浅谈物联网产学研平台的建设

一、整体方案概述
1. 行业发展概况
物联网（The Internet of Things ，IOT），运用无线射频识别系统（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，通过互联网把任何人、物、空间相互连接起来，进行信息交换和信息共享，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
早在2005年，国际电信联盟（ITU）就发布了一篇报告《ITU互联网报告2005：物联网》，报告里ITU指出：“无所不在的物联网通信时代即将来临，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物、物与物之间的沟通连接”，对物联网赋予了极大的意义。2009年1月，美国总统奥巴马刚上任不久，就开始关注物联网的建设和发展，提出了“智慧地球”的战略口号，这一举措被美国人认为是振兴国家经济、确立全球优势的关键。同年8月份，中国国务院前任总理温家宝视察了中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心，也提出尽快建立中国的传感信息中心，并形象地称之为“感知中国”中心。紧接着，欧盟、日本、新加坡、韩国等世界主流国家纷纷制定物联网发展战略，并投入巨资探索、研发和建设，物联网开始受到人们的热烈关注。

物联网是连接现实物理世界和虚拟数字世界的桥梁，它通过信息传感设备采集现实物理世界的数据信息，让人们对世界达到“可知”；通过网络将数据信息上传至信息管理中心进行分析和处理，达到对世界的“可思”；在“可知”和“可思”的基础上，根据人们的意愿改变生活、改造世界，从而实现对世界的“可控”。物联网除了连接现实物理世界和虚拟数字世界之外，也在信息技术和通讯技术（ICT）的世界加入了新的维度：从过去任何人之间在任何时间、任何地点的信息交换，到现在任何物体、任何人之间的信息交换。物联网将会在改变人们通信模式的同时，为人们带来巨大的前景和希望，帮助人们建设更加美好的生活和未来。

“互联网+”是创新2.0下的互联网发展的新业态，是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进及其催生的经济社会发展新形态。“互联网+”是互联网思维的进一步实践成果，它代表一种先进的生产力，推动经济形态不断的发生演变。从而带动社会经济实体的生命力，为改革、创新、发展提供广阔的网络平台。
PC互联网是互联网的1.0时代，移动互联网是互联网的2.0时代（强化了人与互联网的连接），万物互联的物联网是互联网的3.0时代（拓展了物与互联网的连接），“互联网+”是物联网的延续和升级，是互联网的4.0时代，利用互联网这种万事万物的连接，对现有行业进行的改造。
“互联网+”就是各行各业和互联网一起发生的一场化学反应。“互联网+”不是传统行业和互联网的简单结合，而是利用互联网对所有行业的再造，产生新的商业模式。比如互联网+银行、基金产生了互联网金融；互联网+零售产生了电子商务；互联网+制造业产生了工业4.0。在应用上，互联网已经并且更加渗透到生活以及行业应用的方方面面，任何目前还没有被互联网颠覆的行业或者颠覆的不够彻底的行业都将被互联网进一步颠覆，我们在应用上的创新也要围绕着这一点，用互联网的思维考虑行业应用。
2. 岗位群分析
通过企业调研，分析当前物联网行业发展及人才需求特点，总结出物联网专业培养面向的岗位群有如下表所示三方面，并针对岗位职能要求，规划开设相关物联网核心课程。

面向岗位群

岗位职能要求

核心课程设置

嵌入式软件开发工程师、嵌入式测试工程师、维修工程师等

（1）强化嵌入式软件开发能力，能开发较复杂的物联网终端嵌入式软件；
（2）了解传感器技术、无线传感网技术、RFID技术和嵌入式技术等物联网技术的原理及应用；
（3）掌握物联网行业系统搭建、工程调试、故障排除及应用开发。

单片机原理技术、
嵌入式系统、
传感器应用技术、
无线传感网技术（基础）、
无线传感网技术（提高）、
RFID及条码应用技术、
Android应用程序开发（初级）

技服工程师、系统测试工程师等

（1）掌握复杂物联网行业系统搭建、工程调试、复杂故障排除及应用开发；
（2）了解传感器技术、无线传感网技术、RFID技术和计算机网络技术、Android技术等物联网技术的原理及应用。

云计算与大数据技术、
网络信息安全、
传感器应用技术、
无线传感网技术（基础）、
RFID及条码应用技术、
Android应用程序开发（初级）、
单片机原理技术

物联网应用开发工程师、移动终端软件开发工程师、软件测试工程师等

（1）强化平台软件以及终端软件的开发能力，能开发较复杂的物联网应用系统；
（2）了解传感器技术、无线传感网技术、RFID技术和计算机网络技术、Android技术等物联网技术的原理及应用；
（3）掌握物联网行业系统搭建、工程调试、故障排除及应用开发。

Android应用程序开发（初级）、
Android应用程序开发（高级）、
Java程序设计、
JavaEE程序设计、
传感器应用技术、
无线传感网技术（基础）、
RFID及条码应用技术

3. 方案整体架构
物联网产学研平台解决方案依据当前物联网行业公认的三层架构进行设计和规划的，整体架构上分为感知层、传输层、应用层三个层次。
感知层主要是利用传感器、摄像头、RFID读写器等信息节点获取信息，并采用ZigBee、IPv6、BT、WiFi等短距离无线通信方式与物联网网关进行信息交互后，通过继电器、红外收发、步进电机、电控锁等控制节点对可控设备进行操控。
传输层主要是通过物联网网关对各种异构网络进行协议转换后，可利用3G/LTE、WLAN、以太网等现有或自研通信网络将物联网信息实时准确地传递，作为物联网感知层和应用层中间数据交互的传输管道。
应用层主要是基于物联网云开发平台部署智能家居、未来超市、智能交通、智能农业、移动支付、手机门禁、手机考勤等行业典型应用，学生将独立拥有自己的物联网云资源池，可随时随地可持续地开展物联网应用的学习与开发。
4. 人才培养思路
物联网产学研平台解决方案通过分析行业发展热点和对物联网专业人才的需求，根据学生学习物联网应用技术阶段的不同，将物联网培养体系分为基础教学、综合实践和创新应用三个层次。
（1）基础教学：主要用于学生基础理论知识学习阶段，结合《无线传感网技术》、《RFID及条码应用技术》等物联网专业核心课程，以WSN/RFID/移动互联基础实验室为承载用于学生对物联网关键技术的理论学习，帮助学生构建完整的物联网基础理论知识体系。
（2）综合实践：主要用于学生课程设计、专业实习阶段，以智能家居/智能交通/智能农业/未来超市综合实训室物联网行业应用场景及实训套件为载体，将基础实验中零散的物联网关键技术融合一起，分组开展项目式工程实践，真正实现教学与行业，理论与实践的结合。
（3）创新开发：主要用于学生毕业设计、项目科研阶段，师生基于云开发平台将独立拥有专属的物联网云资源，通过对物联网技术的融合、转化及创新，可持续开展物联网行业应用开发，开拓师生的创新思维。
二、方案优势特色
1. 体系完善，逐步提升学生创新实践能力
物联网教学体系根据学生学习物联网阶段的不同，分为基础教学、综合实践、创新应用三个层次。基础实验用于课程理论学习，综合实训用于项目工程实践，创新应用用于创客科研开发，一步步提升学生的知识运用能力和创新实践能力。
2. 产教结合，推进产业与教育有效融合
作为一家以产业为依托服务于教学的企业，一直致力于为行业与高校之间搭建一座教育的桥梁。一方面将先进的商用技术、理念、设备引入高校教学，委派企业工程师进驻高校协助开展物联网人才培养；另一方面高校师生可进入企业实践，承担企业项目开发调试，在实战中提升师生的创新实践能力，实现产教融合。
3. 创新模式，实现工程项目/案例式教学实践
物联网的实验实训采用项目式实践的方式进行，将一个大型、完整的物联网应用/系统分解为多个小型的阶段或任务，学生分组进行实践活动，组员之间协同合作完成共同的实践目标，结合多样化的物联网行业应用场景与实训设备开展物联网认知体验、业务部署、安装调试、应用开发、系统设计等实训项目，为专业培养物联网应用型人才量身打造，在实战中提升学生的创新实践能力和分工协调能力，实训即上岗。

物联网工程综合应用实训装置是针对物联网专业实验室建设需求设计的覆盖物联网基础教学、智能家居、智慧农业等实际应用的综合实训系统，它综合运用传感器技术、RFID技术、无线传感器网络技术、嵌入式技术、Zigbee/Wi-Fi等通信组网技术等，依托部署在操作台上的无线传感网节点、执行器节点、嵌入式智能网关等，实现智能家居门禁安防监控、智能家居环境监测、家居设备智能控制、农业环境智能检测等功能，可激发学生对物联网学习的兴趣，具有较高的性价比，能够满足物联网教学、基础实验教学、应用创新等多层次需求。