摘要:分析比較網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才素質(zhì)、能力和知識結(jié)構(gòu),提出網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向的方法,一是在原有課程中新增物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識點,二是新增物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程。同時給出具體知識點和新增課程,為其他專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向提供參考。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)工程;物聯(lián)網(wǎng);課程
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域人才需求大量增長,這給各高校專業(yè)發(fā)展帶來了契機(jī)和挑戰(zhàn)。一些高校結(jié)合自身優(yōu)勢和特色開辦了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),一些高校對原有專業(yè)進(jìn)行改造,增加物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向。無論是新辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)還是對原有專業(yè)進(jìn)行改造,都要充分利用現(xiàn)有資源(包括師資、設(shè)備、實驗室、實習(xí)基地、圖書資料等),深入研究物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才所應(yīng)具備的知識、素質(zhì)和能力,制定出合理的人才培養(yǎng)方案。這樣,才能培養(yǎng)出滿足物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所需的合格人才。
物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)從下至上可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[1]。感知層以二維碼、RFID、傳感器和傳感網(wǎng)為主,實現(xiàn)對“物”的識別;網(wǎng)絡(luò)層主要由移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)組成,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸;應(yīng)用層主要由智能終端組成,實現(xiàn)智能運算與智能處理。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)知識體系涉及到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層大部分知識,因此,對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系進(jìn)行適當(dāng)改造,就能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。本文以某重點大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向為背景,探討網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向課程改造的方法[2]。
1概述
作為大學(xué)本科生,無論是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)還是物聯(lián)
網(wǎng)專業(yè)的畢業(yè)生都應(yīng)具備本科生的基本素質(zhì)和能力以及專業(yè)所要求的基本能力和知識。
1.1基本素質(zhì)與基本能力
大學(xué)本科生應(yīng)具有正確的專業(yè)價值觀和科研工程獻(xiàn)身精神,具有高尚的道德和全心全意為社會服務(wù)的精神、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊合作精神,具備能準(zhǔn)確傳遞專業(yè)知識等信息的表達(dá)能力以及自主學(xué)習(xí)、自我發(fā)展、適應(yīng)不斷變化的未來專業(yè)發(fā)展的基本能力。
1.2專業(yè)基本能力
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)相關(guān)的能力[3]包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)能力、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計與實施能力、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)能力、網(wǎng)絡(luò)安全防范能力、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)能力、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研究與設(shè)計能力。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)的能力包括物品編碼設(shè)計與傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計能力、物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計與實施能力、物聯(lián)網(wǎng)管理與維護(hù)能力、物聯(lián)網(wǎng)安全防范能力、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)能力、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的研究與設(shè)計能力。
1.3知識結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)都屬于理工科電信大類,有許多共性,除了專業(yè)知識有些差異,其他知識基本相同,這些相同的知識包括:1)工具性知識,
基金項目:湖南省教育廳專項教研教改項目(湘教通[2010]243號);長沙理工大學(xué)教研教改項目(JG1123)。
作者簡介:姜臘林,女,副教授,研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò);王靜,男,講師,研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò);徐蔚鴻,男,教授,研究方向為人工智能在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
如外語、文獻(xiàn)檢索、科技寫作等;2)人文社會科學(xué)知識,如文學(xué)、哲學(xué)、政治學(xué)、社會學(xué)、法學(xué)、心理學(xué)、思想道德、職業(yè)道德、藝術(shù)等。3)自然科學(xué)知識,如數(shù)學(xué)、物理學(xué)等。4)經(jīng)濟(jì)管理知識,如經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等。5)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識,如電工電子學(xué)、數(shù)字邏輯、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計、通信原理、信號與系統(tǒng)等。
通過對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)能力要求分析,可以得出網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所涉及的知識領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)知識領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計算機(jī)組成原理、微機(jī)接口與控制技術(shù)、操作系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與協(xié)議工程、程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)庫原理與技術(shù)、軟件工程、嵌入式系統(tǒng)、無線通信與網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、人工智能等。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計算機(jī)組成原理、微機(jī)接口與控制技術(shù)、操作系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與協(xié)議工程、程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)庫原理與技術(shù)、軟件工程、嵌入式系統(tǒng)、無線通信與網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)安全、物聯(lián)網(wǎng)管理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計、智能處理、射頻識別技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。
2網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向課程體系
對比分析網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識結(jié)構(gòu),我們發(fā)現(xiàn),其中絕大多數(shù)專業(yè)知識相同,新增的主要知識是物聯(lián)網(wǎng)感知層的知識。原網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中的一
些課程已經(jīng)涵蓋了大多物聯(lián)網(wǎng)知識領(lǐng)域,這些知識包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、接入網(wǎng)、TCP/IP、移動通信、衛(wèi)星通信、WiFi、藍(lán)牙、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)等。因此,在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中新增物聯(lián)網(wǎng)方向是可行的,也是易于實現(xiàn)的。
網(wǎng)絡(luò)工程(物聯(lián)網(wǎng)方向)專業(yè)課程改造的主要方法有兩種,一是在原有課程中增加物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識點;二是對原課程體系中沒有涉及到的知識領(lǐng)域增加新的課程。表1給出了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向改造課程及新增課程。其中,帶“*”的是新增課程和新增知識點。網(wǎng)絡(luò)工程導(dǎo)論課程中增加了物聯(lián)網(wǎng)概述,包括物聯(lián)網(wǎng)基本概念、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)安全課程中增加了物聯(lián)網(wǎng)安全,包括感知節(jié)點本地安全、感知網(wǎng)絡(luò)傳輸與信息安全、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全。網(wǎng)絡(luò)管理課程中增加了物聯(lián)網(wǎng)管理,包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)模型、傳感器設(shè)備管理、FRID設(shè)備管理。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程課程中增加了物聯(lián)網(wǎng)中間件開發(fā)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計課程增加了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計規(guī)范和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計實例。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)課程中增加了物聯(lián)網(wǎng)的感知層設(shè)備互聯(lián)基礎(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備配置和物聯(lián)網(wǎng)綜合案例。人工智能課程中增加了智能處理算法和數(shù)據(jù)融合與信息處理。對于原課程體系中沒有涉及到的感知層知識增加相應(yīng)課程,包括射頻識別技術(shù)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)。
表1網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向改造課程及新增課程
類別課程主要知識點
專業(yè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工程導(dǎo)論數(shù)據(jù)存儲與操作、操作系統(tǒng)、算法、程序設(shè)計語言、軟件工程、數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、人工智能、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全與管理、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)概述*
專業(yè)必修網(wǎng)絡(luò)安全信息安全概論、網(wǎng)絡(luò)信息安全理論基礎(chǔ)、對稱密碼體系、公鑰密碼體制、散列函數(shù)與數(shù)字簽名、密鑰管理及公鑰基礎(chǔ)設(shè)施、IP層安全協(xié)議 、Web安全、網(wǎng)絡(luò)集成安全技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)安全*
網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理概論、抽象語法表示ASN.1、管理信息庫MIB-2、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、Windows 2003網(wǎng)絡(luò)管理、Red Hat Linux 9.0網(wǎng)絡(luò)管理、常用網(wǎng)絡(luò)管理軟件的使用、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)模型*、傳感器設(shè)備管理*、FRID設(shè)備管理*
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程C#基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)類型與Windows編程、Socket編程、TCP / UDP編程、FTP應(yīng)用編程、SMTP與POP3應(yīng)用編程、HTTP應(yīng)用編程、數(shù)據(jù)加密與解密技術(shù)、P2P應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)中間件開發(fā)技術(shù)*、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)*
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計規(guī)范(局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)*)、需求分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能設(shè)計、安全設(shè)計、物理設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計實例*
物聯(lián)網(wǎng)
方向選修網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基礎(chǔ)(物聯(lián)網(wǎng)的感知層設(shè)備互聯(lián)基礎(chǔ))*、IP編址、路由器基本配置、路由協(xié)議(靜態(tài)路由、RIP、EIGRP、OSPF)、訪問控制列表、遠(yuǎn)程接入(PPP、HDLC、NAT)、交換基礎(chǔ)和VLAN、STP、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備配置*、綜合實訓(xùn)(物聯(lián)網(wǎng)綜合案例)*
人工智能人工智能的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、知識與知識表示、經(jīng)典邏輯推理、不確定與非單調(diào)推理、搜索策略、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能處理算法*、數(shù)據(jù)融合與信息處理*
射頻識別技術(shù)*RFID基本概念、射頻識別系統(tǒng)的工作原理、電子標(biāo)簽芯片設(shè)計、標(biāo)簽天線設(shè)計、電子標(biāo)簽封裝技術(shù)、讀寫器的設(shè)計與實現(xiàn)、RFID中間件及系統(tǒng)集成技術(shù)、RFID公共服務(wù)體系、RFID的測試與分析技術(shù)、射頻識別技術(shù)規(guī)范
無線傳感網(wǎng)絡(luò)*無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂啤⒙酚蓞f(xié)議、介質(zhì)訪問協(xié)議和短距離低功耗無線通信標(biāo)準(zhǔn)、定位機(jī)制、時間同步、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)融合、傳感器節(jié)點的硬件平臺、編程語言nesC、操作系統(tǒng)TinyOS、跟蹤系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
注:帶“*”的是新增課程和新增知識點
4結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展,使得物聯(lián)網(wǎng)人才需求激增,這給高校專業(yè)發(fā)展帶來機(jī)遇。對此,我們分析比較網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才素質(zhì)、能力和知識結(jié)構(gòu)后,認(rèn)為在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向是可行的。這種在相關(guān)專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的方
法,充分利用了原有專業(yè)資源,提高了專業(yè)人才就業(yè)競爭力,緩解了物聯(lián)網(wǎng)人才短缺現(xiàn)狀。對此,我們還詳細(xì)闡述了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向課程改造方法,為高校物聯(lián)網(wǎng)相近專業(yè)(網(wǎng)絡(luò)工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息安全、電子工程、通信工程、自動化、材料工程)[4]設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向提供了參考。
參考文獻(xiàn):
[1] 周洪波. 物聯(lián)網(wǎng):技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式[M]. 北京:電子工業(yè)