物联网实验室的扶植

1、首批获准开设物联网专业高校教授谈高校物联网专业课程及实验室建设作者：孙秀燕孙秀燕发表于：2评论:7:50PM物联网人才培养与学信息化物联网人才培养与教寻息化解决方讨会精三科专业课对物联411浏览RSS演讲嘉宾：郑永果，山东科技大学信息科学技大学是国家首批获准开办物联网专业的高程及物联网实验室建设方面均积累了丰富的I尊敬的各位领导，各位来宾，同行们：首先祝贺青岛感知教育科技有限公司成立！今天呢，我根据会议的安排简单介绍一下物联网这个专业课程体系与实验室建设。2010年，温总理在十一届全国人大三次会议上，在政府报告当中提出发展物联网产业，物联网的发展上升为国家战略。所以，作为物联网发展根本要素的人

2、才培养，就成为非常重要的问题。根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知，我院在2010年4月份组织申报了物联网工程专业，7月获教育部批准。在批准以后，我们在物联网专业的课程体系和实验室建设这一块，做了一些调研和研究。所以我今天，汇报的主要是这么几方面。第一个方面呢，物联网工程专业的内涵与特色；第二个方面，物联网工程专业的培养目标与知识结构和物联网工程专业的课程体系。这三部分内容，一个是来自我们学院这一个年多关于物联网专业培养方案的设置，另一个方面就是从7月份物联网专业获批以后，国家相关的机构成立了一些教学研究的团体，一个是以天津大学姚院士为首发起的全国物联网及相关专业教学

3、指导小组，在去年8月份在天津成立，第二个就是说教育部的计算机教执委成立了物联网工程专业，教学研究专家组，所以我报告的部分内容中有一部分属于专家组和指导小组的一些讨论的成果；那么第四部分，物联网工程专业实验课程体系与实验室建设，这也是我们在将近一年的时间和青岛感知教育科技有限公司经过多次的磋商所形成的一个体系。最后呢，我简单说一下，我们作为山东科技大学物联网学科的建设。第一个内容，作为物联网的内涵。这是一个比较纯粹的物联网体系结构，大体分成四层，感知层、传输层、处理层和应用层。作为物联网内涵两个视角，一个是从网络体系结构上分这么几层，那么对于每一层来讲，对于感知层，现在有一些相关技术，RFID传

4、感器、GPS激光扫描，一些控制信号等等；第二个层次就是以无线接入为主，在传输层、异构互联、协同等等各个方面；第三个层次作为物联网的一些纯技术的处理和实时发布，在应用层，就是各个领域的相关应用服务，这是从体系结构上来讲这样一个结构。那么，从技术的角度来讲，在物联网相关的技术当中，我们把它分解成关键技术、共性技术和领域应用技术。在关键技术当中，像体系结构、异构协同、智能处理、数据分发、软件建模等等，这样一些方面都是学科的一些关键技术；在共性技术当中，像感知技术、中间件、安全技术等等；在领域技术当中，主要是各领域相关技术，像智能交通、智能矿山等等。那么作为这个专业的技术内涵，主要是以建模理论、计算机

5、智能控制技术、网络与通信、异构网互联与协同、海量异构数据融合管理以及物联网应用领域有关的专业技术为基础。那么主要的工具是以计算机、通信、控制系统为主要工具，可以根据应用需求，利用现在的传感技术、感知技术、系统模型、组网通信和数据处理等相关技术，进行研究、分析、设计、生产、实验、评估、运行和维护活动的一门多学科的综合性技术。那么，这是它相应的理论体系，那么作为支撑是数学、物理、计算机、控制、系统科学、应用科学。从层次来讲，我们通过感知技术、组网与通信、智能化的信息处理，包括一些智能建模和中间件这样一个体系。从理论体系来讲的话呢，我们把它分解成基础理论、专业理论和应用理论，相应的技术里面呢，通过感

6、知技术、传输技术、处理技术和领域应用技术来体现这个学科的知识群。所以，作为物联网学科来讲，他是研究信息感知、信息传输、信息处理、领域应用相结合的综合性理论与技术的新兴学科。作为这个专业，它是以计算机、网络与通信、控制融合为主要特征的综合性的专业，涉及到计算机、通信、控制、电子、信息安全、数学、物理、工程等多个专业的知识，所以作为物联网工程专业他培养的学生应该是按复合型工程类人才来培养。第二个方面呢，物联网专业的培养目标与知识结构，基本上根据前面的相关技术，我们从综合能力素质方面提出相应的培养目标，包括专业的培养要求、知识结构的要求，作为课程所形成的目标，还有创新能力培养的目标这一块。第三个内容

7、介绍一下座位物联网专业课程体系，那么我们把物联网专业的课程分成了八大模块，一个就是说作为专业的基础，第二个就是感知，网络与通信、数据处理、安全、领域应用、信息服务、还有实践环节。那么从课程的设计来讲呢，我们有通识教育基础课。第二方面作为核心课程体系内容，感知层有RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网控制原理与技术、物联网定位技术。在网络与通信方面，有物联网通信技术、计算机网络、传感器网络及应用、物联网体系结构；那么在数据处理这部分当中呢，有数据库原理、物联网数据处理、物联网软件设计、物联网中间件设计，包括虚拟现实、云计算、软件集成与服务计算等等这样一些课程；那么在安全这一块来讲呢，有网络

8、安全、互联网安全；那么在领域应用开发这一块呢，我们有一个综合性的物联网应用系统设计。那么根据不同学校的不同培养方向，这一块可以有智慧城市、数字矿山、信息化物流、安防监控与应急处理、智能交通、环境监测与控制等等这样一些相关的领域，作为应用系统的设计的方向。那么在信息服务这一块来讲的话呢，有相关的课程，像服务科学原理、SOA原理与实践等等这样一些课程，那么由于相关的课程比较多，在全国教学指导小组、课执委的一个建议下，根据各自的情况，把课程单元分成两个大的方向，一个是偏工程技术，这涉及到物联网的组网及其通信一些相关的技术；再一个偏应用服务，计算机处理和应用服务，那么专业的选修课程，包括他的实践课程。

9、第三个方面呢，作为物联网实验室的建设架构，我们经过多次和青岛感知教育科技有限公司将近一年的沟通，多次讨论，形成了这样一个架构，把物联网的实验室分成物联网的基础实验室、物联网的综合实验室和物联网的项目实训实验室。作为基础实验室来讲的话呢，实际上我们大部分高校原来都有一些相关的实验室，像基础教学实验室，作为相关实验时直接就可以用；第二个方面呢就是作为综合的演示实训中心，在这个实训中心里面呢，以感知校园为背景，集成了传感层、网络层、应用层、综合应用系统，以智能家居、智能安防、智能消防、智能门禁、智能教学等为应用背景。大家手里拿的这个东西就是智能教学的一个东西。以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的

10、。在综合演示实训中的智能家居，主要是以样板间的形式来呈现未来家居的物联网交互方式，传感器的控制单元内嵌到各个家居设备实物中，实现智能控制；智能建筑，这里面涉及到智能安防、智能消防、智能门禁、楼宇人员定位等等这样一些培训内容。那么作为平台，是一个开放的中间件，物联网中间件，接入各种传感网或现场总线数据，整个的实现是以JAVA实现底层数据的封装，以网页的形式来实现应用层调用，这是中间件的界面，实验室建设架构。那么作为实训中心来讲，整个的来讲的话呢，学生可以体会传感网和物联网的应用场景，所以系统部件来讲它都是作为实际产品，而不是实验箱、实验台或开发板。这个设备是以产品的形式存在，但在开放产品设计的软

11、、硬件资源，让学生学真正的产品开发，让真正有能力、有创新性的学生深入进去，真正达到素质的培养。系统中设备以产品形式存在，但开放硬件设计、软件设计、通信协议等设计资源，大家可以参与相应的教学文档，让学生以工程开发的形式学习原理知识。在设备硬件设计中保留扩展接口，学生可以基于接口扩展创新，硬件设计；在软件方面，也有接口，这是现在已经有的一些教学设备，像智能消防的这个产品。实训室，主要是作为系统的实训，现在规划的有智能交通、智能农业、智能建筑、智能物流、智能电网等等。在物联网人才培养来讲的话呢，应该讲，他和其他的专业不一样，其他专业教育部有一个引导性的专业目录，主管的课程都非常明确，所以物联网专业作

12、为一个新兴专业，各个学校都有各自的特点。有必要大家进一步合作交流，建立一个区域性物联网学科的教学统一网络的教学交流平台，这个平台可以通过像感知教育科技有限公司这样一些企业参与互动交流，完成一个平台。这个我觉着还是非常有必要。目前，在开场说了，物联网作为专业教学的交流平台，有物联网的相关专业教学指导小组，这是姚院士为主的，教育部的物联网工程专业教学研究专家组是刘院士为首的。下面，我说一下我们山东科技大学物联网学科建设，学院主动适应国家和省市战略新兴产业发展趋势，成立了物联网工程研究中心。我们自己的一些相关企业，山东尤洛卡有限股份责任公司、山东蓝光软件有限股份公司都是作为一个实训基地这一块。那么我

13、们有这样几个方向，作为物联网制程技术和应用开发，我们形成了这样几个方向，矿山传感器设计及应用、数字矿山、嵌入式系统与智能家电、无线传感网络、多媒体信息传输与处理、智能计算、软件集成与服务计算、智能信息处理、信息化物流等研究方向。已培养了多名物联网工程方向的博士、硕士研究生，在这个方面就是说我们承担了863、973专项、国家基金等项目20余项，省部级项目20多项，我们自主开发的“32位嵌入式SoC安全家电网关芯片-ORSoC，已经通过测试。第三个方面，我们在面向行业领域的物联网应用系统与示范方面做了一些工作，一个是面向智慧矿山（感知矿山）、再一个智能公共安全物联网（应急联动处置平台）、在面向“三

14、农”的社区公共服务云平台等领域开展物联网应用系统的建设与示范。智慧矿山这一块我们主要是以地理信息系统和计算机监测为基础，结合虚拟现实和科学计算可视化技术，对数字矿山中的灾害信息监测、三维建模、可视化、计划编制等等进行深入的研究。我们形成了一些自主的产品，2009年承担了面向矿山领域的第一个国家863重点项目“数字化采矿关键技术与软件开发”，总经费1810万元。第二个方面我们在智能公共安全物联网，自主设计并开发的应急资源信息共享平台，恶劣气象条件下山区公路网应急资源调配可视化操作平台，完成西藏自治区政法应急信息资源共享平台应用系统建设，煤矿安全事故应急救援联动管理软件平台设计与开发和恶劣气象条件下山区公路网应急资源匹配与调度技术这样一些工作，那么面向“三农”