前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的物聯網學科建設論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1物聯網的關鍵技術

“物聯網”是通過裝置在各類物體上的信息傳感設備，按照一定的通信協議，通過通信網絡將物與物、物與人相連，協同工作，從而賦予物體智能化的功能，以實現特定服務的一種網絡。物聯網打破了地域限制，可以實現全球范圍的物物之間、人物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、融合使用等服務。因此，物聯網應具備全面感知、可靠傳遞、智能處理這三個特點。根據物聯網的特點，學界一般將物聯網系統劃分為以下三個層次:感知層、網絡層、應用層。感知層的主要功能是全面感知，即利用RFID標簽和讀寫器、傳感器、二維碼、GPS、攝像頭等數據采集設備隨時隨地獲取物體的信息;感知層主要涉及的技術包括RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通信技術，其中包括芯片研發、通信協議研究、RFID材料、智能節點供電等細分領域。網絡層的主要功能是對感知信息和控制信息雙向的可靠傳遞，即融合各種現有的有線和無線網絡，將物聯網的信息實時準確地傳遞出去;網絡層主要涉及的技術包括網絡通信技術、數據通信技術、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。應用層的主要功能是智能處理來自網絡層的海量數據，以滿足各種不同的控制要求;應用層主要涉及的技術包括云計算技術、高性能并行計算、數據挖掘技術、模糊識別技術、人工智能。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，也為應用層的眾多應用奠定了堅實的基礎。

2教學科研相融合的物聯網學科建設方案

2．1以工程應用為目的的基礎理論教學

物聯網是在電子、通信、計算機等技術上發展的一種新的技術，因此該學科的開設需要在學生掌握了一些基礎課程以后再進行學習。學生需要先修的專業課程有:通信原理、無線通信、高頻電子電路、單片機與嵌入式、計算機網絡、高頻微波技術、數據通信、信號與系統、高級語言程序設計等。在前期進行基礎課程學習的基礎上，對應物聯網體系框架結構，可將物聯網學科的基礎理論教學分為三大方向，分別對應于其感知層、網絡層和應用層。對于學生的理論學習采取循序漸進的形式，按層次展開教學。首先應對于物聯網技術及概念進行全面性的介紹，可開設例如物聯網技術導論、物聯網系統設計等課程。在學生對所要學習科目有了總體性了解的基礎上可以開設有關感知層的課程，例如:物聯網識別技術、射頻識別技術、物聯網M2M、傳感和控制技術、短距離無線通信技術等。在學生對于物聯網的底層獲取有所掌握以后，可以開設有關傳輸層的課程，例如:傳感器網絡、下一代互聯網技術、無線網絡技術原理與應用、TCP/IP網絡與協議、數據融合與處理等。最后需要學生的學習領域延伸到物聯網的應用層，其包含的課程有物聯網與云計算、數據挖掘技術、模糊識別技術、人工智能、物聯網安全、物聯網技術應用(智能電網、智能家居、智能物流、智能醫療)、物聯網經濟學等。

2．2以培養創新能力為目的的實驗教學

作為信息技術領域第三次革命的物聯網技術，是一門建立在綜合信息理論基礎上的實用性很強的專業，因此對于物聯網技術的學習不能僅僅停留在理論基礎的學習上，還要對學生進行實踐性培養。這樣不但可以在實踐的過程中加深學生對于物聯網理論知識的理解，而且可以使學生提高實踐能力，同時挖掘學生的自主創新能力，為將來順利就業打下基礎。根據以往的教學經驗和培養體系，可以把以培養創新能力為目的的實驗教學分為三個階段性實驗:基礎實驗、畢業設計和大學生創新實驗。三個實驗階段逐層遞進、步步深入，最終達到實驗教學目的。并且對于授課學生可以選擇性的實驗，即基礎實驗是每個學生必修的課程，畢業設計可以根據自己感興趣的方面選擇物聯網中某一方面進行深入研究，大學生創新實驗針對學習基礎好并且有一定探索精神的學生來選修。對于實驗室硬件建設可以分為兩大部分來進行:一是物聯網基礎實驗部分、二是物聯網綜合實驗部分。

對于基礎實驗部分是每個建立物聯網專業的實驗室必須開設的，而對于物聯網綜合部分可以根據每個學校的不同研究情況有選擇的開設。基礎實驗部分一般包括:RFID綜合實驗、無線傳感器網絡實驗、嵌入式系統實驗、傳感器與虛擬儀器實驗、云計算技術實驗、高級軟件無線電實驗等;物聯網綜合實驗部分一般包括:智慧校園、智能家居實驗室、智能管理和安防系統、智能電網用電系統、智能交通系統、智慧物流系統等。以我校物聯網實驗室建設為例，介紹實驗室建設體系的構成，如圖2所示。物聯網實驗室可開設基礎實驗和體驗實驗(即物聯網綜合實驗)兩部分內容，基礎實驗內容包括:RFID射頻識別實驗和WSN無線傳感網絡實驗。學生通過RFID射頻識別實驗，掌握RFID讀寫器、原理機、標簽的原理及應用。WSN無線傳感網絡實驗由無線傳感器網絡與嵌入式網關兩部分組成。學生通過網絡協議對多個無線傳感器網絡進行組網并完成節點指定的功能。智能物聯網體驗實驗由六個主要子系統構成:智能家居系統、實驗箱管理系統、RFID設備管理系統、智能用電系統、無線視頻監控系統以及系統整合的物聯網綜合體驗中心平臺。

2．3以利于學科發展為目的的科研平臺構建

物聯網技術雖然正在以很快的速度向前發展，但是在其發展的過程中還是有許多制約其發展的瓶頸。這就需要在現有的理論基礎上進行更深層次的研究，為未來物聯網更好的發展打基礎。對于研究生培養階段來說，正是對于目前尚存在問題的技術進行深入探究的學習階段。對于物聯網技術來說，有關感知層的技術和應用研究已經比較廣泛和成熟;網絡層包括有線和無線網絡技術的數據傳輸和安全性的問題還有待解決;應用層中的海量信息智能處理技術和人工智能技術是存在問題比較多和更有突破點的研究方向。因此，對于物聯網專業的研究生階段，可以針對某個具體的待解決的問題進行立項，由導師帶領團隊進行研究。針對我校的大電力辦學特色，依托智能電網的大力推行，我校的物聯網科研平臺主要著重從發電、輸電、配電、用電四大方面全方位深層次地進行研究，著力打造物聯網和智能電網相結合的五大技術體系，即基于物聯網感知層的智能電網信息感知能力的基礎體系、基于物聯網網絡層的可靠通信平臺支撐體系、基于物聯網應用層的智能電網應用體系、電力物聯網標準規范體系、建立物聯網的邊界安全體系。

2．4以產品為目的的研究成果轉化

物聯網技術是一門實用性很強的學科，在進行基礎研究的同時，可以利用社會的資源與高校的研究成果進行資源互補。可以探索企業和高校共同培養的模式，對于學生和社會來說是一種共贏的方式。并且高校還可以根據企業對于目前的需求提出研究方向，這樣高校研究出來的科研成果就可以快速地轉化為生產力，實現了科研成果的快速轉化，并且使科學研究更加貼近社會需要。就我校的辦學重點而言，其研究成果轉化的主要方向為物聯網在智能電網中的應用，依托智能電網和物聯網關鍵技術的發展與成熟，物聯網和智能電網相結合的典型應用。

3結語

與以往的基礎學科不同，物聯網是一種面向未來新興產業的技術，因此該學科建設在注重理論學習的基礎上還要兼顧其實踐性和創新性。本文提出的產學研相結合的物聯網學科建設方案，充分考慮了學科建設過程中的各個方面，并針對教學、實驗、科研和成果轉化四個方面進行了分析，最終形成了一種物聯網學科建設方案的雛形。但是，由于物聯網技術剛剛興起，并且沒有其他先驗的教學經驗可以借鑒，教師也是在其發展中不斷摸索，該體系還有再完善和改進的空間。

作者：車轔轔 孔英會 李保罡 賈惠彬 單位：華北電力大學電氣與電子工程學院