引論:我們?yōu)槟砹?3篇物聯(lián)網(wǎng)安全論文范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
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1.2信息安全的傳統(tǒng)要求
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把信息安全定義為“信息的完整性、可用性、保密性和可靠性”,控制安全則指“身份認(rèn)證、不可否認(rèn)性、授權(quán)和訪問(wèn)控制”。完整性強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的防篡改功能,可用性強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)能按需使用,保密性強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,可靠性則強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)能完成規(guī)定功能。在物聯(lián)網(wǎng)信息處理的各個(gè)環(huán)節(jié),這些要求應(yīng)當(dāng)?shù)玫綕M足。例如,在數(shù)據(jù)感知技術(shù)中普遍采用的RFID,在閱讀器和RFID標(biāo)簽之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),由于標(biāo)簽的運(yùn)算能力非常弱,且兩者之間采用的是無(wú)線方式通信,惡意用戶通過(guò)克隆、重放、中間人攻擊等手段,從而達(dá)到竊聽(tīng)、修改數(shù)據(jù)的目的。
2物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)的信息安全提出的新要求
通常認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)體都部署有具備一定感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的嵌入式芯片和軟件,即“智能物體”。終端的智能化,使得物聯(lián)網(wǎng)中的信息安全面臨更多的挑戰(zhàn)。下面列舉幾個(gè)實(shí)例加以說(shuō)明。
2.1智能物體更易暴露隱私
近年來(lái)屢見(jiàn)不鮮的手機(jī)用戶信息遭遇泄露,只是隱私權(quán)遭到侵害的實(shí)例之一。定位技術(shù)的日臻成熟,使得諸如智能化手機(jī)等智能物體的應(yīng)用也日趨普及,與之相關(guān)的LBS(LocationBasedServices)為生活帶來(lái)極大便捷。通過(guò)LBS,可確定移動(dòng)終端所在的地理位置,更重要的是能提供與位置相關(guān)的信息服務(wù)。這些信息服務(wù)能夠?qū)Α笆裁慈恕薄笆裁磿r(shí)間”在“什么地點(diǎn)”從事過(guò)“什么活動(dòng)”做出精確描述。如果攻擊者通過(guò)某種途徑獲取到信息服務(wù),那么,合法用戶的隱私信息必將一覽無(wú)遺。
2.2設(shè)備可靠性要求得到更高保障
傳感技術(shù)是信息技術(shù)的支柱之一。經(jīng)過(guò)VigilNet、智能樓宇等應(yīng)用的驗(yàn)證,傳感器在數(shù)據(jù)采集方面的功能已毋庸置疑。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中也普遍采用傳感器作為感知層的重要設(shè)備。大量部署的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在傳統(tǒng)的傳感器基礎(chǔ)上,集成了智能化的處理單元和無(wú)線通信單元,能夠分析、處理、傳輸采集到的數(shù)據(jù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署方式影響傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的連通性和網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間等性能。受到通信能力和處理資源的限制,在傳統(tǒng)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,研究者開(kāi)發(fā)出CSN(認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)),即“認(rèn)知無(wú)線電傳感器節(jié)點(diǎn)的分布式網(wǎng)絡(luò)”。受傳感節(jié)點(diǎn)的物理特性、部署環(huán)境等制約,且認(rèn)知無(wú)線電所用頻譜具有不確定性,CSN的安全問(wèn)題也面臨著更為復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
2.3無(wú)線接入增加了數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)險(xiǎn)
日益成熟的無(wú)線通信技術(shù),例如Wifi、3G、4G技術(shù),因其具備的廉價(jià)、靈活、高速等特性,在數(shù)據(jù)傳輸中具備獨(dú)到優(yōu)勢(shì),成為物聯(lián)網(wǎng)主流的接入方式之一。但也面臨空間環(huán)境對(duì)無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽⑼l信號(hào)之間的相互干擾問(wèn)題,以及如何應(yīng)對(duì)無(wú)線接入的開(kāi)放性。無(wú)線信道的使用方式,決定了信息易被竊聽(tīng),甚至被假冒、篡改。在物理層和鏈路層,采取相應(yīng)的安全措施。
3對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息安全的解決思路
海量終端節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)性、多態(tài)性,數(shù)據(jù)傳輸方式的差異化、立體化,高端應(yīng)用的多樣化、復(fù)雜化,涉及感知、存儲(chǔ)、傳輸、處理和應(yīng)用的每一個(gè)細(xì)節(jié)。完善物聯(lián)網(wǎng)信息安全,需要從不同層次出發(fā),綜合運(yùn)用多種安全技術(shù)。
3.1安全標(biāo)準(zhǔn)
技術(shù)意義上的標(biāo)準(zhǔn)就是一種以文件形式的統(tǒng)一協(xié)定。如本文前言所述,物聯(lián)網(wǎng)本身缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),在一定程度上也影響了物聯(lián)網(wǎng)安全的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,但是從另一方面,也更加證明了制定統(tǒng)一安全標(biāo)準(zhǔn)的必要性,使其能更加有效地服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn),需要有國(guó)家法律法規(guī)的支持、行業(yè)企業(yè)的率先垂范,并注重網(wǎng)絡(luò)用戶安全意識(shí)的培養(yǎng)。
3.2防護(hù)體系
物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)應(yīng)考慮數(shù)據(jù)產(chǎn)生到信息應(yīng)用的每個(gè)階段,從分層、分級(jí)等不同維度,設(shè)計(jì)安全防護(hù)體系。
3.3技術(shù)手段與應(yīng)對(duì)方法
不同層次、不同級(jí)別采取的安全措施不盡相同,彼此互為補(bǔ)充,形成整合性的安全方案。結(jié)合層次特點(diǎn)、級(jí)別要求,對(duì)關(guān)鍵安全技術(shù)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
1)各類RFID裝置、傳感設(shè)備、定位系統(tǒng)等,為“物體”標(biāo)識(shí)自身存在、感知外界提供基礎(chǔ)保證,也是海量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的脆弱性、受限的存儲(chǔ)能力、頻段干擾、RFID標(biāo)簽與閱讀器之間的安全與隱私保護(hù),通過(guò)采取PKI公鑰體系、IDS系統(tǒng)、PUF等技術(shù)進(jìn)行安全保障。
2)IETF小組在設(shè)計(jì)IPv6時(shí)強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)層的安全性,要求IPv6實(shí)現(xiàn)中必須支持IPSec,使得在IP層上對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行高強(qiáng)度的安全處理,提供數(shù)據(jù)源地址驗(yàn)證、無(wú)連接數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)機(jī)密性、抗重播和有限業(yè)務(wù)流加密等安全服務(wù)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信中使用的UMTS網(wǎng)絡(luò)基于雙向認(rèn)證,提供對(duì)接入鏈路信令數(shù)據(jù)的完整性保護(hù),并且密鑰的長(zhǎng)度增加到128bit。
3)未來(lái)的云計(jì)算服務(wù)將為用戶提供“按需服務(wù)”,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的存儲(chǔ)計(jì)算及應(yīng)用資源的合理分配,并利用虛擬化實(shí)例間的邏輯隔離實(shí)現(xiàn)不同用戶之間的數(shù)據(jù)安全。基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心建設(shè),為數(shù)據(jù)挖掘等數(shù)據(jù)的智能處理提供了高效、可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。
4)物聯(lián)網(wǎng)提供多樣化的集成應(yīng)用,對(duì)業(yè)務(wù)的控制和管理比較突出。建立強(qiáng)大而統(tǒng)一的安全管理平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)有效管理的一個(gè)思路。基于上述安全模型和技術(shù)手段,用戶、管理者可以從不同層次來(lái)開(kāi)發(fā)或使用不同的安全措施。例如針對(duì)接入終端的差異性,采取基于身份標(biāo)識(shí)的終端認(rèn)證。終端認(rèn)證機(jī)制為用戶提供物聯(lián)網(wǎng)終端與網(wǎng)絡(luò)之間均雙向認(rèn)證。根據(jù)設(shè)備類型特點(diǎn),設(shè)計(jì)終端設(shè)備與接入網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之間的接口協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同的需求來(lái)設(shè)計(jì)共享密鑰或隨機(jī)密鑰。一個(gè)直接的例子,是在應(yīng)用日漸廣泛的智能停車系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)車鎖與鑰匙之間的安全通信。車鎖與鑰匙可以作為兩個(gè)對(duì)等終端,配備存儲(chǔ)器件、無(wú)線接口、密碼SoC等功能模塊,雙方通過(guò)射頻進(jìn)行通信。密碼SoC的安全性將直接影響到產(chǎn)品的功能和質(zhì)量。
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2.1概念提取安全事件的獲取可為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐,也是確保物聯(lián)網(wǎng)安全屬性概念提取的基本前提。為了對(duì)上述提取方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,本文進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇DARPA的入侵檢測(cè)數(shù)據(jù)集來(lái)實(shí)施試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練,對(duì)于安全事件及日志信息的采集方面,綜合運(yùn)用了多種方法,如文件方式、Syslog及SNMPTrap等。此外,還綜合應(yīng)用了系統(tǒng)運(yùn)行日志及數(shù)據(jù)庫(kù)等,在Matlab程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方面則選擇了數(shù)據(jù)的概念劃分算法。在概念提取方面選擇了屬性CPU利用率作為案例,其中涵蓋了系統(tǒng)運(yùn)行48過(guò)程中產(chǎn)生的2880條數(shù)據(jù)。圖1為CPU利用率頻率分布情況,從圖中可看出,大多數(shù)時(shí)間系統(tǒng)的CPU利用率相對(duì)較低,但當(dāng)CPU利用率達(dá)到60%以上時(shí),隨著CPU利用率的逐漸升高,數(shù)據(jù)分布也表現(xiàn)出了越來(lái)越稀疏的狀態(tài),數(shù)據(jù)分布情況和系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況之間保持一致。借助EAQC算法對(duì)系統(tǒng)中CPU利用率情況采取概念提取的方式進(jìn)行評(píng)估,為盡可能簡(jiǎn)化計(jì)算,研究中假定梯形云的左右半云熵及超熵相同,借助云變換算法所得到的對(duì)應(yīng)數(shù)字特征情況如表1所示。
2.2概念合并根據(jù)MAQC算法,對(duì)上述9個(gè)不確定性概念實(shí)施了合并,假設(shè)σ=2.5,則再通過(guò)兩次合并后,就可獲得5個(gè)不確定性概念,而這幾個(gè)概念所對(duì)應(yīng)數(shù)字特征的具體情況如表2所示。可以看出,在最終得到的5個(gè)定性概念能夠相對(duì)準(zhǔn)確地表現(xiàn)出CPU利用率的具體分布情況。同時(shí),這些合并后的概念云中涵蓋了原子概念云的取值區(qū)間,即使在進(jìn)行概念提升后的云模型概念集合無(wú)法完全客觀表現(xiàn)出原始數(shù)據(jù)的具體分布情況,但這些合并后的云模型概念集合相對(duì)更符合人的思維,因此可被接受并加以有效應(yīng)用。其中屬性值借助逆向云發(fā)生器的作用,就能有效判斷其對(duì)概念的隸屬度,只需根據(jù)極大判別法便可得到屬性值所屬的概念,在此基礎(chǔ)上完成對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全要素?cái)?shù)值型數(shù)據(jù)的有效軟化分。
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從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看,城市生命線工程的研究主要集中在地震震害分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、應(yīng)急管理等方面。1991年美國(guó)麻省理工的Kevin教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofThings)的概念,是指將利用RFID等傳感技術(shù)隨時(shí)隨地獲取物體的信息,然后通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去,最后利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理,從而對(duì)物體實(shí)施智能化控制。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外陸續(xù)開(kāi)展了物聯(lián)網(wǎng)在供熱、供氣和供水等方面的應(yīng)用研究,并在此基礎(chǔ)上將物聯(lián)網(wǎng)與GIS相結(jié)合,提出基于物聯(lián)網(wǎng)和GIS的基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)。目前關(guān)于城市生命線工程方面的研究主要存在以下問(wèn)題:1)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)單獨(dú)應(yīng)用在某一類生命線工程中,尚無(wú)建立統(tǒng)一的運(yùn)維應(yīng)急管理框架以及各部門(mén)間的協(xié)同響應(yīng)機(jī)制;2)物聯(lián)網(wǎng)與三維GIS的融合從一定程度上解決了運(yùn)維階段發(fā)生事故時(shí)管道線路的定位問(wèn)題,在利用三維動(dòng)態(tài)模擬不同管線之間以及管線與建筑物之間的具體關(guān)系和影響問(wèn)題時(shí),必須將設(shè)計(jì)施工等信息錄入模型,需大量的手動(dòng)輸入,造成數(shù)據(jù)信息丟失嚴(yán)重。建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)的出現(xiàn)不僅可整合城市生命線工程的圖形化及非圖形化資料,提供虛擬實(shí)境模型,并納入流程的觀念,降低規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維各階段轉(zhuǎn)移工程資料的信息遺漏問(wèn)題。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織于2006年提出了CGB(CAD-GIS-BIM)架構(gòu),并制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到整合宏觀與微觀空間信息,并進(jìn)行交換與交互操作,提供城市數(shù)字化、救災(zāi)等相關(guān)應(yīng)用。事實(shí)上,BIM是三維GIS發(fā)展的新趨勢(shì),是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和維護(hù)管理的數(shù)據(jù)化工具,通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目所具有的真實(shí)信息,并在項(xiàng)目全生命周期過(guò)程中為各方主體提供信息協(xié)同、共享和傳遞,具有可視性、可模擬性等特點(diǎn)。BIM是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型,而物聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)的有效延伸,包含并兼容了互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用和資源。城市生命線工程運(yùn)維安全管理以其多領(lǐng)域、多主體、多目標(biāo)等特征,成為物聯(lián)網(wǎng)和BIM延伸和應(yīng)用的最佳平臺(tái),是實(shí)現(xiàn)智慧城市的重要發(fā)展方向,如圖1所示。
3基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的城市建筑安全生命線運(yùn)維管控平臺(tái)設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)目標(biāo)
本系統(tǒng)采用以公共安全科技為核心,以物聯(lián)網(wǎng)、BIM技術(shù)為支撐,以建設(shè)規(guī)劃管理、日常運(yùn)行管理和應(yīng)急管理流程為主線,軟硬件相結(jié)合,通過(guò)對(duì)城市生命線工程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控,旨在突發(fā)事件應(yīng)急管理等提供科學(xué)決策的技術(shù)平臺(tái)。生命線工程的各個(gè)子系統(tǒng)共用基于BIM的生命線工程動(dòng)態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理,最終為城市應(yīng)急管理提供科學(xué)決策基礎(chǔ)和依據(jù),技術(shù)體系如圖1所示。陳興海,等•基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的建筑安全運(yùn)維管理應(yīng)用研究本系統(tǒng)按照城市生命線工程建設(shè)與運(yùn)行信息的采集、傳輸、分析和應(yīng)用(簡(jiǎn)稱“感、傳、知、用”)四個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi),以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與運(yùn)行管理、信息安全為保障,分為感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用三個(gè)層面,確保各單位相關(guān)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和資源共享,如圖2所示。其中,感知層主要利用射頻識(shí)別等感知設(shè)備,即把傳感器分別安裝到生命線工程及相鄰建筑物的關(guān)鍵部位,實(shí)時(shí)獲取位置距離、力學(xué)性能、運(yùn)行參數(shù)等感知信息;網(wǎng)絡(luò)層主要通過(guò)各類相關(guān)網(wǎng)絡(luò),特別是有線寬帶和無(wú)線寬帶專網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用,對(duì)感知信息進(jìn)行安全可靠傳輸;應(yīng)用層主要是運(yùn)用云計(jì)算、云存儲(chǔ)等技術(shù),對(duì)獲取的物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行共享整合、智能分析和處理控制,通過(guò)有效的運(yùn)行管理模式,服務(wù)城市統(tǒng)一應(yīng)急管理科學(xué)決策。
3.2系統(tǒng)主要功能
模塊根據(jù)生命線工程監(jiān)測(cè)預(yù)警與應(yīng)急管理系統(tǒng)的特征和目標(biāo),并結(jié)合供水、供氣管道、電力、通訊線路,橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等類型分析,城市生命線工程安全運(yùn)維管控平臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)包括工程信息共享平臺(tái)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、三維模擬與漫游、健康診斷與安全評(píng)估與應(yīng)急預(yù)警管理的五大功能模塊。
3.3技術(shù)架構(gòu)
3.3.1工程信息共享平臺(tái)通過(guò)制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計(jì)施工階段形成BIM的基礎(chǔ)上,開(kāi)展城市生命線工程相關(guān)各單位物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備和管理對(duì)象的編碼服務(wù),收錄生命線工程的基本信息,包括工程名稱、地理位置、項(xiàng)目規(guī)模、建造日期、主要設(shè)備材料信息、參建單位相關(guān)資料,以及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置、傳感器類型、參數(shù)設(shè)定等內(nèi)容。3.3.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能夠通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集工程結(jié)構(gòu)健康安全數(shù)據(jù)信息,利用網(wǎng)絡(luò)將獲取的信息傳輸?shù)紹IM數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行位置定位,然后存儲(chǔ)在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中,用戶可以實(shí)時(shí)共享查詢所需信息。3.3.3三維模擬與漫游系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的選擇范圍生成三維瀏覽圖,從不同角度觀察生命線工程的空間位置、相互關(guān)系等信息,通過(guò)改變參數(shù)來(lái)模擬生命線工程綜合網(wǎng)絡(luò)的變化情況.3.3.4健康診斷與安全評(píng)估針對(duì)不同生命線工程的特點(diǎn),當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有異常情況時(shí),通過(guò)預(yù)先設(shè)置的閥值來(lái)判斷生命線工程的安全運(yùn)行狀況,超過(guò)設(shè)置的安全設(shè)計(jì)值將會(huì)觸發(fā)調(diào)用服務(wù)器中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行健康診斷與安全評(píng)估,并整合各單位工程的相關(guān)業(yè)務(wù)信息,實(shí)現(xiàn)智能分析研判,同時(shí)將分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)中.3.3.5應(yīng)急預(yù)警管理根據(jù)健康診斷與安全評(píng)估系統(tǒng)模塊的研判,應(yīng)急預(yù)警管理系統(tǒng)具有制定生命線工程的維護(hù)管理方案、啟動(dòng)城市聯(lián)動(dòng)防災(zāi)應(yīng)急預(yù)案,以及提供城市防災(zāi)指揮數(shù)據(jù)支持等功能。基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的城市生命線工程安全運(yùn)維管控平臺(tái)通過(guò)上述五大系統(tǒng)功能模塊,全面對(duì)工程結(jié)構(gòu)和管線安全運(yùn)維狀況開(kāi)展在線動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),系統(tǒng)維護(hù)人員和各相關(guān)部門(mén)可以通過(guò)平臺(tái)提供的客戶端查詢各個(gè)系統(tǒng)功能模塊的工作狀態(tài)和監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)時(shí)工共享信息,協(xié)同對(duì)工程出現(xiàn)的異常狀態(tài)做出及時(shí)科學(xué)決策。
4結(jié)語(yǔ)
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市公共安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患逐步增多,作為智慧城市的重要組成部分,基于物聯(lián)網(wǎng)的城市建筑安全生命線工程運(yùn)維管理平臺(tái)在城市管理中的地位也日益凸顯,它能發(fā)揮不斷提高城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理能力。通過(guò)本文研究,主要得到以下成果:
(1)針對(duì)城市生命線工程運(yùn)維安全管理多領(lǐng)域、多主體、多目標(biāo)等特征,成為物聯(lián)網(wǎng)和BIM延伸和應(yīng)用的最佳平臺(tái),是實(shí)現(xiàn)智慧城市的重要發(fā)展方向;
篇4
1物聯(lián)網(wǎng)感知層安全
感知層要全面感知外界信息,主要是采集、捕獲原始信息和識(shí)別物體。感知層設(shè)備收集的信息通常具有明確的應(yīng)用目的,如公路攝像頭捕捉的圖像信息直接用于交通監(jiān)控,使用導(dǎo)航儀可以輕松了解當(dāng)前位置及要去目的地的路線;使用攝像頭可以和朋友聊天和在網(wǎng)絡(luò)上面對(duì)面交流;使用RFID技術(shù)的汽車無(wú)匙系統(tǒng),可以自由開(kāi)關(guān)門(mén),甚至開(kāi)車都免去鑰匙的麻煩,也可以在上百米內(nèi)了解汽車的安全狀態(tài)等。但是,各種方便的感知系統(tǒng)給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí),也存在各種安全和隱私問(wèn)題。例如,通過(guò)攝像頭的視頻對(duì)話或監(jiān)控在給人們生活提供方便的同時(shí),也會(huì)被惡意企圖的人控制利用,從而監(jiān)控個(gè)人的生活,泄露個(gè)人的隱私。特別是近年來(lái),黑客利用個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的攝像頭泄露用戶的隱私事件層出不窮[1]。另外,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,有時(shí)需要同時(shí)處理、綜合利用多種類型的感知信息,不同的感應(yīng)信息可能會(huì)相互影響。同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用強(qiáng)調(diào)的是信息共享,因此,相同的信息會(huì)被不同的平臺(tái)應(yīng)用,如何處理這些感知信息將對(duì)信息的有效應(yīng)用產(chǎn)生直接影響。
1.1感知層的安全挑戰(zhàn)
1)感知層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)遭到惡意控制。2)感知節(jié)點(diǎn)所獲取的信息被非法捕獲。3)感知層的普通節(jié)點(diǎn)密鑰被控制者捕獲。4)感知層的普通節(jié)點(diǎn)被非法捕獲。5)網(wǎng)絡(luò)DoS的攻擊。6)大量感知節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、識(shí)別、認(rèn)證和控制問(wèn)題。
1.2感知層的安全需求
針對(duì)以上感知層的安全挑戰(zhàn),感知層的安全需求可以歸納為:1)保密性:大多數(shù)的感知層內(nèi)部是不需要進(jìn)行認(rèn)證和密鑰管理的,因此可考慮在整個(gè)感知層統(tǒng)一部署一個(gè)可共享的密鑰。2)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證:當(dāng)數(shù)據(jù)共享時(shí),考慮到非法節(jié)點(diǎn)接入的可能性,個(gè)別感知層的節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行認(rèn)證。3)密鑰協(xié)商:預(yù)先協(xié)商會(huì)話密鑰要在數(shù)據(jù)傳輸前進(jìn)行[2]。4)信譽(yù)評(píng)估:為降低攻擊方入侵后的危害,經(jīng)常性評(píng)估重要感知層可能被攻擊方控制的節(jié)點(diǎn)行為。5)安全路由:所有感知層內(nèi)部對(duì)安全路由技術(shù)有不同的要求。
1.3感知層面臨的安全問(wèn)題
感知層面臨的信息安全問(wèn)題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1)傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)的安全保護(hù)能力相對(duì)完整,但是當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)中大量數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送時(shí),可能會(huì)使得感知層的節(jié)點(diǎn)受到來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)的拒絕服務(wù)(DoS)攻擊。2)感知層的普通節(jié)點(diǎn)被敵手捕獲或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)被敵手控制,都會(huì)為入侵者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)起攻擊提供可能性[3]。3)要十分關(guān)注每個(gè)感知層節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、識(shí)別、認(rèn)證和控制問(wèn)題。
2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層,可以把感知層所收集到的信息安全可靠地傳送到應(yīng)用層,主要依靠網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,包括互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)和一些專用網(wǎng)(如國(guó)家電力專用網(wǎng)、廣播電視網(wǎng))等[2]。因此,在信息傳輸過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)傳輸,在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中尤為常見(jiàn),因此,極有可能產(chǎn)生信息安全隱患。物聯(lián)網(wǎng)不僅存在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)這些傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題,而且由于在物聯(lián)網(wǎng)中存在大量缺少有效管控的自動(dòng)設(shè)備,并且終端數(shù)量龐大,設(shè)備種類和應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜,這些因素都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全提出了新的挑戰(zhàn)。
2.1網(wǎng)絡(luò)層的安全挑戰(zhàn)
1)假冒攻擊、中間人攻擊等。2)非法接入。3)信息竊取、篡改。4)DoS攻擊、DDoS攻擊。5)跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)攻擊。
2.2網(wǎng)絡(luò)層的安全需求
在網(wǎng)絡(luò)層,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的信息交換是需要集中關(guān)注的安全重點(diǎn),尤其是在網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證方面需要有更好的安全防護(hù)措施。信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí),很可能被攻擊者非法獲取到相關(guān)信息,甚至篡改信息,必須采取保密措施進(jìn)行保密保護(hù)。因此,網(wǎng)絡(luò)層的安全需求可以歸納如下:1)數(shù)據(jù)保密性:數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容不能被泄露。2)數(shù)據(jù)完整性:在傳輸過(guò)程不能出現(xiàn)非法篡改數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。3)數(shù)據(jù)流保密性:有些應(yīng)用要求數(shù)據(jù)流量信息不能被泄露。4)認(rèn)證與密鑰協(xié)商機(jī)制的一致性或兼容性:需要進(jìn)行跨域認(rèn)證和不同無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所使用的不同認(rèn)證,并解決密鑰協(xié)商機(jī)制對(duì)跨網(wǎng)認(rèn)證的不利影響。5)DDoS攻擊的檢測(cè)和預(yù)防:這是物聯(lián)網(wǎng)中最常見(jiàn)的攻擊現(xiàn)象,需要采取對(duì)脆弱節(jié)點(diǎn)的DDoS攻擊防護(hù)措施[2]。
2.3網(wǎng)絡(luò)層面臨的安全問(wèn)題
2.3.1來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)接入方式的安全問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)層傳輸采用各種網(wǎng)絡(luò),如移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、有線網(wǎng)、WiFi、WiMAX等各種無(wú)線接入技術(shù),于是,保證異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間節(jié)點(diǎn)漫游和服務(wù)的無(wú)縫移動(dòng)成為了重要課題[1]。另外,物聯(lián)網(wǎng)主要依靠移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入,而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)站與固定網(wǎng)絡(luò)端之間的所有通信都是通過(guò)無(wú)線接口來(lái)傳輸?shù)摹1娝苤瑹o(wú)線接口是開(kāi)放的,這樣就使得任何使用無(wú)線設(shè)備的個(gè)體都可以竊聽(tīng)無(wú)線信道,以此竊取其中傳輸?shù)男畔ⅲ踔寥我獯鄹钠渲袀鬏數(shù)男畔ⅰR虼耍苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)存在的安全因素有無(wú)線竊聽(tīng)、身份假冒、數(shù)據(jù)篡改等。2.3.2來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)終端自身的安全問(wèn)題隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益豐富,業(yè)務(wù)終端也日趨智能化,終端的計(jì)算和存儲(chǔ)能力不斷增強(qiáng),同時(shí)也提高了終端感染病毒、木馬或惡意代碼入侵的幾率。一旦終端被入侵成功,之后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播就變得非常容易。病毒、木馬或惡意代碼在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)具有更大的傳播性和更強(qiáng)的破壞性。同時(shí),網(wǎng)絡(luò)終端自身系統(tǒng)平臺(tái)的完整性保護(hù)和驗(yàn)證機(jī)制不健全,在此之上傳遞的信息很容易被竊取或篡改。如果物聯(lián)網(wǎng)終端丟失或被盜,那么在終端內(nèi)存儲(chǔ)的私密信息也極有可能泄露。2.3.3來(lái)自核心網(wǎng)絡(luò)的安全未來(lái),物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的主要載體將會(huì)是全I(xiàn)P化移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)。相對(duì)來(lái)說(shuō),移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)能力是比較完整的,但在全I(xiàn)P化開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)中,傳統(tǒng)的DoS攻擊、DDoS攻擊、假冒攻擊等網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題仍是不可避免的,且由于物聯(lián)網(wǎng)中,以分布式集群方式存在的終端數(shù)量較多,所以在批量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)極有可能使承載網(wǎng)絡(luò)造成堵塞,產(chǎn)生拒絕服務(wù)攻擊。
3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層安全
開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的具體業(yè)務(wù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層設(shè)計(jì)的主要目的,它所涉及的信息安全問(wèn)題是直接面向物聯(lián)網(wǎng)用戶群的,與物聯(lián)網(wǎng)的其他層次有著明顯的區(qū)別。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍較廣,因此,對(duì)廣域范圍的海量數(shù)據(jù)信息處理和業(yè)務(wù)控制策略提出了很大的安全挑戰(zhàn),尤以業(yè)務(wù)控制和管理、隱私保護(hù)等安全問(wèn)題更為突出。此外,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的信息安全還涉及信任安全、位置安全、云安全以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。
3.1應(yīng)用層的安全挑戰(zhàn)
應(yīng)用層的安全挑戰(zhàn)大致可歸納為以下幾點(diǎn):1)大量終端的數(shù)據(jù)識(shí)別和處理;2)智能變成低能;3)應(yīng)急控制和恢復(fù);4)內(nèi)部攻擊;5)設(shè)備(尤其是移動(dòng)設(shè)備)的丟失。
3.2應(yīng)用層的安全需求
在物聯(lián)網(wǎng)中,信息是海量的,平臺(tái)是分布式的。當(dāng)不同的數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)平臺(tái)處理時(shí),首先應(yīng)該解決數(shù)據(jù)分配的問(wèn)題,因此要先進(jìn)行數(shù)據(jù)分類。還有,許多數(shù)據(jù)都是加密數(shù)據(jù),如何快速有效地處理海量加密數(shù)據(jù)是這一階段要考慮的主要問(wèn)題。應(yīng)用層的安全需求可以從以下幾個(gè)方面的問(wèn)題加以考慮:1)使隱私保護(hù)和認(rèn)證不沖突;2)追蹤已泄露的信息;3)銷毀計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù);4)進(jìn)行計(jì)算機(jī)取證;5)保護(hù)電子產(chǎn)品和軟件的知識(shí)產(chǎn)權(quán);6)根據(jù)不同的訪問(wèn)權(quán)限篩選同一數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容[4]。
3.3應(yīng)用層面臨的安全問(wèn)題
1)業(yè)務(wù)控制和管理:首先要解決對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程簽約,以及對(duì)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行配置的問(wèn)題。其次,物聯(lián)網(wǎng)需要一個(gè)統(tǒng)一全面的安全管理平臺(tái)。最后,還需要在不割裂網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)之間信任關(guān)系的前提下,解決對(duì)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器的日志等安全信息進(jìn)行管理的問(wèn)題。2)隱私保護(hù):涉及個(gè)體隱私的數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)中是非常多的,如個(gè)人位置信息、個(gè)人健康數(shù)據(jù)、個(gè)人出行路線、企業(yè)產(chǎn)品信息等,因此,隱私保護(hù)技術(shù)將成為物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
4結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)各個(gè)層次的獨(dú)立安全問(wèn)題,已經(jīng)有一些信息安全解決措施。但對(duì)于一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用整體來(lái)講,各個(gè)層次的獨(dú)立安全措施簡(jiǎn)單疊加并不能達(dá)到一加一等于二甚至大于二的效果,也就是說(shuō),要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提供可靠的安全保障,單純依靠每個(gè)層次的獨(dú)立安全措施是行不通的。一方面,已有的對(duì)感知層、網(wǎng)絡(luò)層的部分安全解決方案在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中可以使用,另外一部分在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中不能適用。第一,物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器數(shù)量和終端數(shù)量很多,這些都是單個(gè)傳感網(wǎng)所不具備的;第二,物聯(lián)網(wǎng)所連接的終端處理能力相差很大,它們之間相互作用,信任關(guān)系復(fù)雜;第三,與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)所處理的數(shù)據(jù)量要大得多。另一方面,物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層次的安全并不代表整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的安全。原因如下:1)物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)大系統(tǒng),它融合多個(gè)邏輯層于一體,而往往很多安全問(wèn)題都來(lái)自于系統(tǒng)融合;2)數(shù)據(jù)共享是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于傳感網(wǎng)的最大特點(diǎn)之一,因此,物聯(lián)網(wǎng)對(duì)安全性的要求更高;3)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,滲透到現(xiàn)實(shí)生活中的各行各業(yè),所以,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全需求外,如認(rèn)證、授權(quán)、審計(jì)等,還包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)的隱私安全需求、服務(wù)質(zhì)量需求和應(yīng)用部署安全需求等,對(duì)安全提出了更多的要求。因此,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而言,需要在現(xiàn)有信息安全體系之上,構(gòu)建全面、可靠傳輸、智能處理并可持續(xù)發(fā)展的安全架構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
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篇5
二、 畢業(yè)論文寫(xiě)作與指導(dǎo)的具體安排
論文輔導(dǎo)時(shí)間:2020年10月1日至2021年4月1日
具體安排:
工作安排
具體內(nèi)容
具體要求
截止時(shí)間
選題
確定論文題目
根據(jù)自己的專業(yè)、結(jié)合實(shí)習(xí)情況,以項(xiàng)目為基礎(chǔ)選擇論文題目,并經(jīng)指導(dǎo)教師審核通過(guò)。
2021年1月1日
提綱
構(gòu)思論文結(jié)構(gòu)、擬訂論文提綱
結(jié)合企業(yè)實(shí)踐內(nèi)容確定論文結(jié)構(gòu)列出提綱。
2021年2月1日
寫(xiě)作與批改
初稿
按照論文提綱撰寫(xiě)初稿,主動(dòng)與論文指導(dǎo)老師聯(lián)系審核與批改。
2021年3月1日
二稿
按照論文指導(dǎo)老師的要求反復(fù)修改、完善、補(bǔ)充。
2021年4月1日
定稿
達(dá)到論文基本要求,定稿電子版發(fā)給論文指導(dǎo)老師。
2021年4月10日
交稿
打印提交
雙面打印,畢業(yè)返校時(shí)以班級(jí)為單位提交。
2021年6月
三、 指導(dǎo)教師聯(lián)系方式
姓名
職稱
郵箱
電話
方黨生
副教授
2541790217@qq.com
2541790217
15136166829
楊冬梅
講師
339097597@qq.com
339097597
18625779090
李春花
講師
19772728@qq.com
19772728
18638793098
魏瑤
講師
43665723@qq.com
43665723
15838313791
馬杰
高級(jí)講師
Hnhymj@126.com
13838067063
杜旭陽(yáng)
助理講師
604696049@qq.com
604696049
17396370961
高艷云
副教授
37742562@qq.com
37742562
13939020929
錢(qián)鈺
講師
397019111@qq.com
397019111
15093132377
梁慧丹
助理講師
1620280267@qq.com
1620280267
15188395423
秦航琪
助理講師
1191084277@qq.com
1191084277
15670930099
范迪
助理講師
1261810070@qq.com
1261810070
18339270887
四、畢業(yè)論文參考題目
大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)
1) 大數(shù)據(jù)時(shí)代下的網(wǎng)絡(luò)信息安全
2) 大數(shù)據(jù)對(duì)市場(chǎng)調(diào)查技術(shù)與研究方法的影響
3) 大數(shù)據(jù)環(huán)境下社會(huì)輿情分析方法研究
4) 大數(shù)據(jù)在房屋租賃的應(yīng)用
5) 大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)金融領(lǐng)域的應(yīng)用
6) 大數(shù)據(jù)在電子商務(wù)下的應(yīng)用
7) 大數(shù)據(jù)時(shí)代下線上餐飲變革
8) 大數(shù)據(jù)在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用
9) 大數(shù)據(jù)對(duì)商業(yè)模式影響
10) 大數(shù)據(jù)在智能交通中的應(yīng)用
11) 基于大數(shù)據(jù)小微金融
12) 大數(shù)據(jù)在農(nóng)副產(chǎn)品中的應(yīng)用
13) 大數(shù)據(jù)在用戶行為分析中的應(yīng)用
14) 基于大數(shù)據(jù)的會(huì)員價(jià)值分析
15) 大數(shù)據(jù)對(duì)教育模式的影響
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)
1)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在蔬菜大棚中的應(yīng)用
2)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能家居的應(yīng)用
3) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能物流監(jiān)管的應(yīng)用
4) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在企業(yè)的應(yīng)用
5) 計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)的影響
6) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園安全的應(yīng)用
7) 淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
8) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在企業(yè)的應(yīng)用
9) 計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用
10) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品安全追溯方面的應(yīng)用
11)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在樓宇智能化系統(tǒng)的應(yīng)用
12)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能停車場(chǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用
13)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安保行業(yè)的應(yīng)用
14)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通行業(yè)的應(yīng)用
15)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園宿舍安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
信息統(tǒng)計(jì)與分析專業(yè)
1) 某企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力調(diào)查分析
2) 淺談企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量
3) 人口素質(zhì)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系研究
4) 地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力初步分析
5) 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與糧食安全保證問(wèn)題研究
6) 我國(guó)中小企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策
7) 對(duì)某市房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)分析
8) 消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)動(dòng)機(jī)調(diào)查分析
9) 某產(chǎn)品市場(chǎng)需求調(diào)查
10) 某產(chǎn)品銷售預(yù)測(cè)
11) 某產(chǎn)品銷售統(tǒng)計(jì)分析
12) 某產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力分析
13) 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動(dòng)分析
14) 大數(shù)據(jù)發(fā)展對(duì)統(tǒng)計(jì)工作的影響分析
15) 鄭州租房狀況分析
五、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))格式規(guī)范要求(詳見(jiàn)附件2)
六、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))格式模板(詳見(jiàn)附件3)
附件1:2021屆畢業(yè)論文指導(dǎo)教師分配表
附件2
河南信息統(tǒng)計(jì)職業(yè)學(xué)院
畢業(yè)論文格式及規(guī)范要求
河南信息統(tǒng)計(jì)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))統(tǒng)一的規(guī)格要求如下:
(一)開(kāi)本
A4白紙(210mm×297mm)
(二)裝訂
長(zhǎng)邊左側(cè)裝訂
(三)全文編置
1.頁(yè)碼
全文頁(yè)碼自正文起編列,正文與附錄可連續(xù)編碼。頁(yè)碼以阿拉伯?dāng)?shù)字左右加圓點(diǎn)標(biāo)示,置頁(yè)邊下腳中間。
2.邊距
正文至附錄的文字版面規(guī)范為:天頭25mm;地腳25mm;左邊距30mm;右邊距25mm。上述邊距的允許誤差均為±1mm。
3.行字間距
正文至附錄的行字間距按5mm設(shè)置;字間距為1mm,或由Word自動(dòng)默認(rèn)。
(四)編排構(gòu)成
1.前置部分
(1)封面設(shè)置
第一排:“河南信息統(tǒng)計(jì)職業(yè)學(xué)院”,華文行楷一號(hào)字,居中排列,第一排前空兩行(三號(hào)字);
第二排:“畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))”,黑體一號(hào)字,居中排列;
第三排:“ 級(jí) 專業(yè) 班”, 黑體三號(hào)字,居中排列,橫線空格處填寫(xiě)相應(yīng)內(nèi)容,填寫(xiě)內(nèi)容使用宋體三號(hào)字,與第二排空二行(三號(hào)字);
第四排:“題目 ” 黑體三號(hào)字,居中排列,“題目”兩字中間留兩個(gè)漢字的空位,橫線空格處填寫(xiě)相應(yīng)內(nèi)容,填寫(xiě)內(nèi)容使用宋體三號(hào)字,與第三排空六行(三號(hào)字);
第五排:“姓名 學(xué)號(hào) ”, 黑體三號(hào)字,居中排列,“姓名“兩字中間留兩個(gè)漢字的空位,橫線空格處填寫(xiě)相應(yīng)內(nèi)容,填寫(xiě)內(nèi)容使用宋體三號(hào)字;
第六排:“指導(dǎo)教師 職稱 ”, 黑體三號(hào)字,居中排列,橫線空格處填寫(xiě)相應(yīng)內(nèi)容,填寫(xiě)內(nèi)容使用宋體三號(hào)字;
第七排:“系別 ” 黑體三號(hào)字,居中排列,橫線空格處填寫(xiě)相應(yīng)內(nèi)容,填寫(xiě)內(nèi)容使用宋體三號(hào)字,與第六排空兩行(三號(hào)字)。
第八排:“ 年 月 日” 黑體三號(hào)字,居中排列,橫線空格處填寫(xiě)相應(yīng)內(nèi)容,填寫(xiě)內(nèi)容使用宋體三號(hào)字,與第七排空兩行(三號(hào)字)。
(2)聲明
本人必須聲明所呈交的論文是學(xué)生本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。除了文別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果。要求學(xué)生本人簽名。
(3)內(nèi)容提要
第二頁(yè)為內(nèi)容提要。內(nèi)容提要是對(duì)全文基本觀點(diǎn)的集中提煉和說(shuō)明。提要中應(yīng)闡明本論文(設(shè)計(jì))要解決的主要問(wèn)題及其依據(jù),并指出創(chuàng)新之處。內(nèi)容提要以300-500字為宜。其中“內(nèi)容提要”為黑體三號(hào)字,每字間空一格,居中排列。“內(nèi)容提要”下空一行編排具體內(nèi)容,具體內(nèi)容按照中文文章格式排列,使用宋體四號(hào)字。
(3)關(guān)鍵詞
關(guān)鍵詞是揭示文獻(xiàn)主體信息的詞匯。關(guān)鍵詞在內(nèi)容提要之后空一行設(shè)置。其中“關(guān)鍵詞”三字用黑體三號(hào)字與“內(nèi)容提要”對(duì)應(yīng)居中排列,而后另起行設(shè)置關(guān)鍵詞3-5個(gè),用宋體四號(hào)字。各詞匯間不用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)分隔,空一格漢字字符。
(4)目錄頁(yè)
“目錄”二字用三號(hào)加黑宋居中排列,字間空三格;“目錄”下空一行排全文的主要標(biāo)題,用四號(hào)仿宋體。對(duì)目錄中的每一個(gè)標(biāo)題都要標(biāo)注頁(yè)碼。
2.正文部分
一部完整的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))正文部分一般應(yīng)由以下要素構(gòu)成:論文正文文字;結(jié)論;注釋;參考文獻(xiàn)。
(1)正文文字
論文(設(shè)計(jì))的正文文字在署名后空一行排列,用四號(hào)仿宋字體打印。
(2)結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)的體會(huì)和總結(jié);該設(shè)計(jì)的結(jié)論、優(yōu)點(diǎn)及有待探討的問(wèn)題。
(3)注釋
注釋是用于對(duì)文內(nèi)某一特定內(nèi)容作必要的解釋或文字說(shuō)明。注釋的內(nèi)容置于與當(dāng)前頁(yè)主題文字的分線以下,以帶圓圈的阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)示,左空二格排列,用小五號(hào)宋體字。
(4)參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)是作者著文時(shí)研究和參閱的相關(guān)資料。“參考文獻(xiàn)”四個(gè)字用三號(hào)黑體字左頂格標(biāo)示。參考文獻(xiàn)的內(nèi)容置于主體文字之后空一行排列,其順序與主體文字中的序號(hào)編排相對(duì)應(yīng),以帶方括號(hào)的阿拉伯?dāng)?shù)字左頂格用五號(hào)宋體字排出全部?jī)?nèi)容。參考文獻(xiàn)要列出書(shū)名,作者姓名、出版社及出版日期、并標(biāo)明序號(hào)。在論文中引用所列的參考文獻(xiàn)時(shí),只要在方括號(hào)內(nèi)注明所列文獻(xiàn)的序號(hào)即可。
(5)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))正文部分3000~5000字。
附件3
河南信息統(tǒng)計(jì)職業(yè)學(xué)院
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))
級(jí) 專業(yè) 班
題 目
姓 名 學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師 職稱
系 別
20 年 月 日
聲 明
本人鄭重聲明所呈交的論文(設(shè)計(jì))是我個(gè)人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。除了文別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果。
論文作者簽名:
20 年 月
日
內(nèi) 容 提 要
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
關(guān)鍵詞 :××××× ××××× ××××× ×××××
目 錄 1 前言 1
1.1 1
1.2 1
1.3 4
1.4 4
2 5
2.1 5
2.2 5
2.2.1 5
2.2.2 6
2.3 7
3 8
3.1 9
3.2 10
4 11
4.1 12
4.1.1 13
4.1.2 14
4.1.3 15
4.1.4 18
4.1.5 20
5 結(jié)論 22
5.1 結(jié)論 23
5.2 問(wèn)題與不足 26
5.3 未來(lái)展望 27
參考文獻(xiàn) 28
1 ×××××××××××××××× 1.1 ×××××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
1.2 ×××××××××××××××× 1.2.1 ×××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
參考文獻(xiàn) [1] 江正榮編.地基與基礎(chǔ)施工手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997
[2] 高大釗主編.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
[8] 趙玉良.房屋地基基礎(chǔ)變形事故原因分析及處理.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,25(2)
[9] 袁迎曙,賈福萍,蔡躍. 銹蝕鋼筋混凝土梁的結(jié)構(gòu)性能退化模型[J].土木工程學(xué)報(bào),2001,(3)
[10] A. Castel, R. Francois, G.Arliguie. Mechanical Behavior of Reinforced Concrete Beams-Part 2: Bond andNotch Effects[J]. Materials and Structures. 2000, (3)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
[12] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)
[13] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002).
論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)評(píng)語(yǔ)
建議論文成績(jī) 指導(dǎo)教師
20 年 月 日
論文(設(shè)計(jì))答辯評(píng)語(yǔ)
論文成績(jī) 答辯組組長(zhǎng)
20 年 月 日
答 辯 組 成 員
姓 名
性別
年齡
職稱
工作單位
篇6
信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)是世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的主要?jiǎng)恿Γ磥?lái)最具戰(zhàn)略意義的當(dāng)屬物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,目前已被我國(guó)正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用RFID和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),構(gòu)造一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的“Internet of Thing”。
2010年,我國(guó)的政府工作報(bào)告所附的注釋中指出:物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)傳感設(shè)備按照約定的協(xié)議,把各種網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),進(jìn)行此那次交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
隨著全球及國(guó)際以替換進(jìn)程的快速發(fā)展和電子技術(shù)書(shū)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,目前,建立符合我國(guó)國(guó)情的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)化體系的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)迫在眉睫。2011年5月,國(guó)家工業(yè)和信息化部電信研究院發(fā)表《物聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)》,力圖對(duì)國(guó)內(nèi)外的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行全面深入的梳理和分析,以作為各界發(fā)展和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的參考;并指出:隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵不斷擴(kuò)展,現(xiàn)代意義的物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物的感知識(shí)別控制、網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)和智能處理 有機(jī)統(tǒng)一,從而形成高智能決策[1]。
另一方面,企業(yè)一直在尋找能夠持續(xù)提高利潤(rùn)、降低成本、提高客戶滿意度和忠誠(chéng)度的創(chuàng)造性方法,而面對(duì)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,以及繼續(xù)增長(zhǎng)的成本和不斷提高的客戶期望,用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)輔助上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為一個(gè)重要話題[2]。因此,將物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于銷售信息平臺(tái)建設(shè),具有重大現(xiàn)實(shí)意義和推廣價(jià)值[3]。
1.平臺(tái)建設(shè)的需求分析
按軟件工程的需求分析理論,需求工程中需求獲取和分析,為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)[4]。該銷售信息平臺(tái)要有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)平臺(tái)能使用閱讀器甚至手機(jī)為終端設(shè)備,輸入和讀取前端銷售數(shù)據(jù)并與后端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行信息交互。
(2)平臺(tái)前端收集和處理的信息量大,要求在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能有較高的響應(yīng)速度和處理能力。
(3)平臺(tái)提供的信息實(shí)時(shí)性強(qiáng),這要求系統(tǒng)能實(shí)時(shí)收集、處理和發(fā)送前后端交互的信息。
(4)平臺(tái)穩(wěn)定性強(qiáng)、性能可靠、操作界面友好。
1.1平臺(tái)的用例(功能)分析
將產(chǎn)品銷售管理模式進(jìn)行抽象,可以得到三層的結(jié)構(gòu):企業(yè)總部的銷售經(jīng)理為高層,各銷售片區(qū)經(jīng)理為中層,產(chǎn)品銷售代表為基層,各層的物流、信息流和資金流的整體流程圖如下圖1所示。
在企業(yè)的銷售數(shù)據(jù)采集與信息傳遞應(yīng)用中,如何抽取業(yè)務(wù)并形成清晰的功能模型,是應(yīng)用平臺(tái)需求的一個(gè)主要問(wèn)題。最終將確定移動(dòng)功能模型的工作分為了三個(gè)階段[5],它們分別是:
(1)將之前已識(shí)別出的抽象的流程界定為具體的過(guò)程或功能。
(2)將功能進(jìn)行分類,定義移動(dòng)應(yīng)用的多種形態(tài)。
(3)定義移動(dòng)應(yīng)用的信息結(jié)構(gòu)。
平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)通常就是其高層面的業(yè)務(wù)需求,一方面,企業(yè)日常銷售信息和銷售業(yè)務(wù)流程能通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的收集與處理。另一方面,企業(yè)主管能更有效地進(jìn)行動(dòng)態(tài)查詢和統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)銷售綜合數(shù)據(jù),從而提高銷售業(yè)務(wù)的整體管理水平。將平臺(tái)日常性銷售業(yè)務(wù)進(jìn)行總結(jié)和概括,可得到相應(yīng)的用例圖,如圖2所示。
1.2平臺(tái)安全性分析
銷售管理平臺(tái)屬于典型的企業(yè)應(yīng)用軟件,它的非功能性需求包括系統(tǒng)安全性、可互操作性、可靠性、易用性、可維護(hù)性、可移植性[6]。結(jié)合前端移動(dòng)設(shè)備在屏幕大小、運(yùn)行處理能力、存儲(chǔ)空間上的限制,確定了銷售管理系統(tǒng)的后臺(tái)將作為傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的延伸和補(bǔ)充。安全性是最主要的非功能性需求。
應(yīng)用平臺(tái)安全是由多個(gè)層面組成的,程序內(nèi)部要解決的安全包括應(yīng)用程序的系統(tǒng)級(jí)安全、功能級(jí)安全、數(shù)據(jù)域安全。而程序資源訪問(wèn)控制是相對(duì)獨(dú)立的,在訪問(wèn)目標(biāo)資源時(shí),數(shù)據(jù)服務(wù)端進(jìn)行權(quán)限判斷,在移動(dòng)終端體現(xiàn)為界面視圖。在技術(shù)上,通過(guò)以下幾種方法來(lái)保障移動(dòng)銷售管理平臺(tái)的安全性:
(1)移動(dòng)信息傳輸和應(yīng)用訪問(wèn)中,利用可靠的密碼技術(shù)。
(2)使用日志和閱文記錄來(lái)掌握特定的記錄或歷史數(shù)據(jù)集。
(3)給不同的用戶分配不同角色,對(duì)應(yīng)于不同的授權(quán)。
(4)后臺(tái)的核心模塊用防病毒系統(tǒng)抵御非法入侵。
使用本平臺(tái)主要角色有前端移動(dòng)用戶、銷售代表、銷售主管和系統(tǒng)管理員等等。
2.平臺(tái)功能架構(gòu)與模塊
從平臺(tái)的功能架構(gòu)分析,可以分成三個(gè)部分,即RFID識(shí)別模塊、銷售業(yè)務(wù)管理及審批、數(shù)據(jù)分析與處理(OLTP和數(shù)據(jù)挖掘等),其中,RFID識(shí)別模塊指通過(guò)標(biāo)簽和閱讀器讀取和識(shí)別銷售區(qū)域和實(shí)體。如商品進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)掃描RFID標(biāo)簽,進(jìn)行身份驗(yàn)證,確認(rèn)為合法標(biāo)簽后與訂貨單核對(duì);否則反饋信息并拒絕其入庫(kù);搬運(yùn)員用手持設(shè)備讀取在RFID標(biāo)簽中的商品信息,在收到這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后,根據(jù)已有的知識(shí)庫(kù)確定存放地點(diǎn),得到銷售的一手?jǐn)?shù)據(jù)及基礎(chǔ)報(bào)表。而銷售業(yè)務(wù)管理及審批指日常的銷售業(yè)務(wù)管理,如訂單、發(fā)貨、開(kāi)票等業(yè)務(wù)。基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)上的數(shù)據(jù)分析技術(shù)主要包括:OLAP技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。
篇7
一、引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)又稱傳感網(wǎng),指的是將無(wú)處不在的末端設(shè)備和設(shè)施,包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和“外在使能”的各種資產(chǎn)、攜帶智能終端的個(gè)人與車輛等,通過(guò)各種無(wú)線或有線的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位溯源、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、安全防范等管理和服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)任何智能物體間的“管、控、營(yíng)”一體化。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展。目前物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、涉及多個(gè)產(chǎn)業(yè)群的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將催生新的產(chǎn)業(yè),形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),其發(fā)展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過(guò)了35所高校獲批開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè),新設(shè)專業(yè)將自2011年開(kāi)始招生。在2011年,又有27所高校設(shè)置的“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)通過(guò)了教育部的審批。
二、教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)方法的初步探索
筆者所在的大學(xué)還未申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),但與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的支撐專業(yè)門(mén)類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制工程及測(cè)控技術(shù)及儀器等專業(yè)。基于此,筆者在2011年連續(xù)兩個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論的公選課,學(xué)生選課非常踴躍,170人的選課規(guī)模每次都爆滿,從這可以看出當(dāng)前本科生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)等新生技術(shù)具有非常強(qiáng)的學(xué)習(xí)欲望。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),在現(xiàn)有教學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結(jié)合選課學(xué)生的特點(diǎn):不僅有理工科學(xué)生,還有社會(huì)科學(xué)類學(xué)生,選擇了周洪波博士所編寫(xiě)的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式》一書(shū)。此書(shū)以通俗易懂的方式,指導(dǎo)學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)世界,且不需要較強(qiáng)的專業(yè)背景,適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)生。
2.嚴(yán)格修訂教學(xué)大綱,合理安排教學(xué)內(nèi)容。
教學(xué)大綱不僅是進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度的依據(jù),也是考試考查的依據(jù),更是教學(xué)質(zhì)量評(píng)估的依據(jù)。一個(gè)好的教學(xué)大綱,非常有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。在教學(xué)內(nèi)容上,首先講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與機(jī)遇,讓同學(xué)們明白物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)、生活以及國(guó)家戰(zhàn)略上都有非常重要的前景。讓同學(xué)們掌握互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及它們的區(qū)別與聯(lián)系,并了解基于四大技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)支柱產(chǎn)業(yè)群,分別為RFID從業(yè)人員、傳感網(wǎng)從業(yè)人員、M2M人群以及工業(yè)信息化人群;其次,著重講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統(tǒng),或者也可稱之為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的通訊與連接,包括短距離無(wú)線通訊技術(shù)、長(zhǎng)距離無(wú)線通訊技術(shù)、短距離有線通訊技術(shù)和長(zhǎng)距離有線通訊技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)在城市市政管理、農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)療保健、智能樓宇和交通運(yùn)輸?shù)确矫婧屯瑢W(xué)們進(jìn)行交流和探討。并通過(guò)介紹各種傳感器的原理與技術(shù),讓同學(xué)們對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有更進(jìn)一步的了解。
3.教學(xué)方法和教學(xué)互動(dòng)
物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)實(shí)用性很強(qiáng)、發(fā)展前景很廣的技術(shù)。將來(lái)物聯(lián)網(wǎng)會(huì)發(fā)展到什么程度,對(duì)人類的科技和生活會(huì)產(chǎn)生什么影響,都是一個(gè)未知數(shù)。因而在教學(xué)過(guò)程中,筆者非常注意和學(xué)生互動(dòng),讓同學(xué)們發(fā)揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯(lián)網(wǎng)的存在,人們的生活所發(fā)生的翻天覆地的變化。在上課過(guò)程中,筆者既有講述的環(huán)節(jié),有和學(xué)生互動(dòng)的環(huán)節(jié),更有讓學(xué)生分組討論的環(huán)節(jié)。筆者希望此課程是個(gè)開(kāi)放的課程,學(xué)生不僅能學(xué)到知識(shí),更能發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。同時(shí),通過(guò)運(yùn)用多媒體等途徑來(lái)呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所存在的問(wèn)題和發(fā)展前景,請(qǐng)同學(xué)們利用已有知識(shí),并發(fā)揮自己的想象嘗試提出解決方案,設(shè)置懸念,然后抓住重點(diǎn)、熱點(diǎn)作深入分析,最后上升為理論知識(shí)。從而使課程生動(dòng)形象,對(duì)錯(cuò)分明,環(huán)環(huán)相扣,印象深刻,氣氛活躍。當(dāng)然,這種講課方式有一個(gè)前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎(chǔ)上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實(shí)現(xiàn)這種溝通,理解是基礎(chǔ),也即心靈交融,才能實(shí)現(xiàn)交往、溝通。
4.考核方式
為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,筆者在考核方式上突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念掌握和發(fā)展前景設(shè)想,同時(shí)考查學(xué)生的論文寫(xiě)作能力,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的督促與考核,客觀完整地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上學(xué)生的成績(jī)由學(xué)生上課過(guò)程中的討論報(bào)告、出勤率和最終課程論文三個(gè)部分組成。其中討論報(bào)告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學(xué)生進(jìn)一步了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),又能發(fā)揮學(xué)生的想象力和主動(dòng)性,并能讓學(xué)生初步掌握科技論文的寫(xiě)作格式和寫(xiě)作方法。
三、結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)和技術(shù),筆者依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了初步的探討。經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)探索,摸清了教學(xué)規(guī)律,優(yōu)化了教學(xué)過(guò)程,改進(jìn)了教學(xué)方法,使學(xué)生具有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),理論與實(shí)踐相結(jié)合,從而具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力、開(kāi)放的思維和協(xié)作能力,能夠暢想未來(lái),把握經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì),以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和本科生教育信息化發(fā)展的需要,成為能夠適應(yīng)21世紀(jì)新挑戰(zhàn)的復(fù)合型高端人才。
參考文獻(xiàn)
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2 康曉慧、羅霄鳳、張梅等.植物病理學(xué)方向研究生教學(xué)改革與探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(2):1225~1227
篇8
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的概念是1999年美國(guó)Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。現(xiàn)在普遍認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化特征的網(wǎng)絡(luò)。從物聯(lián)網(wǎng)的定義可以看出要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要具有感知、通信與計(jì)算能力的智能信息傳感設(shè)備等實(shí)現(xiàn)全面感知,借助現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠傳輸,以及數(shù)據(jù)的智能處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的互聯(lián)互通和智能信息服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用劃分為4個(gè)層次:感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層。其中感知層是物聯(lián)網(wǎng)信息的來(lái)源,包括各種類型的傳感器、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、智能手機(jī)、智能家電以及智能測(cè)控設(shè)備等;網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,包括有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接人層、會(huì)聚層和核心交換層;管理服務(wù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理的和智能決策服務(wù)等,包括中間件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等;綜合應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)的綜合應(yīng)用,包括智能物流、智能電網(wǎng)、智能交通、智能環(huán)保、智能醫(yī)療等。物聯(lián)網(wǎng)4層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和研究?jī)?nèi)容
由物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu)圖可以看出:感知層是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ),位于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最底層,也是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)、短距離無(wú)線通訊技術(shù)等主要關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層與具體的應(yīng)用領(lǐng)域不同存在很大的差異,需要根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)設(shè)計(jì)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及管理服務(wù)層涉及的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等各種支撐技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和研究過(guò)程中涉及的主要技術(shù)和內(nèi)容。
由于物聯(lián)網(wǎng)的研究?jī)?nèi)容比較寬泛而且涉及多學(xué)科的交叉,開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的高校現(xiàn)有學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)設(shè)置以及研究?jī)?nèi)容的側(cè)重點(diǎn)都會(huì)有所不同,因此在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置以及培養(yǎng)方案方面會(huì)存在的一定的差異。由物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu),可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)置不同的研究方向,如電子技術(shù)和嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于感知層設(shè)計(jì)和應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層和信息服務(wù)層,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)層和管理服務(wù)層,還有各相關(guān)交叉專業(yè)設(shè)置較為全面、研究基礎(chǔ)較好的高校則可以在物聯(lián)網(wǎng)的各層都平衡發(fā)展。具體設(shè)置什么樣研究方向和培養(yǎng)方案,各高校需要根據(jù)自身的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)和特點(diǎn)以及高校的行業(yè)背景,設(shè)置具有自己特色和優(yōu)勢(shì)的培養(yǎng)方案和側(cè)重研究方向。安徽理工大學(xué)是一所具有煤炭行業(yè)背景和醫(yī)學(xué)特色的理工類高校,目前設(shè)有相關(guān)的專業(yè)有:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子技術(shù)與儀器、網(wǎng)絡(luò)信息安全、自動(dòng)化、電子信息工專業(yè)提供論文寫(xiě)作、寫(xiě)作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動(dòng)化等,具有較好的相關(guān)專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ),尤其是面向煤礦自動(dòng)化和信息化應(yīng)用領(lǐng)域有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。因此,基于學(xué)校的行業(yè)背景和專業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)的感知層設(shè)計(jì)和應(yīng)用,兼顧管理服務(wù)層的相關(guān)技術(shù)研究,如中間件等。重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是礦山物聯(lián)網(wǎng)以及智能移動(dòng)醫(yī)療,結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)信息安全和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè),制定符合學(xué)校實(shí)際和充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置
3.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
在高等學(xué)校本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究?jī)?nèi)容和市場(chǎng)需求定位,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是:具有寬厚扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能,具備網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識(shí),具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)中信息獲取、傳輸、處理問(wèn)題的能力,能夠從事物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)線傳感器、電子標(biāo)簽射頻識(shí)別、信息安全等產(chǎn)品及系統(tǒng)的科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)管理與設(shè)備維護(hù)等工 作。
通過(guò)相關(guān)課程的學(xué)習(xí),掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機(jī)、RFID技術(shù)等知識(shí)和專業(yè)技能;掌握基本物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理,無(wú)線自組織組網(wǎng)、有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约熬W(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù);熟練并系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)集成、物聯(lián)網(wǎng)硬件與軟件設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等,具有綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)工程中實(shí)際問(wèn)題的能力,包括:工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和技術(shù)管理中的實(shí)際問(wèn)題等能力;掌握基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、推廣等知識(shí),具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題的能力、綜合試驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐能力;熟悉礦山物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境和關(guān)鍵技術(shù),并能夠進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā);熟悉物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù),并在現(xiàn)有醫(yī)院信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行移動(dòng)醫(yī)療的智能終端、醫(yī)療傳感設(shè)備、中間件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)等。此外,還應(yīng)具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維能力,能綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)、技術(shù)和現(xiàn)代工程工具,將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到其他行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置
由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是綜合多學(xué)科的新興專業(yè),在課程的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的安排上還不夠成熟和穩(wěn)定,還處于探索階段。需要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)際教學(xué)情況,不斷地調(diào)整和優(yōu)化課程的設(shè)置。目前,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程設(shè)置基本上在現(xiàn)有較成熟的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)上,增加與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的核心課程,但側(cè)重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用。結(jié)合學(xué)校相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程分為以下幾個(gè)主要模塊:(1)公共基礎(chǔ)模塊;(2)專業(yè)必修課程模塊:(3)專業(yè)核心課程模塊;(4)專業(yè)任選課程模塊;(5)跨學(xué)科課程模塊;(6)實(shí)踐課程模塊;(7)素質(zhì)拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。
在課程的設(shè)置上既考慮了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心研究?jī)?nèi)容和專業(yè)特色,同時(shí)考慮到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一門(mén)新興的專業(yè),還沒(méi)有專門(mén)的碩士和博士學(xué)位點(diǎn),目前基本上都是作為計(jì)算機(jī)或相關(guān)學(xué)科的一個(gè)研究方向,而計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生入學(xué)考試的專業(yè)課實(shí)現(xiàn)國(guó)家統(tǒng)一命題,因此,在課程的設(shè)置上要能夠和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,使得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生能夠輕松實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步深造的愿望。基于這樣的一種現(xiàn)狀,學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開(kāi)設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等相關(guān)的課程,同時(shí)開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID原理與應(yīng)用,能夠滿足學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和考研深造的需要。為了突出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí),在專業(yè)任選課程模塊中開(kāi)設(shè)了大量與物專業(yè)提供論文寫(xiě)作、寫(xiě)作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)相關(guān)和當(dāng)前最為熱門(mén)的課程,充分體現(xiàn)了該專業(yè)方向的知識(shí)面寬、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)。跨學(xué)科課程模塊的設(shè)置為進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面,了解煤礦行業(yè)的生產(chǎn)背景和主要技術(shù)裝備,為以后從事煤礦物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字礦山建設(shè)打下基礎(chǔ)。實(shí)踐課程模塊的設(shè)置是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié),是達(dá)到學(xué)以致用的主要途徑,是整個(gè)教學(xué)過(guò)程不可缺少的內(nèi)容。素質(zhì)拓展模塊通過(guò)組織多種形式和內(nèi)容的第二課堂教學(xué)活動(dòng),以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,促進(jìn)個(gè)性發(fā)展,提高綜合素質(zhì)。
4 人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè)
4.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)
高等學(xué)校的使命是培養(yǎng)人才,高校需要根據(jù)市場(chǎng)的需求和自身優(yōu)勢(shì)以及綜合其他因素來(lái)確定人才的培養(yǎng)模式。因此,對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位能夠全面反映高校對(duì)合格人才的理解和時(shí)代需求。安徽理工大學(xué)是行業(yè)特色鮮明、理工類為主的綜合型大學(xué),學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)是:結(jié)合煤炭行業(yè)特色,培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力、善創(chuàng)新”的創(chuàng)新型人才和高級(jí)專門(mén)人才。在人才培養(yǎng)過(guò)程中要構(gòu)建多元化、多目標(biāo)的培養(yǎng)模式,同時(shí)充分考慮學(xué)生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和繼續(xù)深造等不同要求,努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養(yǎng)體系。在學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下,借助現(xiàn)有相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)模式和經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點(diǎn),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)采用校企聯(lián)合培養(yǎng)的模式。
安徽理工大學(xué)是第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校,目前在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及其他電子信息類專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃和方案制定過(guò)程中積累了一定的經(jīng)驗(yàn),其核心培養(yǎng)方式是采取的3+X培養(yǎng)模式,主要措施是其中3年時(shí)間在學(xué)校進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)課和理論課的學(xué)習(xí),至少1年時(shí)間采取校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,通過(guò)將企業(yè)納入到人才培養(yǎng)主體地位,可以進(jìn)行訂單式培養(yǎng),大大增強(qiáng)學(xué)生對(duì)企業(yè)需求的了解和實(shí)踐動(dòng)手能力。真正體現(xiàn)“卓越計(jì)劃”的3個(gè)特點(diǎn),即行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程;學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才;強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要是培養(yǎng)工程類的專門(mén)型應(yīng)用人才,可以按照“卓越工程師”的培養(yǎng)模式進(jìn)行培養(yǎng)。一方面是在現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)核心課程內(nèi)容的教學(xué),另一方面加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),尤其是引入相關(guān)企業(yè)的參與。目前,我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,聯(lián)合培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才,由參與的公司提供相關(guān)課程的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的平臺(tái),并且公司有優(yōu)先挑選優(yōu)秀畢業(yè)生的權(quán)利。另外,安徽理工大學(xué)與附屬醫(yī)院安徽淮南東方醫(yī)院集團(tuán)也簽訂了合作協(xié)議,共同研究和制訂數(shù)字移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)方案。移動(dòng)數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)施可為學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師和學(xué)生提供了參與設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的機(jī)會(huì),同時(shí)也會(huì)為學(xué)生的培養(yǎng)提供很好的實(shí)習(xí)場(chǎng)所和平臺(tái)。另外,安徽理工大學(xué)與兩淮煤礦企業(yè)都建立了很好的合作關(guān)系,有著很好的合作基礎(chǔ),雙方都在積極準(zhǔn)備聯(lián)合培養(yǎng)礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)人才,進(jìn)行校企深度合作,為拓展學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)提供了很好的實(shí)踐和就業(yè)機(jī)會(huì)。此外,學(xué)校還與一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的相關(guān)企業(yè)建立實(shí)習(xí)基地,如上海、深圳、無(wú)錫、蕪湖等,為學(xué)生進(jìn)入工作崗位前提供深入企業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),為進(jìn)一步就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。校企合作模式的效果已經(jīng)在學(xué)校的一些專業(yè)取得了很好的效果,校企合作是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)較為理想的模式。
4.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng),除了有定位準(zhǔn)確的培養(yǎng)目標(biāo)和合適的培養(yǎng)模式之外,還需要有配套的軟硬件教學(xué)資源的支撐,教學(xué)資源是培養(yǎng)合格人才的重要保證。一個(gè)專業(yè)辦學(xué)水平的高低往往與該專業(yè)的師資、實(shí)驗(yàn)室、教材、實(shí)習(xí)場(chǎng)所等建設(shè)水平有關(guān)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)這樣一門(mén)新興專業(yè),面臨的專業(yè)教學(xué)問(wèn)題更為嚴(yán)重和急迫。學(xué)校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)過(guò)程中,相應(yīng)地采取了一些有效措施來(lái)保證高水平的教學(xué)資源。
(1)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)。這是所有教學(xué)資源中最為重要的部分,沒(méi)有好的師資很難想象能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。因此,學(xué)校和學(xué)院都非常重視教師的培養(yǎng),培養(yǎng)的方式主要是從學(xué)院中挑選出一部分對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感興趣而且嵌入式技術(shù)以及軟件開(kāi)發(fā)能力過(guò)硬的教師組建成物聯(lián)網(wǎng)科研團(tuán)隊(duì)和教學(xué)團(tuán)隊(duì),通過(guò)申專業(yè)提供論文寫(xiě)作、寫(xiě)作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課題展開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)理論和應(yīng)用研究,目前已有2項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,5項(xiàng)省部級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課題,多項(xiàng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用橫向課題,通過(guò)科研課題工作的深入展開(kāi)和研究,大大提高了教師對(duì)物聯(lián)網(wǎng)理論的理解和實(shí)踐應(yīng)用水平,對(duì)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)水平起到明顯的促進(jìn)作用。除此之外,學(xué)院利用寒暑假時(shí)間組織部分教師到北京、無(wú)錫、長(zhǎng)沙等地參加“全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)和研討”“高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)工程師物”等教學(xué)和專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn),通過(guò)培訓(xùn)進(jìn)一步提高教師的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)水平和專業(yè)技能,然后再通過(guò)校內(nèi)的研討和講座帶動(dòng)更多教師物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)水平的提高。
(2)教材建設(shè)也是辦好專業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新建專業(yè),雖然已經(jīng)出版了一些不錯(cuò)的物聯(lián)網(wǎng)方面的圖書(shū),但適合作為本科教學(xué)的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術(shù)類或普及類。因此,在教材的建設(shè)方面還有很多的工作需要做。我們根據(jù)開(kāi)設(shè)的課程和目前已有教材的現(xiàn)狀,挑選出相對(duì)較好的基本教材和參考書(shū),通過(guò)大家閱讀討論,然后根據(jù)制定的教學(xué)計(jì)劃,來(lái)確定講授的內(nèi)容和學(xué)生需要自學(xué)的內(nèi)容,并整理教學(xué)講義和課件,為后續(xù)教材建設(shè)做好準(zhǔn)備。通過(guò)這一環(huán)節(jié),充分提高了對(duì)教學(xué)內(nèi)容細(xì)節(jié)的掌握和理解,也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)掌握得更為全面。
(3)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有力保障。為了能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,學(xué)院對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入了大量的建設(shè)經(jīng)費(fèi),實(shí)驗(yàn)室采購(gòu)了北京西普陽(yáng)光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),并向安徽福訊信息技術(shù)有限公司訂制了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)建設(shè)過(guò)程中,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)全程參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程,對(duì)系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行都進(jìn)行全面掌握;專業(yè)提供論文寫(xiě)作、寫(xiě)作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net并邀請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的T程技術(shù)人員給教師做專門(mén)的技術(shù)培訓(xùn)和講座,進(jìn)一步提高了教師的理論水平和實(shí)踐水平。通過(guò)師資、教材和實(shí)驗(yàn)竄3個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè),目前學(xué)校已經(jīng)具有較高水平的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和完善的教學(xué)配套資源,完全能夠按照既定的教學(xué)目標(biāo)和計(jì)劃來(lái)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)。當(dāng)然,任何一個(gè)新的專業(yè)的開(kāi)設(shè),都需要一定時(shí)間的建設(shè)和完善,在建設(shè)的過(guò)程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經(jīng)驗(yàn),及時(shí)修正不合理的方面。
5 結(jié)語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè),是所有高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在辦學(xué)過(guò)程中需要考慮和解決的問(wèn)題,而特色人才培養(yǎng)模式和高水平教學(xué)資源建設(shè)是辦好物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的前提,因此,各個(gè)高校應(yīng)根據(jù)各自不同的辦學(xué)基礎(chǔ)和行業(yè)特點(diǎn),著眼于市場(chǎng)需求和自身的辦學(xué)優(yōu)勢(shì),在體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)共同特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,要突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的行業(yè)特色,這樣培養(yǎng)出的人才更能滿足市場(chǎng)需求和具有更寬的就業(yè)面。
參考文獻(xiàn):
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[2]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2011:3-6.
篇9
一、智能家居的概念
智能家居別稱智能住宅,英文名稱為“Smart Home”。其是一個(gè)以住宅為平臺(tái),兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣?dòng)化,智能化于一體的高效、舒適、安全、便利,安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。智能家居集成是利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、安全防范技術(shù)、音視頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備產(chǎn)品集成。它的目標(biāo)是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)手段,通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居電器等的智能控制,使其能夠按照人們的意愿設(shè)定工作運(yùn)行,而不論距離的存在。智能化是智能家居的兩大特點(diǎn)之一,其另一大特點(diǎn)就是遠(yuǎn)程控制。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,特別是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電控制、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段,讓生活變得更加舒適、簡(jiǎn)單和安全。
智能家居因?yàn)槭墚a(chǎn)品生產(chǎn)商的限制。使其短時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,所以一般都是一個(gè)商家單獨(dú)做系統(tǒng)研發(fā)方案的。其中比較具有影響力的一次是2007年微軟推出的“未來(lái)之屋”的一個(gè)方案,是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于日常家居生活的一個(gè)典型案例。當(dāng)人們進(jìn)人房屋時(shí),安全系統(tǒng)會(huì)對(duì)進(jìn)入者的面部進(jìn)行掃描,確認(rèn)身份后才會(huì)打開(kāi)房門(mén)。冰箱的液晶顯示器能夠智能的列出保存的食物清單,廚房水槽可以能夠根據(jù)使用者身高不同而調(diào)節(jié)高度,而排風(fēng)機(jī)可以檢測(cè)油煙濃度,已作出是否需要開(kāi)啟的決定。除了這些,每個(gè)房間的裝修風(fēng)格墻、壁顏色和溫度,都可以根據(jù)使用者的喜好自由更換。
二、國(guó)內(nèi)外智能家居發(fā)展?fàn)顩r
智能家居起源于20世紀(jì)80年代初,隨著大量電子家用電器的面市,家居生活電子化開(kāi)始實(shí)現(xiàn);80年代中期,通過(guò)把家用電器、安全防范設(shè)備與通信設(shè)備各部分獨(dú)立的功能用途整合成一體,形成了家居生活自動(dòng)化的概念;到80年代末,隨著通信信息技術(shù)的快速發(fā)展,出現(xiàn)了利用總線技術(shù)把家居生活中各種家電、通信、安防設(shè)備進(jìn)行管理與監(jiān)控的商用系統(tǒng),其在當(dāng)時(shí)被美國(guó)稱為Smart Home,也就是現(xiàn)在智能家居的雛形。智能家居進(jìn)入21世紀(jì)后,其發(fā)展是多樣化的,技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方式也更加豐富了。總的來(lái)講,智能家居發(fā)展過(guò)程大概包括四個(gè)階段。第一階段主要是利用兩芯線、同軸線進(jìn)行家庭組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了窗簾、燈光控制等功能。第二階段主要利用RS-485線、部分利用IP技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)安防、可視對(duì)講等功能。第三階段實(shí)現(xiàn)了家庭智能控制的系統(tǒng)化,控制主機(jī)產(chǎn)生,功能包括控制、安防等業(yè)務(wù)。第四階段全部利用IP技術(shù),末端設(shè)備利用zigbee等技術(shù),智能家居功能提供采用“云”技術(shù),達(dá)到了可以根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化,以及定制。近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)成為了全世界關(guān)注的熱點(diǎn)話題,全球公認(rèn)為其是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最有價(jià)值的科技創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,按制定的協(xié)議把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)進(jìn)行信息通訊以及交換,來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化跟蹤、管理、識(shí)別、監(jiān)控和定位。物聯(lián)網(wǎng)的科技創(chuàng)新也為智能家居引入了新的定義,也擴(kuò)大了其展領(lǐng)域。
在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)智能家居的公司中,其家庭內(nèi)部組網(wǎng)中多采用有線方武(如X-10),但是利用無(wú)線通信的。 大多是自己制定簡(jiǎn)單的協(xié)議,并沒(méi)有使用比較成熟的比較適用于智能家居的協(xié)議。國(guó)內(nèi)早期典型的智能家具系統(tǒng)有:海信的智能家居控制系統(tǒng)、科龍集團(tuán)研制的智能網(wǎng)絡(luò)家居系統(tǒng)等。他們的產(chǎn)品因?yàn)閹в胁煌臉?biāo)準(zhǔn),為產(chǎn)品的相互兼容帶來(lái)無(wú)法避免問(wèn)題。2005年6月,以海爾為首的 “e家佳”和聯(lián)想牽頭的“閃聯(lián)”同時(shí)被信息產(chǎn)業(yè)部確定為推薦性標(biāo)準(zhǔn),從而拉開(kāi)了數(shù)字家庭競(jìng)爭(zhēng)的序幕。到目前為止,智能家居系統(tǒng)的發(fā)展有了很大的進(jìn)展,其功能也越來(lái)越多樣化,其產(chǎn)品的兼容性問(wèn)題也得到了很大的改善。
三、智能家居的特點(diǎn)
1、節(jié)約能源:在不需要時(shí),能源系統(tǒng)可以自動(dòng)關(guān)閉,這樣可以減少能源的浪費(fèi),減低使用能源的費(fèi)用。
2、操作方便:智能家居系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程遙控接口。智能家居系統(tǒng)還可以把重復(fù)的工智能化。在您外出時(shí),還可以控制家電。
3、安全性高:智能家居系統(tǒng)在緊急情況下可以防御壞人或報(bào)警。您可以在任何地方可以監(jiān)控家里的安全狀態(tài),這樣可以保證您住宅的安全。
4、改變生活方式:您可以在家辦公,進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)議,孩子在家里上課,主婦在網(wǎng)上逛街等。生活中的大部分都可以利用互聯(lián)網(wǎng)在家進(jìn)行,不受時(shí)間地域的限制。智能化的生活工作方式與以往的生活工作方式有了很大區(qū)別。智能家居可以給人們帶來(lái)更為簡(jiǎn)單快捷的生活,在現(xiàn)在這個(gè)生活、工作節(jié)奏越來(lái)越快的社會(huì),智能家居也可以為人們減少繁瑣家務(wù)、節(jié)約時(shí)間,讓人們有時(shí)間去休息,去教育子女,去鍛煉身體和進(jìn)修,使人們的生活工作質(zhì)量有了很大的提高。
四、智能家居的控制
智能家居應(yīng)該不需要依賴復(fù)雜的集成和布線,而是能夠感知環(huán)境、感知人,并且隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,人與物、物與物的溝通將變得不再困難。手機(jī)不應(yīng)該是控制器,而應(yīng)該只是這些“管家們”和人溝通的一個(gè)管道。智能家居控制系統(tǒng)是由各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組合而成的,要根據(jù)需要,減少或者增加子系統(tǒng),以滿足需求。另外,可以設(shè)置各種控制模式,如離家模式,回家模式,下雨模式,生日模式,宴會(huì)模式,節(jié)能模式等,極大滿足生活品質(zhì)需求,即插即用,特別用無(wú)線的方式,可以快速部署系統(tǒng)。
通過(guò)上述內(nèi)容簡(jiǎn)要介紹了智能家居設(shè)計(jì)的內(nèi)容,分析了其在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀,詳細(xì)指出了其特點(diǎn)與有效控制形式,希望通過(guò)本論文能推動(dòng)智能家居的發(fā)展。
篇10
(二)體系結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在保持網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)特色的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)突出物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)安全管理方向。圍繞這三大專業(yè)方向,以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和正在建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)安全方向?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)室為依托,構(gòu)建出專業(yè)特色鮮明的多層次實(shí)踐教學(xué)體系,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系學(xué)科與專業(yè)競(jìng)賽、自主創(chuàng)新研究等多種形式,并分布在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)核心實(shí)踐、專業(yè)方向?qū)嵺`、專業(yè)綜合實(shí)踐四個(gè)教學(xué)層次上。從教學(xué)層次的角度看,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括下列內(nèi)容。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐主要指電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)三方面的實(shí)踐教學(xué),主要形式是課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)。專業(yè)核心實(shí)踐主要指網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心課程的實(shí)踐教學(xué),主要形式是課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。專業(yè)方向?qū)嵺`主要指物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全管理、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三大專業(yè)方向的實(shí)踐教學(xué),主要形式是課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。專業(yè)綜合實(shí)踐主要指學(xué)生根據(jù)自己選擇的專業(yè)方向而開(kāi)展的專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué),主要形式包括學(xué)科與專業(yè)競(jìng)賽、自主創(chuàng)新研究、實(shí)訓(xùn)與實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。
二、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
以上述實(shí)踐教學(xué)體系為依據(jù),從四個(gè)專業(yè)實(shí)踐層次分別闡述網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
(一)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)可分為電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)三方面的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)、硬件工藝實(shí)習(xí)。模擬電路實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生了解放大電路的原理,并能理解相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)字邏輯的理解能力和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生理解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理和方法。硬件工藝實(shí)習(xí)是讓學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)字電路和模擬電路的相關(guān)理論知識(shí),使用電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)并利用實(shí)際電路元器件實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)際生產(chǎn)意義的電子電路系統(tǒng)。計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、算法分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)等。程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)并調(diào)試程序,培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和程序調(diào)試能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生運(yùn)用理論原理知識(shí)編程實(shí)現(xiàn)線性表、隊(duì)列、堆棧、二叉樹(shù)、圖等基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其訪問(wèn)操作方法,以及常用的排序和查找算法,進(jìn)而能夠解決相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。算法分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握分治法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、貪心法、回溯法、分支界定法等常用經(jīng)典算法,從而更好地解決實(shí)際問(wèn)題。程序設(shè)計(jì)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)際生活意義的程序系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理實(shí)驗(yàn)、軟件工程實(shí)驗(yàn)、軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握處理機(jī)管理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理和設(shè)備管理五大功能的工作原理與實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)而能夠模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)部分功能。數(shù)據(jù)庫(kù)原理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生熟練掌握SQL語(yǔ)言的數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、完整性控制等功能,基本掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法。軟件工程實(shí)驗(yàn)是加深學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)方法的理解,掌握統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML和可視化建模工具RationalRose的基本用法。軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)是讓學(xué)生在掌握程序設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、軟件工程的理論知識(shí)與開(kāi)發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的軟件系統(tǒng)。
(二)專業(yè)核心實(shí)踐
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)編程、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、Linux編程等專業(yè)核心課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)利用Sniffer和Wireshark等常用網(wǎng)絡(luò)嗅探工具驗(yàn)證TCP/IP協(xié)議報(bào)文格式和協(xié)議交互過(guò)程,從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其工作原理的理解,加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)驗(yàn)是以套接字編程為基礎(chǔ)編寫(xiě)TCP/UDP協(xié)議通信程序以及數(shù)據(jù)包捕獲程序,編寫(xiě)SMTP/POP3郵件客戶端、FTP客戶端、Web網(wǎng)站程序等經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝和配置方法,學(xué)會(huì)無(wú)線局域網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安裝配置與故障排除。Linux編程是讓學(xué)生掌握LINUX環(huán)境下C語(yǔ)言應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的基本過(guò)程,熟悉基本庫(kù)函數(shù)的使用,具有初步的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)能力。
(三)專業(yè)方向?qū)嵺`
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)方向?qū)嵺`環(huán)節(jié)可分為物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全管理、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三個(gè)專業(yè)方向的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)方向?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容包括射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)、無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)、以及物聯(lián)網(wǎng)方向課程設(shè)計(jì)。射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握射頻識(shí)別技術(shù)的讀寫(xiě)卡、多卡讀、編碼調(diào)制、防碰撞算法、通信協(xié)議、保密通信等基本原理,能夠編寫(xiě)相關(guān)應(yīng)用案例程序。無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生能夠?qū)囟取穸取⒐庹铡毫Α⒓t外等典型傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并利用Zigbee、藍(lán)牙、WIFI等通信模塊,開(kāi)發(fā)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生在掌握嵌入式編程的基礎(chǔ)上,結(jié)合射頻識(shí)別和無(wú)線傳感技術(shù),開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的核心功能模塊或簡(jiǎn)單應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)方向課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)方向課程的理論知識(shí)與開(kāi)發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一定實(shí)用價(jià)值的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)安全管理方向?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)、以及網(wǎng)絡(luò)安全管理方向課程設(shè)計(jì)。
網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)嗅探器和端口掃描工具的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法,理解包過(guò)濾、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換等網(wǎng)絡(luò)安全策略,掌握防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)的安裝、配置和使用方法。網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生理解SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的原理和工作過(guò)程,掌握SNMP程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生熟悉網(wǎng)絡(luò)探測(cè)、緩沖區(qū)溢出、網(wǎng)絡(luò)欺騙、拒絕服務(wù)、SQL注入等主流攻擊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法,從而預(yù)防和阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊。網(wǎng)絡(luò)安全管理方向課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)安全管理方向課程的理論知識(shí)與開(kāi)發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有某種安全管理功能的實(shí)用網(wǎng)絡(luò)軟件或系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)故障診斷與排除實(shí)驗(yàn)、以及網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向課程設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)網(wǎng)線制作、VLAN配置、交換機(jī)配置、靜態(tài)路由配置、動(dòng)態(tài)路由配置、ACL配置、NAT配置等,為實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署提供基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)故障診斷與測(cè)試實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)故障診斷與測(cè)試工具的使用方法,能夠?qū)ξ锢韺印?shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、以太網(wǎng)、廣域網(wǎng)、TCP/IP、服務(wù)器等的故障進(jìn)行診斷與排除。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具、需求分析、技術(shù)選擇、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)編址與命名、路由設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)性能保障、安全管理設(shè)計(jì)等各環(huán)節(jié)技能。網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向課程的理論知識(shí)與開(kāi)發(fā)技術(shù),針對(duì)某個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,規(guī)劃并設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)工程方案。
(四)專業(yè)綜合實(shí)踐
專業(yè)綜合實(shí)踐主要指學(xué)生根據(jù)自己選擇的專業(yè)方向而開(kāi)展的專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué),主要形式包括學(xué)科與專業(yè)競(jìng)賽、自主創(chuàng)新研究、實(shí)訓(xùn)與實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。學(xué)科與專業(yè)競(jìng)賽是鼓勵(lì)學(xué)生在老師的指導(dǎo)下,利用課余時(shí)間和假期,參與學(xué)校、企業(yè)、省、教育部、乃至全球等各種級(jí)別的大學(xué)生學(xué)科或?qū)I(yè)競(jìng)賽,以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和動(dòng)手操作的能力。目前適合網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生參加的競(jìng)賽主要有全國(guó)大學(xué)生數(shù)據(jù)建模競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、ACM大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生系列科技作品競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽。自主創(chuàng)新研究可分為課內(nèi)自主研究學(xué)習(xí)和課外科技創(chuàng)新活動(dòng)。課內(nèi)自主研究學(xué)習(xí)是在部分專業(yè)課程內(nèi),安排學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和自主學(xué)習(xí)研究能力。課外科技創(chuàng)新活動(dòng)是學(xué)生根據(jù)自身興趣和專業(yè)特長(zhǎng)組成小組,自主選擇研究課題,確定研究目標(biāo)、技術(shù)路線和研究計(jì)劃,利用課余時(shí)間和寒暑假在老師的指導(dǎo)下自主開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng),以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神。實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)是讓學(xué)生熟悉或掌握網(wǎng)絡(luò)相關(guān)行業(yè)或領(lǐng)域中可能遇到的常用技能,以縮短第一任職崗前培訓(xùn)的時(shí)間。該類實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括見(jiàn)習(xí)環(huán)節(jié)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)等。見(jiàn)習(xí)環(huán)節(jié)是參觀一個(gè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)相關(guān)的企事業(yè)單位或部門(mén),見(jiàn)識(shí)各類產(chǎn)品和系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程或應(yīng)用情況,以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣和自豪感。實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)是在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)基地,通過(guò)與企事業(yè)單位的合作,提煉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的典型功能模塊,進(jìn)而設(shè)計(jì)出一組項(xiàng)目供學(xué)生實(shí)習(xí)訓(xùn)練。
實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)是與校外企業(yè)或培訓(xùn)基地合作,讓學(xué)生參與到實(shí)際的項(xiàng)目研發(fā)與實(shí)施工作中,從而使學(xué)生接觸社會(huì),體驗(yàn)未來(lái)就業(yè)單位的工作環(huán)境和實(shí)際的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是大學(xué)生四年專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)后的一次綜合性專業(yè)技術(shù)實(shí)踐鍛煉機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的周期為14周,主要包括選題、開(kāi)題、課題研究與指導(dǎo)、撰寫(xiě)畢業(yè)論文、畢業(yè)論文答辯等環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題可以由指導(dǎo)老師根據(jù)自己的項(xiàng)目課題、研究方向或興趣好確定,也可以根據(jù)學(xué)生就業(yè)單位的實(shí)際工作需要確定。
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2.1傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)技術(shù)“入侵檢測(cè)技術(shù)”這門(mén)課程主要涉及到的重要知識(shí)點(diǎn)包括:入侵檢測(cè)的基本概念、入侵方法與手段、入侵檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源、基于主機(jī)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)、檢測(cè)引擎、告警與響應(yīng)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)的評(píng)估、入侵檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用等。其中原理性、理論性的內(nèi)容主要體現(xiàn)在入侵檢測(cè)的原理、檢測(cè)算法、評(píng)估的指標(biāo)體系等。圖1是標(biāo)準(zhǔn)化組織提出的IDS的總體框架,該圖分三個(gè)檢測(cè)階段(檢測(cè)前、檢測(cè)中、檢測(cè)后),囊括了上述所有重要的知識(shí)點(diǎn)。(1)入侵前涉及入侵檢測(cè)的基本概念、入侵方法與手段、入侵檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源等知識(shí)點(diǎn)。重點(diǎn)講授基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集技術(shù),引入實(shí)驗(yàn)1——網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的捕獲及協(xié)議的簡(jiǎn)單分析。(2)入侵中知識(shí)點(diǎn)涉及IDS的各種檢測(cè)原理與方法。檢測(cè)方法分為誤用檢測(cè)、異常檢測(cè)和其它檢測(cè)方法。重點(diǎn)講授濫用檢測(cè)普遍采用的利用特征串匹配的方法、各種異常檢測(cè)模型也是很重要的輔助檢測(cè)方法,比如數(shù)學(xué)模型(方差模型、均方差模型、)馬爾科夫鏈和模糊邏輯。檢測(cè)又分為基于主機(jī)的檢測(cè)、基于網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)和分布式檢測(cè)。為了呈現(xiàn)不同原理、不同檢測(cè)方法的效果,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)2——審計(jì)日志的獲取和簡(jiǎn)單分析,對(duì)比實(shí)驗(yàn)1有利于學(xué)生體會(huì)基于主機(jī)的檢測(cè)方法和基于網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)方法的不同。(3)入侵后涉及IDS的警報(bào)響應(yīng)、警報(bào)冗余消除、警報(bào)后處理技術(shù)和意圖識(shí)別技術(shù)等知識(shí)點(diǎn)。重點(diǎn)講授對(duì)于幾種典型攻擊,IDS的攻擊報(bào)警信息和警報(bào)后處理技術(shù),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)警報(bào)含義、不同的報(bào)警格式和方式。至此,學(xué)生應(yīng)該對(duì)IDS的整個(gè)工作流程有了全面的認(rèn)識(shí)。為了讓學(xué)生融會(huì)貫通所有知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)3——Snort開(kāi)源IDS的構(gòu)建和使用。讓學(xué)生在指定的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下安裝,使用IDS,老師在實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)與公網(wǎng)斷開(kāi)時(shí),運(yùn)行若干典型的攻擊腳本,確保Snort能抓取到攻擊實(shí)例,讓學(xué)生利用所學(xué)的安全知識(shí),模擬安全管理員分析攻擊態(tài)勢(shì)。對(duì)于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)上的入侵檢測(cè)技術(shù)的教授,可以讓學(xué)生牢記圖1,有助于理清各階段的重要知識(shí)點(diǎn),在相關(guān)實(shí)驗(yàn)中體會(huì)攻擊理論性知識(shí)的應(yīng)用,是這門(mén)課程獲得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。
2.2物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)涵蓋內(nèi)容非常寬泛。實(shí)際上目前物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成除了傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)外,各式各樣的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WirelessSensorNetwork(WSN)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的主體。與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)不同,WSN因其特點(diǎn)導(dǎo)致其相同的安全需求有著完全不通的安全技術(shù)。重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)按WSN的分層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)講授每一層上存在的安全問(wèn)題以及典型攻擊。比如,物理層:各種物理破壞以及導(dǎo)致的信息泄露和各種擁塞攻擊;數(shù)據(jù)鏈路層:各種耗盡攻擊和碰撞攻擊;網(wǎng)絡(luò)層:各種路由攻擊、泛洪攻擊、女巫攻擊;應(yīng)用層:污水池攻擊、蠕蟲(chóng)洞攻擊等。為了使學(xué)生了解和掌握不同的攻擊的原理、攻擊過(guò)程和方式,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)4——WSN上的各種攻擊實(shí)驗(yàn)演示。
2.3物聯(lián)網(wǎng)互通產(chǎn)生的安全問(wèn)題和安全技術(shù)由于此部分內(nèi)容還屬于當(dāng)前研究熱點(diǎn),在課程中將作為物聯(lián)網(wǎng)的全新內(nèi)容介紹。重點(diǎn)抓住一些典型攻擊案例講述互聯(lián)互通中產(chǎn)生的安全問(wèn)題及解決方法。為此設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)5作為典型案例。實(shí)驗(yàn)5——跨網(wǎng)絡(luò)的DDoS攻擊,展示了在IP網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)克服的DDoS攻擊,互通后的殘余DDos攻擊流量仍然超出WSN能夠承受的范圍,會(huì)導(dǎo)致WSN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降,甚至耗盡WSN寶貴的能量和帶寬資源。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)(1)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1——網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的捕獲及協(xié)議的簡(jiǎn)單分析。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包是基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的捕獲是基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的第一步。通過(guò)該實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解和掌握基于Socket和libpcap的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的捕獲方法,理解和掌握基于網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的源數(shù)據(jù)的捕獲、協(xié)議分析的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。同時(shí)使學(xué)生熟悉在Linux下的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)技能。實(shí)驗(yàn)2——主機(jī)審計(jì)日志的獲取和簡(jiǎn)單分析。主機(jī)審計(jì)日志數(shù)據(jù)是基于主機(jī)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源,審計(jì)數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量和數(shù)量,決定了入侵檢測(cè)的有效程度。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解Linux系統(tǒng)的日志系統(tǒng)和基于主機(jī)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)的原理。(2)綜合型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3——Snort開(kāi)源IDS的構(gòu)建和使用。讓學(xué)生根據(jù)校園網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的需求搭建,利用Snort及第三方軟件搭建一個(gè)真實(shí)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)需求選擇已有的預(yù)處理插件、檢測(cè)規(guī)則,最后有針對(duì)性地完成幾個(gè)相應(yīng)規(guī)則的編寫(xiě),并進(jìn)行正確性測(cè)試。斷網(wǎng)后在運(yùn)行幾個(gè)典型攻擊腳本,讓學(xué)生分析Snort抓獲的攻擊警報(bào),做出安全態(tài)勢(shì)匯報(bào)。(3)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4——WSN上的各種攻擊實(shí)驗(yàn)。學(xué)生利用一些攻擊類軟件工具和硬件設(shè)施完成一些可能的攻擊。攻擊的羅列使學(xué)生了解和掌握不同的攻擊的原理、攻擊過(guò)程和方式,加深對(duì)入侵檢測(cè)的必要性的理解;實(shí)驗(yàn)5——跨網(wǎng)絡(luò)的DDoS攻擊。將傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)關(guān)與實(shí)驗(yàn)室特定的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相連,在IP網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起DDoS攻擊,將目標(biāo)鎖定在傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。在IP網(wǎng)絡(luò)上安裝流量觀測(cè)器,讓學(xué)生直觀地看到攻擊流量的路徑。然后在網(wǎng)關(guān)上啟動(dòng)DDoS攻擊檢測(cè),過(guò)濾掉98%的攻擊流量,讓學(xué)生觀察此時(shí)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能情況,比較兩種情況,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
4.考核體系該課程的考核采用平時(shí)成績(jī)和期末考核成績(jī)加權(quán)平均的方式。考慮到課程的宗旨在于加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力,同時(shí)為了減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),平時(shí)成績(jī)強(qiáng)調(diào)考核動(dòng)手能力,平時(shí)作業(yè)緊扣五個(gè)實(shí)用性實(shí)驗(yàn),均為實(shí)驗(yàn)為鋪墊和準(zhǔn)備,實(shí)際上5個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)占50%,期末的理論考核以開(kāi)放式論文形式讓學(xué)生根據(jù)自己對(duì)IDS的了解和興趣選擇和IDS相關(guān)的題目撰寫(xiě)論文,占50%。
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隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)正在加快向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型,而智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。智慧農(nóng)業(yè)將農(nóng)業(yè)看成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的系統(tǒng),依托嵌入式技術(shù)、感知技術(shù)、互聯(lián)互通技術(shù)、智能化技術(shù)等綜合、全面、系統(tǒng)地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),使得農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)智能化、多功能,大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。
智慧農(nóng)業(yè)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括嵌入式技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)等。嵌入式是當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、最有發(fā)展前景的信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前,許多高等院校的計(jì)算機(jī)、電子、軟件等專業(yè)針對(duì)市場(chǎng)需求,開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程,也在逐步完善適應(yīng)社會(huì)需求的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)體系。本文基于智慧農(nóng)業(yè)背景,結(jié)合都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開(kāi)設(shè)嵌入式課程的經(jīng)驗(yàn),對(duì)農(nóng)林院校嵌入式課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討。
1 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)
智慧農(nóng)業(yè)是最近興起的一個(gè)概念,出現(xiàn)的時(shí)間很短,目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授認(rèn)為: 智慧農(nóng)業(yè)是以最高效率地利用各種農(nóng)業(yè)資源,最大限度地降低農(nóng)業(yè)成本和能耗、減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的整體最優(yōu)為目標(biāo),以農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)、全過(guò)程智能化的泛在化為特征,以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐和手段,以自動(dòng)化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理、系統(tǒng)化物流和電子化交易為主要生產(chǎn)方式的高產(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式與形態(tài)。
要建設(shè)智慧農(nóng)業(yè),就要依托物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things,簡(jiǎn)稱IOT)的概念是在1999年提出的,2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義:通過(guò)二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)唯一的物聯(lián)源頭是嵌入式系統(tǒng)。隨著嵌入式系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用需求的多樣化,嵌入式技術(shù)已成為當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展的主流。
本文基于嵌入式技術(shù),針對(duì)農(nóng)林院校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的特點(diǎn), 通過(guò)一系列教學(xué)嘗試,對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向的課程體系建設(shè)進(jìn)行了一些探索,使學(xué)生在保證專業(yè)原有課程的基礎(chǔ)上,根據(jù)專業(yè)方向的不同,側(cè)重點(diǎn)有所差別,將智慧農(nóng)業(yè)貫徹課程體系始終,使學(xué)生在軟件和硬件設(shè)計(jì)方面都得到很好的鍛煉,最終為都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)培養(yǎng)全方位的信息技術(shù)人才。
2 嵌入式課程體系建設(shè)
(1)我校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)和教學(xué)目標(biāo)。
我校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員。根據(jù)學(xué)生的接受能力,嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體現(xiàn)層次性、漸進(jìn)性、注重實(shí)踐性,尤其側(cè)重培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力。(圖1)
嵌入式系統(tǒng)課程體系的設(shè)置體現(xiàn)“注重工程能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)人才知識(shí)體系”,學(xué)習(xí)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計(jì)部分。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系教學(xué)目標(biāo)是掌握四個(gè)“1”,即“一種主流嵌入式微處理器、一門(mén)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、一種嵌入式操作系統(tǒng)、一套開(kāi)發(fā)工具”,嵌入式開(kāi)發(fā)語(yǔ)言主要有匯編語(yǔ)言、C和C++語(yǔ)言、Java語(yǔ)言等;嵌入式操作系統(tǒng)主要有Windows CE、Linux等;集成開(kāi)發(fā)工具主要有Windows CE開(kāi)發(fā)工具、ADS等。
(2)嵌入式系統(tǒng)課程體系。
北京農(nóng)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院自2011年設(shè)置了計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向,根據(jù)自由選擇的原則在大學(xué)三年級(jí)實(shí)施特定方向培養(yǎng),同期購(gòu)買(mǎi)了30套嵌入式開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)每人一臺(tái)的教學(xué)環(huán)境。
嵌入式系統(tǒng)課程體系大致可分為:基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課。
基礎(chǔ)課程在大學(xué)一、二年級(jí)開(kāi)設(shè),主要學(xué)習(xí)理工科的一些基礎(chǔ)課程,如高等數(shù)學(xué)等。
專業(yè)基礎(chǔ)以及專業(yè)課的開(kāi)設(shè)時(shí)間以及內(nèi)容如表1所示。需要特別說(shuō)明的是根據(jù)我校“3+1”本科人才培養(yǎng)模式,大學(xué)前六個(gè)學(xué)期完成的是課內(nèi)學(xué)習(xí),旨在掌握較寬厚的基礎(chǔ)知識(shí)和扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),最后一學(xué)年有計(jì)劃地到校內(nèi)外實(shí)調(diào)基地進(jìn)行為期一年的實(shí)踐和實(shí)訓(xùn),所以第七學(xué)期和第八學(xué)期是專業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。
嵌入式導(dǎo)論課程:介紹嵌入式的主要應(yīng)用領(lǐng)域、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的基本概念、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的基本流程和基本方法、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。
嵌入式操作系統(tǒng)課程:介紹嵌入式系統(tǒng)基本知識(shí),嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的差別。結(jié)合典型的嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作機(jī)制、系統(tǒng)移植剪裁和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度等內(nèi)容進(jìn)行介紹。我校根據(jù)具體情況選擇、Linux、WinCE等嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)。
嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ):介紹嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、軟件編程及設(shè)備接口和驅(qū)動(dòng)等。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生了解和掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)的概念、方法和工具嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),掌握嵌入式系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)思想,學(xué)生能完成簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。
JAVA開(kāi)發(fā)語(yǔ)言:介紹Java語(yǔ)言的體系結(jié)構(gòu)、Java語(yǔ)言的基本概念和程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的思路和方法。培養(yǎng)學(xué)生的編程能力,使學(xué)生能夠運(yùn)用Java語(yǔ)言作為完成應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
嵌入式接口技術(shù):介紹鍵盤(pán)接口、LED顯示器接口、觸摸屏、通信接口、中斷接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、ARM的JTAG接口。
嵌入式高級(jí)編程:介紹Android嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建的方法,項(xiàng)目結(jié)構(gòu);Android的體系結(jié)構(gòu),嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程;嵌入式特性開(kāi)發(fā),多媒體開(kāi)發(fā),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開(kāi)發(fā),聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)等開(kāi)發(fā)方法,學(xué)生通過(guò)實(shí)踐能達(dá)到獨(dú)立完成開(kāi)發(fā)單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)嵌入式軟件的能力。
3 嵌入式課程實(shí)踐教學(xué)
(1)層次化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。
實(shí)驗(yàn)室選用UP-Magic6410嵌入式實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái),著重培養(yǎng)學(xué)生在該平臺(tái)下進(jìn)行嵌入式Linux程序開(kāi)發(fā)的相關(guān)環(huán)境搭建與軟件設(shè)計(jì)方法的能力。針對(duì)各模塊以及嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用背景,按照由淺入深,不同課程層次對(duì)應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等原則,組織設(shè)計(jì)了三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn),循序漸進(jìn),逐步提高,以滿足不同階段的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐需求,分別為涉及嵌入式導(dǎo)論的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、涉及嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的實(shí)操性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)嵌入式高級(jí)編程的提高性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)多以理論驗(yàn)證為主,在于學(xué)習(xí)方法;綜合性實(shí)驗(yàn)和提高性實(shí)驗(yàn)則多以應(yīng)用為主,在于提高能力。三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生提高了動(dòng)手能力,進(jìn)一步的實(shí)踐開(kāi)發(fā)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。
(2)通過(guò)項(xiàng)目案例,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。
首先,依托教師實(shí)際的科研或工程項(xiàng)目,教師在實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施時(shí),可以按照模塊化將案例的分解到各個(gè)部分,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)例所采用的技術(shù)和方案進(jìn)行不同角度的評(píng)價(jià),變被動(dòng)知識(shí)灌輸為主動(dòng)探索思考,使教學(xué)理論知識(shí)與科研實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起。
其次,在設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)等綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)合教師實(shí)際的科研或工程項(xiàng)目,在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性知識(shí)掌握的同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的綜合設(shè)計(jì)。使得學(xué)生既掌握了一些具體的通用的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法,也能發(fā)揮主觀能動(dòng)性,獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)較完整的嵌入式系統(tǒng),激發(fā)學(xué)習(xí)、創(chuàng)造熱情。在課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)中,考慮到學(xué)生水平差異,按照“自由組合、自主選題”的原則,要求學(xué)生課外查找資料進(jìn)一步地學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)性學(xué)習(xí),對(duì)某些問(wèn)題進(jìn)行深入的分析研究,進(jìn)而提出自己的設(shè)計(jì)思想,此環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)思想的原創(chuàng)性也將作為課程考核的重要內(nèi)容。
(3)鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目,注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐來(lái)鍛煉和提高學(xué)生動(dòng)手能力是非常重要的。我校實(shí)行導(dǎo)師制指導(dǎo)學(xué)生,在參與教師科研項(xiàng)目的過(guò)程中,本科生導(dǎo)師負(fù)責(zé)學(xué)生在整個(gè)科研期間從理論到具體操作的各個(gè)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作,加強(qiáng)了指導(dǎo)力度。
學(xué)生在家禽食品安全追溯系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目中,教師組織學(xué)有余力的同學(xué)成立興趣小組,直接參與到前沿的課題和項(xiàng)目中去,將食品安全追溯系統(tǒng)按照生產(chǎn)鏈的六個(gè)環(huán)節(jié)分解成若干子題目,交由各興趣小組,模擬項(xiàng)目的形式實(shí)踐開(kāi)發(fā),真正做到“在學(xué)中做,在做中學(xué)”,以務(wù)實(shí)的項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐科研能力。
(4)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課外科技活動(dòng)。
近年來(lái),高等院校加大了學(xué)生的課外科技活動(dòng)開(kāi)展的力度,筆者指導(dǎo)的學(xué)生參與了北京市大學(xué)生科研計(jì)劃,利用嵌入式平臺(tái),對(duì)溫室環(huán)境等參數(shù)檢測(cè),進(jìn)而對(duì)溫室大棚實(shí)現(xiàn)智能化控制,學(xué)生在該課題中,運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí),系統(tǒng)的完成了整個(gè)項(xiàng)目,獲得了北京市大學(xué)生科研計(jì)劃成果二等獎(jiǎng),尤其值得一提的是,畢業(yè)的學(xué)生在擔(dān)任京郊村官期間,將課題成果應(yīng)用于所服務(wù)的村鎮(zhèn),取得了良好的效果。實(shí)踐證明,鼓勵(lì)學(xué)生參與課外科技活動(dòng),將會(huì)拓展學(xué)生的知識(shí)體系,并學(xué)以致用,對(duì)進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)合作精神發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
(5)做好畢業(yè)設(shè)計(jì)及畢業(yè)實(shí)習(xí)
我校實(shí)行的是采取“3+1”人才培養(yǎng)模式。以往學(xué)生在第八學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)論文和實(shí)習(xí),部分學(xué)生在校內(nèi)機(jī)房根據(jù)教師給出的題目完成畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)論文,學(xué)生如果不走出去。就無(wú)法完成理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,部分同學(xué)雖然通過(guò)實(shí)習(xí)單位的學(xué)習(xí)完成畢業(yè)論文,但是畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的時(shí)間和質(zhì)量也難以保證。因此,我們將畢業(yè)論文提前到第七學(xué)期安排任務(wù),進(jìn)行設(shè)計(jì)、論文的前期準(zhǔn)備及調(diào)試工作,既可以保證充分的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間又可以提高學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,做到有的放矢.提高設(shè)計(jì).論文和專業(yè)課的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
針對(duì)在校學(xué)生缺少行業(yè)背景知識(shí)這一缺點(diǎn),在教學(xué)中大力開(kāi)展了與企業(yè)的合作,直接把學(xué)生派到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),使得培養(yǎng)的嵌入式人才能夠適應(yīng)企業(yè)的需要,目前我院已經(jīng)建立了中軟、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息所等校外實(shí)習(xí)基地,并簽訂了相關(guān)的實(shí)習(xí)協(xié)議。一方面學(xué)生在實(shí)踐工程項(xiàng)目中完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文,綜合能力得到極大的提升,另一方面用人單位在與學(xué)校合作辦學(xué)的過(guò)程中也為自己培養(yǎng)了急需的技術(shù)人才,實(shí)行了定單式培養(yǎng),最終構(gòu)筑高校.學(xué)生和企業(yè)獲利的共贏平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和社會(huì)需求的無(wú)縫對(duì)接。從以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,選擇嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課題并能按時(shí)保質(zhì)保量完成課題的的學(xué)生知識(shí)面更廣,就業(yè)面更寬,既可以從事軟件開(kāi)發(fā),也可以適應(yīng)硬件的開(kāi)發(fā)工作。
4 結(jié)語(yǔ)
嵌入式系統(tǒng)作為應(yīng)用性極強(qiáng)的課程,其教學(xué)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù),包括完整的課程設(shè)置體系結(jié)構(gòu)、不斷的豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,獲取更多的實(shí)踐項(xiàng)目等內(nèi)容。隨著嵌入式在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)用的迅猛發(fā)展,如何真正立足于農(nóng)業(yè)院校發(fā)展特色,培養(yǎng)高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息化人才,將是我們今后教學(xué)的方向和努力目標(biāo)。
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篇13
中圖分類號(hào):G434
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16727800(2016)010018802
0引言
2009年,南京郵電大學(xué)在國(guó)內(nèi)首先興建了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院。學(xué)科成立之初,課程體系建設(shè)尚無(wú)先例可循。因此,如何建立具有物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科特色的課程體系成為了每一個(gè)任課教師需要思考的問(wèn)題。近年來(lái),學(xué)界逐步明確了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的“源科學(xué)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)[1]。將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設(shè)大致分為兩部分:計(jì)算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)課程與體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)的專業(yè)課程。專業(yè)課程主要包括:介紹物聯(lián)網(wǎng)基本概念的“物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論”、討論感知層知識(shí)與技術(shù)的“感知技術(shù)及應(yīng)用”、討論物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中無(wú)線通信技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)線通信技術(shù)”、介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃方法的“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)”和介紹物聯(lián)網(wǎng)信息安全個(gè)性技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”等。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是物聯(lián)網(wǎng)底層重要的感知技術(shù)。作為重要的學(xué)科專業(yè)課程,其知識(shí)點(diǎn)從感知層硬件到應(yīng)用層安全技術(shù),內(nèi)容多、難度大,體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的交叉特色與前沿性。該課程在傳統(tǒng)的通信和自動(dòng)化控制專業(yè)早已形成完善的體系結(jié)構(gòu),但是隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展,WSN技術(shù)發(fā)展很快,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的WSN課程內(nèi)容要與上述兩個(gè)傳統(tǒng)專業(yè)的相關(guān)課程相區(qū)別,必須講授最新的熱點(diǎn)技術(shù)。
1課程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
(1)有限的課時(shí)設(shè)置與課程的豐富內(nèi)容不相匹配。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容涵蓋廣泛,涉及計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)學(xué)、信息、電子等多個(gè)學(xué)科,同時(shí)它也是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。從ZigBee、Wifi、藍(lán)牙到6LowPan,各種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)都能設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。目前受到研究生課時(shí)的限制,一般學(xué)校該課程課時(shí)設(shè)置均為32課時(shí),在如此有限的時(shí)間內(nèi),如何有效講授知識(shí)點(diǎn)、培養(yǎng)研究生的科學(xué)思路和研究方法則成為一個(gè)值得深入探討的問(wèn)題。
(2)課程定位與教學(xué)特色問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本科階段已開(kāi)設(shè)了同名課程,研究生階段的WSN課程如何與本科生課程相銜接,且在教學(xué)中突出物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科特色是課程建設(shè)中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
(3)研究生培養(yǎng)模式和授課方法問(wèn)題。盧梭說(shuō)過(guò):“問(wèn)題不在于告訴他(學(xué)生)一個(gè)真理,而在于教他(學(xué)生)怎樣發(fā)現(xiàn)真理。”這正是近代研究生教育追求的研究性教學(xué)理念。本科階段學(xué)生第一次接觸WSN,因而該階段注重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講授。到了研究生階段,課程應(yīng)更多地教授學(xué)生科學(xué)研究的方法,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)科的前沿?zé)狳c(diǎn),并指導(dǎo)他們開(kāi)展深入研究。
綜上課程存在的不足,筆者在課程的研究生教學(xué)階段改變了本科以講授知識(shí)點(diǎn)為主要手段的教學(xué)模式,而采用以綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為貫穿主線的研究型教學(xué)模式。通過(guò)實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的方式,教師創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境,指導(dǎo)學(xué)生對(duì)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行研究,使學(xué)生在獨(dú)立、主動(dòng)的探索、思考、實(shí)踐過(guò)程中吸收與應(yīng)用知識(shí),并解決問(wèn)題。
2課程建設(shè)內(nèi)容
2.1教材及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇與設(shè)計(jì)
課程選用了2本教材[23],一本實(shí)驗(yàn)教程[4]。第一本教材是孫利民老師的經(jīng)典教材《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)》,其內(nèi)容按網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)講述了WSN的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。每章均可視作綜述風(fēng)格的科研論文,邏輯清晰,易于理解,用于培養(yǎng)學(xué)生的科研閱讀能力,但是缺乏有特色的熱點(diǎn)技術(shù);第二本教材是國(guó)外的經(jīng)典教材,其書(shū)寫(xiě)邏輯為面向問(wèn)題的啟發(fā)式學(xué)習(xí),每章討論一個(gè)WSN的支撐技術(shù),如定位技術(shù)、同步技術(shù)、安全技術(shù)等,可用于啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維,學(xué)習(xí)如何發(fā)現(xiàn)一個(gè)科學(xué)問(wèn)題以及如何針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行深入研究。實(shí)驗(yàn)教程選用凌陽(yáng)科技公司開(kāi)發(fā)的最新物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)課程,包含最新的WSN技術(shù)實(shí)驗(yàn)。其內(nèi)容從芯片基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到各種熱點(diǎn)技術(shù)的實(shí)踐,包括ZigBee協(xié)議棧系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、RFID基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、IPV6系列實(shí)驗(yàn)、嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn)和手機(jī)控制實(shí)驗(yàn)等8大塊,但是缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)。為此,學(xué)院又聯(lián)合凌陽(yáng)科技公司開(kāi)發(fā)了若干綜合性實(shí)驗(yàn),包括自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)、智慧安防報(bào)警系統(tǒng)、圖書(shū)管理系統(tǒng)、冷庫(kù)管理系統(tǒng)和智慧停車系統(tǒng)等。
針對(duì)每個(gè)知識(shí)單元的核心知識(shí)點(diǎn),借助凌陽(yáng)公司開(kāi)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱[2],參照學(xué)校已有的實(shí)驗(yàn)建設(shè)內(nèi)容[56],有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)體系,如圖1所示。共包含14個(gè)實(shí)驗(yàn),其中前11個(gè)實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),每學(xué)期再根據(jù)課程選修人數(shù)選擇若干綜合性的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。其中,自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)、ZigBee拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)顯示系統(tǒng)和圖書(shū)管理系統(tǒng)3個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)貫穿學(xué)習(xí)始終,其它實(shí)驗(yàn)都是由教師演示完成。該實(shí)驗(yàn)體系使學(xué)生學(xué)習(xí)完理論知識(shí)后可以馬上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固。如果某些知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)太過(guò)復(fù)雜,在有限的課程時(shí)間內(nèi)不足以完成,則可設(shè)計(jì)相應(yīng)問(wèn)題,讓學(xué)生在問(wèn)題引導(dǎo)下自發(fā)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。
2.2研究型教學(xué)模式與評(píng)價(jià)方法探索
在課程的具體教學(xué)實(shí)施上,第一次上課教師即把學(xué)生分為小組,每個(gè)小組負(fù)責(zé)一個(gè)綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。以自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)為例,整個(gè)教學(xué)模式闡述如下:首先,教師介紹系統(tǒng)功能,將系統(tǒng)分為光照度檢測(cè)、人員檢查、數(shù)據(jù)處理和燈開(kāi)關(guān)控制4部分。由于實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜,采用學(xué)生分組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)部分由若干學(xué)生負(fù)責(zé),確保每個(gè)學(xué)生完成其中的某些功能模塊,并在之后的教學(xué)過(guò)程中對(duì)每部分進(jìn)行詳細(xì)討論,包括:設(shè)計(jì)要求、工作原理、需要用到的設(shè)備、體現(xiàn)的核心知識(shí)點(diǎn)等。因此,每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)開(kāi)始都有一個(gè)任務(wù)和目標(biāo),學(xué)生之間相互合作,完成實(shí)驗(yàn)的組可以獲得本次實(shí)驗(yàn)的基本得分。之后的每一次課,核心知識(shí)點(diǎn)的講授與相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)都采用教師導(dǎo)學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的形式完成。考慮到課時(shí)有限,實(shí)驗(yàn)還需要由小組合作學(xué)習(xí)等課外學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)組成。到了一定階段,每個(gè)模塊都要完成子模塊流程設(shè)計(jì),如圖2所示的光照度檢測(cè)子模塊流程圖。然后進(jìn)行階段性學(xué)習(xí)成果展示和交流,并進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào),形成相關(guān)文檔。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié),匯報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)都體現(xiàn)了對(duì)WSN知識(shí)的綜合應(yīng)用與融匯貫通。在設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中,教師按照軟件工程的方法一步步指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)直至系統(tǒng)調(diào)試完成。學(xué)生不但能學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的思想和方法,而且具備了開(kāi)發(fā)一個(gè)小型項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),提高了動(dòng)手能力。該方式改變了“教師授課+學(xué)生復(fù)習(xí)”的傳授式教學(xué)模式,而是采用“教師導(dǎo)學(xué)+學(xué)生自學(xué)+合作研討”的研究型教學(xué)模式,以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。
3考核體系
課程考核采用平時(shí)成績(jī)和期末考核成績(jī)加權(quán)平均的方式。綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)占70%,期末的理論考核以開(kāi)放式論文形式進(jìn)行,讓學(xué)生根據(jù)自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,以提出改進(jìn)方法等為題撰寫(xiě)論文,分?jǐn)?shù)占總成績(jī)的30%。該考核更加偏向于考核學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與、實(shí)踐能力。
實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)積極性以及動(dòng)手能力,緊扣3個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段,取得一個(gè)階段性成果即得到相應(yīng)分?jǐn)?shù)。在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中,師生都覺(jué)得該教學(xué)方式比傳統(tǒng)方式更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)際動(dòng)手能力。
4結(jié)語(yǔ)
本次物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究生WSN課程建設(shè)圍繞核心知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列。實(shí)驗(yàn)圍繞一個(gè)需要研究解決的特定問(wèn)題展開(kāi),讓學(xué)生在尋找解決方法的過(guò)程中進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用,而不是對(duì)知識(shí)的簡(jiǎn)單套用。強(qiáng)調(diào)任務(wù)驅(qū)動(dòng),并注意任務(wù)的復(fù)雜性與綜合化。
應(yīng)當(dāng)注意的是,研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,教師應(yīng)周期性地梳理核心知識(shí)點(diǎn),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)學(xué)生反饋以及實(shí)際教學(xué)效果,不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、難度以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,促進(jìn)每一輪教學(xué)實(shí)踐在內(nèi)容和方法上都不斷豐富、改進(jìn)和完善。
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