物联网发展趋势与高职院校人才培养思考
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引言
物联网技术是当今世界经济社会进步的重要驱动力之一。很多专家认为,物联网将会是“第三次信息技术革命”,被预言将拥有万亿级市场应用前景,已被世界各国作为应对金融危机、振兴经济的重点领域,因此,发展物联网已经成为不可逆转的趋势。
1 物联网的定义及关键技术
1.1物联网的定义
物联网(InternetofThings,IOT)的概念是由美国麻省理工大学的研究人员在1999年提出的。目前其主流定义有两种。定义1:通过信息传感设备,按照预定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络;定义2:把信息处理能力和智能技术通过互联网注入到世界的每一个物体里面,使物质世界极大程度地数据化并赋予生命。其中定义1主要认为物联网是互联网的延伸发展,发展物联网首先要从发展现有的网络开始,通过网络的进步促进传感设备的进步,即所谓的“智”在“网”。而定义2则认为物联网发展的基础是物的接入,主要涉及的技术是“物”信息的射频输入技术,把各种事物以信息化的方式通过网络表现出来,物品能够利用RFID等传感技术彼此进行智能“交流”,而无需人的干预,即所谓的“智”在“物”。
从本质上看,物联网就是把传感器、传感器网络等感知技术,通信网、互联网等传输技术,以及智能运算、智能处理技术融为一体的连接物理世界的网络。物联网有三大特征,一是多种多样的数据采集端,通过物联网连接的数据采集端涉及的范围非常广泛,包括:手机、电脑等已经具备强大计算、存储和通讯能力的终端,家电、铁路、桥梁、建筑等嵌入传感器的任何装备,射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等;二是无处不在的传输网络,将各种各样的数据采集端通过包括互联网、移动互联网等网络互连,实现即时采集外部环境信息、物体动态信息,并将其转化为适合网络传输的数据格式,再通过网络传输到数据中心;三是智能化的后台数据处理,在处理中心(包括家庭电脑或手机的分布式处理中心和IDC等集中式处理中心)利用云计算等技术及时对海量信息进行处理,真正达到人与人、人与物和物与物的对话。
1.2物联网技术
物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,涉及的技术包括物联网标识与感知、物联网通信与频管、物联网硬件与装备、物联网接入与组网、物联网安全与保密、物联网计算与处理。国际电信联盟(ITU)将射频识别技术(RFID)、传感 器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术。其中RFID是物联网的构建基础和核心。
2 物联网的典型应用及发展趋势
2.1物联网典型应用
国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时,汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求;一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但若空间还有剩余,则会告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”;当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋,该发车了!”
物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。通过物联网,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。比如,给羊群中的每一只羊都贴上一个二维码,这个二维码会一直保持到超市出售的每一块羊肉上,消费者可以通过手机阅读二维码,知道羊的成长历史,确保食品安全,这就是“动物溯源系统”。
我国已有10亿头存栏动物贴上了二维码。在电梯上装上传感器,电梯发生故障时,就无需乘客报警,电梯管理部门会借助网络在第一时间得到信息,并以最快的速度去现场处理。重庆市已有1200部电梯连接到电梯运行智能管理系统,效果很好。
物联网可以把新一代ICT技术充分运用在各行各业之中。把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将物联网与现有的互联网整合起来,就可实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,通过能力超强的中心计算机群,就能对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
2.2物联网发展趋势
目前,国外对物联网的研发和应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家,其最初的研发方向主要是条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域的应用,而随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术的发展,其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。日本和韩国在2004年都推出了基于物联网的国家信息化战略,分别称作u-Japan和u-Korea。"u”代指英文单词“ubiquitous”,意为“普遍存在的、无所不在的气该战略是希望催生新一代信息科技革命,实现无所不在的便利社会。2009年初,美国总统奥巴马就职后,在和工商领袖举行的圆桌会议上对包括物联网在内的智慧型基础设施给予积极回应,肯定了“智慧地球”的思路,并且把它作为美国国家经济的振兴战略,使得物联网概念在世界范围内引起轰动。
而中国也是研究物联网最早的国家之一。早在上世纪90年代,物联网就已经提出,但当时没有叫做“物联网",而是叫做“传感网2009年8月,温家宝总理提出“感知中国"理念,将关于物联网的研究与应用推向一个新的高潮。2010年3月,《政府工作报告》将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴计划;2010年国家重点基础研究发展计划和国家重大科学研究计划也将物联网作为重点支持的研究方向。
物联网已经成为全世界关注的焦点。从长远来看,物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。
3 物联网专业发展和人才培养现状
物联网技术包含全面感知、可靠传递、智能处理三个层面,需要跨计算机、控制、通信、电子等多个技术领域的复合型专业人才,作为新一轮的信息技术革命,物联网已经上升为国家战略。因此,随着"互联网时代"向“物联网时代"的过渡,物联网作为新兴的信息技术,人才是产业发展的根本要素,人才作为知识、技术、创新能力的载体,在产业发展中起着决定性的作用,因此,物联网专业人才的培养尤显重要。
物联网专业作为一个全新学科,已经受到各本科院校的高度重视。2010年全国共有近700所本科院校向教育部提交了增设物联网等相关专业的申请,教育部批准了30所大学设立“物联网工程”专业,5所大学设立“传感网技术”专业,这些专业将于2011年招生。“物联网工程”专业的培养目标是:面向现代信息处理技术,培养从事物联网系统设计、系统分析、科技开发及研究方面的高等工程技术人才。
同时,国内一些高职专科院校也积极开设物联网相关专业,如无锡科技职业学院筹建“物联网技术学院”,乐山职业技术学院开办电子商务(物联网营销方向)专业,无锡职业技术学院开设有电子信息工程技术(物联网)专业。
总体上讲,目前我国各所大学虽对物联网有所研究,但对物联网专业建设及课程设置尚处于摸索阶段,实验室建设技术标准有待探讨和规范,还没有形成成熟的人才培养方案,学科建设还未成体系。
4 高职院校应对物联网产业发展的对策
教高[2006]16号文件指出:高等职业院校要及时跟踪市场需求的变化,主动适应区域、行业经济和社会发展的需要,根据学校的办学条件,有针对性地调整和设置专业。面对物联网产业的蓬勃发展,笔者认为,高职院校应着手做好以下三个方面工作:
一是谨慎开设物联网专业。由于目前物联网产业的发展还存在一些问题,其主要表现:一方面是我国物联网正处在起步阶段,人们对物联网认识不足,行业进入门槛高,物联网应用领域几乎无处不在,但切入又无处下手;另一方面,物联网产业链长但比较分散,每一环节规模效益不够,没有形成规模产业链,故而人才需求变化较大,无法形成成熟准确的人才需求体系。物联网专业是通信技术、电子信息技术、计算机网络技术等多专业的融合与提升,需要多专业课程的汇聚与结合。而高职院校培养的是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才,势必会造成物联网专科专业人才培养定位不准。因此,在人才培养模式、教学团队组建、实践教学基地建设等方面都需要思考,只有那些在计算机类、电子信息类和通信类专业有较好基础和较强实力的高职院校才有能力思考开设物联网相关专业,从教育部审批本科物联网专业的标准(评审基本条件为“211”以及拥有博士站的重点大学)也不难看出,物联网专业开设需要实力,不能一哄而上。一些高职院校仅凭一个专业,甚至是一个在技术方面与物联网联系不大的专业来开设物联网专业,无疑是盲目的、不负责任的,有些急功近利。因此,笔者认为,高职院校在物联网专业的设置上应慎之又慎,个别院校不宜开设物联网专业。
二是积极引入物联网技术相关课程。各高职院校应根据自身行业应用背景优势,积极引入物联网技术相关课程,如物联网概论、传感器与自动检测、RFID技术、无线通信组网技术,物联网系统集成技术等,同时配套建立实训室。四川信息职业技术学院立足信息产业和区域经济发展,已在通信技术、电子信息工程技术、计算机网络技术、楼宇智能化工程技术等专业引入物联网相关技术课程,拓宽学生专业知识领域,以适应新技术的发展趋势。
三是积极开展技术应用开发。物联网产业作为战略性新兴产业,对推进经济转型升级、抢占未来经济科技发展制高点具有十分重要的意义。物联网产业具有爆发力强、关联度大、渗透性高、应用范围广等特点,各高职院校应抓住物联网大规模产业化和应用对传统产业的重大变革,在智能工业、智能农业、智能物流、智能电网、智能交通、智能公共安全、智能环保、智能灾害防控、智能家居、智能医护等方面积极开展技术应用开发与科研成果转化,从而进一步培养团队,更好地服务于各自的行业和区域经济。
5结语
总之,物联网产业是高科技产业,它是中国未来高速发展的“发动机”,受到国家高度重视,另外,物联网市场价值高、应用面广、人才需求多,专业就业空间大。因此,高等学校培养物联网人才势在必行,但在专业设置、课程体系安排上还应慎重,尤其是高职院校,只有具备了一定的师资、实验实训条件、合理的人才培养方案,才能为社会培养出合格的物联网高技能人才。