物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系設置探究

崔艷榮,陳 勇 (長江大學計算機科學學院,湖北荊州434023)

為了加大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)力度,支持和鼓勵有條件的高等學校從本科教育入手,加速教學內(nèi)容、課程體系、教學方法和管理體制與運行機制的改革與創(chuàng)新,積極培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的人才,滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對高素質(zhì)人才的迫切需求,教育部辦公廳發(fā)出了 “關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批工作的通知”,眾多高校紛紛響應國家政策,積極組織申報戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)是國家當前決定大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,筆者根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架,對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系設置進行探究。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系框架

物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡[1]。物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡層、應用層等[2]。其技術(shù)體系框架如圖1所示。

感知層通過傳感器、條碼、射頻識別、多媒體信息采集等手段感知與采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)等。傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過程。

網(wǎng)絡層將傳感器網(wǎng)絡與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合,把采集和感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送,實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架

應用層通過公共中間件、信息開放平臺、云計算平臺和服務支撐平臺等物聯(lián)網(wǎng)應用支撐子層,實現(xiàn)跨行業(yè)、跨應用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能,從而支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)的應用。

公共技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的感知層、網(wǎng)絡層和應用層都有關(guān)系,其包括標識與解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡管理和服務質(zhì)量管理,不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個特定層面。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系設置

2.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標

物聯(lián)網(wǎng)是多學科交叉的新興學科,國內(nèi)外雖然開展了對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究,但目前為止還沒有正式開設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點和物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架可知,與其相關(guān)或相近的專業(yè)有計算機科學與技術(shù)、網(wǎng)絡工程、電子信息工程、測控技術(shù)與儀器、自動化、電氣工程及自動化和通信工程等。基于此,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的主干學科為計算機科學與技術(shù)、通信工程、網(wǎng)絡工程。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是具有如下特征的應用型高級工程技術(shù)人才:德、智、體、美全面發(fā)展;具有良好的科學素養(yǎng)和人文知識背景;較系統(tǒng)地掌握計算機科學與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程的基本理論和基本知識;具有較強的實踐應用能力與知識創(chuàng)新能力,能夠從事智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)的系統(tǒng)集成與物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議開發(fā)工作。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要課程

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設置以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標為導向,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架,感知層涉及的主要課程有:傳感器與檢測技術(shù)、射頻識別技術(shù)、條碼技術(shù)、智能終端與接口技術(shù)、嵌入式系統(tǒng);網(wǎng)絡層涉及的主要課程有:通信系統(tǒng)原理、計算機網(wǎng)絡和移動通信技術(shù);應用層涉及到的主要課程有:c語言程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、無線傳感器網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)原理與應用、web系統(tǒng)開發(fā)與集成;公共技術(shù)涉及的主要課程有:信息安全、密碼學基礎(chǔ)和網(wǎng)絡管理。

根據(jù)上述分析,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要課程可以設置為:C與C++程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、計算機網(wǎng)絡、射頻識別技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)原理與應用、操作系統(tǒng)、移動通信技術(shù)、信息安全、傳感器與檢測技術(shù)、智能終端與接口技術(shù)、密碼學基礎(chǔ)、Web系統(tǒng)開發(fā)與集成、通信系統(tǒng)原理。其中專業(yè)核心課程如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程

2.3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)業(yè)務培養(yǎng)要求

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標和主要課程設置,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)應該在如下幾方面展開。

1)基本素質(zhì) 具備良好的思想道德修養(yǎng)、健康的心理素質(zhì)和人文知識素養(yǎng),具有較強的自信心、進取心、事業(yè)心和社會責任感,具備敬業(yè)精神、團隊精神和創(chuàng)新精神。

2)知識結(jié)構(gòu) 具備一定的人文社會科學與自然科學等方面的基本知識,較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的理論基礎(chǔ)知識和實驗技能,了解計算機科學與技術(shù)相關(guān)學科和技術(shù)的理論前沿、應用前景和最新發(fā)展動態(tài)。

3)能力結(jié)構(gòu) 具有較強的學習能力、溝通協(xié)調(diào)能力、社會適應能力、語言和文字表達能力,掌握一門外語,具備計算機基礎(chǔ)應用能力和使用文獻檢索工具能力,具有較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)設計及系統(tǒng)維護等方面的工程能力,具有較強的動手能力、社會實踐能力。

3 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需高素質(zhì)專門人才的培養(yǎng)而申報的新專業(yè),根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架和物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)目標,對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系設置進行了探討研究,課程體系結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征與行業(yè)應用需求,能夠適應戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對人才培養(yǎng)的需要。

[1]黃鵬,楊云志,李元忠.“物聯(lián)網(wǎng)”推動RFID技術(shù)和通信網(wǎng)絡的發(fā)展[J].電訊技術(shù),2010,50(3):85～89.

[2]沈蘇彬,范曲立.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究 [J].南京郵電大學學報 (自然科學版),2009,29(6):1～11.