物联网工程专业实训平台构建与研究

（申请工学硕士学位论文）物联网实验平台的 研究与设计 培养单位 ：计算机科学与技术学院 学科专业 ：计算机系统结构 研究生 ：贺 勇 指导教师 ：付国江 副教授2014 年 4 月物联网实验平台的研究与设计贺勇武汉理工大学分类号密级UDC 学校代码10497学位论文题目物联网实验平台的研究与设计英文Research and Design of Experimental Platform of题目Internet of Things研究生姓名贺勇姓名付国江职称副教授学位博士指导教师单位名称计算机科学与技术学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称计算机系统结构论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期2014年6月答辩委员会主席邹承明评阅人李宁库少平2014年4月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。

同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。

（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期摘要随着移动互联网时代的来临和物联网技术的不断发展，越来越多高校的信息技术相关的专业都相继推出嵌入式和物联网相关课程，现有的软硬件设备已经无法满足这类课程的教学与实验需求。

基于物联网工程的新工科实践平台建设对策研究摘要：近年来，新工科实践平台建设已经成为高校教育品质提升的重点热点，通过加大资金投入，不断研究技术创新等形式，来推动科学成果的落地。

信息化发展带来了无与伦比的时代沟通便利，物联网工程作为一种新生概念，正积极影响社会生活的方方面面，工科实践平台也利用这种新型技术优势找到了进一步的发展动力。

物联网工程可以给新工科实践平台创造极佳的发展环境，同时促进技术水准提升，也能让理论知识体系有更宽广的用武之地。

作为现阶段的高校而言，高校及其有关部门应当全面明晰建设新工科实践平台运用的物联网措施，探究具有实际指导意义的具体做法。

关键词：物联网工程；新工科实践平台；建设对策从教育本质出发，新工科实践平台的应用主要是为了培养多元化发展的新时代人才，让不同的人才能够在社会生存竞争中适应不同的岗位需求。

但是，就当下的技术水平而言，高校想要依靠自身完全实现平台的升级几乎是不可能的，物联网的运用则很好地解决了技术瓶颈，优化流程设计，让所有的工作按照科学程序高效率运转，同时学生也可以得到更多的机会去进行知识理论实践与相关技术操作。

一些高校教育都开始注重理论实践结合的机制创建，实践平台则是保证理论指导实践的运转机制能够持久维持的重要工具。

1.建设物联网工程实践平台价值分析1.学生层面：学生拥有扎实的理论基础，在理论学习上造诣很深，但是如果实践课程缺失，学生就无法做好学校同社会的衔接，导致就业后出现极强的不适应，甚至会质疑自己所学的知识是否有价值。

所以在物联网工程背景下建设相应的实践平台，最主要的目的是让学生学到的知识能够更好地为就业实践服务。

物联网工程实践平台的目的就是通过实训操作，强化学生全面发展的综合素质，让学生拥有更好的竞争性，但是实践平台的建设基础就是理论学习，实践需要扎实的理论指导，学校不能因为平台建设忽视理论构建，只有这样才能培育出时代精英，才能助力社会经济的高层次发展[1]。

物联网工程专业实训平台构建与研究作者：马荣飞来源：《软件工程师》2015年第01期摘要：针对现代物联网实验发展的新趋势，构建了包括基础控制实验、智能家居模拟应用模块、温室大棚模拟应用模块和智能货架模拟应用模块在内的现代物联网实训平台，探讨了物联网专业实训平台架构及其功能模块，并完成了相应的实验教学内容、实验教学方式等改革，很好的完善了整个实验教学体制和实验教学内容，为学生在物联网系统及工程应用方面提供了完善的实践平台，为高校建立虚拟实训基地提供理论参考。

关键词：现代物联网；实训平台；智能家居；温室大棚；智能货架中图分类号：G40-057 文献标识码：A1 引言（Introduction）物联网技术属于一个新兴技术，正在快速发展。

学习与掌握物联网的技术理论，发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。

2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业。

目前，我国已有50多所高校设置了物联网本科专业和30多所高职院校设置了物联网应用技术专科专业。

物联网专业具有实践性、工程性、实用性等特征，实训环节尤为重要。

学生只有在“动手做”“学中做”“做中学”和“真正练”中体会和掌握物联网工程的思想[1]。

由于物联网专业是近年新开的专业，实训基地和实训平台都没有到位，都在摸索之中。

另外目前大部分高校存在资金来源有限，配套实训设备一直存在与课程教学配套性差，实验实训资源不足，教学效率低，教学成本高，学校与实习基地之间缺乏互动等问题，均影响学生实践能力的培养[2]。

为解决这一问题，我们在课程改革的同时，加强对现有配套实训设备的改造和技术开发，构建物联网实训平台，通过CDIO项目化课程学习，学生可以在实训中进行真实项目训练，体验企业工作环境，提高实训效果，提高办学效益[3]。

2 设计特色（Features of design）系统性：方案的设计是在详细分析物联网应用系统架构的基础上，系统性地覆盖传感层、接入层、网络层、应用层等各个层次的主流技术，为用户提供完整的物联网工程专业实验实训解决方案。

论点 ARGUMENT 科技论坛62基金课题：2022年度舟山市市级科技项目“职业院校物联网实训平台的研制”（项目编号:2022C31063）。

职业院校物联网实训平台安装结构设计与研究文/彭奇平（舟山技师学院，浙江舟山 316012）摘要：鉴于物联网实训平台对于培养学生的综合能力的有效性，本文提出职业院校物联网实训平台安装结构设计与研究，旨在通过建立物联网综合实训平台架构、优化实训平台插箱的安装设计、设计实训平台的散热结构、选取物联网安装控制机柜的截面频率，从而为物联网实训平台在动态环境中抵抗机械干扰及改进安装结构的薄弱环节提供充分的依据，以延长职业院校物联网实训平台的使用寿命。

关键词：职业院校；物联网；实训平台职业院校的核心使命是为社会培养人才，而将课本上的知识应用于实际生活中是培养人才的必经之路。

[1]物联网综合实训课程是物联网专业学生的一门重要专业课，贯穿了他们在职业院校所学的所有专业课程。

[2]职业院校物联网实训平台能够培养学生的综合能力，使他们更好地将课本上的内容与专业的实践技术相互配合，切实地运用到工作之中。

[3]1.物联网综合实训平台整体架构设计对于数据的采集和处理是物联网综合实训平台架构部分的两个关键设计，除此之外，物联网综合实训平台还需要加入智能控制作为第三个辅助部分。

[4]一套实用的物联网综合实训平台，类似3G、Wi-Fi 网络、嵌入式网络、ZigBee 网络等。

在读取之后对实训平台安装模块进行远程控制，学生可以由易到难、循序渐进地深入掌握技术。

物联网综合实训平台可以扩展和开放，既满足教师教学和科研的需要，又允许教师创建新的项目。

它的各个终端传感器设备分别交联，组成互联互通的ZigBee 网络，其主要用于对象感知的检测和识别，实现数据采集，得到各个位置上的数据响应，以实现对传感器的有效控制。

平台传感位置的关键功能在于采集和处理信息数据，组成部分有传感器和ADC 两部分。

平台传感位置的主要工作是：对输入量与输出量做出采集模拟，附带功能是对数字的输入及输出做出采集工作，第一时间监控外部及内部的环境。

面向物联网工程专业的工程实训平台的构建作者：肖迎元，温显斌，王法玉，王晓晔来源：《教育教学论坛》 2015年第9期肖迎元，温显斌，王法玉，王晓晔（1.天津理工大学计算机与通信工程学院，天津300384；2.天津市智能计算及软件新技术重点实验室，天津300384）摘要：物联网工程专业是随着物联网技术的广泛应用而催生的一门新兴学科专业，目前，国内许多高校都相继增设这一本科专业。

作为由工程应用的驱动而建立起来的本科专业，物联网工程专业对学生实践能力的培养就显得尤为重要。

本文针对物联网工程专业实践教学的需求，探讨了面向物联网工程专业实践教学的工程实训平台的搭建方案。

关键词：物联网工程；实践教学；实训平台中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）09-0256-02基金项目：天津理工大学重点教改项目（ZD09-01）。

本文得到天津市重点教改项目（C03-0809）、天津理工大学重点教改项目（ZD09-01）和国家自然科学基金（61170174）的支持作者简介：肖迎元（1969-），男，汉族，湖南邵阳人，博士、教授、博士生导师，研究方向：移动计算、数据库技术。

一、引言物联网（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。

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三个重要特征[1]。

物联网技术作为一个新的技术领域，融合了计算机科学、电子信息、网络及通信、自动控制等诸多学科，是典型的多学科交叉和融合。

根据信息生成、传输、处理和应用的原则，可以将物联网划分为如下四个层次：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层，其中感知识别层是物联网的核心，是联系物理世界和信息世界的纽带。

感知识别层主要包括射频识别（RFID）、无线传感器等信息感知采集设备以及由它们构建的无线感知网络[2]。

基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨一、新工科教育的背景和意义新工科教育是指结合现代产业需求、运用先进教育理念和技术手段，来培养适应新一代科技发展需求的创新型人才。

随着科技的不断发展和全球经济的快速变化，传统的工科教育已经无法满足现代社会的需求。

为了更好地培养符合时代发展需要的人才，新工科教育提出了一系列新的教育理念和发展方向。

在这样的背景下，基于物联网工程的新工科实践平台建设成为了迫切需要。

基于物联网工程的新工科实践平台建设不仅可以有效地整合学科资源，提高教学质量，更重要的是可以培养学生的实践动手能力、创新思维和团队协作能力。

通过实践平台，学生可以更直观地了解物联网工程的应用场景和实际操作技巧，提高他们的综合素质和竞争力。

新工科实践平台的建设也将促进学校和产业界的合作，为学生提供更多的实习和就业机会，推动科技成果的转化和产业升级。

1. 硬件设备的搭建：物联网工程是一个多学科交叉的领域，涉及到传感技术、通信技术、嵌入式系统等多种技术。

新工科实践平台的硬件设备搭建是关键的一步。

需要根据不同的应用场景，选择合适的传感器、控制器、通信模块等硬件设备。

还需要针对这些硬件设备进行程序开发和系统集成，保证平台的稳定性和可靠性。

2. 软件平台的构建：在物联网系统中，软件平台扮演着至关重要的角色。

新工科实践平台的软件平台需要具备数据采集、数据传输、数据处理、远程控制等功能。

需要搭建相应的软件系统，包括物联网数据平台、云平台、应用开发平台等，以便学生进行系统的操作和开发。

3. 应用场景的构建和模拟：为了更好地帮助学生理解物联网工程的应用场景和实际操作技巧，新工科实践平台需要构建一些具有真实感的应用场景和模拟环境。

可以模拟智能家居、智能健康、智能农业等场景，让学生在这些场景下进行仿真实验和应用开发。

4. 数据安全与隐私保护：在物联网系统中，数据安全和隐私保护是一项重要的工作。

在新工科实践平台的建设中，需要考虑如何保障数据的安全性和隐私性，包括数据加密、访问控制、信息保密等方面。

基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨随着物联网技术的发展和普及，物联网工程已成为新兴的热门领域。

在此背景下，建立物联网工程的新工科实践平台，可以为学生提供更加实践性的学习体验，培养学生的实践能力和创新思维，提高学生的就业竞争力。

首先，建设物联网工程的新工科实践平台需要具备一定的硬件设施。

例如，必须配备物联网硬件开发板、传感器、控制器、无线通信模块等相关的设备，以构建完整的物联网系统架构。

同时，还需要配备搭建物联网系统的软件开发工具，如Arduino、Raspberry Pi、Eclipse等，以便学生进行物联网系统的开发实践。

其次，建设物联网工程的新工科实践平台需要设计合理的实践教学方案。

这包括实践课程内容设计、实验流程设计、实践指导方式等。

例如，基于Arduino开发板的物联网系统设计实践课程的内容可以包括如何使用Arduino制作LCD显示屏、基于DHT11传感器和BMP180温度和气压传感器的数据采集与处理等。

在实验流程设计中，应该考虑到学生从无到有、逐步建立起物联网系统的过程，让学生有一个全面、系统地了解和掌握物联网系统构建的过程。

同时，在实践指导方式上，可以采用“师傅领进门，修行靠个人”的指导方法，自主探究与合作讨论相结合，以培养学生独立思考、自主创新的能力。

再次，建设物联网工程的新工科实践平台还需要打造一支优秀的实践教学团队。

这个实践教学团队必须具备丰富的实践经验和专业知识，能够设计和实践出充分体现物联网技术特点的实践教学方案。

同时，实践教学团队还应该支持学生参与相关比赛和项目，为学生提供更广阔的发展平台和实践机会。

最后，为了保障物联网工程的新工科实践平台的可持续发展，需要充分准备必要的资金和场地等资源。

对于经费难题，可以向企业、地方政府等有关单位申请赞助或设立专门的基金，从而保障实践平台长期有效运转。

对于场地问题，可以利用校园现有的实验室、教学楼等地方进行相应的改造和装修，以提供一个舒适、安全、便利的实践教学环境。

高校物联网专业产学合作实践教学体系研究与构建摘要：实践教学是高校教学工作的重要组成部分，是深化课堂教学的重要环节，是学生获取、掌握知识的重要途径。

校企产学合作、协同育人的实践教学模式，对实现物联网应用型人才培养目标具有重要意义。

本文以校企联合物联网专业人才培养的教学实践为基础，研究并构建物联网专业实践教学体系，强化实践育人，实现与工科类院校同类学科专业的同步与错位发展。

关键词：产学合作；协同育人；物联网专业；实践教学体系物联网产业具有产业链长，涉及计算机、电子信息、通信多个产业群的特点，其应用领域几乎覆盖了各行各业，急需大量具有物联网技术应用能力、实践创新能力、跨专业结合的复合型人才。

目前，我国的物联网人才储备远不能满足物联网产业旺盛的人才需求。

而且，高校教师对新兴专业课程的研发能力、实践和实训水平，对学生实践能力的培养，短时间内无法实现与企业人才需求的对接。

本文从培养学生的创新意识、工程兴趣和实践能力出发，对物联网专业核心课程实验、综合课程设计、创新创业实践、实习实训和毕业论文（设计）等实践性教学环节进行系统地优化设计，构建物联网专业实践教学标准体系。

在实践中培养知识与技能相结合、技术与管理相结合、能力与素质相结合的物联网专业应用型高级专门人才。

1 研究内容物联网专业课程体系，以“通识教育-学科基础-专业教育”为三大主体，“实践教学与创新创业体系”为支柱，“专业与素质拓展”为个性化发展，理论教学与实践教学并重且相互结合，贯穿人才培养全过程。

本文针对物联网专业实践环节进行系统地优化设计，对物联网专业实践教学模式及运行机制进行创新研究，研究内容包括：(1)优化设置和安排课程实验与课程设计，启发学生深入思考，培养学生的实践创新能力。

(2)在实践环节中构建系统的创新创业课程体系，将创新创业教育融入教学全过程。

(3)设置面向具体应用的物联网综合项目实训，促进学生个性化发展和综合能力的提高。

(4)对毕业实习、毕业论文（设计）各环节进行合理安排和有效管理与控制，完成对学生在大学四年所获知识、能力和综合素质的全面检验。

基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨【摘要】随着物联网技术的不断发展，基于物联网工程的新工科实践平台建设成为当前教育领域的热点话题。

本文首先从物联网工程的定义与特点入手，介绍了新工科实践平台的概念和作用，然后对基于物联网工程的新工科实践平台建设需求进行了分析，探讨了建设过程中的关键技术，并分享了相关的案例。

结合实践平台的建设经验，提出了一些启示和展望未来的发展方向。

通过本文的探讨，可以更好地了解物联网工程在新工科实践平台建设中的作用，促进教育领域的创新和发展。

【关键词】关键词：物联网工程、新工科实践平台、建设、需求分析、关键技术、案例分享、启示、未来发展、总结。

1. 引言1.1 背景介绍随着新工科理念的兴起，对于学生的实践能力和创新能力的培养变得越来越重要。

而新工科实践平台作为学生进行实践活动和项目研究的重要场所和工具，对于学生的综合能力提升起着关键作用。

建设基于物联网工程的新工科实践平台，将能够为学生提供更加贴近实际应用的实践环境，促进学生的创新思维和动手能力的培养。

这也将有助于学校的教学水平的提升，进一步推动物联网技术在教育领域的应用和发展。

1.2 研究目的本研究旨在探讨基于物联网工程的新工科实践平台建设。

具体目的包括：一是分析物联网工程的定义与特点，深入了解其在当今社会中的重要性和应用范围；二是探讨新工科实践平台的概念与作用，探索如何将物联网工程融入提升学生的实践能力和创新意识；三是进行基于物联网工程的新工科实践平台建设需求分析，从理论和实践两方面探讨如何满足不断增长的教学需求和学生培养需求；四是探讨基于物联网工程的新工科实践平台建设关键技术，为平台的顺利建设提供技术支持和保障；五是分享基于物联网工程的新工科实践平台建设案例，从成功实践中总结经验和启示，为其他院校和机构提供借鉴；最终旨在为新工科实践平台建设提供理论支持和实践指导，推动基于物联网工程的新工科实践平台在未来的发展和应用。

1.3 意义基于物联网工程的新工科实践平台能够有效地促进学生的实践能力和创新精神的培养。

物联网实训平台解决方案山西先创智慧物联有限公司2017年6月目录一、物联网产业和人才需求分析 (1)1、物联网产业背景分析 (1)2、物联网人才市场需求分析 (2)二、高校物联网专业建设合作方向 (5)1、物联网基础实训教学规划 (5)1.1 培养目标与业务范围 (5)1.2 知识结构、能力结构及要求 (5)1.3 课程设置及教学要求 (6)1.4 课程教学设计 (6)2、师资培养 (7)2.1 培训对象及原则 (8)2.2 培训内容 (8)2.3 培训师简介 (8)3、教材合作 (9)4、校企合作 (9)4.1 校企合作、工学结合的办学特色 (9)4.2 资格认证 (10)三、物联网实训平台建设 (12)1、物联网实训平台建设需求分析 (12)1.1 实训平台建设意义 (12)1.2 实训平台建设特点 (12)1.3 实训平台建设目标 (13)1.4 实训平台发展目标 (14)2、物联网实训平台规划设计 (14)2.1 实训平台建设规划 (15)2.2 物联网基础实训平台设计图 (16)2.3 物联网基础实训平台建设特点 (19)3、物联网实训平台组成 (20)3.1 物联网基础实训平台组成 (20)3.1.1 物联网基础开发实验箱 (20)3.1.2 RFID开发套件 (23)3.1.3 物联网无线传感技术开发套件 (25)一、物联网产业和人才需求分析1、物联网产业背景分析物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。

物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分，“十二五”时期是我国物联网由起步发展进入规模发展的阶段。

《物联网“十二五”发展规划》圈定9大领域重点示范工程，分别是：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。