杭州教师大赛培训总结

今年8月16日，梁金梅、孙丽丽、刘莉等三位老师在杭州参加了为期6天的第一届全国高等院校工程应用技术教师大赛“物联网技术”培训班。

一、大赛介绍

本次大赛由中国高等教育学会主办，由清华大学、浙江大学、浙江天煌科技实业有限公司承办，该大赛为深入贯彻十八大报告提出的“深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生创新精神”、“创新人才培养水平明显提高”的战略思想，进一步推动高等院校相关专业的教学改革与创新，不断提升高等院校工程教育青年教师实践与创新能力，以培养更多高质量、高水平的工程应用型人才。大赛宗旨为以提高教师的实践动手能力为目的，旨在倡导勇于创新、敢于实践、笃于诚信。该大赛围绕现代制造、环境与新能源、自动化系统、电子信息和电气工程5大主题，共设置13个赛项。每个赛项配置一套实施平台，包含硬件和软件配置。该大赛采用开放竞赛模式，参赛选手选取一个项目，依据大赛所提供的赛项实施平台硬件和软件资源，在初赛期间自主设计一个工程应用系统或一套教学实验系统（二选一），通过初赛评审，确定入围决赛的选手。在决赛期间要求在规定的时间内、在所选的赛项实施平台上加以实现。

二、大赛培训

本次教师大赛培训内容为熟悉大赛提供的平台，该培训主办方为浙江天煌科技实业有限公司（天煌教仪），也是本次大赛平台的提供方，该企业创建于1992年，是一家专业从事教学仪器研发、生产、销售和服务的国家级高新技术企业。

关于“物联网技术”赛项的培训，该大赛提供了两套实施平台，THUNHM-3B型、THEUWF-1型，前者为工程创新平台，后者为开发套件，涉及智能传感器检测技术、单片机技术、嵌入式ARM技术、自动识别技术、通信网络等多种技术的综合应用，满足各高等院校物联网工程、物联网应用等相关专业的实验教学、工程设计和科研创新。THUNHM-3B型平台如图1所示：

图1 THUNHM-3B型平台

THEUWF-1型平台如图2所示： 

1、THUNHM-3B型平台介绍

本次大赛培训主要是以THUNHM-3B型平台核心，该平台由感知节点单元、嵌入式网关单元、智能对象单元和网络服务器单元组成，通过多种传感器和网络传输实现信息化、智能化控制。

(1) 感知节点单元

该单元由传感器组成，实时采集任何需要监测或控制的信息，包括家居安防检测终端（红外栅栏、红外移动、门磁等）、环境检测终端（温度、湿度）、远程抄表（电表、气表）、智能遥控终端（红外遥控）、每个终端可以独立运行，也可把传感器信息通过有线或无线送人嵌入式网关进行处理，实现物联网系统综合联动。

该单元的探测终端控制芯片采用了ATmega16作为处理器，该单元支持有线和无线传输，有线传输方式支持CAN总线、485总线、RS232，无线传输通过zigbee模块实现。

(2) 嵌入式网关单元

主要包括网关单元、无线模块（zigbee、无线网卡、GPRS），集中处理来自其他单元信息，是其他各单元交互信息的中转站。ARM网关采用32位ARM微控制器作为核心处理器，7英寸TFT真彩液晶屏显示输出，具有触摸操作功能。无线网络包括zigbee模块和GPRS模块。

(3) 智能对象单元

智能对象单元由智能家居安防系统执行终端（声光报警器、排风扇）、智能电器终端（窗帘、情景灯）和对讲门禁系统组成。智能家居安防系统执行终端通过ZigBee节点无线传输到ZigBee协调器，与网关通信，智能电器终端通过CAN总线与ARM网关信息交换。对讲门禁系统支持密码开锁、刷卡开锁，支持软件监测门禁系统状态。

(4) 网络服务器单元

网络服务器单元由工业级平板电脑、交换机、无线路由器和网络监控软件组成，能实时监测传感器状态及数据，支持智能手机操作。工业电脑装有上位机软件，可采集传感器数据、对执行单元进行操作、支持传感器、执行单元联动运行。 手机软件APP：智能手机，支持Android 2.3以上操作系统，支持传感器查询，灯光控制，电表数据查询等功能。

2、THEUWF-1型

THEUWF-1型是体积比较小的实验箱，提供了各种传感器单元、嵌入网关单元、wifi、蓝牙、zigbee等通信模块，也是一个基本的物联网应用开发系统，功能与THUNHM-3B型平台类似，但是该平台的工程应用性不足、不太适合进行扩展性、创新性系统或项目开发。以便携性、性价比来看，该平台可以作为《传感器技术》等课程的教学实验平台，能够基本完成课程的教学目标。当然，THUNHM-3B型平台设施更完善、内容更全面，可以进行创新性、扩展性项目开发，更适合作为高校教师进行开发、教学科研的平台，也可以作为学生进一步学习物联网或者进行项目开发的演示平台。

3、培训进程

培训流程分为三个阶段：理论培训阶段、实践培训阶段、个人熟悉发展阶段。

理论培训阶段：由天煌的技术人员讲解实验平台的理论知识部分；

实践培训阶段：由天煌的技术人员带领大家到机房参观实验平台，并演示和讲解实验平台的各个单元模块；以及解答大家的疑问。

最后阶段：个人需要亲自去操作、熟悉实验平台的使用，熟悉实验平台的架构、各个单元之间的关联、整个物联网系统的工作和联动机制、比如传感器单元与服务器或手机是怎么通信的，以及了解相关实验原理，比如网关如何识别不同的传感器模块，是通过地址编码实现的。这个阶段主要是学员之间的交流和讨论、以及和相关技术人员的交流、以及对后面比赛方案的构思。

三、感想

本次培训有很多收获和感想，对物联网有了更深和更直观的理解。对于天煌科技企业，本人深深感受到这家企业在教学仪器方面的先进性，也深深发现自身知识的缺乏，尤其是作为物联网工程的专任教师，对于实际的物联网应用系统缺乏直观和深入的认识，在理论的教学上，不够透彻，而理论的透彻理解来源于实践，实践出真知。

1、物联网课程的实验平台，应该及时更新：如《传感器技术》课程实验箱，该平台目前较落后，对教学实验有较大的限制性，仅能做一些比较基础简单的验证性实验，对各类传感器数据的收集显示，平台对于进行扩展性、创新性的应用开发比较困难；但是该平台也是以较高的价格购买，如果直接空置，必然很浪费，建议在购买实验设备时，是否可以与相关商家协商在相应年限后可以以一定的花费更换。

2、加强校企合作和联系：一方面，师者，传道授业解惑也，首先要解己惑，自身对于所教的知识一定要有透彻的理解和亲身的实践，因此，对于任课老师，应该有更多的机会去实地考察企业的物联网设备、以及学习先进的技术和知识，更好地服务于教学。另外，对于学生，也应该有更多的机会去企业参观，把抽象的知识尽量可以直观和具体化，帮助理解。