通信原理在車載移動(dòng)通信中的教學(xué)探討

黃海波++李學(xué)兵++陳宇峰++梁玉紅

【摘要】通過分析車載移動(dòng)通信的特點(diǎn)，研究車聯(lián)網(wǎng)之車載移動(dòng)通信的教學(xué)和實(shí)踐體系，對應(yīng)用性本科院校分層次培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才的指導(dǎo)方針，對于車載移動(dòng)通信教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，根據(jù)專業(yè)方向特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了車載移動(dòng)通信的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。將知識(shí)體系與工程體系應(yīng)用相結(jié)合，擴(kuò)大學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】車載移動(dòng)通信 車聯(lián)網(wǎng) 教學(xué)實(shí)踐

【課題項(xiàng)目】湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度重點(diǎn)課題（2014A031）資助，湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（2014328）資助，湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（2015344）資助。

【中圖分類號(hào)】TN929.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）29-0032-01

一、引言

到2020年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將有可能成為一個(gè)5萬億級(jí)的新興產(chǎn)業(yè)[1]，車聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)最有可能率先實(shí)現(xiàn)并且最有實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域[2]，車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界以及政府部門的高度重視，相關(guān)的工業(yè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已提上制訂日程。然而，隨著無線通信技術(shù)發(fā)展，3G、4G的全面應(yīng)用，以及嵌入式技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用日趨成熟，車載移動(dòng)通信將作為車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展走到一個(gè)國家物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高核心競爭力，隨著車載移動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用對拓展汽車產(chǎn)業(yè)鏈，對促進(jìn)我國北斗系統(tǒng)和4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用具有深遠(yuǎn)影響。

車聯(lián)網(wǎng)中車載移動(dòng)通信技術(shù)涉學(xué)科種類多，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展方向多，這些跨學(xué)科多方向知識(shí)的融合和貫通必須通過綜合的理論知識(shí)講解和能夠參與綜合的實(shí)踐環(huán)節(jié)來進(jìn)行。通過互動(dòng)路理論知識(shí)授課和提供優(yōu)質(zhì)的能夠參與開發(fā)實(shí)驗(yàn)課，進(jìn)行多層次的培養(yǎng)方式，培養(yǎng)學(xué)生的所學(xué)知識(shí)綜合能力和工程程實(shí)踐能力，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新精神，為其成為具備分析綜合和實(shí)踐應(yīng)用型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、車載移動(dòng)通信教學(xué)體系研究

1.車載移動(dòng)通信的理論教學(xué)體系

在理論教學(xué)體系教學(xué)中，需要貫徹廣覆蓋、多融合，培養(yǎng)具有只是綜合和通過實(shí)踐解決問題能力的指導(dǎo)方針，將理論教學(xué)、研討和工程性研究相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和綜合創(chuàng)新能力和解決問題實(shí)踐能力為重點(diǎn)。高度重視理論啟發(fā)式教學(xué)環(huán)節(jié)，推進(jìn)問知識(shí)串聯(lián)綜合和問題研討模式的改革和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合動(dòng)手能力、理論分析問題和解決問題的能力；組織學(xué)生積極參與問題研討和分析研究，進(jìn)行學(xué)生創(chuàng)新性問題進(jìn)行研討和理論分析，提升學(xué)生知識(shí)綜合能力和理論分析能力；并且能在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)和部分解決，讓學(xué)生能夠把握車載移動(dòng)通信學(xué)習(xí)方向和研究方向，如何通過車載移動(dòng)通信系統(tǒng)把當(dāng)前的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)路技術(shù)，移動(dòng)通信技術(shù)。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，嵌入式開發(fā)技術(shù)、電子傳感技術(shù)和GPS技術(shù)如何進(jìn)行統(tǒng)一融合在一起解決當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)問題。

2.理論教學(xué)重點(diǎn)

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)從整個(gè)體系架構(gòu)上主要分為三個(gè)模塊，分別是車載智能終端、數(shù)據(jù)處理云端及無線通信網(wǎng)絡(luò)[3-4]，理論教學(xué)要貫穿車載移動(dòng)通信是一個(gè)多學(xué)科多技術(shù)大融合的系統(tǒng)，主要講解車載網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信、車聯(lián)網(wǎng)，移動(dòng)終智能終端開發(fā)技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地掌握車載移動(dòng)通信技術(shù)的相關(guān)硬件、軟件和及其應(yīng)用技術(shù)；并對車載網(wǎng)借助移動(dòng)終端技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，對的車載網(wǎng)各種組網(wǎng)方式、4G移動(dòng)通信和車載通訊系統(tǒng)（TELEMATICS）有一定的了解，滿足學(xué)生將來的工作、學(xué)習(xí)要求。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：介紹車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，車載網(wǎng)絡(luò)各類總線及其接口技術(shù)，著重講解Can總線基本構(gòu)成和基本原理，以及常用其他車載網(wǎng)絡(luò)總線的系統(tǒng)；移動(dòng)通信技術(shù)：無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信基本原理，移動(dòng)通信組網(wǎng)、3G移動(dòng)通信技術(shù)及其應(yīng)用；移動(dòng)終智能終端開發(fā)技術(shù)：掌握各類智能終端開發(fā)技術(shù)的的核心內(nèi)容，了解各類系統(tǒng)開發(fā)原理和各自的有優(yōu)缺點(diǎn)，了解智能終端與各類系統(tǒng)平臺(tái)信息交互技術(shù)和各自處理通信的方式。車載通訊系統(tǒng)：載通訊系統(tǒng)運(yùn)作模式，功能特色，應(yīng)用領(lǐng)域。最后綜合結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和車載移動(dòng)通信讓同學(xué)提出問題進(jìn)行集體討論和解決方法進(jìn)行研討。

3.車載移動(dòng)通信的實(shí)踐教學(xué)體系

車載移動(dòng)通信的實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)思路。（1）汽車傳感器技術(shù)、車載總線技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)原理、無線自組織網(wǎng)絡(luò)、M2M技術(shù)概論、移動(dòng)通信技術(shù)、RFID技術(shù)原理及應(yīng)用等專業(yè)核心課程的需要。學(xué)生通過車載移動(dòng)通實(shí)驗(yàn)，可以更好地感知車聯(lián)網(wǎng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。（2）充分利用系統(tǒng)開放性，主要通過增加車載移動(dòng)通信系統(tǒng)相關(guān)硬件和增加開源性軟件建立具有良好展示性效果的車載移動(dòng)通信平臺(tái)。在車載移動(dòng)通信的實(shí)驗(yàn)過程中，一方面可以增加一些硬件，通過開源的軟件就可進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，能夠在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)化科研成果，使之應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)方向?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，配套編制實(shí)驗(yàn)手冊，從而整個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)凸顯特色和亮點(diǎn)。（3）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有和原有實(shí)驗(yàn)室資源的集成。車載移動(dòng)通信網(wǎng)本質(zhì)上是多種技術(shù)的集成，通過智能終端與實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行很好通信與實(shí)驗(yàn)、通過開放開源軟件能力綜合訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)完全開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使得設(shè)備與實(shí)驗(yàn)打通。同時(shí)，充分利用校園網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算環(huán)境，力爭形成云計(jì)算環(huán)境，從而車載移動(dòng)通信從車載環(huán)境中底層感知到中間網(wǎng)絡(luò)傳輸以及上層云計(jì)算的整體車聯(lián)環(huán)境。（4）面向汽車行業(yè)特色的綜合實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)。通過增加傳感器數(shù)據(jù)采集、Can總線控制、無線數(shù)據(jù)傳輸、GPS定位，WIFI熱點(diǎn)，模擬集群通信和嵌入式技術(shù)為代表的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

三、結(jié)語

車載移動(dòng)通信作為車聯(lián)網(wǎng)核心專業(yè)方向的課程，其技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科，因此通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合將跨學(xué)科知識(shí)的進(jìn)行融合和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行貫通，并將通過開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)讓學(xué)生由淺到深，并逐步具有綜合和創(chuàng)新能力。真?zhèn)€車載移動(dòng)通信通過理論與實(shí)踐結(jié)合環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、分析和實(shí)踐解決問題能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才、工程人才和綜合拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。

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作者簡介：

黃海波（1974-），男，教授，主要從事汽車電子信息處理與智能控制等方面的教學(xué)與科研工作。