高职院校物联网应用技术人才培养研究

2013-02-24姚树申

中国现代教育装备 2013年11期

朱强齐攀姚树申

广东交通职业技术学院广东广州 510800

1 物联网的概念

物联网是快速发展的新一代信息技术的重要组成部分，它的英文名称是“Internet of Things(IOS)”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”，这句话包含了两层意思：第一，物联网这个新概念的核心和基础仍然是我们所熟知的互联网，它是在互联网的基础之上经过延伸和扩展的一种网络；第二，它的用户端从电脑终端延伸和扩展到了许多其他的物品与物品之间，使其进行信息交换和通信。因此，物联网有这样的定义：物联网是通过射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等现代传感设备，按事先约定的协议，把物品与互联网相连接，从而实现信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。通俗地说，所谓物联网，就是把数字化网络与物理现实世界相连接，使人与人、人与物、物与物之间能更具灵性，更具智慧的互通。简而言之，就是“物物相连的，能够进行智能控制和管理的网络”。

2 物联网的发展现状

物联网这个词最早出现在1995年，比尔·盖茨在他的著作《未来之路》中首次提到“物联网”，并预测在该领域内将诞生新的世界首富。欧美的许多发达国家也已经将物联网作为未来国家发展的重要领域。2009年，奥巴马就任美国总统后，指出新能源和物联网将成为振兴美国经济的两大重要武器，以物联网技术应用为核心的“智慧地球”计划得到了奥巴马政府的积极回应和支持；2009年6月，欧盟发布了物联网领域的14点行动计划；日本的U-Japan计划也将物联网作为未来的4项重点战略领域之一；同时，韩国的IT839战略将物联网作为国家发展的三大重点基础建设之一。2009年8月，温家宝同志在无锡考察时提出了建立“感知中国”的概念，从此，中国物联网建设的大幕开启了，物联网在国家的“十二五规划”中被列为七大战略新兴产业之一，被认为是引领中国经济转型的最主要力量。

我国工业和信息化部于2011年年底发布了《物联网“十二五”发展规划》，该规划说明：我国物联网发展与全球的几个主要发达国家同处于起步阶段，已经初步具备了一定的技术、有了相关产业和应用基础，并且呈现出良好的发展态势，同时也提出了多个物联网的多个重点领域应用示范工程(见表1)。

表1 《物联网“十二五”发展规划》重点领域应用示范工程

从表1中我们可以看出物联网在未来可以深入到我们生产生活的各个方面，大大提高我们生活的质量，切切实实改变我们的生活方式。

3 物联网的人才需求

物联网技术可以从硬件技术和软件技术两方面来分析，硬件技术包括射频识别技术(RFID)、无线传感器网络技术(WSNs)、智能嵌入式技术(Embedded Intelligence)以及纳米技术(Nanotechnology)等；软件技术包括信息处理技术、自组织管理技术、安全技术[2]。物联网所包含的技术可以被分解成3个核心模块：传感数据采集模块、数据导入传输模块和联网信息处理模块。传感数据采集模块是指利用射频识别技术、先进传感器、二维码技术等方便地获取物体的信息；数据导入传输模块是指通过各种通信网络与互联网融合，将采集模块获取的物体的信息实时准确地传递出去；联网信息处理模块是指利用云计算、模糊识别和优化算法等各种智能计算技术，对大量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。这几个模块对应的知识体系相当庞大，也比较复杂，其中涉及的学科有：计算机科学与技术、单片机和嵌入式设计技术、电子科学与技术、高频微波、通信工程和控制工程与理论等，横跨计算机、电子、自动化、通信、网络、软件、物流等专业[3]。

从2012年物联网的快速发展可以看出，物联网技术的人才在未来的需求量是非常大的，2011年物联网市场规模已超过2 000亿元，据预测，到2015年，物联网市场的规模将达到7 500亿元以上，从表1中可以看出，物联网的应用领域非常广泛，其不断扩大的市场为专业技术人员提供了广泛的就业空间[4,5]。以物联网技术应用的重点领域智能交通行业来看，工业和信息化部中国电子商会最新统计数据显示，智能交通行业未来5年至少有20万的物联网人才需求，其岗位能力要求从业人员具有区域智能交通组网方案拟订及车联网组建能力，具有网络互联设备的配置与调试能力、联网车辆的控制能力和运营车辆管理能力。其他物联网行业如智能电网、智能物流、智能家居等也有少则几十万，多则上百万的人才需求缺口。这些人才缺口的绝大部分是可以直接上岗工作的专业技术人员，这就给培养应用型高技能人才的高职院校提供了很好的发展机会。

4 高职院校物联网人才培养体系

对于大部分高职院校的学生而言，其共性是理论知识比较薄弱，不愿意学习枯燥的概念和数学公式。但高职学生的思维很活跃，愿意接受新鲜事物，在实践操作方面具备较强的能力和兴趣，物联网的广泛应用能够为高职院校的学生提供广阔的就业空间。因此，能够抓住机遇，培养出合格的物联网技术人才能给高职院校的发展注入新的活力。通过分析比较物联网概念包含的知识和技术，并且充分考虑高职学生学习的特点，给出一个主要面向智能交通和智能物流领域的高职物联网应用技术人才课程体系，如图1所示。

图1 高职物联网应用技术人才课程体系

4.1 培养目标

针对新兴的物联网产业高速发展以及目前人才紧缺情况，物联网应用技术专业应培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的，在德、智、体、美等方面全面发展的，具有物联网技术综合职业能力的高素质高技能型专门人才。毕业生应掌握电子、射频、测控、无线通信、传感网、智能控制等技术，适应物联网产业发展需要，具备物联网系统应用与维护、“物-物”相连智慧管理、计算机应用等深度信息化方面的能力，能够从事物联网系统的设计、构建、管理和维护工作。

4.2 基本专业技能

(1)熟悉模拟电路和数字电路设计技术，能进行简单电路分析与故障处理，能使用CAD软件进行电路图绘制、测试和PCB制作。

(2)掌握计算机原理和单片机开发技术，了解处理器的内部构造与接口技术，掌握C语言程序设计知识，熟悉数据结构的概念，能够利用单片机进行程序开发。

(3)熟悉传感器等常用的数据采集器件，了解TCP/IP，WIFI，GPRS，ZigBee等数据通信协议，能够选择相关网络器件与设备搭建小型有线和无线网络。

(4)掌握RFID射频识别技术、二维码技术、交通控制技术，具备进入交通和物流行业进行物联网系统的施工、维护和二次开发的能力。

4.3 主要就业领域

4.3.1 智能交通

智能交通系统(Intelligent Transportation System)是将先进的计算机技术、信息技术、控制技术、通讯技术以及传感技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，从而建立起的一种在全方位、大范围内发挥作用的，准确、实时、高效的综合运输和管理系统。它包括车站、机场客流疏导系统，高速公路智能调度系统，城市交通智能调度系统，机动车自动控制系统，运营车辆调度管理系统等[6]。该系统通过人、车、路的和谐调度，密切配合提高交通运输效率，能够缓解交通阻塞，减少交通事故，提高道路通行能力，降低能源消耗，减轻环境污染等。

4.3.2 智能物流

智能物流系统(Smart Logistics)是集成了射频识别、传感器、光、声、机、电、移动计算等先进技术，建立的全自动化的物流配送中心。借助配送中心的自动化操作和智能控制的网络，可以实现信息流、资金流、物流、商流的全面协同。例如，该系统能实现机器人堆码垛、无人搬运车搬运物料、自动分拣、计算机控制堆垛机自动完成出入库等，从而使整个物流作业都实现自动化、网络化与智能化。