網絡工程專業物聯網方向課程改革研究

　　摘要：分析比較網絡工程專業和物聯網專業人才素質、能力和知識結構，提出網絡工程專業設置物聯網方向的方法，一是在原有課程中新增物聯網相關知識點，二是新增物聯網相關課程。同時給出具體知識點和新增課程，為其他專業設置物聯網專業方向提供參考。
　　關鍵詞：網絡工程；物聯網；課程
　　隨著物聯網技術和物聯網應用的發展，物聯網領域人才需求大量增長，這給各高校專業發展帶來了契機和挑戰。一些高校結合自身優勢和特色開辦了物聯網專業，一些高校對原有專業進行改造，增加物聯網專業方向。無論是新辦物聯網專業還是對原有專業進行改造，都要充分利用現有資源(包括師資、設備、實驗室、實習基地、圖書資料等)，深入研究物聯網專業人才所應具備的知識、素質和能力，制定出合理的人才培養方案。這樣，才能培養出滿足物聯網領域所需的合格人才。
　　物聯網架構從下至上可以分為感知層、網絡層和應用層[1]。感知層以二維碼、RFID、傳感器和傳感網為主，實現對“物”的識別；網絡層主要由移動通信網和互聯網組成，實現數據的可靠傳輸；應用層主要由智能終端組成，實現智能運算與智能處理。網絡工程專業知識體系涉及到網絡層和應用層大部分知識，因此，對傳統網絡工程專業課程體系進行適當改造，就能實現物聯網專業人才培養的需求。本文以某重點大學網絡工程專業物聯網方向為背景，探討網絡工程專業物聯網方向課程改造的方法[2]。
　　1概述
　　作為大學本科生，無論是網絡工程專業還是物聯
　　
　　網專業的畢業生都應具備本科生的基本素質和能力以及專業所要求的基本能力和知識。
　　1.1基本素質與基本能力
　　大學本科生應具有正確的專業價值觀和科研工程獻身精神，具有高尚的道德和全心全意為社會服務的精神、創新精神和團隊合作精神，具備能準確傳遞專業知識等信息的表達能力以及自主學習、自我發展、適應不斷變化的未來專業發展的基本能力。
　　1.2專業基本能力
　　網絡工程專業相關的能力[3]包括網絡協議的設計與實現能力、網絡規劃、設計與實施能力、網絡管理與維護能力、網絡安全防范能力、網絡應用系統的設計與開發能力、網絡設備的研究與設計能力。物聯網專業相關的能力包括物品編碼設計與傳感網絡設計能力、物聯網規劃、設計與實施能力、物聯網管理與維護能力、物聯網安全防范能力、物聯網應用系統的設計與開發能力、物聯網設備的研究與設計能力。
　　1.3知識結構
　　網絡工程專業和物聯網專業都屬于理工科電信大類，有許多共性，除了專業知識有些差異，其他知識基本相同，這些相同的知識包括：1)工具性知識，
　　 基金項目：湖南省教育廳專項教研教改項目(湘教通[2010]243號)；長沙理工大學教研教改項目(JG1123)。
　　作者簡介：姜臘林，女，副教授，研究方向為計算機網絡；王靜，男，講師，研究方向為計算機網絡；徐蔚鴻，男，教授，研究方向為人工智能在網絡中的應用。
　　
　　如外語、文獻檢索、科技寫作等；2)人文社會科學知識，如文學、哲學、政治學、社會學、法學、心理學、思想道德、職業道德、藝術等。3)自然科學知識，如數學、物理學等。4)經濟管理知識，如經濟學、管理學等。5)專業技術基礎知識，如電工電子學、數字邏輯、離散數學、程序設計、通信原理、信號與系統等。
　　通過對網絡工程專業和物聯網專業能力要求分析，可以得出網絡工程專業和物聯網專業所涉及的知識領域。網絡工程專業知識領域包括數據結構與算法、計算機組成原理、微機接口與控制技術、操作系統、計算機網絡原理與協議工程、程序設計語言、數據庫原理與技術、軟件工程、嵌入式系統、無線通信與網絡、網絡安全、網絡管理、網絡程序設計、網絡互聯技術、網絡系統設計、人工智能等。
　　物聯網專業知識領域包括數據結構與算法、計算機組成原理、微機接口與控制技術、操作系統、計算機網絡原理與協議工程、程序設計語言、數據庫原理與技術、軟件工程、嵌入式系統、無線通信與網絡、物聯網安全、物聯網管理、物聯網應用、網絡融合技術、物聯網設計、智能處理、射頻識別技術、無線傳感網絡技術等。
　　2網絡工程專業物聯網方向課程體系
　　對比分析網絡工程專業和物聯網專業知識結構，我們發現，其中絕大多數專業知識相同，新增的主要知識是物聯網感知層的知識。原網絡工程專業中的一
　　
　　些課程已經涵蓋了大多物聯網知識領域，這些知識包括局域網、城域網、廣域網、接入網、TCP/IP、移動通信、衛星通信、WiFi、藍牙、嵌入式系統、網絡安全、網絡管理、網絡互聯、網絡系統設計、網絡應用開發等。因此，在網絡工程專業中新增物聯網方向是可行的，也是易于實現的。
　　網絡工程(物聯網方向)專業課程改造的主要方法有兩種，一是在原有課程中增加物聯網相關知識點；二是對原課程體系中沒有涉及到的知識領域增加新的課程。表1給出了網絡工程專業物聯網方向改造課程及新增課程。其中，帶“*”的是新增課程和新增知識點。網絡工程導論課程中增加了物聯網概述，包括物聯網基本概念、物聯網架構、物聯網關鍵技術。網絡安全課程中增加了物聯網安全，包括感知節點本地安全、感知網絡傳輸與信息安全、物聯網業務的安全。網絡管理課程中增加了物聯網管理，包括物聯網網絡管理的內容和結構模型、傳感器設備管理、FRID設備管理。網絡協議編程課程中增加了物聯網中間件開發技術和物聯網應用開發技術。網絡系統設計課程增加了物聯網設計規范和物聯網設計實例。網絡互聯課程中增加了物聯網的感知層設備互聯基礎、物聯網設備配置和物聯網綜合案例。人工智能課程中增加了智能處理算法和數據融合與信息處理。對于原課程體系中沒有涉及到的感知層知識增加相應課程，包括射頻識別技術和無線傳感網絡。
　　
　　表1網絡工程專業物聯網方向改造課程及新增課程
　　類別課程主要知識點
　　專業基礎網絡工程導論數據存儲與操作、操作系統、算法、程序設計語言、軟件工程、數據抽象、數據庫系統、人工智能、計算機網絡、網絡安全與管理、網絡規劃設計、物聯網概述*
　　專業必修網絡安全信息安全概論、網絡信息安全理論基礎、對稱密碼體系、公鑰密碼體制、散列函數與數字簽名、密鑰管理及公鑰基礎設施、IP層安全協議 、Web安全、網絡集成安全技術、物聯網安全*
　　網絡管理網絡管理概論、抽象語法表示ASN.1、管理信息庫MIB-2、簡單網絡管理協議、遠程網絡監視、Windows 2003網絡管理、Red Hat Linux 9.0網絡管理、常用網絡管理軟件的使用、物聯網網絡管理的內容和結構模型*、傳感器設備管理*、FRID設備管理*
　　網絡協議編程C#基礎、數據類型與Windows編程、Socket編程、TCP / UDP編程、FTP應用編程、SMTP與POP3應用編程、HTTP應用編程、數據加密與解密技術、P2P應用開發技術、物聯網中間件開發技術*、物聯網應用開發技術*
　　網絡系統設計設計規范(局域網、城域網、廣域網、物聯網*)、需求分析、結構設計、性能設計、安全設計、物理設計、物聯網設計實例*
　　物聯網
　　方向選修網絡互聯技術網絡互聯基礎(物聯網的感知層設備互聯基礎)*、IP編址、路由器基本配置、路由協議(靜態路由、RIP、EIGRP、OSPF)、訪問控制列表、遠程接入(PPP、HDLC、NAT)、交換基礎和VLAN、STP、物聯網設備配置*、綜合實訓(物聯網綜合案例)*
　　
　　人工智能人工智能的數學基礎、知識與知識表示、經典邏輯推理、不確定與非單調推理、搜索策略、人工神經網絡、機器學習、智能處理算法*、數據融合與信息處理*
　　射頻識別技術*RFID基本概念、射頻識別系統的工作原理、電子標簽芯片設計、標簽天線設計、電子標簽封裝技術、讀寫器的設計與實現、RFID中間件及系統集成技術、RFID公共服務體系、RFID的測試與分析技術、射頻識別技術規范
　　無線傳感網絡*無線傳感網絡拓撲控制、路由協議、介質訪問協議和短距離低功耗無線通信標準、定位機制、時間同步、網絡安全、數據管理和數據融合、傳感器節點的硬件平臺、編程語言nesC、操作系統TinyOS、跟蹤系統和環境監測系統
　　注：帶“*”的是新增課程和新增知識點
　　
　　4結語
　　物聯網技術及其應用的發展，使得物聯網人才需求激增，這給高校專業發展帶來機遇。對此，我們分析比較網絡工程專業和物聯網專業人才素質、能力和知識結構后，認為在網絡工程專業設置物聯網方向是可行的。這種在相關專業設置物聯網專業方向的方
　　
　　法，充分利用了原有專業資源，提高了專業人才就業競爭力，緩解了物聯網人才短缺現狀。對此，我們還詳細闡述了網絡工程專業物聯網方向課程改造方法，為高校物聯網相近專業(網絡工程、計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、電子工程、通信工程、自動化、材料工程)[4]設置物聯網方向提供了參考。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 周洪波. 物聯網:技術、應用、標準和商業模式[M]. 北京:電子工業