物联网应用技术课程方案
1. 背景
目前,物联网技术及相关产业正处在蓬勃发展的过程中,市场空间和发展前景非常大,是典型的朝阳产业。据美国权威咨询机构弗雷斯特研究公司(ForresterResearch)预测,10年内物联网可能大规模普及;到2020年,物联网产业要比互联网大30倍,物联网技术将发展成为上万亿元规模的高科技市场,因此被称为下一个万亿级的通信业务。
在我国,物联网已被正式列为国家新兴战略性产业,相关的研发应用将进入快车道。中国的基础设施建设空间广阔,政府正以巨大的调控能力、实施决心和配套资金,对事关经济社会发展大计的基础设施进行大规模建设。
为配合国家发展物联网等战略性新兴产业的发展目标,教育部于今年3月专门下发了通知,鼓励和要求各高校新增相关专业,加大专门人才的培养力度。在教育部不久前公布的“同意设置的高等学校战略性新兴产业相关本科新专业名单”中,“物联网工程”专业成为了各大高校纷纷开设的热门。全国将有30所高校自2011年率先开始招收培养“物联网工程”专业本科生。为保证“物联网工程”新专业的建设与发展,教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会还于今年8月底专门在四川大学组织召开了“物联网工程专业建设研讨会”。
作为新一轮的信息技术革命,物联网已经上升为中国国家战略。因此随着中国“互联网时代”向“物联网时代”的过渡,作为物联网发展根本要素的人才培养尤显重要。
物联网的研究开发涉及计算机科学与技术、自动化、电子与通信等多个学科,包含射频识别(RFID)、传感器、智能芯片、无线传输网络及传输数据计算等多项关键技术,是一门新兴的综合学科。物联网研究开发人员必须交叉掌握多学科专门知识,而现有专业在基本知识和技能方面尚不能全面覆盖物联网研发的需要。因此,针对物联网的技术特点合理制定方案,培养专业人才,对于全面部署和发展壮大物联网、服务国计民生至关重要。
2. 建设物联网应用技术专业的意义
2.1 人才培养目标及主要就业岗位
2.1.1人才培养目标
(1)总体培养目标
培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美
等
方面全面发展,面向生产、建设、管理和服务第一线,牢固掌握职业岗位()所需的基础知识及专业技能,并具有较强综合职业能力的高技能型人才。
(2)专业培养目标
培养掌握较好的专业理论知识和物联网实践应用技术,具有二维码、传
感器
与射频设备的安装、调试、维修、维护能力;传感设备生产、检测能力;无线通信网络、无线传感网络系统的组建、调试、维修、维护能力;简单智能系统的调试、维护、检测能力;物联网系统的应用、营销推广能力,能够胜任无线网络、物联网的行业应用的各类工作的,适应生产、管理、服务一线需要的、并能获得相关证书的高等技术应用性专门人才。也可为学习后续专业课程和今后从事有关的物联网工作打下基础。
2.1.2主要就业岗位
本课程毕业生的主要就业岗位为:
(1)传感设备的安装、调试、维修、维护岗位
(2)传感设备的生产检测工作岗位
(3)简单智能系统的应用岗位
(4)无线网络、无线传感网的组建、调试、维护岗位
(5)物联网技术营销与应用推广岗位
2.1.3适用专业
通信工程、电子、信息、自动化、嵌入式、计算机、物联网、物流及其
相关专业
2.2课程核心内容设置
2.2.1职业技能要求
要求学生掌握物联网应用中数据采集端、终端处理层及传输网络的基本技术,能对熟悉传感设备的生产检测流程;能独立完成对传感设备的安装、调试、维修、维护;能调试和维护物联网中简单智能嵌入系统;能基本完成无线网络和无线传感网的组建;能独立完成物联网传输网络的调试、维护、安全控制;
能承担物联网应用市场的开发、技术推广工作。
2.2.2核心课程设置
电子产品生产管理与测试、传感器与检测技术、RFID与互联网技术、无线网
络组建与维护、单片机原理与应用、数据库应用、云计算概述、无线传感网技术。
2.3课程主要使用设备
2.3.1物联网教学平台(EMIOT-JX-1)
设备实物图
硬件参数
系统底板的主要硬件接口资源:
●8个完全对称的节点板接口插件;
●3组节点板的GPIO端口接口;
●1个标准的2*5仿真器接口;
●1个标准的DB9串口;
●1个节点选择按键,不用把单个节点拔下来,可以直接通过选择节点选择按键,选
择可以烧
●录的节点,避免节点拔插造成系统损坏以及不稳定;
●9个节点指示灯;
电池节点板主要硬件接口资源:
●2个完全对称的CC2430模块插件接口;
●4个GPIO LED灯和1个电源指示;
●1个标准mini-USB程序下载及仿真接口;
●2对2*10的1.27 接口排针,连接了CC2430模块的所有引脚。
●2个5号电池供电盒,可实现电池供电;
网关板的主要硬件资源:
●网关处理器采用 CC2430模块作为微处理器,主要负责数据收集、分发以及程序测
试,该网
●关板采用高性能的 CP2102 USB转RS232芯片,方便与具有不同操作系统的计算机
进行 RS232
●通信,并采用了 128x64的图形LCD显示屏,直观数据显示。
●USB转RS232接口;
●4个不同的方向按键;
●2个GPIO接口按键;
●128*64 图形LCD 显示屏
●2个对称的CC2430模块的接口插件
●标准的2*5 JTAG 仿真接口
●4个GPIO接口的 LED
●1个精密可调电位器,可进行 ADC转换
●1个标准mini-USB程序下载及仿真接口;
传感器节点
●光照传感器模块
●气压传感器模块
●医用气压传感器模块
●霍尔传感器模块
●火焰传感器模块
●温度传感器模块
●继电器传感器模块
●LED测试模块
仿真器
●CC Debugger为Zigbee多功能仿真/调试工具,主要用于调试和仿真TI公司推出
的 RF 片上系统(CC1010除外),并可利用使用 TI的SmartRF Flash Programmer
软件对TI的 RF PSoC进行编程,同时与 IAR Embedded Workbench for 8051编译
开发环境实现无缝连接,实现对TI的RF PSoC芯片进行调试。
软件参数
物联网教学平台软件
物联网工程就业方向●TinyOS底层开发软件包-ZigbemDS
●PC端上位机监控软件-ZigbemPC
●WinCE上位机监控软件-ZigbemCE
2.3.1物联网高级教学平台(EMIOT-GJX-1)
设备实物图
硬件参数
网络节点
●使用TI当下主流 Zigbee解决方案中推荐的处理器CC2530,内置硬件定位引擎及
增强型 8位51单片机; * 含有丰富的 I/O端口、内置温度传感器、 A/D和各种
常用外围接口(定时器、UART、DMA、中断);
●符合IEEE802.15.4/ZigBee 标准规范,频段范围 2045M-2483.5M,可自由在 16
个频段间切换。
●无线数据传输速率约为 250 kb/s;
●具有片内256K的可编程Flash,和8K 的RAM;
●工作电压3.0V-3.6V,超低功耗,支持休眠及唤醒功能;
●支持专门为无线传感器网络设计的 TinyOS操作系统
●兼容XMesh网状协议和 ZigBee标准协议,支持 Z-MAC(集成CSMA、TDMA机制)、
X-MAC 等,可方便快速进行二次开发;
●基于IAR 51集成开发环境的工程仿真调试环境;
●支持路由中继功能、网络节点自动修复功能;
●可外接配合多种传感器节点模块,进行温湿度、压力、加速度、光感应、声音检测
数据采集等;
系统底板
●5个完全对称的节点板接口插件;
●1个标准mini-USB程序下载及仿真接口;
ARM11系统板
●CPU:Samsung S3C6410、ARM11系列、主频 533MHz~667MHz;
●RAM:256M DDR RAM;
●Flash:2GB Nand Flash;
●LCD:7.2寸 TFT 真彩LCD屏、分辨率为800³480;
●3个串口;
●3个USB Host接口;
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