- 相關(guān)推薦
我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)通信原理課程的探討
1.引言
物聯(lián)網(wǎng)即物物相連，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展。而物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為2010年國家教育部公布的新增的專業(yè)，旨在培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能，具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識(shí)的高級(jí)工程技術(shù)人才[1]。
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)主要分為三層：底層為感知層，主要由大量的感知設(shè)備組成，物聯(lián)網(wǎng)通過感知層便能延伸到萬物；中間層為網(wǎng)絡(luò)層，最關(guān)鍵核心的位置，其作用是“傳送”消息，為傳感層和應(yīng)用層搭建了橋梁；最高層為應(yīng)用層，作用是實(shí)現(xiàn)處理，用于對(duì)下層的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的實(shí)時(shí)性控制和管理。
2.課程開設(shè)的必要性及課程安排
2.1課程開設(shè)
從物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)體系中可以看出，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是交叉于電子、通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)學(xué)科的綜合技術(shù)。而物聯(lián)網(wǎng)工程作為新增專業(yè)，任何學(xué)校的專業(yè)課程體系都處在探索研究階段，然而把通信原理作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程是獲得一致肯定的。
通信原理課程作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的通信類核心課程，是為讓學(xué)生對(duì)信號(hào)產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制和解調(diào)有基本的認(rèn)識(shí)，能夠熟知整個(gè)通信系統(tǒng)的工作過程。一方面該課程理論性強(qiáng)，概念繁多，知識(shí)抽象，公式復(fù)雜，知識(shí)體系交叉于高數(shù)、電路等課程，難度大，課程枯燥，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。另一方面物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生由于需要學(xué)習(xí)電子、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、通信相關(guān)課程，因此很難有足夠的學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)通信相關(guān)的所有課程，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生的要求也不能如通信工程專業(yè)學(xué)生一樣。因此如何把通信原理課程合理的講解，讓學(xué)生能夠深入淺出的明白通信理論是需要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)老師不斷探討改進(jìn)。
2.2課程建設(shè)
2.2.1理論課程
結(jié)合我校物聯(lián)網(wǎng)工程的教學(xué)計(jì)劃，通信原理的課時(shí)為：52理論學(xué)時(shí)+34實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，該課程前期并未開設(shè)信號(hào)與系統(tǒng)課程。在通信原理課程前期，如何讓學(xué)生理解信號(hào)、理解通信系統(tǒng)成為了主要問題。針對(duì)學(xué)生這一特點(diǎn)，筆者主要將通信原理課程的學(xué)習(xí)分為四個(gè)階段：
一階段：讓學(xué)生認(rèn)識(shí)信號(hào)，熟悉基本信號(hào)函數(shù)，了解通信系統(tǒng)的整個(gè)原理過程，知道學(xué)習(xí)重點(diǎn)所在。學(xué)時(shí)安排為8學(xué)時(shí)。
二階段：通過電路引入通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生能夠理解信號(hào)在時(shí)域與頻域的不同特性，能看懂信號(hào)的波形與頻譜。學(xué)時(shí)安排在12學(xué)時(shí)。
三階段：前兩階段都是為了學(xué)生能夠入門通信系統(tǒng)，本階段是課程的核心所在，該階段的學(xué)習(xí)任務(wù)是調(diào)制系統(tǒng)、模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)在信道的傳輸特性以及信號(hào)的解調(diào)。安排學(xué)時(shí)在24學(xué)時(shí)。
四階段：這一階段主要是為學(xué)生介紹通信相關(guān)的技術(shù)，由于涉及的內(nèi)容復(fù)雜，對(duì)大多數(shù)學(xué)生只要求了解，讓有興趣的學(xué)生可以深入研究，主要內(nèi)容包括同步技術(shù)、復(fù)用和多址技術(shù)等。安排學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)。
2.2.2實(shí)驗(yàn)課程
在傳統(tǒng)的通信原理實(shí)驗(yàn)中，常常是使用示波器，函數(shù)發(fā)生器，頻譜儀進(jìn)行信號(hào)的波形及頻譜的觀察和分析，然而硬件設(shè)備也存在著不足，首先硬件設(shè)備費(fèi)用高、使用壽命短，其次硬件設(shè)備局限性大，只能完成指定的實(shí)驗(yàn)范圍；另外，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備在使用過程容易受外界干擾，如電磁干擾、無線干擾等，常常致使信號(hào)容易發(fā)生失真，不易準(zhǔn)確觀察等缺陷。因此，實(shí)驗(yàn)課程不再使用傳統(tǒng)的示波器和頻譜儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是采用MATLAB軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
MATLAB是由美國Mathworks研發(fā)的軟件，主要用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)的可視化，主要由Simulink和MATLAB兩部分組成。MATLAB是當(dāng)下使用最為廣泛的數(shù)學(xué)仿真軟件之一，而在通信原理中，可以利用MATLAB的函數(shù)庫、模塊庫功能，在可視化環(huán)境中觀察信號(hào)處理的過程，將抽象的波形變換、頻譜搬移在可視化環(huán)境表現(xiàn)出來，讓學(xué)生能真實(shí)理解通信過程，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)質(zhì)量。MATLAB能對(duì)所有的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)進(jìn)行仿真。
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)共34學(xué)時(shí)，采用MATLAB軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，編程語言采用c語言。由于學(xué)生具備c言語編程基礎(chǔ)，因此對(duì)軟件的使用可以很快掌握。具體的實(shí)驗(yàn)課程安排見表1。
3.小結(jié)
通信原理作為物聯(lián)網(wǎng)工程的專業(yè)必修課，在教學(xué)過程中存在著學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，教學(xué)難度大特點(diǎn)。因此，學(xué)校在安排課程時(shí)應(yīng)結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，因地制宜的安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，可適當(dāng)降低理論難度，重點(diǎn)是讓學(xué)生理解通信系統(tǒng)的過程，對(duì)通信有整體認(rèn)識(shí)。由于我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依附于計(jì)算機(jī)學(xué)院下，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)偏向于軟件應(yīng)用的特點(diǎn)，可在課程中結(jié)合MATLAB軟件，讓學(xué)生可以通過軟件仿真實(shí)驗(yàn)去理解通信過程，并在學(xué)習(xí)過程引入合適的項(xiàng)目作為向?qū)�，讓學(xué)生知道通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性，因此更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
【我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)通信原理課程的探討】相關(guān)文章：
解析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程介紹及就業(yè)前景04-25
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)就業(yè)前景？07-14
本人大學(xué)學(xué)的專業(yè)是通信工程（物聯(lián)網(wǎng)方向）這專業(yè)進(jìn)來熱門么?07-11
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)就業(yè)前景如何07-14
互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行原理07-10
物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)專業(yè)介紹07-03
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)有哪些考研方向07-19
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別07-11