网络工程专业物联网方向课程改革研究
网络工程专业物联网方向课程改革研究
摘要：分析比较网络工程专业和物联网专业人才素质、能力和知识结构，提出网络工程专业设置物联网方向的方法，一是在原有课程中新增物联网相关知识点，二是新增物联网相关课程。同时给出具体知识点和新增课程，为其他专业设置物联网专业方向提供参考。
关键词：网络工程；物联网；课程
随着物联网技术和物联网应用的发展，物联网领域人才需求大量增长，这给各高校专业发展带来了契机和挑战。一些高校结合自身优势和特开办了物联网专业，一些高校对原有专业进行改造，增加物联网专业方向。无论是新办物联网专业还是对原有专业进行改造，都要充分利用现有资源(包括师资、设备、实验室、实习基地、图书资料等)，深入研究物联网专业人才所应具备的知识、素质和能力，制定出合理的人才培养方案。这样，才能培养出满足物联网领域所需的合格人才。
物联网架构从下至上可以分为感知层、网络层和应用层[1]。感知层以二维码、RFID、传感器和传感网为主，实现对“物”的识别；网络层主要由移动通信网和互联网组成，实现数据的可靠
传输；应用层主要由智能终端组成，实现智能运算与智能处理。网络工程专业知识体系涉及到网络层和应用层大部分知识，因此，对传统网络工程专业课程体系进行适当改造，就能实现物联网专业人才培养的需求。本文以某重点大学网络工程专业物联网方向为背景，探讨网络工程专业物联网方向课程改造的方法[2]。
1概述
作为大学本科生，无论是网络工程专业还是物联
网专业的毕业生都应具备本科生的基本素质和能力以及专业所要求的基本能力和知识。
1.1基本素质与基本能力
大学本科生应具有正确的专业价值观和科研工程献身精神，具有高尚的道德和全心全意为社会服务的精神、创新精神和团队合作精神，具备能准确传递专业知识等信息的表达能力以及自主学习、自我发展、适应不断变化的未来专业发展的基本能力。
1.2专业基本能力
网络工程专业相关的能力[3]包括网络协议的设计与实现能力、网络规划、设计与实施能力、网络管理与维护能力、网络安全防范能力、网络应用系统的设计与开发能力、网络设备的研究与设计能力。物联网专业相关的能力包括物品编码设计与传感网络设计能力、物联网规划、设计与实施能力、物联网管理与维护能力、物联网安全防范能力、物联网应用系统的设计与开发能力、物联网设备的研究与设计能力。
1.3知识结构
网络工程专业和物联网专业都属于理工科电信大类，有许多共性，除了专业知识有些差异，其他知识基本相同，这些相同的知识包括：1)工具性知识，
基金项目：湖南省教育厅专项教研教改项目(湘教通[2010]243号)；长沙理工大学教研教改项目(JG1123)。
如外语、文献检索、科技写作等；2)人文社会科学知识，如文学、哲学、政治学、社会学、法学、心理学、思想道德、职业道德、艺术等。3)自然科学知识，如数学、物理学等。4)经济管理知识，如经济学、管理学等。5)专业技术基础知识，如电工电子学、数字逻辑、离散
数学、程序设计、通信原理、信号与系统等。
通过对网络工程专业和物联网专业能力要求分析，可以得出网络工程专业和物联网专业所涉及的知识领域。网络工程专业知识领域包括数据结构与算法、计算机组成原理、微机接口与控制技术、操作系统、计算机网络原理与协议工程、程序设计语言、数据库原理与技术、软件工程、嵌入式系统、无线通信与网络、网络安全、网络管理、网络程序设计、网络互联技术、网络系统设计、人工智能等。
物联网专业知识领域包括数据结构与算法、计算机组成原理、微机接口与控制技术、操作系统、计算机网络原理与协议工程、程序设计语言、数据库原理与技术、软件工程、嵌入式系统、无线通信与网络、物联网安全、物联网管理、物联网应用、网络融合技术、物联网设计、智能处理、射频识别技术、无线传感网络技术等。
2网络工程专业物联网方向课程体系
对比分析网络工程专业和物联网专业知识结构，我们发现，其中绝大多数专业知识相同，新增的主要知识是物联网感知层的知识。原网络工程专业中的一
些课程已经涵盖了大多物联网知识领域，这些知识包括局域网、城域网、广域网、接入网、TCP/IP、移动通信、卫星通信、WiFi、蓝牙、嵌入式系统、网络安全、网络管理、网络互联、网络系统设计、网络应用开发等。因此，在网络工程专业中新增物联网方向是可行的，也是易于实现的。
网络工程(物联网方向)专业课程改造的主要方法有两种，一是在原有课程中增加物联网相关知识点；二是对原课程体系中没有涉及到的知识领域增加新的课程。表1给出了网络工程专业物联网方向改造课程及新增课程。其中，带“*”的是新增课程和新增知识点。网络工程导论课程中增加了物联网概述，包括物联网基本概念、物联网架构、物联网关键技术。网络安全课程中增加了物联网安全，包括感知节点本地安全、感知网络传输与信息安全、物联网业务的安全。网络管理课程中增加了物联网管理，包括物联网网络管理的内容和结构模型、传感器设备管理、FRID设备管理。网络协议编程课程中增加了物联网中间件开发技术和物联网应用开发技术。网络系统设计课程增加了物联网设计规范和物联网设计实例。网络互联课程中增加了物联网的感知层设备互联基础、物联网设备配置和物联网综合案例。人工智能课程中增加了智能处理算法和数据融合与信息处理。对于原课程体系中没有涉及到的感知层知识增加相应课程，包括射频识别技术和无线传感网络。
表1网络工程专业物联网方向改造课程及新增课程
类别    课程    主要知识点
专业基础    网络工程导论    数据存储与操作、操作系统、算法、程序设计语言、软件工程、数据抽象、数据库系统、人工智能、计算机网络、网络安全与管理、网络规划设计、物联网概述*
专业必修    网络安全    信息安全概论、网络信息安全理论基础、对称密码体系、公钥密码体制、散列函数与数字签名、密钥管理及公钥基础设施、IP层安全协议 、Web安全、网络集成安全技术、物联网安全*
    网络管理    网络管理概论、抽象语法表示ASN.1、管理信息库MIB-2、简单网络管理协议、远程网络监视、Windows 2003网络管理、Red Hat Linux 9.0网络管理、常用网络管理软件的使用、物联网网络管理的内容和结构模型*、传感器设备管理*、FRID设备管理*
    网络协议编程    C#基础、数据类型与Windows编程、Socket编程、TCP / UDP编程、FTP应用编程、SMTP与POP3应用编程、HTTP应用编程、数据加密与解密技术、P2P应用
开发技术、物联网中间件开发技术*、物联网应用开发技术*
    网络系统设计    设计规范(局域网、城域网、广域网、物联网*)、需求分析、结构设计、性能设计、安全设计、物理设计、物联网设计实例*
物联网
方向选修    网络互联技术    网络互联基础(物联网的感知层设备互联基础)*、IP编址、路由器基本配置、路由协议(静态路由、RIP、EIGRP、OSPF)、访问控制列表、远程接入(PPP、HDLC、NAT)、交换基础和VLAN、STP、物联网设备配置*、综合实训(物联网综合案例)*
人工智能    人工智能的数学基础、知识与知识表示、经典逻辑推理、不确定与非单调推理、搜索策略、人工神经网络、机器学习、智能处理算法*、数据融合与信息处理*物联网工程就业方向
    射频识别技术*    RFID基本概念、射频识别系统的工作原理、电子标签芯片设计、标签天线设计、电子标签封装技术、读写器的设计与实现、RFID中间件及系统集成技术、RFID公共服务体系、RFID的测试与分析技术、射频识别技术规范
    无线传感网络*    无线传感网络拓扑控制、路由协议、介质访问协议和短距离低功耗无线通信标准、定位机制、时间同步、网络安全、数据管理和数据融合、传感器节点的硬件平台、编程语言nesC、操作系统TinyOS、跟踪系统和环境监测系统
注：带“*”的是新增课程和新增知识点
4结语
物联网技术及其应用的发展，使得物联网人才需求激增，这给高校专业发展带来机遇。对此，我们分析比较网络工程专业和物联网专业人才素质、能力和知识结构后，认为在网络工程专业设置物联网方向是可行的。这种在相关专业设置物联网专业方向的方
法，充分利用了原有专业资源，提高了专业人才就业竞争力，缓解了物联网人才短缺现状。对此，我们还详细阐述了网络工程专业物联网方向课程改造方法，为高校物联网相近专业(网络工程、计算机科学与技术、软件工程、信息安全、电子工程、通信工程、自动化、材料工程)[4]设置物联网方向提供了参考。
参考文献：
[1] 周洪波. 物联网:技术、应用、标准和商业模式[M]. 北京:电子工业出版社,2010:45.
[2] 长沙理工大学计算机与通信工程学院网络工程系. 网络工程专业(物联网方向)系列课程建设[R]. 长沙:长沙理工大学, 2011.
[3] 曹介南,蔡志平,朱培栋,等. 网络工程专业与计算机专业差异化教学研究[J]. 计算机教育,2010(23):139-142.
[4] 黄海平. 物联网人才培养及相关核心课程[EB/OL]. [2011-7-15].wenku.baidu/view/c66ebd6527d3240c8447 ef19.html
Study on Curriculum Reform of Network Engineering in Internet of Things Professional Direction
JIANG Lalin, WANG Jing, XU Weihong
Abstract: Comparing and analyzing the professional quality, ability and knowledge structure
of network engineering and Internet of things, this paper presented ways about how to establish network engineering in Internet of Things professional direction. One is to increase new knowledge points about Internet of things in original curriculum, the other is to increase new curriculum about Internet of things. This paper provided specific knowledge points and new curriculum. It provides a reference for professional similar to Internet of things to establish Internet of things professional direction.

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