物联网工程专业课程体系与实践探讨

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1、物联网工程专业课程体系与实践探讨作者：马忠梅孙娟李奇来源：《单片机与嵌入式系统应用》2012-03-2615:09:55摘要：从物联网概念和物联网由来出发，就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况，和大家一起探讨。物联网工程专业是复合型专业，很难有统一的课程体系，所以特别针对计算机学院开设的物联网专业课程进行探讨。在实践中总结出，固化协议栈适合于实际应用，开源协议栈更适合于教学。物联网专业应以微控制器为主，采用厂家提供的ZigBee平台进行实践教学。关键词：物联网物联网工程专

2、业　　引言　　物联网（InternetofThings，IOT）是指通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网概念的引入，把互联网的应用延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。物联网是继计算机互联网与移动通信网络之后的又一次信息产业革命。　　物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心（MITAutoIDCenter）提出的。2005年，

3、国际电信联盟（ITU）发布了一份题为《TheInternetofThings》的年度报告，正式将“物联网”命名为“theInternetofThings”。2009年8月，温家宝总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心，明确要求尽快建立中国的传感信息中心，也就是“感知中国”中心。笔者从微控制器应用到ARM&Linux嵌入式系统，又回归到微控制器的研究教学，亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。下面就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况，望和大家一起探讨。　　1　物联

4、网工程专业　　在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中，物联网相关专业就有700多所学校申报，最终28家IOT、5家WSN获批，共33所高校。其中70%设在计算机学院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物联网专业，这样全国现共有62所高校开设物联网专业。　　物联网工程是交叉学科，是多个学科的融合，即计算机科学与技术、信息与通信工程、微电子学科、检测与自动化和仪器科学与技术。物联网工程是复合专业，涉及控制理论与控制工程、微电子检测、通信工程和计算机与信息专业，对应物联网的控制、感知、传输和信息

5、处理技术。　　物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础，而感知层更多依赖的是软硬件结合的嵌入式系统技术。物联网的传感器接口、RFID读写都涉及嵌入式技术，但实际上新技术含量很少，可看作是一个新袋子。　　物联网主要涵盖RFID（>5.5）、无线传感器网络（>8.5）、M2M智能手机（<4.5）等技术领域。其中括号里表达的是难度系数，可以看出无线传感器网络是最难的。　　2　物联网课程体系　　2.1　课程体系考虑因素　　物联网工程专业主要在计算机学

6、院，但物联网工程专业只是本科专业，要考虑学生的毕业出口问题。现大部分本科生都选择考研，而计算机专业属于全国统考，其专业基础综合考试涵盖数据结构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。这些课程中的数据结构离不开C语言程序设计，计算机组成原理又有计算机体系结构的内容，实际涉及6门课，这6门课动了就会影响学生考研。综合考虑，最好还是在原来计算机专业课的基础上进行增加和替换，而不完全是要做出一个新的课程体系。　　已出版的物联网工程书籍，有的涵盖深奥的算法或涉及多个专业的内容，硕士和博士研究生都未

7、必能看懂。教学的目的应是授之以渔，而不是授之以鱼，广而全反而会把初学的学生吓跑，关键是培养学生兴趣。从应用角度出发，实际上很多硬件都是以模块形式出现，如RF读卡器模块和传感器模块，不用了解里面的工作原理就能做应用设计。物联网工程专业是我国现阶段的国家需要，为国家培养后备人才。嵌入式系统推广这么多年，教育部也没有批为专业。实际上物联网的难点还是在嵌入式系统方面，而嵌入式方向要以实践为主，不会动手，怎么能应付软硬件结合的嵌入式系统应用？　　大学里重要的是教会学习的方法，在各专业的主干课程基础上，在物联网方面有

8、所加强即可。　　2.2　计算机学院物联网专业课程　　物联网专业核心课程按软件和硬件分为：硬件方面的电子电路基础、物联网硬件基础、计算机网络和无线传感网，软件方面的程序设计基础、操作系统系统编程、数据库和数据挖掘。　　下面的课程是笔者所在学院一个对嵌入式方向感兴趣的学生所学课程的基础上加了几门物联网专业必需的课，用黑体加重给出，要加其他的课就需要替换现有的课。一个学生要求的学分是固定的，学太多课没有太多的意义，关键是引导他们进行