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转 高校物联网专业(4年制)教学大纲教学计划  

2011-12-02 20:32:00|  分类: 物联网 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、培养目标和要求
   
    1.1培养目标
物联网专业面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。
本学科专业培养的学生德智体全面发展、知识结构合理、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术,有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论,掌握物联网系统的传感层,传输层与应用层关键设计等专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。
    1.2基本要求
物联网方向毕业生应具备以下知识和能力:
    1)素质要求
1) 热爱物联网专业,对物联网学科的性质和发展具有正确的认知和责任感,初步形成正确的专业价值观和科研工程献身精神。
2) 具有高尚的道德和职业精神,具有全心全意为社会服务的精神。
3) 具有创新精神,树立终身学习的观念,具有主动获取新知识,不断进行自我完善和推动物联网发展的态度。
4) 具有良好的合作和团队精神。
   2)能力要求
1) 具备良好的表达能力,能准确传递物联网知识等信息的能力。
    2) 具有熟练地运用多学科知识和评估技能,制定系统计划并对不同应用对象实施整体规划维护的基本能力
3) 掌握基础物联网关键技术、了物联网主要技术标准,高频微波技术,嵌入式无线和有线系统设计技术、无线通信组网技术等,为用户对象提供符合质量要求的服务。
4) 具有物联网应用方案设计能力。
    5) 具有自主学习、自我发展的基本能力,能够适应不断变化的未来物联网发展的需求。
       6) 掌握文献检索、资料收集的基本方法,有效获取、评价和利用物物相连信息的基本技能,具有较强物联网科研的基本能力。
   3)知识结构要求
1) 掌握与物联网科相关的理工知识和基本理论和方法。
2) 掌握物联网基本知识和基本技能,了解物联网科技发展动态。
3) 熟悉国际国家关于物联网标准。
4) 掌握必需的传感器、电子、通信、单片机,高频微波,RFID技术等知识和专业技能。
5) 掌握基本物联网节点,网关,网络协议栈制,主要无线有线网络技术原理,自组织组网措施和主要无线有线网络拓扑和网络安全技术基础理论和关键技术。
6) 掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论和方法。
7) 掌握物联网工程应用和科学研究方法和管理方面的基本知识。
    1.3修业年限与授予学位
标准学制:四年
授予学位:工学学士
    1.4主要涉及学科
     高频微波,通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、检测技术,有线和无线网络技术,单片机和嵌入式设计技术;
    1.5 无线龙教学方案组成和优点
      无线龙物联网专业教学方案由教学大纲, 物联网技术课程规划,基础理论教材和实验实训设备组成,构成一套完整的物联网专业教学方案;这套教学方案具有如下特点:
     1、囊括了当今世界物联网主流技术和最新核心技术和理论,
     2、相关知识支撑体系和教材支撑体系兼顾基础,兼顾研究,方便实验和实训,涵盖主流物联网,传感网主要国际标准和产业标准;
          3、平滑衔接原来的嵌入式,单片机,自动控制,计算机软件等专业基础课程;
          4、容易升级和方便跟踪物联网/传感网最新技术进展和进行高级研究开发;
 
   二、物联网专业(4年制)教学大纲
 
           无线龙物联网专业教学大纲按照物联网三层结构规划了培养目标:
          传感层:无线节点硬件和核心协议栈软件设计,RFID无源有源标签设计技术掌握,低功耗无线设计,基础无线网络技术掌握,安全和加密原理和设计;
   网络层:多种网络网关设计,HF,UHF RFID读卡器设计,掌握主流无线和无线网络标准,主要路由算法掌握,网络监视和数据库设计;
   应用层:掌握应用系统设计技术关键,物联网应用软件开发;应用数据结构,数据流设计;能够独立设计不同需要的物联网应用系统
      目前物联网技术发展很快,涉及到多种网络技术,不同网络各有特点,适用于不同的应用环境,所以,教学大纲要求掌握多种网络技术(3GGPRS/蓝牙,WI-FI,ZIGBEE, 专用网络等)和网络间路由和数据处理,无线有线网关设计等新技术;
无线龙物联网专业教学大纲由7个主要的知识模块组成:
1、单片机和嵌入式知识模块
 知识点包括:从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术,由浅入深,知识点包括:微机原理,接口技术,微控制器体系和原理,实时操作系统,C语言编程技术等等
2、 无线片上系统(SoC)知识模块
知识点包括:无线单片机通讯接口设计,无线有线收发器原理和结构,通讯原理和结构,嵌入式软件基础等;
3、无线通讯和无线网络知识模块
知识点包括:短距离无线数据通讯基础和原理,无线自组网技术,基本无线网络拓扑,ZIGBEE无线技术和802.15,.4无线标准,高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术,C语言和无线网络算法高级技术原理;
4、高频微波知识模块
知识点包括:高频微波技术基础,调制和解调技术,天线原理和设计,阻抗匹配和反射,高频仪器使用,微波放大器设计,无线单片机高频测试和调试方法和原理等;
5、RFID知识模块
知识点包括:电磁技术基础,RFID标签防冲突算法,EPC和IS0-18000-6C通讯协议和原理;大功率RFID读卡器原理和设计,RFID和物联网数据库结构和原理等;
6、物联网传输层知识模块
知识点包括:物联网网关原理和结构,GSM/GPRS技术原理,3G技术原理和结构,M2M 数据传输和远程通讯,嵌入式和高级实时操作系统在物联网网关设计技术等;
7、高级无线网络知识模块
知识点包括:微功耗802.11标准WIFI传感器网络原理和结构,内置多ARM和WI-FI收发器的无线单片机,802.15.1 蓝牙技术和低功耗蓝牙无线技术原理;Wi-Fi/蓝牙,ZIGBEE PRO 无线通讯协议栈原理和设计;
 七个知识模块,以无线SOC和无线单片机为中心进行串联,结合400多学时的实验和实训,让学生充分动手,接触各种无线有线通讯技术和实际训练,并且使用无线单片机设计微功耗无线网络节点,各种网络路由器,无线有线网关;最终达到能够独立使用无线单片机,构架设计各种物联网应用系统;
物联网的核心技术是嵌入式软件技术,教学大纲强调嵌入式软件开发设计能力的重要性,。具有较强的软件设计能力,对于掌握物联网网络协议栈和实现物联网通讯,非常重要;教学大纲要求学生掌握5000-10000行无线单片机C语言软件开发能力,并且能够全面掌握嵌入式、单片机。无线单片机软件和硬件技术;
     具体的课程教学大纲和计划,包括实验和实训规划,无线龙通讯将陆续向购买无线龙物联网教学实验室的高校提供;并且在无线龙即将举办的物联网专业骨干教师培训班上,采用该教学大纲,进行实验课程演示和培训;
    三,物联网专业(4年制)教学计划
    3.1主要课程
高校可以自己安排相关基础课程,包括,高等数学I,线性代数I,大学物理,大学英语,通信原理,嵌入式系统,集成电路设计,计算机网络,电子技术基础,数字信号处理,软件技术基础。
 无线龙规划的物联网技术专业课程达到1845个学时,让学生全面掌握物联网相关最新技术和进行高达 437学时的动手实践和实验,最后独立完成自己的物联网应用方案和产品设计;
    3.2教学计划
各类课程学分和学时:
总学分:220
课内教学和实验实训学分(学时):200学分(2445学时)
其中:
物联网技术相关课程学分(学时):    84学分(1408学时)
其他学院安排课程学分(学时):      76学分(600学时)
网络相关实验实训课时:            40学分(437学时)
参加竞赛和毕业设计:
实践性环节学分(学时):            20学分 (20周)        
 
 
         
   物联网技术相关课程教学计划表
 
课程名称
课堂/实验学时
使用教材
实验实训设备
备注
物联网技术导论
40/ 3
《物联网:产业契机》
人民邮电出版社出版
40万字
无线龙物联网应用演示系统;
无线龙物联网技术实验室;
 
 
 
 
 
单片机技术基础
100/ 32
高校自选教材
C51RF-DIY/
PS入门级
教学平台
或者任何无线龙
实验箱;
 
C语言程序设计
60/ 30
《C语言程序设计
(第二版)》,
谭浩强著,
清华大学出版社
C51RF-DIY/
PS入门级
教学平台
 
短距离无线通讯和
无线网络基础
60/ 24
《短距离无线通讯
入门与实战》
北京航空航天大学
出版社出版
C51RF-DIY/
PS入门级
教学平台
 
模拟/数字电路和
传感器设计基础
100/ 40
高校自选教材
 
 
物联网相关微波
射频技术基础
40/ 16
无线龙多媒体
电子教材
C51RF-DIY/
PS入门级
教学平台
 
C语言和无线
网络算法设计
64/ 12
无线龙多媒体
电子教材
探索RF系列
实验箱
 
8051内核
无线SoC入门
80/ 42
《CC1110/CC2510
无线单片机
无线自组织网络
入门与实战》
 
C51RF-DIY/
PS入门级
教学平台
 
无线SoC和ZIGBEE技术
68/ 32
《ZIGBEE无线
网络入门与实战》
北京航空航天大学
出版社出版
 
 
 
C51RF-WSN
教学系统
 
高级ZIGBEE 技术
44/ 12
ZigBee2006无线
网络与无线定位实战》
北京航空航天大学
出版社出版
C51RF-2431
无线定位
教学系统
 
ARM微控制器
嵌入式设计
基础
120/ 30
《ARM9微控制器与
嵌入式无线网络实战》
北京航空航天大学
出版社出版
ARMRF-WSN
教学系统
 
ARM内核
无线SoC
80/ 40
《无线传感器
网络概论》
人民邮电出版社出版
探索系列
MC13224
实验箱
 
RFID基础技术
60/12
 无线龙多媒体
电子教材
WXL-HF RFID
实验套装
无线龙感知RF
实验箱
 
UHF EPC RFID 高级技术
52/20
《EPC和RFID
技术概论》
WXL-EPC RFID
实验套装
无线龙感知RF
实验箱
 
物联网和兰牙技术
40/ 10
无线龙多媒体
电子教材
无线龙感知RF
实验箱
理想RF-E1.0
实验箱
 
 
 
 
微功耗WI-FI技术
和传感器网络
140/ 30
无线龙多媒体
电子教材
无线龙感知RF
实验箱
GS1010
开发系统
 
物联网传输层技术
(3G/GPRS/GSM
以太网)
40/ 10
无线龙多媒体
电子教材
《物联网/传感网
实验与实践》
西南交通大学出版社
无线龙感知RF
实验箱
理想RF-E1.0
实验箱
 
物联网网关设计
技术
60/ 22
《物联网/传感网
实验与实践》
西南交通大学出版社
理想,感知RF
实验箱
 
物联网高级
射频技术
40/ 12
无线龙多媒体
电子教材
FLYRF系列
放大功能
长距离无线模块
和评估系统
 
物联网应用层
设计
40/10
无线龙多媒体
电子教材
无线龙应用实训:
智慧医院定位系统;
智慧物流系统;
路灯网络系统;
智能家居系统;
 
无线龙
物联网技术
设计大赛
4周
《ZIGBEE技术概论》
人民邮电出版社出版
无线龙系列
教研设备
 
 
 
 
 
 
基于ARM嵌入式
操作系统的
无线网关设计
50/20
无线龙多媒体
电子教材
无线龙感知RF
2440实验箱
 
 物联网应用系统
设计方向的  
 毕 业设计
16周
  两人或单人一组
无线龙系列
教研设备
 
     
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