沈秀红
（广东技术师范学院，广东 广州 510665）
【摘要】随着网络技术的迅猛发展，“物联网”继计算机、互联网、移动通信网之后，掀起了又一次信息产业的浪潮。当前为适应社会对物联网专业人才的需要，各大专院校的物联网专业应运而生，因此，建立适应物联网专业师资人才培养需求的物联网实验实训室成为联网专业建设的重要工作。
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关键词 物联网；实验室；职业教育；人才培养
Institutions matter Construction of Internet of Things Training Room
SHEN Xiu-hong
(Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou Guangdong 510665, China)
【Abstract】With the rapid development of network technology, the “Internet of Things” Following the computer, the Internet, mobile communication network, set off another wave of the information industry. In order to adapt to the current social networking professionals need specialized tertiary institutions of things came into being, the establishment of professional teachers adapt Things personnel training needs of Things labs and become the important work of building a professional network.
【Key words】Internet of things; Laboratory; Vocational education; Talents
物联网（Internet of Things）是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。在这个网络世界中，所有的事物都与网络连接，网络对它们进行识别和管理，并对收集到的各种数据进行智能处理，它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。其功能模型图如下图1所示：
针对物联网的国家战略及其迅猛的发展，大量物联网专业人才的需求已迫在眉睫。作为物联网专业人才培养摇篮的职教院校，物联网实验实训室的建设，是培养物联网人才的重要保障。因此，如何建立完善的物联网实验实训室，是本文探讨的重点内容。
1职教院校物联网实训室建设的目标和意义
1.1物联网实训室建设的目标
物联网技术面向现代信息处理技术，可以使学生掌握有线和无线网络通信理论、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专业知识和技能，并且具备在物联网专业领域跟踪新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。其建设的目标如下：
（1）实训室建设应重视基本应用开发能力培养；
（2）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；
（3）有条件的建立宽泛实验环境，增加学生选择的机会，鼓励创新精神。
1.2物联网实训室建设的意义
目前国内外都在研究与物联网开发的相关内容。国内各大高校也在陆续开设该专业，由于目前各大行业需求量极大，故人才培养尤为重要。在培养阶段，尤其职教院校在培养学生动手能力的安排上不可缺少实训环节。因此，在学校内建立与之相对应的实训室，探索开发物联网实训内容对于实现职教院校在该专业的培养体系上的跨越式发展有着实质性的指导意义。同时实训室的建设，将为职教院校的专业教学提供一个良好的平台，促进传统教学手段向现代教学手段的改变，提高教学效率，使教学内容更为贴近市场对人才知识结构和专业应用能力的需求。
2物联网结构及其原理
物联网结构如图2所示，包括感知层、网络层和应用层。
感知层的功能是完成终端信息的感知与采集，包括感知受控单元和感知网关。感知受控单元由各种各样的传感器组成，如温、湿度传感器、压力传感器、摄像头、光传感器、RFID(Radio FrequencyIdentification)标签等设备组成，完成数据采集。上述的数据传送到感知网关后，感知网关将数据发送给终端节点，完成终端节点与承载网络之间信息的转发。
网络层主要是指现在实用化的通信网络，如3G网络仍是目前的主流网络，4G网络现在已经遍布大中型城市。
应用层由各种应用服务器组成，其功能主要是对感知与采集的数据进行筛选、分析和转换，由于系统采集的原始的海量数据杂乱无章，这些数据对于用户来说只有经过筛选、分析和转换处理之后才具有实用价值。
3物联网实验实训室的功能
以培养具有较强应用能力的人才为目标，同时满足教学、实验和实训三方面要求，物联网实验实训室应包括以下功能：
3.1基础教学功能
提供学科基础课程实验，进行专业基础、课程设计等专业基本能力培养，满足物联网实验实训室的教学功能，其主要由师生互动系统、在线教学系统、多媒体电子教室三大系统组成：
（1）师生互动系统，学生端通过定制的手持终端跟老师进行实时交流互动，教师端通过相应的接收设备可以实时向学生演示教学内容，在互动的过程中数据能自动记录并实时对学生的问题进行反馈评测等多种教学功能。
（2）教学在线系统，是指网上教学资源平台。教师可以将教学材料在网上发布，通过在线教学网站中的相关功能，可以对学生的作业、提问等进行一一解答及沟通，而学生可以随时通过在线教学网站与教师进行沟通，对老师布置的作业进行在线完成，并能随时查找自己需要的学习资料。
（3）电子教室，能在物联网实验实训室内进行教学内容的实时演示，可同时监视屏幕和远程控制等网络管理的功能。
3.2实验功能
物联网实验实训室通过实验硬件平台和实验管理平台，完成日常的实验教学管理功能。
（1）实验硬件平台，能够对物联网专业所涉及到的相关数据进行采集与自动控制、无线与有线通信、数据处理与应用等内容进行全面的实验。包括无线单片机ARM 7/ARM9开发、物联网网关、无线传感器网络———ZIGBEE，高频RFID，超高频RFID、GPRS通信开发、蓝牙应用开发、GPS开发、射频应用开发等。
（2）实验管理平台，能够对实验硬件平台采集到的数据进行处理、分析、分类、统计和管理等。主要包括网络数据传输技术、软件技术和数据库存储技术等。
3.3实训功能
综合运用物联网技术和实验平台，物联网实验实训室能够模拟设计和实现以智能家居、智能安防、智能超市、智能教学等日常应用为参考的综台系统。
4物联网实验实训室建设规划设计
通过以上分析可知，物联网的关键技术包括三个方面：终端数据的采集、传输、处理，终端网络的部署和协同等，以无线传感器网络和RFID技术为代表；异构的接入网络基础和核心网络；由中间件、信息开放平台和服务支撑平台构成的应用支撑子层以及物联网应用领域示范系统等。因此，在规划建设物联网实验实训室过程中主要包含以下模块：
（1）感知层实验实训模块
主要涉及智能感知和传感标识等相关技术，包括：多种传感器实训，如温、湿度传感实训、光敏传感实训、运动传感实训、信息采集实训、电机控制实训等各种频段传感实验。
（2）网络层实验实训模块
主要涉及无线通信网关设计、网络协议等内容，包括短距离无线通信实训（如433MHz、2.4GHz）、IEE802.15.4协议、无线自组网实训及Zigbee网络实训、WIFI实训、BlueTooth实训及RFID标签应用实训（如高频、超高频无源RFID）等。
（3）应用层实训模块
主要涉及网络应用接入和智能终端信息处理等技术，包括公网接入实训、设备管理、工业控制实训、安全网络通信实训、物流管理实训，自组网时间同步实训、环境监测实训等。
5结束语
物联网应用技术实训室建设是一个比较系统的工程，它不仅包含了对应课程体系的验证性和项目化的实训内容，还要从硬件、软件、制度、校内、校外等诸多环节进行整体规划设计，加强高职院校网络技术实训室建设不是一时之事，而是一个长期的、系统性的工程，可谓任重而道远，需要学校的投入和实训室人员自身努力和奋斗。职教院校网络技术实训室的发展直接关系到网络应用性人才培养目标的实现，因此，职教院校要明确加强网络技术实训室建设的现实意义和紧迫感，要不断地集思广益，探索和实践出一条适合职教实训室有序发展的可行之路。
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参考文献
［１］李卢一,郑燕林.物联网在教育中的应用[J].现代教育技术,2010(20):8-10.
［２］林莉,陈丽丽.高校物联网实验室建设规划[J].长春理工大学学报,2012(4):23-24,48.
［３］彭文华.高职院校“物联网应用实训室”建设方案初探[J].电脑知识与技术,2011(27):82-83.
［责任编辑：汤静］