產(chǎn)教深度融合背景下實訓(xùn)平臺的建設(shè)研究

周叢寅

（甘肅財貿(mào)職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州7300207）

1.實訓(xùn)平臺建設(shè)需求分析

1.1 建設(shè)意義

目前來看，發(fā)展中缺乏復(fù)合型人才，特別是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方面還存在很多問題。從人才培養(yǎng)這一角度來看，應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析與系統(tǒng)開發(fā)的高技能人才的培養(yǎng)。從這一層面來看，實訓(xùn)平臺建設(shè)要聚焦新技術(shù)的應(yīng)用，同時還要優(yōu)化實驗室設(shè)置，促進人才培養(yǎng)工作順利開展。同時，實訓(xùn)平臺建設(shè)要促進理實結(jié)合，為學(xué)生提供更多實踐機會，幫助其鞏固對理論知識的理解，進一步提高其動手能力。信息時代背景下，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實訓(xùn)平臺建設(shè)的融合能夠掀起技術(shù)研究的熱潮，這種情況下也能帶動整個領(lǐng)域的發(fā)展，將RFID射頻技術(shù)、有線傳感技術(shù)、無線傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)交絡(luò)異構(gòu)、終端管理等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于實訓(xùn)平臺建設(shè)中，提升整個平臺的智慧性。

1.2 實訓(xùn)室的建設(shè)特點

1.2.1 技術(shù)全面化

實訓(xùn)平臺建設(shè)要采用新型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，突破技術(shù)難關(guān)。在技術(shù)選擇上，要突出全面化原則。在此過程中，相關(guān)人員可與當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè)取得聯(lián)系，引入新型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時還可邀請企業(yè)技術(shù)人員來實訓(xùn)室做技術(shù)指導(dǎo)，進一步優(yōu)化實訓(xùn)平臺建設(shè)。此外，實訓(xùn)室建設(shè)人員要提高自身素質(zhì)，不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)，而且還要熟悉實訓(xùn)平臺建設(shè)的各種技術(shù)，了解信號的接收方式、傳感器工作原理等內(nèi)容。在實際設(shè)計過程中，還要引入多種設(shè)計方案，如嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、無線通信原理、二維條碼技術(shù)等，突破實訓(xùn)平臺建設(shè)的技術(shù)困境。

1.2.2 業(yè)務(wù)典型化

實訓(xùn)平臺建設(shè)過程中相關(guān)人員要著力于協(xié)調(diào)應(yīng)用層與就業(yè)層之間的關(guān)系。當(dāng)然，在平臺建設(shè)過程中還要吸收一些優(yōu)秀企業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，引入與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的經(jīng)典業(yè)務(wù)，搭建專業(yè)化的實訓(xùn)平臺，為人才培養(yǎng)提供保障。

1.2.3 應(yīng)用數(shù)字化

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用高度契合實訓(xùn)平臺建設(shè)要求。在平臺建設(shè)過程中，相關(guān)人員要轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)觀念，從實訓(xùn)平臺、行業(yè)應(yīng)用實驗箱、實訓(xùn)墻多個途徑入手，著力于構(gòu)建信息化平臺，進一步優(yōu)化實訓(xùn)方案，促進理實銜接。

1.3 實訓(xùn)平臺建設(shè)目標

實訓(xùn)平臺建設(shè)要突出產(chǎn)學(xué)結(jié)合的原則，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)結(jié)合一體化平臺，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化各項育人資源，促進人才的專業(yè)化培養(yǎng)。同時，相關(guān)人員還可搭建網(wǎng)絡(luò)平臺，圍繞特定的主題，引入當(dāng)下比較流行的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，集實訓(xùn)與培訓(xùn)于一體，使各個技術(shù)之間能夠融會貫通，提高人才的專業(yè)能力。此外，相關(guān)人員還要引入先進的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，為學(xué)員提供真實性的實訓(xùn)情境，使其在實訓(xùn)過程中掌握更多的專業(yè)內(nèi)容，將來更好地適應(yīng)崗位需求。當(dāng)然，相關(guān)人員也可引入企業(yè)的實訓(xùn)項目，借助校內(nèi)實訓(xùn)平臺開展培訓(xùn)工作，讓學(xué)員通過各種無線網(wǎng)絡(luò)、智能視頻技術(shù)等教學(xué)實驗，深化對物聯(lián)網(wǎng)知識的理解。此外，學(xué)校還要與企業(yè)建立長期合作關(guān)系，實現(xiàn)雙方資源的融會貫通，能夠自動識別、感知各個信息，通過這種方式也能帶動整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？傮w來看，實訓(xùn)平臺的打造要突出以下四個要點：其一，結(jié)合農(nóng)業(yè)院校專業(yè)特征優(yōu)化實訓(xùn)目標設(shè)計，切實滿足專業(yè)發(fā)展需求。其二，引企業(yè)資源入校，實現(xiàn)校企資源的深度整合。其三，注重理實結(jié)合，以理論指導(dǎo)實踐。其四，滿足創(chuàng)業(yè)要求，同時也要高度契合現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢，著力于打造實訓(xùn)平臺，實現(xiàn)智慧城市建設(shè)的目標。

2.實訓(xùn)平臺設(shè)計要點

實訓(xùn)平臺設(shè)計要體現(xiàn)因地制宜的原則，即結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展特征引入合適的技術(shù)。同時，還要為學(xué)員搭建良好的實訓(xùn)平臺，配以專業(yè)的技術(shù)人員指導(dǎo)。在實訓(xùn)過程中，還要引入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的新型技術(shù)，通過模擬真實的環(huán)境促進學(xué)員能力提升。其次，在實訓(xùn)過程中還要給學(xué)員講述物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的基本常識，如傳感器的應(yīng)用、WSN技術(shù)應(yīng)用等。當(dāng)然，技術(shù)人員也可引入一些實踐案例，激發(fā)學(xué)員的想象力，充分調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是實訓(xùn)平臺設(shè)計一個重要內(nèi)容。客觀來講，實訓(xùn)平臺屬于移動實訓(xùn)系列產(chǎn)品，由多個可移動的元素構(gòu)成，如網(wǎng)關(guān)、控平板、數(shù)/模采集器等。整個系統(tǒng)中有核心部件，如網(wǎng)關(guān)，安卓工控平板。采集器的選擇要貼合實際情況，如地理特征、溫濕度變化等，必要情況下還要配備加濕器、風(fēng)扇風(fēng)。

3.實訓(xùn)平臺建設(shè)方案

3.1 總體功能設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)背景下，系統(tǒng)設(shè)計要從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，協(xié)調(diào)感知層（具有較強的感知能力，通過感知周圍環(huán)境溫濕度變化判斷氣候特征，在此基礎(chǔ)上進行設(shè)備的調(diào)控）、傳輸層（接收各個傳感器傳來的各個信號，對收集到的信號進行簡單調(diào)整，最后發(fā)送至各個關(guān)節(jié)點，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋）與應(yīng)用層（主要負責(zé)瀏覽器的服務(wù)與管理，提升客戶的用網(wǎng)體驗）的關(guān)系（詳情見圖1）。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 硬件設(shè)計

硬件設(shè)計是實訓(xùn)平臺建設(shè)的重要部分，主要從WSN、網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計、GPRS三個層面入手。

3.2.1 WSN設(shè)計

WSN設(shè)計是實訓(xùn)平臺設(shè)計的要點，其設(shè)計主要突出模塊化理念。以處理器設(shè)計為例，主要選擇ARM處理器，該處理器能夠識別傳感器傳來的各種信息，經(jīng)無線模塊實現(xiàn)信息的交互處理，同時也能經(jīng)RS485傳輸?shù)狡渌?jié)點（詳情見圖2）。通過信息交流能夠提升整個系統(tǒng)的信息處理效率。

圖2 WSN設(shè)計

3.2.2 網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計

網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計是實訓(xùn)平臺的要點，主要依托ARM處理器，以GPRS或以太網(wǎng)為主線，連接傳感器與服務(wù)器，使整個系統(tǒng)有條不紊地運行（詳情見圖3）。

圖3 網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計

3.3.3 GPRS系統(tǒng)設(shè)計

GPRS具有很強的控制功能，其能根據(jù)周圍環(huán)境變化調(diào)節(jié)環(huán)境傳感器的各個參數(shù)。此外，GPRS系統(tǒng)也有很強的信息交互功能，通過識別各個部分的信息能夠帶動各部分電器正常運行（詳情見圖4）。

圖4 GPRS系統(tǒng)設(shè)計

3.3 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計包括多個部分，如中間件、監(jiān)控中心DEMO程序等。以前者為例，其是一種相對獨立的程序，其在系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效協(xié)調(diào)各個信息資源，便于用戶高效地開發(fā)各種應(yīng)用軟件。在設(shè)計過程中，要綜合考慮多個因素，如數(shù)據(jù)交互技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等，同時，相關(guān)人員還要掌握與通信技術(shù)相關(guān)的編程技術(shù)，還可邀請專家在線答疑，促進農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)深度融合。從工作原理來看，整個系統(tǒng)接收到來自操作者的指令，服務(wù)程序?qū)⑦@一指令給下一級（代理管理器），由該管理器進行數(shù)據(jù)的再整合，經(jīng)TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)礁鱾€通信節(jié)點。DEMO程序具有監(jiān)控功能，在實訓(xùn)平臺建設(shè)過程中，通過該程序能夠自動感知農(nóng)業(yè)環(huán)境，相關(guān)人員也能在系統(tǒng)中查到歷史數(shù)據(jù)，進而對農(nóng)業(yè)進行科學(xué)化管理。

4.結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的農(nóng)業(yè)實訓(xùn)平臺建設(shè)要從多個角度入手。相關(guān)人員要明確實訓(xùn)平臺建設(shè)需求，分析實訓(xùn)平臺建設(shè)特征、目標。在此基礎(chǔ)上總結(jié)設(shè)計要點，結(jié)合實際需求優(yōu)化設(shè)計方案。在設(shè)計方案制定過程中，可從系統(tǒng)整體布局入手，注重總體功能設(shè)計，同時還要優(yōu)化軟件與硬件設(shè)計，使整個系統(tǒng)的智能化特征更加顯著。