物联网工程专业人才培养

物联网工程专业人才培养方案

一、培养目标

以地方性、应用性需求为导向，培养适应地方经济发展需要，具有社会责任感、职业道德、人文素养和科学素养，系统地掌握物联网工程应用所需要的基础知识和基本技能，具备本领域分析问题、解决问题的能力，具备物联网应用系统的分析设计能力和工程项目管理能力，能从事相关行业物联网软硬件系统的规划、设计、开发、部署、运行、维护和管理等工作的创新能力较强的应用型人才。

本专业期待毕业生毕业5年左右能够达到以下培养目标：

目标1：掌握物联网行业特点，具有计算机、通信、电子等与物联网相关的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法；

目标2：能熟练使用物联网相关开发工具，并能独立完成物联网某部分的开发和维护任务；

目标3：坚持立德树人，培养社会主义建设者和接班人，具有人文社会科学素养、职业道德、社会责任感与创新意识，在工作团队中得到认可；

目标4：能够通过继续教育或其它终身学习途径拓展自己的知识和能力，具备相关学科工程师的任职能力。

二、毕业要求

1.工程知识：能够将数学、自然科学、物联网工程基础和专业知识用于解决物联网复杂工程问题。

1.1能够运用数学、自然科学、物联网工程基础知识对物联网系统进行恰当表述与建模；

1.2掌握数字电路和模拟电路基础知识理论，能够理解物联网硬件工程问题；

1.3能整合运用物联网专业知识解决物联网相关复杂工程问题。

2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析物联网工程问题，以获得有效的物联网工程技术结论。

2.1能够掌握常用的问题分析方法和科学分析方法，对物联网复杂工程问题进行分析；

2.2针对物联网技术领域的工程问题，通过文献分析对可能的解决方案进行正确表达；

2.3识别及表达物联网工程中可能遇见的关键影响因素，并得到有效的结论。

3.设计/开发解决方案：能够设计针对物联网复杂工程问题的解决方案，设计满足物联网特定需求的系统、单元（部件）等，并能够在设计中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

3.1掌握物联网程序设计的方法，并具备物联网应用程序设计的能力；

3.2能针对特定需求独立进行物联网系统的软硬件模块设计与实现；

3.3能对物联网设计方案进行优选和优化，并能够在设计环节中体现创新意识；

3.4能够对物联网解决方案进行实践、测试和评价，并用可视化、报告或软硬件等形式呈现物联网设计成果。

4.研究：能够采用科学方法对复杂物联网工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

4.1 能够采用正确的方法对物联网系统相关的特性和工程问题进行分析和实验验证；

4.2 能够根据研究对象的特征，进行研究路径的分析，设计可行的物联网实验方案；

4.3 选用或搭建开发环境，对物联网实验方案进行实现并验证；

4.4 能够有效实施物联网工程方案，对方案结果进行分析和解释，获取合理有效的结论。

5.使用现代工具：能够针对复杂物联网工程问题，开发、选择与使用恰当的现代硬件和软件技术工具。

5.1能借助互联网和文献检索等工具，获取物联网领域理论与技术的最新进展；

5.2能够恰当选择使用现代物联网软硬件开发工具，对物联网工程问题进行处理解决或建模；

6.工程与社会：能够基于物联网工程相关背景知识进行合理分析，评价物联网工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

6.1了解物联网行业的特性与发展历史，以及相关的方针、政策和法规；

6.2了解物联网相关工程背景知识；

6.3了解物联网工程实施对社会、环境、安全、法律的影响。

7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对物联网复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7.1了解物联网行业现状及发展趋势；

7.2 理解物联网在经济社会的可持续发展中发挥重要的支撑作用；

7.3能运用人文知识、政策和行业标准法规，评价物联网方案对环境和社会可持续发展的影响。

8.职业规范：坚持立德树人，具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在物联网工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

8.1具备科学的世界观、人生观和价值观，能够不断地提高自身的人文社会科学素养，崇尚劳动光荣。

8.2具有良好思想道德修养与法律基础知识，承担相应的社会责任；

8.3能够正确理解物联网行业职业道德与规范的含义并自觉履行。

9.个人和团队：能够在团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

9.1 能够清晰地认识自己，明确自己在团队中的定位；能够理解团队中其他成员特别是在多学科背景下的团队成员的定位与分工；

9.2 能够独立完成团队分配的工作，善于倾听团队成员的意见或建议，并能主动与不同学科背景的团队成员协作共同完成团队任务；

9.3 具有较强的组织协调能力，能够合理分配工作任务，能够听取并综合团队其他成员的意见与建议。

10.沟通：能够就复杂的物联网工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在不同文化背景下进行沟通和交流。

10.1能与行业人士及相关客户进行有效沟通和交流；

10.2能运用专业知识撰写物联网报告或设计文稿，并能够就相关问题陈述发言、清晰表达或回应指令；

10.3具有一定的英语听说读写能力，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

11.1理解物联网工程管理与经济决策的基本理念和方法；

11.2掌握一定的经济、管理和相关的跨领域知识，并应用到多学科环境中。

12.终身学习：身心健康，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习的能力。

12.1掌握正确的学习方法，了解拓展知识的途径，养成良好的学习习惯；

12.2达到国家规定的体育锻炼要求；

12.3能够树立适合自己的发展规划和目标，不断学习，适应社会发展。

三、基本学制与学位

基本学制：四年。

授予学位：工学学士。

四、毕业学分要求

毕业学分要求：170学分；

综合素质课外培养10学分。

五、课程结构及学时学分分配表：

课程结构及学时学分分配表

实践教学模块学分分配表

上述表格中的说明：

1.课内总学分指毕业生要达到的总学分（不含综合素质课外培养10学分）；

2.实验教学包含独立设课实验教学和非独立设课实验教学；

3.选修课程的学分、学时数，均按最高要求统计；

4.若专业限选课中设方向模块的专业，按第一个方向的学分、学时数统计。

六、课程教学计划安排及主要课程内容

（一）课程设置与安排表（附表1）

（二）专业核心课程或核心课程群：

物联网通信技术、传感器与检测技术、物联网识别技术、无线传感器网络、物联网工程设计与实施、物联网控制技术、物联网数据处理、物联网信息安全等。

（三）专业核心课程内容介绍：

物联网通信技术是将具有智能的物体在局域或者广域范围内信息可靠传递，让分处不同地域的物体能够协同工作，在当代信息通信技术中具有重要的地位。该课程内容包括物联网通信的基本概念、实现技术和典型应用。首先讨论物联网通信的基本概念和体系结构，以及典型应用与展望；其次介绍物联网的关键通信技术，如近距离通信技术（Bluetooth、WiFi、ZigBee等）、互联和电信领域的通信技术（2G/3G/4G等），然后讲述与物联网相关的网络安全、定位技术、中间件技术及嵌入式系统；最后介绍一些物联网通信技术的典型应用及未来将在物联网领域大有可为的应用和技术，如泛在网、异构网和云计算等。通过对本课程的学习，学生能够系统地掌握物联网通信技术的基本概念、理解物联网通信的核心内涵，理解物联网通信系统的架构和通信协议、掌握其关键技术、典型应用与研发知识。使学生具有一定的通信系统应用设计和研发能力。

传感器作为信息获取的关键环节，在当代信息社会中具有十分重要的地位。该课程内容包括各种传感器的工作原理、组成结构、特性参数、设计和选用的基本知识，并列举大量实例，对各类传感器在各种设备和检测过程中的典型应用作了系统的阐述，对其他现代新型的传感器也作了简要介绍。通过本课程的学习，让学生获得误差分析基础及检测技术与测量系统的基本知识，掌握各类传感器的工作原理、基本结构、测量电路和应用，并对传感器、现代检测技术与仪表技术等的发展现状及趋势有一定深度的认识；同时使学生能够在自动化系统、智能化系统中正确地应用常用的传感器。

物联网识别技术是物联网工程应用系统中的关键技术，介绍常用的识别技术包括条码技术和二维码技术，以及RFID技术等等，通过掌握各种识别技术的历史发展和基本原理以及其实现方式，培养学生利用各种识别技术开发物联网应用系统的能力。

无线传感器网络是物联网感知层的关键技术之一，具有从物理世界收集数据，并对所收集的数据进行初步处理的能力。课程目的是使学生：理论上掌握无线传感网的基本概念。实践上掌握蓝牙、Zigbee、WiFi、自组织网络等无线网络的组建，熟悉其网络协议的使用。主要理论知识点：蓝牙、Zigbee、WiFi的基本原理，自组织网络的原理等。主要实践内容：蓝牙技术，Zigbee组网技术，WiFi的组网技术，相关的网络协议栈的使用等。

物联网工程设计与实施是综合运用感知层、网络层和应用层等关键技术和知识，进行传感设备、RFID设备、网络、嵌入式系统的选型，从而完成物联网系统的构建的综合性课程。该课程从工程实施方法论的视角审视物联网工程设计与实施中的主要问题，从需求出发，按照物联网工程主要步骤，介绍物联网工程的设计方法、设计条件、设计结果及工程实施方法。内容涵盖物联网工程设计与实施概述、需求分析与可行性研究、网络设计、数据中心设计、物联网安全设计、软件工程基础、物联网应用软件设计、物联网工程实施、物联网运行维护与管理等。通过该课程的学习，使学生能够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。

本课程是物联网工程专业的专业必修课程。主要内容涵盖了物联网中所需的控制理论和技术，包括经典控制理论、现代控制理论、计算机控制技术、传感网中的控制技术和网络控制系统。首先，重点讲述控制技术的基础知识，然后介绍现代控制关键技术，并以无线传感网为背景介绍其中的路由、定位、跟踪以及覆盖等控制技术，最后介绍网络控制的一些最新技术。此外，本课程将结合实际控制系统应用背景讲授基于计算机的多种控制工程分析和设计手段。通过本课程的学习，学生能够系统地掌握物联网控制技术的主要基础知识，理解物联网控制的概念、定义，理解物联网控制关键技术、典型应用、产业发展、应用与开发知识。使学生具有一定的应用设计的能力。课程的内容在理论基础上，掌握当前最新的前沿发展与应用现状及技术，为更加深入学习物联网控制理论和从事物联网工程应用实践打下良好的基础。

物联网数据处理是一门重要的专业必修课程。物联网是通过新一代的IT技术（如RFID射频识别技术、云计算技术等）将传感器装备或者嵌入到全球各行各业的物体中，通过相互之间的链接形成“物联网”，然后通过云计算技术和超级计算机对收集到的海量数据进行处理和分析，达到对物体智能化管理和控制的目的。它的任务是掌握数据库原理、数据库中间件技术及数据挖掘知识；掌握基本的数据处理方法与技术；理解大数据处理以及云计算等相关知识。

课程的主要任务是使学生了解物联网信息安全所涉及到的安全需求分析、安全技术框架、密码与身份认证技术、物联网感知层安全、物联网网络构建层安全、物联网管理服务层安全、物联网综合应用层安全等常用物联网信息安全所涉及的基本知识和工作原理；使学生理解物联网感知层、网络层、服务管理层以及应用层等各个层次安全技术、安全机制、存在的安全隐患及防范方法；使学生能够运用所学的安全技术和理论进行安全方案和安全策略的设计，并能使用现有的安全软硬件，结合物联网某种应用系统的需要，进行相关的设计和编程，满足特定应用系统所需的安全。课程的教学目标使学生掌握物联网信息安全理论基础知识和基本工作原理，培养学生具有工程问题需求分析能力，能够综合运用所学知识和工程技术完成实验设计、实施，并对实验结果进行分析。

七、实践能力和创新能力的培养

（一）集中性实践教学环节安排表（附表2）

（二）培养实践能力和创新能力的主要措施：

◆科学合理设置实践教学环节

根据专业能力培养要求，在实践教学体系的构建上注重学生能力培养的整体设计，制定并完善了校内、外实习、课内实验、课程设计、综合应用课程设计和毕业实习环节。

◆提高课内实验的设计性、综合性实验的比例

实践环节的设计要体现设计性、综合性、创新性，全面提高学生的实践能力的培养。在新修订的人才培养方案配套的教学大纲中更新实验教学内容，提高课内实验中的设计性、综合性实验的比例。在实验环节上，以学生为主体，教师为主导，倡导自主学习。

◆设置综合应用课程设计

以专业基本技能和专业核心应用能力为基础，在工程环境中完成一个真实产品或系统的设计，提高学生专业相关知识的综合运用能力，提高专业技能。

◆开放创新实验室、鼓励学生参加课外科技创新活动

全面开放学院电工电子实验教学中心的创新实验室，实验室采取学生自我管理方式，形成师生互动、学生互动的氛围。首先，教师主动参与，通过报告、座谈、指导等多种方式交流信息，传授知识和技能。以定期举办研讨会等形式多样、丰富多彩的活动。通过立项和研究小组的方式开展创新实践活动，项目申请、资料检索、材料购买、系统调测等全部由学生独立完成，培养了学生自主学习能力和独立工作能力。鼓励学生参加大学生全国物联网竞赛等课外科技创新活动，部分学生参与到教师的纵、横向科研项目中，锻炼学生的实践能力和研究创新能力，通过全面参与科技创新活动促进学生科学素质和创新能力的全面提高。

◆加强校企合作，提供企业就业实习平台

校企合作能将企业真实的应用需求、应用环境直接提供给学生，通过校企共建实验平台，让学生在企业中，结合学校学到的理论知识，在实践中培养自己的实践动手能力，并激发学生应用知识创新的解决生活实际中问题的能力。

◆切实做好毕业设计（论文）环节

毕业设计（论文）是培养学生理论联系实际、综合分析解决实际问题能力的重要实践教学环节，是对学生在校四年学业中的基础理论知识、运用工具知识、实际动手能力、知识创新等综合知识能力的综合训练，对培养工程实践能力具有重要意义。对此，毕业设计的选题要尽量来源于生产实践实际和科研课题，做到“真题真做”。实际课题有助于学生主动学习，激励学生的独创精神，培养学生的创新能力。