物联网工程的关键技术范文

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一、引言

随着当前互联网的快速发展，将物联网技术应用到智能物资管理系统中具有重要意义，不仅能提高物资生产中的采购、使用与储备的效率，而且有助于提高企业物资管理的质量。[1]实现企业物流运转的效率，保证企业及生产企业物资供应的稳定。本文就对物联网技术下工程物资智能物资管理系统的构建进行分析。

二、物联网技术概述

物联网技术中分布于网络中的物体的智慧是其发挥的重要价值，有效实现人与物、物与物信息的交换，实现物联网的集感知、互联以及智能三者的相互结合。因此，可以将物联网体系分为三个层次。第一，感知层。通过二维码、RFID、传感器设备识别网络中的“物”。第二，传输层。在原有的广电网络、互联网和移动通信网络的基础上，能够达到通信数据的传输。第三，应用层。使用云计算、数据挖掘、人工智能和中间设备与技术对网络中的物体进行自动控制与管理。物联网技术应用于智能物理物资管理中，不仅能够实现智能化的管理，而且还实现了管理体系的自动化与实时化。

三、物资管理系统设计研究

（一）系统设计原则

第一，简洁性原则。要求统一管理使用的界面风格尽量简单，避免出现内容复杂的现象。要营造一种简单明了、轻松活跃的使用环境，以此使用户能够提升对管理系统的好评度，更加投入到业务中。第二，遵循可扩充性原则。在设计管理系统过程中，应当采用科学的方式进行系统设计，不仅要结合当前软件支持环境，而且要考虑到将来管理系统的发展状况。另外，还需要做好系统的开发，需要建立在系统的开发准备与计划的基础上。在硬件支持环境方面，尽量选择在用户能够接受的价格范围内。第三，落实模块化原则。在物资管理系统的设计中，要将维护、管理系统渗入其中，要确保系统的可增长性。[2]因此，在设计系统时，要将不同的模块进行组合，再将模块以整体的形式引入结构体系中。同时，在模块的整合过程中，还应根据用户的需求适当地调整模块，以此使管理系统满足不同行业的使用需求。

（二）系统使用需求

将物联网技术应用于物资管理系统中，确保软件的稳定性与安全性是最关键的部分，可以从这几个方面着手：第一，在TCP/IP协议基础上，建立基于网络通讯、硬件设备以及软件系统的数据连接。在物联网技术的应用中，物资管理系统中最主要的是实现后台的管理。因此，为了满足广大用户的需求，为用户提供较高的数据通信，在TCP/IP协议基础上建立数据连接能够保证管理系统的质量。第二，由于企业具有多种多样的物资类型，且分布比较广泛，对于采集资产信息来说也有着较大的困难。因此，将RFID读写设备应用其中，能够有效解决资产信息采集较难的问题。其能够实现自动生成与企业资产相对应的电子标签信息，以此使原本复杂的资产信息变得更简单，从而确保物资信息采集的准确性。第三，确保数据的完整。RFID读写设备的应用存在着一些弊端，在电子标签读写操作时，人员可以直接进行数据的插入与删除，这将给数据带来一定的安全隐患，无法保证数据的有效性。因此，加强对MD5加密验证功能设计能够有保证数据的安全。

四、基于物联网技术的物资供应智能管理结构体系

（一）构建完善的仓储规划与布局

首先要对仓储硬件设备的整体规划与布局进行完善，使仓储空间实现最大化的应用价值。当完善合理的存储规划和布局，将适当的设备应用于立体仓库中，采用新型的存储货架、托盘、数码自动识别系统等设备，以此提高物料的分拣、加工、包装与装卸环节的效率，从而提高企业的运作效率，促进企业物资管理整体水平。

（二）构建智能化的物资供应信息集成体系

当前物资管理系统的内部存在着较为复杂的物品，导致仓储作业流程具有一定的复杂性，在这个过程中要保证物料的分拣与组合。[3]因此，工程物资智能物资管理系统中，还需要考虑自动控制技术、智能信息管理等技术的结合。

五、基于物联网技术下工程物资智能物资管理系统的应用

（一）身份信息识别系统

传统的物资管理中的仓库使用都是仓库管理员进行管理的，这种管理方式存在着不足，一般体现在管理人员没有认真履行工作职责，比如没有认真做好审查工作，给企业的物资管理带来不利的影响。而物联网技术下的智能物资管理能够避免这些问题的发生，其采用局域网安全网络平台，对仓库的使用设置了权限，只有对应权限的人才可以进入仓库，而且系统将会自动记录人员相关的身份信息，以此提高物资管理的安全性。

（二）物资配送信息化管理系统

在ERP系统的基础上，对企业的物资管理系统进行开发，其中包括仓库管理、运输管理、配送管理等模块，将这些模块相互结合起来，形成一体化的物资管理模式。将ERP数据接口进行通信，能够全面掌握系统中的所有信息，从而保证企业物资管理中物流订单的自动生成。另外，系统自动生成的策略信息会对企业物资的配送路、配送车辆等进行分解，使物资配送管理形成一体化。

（三）RFID联网系统

在物资智能管理系统中，RFID技术与条形码相结合的管理技术是物资管理中的重要部分，将物料以条形码的方式粘贴于标准位置，应用RFID技术能够实现对相关信息的收集，而且能够将信息形成电子标签，同时，利用手持RFID射频终端还能够对这些电子标签进行续写，从而利用扫描方式对出入库单据进行出入管理，能够实现对仓库库存的高效盘点。

六、结语

物联网技术将其应用于企业物资管理中，不仅能够提升企业物资管理的效率与质量，而且能够实现物与物信息的交换，有效推动企业物资管理的发展。在物资管理系统设计中要遵循简洁性、可扩充性、模块化原则。基于物联网技术的物资供应智能管理结构体系中，首先要构建完善的仓储规划与布局，其次构建智能化的物资供应信息集成体系。另外，智能物资管理体系的身份信息识别系统，物资配送信息化管理系统，RFID联网系统的应用，能够有效提升企业物资管理的效率与质量。

（作者单位为中交隧道工程局有限公司北京电气化工程分公司）

参考文献

[1] 李晋航，凌乐，李勇，姜周，刘丝丝.基于物联网技术的科研型物资库房管理系统研究与实现[J].东方电气评论，2015（03）：20-29.

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[2] 百度文库. 智慧园区[EB/OL].[2012-10-08]. .

[3] 百度文库. 物联网[EB/OL].[2013-03-29]. .

[4] 祝敬国.博物馆数字化的概念思考[J].智能建筑与城市信息，2004（8）：10-15.

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如果要找出“新型工业化道路”这个宏大概念的几个支撑点，信息化、科技创新、突破资源瓶颈则会成为其中的重中之重，而排在首位的无疑将是信息化。信息化和工业化的两化融合被看成未来中国经济发展的新引擎，按照当前人们对新型工业化模式的理解，它至少要包含两层意思：一是跨越式发展；二是可持续发展。在两化深度融合时代，要实现跨越式和持续性就必须强调知识创新和科技的作用，势必要求增强自主创新能力，通过抓好重大科技专项的实施，掌握核心技术和关键技术，提升产业整体技术水平。

工信部部长苗圩指出，融合发展是新型工业化道路的鲜明特征，也是经济社会转型发展的重要动力。要充分发挥信息化在工业转型升级中的支撑和牵引作用，深化信息技术集成应用，促进“生产型制造”向“服务型制造”转变，加快推动制造模式向数字化、网络化、智能化、服务化转变。近年来，工信部加快实施了“宽带中国”工程，大力推进三网融合，加强物联网等核心技术攻关，务实推进了物联网产业化等工作。

中国工程院院士邬贺铨表示，发展物联网产业，是实现技术自主可控，保障国家安全的迫切需要，是促进产业结构调整，推进两化融合的迫切需要；是发展战略性新兴产业，带动经济增长的迫切需要；是提升整体创新能力，建设创新型国家的迫切需要。物联网产业作为新一代信息技术产业中最为重要的一支，其发展的战略意义巨大。

具体来说，物联网产业具备战略性新兴产业的所有特征，物联网产业能够催生出新兴产业，催生出新的商业模式和新兴业态，这给我国调整产业结构、转变经济增长方式带来契机。推广物联网技术和发展物联网产业将会产生巨大的市场需求，能够带动包括电子信息产品制造、软件产业、信息服务业以及其他众多产业的发展，从而可以培育相关产业的龙头企业，有利于培育我国企业做大做强。

同时，物联网产业的发展将会成为我国两化融合的切入点，带动我国传统工业的产业升级，促进工业和信息化深度融合以及我国信息化的深度应用。物联网产业的发展有利于提升我国电子信息产业、软件服务业及相关产业的创新能力，提升我国企业的自主创新能力和国际竞争力。

中国机械工业协会副会长、国家信息化专家咨询委员会委员朱森第表示，未来十年是中国由制造大国向制造强国转变，实现由中国制造向中国创造、中国智造转变的关键时期。制造业信息化是两化融合的重点和汇聚点，制造业与信息技术、高新技术的融合，能够促进传统的制造业向现代的制造业转型升级。其中，智能化非常重要：产品和装备实现数字化，是向国民经济各部门提供智能化工具，从而提高我国社会生产力水平、提高我国装备制造业国际竞争力。物联网将把我国制造业的转型升级推向智能化的新时代。

工业智能化的崛起

当前，物联网在工业领域已大放异彩，物联网技术在工业领域的推进已经取得了较多的成果。特别是在钢铁、石化、汽车制造业等重点行业，发展较为快速。物联网的本质其实就是深度的信息化，物联网的发展将会极大地促进各行业的信息化进程，对于制造业而言，信息化正对其发展起到重要的支撑作用。物联网技术在制造业中的应用优势主要体现在产品智能化，由于产品中加入大量电子技术，实现产品功能的智能化，在产品中植入RFID芯片，记录产品的静态信息，通过各种传感器，模数转换，检测设备的运行状态，使设备“能说会道”。

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1 充分认识物联网发展的重要意义

要点1：重要意义

物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。物联网蕴含着巨大的经济价值，赋予了“两化融合”更多智能化内涵，将提升传统产业的经济附加值，是促进经济发展方式转变和产业结构调整的有效途径。物联网将显著提升人们生活的质量和水平，促进人们生活方式的转变，有利于良好生态环境的营造，是推进和谐社会建设的新生动力。物联网蕴含着巨大的创新空间和机遇，对通信网络、基础电子、软件、信息服务等产业提出了更高的创新需求，是提升自主创新能力的重要选择。大力发展物联网是在行动上贯彻落实国家加快发展战略性新兴产业的部署。

要点2：发展的阶段性

预计物联网发展将经历先导应用为主的起步阶段、以应用推广为主的规模应用阶段和具有显著经济外部特性（网络效应）的规模化应用阶段。目前，我国物联网发展与世界同步，处于起步阶段，技术研发不断取得突破，标准体系不断完善，产品成本不断降低，应用需求不断拓宽。国家工信部在《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》（以下简称规划）中明确提出“推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范”是未来五年物联网发展的主要任务。《规划》将贯彻落实国家战略部署，针对“十二五”时期我国物联网所处的发展阶段，提出了目标和主要任务。

2 正确把握物联网发展的总体思路

要点1：指导思想和原则

物联网作为新生事物，制定首个发展规划是关系我国物联网发展全局和长远的一项重要工作，必须以全球视野，立足国家战略需求，进行超前部署和系统布局，统筹兼顾，促进各地区协同发展；同时也要立足当前，根据阶段性发展目标，通过自主创新和市场与政府的导向作用，重点解决制约物联网发展的重大瓶颈问题，同步推进技术研发、标准研制、产业发展和应用推广。

要点2：目标制定

《规划》在技术创新、产业体系构建、应用推广方面提出了具体目标。

关于500项以上重要研究成果。衡量重要研究成果的主要依据是达到国内领先或国际先进水平、具有广泛的应用基础和显著的产业化前景。范围包括：RFID、传感器、位置感知、传感网、异构网络融合、M2M、数据库、海量信息存储、图像视频智能分析、应用软件，以及编码标识、信息安全、频谱管理、微纳制造、系统集成等技术成果。

关于200项以上国家和行业标准。其中包括共性和关键技术，智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居等领域的行业标准。

关于10个产业聚集区。根据国家产业园区发展现状（截至2010年末，国家级高新区达到70家，国家级经济开发区总数超过100家），依托东、中、西部现有的国家级产业园区或产业基地，按照产业关联度和区域特征，重点培育10个以上区域成为物联网综合产业聚集区或物联网特色产业聚集区具有可行性。

关于100家以上骨干企业。评价“骨干企业”的依据是掌握核心关键技术、经营状况良好、主业突出、产品市场前景好、对产业带动作用大、发展初具规模等。百家物联网骨干企业的评定将参考电子信息百强企业评定标准，对企业核心业务与物联网产业相关度、企业规模、效益和研发水平等方面进行综合考核。

关于9个重点领域。这里的重点领域包括在经济运行中的重点行业和重点领域，如工业、农业、物流等；面向基础设施和安全保障的重点领域，如交通、电力、环保等；面向社会管理和民生服务的领域，如公共安全、医疗卫生、智能家居等。

3 全面部署物联网发展的主要任务

为了贯彻落实规划的指导思想，全面实现“十二五”期间在技术创新、产业发展、应用推广的目标，《规划》制定了大力攻克核心技术、加快构建标准体系、协调推进产业发展、着力培育骨干企业、积极开展应用示范、合理规划区域布局、加强信息安全保障和提升公共服务能力等任务，明确了未来五年的工作方向和着力点。

要点1：核心技术

物联网技术体系一般包括信息感知、传输、处理及共性技术。在信息感知领域，要掌握超高频和微波RFID芯片设计、封装以及读写器相关技术，攻克智能化、小型化、高灵敏度等传感器技术，提升地理位置感知核心芯片的整体技术水平等；在信息传输领域，就是研究新型近距离无线通信技术，开发能够适应产业发展需要的传感器节点及传感网组网与管理技术，研发传感网、移动通信网与互联网等异构网络技术等；在信息处理领域，要掌握与物联网紧密相关的海量信息存储和处理以及数据库核心技术，强化图像视频智能分析、数据挖掘等技术的成熟度和兼容性等；在共性技术方面，包括提高基础芯片的设计能力，提升信息安全技术水平，开展微能源技术研究等。

要点2：标准体系

标准体系主要由体系框架、共性和关键技术标准、行业应用标准等组成，是物联网从起步阶段不断快速健康发展的有效保障，是实现产业化和规模应用的必要条件。物联网涉及的学科交叉性强、技术范围广、产业集成度高、应用涵盖面宽，因此，建立统一的标准体系将是一项复杂而艰巨的任务。《规划》从加速完成标准体系框架的建设、积极推进共性和关键技术标准的研制、大力开展重点行业应用标准的研制等三个方面提出了具体的任务，要通过充分发挥企业在标准制定中的主导作用，加强物联网相关领域标准化组织的交流、合作与协调，加大标准化和知识产权研究的工作力度，建立并不断完善物联网标准体系，促进物联网快速有序发展。

要点3：产业培育

物联网产业主要由传感器/节点/网关、RFID、二维条码、嵌入式系统等物联网感知制造业，通信网络设备制造与运营等物联网通信业，应用基础设施服务、软件开发与集成、应用服务等物联网服务业组成。《规划》提出了完善产业链、培育骨干企业、优化区域布局三个主要任务，明确了培育和壮大产业的方向和重点。

要点4：应用示范

物联网应用示范不仅是目的，更是手段，通过应用需求牵引，推动技术创新、标准研制和产业培育。《规划》指出，应用示范将面向经济运行的重点行业、基础设施和安全保障、社会管理和民生服务三大领域展开，在实施过程中，要加强统筹协调，防止一哄而上，以及低水平的重复建设和资源浪费。在应用示范过程中，要积极探索，勇于尝试，注重应用模式的创新，力争构建与各类应用相适应的运营模式和市场化运作机制，形成一批模式新颖、机制灵活的成功案例和应用模板，逐步实现在全国范围内规模化推广；要注重新技术和新产品的推广应用，通过应用有效促进新技术成熟、标准完善和产业壮大；同时还要关注网络和信息安全问题，在实践中不断提高安全保障能力和水平。

要点5：信息安全

物联网安全以防止信息遭到篡改或泄露、系统遭受破坏为目标，涉及信息采集、传输、处理、应用等各环节，包括节点认证、身份鉴别、入侵检测、访问控制、隐私保护等传统意义上的信息安全内容，以及电磁防护、系统容错、冗余设计等系统可靠性内容。注重信息安全保护是促进物联网健康可持续发展的重要任务之一，是解决制约物联网发展和规模化应用等瓶颈问题的重要途径。《规划》主要从三个方面考虑信息安全：首先，物联网是在现有网络基础上拓展了感知网络和应用平台，给已有的信息安全架构和技术体系带来了新的挑战，规划和制定符合物联网技术特征的安全架构是保障物联网系统安全稳定可靠运行的前提；其次，物联网应用环境的多样性与复杂性，使实际应用系统面临更加严峻的安全挑战，建立并完善物联网安全保障体系，在示范工程全生命周期推行安全风险与系统可靠性评估，是从源头保障物联网应用安全的必要措施；另外，物联网将经济社会活动、战略性基础设施资源和人们生活全面架构在现有的网络上，网络基础设施的安全防护是保障系统端到端的安全稳定可靠运行的重要基础。

要点6：公共服务

公共服务包括共性技术、测试认证、知识产权、人才培训、产业投融资、公共品牌和决策支撑等服务内容。通过提供公共服务，可以有效地减少企业资源投入、最大限度地降低企业技术创新成本、为企业等主体的决策提供有力支撑，稳步提升我国物联网产业的核心竞争力。《规划》提出了重点加强专业化公共服务平台和公共支撑机构的建设，在建设过程中，要整合公共服务资源，吸引社会资源投入，最终建成资源共享、优势互补的物联网公共服务体系。

4 合理布局物联网发展的重点工程

为了落实物联网发展的主要任务，《规划》设置了技术研发、标准制定、产业培育、应用示范、公共服务五大类重点工程。每一类工程又细分为若干子工程和项目。重点工程的实施要充分利用各种资源，加强统筹协调，形成一个有机的整体，以点带面，防止低水平重复和资源浪费。

要点1：重点工程设置原则

重点工程的设置以落实主要任务的主要方面，切实推动物联网发展为原则。

技术创新工程：以突破制约我国物联网发展的技术薄弱环节为重点，加强自主创新，攻克核心技术和重大关键共性技术，提高我国物联网整体技术研发水平，加快形成较为完备的技术体系。

标准化推进工程：根据物联网技术创新发展和规模应用需求，构建我国具有国际竞争力的物联网标准体系，有效提高我国标准制定的能力和水平，全面推进我国物联网标准化工作。

产业发展工程：重点突破薄弱产业环节，做大做强优势产业环节、推动形成完整产业链和自主发展的规模产业化能力；鼓励和引导资源向优势企业、优势区域集聚，提升整体产业层级和产业能力。

应用示范工程：面向转变经济发展方式和推动和谐社会建设的迫切需求，在重点行业和领域，选取经济社会效益明显、示范效应典型、技术创新空间大、产业带动作用强、有一定市场基础的重大应用工程开展应用示范。

公共服务平台建设工程：有效服务关键技术研发，推动标准研制和应用示范，支撑政府决策，有效整合资源，全面提升物联网公共服务能力和水平。

要点2：重点工程的组织实施原则

重点工程的实施总体要遵循以应用需求为牵引，企业为主体，产学研用相结合，协同推进的原则。

在技术创新工程中，要充分发挥企业的主体作用，积极利用高校和科研院所的研究成果，建立产学研用协同推进的创新体系，促进我国物联网核心技术的全面发展。

在标准化推进工程中，加强相关领域标准化组织、行业协会和产业联盟的统筹协作，大力推动自主技术形成标准，积极参与和引导国际标准制定。

在产业发展工程中，要以骨干企业为引领来建设完备的产业链，在区域布局中，应重点建设定位合理、专业特色鲜明、具有较强全球竞争力的现代产业集群。

在应用示范工程中，应以物联网产业链上典型大企业为实施主体，加强部门和行业政策引导，形成产业上下游通力合作，重点行业和社会各界共同参与，应用与技术产业协调发展的良好局面。

在公共服务平台建设工程中，要加强公共服务和市场化运作的结合力度，吸引各类社会资源投入，促进公共服务长期可持续发展和服务水平的持续提升。

5 营造良好的物联网发展环境

为了圆满完成“十二五”规划所确定的发展目标和任务，《规划》提出了统筹协调、政策法规、财税支持、国际合作以及人才建设等方面的保障措施，确保为物联网营造良好的发展环境。

要点1：建立统筹协调机制

物联网关联领域广、涉及部门多、产业间交叉融合，需要建立和完善协同工作机制，各部门按照职责分工，加强合作，共同促进物联网发展；同时需要建立技术产品分类体系、行业统计监测分析指标体系，加强对重大项目建设的监督、检查、指导，促进行业科学发展。

要点2：营造政策法规环境

物联网的培育和发展是一个长期、持续的过程，需要强有力、系统性的政策法规支持。在物联网发展政策框架和体系研究、物联网相关技术和产业政策、物联网地方规划和行业管理、物联网信息安全与隐私保护以及法律法规等方面需要加强研究部署，为物联网健康有序发展提供良好的政策法规环境。

要点3：加大财税支持力度

物联网作为战略性新兴产业的重要内容之一，在发展初期，其高投入、高风险的特征十分突出，需要切实发挥中央财政资金引导和调动社会投资积极性的作用、国家税收政策的激励作用和多层次资本市场的支撑作用，通过加大财税政策的支持力度来引领和促进产业发展。

要点4：注重国际技术合作

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中图分类号：TP313 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）10-0073-03

0 引 言

随着4G物联网技术与云桌面网络虚拟化技术的普遍应用及发展，云桌面虚拟化计算技术已经成为各界学者研究的热点话题。高职学生可以从云中按需获得服务，而云桌面虚拟化数据中心是在云桌面虚拟化计算环境下由云桌面虚拟云基础设施和软件组成的松耦合资源共享架构。同时，利用基于高职院校学生多元化网络虚拟技术教育工作，使高职院校运用一定的思想政治观点、道德规范，对高职学生施加有目的、有计划的影响，从网络虚拟技术方面约束高职学生的思想服务意识行为，引导其树立正确的人生价值观念。

1 基于单一化传统网络虚拟技术教育的工作模式

高职学生参与网络虚拟技术课程学习对其个人发展是十分有利的。根据单一化网络虚拟技术教育课程的特殊性，各个高职院校在制定专业多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学计划时未能给予足够的重视，影响了学生参与网络虚拟技术学习的积极性。近年来，中央对高职院校学生网络虚拟技术理论课多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学提出了新的指导，要求创建先进性的学习课堂，全面提高高职学生参与网络虚拟技术学习的积极性。

1.1 单一化思想体制合理性与教学标准的瓶颈

随着各高职院校培养各类单一化专业人才的宗旨，制定了许多专业理论知识的教育指标体系，以满足高职学生个人专业水平的提高。在教育体制方面，高职院校对思想专业的重视程度不足，所执行的管理体制不够完善。在当前，网络虚拟技术政治教育主要面对的是专业生与非专业生两大主体，两类高职学生在日常学习效率方面处于落后状态，与教育部规定的课程标准相差较大。从成绩考核来看，专业生网络虚拟技术课程学习质量高于非专业生，但其自身学习也存在着种种问题，例如，网络虚拟技术政治意识薄弱，理论实践缺乏等；而非专业生更是对网络虚拟技术政治教育失去兴趣，没有意识到课程的潜在价值。

1.2 单一化思想传授方法的局限性

教学教育方法是决定多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学成效的关键技术因素，教师选择的方法直接影响了最终的教学质量。高职院校多元化网络虚拟技术教育集中于旧式教学方案，教师依旧是课堂中的主导者，消耗大量课堂时间去灌输网络虚拟技术知识给学生。教学方法应用不当，阻碍了师生互动的积极性，也限制教育科技的创新改革及全面推广应用实践。

2 云桌面网络虚拟化技术互动网络创新模式的决策研究

云桌面虚拟化技术是推动高等职业技术教育发展的重要关键技术因素，高等职业教育积极引入高科技教学模式，而4G物联网应用技术是教育科技改革的重点与热点课题，将其应用于网络虚拟技术政治教育有助于教学质量水平的提升，使高职学生掌握更多的网络虚拟技术学科知识。同时，利用基于4G物联网云桌面网络虚拟化技术下的创新教育模式，注重云桌面虚拟云基础设施的配置；云桌面互动网络虚拟教学是现代教育理论研究的新热点课题。

2.1 云桌面虚拟云基础设施

云桌面虚拟云基础设施是4G物联网云桌面网络虚拟化技术运行关键技术因素，主要由主机、CPU、地址总接线等组成。基于课程教育云桌面网络虚拟技术改进的发展趋势，高职院校需增加云桌面虚拟云基础设施的资金投入，定期购买一批高性能的云桌面虚拟云基础设施设备，为云桌面网络虚拟化技术教学模式提供相配套的云桌面虚拟云基础设施资源系统。高职院校开始建立4G物联网教学中心或互动网络教学模式下4G物联网多媒体关键技术教学室，这些都能在云桌面虚拟云基础设施上满足云桌面网络虚拟化技术云桌面互动网络虚拟教学的需求。

2.2 软件功能服务设施应用平台

云桌面虚拟化应用平台软件设计是系统内部的程序及文档以及安装于4G物联网中的应用智能软件。配备相关的云桌面虚拟云基础设施系统之后，同时利用高职院校设计课程教育的软件系统，为教师和学生提供虚拟化操控平台。高职院校4G物联网云桌面虚拟化平台是时代教育发展的需要，为专业多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学提供优越的云桌面网络虚拟化技术操控平台，促进多元化的改善网络虚拟技术教育质量。

2.3 云桌面虚拟化应用能力平台服务

高职学生网络虚拟技术教育应用能力运行视角下基于基础物理资源进行了更高层次的抽象，它提供云桌面虚拟学生应用程序的运行管理平台，同时基于应用能力运行层以平台软件为中心提供了高职学生中的各科教学教育与部署、运行相关的资源交流平台。

3 基于云桌面网络虚拟化技术视角的创新决策

云桌面网络虚拟视角下基于多媒体技术中的4G物联网云桌面网络虚拟化技术应用的典型模式，基于云桌面网络虚拟化技术互动网络创新模式视角下网络虚拟技术政治教育的创新改革，应充分利用好云桌面网络虚拟视角下多媒体技术的功能优势，为师生创造互动网络教学模式平台。

3.1 基于云桌面网络虚拟视角的创新教学模式

基于单一化传统网络虚拟技术多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学方法的滞后性，教师应充分利用云桌面虚拟化多媒体关键技术平台开展云桌面互动网络虚拟教学，同时利用互动网络教学模式下4G物联网云桌面网络虚拟视角下多媒体技术辅助教学，综合处理云计算控制符号、云桌面虚拟化语言、云桌面虚拟化文字、云端声音、云端图形与图像、影像等多种媒体信息技术。教师可以将多媒体等综合因素与网络虚拟技术课堂教学相互融合，再通过云桌面网络虚拟屏幕或投影机投影显示出来，为学生提供虚拟云交流学习资源管理平台。

3.2 基于互动网络教学模式的4G物联网创新系统设施

基于未来网络虚拟技术教学采用新型云桌面多媒体管理系统，推动了互动网络教学模式下云桌面网络虚拟远程教学模式的优先使用，教师和学生借助4G物联网便可展开网络虚拟技术多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学方面的探究活动。利用4G物联网云桌面网络虚拟化技术的虚拟化特点，设计远程教育系统服务于网络虚拟技术教学，方便了师生在云桌面网络虚拟化技术学习平台上的交流互动。高职院校可以创建免管理多媒体教室控制系统，这是一套云开放型、云智能型、云科学型多媒体教室建设方案。

3.3 网络虚拟创新互动模式研究

3.3.1 互动网络教学模式下教学互动创新

互动网络教学模式下的4G物联网多媒体关键技术教学是指在教学过程中，根据高职院校网络虚拟技术政治多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学目标和教学对象的特点，通过教学设计方案的优化改进，合理选择和运用现代教学媒体，为师生创造了有利的云桌面互动网络虚拟教学平台。同时，基于云桌面网络虚拟化技术互动网络创新模式下的网络虚拟技术教学，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果，适应云桌面网络虚拟化技术传播的特点和新时期公众的心理状态，使高职学生由传统的被动接受“灌输”教育变为主动参与思想交流。

3.3.2 云桌面虚拟化实时交流

基于云桌面网络虚拟化技术多元化网络虚拟技术教育者来说，在线交流可以实时地了解当前学生的思想动态，在线交流最好的方式就是设置多媒体关键技术论坛资源交流平台。多媒体关键技术论坛资源交流平台的匿名性，使得高职学生可以在多媒体关键技术论坛资源交流平台上畅所欲言，表达自己的真实想法。在多媒体关键技术论坛资源交流平台上可以设置专题和讨论区，由多元化网络虚拟技术教育工作者确定话题，引导讨论，同时对于一些出现的负面言论要及时关注，及时消除并作出正面解说，并且要设专职教师、学生骨干进行重点资源管理。

4 结 语

高等职业技术教育视角下单一化传统网络虚拟技术政治教育模式制约了高职院校多媒体关键技术论坛资源交流平台课程教学水平的提高，降低了学生参与网络虚拟技术课程学习的积极性。利用4G物联网云桌面网络虚拟化技术是信息科技应用的表现形式，将其用于高职院校多元化网络虚拟技术教育创新改革，不仅是高职院校多元化网络虚拟技术教育工作在云桌面网络虚拟化技术互动网络创新模式下对高职学生进行广泛有效的云桌面网络虚拟化技术多元化网络虚拟技术教育，也是拓展网络虚拟技术工作空间、全面推进以云桌面虚拟化德育为核心的素质教育。

参 考 文 献

[1] 郑小发.软件工程技术[M].北京：中国传媒大学出版社，2011.

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中图分类号：TP393　文献标识码：A　文章编号：2095-1302(2011)06-0073-04

引言

环境保护是指人类有意识地保护自然资源并使其得到合理的利用，防止自然环境受到污染和破坏。目前，环境保护主要应从以下几个方面做起：首先是防治由生产和生活所引起的环境污染，同时要防止由建设和开发活动引起的环境破坏，保护有特殊价值的自然环境，同时要注意环境保护、经济建设和社会发展之间的协调发展，避免“先污染后治理”的思想。

我国环境污染己成为影响社会和谐的一个重要因素。在我国经济发展取得举世瞩目成就的同时，环境质量在下降，一些新的或隐性的环境问题逐步显现：外来物种入侵成为一个新的生态问题；环境污染事件不断出现，具有集中爆发特征。从实践看，我国并没有完全绕开“先污染后治理”的老路，重点城市和地区环境治理也是在污染到一定程度后才开始治理的。我国现阶段面临的环境问题，既是经济高速增长的产物，也是经济发展不够的表现。

目前，我国环境保护领域的信息化程度还比较低，地方环保系统业务数据因为共享和服务不开放，从而造成各地重复投资。业务信息滞后造成环境污染事故频发，取证困难等问题。环境保护向自动化、智能化、网络化方向发展将是未来环境保护工作的重点，环保信息化势在必行。而物联网的快速发展，则为我国的环境保护提供了思路和方案。

1　物联网(IOT)的概念

物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为“智能物体”，然后通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的互联。物联网可以依托二维码、射频识别(RFID)、各类传感器／敏感器件等技术和设备，使物体与互联网等各类网络相连，以获取无处不在的现实世界的信息，实现物与物、物与人之间的信息交互，支持智能的信息化应用，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础网络。

随着传感器网络技术、近程通信技术和M2M技术的快速发展，物联网的应用已出现在我们的生活中，首先是以M2M技术做为基本结构的简单物联网广泛应用于物流管理、智能交通、环境监测、公共安全、智能家居等各行各业中。陕西省“十二五”物联网规划中明确提出依托省环保厅、水利厅、长天软件、中星测控公司等单位，组织实施省环境应急监测与指挥系统、省水土保持监测与管理系统、环境在线监控系统、城市污水处理与重点污染源监控、山体滑坡预警等重点应用示范工程的环境保护物联网。

2　物联网的组织架构

智能型环境保护系统的物联网组织架构如图1所示。环境保护的物联网主要由感知层、网络层、应用层三大部分组成。其中感知层通过传感器、智能卡、RFID电子标签、识别码、摄像头等感知设备实现物体识别和环境指标、事故应急等信息的捕获、采集，以达到智能感知的目的；网络层利用无线网、移动网、固定网、互联网、广电网等传输网络实现感知层所采集信息的传输；应用层主要包括环境保护中的特定应用服务以及实现网络层和应用服务间接口和能力调用功能的中间件，用于完成信息的分析处理和决策，实现特定环境监测的智能化应用和服务任务，以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测，发挥智能作用。

作为物联网在环境监测和保护领域中的特定应用，其技术与其他领域中的应用有共同之处，但也有其特殊的关键技术发展。按图1所述，其技术是从感知层、网络层、应用层三个方向发展。是信息技术在基础设施中的应用，通过传感网实现对物理世界的信息感知，以进行环境监测和调控，达到环境保护的目的。该应用的主要特点是数据采集量大、精度高，智能信息融合、协同处理能力、网络快速部署能力强，采集数据具有高效可靠传输、网络健壮性、抗毁性。

2.1　感知层

感知层是环境保护物联网的基础组成部分，主要包括感知设备、传感网络两项关键技术。感知设备作为物联网采集信息的工具，就如同是物联网的“皮肤”、“眼睛”、“鼻子”和“耳朵”等，是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器网络是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器协作监控不同位置的物理或环境状况(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源(通常为电池或太阳能电源)。无线电收发器主要应用短距离无线传输(WPAN)技术和RFID技术。目前最关键的是传感器本身的问题，包括传感器的精度，传感器的能耗、规模和速率等。

2.2　网络层

网络层主要利用无线网、移动网、宽带网、固定网、广电网等传输网络实现感知层采集数据的传输和处理，是物联网的“中枢神经”。一般情况下，传感网只能在特定范围内组网，不可能实现任何时间、任何地点的无缝隙的覆盖。通信网络是实现“物联网”必不可少的基础设施，它安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的通信网络传送出去。事实上，只有实现各种传感网络的互联、广域的数据交互和多方共享，以及规模性的应用，才能真正建立一个有效的物联网。网络层的关键技术在于传感网与通信网的融合。

2.3　应用层

环境监测与保护物联网的应用层主要包括环境保护物联网的特定应用服务以及实现网络层和应用层的接口、数据处理和能力调用功能的中间件，完成信息的分析处理和决策，实现特定环境监测的智能化应用和服务任务，以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测，发挥智能作用。应用层是环保物联网的“大脑”。指挥协调感知层、网络层和应用层协调工作。庞大的数据处理、应用服务和物联网应用的扩展是应用层的关键技术。

早期的并行计算、集群计算、网格计算往往造成各城市之间数据和资源共享困难，应用扩展难度大、成本高，而现在基于“云计算”技术的运用，使数以亿计的各类数据和终端的实时动态管理变得可能，其应用扩展只进行设备调整，因而比较快捷和方便。

3　物联网在环境监测和保护中的应用

我国基于物联网的解决方案在环境保护中已得到了初步的应用。环保物联网发展已经完成了两个梯次的推进。1999年，原国家环保总局第一次在全国开始推广的环境在线监控系统是物联网的最早探索和实践；第二梯次的推进是2008年在全国31个 省、自治区、直辖市，6个环保督查中心和333个地级市部署的国控污染源在线监控系统，该系统是物联网在环保领域的规模建设和行业级实践。第三梯次，也就是未来发展将通过投资、考核和创新，按照物联网的体系结构，重新梳理环境在线监控和环保信息化，把物联网最新技术用到环境在线监控中，建立运维体系，实现三级数据贯通。

物联网可以广泛地应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾检测、水质监测、排污水监控、降水监测、大气监测、电磁辐射监测、噪声监测、森林植被防护、土壤监测、生物种群监测、地质灾害监测等。

3.1　大气监测

对大气的监测一般可采用固定在线监测、流动采样监测等方式，可在污染源安装固定在线监测仪表，在监控范围内按网格形式布置有毒、有害气体传感器，人群密集或敏感地区布置相应的传感器。这样，一但某地区大气发生异常变化，传感器就会通过传感节点将数据上报至传感网，直至应用层的“云计算”，根据事先制定的应急方案进行处理；对于污染单位的排放超标，物联网可实现同步通知环保执法单位、污染单位，同时将证据同步保存到物联网中，从而可避免先污染后处理的情况。

3.2　水质监测

对水质监测包含饮用水质监测和水质污染监测两种。饮用水源监测是在水源地布置各种传感器、视频监视等传感设备，将水源地基本情况、水质的PH值等指标实时传至环保物联网，实现实时监测和预警；而水质污染监测是在各单位污染排放口安装水质自动分析仪表和视频监控，对排污单位排放的污水水质中的BOD5、CODer、氨氮、流量等进行实时监控，并同步到排污单位、中央控制中心、环境执法人员的终端上，以便有效防止过度排放或重大污染事故的发生。

3.3　污水处理监测

西安市目前已经建设有两个污水处理厂。但对于污水的进水监测和出水监测大多还是依靠工作人员在入水口和出水口定时采样进行化验，不但费时、费力，而且对于进出水质的监测不是持续在线监测，使处理厂水处理设备不能达到最经济的运行状态。在污水处理厂的入水口和出水口设置多种传感设备，可实现对进水水质和出水水质、流速、流量等持续的监测。

从技术发展方向看，还可同时在污水处理的各个环节增加视频监控和各种传感设备及污水处理设备的自控设备，构建多个传感网节点，控制各污水处理流程中的水质，若水质不在预设的控制范围内，传感网节点便可根据处理的数据发送控制信号给污水处理设备的自控设备，以调整各污水处理设备的运行状态，使污水处理设备始终处于最经济的运行状态，同时也减少了工作人员的编制。

构建环境保护物联网的各种应用领域，最主要的是选择适合的传感器，依托最优的无线传输技术形成传感网，根据对数据安全性的要求通过预定的网关接人网络层，并将数据传输到应用层的“云储存”。

4　环保物联网发展面临的问题

4.1　关键技术制约物联网发展

在物联网中，传感器技术、无线传输技术、云计算等关键技术还需要再次突破。如传感器的灵敏度和准确度问题就可能使预警产生误动作；传感网的低速率问题涉及到大规模布置节点和终端所需要的路由和地址资源；目前物联网的网络层是多运营商、多种通信制式、多网络并存的环境，网络的业务模型、上下行速率支持、通信网资源配置等都难以达成一个统一的传输平台；云计算的关键技术突破，对于各种应用领域的建模、数据处理、数据存储安全也有很大的影响。

4.2　技术标准体系不统一

物联网的感知层、网络层、应用层都存在标准化组织，而国标标准化组织之间缺乏协调，又使物联网各结构层涉及的技术标准不统一。国内也未形成统一的标准，在2010年中国物联网大会上，国内三大运营商分别展示了各自的物联网解决方案。表l所列为是几个主要标准组织对物联网关健技术标准的关注角度和关注内容。

4.3　安全性和可靠性制约物联网的进一步推广

在物联网中，感知层的传感网组网相对简单，传感器体积小，功耗有一定的限制，数据加密强度弱；网络层中由于病毒、黑客、网络自身漏洞等原因会使用数据的安全受到威协；应用层由于数据的共享也使得使用数据的安全性进一步下降。物联网构件多层面相互间协同运作的整体安全性和可靠性、安全接人控制系统设计、基于可信平台的安全模块及其提供的可信度量和评估机制、加密技术等，已成为物联网发展中的拦路虎。

在环保物联网中，感知层的传感器大多处理环境恶劣的地方，会有化学物质的腐蚀等，而个别不法分子的破坏，也会对传感器的可靠性要求增高，因此，感知层应能适应各种恶劣的应用环境。

4.4　应用与产业化问题

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200 9年儿月3日总理在人民大会堂向首都科技界指出：要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的“发动机”。总理发展物联网技术的理念得到了全国各地的积极响应，各省市纷纷成立了旨在推进物联网技术的产业联盟。我国物联网产业的主管部门，工信部已经明确，我国未来将从五个方面着手培育物联网产业，具体包括：培育物联网的应用：鼓励企业建立创新机制：建立物联网的标准：打造物联网的产业链：制定物联网发展指导意见等。

大量迹象表明，人类社会将进入物联网时代，一场以物联网为代表的新兴产业发展必将带动全球产业结构的优化，从而形成新一轮经济增长。商贸活动的物联网化将是这个新兴产业时代的排头兵，因此，只有积极应对，迎接以物联网产业为代表的技术革命，才能充分把握未来整个商贸事业发展的先机。

商务事业离不开物联网技术

物联网技术是将物质实体电子化、信息化、智能化、网络化的产物，也是商品服务社会化、智能化发展的必然产物，是现代信息网络技术与传统商品市场有机结合的一种创造。在传统商务过程中，任何一笔交易，都包含着信息流、商流、资金流和物流。在目前条件下，前面三种“流”的管理过程都可以通过计算机和网络通讯设备实现。而物流则是最为特殊的一种，它是物质实体(商品或服务)的流动过程，包含着运输、储存、配送、装卸、保管、物流信息管理等各种活动，物联网技术正是旨在对商贸活动的全过程进行智能化处理和控制的一种新技术。

物联网技术的商务服务对象不受地域限制，所以，建设一个高效率、低成本的物联网产业体系，既是商务发展的需要，也是各个企业面临的现实问题。因此，物联网技术无疑将成为人类社会商务活动中不可缺少的部分。事实上，通过物联网技术，可以解决传统商务活动中物流与信息流、商流、资金流严重脱节的问题。它可以从商品生产的原材料采购开始，对其整个生产过程、包装，存储，运输、交货，直到商品应用等进行全过程的信息化和智能化处理和控制。另外，物联网技术也是实现“以顾客为中心”理念的根本保证，使?肖费者最小的成本和精力获得最好的消费服务，以最大程度地方便最终消费者。

物联网技术将促使企业重新认识商贸和物流过程，明确商贸工作的管理目标，促进新的商贸供应链的形成，并使商贸物流管理的内涵得到新的延伸。

抓住关键推进物联网产业发展

发展物联网技术，对于经济和商贸发展具有非常重要的意义。我国已在各方面积极准备全面推动物联网的发展。然而，物联网建设是一个系统工程。在管理上需要政府主导，在实施上急需建立标准体系。政府主导和建立标准体系是保证物联网产业发展的关键。

物联网技术架构主要由感知层、网络层和应用层组成，也就是硬件、网络技术研究和应用项目开发。从这个角度看，陕西是我国重要的科研教育和高新技术产业基地，省内科研机构和企业的技术及产品，几乎涵盖了物联网行业应用的全部产业链。作为政府主管商贸流通业的综合管理部门，重要的是通过商贸和管理职能，将企业和科研单位的目光和研究重点引到物联网产业和关键技术方面。同时引导物联网技术应用项目的开发和招投标工作，立足现有的产业基础，利用区域优势资源，加快建立一批涉及国计民生的示范工程项目，带动物联网产业发展，加快形成较为完备的物联网技术体系和产业体系，推进物联网产业的发展。

物联网技术要实现产业化，其实有很多非常复杂的标准化问题。国家相关的组织也在加紧制定标准，但这个过程相对来说比较缓慢。国家管理部门希望把车联网的项目推向全国，同时商务部也在这个方面制定了标准，并正在建立商品网，这些都是物联网产业中不同名称的独立应用。物联网有很多核心技术，这些技术都是和物联网相关的，这些技术的标准化工作现在都已经开展，包括传感器、识别技术、云计算技术等，都应有相应的标准技术，商务部门是社会商贸活动的政府管理机关，参与制定有关物联网技术的标准化工作责无旁贷。

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一、物联网产业发展现状及应用领域

物联网被称为继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮，物联网具有应用需求广泛和产业发展迅速等趋势，它具有庞大的产业集群效应。据权威机构预测，物联网在公共安全、环保、智能交通、智能电力、智能家居、智能医疗等诸多领域的市场规模均超过百亿甚至千亿，到2020年，物物互联业务将非常普遍，它与现有的人人互联业务之比将达到30∶1，物联网产业被称为下一个万亿级规模的产业[1]。

社会各行各业都涉及物联网技术的应用，国家“十二五”规划中明确的重点物联网应用领域：智慧城市、智能农业、智能家居、智能工业、智能交通、智能电网、智能医疗、商业与服务、公共安全与公益事业等。以上每一个智能应用领域，都会涉及传感、RFID、电子、通信、自动化控制及GPS或GPRS，这些技术整合将最终构成基本的智能传输及分析系统，多个单个智能系统的整合将构成智能物联网[2]。

二、物联网的人才需求及岗位分析

人才服务于产业，也制约着产业发展。物联网涉及众多行业应用领域，在未来几年，物联网产业发展的主要动力是行业应用。据国家相关部门统计预测，未来几年，在智能交通、智能物流（现代物流与智能仓储）、智能电网、智能医疗、智能工业、智能家居等方面的物联网应用型人才需求都将达到百万以上；在智能农业方面，甚至有近1000万的人才需求。物联网应用技术人才需求巨大，高等职业教育需加大人才培养力度以满足行业产业人才需求[3]。

高职物联网应用技术专业培养具有物联网工程布线、系统联调、传感器安装与调试、自动识别产品安装与调试和软件产品安装能力；能进行物联网工程项目的运行维护、管理监控、优化及故障排除；能进行物联网产品生产、物联网工程施工、物联网设备或产品维护维修、物联网项目辅助研发等一线工作的发展型、复合型、创新型技术技能人才。可从事物联网企业物联网产品的生产、物联网工程施工、物联网设备或产品维护维修、物联网项目辅助研发，以及计算机硬件、网络产品的销售和技术服务、中小企业网络管理等工作。

三、联网专业的技术体系

物联网应用技术专业具有覆盖面广、知识体系大等特点，它涉及信息技术众多前沿领域，如自动化控制、移动互联开发、网络通信、应用电子、多媒体等技术领域。物联网技术架构可以分成三层，即感知层、网络层、应用层。

1.感知层

主要功能是识别物体、采集信息，通过短距离通信网络进行数据传输，关键技术包括：传感器技术、二维码技术、RFID技术、GPS技术等。

2.网络层

主要负责把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送。基础通信，数据传输，关键技术包括：无线通信、有线通信等。

3.应用层

主要负责通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用技术，实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享和互通，从而支持物联网技术在工业、农业、环保、医疗等行业领域的应用[4]。关键技术包括：数据融合、云计算等。

四、课程体系建设

1.人才培养模式

物联网应用技术专业人才培养应符合应用性、先进性、实践性原则，紧密与区域内相关企业的合作，建立针对职业岗位群的人才培养模式。以能力本位构建三重能力的课程体系，针对岗位需求设置岗位课程，基于工作过程整合课程内容，针对高职课程的特点，积极探索教学改革，采用“项目引导、任务驱动”的教学模式，实施理实一体的项目导向式教学改革，提高人才培养的针对性和适应性。在具体课程实施过程中，推行项目化教学改革，建设课程项目库，项目选取采用虚实结合，注重项目载体的选择；项目采用工作流程进行任务分解，每个项目变的是教学内容，不变的是工作流程；学生以小组为单位进行项目及任务实施。教学过程体现学生中心地位，教师采用引导、辅助、鼓励与点评等方式进行教学。学生以竞赛、评优、考核等方式进行项目团队学习，可以培养学生的自信心和学习兴趣，提高学生团队协作、自我学习等能力。

2.课程开发

物联网是门交叉学科，涉及电子技术、通信技术、传感技术、网络技术、嵌入式技术等，知识系统非常庞大，在进行课程设置时需要综合考虑相关交叉学科的特点，应尽可能多地覆盖本专业的知识体系，根据工作过程和知识结构，形成“两个平台”（公共基础课程、专业基础课程）、“三个方向”（物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护）的课程体系。

3.实训室建设

物联网产业发展人才需求不仅在技术上，更多的是在应用领域。通过实践教学可以培养学生的应用能力和创新思维等。因此，在物联网应用技术专业建设时，完善实验、实训室建设尤为重要。在实验、实训室建设过程中，首先，突出虚拟仿真性，即在实验、实训过程中全方位模拟日后的工作流程、工作环境和职业岗位，提高学生的操作技能和职业能力[5]；其次，关注功能模块的实际完整性，即针对具体应用配置齐全相关设备；最后，兼顾前瞻性和扩展性，即支持实训项目的拓展。

4.教学资源库建设

教学资源库建设是一种高技术、高投入的建设，资源库建设应立足专业特色，重视资源共享，强调技术应用，为培养合格人才提供坚实保障。所以研究适应职业教育发展，适合职业院校专业特色，且有利于职业院校之间资源共享的标准化、科学化、开放化的职业教学资源库建设。通过此平台，教师、学生可以根据自己的个性需求，通过Web方式浏览、查询、下载、使用和上传资源，并自主组织学习效果的测试与评价，实现师师、师生和生生之间的交流互动。

五、师资队伍建设

高职物联网应用技术专业起步晚、基础薄，专业建设宜坚持“校企合作、课程先行、科研引领、成果孵化”的基本原则。其中，师资队伍建设是关键，需要学校、教师、企业三方共同投入，将校企“师资互嵌”落到实处，不能简单地搞“企业工程师请进来，学校教师派出去”的模式，要从制度、科研应用、教育教学多方同步推进，最后才能实现学较、教师、学生、企业多方共赢[6]。

总之，高职院校开设物联网应用技术专业，是机遇也是挑战。学校将根据区域特色，紧密结合省和扬州市“十二五”发展规划实施要求，整合学校及行业内的优势资源，全力推行物联网应用技术专业建设。只要不断更新观念，进行课程体系和教学模式改革与创新，加强教师队伍建设，提高专业办学水平，就一定能培养出更多高端技能型物联网应用技术专门人才，为促进物联网产业的快速发展作出贡献。

参考文献：

[1]张琴.焦万亿超级产业的未来[EB/OL].，2012-12-06.

[3]刘青.基于岗位的物联网应用技术专业人才培养与专业建设研究.菏泽学院学报，2013，10.

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0 引言

物联网技术发展迅速，预计将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。社会经济的发展与产业的转型是物联网发展的巨大推动力，经济全球化使得所有企业面临着激烈竞争的局面，企业需要及时获取世界各地对产品的销售情况和需求信息，为全球的采购、生产制定合理的计划，为了提高企业的核心竞争力，需要推进信息化与工业化的融合。人民生活水平的提高，也需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级社会管理和民生服务行业，以提高社会管理、公共服务和家居生活的质量和效率。

当前，世界各国的物联网基本都处于起步阶段：美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网，并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。在中国，工信部于2012年2月正式了《物联网“十二五”发展规划》，规划的为物联网产业的发展提出了指导思想和发展目标。规划指出，“十二五”期间，我国将攻克一批物联网核心关键技术，在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果；研究制定200项以上国家和行业标准；培育和发展10个产业聚集区，100家以上骨干企业，一批“专、精、特、新”的中小企业，建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台，初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。

物联网技术正逐渐从实验室阶段走向实际应用，目前，物联网在工业制造、国家电网、机场安保、现代物流、医疗卫生领域、数字农林、环境保护、智能交通、智能家居、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等各个领域都得到了广泛的推广和应用。而从产业规模来看，据工信部预测，2015年我国物联网市场规模将超过5000亿元，2020年将达到万亿元级，预计未来5年复合年均增长率超过30%。

物联网“十二五”规划的颁布，中国将物联网产业的发展提高到了国家战略层面，物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。巨型产业的发展都离不开人才的培养，没有人才的支撑，这个行业就不能兴旺繁荣，人才的培养是产业发展的基石。

物联网领域人才需求的大量增长，给高校专业的发展与改造带来了机遇和挑战。

2011年，在《教育部关于公布2010年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知》（教高[2010]4号）中，新增批准的物联网工程专业25所，传感器技术专业2所。两年来共获批准的专业64个，涉及高等院校59所。

除了本科院校设置物联网专业外，目前，多所高职高专院校设置了物联网技术应用专业。从无锡职业学院周志德教授对无锡物联网创新示范区中的30多所企业的调研报告及其中的人才需求分析表（表1）可以看出，高职学生除了在研发、设计、测试岗位中，从事测试与辅助设计工作外，可以作为物联网设备维护、解决方案撰写、项目实施管理、售后服务与维保、项目与产品市场营销等多种工作岗位的中坚力量。

1 增设物联网课程的可行性分析

物联网技术既代表新一代信息技术的发展趋势，又立足于传统的学科之上，物联网融合了计算机技术、网络技术、电子技术、测控技术、电气工程及自动化和通信技术等多个技术领域，其中，物联网工程专业的主干学科为计算机科学与技术、通信工程、网络工程。

物联网的技术架构被公认有三个层次：感知层、网络层和应用层。感知层利用RFID，传感器，二维码等及时地获取物体的信息；网络层则通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；应用层是利用云计算，数据存储与数据挖掘等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

由于新增物联网专业需要较长时间的论证和审批，而基于物联网的体系架构和目前就业市场对物联网方向人才的岗位需求，优化并调整现有计算机网络技术专业课程，适当地增加物联网方向的专业课程，既可以补充学生在信息技术前沿领域的技能，又可拓宽毕业生在物联网方向的就业市场。

目前的计算机网络技术专业开设的核心课程主要有：计算机网络技术，网络服务器的配置与管理，网络设备安装与调试，局域网组建与管理，网络安全与维护，网络综合布线与工程实施，C语言软件开发，网络存储规划与实施，网络数据库管理与应用等，这些课程已经涵盖了物联网的传输层和应用层的大部分技术要点，但是对于感知层的技术的学习相对较少。由于目前学生的学时较紧张，建议在高职的第四学期或第五学期开设一门物联网基础课程，一方面用来拓宽学生的专业知识，另一方面作为网络技术专业的后续物联网课程设置研究的试点。

2 物联网课程建设的构想

2.1 课程定位

根据调研，目前物联网方向的就业岗位主要集中在物联网系统集成，产品设计、研发和测试，物联网工程项目的实施、管理以及物理网的应用等。各相关企业也列举了从事物联网相关职位的职责信息（表2）。

在计算机网络专业增设《物联网技术》课程，该课程是计算机网络技术专业根据专业培养目标和所面向的企业职业岗位要求而拟开设的一门专业课程，是基于物联网相关工作任务的项目化课程。本课程设置的主要目的是结合企业和劳动市场的需求，培养学生从事物联网设计、管理与维护的核心职业能力，使学生能够分析、设计、部署中小型企业物联网的网络结构和应用服务，维护网络安全，监控网络性能，具备管理物联网所需要的技术基础和能力基础。

表2 物联网方向就业企业及工作岗位职责描述

2.2 课程内容开发

《物联网技术》课程既是一门物联网方向的基础课程，又是一门涵盖内容广，技术综合性强的课程，它涉及了物联网的概念、架构、设计、组建、维护、应用等各个领域，采用工学结合模式的项目教学法进行设计，课程的开设将促进高职学生对新技术的理解与学习，又将在拓宽学生的就业领域等方面起到较好的作用。

《物联网技术》课程按照学习领域认知、项目教学和综合实训的思路共设计了6个项目，18个任务，56个子任务，涵盖了物联网中的关键技术，主要包括：物联网的概念与应用，物联网的架构与技术体验，基于无线射频识别RFID的应用，无线传感网的组建与维护，现场总线网络的组建与维护，远程网络传输与多网络融合，小型物联网项目的设计与实施等内容。在每个项目中又提炼出各项关键技术的重要内容来设计成多个学习任务，例如在无线传感网的组建与维护项目中，包含了：感受短距离通信网和无线传感网，基于WiFi技术的传感网络，基于ZigBee的自组织网络，基于蓝牙技术的传输网络，无线传感网应用等任务，基本涵盖了无线传感网的重要知识点。图1为本课程的项目及任务，其中项目6中的四个任务为任选其一即可。

2.3 教材开发

在对多家物联网企业进行调研和对人才需求的充分分析的基础上，准确把握物联网人才的培养目标、就业岗位、典型工作任务及专业知识与技能，由学校和公司共同开发工学结合模式的校企合作教材。

2.4 师资培养

由于《物联网技术》课程涵盖的内容较广，涉及到无线传感网络（WSN）、传感器的应用与检测、无线射频技术（RFID）、现场总线技术、移动通信技术、物联网的设计与应用等多种技术，教师可能难以在较短的时间内深入的把握各项技术的内涵，可以请企业的专家与学校的教师共同讲述该课程，来培养教师的在教学内容和教学方法上的技能。

学校创造条件支持教师参与企业培训、项目合作开发，做到教学信息和市场同步。

2.5 实训室建设

物联网技术实训室的建设采用校企合作的模式，根据教学项目模块，采用先进的物联网产品进行设计、开发。它既可以为学生提供综合实训，也可以开展对外技术培训、职业技能鉴定工作。

3 结论及展望

本课程方案主要针对高职院校计算机网络专业的大专生，通过该课程建设可以拓宽学生对物联网的认识及相关技术的掌握，为学生从事相关领域的工作奠定基础。

随着物联网技术课程的开设，学生将进一步掌握信息技术的前沿知识，拓宽学生的就业市场，也为其它的物联网课程的开设及物联网专业的申报进行了探索和实践。

【参考文献】

[1]物联网“十二五”发展规划，工信部[Z].2012.

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部际建设协调领导小组组长、工业和信息化部部长苗圩

10月31日从工信部获悉，无锡国家传感网创新示范区部际建设协调领导小组第四次会议10月30日在江苏省无锡市召开。部际建设协调领导小组组长、工业和信息化部部长苗圩指出，要着力突破高端传感器等关键技术，推动智能制造、车联网等重点领域物联网规模应用。

苗圩表示，物联网已进入与行业深度融合发展的新阶段，要以五大发展理念为引领，认真总结过去经验，推动物联网有序健康发展，加快“中国制造”提质增效升级，为制造强国和网络强国建设作出更大贡献。他强调，要着重做好三个方面工作：一是构建产业生态体系，把握制造业与互联网融合趋势，形成特色鲜明的物联网产业集聚区，打造开放式创业创新平台；二是完善创新体系建设，着力突破高端传感器等关键技术，推动智能制造、车联网等重点领域物联网规模应用；三是增强公共服务能力，提升安全保障水平，健全完善政策法规，推动跨领域的物联网数据资源开放、共享和协同。他要求示范区坚持创新驱动，聚焦重点领域，带动产业集群发展，更好的发挥集聚效应、示范效应和带动效应。

江苏省政府省长石泰峰指出，建设无锡国家传感网创新示范区，是中央站在全局和战略高度作出的重大决策，对江苏来说既是难得的机遇，也是必须承担好的责任。江苏省将按照部际建设协调领导小组会议的部署要求，进一步创新思路举措，狠抓工作落实，着力攻克关键技术，推广物联网应用，力争早日把示范区建设成为具有国际影响力的物联网技术创新中心、产业创新中心和应用示范中心。

目前，无锡物联网企业达到1171家，从业人员突破15万，相关产业规模超过1688亿元，增幅连续三年超过30%，基本形成了涵盖感知、网络通讯、处理应用等各环节的完整产业链，示范区企业承接了全球30个国家、200多座城市和全国20多个省市的物联网工程，累计牵头和参与制定物联网国际标准10项、国家标准20项、行业标准25项。无锡市各类上市及新三板挂牌的物联网企业近40家，后备企业超过100家。

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中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）04-0076-03

0 引 言

21世纪人类社会正步入信息时代。世界正处在一场新的技术革命之中，这场技术革命的中心就是物联网。物联网概念的本质就是将人类的经济生活与社会生活、生产活动与个人活动都放在一个智慧的物联网环境中运行。物联网为人们提供了感知中国与世界的能力，也为技术创新与产业发展提供了前所未有的机遇。

2011年1月21日国务院正式颁发《关于加快长江等内河水运发展的意见》，要求利用10年左右时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系。为落实交通运输部“关于贯彻《国务院关于加快长江等内河水运发展的意见》的实施意见”，长江航道局2012年工作会议提出，加快数字航道和智能航道建设，到2015年基本建成长江干线数字航道，初步建成长江干线智能航道。随着长江“数字航道”建设的启动，长江航道信息化建设经历了一个快速的发展历程，在电子航道图建设、航道测量、信息基础设施建设等方面取得了一系列的成绩，已经初步具备由数字化向智能化转变的条件。要实现航道数字化向智能化的转变，就需要一系列诸如物联网、自动控制、人工智能等核心技术研究做支撑，其中物联网方面的部分关键技术尤为重要。

1 物联网的概念

物联网的概念产生于20世纪90年代，其英文名为Internet of Things（IOT），被视为互联网的应用扩展。应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。

物联网概念的兴起，很大程度上得益于ITU的年度互联网报告，但截至目前确切的说还没有形成一个公认准确的定义。根据目前对物联网技术特点的认知水平，在比较各种物联网定义的基础上，比较普遍的一种定义是：物联网是在互联网、移动通信网等通信网络的基础上，针对不同应用领域的需求，利用具有感知、通信与计算能力的智能物体自动获取物理世界的各种信息，将所有能够独立寻址的物理对象互联起来，实现全面感知、可靠传输、智能分析处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统[1]。

2 物联网关键技术

物联网的多样化、规模化与行业化的特点，决定了物联网涉及的技术种类非常多，本文需要从物联网应用系统设计、组建、运行、应用与管理的角度，将多种技术归纳为几项共性的关键技术。

2.1 智能感知技术

智能感知首先是RFID无线射频识别技术。RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。其关键技术主要包括产业化和应用两个方面。其中，RFID产业化关键技术主要包括标签芯片设计与制造、天线设计与制造、RFID标签封装技术与装备、RFID标签集成、读写器设计等；RFID应用关键技术主要包括RFID应用体系架构、RFID系统集成与数据管理、RFID公共服务体系、RFID检测技术与规范等。

其次是传感器与无线传感器网络技术。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器技术的发展主要表现在智能传感器与无线传感器两个方向。智能传感器的关键技术主要表现在传感器的系统结构设计方面。结构设计上除了需要具备自学习、自诊断与自补偿能力、复合感知的能力，还要具有灵活的通信能力。无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，有很多的关键技术有待发现和探索。从目前国内外研究现状来看，主要集中在以下几个方面：介质访问控制协议、网络拓扑控制与路由协议、节点定位、时钟同步、数据管理与数据融合、嵌入式操作系统和网络安全等。

2.2 嵌入式技术

嵌入式系统是一种专用的计算机技术，常作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式技术的关键研究点主要有专用芯片设计制造、嵌入式硬件结构设计与实现、嵌入式操作系统研究、嵌入式应用软件编程技术、微机电（MEMS）技术与应用等。RFID读写器、无线传感器网络节点就是目前比较流行的微小型嵌入式智能设备。随着信息技术的快速发展，嵌入式的尖端科技比如可穿戴计算机、智能机器人等应用将会为人类社会带来更大的便利。

2.3 移动通信技术

移动通信是指通信的双方至少有一方是在移动中进行的通信，包括固定点与移动点、移动点与移动点之间的通信。例如，人们平时常见的一个用户在行进着的火车、汽车上用手机与一个固定电话或另一个手机通信，或者是两个移动的手机之间的通信都属于移动通信。移动通信系统的关键技术主要包括以下方面：宽带数字通信基础理论研究、宽带调制和多址技术、频谱利用率提升技术、无线资源管理、无线电技术、网络安全和QoS、基于Mesh自组织网络的接入网络架构体系、基于智能重叠网的核心网体系、移动通信网络协议、射频电路和电磁兼容等。4G通信技术是继3G之后的又一次无线通信技术演进，我国的自主知识产权的移动通信标准TD-LTE正式成为4G的两大国际标准之一，标志着我国首次在移动通信标准上实现从“追赶”到“引领”的重大跨越。移动通信的另一发展方向就是机器到机器（M2M）的终端通信，M2M的潜在市场不仅限于通信业，由于M2M是无线通信和信息技术的整合，它可用于双向通信，如远距离收集信息、设置参数和发送指令，因此M2M技术可以有不同的应用方案，如安全监测、自动售货机、货物跟踪等。在M2M中，GSM/GPRS/UMTS是主要的远距离连接技术，其近距离连接技术主要有802.11b/g、BlueTooth、Zigbee、RFID和UWB。此外，还有一些其他技术，如XML和Corba，以及基于GPS、无线终端和网络的位置服务技术。

2.4 海量数据处理与融合技术[2]

面对物联网数据海量、多态、动态与关联的特征，物联网数据处理需要重点解决以下几个关键技术，分别是数据格式与标准化、信息融合技术、中间件与应用软件编程技术、海量数据存储与搜索技术、数据挖掘与知识发现算法。物联网的海量数据除了来自传感器节点、RFID节点以及其他各种智能终端设备全天候产生的数据外，各种物理对象在参与物联网事务处理的过程中也会产生大量数据，在进行海量数据存储时需要数据库、数据仓库、网络存储、数据中心和云存储技术的支撑。数据融合中心对来自多个传感器的信息进行融合，也可以将来自多个传感器的信息和人机界面的观测事实进行信息融合（通常是决策级融合）。提取征兆信息，在推理机作用下，将征兆与知识库中的知识匹配，做出故障诊断决策，提供给用户。在基于信息融合的故障诊断系统中可以加入自学习模块，故障决策经自学习模块反馈给知识库，并对相应的置信度因子进行修改，更新知识库。

同时，自学习模块能根据知识库中的知识和用户对系统提问的动态应答进行推理，以获得新知识。总结新经验，不断扩充知识库，实现专家系统的自学习功能。

2.5位置服务技术

位置服务（Location Based Services，LBS）又称定位服务，是由移动通信网络和卫星定位系统结合在一起提供的一种增值业务，通过一组定位技术获得移动终端的位置信息（如经纬度坐标数据），提供给移动用户本人或他人以及通信系统，实现各种与位置相关的业务。位置服务实质上是一种概念较为宽泛的与空间位置有关的新型服务业务。位置服务关键技术主要涉及位置信息的获取方法，GPS、GIS和网络地图应用技术，以及位置服务的方法。位置信息获取目前比较主流的方法有移动移动通信定位、基于无线局域网定位、基于RFID的定位、无线传感器网络定位等。

2.6 信息安全技术

物联网信息安全技术研究目的是保证物联网环境中数据传输、存储、处理与访问的安全性。主要关键技术有以下方面：物联网安全体系结构研究、网络安全防护技术、密码学及在物联网中的应用、网络安全协议等。

物联网安全体系结构的研究主要包括网络安全威胁分析、网络安全模型与确定网络安全体系，以及对网络安全评价标准和方法的研究；网络安全防护技术的研究主要包括防火墙技术、入侵检测与防护技术、安全审计技术、网络攻击取证技术、防病毒技术以及业务持续性规划技术；密码应用技术的研究包括对称密码体制与公钥密码体制的密码体系，以及在此基础上研究消息认证与数字签名技术、信息隐藏技术、公钥基础设施PKI技术、隐私保护技术等；物联网的网络安全协议研究主要包括网络层的IP安全协议、传输层的安全套接层协议（SSL）、应用层的安全电子交易协议（SET），以及它们在物联网环境中应用的技术。

3 物联网关键技术在内河航道的应用探讨

首先，应用RFID技术可以进行通航船舶流量的统计[3]。内河航道尤其是长江中下游，船舶运量非常繁忙，如何有效地分析统计某时段通过的船舶数量、船型、吨位和实际载货量，成为一个重要课题。运用智能感知技术，在通航船舶上安装RFID电子标签，在航道上安装读卡器，RFID电子标签内记载船舶的基本信息数据，以此建立一个基于RFID射频技术的船舶状态信息采集平台，就可以很好地解决船舶流量统计问题。若将其与电子航道图系统集成，应用效果会更好。

其次，应用ZigBee无线传感器网络技术可以开展航道数据的采集，构建“感知航道”[3]。 利用航道沿线的固定监控点作为基干，建立一个有线光纤基干网络，供视频数据传输。以基干网络的各监控点为中心，在每个监控点的航道沿岸周边，建立起由ZigBee技术构成的近地、自组织、低功耗的无线自组织网络（即无线传感网）。将各种传感设备（水位、值守传感器等）通过无线传感网络以无线方式进行连接，实现航段的无线覆盖和传感器热插拔。无线传感数据通过无线传感网络由最近的监控点传入有线基干光纤网络汇聚至设在指挥中心的传感前端服务器。这样，通过感知数据的自动采集和传输，就可以在航段构建一个航道感知网络，实现自动航道感知。

第三，应用位置服务技术可以实现航道维护船舶的动态监控。将GIS地图显示技术和GPS定位技术结合，利用位置服务技术对船舶当前所在的位置数据进行采集，通过GPRS/CDMA无线通信技术采集的数据发送到航道管理中心服务器，管理中心的航道船舶监控系统实时调用位置数据对航道船舶进行远程监控，在地图上实时了解辖区维护船舶的工作动态，可以达到很好的监管效果。

另外，应用云计算技术可以实现航道数据的分析和处理。随着物联网广泛应用于航道方方面面，各种传感器、船舶终端之间不可避免会产生大量动态数据。位于终端的数据处理单元配置相对较低，处理大量数据必然会力不从心，可能会达不到要求的时效性。通过应用云计算技术，让云端处理数据并将结果回传或直接传至航道数据中心，就可以快速准确地解决航道终端数据分析和处理的问题。

4 结 语

物联网的发展具有深厚的信息技术及相关专业的技术基础，有着强烈的社会需求，是社会信息化的深化和发展，是我国两化融合的切入点。随着物联网技术在内河航道应用的逐步深入，必将为推动数字航道向智能航道的转变提供强大的技术支撑，必将加快实现我国智能水运交通事业的发展进程，必将为内河流域百姓的生产生活带来更大的便利。

参 考 文 献

[1] 吴功宜，吴英.物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2] 刘仰华.物联网数据处理技术[J].信息与电脑，2012（7）：93-94.

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1 背景

随着计算机技术、互联网技术、无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术等飞速发展，物联网的研究和应用也得到快速发展，并越来越引起各国的高度重视。物联网甚至被称为继计算机和互联网之后的又一次信息产业革命。美国于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后，“智慧地球”框架下多个典型智能解决方案已经在全球推广；欧盟于2009年6月了全球首个国家级物联网发展战略规划；韩国和日本等发达国家也都分别提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化战略，其核心内容都是利用无所不在的泛在网络技术实现人与人、物与物、人与物之间连接，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。我国政府于2009年8月提出“感知中国”的战略构想，并由政府、科研院所和企业建立相关研究基地和成立物联网产业联盟。可见物联网技术以及相关产业已经成为各国下一个必争的战略制高点。而任何一个新兴产业和行业的发展，都需要大量的专门技术人才，物联网的发展同样也不例外。目前，我国物联网专业人才还非常紧缺，人才的培养还处于起步阶段，而大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担。在这样一个大的环境和背景下，国家教育部于2010年批准在35所高校设立物联网工程和传感网技术本科专业，并于2011年开始招生。另外，全国有将近20所高职高专院校以及独立学院开设了物联网工程专业。物联网工程专业是一个多学科高度交叉的新兴专业，如何培养出合格的、符合市场需求的物联网专业人才是高校面临的一个主要问题。南于物联网本身技术复杂、牵涉面广，涉及多学科的交叉，这就必然对人才的培养和专业建设都需要进行全新的考虑。笔者结合安徽理工大学物联网工程专业建设和实践，对物联网丁程专业人才培养和教学资源建设进行了一些初步的探索，为高校物联网工程专业人才培养和专业建设提供指导和参考

2 物联网工程专业的研究内容

2.1 物联网的体系结构

物联网的概念是1999年美国Auto-ID中心首先提出的，最初的定义是通过射频识别等信息传感设备把所有物品与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。现在普遍认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通对象实现互联互通，具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化特征的网络。从物联网的定义可以看出要实现物联网需要具有感知、通信与计算能力的智能信息传感设备等实现全面感知，借助现有的互联网和电信网来进行数据的可靠传输，以及数据的智能处理，进而实现人与人、物与物、人与物之间的互联互通和智能信息服务。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为4个层次：感知识别层、网络层、管理服务层和综合应用层。其中感知层是物联网信息的来源，包括各种类型的传感器、RFID标签和读写器、智能手机、智能家电以及智能测控设备等；网络层实现数据的传输，包括有线和无线网络的接人层、会聚层和核心交换层；管理服务层实现数据存储、处理的和智能决策服务等，包括中间件、数据存储与处理、数据挖掘与智能决策等；综合应用层实现不同行业的综合应用，包括智能物流、智能电网、智能交通、智能环保、智能医疗等。物联网4层体系结构如图1所示。

2.2 物联网关键技术和研究内容

由物联网的4层体系结构图可以看出：感知层是物联网应用的基础，位于物联网应用的最底层，也是物联网区别于传统互联网的重要方面之一。感知层主要涉及RFID技术、无线传感器网络和控制技术、短距离无线通讯技术等主要关键技术。物联网的应用层与具体的应用领域不同存在很大的差异，需要根据具体的应用来设计。物联网网络层的数据传输技术、无线通信技术以及管理服务层涉及的数据存储、云计算、数据挖掘等各种支撑技术都是物联网应用和研究过程中涉及的主要技术和内容。

由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的交叉，开设物联网相关专业的高校现有学科基础、专业设置以及研究内容的侧重点都会有所不同，因此在物联网工程专业的课程设置以及培养方案方面会存在的一定的差异。由物联网的4层体系结构，可以根据实际情况对物联网工程专业设置不同的研究方向，如电子技术和嵌入式技术基础较好的高校可以侧重于感知层设计和应用，计算机技术基础较好的高校可以侧重于物联网应用层和信息服务层，网络技术和通信技术基础较好的高校可以侧重于网络层和管理服务层，还有各相关交叉专业设置较为全面、研究基础较好的高校则可以在物联网的各层都平衡发展。具体设置什么样研究方向和培养方案，各高校需要根据自身的学科专业基础和特点以及高校的行业背景，设置具有自己特色和优势的培养方案和侧重研究方向。安徽理工大学是一所具有煤炭行业背景和医学特色的理工类高校，目前设有相关的专业有：计算机科学与技术、电子技术与仪器、网络信息安全、自动化、电子信息工程、通信工程、电气工程及其自动化等，具有较好的相关专业建设基础，尤其是面向煤矿自动化和信息化应用领域有着较强的优势。因此，基于学校的行业背景和专业基础现状，物联网工程专业的侧重点是物联网的感知层设计和应用，兼顾管理服务层的相关技术研究，如中间件等。重点应用领域是矿山物联网以及智能移动医疗，结合现有的网络信息安全和计算机科学与技术等相关专业，制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案。

3 物联网工程专业培养目标和课程设置

3.1 物联网工程专业培养目标

在高等学校本科人才培养目标的前提下，根据物联网专业的研究内容和市场需求定位，物联网工程专业培养目标是：具有宽厚扎实的基础知识，系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备网络技术、传感技术、射频识别技术、嵌入式技术、通信技术以及计算机技术等信息领域宽广的专业知识，具有综合运用所学知识解决物联网中信息获取、传输、处理问题的能力，能够从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、电子标签射频识别、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等工作。

通过相关课程的学习，掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、RFID技术等知识和专业技能；掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈，有线和无线网络技术原理，无线自组织组网、有线和无线网络拓扑以及网络安全技术等基础理论和关键技术；熟练并系统地掌握物联网应用系统集成、物联网硬件与软件设计、互联网应用等，具有综合应用所学知识解决物联网工程中实际问题的能力，包括：工程设计、设备制造、网络运营和技术管理中的实际问题等能力；掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广等知识，具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力；熟悉矿山物联网的架构、应用环境和关键技术，并能够进行系统设计和开发；熟悉物联网在智能医疗领域的应用技术，并在现有医院信息系统的基础上，进行移动医疗的智能终端、医疗传感设备、中间件、数据存储、应用系统的设计和开发等。此外，还应具有较强的创新意识、创造性思维能力，能综合运用多学科知识、技术和现代工程工具，将所学内容应用到其他行业和应用领域。

3.2 物联网工程专业课程设置

由于物联网工程专业是综合多学科的新兴专业，在课程的设置和教学内容的安排上还不够成熟和稳定，还处于探索阶段。需要根据专业培养目标和实际教学情况，不断地调整和优化课程的设置。目前，物联网专业课程设置基本上在现有较成熟的计算机科学技术和电子信息类专业的基础上，增加与物联网相关的核心课程，但侧重点是物联网技术及应用。结合学校相关专业课程设置现状，物联网专业课程分为以下几个主要模块：（1）公共基础模块；（2）专业必修课程模块：（3）专业核心课程模块；（4）专业任选课程模块；（5）跨学科课程模块；（6）实践课程模块；（7）素质拓展模块。各模块包含的主要课程如表1所示。

在课程的设置上既考虑了物联网专业的核心研究内容和专业特色，同时考虑到物联网专业是一门新兴的专业，还没有专门的硕士和博士学位点，目前基本上都是作为计算机或相关学科的一个研究方向，而计算机专业研究生入学考试的专业课实现国家统一命题，因此，在课程的设置上要能够和计算机科学与技术专业核心课程实现无缝对接，使得物联网工程专业培养的学生能够轻松实现进一步深造的愿望。基于这样的一种现状，学校物联网工程专业在必修课程模块和核心课程模块中分别开设了数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等相关的课程，同时开设了物联网导论、无线传感器网络、RFID原理与应用，能够满足学生专业学习和考研深造的需要。为了突出物联网专业知识，在专业任选课程模块中开设了大量与物联网和计算机相关和当前最为热门的课程，充分体现了该专业方向的知识面宽、技术先进等特点。跨学科课程模块的设置为进一步拓宽学生的知识面，了解煤矿行业的生产背景和主要技术装备，为以后从事煤矿物联网和数字矿山建设打下基础。实践课程模块的设置是培养学生动手能力和学习兴趣的重要教学环节，是达到学以致用的主要途径，是整个教学过程不可缺少的内容。素质拓展模块通过组织多种形式和内容的第二课堂教学活动，以培养学生创新精神和实践能力，促进个性发展，提高综合素质。

4 人才培养和教学资源建设

4.1 物联网工程专业人才培养

高等学校的使命是培养人才，高校需要根据市场的需求和自身优势以及综合其他因素来确定人才的培养模式。因此，对人才培养目标的定位能够全面反映高校对合格人才的理解和时代需求。安徽理工大学是行业特色鲜明、理工类为主的综合型大学，学校人才培养目标是：结合煤炭行业特色，培养“厚基础、高素质、强能力、善创新”的创新型人才和高级专门人才。在人才培养过程中要构建多元化、多目标的培养模式，同时充分考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求，努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。在学校人才培养目标的指导下，借助现有相关专业的培养模式和经验，并结合物联网工程专业的特点，对物联网工程专业的人才培养采用校企联合培养的模式。

安徽理工大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”高校，目前在计算机科学与技术专业以及其他电子信息类专业的卓越工程师培养计划和方案制定过程中积累了一定的经验，其核心培养方式是采取的3+X培养模式，主要措施是其中3年时间在学校进行相关基础课和理论课的学习，至少1年时间采取校企联合培养模式，通过将企业纳入到人才培养主体地位，可以进行订单式培养，大大增强学生对企业需求的了解和实践动手能力。真正体现“卓越计划”的3个特点，即行业企业深度参与培养过程；学校按通用标准和行业标准培养工程人才；强化培养学生的工程能力和创新能力。物联网工程专业主要是培养工程类的专门型应用人才，可以按照“卓越工程师”的培养模式进行培养。一方面是在现有教学资源的基础上，加强物联网专业基础理论和专业核心课程内容的教学，另一方面加强实践教学环节，尤其是引入相关企业的参与。目前，我校已与安徽徽斯顿电子科技有限公司以及安徽科艾网络技术有限公司签订了战略合作协议，联合培养物联网专业人才，由参与的公司提供相关课程的教学和实践环节的平台，并且公司有优先挑选优秀毕业生的权利。另外，安徽理工大学与附属医院安徽淮南东方医院集团也签订了合作协议，共同研究和制订数字移动医疗系统方案。移动数字医疗系统的实施可为学校物联网专业教师和学生提供了参与设计和开发的机会，同时也会为学生的培养提供很好的实习场所和平台。另外，安徽理工大学与两淮煤矿企业都建立了很好的合作关系，有着很好的合作基础，双方都在积极准备联合培养矿山物联网建设人才，进行校企深度合作，为拓展学校物联网专业人才培养提供了很好的实践和就业机会。此外，学校还与一些经济发达地区的相关企业建立实习基地，如上海、深圳、无锡、芜湖等，为学生进入工作岗位前提供深入企业实习机会，为进一步就业打下了坚实的基础。校企合作模式的效果已经在学校的一些专业取得了很好的效果，校企合作是物联网专业人才培养较为理想的模式。

4.2 物联网工程专业教学资源建设

物联网专业人才的培养，除了有定位准确的培养目标和合适的培养模式之外，还需要有配套的软硬件教学资源的支撑，教学资源是培养合格人才的重要保证。一个专业办学水平的高低往往与该专业的师资、实验室、教材、实习场所等建设水平有关。对于物联网专业这样一门新兴专业，面临的专业教学问题更为严重和急迫。学校在物联网专业建设过程中，相应地采取了一些有效措施来保证高水平的教学资源。

（1）物联网专业师资队伍的建设。这是所有教学资源中最为重要的部分，没有好的师资很难想象能够培养出优秀的人才。因此，学校和学院都非常重视教师的培养，培养的方式主要是从学院中挑选出一部分对物联网感兴趣而且嵌入式技术以及软件开发能力过硬的教师组建成物联网科研团队和教学团队，通过申请物联网相关课题展开物联网理论和应用研究，目前已有2项物联网相关的国家自然科学基金项目，5项省部级物联网应用课题，多项企业物联网应用横向课题，通过科研课题工作的深入展开和研究，大大提高了教师对物联网理论的理解和实践应用水平，对推动物联网专业的教学水平起到明显的促进作用。除此之外，学院利用寒暑假时间组织部分教师到北京、无锡、长沙等地参加“全国高校物联网专业教学和研讨”“高级物联网开发工程师物”等教学和专业技术的培训，通过培训进一步提高教师的物联网教学水平和专业技能，然后再通过校内的研讨和讲座带动更多教师物联网专业水平的提高。

（2）教材建设也是办好专业必不可少的环节。由于物联网专业是新建专业，虽然已经出版了一些不错的物联网方面的图书，但适合作为本科教学的好教材还是凤毛麟角，而且大多是技术类或普及类。因此，在教材的建设方面还有很多的工作需要做。我们根据开设的课程和目前已有教材的现状，挑选出相对较好的基本教材和参考书，通过大家阅读讨论，然后根据制定的教学计划，来确定讲授的内容和学生需要自学的内容，并整理教学讲义和课件，为后续教材建设做好准备。通过这一环节，充分提高了对教学内容细节的掌握和理解，也对物联网技术掌握得更为全面。

（3）实验室建设是实践教学环节的有力保障。为了能够满足物联网实验教学的需求，学院对物联网实验室建设投入了大量的建设经费，实验室采购了北京西普阳光教育科技有限公司的SimpleRFID射频识别实验教学系统，并向安徽福讯信息技术有限公司订制了无线传感网络教学系实验系统。在物联网实验建设过程中，物联网专业教学团队全程参与整个实验室建设过程，对系统的安装、调试、运行都进行全面掌握；并邀请物联网实验系统开发的T程技术人员给教师做专门的技术培训和讲座，进一步提高了教师的理论水平和实践水平。通过师资、教材和实验窜3个环节的建设，目前学校已经具有较高水平的物联网专业教学团队和完善的教学配套资源，完全能够按照既定的教学目标和计划来进行物联网专业人才的培养。当然，任何一个新的专业的开设，都需要一定时间的建设和完善，在建设的过程中要不断探索和完善，并借鉴其他高校的成功经验，及时修正不合理的方面。

5 结语

物联网工程专业的人才培养和教学资源建设，是所有高校物联网工程专业在办学过程中需要考虑和解决的问题，而特色人才培养模式和高水平教学资源建设是办好物联网专业的前提，因此，各个高校应根据各自不同的办学基础和行业特点，着眼于市场需求和自身的办学优势，在体现物联网工程专业共同特点的基础上，要突出物联网工程专业的行业特色，这样培养出的人才更能满足市场需求和具有更宽的就业面。

参考文献：

[1]吴功宜，吴英.物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，2012：1-5.

[2]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2011：3-6.

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1.协同做好顶层设计,提高自主创新水平。目前,由于普遍存在创新主体对自主创新重视不够,导致我省的自主创新能力还不够强。有的物联网企业认为自主创新投入大,短期内难以看到效益;有的政府管理人员则认为,自主创新周期太长且涉及多个部门难以协调,使用自主创新产品可能带来各种风险和相关责任。本文认为,政府应着眼于提高物联网自主创新能力和水平,站在国家战略高度协同做好顶层设计,充分考虑人与人、人与物、物与物连接有没有商业价值,怎么实现,有哪些关键技术要解决,在配套政策方面还做些什么等等,将物联网产业成为江苏省新的经济增长点。并向上争取更多的政策和资金支持,调动各创新主体的积极性和创造性,有效实现规划目标。

2.绘制江苏省统一协调的物联网产业技术路线图。以技术路线图集聚高端资源,使各创新主体根据产业技术路线图参与到物联网产业关键技术突破的各个环节,建立一个多方共赢的关键技术突破模式,协同推进物联网技术创新。所谓技术路线图,就是围绕物联网产业链,从技术的层面,找出要实现的技术目标,以及达到目标的路径,进而找到路径上的关键技术节点。技术路线图应该是物联网方面的专家学者、企业家、工程技术人员以及政府管理人员等经过深入调研和充分研讨后得出的。有助于从整体上加快我们的创新速度,提高创新效率。同时,还要积极推动国外物联网高端创新资源与江苏省物联网创新需求紧密对接,协同攻关。我们还应以企业为主体,在国内和国外同时建立功能互补的研发机构和辅助机构,更加高效地完成物联网先进技术的引进、消化、吸收和再创新,推动物联网科技成果向江苏省转移并形成长效的合作机制。

3.共同打造高端物联网平台团队,保证物联网产业协同创新可持续性。协同创新涉及的大都是物联网的关键技术。有效实现协同创新的目标,需要建立高端的物联网科技创新平台与人才团队。物联网平台是承担重大项目、产出高水平成果和可持续创新的基础;与各方密切合作,联合构建高水平的物联网平台,并相互开放和共享平台资源,是地方政府推进协同创新的重要着力点。在构建物联网平台的基础上,政府应围绕协同创新的目标,协助以南京、无锡、苏州为核心的地方高校及科研院所培养高素质的物联网领军人物和专门人才,联合组建创新团队,不断提高协同创新的能力与水平。

二、推进江苏省物联网产业协同创新发展的措施

1.完善高端人才的集聚与激励机制。根据江苏省物联网产业发展规划的需要,引进海内外高层次创新科研团队和领军人物,形成海内外人才的协同创新,加快物联网关键技术的突破。目前,在江苏省物联网产业化过程中,最薄弱的环节是物联网人力资本甄别和软资源运作。物联网人力资本甄别不仅可克服政府在引进物联网创新创业领军型人才方面的甄别能力不足,更重要的是可降低专业化风投企业对物联网人力资本的甄别成本,使风投资本能准确投入到有着巨大市场需求的物联网产业,提高风投的投资效益,吸引更多物联网创新创业人才和风投入驻江苏省。同时,在各省大力发展物联网产业的背景下,物联网相关人才的竞争将进入白热化状态,为避免相互争夺、挖墙脚的现象发生,需要及时完善用人、育人机制,落实物联网人才配套的各项政策,建立相应的激励措施。在吸引人才的同时,还要注意留住人才,保持人才相对的稳定性,培养和增强人才的归属感,才能使物联网产业保持旺盛的生命力,成为江苏省新的经济增长点。