淺談物聯網產學研平臺的建設

 
一、整體方案概述
1. 行業發展概況
物聯網（The Internet of Things ，IOT），運用無線射頻識別系統（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協議，通過互聯網把任何人、物、空間相互連接起來，進行信息交換和信息共享，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
早在2005年，國際電信聯盟（ITU）就發布了一篇報告《ITU互聯網報告2005：物聯網》，報告里ITU指出：“無所不在的物聯網通信時代即將來臨，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、任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物、物與物之間的溝通連接”，對物聯網賦予了極大的意義。2009年1月，美國總統奧巴馬剛上任不久，就開始關注物聯網的建設和發展，提出了“智慧地球”的戰略口號，這一舉措被美國人認為是振興國家經濟、確立全球優勢的關鍵。同年8月份，中國國務院前任總理溫家寶視察了中科院無錫微納傳感網工程技術研發中心，也提出盡快建立中國的傳感信息中心，并形象地稱之為“感知中國”中心。緊接著，歐盟、日本、新加坡、韓國等世界主流國家紛紛制定物聯網發展戰略，并投入巨資探索、研發和建設，物聯網開始受到人們的熱烈關注。
 
物聯網是連接現實物理世界和虛擬數字世界的橋梁，它通過信息傳感設備采集現實物理世界的數據信息，讓人們對世界達到“可知”；通過網絡將數據信息上傳至信息管理中心進行分析和處理，達到對世界的“可思”；在“可知”和“可思”的基礎上，根據人們的意愿改變生活、改造世界，從而實現對世界的“可控”。物聯網除了連接現實物理世界和虛擬數字世界之外，也在信息技術和通訊技術（ICT）的世界加入了新的維度：從過去任何人之間在任何時間、任何地點的信息交換，到現在任何物體、任何人之間的信息交換。物聯網將會在改變人們通信模式的同時，為人們帶來巨大的前景和希望，幫助人們建設更加美好的生活和未來。
 
“互聯網+”是創新2.0下的互聯網發展的新業態，是知識社會創新2.0推動下的互聯網形態演進及其催生的經濟社會發展新形態。“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果，它代表一種先進的生產力，推動經濟形態不斷的發生演變。從而帶動社會經濟實體的生命力，為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺。
PC互聯網是互聯網的1.0時代，移動互聯網是互聯網的2.0時代（強化了人與互聯網的連接），萬物互聯的物聯網是互聯網的3.0時代（拓展了物與互聯網的連接），“互聯網+”是物聯網的延續和升級，是互聯網的4.0時代，利用互聯網這種萬事萬物的連接，對現有行業進行的改造。
“互聯網+”就是各行各業和互聯網一起發生的一場化學反應。“互聯網+”不是傳統行業和互聯網的簡單結合，而是利用互聯網對所有行業的再造，產生新的商業模式。比如互聯網+銀行、基金產生了互聯網金融；互聯網+零售產生了電子商務；互聯網+制造業產生了工業4.0。在應用上，互聯網已經并且更加滲透到生活以及行業應用的方方面面，任何目前還沒有被互聯網顛覆的行業或者顛覆的不夠徹底的行業都將被互聯網進一步顛覆，我們在應用上的創新也要圍繞著這一點，用互聯網的思維考慮行業應用。
2. 崗位群分析
通過企業調研，分析當前物聯網行業發展及人才需求特點，總結出物聯網專業培養面向的崗位群有如下表所示三方面，并針對崗位職能要求，規劃開設相關物聯網核心課程。

3. 方案整體架構
物聯網產學研平臺解決方案依據當前物聯網行業公認的三層架構進行設計和規劃的，整體架構上分為感知層、傳輸層、應用層三個層次。
感知層主要是利用傳感器、攝像頭、RFID讀寫器等信息節點獲取信息，并采用ZigBee、IPv6、BT、WiFi等短距離無線通信方式與物聯網網關進行信息交互后，通過繼電器、紅外收發、步進電機、電控鎖等控制節點對可控設備進行操控。
傳輸層主要是通過物聯網網關對各種異構網絡進行協議轉換后，可利用3G/LTE、WLAN、以太網等現有或自研通信網絡將物聯網信息實時準確地傳遞，作為物聯網感知層和應用層中間數據交互的傳輸管道。
應用層主要是基于物聯網云開發平臺部署智能家居、未來超市、智能交通、智能農業、移動支付、手機門禁、手機考勤等行業典型應用，學生將獨立擁有自己的物聯網云資源池，可隨時隨地可持續地開展物聯網應用的學習與開發。
4. 人才培養思路
物聯網產學研平臺解決方案通過分析行業發展熱點和對物聯網專業人才的需求，根據學生學習物聯網應用技術階段的不同，將物聯網培養體系分為基礎教學、綜合實踐和創新應用三個層次。
（1）基礎教學：主要用于學生基礎理論知識學習階段，結合《無線傳感網技術》、《RFID及條碼應用技術》等物聯網專業核心課程，以WSN/RFID/移動互聯基礎實驗室為承載用于學生對物聯網關鍵技術的理論學習，幫助學生構建完整的物聯網基礎理論知識體系。
（2）綜合實踐：主要用于學生課程設計、專業實習階段，以智能家居/智能交通/智能農業/未來超市綜合實訓室物聯網行業應用場景及實訓套件為載體，將基礎實驗中零散的物聯網關鍵技術融合一起，分組開展項目式工程實踐，真正實現教學與行業，理論與實踐的結合。
（3）創新開發：主要用于學生畢業設計、項目科研階段，師生基于云開發平臺將獨立擁有專屬的物聯網云資源，通過對物聯網技術的融合、轉化及創新，可持續開展物聯網行業應用開發，開拓師生的創新思維。
二、方案優勢特色
1. 體系完善，逐步提升學生創新實踐能力
物聯網教學體系根據學生學習物聯網階段的不同，分為基礎教學、綜合實踐、創新應用三個層次。基礎實驗用于課程理論學習，綜合實訓用于項目工程實踐，創新應用用于創客科研開發，一步步提升學生的知識運用能力和創新實踐能力。
2. 產教結合，推進產業與教育有效融合
作為一家以產業為依托服務于教學的企業，一直致力于為行業與高校之間搭建一座教育的橋梁。一方面將先進的商用技術、理念、設備引入高校教學，委派企業工程師進駐高校協助開展物聯網人才培養；另一方面高校師生可進入企業實踐，承擔企業項目開發調試，在實戰中提升師生的創新實踐能力，實現產教融合。
3. 創新模式，實現工程項目/案例式教學實踐
物聯網的實驗實訓采用項目式實踐的方式進行，將一個大型、完整的物聯網應用/系統分解為多個小型的階段或任務，學生分組進行實踐活動，組員之間協同合作完成共同的實踐目標，結合多樣化的物聯網行業應用場景與實訓設備開展物聯網認知體驗、業務部署、安裝調試、應用開發、系統設計等實訓項目，為專業培養物聯網應用型人才量身打造，在實戰中提升學生的創新實踐能力和分工協調能力，實訓即上崗。
 
DBLY-86 物聯網工程綜合應用實訓裝置

物聯網工程綜合應用實訓裝置是針對物聯網專業實驗室建設需求設計的覆蓋物聯網基礎教學、智能家居、智慧農業等實際應用的綜合實訓系統，它綜合運用傳感器技術、RFID技術、無線傳感器網絡技術、嵌入式技術、Zigbee/Wi-Fi等通信組網技術等，依托部署在操作臺上的無線傳感網節點、執行器節點、嵌入式智能網關等，實現智能家居門禁安防監控、智能家居環境監測、家居設備智能控制、農業環境智能檢測等功能，可激發學生對物聯網學習的興趣，具有較高的性價比，能夠滿足物聯網教學、基礎實驗教學、應用創新等多層次需求。