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中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

物聯網（the Internet of Things，IOT）是新一代信息技術的重要組成部分，簡單理解，物聯網就是物物相連的互聯網。隨著現代信息技術的飛速發展，物聯網技術得到了很多高校、科研單位及企事業單位的高度重視。隨著單片機、嵌入式無線技術的飛速發展，為物聯網技術實現提供了必備條件。微控制器（Microcontroller Unit，MCU），即單片微型計算機，它是多數高校電子信息類、通信類等專業的骨干課程。但目前，高校仍以51系列單片機為主，在教學內容與教學方法上還保持著最古老的模式，僅僅圍繞指令和程序展開。缺乏時效性，根本無法與大背景下的社會需求相契合。

1 物聯網技術介紹

1.1 概念及簡介

物聯網是物體通過智能感應裝置，經過傳輸網絡到達指定的信息處理中心，實現物與物、人與物之間的自動化信息交互、信息處理的智能網絡。

物聯網技術應用前景分析：美國權威咨詢機構FORRESTER預測：到2020年，世界上物物互聯的業務，跟人與人通信的業務相比，將達到30比1，因此，“物聯網”被稱為是下一個萬億級的通信業務。“物聯網”也被稱之為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。

1.2 單片機教學現狀與改革

（1）教學涉及面廣：眾所周知，單片機課程幾乎覆蓋了所有的工科院校，通信、自動化、電子等很多專業都需要學習單片機課程。（2）教學占主要方面：在高職院校單片機教學中，相應課程的設置、實踐教學環節的安排都劃歸在單片機的課程體系中，并且將單片機實踐考核作為學生綜合能力判斷的一個重要部分。因此，在過去的很長一段時間，各大高職院校都相繼提出了關于單片機教學改革的新理念，大都是以強調學生的操作能力、創新能力，但這種實踐操作往往跟在大環境下的時代需要是有相差的。（3）教學方式一成不變：很長一段時間以來，單片機課程的教學基本都是按照固定模式進行的。以匯編語言或C語言兩種編程語言為主，先從指令到程序再到輔助項目配合教學。這種圍繞軟件—指令—程序展開，不符合單片機課程的教學目標。教學體系的一成不變，就沒有新方向供教學利用，學生們也就同樣按照固定的思路去分析，最終導致單片機課程教學幾十年還滯留在原地。（4）教學方法老舊：傳統的課堂講授法，將學生的學習積極性過多地限制在理論課堂上，而單一的實驗課和我們之前提出的單片機課程改革的初衷背道而馳。久而久之，單片機的課程改革就成了一句沒能實現的空話。要杜絕這種現象，必須從根本上改變教學方法和教學思想。（5）實踐教學重視度不夠：實驗手段單一且脫離實際。在實驗課上，僅僅以實驗箱作為條件，以十幾個匹配程序作為參考，停留在單片機課程的表面，也就掌握不了單片機課程的精髓。學生動手、動腦解決問題的能力也會大打折扣。

2 單片機課程與物聯網技術結合的必要性

物聯網時代對單片機或嵌入式教學改革提供了機遇和挑戰。與此同時，對單片機教學的各個方面也有了新定位。物聯網及其相關技術的發展，為單片機教學改革提供了豐富的教學題材、內容和實現方法，這也就是單片機課程與物聯網技術結合的目的。

（1）必要性：從目前各高職高專院校單片機的教學情況分析，學生的學習態度、反映、學習效果等方面都在很大程度上促進單片機的教學改革。并且應將培養高技能人才作為高職高專院校的發展定位，將為企業培養出更多有用的人才作為根本目標。換個角度說，物聯網技術的發展勢必也會要求高職院校培養相應的人才。因此，從市場的被動需要到主動需要也是我們將兩者結合的初衷。

（2）可行性：在單片機教學過程中，型號的選擇還是以MCS-51為主，并配合無線SOC單片機。這樣可將傳統的單片機教學順延、加強。整個核心課程的設置都不需要改變，以物聯網課程為主線，配合嵌入式系統，在以單片機、網絡等課程為輔，這樣就可以構成一個較完善的物聯網與單片機結合的體系。

3 教學改革的思路和措施

3.1 教學內容、方法和思路

教學內容方面：教學過程中應以物聯網系統應用為背景，硬件系統選擇還是以MCS-51型號為主。其中，應將單片機教學過程中以前忽略的部分重視進來，如A/D、D/A模塊、串行通信模塊等。軟件系統選擇ZigBee協議棧，利用實例法講授協議棧的各層。當然，在高職教學過程中，軟件系統和網絡協議部分教學不必深入講解，應以學生的實際操作能力為主。

教學方法方面：傳統單片機教學，通常采用案例引導法，明確任務，任務構思、完成任務的固定模式來完成教學任務。任務的構思應以物聯網數據采集、無線通信作為主要切入口，構造有實用意義的方案。

3.2 突出實踐教學環節

單片機教學重于實踐，沒有實踐，那這門課就是形同虛設，學生只會一味地死記程序而不懂得解決問題。在實踐教學中，教師和學生應該有互動，建立一個分工明確的學習團隊。教師在團隊中只起到引導作用，將充分的時間留給學生自主思考、自主完成實驗項目。

實驗室的建設：將學校實驗室的操作平臺使用于理論教學中，在實踐教學中應建立模塊化的SOC單片機實驗系統。編譯軟件同樣使用Keil，方便代碼移植和實驗兼容等，減少教學工作量。

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中圖分類號：G40-057　文獻標識碼：A　文章編號：1673-8454(2011)21-0076-03

物聯網被認為是繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次浪潮，它是未來信息產業發展的重要方向，世界各國都把它當做促進經濟發展的重點科技領域。

一、物聯網的內涵

1.物聯網的概念

1999年，美國麻省理工學院最先提出了“物聯網”的概念，2005年，國際電信聯盟(ITU)的《ITU互聯網報告2005：物聯網》，進一步擴展了物聯網的概念。物聯網是互聯網的延伸和擴展。它是“物物相連的互聯網”。它通過射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統等信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網相連，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、監控和管理。2010年，上海開幕的中國國際物聯網大會中有學者提出，物聯網將成為萬億元級的新興產業、全世界接入物聯網的終端到2020年將會達到500億個。

2.物聯網的特征

從通信對象和通信過程來看，物聯網的核心是物與物之間以及人與物之問的信息交互。物聯網具有如下特征：

(1)全面并主動感知

物聯網是以感知為目標，實現人與人之間、人與物之間、物與物之間全面互聯的網絡。利用射頻識別裝置、傳感器、二維碼等隨時隨地主動感知物體的存在并獲取物體的狀態、位置等信息。實現的原理是在物體上植入微型感應芯片，用這些傳感器獲取物理世界的種種信息，再通過局域無線網絡、互聯網、移動通信網等通信網絡傳遞交互，進而感知世界。

(2)可靠并完整傳遞

物聯網當中的某些應用可能會使用傳感器采集到的部分信息，然而存儲的時候必須保證信息的完整性。物聯網可以通過有線、無線等傳輸方式將物體的實時信息進行分門別類的管理，再準確、可靠、有指向性地傳輸給信息處理設備及環境，以適應不同的應用需求。

(3)海量并多視角處理

在物聯網中分布著眾多的傳感器，每個傳感器都是一個信息源，它們按照一定的頻率，周期性地對環境信息進行采集，每次采集都會得到新的數據，針對采集到的海量數據，必須進行多視角分析處理才能實現智能化。隨著物聯網的發展，我們可以借助云計算來處理海量信息。

(4)智能服務

物聯網給移動通信領域和互聯網領域帶來了一個全新的服務體系。物聯網把傳輸或者是通信服務擴展成從感知到傳輸再到分析處理的一個綜合的、全面的服務。物聯網擁有常規應用無法比擬的智能性，它不僅具有超越人類聽覺、視覺及觸覺范圍的高靈敏度，還具有感知規律、預測未來的智能特征，高靈敏度、高智能化的服務是物聯網應用價值的關鍵體現，也是推動物聯網商業運行成功的主要動力。

由于物聯網具有上述特征，所以它必將為人類提供一個全新的、智能化的工作與生活環境，物聯網的價值體現在它在各行業的廣泛應用，這需要各行業的人員進行積極的探索。目前，教育領域中應用物聯網的研究尚處于起步階段，筆者認為物聯網的應用將給教育帶來極大的變革。

二、物聯網在學生管理中的應用

物聯網在學生管理方面的應用，主要體現在學生安全管理和學生生活管理兩個方面。

1.利用物聯網保障學生安全

近年來，校同安全事件屢有發生，然而，校方要負責照顧的學生人數眾多，往往無法隨時照顧到每個學生，尤其對于智力發展遲緩兒童，可能會毫無征兆地自行離開校園而發生走失事件，所以，教育部門希望借助物聯網技術米加強學校安全管理。在臺灣，教育部門于2008年實施了“校同安全應用RFID協助學生安全建置計劃”。臺殊教育學校和逢甲大學合作進行了學生體溫異常管理、學生行蹤通知、訪客機制管理以及危險區域管理四項實踐，希望對特殊教育學校的安全維護做出重大變革。

項目同以該校高職部一、二年級共30名學生為實驗對象，采用阿丹電子公司主動式433MHz RFID讀取器及具有溫度感測功能的腕帶式標簽，如圖1所示。

在實驗學校的大樓入口、教室、地下室以及樓頂等地點架設了約30個RFID讀取器，每個學生配戴RFID標簽，其主要系統功能架構如圖2所示。

網絡安全監控與管理

首先，學生所佩戴的腕帶式標簽，可以自動感測到學生的體溫，并且可以將學生的體溫異常情況通知給教師，以便及時作出處理：其次，系統依據采集到的RFID信息，對學生的出勤情況加以統計，以便教師可以通過網絡查詢到學生的所在位置與出勤情況；再次，當有陌生人進入校園中的管制區域時，RFID系統就會感測到，將會向陌生訪客發出語音警告，同時會向學校安保人員發出通知信息：最后，當學生到了地下室、樓頂等有危險隱患的區域時，系統會向學生發出聲音警示，并目，會將此情況通知給學校的安保人員，同時該系統還可以配合學校視頻監視系統進行現場監視，便于管理人員進行協調指揮。

2.利用物聯網方便學生生活

學生群體的手機普及率很高，同時學生又是信息應用最容易接受的群體。利用手機多卡合一的功能，將飯卡、學生證、借書證、門禁卡等多卡合而為一，這一應用不僅能夠為用戶提供傳統的于機通信服務，而且可以通過手機實現身份識別、信息交互和購物支付等多種服務。由兩師范大學實施的“校同手機一卡通”工程，在原有于機SIM卡芯片中集成無線射頻(RF)模塊，學生使用這種特制的RFID-SIM卡刷卡后即可完成門禁、考勤、借書、上網、用水、食堂消費、銀行轉賬、車輛進出等校園活動，極大地方便了師生員工的工作、學習和生活。

三、物聯網在課堂教學環境管理中的應用

學習環境對學生的學習效率有很大影響，傳統課堂教學的物理環境擁有的教學資源十分有限，虛擬學習環境又缺少與現實世界的交互。物聯網不僅使得物理空間的物品相互連接，而且使得物理空間與虛擬空間相互連接，能夠有效地實現人與物交互、人機交互、人與人之間的禮會互。物聯網使得物理環境中的每個物體都具有了智能化、數字化的特征，能夠即時地采集并分析師生的教學需求，進而給師生提供智能化的教學資源與環境。

日常的教學設施、教學環境會產生大量噪音，美國、英國等國家針對噪音對學習的影響進行了大量的研究，研究表明噪音不僅會對學生的聽力、注意力、閱讀計算能力等產生影響，而且也會影響師生交流，進而影響學生的整體學業成績，對于那些聽力有障礙或者用非母語學習的學生更是如此，教師也會由于提高聲音而損傷聲帶。我們可以在教室用布置傳感器以監測教室中各方位的噪音情況，當噪音過大時就發出警報信息通知相關人員進行處理，比如可以在桌腳墊上

毛氈以降低噪音。

光線會對師生的視力產生影響，可以在教家里安裝光線傳感器，隨時根據室內光線亮度調整教室內的燈光亮度和計算機屏幕的亮度，根據室外陽光強度調整窗簾的高度。利用傳感器還可以根據教室里的溫度、濕度、二氧化碳濃度等自動調節空調、排氣扇等的運轉。另外，學生可以在教室里利用計算機等設備，讀取本地或異地嵌入了傳感器的物體數據，開展研究性學習。總而言之，物聯網能夠為學生提供舒適的學習環境、便捷的學習資源，方便學生學習。

四、物聯網在圖書館管理中的應用

在圖書館領域，曾經廣泛使用條形碼來提高圖書流通效率，但是由于條形碼自身的一些難以克服的缺陷，使得它在圖書管理領域的應用必將越來越少。物聯網是一個智能化的網絡，由于無線傳感網、RFID等智能技術的大量使用，使得圖書館的管理與服務呈現出鮮明的智能化特征。

首先，可以利用RFID電子標簽將文獻信息與讀者信息結合起來，這樣圖書館就可以通過RFID標簽獲知讀者利用文獻的統計信息及其閱讀偏好，進而根據讀者的閱讀喜好，向其提供個人文獻定制服務，或者根據讀者利用文獻的情況，實現讀者知識結構咨詢、閱讀習慣跟蹤等服務。其次，自助還書機可以對貼有RFID標簽的圖書進行掃描、識別和歸還等處理，利用自助還書機可以幫助用戶進行自助式的續借、還書等操作，從而避免排隊現象的發生，甚至還可以實現“放回即還、拿走即借”，為用戶提供更加快捷的圖書查詢、借還等服務。再次，我們可以將RFID標簽嵌入到圖書館內所有建筑(樓梯、墻面等)、沒備(書架等)、館藏，以及用戶的借閱證等當中，進而實現對圖書館所有物理對象的定位、查找、追蹤等服務。最后，可以將RFID卡與讀者手機SIM卡相結合，進而實現圖書館內手機查詢、借閱等個性化服務，從而使得讀者可以在任何地點、任何時間獲取自己想要的資源。

目前，新西蘭、韓國、新加坡等同的圖書館，國內的廣西壯族自治區圖書館等都已經采用了RFID系統。物聯網技術是圖書館領域的發展趨勢，各學校圖書館應積極引入物聯網技術，提高管理效率。

五、物聯網在教學儀器設備管理中的應用

近年來，為了推進學校的信息化，國家在學校教學儀器設備方面的投入不斷加大，如何對計算機、多媒體系統等教學儀器設備進行科學管理，讓儀器設備發揮其最大教學、經濟效益，這是當前學校管理工作很重要的一個方面。物聯網中的RHD、無線傳感網等智能化技術可以使設備數據采集流程簡化，增加信息的透明度，使得教學儀器設備的管理越來越系統化、規范化。

1.設備清點

管理部門在教學儀器設備購入時就為每臺儀器設備分配一個RFID電子標簽，該標簽具有唯一識別碼，內部存儲了儀器設備的基本信息，這些信息可以由閱度器利用射頻信號進行無線讀取。標簽的外部有保護層，不易損壞，可以粘貼在儀器設備的恰當位置上。管理人員在進行設備清點時，只要拿著讀寫器，在實驗室內巡視，閱讀器就可以批量讀取設備信息，不用再對儀器設備進行搬移來掃描條形碼，大大提高了清點效率。

2.設備全生命周期管理

我們可以對RFID標簽中存儲的信息不受次數限制地進行修改，從設備購入開始，即將設備的在用、維修、報廢等生命狀態及時地在標簽中予以更新，然后再經過定期的設備清點，使得儀器設備實際狀態與管理系統中的狀態始終保持一致，進而動態地實現儀器設備的全生命周期管理，為學校的投資決策、設備更新等提供依據，提高儀器設備管理效率。

3.設備防盜

我們可以賦予每個設備標簽不同的限，并且在每個實驗室安裝RFID門禁系統，當某個儀器設備要被拿出實驗室時，如果系統未授予該設備標簽出庫限，系統就會發出違規出庫警報。

4.大型儀器設備共享

通過儀器設備標簽-RFID系統一大型儀器設備共享平臺，就可以實現儀器沒備與共享平臺連接，潛在的用戶可以通過該平臺獲取設備的基本信息、當前狀態等，進而使用該設備完成自己的研究工作。

六、結束語

目前物聯網要在教育領域獲得廣泛的應用，仍有許多問題需要解決，比如費用問題、信息安全問題等等，然而，物聯網在教育領域當中的廣泛應用是大勢所趨，我們應滿懷信心，迎接物聯網時代的到來。

參考文獻：

[1]姚萬華關于物聯網的概念及基本內涵[J].中國信息界，2010(5)：22-23

[2]宋述強，鐘曉流，許俊華低碳時代的多媒體教學環境：系統集成與技術趨勢[J].電化教育研究，2010(10)：31.

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【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）12C-0187-02

一、研究背景

物聯網（the Internet of Things，IOT），是指利用傳輸網絡與智能感應裝置，使物體到達特定的信息處理中心，進而達到人和物體、物體和物體之間的信息交互與處理的新型互聯網。簡單地說，物聯網是指物與物相連接的互聯網。國外專業咨詢機構相關數據顯示，到2020年，與人和人通信的業務相比較，物與物互聯的業務將達到1∶30，所以物聯網又常常被稱為是極大型的新一代通信業務，將掀起比計算機與互聯網更大的信息產業浪潮。

物聯網是構成新型信息技術的關鍵部分。伴隨著當代信息技術的快速發展，物聯網獲得了許多高校、企事業單位、科研機構的重視。物聯網的出現與相關技術的進步，為改革單片機教學提供了相當豐富的教學內容、教學題材與實現方式。物聯網技術的發展為嵌入式或單片機教學改革提供了新的機遇，但技術發展所造成的形式變化又讓單片機教學面臨新的挑戰。單片微型計算機是大部分高校通信類、電子信息類專業的重要課程。然而現今，51系列單片機依然是許多高校單片機教學的主角，教學方式與教學內容不能及時更新，單單圍繞程序與指令展開，無法與物聯網技術整合，不具備實效性，不能適應社會新形勢的發展。為提高高校單片機教學的實效性，可基于物聯網技術對單片機教學進行改革。

二、當前高校單片機教學中存在的問題

當前，設置單片機課程的專業范圍較廣，電子信息工程、電氣工程及其自動化、通信工程、機械及其自動化等眾多專業都將單片機課程設置為必修課程。可見，單片機教學的影響面較大。然而，高校的單片機教學實普遍存在以下方面問題：

第一，教學模式陳舊。長期以來，單片機教學往往都是根據一定的模式來進行的，以C語言或匯編語言為主，首先進行指令的教學，然后到程序的教學，最后再進行輔助項目配套教學。這種教學模式與單片機課程教學目標有一定的出入。除此之外，教學體系也缺少創新，實踐教學很難找到新方向，學生在進行分析時自然而然會依據固定的思路，結果造成此課程教學停滯不前。

第二，重理論教學輕實踐教學。單片機教學中更多地采用課堂理論教學的方式，實踐教學被忽略，不利于提高學生學習的主動性與積極性。實踐教學的方式主要是單一的實驗課程，實驗手段多是脫離實際的。在實驗課程過程中，往往將實驗箱視為唯一條件，參考十幾個匹配程序，課程教學僅僅停留在表面，學生難以掌握此門課程的精髓，實踐操作能力自然不能得到有效提高。

第三，考核方式不合理。如上所述，單片機教學中更多地采用課堂理論教學的方式，在設置單片機教學體系時，也往往會將實踐教學環節、實踐課程都劃在課堂教學范疇，使得學生創新能力、動手能力受到很大影響。然而，期末對學生綜合能力進行考核時，卻要重點考查實踐情況，往往使得學生無所適從。這也不不利于學生實踐能力的培養。

三、物聯網技術應用于單片機教學改革的必要性與可行性

（一）物聯網技術應用于單片機教學改革的必要性

高校的主要功能是培養社會所需人才，而為用人單位、社會培養復合型、創新型、應用型則是許多高校的重要目標。這就要求各高校必須結合社會需求，加強教學改革，真正為社會培養出復合型、創新型、應用型人才。從現今各大高校單片機教學現狀來看，學生的學習效果、學習反饋、學習態度等方面都在較大程度上推動單片機教學改革的步伐。與此同時，物聯網技術的進一步發展必然對高校教學與所培養人才有更高的要求。所以，無論是就業市場的消極需求還是主動要求，都是推動高校將物聯網技術應用于單片機教學改革的動力。

（二）物聯網技術應用于單片機教學改革的可行性

物聯網教學過程中所涉及的相關課程分成三個部分：基礎課程、核心課程、實踐教學中的應用開發。其中許多課程如嵌入式、單片機、網絡、傳感器、現代通信等都是已經開設的課程，因此沒有必要對已有課程體系進行大改動，這是改革單片機教學可行的前提。在核心課程中，以MSC-51以內的無線SOC單片機作為教學的SOC單片機，如此一來就能加強、順延傳統的單片機教學。而像RTOS操作系統與嵌入式微處理器這種傳統課程，僅需把其作為物聯網網關，在實踐教學過程中突出它在物聯網體系中的重要性。由此可見，物聯網技術應用于單片機教學改革極具可行性。

四、基于物聯網技術的單片機教學改革

物聯網技術應用于單片機教學的必然形式與特點之一在于無線通信與單片機二者緊密結合。各類新型模塊與接口的應用是新形勢下嵌入式或單片機系統的一般表現形式。對此，必須變革單片機教學的教學內容、教學方法與教學實踐。

（一）教學內容改革

無線SOC單片機作為教學目標硬件，實踐教學過程中應當緊密結合物聯網系統進行實際應用，重點放在數據傳輸、采集與無線通信、網絡的教學之上。而像I2C、SPI、D/A、A/D、RS232/485（串行通信）的設計與開發等教學內容則需要在傳統教學的基礎上進一步加強。同時，ZigBee協議棧應當作為網絡協議與軟件系統。在進行協議棧里面各層實現方法的講解時，注意結合實際例子。RTOS操作系統在本科階段不需要重點講解。網絡協議與軟件系統沒有必要投入過多的精力進行講解，應當將重點放在學生實際操作能力培養之上。

（二）教學方法改革

首先，應用案例引導法進行傳統單片機部分的講解，中心放在任務部分，教學任務的實施根據環境創設、任務確定、任務完成三個階段來開展。在構思任務時要注意突出無線通信、物聯網數據采集的相關概念，設置有實際應用意義的開發背景。比如可以選擇GPRS或GPS模塊進行串行RS232串行接口的講解，數據的遠程傳輸可以通過這兩個模塊。而對于SPT接口，則可以選用函數庫作為軟件藍本，SPI模塊的應用、SOI接口函數的使用、SPI原理等都可以結合SPI接口通信實例進行講解。例如，方位信息的采集可以通過具有SPI接口Compass指南針模塊來講解，等等。

其次，由于無線通信部分僅僅接觸到理論部分，在已有的教學課程體系中不包含這部分，所以在實際教學中應當盡可能減少理論描述與推導部分，提高實際開發與應用的比例，進而提高學生學習的積極性。

最后，ZigBee協議棧程序作為網絡協議部分的具體對象，重點應當放在應用層開發流程之上，再加上MAC層與網絡層中關于網絡不同通拓撲形態的具體設置，開始先從容易的點對點通信的實現，慢慢過渡到構建星形網絡。串行通信與普通節點可以應用在網關部分，進而達到Internet與物聯網互聯的目標。

（三）實踐教學改革

原本單片機就是一個實踐性較強的課程，如果脫離實踐，很容易導致學生出現高分低能的現象。在實際教學過程中，要改變以往教師單方面講解、學生埋頭做的教學方式，為教學目標構成教學團隊，團隊成員主動學習、相互配合、平等參與。教師作為輔導者應當起到主導作用，可以放手讓學生寫作學習，自主研究。

實驗室建設方面，可以建設以SOC單片機特征的教學新系統，實驗箱選擇像TY-ZIGBEE這種支持ZieBee的無線SOPC單片機試驗箱。為兼容原有實驗，便于移植代碼，可以應用Keil/IAR的編譯開發平臺，進而達到降低整改工作量的目的。實驗項目方面，綜合試驗、網絡協議實驗、基礎硬件實驗三個部分是SOC單片機CC2430的重點內容。具體地講，射頻點對點通信、UART實驗、ADC實驗、點陣式LCD驅動等都是包括在基礎硬件方面的實驗，而尋址路由、網絡層、TI-ZStack等則屬于網絡協議實驗;根據實際條件進行物聯網開關控制、溫度場傳感選擇則屬于綜合實驗。

綜上，在物聯網技術快速發展的今天，將物聯網技術應用于高校單片機教學改革中是必要的、可行的，有利于增強高等教育的實效性，培養復合型、創新型、應用型人才。

【參考文獻】

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引言

提高教學質量是高等教育發展的核心任務，大學課堂教學改革已經勢在必行。目前，國內課堂教學中出現教學效果不理想、學生學習積極性和主動性不強等問題，“以教師為中心”的傳統教學模式遇到了挑戰。MOOC的出現帶來了希望，其“以學生為中心”的理念改變了當前的教學模式，即知識傳遞在課前，知識內化在課上。MOOC為高等教育帶來了生機，但也存在在線參與度不夠、學習質量低等問題。SPOC是應用于校內教學的在線教學模式，主要解決MOOC（慕課）缺少師生之間互動、學生成功率低等問題[1]。SPOC的提出是為了解決MOOC實施過程中所面臨的問題，其對高等學校校園課程的學習以及學生個性化發展、素質能力的提高有重要意義。在高等學校展開SPOC課程建設與應用研究探索，可以促進高等教育改革，又可以輔助課堂教學，提高高等教育教學質量。現代信息技術加速融入高等教育領域，促進教育教學模式改革，提高人才培養質量，是當前高等教育教學改革的重要突破口[2]。雨課堂是先進的智慧教學平臺，可以助力于傳統課上教學。雨課堂融合信息技術與教育教學過程，建立課內課外教學之間的橋梁，讓課內課外全貫通。本文結合SPOC和雨課堂的特點，提出基于SPOC和雨課堂課內課外混合教學模式，旨在提高學生學習質量，促進學生個人能力的提升。

1SPOC和雨課堂概述

1.1SPOC概述

SPOC是MOOC的升級版，它是校內小范圍的在線課程。學生可以在課前學習相關視頻等資源，課上探究知識內化，課后反思鞏固知識。國內一些學者相繼對SPOC教學流程、SPOC+翻轉課堂、面向SPOC的混合設計與實證研究[3-6]等方面進行了有效探討，國內的高等院校及培訓機構，如清華大學學堂在線、大學MOOC平臺、愛課程平臺等都相繼開展SPOC的教學實踐。對于SPOC的教學應用研究，國外的一線教師及研究者都做過不少嘗試，重點針對教學設計、教學方式、互動交流、資源整合等方面展開研究，例如哈佛大學、加州大學伯克利分校等都推出各自的SPOC課程。

1.2雨課堂概述

雨課堂是一個兼具智能化和數據可視化的智慧學習平臺，它集個人移動設備（手機、平板等）、PPT和微信于一體，為課內課外教學環節提供多方面的學習服務支持，能夠全過程采集數據，比如課前學習測試、課堂交互練習、課后考核評價，每一環節都可以獲得有效的數據分析，這將為教學提供智能化、個性化和可視化學習服務支持[7-9]。雨課堂能夠將學習資源推送到手機端，無論課前還是課后都可以隨時隨地開展自主學習，完成測試題并評估學習狀態；同時課上還可以同步教師PPT，通過多種形式的互動，教師實時掌握學生的學習動態。雨課堂全過程記錄學生學習行為數據，這些數據分析讓教師精確了解教學狀態，讓學生清楚知道知識不足之處[10]。

2基于SPOC和雨課堂課內課外混合教學模式

手機、平板等移動設備的普及，課內課外混合翻轉教學模式作為一種嶄新的形式，越來越被教育工作者所接受。這種教學模式可以突破時空限制，隨時隨地進行。雨課堂智慧學習平臺為方便學生開展課外線下學習提供了便利，為此將結合SPOC和雨課堂智慧學習平臺，建立“以學生為中心”的課內課外混合教學模式。這種教學模式由課前學習、課中內化和課后提升三部分組成，如圖1所示，充分利用SPOC和雨課堂將傳統以教師為主導向以學生為主的教學模式轉變，滿足學生個性化學習需求。（1）課前教師導學、學生自主學習。教師通過雨課堂課前導學公告，學生通過SPOC平臺自主學習有關資源（微視頻、PPT等），師生、生生之間通過微信群共同討論交流，完成預習內容。教師通過雨課堂課前測試題，精準掌握學生學習狀況，并匯總存在的共性問題，以便設計課堂教學形式與內容；同時可以查看哪些學生沒有完成測試，可以給予提醒。（2）課中答疑解惑、促進知識內化。教師通過雨課堂實時推送PPT，根據課前收集的問題匯總以及學生學習狀況，了解學生的學習困難，有針對性地組織教學，師生之間答疑解惑，形成互動討論模式。對于重要的知識內容教師通過雨課堂布置擴展任務，開啟分組合作模式，根據學生完成情況進行點評。學生利用雨課堂完成任務，并積極與老師進行課堂討論，將學習動態實時反饋給教師。課中有針對性的教學內容和教學形式設計，促進每個學生掌握知識。（3）課后反思、知識掌握。在SPOC學習平臺上布置知識，延伸拓展學習任務，雨課堂課后作業，引導學生復習和鞏固，結合課前、課中開展過程性評價。教師利用雨課堂后臺數據統計功能，及時了解學生對學習內容的掌握情況，對存在很大問題的學生給予學習預警，并進行個性化指導。教師和學生課后總結與反思，調整與促進后續教與學效果。

3基于SPOC和雨課堂課內課外混合教學模式應用案例

篇（5）

一、項目教學法的在課堂教學中的優勢

實訓教學的目標是提高學生的全面能力，使專業實訓更接近社會需求，最終能實現學生的零距離上崗。為此，研究了一種更貼近實際應用的教學策略――項目教學法。在項目教學法的具體實踐中，教師的作用不再是一部百科全書或一個供學生利用的資料庫，而成為了一名向導和顧問，幫助學生在獨立研究的道路上迅速前進，引導學生如何在實踐中發現新知識，掌握新內容。學生作為學習的主體，通過獨立完成項目把理論與實踐有機地結合起來，不僅提高了理論水平和實操技能，而且又在教師有目的的引導下，培養了合作、解決問題等綜合能力。同時，教師在觀察學生、幫助學生的過程中，開闊了視野，提高了專業水平。可以說，項目教學法是師生共同完成項目，共同取得進步的教學方法。在技工院校、職業教育中，項目教學法有其獨特的優勢，應進一步總結提高，大力試用推廣。

二、《物聯網應用技術》課實施項目教學法的必要性

（1）物聯網應用技術課程是一門實踐性很強的專業課程，具有指令多、理論知識抽象、編程思想復雜，但實踐性強等特點，學生在學習時常常感覺內容抽象，枯燥無味，不容易聽懂。在教學過程中采用項目教學法，能夠使學生在項目實踐中掌握物聯網應用技術課程的理論知識，提高物聯網應用技術操作技能水平，做到學、做合一，理實一體，最終達到培養技能型人才的目標。

（2）激發學生的學習興趣形成積極學習的態度。在教師精心創設的環境中，把學生帶入學習的主題，學生的共同興趣必然會相互促進形成積極向上的學習態度。而這些多個項目興趣的累積同時也會逐漸在學生中形成良好的興趣氛圍和學習氛圍。

（3）讓學生養成自主學習的行為習慣。學生在項目里不斷討論、交流、自主探索，必然能夠養成自主學習的行為習慣，這為陪養學生的學習能力提供了可靠的前提。誠然，學生能養成自主學習的行為習慣也是我們教學的一個目的所在，而實踐證明項目教學確實能達到這一目的。

（4）有利于提升教師自身的教學能力。將項目教學法應用于《物聯網應用技術》課程中，不僅僅對學生是一種考驗，對教師也是一種挑戰。高質量的教學效果要有高質量的師資作保障，在進行項目教學時，教師要了解和熟悉所選項目，并且要對可能出現的情況問題進行預測和分析，在項目進行過程中還要進行跟蹤并對學生進行指導。這就要求教師具備深厚的專業功底和廣博的知識，同時還要加強對相鄰學科的學習。因此，運用項目教學法有利于優化教師自身的知識結構和提升自身教學能力。

三、項目教學法在《物聯網應用技術》教學中的實施

（1）確定項目任務。在項目教學法中，教學的整個過程和內容都以項目為主線，項目確定后，整個教學過程也就確定了下來，所以項目的選擇是關鍵。但是項目的選擇要以教學內容為依據，它既要與書本知識緊密結合，又要能提供一定的想象空間，讓學生既能運用已有知識，又可以發揮創造力。就《物聯網應用技術實訓》課程，由教師提出項目任務設想，然后與學生一起討論，最終確定項目的目標和任務（詳見下表）。

（2）制定計劃。首先由學生組建團隊，這一步很重要，它是貫穿整個項目教學活動的基礎。筆者根據班級學生綜合情況，把班級學生劃分為三類：一類為VC編程較好的學生，另一類為eclipse編程較好的學生，第三類為動手能力較強的學生。每類出一個學生自由組合，三人組成一個小組。這樣利于學生的項目分工、合作、融洽等好處。每小組選舉產生組長，小組成員討論并制定項目實施計劃，根據個人特長分配不同的工作。小組制定一份完成“項目”的計劃書，其內容包括人力分配、完成項目所需時間計劃、使用材料計劃、所需模塊等。

（3）實施計劃。每個小組安排一臺物聯網綜合實訓設備及兩臺電腦，根據小組制定的計劃，完成對項目的功能拓撲圖、程序流程圖、程序設計、連接圖繪制、器件安裝、項目調試等。在實施過程中，學生會遇到各種各樣的問題，教師應鼓勵學生積極地探索和解決問題，并提供解決問題的思路，切忌走回教師講授、示范，學生完成實操的老路。學生遇到的集體性問題，教師應進行集中講解，但一定要把握切入的時機。教師恰到好處的講授，將有助于理論與實踐的結合，也可以擴充學生的相關理論知識，幫助學生解答疑難問題。總之在這個環節，教師的角色是輔助者、監督員，學生才是項目的完成者。在實施項目過程中，教師起到主持人的作用，而學生起到主導作用，引導學生邊做邊想，從不同的項目中去了解整個流程，從而培養學生動手能力、分析解決問題能力、小組溝通協調能力等。

四、項目評價

項目的評價是項目教學法的重要環節。針對所給出的項目，教師應設計出相應的評價標準，使其能夠客觀公正地對學生的學習成果給予評價。在設計過程中采用階段性評價與目標性評價相結合的方式，分階段、分目標地給出考核結果。同時建立小組自評、小組互評、相關專業教師綜合評定的多元評定機制。將學生的知識掌握程度、操作熟練程度、團隊合作意識、問題處理能力等各個方面有機結合起來，客觀地給出考核評價結果。

五、實施項目教學法的反思

項目教學法突破了傳統的教學模式，通過選取項目來創設情景，通過合作學習的方式開展學習，通過完成項目實現“意義建構”，通過解決現實問題促使學生學習知識與技能。這給學生足夠的空間，允許學生形成自己的看法，按自己的方式去研究，同時又培養了良好的團隊合作精神，充分體現以學生的全面發展為中心的教育思想。這種教學方法可以廣泛應用到技能實訓中，但在實施項目教學的過程中一定要重視以下幾個問題。

篇（6）

1 研究背景和相關概念

公安海警學院的前身是公安海警高等專科學校。公安海警高等專科學校原名為“武警水面船艇學校”，始建于1983年7月（國務院[1983]149號文件），當時隸屬于武警總部，1985年9月開始招生開學。1993年8月，學院移 交公安部領導，歸口公安部邊防局管理，更名“公安邊防水面船艇學校”。1996年開始組織申辦專科的籌備工作，1997年9月終止中專招生、依托武警學院（廊坊）實施大專教學。1997年下半年，由教育部組織的在長沙召開的會議上，順利通過全國高校設置評議委員會評審。1998年3月教育部下發《關于同意建立公安海警高等專科學校的通知》（教發[1998]18號文件），學校更名為“公安海警高等專科學校”，成為公安部直屬的一所普通學校。近年來，物聯網技術的海警學院網上自助訂餐系統在海警學院正式運行。

1.1 物聯網的概念

隨著信息領域及相關學科的發展，不同領域的研究者對物聯網思考所基于的起點各異，對物聯網的描述側重于不同的方面，短期內還沒有一個權威、完整和精確的物聯網定義。

大多數比較偏向的物聯網定義是信息空間與物理空間的融合，將一切事物數字化、網絡化，在物品之間、物品與人之間、人與現實環境之間實現高效信息交互方式，并通過新的服務模式使各種信息技術融入社會行為，是信息化在人類社會綜合應用達到的更高境界。

1.2 物聯網技術體系

物聯網的技術體系框架包括感知層技術、網絡層技術、應用層技術和公共技術，這也體現出了物聯網的三個基本特征，即全面感知、可靠傳輸和智能處理。

2 基于物聯網技術的海警學院網上自助訂餐系統物理基礎

訂餐系統采用了160×98點陣的顯示屏和超小的輸入鍵盤，整個機身小巧美觀，重量只有70克。無線數據下載功能，無需使用連接線即可進行系統數據的下載，真正實現了無線雙向通信。采用了國際先進的信號放大技術，使其空曠通信距離可達1000多米室內可達200米以上。采用了國際通用的ISM頻段，不需要申請無線頻率、無需支付信道使用費，具有通信穩定可靠、費用低廉等優點。實現了餐飲業向規范化、智能化、現代化的飛躍，具有高可靠性、穩定性、無線集成等特點，利用RFID射頻技術，在每一個餐具底部植入RFID射頻芯片，餐具進入結算區后（射頻天線感應區），通過對餐具底部RFID射頻芯片進行讀寫操作，借助于計算機及其通訊技術，實現對餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理，實現快速結算。主要為學校食堂、企事業單位餐廳、快餐連鎖店等提供自選式快速結算服務，通過在餐盤底部植入射頻芯片的方式，實現快速結算，與傳統的結算方式相比，智盤系統具有速度快、核算準、體驗佳、無人值守等特點。

該方案采用物聯網、云計算等先進技術，涵蓋用戶自助開臺、自助選菜、自助結算、自助服務功能，通過智慧餐臺對餐廳進行智能化布控，全方位升級改造，有效降低餐廳運營成本、提升顧客用餐感受，打造智能化、現代化的餐廳。

2.1 方案介紹

基于RFID物聯網技術及云計算技術的智慧餐臺智能結算綜合解決方案。主要通過讀取智慧餐具中RFID標簽的方式，進行統一計價，并通過一卡通賬戶中的卡片進行支付。數據信息交予一卡通系統進行匯總管理，智慧餐臺通過液晶顯示屏將各類圖文信息直觀形象的展示給客戶。

集成一系列智能化、自主化的應用設備，并應用在充值、結算、就餐等各環節，對餐廳實施智能化布控，實現自動結算、自助充值等功能，節省餐廳人工，降低運營成本，打造智能化、現代化的餐廳，可廣泛應用在學校食堂、企事業單位餐廳及快餐連鎖店。

系統能夠7×24小時不間斷運行，故障率低，并且能確保在發生故障時，交易流水等重要數據不丟失。系統具備快速支付、安全高效等特點。

2.2 系統結構――分為兩大部分

智慧餐具：智慧餐臺系統的重要組成部分，有各種色彩的碗碟，每一種色彩對應一個價格，內置RFID標簽，供智慧餐臺讀取菜品和價格信息進行結算。

智慧餐臺結算系統：在每一個餐具底部植入RFID射頻芯片，餐具進入餐臺結算區后（射頻天線感應區），通過對餐具底部RFID射頻芯片進行讀寫操作，借助于計算機及其通訊技術，實現對餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理，實現快速結算。

3 基于物聯網技術的海警學院網上自助訂餐系統特點

由于打印系統所使用的串口通訊線路較長，很容易受外界電磁脈沖的干擾（如大型用電設備開啟與關閉的瞬間都會產生高壓脈沖），會導致信號傳輸失敗或燒壞打印機和電腦設備，針對此問題特別自行設計制作了光電隔離器（打印長線驅動器）。系統特點為：

3.1 人機交互

系統界面通過色塊對各類信息進行區分，重要信息將在界面上突出顯示，我們為您呈現更多精彩；觸控操作靈動流暢，強大功能，一觸即發；可自定義的語音提示，伴隨整個流程。

3.2 安全穩定

工業級的系統環境，8mm厚度的鋼化玻璃臺面，臺身采用高強度冷軋鋼板靜電噴塑，輕松應對高溫、潮濕、油污，為您全天候待命；數據本地存儲并自動上傳服務器，支持脫機使用，數據安全雙重保障；內置工業級讀頭天線，信息讀取更穩定，更靈敏！

3.3 操作簡單

智慧餐臺使用全中文觸控操作，具有良好的人機交互界面，功能操作簡單，前端操作員數量少，員工只需經過簡單快速的培訓就能立刻上崗，整套系統運作不會因員工流動和缺乏培訓受到影響。

3.4 安裝方便

智慧餐臺由于采用工業級硬件配置，具有良好的環境適應性和大容量數據存儲等優點，只要接通電源，連接網線，智慧餐臺就能正常工作。

參考文獻

[1]瞿中，熊安萍，蔣溢.計算機科學導論（第3版）[M].北京：清華大學出版社，2010（03）.

[2]Peter Norton著；楊繼萍，錢偉等譯.計算機導論（第6版）[M].北京：清華大學出版社，2009（01）.

[3]郭衛斌，楊建國.計算機導論[M].上海：華東理工大學出版社，2012（08）。

[4]吳功宜，吳英.物聯網工程導論[M].北京：高等教育出版社，2012（07）.

[5]劉云浩.物聯網導論[M].北京：科學出版社，2011（03）.

[6]張凱，張雯婷.物聯網導論[M].北京：清華大學出版社，2012（04）.

作者簡介

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中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）01-0068-03

0 引 言

2009年11月，國務院批復同意《關于支持無錫建設國家傳感網創新示范區（國家傳感信息中心）情況的報告》，物聯網（Internet　of　Things，IOT）被確定為國家戰略性新興產業之一。2010年2月，教育部辦公廳下發了《教育部辦公廳關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》，物聯網技術成為加速高校教學改革、培養創新型人才重點支持的專業方向之一。

應用是物聯網發展的動力[1]，公安院校更注重實戰應用能力的培養。安全技術防范課程在公安院校設置的目的就是培養符合公安實戰需求的人才[2]。將物聯網應用在安全技術防范課程的教學實踐中，不僅適應當前我國大力推進物聯網走進高校教學實踐的趨勢，也符合公安教育面向實戰、突出實訓教學的要求[3]，同時也是在我國全面建設小康社會關鍵時期，打擊各種智能化、科技化違法犯罪行為，保衛經濟文化建設成果，培養公安應用型實戰科技人才的強烈需求。

1 安全技術防范課程體系研究

當前，公安院校安全技術防范課程所使用的參考教材[4-7]主要內容包括入侵報警、火災報警、視頻監控以及出入口控制等四種安防系統。從安防體系組成及功能的角度，將安全技術防范課程體系的學習分為數據采集、數據傳輸和數據應用三個部分，其系統組成及功能如表1所列。

通過學習安全技術防范課程，學生可以明確了解安防系統的信號處理流程。事實上，組成安防系統的數據采集部分主要是通過各種傳感器將防區內的物理化學信號，以有線或無線的方式通過數據傳輸部分送至數據應用部分的報警控制器，經報警控制器的分析、判斷來確定是否報警、反應和制止。從體系結構上看，物聯網的三層體系結構與安防系統有諸多相似之處。

2 物聯網體系研究

物聯網內涵豐富，涉及計算機網絡、微電子、通信、控制等諸多領域，是當代信息技術發展的產物，物聯網應用更是深入到了社會生活的各個方面。概括來講，物聯網就是一個通過信息技術將各種物體與網絡進行連接，以幫助人們獲取與物體相關信息的巨大網絡。雖然，至今在學術界對物聯網的概念沒有統一的說法，但對物聯網體系結構的理解和認識上，基本是一致的，物聯網體系結構從下到上可分為三層：感知層、網絡層和應用層。其功能如表2所列。

比較表2與表1可知，物聯網體系結構中的感知層，可以實現對防區內危險信號的采集，網絡層主要是將這些危險信號通過通信網絡以有線或無線方式進行傳輸或處理，而應用層則可與安防行業相結合，實現入侵報警、火災報警、視頻報警以及出入口報警等功能。

3 物聯網在安全技術防范教學實踐中的應用

物聯網在安全技術防范課程教學實踐中的應用可以體現在理論教學和實踐教學兩個方面，但所涉及的內容應注重與安防工程、公安實戰相結合。安全技術防范課程教學應將傳統的安防系統與現代的物聯網相結合，在理論中建立學生對物聯網安防的感性認識，在實踐中提高學生對物聯網安防的運用能力，為其以后從事相關專業的警務工作打下良好基礎。

3.1 基本概念

著重向學生介紹物聯網的基本概念，讓學生認識物聯網；介紹物聯網在國內外發展現狀，讓學生了解物聯網最新發展動向；介紹物聯網與安全技術防范在體系結構方面的相似關系，讓學生明確物聯網與安全技術防范之間的關系；介紹物聯網安防在公安工作中的相關應用，讓學生清楚學習該課程在公安實戰工作中的現實意義。

對于基本概念方面的教學實踐，可以通過視頻演示物聯網在安防工程和公安工作中的應用案例，或者以任務書的形式對物聯網在安防行業中的應用展開調查，以認知方式促進學生對物聯網系統的理解。另外，還可以通過物聯網學習網站、物聯網知識競賽，甚至開展物聯網文藝展演[8]　來激發學生學習物聯網的興趣和自主學習的積極性。

3.2 數據感知

在數據感知方面，可以著重向學生介紹與安防系統相關的各種傳感技術，例如開關、振動、聲波（超聲波、可聞聲波和次聲波）、紅外、微波、光電、光纖、視頻、指紋等在安防行業中應用的傳統傳感器的工作原理和使用安裝方法，另外還應包括例如傳感網、一維和二維條碼、射頻識別（RFID，Radio　Frequency　Identification）等物聯網關鍵技術，突出物聯網的信息感知和物體識別這兩個方面的作用。

該部分的教學實踐應根據安防行業的相關應用，例如在入侵報警系統中的移動人體紅外信號采集與誤報警識別，在火災報警系統中，火災發生后的光、熱、煙以及氣味等信息的采集與火識別，視頻監控系統中的圖像、聲音以及報警聯動信息的采集與人像識別，出入口控制系統中的人像、指紋、車牌以及卡片信息的采集與人像、危險物品、車輛識別等。在模擬的實驗實訓環境下，讓學生掌握各種傳感器的使用范圍和應用場合，引導學生學會多種數據的綜合采集與識別，并依靠軟件系統集成在同一界面，以軟硬件結合方式鞏固學生對物聯網安防數據感知的理解。

3.3 數據傳輸

很顯然，這部分涉及到通信方面的知識。首先，需要向學生闡明物聯網與互聯網的關系：物聯網是互聯網接入方式與終端系統的延伸，也是互聯網服務功能的擴展[9]；其次，應介紹互聯網與物聯網的特點與作用，傳統互聯網方面包括公共交換電話網絡（Public　Switched　Telephone　Network，PSTN）、非對稱數字用戶環路（Asymmetric　Digital　Subscriber　Line，ADSL）、綜合業務數字網（Integrated　Services　Digital　Network，ISDN）等有線通信知識，以及無線廣域網（Wireless　Wide　Area　Network，WWAN）、無線局域網（Wireless　Local　Area　Network，WLAN），物聯網方面包括無線傳感器網絡（Wireless　Sensor　Network，WSN）；最后，介紹物聯網與互聯網的互聯互通接口方面的知識，是學習物聯網擴展應用互聯網的關鍵一環。

該部分的實踐教學，應主要突出物聯網與互聯網的交會對接以及傳感器節點的組網通信，例如無線保真（Wi-Fi　，Wireless　Fidelity）、ZigBee，實現對采集信息的融合和初步處理，為下一步物聯網安防系統的決策提供信息傳輸通道。大量傳感器節點組網通信方式多種多樣，學生可以深入理解物聯網安防系統中信息傳輸的方式和創新路由協議，擺脫傳統程式化實驗實訓方式，突出實踐和創新，幫助學生提高專業素質，增強應變能力，對適應日趨復雜的社會治安形勢具有現實意義。

3.4 數據處理

數據經過感知、傳輸，最終的目的是為了應用。安全技術防范課程的主要目的是培養學生解決實際問題的能力。因此，該部分應著重向學生介紹傳統的數據處理技術、物聯網數據融合技術、云計算技術、物聯網信息安全以及物聯網操作系統（例如TinyOS、MAINTIS　OS、MagnetOS）等技術。

安防系統中數據處理的最終目的就是要實現對報警聯動裝置的控制，這就使得這部分的實踐教學具有一定的獨立性，同時在此基礎上，又具有綜合性。例如，進一步將各種數據和報警信息進行融合和挖掘，可以以此為依據制定應急預案、突發事件現場處置、案件決策指揮，有利于培養學生分析問題、思考問題、解決問題的能力，強化公安機關的指導監督作用，明確該課程在警察職業中的角色意識。

4 教學實踐中所面臨的主要問題

4.1 思想認識問題

目前，物聯網安防的應用還處于起步階段，盡管已經有部分院校[10-12]在物聯網教學方面初見成效，但是在公安實戰中的應用還處在研究階段。當前公安院校在這個方面還沒有積累足夠的教學實踐經驗，而且在安全技術防范課程中的應用更是沒有啟動，沒有成形的教學實踐模板，這就使得公安院校相關主管部門的決策者對于物聯網在安全技術防范課程教學實踐中的應用嘗試會有所顧忌，舉棋不定。

4.2 課程體系設置問題

不管是物聯網，還是安全技術防范這門課，其內容中都涵蓋了大量的物理、電子、通信、計算機處理甚至高等數學等方面的知識，綜合性非常強，這對于公安專業的學生，學習起來還是比較困難的，沒有必要的前導課程做鋪墊，勢必無法達到應有的教學效果。

即使課程體系經過完善之后，隨之而來的將是教材問題。教材決定著課程教學實踐的成敗，市面上適用于安全技術防范課程的教材本來就比較少，而適用于公安院校且以物聯網為應用背景的安防教材幾乎是空白，因此，是自編講義還是出版教材，這都將是試圖在物聯網應用方面有所突破所必須跨越的鴻溝。

另外，教師問題將伴隨著教材問題同時出現。安全技術防范課程的任課教師需要有深厚的安防工程經驗和豐富的案件處置經歷，而且物聯網是一門新興的技術，這就要求任課教師要不斷地充實和完善自己的知識結構，結合最新的安防成果和與安防工程相關的科技犯罪案例，將復雜的問題簡單化，讓學生更容易接受并理解。這無疑又對任課教師提出了更高的要求。

4.3 資金投入問題

物聯網在安全技術防范課程的推廣應用需要大量的硬件和軟件。安全技術防范作為工程實踐性比較強的課程，單一的課堂講解無法達到教學目標，也不符合公安教育的要求。因此，需要配備配套的實驗實訓軟硬件設施，主要包括實驗實訓場地的建設、配套設施的裝修，大量傳感器、數據通信和處理設備以及配套軟件的購置及更新，這些都需要大量的資金投入。

軟件投入則包括教師安防行業調研與物聯網技術培訓，還需要定期參與安防工程的方案論證、項目驗收等公安一線的掛職；另外，邀請或選聘那些在公安一線有著扎實的理論功底和豐富的安防工程經驗的專家[3]以及物聯網方面的專家學者來校做講座或成為專職教師，這些都將是不小的開支。因此，資金的投入使得物聯網在安全技術防范課程中的應用可能會受到一定的限制。

5 結 語

物聯網“十二五”發展規劃顯示，物聯網在安防領域已經初步取得了一定效果。物聯網已經被確定為國家性戰略新興產業，黨的十報告中再次強調了“推動戰略性新興產業的發展”。在良好的政策環境下，物聯網為公安院校安全技術防范課程的教學實踐帶來了嶄新的思路。通過物聯網在教學實踐中的應用，能激發學生學習興趣和主動性，優化課程體系，完善教師的知識結構，更有利于學生的實踐能力和創新能力的培養和提高，為其以后靈活應對復雜多變的治安環境提供良好的實戰平臺。但是，我們也不能不看到，物聯網在安全技術防范課程中的應用還處在起步和探索階段，還有許多問題需要解決。

參 考 文 獻

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篇（8）

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.06.102

[中圖分類號]R197.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）06-0-01

目前，我國物聯網技術在關鍵技術和應用上都還存在明顯的不足之處，同世界先進技術水平還有較大的差距，作為未來國際競爭的關鍵技術之一，其能夠有力地推動產業結構的升級和變革。因此，利用物聯網技術加強血站信息化管理，提高血站工作質量和效率，是我國血站行業發展的重要方向。

1 物網技術的基本概述

近年來，隨著信息化的發展，物聯網技術也有了很大程度的進步，其作為現代智能系統的重要部分，是新一輪技術革命的重點，也是學術界研究和國家戰略規劃的重點內容。2009年，在擺脫金融危機的戰略時，美國便將物聯網技術作為刺激經濟復蘇的關鍵，并擺在重要的戰略位置。同時將物聯網列為對美國利益有潛在影響的關鍵技術之一。面對物聯網技術掀起的全球技術革命，我國也將物聯網作為重點發展對象，并上升到國家戰略層面。還出臺了《物聯網“十二五”發展規劃》。目前，我國物聯網技術還處于發展的初級階段，同世界先進水平還有較大的差距，無論是在關鍵技術的研發方面還是在規模化的應用方面，都需要做出進一步的突破和發展。物聯網技術的發展，采用了創新性的設計理念，融合了存儲、計算、傳感、應用等多種技術，能夠廣泛地應用于工業生產、商業流通以及醫療衛生等各個領域。在互聯網的平臺上，物聯網以信息技術為支持，建立了物品之間的聯系，形成了一個交互性的立體網絡。在這種技術下，虛擬世界和現實世界能夠建立起密切的聯系，能夠有效地改變傳統產業發展的結構和模式，提高信息交互的效率、反應速度和靈活程度。在物聯網技術的分類上，根據其特征，我國將物聯網劃分為感知層、網絡層以及服務層。感知層主要是指信息采集技術，用于現實世界中的信息識別和感知。例如，傳感器、RFID、地理識別、定位、二維碼技術等。網絡層主要是建立互聯網絡進行信息的傳送，例如，認知無線電、環境感知、物物增強等技術。服務層是指通過應用平臺實現信息共享和協同功能，包括云計算、SOA技術等。

2 物聯網技術在血站信息化管理中的應用

2.1 利用RFID技術進行血液信息化管理

血站的主要業務流程包括招募、信息登記、體檢、采血、血液初檢、復檢、入庫和臨床使用等。在這個過程中，需要錄入、匹配和管理大量的數據，包括獻血者的檔案和血液成分等，大量的數據給血液信息管理造成了極大的困難，例如，血液的存儲、運輸、監控等。在臨床使用時，血液匹配、出庫的效率較低，影響了醫療活動的順利進行。針對這種情況，RFID技術能夠極大程度地解決血液的信息化管理問題。在RFID技術下，每袋血液都能形成唯一的電子標簽，與數據庫進行互聯。在血液采集、存儲、運輸的各個環節，實現全程跟蹤和監控，極大地簡化了血液的出、入庫程序。此外，利用RFID技術進行血液管理還具有幾個優勢：一方面，RFID技術能夠實現大量數據的處理，有利于減少人力成本，同時能有效地避免人為操作失誤；另一方面，RFID技術的識別是非接觸性的，能夠降低血液在識別和檢測過程中造成血液污染的風險。

2.2 通過應用平臺實現血站信息共享

隨著血站規模的不斷擴大，血站的數據量也變得更加龐大，血站之間的業務聯系也越來越多，迫切需要進行信息分享，開展系統合作。傳統血站工作模式由于信息分散，已經不能適應當前社會對血站工作的新要求，且出現了嚴重的資源浪費、效率低下以及重復投資等現象。通過物聯網技術，建立應用平臺進行信息的分享和交互，打破了傳統血站工作的信息限制，能夠極大地提高血站的工作效率，在應對突發事件時，能夠提高反應速度和靈活程度，對于不宜獻血以及高危獻血人群，能夠通過信息共享實現各個血站、各個區域的屏蔽，避免了大量重復的工作。同時，在檢測信息的傳遞和獻血間隔期的控制上，信息共享平臺也能實現良好的管控效果。可見，加大資源投入和發展力度，建立血站行業的信息互聯平臺，對血站信息進行數據化管理，對提高我國血站工作質量和效率具有重要的意義。因此，我國要按照國際主流血站信息化建設標準，加強我國血站信息標準體系建設，進一步推動區域內信息共享工作。例如，利用物聯網技術開發云模式，建立各個血站系統之間的協同工作網絡，實現血站系統之間的數據傳遞和交換。

2.3 通過物聯網技術強化后勤服務和管理

血站的后勤管理和服務工作是血站正常運行的基礎和支撐，是血站工作的重要內容。完善的后勤管理和服務，也體現了血站的工作態度、精神風貌和管理水平。利用物聯網技術等現代化信息技術手段，在庫存管理、設備管理、消毒供應、資源采購等各個方面，提高服務質量和管理效率，推動和諧血站建設。物聯網技術的應用，是對現有設備、物資管理體系變革的重要基礎，能夠在安全保障和工作效率上，都有顯著的提高。通過對后勤工作智能化、動態化的管理和監控，能夠為血站創造一個穩定、安全的工作環境，為血站的發展提供強大的后勤保障。

3 結 語

隨著我國物聯網技術中核心技術能力的不斷增強，進一步深化技術改革，能夠提高我國在國際市場中的競爭能力。在血站的信息化管理中，我國應積極發揮物聯網技術的優勢，利用物聯網技術進行血液信息化管理，強化后勤服務，建設應用平臺，實現血站信息共享，推動血站信息化建設發展。

篇（9）

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）06-0-03

0 引 言

“現代學徒制”以企業用人需求與崗位資格標準為服務目標，以校企合作為基礎，以學生（學徒）的培養為核心，以課程為紐帶，以工學結合、半工半讀為形式，以學校、行業、企業的深度參與和教師、師傅的深入指導為支撐的人才培養模式，強調“做中學、學中做”[1]。而專業應用技術平臺建設通過信息技術實現教學資源的共享，方便教師和學生的學習與工作，便于開展教學過程控制[2]。

在研究國內外專業應用技術平臺應用方面所取得的理論和實踐成果的基礎上[3-6]，對工學結合校企合作“現代學徒制”培養模式與課程體系及實施過程進行系統的整理與重構，為學生、教師、企業提供一個無縫連接的開放的柔性平臺，不斷推進教學資源的共建共享，提高優質教學資源的使用效率，擴大受益面。

1 現代學徒制平臺的設計方案

1.1 現代學徒制平臺的設計目標

基于現代學徒制的物聯網應用技術專業平臺是一個基于Internet的網絡教學應用系統。本平臺的建設不僅針對高校物聯網應用技術專業的在校生自主學習，還可以滿足物聯網相關服務類企業人員、社會學習者學習咨詢及培訓和開展科技服務工作的需要。從在校生學習的角度，物聯網應用技術專業資源庫提供給學生豐富的學習資料，拓展了學習空間，培養學生自主學習協作學習探究學習的能力；從教師教學的角度，通過資源平臺可以進行課程開發和課程教學，為教學提供了豐富優質的教學資源；從物聯網相關和社會人員使用的角度，物聯網應用技術專業資源平臺項目為企業和社會人員提供了資源檢索、信息查詢、資料下載、教學指導、學習咨詢、人員培訓等功能。

1.2 平臺的運行環境

（1）服務端

一臺用于提供Web服務運行的Web服務器，可以安裝Windows Server 2012操作系統+IIS7.0+。

一臺用于管理數據庫空間并提供數據讀寫操作的數據庫服務器，應當安裝Windows Server 2012操作系統+SQL Server 2012。

一臺用于提供文件共享的文件服務器，主要安裝Windows Server 2012操作系統。

一臺專門處理流媒體文件的流媒體服務器，可以安裝Windows Server 2003操作系統+Windows Media Encoder 7.1+H264編碼器+數碼攝像機。

（2）客戶端

普通PC機或智能終端，可以安裝Windows操作系統或其他操作系統+瀏覽器+VLC多媒體播放器。

1.3 平臺的組成及其功能模塊

根據文獻[7]與文獻[8]的闡述，綜合考慮系統設計的實用性和經濟性，確定采用B/S模式下Web訪問的網絡教育和交流環境。平臺的網絡拓撲如圖1所示。

基于現代學徒制的物聯網應用技術專業平臺不僅能為在校學生提供學習和企業員工再學習的機會，還能為在校老師和企業導師提供交流的平臺。因此該平臺主要涉及的三類用戶分別為教員、學員和系統管理員。平臺的頂層用例圖如圖2所示。其中學員包含了在校學生和企業員工兩類用戶，而教師和企業導師都可以視為教員。

平臺三類用戶的需求是構建一個現代學徒制下物聯網應用技術專業知識的學習和交流平臺。針對三類用戶的需求分析，該平臺由在線實時學習、離線學習、崗位技能培訓、項目工作室、互動交流等應用子系統組成，平臺功能模塊圖如圖3所示。

教員利用該平臺可以完成對教學資源的組織和管理工作，包括教學資源的增刪改操作等。教員可以通過專用攝像機將其講課過程實時傳輸到服務器或者經錄制處理后上傳到服務器，供學員在客戶端在線或離線學習。同時，作為教員的企業導師可以依據企業崗位需求在平臺上制定崗位技能培訓計劃和任務，供學員進行技能培訓。該平臺提供了一個學員和教員二者之間項目合作交流的平臺，從而提高高校和企業的產學研合作。在該平臺上教員可以依據學員的綜合表現做出綜合性評價。各應用子系統的功能簡要說明如下：

（1）在線實時學習子系統

該子系統主要用來實現學習的實時直播功能，滿足學員線上實時學習的需求。在服務端，利用數字攝像機將教員的講課過程實時傳輸到服務器，然后通過視頻直播模塊將音視頻信號采集編碼壓縮生成ASF流媒體文件，并經服務器傳送到網絡上。客戶端，學員只需在瀏覽器上通過視頻直播連接就可以實時接收到教員講課的過程。

（2）離線學習子系統

該子系統主要實現的是學習的點播功能，滿足學員線下自學的需求。在服務端，利用數字攝像機將教員的講課過程進行錄制處理，通過專業的視頻處理軟件生成ASF流媒體文件后上傳到服務器的指定目錄下。客戶端，學員只需在瀏覽器上選擇教學視頻點播就可以進行學習。

（3）崗位技能培訓子系統

該子系統主要實現的是學員企業崗位技能的培訓。其主要參與者為企業導師與學員。企業導師根據實際企業崗位的技能需求指定培訓計劃，并給學員安排日常的工作和學習培訓任務。學員根據企業導師的任務安排按時按量完成任務，并通過該系統上傳任務成果。企業導師可以實時跟蹤學員的動態，并依據學員的成果進行相應的評價。

（4）項目工作室

教員通過公告欄可以在網上項目招募信息。線下學員與教員之間可以通過各種形式完成項目，并上傳項目成果供其他成員參考使用。學員或教員也可以自己完成的研究成果，供其他成員參考使用與評價。

（5）資源共享平臺

提供一個基于Web的資源上傳下載平臺。教員可以上傳教學資源或相關優質資源到服務器的指定目錄下。學員可以通過下載鏈接下載相關教學資源。

（6）互動交流平臺

提供一個在線師徒交流、討論場所。學員可以向教員提問，教員進行實時解答，也可以對某個問題或某個領域的典型解答。

（7）考核評價子系統

該系統用于教員對學員的考核評價。主要包含崗位技能認證子系統、網上作業評價子系統、網上考試子系統和項目成果效益評價子系統。具體如下：

a.崗位技能認證子系統是對學員日常任務完成效果和崗位技能證書的綜合評價；

b.網上作業評價子系統在日常作業后，學員完成作業后對作業效果的綜合評價；

c.網上考試子系統通過在線考試題目，學員完成在線考試后進行的考核評價；

d.項目成果效益評價子系統對學員在項目工作室中參與的程度以及完成項目的社會效益等進行綜合評價。

2 平臺實現的主要關鍵技術

2.1 基于Web服務的五層軟件體系結構

采用基于Web服務的五層軟件體系結構，分為數據層、數據服務層、業務邏輯層、業務接口層和業務表示層。其五層結構如圖4所示。

（1）數據層。主要實現數據存儲、數據間的聯系等邏輯關系。該層采用SQL Server 2012以及XML來完成；

（2）數據服務層。該層起中介作用，是承接業務邏輯層對數據層的數據調用。將后臺數據庫表的操作封裝于該層，即DAO組件都放在該層；

（3）業務邏輯層。該層主要將各種業務功能邏輯組件以Web服務組件進行封裝，比如用戶登錄、視頻播放、文件上傳下載等功能；

（4）業務接口層。該層主要對業務邏輯層封裝的Web服務組件進行描述和組合，并將Web服務組件注冊到IIS上，實現各個服務之間的交互；

（5）業務表示層。該層主要為用戶提供輸入/輸出交互界面，通過調用業務接口層上的Web服務將系統的各個功能在瀏覽器上輸出。

2.2 基于RTP/RTSP協議的視頻直播

提供教學視頻直播是基于現代學徒制的物聯網應用技術專業平臺的主要功能之一。目前流媒體技術的成熟發展為實現教學視頻直播提供了有效的技術支持。由于移動終端的普及，根據文獻[9]與文獻[10]的描述，該平臺使用基于RTP/RTSP協議的視頻直播技術，主要解決客戶端在不同應用平臺（PC機或智能終端）上視頻的實時播放問題。工作流程如圖5所示，采集端將采集到的音視頻信號進行處理，并用H264編碼，經RTP和UDP封裝后上傳至流媒體服務器。流媒體服務器根據客戶端發送的RTSP交互協議發起或終結流媒體處理，并將經過UDP、RTP拆包后的數據通過VLC編碼后在客戶端播放。

3 關于系統進一步完善與應用的思考

本文提出的基于現代學徒制的物聯網應用專業平臺只是網絡教學和專業交流平臺的一個基本雛形，平臺現有的基本功能可以進一步完善和擴充。目前可以從以下幾方面考慮：

（1）優化考核評價標準，需要研究現代學徒制下考核評價的標準化和評價分析功能；

（2）完善開發更為友好的交互界面，繼續研究更為有效的視頻直播技術；

（3）在資源共享模塊方面，考慮采用Hadoop云平臺解決文件服務器資源不足的問題；

（4）在項目工作室方面，考慮引進O2O模式來提高共同合作開發項目的服務。

4 結 語

本文給出了現代學徒制下物聯網應用專業平臺的設計方案，該平臺包含了在線實時學習子系統、離線學習子系統、崗位技能培訓子系統、考核評價子系統、項目工作室、互動交流平臺和資源共享平臺等功能模塊，并提出了該平臺的基于Web服務的五層軟件體系結構。針對實時視頻播放問題，給出一個基于RTP/RTSP協議的視頻直播工作流程。平臺部署和實施工作成為后期研究的重點。

參考文獻

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[3]郜激揚，劉鳳偉.基于校園網的教學資源平臺設計[J].中山大學學報（自然科學版），2009，48（S1）：213-214.

[4]李健，譚愛平，劉曼春.基于Web 2.0的網絡教學資源平臺的構建[J].計算機與現代化，2012（5）：141-143，148.

[5]陳浩.基于AJAX的教學資源平臺的設計與實現[D].上海：華中師范大學，2009.

[6]呂元海.基于Native XML數據庫的視頻教學資源平臺構建[D].西安：西安電子科技大學，2011.

[7]劉柏洋.流媒體系統架構的技術分析[J].四川理工學院學報（自然科學版），2006，19（5）：51-54.

篇（10）

引言

物聯網一詞已滲透到我們的日常生活之中，行業都能看到物聯網的蹤影，如智能家居、智能交通、智能城市、智能校園等等。隨著科學技術及信息化的不斷革新，不可否認其很大程度上改變了人們的生活和學習方式，目前校園網在物聯網技術的支撐下更是對教育管理模式提出挑戰。

1 物聯網技術

1.1 物聯網的定義

物聯網是在RFID無線射頻識別技術、傳感器、二維碼技術等感知技術的基礎上，通過有線或無線網絡進行信息交換和通信，對物品實現智能化識別、定位、跟蹤和管理的一種網絡。通過物聯網技術可以隨時隨地對信息和物品進行采集，實現對實體物品的全面感知，再利用無線網絡將信息進行實時傳輸，在信息處理層對接收到的信息進行智能處理，實現人與物時時刻刻的溝通和控制。

1.2 物聯網的基本架構

（1）信息感知層，是物聯網的基礎，處于物聯網的最底層，該層包括傳感器、電子標簽、閱讀器和攝像頭等數據采集設備，使用的技術主要有射頻識別技術RFID，短距離無線通信技術等，主要功能是獲取世界中的信息和自動識別監測對象。（2）信息傳輸層，是物聯網的中間層，主要工作是將感知層獲取的數據傳輸到應用層，該層是在基于現有互聯網之上，負責感知層和信息層之間數據可靠安全的傳輸和信息的控制。（3）信息應用層，包含物聯網的中間件、云計算和應用設備。中間件是硬件和軟件之間的計算機軟件，通過標準接口和協議把通用的服務封裝起來。該層的主要功能是對數據進行融合、分析和處理，并通過各種終端移動設備與用戶進行交互，實現智能化和自動控制化。

2 基于物聯網的智慧校園

基于物聯網技術的智慧校園建設，原理是通過RFID技術、無線傳感技術、定位等，對校園里需要感知的對象進行識別；接著再用標簽讀寫器、智能終端設備接收對象的信息，通過有線或無線網絡將信息精準的傳送到信息處理層，信息處理層將數據進行匯總和融合后，傳輸到校園的各個指揮中心系統，指揮中心系統通過對得到的信息進行智能分析后，校園管理部門能夠實時掌握各個對象的詳細信息，從而給校園提供一個安全決策的依據。

3 物聯網技術在智慧校園的應用實例

3.1 實例概述

目前，學校在實現智能校園時，最基礎就是要先建立學生考勤管理系統。傳統的學校考勤制度是通過人工登記考勤，這種模式效率低下、速度慢，數據統計起來費時費力，但學生的考勤是學校一直以來最重要的一個管理環節，因此，在現代科技信息時代，建立學生考勤管理系統是每個學校首先考慮到的。文章將物聯網技術應用到實現學生考勤管理系統中，分析物聯網技術在考生考勤管理系統中的智能性及自動化，讓學生在攜帶一個含有RFID芯片的學生卡的情況下實現考勤的管理，同時解決人工考勤系統遇到的難題。

3.2 系統功能

該考勤系統實現的功能有校門口安全管理、自動識別身份、違規進入報警和考勤數據處理，具體如下：（1）考勤登記：讀取學生卡芯片中的電子標簽信息，并將數據實時傳輸到后臺管理系統，并能夠在終端系統顯示出學生的相關信息，如學生資料、門點的方位等，如果遇到沒攜帶卡卻進入感應區域，還能夠及時自動發出警報信息。（2）查詢信息：可以利用終端對學生的信息進行查詢，如所在班級、專業、考勤記錄和報警記錄等。（3）統計功能：系統可以生成一些報表，還可以按照自定義條件對數據進行統計。報表可以按照用戶需求導出相應的文件格式，為其他應用軟件或管理系統使用。（4）系統管理：學校系統管理員可以登錄系統管理后臺對系統的參數進行初始化設置和修改，對其他非管理員用戶設置應有的權限，還可以設置硬件設備的參數等。

3.3 系統流程

學生在入學注冊后，學校需將學生的相關信息錄入到考勤管理系統中，與電子標簽綁定后制作學生卡，學校大門口會安裝攝像感應器，學生攜帶學生卡在進入學校大門時，閱讀器將讀取學生卡信息，通過RFID中間件進行數據過濾，有效的數據通過網絡會上傳到數據庫與信息進行核對，如果能夠匹配，登記出勤并放行；如無法匹配，則提示報警信息，由保安人員進行處理。文章的學生考勤管理系統流程圖如1所示。

圖1 學生考勤管理系統流程圖

3.4 關鍵技術

3.4.1 系統運行環境

操作系統：Windows 2003以上操作系統。

軟件框架： framework 3.5以上，支持XML標準數據交換格式

數據庫：采用Sql Server 2008

開發軟件： Visual Studio 2008編程工具

3.4.2 物聯網關鍵技術。文章的物聯網設計使用RFID標簽、傳感器等設備，一般情況下，這些處于信息最底層的設備都會24小時全天候保持啟用狀態，這就要求數據傳輸網絡必須具有成本低和耗能低的特點。因此，文章選用具有該特點的Wi-Fi短距離傳輸通訊技術，這也是目前大多數物聯網構建所使用的通訊技術之一。（1）Wi-Fi技術。Wi-Fi是在IEEE802.11系列協議的無線網絡的基礎上制定的標準。目前，智能手機、電腦、相機等有數據傳輸功能的電子設備幾乎都支持Wi-Fi連接，它的信號源由ADSL等有線網絡提供，通過具有無線功能的路由器發射信號，它使用開放的2.4GHz微波頻段，最高速率可達到54Mbps，傳輸距離在100到300m之間。（2）射頻識別技術（RFID）。RFID系統由電子標簽、閱讀器、天線和后臺數據管理系統組成，是Radio Frequency Identification的縮寫。本學生考勤管理系統中，將RFID系統應用到校門口的感應區域中獲取學生進入學校的信息。

4 結束語

文章在介紹物聯網技術和智慧校園概念的基礎上，通過一個實例分析物聯網技術應用到實際校園的學生考勤管理系統中，給校園管理帶來的便捷性，可以很明顯的看出，與傳統的人力考勤系統相比，體現出很大的優越性和智能性。隨著信息化和科技化的深入發展，物聯網技術還將會得到更進一步的應用，勢必會滲透到我們的日常生活之中。

參考文獻

[1]徐魯寧，郭曉功.基于物聯網技術的學生智能考勤系統設計與實現[J].九江職業技術學院學報，2014（3）.

篇（11）

中圖分類號：G434 文獻標識碼：B 文章編號：1673—8454（2012）17—0033—03

根據“十二五”發展規劃，物聯網將成為我國戰略性新興產業。據Forrester Research 預測：2015年中國物聯網產業的整體產值將超過1萬億元，到2020年，將達到5萬億規模。為適應物聯網技術和產業發展對高技能人才的要求，為推動物聯網應用技術專業建設，提高物聯網應用技術專業的人才培養水平，高職院校需要依托正在形成并迅速發展的物聯網行業，整合各種資源，建設高職物聯網應用技術專業教學資源庫。

一、高職物聯網應用技術專業教學資源平臺建設存在問題

目前教學資源平臺建設取得了一定的成果，但由于建設速度快，而建設水平沒有隨之進步，重數量輕質量，因此在建設過程中，出現了一些共同的問題，主要表現為以下幾方面：

（1）入庫資源種類繁多，沒有統一的具體的技術規范和標準。由于教學資源的結構、類型和屬性等方面的不同，在教學資源的建設中，教育部已制定了一系列統一的標準體系。[1]高校按照這些統一的標準來建設教學資源，但許多學校在資源建設過程中對技術規范和標準的執行缺乏力度。在資源的建設中，建立資源的開發、管理和應用服務平臺無法解決資源存儲容量大、類型多、可擴展以及不斷更新等問題。

（2）資源利用率較低，平臺安全性差，沒有統一的評價體系。多數學校在建設教學資源平臺時輕視學生自主學習的能力，出現了“以教師為中心”，學生與平臺的互動性不夠的現象。大部分高校把對平臺的建設視為數據庫的建設，把資料放進去以后就不管了。造成資源利用率低、安全性差等問題。

（3）“信息孤島”現象嚴重，資源“透明度”低，重復建設現象嚴重。各個高校教學資源建設大多系單獨建設，獨自使用，相互之間缺乏交流，即各高校教學資源的共享性和可用性差，造成資源的重復建設以及資源的嚴重浪費。

二、高職物聯網應用技術專業教學資源平臺建設思想

在進行教學資源平臺設計時，以“個性化服務、資源共享”為目標，突出強調個人體驗，提供的功能包括：資源垂直智能搜索、相關課程自動推薦、開放信息推廣展示、全媒體瀏覽支持、核心資源訪問控制等。為教學者用戶提供在線備課、網絡課程、技能測評和資源管理等教學應用服務模塊；為學習者提供網絡課堂、技能測評等課堂教學模塊以及職業規劃、項目實訓、職業提升、網上求職等職業服務模塊；為企業提供網絡招聘、技能認證和實訓管理等服務模塊；為院校提供專業建設、課程建設以及校企合作等服務模塊。物聯網應用技術專業教學資源平臺結構設計如圖1所示。

三、基于云計算的高職物聯網應用技術專業教學資源平臺總體結構設計

為構建長效反饋驅動機制，打造優質專業教學資源庫，實現優質教學資源整合、共享與共評，我們融入了云計算模式來搭建高職物聯網應用技術專業教學資源平臺。

1.融入云計算模式的基礎支撐平臺設計

依據高標準、國際化的建設原則，在系統基礎架構上融入云計算模型，依托學院新校園先進的網絡基礎設施，采用集中式服務、分布式布局的網絡體系架構，搭建技術先進、功能強大的基礎支撐平臺。

高校校園網采用IPv4和IPv6雙棧設計，核心設備均采用冗余熱備；4出口、萬兆骨干、千兆到桌面；服務器負載均衡，部署高性能防火墻和入侵檢測設備。硬件基礎平臺分別由服務器、存儲陣列、光纖存儲交換機、磁帶庫等設備組成，通過虛擬化技術將這些設備整合為各種統一的資源池，提供計算、存儲、在線備份等互聯網基礎服務，其硬件基礎平臺如圖2所示。滿足院內、院外各種用戶安全、穩定、快速訪問，文件上下載、高清視頻點播等多種應用，支持10萬在線用戶、100萬日訪問量。

2.實施架構設計

我們根據面向用戶，強化應用；以學生為中心，提供個性化的學習、培訓和認證服務；向各高職院校推進“優質教學資源共享”；開展“遠程課堂”，推進教育公平的原則，采用“三層三部”架構來構建高職物聯網應用技術專業教學資源平臺，其實施架構如圖3所示。

四、基于云計算的高職物聯網應用技術專業教學資源平臺實現

教學資源平臺采用了基于云計算的瀏覽器/服務器（Browser/Server，簡稱B/S）模式。使用JSP+Oracle+Linux開發模式。采用這種架構既保證了平臺的穩定性、靈活性和安全性，又提供了良好的兼容性、可移植性和可擴展性，有效地實現了海量資源和分布式資源的整合。

我們采用B/S模式的三層體系結構B/S/S（Browser/Web Server/Cloud Server）來開發設計模型，即前臺客戶端直接采用瀏覽器，中間服務器是Web服務器，后臺為云服務器，如圖4所示。由客戶端在Web頁面發出請求至系統管理、服務目錄等進行一系列的分類處理后，發送至Web服務器，然后再由中間服務器對云服務器發出請求，客戶端與云服務器不直接聯系，保證了數據的安全性，具有跨平臺、可移植、操作簡單等優點。

五、基于云計算的高職物聯網應用技術專業教學資源平臺關鍵技術分析

1.云存儲技術

教學資源庫是一個存儲資源、管理資源、共享資源的平臺，具有資源的媒體類型多、存儲容量大、動態性和異構性等特點。同時仍然存在著數據擴展性不高、異構性和兼容性較差、數據的存儲速率無法滿足大數據量、大并發訪問的要求等問題。在云計算環境下，我們采用了云存儲技術來解決教學資源的存儲問題。

我們結合云存儲的特點，融合虛擬化等技術，利用高職院校存放服務的磁盤陣列、硬件服務器等存儲設備，將其空間劃分成一定大小的可靈活擴展的云，把類型復雜、種類繁多的教學資源按需分配，存放至這些云上，形成內部架構透明的教學資源存儲云。我們只需提供接口，各高職院校即可通過此接口直接訪問到存儲云上的各類教學資源并與平臺進行交互。根據提供教學資源的方式不同，把教學資源存儲云劃分成公有存儲云、私有存儲云和混合存儲云三種。在公有存儲云上主要存放一些包括課程標準、課程設計、電子教案、教學課件、教學錄像視頻、項目案例資料和試題庫等開放式的或可在一定范圍內共享協議的教學資源。由于涉及版權或的原因，在私有存儲云上主要存放為某些單位內部的師生服務的資源。例如教師通過教學資源庫積累的私有的教學資料及統計信息，包括完整的備課筆記、教學日志、教學反思、練習與測試成績和師生交流等資源。在混合存儲云上主要存放商業化的如文獻數據庫、課件、視頻等教學資源，用戶可通過一定的付費方式來使用其資源。

2.安全防范技術

在教學資源庫建設中，我們不必再花費大量的時間來管理數據。因為在云端，有強大的技術管理團隊來管理存放的數據資源，同時也有先進的數據中心來保護這些教學資源，因此我們可以把更多的精力投入到資源庫的建設中。[2]數據安全對教學資源庫至關重要。任何數據的丟失對資源庫都是很大的損失。要選擇有效的安全策略和安全保護機制，解決數據安全復制問題。我們采用了云備份策略，云備份是一個新技術，針對云存儲數據的丟失、破壞等的安全防范技術，能保護相關的教學資源。

3.虛擬化技術

虛擬化是云計算的最主要的特征之一。在教學資源平臺建設過程中，為了解決有的服務器超載，而有的服務器閑置等問題，我們利用了資源虛擬化技術，來解決高職院校用戶需求快速變化的難題，實現了軟硬件的分離。用戶只需在虛擬層運行自己的軟件，而不必關心后臺硬件的實現，當一臺服務器忙碌時，任務會自動尋找到其他空閑的服務器上運行，從而進一步提高了教學資源的最大化利用率。

六、結束語

本文采用云計算的技術與理念構建高職物聯網應用技術專業教學資源平臺，有效地解決了教學資源建設重復、分布不均和“孤島”現象，實現了軟硬件資源、教學資源等的共享，增加了學生自主學習的能力，提高了教學質量，實現了教師好用、學生樂用、資源不斷更新的教學資源庫建設目的。