物联网专业人才培养方案.doc

XXXX大学普通高等教育
物联网本科专业

人
才
培
养
方
案

二○一二年五月

XXXX大学普通高等教育
物联网本科专业人才培养方案

一、培养目标
本专业将培养符合物联网领域具备基本要求的人才。具体有以下三项培养目标：
第一，专业知识方面：应具有宽广的专业知识面、较强的工作适应能力；具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力，应系统地掌握物联网技术领域的基本理论、基本知识，掌握本专业所需的电工、电子、计算机、自动化和通信等相关学科的基本理论和基本知识；掌握物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网信息处理技术；掌握物联网体系结构、数据传输与安全技术；掌握物联网系统的硬件、软件设计和开发能力，具备在物联网系统及其应用方面进行综合研究、开发和集成的能力。
第二，专业能力要求：获取最新科学技术知识和信息的能力；运用计算机及信息网络辅助物联网规划、设计、计算、控制的能力；了解相关的技术标准，具备进行物联网系统及装置研发、设计、制造、运行与管理的能力；具备较强的创新意识和从事物联网领域科学研究的基本能力；具有较强的交流、竞争与合作意识与能力。
第三，个人素质要求：具有高度的社会责任感；具有良好的职业道德和学术道德；具有全球视野及可持续发展理念；具有博爱和宽容的道德情操；具有锲而不舍、追求真理的精神。

二、培养要求
（1）具有扎实宽广的自然科学基础，扎实的信息科学基础知识。
（2）具有较好的人文社会科学、管理科学知识，综合素质较高，并具有一定的组织协调与管理能力。
（3）熟练掌握一门外语，具有良好的听、说、读、写能力，能顺利阅读本专业外文书籍和文献。
（4）掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术，主要包括电路理论、模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、多媒体信息融合等。
（5）较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、自助服务管理及信息处理等方面的知识，了解本专业学科的前沿发展趋势。
（5）获得良好的物联网领域的工程实践训练，一定的科学研究训练，具有较强的系统分析、系统设计、系统开发和解决实际问题的能力，以及一定的科学研究能力。
（6）了解信息学科、计算机网络、传感器网络、物联网工程等专业与学科的发展动态，并掌握相关文献检索方法，具有较强的专业资料分析与综合、文档与科学论文撰写能力。
（7）具有较强的创新意识和创新能力。

三、就业去向：
主要就业于与物联网相关的企业单位，从事物联网的通信架构、无线传感器、网络安全、相关程序开发等方面的工作，也可在高校或科研机构从事科研和教学工作；毕业生还可进一步攻读物联网、信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术等专业的研究生。

四、开设课程与实践
（一）开设课程
公共英语、大学语文、高等数学、数理统计、离散数学、马列主义与毛泽东思想、邓小平理论与“三个代表”重要思想、公共体育、信息学科导论、C/C++程序设计、数据结构、物联网技术概述、传感器与检测技术、无线传感器网络、RFID原理、单片机原理及嵌入式系统、计算机网络、通信原理、面向对象的编程技术、数据库原理与设计、云计算、信息安全、密码学基础。
（二）主要专业实践
结合开设课程，有针对性地开展课程设计作业，提高学生对专业知识的理解和掌握程度，从而培养学生能够独立分析问题、解决问题的能力素养。主要包括：计算机网络实验、传感器应用设计、嵌入式系统开发、物联网开发技术、计算机体系结构、专业实习等课程与活动。详见本方案第十部分“主要实践性教学环节及教学基本要求”。

五、学制、毕业、学位
（一）学制：4年，修业年限3—6年。
（二）毕业：
学生德、智、体合格，修完培养计划规定的各类课程和其它教学环节，至少取得205学分，准予毕业。
（三）学位：
获准毕业的学生，经学院学位委员会审核，确认符合《中华人民共和国学位条例》和学院规定者，授予工学学士学位。

六、专业主干课程简介
1、物联网技术概述
【主要内容】
根据物联网的实现过程，从全程全网和网络实现的角度讲述了建立物联网时所需的各种基础技术。包括有：物联网系统概述、互联网技术、物联网信息采集技术、物联网网络通信技术、物联网物品编码技术、物联网数据库技术、物联网网络安全技术和物联网管理系统开发等内容。
【基本要求】
了解物联网的基本概念，系统掌握物联网的相关核心技术，掌握组建物联网的基本过程和方法，对物联网有一个整体的认识。
2、无线传感器网络
【主要内容】
主要介绍无线传感器网络技术的相关原理及方法，涵盖无线传感器网络的网络支撑技术（物理层、MAC、路由协议，协议标准）、服务支撑技术（时间同步，节点定位，容错技术、安全设计，服务质量保证）及应用支撑技术（网络管理，操作系统以及开发环境）等方面。
【基本要求】
了解无线传感器网络的基本概念，掌握其基本工作原理，系统掌握无线传感器网络的相关技术和组建无线传感器网络的一般过程和方法，并能够了解无线传感器网络的维护技术。
3、网络安全
【主要内容】
介绍网络安全领域涉及到的理论与实践，包括信息加密、数字签名、防火墙、VPN、入侵检测与身份认证等方面，以Cisco的相关产品为例，阐述网络安全的一些具体实践方法。
【基本要求】
了解网络安全的重要性，理解网络安全的基本原理；系统掌握信息加密、数字签名、入侵检测、身份认证、防火墙等技术的原理与实现方法；掌握常见网络平台与网络硬件产品的安全保障方法。
4、单片机原理
【主要内容】
介绍AT89$51单片机的硬件结构及各功能部件的工作原理、指令系统及常用程序设计，并从应用设计的角度介绍AT89S51单片机的各种硬件接VI设计、接口驱动程序设计以及AT89S51单片机应用系统设计。此外还简要介绍了Keil C51程序的设计，同时对AT89S51单片机应用系统设计中用到的各种新器件也进行了简单介绍。
【基本要求】
系统掌握单片机的原理，系统掌握相关设备的使用，能够灵活编程解决实际问题，了解其应用现状及前景。
5、嵌入式系统原理及应用
【主要内容】
全面、系统地介绍ARM处理器的基本体系结构和软件设计与优化方法。内容包括：ARM处理器基础；ARM/Thumb指令集；C语言与汇编语言程序的设计与优化；基本运算、操作的优化；基于ARM的DSP；异常与中断处理；固件与嵌入式OS；cache与存储器管理；ARMv6体系结构的特点等。
【基本要求】
了解ARM的基本概念与原理，了解ARM处理器的基本结构，掌握基于ARM的软件开发技术，能够灵活运用相关程序设计语言，掌握程序优化的原理和常用方法，了解其发展现状。
6、数字电路
【主要内容】
数字逻辑电路的基本概念、基本理论、基本分析方法；讲述常用数字逻辑部件的功能和应用。主要内容包括：数制和数码的概念、逻辑代数和逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、集成电路建模语言、计算机部件逻辑功能软件仿
【基本要求】
了解数字电器的基本概念、基本理论、基本分析方法，掌握常用数字逻辑部件的功能和应用；能够灵活运用相关知识解决实际问题，掌握集成电路建模语言。
7、物联网编程技术
【主要内容】
系统学习物联网的基本概念，并从工程实战出发，介绍gpio输出控制、人体感应、sd卡、串口通信、音频驱动及应用、摄像头模块驱动、tcp／ip、gsm、电子秘书、家居控制等方面的基本案例。
【基本要求】
了解物联网工程中的基本概念，大致的开发设计流程；系统掌握具体的编程语言，能够深入理解物联网开发技术的方法，并能灵活运用；通过大量案例的实践，真正提高对物联网编程的理解和掌握。
8、人工智能
【主要内容】
阐述人工智能问题求解方法的一般性原理和基本思想。主要内容有：一般的搜索问题，与或图搜索，谓词逻辑以及基于归结的定理证明方法，知识表示，不确定性推理方法，机器学习，高级搜索等。
【基本要求】
了解人工智能的一般原理和思想，了解人工智能技术的应用前景，掌握人工智能的基本方法，包括经典算法、算法优化、实现技术等，能够将人工智能技术与生产生活实际相结合，解决有关问题。
9、通信原理
【主要内容】
介绍了通信系统和通信网的基本原理与基本分析方法。容包括通信系统及通信网的基本概念、确定信号及随机过程、模拟通信系统、数字基带传输、数字频带传输、信源和信源编码、信道和信道容量、信道差错控制编码、扩频通信、正交频分复用多载波调制技术、通信系统的优化、通信网的基本知识。
【基本要求】
了解通信系统的基本概念，掌握基本分析方法；系统掌握通信的实现过程、数字与模拟通信的特点、差错控制方法、扩频技术等，了解通信技术的发展方向。
10、分布式系统
【主要内容】
介绍因特网及其他常用分布式系统的原理、体系结构、算法和设计，内容涵盖分布式系统的相关概念、安全、数据复制、组通信、分布式文件系统、分布式事务等，以及相关的前沿主题，包括web服务、网格、移动系统和无处不在系统等。
【基本要求】
了解分布式系统的相关概念，掌握分布式系统的原理和体系结构；系统掌握分布式的实现技术，包括算法与设计、通信的实现、公布式事务处理、安全问题以及移动分布式等知识，了解分布式系统的整体结构和基本实现过程。
11、无线射频识别（RFID）系统技术与应用
【主要内容】
介绍无线射频识别技术的工作原理和应用领域，介绍了RFID系统的组件、协议和标准，特别侧重于阐述RFID技术的项目实施。
【基本要求】
通过当前物流业的应用实例，从设计、确定标准和选型、制订实施方案到实现，逐步了解实施一个实际RFID项目的具体过程和步骤。

七、教学时间安排总表
四年全学程205周（不含毕业年度暑假），具体分配如下表：

教育内容
寒暑假
总计
课
复
入
国防
教育
及
军训　
公
社
顶
教
毕
就
堂
习
学
益
会
岗
育
业
业
教
考
教
劳
调
实
实
论
指
学
核
育
动
查
习
习
文
导
一
上
14
3
1
2
1

5
54
下
14
3

2
1
1

7
二
上
15
3

2
1

5
54
下
14
3

2
1
1

7
三
上
17
3

1

5
54
下
16
3

1
1

7
四
上
12
3

2
2

2
5
43
下
0

1

12
4

合计
102
14
1
8
6
4
2
2
12
6
41
205

八、课程结构比例表
四年总学时2290，平均每周学时23，各类课程比例如下表：
类别
性质
最低要求学分
占总学分比例（%）
学时
公共课程
必修
35.5
18.7
560
选修
10
5.3
160
大类课程
必修
39
20.5
544
选修
0
0
0
专业课程
必修
59
30
408
选修
41.5
21.5
664
课外研学
必修
8
4

合计
193
100
2290
集中实践环节
必修
40

九、教学计划详表
课程类别
序
号
课 程
名 称
学分
学时数
各学期学时分配

总学时
讲课
实验上机
一学年
二学年
三学年
四学年
1
2
3
4
5
6
7
8
公共基础课
1
形势与政策
2
119
119

17
17
17
17
17
17
17

2
思想道德修养与法律基础
3
48
48

48

3
中国近现代史纲要
2
32
32

32

4
毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论
4.5
72
72

72

5
马克思主义基本原理
3
48
48

48

6
体育（一）
1
36
4

36

7
体育（二）
1
36
4

36

8
体育（三）
1
36
4

36

9
体育（四）
1
36
4

36

10
大学英语（一）
4
80
64

80

11
大学英语（二）
4
80
64

80

12
大学英语（三）
4
80
64

80

13
大学英语（四）
4
80
64

80

14
计算机导论
2
32
24

32

15
工程制图
2
32
32

32

16
高等数学（上）
4.5
72
72

72

17
高等数学（下）
4.5
72
72

72

18
C语言程序设计
4
72
36
36
72

19
离散数学
4
72

72

20
贵州省情
2
36
36

36

21
线性代数
2.5
40
40

40

22
概率论与数理统计
2.5
40
40

40

小计
64
1255
999
256
357
317
325
205
17
17
17

专业基础及专业课
23
物联网导论
1
16
16

16

24
微机原理及接口技术
2.5
72
36
36

72　

25
控制技术及应用
3
48
30　
18

48　

26
电子技术基础
3.5
56
40
16

56

27
高频电路
2
32
26
6

32

28
数字电路
2.5
40
20
20

40

29
微波技术与天线
3
48
32
16

48

30
RFID原理及应用
2.5
48
30
18

40

31
专业英语
3
48
48

48　

32
数据库原理与设计
2
32
20
12

32

33
离散数学
2
32
32

32

34
数据结构
2.5
40
32
8

40

35
计算机网络
4
64
48
16　

64

36
单片机原理与技术
2.5
48
30
18

48　

37
嵌入式系统
2
48
30
18

32　

38
物联网编程技术
4
72
36
36

36

39
无线传感器网络
3
48
32
16

48

40
物联网技术概述
2
36
36

32

41
传感器技术
3
48
32
16

48

42
多传感器信息融合技术
1.5
24
24

24

43
网络安全
4
48
30
18

72

44
通信原理
3.5
48
30
18

48

45
算法设计与分析
2.5
40
40

40　

40

小计
56
912
696
216
64
96
128
208
200
176
40
0
专业选修课
46
物联网体系与标准
3
48
48

48

47
数字信号处理
2.5
40
32
8

40

48
无线传输与定位技术
2
36
36

36

49
Web开发技术
2.5
40
20
20

40

50
网络系统工程
2
32
20
12

32

51
物品信息制作与识别技术
2
36
36

36

52
软件工程
2
32
32

32

53
工程数据库设计与应用
2
48
30
18

48

54
多媒体技术
2
32
32

32

55
物联网中间件技术
2
36
36

36

56
光纤通信原理
2
36
36

36

57
信息系统集成技术应用
2
36
36

36

58
人工智能原理
2
36
36

36

59
面向对象程序设计
2
36
18
18

36

合计

28
448
400
78
0
32
0
56
136
128
150
0
共选修课
素质类课程

注：该模板学生需修满6学分
音乐鉴赏
2
32
美术鉴赏
2
32
影视鉴赏
2
32
舞蹈鉴赏
2
32
书法鉴赏
2
32
合计
10

十、主要实践性教学环节及教学基本要求
序号
实习名称
学年
学期
周数
学分
内容及要求
1
军事训练
1
1
2
2

2
公益劳动

2

1周/学年
3
认识实习
1
2(末)
1
1
认识基本网络设备。认识网络、电子、物联网基本概念，熟悉各种网络构建基础。
4
课程设计(一)
C/C++程序设计
1
2
1
1
熟练利用C/C++语言，应用面向对象开发思想，完成一个具有一定实用性的程序开发。
5
课程设计(二)
计算机网络实验设计
3
6
1.5
1．5
熟悉路由器的基本配置命令，熟悉RIP\OSPF\IGP\EGP等路由协议，最终完成一个由多个路由器互联的具有一定拓扑复杂度的网络的路由配置。
6
课程设计(四)
传感器应用设计
2
4
1.5
1.5
掌握常用传感器应用、会非电量与电量的转换，掌握处理、显示和传送。
7
课程设计(五)
嵌入式系统开发
设计
3
5
1.5
1.5
对MCU及嵌入式系统SoC硬件原理、嵌入式Linux等基本结构的分析，熟悉多种实用系统的设计和实现方法。以软件工程方法为指导，熟悉了解嵌入式系统需求分析、总体设计、详细设计、测试等多个环节。
8
课程设计(六)
物联网开发实验设计
3
6
1
1
掌握物联网开发语言与流程；结合课程案例，从现实生产、生活中选取题材，针对实际问题进行开发研究；要求能够基本实现预期效果，解决实际问题；最后能够总结出物联网开发的要点。
9
课程设计(三)
计算机体系结构课程设计
4
7
1
1
熟悉模拟电路子系统、数字电路子系统和单片机子系统的设计方法，掌握电子系统设计中常见的抗干扰、电子设备热设计和可靠性设计等工程问题的处理。
10
专业实习
4
7
3
3
利用专业知识，深入到生产、生活一线单位，分析面临的具体问题，系统地提出解决方案，在实习单位的配合下和在实习指导老师的帮助下实施解决方案，最终解决问题；并在这一过程中，认真体会和总结物联网开发方面的技术要点。
12
毕业实习及毕业
（论文）设计
4
8
16
16
是对学生综合素质和业务水平的大检阅。能综合运用四年所学的基本理论和基本知识，通过现场调研、资料收集和分析，较独立地完成某一物联网工程的分析、设计、编程或某一专门问题的研究论文。在教师指导下独立完成分析、设计、编程任务，有足够的工作量，撰写符合要求的分析、设计和编程说明书，对物联网工程进行分析，撰写毕业论文，编制析程序，对物联网做进一步应用和开发，并具有答辩资格，进行毕业论文答辩。
合 计
总学时
总学分
31.5周
29.5