物联网技术人才需求激增：未来10年万亿市场与高校专业发展分析

介绍

物联网技术已成为全球各行业和领域研究和应用的热点。它可以给我们的经济和生活带来巨大的变化。随着物联网的兴起，对人才的需求必然会突飞猛进。专家预测，10年内将大规模普及，打造万亿级高科技市场。因此，社会对物联网技术人才的需求巨大。 2010年3月，教育部发布《关于战略性新兴产业相关专业申报与审批的通知》。随后，我国数百所大学纷纷申请并准备申请物联网或传感器网络专业。

信息获取、信息传输和信息处理，这三个部分构成了信息产业的三大支柱，也是物联网产业的三大组成部分。电子、通信、计算机是物联网三大支柱中的重要学科。这些学科都有人才培养的知识体系，每个学科都有多个方向。物联网工程专业需要这三个学科知识的支持。因此，物联网工程专业有很多基础课和专业课可供选择，涉及到的应用也无处不在。教学时，常常想面面俱到，却不知如何去做。如何根据具体情况做出选择，是一个值得探讨的话题。

各个院校物联网工程专业的课程体系设计各不相同，有的甚至差异很大。大多数高校物联网工程专业课程的课程体系只是简单地对物联网工程涉及的多学科领域现有课程进行剪切和叠加，然后增加《互联网概论》等专业核心课程的事物。这种课程体系没有体现网络工程专业的特色。因此，有必要从物联网技术本身的发展、物联网相关企业的人才需求、学生自身的全面发展三个角度来分析和探讨物联网工程专业人才培养方案。品质。

许昌学院于2013年经教育部批准，开始招收物联网工程专业学生。在探索物联网工程人才培养方案的过程中，我们也借鉴了很多高校的经验和做法，也征求了很多企业的意见。通过合作，我现在对这个专业的课程设置有了自己的看法和想法。我们可以从物联网技术体系架构和人才就业方向入手，针对不同的人才培养和就业方向，探索系统架构中所需的核心技术和课程，从而为物联网的建设理清思路，提供信息。物联网工程专业培养方案及课程体系。参考。

1物联网技术体系框架

图1 物联网技术系统框图

物联网整体架构如图1所示。从图中可以看出，物联网按照网络架构可以分为应用层、网络层和感知层。围绕这三个层次，讨论所需的核心知识，推导出物联网工程专业学生所需的知识体系。

2.1 感知层

感知层的主要功能是信息的感知和收集。各类信息的采集主要通过传感设备来实现，如各种传感器、RFID、各种二维码、红外和智能设备等。

在这个层次上，需要的知识主要包括：

各种传感器的功能、性能、结构、特点及工作原理；

RFID、条形码等相关知识；

各种智能终端的特点、结构、工作原理等。

根据物联网工程专业的特点，对于传感器的具体细节无需了解和研究太多。只需要简单的了解和使用，无需开始传感器原理等相关课程。然而，传感器采集到的信息需要相应的硬件进行采集、处理并上传到网络层进行传输。可以说嵌入式是整个物联网的基础部分，因此开设嵌入式相关课程是非常有必要的。

嵌入式相关硬件主要包括：微控制器、ARM和FPGA。

2.1.1 微控制器

微控制器应用广泛，后续网络层使用的CC2530 ZigBee模块也包括微控制器模块。因此，单片机课程应该成为物联网工程专业的必修课程。配套课程包括：C语言编程、电路与电子学、数字电路。有些学校还开设计算机组成原理和微型计算机原理与接口技术。笔者认为可以开设这两门课程之一。

《计算机组成原理》主要针对需要获得研究生学位的计算机专业学生，它让学生从计算机的整体结构、功能和组成角度，了解和理解整个处理器、存储器和输入输出系统是如何协同工作的。电脑。微机原理和接口技术主要是面向接口的，但接口的内容可以在单片机课程中进行讲解和练习，而汇编语言的相关内容也可以在计算机组成原理课程中进行补充和强化，因此作者建议你只需要选择计算机组成原理课程即可开设。

手臂

ARM是一个通用术语，还包括一系列产品。对于物联网工程专业的学生来说，ARM也是他们知识体系中必备的一部分。微控制器无法运行操作系统，因此在某些情况下需要更先进的处理器。物联网网关和许多先进的电子产品都需要它。开设嵌入式系统相关课程也需要讲授Linux操作系统。有必要对Linux的使用和主要组件有一个清晰的了解和掌握。此外，还有用于嵌入式应用层开发的高级语言，如C++等。

FPGA

FPGA是一个不断进步的内容。专注于电子设计与开发的学校可以考虑开设，也可以为学生开设相关的选修课程，以增加学生的知识和视野。但由于这门课程比前两部分难度更大，笔者认为可以根据学校的特点和学生的接受能力来选择。不能算作物联网工程专业学生必备知识体系的一员。

RFID技术和条码技术

对于RFID来说，它是目前最常用的物联网应用技术，因此它自然成为物联网学生知识体系中不可或缺的一部分。因此，建议开设RFID技术及应用课程。除了讲解RFID的原理外，还应对RFID的应用进行相应的开发和实践。

2.2 网络层

网络层主要负责传输感知层收集到的信息。目前常用的网络协议包括：ZigBee、蓝牙、Wi-Fi和433等。所使用的通信网络主要包括2G/3G/4G电信网络和传统互联网。因此，在这个层面上，需要学习的内容主要包括ZigBee技术、无线传感器网络技术、通信原理、计算机网络等。

对于无线网络来说，除了ZigBee之外，还有Wi-Fi、蓝牙等无线传输技术，例如300MHz、433MHz、915MHz无线通信技术。它们的特点和应用也应该得到适当的解释。尤其是现在的蓝牙4.0技术有了很大的提升。苹果新推出的ibeacon技术可能会起到大力推广蓝牙技术的作用，所以同学们应该接触并了解这些技术。课程中可以在物联网和无线传感器网络简介中进行讲解。此外，在课程设计和实践活动中，可以应用这些技术来加深学生的理解和掌握。

2.3 应用层

目前物联网的应用领域非常广泛，但在应用层技术方面，主要是应用层软件的开发。因此，物联网工程专业学生应掌握的主要技术应包括Java技术和移动平台应用开发技术，但重点关注硬件和系统。作文好的同学可以淡化这两项内容的学习，而喜欢软件的同学则要加强这两项技术的训练。

此外，目前提及较多的云计算、大数据等内容也应该体现在物联网工程专业学生的知识体系中。云计算实际上应该是一种云服务，主要包括三个方面，即IaaS、PaaS和SaaS。在这三个内容中，PaaS是目前云服务中使用最多的技术。因此，物联网工程专业的学生应该对这项技术有所了解，从而为后续物联网应用服务的开发开拓更广阔的思路。

从目前物联网的主要应用案例来看，每个案例往往都是这三层的综合。因此，物联网工程专业学生的知识体系如果缺少这三层中的任何一层，都是不完整的。我们从这三个层面入手，梳理一下大体脉络，思路就更加清晰。然后我们根据学生的就业方向增加相关的专业知识或者根据学生的培养定位增加或删除一些相关的内容。确定适当的培训计划。

3 物联网工程专业人才就业方向分析

在人才需求方面，各地政府纷纷上马物联网项目，急需大量物联网人才。由于物联网专业部分课程涵盖电子、通信、计算机三个学科，学生就业面广泛。但也有人提出质疑，物联网三个学科都涉及，却没有一个被研究。好吧，那么这就给物联网专业的学生的职业规划提出了问题。

目前，不少高校基于原有的学科特点，倾向于专注于某一方面。关键是要看学生的培养目标，并与当地经济特点相结合，即瞄准行业应用。贯彻落实，才能有的放矢。

有专家也提出，物联网专业的学生可以从事的主要行业包括[8]：

物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员等核心专业岗位，以及物联网设备技术支持、营销等相关专业岗位；

物联网终端系统设计与开发；

物联网应用系统开发工程师，负责物联网相关软件系统的设计和开发；

无线传感器网络系统的设计和管理；

物联网在智能系统、普适计算、工业控制、信息处理、通信与管理等领域的应用开发及工程实施；

高等院校、科研院所从事物联网相关的教学和研究工作。

从上述专家列出的就业方向来看，就业方向也可以归纳为硬件、网络和应用三大类。这与上述基于物联网基本架构的知识体系基本一致。

物联网工程专业人才有其独特的素质构成。与计算机、通信、自动化专业的学生相比，他们主要有以下特点：

计算机专业的学生要么侧重于计算机软硬件技术的研究与应用，要么侧重于计算机网络系统的组网、管理或开发，而缺乏工程应用所必需的传感、控制、通信等领域的知识。物联网。 。

通信专业侧重于让学生掌握基本的通信原理，而较少涉及物联网涉及的传感、嵌入式和应用开发。

自动化专业虽然侧重于物联网所必需的传感与控制技术，但对计算机应用开发领域的涉足较少。

可见，对于物联网工程专业的人才来说，需要适应物联网行业的特点，具备更加全面的专业素质。

4 知识体系的基本组成

通过以上分析，结合物联网系统架构和人才就业方向定位，并结合二级学生的特点，可以总结出物联网工程专业学生的知识结构，总结如下：

基础知识相关课程：数学（高等数学、线性代数、概率论和数理统计）、英语、电气工程与电子学（本课程包括电路分析和模拟电路）、数字电路、C语言、数据结构、计算机网络、计算机组成原理。

必备专业知识：物联网概论、Linux操作系统、Java语言编程、RFID技术及应用、传感器原理及应用、单片机、嵌入式技术、通信原理、无线传感器网络、云计算和移动互联网开发。

专业培训课程：Android系统开发、ZigBee课程设计、RFID课程设计、无线传感器网络课程设计。

此外，还可增设印制电路板设计、数字信号处理、EDA等相关课程，拓展学生的学习视野和基本技能。

5 实践教学的开展

实践教学模块分为基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基础实验-综合设计-应用创新”三个层次组成。第一层次主要培养学生的基本技能，重点是电子技术的学习。通过电子技术的学习，学生能够掌握元器件的识别和使用，结合专业课程的教学，进行课程实验，掌握基础知识和基本技能；第二层次主要包括各课程的课程设计、电子综合设计和先进的设计工具EDA技术，旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力和创新意识；第三层是应用创新层，引导学生参加大学生电子设计竞赛、挑战杯竞赛和科研项目。

专业实践教学部分重点关注物联网核心技术——嵌入式系统技术。通过开设硬件设计（单片机、嵌入式、RFID技术、传感器网络）专线课程和软件设计（C语言、面向对象编程、嵌入式操作系统、移动互联网开发）专线课程，学生可以掌握嵌入式系统软硬件设计技术，掌握物联网网络协议栈并实现物联网通信。

6 结论

由于物联网工程专业涵盖的学科范围较广，需要进行大量的研究来构建学生的知识体系。从物联网自身的系统架构角度，探讨了物联网工程专业人士必备的知识体系。在满足基础知识体系的前提下，结合相应的就业方向，增设适当的特色课程，构建适应各学校特点的培养方案，从而培养符合行业需求的物联网工程专业人才。

20211223_61c36791900e3__从物联网构成角度看物联网工程专业知识体系