物联网专业理论教学和实践教学探究

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1、物联网专业理论教学和实践教学探究　　摘要：随着物联网时代的到来，越来越多的高校开设了物联网工程专业。为了让物联网工程专业适应物联网快速发展的形势，基于物联网的三层体系架构，提出了物联网工程专业的理论课程体系，并从物联网的特点出发，提出了物联网的实践教学内容，以推动物联网工程专业教学体系的完善与发展。关键词：物联网；理论教学；实践教学中图分类号：G434文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2014）001017602基金项目基金项目：西南民族大学教改项目（2013ZC60）；西南民族大学中央高校基本科研项目（13NZYTD02）作者简介作者

2、简介：刘韬（1978-），男，西南民族大学计算机科学与技术学院副教授，研究方向为无线传感器网络。0引言7物联网是一个覆盖面大、产业链长、应用范围广的产业。从全国来看，物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。物联网产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域每年的人才需求量也将达到百万人的量级，然而高素质的物联网专门人才的极度短缺成为制约我国物联网产业发展的瓶颈。近年来，全国许多高校都设立了物联网工程专业，但是由于物联网本身就是一门新兴的学科，其理论和应用实践都在发展和变化中。因此，针对该行业发展的高校物联网工程专业也就处于初步的探

3、索期，其课程体系设置、实践环节等也在统一和完善中。本文结合教学与科研实践，针对物联网的理论教学及实践教学进行探讨。1物联网工程专业理论教学内容物联网是典型的交叉学科，涉及电子专业、计算机专业、通信专业、自动化专业和管理专业等领域，现在的综合性大学基本上都设置有这些专业学科，但是专业人才的单一培养模式不能适应物联网发展的需要，多个专业的简单组合也不能满足培养物联网专门人才的需要。物联网工程专业应当是多专业的有机融合，需要多专业课程的汇聚。它以应用为中心，以社会需求为目的，理论与实践紧密结合。为培养高素质、全面了解物联网建设运行、管理及产业链各环节的复合型

4、专业人才，需要对物联网工程专业的理论教学与实践教学进行合理的顶层设计。1.1物联网专业知识体系7物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。物联网的架构分为3个层次：感知层、网络层和应用层。感知层是物联网的“皮肤”和“五官”，用于识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等。网络层由互联网和云计算平台等组成

5、，从感知层获得的数据信息通过这些网络相互融合，并传递给应用层。应用层通过由网络层传输来的数据信息，进行信息处理，如：环境监控、现场监视、智能家居等应用，实现物联网的应用功能。1.2物联网工程专业理论课程体系结合物联网的知识体系，物联网工程专业的课程体系分为4部分，如图1所示，包括基础类课程模块、感知层课程模块、网络层课程模块与应用层课程模块。其中，基础类课程模块又分为公共基础课程模块与专业基础课程模块。图1物联网工程专业课程模块设置7公共基础模块，主要是思想政治教育课程和通识教育课程，包括毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学英语、体育等课程。

6、而专业基础模块要为物联网专业课程服务，涉及电子、计算机、通信等专业相关的基础课程，具体包括：C语言程序设计、数据结构、单片机及原理、电路分析基础、模拟电子技术、数字电路、数字信号处理、通信原理、计算机网络等。该类模块课程在高校中普及程度较高，有现成的师资力量，易做课程安排。与物联网的体系结构中三个层次对应的分别是感知层课程模块、网络层课程模块与应用层课程模块。感知层课程模块的课程包括：RFID原理与技术、传感器原理、短距离无线通信技术、ZIGBEE无线传感器网络技术、嵌入式系统等，这个模块主要是让学生掌握物联网的节点感知技术及相关硬件知识。网络层课程模

7、块包括：无线自组网技术、无线传感器网络实用教程、Zigbee协议栈的设计与实践、无线网络安全等等，其目的是让学生掌握物联网的网络层知识，并具备网络协议栈开发的基本能力。应用层课程模块包括：物联网应用设计、云计算基础、移动平台开发等，该模块课程主要培养学生应用物联网技术解决实际问题的能力。2物联网工程专业实践教学由于物联网工程专业与应用联系紧密，因而实践教学在物联网工程专业的教学中占据了重要地位，直接关系到物联网工程专业的教学质量。7可利用现有的实验室资源，建设物联网工程专业所需要的实验室，其基本的实验室包括：软件实验室、硬件实验室、嵌入式计算机系统实验

8、室、通信实验室、RFID系统实验室与物联网实验室。2.1物联网工程专业实践教学体系物联网实践教