高校物联网专业课程及实验室建设初探

高校物联网专业课程及实验室建设初探李朱峰北京师范大学信息科学与技术学院2010.7主题2.高校物联网专业的课程建设架构1.物联网人才培养的重要性4.推动物联网人才培养的外部问题3.高校物联网专业实验室建架构物联网人才培养的重要性v作为新一轮的信息技术革命，物联网已经上升为中国国家战略。因此随着中国“互联网时代”向“物联网时代”的过渡，作为物联网发展根本要素的人才培养尤显重要。今年三月份，教育部号召我们高校建立物联网专业学科，一呼百应，专业已经开始审批，专业即将招生，人才如何培养迫在眉睫。高校物联网专业的课程建设架构v高校建设物联网专业的特点物联网专业是多专业的融合与提升，需要多专业课程的汇聚，取其共性，建立基础教学；各院校根据自身行业应用背景优势建立各自的应用方向的课程和实训。高校物联网专业的课程建设架构v物联网专业培养目标物联网专业面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。本学科专业培养的学生知识结构合理、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层，传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。高校物联网专业的课程建设架构v物联网专业培养要求n能力要求具有熟练地运用多学科知识和评估技能，制定系统计划并对不同应用对象实施整体规划维护的基本能力、掌握基础物联网关键技术、了物联网主要技术标准，高频微波技术，嵌入式无线和有线系统设计技术、无线通信组网技术等，具有物联网应用方案简单设计能力。具有自主学习、自我发展的基本能力，能够适应不断变化的未来物联网发展的需求。高校物联网专业的课程建设架构v物联网专业培养要求u知识结构要求n掌握与物联网学科相关的理工知识和基本理论和方法。n掌握物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态。n熟悉国际国家关于物联网标准。n掌握必需的传感器、电子、通信、单片机，高频微波，RFID、计算机技术等知识和专业技能。n掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论和方法。n掌握物联网工程应用和科学研究方法和管理方面的基本知识。高校物联网专业的课程建设架构v物联网专业课程目标u专业基础课/专业方向课物联网专业应用的多样性，要求我们必须培养宽口径人才，重视加强基础训练。学生在掌握专业技能的同时，要求尽可能多地跨学科学习，打破课程、学科间的壁垒，从而获得可持续发展的能力。在一、二年级时，要淡化专业方向界限，构建普通教育课和学科基础课公共平台，在高年级时，设置专业方向课程群，以加强基础，增强适应性，形成宽口径专业培养方案。增加选修课课时和门数，增大学生自主选择的机会，激发学生的学习动力和创新精神。高校物联网专业的课程建设架构v物联网专业课程目标u创新能力培养n在培养学生创新能力方面，培养的途径总体上讲有科研训练、竞赛活动、设计性实验、社会实践、毕业设计等。针对物联网专业特点，增强学生科研训练的开放性与应用导向的特点。高校物联网专业的课程建设架构v课程结构u专业基础课：n物联网产业与技术导论、电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、信号与系统、通信原理，C语言、算法与数据结构、单片机基础、电磁场与电磁波、传感器原理及应用、计算机网络基础、通信网技术、移动通信、无线传感网络概论、嵌入式系统、C++、RFID技术概论u专业方向课：根据侧重点不同可以区分传感层专业方向、通信层专业方向、网络层专业方向n微波与天线、可编程逻辑设计、信号检测与估计技术、数字信号处理、Java程序设计、大规模数据计算/云计算、工业信息化及现场总线技术、数据库基础、光纤理论及技术、光纤传感器技术、软件无线电、电信网与交换技术+应用行业特色课程高校物联网专业实验室架构高校物联网专业实验室建架构v基础教学实验室(电子+计算机+通信)n模拟电路实验室n数字电路实验n计算机编程实验室（C语言、C++、Windows编程、JAVA、数据库）n传感器实验室n计算机网络实验室n单片机实验室n嵌入式系统室n通信原理实验室nRFID教学实验室n大规模数据计算/云计算实验室高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心u以“智慧校园”为背景搭建，集成了传感层、网络层、应用层的综合应用系统，以智能家居、智能安防、智能消防、智能门禁、智能教学、广域信息发布等为应用背景的综合系统，系统坚持开放性和应用为导向的原则，以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-数据中心综合演示实训中心，以大屏幕交互的方式，实现物联网中心数据的综合展示，直观展示各种物联网应用。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-智能家居智能家居，以样板间的形式呈现未来家居的物联网交互方式，传感网控制单元内嵌到各个家居设备实物中，实现智能控制高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-智能家居智能家居，以样板间的形式呈现未来家居的物联网交互方式，传感网控制单元内嵌到各个家居设备实物中，实现智能控制高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-智能建筑的其他部分智能安防智能消防智能门禁楼宇人员定位。。。。。。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-智能交通通过GPS等传感器捕获的信息，通过GPRS网络回传到服务器，服务器后台实现数据的统一管理，通过GIS系统实现数据的统一发布。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-开源的物联网中间件物联网中间件，接入各种传感网或现场总线数据，以JAVA实现底层数据的封装。以网页的形式实现应用层调用。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-开源的物联网中间件物联网中间件，接入各种传感网或现场总线数据，以JAVA实现底层数据的封装。以网页的形式实现应用层调用。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-开源的物联网中间件物联网中间件，接入各种传感网或现场总线数据，以JAVA实现底层数据的封装。以网页的形式实现应用层调用。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-开源的物联网中间件物联网中间件，接入各种传感网或现场总线数据，以JAVA实现底层数据的封装。以网页的形式实现应用层调用。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-特点l直观、直接体会传感网和物联网的应用场景，不仅是每一个点，主要可以了解应用的整个系统，激发学生兴趣l所以系统部件都为实际产品，而不是实验箱、实验台或开发板，增强系统的真实性l倡导真正的“透明”教学，开放产品设计的软、硬件资源，让学生学真正的产品开发，让真正有能力、有创新性的学生深入进去，真正达到素质的培养。系统中设备以产品形式存在，但开放硬件设计、软件设计、通信协议等设计资源，同时配套详细的教学实验文档，让学生以工程开发的形式学习原理知识、开发中的工程问题，同时把各个学科的知识融会贯通，达到真正的学以致用。l在设备硬件设计中保留扩展接口，学生可以基于接口扩展创新硬件设计；在软件设计中，也保留学生的扩展接口，基于接口学生可以扩展软件功能，增加通信协议等，实现“学习”+“创新”+“科研”的综合应用。高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-特点v透v明v化v教学高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-特点v透v明v化v教学高校物联网专业实验室建架构v综合演示实训中心-特点透明化教学高校物联网专业实验室建架构v实训室u智能交通实训室u智能农业实训室u智能建筑实训室u智能物流实训室u智能电网实训室u。。。。实训室可以可以学校建，也可以和地方政府建立的物联网示范基地结合起来，学校成熟案例加入示范基地，示范基地培养学生，实现高校和政府的互动。推动物联网人才培养的外部问题v建立物联网专业教学交流的开放统一平台n问题：高校教学和课程相对独立和封闭，缺乏以全国为范围的教与学沟通平台，阻碍了我们新学科的发展。物联网专业做为新学科，本着开放性的态度，我们有必要建立全国物联网学科的教学统一网络教学平台，实现功能：n教学交流（按不同课程分版块，教师讨论、交流、共享，促进课程的标准化、完善化，最后形成精品课程，包括教材、PPT、实训案例、甚至教学视频）n学生学习交流（按知识点不同分版块、课程交流、学生项目交流）n以学科竞赛促进交流n业界厂家新技术交流、人才需求发布n标准课程的再推广，包括：师资培训、社会人才培训、高校课程的再植入。推动物联网人才培养的外部问题v建立教学交流的开放统一平台CompanyLogoCompanyLogo教（研）业界（产）学全国物联网学科统一网络交流平台各种精品教学资源教材、案例。。人才就业师资培训社会培训课程再推广项目推广祝愿v最终形成中国物联网专业教学的“云”。学者无域，互融共生，生生不息。CompanyLogoCompanyLogo李朱峰