范 平

(湖北科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

作為新興的信息技術(shù)領(lǐng)域，專業(yè)人才的匱乏將是制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。國家要發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略需要大量的專門技術(shù)人才。物聯(lián)網(wǎng)具備三個(gè)主要技術(shù)特征:一是全面感知，即利用RFID、傳感器、EPC 編碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息;二是可靠傳遞，通過傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去;三是智能處理，利用云計(jì)算等各種先進(jìn)計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。

基于物聯(lián)網(wǎng)的上述技術(shù)特點(diǎn)，該領(lǐng)域的發(fā)展(無論學(xué)術(shù)研究還是相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展)非常需要跨計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工程、控制、電子等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)合型專業(yè)人才。而目前開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)本科專業(yè)的國內(nèi)高校非常少，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)很難找到同時(shí)具有上述學(xué)科領(lǐng)域背景和相關(guān)知識(shí)的專業(yè)技術(shù)人才，這給物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新帶來了很多困難。尤其是我國國家戰(zhàn)略將物聯(lián)網(wǎng)作為信息產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的重要機(jī)遇，而高水平專業(yè)人才是實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新、掌握核心技術(shù)的關(guān)鍵所在。在這種背景下，通過設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)培養(yǎng)大批專業(yè)技術(shù)人才是具有非常重要的意義。

為適應(yīng)國家和地方加快發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的形勢(shì)，為立足地方，服務(wù)基層，促進(jìn)咸寧市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高我校理工類專業(yè)辦學(xué)實(shí)力。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院抓住機(jī)遇，于2011 年初，積極組織申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，并獲得成功。

我院?jiǎn)?dòng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的申報(bào)工作后，在編寫申報(bào)材料的同時(shí)，也開始了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案的制定工作，從人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置著手，通過大量的調(diào)查、研究，制定出我院的人才培養(yǎng)方案，人才培養(yǎng)方案的關(guān)鍵是人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［1］。物聯(lián)網(wǎng)框架大致被公認(rèn)分為三個(gè)層次:最底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層，中間層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，最上層則是應(yīng)用層［2］。如圖1 所示其技術(shù)體系架構(gòu)。

感知層的功能是通過RFID 感應(yīng)、多媒體信息采集、傳感器、條碼、智能終端等方式采集與感知現(xiàn)實(shí)世界中存在的客觀事物和相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含各類標(biāo)識(shí)、物理量、視頻、音頻數(shù)據(jù)等。要實(shí)現(xiàn)RFID、傳感器等數(shù)據(jù)采集，獲得數(shù)據(jù)的短距離傳輸，就需要多個(gè)傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)技術(shù)［3］。

網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、各種信息網(wǎng)與網(wǎng)管、移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，從感知層獲得的數(shù)據(jù)信息通過這些網(wǎng)絡(luò)相互融合，順利、安全可靠地傳送給應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無障礙的傳輸功能。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

應(yīng)用層通過獲得網(wǎng)絡(luò)層傳輸來的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用的信息共享和信息協(xié)同的功能，從而支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在如:物流監(jiān)控、污染監(jiān)控、智能檢索、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能交通、智能家居等行業(yè)的應(yīng)用，最終得以完成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的真實(shí)應(yīng)用體現(xiàn)［4－5］。

二、我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式

1.專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展，具備扎實(shí)的通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)I(yè)基礎(chǔ)，具有應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)綜合解決實(shí)際問題的能力，能夠從事生態(tài)旅游、環(huán)境監(jiān)控、智能家居、智能醫(yī)療、智能物流、智能交通、智能電力等行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)集成、管理維護(hù)及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等工作，成為服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)合型高級(jí)應(yīng)用人才。

2.基本要求

本專業(yè)學(xué)生應(yīng)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)、電子和通信的基本理論和技術(shù)，掌握物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的基本知識(shí)、基本理論、基本技能，受到科學(xué)思維的系統(tǒng)訓(xùn)練，具有跨學(xué)科的實(shí)踐應(yīng)用與技術(shù)開發(fā)的基本能力?；疽笕缦?

(1)良好的政治思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、法制意識(shí)、誠信意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí);

(2)具有較好的人文社科知識(shí)和人文素質(zhì)，以及較強(qiáng)的協(xié)調(diào)、組織能力;

(3)具備較扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)、掌握計(jì)算機(jī)、自控、通信、電子的基本理論和方法;

(4)掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的基本知識(shí)、基本理論、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī);

(5)具有研究物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域理論問題和解決實(shí)際問題的能力，了解學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài);

(6)具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力、綜合試驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐能力;

(7)具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、表達(dá)能力和社交能力;

(8)具有英語綜合應(yīng)用能力和專業(yè)外文文獻(xiàn)閱讀能力;

(9)具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神。

3.畢業(yè)生應(yīng)具備的素質(zhì)、知識(shí)、能力

本專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有以下素質(zhì):

思想道德素質(zhì)(政治素質(zhì)、思想素質(zhì)、道德素質(zhì)、法制素質(zhì)、誠信意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)等);文化素質(zhì)(文化素養(yǎng)、文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)、現(xiàn)代意識(shí)和人際交往意識(shí)等);專業(yè)素質(zhì)(科學(xué)思維方法、科學(xué)研究方法、求實(shí)創(chuàng)新意識(shí)以及工程意識(shí)、綜合分析素養(yǎng)、價(jià)值效益意識(shí)等);身心素質(zhì)(身體素質(zhì)和心理素質(zhì)等);

本專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有以下知識(shí):

工具性知識(shí)(外語、計(jì)算機(jī)、文獻(xiàn)檢索、科技方法和科技寫作等);人文社科知識(shí)(文學(xué)、歷史、哲學(xué)、思想品德、政治、藝術(shù)和社會(huì)學(xué)等);自然科學(xué)知識(shí)(大學(xué)數(shù)學(xué)和大學(xué)物理等);專業(yè)知識(shí)(傳感器原理、FRID 原理與應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)等);

本專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有以下能力:

獲取知識(shí)的能力(自學(xué)能力、表達(dá)能力、社交能力、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力等);應(yīng)用知識(shí)的能力(綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)踐能力等);科技創(chuàng)新能力(創(chuàng)新性思維能力、初步科研能力等)。

三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置

1.主要專業(yè)課程

通過物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)中的基本要求和畢業(yè)生應(yīng)具備的知識(shí)，我校為該專業(yè)設(shè)置了專業(yè)課程的開設(shè)情況，其具體專業(yè)課程為C 語言程序設(shè)計(jì)、電路分析、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)組成原理、嵌入式原理與開發(fā)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、RFID 原理及應(yīng)用、傳感器原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用、Zig-Bee 協(xié)議原理、無線自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及開發(fā)、無線通信技術(shù)原理、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)。

2.主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

為了加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的實(shí)踐能力，在實(shí)踐教學(xué)中也要開設(shè)具體的實(shí)踐課程設(shè)計(jì)，為學(xué)生的設(shè)計(jì)能力打好基礎(chǔ)。根據(jù)專業(yè)課程的設(shè)置情況，我們需要對(duì)以下課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，具體為C 語言程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)原理課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程見習(xí)、嵌入式原理與開發(fā)課程實(shí)踐、無線傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用課程實(shí)踐、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)課程實(shí)踐。

3.主要專業(yè)實(shí)驗(yàn)

為了讓學(xué)生理解和掌握物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心專業(yè)技術(shù)，針對(duì)專業(yè)難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)方式組織教學(xué)，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具體的專業(yè)實(shí)驗(yàn)為高級(jí)傳感節(jié)點(diǎn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、嵌入式開發(fā)實(shí)驗(yàn)、無線通信綜合實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)、物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)、項(xiàng)目開發(fā)及企業(yè)工作實(shí)踐。

4.學(xué)時(shí)與學(xué)分的構(gòu)成

為了更好對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，專業(yè)學(xué)生不僅僅要掌握專業(yè)技術(shù)課程外，還要加強(qiáng)學(xué)科基礎(chǔ)課程和通識(shí)教育課程的學(xué)習(xí)，同時(shí)為了學(xué)生能系統(tǒng)化學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，設(shè)置這些課程的比例情況也是至關(guān)重要的，如表1 所示為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)各課程模塊的學(xué)分與學(xué)時(shí)構(gòu)成情況。

表1 學(xué)時(shí)學(xué)分構(gòu)成表

四、結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一門學(xué)科交叉性專業(yè)，涉及的知識(shí)面十分寬泛，應(yīng)用領(lǐng)域也是各行各業(yè)，具有形散神不散的特點(diǎn)。基于此，結(jié)合我校辦學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，以寬基礎(chǔ)，精方向?yàn)橹笇?dǎo)思想，將該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案確定為:了解感知層，精通傳輸層，掌握應(yīng)用層平臺(tái)軟件開發(fā)。同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)能結(jié)合其他專業(yè)展開交叉學(xué)科合作，根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)，使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到各個(gè)專業(yè)應(yīng)用中，解決他們相關(guān)的問題，這樣也發(fā)展了相關(guān)專業(yè)，也為實(shí)現(xiàn)我校專業(yè)建設(shè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃起到推動(dòng)作用。

［1］物聯(lián)網(wǎng)白皮書(2011)［R］.北京:工業(yè)和信息化部電信研究院，2011.

［2］桂小林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010，(16).

［3］胡忠望.“物聯(lián)網(wǎng)工程”新專業(yè)課程體系的設(shè)計(jì)［J］.中國電力教育，2010，(22):109～110.

［4］寧煥生，張瑜，劉芳麗，等.中國物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)研究［J］.電子學(xué)報(bào)，2006，34(12A):2 514～2 517.

［5］屈偉平.物聯(lián)網(wǎng)掀起新的信息技術(shù)革命浪潮［J］.物流技術(shù)與應(yīng)用，2009，(11):42～45.