物聯網工程的應用模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇物聯網工程的應用，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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關鍵詞：

物聯網；工程機械；監控

1物聯網

1998年KevinAshton第一次提出物聯網這一概念，在2005年信息社會世界峰會正式確定了這一概念，并對這一概念的特征、技術、發展前景等進行了相關闡述，之后歐美各國均提出了本國發展物聯網技術的規劃，我國物聯網技術發展起步與2009年總理提出的“感知中國”。物聯網技術是以各種信息傳感技術為基礎，對需要監控、連接、互動的物體進行信息采集，最終形成一個巨大的網絡，實現物與物、人與人、物與人之間的網絡連接，極大的方便管理和控制。該技術是對互聯網技術和通信網技術的外延，是將多項技術與應用結合的產物。物聯網技術具有實現全面感知、信息傳送、智能處理的特征。所謂全面感知就是利用各種信息傳感器和識別工具對物體進行相關的信息收集；信息傳送就是通過互聯網和通信網絡對信息進行傳遞和共享；智能處理就是將這些信息進行自動化的分析處理，最終實現智能化的控制和決策。

2工程機械物聯網體系與技術

工程機械領域的發展受到各國的重視，因為該領域的發展水平代表著國家制造業的發展水平，尤其是物聯網技術提出后對機械智能化的要求越來越高。當前物聯網技術已經進行了小范圍的應用，例如智能交通、智能家居等。工程機械物聯網體系的構建和相關的技術如下。

2.1工程機械物聯網體系

構建工程機械物聯網體系分為三個層次：感知、傳輸、應用。感知層是工程機械物聯網中網絡和現實的樞紐；傳輸層就是對數據進行傳輸和交換，使信息能夠進行相關的傳送和共享；應用是核心，對已經收集和傳輸的信息進行相應的處理，最終發揮物聯網的作用。工程機械物聯網有自己的特點，這些特點和工程機械領域的特性有關。工程機械物聯網感知層主要有壓力傳感器、液體傳感器、RFID標簽與讀寫設備，運動控制器、IO控制器、工業遙控器等核心驅動部件和負責機械設備定位和數據傳輸的移動終端，并且需要信息采集、信息融合、短距離傳輸等核心技術的支撐。傳輸層不僅包含互聯網和通信網結合的長距傳輸網絡，還有包括藍牙、WiFi等短距傳輸網絡，實現企業內部、企業與客戶、客戶與客戶之間的信息傳輸。應用層中包含高性能的服務器和處理軟件，實現海量信息的處理，為工程機械企業打造智能化的決策處理平臺。

2.2工程機械物聯網技術

工程機械物聯網技術與工程機械物聯網體系相關，也是分為三個方面，及感知層、傳輸層、應用層都有各自需要的技術。感知層需要的技術主要是感知識別技術，工程機械物聯網需要通過感知層獲取機械設備自身的狀態和機械設備工作的環境的信息。要提高工程機械設備的利用率、使用壽命，并對工程機械設備進行有針對性的保養，這些都需要獲取精準的工程機械設備的工作環境。工程機械使用的環境差別很大，這也就要求工程機械設備需要更為精確的傳感器進行信息的采集。感知層傳感器主要分為采集機械設備位移、角度、速度的運動傳感器；采集能耗、運行等工作狀態的檢測傳感器；采集機械設備工作位置、環境因素的工作環境類傳感器。采用相對靈敏、全面的傳感器，才能較好的利用感知設別技術將工程機械物聯網所需要的信息進行收集。傳輸層需要即插即用的標準化通信協議，建立工程機械物聯網會涉及到很多的通信網絡，同樣也會有較多的接入方式，缺少統一的標準化通信協議會導致這些通信網絡無法進行交互工作，影響數據信息的傳輸。因此在傳輸層需有一個統一的能滿足這些通信協議的標準化通信協議。工程機械設備作業時會被較為復雜的因素影響，這就需要機械設備物聯網要有即插即用的快速識別和通信協議，便于在復雜條件下進行工程機械設備的準確識別。工程機械物聯網在應用方面要有企業控制中心，通過該控制中心對各種工程機械進行監管、故障排除、快速服務。這種控制中心需要有兩方面的職能，一種是面向企業研發的，可以通過收集和傳輸的各種信息對機械設備的設計進行改進，研發更多的新型設備；一種是面向客戶服務的，可以建立相應的租賃、故障維修、設備分析等服務。

3物聯網在工程機械領域的應用及展望

物聯網在工程機械領域的應用主要是通過GPS、GPRS、互聯網等技術，將工程機械的工作狀態、工作位置、工作環境、運行情況等進行信息的收集，并通過智能處理系統對這些機械設備進行管控和服務、研發。物聯網運用于工程機械領域可以實現對工程機械的全壽命周期智能化管控。物聯網在工程機械領域的應用及展望如下：

3.1利用物聯網進行工程機械遠程監測

利用物聯網可以對工程機械的工作運行狀態進行實時監測，一旦工程機械發生故障還可以進行遠程的診斷。對機械進行遠程監測需要車載終端、數據傳輸、遠程監控平臺三個部分發揮作用。車載終端包括GPS、GPRS、RFID、GPRS，可以完成對機械運行的數據收集和上傳。數據傳輸主要由互聯網和GPRS組合而成，將車載終端上傳的機械運行數據傳送至遠程監控平臺，同時也可以傳輸遠程監控平臺指令。遠程監控平臺包含地理信息系統、設備信息系統、遠程故障診斷和維護保養系統。遠程監控平臺通過這些信息系統完成對工程機械的運行狀態查詢、故障預警、故障診斷、故障日志、維修保養日志等內容。如果單純的通過智能化的物聯網系統無法將故障排除，那么遠程監控平臺還可以推送相關的地理信息使工程技術人員盡快達到。

3.2物聯網應用于工程機械租賃

工程機械設備租賃與按揭付款在該市場較為流行，但是資金回收困難、用戶騙車逃跑等問題會給承租方帶來較大的損失。利用物聯網技術可以對工程機械安裝相關終端，一旦發生不償還資金、騙車逃跑等問題，可以直接實現工程機械的定位、鎖車等功能。物聯網技術應用于機械租賃可以較好的保護承租方的利益。

3.3利用物聯網技術建立手機服務平臺

目前智能手機的普及率越來越高，利用物聯網技術和手機軟件開發等手段，開發智能手機客戶端，為客戶建立手機監控平臺。采用這樣的方式可以讓客戶通過手機就能夠掌握其機械設備狀況，同時也便于機械設備制造商聯系用戶進行相關服務和技術指導。

3.4大數據利用

通過物聯網技術可以搜集大量工程機械相關信息數據，這些基礎數據有較大的利用價值。企業通過對這些數據的分析和挖掘有助于找出工程機械的不足加以改進，進而提高工程機械的品質；同時根據機械設備的使用狀況制定相應的制造和銷售計劃，更好的貼合市場；最后可以根據機械設備位置分析，在機械設備集中的區域有針對的設立服務網點。

4結束語

我國的物聯網技術和工程機械智能化的起步均較晚，物聯網技術在工程機械領域的運用還較少。物聯網技術在我國工程機械領域具有非常廣闊的應用前景。遠程監控、檢測和診斷是工程機械走向全面服務型制造的重要一步。

參考文獻：

[1]孫其博,劉杰,黎羴,等.物聯網:概念、架構與關鍵技術研究綜述[J].北京郵電大學學報,2014,33(3):2-9．

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隨著城市經濟的迅猛發展，作為重要垂直運輸工具的電梯已經廣泛應用于住宅樓、辦公樓、商場、地鐵等場所，是人們日常出行的重要交通運輸工具，因此也和人們的關系日益密切。人們不僅希望電梯能夠提供舒適、便捷的享受，更要求它能給予人們安全、可靠的保證。但是電梯事故時有發生，不斷觸動著人們敏感的神經，傷者的痛、死者的血警示著人們和社會，迫切需要我們更多地關注電梯安全，關心生命健康，切實讓我們的城市更和諧、更安全。

目前，上海擁有在役電梯總量已達14萬余臺，成為世界上電梯最多的城市。浦東新區現有在役電梯3.8萬余臺， 2007—2011年110聯動接警統計，電梯故障困人報警就高達1219次。由于電梯涉及城市公共安全、涉及民生，任何電梯故障引起的事故，公眾和新聞媒體都會高度關注，政府相關管理部門也會高度重視。韓正市長在今年的政府報告中明確了：“強化高層電梯運行”作為深入推進城市運行安全和生產安全的45項重點工作之一，并指出“進一步完善應急預案體系，提高應急處置能力 ” 。國家質監總局和上海市質監局歷來都將電梯的安全監管技術與應用研究列入質檢公益性行業科研專項主題研究之一。同時，國家質監總局領導也明確要求“積極探索現場監管方式的改革創新，強化現場安全監察。在工作環節上，要突出抓好動態監管，定期檢驗；在工作手段上，要積極采用現代信息技術，實現電子政務，加快建設安全監察信息網絡，對特種設備安全狀態實現動態跟蹤監督”。特別是《市質監局2012—2013年科技項目立項指南》將特種設備領域電梯、起重機械在線監測、故障報警、診斷和檢測方法的研究列入其中。

因此，如何對電梯實施有效的監控，及時處置電梯突發事件，確保電梯安全運行，已成為各級特種設備監察部門急需解決的重要課題。很多電梯事故案例表明，電梯一旦發生故障，有關方面若能第一時間獲得預警信息，第一時間進行應急處置，將能真正做到快速預警與高速處置一體化,將能大大提高電梯事故防范能力，最大限度地降低和減少電梯傷亡事故率。

從我國自身經濟發展的需求來看，對電梯設備施行預警應急管理，從宏觀上進行系統改造、更新已勢在必行；美國、德國、日本在此領域與我國同步，各有長短。從國內技術條件、研發力量來看，我們完全有能力建立不受網內設備數量級限制、地域限制，完全有能力研制更高、更新、符合管理模式的系統控件。我國必須加快建設和完善特種設備動態安全管理體系，超越國外同類項目管理水平，制定相應的管理新模式。從當前對電梯設備進行宏觀管理的角度分析，目前國內外還沒有符合多重管理需求的系統方案來滿足我國龐大的電梯市場。電梯突發事件預警應急管理及相關技術支持系統的研究工作尚處于起步階段，相關技術標準尚未制定。

已有的遠程監控產品部分是有線狀態，其最大的局限性是：網內設備受數量級限制（目前最多理論上可運行200多臺）、受小區地域限制，附加設備和破路敷設管線費用昂貴，對電梯本身系統要求也高。部分的無線產品其總體架構設計存在較大的局限性，有些僅起到類似“黑匣子”功能；有些僅能服務于某一品牌的電梯，無法解決適用寬泛的接口問題；有些僅局限于產品的單一功能上，未能從宏觀管理角度及技術經濟發展趨勢出發， 無法應對電梯突發事件引發的安全救援保障等一系列系統難題。

我們應從大都市大市場和普及應用電梯預警與應急管理綜合保障管理角度出發，運用科學技術加強“基于物聯網技術電梯安全監控示范工程應用研究”，提出適合國情的解決方案，來滿足公共安全的需求。

本示范工程的實施可產生較好的經濟、社會效益，主要體現在如下方面：經濟效益主要體現在：

1、減少電梯事故導致的人員傷亡，降低因此帶來的經濟損失；

2、電梯物聯網系統的工程實施方便，無須敷設管道，節約了因敷設管線而增加的材料成本、勞動力成本；

3、可有效降低政府部門在電梯使用過程進行安全監管的財政投入和人力投入等行政成本，落實使用單位和維護保養單位的主體責任。

對電梯使用單位：在關人故障發生的第一時間得到報警，縮短故障響應時間和處理時間，保障乘客生命和財產安全。實時掌握電梯運行狀態、歷史故障、維保記錄，提升電梯管理效率。

對電梯維保單位：實現維保工作過程管理，提供管理手段。提升服務附加值，增強企業競爭優勢。

對電梯監管部門：實現電梯信息化管理，提供全局管理統一管理方案。提升對電梯的監管手段和監管力度，縮短故障響應時間，提升應急救援能力。提高電梯安全運行，保障人民生命和財產安全，促進社會和諧。

特別是本示范工程的成功實施和推廣應用，會產生顯著的社會效益，一方面可有效促進公共安全的改進和強化，為我國的經濟建設、社會的和諧發展和人民的幸福生活創造安全可靠的公共環境；另一方面可有效地消除電梯傷害事故給公眾和社會帶來的負面影響。

在分析比較目前現有的電梯監控終端技術特點的基礎上，擬采用滿足無線物聯網的電梯安全監控終端來進行電梯主要故障的安全監測和數據傳輸；研究電梯主要部件的故障模式與表征，確定與安全相關的重點故障并進行安全監控，將電梯監控終端與物聯網絡進行技術集成，研發相應的軟件管理系統平臺，實現對監控數據的傳輸、存儲、查詢、統計分析與生成報表功能，從而實現基于電梯物聯網的安全管理目標和分級應急響應。

本示范工程的技術指標：

①監控終端工作電壓范圍：9-36v

②監控終端工作溫度范圍：0-50℃

③監控終端備用電源持續時間： 1.2h（6v）

④電梯物聯網數據傳輸速度：115200bit/s

⑤數據接口兼容RS232、RS485、RS422、CAN總線等

⑥短信報警同時群發16條

⑦語音報警信息：雙向通訊

⑧電梯物聯網系統容量：10萬臺。

圖1是本示范工程的工作原理圖

當電梯發生沖頂、沉底、停電、關人、停機、卡門、墜落等嚴重故障時，物聯終端將采集到傳感器的數據。物聯終端系統馬上做出反應，自動播放安撫音，穩定被困人員情緒，同時通過無線網絡(比如CDMA GPRS)傳輸到互聯網上。再由互聯網傳輸到電梯運行管理平臺（終端狀態監控）。管理平臺也馬上做出反應 通過互聯網和無線網絡實現手機報警。也能 讓使用單位 維保單位 監察部門從互聯網上得到報警信息。

我們開展《基于物聯網技術電梯安全監控示范工程應用研究》，旨在創新一種電梯安全管理模式和技術管理手段，利用物聯網技術對電梯安全運行狀況施行實時動態跟蹤監控，提高安全服務效率，加強電梯事故預警與應急救援技術能力，從而提高對突發公共事件快速反應和應急處置能力，為政府強化電梯安全監管和確保城市公共安全運行提供強有力的技術支撐。

參考文獻：

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近段時間以來，伴隨我國經濟、社會的迅猛進步，居民生活品質的提升，施工階段工程質量的檢測以及監督也變得更為關鍵。當前，在工程質量檢測階段，伴隨信息化技術的使用以及普及，工程化效率實現了大幅度的提升。物聯網技術是信息技術的分支，其進步快速，在工程質量檢測以及監管中的影響不容小覷。

一、 工程質量檢測的信息化態勢

當今時代是以互聯網電腦為主要信息平臺的時代。數字化、網絡化、信息化、經濟一體化是當今時代的特色。伴隨信息技術的迅猛進步，經濟一體化程度的加深，通過電腦技術、數據通信、網絡技術進行工程質量檢測是勢所必然。尤其是微型電腦技術的誕生，從2005年開始，工程質量檢測技術在自動化層面有了明顯的改進。工程質量檢測的數據是工程結構安全性以及工程效率達標的核心判據，確保其可靠性、精準性、公平性極為關鍵。

二、 物聯網技術在工程質量檢測中的運用

物聯網在工程質量檢測中的運用，就是將感應器鑲入檢測的對象中，之后對物聯網以及互聯網進行整合，從而實現精準檢測。

（一） 運用物聯網獲得全面的信息

在工程質量檢測階段，運用物聯網通過傳感器、電子標簽、射頻識別等電子設備精準讀取物體的信息，當中包括施工的溫濕度、建筑物所處方位、建筑物的施工動態等。運用物聯網能夠讓工程質量檢測更為系統、精準與可靠。

（二） 在施工質量監督中的應用

施工現場質量標準化管理作業牽涉到工程建設的整個流程，是質量管理的基本工作。完善這部分工作，有助于提升參建單位的管理水準、人員素養以及作業效率，有助于提升工程質量管理水準。

運用物聯網的全面感知以及及時傳輸功能，質量監管部門應構建各項目參與企業的檔案，方便及時檢索，讓監督流程更為公開化、大眾化，規避因為人工失誤而導致工程建筑效率降低。

（三） 在質量檢測流程監督中的運用

運用物聯網技術強化工程質量檢測中的監督檢測以及監督抽測，運用質量檢測成果與預計成果實施比對，之后獲得結論。依照具體狀況對一部分不合格的檢測流程進行改善，達標后另行檢測。

（四） 在健全檢測管理體制方面的運用

運用物聯網對結構實施定期檢測提示，將每一階段檢測的成果記載在案并保存，進而形成結構的質量安全檔案。如此，能夠對結構的質量情況形成全面、準確的理解，變更傳統檢測模式下檢測孤立、斷續的狀況。

通過上文的闡述，筆者的意見是構建工程質量檢測一體化管理服務平臺。

三、 基于物聯網技術的工程質量檢測一體化管理服務平臺的構建

（一） 概述

工程質量檢測一體化平臺即是指：在已有檢測模式的前提下融合管理模式，利用物聯網的信息化特征構建完成的，匯集質量檢測、監管與公共服務等多重功能的信息平臺。該平臺構建的初衷是為了讓工程質量的檢測以及監督更為科學、可靠。

（二） 功能應用

1. 檢測過程管理

過程管理的目標是對檢測的過程實施追蹤、提示并評價檢測成果，完成風險預警等。其是質量檢測監督的前提，也是平臺的核心構成部分。通常互聯網條件下，該流程管理分成三大類：即原始檢測數據備份以及處理、檢測業務過程追蹤、成果評價與風險預警。

2. 項目檔案管理

該功能是對每一項目實施信息化管控，其通常包含：項目備案、項目質量追蹤與項目質量評估三個環節。相較于檢測過程管理，項目檔案管理是針對整個工程的管理，當中包含若干個檢測流程。

工程備案是對目標項目的基礎訊息以及質量歷史的備份以及保存；質量追蹤是對每一項備案項目的質量情況實施追蹤檢測。通過預先訂立的工程質量定期檢測與災害檢測體制，對應用時期的結構實施到期檢測提示并記載檢測成果，形成該項目的健康記錄表；質量評估環節是在檢測完畢后，利用物聯網技術中的智能處理與專家系統對工程的質量情況實施評估，其是對若干項單項檢測結果的整合以及歸納。在此前提下，給出運用建議――比如檢修、加固或拆卸等。

3. 單位與人員資料檔案管理

該項功能是對各建筑、檢測單位與從業人員資質、有關經歷與信譽度的管理，方便監管機構對工程質量的把關。其功能通常包含：單位或個人的基本資料采集管控、對有關從業資質的管理、信用評估。

4. 公共服務管理

公共服務管理關鍵是為民眾提供有關項目的質量信息。其包括的功能通常是：質量信息檢索以及質量問題申訴等等。

一體化平臺功能的運用，還必須讓檢測人員、設備以及外部網絡進行輔助。筆者在下文中將對一體化平臺的運轉模式實施闡述。

（三） 一體化平臺的運轉模式

1. 檢測人員工地現場作業

檢測人員在施工現場運用無損檢測裝備或傳感器等物聯網設施對結構或構件實施原位檢測，采集檢測對象的原始參數并對參數實施初次處理，刪除操作失誤形成的參數。與普通無損檢測的差別是：檢測設施能夠完成數據保存、處理、短距離傳送以及GPS實時定位等作業。檢測所獲得的參數能夠迅速傳送到相鄰的網關并依靠外網上傳至管理平臺。監理人員依照現場檢測狀況，向平臺給出監理建議，系統會自動形成檢測匯報。

2. 外部通信網絡支持

外部通信網絡通常是為了檢測數據的傳送情況，為管理者與客戶提供有關服務的網絡條件。外部通信網絡能夠運用已有的互聯網以及移動通訊業務，確保參數傳送的實效性以及可靠性。而此時，必須與網絡服務商制定恰當的網絡支持形式。管理者與檢測者應通過身份認證方能登入系統，從而發出操作指令。

結束語：

綜上所述，將物聯網技術運用在工程質量檢測中，是明智之舉，并且有著強烈的時代烙印。通過構建以物聯網為基礎的檢測一體化平臺，能夠讓工程質量檢測與監督的流程更為科學化、實用化、可靠化，提升質量檢測的質量。物聯網是一類新式的網絡技術，其在工程質量檢測中的潛力是巨大的；而實現信息化的最佳途徑就是用好物聯網技術。

參考文獻：

[1] 王暄，蔣強，王h等.電光聚合物在全光技術實現THz波產生與檢測中的研究進展[J].光譜學與光譜分析，2014，（8）：2053-2059.

[2] 胡靜，胡佳佳，沈雯等.同時檢測沙門氏菌和炭疽桿菌磁致伸縮生物傳感器制備與應用[J].農業工程學報，2016，（5）：297-301.

[3] 周志艷，閆夢璐，陳盛德等.Harris角點自適應檢測的水稻低空遙感圖像配準與拼接算法[J].農業工程學報，2015，31（14）：186-193.

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一、引言

近年來物聯網可謂是愈演愈烈，已慢慢滲透到人們生活和工作的方方面面，物聯網是繼互聯網之后的一次技術性革命，能夠有效實現物體與物體之間、環境、狀態信息實時的共享，并進行智能化的收集、傳遞、處理、執行等多種指令，給現代生活和工作帶來了很大的便利性，得到了社會上下各方人員的關注和重視。我國目前已將物聯網上升為國家五大戰略性新興產業中的第二位，可見發展物聯網產業意義重大。建筑業是國民經濟的重要支柱產業，隨著科技進步，建筑結構形式復雜化，高科技含量、高使用要求使得建設工程施工工藝復雜、工序增加，這就要求建設工程不斷提高生產效率，實現管理精細化、高效化。傳統的工程管理理念和手段已經難以滿足人們對建設工程日益增多的要求。基于物聯網技術的信息化技術的應用，建設工程管理應尋找新的管理模式，可以很好地處理建設工程中的大量信息、將各施工階段信息資料聯系起來、避免信息孤島與信息回流現象；也可以很好地解決不同組織、不同專業、不同過程之間的信息壁壘等問題，實現高效管理。

二、物聯網技術應用于建設工程管理的系統要素

建設工程管理涉及的信息及相關影響因素量大、面廣、瑣碎，對建筑材料的全流程檢測涉及大量時間與空間信息，對建筑物全壽命檢測需要在建筑物每個主要承重構件上布置幾個到十幾個RFID。因此，在建設工程信息管理中需要大量的傳感器和龐大的數據存儲與處理系統。云計算的出現使得存儲和處理數據的價格大大下降，傳感器價格迅速下降，這使得在建設工程中大量使用傳感器、實現建設工程管理智能化成為可能。

2.1感知層

感知層是指通過RFID采集信息，使物體攜帶自身信息并實現流動數據更新累加。在建筑材料全流程監控管理中，感知層采集的信息主要包括：建筑材料的產品信息，運輸中形成的物流信息鏈，經手人員信息等。在建筑物全生命周期檢測中感知層主要采集的信息涉及主要承重構件的設計信息、驗收情況、使用中檢測信息等。

2.2傳輸層

傳輸層即網絡傳輸技術，用于解決網絡層的網絡接入、傳輸、轉化及定位等問題。由于無線局域網具有高移動性、抗干擾、安全性能強、擴展能力強、建網容易、管理方便等諸多優點，而建設工程信息量大、施工環境復雜，考慮到要實現對建筑物全生命周期檢測，應盡量采用較為先進的技術手段作為傳輸層，方便日后系統更新換代。以目前的科技水平看來，可以采用無線局域網作為建設工程管理的傳輸層平臺。

2.3應用層

應用層是展現物聯網應用巨大價值的核心架構，它旨在實現信息的分析處理和控制決策以及完成特定的智能化應用和服務的業務，從而實現物與物、人與物之間的感知，發揮智能作用。建設工程中，要求應用層具有海量存儲、數據管理與智能分析等功能。因此，應以云計算技術作為應用層集合分散在各地的高性能計算機上，為物聯網在建設工程管理中的應用提供服務平臺。物聯網應用于建設工程管理的構成要素如圖1所示。

三、建設工程管理中物聯網技術應用分析

3.1建筑材料全流程監控管理

建筑材料全流程監控管理指的是在建筑材料出廠時便在每個單元材料中埋入RFID，記錄材料的產品信息。在運輸中，以時間和空間信息形成物流信息鏈，直到建筑材料進場、投入使用。管理人員通過掃描RFID清楚地了解這批建材的全部信息。在進場時接收材料的管理人員要對產品質量進行初步評定，將檢查結果錄入RFID，進一步保證了進場材料的質量。當某單元建材出現問題時，通過掃描RFID可以明確責任人，減少責任推諉，提高管理人員的管理積極性。具體建筑材料全流程監控管理信息錄入如圖2所示。其中，使用部位指的是建筑材料具體用于建筑物的哪些部位，旨在方便日后管理。產品信息包括產品屬性、質量等級、生產日期、生產廠家等內容。

3.2建筑物全生命周期檢測

建設工程全生命周期檢測的具體做法是將具有應力感應功能的RFID在不影響構件結構功能的前提下放入主要承重構件中，如框架梁、框架柱等。根據構件的受力要求，RFID應布置在拉、壓應力較大處，并且錄入其對應的構件基本信息，如設計信息、建設單位信息、施工單位信息等。隨著工程的進行，不斷錄入新信息：驗收時錄入每個構件的驗收情況與驗收人員信息，投入使用后實時檢測每個構件，記錄每個構件的受力情況，消除安全隱患，使建筑壽命合理化。

3.2.1錄入基本信息

錄入基本信息是為之后驗收工作、安全測評工作及建筑物合理壽命鑒定服務的。基本信息主要包括項目建設單位信息、設計信息、施工單位信息。這個環節是實現建筑物全生命周期檢測的前提，錄入的信息越翔實、越條理，之后的工作就越省力。項目建設單位信息包括項目名稱、建設場地地址、建設單位名稱等，根據日后需要按需錄入。設計信息包括每個主要承重構件的圖紙編號、構件編號、混凝土級別、配筋信息、截面尺寸、設計單位、構件受力的設計限值等。施工單位信息主要包括施工單位名稱、項目負責人、具體某片區域管理人員等。錄入這些信息可以加快施工現場管理人員之間信息流通速度，明確責任人，提高工作效率與工程質量。

3.2.2提高驗收效率

工程驗收時，監理人員首先在RFID中錄入驗收日期、驗收單位及監理人員個人資料。驗收時掃描RFID，將構件設計信息與現場檢查結果核對，記錄自己對該構件的質量驗收結果。這樣可節省大量查閱圖紙的時間，減少由于管理人員素質等原因造成的質量問題，現場驗收結果有據可查，驗收質量得到保證。

3.2.3減少使用中的安全隱患

當工程竣工投入使用后，具有應力感應功能的RFID可實現建筑物全生命周期的監測。當構件應力超過允許值時發出警報，這樣可以及時發現有問題的構件，盡早做好維護措施，實現基于預防性的、有針對性的維護，在建筑物出現安全問題之前進行加固等措施。而不是浪費大量時間進行常規檢修，這就意味著零計劃外故障時間，即如果沒有突發性事件，建筑物不會出現安全問題。由于有些檢測需要局部破壞建筑物，采用RFID避免了原本沒有必要的破壞。由于可以及時解決安全隱患，所以采用RFID間接提高了建筑物使用壽命。

3.2.4建筑壽命合理化鑒定

當建筑物達到其設計使用壽命時，進行一次全方位的數據收集，即對建筑物體檢，根據RFID收集的檢測數據、匯總之前存入RFID的信息，分析該建筑物能否繼續使用或者需要何種維修措施，從而合理延長建筑使用壽命。在資源日益緊張的今天，人為規定建筑物使用壽命的做法無疑是一種資源浪費，重復建設造成大量人力物力的浪費。采用RFID可以使建筑壽命合理化，實現建筑物經濟效益最大化。

四、結語

物聯網作為一種新型技術手段，已經得到越來越廣泛的應用，但在建設工程管理中的應用較少。以物聯網的感知層、傳輸層、應用層為平臺，初步構思了建筑材料全流程監控管理和建筑物全生命周期檢測這兩種物聯網應用模式，以期將物聯網應用于建設工程管理，實現建設工程的智能化管理。

參考文獻：

[1]智慧城市的愿景與架構[J]. 許慶瑞，吳志巖，陳力田.管理工程學報. 2015（04）

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隨著物聯網技術的發展，物聯網技術在信息工程安全監理中得到了廣泛的應用。與此同時，物聯網的安全問題也日益引起有關專家的重視。因為物聯網場景中的實體都有一定的計算、反映與執行能力，因此若物聯網技術使用不當會影響到國家、社會與個人信息的安全性。

信息工程安全監理的物聯網架構

信息工程安全監理是指信息化工程項目建設過程中有關信息安全的監理行為。我國的信息工程安全監理體系是以IT市場為基礎的。通過物聯網技術將信息工程所出現的安全問題正確地傳遞給甲方，處理甲方與信息工程承建方的分歧。其主要工作是對出現的信息安全問題做出原因分析，以利于解決問題。采用物聯網技術來管理，最終目的是將信息安全問題消滅在萌芽之中。信息工程安全監理的物聯網架構分為四個體系，即信息工程安全監理體系、物聯網體系架構、中間體系與安全監理的物聯網平臺。信息工程安全監理的物聯網架構是根據信息化安全監理所涉及的領域多、監測范圍廣、操作不能間隔的特點，采用物聯網技術以對信息化工程建設過程中出現的信息安全問題來監理。信息化工程安全監理中需要監測操作者的安全、監測各類操作場景的安全、監測特殊產品的安全、監控人員聚集的地方、監控關鍵部位以及事故應急處理時對操作者、場景、物品的信息管理等。

物聯網技術

物聯網技術是使信息工程安全監理達到網絡化的關鍵。物聯網與計算機網絡有著密切的聯系，通過正規的射頻識別技術、物品編碼技術、無線通信技術等，來完善電子產品代碼，做到對單件產品在全球范圍內進行核查。信息工程實施過程中的所有設備通過物聯網技術配備一個EPC標簽，利用無線射頻技術，與信息工程有關的信息經由無線射頻技術在網絡中傳播，這樣一來監理只需按照食品上的EPC標簽，就能夠查到此食品在整個過程的相關信息，由此能夠對食品加工的全部經過進行監控，便于發現其不安全因素。通過給該系統應用RFID、數據采集、移動計算技術及數據庫設計等技術，實現了對在信息工程安全監理中借助移動計算技術、數據采集技術、數據庫設計技術來進行數據分析，這些技術對數據的監測能夠起到補充和校核的作用。經調查得知，采用神經網絡方法對信息工程安全監理系統進行識別是很十分有效的，并且訓練速度快。在識別之前，先用仿真實驗生成神經網絡的原始樣本，再按照信息工程的實際情況輸入神經網絡，同時制定適合的網絡結構，經由樣本學習產生可數據識別的神經網絡模型，然后就可進行安全監理數據的識別。

物聯網技術信息交互安全監理

隨著物聯網技術應用領域的不斷增加，感知網絡面對的信息逐漸多元化，已經涵蓋制造業、軍工等較多領域。其在應用中產生的信息安全問題則需要我們及時進行處理。因為網絡資源方面的限制，在確定安全監理方案時需考慮其特殊性，以做到使安全監理方案能有效地利用網絡資源。目前，有的學者已考慮在安全監理方案中應用數據融合技術、加密技術等，以增加物聯網技術的安全性。應用數據加密時，要注意分析網絡節點的存儲性。密鑰管理是數據加密應用技術的重點，其負責著有關密鑰的一系列活動，包括更新與保管等任務。在制定適合的應用方案的前提下，我們可按照無線感知技術體系、節點要求以及安全監理規定，確定密鑰管理有效措施。

例如應用分散處理措施，即先形成密鑰池，將各個節點做為密鑰環，完成網絡系統的組建之后，成立含有密鑰環的安全通道。為進一步發揮物聯網技術在信息工程安全監理中的作用，可改進技術方案。增加節點公鑰個數，以防止網絡受到攻擊，進而確保信息安全，利于安全監控。此外，可選擇適合的路由，科學應對節點，以使信息數據的輸送更加的及時準確。無線感知技術體系具有節點對等以及多跳傳輸的特點，如果破壞方進行設置惡意節點，便可能篡改路由，產生黑洞以及被病毒感染等問題。所以，信息工程安全監理需按照無線感知計算機體系特征以及物聯網技術要求，分析已經確定的安全路由應用協議，以避免網絡不良攻擊的負作用，增強物聯網技術的安全能力。

數據融合是物聯網技術的核心手段，如果其中節點受到破壞，便有可能出現融合節點不能分辨正常信息以及惡意數據的現象。為此，物聯網數據融合時需分析信息安全應用問題。可制定適合的融合管理辦法，加強數據信息的驗證措施，使用戶在節點受到破壞的情況下，仍能分辨出正常信息以及惡意數據。同時，應完善物聯網信息存儲機制，通過可信定位使節點獲取正確位置信息，以避免不準確定位產生的不好影響，進而提高物聯網感知信息安全水平，有利于信息工程安全監理。

結語

綜上所述，基于物聯網的信息工程安全監理主要分為4部分，即信息工程安全監理體系、物聯網體系、中間體系、安全監理的物聯網平臺。在進行信息工程安全監理時，以安全監理規范為依據，以物聯網技術為保障，對整個信息工程過程進行資金、質量、進度管理及合同、信息監理，以使信息安全。通過物聯網技術，革新了以往的神經網絡，提升了網絡的運行效率，從而進一步強化了信息工程安全監理，能更好地監控資金、進度與質量，減少信息安全隱患，確保信息工程項目順利實施。

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1.引言

物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID無線通信、傳感器與接口技術等把物品接入互聯網的網絡。1995年，比爾蓋茨在未來之路中提出了物聯網的雛形，2002年，麻省理工學院成立了Auto-ID Labs，聯合世界著名大學共同研究了RFID的關鍵技術，2005年，國際電信聯盟ITU正式提出了物聯網的概念，2009年，國家在無錫成立了物聯網的國家級基地，2010年，工信部和發展改革委員會出臺了一系列政策支持物聯網的發展。2011年，工信部了物聯網的十二五發展規劃。在此背景下，無論是珠三角地區還是長三角地區，都出臺了相應的政策支持物聯網的發展。

隨著新一代信息技術的發展，除了傳統的互聯網之外，移動互聯網逐步與物聯網融合，為地區實現產業轉型升級戰略提供了活力。與此相對應的是，隨著物聯網產業的逐步發展壯大，對物聯網工程的應用型本科人才培養提出了新的要求。在人才培養方面，人才的應用能力培養能否適應服務經濟轉型和信息技術的融合與升級換代成為本科院校教學和實踐能力培養的挑戰。

2.人才培養目標

物聯網工程是一門交叉學科，內容廣泛，覆蓋了電子、通信、計算機等多個學科，物聯網專業人才培養體系的建設，需要多學科相互合作，合理配置教學資源，組建多學科復合型的師資團隊，從產學研各個方面合作，共同制定物聯網工程的人才培養目標。在制定人才培養目標方面，堅持從工程中來、到工程中去的原則，人才培養與企業密切配合。深圳市三木通信技術有限公司是一家以研發和銷售新一代移動通信設備的企業，研發的項目是把新一代移動通信技術、RFID，物聯網有機結合在一起。在硬件方面，傳統的3G通信手機結合RFID通信技術從而構成移動互聯網與物聯網的有機結合。在軟件方面，則有RFID中間件，信息的獲取與編碼，信號傳輸與接收等方面，在更高層次上，則需要云計算技術，并且保證數據安全性。企業的這些項目主要運用于RFID手機錢包和物流管理，為高校的人才培養提供了實踐基礎。

物聯網工程人才培養目標要結合企業的用人標準，并與國內的產業結構相適應。因此，物聯網專門技術人才的培養目標為：掌握物聯網的基礎知識，熟悉各類物聯網專用的傳感器，掌握無線和有限傳感技術，熟悉電子技術，信息與網絡通信技術和計算機技術。具備物聯網的相關產品開發技術能力，具備構建物聯網子網絡與應用平臺的開發維護能力和應用推廣能力，具備物聯網技術支持和云計算技術的維護能力，具備物聯網平臺運營能力。

3.物聯網工程人才培養

物聯網的技術體系結構可以分為感知層、網絡層和應用層三大層次。其中，感知層的硬件可以分為各類傳感器、RFID技術、條碼和攝像頭等動作執行部件，并且包括數據采集和執行器控制等功能，在通信方式上，可以采用紅外、藍牙、WiFi、Zigbee及其他無線通信方式等短距離無線通信。在網絡層，采用PSTN、2G/3G移動網絡、互聯網、廣電網絡、專網等廣域網通信方式。在應用層，主要采用云計算、數據挖掘、數據安全等數據分析處理技術；在具體應用上，可以應用在移動支付的手機錢包、智能物流管理、智能醫療、智能農業、智能家居、智能電網、工業監控、城市管理、環境監測等方面。

通過對物聯網技術體系結構的分析，從這三個層次需要的核心能力是有所不同的。感知層偏重于硬件研發與設計，網絡層偏重于通信技術，而應用層則偏重于應用和運營維護。從學科來說，物聯網工程專業覆蓋了電子科學與技術、通信工程、計算機工程等學科，專業學科多，知識面廣，一方面反映了物聯網工程這個專業是一個多學科交叉融合的專業，另一方面，反映培養人才面臨門類太多的困難。通常情況下，由于科研基礎的不同和研發投入與力量的不同，研究型大學偏重于解決物聯網中的關鍵技術，應用型本科院校偏重于具體技術的研發和設計，高職類院校偏重于物聯網應用和運營維護。

結合應用型本科院校的實際情況，在人才培養方面，理論教學和實踐能力培養需要做到科學合理，突出口徑寬和有側重點的原則。專業基礎課程教學方面，除了傳統的包含電子技術基礎、信號與系統等電類通識的課程之外，突出物聯網基礎、傳感器與檢測技術、RFID技術和嵌入系系統等課程，重點講授物聯網的硬件基礎和軟件基礎，是物聯網工程人才具備物聯網感知層的設計開發和應用實踐能力。在專業課程方面，主要開設物聯網應用軟件技術、短距離無線通信技術、計算機網絡技術和現代通信網絡技術等課程，重點培養物聯網應用層的設計開發和應用實踐能力。在選修課方面，主要開設嵌入式操作系統、移動終端開發、IPv6、數據安全、云計算技術等課程，并開設物聯網項目工程管理等管理維護課程，拓寬知識面，培養物聯網的應用管理能力。在實踐能力培養方面，主要開設電子技術、嵌入式系統、RFID技術等與物聯網相關的實訓項目，突出學以致用的動手能力。在感性認識方面，開設RFID具體應用如HFRFID的門禁管理系統、UHFRFID的物流管理系統等課程實踐項目，加強對RFID和物聯網的感性認識。在校企結合方面，通過校企聯盟，參與RFID手機錢包和3G移動物聯網的物流園建設等項目，更加貼近工程實際項目，提高物聯網工程人才能力培養的針對性。

通過以上課程設置與能力培養，應用型本科院校培養的人才既有開發設計能力，又有物聯網工程應用能力，能夠滿足地區物聯網基礎發展的需要。

4.結語

物聯網是一個新興的產業，有著良好的市場前景，對人才的需求非常迫切。物聯網本身是一個多學科交叉的產業，在人才培養方面，應用型本科院校需要結合實際情況，不可能做到面面俱到，應有所側重，著重于有一定研究開發能力并有工程應用能力的人才培養。

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【中圖分類號】 TU753.4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1727-5123（2012）06-002-02

PCMW工法，是一種新型深基坑支護方法，就是通過多軸深層攪拌機鉆頭將土體切散至設計深度，同時自鉆頭前端將水泥漿注入土體并與土體反復攪拌混合，為了使水泥土拌合更加均勻液化還在鉆頭處加以高壓氣流掃射土層。在制成的水泥土尚未硬化前插入預應力管樁，如此就形成了連排樁式地下樁墻，這充分發揮了水泥土攪拌的止水優點，管樁擋土的作用，最終構成深基坑側向支護體新結構。

1 工程地質、水文概況

南京郵電大學物聯網科技綜合樓，位于南京市新模范馬路北側，其主樓高28層，裙樓4層，地下室2層，框架-剪力墻結構。基礎埋深10米，設計±0.00標高暫定為11.00米。

根據野外鉆探、原位測試及室內土工試驗資料，勘探揭示的基坑開挖影響深度范圍內的巖土層性狀描述如下：

1層雜填土：雜色，松散，主要由建筑垃圾和粘性土組成，含碎磚、碎石等硬雜質10～40左右，填齡一般大于5年。場區普遍分布，厚度：0.80～3.30m，平均2.22m；層頂標高：10.50～11.35m，平均10.81m。

2-1層粉質粘土：灰黃色，軟塑，低塑性，稍有光澤，中等干強度，中等韌性，無搖震反應。場區普遍分布，百度：0.40～3.90m，平均2.20m；層底標高：7.35～9.95m，平均8.43m；層底埋深：0.80～3.60m，平均2.37m。

2-2層粉土夾粉砂：灰色，或灰黃色，中密，局部稍密，很濕，搖震反應迅速，無光澤反應，低干強度，夾稍密粉砂。場區普遍分布，厚度：3.10～10.40m，平均6.62m；層頂標高：4.70～7.11m，平均6.21m；層頂埋深：3.60～5.80m，平均4.59m。

2-2A層粉質粘土夾粉砂：灰色，軟塑，稍有光澤，中等干強度，中等韌性，無搖震反應，夾稍密狀粉砂，局部呈互層狀。場區局部分布，厚度：0.70～7.00m，平均3.42m；層頂標高：-2.09～3.50m，平均0.00m；層頂埋深：7.00～13.00m，平均10.77m。

3-1層粉砂：青灰色，中密，飽和，顆粒成分主要為長石、石英、云母，級配一般，局部夾薄層軟塑粉質粘土。場區普遍分布，厚度：7.20～12.60m，平均8.97m；層頂標高：-5.03～-0.89m，平均-3.26m；層頂埋深：11.50～16.00m，平均14.05m。

3-2層粉細砂：青灰色，密實，飽和，顆粒成分主要為長石、石英、云母，級配一般。場區普遍分布，厚度：10.60～15.50m，平均13.15m；層頂標高：-14.45～-10.95m，平均-12.23m；層頂埋深：21.70～25.20m，平均23.03m。

3-3層粉質粘土：灰色，可塑，局部硬塑，稍有光澤，中等干強度，中等韌性，無搖震反應，局部含少量卵礫石。場區普遍分成，厚度：1.80～8.70m，平均5.65m；層頂標高：-27.30～-23.65m，平均-25.24m；層頂埋深：34.30～38.30m，平均36.01m。

2 基坑支護設計

本工程基坑深度11.1～11.6m，屬于一級深基坑，要求基坑支護安全可靠。基坑支護采用三軸深層攪拌樁（ф850×23700@1200）內插預應力管樁（GZH-800Ⅲ-160@1200～19000）的復合擋土與止水支護方式，基坑設二道鋼筋混凝土支撐（900×800、800×700），基坑內設疏干排水井。

3 三軸水泥攪拌樁施工

管樁主要施工工藝為：場地平整、測量放線、挖掘導槽、管樁插前定位、樁機就位、漿液制備、注漿攪拌、管樁吊裝、插管樁。

套接一孔法施工工藝：為了保證攪拌均勻、樁孔垂直、搭接有效，三軸攪拌樁采用套接一孔法施工工藝，即沿擋墻方向間隔一孔攪拌施工第一遍（俗稱“大幅”）后，回頭套接“大幅“一孔施工間隔空位部分（俗稱“小幅”），在套接孔內插入預應力管樁。

3.1 場地平整。①三軸攪拌機施工前，必須先平整場地，軟弱或溝塘區域用建筑垃圾回填碾壓，確保接地耐壓力不小于100KPa；②現場施工區域內淺層埋設地下管線時，應做好標記，上鋪設走道板及鋼板后方可行走，如管線比較敏感，則應合理遷移；③場地平整的基本要求是在走道箱板或鋼板鋪墊條件下滿足大型機械（攪拌樁機與70噸吊機）帶負荷行走。

3.2 測量放線。①為防止支護樁侵入基坑內邊線，管樁中心線可向外偏差100mm，溝槽寬度1200mm；②在溝槽外側1.5m設置樁位相對控制線（點），以便控制攪拌樁與管樁樁位的準確與便利定位。

3.3 挖掘導槽，清理障礙。①用挖土機開挖溝槽，溝槽寬度1.2M，深度至少2.0M；②發現有地下障礙物時，應挖除干凈，如果需要開挖較深與較闊時，要用素土回填至地面，碾壓結實后再重新開槽；③開挖溝槽時如遇地下管線，應插旗警示，合理安排樁位，管線位置作為縫處理。

3.4 管樁插前定位。平行溝槽方向并在溝槽的外側放置定位H型鋼，規格為700×300×13×24，然后在H型鋼上刻畫出，再在平行管樁的中心線，側定出H型鋼的標高。定位型鋼必須放置牢靠，必要時用電焊進行相互連接固定；預應力管樁定位采用專用定位裝置。

3.5 樁機就位。①攪拌樁機應平穩地就位，履帶平行溝槽方向，攪拌護筒三點與樁位相對控制線（點）對齊，調整樁架垂直度；②正式攪拌前，施工質檢人員用卷尺檢查鉆頭底心與樁位相對控制線點的距離，偏差值應小于2cm

3.6 漿液制備。實際操作過程中采用專用攪拌桶制備水泥漿液，攪拌桶內設制水容量控制裝置，先定量控制每桶用水量（設備每桶額定水量1000kg），然后根據水灰比，計算并螺旋管稱量相應每桶水泥用量（水灰比1.5時，每桶水泥量625kg），則每桶制漿量1160L，將攪拌桶的水泥漿儲存到儲漿池內，由注漿泵泵至攪拌樁內。

3.7 注漿攪拌。攪拌參數包括標準幅面積、水泥摻入量、大幅與小幅用漿量、水灰比、下沉攪拌速度、上提攪拌速度、注漿排量。

第一，攪拌與注漿施工時，應保證前臺（攪拌）與后臺（供漿）的密切配合，禁止斷漿；第二，開始攪拌時，先噴漿，再攪拌鉆進。如因故停漿，應在恢復壓漿前將三軸攪拌機上抬0.5m后再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續性；第三，因故擱置超過2h以上的拌制漿液，應作為廢漿處理，嚴禁再用；第四，三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度。下沉速度0.6～0.8m/min，提升速度0.8～1.0m/min，在樁底部分適當持續攪拌注漿，開挖面以上適當控制下沉速度及提升速度，做好每次成樁的原始記錄；第五，攪拌樁施工時應嚴格控制攪拌樁架垂直度，以保證攪拌樁體的垂直度，要求垂直度控制在1%內。

4 內插管樁的施工

4.1 管樁插入的工藝流程。管樁的插入是在三軸攪拌樁采用套接一孔法插樁法的施工工藝，即沿擋墻方向間隔一孔攪拌施工第一遍（俗稱“大幅”）后，回頭套接“大幅”一孔施工間隔空位部分（俗稱“小幅”），在套接孔內插入預應力管樁。

4.2 管樁沉樁、送樁方法。平行溝槽方向并在溝槽的外側放置定位H型鋼，規格為700×300×13×24，然后在H型鋼上刻畫出，再在平行管樁的中心線，側定出H型鋼的標高。定位型鋼必須放置牢靠，必要時用電焊進行相互連接固定；預應力管樁定位采用專用定位裝置，如圖2所示。

依靠管樁的自重在攪拌孔內緩慢自沉，基本可以到達設計標高。

如果由于攪拌沉淀影響，尚有1-2m未自沉插入，則采用DZ90振動器液壓鉗夾緊送樁器，依靠強迫共振沉樁，實踐證明效果很好。

4.3 管樁樁頂標高控制措施。一般情況下管樁可以靠自重下沉到設計標高，少部分高出或低于設計標高，對于此部分的管樁采取以下措施控制：①當管樁樁頂標高高于設計樁頂標高2m以內時，采用振動器助沉的方法；②當管樁樁頂標高高于設計樁頂標高大于2m時，原則上不采用震動助沉的方法，而是將管樁拔出，重新施工深攪樁后插入管樁；③對于樁頂標高低于設計標高時，此部分只有極少部分，采用以后圈梁施工時用鋼筋混凝土接樁的措施；④當管樁采用助沉后仍然無法到達設計標高時，如可以拔出管樁，采用再次攪拌的方法；如管樁無法拔出，根據現場實際情況采取補樁措施，高出部分管樁用切割工具割除。

4.4 管樁垂直度控制措施。管樁的垂直度控制主要靠三軸深攪的垂直度控制、孔口定位控制和沉樁垂直度控制聯合保證，其中三軸深攪的垂直度控制非常重要。

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作者簡介：朱金秀（1972-），女，江蘇常州人，河海大學計算機與信息學院（常州），副教授；韓光潔（1972-），男，黑龍江伊春人，河海大學計算機與信息學院（常州），副教授。（江蘇常州213022）

基金項目：本文系國家“物聯網工程”特色專業建設項目、江蘇省高等教育學會“十二五”高等教育科學研究規劃課題“‘卓越計劃’課堂有效教學方法”（KT2011174）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）16-0067-02

物聯網（Internet of things，IOT）的概念是在1999年提出的，根據2005年國際電信聯盟（ITU）的定義，[1]物聯網主要解決物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之間的互聯。這一高度交叉的新興前沿領域在國際上備受關注，美國IBM公司基于物聯網提出“智慧的地球”概念；中國科學院早在物聯網概念誕生之初就啟動了傳感網研究。2009年，無錫物聯網產業研究院成立，總理考察時提出“感知中國”的概念。2010 年3 月9 日教育部網站發出通知：我國擬針對互聯網、綠色經濟、低碳經濟、環保技術、生物醫藥等國家決定大力發展的重要戰略性新興產業，在高校本科教育階段設立相關專業。這其中就包括增設物聯網專業，以期為重要戰略性新興產業——物聯網相關產業培養高素質人才。

自2010年7月教育部批準30余所高校院系建設物聯網工程專業以來，中國電子學會物聯網專家委員會、教育部電子信息與電氣學科教學指導委員會、教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會一直高度關注物聯網及相關專業建設。全國高校物聯網及相關專業教學指導小組組織高校在物聯網專業的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養等方面進行了一系列的探索，國內高校也根據自身的情況對物聯網工程專業的課程體系進行了探索。[2-4]2010年7月，河海大學（以下簡稱“我校”）成為首批獲批物聯網工程專業的30所大學之一；2011年3月，我校物聯網工程專業成為第七批國家特色專業。物聯網目前屬于新興產業，中國高校剛剛開始開設物聯網工程專業，沒有成熟的經驗可以借鑒。筆者近年來致力于物聯網工程專業建設，分析物聯網工程專業的知識體系及核心知識領域，力求歸納物聯網工程專業建設的專業共性基礎，并結合我校特色，構建了物聯網工程專業的課程體系，以期為兄弟高校物聯網相關專業課程規劃拋磚引玉。

一、物聯網的技術體系分析

在業界，物聯網大致被公認為有三個層次，[1，5-7]底層是用來感知數據的感知層，第二層是數據傳輸的網絡層，最上面則是內容應用層。

感知層包括傳感器等數據采集設備，包括數據接入到網關之前傳感器網絡。感知層是物聯網發展和應用的基礎，RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通訊技術是感知層涉及的主要技術。

網絡層將建立在現有的移動通訊網和互聯網基礎上，其主要功能是直接通過現有的互聯網或移動通信網（如GSM、TD-SCDMA）、無線接入網（WiMAX）、無線局域網（Wi-Fi）、衛星網等基礎網絡設施，對來自感知層的信息進行接入和傳輸。網絡層中的感知數據管理與處理技術是實現以數據為中心的物聯網的核心技術。感知數據管理與處理技術包括傳感網數據的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數據決策和行為的理論和技術。

物聯網應用層利用經過分析處理的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務。云計算平臺作為海量感知數據的存儲、分析平臺，將是物聯網網絡層的重要組成部分，也是應用層眾多應用的基礎。

物聯網各層次間既相對獨立又緊密聯系。為了實現整體系統的優化功能服務于某一具體應用，各層間資源需要協同分配與共享。以應用需求為導向的系統設計可以是千差萬別的，也不一定所有層次的技術都需要采用；即使在同一個層次上，對可供選擇的技術方案也可以進行按需配置。

二、物聯網工程專業知識體系分析

所謂專業體系就是把一個專業領域內的專業知識組織成專業干線清晰、知識點層次分明、結構銜接完整的一個知識框架。在分析物聯網技術體系的基礎上構建物聯網工程專業的知識體系，“物聯網工程”知識結構中的專業知識部分應能夠構成物聯網整體的框架并體現其關鍵技術。因此物聯網工程專業知識體系應包括感知層、網絡層和應用層的知識和系統整體架構與優化的知識。對應的核心知識領域為：對應于感知層為射頻識別技術與無線傳感器網絡的技術；對應于網絡層為通信與網絡技術、異構網絡互聯與協同技術；對應于應用層為數據處理技術和信息安全技術；對應于物聯網整體的框架為物聯網應用系統設計和物聯網工程規劃與設計。

基于以上討論，物聯網工程專業的知識體系要能實現這樣的培養目標：培養造就具有物聯網技術基礎理論、物理信息系統標識與感知、計算機網絡理論與技術和數據分析與信息處理技術等相關專業知識；具有物聯網及其相關領域的系統、網絡、終端、協議等方面的研究、設計、開發能力以及組織和實施物聯網應用項目的能力；并在創新和創業意識、競爭和團隊精神以及外語運用能力等方面有良好的素養，能適應國家現代化與信息化建設需要，為我國工業化和信息化融合、為信息產業服務的高層次、高素質的復合型和創新型高等工程技術與管理人才。

三、物聯網工程專業核心課程構成

物聯網工程專業課程體系應盡可能多地覆蓋本專業的知識體系。圍繞物聯網工程專業涉及的學科知識領域和知識點，該專業知識部分由四個部分組成：基礎類、感知類、網絡與通信類、數據處理與領域應用類。

基礎類課程為：數理類課程，例如高等數學或離散數學、線性代數、概率與統計、物理等；電路類課程，例如電路、模擬電子技術、數字邏輯與系統、高頻電子電路等；程序類課程，例如程序設計語言C、數據結構與算法、Java語言程序設計等。感知類課程為：射頻技術（RFID原理及應用）、傳感器技術（與設計）、微機原理與接口、模式識別與狀態監控、物聯網定位技術、數據獲取與信息處理系統等。網絡與通信類類課程為：計算機網絡、射頻技術與無線通信、通信原理、無線傳感器網絡原理、短距離無線與移動通信網絡、物聯網數據庫技術等。數據處理與領域應用類課程為：物聯網工程導論、信號與系統、數字信號處理、嵌入式系統設計、云計算與云存儲、定位應用開發技術、物聯網工程規劃與設計、物聯網系統綜合設計、移動開發等。

四、物聯網工程專業課程體系構建探索

物聯網工程專業是以應用為驅動的專業，專業人才的培養根據專業共性基礎和我校在物聯網方面的領域區域特色。因此我校培養模式堅持以水利特色為主導，發揮水利學科的傳統優勢；整合優化專業課程體系設計包括學科基礎課程群、物聯網工程專題課程群，使學生有興趣、有研究、有實踐地學習專業領域的知識，逐步地、系統地增長工程實踐能力、創新能力與科學研究能力。

學科基礎課程群：按基礎類、感知類、網絡類、應用類將相關課程分為四大課程群，有效克服每門課程各自為陣造成的“內容重復、銜接不緊”等弊端。物聯網工程專題課程群：根據專業共性基礎和我校在物聯網方面的領域區域特色，重點建立無線傳感網技術、物聯網應用開發兩個方向，明確制定各方向的課程體系，為學生提供充分的選課空間和時間，使學生的個性得到充分發揮。

1.無線傳感器網絡

該方向側重無線傳感器網絡與應用的研究，強調物聯網傳輸與網絡層的開發與實踐。通過課堂教學與實踐、畢業實習以及前沿技術講座等多種形式，學生將掌握扎實的無線傳感網絡的基礎理論，具有無線傳感網絡及應用軟件的開發和研究，方向重點是物聯網網絡層和感知層的研究與設計。

2.物聯網應用開發

該方向側重物聯網應用技術的研究，強調物聯網應用層的開發與實踐。通過課堂教學與實踐、畢業實習以及前沿技術講座等多種形式，學生將掌握扎實的物聯網技術的基礎理論，系統掌握物聯網基礎及應用軟件的開發方法和開發工具，方向重點是物聯網網絡層和應用層的研究與設計。并增加水聲通信技術、水聯網及水環境檢測應用作為我校的行業特色。

綜上所述，我校的物聯網專業課程體系結構如圖1所示。

在課程設置中，把行業應用特色納入個性化課程、專業課模塊，形成學術型和技術型兩套既有共性、又有個性的課程體系。該課程體系堅持以水利特色為主導，夯實基礎教學，為學生未來發展創造條件，以方向選修課為平臺，拓寬學生的知識和認識視野，妥善化解突出特色和拓寬視野間的矛盾。

五、結束語

物聯網工程專業不是以理論為主導，重點是工程應用，教學應該由應用來驅動，時刻做好準備，不斷調整教學內容。課程設置及內容應重在特色，在實施過程中，將高度重視特色專業點建設工作，大力加強課程體系和教材建設，改革人才培養方案，強化實踐教學，加強教師隊伍建設，緊密結合國家經濟社會發展需要，推進專業建設與人才培養，切實為同類高校相關專業建設和改革起到示范和帶動作用。

參考文獻：

篇9

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）10-67-03

Probe on the training mode of Internet of Things engineering specialty applied talent

Kong Rui， Zhang Bing

（College of Electrical and Information， Jinan University， Zhuhai， Guangdong 519070， China）

Abstract： The training of application oriented personnel of Internet of Things engineering specialty is studied； the training program and training mode are expounded and used in the construction of the Internet of Things engineering specialty of the school， to have obtained a better training result. This study can provide a reference for the construction of other engineering specialty.

Key words： Internet of Things； application oriented personnel； talent training mode； specialty construction

0 引言

物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮[1-2]。“物聯網工程”是一個圍繞“戰略新興產業”設立的新專業，2010年開始教育部進行了物聯網相關專業審批，截至2015年6月，國內已經有近250個高校開設了“物聯網工程”專業。“物聯網工程”專業具有鮮明的特點：綜合性、交叉性、應用性[3]，涉及電子、計算機、通信等多領域相關專業知識。“物聯網工程”專業培養的人才，不僅要掌握傳感器、微處理器、嵌入式理論和相應的應用軟件技術，還要掌握通信原理、計算機網絡、無線傳感網絡以及3G/4G無線網絡等新技術[4-5]。“物聯網工程”專業應用的多樣性，要求我們必須培養寬口徑人才，既要重視基礎訓練，更要培養應用系統綜合開發能力。“物聯網工程”是應用性非常強的學科，僅傳授理論知識是不夠的，一定要立足實踐，從應用入手。

1 社會對“物聯網工程”專業人才的需求

黨的十做出了堅持走中國特色新型工業化、信息化道路，推動信息化和工業化深度融合等一系列戰略部署；我國已把物聯網列入《國家中長期科學技術發展規劃（2006-2020年）》和2050年國家產業路線圖；至2015年底，中國物聯網整體市場規模達到7500億元，預計未來幾年我國物聯網行業將持續快速發展，年均增長率30%左右，到2018年，物聯網行業市場規模將超過1.5萬億元，物聯網在制造、物流、交通、電力、安防、醫療、環保等領域得到了廣泛的應用。

《廣東省關于貫徹落實國務院部署加快培育和發展戰略性新興產業的意見》將“物聯網列為重點發展領域”；《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要》指出“建設南方現代物流公共信息平臺”，率先發展“物聯網”；廣東省先后組織了“粵港RFID產業聯盟”、“廣州電子行業協會RFID專業委員會”、“RFID技術支持中心”等機構來推動本地區的相關物聯網技術的應用和發展。物聯網的產業規模比互聯網產業大20倍以上，而物聯網技術領域需要的人才每年也將在百萬人的量級。物聯網產業的發展，將會拉動各國經濟的發展，物聯網的廣闊發展前景已經引起了產業鏈上各行業的青睞。物聯網的產業鏈條涉及傳感器、芯片、設備制造及軟件應用等行業，作為新一輪的信息技術革命，物聯網已經上升為國家戰略，高校作為培養高層次人才的“主戰場”，應針對性地設置“物聯網工程”相關專業，有目標地培養“物聯網工程”專門人才。

目前，我國已有近250多所高校設置了本科“物聯網工程”專業，有些學校的“物聯網工程”專業已招收了4屆本科生，物聯網發展的戰略需求及人才培養需求，使得專業應用型培養模式設計非常必要。物聯網技術構成主要由三層[3-5]：感知控制層、網絡傳輸層、應用服務層。涉及到的關鍵技術有傳感器技術、傳感網技術、移動通信技術、嵌入式技術、信息安全技術等。社會對“物聯網工程”專門人才的要求是：具備在物聯網工程領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力，具備一定的物聯網系統綜合設計能力，掌握信息獲取（傳感器和信號檢測相關知識）、信息傳輸（通信、計算機網絡）、信息處理（數據融合、云計算等知識）、應用層（應用軟件開發、嵌入式系統開發）相關知識，能從事物聯網工程領域的科學研究和應用技術開發工作。

2 “物聯網工程”專業應用型人才培養模式探索

目前，物聯網技術還屬于一個新興技術，正在快速發展，物聯網在世界范圍內興起僅僅有十多年時間，真正引起重視并快速發展是在近幾年，國內高校開始建設“物聯網工程”專業的時間更短。“物聯網工程”是一個屬于戰略新興產業的新專業，是一個與產業啟動和發展同步建設的新專業，這就決定了物聯網工程專業建設沒有成熟的、體系化的理論和經驗可以借鑒，專業建設具有探索性和不確定性，學習與掌握物聯網的技術理論，發展方向及其行業應用是目前高等教育的核心目標。物聯網專業人才的需求量將非常大，為了順應國家對物聯網專業人才需求，暨南大學于2010年就啟動了“物聯網工程”的籌備與建設工作，并于2012年經教育部批準建立了“物聯網工程”專業，作為全國領先、廣東省首批開設該專業的高等院校，我們在專業建設的過程中，遇到了很多問題，積累了一定的經驗和教學成果。在已有“物聯網工程”專業的課程體系基礎上[6-8]，我們進行了一系列的改革，希望能培養出“物聯網工程”專業的應用型人才。

2.1 應用型人才培養思路

物聯網工程專業具有鮮明的綜合性、交叉性、應用性特點，以夯實學科基礎，注重專業交叉，強化工程實踐，培養創新能力為思路，以培養學生工程實踐能力、創新能力和綜合素質為核心，以理論教學和工程實踐為兩條主線，注重對學生進行綜合素質、綜合利用理論知識和解決工程問題能力和工程創新能力的培養。“物聯網工程”專業是電子、通信、計算機等學科交叉融合、相互滲透的基礎上，發展起來的一門新興應用型學科， 針對該專業培養高層次、應用型人才的目標要求，我們在培養方式上以合作的企業為實踐基地，以粵港澳區位優勢為立足點，以項目教學為途徑，以職業素養和實踐動手能力為目標，兼顧學生創新能力，強調多層次協同培養，利用校企合作，交叉培養學生的實際工作能力。

2.2 校企合作，培養社會需要人才

校企合作是工學學科人才培養模式的關鍵，我們在“物聯網工程”專業的培養環節，強調企業直接參與學生人才培養方案的制訂工作，由于企業對市場的了解，企業向學校提供人才的需求計劃、職業能力要求以及技術發展情況等信息。學校根據這些信息，通過優化整合，使得人才培養方案更加符合市場的需要、社會的需要，適應培養目標的需求。學校在相關企業建立校外實踐基地，企業通過一定方式為學校提供技術、資金、場地等方面的支持，共同建立校內、外實踐基地，這對學校培養學生的應用技術能力提供了基礎保障，同時也節約了學校的辦學成本，關鍵的是為企業培養了一批技術能手。校企合作，可以讓學生深入到生產第一線，使他們在學習和工作兩種環境中成長，有計劃地使他們的事業心、責任感、專業技能、團隊意識、人際關系、協作精神、組織紀律及創新能力等方面得到培養，綜合素質得以提高，個人全面發展。最后，校企合作解決了畢業生就業問題，實行校企合作，學校有針對性地為企業培養合格的人才；學生也通過到企業實習，培養自己的職業興趣，學生畢業后。就能較快地找到合適的崗位。

2.3 創新人才培養方式，推動物聯網技術的產學研結合

“物聯網工程”作為一門應用性極強的科學、作為一門實踐性極強的產業、作為理論性極強的學科，離不開產學研的結合。我們將科研與教學相結合，把研究的成果用于企業，在教學中注重實踐教學，緊密圍繞物聯網產業發展需要，校企合作進行技術研發，制定與培養目標相匹配的教學計劃，使學生能較早接觸和熟悉工程技術科學的基礎知識和工程環境；結合物聯網工程專業的具體特點，改革現有的人才培養模式（四年在校教育），制定有效、務實的應用型人才培養模式，實行“3+1”的人才培養模式（注：“3+1”是三年在學校，1年在企業），并開展教學實踐。建立人才培養、引進、激勵機制，校企教師“互兼互聘、互培共育”，優化“物聯網工程”專業教學過程，學生總共有一年時間在企業學習，理論性強的課程在學校學習，實踐性強的課程在企業學習。我校的“物聯網工程”專業的培養方案除了公共課、基礎課、專業課之外，還包括三個課程模塊（以下簡稱：學程）：RFID原理與應用課程模塊、智能家居課程模塊、智能制造與智能物流課程模塊，不同的學程包含不同的課程，前兩年“物聯網工程”專業的課程設置全部一樣，可以參考文獻[6]和文獻[7]，從三年級開始，學生可以根據自己的興趣，選擇不同的學程，這些學程包括了該研究方向必須選修的一些專業課程，每個學程約15-20學分不等；實訓課程一般都是放到企業進行授課，授課老師可以是企業工程師或學校有工程實踐能力的教師，實訓課程考核基本都是以課程設計形式進行。我校“物聯網工程”專業開設的三個學程如表1。

2.4 項目式教學，培養學生創新能力和實踐能力

構建“項目主導、模塊遞進”的專業課程體系，與企業工程師合作，引入實際項目，以項目為主導，按基本能力、專業能力、綜合能力三個依次遞進的模塊建立課程體系。加強專業教學設施建設，建好物聯網實驗室和實訓基地，為培養物聯網工程技術型、應用型人才開辟良好的實踐環境。在校企合作模式下的實踐教學，可以將校內實驗、企業實習、創新項目、學科競賽等多種形式相結合，能很好地培養和訓練學生的工程實踐能力，滿足物聯網工程實用人才培養要求的“立體化培養、個性化拓展”的工學人才培養模式。我校2012級“物聯網工程”專業的學生共30人，學生實際選擇了前面兩個學程。這30個學生，從大三開始就分成三個不同研究方向，分別到三個不同企業中。每個研究方向分幾個研究小組，每個研究小組由3人構成，接受企業給予的實訓指導和分配的任務，在校期間繼續理論課學習，課后完成項目組任務，根據完成任務情況，由企業工程師和負責老師共同給予評分。同時，我們要求所有學生在四年學習中，每人至少參與一個大創項目或學科競賽，經過四年的學習，學生的實踐和創新能力得到大幅提升。

3 結束語

物聯網的發展方興未艾，在發展過程中會不斷出現新的技術和需求，因此，“物聯網工程”專業人才的培養方案和培養模式也必須與時俱進。近年來，我們在“物聯網工程”專業建設方面已經積累了一定的經驗，取得了一些研究成果，已經與珠三角地區物聯網企業建立了緊密的合作關系，并建立了教學實踐基地，通過“走出去，請進來”的方法加強實踐教學。我們已經與地方六家物聯網企業簽訂了實習和實訓基地協議，合作編寫了人才培養方案；我們秉承教學為企業服務、為珠三角和地方經濟發展服務，積極與政府管理部門、行業協會、學術團體、高校和各類企業的建立學術和業務關系，得到各方面的熱情支持，截止今年5月，我們培養的第一屆“物聯網工程”專業學生的就業情況非常好，今年畢業生除去讀研學生，全部就業，用人單位非常滿意。這證明了我們的應用型“物聯網工程”專業人才培養模式的有效性，今后，我們會繼續研究和探索，希望能為社會培養出更多、更好的應用型“物聯網工程”專業人才。

參考文獻（References）：

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課程規劃”[M].西安電子科技大學出版社，2011.

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（5）：50-52

[5] 孫其博，劉杰，黎等.“物聯網：概念、架構與關鍵技術研究綜

述”[J].北京郵電大學學報，2010.33（3）：1-9

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研究，2012.1：66-69

[7] 孔銳，張冰等.物聯網工程專業實驗課程設置探索[J].實驗技

篇10

1 背景

隨著計算機技術、互聯網技術、無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術等飛速發展，物聯網的研究和應用也得到快速發展，并越來越引起各國的高度重視。物聯網甚至被稱為繼計算機和互聯網之后的又一次信息產業革命。美國于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后，“智慧地球”框架下多個典型智能解決方案已經在全球推廣；歐盟于2009年6月了全球首個國家級物聯網發展戰略規劃；韓國和日本等發達國家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰略，其核心內容都是利用無所不在的泛在網絡技術實現人與人、物與物、人與物之間連接，讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。我國政府于2009年8月提出“感知中國”的戰略構想，并由政府、科研院所和企業建立相關研究基地和成立物聯網產業聯盟。可見物聯網技術以及相關產業已經成為各國下一個必爭的戰略制高點。而任何一個新興產業和行業的發展，都需要大量的專門技術人才，物聯網的發展同樣也不例外。目前，我國物聯網專業人才還非常緊缺，人才的培養還處于起步階段，而大批專門人才培養主要依靠高等學校來承擔。在這樣一個大的環境和背景下，國家教育部于2010年批準在35所高校設立物聯網工程和傳感網技術本科專業，并于2011年開始招生。另外，全國有將近20所高職高專院校以及獨立學院開設了物聯網工程專業。物聯網工程專業是一個多學科高度交叉的新興專業，如何培養出合格的、符合市場需求的物聯網專業人才是高校面臨的一個主要問題。南于物聯網本身技術復雜、牽涉面廣，涉及多學科的交叉，這就必然對人才的培養和專業建設都需要進行全新的考慮。筆者結合安徽理工大學物聯網工程專業建設和實踐，對物聯網丁程專業人才培養和教學資源建設進行了一些初步的探索，為高校物聯網工程專業人才培養和專業建設提供指導和參考

2 物聯網工程專業的研究內容

2.1 物聯網的體系結構

物聯網的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的，最初的定義是通過射頻識別等信息傳感設備把所有物品與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。現在普遍認為物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通對象實現互聯互通，具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化特征的網絡。從物聯網的定義可以看出要實現物聯網需要具有感知、通信與計算能力的智能信息傳感設備等實現全面感知，借助現有的互聯網和電信網來進行數據的可靠傳輸，以及數據的智能處理，進而實現人與人、物與物、人與物之間的互聯互通和智能信息服務。物聯網的體系結構可以根據信息生成、傳輸、處理和應用劃分為4個層次：感知識別層、網絡層、管理服務層和綜合應用層。其中感知層是物聯網信息的來源，包括各種類型的傳感器、RFID標簽和讀寫器、智能手機、智能家電以及智能測控設備等；網絡層實現數據的傳輸，包括有線和無線網絡的接人層、會聚層和核心交換層；管理服務層實現數據存儲、處理的和智能決策服務等，包括中間件、數據存儲與處理、數據挖掘與智能決策等；綜合應用層實現不同行業的綜合應用，包括智能物流、智能電網、智能交通、智能環保、智能醫療等。物聯網4層體系結構如圖1所示。

2.2 物聯網關鍵技術和研究內容

由物聯網的4層體系結構圖可以看出：感知層是物聯網應用的基礎，位于物聯網應用的最底層，也是物聯網區別于傳統互聯網的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術、無線傳感器網絡和控制技術、短距離無線通訊技術等主要關鍵技術。物聯網的應用層與具體的應用領域不同存在很大的差異，需要根據具體的應用來設計。物聯網網絡層的數據傳輸技術、無線通信技術以及管理服務層涉及的數據存儲、云計算、數據挖掘等各種支撐技術都是物聯網應用和研究過程中涉及的主要技術和內容。

由于物聯網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的交叉，開設物聯網相關專業的高校現有學科基礎、專業設置以及研究內容的側重點都會有所不同，因此在物聯網工程專業的課程設置以及培養方案方面會存在的一定的差異。由物聯網的4層體系結構，可以根據實際情況對物聯網工程專業設置不同的研究方向，如電子技術和嵌入式技術基礎較好的高校可以側重于感知層設計和應用，計算機技術基礎較好的高校可以側重于物聯網應用層和信息服務層，網絡技術和通信技術基礎較好的高校可以側重于網絡層和管理服務層，還有各相關交叉專業設置較為全面、研究基礎較好的高校則可以在物聯網的各層都平衡發展。具體設置什么樣研究方向和培養方案，各高校需要根據自身的學科專業基礎和特點以及高校的行業背景，設置具有自己特色和優勢的培養方案和側重研究方向。安徽理工大學是一所具有煤炭行業背景和醫學特色的理工類高校，目前設有相關的專業有：計算機科學與技術、電子技術與儀器、網絡信息安全、自動化、電子信息工程、通信工程、電氣工程及其自動化等，具有較好的相關專業建設基礎，尤其是面向煤礦自動化和信息化應用領域有著較強的優勢。因此，基于學校的行業背景和專業基礎現狀，物聯網工程專業的側重點是物聯網的感知層設計和應用，兼顧管理服務層的相關技術研究，如中間件等。重點應用領域是礦山物聯網以及智能移動醫療，結合現有的網絡信息安全和計算機科學與技術等相關專業，制定符合學校實際和充分利用現有教學資源的物聯網工程專業的培養方案。

3 物聯網工程專業培養目標和課程設置

3.1 物聯網工程專業培養目標

在高等學校本科人才培養目標的前提下，根據物聯網專業的研究內容和市場需求定位，物聯網工程專業培養目標是：具有寬厚扎實的基礎知識，系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備網絡技術、傳感技術、射頻識別技術、嵌入式技術、通信技術以及計算機技術等信息領域寬廣的專業知識，具有綜合運用所學知識解決物聯網中信息獲取、傳輸、處理問題的能力，能夠從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、無線傳感器、電子標簽射頻識別、信息安全等產品及系統的科學研究、工程設計、產品開發、技術管理與設備維護等工作。

通過相關課程的學習，掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、RFID技術等知識和專業技能；掌握基本物聯網節點、網關、網絡協議棧，有線和無線網絡技術原理，無線自組織組網、有線和無線網絡拓撲以及網絡安全技術等基礎理論和關鍵技術；熟練并系統地掌握物聯網應用系統集成、物聯網硬件與軟件設計、互聯網應用等，具有綜合應用所學知識解決物聯網工程中實際問題的能力，包括：工程設計、設備制造、網絡運營和技術管理中的實際問題等能力；掌握基于無線傳感器網絡的物聯網業務的開發、測試、推廣等知識，具有較強的綜合應用信息網絡相關知識解決問題的能力、綜合試驗能力與工程實踐能力；熟悉礦山物聯網的架構、應用環境和關鍵技術，并能夠進行系統設計和開發；熟悉物聯網在智能醫療領域的應用技術，并在現有醫院信息系統的基礎上，進行移動醫療的智能終端、醫療傳感設備、中間件、數據存儲、應用系統的設計和開發等。此外，還應具有較強的創新意識、創造性思維能力，能綜合運用多學科知識、技術和現代工程工具，將所學內容應用到其他行業和應用領域。

3.2 物聯網工程專業課程設置

由于物聯網工程專業是綜合多學科的新興專業，在課程的設置和教學內容的安排上還不夠成熟和穩定，還處于探索階段。需要根據專業培養目標和實際教學情況，不斷地調整和優化課程的設置。目前，物聯網專業課程設置基本上在現有較成熟的計算機科學技術和電子信息類專業的基礎上，增加與物聯網相關的核心課程，但側重點是物聯網技術及應用。結合學校相關專業課程設置現狀，物聯網專業課程分為以下幾個主要模塊：（1）公共基礎模塊；（2）專業必修課程模塊：（3）專業核心課程模塊；（4）專業任選課程模塊；（5）跨學科課程模塊；（6）實踐課程模塊；（7）素質拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。

在課程的設置上既考慮了物聯網專業的核心研究內容和專業特色，同時考慮到物聯網專業是一門新興的專業，還沒有專門的碩士和博士學位點，目前基本上都是作為計算機或相關學科的一個研究方向，而計算機專業研究生入學考試的專業課實現國家統一命題，因此，在課程的設置上要能夠和計算機科學與技術專業核心課程實現無縫對接，使得物聯網工程專業培養的學生能夠輕松實現進一步深造的愿望。基于這樣的一種現狀，學校物聯網工程專業在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設了數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統等相關的課程，同時開設了物聯網導論、無線傳感器網絡、RFID原理與應用，能夠滿足學生專業學習和考研深造的需要。為了突出物聯網專業知識，在專業任選課程模塊中開設了大量與物聯網和計算機相關和當前最為熱門的課程，充分體現了該專業方向的知識面寬、技術先進等特點。跨學科課程模塊的設置為進一步拓寬學生的知識面，了解煤礦行業的生產背景和主要技術裝備，為以后從事煤礦物聯網和數字礦山建設打下基礎。實踐課程模塊的設置是培養學生動手能力和學習興趣的重要教學環節，是達到學以致用的主要途徑，是整個教學過程不可缺少的內容。素質拓展模塊通過組織多種形式和內容的第二課堂教學活動，以培養學生創新精神和實踐能力，促進個性發展，提高綜合素質。

4 人才培養和教學資源建設

4.1 物聯網工程專業人才培養

高等學校的使命是培養人才，高校需要根據市場的需求和自身優勢以及綜合其他因素來確定人才的培養模式。因此，對人才培養目標的定位能夠全面反映高校對合格人才的理解和時代需求。安徽理工大學是行業特色鮮明、理工類為主的綜合型大學，學校人才培養目標是：結合煤炭行業特色，培養“厚基礎、高素質、強能力、善創新”的創新型人才和高級專門人才。在人才培養過程中要構建多元化、多目標的培養模式，同時充分考慮學生就業、創業和繼續深造等不同要求，努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養體系。在學校人才培養目標的指導下，借助現有相關專業的培養模式和經驗，并結合物聯網工程專業的特點，對物聯網工程專業的人才培養采用校企聯合培養的模式。

安徽理工大學是第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校，目前在計算機科學與技術專業以及其他電子信息類專業的卓越工程師培養計劃和方案制定過程中積累了一定的經驗，其核心培養方式是采取的3+X培養模式，主要措施是其中3年時間在學校進行相關基礎課和理論課的學習，至少1年時間采取校企聯合培養模式，通過將企業納入到人才培養主體地位，可以進行訂單式培養，大大增強學生對企業需求的了解和實踐動手能力。真正體現“卓越計劃”的3個特點，即行業企業深度參與培養過程；學校按通用標準和行業標準培養工程人才；強化培養學生的工程能力和創新能力。物聯網工程專業主要是培養工程類的專門型應用人才，可以按照“卓越工程師”的培養模式進行培養。一方面是在現有教學資源的基礎上，加強物聯網專業基礎理論和專業核心課程內容的教學，另一方面加強實踐教學環節，尤其是引入相關企業的參與。目前，我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網絡技術有限公司簽訂了戰略合作協議，聯合培養物聯網專業人才，由參與的公司提供相關課程的教學和實踐環節的平臺，并且公司有優先挑選優秀畢業生的權利。另外，安徽理工大學與附屬醫院安徽淮南東方醫院集團也簽訂了合作協議，共同研究和制訂數字移動醫療系統方案。移動數字醫療系統的實施可為學校物聯網專業教師和學生提供了參與設計和開發的機會，同時也會為學生的培養提供很好的實習場所和平臺。另外，安徽理工大學與兩淮煤礦企業都建立了很好的合作關系，有著很好的合作基礎，雙方都在積極準備聯合培養礦山物聯網建設人才，進行校企深度合作，為拓展學校物聯網專業人才培養提供了很好的實踐和就業機會。此外，學校還與一些經濟發達地區的相關企業建立實習基地，如上海、深圳、無錫、蕪湖等，為學生進入工作崗位前提供深入企業實習機會，為進一步就業打下了堅實的基礎。校企合作模式的效果已經在學校的一些專業取得了很好的效果，校企合作是物聯網專業人才培養較為理想的模式。

4.2 物聯網工程專業教學資源建設

物聯網專業人才的培養，除了有定位準確的培養目標和合適的培養模式之外，還需要有配套的軟硬件教學資源的支撐，教學資源是培養合格人才的重要保證。一個專業辦學水平的高低往往與該專業的師資、實驗室、教材、實習場所等建設水平有關。對于物聯網專業這樣一門新興專業，面臨的專業教學問題更為嚴重和急迫。學校在物聯網專業建設過程中，相應地采取了一些有效措施來保證高水平的教學資源。

（1）物聯網專業師資隊伍的建設。這是所有教學資源中最為重要的部分，沒有好的師資很難想象能夠培養出優秀的人才。因此，學校和學院都非常重視教師的培養，培養的方式主要是從學院中挑選出一部分對物聯網感興趣而且嵌入式技術以及軟件開發能力過硬的教師組建成物聯網科研團隊和教學團隊，通過申請物聯網相關課題展開物聯網理論和應用研究，目前已有2項物聯網相關的國家自然科學基金項目，5項省部級物聯網應用課題，多項企業物聯網應用橫向課題，通過科研課題工作的深入展開和研究，大大提高了教師對物聯網理論的理解和實踐應用水平，對推動物聯網專業的教學水平起到明顯的促進作用。除此之外，學院利用寒暑假時間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯網專業教學和研討”“高級物聯網開發工程師物”等教學和專業技術的培訓，通過培訓進一步提高教師的物聯網教學水平和專業技能，然后再通過校內的研討和講座帶動更多教師物聯網專業水平的提高。

（2）教材建設也是辦好專業必不可少的環節。由于物聯網專業是新建專業，雖然已經出版了一些不錯的物聯網方面的圖書，但適合作為本科教學的好教材還是鳳毛麟角，而且大多是技術類或普及類。因此，在教材的建設方面還有很多的工作需要做。我們根據開設的課程和目前已有教材的現狀，挑選出相對較好的基本教材和參考書，通過大家閱讀討論，然后根據制定的教學計劃，來確定講授的內容和學生需要自學的內容，并整理教學講義和課件，為后續教材建設做好準備。通過這一環節，充分提高了對教學內容細節的掌握和理解，也對物聯網技術掌握得更為全面。

（3）實驗室建設是實踐教學環節的有力保障。為了能夠滿足物聯網實驗教學的需求，學院對物聯網實驗室建設投入了大量的建設經費，實驗室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識別實驗教學系統，并向安徽福訊信息技術有限公司訂制了無線傳感網絡教學系實驗系統。在物聯網實驗建設過程中，物聯網專業教學團隊全程參與整個實驗室建設過程，對系統的安裝、調試、運行都進行全面掌握；并邀請物聯網實驗系統開發的T程技術人員給教師做專門的技術培訓和講座，進一步提高了教師的理論水平和實踐水平。通過師資、教材和實驗竄3個環節的建設，目前學校已經具有較高水平的物聯網專業教學團隊和完善的教學配套資源，完全能夠按照既定的教學目標和計劃來進行物聯網專業人才的培養。當然，任何一個新的專業的開設，都需要一定時間的建設和完善，在建設的過程中要不斷探索和完善，并借鑒其他高校的成功經驗，及時修正不合理的方面。

5 結語

物聯網工程專業的人才培養和教學資源建設，是所有高校物聯網工程專業在辦學過程中需要考慮和解決的問題，而特色人才培養模式和高水平教學資源建設是辦好物聯網專業的前提，因此，各個高校應根據各自不同的辦學基礎和行業特點，著眼于市場需求和自身的辦學優勢，在體現物聯網工程專業共同特點的基礎上，要突出物聯網工程專業的行業特色，這樣培養出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業面。

參考文獻：

[1]吳功宜，吳英.物聯網工程導論[M].北京：機械工業出版社，2012：1-5.

[2]劉云浩.物聯網導論[M].北京：科學出版社，2011：3-6.