高校物联网实验室建设初探

1.2 物联网专业实验室需求分析
物联网实验室建设目标
– 实验室建设应重视基本应用开发能力培养 – 实验环境能培养学生对实际物联网应用项目的
整体把握的能力 – 有条件的建立宽泛实验环境，增加学生选择的 有条件的建立宽泛实验环境， 机会， 机会，鼓励创新精神
主要内容
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物联网专业实验室建设需求分析 物联网专业实验室建设方案分析 物联网专业实验室建设解决方案举例
2.1.6 毕业设计——学与做同行 其他专业的经验
学生参与教师的科研项目、完成教师自拟的题目 学生参与教师的科研项目、 或者到企业做毕业设计
新兴的物联网专业
新事物、专业经验积累不足、项目案例少。 新事物、专业经验积累不足、项目案例少。 物联网毕业设计可行、高效的解决方案是： 物联网毕业设计可行、高效的解决方案是： 校企合作： 走出去，请进来” 校企合作：“走出去，请进来” 建立开放的“物联网应用实训中心”以及“ 建立开放的“物联网应用实训中心”以及“物 联网综合演示实训中心” 联网综合演示实训中心” 采用实训平台提供的开发流程、 采用实训平台提供的开发流程、规范化文档以 及丰富的资料，可以提高毕业设计的效率， 及丰富的资料，可以提高毕业设计的效率，缩 短毕业生到职业化工程师的差距
2.2 高校物联网专业实验内容设置
实验内容拓展策略与步骤
综合演示实训 类 应用实训类
针对高校的行业特点， 针对高校的行业特点，建立特 定行业应用的大中型系统实训 中心。提供专业认识 专业认识、 中心。提供专业认识、科技创 科研、 新、科研、毕业设计等内容 构建通用典型的物联网小型系 统以及中规模应用系统。 统以及中规模应用系统。提供 专业认识、课程设计、 专业认识、课程设计、科技竞 赛及创新相关的实验服务 提供学科基础课程实验， 提供学科基础课程实验，进行 专业基础、 专业基础、课程设计等专业基 本能力培养
1.2 物联网专业实验室需求分析
物联网专业培养要求
– 物联网专业应用的多样性，要求我们必须培 物联网专业应用的多样性，
来自百度文库
养宽口径人才 – 要重视基础训练，同时，要求培养应用系统 重视基础训练，同时，要求培养应用系统 综合开发能力 – 物联网应用性非常强的学科，仅传授技术是一 物联网应用性非常强的学科， 定不够的，一定要立足实践，从应用入手， 定不够的，一定要立足实践，从应用入手， 要落地
3.1 《综合演示实训中心》——智能家居 综合演示实训中心》
技术架构
楼宇对讲、 楼宇对讲、安防 视频监控 室内灯光、 室内灯光、窗帘控制 家电控制 家用电器远程操控 访客环境、 访客环境、灾害远程 监控与报警 老人健康监测 家庭能源管理 社区信息查询与服务 融合多种物联网技 背景熟悉， 术，背景熟悉，适 合各类院校采用。 合各类院校采用。 多个子系统、 多个子系统、模块 化，丰俭由人 具有典型物联网整 体解决方案特征
智能家居实训平台… 智能家居实训平台…
应用实训 类
温室大棚实训系统 停车管理实训系统… 停车管理实训系统
• 物联网基础实验平台 • 3G实验平台、FPGA实验平台 实验平台、 实验平台 实验平台 • 嵌入式系统、单片机开发实验箱 嵌入式系统、 • 竞赛、创新实训套件 竞赛、创新实训套件…
基础教 学类
物联网理论实际 应用的经典集成
• 通过网络管理家居设备，如家电、照明、窗帘控制； 通过网络管理家居设备，如家电、照明、窗帘控制； 指纹身份识别；图像采集与编解码、图像留言； 指纹身份识别；图像采集与编解码、图像留言；声音 采集与编解码；室内外遥控、定时控制；电话、 采集与编解码；室内外遥控、定时控制；电话、计算 机远程控制
参加全国大学生电子设 计竞赛， 计竞赛，它涉及了很多 物联网基础内容， 物联网基础内容，从发 展趋势看， 展趋势看，后期也会有 物联网方向相关的题目
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组织开展校内或基础单 科竞赛，普及受众面， 科竞赛，普及受众面， 例如单片机应用竞赛、 例如单片机应用竞赛、 zigbee芯片应用竞赛 芯片应用竞赛 组织开展创意型竞赛， 组织开展创意型竞赛， 学生自己命题， 学生自己命题，时间适 当延长，先交论文， 当延长，先交论文，后 评作品， 评作品，类似挑战杯
2.1.5 科研创新 科技成就梦想 创新引领未来 典型问题 解决方案
教师去公司参加培训， 参加培训 - 教师去公司参加培训， 工程师来校园开展讲座、 开展讲座 工程师来校园开展讲座、 培训； 培训； 建立完善的 - 建立完善的《应用实训 中心》， 》，丰富实训项目 中心》，丰富实训项目 硬件资源 资源； 软、硬件资源； - 加快开放性实验室建设 - 先开展微创新，再实 施创新
微创新——临摹业界成熟实训项目 临摹业界成熟实训项目 微创新
谚语：学书不比临古人， 谚语：学书不比临古人，必堕恶道 实训项目的要求
– 典型的项目最好来自业界，且高于业界 典型的项目最好来自业界， – 有规范的功能规格书，设计文档、实习题目的源代 有规范的功能规格书，设计文档、 码供学生临摹，在此基础上进行学习、变化、 码供学生临摹，在此基础上进行学习、变化、创新 – 既能培养良好的物联网工程师职业素养，又能培养 既能培养良好的物联网工程师职业素养， 学生的创新能力， 学生的创新能力，减轻教师负担 – 教师可以通过参考源代码快速掌握项目核心内容以 及系统功能的实现过程， 及系统功能的实现过程，便于在指导学生进行实践 活动
2.1.2 生产实习 观与思同在 其他专业的经验
通常带领学生到工业生产现场进行参观见习， 通常带领学生到工业生产现场进行参观见习，使 学生了解必要的专业生产知识和专业管理知识， 学生了解必要的专业生产知识和专业管理知识， 获得对本专业相关行业领域较深刻的感观认识
新兴的物联网专业
可供学生去工业生产现场进行参观见习的机会很 需要新的物联网专业实习解决办法： 少。 需要新的物联网专业实习解决办法： 建立“物联网综合演示实训中心” 建立“物联网综合演示实训中心” 让学生“体验实践” 让学生“体验实践”
物联网的战 略需求及人 才培养需求 使实验室建 设迫在眉睫
建哪些？ 建哪些？ 如何建？ 如何建？
物联网专业实验室需求分析
物联网专业特点 物联网专业培养要求 物联网实验室建设目标 物联网专业实 验室需求分析
1.2 物联网专业实验室需求分析
物联网专业特点
– 物联网是典型的交叉学科，涉及电子、计算机 物联网是典型的交叉学科，涉及电子、 、测控与通信等多领域相关专业知识 – 物联网专业培养的人才，不仅要掌握传感器、 物联网专业培养的人才，不仅要掌握传感器、 微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术， 微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术，还 要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、 要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传 感网络以及3G无线网络设计等最新技术 感网络以及 无线网络设计等最新技术 – 物联网不同于其它专业，是现有信息技术综合 物联网不同于其它专业， 集成化的产物，它的呈现形式是“ 集成化的产物，它的呈现形式是“一个实际落 地的应用系统” 地的应用系统”
利用地方政府建立的物联网示范基地 学校自建或者校企合作共建实训中心
2.1.3 专业基础学习——学与做同行
谚语： 我听到的会忘掉 我听到的会忘掉， 谚语： “我听到的会忘掉，我看到 的能记住，我做过的才真正明白” 的能记住，我做过的才真正明白”
物联网专业工程性更强，对培养人才的动手能力 物联网专业工程性更强， 有较高要求，因此， 有较高要求，因此，需要加强实践教学环节 ¤ 建议一：完善丰富专业基础教学实验室，满足多 建议一：完善丰富专业基础教学实验室，满足多
样化需求
建议二：丰富课程设计的综合实验内容， ¤ 建议二：丰富课程设计的综合实验内容，设计制 作课程设计套件，如果指导教师时间紧， 作课程设计套件，如果指导教师时间紧，可以采 用第三方的提供的产品方案
2.1.4 学科竞赛——促进增长 促进增长
竞赛对“创新” 竞赛对“创新”、“理论付诸实 团队合作” 践”、“团队合作”三个方面的 有积极的帮助 竞赛对校内课程体系改革有推动 ，它进一步开发了学生的创新意 识和能力， 识和能力，为更新教学内容和方 法提供了实践的平台。 法提供了实践的平台。 促进学校的基础知识教育和提高 学生综合能力
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2.1 物联网专业实验教学环节分析
专业群认识 生产实习
毕业设计
物联网 实验室
基础课程实验 课程设计
科研创新
竞赛活动
2.1.1 新生认识专业群
新生入学后需要了解自己选择的专业
观与思同在
– 其它专业的经验：通常的做法是参观专业实验室或以 其它专业的经验： PPT的形式向学生展示专业的发展史及其对人类生活 PPT的形式向学生展示专业的发展史及其对人类生活 的影响， 的影响，使学生获得对自己专业的初步认识 物联网专业是新生事物，专业发展历史很少， 物联网专业是新生事物，专业发展历史很少，还没有规 模成功的应用案例。使新生了解物联网专业需要新的解 模成功的应用案例。使新生了解物联网专业需要新的解 决方案： 决方案： – 根据学校所处行业特点，建立特定行业的物联网 “ 根据学校所处行业特点， 综合演示实训中心” 综合演示实训中心” – 通过参观物联网综合演示实训中心，“观看后思考” 通过参观物联网综合演示实训中心， 观看后思考” 使学生获得对物联网专业及其应用的整体认识 认识， ，使学生获得对物联网专业及其应用的整体认识，激 发学生对自己专业的兴趣
传感器实验室 单片机实验室 基础实 FPGA实验室 实验室 嵌入式系统室 验中心 RFID实验室 实验室 计算机编程实验室 计算机网络实验室
主要内容
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物联网专业实验室建设需求分析 物联网专业实验室建设方案分析 物联网专业实验室建设解决方案举例
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3 物联网实验类型与解决方案
综合演示 实训类 物联网 实验设备 分类
指导力量不足
学生作为主体 参与的科研活动， 参与的科研活动， 往往离不开教师 的指导； 的指导； 激烈的竞争环 境使教师教学科 研任务繁重， 研任务繁重，难 于抽出太多时间 为学生提供高质 量的指导
科研载体有限
场所、 场所、设备 有限 可以参考的、 可以参考的、 规范的创新流 程和技术文档 少 可以借助的 技术支持力量 少
基础教学实验 类
2.3 高校物联网专业实验室架构
智能家居系统 智能安防系统 智能消防系统 智能门禁系统 智能教室系统 智能校园系统 智能家校通系统 实验设备智能管理系统 智能停车管理实训室 智能农业实训室 智能建筑实训室 智能物流实训室 智能电网实训室
综合演示 实训中心 物联网 实验室群 应用 实训中心
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功 能
特 点
凌阳综合演示实训中心解决方案
智能家居综合演示实训中心特点
涵盖了丰富的物 联网技术
• 涉及电子技术、传感器技术、单片机、无线传感网 涉及电子技术、传感器技术、 单片机、 RFID技术、嵌入式网关、中间件、电机控制、计算机、 技术、 技术 嵌入式网关、中间件、电机控制、计算机、 网络通讯、 网络通讯、音视频多媒体技术
高校物联网实验室建设初探
2011.04.25
主要内容
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物联网专业实验室需求分析 物联网专业实验室内容、 物联网专业实验室内容、架构分析 物联网专业实验室建设解决方案举例
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1.1 物联网实验室建设的迫切性
物联网的产业链条涉及传感器、芯片、设 物联网的产业链条涉及传感器、芯片、 备制造及软件应用等行业， 备制造及软件应用等行业，将拉动各国经 济的发展 作为新一轮的信息技术革命， 作为新一轮的信息技术革命，物联网已经 上升为国家战略，温总理曾在2011政府工 上升为国家战略，温总理曾在 政府工 作报告中指示： 作报告中指示：促进物联网示范应用 高校作为培养高层次人才的“主战场” 高校作为培养高层次人才的“主战场”， 应针对性地设置“物联网工程” 应针对性地设置“物联网工程”相关专业 有目标地培养“物联网工程” ，有目标地培养“物联网工程”专门人才 物联网的广阔前景引起了产业链上各行业 的青睐，我国已有60多所高校设置了本科 的青睐，我国已有 多所高校设置了本科 物联网专业， 物联网专业，有些学校的物联网专业已招 收2届本科生了 届本科生了