物联网工程专业中高职院校教学课程实验体系研究

引言

随着高职职业教育与市场经济的快速发展，全国适龄入学人数的相对减弱，提前就业的分流，出国就读人数的增加，全国招生市场的无序，全国高职学校招生难度日益显现以及生存压力日渐加重。面对发达国家的优质教育资源对国内生源市场的争夺与分流,大力推进国际高职学校的合作与交流成为全国高职教育开阔视野、增加人才培养途径等应势之举。我国高职教育教师专业体系结构优化的实现需要立足于我国的国情和高职教育现状,借鉴国外发达国家高职教育教师专业体系结构优化发展的教育教学模式经验,促进我国高职教育的可持续发展。在“十二五”期间，我国将全面推进信息化与工业化的结构体系融合。物联网工程是在互联网的基础上，利用射频标签RFID算法与无线传感器网络等多层融合技术，覆盖世界上所有人与物的网络信息系统。而物联网工程专业面向现代信息处理技术,培养物联网领域的系统结构设计、系统优化分析与科技开发及研究方面的工程技术人才。

1物联网综合性原理

物联网最早由美国的麻省理工学院于1999年提出，但是对于物联网一词究竟是什么概念，到目前还没有任何定论。然而，物联网自从其诞生开始也产生了较大的变化，从最初的主要是依托于射频识别关键技术的物流网络到目前已经发展成通过依托于互联网关键技术、感知关键技术以及计算机关键技术的各种信息传感设备，通过互联网设施实现信息传输、协同以及处理，从而在广域或者大范围内实现人与物或者物与物之间的信息交换需求的一种互联。根据物联网的功能实现的层次,可以将物联网的网络架构划分为感知层、网络层以及应用层。其中，感知层的主要作用在于实现整个物联网的智能感知功能,通过运用射频关键技术、感应器关键技术、自组织网络以及短距离的无线通信关键技术，可以实现信息的采集、捕获以及物体的识别。

2物联网工程专业的课程建设

2.1高校物联网工程专业的特点

物联网工程专业是多专业的融合与提升,需要多专业课程的汇聚，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。

2.2物联网工程专业培养目标

物联网工程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职工程技术人才田。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,掌握物联网系统的感知层以及感知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。

3物联网工程专业的人才培养

物联网工程专业的人才能力

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和维护的基本能力；掌握基础物联网关键技术、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，了解物联网主要技术标准，具有物联网应用实验的简单设计能力；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。

物联网工程专业的知识结构

掌握与物联网学科相关的理工知识和基本理论与方法以及物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态和物联网标准;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；同时掌握信息釆集、处理和融合、通信和传输等基本理论与方法，以及物联网工程应用和管理方面的基本知识。

4物联网工程专业的培养目标

4.1专业基础课/专业方向课

物联网工程专业应用的多样性，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实验。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。

物联网工程人才的创新能力培养

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，增强学生科研训练与应用导向的培训。

5物联网工程专业的课程结构

5.1物联网工程的专业基础课程

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++语言、RFID技术导论。

5.2物联网工程专业的方向课程

根据侧重点不同，物联网工程专业可以分为传感层专业方向、通信层专业方向和网络层专业方向等。具体将包括微波与天线、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等行业特色课程。

6物联网工程专业的综合实验与应用

物联网工程专业实验研究应基于物联网发展现状，经过前期对物联网行业的探研，结合目前的教育形态，总结出对物联网教学的解决思路。该思路从物联网层结构、物联网关键性技术以及物联网注重的关键性问题,对学院物联网实验研究中心给出了具体解决实验，结合目前产业现状和学院教学环境，为学院如何培养出物联网应用型人才给出了指导性、方向性建议，力求让学生掌握物联网系统的感知层、接入层、网络层、支持层与应用层的关键性技术，力求掌握专业设计专门知识和技能,并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。同时具有自主学习、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适应能力。

6.1传感器技术教学实验

物联网传感器技术教学实验系统针对目前学院所开设的传感器课程、嵌入式技术课程及物联网感知层的相应课程，学生可以通过对传感器原理的学习及通过嵌入式编程来学习传感器知识，通过各种无线组网来实现感知的目的，同时可以通过不同的传感器和不同的CPU处理器来组合不同的感知环境，学生可以通过自主组网来实现无线传感器网络的学习，使学生真正做到学以致用，让学生动起来，真正让学生参

与到整个实验的设计中，培养物联网应用型人才。

6.2物联网接入技术实验

物联网接入技术教学实验系统模块提供了多种射频识别和传感器节点以及路由器网络等硬件，提供网络协议和数据釆集控制软件等资源。对于物联网接入层教学，平台提供了功能强大的以ARM处理器为内核的网关硬件和自主研究的网关核心软件，同时能够完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理,可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到物联网网络中心服务器数据库和互联网;平台网络监控软件可以在PC上直观方便地完成对各种网络的监控、数据库管理、网络维护和拓扑曲线显示，并具有无线网络状态监控等多种高级网络监控功能。

6.3网络技术实验

物联网网络技术教学系统模块主要是对两大关键性技术进行教学，即软交换技术和IPv6技术。物联网网络技术教学实验系统模块融入了能体现和代表最新的交换技术发展方向的软交换技术，以解决物联网物物相连地址分配不足的问题。通过两方面的教学,力求让学生在此学会IPv6与软交换技术，并将两种技术应用到物联网网络层中去。

6.4科研项目的教学实验

物联网科研项目教学实验系统模块由物联网网关设备、虚拟演示终端及多个功能子模块组成，集成了多种传感器模块及多种无线组网方式，可组合成多种物联网架构。针对学院的专业教学及创新和竞赛，提供了许多实例。集成以太、GPRS、无线射频等多种通信技术，便于学习者熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。该系统具有高度模块化、体积小、自由组合以及软件硬件结合等特点，同时配备了PC配套软件,客户在系统中可以独立完成所需方式的本地局域物联网或通过互联网实现大型物联网。

6.5物联网安全技术实验

物联网安全技术教学系统模块是针对学院物联网安全所开展的教学。它能够为学院建立完善的物联网安全实验体系，包括四大方向性实验，涉及无线安全、网络安全、中间件安全、应用安全四大方面。物联网安全教学体系釆用“层阶式”教学方式，按照物联网层结构划分，强调学生的设计、创新及实践能力，着力培养物联网工程专业物联网安全方面的高级人才。6.6物联网程序应用开发实验

物联网程序应用开发实验体系的设计主要是按照以实验为主线，知识体系服务于实验的原则，实验覆盖完整的C和C++高级开发语言知识面，实验程序编写符合C99CC)和ISO2003CC十十)标准。然后通过通信系统的传输程序设计，由通信原理引入移动通信优化学习曲线技术。

7结语

物联网工程专业是面向国家战略性发展的需要而设置的，我们需要用国家发展来看待专业建设，着眼于未来，前瞻性地人才。

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