物联网的知识体系与课程安排PPT课件.ppt

第5章物联网的知识体系与课程安排 1 第5章摘要 本章从物联网的知识体系和课程体系两个方面对物联网的教学模式及教学体系结构进行分析为广大教师的教学工作提出指导性意见 首先 从物联网工程涉及的知识领域 知识模块 知识单元和主要知识点阐述了物联网的整体知识体系 然后从总体培养目标 学制与学位 课程的分类及设置四个子块介绍了物联网的基本课程体系 2 第5章物联网的知识体系与课程安排 5 1物联网的知识体系5 2物联网的课程体系 3 5 1物联网的知识体系 整体上 物联网分为软件 硬件两大部分 软件部分即为物联网的应用服务层 包括应用 支撑两部分 硬件部分分为网络传输层和感知控制层 分别对应传输部分 感知部分 软件部分大都基于互联网的TCP IP通信协议 而硬件部分则有GPRS 传感器等通信协议 4 第5章物联网的知识体系与课程安排 5 5 1物联网的知识体系 物联网工程是教育部批准新设立的战略性新兴产业相关本科专业 学科基础一般依靠计算机科学与技术 信息与通信工程 智能科学与技术 控制科学与工程等主干学科 按照一般工程专业划分 物联网工程分为三大知识领域 通识基础类知识领域 综合管理类知识领域和专业技术类知识领域 本节主要重点讨论物联网工程专业技术类知识领域 并进一步分析物联网工程关键知识点 6 5 1物联网的知识体系 7 5 1物联网的知识体系 8 5 1物联网的知识体系 专业课设置 9 5 1物联网的知识体系 5 1 1物联网工程知识领域5 1 2物联网工程知识模块5 1 3物联网工程知识单元5 1 4物联网工程知识点 10 5 1 1物联网工程知识领域 物联网工程专业涉及三个知识领域 1 通识基础类知识领域 非专业 非职业性的教育 通过这部分知识的学习让同学们掌握最基本的常识性知识 2 综合管理类知识领域 人文环境 法律法规 经济与管理 心理素质 职业修养及道德教育等 3 专业技术类知识领域 凡涉及到学科基础 技术技能及学科发展方向的相关领域 11 5 1 1物联网工程知识领域 12 5 1 2物联网工程知识模块 13 5 1 3物联网工程知识单元 物联网工程专业知识单元涵盖的知识单元较多 其中感知识别模块主要包括4个知识单元 传感网技术 射频识别技术 阅读器技术和智能设备 网络构建知识模块主要包括4个知识单元 网络技术框架 通信协议 技术标准 信息安全 管理服务知识模块主要包括3个知识单元 云计算系统 人工智能系统 分布智能系统 创新服务包括智能电网 智能交通 智能家居 环境监测等 14 5 1 3物联网工程知识单元 物联网工程专业知识单元涵盖的知识单元较多 其中感知识别模块主要包括4个知识单元 传感网技术 射频识别技术 阅读器技术和智能设备 网络构建知识模块主要包括4个知识单元 网络技术框架 通信协议 技术标准 信息安全 管理服务知识模块主要包括3个知识单元 云计算系统 人工智能系统 分布智能系统 创新服务包括智能电网 智能交通 智能家居 环境监测等 15 5 1 3物联网工程知识单元 16 5 1 3物联网工程知识单元 17 5 1 4物联网工程知识点 物联网工程主要有以下关键知识点 EPC编码 标签技术 天线及中间件 传感器技术 网关协议 时间同步技术 定位技术 组网技术 数据融合及数据库技术 云计算技术 智能中间件技术等 18 5 1 4物联网工程知识点 19 5 1 4物联网工程知识点 20 5 2物联网的课程体系 5 2 1总体培养目标5 2 2学制与学位5 2 3课程分类5 2 4课程设置 21 5 2 1总体培养目标 本专业培养适应国家战略性新兴产业发展需要 德智体美全面发展 基础扎实 知识面宽 实践能力强 具有较高的思想道德水平 良好的科学文化素养 敬业精神和社会责任感与创新意识 在掌握一定的数学 计算机科学理论知识的基础上 系统地掌握物联网的基本理论 基本架构 关键技术 基本技能与方法 具备通信技术 网络技术 传感技术的基本理论 基本知识和应用技能 熟练掌握相关软硬件产品的使用和维护能力 22 5 2 1总体培养目标 同时掌握计算机科学与技术 通信与信息系统等学科的基本知识和应用能力 能在信息产业 国民经济企事业等部门和单位从事与物联网有关的技术工作 也能在高等院校和科研单位从事与物联网有关的技术开发和教学的高级跨专业复合型技术人才 23 5 2 2学制与学位 学制 四年采用2 2的分段统筹培养方式 第1 2学年按大类培养 第4学期末选拔有志于从事物联网工程技术及管理工作的学生进入该专业 第3 4年进入工程专业教育阶段 根据专业领域进行分类培养 第8学期结合毕业实习完成本科毕业设计 学位 授予工学学士学位 24 5 2 3课程分类 25 5 2 3课程分类 通识教育课是高等教育的组成部分 它是 非专业 非职业性的教育 通过这部分知识的学习让同学们掌握最基本的常识性知识 公共基础课是高等和中等专业学校各专业学生共同必修的课程 通过这部分知识的学习让同学们掌握作为一名大学生所要学习源于初高中又高于初高中的理论性知识 专业基础课是高等学校和中等专业学校中设置的一种为专业课学习奠定必要基础的课程 它是学生掌握专业知识技能必修的重要课程 26 5 2 3课程分类 专业必修课 顾名思义就是所学专业必需要修的课程 它与专业选修课相对应 专业选修课是指与专业相关的一类选修课的统称 它一般是学校根据本校学生的知识水平能力和兴趣确定的 如果学校认为部分学生有能力和兴趣完成某一专业课程 而该课程又不是所有学生都有该能力或兴趣 又不是必需作为所有学生知识成长一部分的课程 通过这部分知识的学习让学生掌握专业方向性知识 27 5 2 3课程分类 实践课程包括课程实验 课程设计 专业实习 毕业设计以及课外实践活动等 主要锻炼学生动手能力 理论联系实际 创新创造意识和技术能力 职业道德是同人们的职业活动紧密联系的符合职业特点所要求的道德准则 道德情操与道德品质的总和 是人在职业社会立身之本 对学生进行由始至终的职业道德教育 既符合个人发展的需要 更契合社会发展的要求 28 5 2 4课程设置 物联网工程专业是以计算机学科为基础 计算机与通信 电子 自动化等学科的交叉专业 应用是涉及到各个行业 各个领域 由于每个学校的专业背景和学科特色都不一样 因此各自依托的背景学科都不慎相同 反映在课程体系上形成差别 致使学生的知识体系也就会不同 但是物联网工程专业的培养计划和目标 与卓越工程师计划不谋而合 可以认为物联网工程将成为卓越工程师计划的典型应用 对于其它专业的培养起着积极的示范意义 29 5 2 4课程设置 按学科方向 1 传感器与传感技术2 RFID技术3 M2M技术4 WSN技术5 云计算技术6 物联网分析基础7 物联网控制方法8 物联网安全 9 物联网的智能服务技术10 物联网综合实训教程11 单片机与嵌入式技术 物联网终端技术 12 计算机网络技术13 微操作系统14 物联网系统设计与综合方法 30 5 2 4课程设置 物联网工程专业以培养卓越物联网工程师为目标 构建如下理论教学体系和实践教学体系 理论教学包括通识基础 公共基础课 学科课程等模块 实践教学包括分层次工程实践 课程设计 工程设计 专业实验 31 5 2 4课程设置 建议学分 理论教学约150学分 单独安排的实践环节 包括军训 社会实践 计算机应用实践等 约50学分 32 5 2 4课程设置 33 5 2 4课程设置 34 5 2 4课程设置 如表所示 本书提供一种物联网工程课程教学计划建议 各个高校可以根据本校特色和实际 灵活调整课程时间和授课学时 也可以增加或删减具体课程 35 本章小结 本章介绍了物联网的知识体系和课程安排 从某种意义上讲 这部分内容要配合 普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程大纲 这本书共同学习 通过这部分的学习 我们可以明确自己的专业内容 专业方向以及专业发展 更好地定位自己的人生 36 习题 1 请简述物联网的主干课程 2 物联网分为软件和硬件 请分别说出软件和硬件分别指什么 3 物联网工程主要有以下关键知识点 4 请简述物联网工程有哪三大知识领域 5 请简述物联网工程专业技术类知识领域涵盖哪4个知识模块 并说出每个知识模块包含哪些知识单元 6 请问什么叫做专业选修课 7 请问物联网工程技术基础被安排在哪一学年学习 37 习题解答 1 请简述物联网的主干课程 物联网工程是教育部批准新设立的战略性新兴产业相关本科专业 学科基础一般依靠计算机科学与技术 信息与通信工程 智能科学与技术 控制科学与工程等主干学科 其主要课程大致如下 计算导论与程序设计 电路与电子学基础 离散数学 数字逻辑与数字系统 物联网技术导论 信号与系统 算法与数据结构 计算机组成原理 通信原理 操作系统 计算机网络 现代交换原理 数据库系统原理 计算机系统结构 人工智能 传感器技术与系统 控制论基础 算法设计与分析 信息与网络安全 无线传感器网络 物联网信息处理技术 RFID技术 物联网工程实践 云计算 服务计算 多媒体技术 物流工程与系统 现代通信网等 38 习题解答 2 物联网分为软件和硬件 请分别说出软件和硬件分别指什么 软件部分即为物联网的应用服务层 包括应用 支撑两部分 硬件部分分为网络传输层和感知控制层 分别对应传输部分 感知部分 软件部分大都基于互联网的TCP IP通信协议 而硬件部分则有GPRS 传感器等通信协议 39 习题解答 3 物联网工程主要有以下关键知识点 物联网工程主要有以下关键知识点 EPC编码 标签技术 天线及中间件 传感器技术 网关协议 时间同步技术 定位技术 组网技术 数据融合及数据库技术 云计算技术 智能中间件技术等 40 习题解答 4 请简述物联网工程有哪三大知识领域 a 通识基础类知识领域 非专业 非职业性的教育 通过这部分知识的学习让同学们掌握最基本的常识性知识 b 综合管理类知识领域 人文环境 法律法规 经济与管理 心理素质 职业修养及道德教育等 c 专业技术类知识领域 凡涉及到学科基础 技术技能及学科发展方向的相关领域 41 习题解答 5 请简述物联网工程专业技术类知识领域涵盖哪4个知识模块 并说出每个知识模块包含哪些知识单元 a 感知识别模块 由数据采集子层 短距离通信技术和协同信息处理子层组成 数据采集包括传感器 RFID 多媒体信息采集 二维码和实时定位等技术 涉及到各种物理量 标识 音频和视频多媒体数据 通过短距离通信技术和协同信息处理子层将采集到的数据在局部范围内进行协同处理 以提高信息的精度 降低信息冗余度 并通过自组织能力的短距离传感网接入广域承载网络 b 将来自感知层的各类信息通过基础承载网络传输到应用层 包括移动通信网 互联网 卫星网 广电网 行业专网及形成的融合网络等 涉及到传感网技术 通信协议等技术单元 42 习题解答 5 请简述物联网工程专业技术类知识领域涵盖哪4个知识模块 并说出每个知识模块包含哪些知识单元 c 由云计算 引擎等数据存储 分析 处理系统等组成 在高性能计算和海量存储技术的支撑下 管理服务层将大规模数据高效 可靠地组织起来 为上层行业应用提供智能的支撑平台 d 主要将物联网技术与行业专业系统