高职物联网实训室建设探索

2018-05-21张志杰

广西教育·C版 2018年2期

【摘要】本文针对当前物联网应用技术专业实训室建设中管理难度增加和实验室建设成本上升、技术落后等问题，提出适应社会需求行业发展建设物联网互动体验厅、物联网基础创新实训室、物联网典型行业应用实训室，为物联网专业教学需求提供有力的保障。

【关键词】物联网技术实训室建设智慧创新

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）02C-0175-02

物联网是战略性新型产业，社会需要大量专门人才，而物联网职业技能人才需要高校来培养，尤其是高职院校。高职院校物联网人才培养主要是面向各类企事业单位的信息化部门、物联网应用系统开发企业和物联网工程实施企业，培养掌握物联网相关技术的基本理论和基本技能，具有综合职业能力，能在物联网技术及相关应用领域中从事物联网设备研发和制造、物联网应用开发、物联网系统集成和实施、物联网系统运行和维护的高级技能型专业人才。高职院校实训室是物联网应用专业人才培养的重要场所，该专业学生职业技能的培养和提高离不开先进的实训室。因此，高职院校应建立合理的物联网实训室和实训基地以满足教学和学生实践需求。

一、实训室建设目标

建设一个以教学、科研、职业技能培训认证统一的实训体系，集教学、实训、培训认证、职业技能竞赛功能于一体，围绕物联网为主题，适应当前发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，既满足日常教学要求，同时又注重项目实训及创新试验，各设备之间可以灵活组合。

物联网专业实训室的建设，应在物联网的识别、感知、通讯传输、组网技术以及数据分析方面，衍生至物联网整个产业链，以专业建设、人才培养、课程建设、学生专业技能提高为目标，建立一个完整的基础的实训架构体系。

物联网实训室的建设应满足以下的基本要求：能够满足学校开展物联网培训认证需求；能够满足高职院校该专业及相关专业的课程教学基本要求；能够支撑物联网专业课程教学实训，能实现物联网各知识点的各种实训；能够满足物联网专业学生职业技能竞赛的需求；能满足物联网产业综合创新的实训；能够满足物联网产业综合创新的实训，如智能家居、智慧校园、智慧社区等。

二、物联网实训室建设内容

传统意义上的物联网应用技术专业实验室主要建设基础实验室、专业实验室和综合实验室。按照这个理念来建设的物联网实验室，主要存在两個方面的问题：一是会导致实验室规模越来越大，必然导致使用能源的增加，管理难度增加和实验室建设成本上升。二是存在技术上的落后，不能拓展和更新换代，不能反映出物联网技术发展的新趋势和新技术。

建设物联网实训室，改变传统的基础实验箱为物联网教学实验系统，由硬件设备、软件平台和教学资源库三部分组成完整体系，把各模块以教学套件的形式，统一平台，无线扩展，自由组合，扩展升级，提供云平台，方便教师和学生交流和分享实验和教学资源，获取最新的实验包、实验项目、课程资源。

在目前的物联网相关专业课程中存在从低年级到高年级不同阶段对物联网行业认知、专业基础课程、专业核心课程、基础实训课程及模拟行业真实场景的行业实训课程相关的不同教学需要的问题，为解决这一问题，物联网应用技术专业实训室建设中，建立物联网互动体验厅、物联网基础创新实训室、物联网典型行业应用实训室，为物联网专业教学需求提供有力的保障。

（一）物联网互动认知体验厅。物联网互动认知体验厅以生产到消费的全过程溯源作为展现主线。通过智慧交通、智慧商业、智慧物流、智慧校园、智慧医疗、智慧生活等典型子应用进行贯穿，展现物联网产业应用给行业带来的经济效益及人们生活的便利。同时体现了物联网的领先技术，并且将展示内容教学化，让参观者更直观认知体验物联网。

物联网互动体验厅不但可以支持物联网认知实践课、部分物联网专业基础课的教学需求，还可以作为物联网前沿技术的普及基地，提升物联网在学校及社会的认知度。

整个实验室的结构以展厅场景化的布局直观呈现各个系统，充分应用物联网的关键技术，使学生在体验的过程中对所学的专业有一个直观的了解，并且对所学专业的社会需求及就业方向有一定的认识。

以室内展厅智能家居为例，智能家居认识实训平台是智能家居控制系统真实安装在实训室家居布景的环境中，对灯光、电器、窗帘、门锁等进行智能控制，并提供日常防护与异常报警的安防监控套件，给老师和学生提供实际应用的智能家居体验系统。通过该系统可以认知整套智能家居控制系统和实际环境、实际受控设备之间的关系，掌握在具体应用中所涉及的技能知识，理解智能家居系统应用的整体规划与方案。该系统集教学、实训和体验功能于一体，围绕智能家居为主题，注重各种设备之间的融合与灵活应用，按照教学的独特设计将智能家居各功能设备组合成不同的应用场景，体现物联网感知层、网络层、应用层在智能家居上的应用与实训室建设的先进性。

（二）物联网基础创新实训室。物联网应用技术专业是我国战略性新兴产业相关专业，以计算机、电子信息、通信及自动化控制等学科为专业基础，知识覆盖面宽广，知识模块涵盖单元众多。为此，建立物联网基础创新实训室时，像传统的实验箱已不能满足其需求，应该以教学实训套件的形式来建立物联网基础创新实训室。

1.基础创新应用实训室，能够进行物联网的基础教学，针对低年级的学生进行物联网技术的基础知识的实训，了解各类传感技术、传输技术，掌握物联网的基础知识，打好物联网应用的基础。采用教学套件进行实训教学，囊括物联网各关键技术，培养学生对各类传感器、射频识别、数据通信、ZigBee自组网等技术的应用能力，使学生具有对感知层、传输层、自动识别设备等物联网项目的训练，具有组建、搭建和维护物联网软硬件的能力。

2.物联网行业应用是物联网专业基础实验室的进阶，主要针对二、三年级的学生实习，学生可以通过行业应用实训产品的训练进一步了解各种物联网技术典型应用，进行模拟训练，从中学习到传感器、WSN及嵌入式的知识，有一个深入的认识。通过丰富多彩的物联网案例及体验，激发学生的想象力，充分调动学生的学习积极性，提供集知识性和趣味性于一体的超强用户体验，让学生可以在实训室就能看到行业内的现状，培养学员动手设计的能力，成为有特色能力的专业技术人才。可以按照学生自己的兴趣爱好分配实训系统，专业，专注，针对性强。

根据对课程的分析将每一个知识点制作成相应的实验模块，通过对相应的实验模块的实验和教学就能完成知识点学习，在掌握好单个知识点的学习后，还可以使用多个模块练习知识点的综合运用。

作为物联网专业的基础课和专业课实验设备，可进行知识点验证试验，物联网终端开发实训、物联网系统开发实训、课后实验性作业和物联网兴趣开发。

通过物联网教学套件可以观察物联网原理及现象，使用底板附带的面包板进行电路搭建实验，进行单片机及嵌入式程序开发实验，利用丰富的套件组成物联网终端及系统，配合安卓移动终端进行应用系统开发。

（三）物联网典型行业应用实训室。物联网作为国家战略性关键产业，对从业者的综合素质提出了更高的要求。物联网典型行业实训室覆盖多种典型的物联网行业应用，涵盖数十种物联网关键技术，支撑中高年级的物联网行业应用实训课程。既满足基础教学需求，又紧跟物联网行业最新动态，培养满足行业需求的高质量物联网人才。

目前涉及的行业应用有智慧交通、智慧商业、智慧物流、智慧医疗、智慧农业、智慧物流、智慧公交、智能家居、智慧社区、智慧校园、智慧城市等行业，把各种行业应用实训室都建立起来显然不太现实，因为涉及面太广，占用空间太大，所以要根据物联网应用技术专业人才培养方案和充分调研了解社会需求来设置一些典型的行业应用实训室。

采用物联网工程应用实训系统，根据具体的行业需求，在实训台上规划不同的区域，实现不同的典型的物联网行业应用。

全面覆盖物联网各种核心技术，整合传感器、自动识别、二维码、网络通信、最新移动支付技术、读写器开发技术等器件，配套全面的实训教程和技术资源，培养学生在物联网集成与开发、物联网运行和维护等方面的实践操作能力，使学生系统、全面对接到信息技术行业的岗位技能需求上。

以最贴近生活的物联网行业应用“智慧城市”为例，按照项目需求搭建“智慧城市”为主题的物联网应用系统，配套有服务器（PC服务器）、客户端（PC客户端）及移动互联终端（安卓客户端）三项子系统。继承智能商业应用系统（电子商务）、智能环境监控系统、安防监控、智能家居、智能农业等诸多应用。让学生了解和熟悉物联网技术在行业上的应用场景，熟悉物联网应用软件系统的形态和内容。

采用云平台，利用部分原有部件及新增的部件，可以搭建基于云端的智能家居web版、水产养殖android版、智能家居android版。应用中包含了常见的智能家居安防控制、灯光控制、环境监控等，水产养殖则通过监测养殖场所的环境条件控制对应的温湿度、水位等，来保证水产养殖的成功率。

物联网行业应用实训系统的软硬件系统采用平台化、模块化设计，结合通用化、标准化设计的物联网实训工位，不仅可完成配套实训内容的训练，还可以基于物联网实训工位以及系统的软硬件模块，外接、扩展更多的技术或业务。

总之，物联网技术的应用在未来将无处不在，培养物联网专业技术人才，其实训室的建设起着关键性的作用，各高职院校应根据社会需求和行业发展，面向智能家居、物流、医疗、交通、社区、商场及智慧校园等行业应用，合理选擇，重点建设项目开发实训、云计算平台和服务支持平台等物联网应用的实训条件，以满足物联网应用技术专业的教学和实训。建设物联网互动认知体验厅、物联网基础创新实训室、物联网典型行业应用实训室，对接各行业应用需求，让学生能将理论应用于实践，突出创新能力、实践能力的培养。