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中國物聯(lián)網(wǎng)首席科學家王志良教授談物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程規(guī)劃

2012-02-01
作者:凌陽教育

  日前,北京科技大學首席教授/博導(享受國務院特殊津貼)、中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃首席科學家、中國電子學會物聯(lián)網(wǎng)專家委員會委員、教育部“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學研究專家組”專家王志良教授蒞臨凌陽教育第14期全國高校教師嵌入式培訓暨第二屆物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)師資培訓現(xiàn)場,為全國50多位高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師上了精彩有趣的一課,主要講座內(nèi)容為《物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系和課程規(guī)劃》。


王志良教授講述“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系和課程規(guī)劃”


  王志良教授首先用生動形象的語言解釋了什么是物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)的主要特征是技術(shù)高度集成、學科復雜交叉、綜合應用廣泛,物聯(lián)網(wǎng)精神應包括開發(fā)、包容、探索和創(chuàng)等四要素。
 
  接著,王志良教授從物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史、物聯(lián)網(wǎng)標準體系框架、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系、物聯(lián)網(wǎng)課程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)的三個層次(應用層、網(wǎng)絡層、感知層)等多方面,對物聯(lián)網(wǎng)進行了全面介紹。
 
  針對高校物聯(lián)網(wǎng)教師普遍關(guān)心的專業(yè)知識體系和課程規(guī)劃問題,王志良教授從研究確立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識體系、課程規(guī)劃編寫教材、實踐環(huán)節(jié)教學活動及實驗室建設,到參加全國物聯(lián)網(wǎng)大會交流教學心得,總結(jié)經(jīng)驗教訓形成共識,清晰地描繪出了一幅物聯(lián)網(wǎng)學科建設路線圖。


王志良教授講述“物聯(lián)網(wǎng)學科建設路線”


王志良教授談高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教材建設


  王志良教授特別強調(diào),物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的培養(yǎng)特色應該是注重動手能力,創(chuàng)新層次以探索性、設計性實驗及工程訓練為主,突出學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng);培養(yǎng)模式為寬口徑、厚基礎、重實踐、求創(chuàng)新。


王志良教授現(xiàn)場與高校教師互動,對物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識答疑解惑


  凌陽教育作為全國唯一原廠嵌入式培訓機構(gòu),從2011年初便開始著手規(guī)劃設計物聯(lián)網(wǎng)就業(yè)實戰(zhàn)課程,由于直接面向市場就業(yè)崗位,所以對企業(yè)技術(shù)需要的把握更加明確具體,為高校建設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系和課程提供了來自一線實踐前沿的寶貴經(jīng)驗和借鑒參考。凌陽教育的物聯(lián)網(wǎng)就業(yè)實戰(zhàn)課程由專業(yè)課程(附錄一)、實驗平臺(附錄二)、實訓系統(tǒng)(附錄三)、實訓項目(附錄四)和職業(yè)課程等五部分組成,構(gòu)成了一整套理論和實踐相互支撐的完備體系。
 
  王志良教授的講座,深入淺出地闡釋了物聯(lián)網(wǎng)的前世今生及未來發(fā)展趨勢,針對高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學不僅指明了方向,而且提供了具體可行的方案建議,讓在座的各位老師收獲頗豐,對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)及教學有了更深刻的認識。
  
附錄一:物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)培訓《專業(yè)課程》
課程目標
 

課程目標

通過本課程的內(nèi)容,可以讓學員從理論、實踐、應用案例各個層次上了解、熟悉、熟練掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)理論及開發(fā)技術(shù),包括以下幾部分,共70天(四個階段):

1、熟悉物聯(lián)網(wǎng)的定義、起源、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2、熟悉物聯(lián)網(wǎng)的典型應用案例:智能城市、智慧校園、老年人用物聯(lián)網(wǎng)信息終端、智能電網(wǎng)、智能家居

3、熟悉物聯(lián)網(wǎng)的三大層次、八大架構(gòu)、五大支撐技術(shù)

4、熟悉物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的單片機應用:傳感技術(shù)、無線識別技術(shù)、無線網(wǎng)絡組網(wǎng)技術(shù)等

5、熟悉物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的計算機技術(shù):數(shù)據(jù)庫技術(shù)、TCP/IP網(wǎng)絡傳輸技術(shù)、GUI表現(xiàn)技術(shù)、云計算等

第一階段:物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)分析

本期目標:

1、熟悉物聯(lián)網(wǎng)的概念、起源和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。

2、熟悉物聯(lián)網(wǎng)三個層次網(wǎng)絡、及物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)用到的各種技術(shù)。

3、通過智能家居項目熟悉物聯(lián)網(wǎng)的各種功能。

序號

課程名稱

課程內(nèi)容

掌握要求

1

物聯(lián)網(wǎng)緒論

1、物聯(lián)網(wǎng)定義

2、物聯(lián)網(wǎng)的起源

3、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

4、物聯(lián)網(wǎng)的三個層次

      (1)互聯(lián)網(wǎng)

      (2)泛在接入網(wǎng)

      (3)物物網(wǎng)絡

熟悉

 2

物聯(lián)網(wǎng)的八層架構(gòu)

1、傳感器/執(zhí)行器層

2、傳感層

3、傳感網(wǎng)關(guān)層

4、廣域網(wǎng)絡層

5、應用網(wǎng)關(guān)層

6、服務平臺層

7、應用層以及分析與優(yōu)化層 

 

熟悉

3

物聯(lián)網(wǎng)的五大支撐技術(shù)

1、射頻技術(shù)

2、無線傳感器網(wǎng)絡

3、普適計算技術(shù)

4、云計算技術(shù)

5、網(wǎng)絡技術(shù)

熟悉

4

應用實踐項目分析

智能家居中的物聯(lián)網(wǎng)應用

掌握

第二階段:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——單片機技術(shù)

本期目標:

1、掌握STM32 單片機知識。

2、掌握物聯(lián)網(wǎng)感知末梢---傳感器技術(shù)(各種傳感器)。

3、熟悉zigbee網(wǎng)絡概念,掌握zigbee 網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu)。掌握zigbee組網(wǎng),掌握結(jié)點之間的通信。

4、掌握RFID無線射頻技術(shù)概念,常用的幾種RFID射頻技術(shù),硬件原理,RFID射頻卡的操作。

5、熟悉RFID典型案例如RFID車輛管理系統(tǒng)智能圖書館等。

序號

課程名稱

課程內(nèi)容

掌握要求

5

STM32綜合技術(shù)

1、STM32系列微控制器簡介

2、STM32系列微控制器存儲器與外設

      (1)存儲器和總線的結(jié)構(gòu)

      (2)電源控制,復位和時鐘控制

      (3)通用I/O和復用I/O(GPIO和AFIO)

      (4)中斷和事件,看門狗

      (5:控制器局域網(wǎng)(bxCAN)

      (6)內(nèi)部集成電路(I2C)接口

      (7)串行外設接FI(SPI)

      (8)通用同步異步收發(fā)機(USART)

      (9)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)

3、STM32系列微控制器開發(fā)工具與應用 

掌握

6

傳感器技術(shù)

傳感器的概念與發(fā)展:

1、傳感器基本概念

2、傳感器構(gòu)成與分類

3、傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

4、傳感器的特性與指標 

掌握

傳感器應用:

1、阻抗式結(jié)構(gòu)型傳感器

2、電容式傳感器

3、電感式傳感器

4、微機械傳感器 

7

ZigBee無線技術(shù)

1、ZigBee網(wǎng)絡概述:

      (1)無處不在的無線網(wǎng)絡

      (2)ZigBee網(wǎng)絡概述

      (3)幾種常見的短距離無線通信技術(shù)

2、ZigBee網(wǎng)絡結(jié)構(gòu):

  物理層、MAC層、 網(wǎng)絡層、應用層 概述原理 

掌握

ZigBee程序設計:

1、zigbee協(xié)議基礎實驗

2、zigbee組網(wǎng)實驗

      (1)廣播通信

      (2)星狀網(wǎng)絡

      (3)樹狀網(wǎng)絡

      (4)網(wǎng)狀網(wǎng)絡 

8

RFID射頻識別技術(shù)

RFID概論:

1、RFID應用領域及前景

2、RFID技術(shù)基礎

掌握

RFID硬件原理:

1、RFID編碼、載波

2、RFID信號調(diào)制、解調(diào)

3、RFID天線

RFID典型應用案例:   

1、物聯(lián)網(wǎng)RFID車輛管理系統(tǒng)

2、RFID校訊通考勤定位系統(tǒng)

3、RFID智能圖書館

第三階段:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——計算機技術(shù)

本期目標: 

1、熟悉linux操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,掌握Linux常用命令。

2、Linux多任務編程技術(shù),及多任務間的通信方法,同步機制。

3、熟悉常見的網(wǎng)絡概念,熟悉網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu),及各分層中的網(wǎng)絡協(xié)議。socket編程概念,TCP、UDP編程。

4、熟悉數(shù)據(jù)庫概念,掌握數(shù)據(jù)庫SQL語言。SQLITE數(shù)據(jù)庫編程。

5、掌握嵌入式平臺搭建。

6、掌握簡單字符驅(qū)動程序編寫,熟悉塊設備驅(qū)動原理。

7、掌握c++編程及QT 圖形化編程。

8、熟悉WIFI無線傳輸技術(shù)、熟悉Wince、android嵌入式操作系統(tǒng)原理,熟悉云計算功能。

序號

課程名稱

課程內(nèi)容

掌握要求

9

嵌入式linux系統(tǒng)技術(shù)

Linux 基礎:

1、Linux操作系統(tǒng)概念、安裝及常用命令 

2、Linux桌面簡介

3、Linux目錄結(jié)構(gòu)介紹

4、交叉編譯環(huán)境熟悉 

5、GCC,GDB,GNU make 

掌握

Linux系統(tǒng)高級程序設計:

1、多進程程序設計

2、進程間通信

     (1)無名管道

     (2)有名管道

     (3)信號

     (4)消息隊列等......

3、線程

    (1)多線程程序設計

    (2)線程間的同步與互斥

4、Linux 設備程序設計

     (1)串口編程

     (2)gpio編程

     (3)nrf2401 無線傳輸編程

10

嵌入式linux 網(wǎng)絡技術(shù)

1、網(wǎng)絡基本概念,socket編程概述,socket API介紹

2、TCP server及client的實現(xiàn)

3、HTTP協(xié)議

4、UDP協(xié)議編程

5、TFTP協(xié)議 

掌握

11

數(shù)據(jù)庫技術(shù)

1、SQLite數(shù)據(jù)介紹

2、數(shù)據(jù)庫定義語言(DDL)

3、數(shù)據(jù)操作語言(DML)

4、數(shù)據(jù)查詢語言(DQL)

5、數(shù)據(jù)控制語言(DCL)

6、常用圖形化數(shù)據(jù)庫管理軟件 

掌握

12

嵌入式平臺技術(shù)

1、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)概述

2、嵌入式平臺編譯與搭建

3、Linux內(nèi)核概述

4、Linux內(nèi)核配置機制

5、根文件系統(tǒng)基本概念與制作 

 

掌握

13

嵌入式設備驅(qū)動技術(shù)

1、字符設備驅(qū)動概述及模塊編程

2、Linux GPIO設備驅(qū)動

3、觸模屏校準原理 

掌握

14

基于QT的GUI技術(shù)

1、GUI簡介及QT入門

2、常用QT部件及布局管理

3、QT信號與槽及對話框

4、QT事件處理及文件處理

5、QT項目整體架構(gòu)介紹及功能模塊劃分 

掌握

15

嵌入式系統(tǒng)、WIFI技術(shù)及云計算
在物聯(lián)網(wǎng)中的應用

WIFI無線傳輸技術(shù) 

掌握

WinCE技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

Android技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應用 

云計算在嵌入式技術(shù)中的應用

第四階段:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應用案例

本期目標:

通過本階段項目訓練,鞏固嵌入式物聯(lián)網(wǎng)知識,掌握嵌入式開發(fā)流程,提高嵌入式編程水平。

序號

課程名稱

課程內(nèi)容

掌握要求

16

智能城市

1、智能交通

(1)智能交通概念及特點

(2)智能交通發(fā)展歷程

2、智能小區(qū)

(1)智能小區(qū)特點發(fā)展概況

(2)智能小區(qū)實現(xiàn)方案

掌握

智慧校園

1、智能校園考勤系統(tǒng):

(1)考勤系統(tǒng)概述

(2)考勤系統(tǒng)實現(xiàn)方案

2、智能實驗室:

(1)智能實驗室概述

(2)智能實驗室實現(xiàn)方案

老年人用物聯(lián)網(wǎng)信息終端

1、智能手機:

(1)智能手機特點

(2)智能手機功能

2、智能手表:

(1)智能手表特點

(2)智能手表功能

智能電網(wǎng)

1、智能電網(wǎng)概述

2、智能電網(wǎng)特點

3、智能電網(wǎng)對通信網(wǎng)絡的需求

4、智能電網(wǎng)IT系統(tǒng)發(fā)展方向

智能家居

1、智能家居概述

2、智能家居解決方案:

(1)智能控制系統(tǒng)

(2)智能照明系統(tǒng)

(3)智能安防系統(tǒng)

智能車輛管理系統(tǒng)

1、智能車輛管理系統(tǒng)概述

2、智能車輛管理系統(tǒng)設計:

(1)出入空控制中心設計

(2)嵌入式控制中心設計

(3)用戶體驗控制中心設計

(4)嵌入式自動循跡車輛設計

溫室大棚

1、智能溫室控制實訓系統(tǒng)概述

2、智能溫室控制系統(tǒng)工作原理

(1)智能溫室控制系統(tǒng)功能詳述

(2)無線傳感器網(wǎng)絡

(3)網(wǎng)關(guān)

  附錄二:物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)培訓《實驗平臺》

物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)培訓《實驗平臺》

  附錄三:物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)培訓《實訓系統(tǒng):智能家居創(chuàng)新實踐平臺》

物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)培訓《實訓系統(tǒng):智能家居創(chuàng)新實踐平臺》

凌陽教育“物聯(lián)網(wǎng)智能家居展示模型”

  附錄四:物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)培訓《實訓項目》

 


物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)班《實訓項目1:RFID智能車輛管理系統(tǒng)》

 

物聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)就業(yè)班《實訓項目2:智能溫室控制實訓系統(tǒng)》

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