1、高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程及實驗室建設初探高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程及實驗室建設初探 李朱峰李朱峰 北京師范大學信息科學與技術學院北京師范大學信息科學與技術學院 2010.7 主主題題 2.高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構 1.物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的重要性 4.推動物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的外部問題 3.高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構 物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的重要性物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的重要性 v 作為新一輪的信息技術革命，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升為中國國作為新一輪的信息技術革命，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升為中國國 家戰(zhàn)略。因此隨著中國家戰(zhàn)略。因此隨著中國“互聯(lián)網(wǎng)時代互聯(lián)網(wǎng)時代”向向“物聯(lián)網(wǎng)時代物聯(lián)網(wǎng)時代”的的 過渡，作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展根本要素的人才培養(yǎng)尤顯重要。過渡，作

2、為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展根本要素的人才培養(yǎng)尤顯重要。 今年三月份，教育部號召我們高校建立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學科今年三月份，教育部號召我們高校建立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學科 ，一呼百應，專業(yè)已經(jīng)開始審，一呼百應，專業(yè)已經(jīng)開始審批批，專業(yè)，專業(yè)即將招生即將招生，人才，人才 如何如何培養(yǎng)培養(yǎng)迫在眉睫迫在眉睫。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v高校建設物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是多是多專業(yè)的專業(yè)的融合融合與與提提 升，升，需需要要多多專業(yè)課程的專業(yè)課程的匯聚匯聚，取其共取其共 性，建立性，建立基礎基礎教學教學；各；各院校根院校根據(jù)自身據(jù)自身 行行業(yè)應業(yè)應用背景優(yōu)勢用背景優(yōu)勢建立建立各自各自的應

3、的應用方用方 向的課程向的課程和和實實訓訓。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)目標目標 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)面向現(xiàn)代信息處理技術，培養(yǎng)從事物 聯(lián)網(wǎng)領域的系統(tǒng)設計、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方 面的高等工程技術人才。 本學科專業(yè)培養(yǎng)的學生知識結構合理、具備扎實 的電子技術、現(xiàn)代傳感器和無線網(wǎng)絡技術、物聯(lián)網(wǎng)相 關高頻和微波技術，有線和無線網(wǎng)絡通信理論、信息 處理、計算機技術、系統(tǒng)工程等基礎理論，掌握物聯(lián) 網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層，傳輸層與應用層關鍵設計等專門知 識和技能，并且具備在本專業(yè)領域跟蹤新理論、新知 識、新技術的能力以及較強的創(chuàng)新實踐能力。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)

4、的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要求求 n能力要求 具有熟練地運用多學科知識和評估技能，制定系 統(tǒng)計劃并對不同應用對象實施整體規(guī)劃維護的基本能 力、掌握基礎物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術、了物聯(lián)網(wǎng)主要技術標 準，高頻微波技術，嵌入式無線和有線系統(tǒng)設計技術 、無線通信組網(wǎng)技術等，具有物聯(lián)網(wǎng)應用方案簡單設 計能力。 具有自主學習、自我發(fā)展的基本能力，能夠適 應不斷變化的未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要求求 u知識結構要求 n掌握與物聯(lián)網(wǎng)學科相關的理工知識和基本理論和方法。 n掌握物聯(lián)網(wǎng)基

5、本知識和基本技能，了解物聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展 動態(tài)。 n熟悉國際國家關于物聯(lián)網(wǎng)標準。 n掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機，高頻微波， RFID、計算機技術等知識和專業(yè)技能。 n掌握信息采集、處理和融合、通訊傳輸?shù)然纠碚摵头?法。 n掌握物聯(lián)網(wǎng)工程應用和科學研究方法和管理方面的基本 知識。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程目標目標 u專業(yè)基礎課/專業(yè)方向課 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應用的多樣性，要求我們必須培養(yǎng)寬 口徑人才，重視加強基礎訓練。學生在掌握專業(yè)技能 的同時，要求盡可能多地跨學科學習，打破課程、學 科間的壁壘，從而獲得可持續(xù)發(fā)展的能力。在一、二

6、年級時，要淡化專業(yè)方向界限，構建普通教育課和學 科基礎課公共平臺，在高年級時，設置專業(yè)方向課程 群，以加強基礎，增強適應性，形成寬口徑專業(yè)培養(yǎng) 方案。增加選修課課時和門數(shù)，增大學生自主選擇的 機會，激發(fā)學生的學習動力和創(chuàng)新精神。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程目標目標 u創(chuàng)新能力培養(yǎng) n在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面，培養(yǎng)的途 徑總體上講有科研訓練、競賽活動、 設計性實驗、社會實踐、畢業(yè)設計等 。針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點，增強學生科 研訓練的開放性與應用導向的特點。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程建設架構架構 v課程課程結構結構 u專業(yè)

7、基礎課： n物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術導論、電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、 高頻電路、信號與系統(tǒng)、通信原理，C語言、算法與數(shù)據(jù)結 構、單片機基礎、電磁場與電磁波、傳感器原理及應用、計 算機網(wǎng)絡基礎、通信網(wǎng)技術、移動通信、無線傳感網(wǎng)絡概論 、嵌入式系統(tǒng)、C+、RFID技術概論 u專業(yè)方向課：根據(jù)側重點不同可以區(qū)分傳感層傳感層專業(yè)專業(yè)方方向向、通通信信 層層專業(yè)專業(yè)方方向向、網(wǎng)網(wǎng)絡層絡層專業(yè)專業(yè)方方向向 n微波與天線、可編程邏輯設計、信號檢測與估計技術、數(shù)字 信號處理、Java程序設計、大規(guī)模數(shù)據(jù)計算/云計算、工業(yè) 信息化及現(xiàn)場總線技術、數(shù)據(jù)庫基礎、光纖理論及技術、光 纖傳感器技術、軟件無線電、電信網(wǎng)與交換

8、技術 +應應用行用行業(yè)業(yè)特色特色課程課程 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室架構架構 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v基礎基礎教學實驗室教學實驗室(電子電子+計算機計算機+通通信信) n模擬電路實驗室 n數(shù)字電路實驗 n計算機編程實驗室（C語言、C+、Windows編程、JAVA、數(shù) 據(jù)庫） n傳感器實驗室 n計算機網(wǎng)絡實驗室 n單片機實驗室 n嵌入式系統(tǒng)室 n通信原理實驗室 nRFID教學實驗室 n大規(guī)模數(shù)據(jù)計算/云計算實驗室 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心 u以“智慧校園”為背景搭建，集成了傳感 層、網(wǎng)

9、絡層、應用層的綜合應用系統(tǒng)， 以智能家居、智能安防、智能消防、智 能門禁、智能教學、廣域信息發(fā)布等為 應用背景的綜合系統(tǒng)，系統(tǒng)堅持開放性 和應用為導向的原則，以實訓的形式培 養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為主要目的。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中中心心 綜合演 示實訓中心 ，以大屏幕 交互的方式 ，實現(xiàn)物聯(lián) 網(wǎng)中心數(shù)據(jù) 的綜合展示 ，直觀展示 各種物聯(lián)網(wǎng) 應用。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中

10、心心- 智能智能家家居居 智能家居 ，以樣板間 的形式呈現(xiàn) 未來家居的 物聯(lián)網(wǎng)交互 方式，傳感 網(wǎng)控制單元 內嵌到各個 家居設備實 物中，實現(xiàn) 智能控制 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 智能智能家家居居 智能家居 ，以樣板間 的形式呈現(xiàn) 未來家居的 物聯(lián)網(wǎng)交互 方式，傳感 網(wǎng)控制單元 內嵌到各個 家居設備實 物中，實現(xiàn) 智能控制 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 智能智能建建筑筑的的其他其他部部分分 智能安防 智能消防 智能門禁 樓宇人員定位 。 。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校

11、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 智能交通智能交通 通過GPS等傳 感器捕獲的信息 ，通過GPRS網(wǎng) 絡回傳到服務器 ，服務器后臺實 現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管 理，通過GIS系 統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng) 一發(fā)布。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 開開源源的物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)中間件間件 物聯(lián)網(wǎng)中間件 ，接入各種傳感 網(wǎng)或現(xiàn)場總線數(shù) 據(jù)，以JAVA實 現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的封 裝。以網(wǎng)頁的形 式實現(xiàn)應用層調 用。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 開開源源的物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)中間件間

12、件 物聯(lián)網(wǎng)中間 件，接入各種傳 感網(wǎng)或現(xiàn)場總線 數(shù)據(jù)，以JAVA 實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的 封裝。以網(wǎng)頁的 形式實現(xiàn)應用層 調用。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 開開源源的物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)中間件間件 物聯(lián)網(wǎng)中間 件，接入各 種傳感網(wǎng)或 現(xiàn)場總線數(shù) 據(jù)，以JAVA 實現(xiàn)底層數(shù) 據(jù)的封裝。 以網(wǎng)頁的形 式實現(xiàn)應用 層調用。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 開開源源的物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)中間件間件 物聯(lián)網(wǎng)中間 件，接入各 種傳感網(wǎng)或 現(xiàn)場總線數(shù) 據(jù)，以JAVA 實現(xiàn)底層數(shù) 據(jù)的封裝。 以網(wǎng)頁的

13、形 式實現(xiàn)應用 層調用。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 特點特點 l直觀、直接體會傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的應用場景，不僅是每一個點，主要 可以了解應用的整個系統(tǒng)，激發(fā)學生興趣 l所以系統(tǒng)部件都為實際產(chǎn)品，而不是實驗箱、實驗臺或開發(fā)板，增強 系統(tǒng)的真實性 l倡導真正的“透明”教學，開放產(chǎn)品設計的軟、硬件資源，讓學生學真 正的產(chǎn)品開發(fā)，讓真正有能力、有創(chuàng)新性的學生深入進去，真正達到素 質的培養(yǎng)。系統(tǒng)中設備以產(chǎn)品形式存在，但開放硬件設計、軟件設計、 通信協(xié)議等設計資源，同時配套詳細的教學實驗文檔，讓學生以工程開 發(fā)的形式學習原理知識、開發(fā)中的工程

14、問題，同時把各個學科的知識融 會貫通，達到真正的學以致用。 l在設備硬件設計中保留擴展接口，學生可以基于接口擴展創(chuàng)新硬件設 計；在軟件設計中，也保留學生的擴展接口，基于接口學生可以擴展軟 件功能，增加通信協(xié)議等，實現(xiàn)“學習”+“創(chuàng)新”+“科研”的綜合應用。 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 特點特點 v透透 v明明 v化化 v教學教學 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜合演示實實訓訓中中心心- 特點特點 v透透 v明明 v化化 v教學教學 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v綜合演示綜

15、合演示實實訓訓中中心心- 特點特點 透明化透明化 教教學學 高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建架構架構 v實實訓訓室室 u智能交通實訓室 u智能農業(yè)實訓室 u智能建筑實訓室 u智能物流實訓室 u智能電網(wǎng)實訓室 u。 實訓室可以可以學校建，也可以和地方政府建立 的物聯(lián)網(wǎng)示范基地結合起來，學校成熟案例加入示范 基地，示范基地培養(yǎng)學生，實現(xiàn)高校和政府的互動。 推動推動物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的外外部部問問題題 v建立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學建立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學交流交流的開的開放統(tǒng)放統(tǒng)一一平臺平臺 n問題：高校教學和課程相對獨立和封閉，缺乏以全國為范圍的 教與學溝通平臺，阻礙了我們新學科的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)做為 新學科，本著開放性的態(tài)度，我們有必要建立全國物聯(lián)網(wǎng)學科 的教學統(tǒng)一網(wǎng)絡教學平臺，實現(xiàn)功能： n教學交流（按不同課程分版塊，教師討論、交流、共享，促 進課程的標準化、完善化，最后形成精品課程，包括教材、 PPT、實訓案例、甚至教學視頻） n學生學習交流（按知識點不同分版塊、課程交流、學生項目 交流） n以學科競賽促進交流 n業(yè)界廠家新技術交流、人才需求發(fā)布 n標準課程的再推廣，包括：師資培訓、社會人才培訓、高校 課程的再植入。 推動推動物聯(lián)網(wǎng)人才