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基于物联网的管理信息系统实践教学设计

发布时间:2019-01-02 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    基于物联网的管理信息系统实践教学设计作者: 杨建明   摘要:针对“管理信息系统”课程中如何有效融入物联网技能的问题,笔者分析了当前教师在“管理信息系统”教学中讲解信息技能内容存在的不足,改进了课程实践教学环节。基于物联网技能框架,笔者以一个信息流程为引导,设计了六个分项实验项目和一个综合课程设计项目,使得学生在循序渐进掌握物联网技能关键知识点的基础上,系统地利用物联网技能解决管理活动中面临的问题。
  关键词:物联网;管理信息系统;实践教学;实验项目;课程设计
  中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2016)13/14-0138-04
  “管理信息系统”课程是一门综合性、交叉性课程。内容涉及信息技能、系统工程、管理学、行为科学等诸多学科。其中信息技能是管理信息系统设计和实施过程中的重要影响因素。物联网是信息技能发展的新浪潮和未来趋势。物联网技能将会成为管理信息系统开发的重要技能基础。李瑶、陈磊等探讨了物联网在物流管理信息系统开发中的应用。[1-4]物联网在信息系统方向相关课程的实践教学改革也得到了较多的关注,常杰提出了基于物联网的物流实训中心的构建方案[5],赵婉鹛以“智慧物流”的实验构建为实例,提出将物联网引入高效商科类实验的基本思绪、方法和途径[6],赵刚探讨了面向物流工程专业的物联网实验系统的建设。[7]但以物联网技能为主题的“管理信息系统”实践在教学研讨中尚不多见。在“管理信息系统”课程中如何有效融入物联网技能是一个值得探究的课题。
  ● 问题描述
  当前,在管理科学与工程类专业开设的“管理信息系统”课程中,教师讲授与信息技能有关的内容存在如下问题。
  1.知识点分散
  “管理信息系统”课程中关于信息技能基础局部的介绍,主要包含数据库技能、网络技能、条码技能、EDI技能、RFID技能、GPS/GIS技能等。由于课程性质和课时的限制,教师在介绍上述内容时,既难以对每块技能内容进行全面深入的介绍,也缺乏对这些技能内容之间的关系的有效梳理。新的信息技能,如云计算、移动互联网、大数据、人工智能等知识大都以专题的形式介绍给学生,知识点繁杂,又缺乏一个基本的知识框架进行整合,导致所学习的知识片段不容易联接成一个总体。
  2.理论和实践局部联系不够紧密
  “管理信息系统”课程教学内容主要偏重于理论内容的讲授和学习,由于学生缺乏实践经验,对内容的理解不够全面,达不到应有的深度。通过学习,学生没有变成足够的信息素养和信息意识,也不具备足够的信息技术,在具体的业务领域面临问题时难以系统、高效地利用现代信息技能和先进的管理思维和管理方法构建合适的信息系统解决方案,造成院校培养的学生的能力水平与社会需求的期望值之间存在一定的差距。
  ● 研讨思绪
  1.加强实践环节
  借助现代信息技能条件和手段开展的专业实验教学,成为高校专业课程教学的重要和必要的补充,增加实验学时比率,用实验教学带动理论教学适合管理科学与工程学科中专业教学的发展趋势。[8-9]在“管理信息系统”课程教学中增加实验和实践教学环节,在实践中应用理论,用理论教导实践,使学生深刻理解专业理论知识的同时,提高其专业实践技术。
  2.以物联网技能框架整合信息系统技能基础知识点
  在管理信息系统的技能基础中,包含网络技能、数据库技能和程序设计语言等内容,完成数据的采集、传输、存储、处理和应用。但在传统的管理信息系统中,数据的采集环节主要由人工完成,使用者利用设备把获取的现实物理世界中的数据输入到系统中,并对数据进行处理转换成为信息支持组织中的打算、组织、领导和抑制等管理职能;物联网技能融入到管理信息系统中,传感器、条码、RFID等技能自动采集数据,将会降低管理人员,特别是基层管理人员的事务强度,削减人工干预,提高数据采集的效率,也为管理人员的决策提供准时全面的信息。
  开发和实施基于物联网的管理信息系统,开发人员需要明白诸如传感器、条码、网络、移动通讯、数据库、数据挖掘、程序设计等诸多技能内容。
  在“管理信息系统”课程的技能基础局部,教师将分散的技能知识点放入物联网技能框架中,有助于学生认识各种技能的作用及其之间的关系。物联网具有全面感知、可靠传输和智能处理等特点,物联网技能框架包括感知层技能、网络层技能、应用层技能和公共技能。[10]表1中列出了各种信息技能在物联网技能框架中的位置。
  3.基于信息流程设计的物联网实验系列
  为了综合利用物联网技能,笔者设计了一个信息处理流程:传感器从现实世界自动采集数据,经过上位机的处理,进入传统的信息系统事务层,管理人员通过固定或移动终端使用传感器数据完成管理事务(如图1)。
  该信息流程包含信息的采集、传输、存储、处理和使用等功能。信息的采集主要通过传感器、RFID、摄像头等感知智能设备完成;信息的传输主要选取ZigBee短程无线传输技能、GPRS远程无线传输技能以及有线网络传输技能等;信息的存储主要通过使用SQL Server、Oracle、Access等数据库管理系统实现;信息的使用既能够在本地显示,如在窗体中以图表的形式呈现,也能够通过远程网络实现,如网页、短信、微博等,还能够通过数据的深度处理,产生新的信息,如产生报警信息等。
  传感器数据的采集和传输在IAR环境中用编程来实现,上位机对传感器数据的处理和存储功能通过Visual Studio编程环境来实现,数据的远程应用能够在Dreamweaver环境中用编程来实现。为了完成该信息流程,笔者设计了六个单项实验,每一个实验能够完成数个信息处理环节。
  4.综合课程设计项目设计   六个分项实验主要从技能的角度明白物联网在信息系统中的作用。在管理信息系统的构建和实施中,使用者不但要考虑技能因素,更要利用信息技能解决现实业务领域中存在的问题。技能内容与具体的业务联合起来,才能提高管理人员的管理水平,为全面理解物联网技能在管理信息系统中开发、实施的作用,还需要通过课程设计环节、学生分组、协作分工,以某个业务领域为背景,综合运用管理知识、业务流程重组理论和方法以及信息技能知识选择一种信息系统开发方法,按照系统分析、系统设计和系统实施的事务阶段完成系统的开发,以解决管理业务中面临的问题。[11-12]
  ● 实验项目简介
  本文设计的六个分项实验能够逐渐完成从数据自动采集、数据传输和存储到使用数据的信息流程,并且涉及物联网技能框架中各局部的内容。各实验的内容、类型和课时分配如表2所示。
  在六个实验中共使用了IAR、SQLSERVER、Visual Studio.net、Dreamweaver四个软件开发平台,以及串口调试助手和远程短信软件(remote SMS)两款工具软件。实验者能够通过IAR软件和串口调试助手完成传感器数据采集和传输实验;通过SQL Server完成数据库的建立和使用;通过Visual Studio.net集成开发平台使用VB.NET语言开发窗体应用程序来完成对数据的存储、显示和调用,建立传感器采集模块与数据库之间的联系,并利用Remote SMS软件进行短信报警;通过Dreamweaver网站编辑软件完成动态网页设计实验。
  ● 综合课程设计示例
  在单项实验的基础上,笔者通过完成一个综合型的课程设计项目,综合利用掌握的物联网技能解决现实中的某个问题;在选题上一方面提供数个备选题,另一方面也鼓舞学生自行选题。下面笔者以物流领域中的仓储环境管理系统的开发为例介绍基于物联网的信息系统的开发。
  1.管理业务需求分析
  某仓储中心仓储环境监测的手段和监测数据处理方法存在数据处理不准时、监测手段落后、无法远程监控等问题。联合物联网技能特征,笔者对管理活动做了如下改进:准时采集传感器数据并存放到数据库中,以便进行数据的分析和处理;设置临界值,预警处理;使用短信远程获取预警信息。
  2.系统指标
  本系统的设计指标为分析和设计仓储环境监测系统软件及数据统计分析,从而对仓库的温度和湿度进行监控,免去耗时耗力的人工监控,使管理人员可以随时掌握仓储现场环境,以便进行合理的管理。
  3.基于物联网的仓储环境监测信息系统的体系结构
  系统分为上位机系统和管理平台两个子系统。上位机系统获取、保存和传输传感器数据;管理平台负责在监测服务器上接收所有上位机上传的数据,分析处理数据,并将处理的结果以不同方式展现给监测人员(如图2)。
  4.系统主要实现功能
  本系统利用物联网技能实现采集监测点的数据,并将数据上传至管理平台。管理平台分析处理上传的数据后,判断数据是否超标,如果超标,则进行预警或报警,同时通过短信通知监测人员,以达到对突发事件准时、有效的处理。系统主要实现功能是:①上位机实时监控监测点,接收传感器传输的数据,并将数据通过网络传输给管理平台;②管理平台具有数据存储,数据库管理和对数据进行处理的功能;③管理平台可以有效地管理和共享监测数据,使监测人员可以方便、快速地可视化各种数据信息,包括信息查询、信息批改等。
  ● 结语
  本次教学实践关注物联网的技能框架,以传感器采集数据、网络传输数据和管理人员使用数据的信息流程为引导,设计了分项实验项目,并联合专业领域的业务知识进行课程设计。笔者通过指引学生掌握物联网关键技能,提高他们的信息素养,利用最新的信息技能构造信息系统解决现实中面临的管理问题。本实践在物流工程专业硕士“高级物流信息系统”教学中已实施了两届,取得了较好的教学效果,理论和实践的有效联合有助于学生把握物流系统的信息化和智能化的发展趋势,紧跟时代潮流,在科研学术活动中融入更多的物联网元素。
  在教学过程中,笔者也发现了一些不足,如传感器实验平台稳定性不够,由于经费限制无法购买多套设备且无法准时升级等。随着移动互联技能的成熟与普及,教师能够使用智能手机代替实验传感器实验平台,使用4G技能或即将商用的5G技能,连接云计算平台,不但能够在传统的Internet网络环境下使用数据库,也能够在云端进行数据存储和数据处理。新的技能方法和手段的运用将会帮助学生掌握最新的理论知识,激发他们的学习兴趣,构建其与时俱进的知识结构。
  参考文献:
  [1]李瑶.基于物联网的物流信息系统的设计与实现[D].吉林:吉林大学,2015.
  [2]陈磊.基于物联网的物流管理信息系统优化研讨[J].价格月刊,2014(08):76-79.
  [3]卓志宏.基于物联网技能推进现代企业物流信息系统运作研讨[J].物流技能,2013(17):438-440.
  [4]王燕.基于物联网的现代企业物流信息系统的设计与应用[J].软件导刊,2012(8).
  [5]常杰.基于物联网技能的高等院校物流实训中心建设研讨[D].山东:山东大学,2012.
  [6]赵婉鹛,李医群,章学拯.物联网相关技能与应用引入商科类实验的构想[J].实验室研讨与探索,2013(06):394-397
  [7]赵刚.面向物流工程专业的“物联网概论”实验系统建设探讨[J].中国电力教育,2014(08):168-169.
  [8]方兴林,余萍.管理信息系统课程实验项目的构建与设计[J].实验技能与管理,2012(06):178-183.
  [9]邓文华.管理信息系统课程实验与课程设计改革研讨[J].教育教学论坛,2013(08):97-99.
  [10]王志良,王粉花.物联网工程概论[M].北京:机械工业出版社,2011.
  [11]郭宁,郑小玲.管理信息系统[M].北京:人民邮电出版社,2010.
  [12]王志良,姚红串,霍磊,等.物联网技能综合实训教程[M].北京:机械工业出版社,2014.
  作者简介:杨建明(1974―),男,江苏人,硕士,讲师,研讨方向为企业信息化。
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