物联网工程专业专业规范概述

物联网工程专业专业规范概述1物联网工程专业专业规范概述引自《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》《高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范（试行）》物联网工程专业专业规范概述2章前关于物联网工程专业物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》物联网工程是一个“新建专业”，特别又是一个围绕“战略新兴产业”设立的新专业2010年、2011年、2012年，教育部先后进行了三批物联网相关专业审批2010年审批30个物联网工程专业、2011年审批25个物联网工程专业、2012年审批80个物联网工程专业截至2012年6月，国内已经开设近150个物联网工程专业2011年5月，教育部发布了《普通高等学校本科专业目录（修订一稿）》，明确将原电气信息类下设立的物联网工程和传感网技术专业合并，列入计算机类专业，新专业名称为“物联网工程”2010年11月21日，受计算机教指委委托，成立了“物联网工程专业教学研究专家组”专家组成员：上海交通大学王东、蒋建伟，武汉大学黄传河，四川大学朱敏，西安交通大学桂小林，华中科技大学秦磊华、金海，西北工业大学李士宁物联网工程专业建设的几点建议：1、依托计算机类专业建设成果建设物联网工程专业；2、重点进行应用型、工程型人才的培养，设计具有特色的专业核心课程；3、加强师资队伍建设；4、加强实验、实践教学环境的建设；5、开展物联网工程专业的教材建设物联网工程专业专业规范概述3第一章专业核心课程课程名称课程目的先修课程&学时数教学大纲涵盖知识单元物联网工程导论（2学分）使学生通过课程的学习，能够初步了解物联网的基本概念、关键技术及其应用方法，为运用这些技术和方法构建物联网应用系统打下基础；了解物联网工程专业的知识体系、课程体系、专业概貌。先修课程：无学时数：理论学时321）计算模式的深化2）物联网的模型3）物联网感知技术概述4）物联网通信技术概述5）物联网数据处理概述6）物联网控制技术概述7）物联网安全技术概述8）物联网应用模式AR1计算模式的深化AR2物联网的模型AR3物联网感知AR4物联网通信AR5智能数据处理AR6物联网控制AR7物联网安全AR8物联网应用ID3RFIDID6视频监控ID7定位技术CO4无线传感网物联网通信技术（3学分）使学生熟悉通信知识，能选用合适的通信技术及通信网络，构建物联网，支撑物联网的应用。先修课程：物联网工程导论学时数：理论学时48，实践学时81）通信原理2）无线通信3）近距离无线通信技术4）中远距离无线通信技术CO1物联网通信组网技术CO2互联网与物联网CO3无线通信CO4无线传感网物联网工程专业专业规范概述45）移动通信网络6）自组织通信网络7）电信网络8）异构网络协同通信CO5多网融合ID3RFIDRFID原理及应用（2学分）使学生通过理论和实践教学，能够全面了解RFID基本理论，掌握RFID应用技术及方法，能够构建RFID应用系统。先修课程：导论学时数：理论学时32，实践学时81）自动识别技术2）物体编码、条形码与RFID3）RFID工作原理4）RFID标准5）RFID标签6）RFID读写器7）RFID中间件8）RFID系统防冲突技术9）RFID网络系统与物联网10）RFID系统安全及隐私11）RFID应用系统设计与实施技术12）RFID行业应用方案ID1物体编码ID2条形码ID3RFIDID7定位技术ID8感知系统部署传感器原理及应用（2学分）使学生熟悉传感器、智能传感器的原理与结构，掌握传感器的智能化、可靠性、抗干扰等关键实现技术，掌握智能传感器的先修课程：物联网通信技术学时数：理论学时1）传感器的结构2）传感器的工作原理3）无线传感器ID4传感器ID5智能传感器物联网工程专业专业规范概述5组网、信息获取、传输及应用技术32，实践学时84）光纤传感器5）成像传感器6）传感器的信号处理7）传感器的数据通信8）传感器的实现技术9）传感器应用传感网原理及应用（2学分）使学生了解无线传感器网络的体系结构、通信协议、命名与寻址、拓扑控制、时间同步、能耗控制、数据处理等技术及应用模式。先修课程：传感器原理及应用学时数：理论学时32，实践学时81）传感网基础2）无线传感网体系结构3）无线传感网通信协议4）无线传感网关键技术5）无线传感网数据处理6）无线传感网的部署7）传感网应用CO1物联网通信组网技术CO4无线传感网ID4传感器ID5智能传感器ID6感知系统部署海量数据存储（2学分）使学生熟悉磁盘阵列的基本原理、常见网络存储技术、海量存储系统、海量数据的组织与管理以及数据质量等内容，为构建物联网数据中心奠定基础。先修课程：导论学时数：理论学时321）物联网环境中数据的基础特征2）RAID技术特征和应用3）典型的网络存储技术4）分布式文件系统与海量存储系统5）海量存储系统的构建方DP3磁盘阵列DP4网络存储技术DP5海量存储系统DP6海量数据的组织与管理DP7数据质量物联网工程专业专业规范概述6法6）存储优化技术7）数据备份数据处理与智能决策（2学分）使学生了解物联网工程应用中数据处理的基本过程，全面掌握其主要方法和工作原理，并利用这些方法对典型物联网应用提出数据处理的解决方案。可选讲物联网数据采集、数据流管理、物联网数据集成与数据融合等内容。先修课程：导论、海量数据存储学时数：理论学时32，实践学时8，综合性设计实验学时161）物联网数据处理概述2）物联网数据特征3）物联网数据预处理4）物联网数据模型5）数据查询与检索技术6）数据仓库与OLAP技术概述7）关联规则挖掘8）分类和预测9）聚类分析10）决策支持技术11）商务智能技术12）数据处理与智能决策综合应用DP1物联网数据特征DP2数据预处理DP8数据检索DP9数据挖掘DP10智能决策物联网控制使学生了解物联网控制系统的结构，熟悉自动控制技术，掌握计算机控制系统、分布式控制系统的设计，实现物联网中的控先修课程：导论学时数：理论学时32，实践学时81）物联网控制的目的与需求2）物联网控制系统的结构CT1物联网控制的特征CT2自动控制技术CT3计算机控制系统物联网工程专业专业规范概述7制要求3）自动控制技术4）计算机控制系统5）分布式控制系统6）物联网控制系统设计CT4分布式控制系统物联网信息安全技术使学生掌握物联网安全的基本概念和原理，了解物联网安全的发展情况及应用，掌握常见的物联网安全相关技术，并能够进行基本的物联网安全项目的实施和应用，完成物联网安全管理等工作。先修课程：计算机网络、传感网原理及应用、数据处理与智能决策学时数：理论学时32，实践学时81）物联网安全基础2）物联风的安全体系3）感知中的信任管理4）标识定位中的隐私保护5）传输中的访问控制6）处理中的数据保护7）应用中的服务授权8）物联网安全管理9）物联网安全设备IS1物联网的安全特征与目标IS2物联网的安全体系IS3物联网感知层的安全机制IS4物联网传输层的安全机制IS5物联网数据处理层的安全机制IS6物联网应用层的安全机制IS7隐私保护物联网工程设计与实施使学生熟悉物联网工程设计与实施的方法学，具体掌握物联网工程需求分析与可行性研究、网络设计、应用软件设计、工程实施、运行维护与管理的基本内容、基先修课程：全部专业核心课程学时数：理论学时481）物联网工程设计与实施过程2）需求分析与可行性研究3）网络设计PD1物联网设计基础PD2需求分析与可行性研究PD3网络设计PD4应用软件设计物联网工程专业专业规范概述8本方法、主要技术，掌握各类文档规范及撰写方法，能够进行工程的实施。4）数据中心设计5）物联网安全设计6）软件工程基础7）应用软件设计8）工程实施9）运行维护与管理10）物联网工程案例PD5工程实施PD6运行维护与管理PD7物联网工程案例工程专业专业规范概述9第二章课程实验2.1性质课程实验是针对课程内容相关知识点设置的实践教学活动，是课程教学的重要组成部分，对加深理论知识的理解、弥补课堂教学的不足起着桥梁和促进作用。一般来说，课程实验是侧重于课程中某一局部内容所开展的实践性教学过程，其目的是进一步巩固和加深对有关知识方法的理解，发现存在的错误认识，启发学生对所学知识的深入思考、敢于创新，并在此基础上培养学生分析问题及运用所学知识解决实际问题的能力，达到理论联系实际的教学效果。2.2指导思想课程实验的指导思想是紧密结合课程理论教学内容，通过设计一组难度适中的实验题目帮助学生加深课堂理论教学内容的理解，培养学生实践操作能力和创新能力。围绕一门课程主要知识点的实验通常由若干个实验组成，每个实验所针对的是某些知识点或某一类问题的求解方法。根据课程实验的性质，通常可以将实验分为验证性实验、设计性实验和综合性实验。但是课程实验中的综合性实验不同于综合课程设计，它一般是某门课程中关联多个知识点的实验。从对知识点实验的要求来看，验证性实验通常是通过实验来验证有关知识点，而设计性实验则是运用有关知识和方法来求解特定的问题。对本科层次的学生，设计性实验应该是实验的主要内容。2.3课程实验的设置2.3.1设置方法课程实验的设计要遵循两个原则：一是要注意围绕课程教学展开，帮助学生更好地掌握课程教学中介绍的理论、方法和技术；二是要注意学生学习和掌握本课程知识和能力的规律以及老师课程教学的规律，避免分裂割据和没有整体化的组织，强调形成统一完整的课程实验体系，按体系循序渐进。针对每一门专业核心课程的课程教学内容，都列出由下至上、由基础到专业、由简单到复杂的课程内容组织体系，循序渐进地开展由基本认知、基本技术到综合实践的多层次内容工程专业专业规范概述10的教学。课程实验的设计也应该按课程教学的这个层次结构同步展开。（1）基本认知基本认知阶段的任务是通过课程教学，介绍基本概念，基本系统的组成和工作原理。与课程教学同步展开关于基本系统组成和应用的课程实验，使学生对于课程将要面向的技术对象和应用对象有一个概念性的、实感上的认知。在此基础上，课程教学再进一步阐述其教学、电磁学、控制论等方面的基本理论和技术基础。接着，结合物联网典型应用案例的讲解、实验演示和实验操作，让学生了解课程理论和技术在应用系统中所处的位置和所起的作用，为后续理念和技术的深入学习打好基础。（2）基本技术在基本技术阶段，学生带着应用问题学习基本理论和技术，形成应用空间、问题空间和知识空间的统一。同时，物联网强调应用，课程教学要就如何提高应用性能、如何降低应用成本、如何按照一定的方法论进行应用实施等方面，系统地介绍运用理论和技术进行应用系统设计和实施的方法。通过仿真的实验环境或企业真实的应用环境，让学生了解各种应用问题，在实验中运用基本理论和技术解决问题，锻炼学生解决应用工程问题的能力。（3）综合实践在综合实践阶段，为了巩固课程学习成果，进一步锻炼学生综合运用理论和技术解决实际问题的能力，应用设计综合性的课程实验，让学生进行应用系统软硬件的设计和开发。不同类型的人才需要强调不同方面的能力，对于工程型和应用型人才强调“设计形态”的内容，主要是在提供的实验软硬件基础上，进行完整应用系统的设计、开发和应用测试。对于研究型人才则应强调“理论形态”的内容，需要强化计算思维能力和软硬件设计能力的培养。除了进行应用系统方面的实验外，还进行相关软件硬件原型系统或装置的研究、设计、开发和测试。按照上述层次体系阶递地、同步地展开课程教学和课程实验的优势在于：1）使教师和学生能从总体上把握课程的知识体系，内容之间的前后顺序关系和逻辑关系，形成“大局观”，有助于提高课程的教学和学习效果。2）基本认知、基本技术、综合实践这一体系是围绕“应用”这一主线来进行展开的，这与物联网强调应用是完全吻合的。3）可以更清楚地安排“物联网工程导论”课程与其它专业核心课程之间的内容衔接。基本认知可以通过“物联网工程导论”课程实现，基本技术、综合实践可以在后续的专业课程中实现。2.3.2设置方案《物联网工程专业发展战略研究报告