忽視了相關(guān)課程之間的融通性。先前的實驗教材通常是一個獨(dú)立的知識體，強(qiáng)調(diào)知識的全面性，忽略課程之間的相關(guān)性。學(xué)生難以系統(tǒng)地實現(xiàn)課程知識體系。（2）強(qiáng)調(diào)計算機(jī)原理性知識的學(xué)習(xí)，缺乏工程性方法的系統(tǒng)訓(xùn)練。傳統(tǒng)的實驗課程教學(xué)往往突出原理性知識的實驗呈現(xiàn)，往往沒有融入一套有效的工程性構(gòu)建方法。學(xué)生雖然知道了基本概念，卻難于實現(xiàn)具有一定規(guī)模的實驗。（3）強(qiáng)調(diào)分析式教學(xué)，忽視了系統(tǒng)綜合式實驗教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容主要采用分析性教學(xué)方法，往往缺乏工程性的方法。進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)畢業(yè)生的訴求和ACM/IEEE-CSJointTaskForce的觀點(diǎn)[2]，我們認(rèn)為產(chǎn)生這些問題的原因是多方面的，具體的原因主要包括：（1）高師院校長期辦學(xué)的傳統(tǒng)理念的制約；（2）高師院校的非師范計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的行業(yè)視野受限；（3）課程設(shè)置與教學(xué)方法缺乏針對性；（4）工程應(yīng)用背景知識匱乏；（5）教學(xué)實踐環(huán)節(jié)相對較弱。[3]工程技術(shù)人才的培養(yǎng)除了必要的基礎(chǔ)理論知識之外，更重要的是通過實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力。而計算學(xué)科的實踐教學(xué)需要具備二個條件：一是熟悉實踐操作的教師；二是實驗實訓(xùn)的設(shè)備、基地。目前真正具備這兩個條件的師范院校較少，這導(dǎo)致高質(zhì)量的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)難以開展，以致教學(xué)質(zhì)量偏低。上述5點(diǎn)主要原因?qū)е赂邘熢盒Ｔ谖锫?lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量與工科院校相比，在人才規(guī)格上具有一定的差距，并進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)展空間受到一定的限制。根據(jù)著名軟件TheodoreY的觀點(diǎn)，“科學(xué)家發(fā)現(xiàn)世界上已經(jīng)存在的事物，而工程師創(chuàng)造世界上從未存在的事物”，這一觀點(diǎn)與當(dāng)前國際上最新的工程項目成果CDIO工程教育理念是一致的。[7]我們認(rèn)為，面向高師院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)尤為需要引入CDIO的工程教育理念。CDIO包含構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）幾個方面的內(nèi)容，它以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗。其教學(xué)大綱滿足美國、加拿大和其他華盛頓協(xié)議國家職業(yè)工程師組織對工科教育的要求，其教學(xué)框架體現(xiàn)了創(chuàng)新的教育思想。面向高師院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的CDIO能力培養(yǎng)內(nèi)容如圖1。
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圖1 物聯(lián)網(wǎng)工程實踐中的CDIO能力培養(yǎng)內(nèi)容
二、高師院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗的分層策略
物聯(lián)網(wǎng)實驗的目標(biāo)是基于當(dāng)前通用的軟件硬件技術(shù)平臺，通過實驗全面地展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。由于傳統(tǒng)的計算機(jī)實驗室環(huán)境受限，以及時間、成本、復(fù)雜度等方面的限制，物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)實驗內(nèi)容只能在物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層相關(guān)技術(shù)中進(jìn)行篩選。我們將物聯(lián)網(wǎng)的實驗歸入三類實驗平臺之上，具體內(nèi)容如表1。
表1 物聯(lián)網(wǎng)三類實驗平臺及內(nèi)容
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在實驗教學(xué)中，為保證每個學(xué)生都能更好地理解物聯(lián)網(wǎng)課程知識，兼顧不同層次學(xué)生的求知需求，提高實踐教學(xué)質(zhì)量，我們采用了層次化的實踐教學(xué)策略，分別為基礎(chǔ)實驗、設(shè)計性實驗、課程延伸實驗。下面以物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)為案例進(jìn)行介紹。
（一）基礎(chǔ)實驗
基礎(chǔ)實驗使用EL-JY-II型計算機(jī)組成原理實驗箱，以“基板+開放式CPU板”的形式構(gòu)成實驗平臺。在實驗教學(xué)過程中，要求學(xué)生根據(jù)功能結(jié)構(gòu)圖和實驗?zāi)繕?biāo)，分析概括實驗步驟，完成實驗內(nèi)容，寫實驗小結(jié)。在實驗箱上完成的主要是原理驗證性實驗，設(shè)計性實驗在實驗箱上是難以進(jìn)行的。
（二）設(shè)計實驗
為降低設(shè)計實驗難度，可使用FPGA進(jìn)行嵌入式的設(shè)計實驗，要求學(xué)生利用硬件描述語言進(jìn)行邏輯設(shè)計。首先在PC機(jī)上利用EDA工具進(jìn)行功能仿真，最后下載到芯片中進(jìn)行功能測試。整個設(shè)計實現(xiàn)過程，不僅使同學(xué)們初步了解硬件芯片的設(shè)計、制造、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的過程及相關(guān)技巧，更增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。對于這類實驗，學(xué)生的興趣較大，不僅完成既定設(shè)計目標(biāo)，有的學(xué)生還提出了獨(dú)特的設(shè)計方案，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)。
（三）拓展實驗
在嵌入式系統(tǒng)實驗中，微程序控制是課程設(shè)計中的一個難點(diǎn)，由于微程序控制單元看不見、摸不著，學(xué)生對涉及的許多概念如：微程序入口地址、微指令格式、下址等概念難以理解，通過設(shè)計、調(diào)試、下載和驗證過程，可以深刻理解微程序控制嵌入式系統(tǒng)的本質(zhì)，了解軟硬件協(xié)同工作的原理，建立整機(jī)的概念，可以培養(yǎng)學(xué)生完成工程項目的能力。我們的做法是將此內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計有機(jī)結(jié)合在一起。
在上述的分層實驗策略中，我們一方面將課程的基礎(chǔ)知識借助實驗箱進(jìn)行鞏固，另一方面將CDIO實驗理念分別融入設(shè)計實驗與拓展實驗中。由于物聯(lián)網(wǎng)課程內(nèi)容的系統(tǒng)化與復(fù)雜性，因此后兩類實驗更具實效性。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工程教育環(huán)境構(gòu)建策略
根據(jù)全國高等師范學(xué)校計算機(jī)教育研究會提出的教育創(chuàng)新的需求[6]，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工程教育環(huán)境需要采用新的視角加以構(gòu)建。下面以安徽師范大學(xué)皖江學(xué)院與中軟國際公司的合作項目為案例，介紹高師院校如何依托企業(yè)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教育環(huán)境。中軟國際是中國大型綜合性軟件與信息服務(wù)企業(yè)，提供從IT咨詢服務(wù)、IT技術(shù)服務(wù)、IT外包服務(wù)到IT培訓(xùn)的“端到端”軟件及信息服務(wù)。
因此，為了有效實施物聯(lián)網(wǎng)工程實驗環(huán)境的建設(shè)，我們與中軟國際合作，共同構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)CDIO實驗培訓(xùn)基地，雙方以項目的形式加以實施。這種合作方式有效解決了高等師范院校的工程教育環(huán)境的建設(shè)問題。將CDIO的教學(xué)理念既融入學(xué)科課程體系安排和整體教學(xué)實施上，還滲透在具體專業(yè)課程的教學(xué)實踐中。
在構(gòu)建了基本的物聯(lián)網(wǎng)工程實驗環(huán)境的基礎(chǔ)上，我們還引入了基于物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用背景的項目教學(xué)法。指導(dǎo)學(xué)生主持創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)類實踐課題，進(jìn)行“實戰(zhàn)性的項目開發(fā)，帶領(lǐng)學(xué)生參加各項設(shè)計類競賽”，以賽促學(xué)，學(xué)以致用，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣和工作作風(fēng)；充分利用各種平臺，開展學(xué)科前沿交流，拓展學(xué)生視野，鼓勵學(xué)生探索學(xué)科前沿領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生的探索意識和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的主體意識，提高學(xué)生獨(dú)立解決現(xiàn)實問題的能力，使之成為適應(yīng)社會發(fā)展需要的實用型人才。這些具體舉措使得CDIO的內(nèi)容全方位地融入物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)中來。從已有實際效果來看，本文提出的教學(xué)策略具有較好的成效。
四、結(jié)語
如何構(gòu)建面向高師院校的計算機(jī)工程技術(shù)人才培養(yǎng)體系是目前高等師范院校學(xué)科建設(shè)與專業(yè)發(fā)展過程中所面臨的重大課題之一。這需要改變師范院校以往理論強(qiáng)、實踐弱的局面，充分發(fā)揮團(tuán)隊協(xié)作優(yōu)勢，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我們針對高等師范院校在工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面的不足，結(jié)合安徽師范大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的具體實際，借鑒CDIO教育理念進(jìn)行了面向高師院校的工程教育改革的有益嘗試，并進(jìn)行了具體實踐，取得了一定的效果。今后我們將進(jìn)一步深化加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)工程教育環(huán)境的建設(shè)，吸收新的工程教育理念，培養(yǎng)社會需求的，與國際接軌的現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)綜合性工程技術(shù)人才。
[ 注 釋 ]
[1] 周曉聰，衣楊，賴劍煌.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)綜合實踐課程教學(xué)模式探索[J].計算機(jī)教育，2014（1）：60-63.
[2] 王楊，許勇.高師院校非師范計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新途徑[J].計算機(jī)教育，2010（8）：4-10.
[3] ComputerScienceCurricula2013FinalReporthttp：//robotics.st？鄄anford.edu/users/sahami/CS2013/.
[4] 陳付龍，齊學(xué)梅，羅永龍等.創(chuàng)新能力驅(qū)動的層次化計算機(jī)硬件課程群構(gòu)建與實施[J].大學(xué)教育，2014（2）：39-42.
[5] 吳恭興，劉文白，張寶吉等.基于CDIO模式的卓越工程師培養(yǎng)方案的探索與實踐研究[J].大學(xué)教育，2013（9）：7-10.
[6] 教育部，高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會.忠于使命積極努力承上啟下改革創(chuàng)新[J].計算機(jī)教育，2011（21）：1-9.
