物联网工程专业培养方案20120613

计算机科学与技术（物联网工程方向）专业培养方案
（专业代码：080905）
一、专业教育的历史、现状和发展方向
2005年11月17日，国际电信联盟正式提出“物联网”（The Internet of things）概念。

“物联网”颠覆了人类之前物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维，将具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术有效连接在一起，使得政府管理、生产制造、社会管理，以及个人生活实现互联互通，将成为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。

自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，并写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，首批获准院校30个。

物联网工程专业作为一个新增专业，其培养目标、课程设置、实践环节等均没有统一的规范，教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会也没有对此给出相应专门的指导性意见或规范，因此各个学校物联网工程专业开设什么样的课程存在着比较大的差异。

物联网涉及的领域非常广泛，从技术角度看，主要涉及的现有高校院系与专业有：计算机科学与工程、电子与电气工程、电子信息与通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子商务等。

与物联网应用相关
的专业有：建筑与智能化、土木工程、交通运输与物流、节能与环保等。

众多专家一致认为培养跨专业复合型人才是物联网工程专业的最终总目标。

据我国物联网工程专业教育改革发展的趋势和特点以及国家发展和社会进步对物联网工程人才的综合素质要求，我院本着高质量、高水平、创特色的教育原则，充分吸取国内外同类专业先进的办学理念和方法，以注重实践、强调应用为特色，将理论与实践相结合，为二十一世纪的信息社会培养具有扎实的物联网工程基础理论和较强的工程实践、开发、应用能力的高层次应用技能型人才。

二、人才培养目标
非师范专业人才培养目标：“本学科专业培养学生德智体全面发展，具备扎实的电子技术、传感器技术、高频和微波技术，有线和无线网络通信、系统工程技术等理论基础，能熟练掌握物联网系统设计、分析、开发和研究的方法，具备跟踪新理论、新知识、新技术的能力，能从事物联网相关工作的高级应用技能型专门人才”。

三、人才培养规格
（一）学制：4年，学生可在3-6年完成学业。

（二）毕业标准：符合《内蒙古师范大学本科学生毕业标准》要求，准予毕业。

（三）授予学位：符合《内蒙古师范大学学士学位评定工作细则》要求，授予工学学士学位。

（四）专业方向：物联网工程
（五）人才培养规格：
1.素质结构要求
（1）思想道德素质
热爱祖国，拥护中国共产党领导，掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本原理、“三个代表”和科学发展观重要思想；了解党和国家的基本路线、方针、政策及国内外形势；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。

（2）文化素质
具有正确的社会历史观和人生价值观；有良好的语言、文字表达能力；有较强的人际交往能力与现代化意识。

（3）专业素质
热爱物联网专业，对物联网学科的性质和发展具有正确的认知和责任感，初步形成正确的专业价值观和科研工程献身精神。

具有高尚的道德和职业精神，具有全心全意为社会服务的精神。

具有创新精神，树立终身学习的观念，具有主动获取新知识，不断进行自我完善和推动物联网发展的态度。

具有良好的合作和团队精神。

（4）身心素质
具有一定的体育和军事基本知识，掌握科学锻炼身体的基本技能，养成良好的体育锻炼和卫生习惯，达到国家规定的大学生体育和军事训练合格标准；具备健全的心理，有较强的适应能力、承受能力。

2.能力结构要求
（1）具备良好的表达能力，能准确传递物联网知识等信息的能
（2）具有熟练地运用多学科知识和评估技能，制定系统计划并对不同应用对象实施整体规划维护的基本能力。

（3）掌握基础物联网关键技术、了解物联网主要技术标准，高频微波技术，嵌入式无线和有线系统设计技术、无线通信组网技术等。

（4）具有物联网应用方案设计能力。

（5）具有自主学习、自我发展的基本能力，能够适应不断变化的未来物联网发展的需求。

（6）掌握文献检索、资料收集的基本方法，有效获取、评价和利用物物相连信息的基本技能，具有较强物联网科研的基本能力。

3．知识结构要求
（1）掌握与物联网相关的理工知识和基本理论和方法。

（2）掌握物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态。

（3）熟悉国际、国家关于物联网的标准。

（4）掌握必要的传感器、电子、通信、单片机，高频微波，RFID技术等知识和专业技能。

（5）掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈、主要无线有线网络技术原理、自组织组网措施、主要无线有线网络拓扑和网络安全技术等基础理论和关键技术。

（6）掌握信息采集、处理、融合、通讯传输等基本理论和方法。

（7）掌握物联网工程应用、科学研究、工程管理等方面的基本
四、教育内容和知识体系
五、实践教学内容和体系
十、专业课程简介
课程名称：专业导论
课程性质：专业必修课程学时：54 课程学分：3
修读对象：一年级学生
课程内容：就物联网学科的学科特点、科学形态、历史渊源、发展变
化、典型方法、学科知识组织结构和分类体系等介绍物联网工程的基本概念、基本原理和总体框架，并为后续课程的衔接提供科学论证。

旨在使学生了解本专业的一些入门的概念、基本知识和科学的全貌，了解一些主要领域的当前热点以及学习物联网工程的主要方法。

培养学生专业思想和兴趣，掌握正确的学习方法，为他们在大学今后后续课程的学习做一个铺垫。

考核方式：考试
教材及主要参考书:
1.刘云浩编：《物联网导论》，科学出版社，2010年。

2.赵希武、刘东升：《大学计算机基础》，高等教育出版社，2009年。

先修课程的要求：无
课程名称：程序设计基础
课程性质：专业必修课程学时：54 课程学分：3
修读对象：一年级学生
课程内容：本课程既培养学生解决问题（算法与程序设计）的能力，又使他们比较熟练地掌握一种程序设计语言。

主要介绍有关独立于任何特定编程语言的算法概念和结构，强化训练程序设计的经验和相关技术。

本课程介绍程序设计的基本概念，特别强调算法的重要性及其在程序设计中的作用，注意强调算法而不是程序设计语言的语法细节，本课程是一门实践性很强的学科基础课，重点放在程序设计实践及培养学生分析问题解决问题的能力训练方面。

不仅要学习基本理论
知识，更要注重上机实践，通过上机实践掌握高级语言的特征，巩固所学的理论知识，培养学生分析解决问题的能力。

以当今应用广泛的C教学子集作为程序设计语言学习样本，以住处业的主流操作系统Linux作为学习平台，以程序设计的基本概念和基本技巧为主线，讲授程序设计的历史及发展、基本概念、数据、语法规则以及结合课程内容的上机实习技能。

考核方式：考试
教材及主要参考书：
1.谭浩强：《程序设计基础》，清华大学出版社，2004年。

2.StephenG.Kochan著，张小潘译：《C语言编程—一本全面的C 语言入门教程》，电子工业出版社，2006年。

3.张基温：《C语言程序设计案例教程》，清华大学出版社，2004年。

4.施威铭：《Linux C语言务实》，机械工业出版社，2002年。

5.EBalagurusamy著，金名等译：《标准C程序设计》，清华大学出
版社，2006年。

6.DdvidM.Collopy著，罗铁庚译：《C程序教程：模块化程序设计》，清华大学出版社，2000年。

7.Eric S.Roberts:《C语言的科学和艺术》（英文版），机械工业出
版社，2004年。

先修的课程的要求：无
课程名称：程序设计基础实验
课程性质：专业必修课程学习：36 课程学分：2
修读对象：一年级学生
课程内容：实验是实现本课程培养目标与要求最重要的手段,因此抓好此环节是本课程是否成功的标志。

实验应由学生独立完成为主，教师指导为辅，强调学生间、学生与教师间的讨论并充分利用自动评测系统。

使学生熟练掌握在指定环境下进行有关程序设计的全过程。

要求学生在课程结束时能完成一些较为复杂的程序设计题目，注意自始至终贯彻本课程所介绍的程序设计风格，养成良好的编程习惯。

考核方式：实验报告
教材及主要参考书：
1.刘东升：《程序设计基础》实验指导（自编讲义），2007年。

先修课程的要求：无
课程名称：面向对象程序设计
课程性质：专业必修课程学时：72 课程学分：4
修读对象：一年级学生
课程内容：面向对象程序设计是一门学习计算机高级语言程序设计的课程，可用于数据处理、数值计算和系统程序设计等领域，主要任务是介绍C++语言中的数据类型，运算，语句结构及其程序设计的基本方法。

目的是使学生掌握一门高级程序设计语言，了解面向对象程序设计的基本概念与方法，进而学会利用C++语言学会解决一般应用问题，为本专业的本科学生在软件基础、电路分析、数字信号处
理等课程中应用计算机打下基础，是物联网专业的必修课程，对后续课程的学习非常重要。

考核方式：考试
教材及主要参考书：
1.杨进才：《C++及面向对象程序设计》．清华大学出版社，2006年。

先修课程的要求：程序设计基础
课程名称：面向对象程序设计实验
课程性质：专业必修课程学时：36 课程学分：2
修读对象：一年级学生
课程内容：面向对象程序设计实验是《面向对象程序设计》课程的一个非常重要的实践环节，其目的在于使学生能熟练地掌握程序设计的全过程，即独立编写出源程序，独立上机调试，独立运行程序和分析结果。

实验课通过具有针对性的练习，使学生准确而全面深刻地掌握概念，通过完成某些相对独立的程序片段的编制或根据要求设计出完整的程序，使学生在实践中达到对本课程内容的深入理解和熟练掌握。

在实验课程中，注重培养学生理论联系实际，用面向对象的思想分析和解决实际问题的能力。

并通过系列实验，培养学生用计算机语言描述和解决现实世界中较简单问题的能力，提高学生的科学素质。

考核方式：机试
教材及主要参考书：
1.郑莉：《C++语言程序设计实验指导》．清华大学出版社，2000
年。

先修课程的要求：程序设计基础
课程名称：程序设计基础课程设计
课程性质：专业必修课程学习：120 课程学分：3
修读对象：一年级学生
课程内容：本课程设计是学生编程能力的一个综合培养和测试，目的是使学生掌握必须的计算机算法的基本知识与基本技能，培养学生的分析问题、解决问题能力，提高学生程序设计方面的能力。

本课程通过一个具有一定复杂性和功能的综合设计，让学生运用程序设计方法，独立进行设计，锻炼学生的程序设计能力。

考核方式：设计报告与答辩
教材及主要参考书：
1.刘东升：《程序设计综合课程设计》（自编讲义），2008年。

先修课程的要求：程序设计基础、面向对象程序设计
课程名称：模拟电路与数字逻辑
课程性质：专业必修课程学时：72 课程学分：4
修读对象：二年级学生
课程内容：本课程分为两大部分：模拟电子技术和数字逻辑。

第一部分对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生系统地掌握电子线路的基本原理、基本概念和各种功能单元电路的工
作原理和分析设计方法，为电子系统的工程实现和学习后续课程打下必备的基础。

第二部分介绍了数字逻辑的基本理论（数制、编码、逻辑代数等），门电路和触发器、组合逻辑电路、时序逻辑电路的结构、工作原理和逻辑功能；简要介绍程序逻辑电路和可编程逻辑器件；同时还介绍了利用硬件描述语言和EDA设计工具软件进行数字逻辑电路的设计方法。

考核方式：考试
教材及主要参考书：
1.童诗白,华成英：《模拟电子技术基础》(第四版)．高等教育出版社，
2006年。

2.欧阳星明：《数字逻辑(第3版)》，华中科技大学出版社，2007年。

3.冼进：《数字逻辑》，华南理工大学出版社，2008年。

先修课程的要求：高等数学
课程名称：模拟电路与数字逻辑实验
课程性质：专业必修课程学时：36 课程学分：2
修读对象：二年级学生
课程内容：由浅入深，提供了不同类型的多个实验。

实验内容分为必做实验和选做实验，由浅入深，循序渐进。

学生除完成教学内容规定的实验外，还可自主选作难度较大的实验。

通过实验，培养学生的工程实践基本技能，使学生能正确使用常用电子仪器；掌握电子电路的实验研究方法；培养学生查阅电子元器件产品手册的能力，能正确的
使用集成电路和电子元器件；培养学生的独立自主学习，分析问题和解决问题的能力。

使学生熟练掌握Verilog HDL语言和常用EDA工具的使用，能够熟练进行数字逻辑电路乃至较复杂数字系统的设计。

考核方式：实验报告
教材及主要参考书：
1.童诗白,华成英：《模拟电子技术基础》(第四版)．高等教育出版社，
2006年。

2.欧阳星明：《数字逻辑(第3版)》，华中科技大学出版社，2007年。

3.冼进：《数字逻辑》，华南理工大学出版社，2008年。

先修课程的要求：高等数学
课程名称：计算机网络
课程性质：专业必修课程学时：54 课程学分：3
修读对象：二年级学生
课程内容：本课程主要介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理。

主要内容名括计算机网络概述、计算机网络的体系结构、数据通信的基本方法和协议、计算机网络的主要应用协议、计算机局域网络、网络互联及建网技术、因特网的重要协议和网络设备的相关知识。

通过本课程的学习，使学生对数据通信和计算机网络有一个基本的、全面的了解，为以后的实践应用和继续学习打好基础。

考核方式：考试
教材及主要参考书：
1.吴功宜：《计算机网络》，清华大学出版社，2007年。

2.谢希仁：《计算机网络》，电子工业出版社，2008年。

3.高传善：《数据通信与计算机网络》，高等教育出版社，2004年。

先修课程的要求：计算机组装与维修、程序设计基础、面向对象程序设计
课程名称：计算机网络实验
课程性质：专业必修课程学时：36 课程学分：2
修读对象：二年级学生
课程内容：计算机网络原理实验涵盖了网络组建、协议分析、网络设备配置、网络应用开发部署和网络性能测试等基本内容。

要求学生在理解计算机网络基本工作原理的基础上，通过计算机网络相关的软硬件实验，锻炼应用技能，进一步加深对知识的理解，提高解决实际问题的能力。

考核方式：实验报告
教材及主要参考书：
1.吴功宜：《计算机网络》，清华大学出版社，2007年。

2.施威铭研究室：《网络概论》，中国铁道出版社，2002年。

3.徐小明：《计算机网络应用与实验教程》，清华大学出版社，2007
年。

4.蒋理：《计算机网络实验操作教程》，西安电子科技大学出版社，
2003年。

先修课程的要求：计算机组装与维修、程序设计基础
课程名称：计算机硬件技术基础
课程性质：专业必修课程学时：72 课程学分：4
修读对象：二年级学生
课程内容：课程主要介绍计算机系统的组成和各部分的工作原理。

以当前计算机世界占主导地位的Intel系列计算机为主要平台，系统介绍计算机硬件技术和应用基础，主要内容包括：计算机系统的概念、计算机的组成结构及原理、汇编语言程序设计初步知识、计算机接口技术、外围设备以及网络硬件技术基础等。

考核方法：考试
教材及主要参考书：
1.张钧良：《计算机硬件技术基础》，清华大学出版社，2008年
2.何桥：《计算机硬件技术基础》，电子工业出版社，2004年
3.裘正定：《计算机硬件技术基础》，高等教育出版社，2007年。

先修课程要求：计算机组装与维修、模拟电路与数字逻辑、程序设计基础
课程名称：计算机硬件技术基础实验
课程性质：专业必修课程学时：36 课程学分：2
修读对象：二年级学生
课程内容：本课程是理论课《计算机硬件技术基础》的实践部分，学生通过完成设计的实验内容，能够深入掌握和理解计算机硬件技术的工作原理，增强处理实际问题的能力。

考核方法：实验报告
教材及主要参考书：
1.张钧良：《计算机硬件技术基础》，清华大学出版社，2008年。

2.何桥：《计算机硬件技术基础》，电子工业出版社，2004年。

3.吴珍娣：《计算机硬件技术基础实验》，同济大学出版社，2009年。

先修课程要求：计算机组装与维修、模拟电路与数字逻辑、程序设计基础
课程名称：单片机与嵌入式系统
课程性质：专业必修课程学时：54 课程学分：3
修读对象：二年级学生
课程内容：课程内容主要包括四部分：（1）MCS-51单片机的片内硬件结构及片内各功能部件，主要介绍MCS-51的引脚、时钟电路、复位电路；片内中断系统、定时器/计数器、串行口的工作原理及应用;（2）MCS-51的汇编语言指令系统、基本的MCS-51汇编程序设计;（3）各种扩展接口电路设计，主要包括：存储器、I/O的扩展，键盘、显示器、微型打印机、BCD码拨盘的接口电路设计，A/D、D/A接口电路设计以及各种接口电路的驱动程序设计；（4）介绍如何根据应用需求，来进行应用系统的软硬件设计，如何使用仿
真开发系统来进行单片机应用系统的开发和调试。

同时对应用系统的可靠性和抗干扰设计也作以介绍。

考核方法：考试
教材及主要参考书：
1.求是科技：《单片机典型模块设计实例导航》，人民邮电出版社，
2008。

2.龚运新：《单片机C语言开发技术》，清华大学出版社，2006。

3.邵贝贝：《嵌入式实时操作系统μC/OS-II》，北京航空航天出
版社，2003。

4.姜志海：《单片机的C语言程序设计与应用》，电子工业出版社，
2008。

先修课程要求：模拟电路与数字逻辑、计算机硬件技术基础、程序设计基础
课程名称：单片机与嵌入式系统实验
课程性质：专业必修课程学时：18 课程学分：1
修读对象：二年级学生
课程内容：本课程实验在内容设计上涵盖了单片机原理的主要核心知识点，使学生通过实践掌握单片机的原理、硬件架构、软件环境配置等。

学生通过实际操作掌握基本的设计与开发技能，加深学生对课程中基本理论和基本方法的理解，增强学生的实验技能和基本操作技能。

通过实验课程的学习，达到“巩固原理、学会应用”的目的。

实
验采用汇编语言或C语言编程，重点完成：I/O口编程、键盘编程、串行通信编程、LCD编程、A/D转换编程、定时器编程、汉字点阵及综合应用编程等实验，通过这些实验使学生更好地掌握单片机原理与应用课程的内容。

考核方法：实验报告
教材及主要参考书：
1.求是科技：《单片机典型模块设计实例导航》，人民邮电出版社，
2008。

2.龚运新：《单片机C语言开发技术》，清华大学出版社，2006。

3.邵贝贝：《嵌入式实时操作系统μC/OS-II》，北京航空航天出
版社，2003。

4.姜志海：《单片机的C语言程序设计与应用》，电子工业出版社，
2008。

先修课程要求：模拟电路与数字逻辑、计算机硬件技术基础、程序设计基础
课程名称：计算机网络课程设计（1）
课程性质：专业必修课程学时：80 课程学分：2
修读对象：二年级学生
课程内容：本门课程主要结合计算机网络课程的教学目标，通过给定的10个课程设计题目可以让学生深入理解网络的基本工作原理和协议的设计思想，基本掌握处理网络问题的基本方法，每个设计题目都
是针对课程的重要点进行安排的，且进行了一定的内容扩展，可以培养学生继续接受新知识和学习的能力。

考核方法：设计报告与答辩
教材及主要参考书：
1.吴功宜：《计算机网络课程设计》，机械工业出版社，2005。

2.王勇：《计算机网络课程设计》，清华大学出版社，2009。

先修课程要求：计算机网络、计算机网络实验、操作系统
课程名称：操作系统
课程性质：专业必修课程学时：72 课程学分：4
修读对象：三年级学生
课程内容：本课程的主要介绍操作系统的原理和设计技术，主要内容有操作系统的概念，操作系统与用户之间的接口，进程及进程管理，尤其是并发机制，处理机的调度，内存的管理与分配，外设的管理，及文件系统等，就各部分的设计原理、功能实现、算法与数据结构等进行系统的讲解学习。

考核方法：考试
教材与主要参考书：
1.张尧学、史美林：《计算机操作系统教程》，清华大学出版社，2006。

2.汤子瀛、哲凤屏、汤小丹：《计算机操作系统》，西安电子科技大
学出版社，2001。

3.刘东升、张丽萍、孟繁军、米增：《Linux程序设计开发基础》（内
部讲义），2008。

4.林晓飞、孟繁军：《Red Hat Enterprise Linux4.0桌面应用》，清
华大学出版社，2008。

先修课程的要求：程序设计基础、面向对象程序设计
课程名称：操作系统实验
课程性质：专业必修课程学时：36 课程学分：2
修读对象：三年级学生
课程内容：本课程的主要介绍操作系统的原理和设计技术的实现过程，主要内容有进程及进程管理，并发机制，处理机的调度，内存的管理，外设的管理及文件系统等，就各部分的设计原理、功能实现、算法与数据结构等进行有针对性的编程实验。

考核方式：机试
教材及主要参考书：
1.张尧学：《计算机操作系统习题与实验指导》，清华大学出版社，
2006。

2.汤子瀛、哲凤屏、汤小丹：《计算机操作系统》，西安电子科技大
学出版社，2001。

3.刘东升、张丽萍、孟繁军、米增：《Linux程序设计开发基础》（内
部讲义），2008。

4.林晓飞、孟繁军：《Red Hat Enterprise Linux4.0桌面应用》，清
华大学出版社，2008。

先修课程的要求：程序设计基础、面向对象程序设计
课程名称：传感器技术
课程性质：专业必修课程学时：54 课程学分：3
修读对象：三年级学生
课程内容：《传感器技术》是物联网专业的技术基础课。

通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。

通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。

考核方法：考试
教材及主要参考书：
1.黄贤武：《传感器原理与应用》（第一版），电子科技大学出版社，
2004。

2.刘笃仁：《传感器原理及应用技术》，西安电子科技大学出版社，
2005。

3.郭爱芳：《传感器原理及应用》，西安电子科技大学出版社，2007。

4.郁有文：《传感器原理及工程应用》，西安电子科技大学出版社，
2001。

先修课程要求：模拟电路与数字逻辑、计算机硬件技术基础、单片机与嵌入式系统。