物联网专业课程体系.ppt

1、物联网专业课程体系,创新专业课程体系 培养价值人才,探讨大纲,三、物联网专业人才培养模式,二、物联网专业课程设置,一、物联网的组成模块,五、物联网实验室方案,四、物联网专业的实践教学,国内外物联网技术进展、技能培养及就业,2020/8/28,3,传感器,RFID,自动化仪表,多媒体信息,数据采集,短距无线 传输技术,自组织 组网技术,协同 信息处理,传感器 中间件技术,传感器网络组网和协同信息处理,感知层,下一代 承载网,M2M 无线接入,移动 通信网,互联网,互联网、移动通信网及其他专网,通信层,异构网融合,资源和 存储管理,专用网络,远程控制,应用 通信中间件,信息 开放平台,云计算平台,

2、服务 支撑平台,物联网应用支撑子层,环境监测,工业控制,智能物流,智能电网,物联网应用,应用层,传感网与通信网的互通,数字城市,智能交通,智能水利,智能楼宇,公共技术,系统及 网络管理,安全技术,QoS 管理,标识管理,数据采集,数据传输,数据处理,一、物联网的组成模块,4,物联网的四个组成部分（2）,5,物联网-节点（1）,物联网（Internet Of Things:IOT）节点是指RFID标签、传感器及各种M2M 仪表，负责产生人类感兴趣的各种数据 IOT节点所收集的数据包括：RFID 编码、温度、湿度、气压、耗电量、大气有毒气体含量及水资源有害成分含量等。,6,物联网-节点（RFID）

3、,7,物联网-节点（RFID）,8,物联网-节点（RFID）,国内外物联网技术进展、技能培养及就业,9,物联网-节点（传感器）,avionics fuel flow sensor,Nuclear sensor,Power sensor,Weather sensors,Combustible gas sensors,Network Camera,Noise sensor,Intrusion sensor,国内外物联网技术进展、技能培养及就业,10,物联网-节点（传感器）,11,物联网-节点（汽车传感器）,12,物联网-节点（数字仪表）,13,物联网-节点（智能仪表）,14,物联网-节点（智能设备

4、）,15,物联网-网关（1）,物联网（IOT）网关是一个具有多种接口的嵌入式计算机设备，其可以收集并处理来自其所管理的各类节点的RFID，M2M 及传感器数据。 网关将处理后的数据通过其具有的广域接口（TD-SCDMA、GSM、GPRS、CDMA、WiFi、WiMax、802.3 等）传输到IOT 数据服务中心。,16,物联网-网关（嵌入式电脑）,17,物联网-网关（平板电脑）,18,物联网-网关（智能手机）,19,物联网-传输网络（1）,物联网传输网络完成网关与数据服务中心之间的数据传送。 传输网络包括局域传输网络和广域传输网络。 局域传输网络包括有线局域网（802.3 以太网）和无线局域网

5、（WiMax802.11、ZigBee)。 广域传输网络包括广电网、电信网及互联网。大多数情况下，数据传输网络的骨干为互联网。,20,物联网-传输网络（有线局域网）,21,物联网-传输网络（无线局域网）,22,物联网-传输网络（无线局域网）,23,物联网-传输网络（无线局域网）,24,物联网-传输网络（无线局域网设备）,25,物联网-传输网络（无线传感器件）,26,物联网-传输网络（无线传感网）,27,物联网-传输网络（广域网）,28,物联网-传输网络（广域网）,29,物联网-传输网络（移动通信网）,30,物联网-数据服务中心（1）,数据服务中心负责存储来自一个或多个网关的实时数据，并对数据进

6、行分析处理、显示及智能决策。 有关人员及部门可通过各种手段（短信、语音、电子邮件及浏览器等）随时随地从数据服务中心获得有用信息。 数据服务中心还向网关发出各种指令来管理整个物联网网络。 在物联网应用中，数据服务中心面临着存储、分析和处理海量数据的巨大任务。 最终要为用户提供的，不是原始数据。而是通过数据处理、数据挖掘、数据优化后，做出实时的最优方案，辅助决策。 为用户提供最佳的、实时优化方案，并专业化服务和运营。,31,物联网-数据服务中心（2）,中心涉计大量的服务器、计算机、存储设备和云计算系统等。 将海量数据进行分类、整理、挖掘分析，建立各种算法，优化调度。 中心可提供数据挖掘服务、专家分

7、析服务、专业应用服务。 应用在各种专业领域：工业自动化、交通、物流、农业、旅游、环保、军事等。,32,二、物联网专业课程设置,核心能力培养： 具有设计、开发和维护 物联网应用系统的能力,物联网专业应用能力培养课程配置,物联网节点 能力培养课程,物联网网关 能力培养课程,物联网传输网络 能力培养课程,物联网数据中心 能力培养课程,集中体现培养 核心能力 的主干课程,33,物联网专业应用能力培养课程配置,34,35,三、物联网专业人才培养方式,教育目标,对教师的知识结构要求,课程培养体系,August 28, 2020,3.1 物联网教育目标素质构成,具有科学的世界观、人生观和价值观，践行社会主义

8、荣辱观；具有爱国主义精神；具有责任心和社会责任感；具有法律意识。,1. 思想政治素质,2. 文化科技素质,具有合理的知识结构和一定的知识储备；具有不断更新知识和自我完善的能力；具有持续学习和终身学习的能力；具有一定的创新意识、创新精神及创新能力，具有一定的人文和艺术修养；具有良好的人际沟通能力。,3. 专业素质,掌握从事物联网产品集成、物联网平台运营、物联网技术支持、物联网设计与开发等工作所必须的专业知识；具有一定的工程意识和效益意识。,4. 职业素质,具有良好的职业道德与职业操守；具备较强的组织观念和团队意识。,5. 身心素质,具有健康的体魄和良好的身体素质；拥有积极的人生态度和良好的心理调

9、试能力。,August 28, 2020,3.1 物联网教育目标知识构成,外语、计算机基础等。,1. 工具性知识,2. 人文社会科学知识,政治学、社会学、法学、经济学、管理学、思想道德、职业道德等。,3. 自然科学知识,数学等。,4. 专业技术基础知识,程序设计（C语言）、电路基础、计算机网络、操作系统。,5. 专业知识,物联网理论知识，传感器/RFID等感知设备认知、开发的核心知识，Zigbee/WIFI/蓝牙等无线网络的配置与维护的核心知识，物联网应用层软件开发的知识、智能设备开发平台知识、物联网产品整合的基本知识。,August 28, 2020,3.1 物联网教育目标专业培养目标,（1

10、）熟悉RFID、传感器、传感网等基础知识，掌握各种私有网络、互联网、有线和无线通信网络的配置与维护，拥有物联网产品上位机的开发与维护的能力； （2）能够开展物联网配套设备的挑选和集成、物联网应用层上位机的开发与调试、物联网平台的维护和信息安全、物联网产品的售前技术支持和售后维护、物联网产品的营销与策划等工作，在智能家居、溯源等物联网产品领域从事物联网产品集成、物联网平台运营、物联网技术支持、物联网产品营销等方面工作的有可持续发展能力的高素质技能型专门人才。,August 28, 2020,1. 物联网教育目的专业培养目标,August 28, 2020,1. 物联网教育目的专业培养目标,Aug

11、ust 28, 2020,2. 物联网专业课程培养体系,通过对工作岗位的分析，建立基于工作过程的行动领域课程体系，使理论知识与实践技能互相渗透，密切结合，成为统一的课程体系。,August 28, 2020,2. 物联网专业课程培养体系,August 28, 2020,2. 物联网专业课程培养体系,August 28, 2020,2. 物联网专业课程培养体系课程设置（参考）,August 28, 2020,3. 对教师的知识结构要求知识要求,（1）熟悉物联网的基本理论、技术基础，熟悉物联网在重点生产与生活领域中的应用状况；,（2）掌握无线通信的基本原理、系统结构及组网技术，了解GSM、GPRS

12、及CDMA系统的技术原理；,（3）熟悉传感器的基础知识、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势，掌握利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的技术；,（4）熟悉单片机开发环境、汇编语言、C语言程序设计方法，以及单片机常用接口电路设计，掌握物联网数据采集端开发工具和方法；,（5）熟悉RFID的用途、使用环境，掌握RFID终端的调试、维护技术；,（6）熟悉数据库应用技术、软件分析与设计以及软件测试技术，掌握物联网管理信息系统开发技术；,（7）熟悉基于Android平台的应用程序组件及机制剖析、网络通信（SSL、WebKit）

13、与无线通信（短信、蓝牙和WiFi）等技术，掌握Android操作系统以及基于Android平台的智能设备开发技术；,（8）熟悉计算机网络安全理论、网络攻防工具和信息安全相关标准及法规，掌握通过网络安全攻防体系，熟悉网络安全与防护的主流技术。,August 28, 2020,3. 对教师的知识结构要求能力要求,（1）能够利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题； （2）能够在单片机上用C语言进行物联网数据采集端开发； （3）能够对RFID终端的调试、维护，进行RFID产品推广以及从事相关的技术服务； （4）能够运用软件工程、软件测试、数据库以及流行开发工具进行物联

14、网管理信息系统开发； （5）能够基于Android平台利用网络通信（SSL、WebKit）与无线通信（短信、蓝牙和WiFi）等技术，进行智能设备应用软件开发； （6）能够利用信息安全技术，进行物联网集成系统的安全防御部署。,47,四、物联网专业的实践教学,教学环节,应用领域教学,实训室布置图,物联网“认知教学”,物联网“技能教学”,物联网“应用教学”,低年级,高年级,什么是物联网 它的实体表现是什么样的 在产业中是如何应用的 具备哪些典型功能 明确物联网技术学习的目的与目标,物联网传感技术 物联网接入技术 物联网网络技术 物联网安全技术 物联网应用技术,农业生产实训系统设计与实现 食品加工实训

15、系统设计与实现 冷链物流实训系统设计与实现 食品零售实训系统设计与实现 智能遥控实训系统设计与实现 远程监控实训系统设计与实现 智能综合实训设计与实现,食品溯源系统（认知部分）,物联网实践教学环节,物联网实践教学内容,新大陆综合解决方案,物联网传感技术实验教学系统 物联网接入技术实验教学系统 物联网网络技术实验教学系统 物联网安全技术实验教学系统 物联网应用技术实验教学系统,食品溯源系统（设计部分）,实训室布置图,物联网技术应用领域教学,溯源系统引出物联网关键技术,1、物联网传感技术,2、物联网接入技术,3、物联网网络技术,5、物联网安全技术,4、物联网应用技术,物联网技术应用领域教育,物联网

16、技术教育,物联网关键性技术教学,1、物联网传感技术教学,传感器技术实验核心思想,物联网传感技术可细分为传感器技术和传感网技术。,提供一套可以更换CPU核心板的、能够接入多种传感器的实践教学装置和教学资源，目的是让学生学习传感器的应用，包括接口电路设计、传感器信息采集、传感器信号分析。,传感器技术实验教学重点,【1】、能够使用不同类型CPU实现传感器信息采集与处理。 【2】、多种传感器应用，包括温度、湿度、气体、红外、光照、机械动作等多种感知信号的应用 。 【3】、多样的传感器接口（包括模拟接口、数字接口和开关量接口）的应用设计。,传感器技术实验培养定位,物联网开发工程师、应用工程师。,物联网传

17、感技术传感网技术,物联网关键性技术教学,传感网技术实验核心思想,提供一套有线和无线相互结合的带多个移动终端的传感网络实验教学装置和教学资源。目的是让学生学习传感网络相关知识，包括传感器信息的采集、通信网络拓扑结构、组网模式、通信帧结构设计、通信协议层次分析和简单的通信协议设计。,传感网技术实验教学重点,【1】、学习标准协议和自主设计通信帧结构、自定义通信协议。 【2】、能够设计点对点无线通信、点对多点无线通信协议（轮询方式通信），能让学生学习简单的通信协议的实际应用。 【3】、贴近实际应用系统，便于学生参照实验系统的模式进行应用系统设计。,传感器技术实验培养定位,物联网开发工程师、应用工程师。

18、,2、物联网接入技术教学,物联网关键性技术教学,提供一套实验装置，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且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。目的是让学生掌握 WiFi、GPRS、3G网络组成，信息传输过程中的关键性参数配置，传输性能分析等内容。,核心思想,物联网接入技术实验培养定位,物联网通信工程师。,3、物联网网络技术教学,物联网关键性技术教学,核心思想,提供一套能够涵盖了物联网网络层关键性技术，即软交换和IPv6技术的实践教学装置和教学资源。目的是让学生能够掌握主流的网络信息交换技术。,优势特点,【1】、实验体系围绕“下一代网

19、络”概念进行设计。 【2】、提供实现软交换（三网融合的核心技术）、IPv6的真实网络通信环境。 【3】、网络协议编程分析直观化，提供可编程接口和业务控制点。,传感器技术实验培养定位,物联网通信工程师、应用工程师。,4、物联网安全技术教学,物联网关键性技术教学,核心思想,提供一套覆盖物联网感知层、接入层、网络层到应用层各层次关键安全技术实践教学的装置和教学资源，目的是让学生掌握物联网技术结构各层次的安全技术。,优势特点,【1】、实验体系设计符合物联网结构划分，是对整个物联网关键点的安全进行分析，包括感知层接入层无线安全、网络层网络安全、应用层应用安全。 【2】、系统将目前能够用以教学的最前沿的物联网安全知识归纳起来，贯穿物联网目前存在的关键性安全问题。,传感器技术