物联网知识体系与学科建设_王志良教授

物联网技术物联网技术体系和体系和学科建设学科建设演讲者介绍演讲者介绍l北京科技大学计算机与通讯学院物联网与电子工程系主任，北京科技大学计算机与通讯学院物联网与电子工程系主任，l国家二级教授国家二级教授,国务院特殊津贴专家国务院特殊津贴专家l北京市物联网产业规划北京市物联网产业规划 首席科学家首席科学家l国家重大专项物联网课题总体组专家国家重大专项物联网课题总体组专家l教育部视频精品公开课教育部视频精品公开课物联网与科技强国物联网与科技强国主讲教师主讲教师l中国电子商务物联网技术产品应用专业委员会常务理事、专家中国电子商务物联网技术产品应用专业委员会常务理事、专家组成员组成员 l全国物联网人才产学研发展教育联盟（筹备）召集人。全国物联网人才产学研发展教育联盟（筹备）召集人。l王志良，王粉花，王志良，王粉花，物联网工程概论物联网工程概论（高校教材），机械工（高校教材），机械工业出版社，业出版社，20112011年年4 4月月l王志良，闫纪铮，王志良，闫纪铮，普通高等学校物联网工程专业知识体系和普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划课程规划，西安电子科技大学出版社，西安电子科技大学出版社，20112011年年8 8月月演讲大纲演讲大纲l1、物联网技术l2、物联网知识体系与课程规划l3、我们的一些实践l4、总结物联网技术物联网技术l（见另页）物联网工程专业之教育发展物联网工程专业之教育发展l2010年，教育部批准40所高校办学l2011年初，第二批批准27所高校l2012年2月，教育部批准80所高校办学l目前，共有147所学校开办物联网工程专业，还有在其他专业下开设（物联网方向）的办学模式，l约200所高职高专办物联网应用技术专业l估计近500所高校已办或准备开办物联网专业北京科技大学物联网工程专业北京科技大学物联网工程专业l我校是教育部批准的首批物联网工程本科专业的28所学校之一，2011年又被批准为首批国家级高等学校(物联网工程)特色专业建设的6所学校之一。l我校进行物联网工程专业的教学工作起步较早，l2012年9月已有物联网专业的四年级本科学生，教材建设教材建设l王志良、王粉花、石志国、王新平等一批老师积极探索，已出版：l物联网：现在与未来-机械工业出版社l物联网工程概论 -机械工业出版社l物联网工程实训教程（与概论配套）l物联网知识体系与课程规划l-西安电子科技大学出版社l物联网工程导论（16学时）-新生教育用出版著作出版著作l王志良教授主编的“物联网现在与未来”一书是全国物联网技术蓬勃发展中呈现出来的一颗灿烂的明珠。它反映了当代物联网技术发展的趋势，包括物联网的支撑技术协议及标准，科学以及物联网的应用，甚至为我们描绘了物联网的“未来与挑战”。该书是到目前为止我国物联网技术方面较为全面、深刻的一本书籍，该书已得到同行的赞许及好评，其将为我国物联网技术的发展起到重要的作用。l我本人拿到该书已阅全文，认为该书十分难得可贵。望王志良教授再接再厉为我国物联网技术的发展发挥重大的作用。普通高等教育物联网工程专业规划教材普通高等教育物联网工程专业规划教材购书联系人：西安电子科技大学出版社毛红兵，mhb_；13759968632郭建明(029-88202945 13310985809 QQ：805599738)一、物联网工程专业知识体系与课程规划，西安电子科技大学出版社出版，购书联系人：毛红兵，mhb_；罗立峰这本书附录有这本书附录有22所首批开办物联网专业的高校的教学大纲，所首批开办物联网专业的高校的教学大纲，此书主要讲述如何编写物联网专业的教学大纲和课程规划。此书主要讲述如何编写物联网专业的教学大纲和课程规划。二、物联网工程导论，西安电子科技大学出版社出版，这本书主要面向物联网工程专业一年级新生，为导入型的入门教学课程。这本书主要面向物联网工程专业一年级新生，为导入型的入门教学课程。建议授课学时为建议授课学时为16学时，可作为物联网工程专业低年级本科教材使用。学时，可作为物联网工程专业低年级本科教材使用。三、物联网工程概论，机械工业出版社出版，购书联系人：李红勇，13520220347,010-88379766，这本书主要面向物联网工程专业大三学生，这本书主要面向物联网工程专业大三学生，主要讲述主要讲述RFID、WSN、M2M等物联网主要技术内容。等物联网主要技术内容。四、物联网工程实训教程，机械工业出版社出版，这本书主要面向物联网工程专业大三学生，与这本书主要面向物联网工程专业大三学生，与物联网工程概论物联网工程概论配套配套使用，使用，主要讲授教学实验、教学实训与习题解答。主要讲授教学实验、教学实训与习题解答。全国高校物联网知识体系与课程规划研讨会全国高校物联网知识体系与课程规划研讨会 在北京科大召开在北京科大召开 (2011年年 6月月12日日)全国物联网专业教学与专业建设高级研全国物联网专业教学与专业建设高级研讨会议（讨会议（7月月22-25，北京科技大学），北京科技大学）l发言专家发言专家：天津大学、北京科大、北邮、山东大学、天津大学、北京科大、北邮、山东大学、四川大学、武汉大学、西南交大、青岛科大、天津中德职四川大学、武汉大学、西南交大、青岛科大、天津中德职业技术学院、微软中国、业技术学院、微软中国、ARMARM中国、研华中国、国家传感中国、研华中国、国家传感器工程中心、大唐移动、天津物联网产业研究院、神州泰器工程中心、大唐移动、天津物联网产业研究院、神州泰岳等物联网产学研领域的院士与专家岳等物联网产学研领域的院士与专家l会议内容会议内容：1如何申报物联网专业；如何申报物联网专业；2 2、知识体系与课、知识体系与课程规划；程规划；3 3、课堂授课与教学实践；、课堂授课与教学实践；4 4、行业需求与学生就、行业需求与学生就业；业；5 5、实验内容与实训平台建设；、实验内容与实训平台建设；6 6、如何申报物联网项、如何申报物联网项目；目；l筹备成立筹备成立全国物联网人才产学研发展教育联全国物联网人才产学研发展教育联盟盟（欢迎参加，担任职务）（欢迎参加，担任职务）问题的提出问题的提出l大潮当前，大家需要有一个办学的参考，有一个“砖”可以引“玉”（教学计划，培养方案）l首先分析物联网的特征、特性l总结物联网知识体系l归纳物联网课程体系l学习“卓越工程师计划”，贯彻CDIO,思考办学特色，提倡物联网精神。l中国的工程专业教育改革之路l注重（物联网工程师）职业道德培养物联网教育物联网教育-任重道远任重道远l如何进行教学-不清楚l何时能有一个教育界的共识？l教学活动从哪里开始？切入点是什么？l如何进行创新性教学？l我们所依据的出发点在哪里？物联网学科建设路线图物联网学科建设路线图l研究确立知识体系（1-2年）l课程规划研究(1-2年)l编写教材（1-？年）l实践环节研研究（1-4年）l实验室建设l教学活动（至2015年）l全国大会，大家交流教学心得l总结经验教训，形成共识l4-5年为一个较完整的初级阶段物联网精神物联网精神开放、包容、探索、创新开放、包容、探索、创新l要敢于要探索、创新，l敢于抛砖引玉，不怕失败l要交流，研讨，打算每年开一次全国教学心得交流会议，共同进步l要把物联网教育引向深入（大学，高职高专不同层次的教学内容研究）物联网知识体系与课程规划研究物联网知识体系与课程规划研究l见另页第一章第一章 绪论绪论l 物联网发展背景物联网发展背景u 历史背景u 社会背景u 技术背景u 经济与社会效益l 物联网发展概况物联网发展概况阶段阶段 浪潮浪潮 大致时间大致时间经济现代化经济现代化 社会现代化社会现代化 第一次 现代化 第一次 17631870 第一次产业革命、机械化 城市化、社会分化流动 第二次 18701945 第二次产业革命、电气化 电器化、普及义务教育 第三次 19461970 第三次产业革命、自动化 福利化、普及中等教育 第二次 现代化 第四次 19702020 第四次产业革命、信息化 网络化、普及高等教育 第五次 20202050 新生物学革命、新生效应 仿生化、创生再生永生 第六次 20502100 新物理学革命、新物效应 体验化、新时空新能源 世界现代化历程中的两个阶段和六次浪潮中国信息科技发展规划第一章第一章 绪论绪论l 物联网工程的定义与界定l 专业特色与学科基础l 专业人才培养目标l 如何使用此书物联网精神-开放，包容，探索，创新物联网特征-技术高度集成，学科复杂交叉，综合应用广泛培养特色-动手能力极强，创新层次，以探索性、设计性实验及工程训练为主，突出学生创新能力和实践能力的培养培养模式-宽口径、厚基础、重实践、求创新第第二二章章 工程专业教育与知识体系工程专业教育与知识体系l专业教育内容与要求l专业教育的基本定位l专业教育的能力培养l基本学科能力培养l系统能力培养l创新能力培养l可持续发展能力培养l专业教育中的实践环节第第二二章章 工程专业教育与知识体系工程专业教育与知识体系l专业教育中的知识体系l知识体系框架u知识领域u知识模块u知识单元u知识点知识体系结构图第三章第三章 物联网知识体系物联网知识体系l物联网l定义、框架l技术标准l关键技术和难点l物联网工程专业知识体系l知识领域l知识模块l知识单元l知识点l知识体系与课程体系的关系物物联联网网框框架架模模型型物联网标准体系框架物联网标准体系框架物联网工程专业知识体系物联网工程专业知识体系第四章第四章 物联网课程体系物联网课程体系l总体培养目标l学制与学位l课程分类l课程设置l总体框架l具体课程说明l课程体系物联网专业课程体系结构物联网专业课程体系结构物联网工程课程参照物联网工程课程参照物联网课程系统结构物联网课程系统结构物物联联网网工工程程课课程程计计划划建建议议总结总结l知识体系与课程体系的对应总结l教学方案的指定参考l呼吁进行物联网工程师的职业道德教育16学时，主要作为新生一二年级的专业教育内容讲授顺序：物联网起源应用举例支撑技术知识体系-课程安排做合格的物联网工程师8月份由西安电子科技大学出版社出版l在所有专业课前面开设l对专业有一个总体把握l确定4年的学习方向l树立良好的职业道德l国家的战略性新兴产业 41 l保研 考研l15%以上的保研指标l宽出口：研究生可以上电子科学与技术、通信与信息系统、计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术、物理学l出国lEE/CS专业lTOP 1 major in P.R.China in 2011l就业l1.公务员（优势突出）l2.大唐电信投50亿成立物联网基金l3.国家补贴100亿支持车联网l4.2010年8月9日，中国移动巨资成立物联网研究院l5.“物联网”概念股火爆 产业或比互联网大30倍l6.国家十二五规划助力物联网 未来将成万亿级产业l。lRFID技术lWSN/ZigBee技术l组网技术l微机电系统技术l物联网工程师的职业道德培养l做人、处世、学习是我们在大学里必须学会的人才之道。lCDIO工程教育模式l健全人格+心理养成l蔡元培的理想大学教学l中国的孔孟（墨）之道+英国的独立人格教育+德法的高深学问研究+美国的服务社会l首先，要明确物联网工程专业的培养目标。l其次，弄清物联网工程专业的知识体系，了解物联网工程专业的教学计划。l再次，注重综合素质的全面提升l第四，刻苦努力，追求上进，合理安排时间，科学做好规划l最后，培养创新精神和全球视野（已经为山东大学、西南科技大（已经为山东大学、西南科技大学等高校选为教材）学等高校选为教材）l课程主线课程主线l一般介绍（2学时）l应用举例（4学时）l关键技术（4学时）l知识体系（2学时）l课程安排（2学时）l对物联网人才的要求（2学时）物联网工程概论物联网工程概论内容结构内容结构（讲授（讲授2学时）学时）定义定义 发展概况发展概况框架结构框架结构标准体系标准体系4123关键技术和难点关键技术和难点5应用领域应用领域 6第一章目录（讲授（讲授4学时学时+实验实验2学时）学时）EPCEPC编码协议编码协议EPCEPC系统结构系统结构EPCEPC条形码标签条形码标签EPCEPC、条形码、条形码、RFIDRFID标签标签4123第二章目录lRFID基础实验基础实验l14443A协议实验协议实验l卡片存储其读写实验卡片存储其读写实验l卡片加密及访问控制位修改实验卡片加密及访问控制位修改实验（讲授（讲授4学时）学时）传统传感器基础知识传统传感器基础知识 几种常用传感器介绍几种常用传感器介绍 智能传感器智能传感器MEMSMEMS技术技术4123传感器接口技术传感器接口技术 5第三章目录（讲授（讲授4学时学时+实验实验4学时）学时）无线传感器网络概述无线传感器网络概述无线传感器网络的技术体系无线传感器网络的技术体系无线传感器网络的通信协议无线传感器网络的通信协议无线传感器网络的技术标准无线传感器网络的技术标准4123多传感器网络的信息融合多传感器网络的信息融合 5第四章目录lZigBee实验实验l多点自组织网实验多点自组织网实验lZigBee协议分析实验协议分析实验l定位实验定位实验（讲授（讲授4学时学时+实验实验2学时）学时）概述概述 M2MM2M的体系结构，协议，内容的体系结构，协议，内容 M2MM2M模块模块M2MM2M应用应用4123M2MM2M前景和挑战前景和挑战 5第五章目录lM2M实验实验l超级终端配置超级终端配置l功能实现功能实现（讲授（讲授4学时学时+实验实验2学时）学时）云计算与互联网云计算与互联网2云计算简介云计算简介1云计算实现技术云计算实现技术3第六章目录l云计算实验云计算实验lHello Azurel云存储云存储（讲授（讲授4学时）学时）开放复杂智能系统开放复杂智能系统 知识的获取、表达与推理知识的获取、表达与推理数据库技术数据库技术412分布智能分布智能5第七章目录（讲授（讲授4学时）学时）物联网安全性概述物联网安全性概述 物联网身份识别技术物联网身份识别技术基于零知识证明的识别技术基于零知识证明的识别技术312物联网密钥管理技术物联网密钥管理技术4第八章目录 物联网密钥管理系统物联网密钥管理系统物联网密钥产生技术物联网密钥产生技术 密钥的分散管理与托管密钥的分散管理与托管756物联网中消息鉴别和数字签名物联网中消息鉴别和数字签名8第八章目录 信息隐藏概述信息隐藏概述信息隐藏基本原理信息隐藏基本原理数字水印数字水印 11910物联网物联网IPIP安全安全12第八章目录（讲授（讲授2学时）学时）物联网下的控制理论基础物联网下的控制理论基础 信息论基础信息论基础 网络科学基础网络科学基础 CPSCPS理论基础理论基础 4123物联网的关键的科学问题物联网的关键的科学问题 5物联网的建模探究物联网的建模探究 6第九章目录第1章为2个学时(讲授2个学时)第2章为6个学时(讲授4个学时、实验2个学时)第3章为4个学时(讲授4个学时)第4章为8个学时(讲授4个学时、实验4个学时)第5章为6个学时(讲授4个学时、实验2个学时)第6章为6个学时(讲授4个学时、实验2个学时)第7章为4个学时(讲授4个学时)第8章为6个学时(讲授4个学时)第9章为2个学时(讲授2个学时)综合案例为4个学时(实验4个学时)教学计划物联网工程实训教程物联网工程实训教程教材通报教材通报8月份由西安电子科技大学出版物联网工程实训教程物联网工程实训教程实验、案例与习题解答实验、案例与习题解答l物联网工程概论物联网工程概论的姊妹篇的姊妹篇主要内容主要内容应用案例应用案例基础实验基础实验习题解答习题解答应用案例应用案例应用案例应用案例认识案例认识案例设计案例设计案例实训案例实训案例智慧城市智慧城市灾害监测灾害监测智能电网智能电网智慧校园智慧校园车联网车联网猫猫机器人猫猫机器人物联网终端物联网终端智慧城市智慧城市灾害监测灾害监测智能电网智能电网车联网车联网智慧校园智慧校园数字家居数字家居家庭智能终端机器人家庭智能终端机器人无线无线网线语音、视频、触摸屏老人物联网终端老人物联网终端物联网实验物联网实验物联网实验物联网实验系统和仿真实验系统和仿真实验物联网基础实验物联网基础实验系统综合实验系统综合实验TinyOSNS2仿真仿真云计算仿真云计算仿真RFID实验实验ZIGBEE实验实验M2M实验实验物联网设备控制子网关物联网设备控制子网关物联网演示平台物联网演示平台系统和仿真实验系统和仿真实验lTinyOSl串口控制串口控制LED实验实验l点对点无线通信实验点对点无线通信实验l传感器数据采集实验传感器数据采集实验l组网协议实验组网协议实验lNS2仿真实验仿真实验l实验环境安装与基本操作实验环境安装与基本操作lTcl和和Otcl语言语言l有线网络仿真有线网络仿真l云计算仿真实验云计算仿真实验lHello Azurel云存储云存储物联网基础实验物联网基础实验lRFID基础实验基础实验l14443A协议实验协议实验l卡片存储其读写实验卡片存储其读写实验l卡片加密及访问控制位修改实验卡片加密及访问控制位修改实验lZigBee实验实验l多点自组织网实验多点自组织网实验lZigBee协议分析实验协议分析实验l定位实验定位实验lM2M实验实验l超级终端配置超级终端配置lAT指令指令l功能实现功能实现综合实验综合实验l物联网设备控制子网关物联网设备控制子网关l万能遥控器万能遥控器l物联网演示平台物联网演示平台实验建议学时实验建议学时实验内容建议学时1TinyOS实验12NS2仿真实验13云计算实验24RFID实验25ZigBee实验26M2M实验27物联网终端28物联网演示平台4今后的教学研究工作今后的教学研究工作l遵循路线图研究确立知识体系（1-2年）l课程规划研究(1-2年)l编写教材（1-？年）l实践环节研研究（1-4年）l实验室建设l教学活动（至2015年）l全国大会，大家交流教学心得l总结经验简讯，就物联网教学的核心内容形成共识总结经验简讯，就物联网教学的核心内容形成共识l探索物联网办学的成功道路，形成中国特色！办学的不同办学的不同 阶段性任务阶段性任务l1、如何申报物联网专业；l2、物联网知识体系与课程规划；l3、物联网课堂授课与教学实践；l4、物联网行业需求与学生就业；l5、物联网实验内容与实训平台建设；l6、如何申报物联网项目；l7、物联网研究内容与行业应用；物联网专业的核心课程与主干课程物联网专业的核心课程与主干课程l如何确定？l何时达成共识？筹备成立筹备成立全国物联网人才产学全国物联网人才产学研发展教育联盟研发展教育联盟，一起来做！，一起来做！l主要任务主要任务l从政产学研用一体化探讨物联网人才培养从政产学研用一体化探讨物联网人才培养l发展物联网，人才是根本；发展物联网，人才是根本；l组织机构：高校部，高职高专，教学部、行业应用部组织机构：高校部，高职高专，教学部、行业应用部l工作内容：工作内容：l1、物联网知识体系与课程规划、物联网知识体系与课程规划l2、物联网课堂授课与教学实践、物联网课堂授课与教学实践l3、物联网行业需求与学生就业、物联网行业需求与学生就业l4、物联网实验与实训平台、物联网实验与实训平台l5、物联网研发与行业应用物联网研发与行业应用 谢 谢