《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程教學初探

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1、《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程教學初探　　摘要：根據(jù)中國傳媒大學《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程的教學實踐情況，在課程的教學目標、知識體系及內容安排等方面進行了深入研究，通過采用“翻轉課堂”模式將課堂內外相結合、教學與科研相結合、“走出去”與“引進來”相結合等教學方式，在教學方法上進行了有益的嘗試，取得了良好的效果，期望對今后該課程的教學有所幫助和啟示，為培養(yǎng)出社會需要的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才貢獻力量。　　關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術與應用教學目標知識體系內容安排教學方法　　中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2017）01（a）-01

2、62-03　　物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）概念最早于1999年由美國麻省理工學院提出，隨著技術和應用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)內涵不斷擴展[1]。目前業(yè)界普遍認為：物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應用和網(wǎng)絡延伸，它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網(wǎng)絡傳輸互聯(lián)，進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的[2-5]?！　∥锫?lián)網(wǎng)可以廣泛應用于經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領域，引發(fā)和帶動生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革，成為經(jīng)濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展

3、的關鍵基礎和重要引擎[6]。近年來，在“兩化融合”和“感知中國”等國家戰(zhàn)略背景下，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展受到了我國政府、科研、教育、產(chǎn)業(yè)界的高度關注。我國經(jīng)濟社會各領域蘊含巨大的物聯(lián)網(wǎng)應用潛能，眾多行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術人才需求旺盛[7]。為此，中國傳媒大學于2012年通過教育部審批，依托理工學部信息工程學院網(wǎng)絡工程系開辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向，成為全國較早面向本科生開設物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的高校之一。　　1課程教學目標　　《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》是網(wǎng)絡工程系物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)方向學生學習的第一門專業(yè)課，其主要目的是使學生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和相關技術，對物聯(lián)網(wǎng)在各個領域

4、的典型應用有所認識，在此基礎上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架，明確物聯(lián)網(wǎng)工程各個專業(yè)課程的意義和課程之間的關系，為后續(xù)的學習打好基礎，同時激發(fā)學生的學習興趣[8]。因此，《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》課程的講授成功與否關系到物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的質量，進而影響到我國物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的進程[9]。　　2課程知識體系及內容安排　　2.1知識體系　　物聯(lián)網(wǎng)的架構分為3個層次：感知層、網(wǎng)絡層和應用層，如圖1所示[1]?！　「兄獙邮俏锫?lián)網(wǎng)的“皮膚”和“五官”，用于識別物體、采集信息，是聯(lián)系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動感知設備包括：RFID標簽與讀寫設

5、備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測控設備等；感知層中的人工生成信息設備包括：智能手機、智能機器人等?！　【W(wǎng)絡層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過各種接入技術連接最終的用戶設備。匯聚層的功能為：匯接接入層的用戶流量，進行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉發(fā)與交換；根據(jù)接入層的用戶流量，進行本地路由、過濾、流量均衡、優(yōu)先級管理，以及安全控制、地址轉換、流量整形等處理；根據(jù)處理結果把用戶流量轉發(fā)到核心交換層或在本地進行路由處理。核心交換層為物聯(lián)網(wǎng)提供一個高速、安全與保證服務質量的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。匯聚層與核心交換層的網(wǎng)絡通信設備與通信線路構

6、成了傳輸網(wǎng)?！　脤涌梢赃M一步分為管理服務層和行業(yè)應用層。管理服務層通過中間件軟件實現(xiàn)了感知硬件與應用軟件物理的隔離與邏輯的無縫連接，提供海量數(shù)據(jù)的高效、可靠地匯聚、整合與存儲，通過數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理與智能決策計算，為行業(yè)應用層提供安全的網(wǎng)絡管理與智能服務。行業(yè)應用層由多樣化、規(guī)?；男袠I(yè)應用系統(tǒng)構成，包括：智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能交通、智能醫(yī)療等?！　〈送?，涉及感知層、網(wǎng)絡層與應用層的共性技術包括信息安全、網(wǎng)絡管理、對象名字服務與服務質量保證等?！　?.2內容安排　　《物聯(lián)網(wǎng)技?g與應用》課程的內容安排[10-12]如圖2所

7、示，其中，各部分包含的主要內容有[1-6]以下幾方面。　　物聯(lián)網(wǎng)概論：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景、技術背景；物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術特征；物聯(lián)網(wǎng)體系結構；物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！　FID技術：自動識別技術的發(fā)展背景、條形碼簡介、磁卡與IC卡的應用、RFID、RFID應用系統(tǒng)結構與組成、RFID標簽編碼標準。　　傳感器技術：傳感器；智能傳感器與無線傳感器；無線傳感器網(wǎng)絡；無線傳感器網(wǎng)絡通信協(xié)議與標準?！　∏度胧郊夹g：智能設備的研究與發(fā)展；集成電路；嵌入式技術的研究與發(fā)展；RFID讀寫器與中間件軟件設計；無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計；可穿戴計算

8、研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用；智能機器人研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用?！　∫苿油ㄐ偶夹g：通信技術的發(fā)展；移動通信技術的研究與發(fā)展；3G技術與移動互聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展。　　定位技術：位置信息與位置服務；物聯(lián)網(wǎng)中的位置服務；定位系統(tǒng)；移動通信定位技術