我校物聯網專業通訊原理課程的探討
1.引言
物聯網即物物相連，是網際網路的延伸和擴充套件。而物聯網工程專業作為2010年國家教育部公佈的新增的專業，旨在培養能夠系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備通訊技術、網路技術、感測技術等資訊領域寬廣的專業知識的高階工程技術人才[1]。
物聯網的體系結構主要分為三層：底層為感知層，主要由大量的感知裝置組成，物聯網透過感知層便能延伸到萬物；中間層為網路層，最關鍵核心的位置，其作用是“傳送”訊息，為感測層和應用層搭建了橋樑；最高層為應用層，作用是實現處理，用於對下層的資料進行融合處理，實現對物體的實時性控制和管理。
2.課程開設的必要性及課程安排
2.1課程開設
從物聯網的架構體系中可以看出，物聯網技術也是交叉於電子、通訊、網路、計算機學科的綜合技術。而物聯網工程作為新增專業，任何學校的專業課程體系都處在探索研究階段，然而把通訊原理作為物聯網工程專業的核心課程是獲得一致肯定的。
通訊原理課程作為物聯網工程專業的通訊類核心課程，是為讓學生對訊號產生、傳輸、調製和解調有基本的認識，能夠熟知整個通訊系統的`工作過程。一方面該課程理論性強，概念繁多，知識抽象，公式複雜，知識體系交叉於高數、電路等課程，難度大，課程枯燥，難以調動學生積極性。另一方面物聯網工程專業學生由於需要學習電子、網路、計算機、通訊相關課程，因此很難有足夠的學時學習通訊相關的所有課程，對於大多數學生的要求也不能如通訊工程專業學生一樣。因此如何把通訊原理課程合理的講解，讓學生能夠深入淺出的明白通訊理論是需要物聯網專業老師不斷探討改進。
2.2課程建設
2.2.1理論課程
結合我校物聯網工程的教學計劃，通訊原理的課時為：52理論學時+34實驗學時，該課程前期並未開設訊號與系統課程。在通訊原理課程前期，如何讓學生理解訊號、理解通訊系統成為了主要問題。針對學生這一特點，筆者主要將通訊原理課程的學習分為四個階段：
一階段：讓學生認識訊號，熟悉基本訊號函式，瞭解通訊系統的整個原理過程，知道學習重點所在。學時安排為8學時。
二階段：透過電路引入通訊系統的數學模型，讓學生能夠理解訊號在時域與頻域的不同特性，能看懂訊號的波形與頻譜。學時安排在12學時。
三階段：前兩階段都是為了學生能夠入門通訊系統，本階段是課程的核心所在，該階段的學習任務是調製系統、模擬數字訊號轉換、訊號在通道的傳輸特性以及訊號的解調。安排學時在24學時。
四階段：這一階段主要是為學生介紹通訊相關的技術，由於涉及的內容複雜，對大多數學生只要求瞭解，讓有興趣的學生可以深入研究，主要內容包括同步技術、複用和多址技術等。安排學時為8學時。
2.2.2實驗課程
在傳統的通訊原理實驗中，常常是使用示波器，函式發生器，頻譜儀進行訊號的波形及頻譜的觀察和分析，然而硬體裝置也存在著不足，首先硬體裝置費用高、使用壽命短，其次硬體裝置侷限性大，只能完成指定的實驗範圍；另外，由於實驗裝置在使用過程容易受外界干擾，如電磁干擾、無線干擾等，常常致使訊號容易發生失真，不易準確觀察等缺陷。因此，實驗課程不再使用傳統的示波器和頻譜儀進行實驗，而是採用MATLAB軟體進行實驗。
MATLAB是由美國Mathworks研發的軟體，主要用於演算法開發、資料分析以及資料的視覺化，主要由Simulink和MATLAB兩部分組成。MATLAB是當下使用最為廣泛的數學模擬軟體之一，而在通訊原理中，可以利用MATLAB的函式庫、模組庫功能，在視覺化環境中觀察訊號處理的過程，將抽象的波形變換、頻譜搬移在視覺化環境表現出來，讓學生能真實理解通訊過程，加強學生的學習熱情，提高教學質量。MATLAB能對所有的數字訊號和模擬訊號進行模擬。
實驗學時共34學時，採用MATLAB軟體進行實驗，程式語言採用c語言。由於學生具備c言語程式設計基礎，因此對軟體的使用可以很快掌握。具體的實驗課程安排見表1。
3.小結
通訊原理作為物聯網工程的專業必修課，在教學過程中存在著學生基礎知識薄弱，教學難度大特點。因此，學校在安排課程時應結合學生的特點，因地制宜的安排學習內容，可適當降低理論難度，重點是讓學生理解通訊系統的過程，對通訊有整體認識。由於我校物聯網工程專業依附於計算機學院下，物聯網工程專業偏向於軟體應用的特點，可在課程中結合MATLAB軟體，讓學生可以透過軟體模擬實驗去理解通訊過程，並在學習過程引入合適的專案作為嚮導，讓學生知道通訊技術在物聯網中的重要性，因此更好的激發學生的學習熱情。
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