前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇物聯網安全論文范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
利用云變換得到的僅是相關的原子概念,因未能關注原子云模型間存在的相應關系,由此也導致了兩個云之間易發生一些真空地帶,或模型間的距離過近,所以需要對原子概念采取概念提升,以便能獲得較粗粒度的概念,以避免所提取的定性概念無法可靠地對原始數據進行準確的描述。文中選擇距離最近的兩個正態云概念,然后將其合并成更高層次的正態云概念,最終達到概念個數能滿足指定個數的目的。研究中為了產生不合理的合并,引入了距離閾值,從而生成了一種新定性概念提升算法,即MAQC算法,具體情況如下所示:輸入。用CLOUDS來表示云變換生成的原子概念集合,利用σ來表示距離閾值。
2實驗分析
2.1概念提取安全事件的獲取可為系統提供數據支撐,也是確保物聯網安全屬性概念提取的基本前提。為了對上述提取方法的有效性進行驗證,本文進行了相關實驗。實驗數據選擇DARPA的入侵檢測數據集來實施試驗網絡的訓練,對于安全事件及日志信息的采集方面,綜合運用了多種方法,如文件方式、Syslog及SNMPTrap等。此外,還綜合應用了系統運行日志及數據庫等,在Matlab程序設計實現方面則選擇了數據的概念劃分算法。在概念提取方面選擇了屬性CPU利用率作為案例,其中涵蓋了系統運行48過程中產生的2880條數據。圖1為CPU利用率頻率分布情況,從圖中可看出,大多數時間系統的CPU利用率相對較低,但當CPU利用率達到60%以上時,隨著CPU利用率的逐漸升高,數據分布也表現出了越來越稀疏的狀態,數據分布情況和系統實際運行情況之間保持一致。借助EAQC算法對系統中CPU利用率情況采取概念提取的方式進行評估,為盡可能簡化計算,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應數字特征情況如表1所示。
2.2概念合并根據MAQC算法,對上述9個不確定性概念實施了合并,假設σ=2.5,則再通過兩次合并后,就可獲得5個不確定性概念,而這幾個概念所對應數字特征的具體情況如表2所示??梢钥闯觯谧罱K得到的5個定性概念能夠相對準確地表現出CPU利用率的具體分布情況。同時,這些合并后的概念云中涵蓋了原子概念云的取值區間,即使在進行概念提升后的云模型概念集合無法完全客觀表現出原始數據的具體分布情況,但這些合并后的云模型概念集合相對更符合人的思維,因此可被接受并加以有效應用。其中屬性值借助逆向云發生器的作用,就能有效判斷其對概念的隸屬度,只需根據極大判別法便可得到屬性值所屬的概念,在此基礎上完成對物聯網安全要素數值型數據的有效軟化分。
3結束語
統計與大數據系按照教務處“2021屆畢業生實習及畢業論文(設計)相關事宜通知”,結合2018級人才培養方案,制定2021屆學生畢業論文(設計)指導方案,具體內容包括以下6部分:
一、2021屆畢業論文指導教師分配表(詳見附件1)
二、 畢業論文寫作與指導的具體安排
論文輔導時間:2020年10月1日至2021年4月1日
具體安排:
工作安排
具體內容
具體要求
截止時間
選題
確定論文題目
根據自己的專業、結合實習情況,以項目為基礎選擇論文題目,并經指導教師審核通過。
2021年1月1日
提綱
構思論文結構、擬訂論文提綱
結合企業實踐內容確定論文結構列出提綱。
2021年2月1日
寫作與批改
初稿
按照論文提綱撰寫初稿,主動與論文指導老師聯系審核與批改。
2021年3月1日
二稿
按照論文指導老師的要求反復修改、完善、補充。
2021年4月1日
定稿
達到論文基本要求,定稿電子版發給論文指導老師。
2021年4月10日
交稿
打印提交
雙面打印,畢業返校時以班級為單位提交。
2021年6月
三、 指導教師聯系方式
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
高級講師
Hnhymj@126.com
13838067063
杜旭陽
助理講師
604696049@qq.com
604696049
17396370961
高艷云
副教授
37742562@qq.com
37742562
13939020929
錢鈺
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、畢業論文參考題目
大數據技術及應用專業
1) 大數據時代下的網絡信息安全
2) 大數據對市場調查技術與研究方法的影響
3) 大數據環境下社會輿情分析方法研究
4) 大數據在房屋租賃的應用
5) 大數據在互聯網金融領域的應用
6) 大數據在電子商務下的應用
7) 大數據時代下線上餐飲變革
8) 大數據在養殖業中的應用
9) 大數據對商業模式影響
10) 大數據在智能交通中的應用
11) 基于大數據小微金融
12) 大數據在農副產品中的應用
13) 大數據在用戶行為分析中的應用
14) 基于大數據的會員價值分析
15) 大數據對教育模式的影響
物聯網應用技術專業
1)物聯網技術在蔬菜大棚中的應用
2)物聯網技術對智能家居的應用
3) 物聯網技術對智能物流監管的應用
4) 物聯網技術在企業的應用
5) 計算機物聯網技術帶來的影響
6) 物聯網技術在校園安全的應用
7) 淺談物聯網技術的應用與發展
8) 物聯網技術在企業的應用
9) 計算機物聯網技術在各個行業的應用
10) 物聯網技術在食品安全追溯方面的應用
11)物聯網技術在樓宇智能化系統的應用
12)物聯網技術在智能停車場系統的應用
13)物聯網技術在安保行業的應用
14)物聯網技術在智能交通行業的應用
15)基于物聯網技術的校園宿舍安防系統的設計與實現
信息統計與分析專業
1) 某企業競爭力調查分析
2) 淺談企業統計數據質量
3) 人口素質與經濟增長的關系研究
4) 地區競爭力初步分析
5) 農業結構調整與糧食安全保證問題研究
6) 我國中小企業發展現狀與對策
7) 對某市房地產開發的市場分析
8) 消費者購買動機調查分析
9) 某產品市場需求調查
10) 某產品銷售預測
11) 某產品銷售統計分析
12) 某產品競爭力分析
13) 產業結構變動分析
14) 大數據發展對統計工作的影響分析
15) 鄭州租房狀況分析
五、畢業論文(設計)格式規范要求(詳見附件2)
六、畢業論文(設計)格式模板(詳見附件3)
附件1:2021屆畢業論文指導教師分配表
附件2
河南信息統計職業學院
畢業論文格式及規范要求
河南信息統計職業學院畢業論文(設計)統一的規格要求如下:
(一)開本
A4白紙(210mm×297mm)
(二)裝訂
長邊左側裝訂
(三)全文編置
1.頁碼
全文頁碼自正文起編列,正文與附錄可連續編碼。頁碼以阿拉伯數字左右加圓點標示,置頁邊下腳中間。
2.邊距
正文至附錄的文字版面規范為: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設置;字間距為1mm,或由Word自動默認。
(四)編排構成
1.前置部分
(1)封面設置
第一排:“河南信息統計職業學院”,華文行楷一號字,居中排列,第一排前空兩行(三號字);
第二排:“畢業論文(設計)”,黑體一號字,居中排列;
第三排:“ 級 專業 班”, 黑體三號字,居中排列,橫線空格處填寫相應內容,填寫內容使用宋體三號字,與第二排空二行(三號字);
第四排:“題目 ” 黑體三號字,居中排列,“題目”兩字中間留兩個漢字的空位,橫線空格處填寫相應內容,填寫內容使用宋體三號字,與第三排空六行(三號字);
第五排:“姓名 學號 ”, 黑體三號字,居中排列,“姓名“兩字中間留兩個漢字的空位,橫線空格處填寫相應內容,填寫內容使用宋體三號字;
第六排:“指導教師 職稱 ”, 黑體三號字,居中排列,橫線空格處填寫相應內容,填寫內容使用宋體三號字;
第七排:“系別 ” 黑體三號字,居中排列,橫線空格處填寫相應內容,填寫內容使用宋體三號字,與第六排空兩行(三號字)。
第八排:“ 年 月 日” 黑體三號字,居中排列,橫線空格處填寫相應內容,填寫內容使用宋體三號字,與第七排空兩行(三號字)。
(2)聲明
本人必須聲明所呈交的論文是學生本人在導師的指導下獨立完成的。除了文別加以標注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經發表或撰寫的研究成果。要求學生本人簽名。
(3)內容提要
第二頁為內容提要。內容提要是對全文基本觀點的集中提煉和說明。提要中應闡明本論文(設計)要解決的主要問題及其依據,并指出創新之處。內容提要以300-500字為宜。其中“內容提要”為黑體三號字,每字間空一格,居中排列。“內容提要”下空一行編排具體內容,具體內容按照中文文章格式排列,使用宋體四號字。
(3)關鍵詞
關鍵詞是揭示文獻主體信息的詞匯。關鍵詞在內容提要之后空一行設置。其中“關鍵詞”三字用黑體三號字與“內容提要”對應居中排列,而后另起行設置關鍵詞3-5個,用宋體四號字。各詞匯間不用標點符號分隔,空一格漢字字符。
(4)目錄頁
“目錄”二字用三號加黑宋居中排列,字間空三格;“目錄”下空一行排全文的主要標題,用四號仿宋體。對目錄中的每一個標題都要標注頁碼。
2.正文部分
一部完整的畢業論文(設計)正文部分一般應由以下要素構成:論文正文文字;結論;注釋;參考文獻。
(1)正文文字
論文(設計)的正文文字在署名后空一行排列,用四號仿宋字體打印。
(2)結論
畢業設計的體會和總結;該設計的結論、優點及有待探討的問題。
(3)注釋
注釋是用于對文內某一特定內容作必要的解釋或文字說明。注釋的內容置于與當前頁主題文字的分線以下,以帶圓圈的阿拉伯數字標示,左空二格排列,用小五號宋體字。
(4)參考文獻
參考文獻是作者著文時研究和參閱的相關資料。“參考文獻”四個字用三號黑體字左頂格標示。參考文獻的內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編排相對應,以帶方括號的阿拉伯數字左頂格用五號宋體字排出全部內容。參考文獻要列出書名,作者姓名、出版社及出版日期、并標明序號。在論文中引用所列的參考文獻時,只要在方括號內注明所列文獻的序號即可。
(5)畢業論文(設計)正文部分3000~5000字。
附件3
河南信息統計職業學院
畢業論文(設計)
級 專業 班
題 目
姓 名 學號
指導教師 職稱
系 別
20 年 月 日
聲 明
本人鄭重聲明所呈交的論文(設計)是我個人在導師的指導下獨立完成的。除了文別加以標注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經發表或撰寫的研究成果。
論文作者簽名:
20 年 月
日
內 容 提 要
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
關鍵詞 :××××× ××××× ××××× ×××××
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 結論 22
5.1 結論 23
5.2 問題與不足 26
5.3 未來展望 27
參考文獻 28
1 ×××××××××××××××× 1.1 ×××××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
1.2 ×××××××××××××××× 1.2.1 ×××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
參考文獻 [1] 江正榮編.地基與基礎施工手冊.北京:中國建筑工業出版社,1997
[2] 高大釗主編.土力學與基礎工程.北京:中國建筑工業出版社,1998
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
[8] 趙玉良.房屋地基基礎變形事故原因分析及處理.河北建筑工程學院學報,2007,25(2)
[9] 袁迎曙,賈福萍,蔡躍. 銹蝕鋼筋混凝土梁的結構性能退化模型[J].土木工程學報,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] 中華人民共和國國家標準.建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002)
[13] 中華人民共和國國家標準.建筑邊坡工程技術規范(GB50330-2002).
論文(設計)指導評語
建議論文成績 指導教師
20 年 月 日
論文(設計)答辯評語
論文成績 答辯組組長
20 年 月 日
答 辯 組 成 員
姓 名
性別
年齡
職稱
工作單位
隨著計算機技術、互聯網技術、無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術等飛速發展,物聯網的研究和應用也得到快速發展,并越來越引起各國的高度重視。物聯網甚至被稱為繼計算機和互聯網之后的又一次信息產業革命。美國于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多個典型智能解決方案已經在全球推廣;歐盟于2009年6月了全球首個國家級物聯網發展戰略規劃;韓國和日本等發達國家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰略,其核心內容都是利用無所不在的泛在網絡技術實現人與人、物與物、人與物之間連接,讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。我國政府于2009年8月提出“感知中國”的戰略構想,并由政府、科研院所和企業建立相關研究基地和成立物聯網產業聯盟??梢娢锫摼W技術以及相關產業已經成為各國下一個必爭的戰略制高點。而任何一個新興產業和行業的發展,都需要大量的專門技術人才,物聯網的發展同樣也不例外。目前,我國物聯網專業人才還非常緊缺,人才的培養還處于起步階段,而大批專門人才培養主要依靠高等學校來承擔。在這樣一個大的環境和背景下,國家教育部于2010年批準在35所高校設立物聯網工程和傳感網技術本科專業,并于2011年開始招生。另外,全國有將近20所高職高專院校以及獨立學院開設了物聯網工程專業。物聯網工程專業是一個多學科高度交叉的新興專業,如何培養出合格的、符合市場需求的物聯網專業人才是高校面臨的一個主要問題。南于物聯網本身技術復雜、牽涉面廣,涉及多學科的交叉,這就必然對人才的培養和專業建設都需要進行全新的考慮。筆者結合安徽理工大學物聯網工程專業建設和實踐,對物聯網丁程專業人才培養和教學資源建設進行了一些初步的探索,為高校物聯網工程專業人才培養和專業建設提供指導和參考
2 物聯網工程專業的研究內容
2.1 物聯網的體系結構
物聯網的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過射頻識別等信息傳感設備把所有物品與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。現在普遍認為物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通對象實現互聯互通,具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化特征的網絡。從物聯網的定義可以看出要實現物聯網需要具有感知、通信與計算能力的智能信息傳感設備等實現全面感知,借助現有的互聯網和電信網來進行數據的可靠傳輸,以及數據的智能處理,進而實現人與人、物與物、人與物之間的互聯互通和智能信息服務。物聯網的體系結構可以根據信息生成、傳輸、處理和應用劃分為4個層次:感知識別層、網絡層、管理服務層和綜合應用層。其中感知層是物聯網信息的來源,包括各種類型的傳感器、RFID標簽和讀寫器、智能手機、智能家電以及智能測控設備等;網絡層實現數據的傳輸,包括有線和無線網絡的接人層、會聚層和核心交換層;管理服務層實現數據存儲、處理的和智能決策服務等,包括中間件、數據存儲與處理、數據挖掘與智能決策等;綜合應用層實現不同行業的綜合應用,包括智能物流、智能電網、智能交通、智能環保、智能醫療等。物聯網4層體系結構如圖1所示。
2.2 物聯網關鍵技術和研究內容
由物聯網的4層體系結構圖可以看出:感知層是物聯網應用的基礎,位于物聯網應用的最底層,也是物聯網區別于傳統互聯網的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術、無線傳感器網絡和控制技術、短距離無線通訊技術等主要關鍵技術。物聯網的應用層與具體的應用領域不同存在很大的差異,需要根據具體的應用來設計。物聯網網絡層的數據傳輸技術、無線通信技術以及管理服務層涉及的數據存儲、云計算、數據挖掘等各種支撐技術都是物聯網應用和研究過程中涉及的主要技術和內容。
由于物聯網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的交叉,開設物聯網相關專業的高?,F有學科基礎、專業設置以及研究內容的側重點都會有所不同,因此在物聯網工程專業的課程設置以及培養方案方面會存在的一定的差異。由物聯網的4層體系結構,可以根據實際情況對物聯網工程專業設置不同的研究方向,如電子技術和嵌入式技術基礎較好的高??梢詡戎赜诟兄獙釉O計和應用,計算機技術基礎較好的高校可以側重于物聯網應用層和信息服務層,網絡技術和通信技術基礎較好的高??梢詡戎赜诰W絡層和管理服務層,還有各相關交叉專業設置較為全面、研究基礎較好的高校則可以在物聯網的各層都平衡發展。具體設置什么樣研究方向和培養方案,各高校需要根據自身的學科專業基礎和特點以及高校的行業背景,設置具有自己特色和優勢的培養方案和側重研究方向。安徽理工大學是一所具有煤炭行業背景和醫學特色的理工類高校,目前設有相關的專業有:計算機科學與技術、電子技術與儀器、網絡信息安全、自動化、電子信息工專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動化等,具有較好的相關專業建設基礎,尤其是面向煤礦自動化和信息化應用領域有著較強的優勢。因此,基于學校的行業背景和專業基礎現狀,物聯網工程專業的側重點是物聯網的感知層設計和應用,兼顧管理服務層的相關技術研究,如中間件等。重點應用領域是礦山物聯網以及智能移動醫療,結合現有的網絡信息安全和計算機科學與技術等相關專業,制定符合學校實際和充分利用現有教學資源的物聯網工程專業的培養方案。
3 物聯網工程專業培養目標和課程設置
3.1 物聯網工程專業培養目標
在高等學校本科人才培養目標的前提下,根據物聯網專業的研究內容和市場需求定位,物聯網工程專業培養目標是:具有寬厚扎實的基礎知識,系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能,具備網絡技術、傳感技術、射頻識別技術、嵌入式技術、通信技術以及計算機技術等信息領域寬廣的專業知識,具有綜合運用所學知識解決物聯網中信息獲取、傳輸、處理問題的能力,能夠從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、無線傳感器、電子標簽射頻識別、信息安全等產品及系統的科學研究、工程設計、產品開發、技術管理與設備維護等工 作。
通過相關課程的學習,掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、RFID技術等知識和專業技能;掌握基本物聯網節點、網關、網絡協議棧,有線和無線網絡技術原理,無線自組織組網、有線和無線網絡拓撲以及網絡安全技術等基礎理論和關鍵技術;熟練并系統地掌握物聯網應用系統集成、物聯網硬件與軟件設計、互聯網應用等,具有綜合應用所學知識解決物聯網工程中實際問題的能力,包括:工程設計、設備制造、網絡運營和技術管理中的實際問題等能力;掌握基于無線傳感器網絡的物聯網業務的開發、測試、推廣等知識,具有較強的綜合應用信息網絡相關知識解決問題的能力、綜合試驗能力與工程實踐能力;熟悉礦山物聯網的架構、應用環境和關鍵技術,并能夠進行系統設計和開發;熟悉物聯網在智能醫療領域的應用技術,并在現有醫院信息系統的基礎上,進行移動醫療的智能終端、醫療傳感設備、中間件、數據存儲、應用系統的設計和開發等。此外,還應具有較強的創新意識、創造性思維能力,能綜合運用多學科知識、技術和現代工程工具,將所學內容應用到其他行業和應用領域。
3.2 物聯網工程專業課程設置
由于物聯網工程專業是綜合多學科的新興專業,在課程的設置和教學內容的安排上還不夠成熟和穩定,還處于探索階段。需要根據專業培養目標和實際教學情況,不斷地調整和優化課程的設置。目前,物聯網專業課程設置基本上在現有較成熟的計算機科學技術和電子信息類專業的基礎上,增加與物聯網相關的核心課程,但側重點是物聯網技術及應用。結合學校相關專業課程設置現狀,物聯網專業課程分為以下幾個主要模塊:(1)公共基礎模塊;(2)專業必修課程模塊:(3)專業核心課程模塊;(4)專業任選課程模塊;(5)跨學科課程模塊;(6)實踐課程模塊;(7)素質拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。
在課程的設置上既考慮了物聯網專業的核心研究內容和專業特色,同時考慮到物聯網專業是一門新興的專業,還沒有專門的碩士和博士學位點,目前基本上都是作為計算機或相關學科的一個研究方向,而計算機專業研究生入學考試的專業課實現國家統一命題,因此,在課程的設置上要能夠和計算機科學與技術專業核心課程實現無縫對接,使得物聯網工程專業培養的學生能夠輕松實現進一步深造的愿望?;谶@樣的一種現狀,學校物聯網工程專業在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設了數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統等相關的課程,同時開設了物聯網導論、無線傳感器網絡、RFID原理與應用,能夠滿足學生專業學習和考研深造的需要。為了突出物聯網專業知識,在專業任選課程模塊中開設了大量與物專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net聯網和計算機相關和當前最為熱門的課程,充分體現了該專業方向的知識面寬、技術先進等特點??鐚W科課程模塊的設置為進一步拓寬學生的知識面,了解煤礦行業的生產背景和主要技術裝備,為以后從事煤礦物聯網和數字礦山建設打下基礎。實踐課程模塊的設置是培養學生動手能力和學習興趣的重要教學環節,是達到學以致用的主要途徑,是整個教學過程不可缺少的內容。素質拓展模塊通過組織多種形式和內容的第二課堂教學活動,以培養學生創新精神和實踐能力,促進個性發展,提高綜合素質。
4 人才培養和教學資源建設
4.1 物聯網工程專業人才培養
高等學校的使命是培養人才,高校需要根據市場的需求和自身優勢以及綜合其他因素來確定人才的培養模式。因此,對人才培養目標的定位能夠全面反映高校對合格人才的理解和時代需求。安徽理工大學是行業特色鮮明、理工類為主的綜合型大學,學校人才培養目標是:結合煤炭行業特色,培養“厚基礎、高素質、強能力、善創新”的創新型人才和高級專門人才。在人才培養過程中要構建多元化、多目標的培養模式,同時充分考慮學生就業、創業和繼續深造等不同要求,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體系。在學校人才培養目標的指導下,借助現有相關專業的培養模式和經驗,并結合物聯網工程專業的特點,對物聯網工程專業的人才培養采用校企聯合培養的模式。
安徽理工大學是第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校,目前在計算機科學與技術專業以及其他電子信息類專業的卓越工程師培養計劃和方案制定過程中積累了一定的經驗,其核心培養方式是采取的3+X培養模式,主要措施是其中3年時間在學校進行相關基礎課和理論課的學習,至少1年時間采取校企聯合培養模式,通過將企業納入到人才培養主體地位,可以進行訂單式培養,大大增強學生對企業需求的了解和實踐動手能力。真正體現“卓越計劃”的3個特點,即行業企業深度參與培養過程;學校按通用標準和行業標準培養工程人才;強化培養學生的工程能力和創新能力。物聯網工程專業主要是培養工程類的專門型應用人才,可以按照“卓越工程師”的培養模式進行培養。一方面是在現有教學資源的基礎上,加強物聯網專業基礎理論和專業核心課程內容的教學,另一方面加強實踐教學環節,尤其是引入相關企業的參與。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絡技術有限公司簽訂了戰略合作協議,聯合培養物聯網專業人才,由參與的公司提供相關課程的教學和實踐環節的平臺,并且公司有優先挑選優秀畢業生的權利。另外,安徽理工大學與附屬醫院安徽淮南東方醫院集團也簽訂了合作協議,共同研究和制訂數字移動醫療系統方案。移動數字醫療系統的實施可為學校物聯網專業教師和學生提供了參與設計和開發的機會,同時也會為學生的培養提供很好的實習場所和平臺。另外,安徽理工大學與兩淮煤礦企業都建立了很好的合作關系,有著很好的合作基礎,雙方都在積極準備聯合培養礦山物聯網建設人才,進行校企深度合作,為拓展學校物聯網專業人才培養提供了很好的實踐和就業機會。此外,學校還與一些經濟發達地區的相關企業建立實習基地,如上海、深圳、無錫、蕪湖等,為學生進入工作崗位前提供深入企業實習機會,為進一步就業打下了堅實的基礎。校企合作模式的效果已經在學校的一些專業取得了很好的效果,校企合作是物聯網專業人才培養較為理想的模式。
4.2 物聯網工程專業教學資源建設
物聯網專業人才的培養,除了有定位準確的培養目標和合適的培養模式之外,還需要有配套的軟硬件教學資源的支撐,教學資源是培養合格人才的重要保證。一個專業辦學水平的高低往往與該專業的師資、實驗室、教材、實習場所等建設水平有關。對于物聯網專業這樣一門新興專業,面臨的專業教學問題更為嚴重和急迫。學校在物聯網專業建設過程中,相應地采取了一些有效措施來保證高水平的教學資源。
(1)物聯網專業師資隊伍的建設。這是所有教學資源中最為重要的部分,沒有好的師資很難想象能夠培養出優秀的人才。因此,學校和學院都非常重視教師的培養,培養的方式主要是從學院中挑選出一部分對物聯網感興趣而且嵌入式技術以及軟件開發能力過硬的教師組建成物聯網科研團隊和教學團隊,通過申專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net請物聯網相關課題展開物聯網理論和應用研究,目前已有2項物聯網相關的國家自然科學基金項目,5項省部級物聯網應用課題,多項企業物聯網應用橫向課題,通過科研課題工作的深入展開和研究,大大提高了教師對物聯網理論的理解和實踐應用水平,對推動物聯網專業的教學水平起到明顯的促進作用。除此之外,學院利用寒暑假時間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯網專業教學和研討”“高級物聯網開發工程師物”等教學和專業技術的培訓,通過培訓進一步提高教師的物聯網教學水平和專業技能,然后再通過校內的研討和講座帶動更多教師物聯網專業水平的提高。
(2)教材建設也是辦好專業必不可少的環節。由于物聯網專業是新建專業,雖然已經出版了一些不錯的物聯網方面的圖書,但適合作為本科教學的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術類或普及類。因此,在教材的建設方面還有很多的工作需要做。我們根據開設的課程和目前已有教材的現狀,挑選出相對較好的基本教材和參考書,通過大家閱讀討論,然后根據制定的教學計劃,來確定講授的內容和學生需要自學的內容,并整理教學講義和課件,為后續教材建設做好準備。通過這一環節,充分提高了對教學內容細節的掌握和理解,也對物聯網技術掌握得更為全面。
(3)實驗室建設是實踐教學環節的有力保障。為了能夠滿足物聯網實驗教學的需求,學院對物聯網實驗室建設投入了大量的建設經費,實驗室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識別實驗教學系統,并向安徽福訊信息技術有限公司訂制了無線傳感網絡教學系實驗系統。在物聯網實驗建設過程中,物聯網專業教學團隊全程參與整個實驗室建設過程,對系統的安裝、調試、運行都進行全面掌握;專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net并邀請物聯網實驗系統開發的T程技術人員給教師做專門的技術培訓和講座,進一步提高了教師的理論水平和實踐水平。通過師資、教材和實驗竄3個環節的建設,目前學校已經具有較高水平的物聯網專業教學團隊和完善的教學配套資源,完全能夠按照既定的教學目標和計劃來進行物聯網專業人才的培養。當然,任何一個新的專業的開設,都需要一定時間的建設和完善,在建設的過程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經驗,及時修正不合理的方面。
5 結語
物聯網工程專業的人才培養和教學資源建設,是所有高校物聯網工程專業在辦學過程中需要考慮和解決的問題,而特色人才培養模式和高水平教學資源建設是辦好物聯網專業的前提,因此,各個高校應根據各自不同的辦學基礎和行業特點,著眼于市場需求和自身的辦學優勢,在體現物聯網工程專業共同特點的基礎上,要突出物聯網工程專業的行業特色,這樣培養出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業面。
參考文獻:
[1]吳功宜,吳英.物聯網工程導論[M].北京:機械工業出版社,2012:1-5.
[2]劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2011:3-6.
[3]吳功宜.對物聯網工程專業教學體系建設的思考[J].計算機教育,2010(21):26-29.
1.課程設置作為物聯網工程專業高年級開設的一門限選課,入侵檢測技術既不能像信息安全專業開設的專業基礎課那么深入詳盡,也不能像普及式的任選深度,課程設置采用40課時,其中教學課時30課時,實驗課時為10課時。
2.教學內容和實驗內容的設計和實施物聯網安全較之傳統互聯網安全涵蓋的范圍更廣,但是其“源科學”是計算機科學,因此本課程的授課內容仍以IP網絡中的入侵檢測技術和計算機安全為主,增加了無線傳感器網絡WSN和射頻識別技術RFID技術的安全問題,再加上異種網絡互聯互通產生的新安全問題及技術作為物聯網安全的主體內容。秉承實驗是這門課程獲得良好教學效果的關鍵思想,本節將不同階段的重要知識點和對應的實驗內容設計詳述如下。
2.1傳統IP網絡的入侵檢測技術“入侵檢測技術”這門課程主要涉及到的重要知識點包括:入侵檢測的基本概念、入侵方法與手段、入侵檢測系統數據源、基于主機的入侵檢測系統、基于網絡的入侵檢測系統、檢測引擎、告警與響應、入侵檢測系統的評估、入侵檢測系統的應用等。其中原理性、理論性的內容主要體現在入侵檢測的原理、檢測算法、評估的指標體系等。圖1是標準化組織提出的IDS的總體框架,該圖分三個檢測階段(檢測前、檢測中、檢測后),囊括了上述所有重要的知識點。(1)入侵前涉及入侵檢測的基本概念、入侵方法與手段、入侵檢測系統數據源等知識點。重點講授基于網絡的入侵檢測的數據采集技術,引入實驗1——網絡數據包的捕獲及協議的簡單分析。(2)入侵中知識點涉及IDS的各種檢測原理與方法。檢測方法分為誤用檢測、異常檢測和其它檢測方法。重點講授濫用檢測普遍采用的利用特征串匹配的方法、各種異常檢測模型也是很重要的輔助檢測方法,比如數學模型(方差模型、均方差模型、)馬爾科夫鏈和模糊邏輯。檢測又分為基于主機的檢測、基于網絡的檢測和分布式檢測。為了呈現不同原理、不同檢測方法的效果,設計了實驗2——審計日志的獲取和簡單分析,對比實驗1有利于學生體會基于主機的檢測方法和基于網絡的檢測方法的不同。(3)入侵后涉及IDS的警報響應、警報冗余消除、警報后處理技術和意圖識別技術等知識點。重點講授對于幾種典型攻擊,IDS的攻擊報警信息和警報后處理技術,讓學生認識警報含義、不同的報警格式和方式。至此,學生應該對IDS的整個工作流程有了全面的認識。為了讓學生融會貫通所有知識點,設計了實驗3——Snort開源IDS的構建和使用。讓學生在指定的實驗室環境下安裝,使用IDS,老師在實驗室局域網與公網斷開時,運行若干典型的攻擊腳本,確保Snort能抓取到攻擊實例,讓學生利用所學的安全知識,模擬安全管理員分析攻擊態勢。對于傳統IP網絡上的入侵檢測技術的教授,可以讓學生牢記圖1,有助于理清各階段的重要知識點,在相關實驗中體會攻擊理論性知識的應用,是這門課程獲得良好教學效果的關鍵。
2.2物聯網安全技術物聯網涵蓋內容非常寬泛。實際上目前物聯網的構成除了傳統IP網絡外,各式各樣的無線傳感器網絡WirelessSensorNetwork(WSN)構成了物聯網的主體。與傳統IP網絡不同,WSN因其特點導致其相同的安全需求有著完全不通的安全技術。重點知識點按WSN的分層協議體系結構講授每一層上存在的安全問題以及典型攻擊。比如,物理層:各種物理破壞以及導致的信息泄露和各種擁塞攻擊;數據鏈路層:各種耗盡攻擊和碰撞攻擊;網絡層:各種路由攻擊、泛洪攻擊、女巫攻擊;應用層:污水池攻擊、蠕蟲洞攻擊等。為了使學生了解和掌握不同的攻擊的原理、攻擊過程和方式,設計了實驗4——WSN上的各種攻擊實驗演示。
2.3物聯網互通產生的安全問題和安全技術由于此部分內容還屬于當前研究熱點,在課程中將作為物聯網的全新內容介紹。重點抓住一些典型攻擊案例講述互聯互通中產生的安全問題及解決方法。為此設計了實驗5作為典型案例。實驗5——跨網絡的DDoS攻擊,展示了在IP網絡中已經克服的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,會導致WSN網絡服務質量下降,甚至耗盡WSN寶貴的能量和帶寬資源。
3.實驗內容設計(1)設計型實驗實驗1——網絡數據包的捕獲及協議的簡單分析。網絡數據包是基于網絡的入侵檢測系統的重要數據源,網絡數據包的捕獲是基于網絡的入侵檢測系統實現的第一步。通過該實驗,使學生了解和掌握基于Socket和libpcap的網絡數據包的捕獲方法,理解和掌握基于網絡入侵檢測系統的源數據的捕獲、協議分析的基本原理和實現方法。同時使學生熟悉在Linux下的C語言開發技能。實驗2——主機審計日志的獲取和簡單分析。主機審計日志數據是基于主機入侵檢測系統的重要數據源,審計數據獲取的質量和數量,決定了入侵檢測的有效程度。通過該實驗使學生了解Linux系統的日志系統和基于主機的入侵檢測系統的原理。(2)綜合型實驗實驗3——Snort開源IDS的構建和使用。讓學生根據校園網實驗室環境下的需求搭建,利用Snort及第三方軟件搭建一個真實的入侵檢測系統。根據需求選擇已有的預處理插件、檢測規則,最后有針對性地完成幾個相應規則的編寫,并進行正確性測試。斷網后在運行幾個典型攻擊腳本,讓學生分析Snort抓獲的攻擊警報,做出安全態勢匯報。(3)驗證型實驗實驗4——WSN上的各種攻擊實驗。學生利用一些攻擊類軟件工具和硬件設施完成一些可能的攻擊。攻擊的羅列使學生了解和掌握不同的攻擊的原理、攻擊過程和方式,加深對入侵檢測的必要性的理解;實驗5——跨網絡的DDoS攻擊。將傳統IP網絡通過特定網關與實驗室特定的無線傳感器網絡相連,在IP網絡中發起DDoS攻擊,將目標鎖定在傳感器網絡內。在IP網絡上安裝流量觀測器,讓學生直觀地看到攻擊流量的路徑。然后在網關上啟動DDoS攻擊檢測,過濾掉98%的攻擊流量,讓學生觀察此時無線傳感器網絡的性能情況,比較兩種情況,得出實驗結論。
4.考核體系該課程的考核采用平時成績和期末考核成績加權平均的方式??紤]到課程的宗旨在于加強學生動手能力,同時為了減輕學生的學習負擔,平時成績強調考核動手能力,平時作業緊扣五個實用性實驗,均為實驗為鋪墊和準備,實際上5個綜合實驗成績占50%,期末的理論考核以開放式論文形式讓學生根據自己對IDS的了解和興趣選擇和IDS相關的題目撰寫論文,占50%。
二、結語
論文關鍵詞:物聯網,IPv6,尋址,移動性,網絡質量,安全
一、物聯網及其發展需求
美國麻省理工學院Auto- ID中心在1999年首先定義了“物聯網”的概念:把所有的物品通過射頻識別( RFID) 和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來, 實現智能化識別和管理功能的網絡。實質上等于RFID技術和互聯網的結合應用。在2010 年我國的政府工作報告所附的注釋中,對物聯網有如下的說明:是指通過信息傳感設備,按照約定的協議, 把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊, 以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。這有兩層意思: 第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網, 是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡; 第二, 其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間, 進行信息交換和通訊。
作為互聯網的一種延伸,將來成型的物聯網將基于現有的互聯網實現各種物與物、物與人之間的智能通訊??梢韵胂螅锫摼W將要聯系的對象包括人們日常生活中的各種事物(人也包括在內),其數量之龐大是現有的互聯網節點數量所不能比擬的,為了實現這些事物之間的有效通訊移動性,物聯網必須為每個接入的對象設定唯一的標志符并提供統一的通訊平臺。這一點讓我們很自然地聯想到下一代互聯網通訊協議IPv6。
二、IPv4的瓶頸促成了IPv6的發展
互聯網技術發展至今,從個人電腦、智能手機到傳感器等,所有設備的通信都需分配到一個唯一編號,即IP地址。目前IPv4(互聯網協議第四版)地址總數為2的32次方,即大約43億,終于在2011年2月3日正式宣告枯竭。IPv6采用128位(2的128次方)地址長度,幾乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6實際可用的IP數量,幾乎可以給地球上的每個物體都分配到一個IP地址,這不但解決了網絡地址資源數量的問題,同時也為除電腦外的設備連入互聯網在數量限制上掃清了障礙。
在IPv6的設計過程中除了一勞永逸地解決了地址短缺問題以外,還考慮了在IPv4中解決不好的其它問題,主要有端到端IP連接、服務質量(QoS)、安全性、多播、移動性、即插即用等。
三、IPv6在物聯網發展中的優勢
互聯網TCP/IP協議簇正是一種統一的互聯網通訊協議標準,作為下一代IP協議IPv6的引入將使大量的、多樣化的終端更容易接入IP網,并極大地增強了網絡安全性和終端移動性?;贗Pv6的物聯網,可以在IP層上對數據包進行高強度的安全處理,使用AH報頭、ESP報頭來保護IP通信的安全,其安全機制更加完善(相對于IPv4來說)。同時,終端移動性更有利于監測物品的實時位置。IPv6將促進物聯網向著更便捷、更安全的方向發展。
1.IPv6在物聯網尋址中的優勢
隨著互聯網本身的快速發展,IPv4地址空間已經很難再滿足物聯網對網絡地址的龐大需求站。IPv6擁有巨大的地址空間,同時128 bit的IPv6的地址被劃分成兩部分,即地址前綴和接口地址,與IPv4地址劃分不同的是,IPv6地址的劃分嚴格按照地址的位數來進行,而不采用IPv4中的子網掩碼來區分網絡號和主機號。
IPv6采用了無狀態地址分配的方案來解決高效率海量地址分配的問題。其基本思想是網絡側不管理IPv6地址的狀態,包括節點應該使用什么樣的地址、地址的有效期有多長,且基本不參與地址的分配過程。節點設備連接到網絡中后,將自動選擇接口地址(通過算法生成IPv6地址的后64位),并加上FE80的前綴地址,作為節點的本地鏈路地址,本地鏈路地址只在節點與鄰居之間的通信中有效,路由器設備將不路由以該地址為源地址的數據包。在生成本地鏈路地址后移動性,節點將進行DAD(地址沖突檢測),檢測該接El地址是否有鄰居節點已經使用,如果節點發現地址沖突,則無狀態地址分配過程將終止,節點將等待手工配置IPv6地址。如果在檢測定時器超時后仍沒有發現地址沖突,則節點認為該地址可以使用,此時終端將發送路由器前綴通告請求,尋找網絡中的路由設備。當網絡中配置的路由設備接收到該請求,則將發送地址前綴通告響應,將節點應該配置的IPv6地址前64位的地址前綴通告給網絡節點,網絡節點將地址前綴與接口地址組合,構成節點自身的全球IPv6地址。
采用無狀態地址分配之后,網絡側不再需要保存節點的地址狀態,維護地址的更新周期,這大大簡化了地址分配的過程。網絡可以以很低的資源消耗來達到海量地址分配的目的。
2.IPv6對物聯網節點移動性的支持
目前互聯網的移動性不足造成了物聯網移動能力的瓶頸。IPv4協議在設計之初并沒有充分考慮到節點移動性帶來的路由問題,即當一個節點離開了它原有的網絡,如何再保證這個節點訪問可達性的問題。
IPv6協議的設計就充分考慮了對移動性的支持。針對移動IPv4網絡中的三角路由問題,移動IPv6提出了相應的解決方案。
首先,從終端角度IPv6提出了IP地址綁定緩沖的概念,即IPv6協議棧在轉發數據包之前需要查詢IPv6數據包目的地址的綁定地址。如果查詢到綁定緩沖中目的IPv6地址存在綁定的轉交地址,則直接使用這個轉交地址為數據包的目的地址。這樣發送的數據流量就不會再經過移動節點的家鄉,而直接轉發到移動節點本身。
其次,MIPv6引入了探測節點移動的特殊方法,即某一區域的接入路由器以一定時間進行路由器接口的前綴地址通告。當移動節點發現路由器前綴通告發生變化,則表明節點已經移動到新的接入區域。與此同時根據移動節點獲得的通告,節點又可以生成新的轉交地址,并將其注冊到家鄉上。
MIPv6的數據流量可以直接發送到移動節點,而MIPv4流量必須經過家鄉的轉發。在MIPv6的網絡中,傳感器進行群切換時只需要向家鄉注冊,之后的通信完全由傳感器和數據采集的設備之間直接進行,這樣就可以使網絡資源消耗的壓力大大下降。因此。在大規模部署物聯網應用移動性,特別是移動物聯網應用時,MIPv6是一項關鍵性的技術。
3.IPv6在保證物聯網網絡質量中的優勢
網絡質量保證也是物聯網發展過程中必須解決的問題。IPv6在其數據包結構中定義了流量類別字段和流標簽字段。流量類別字段有8位,和IPv4的服務類型(ToS)字段功能相同,用于對報文的業務類別進行標識;流標簽字段有20位,用于標識屬于同一業務流的包。流標簽和源、目的地址一起,惟一標識了一個業務流。同一個流中的所有包具有相同的流標簽,以便對有同樣QoS要求的流進行快速、相同的處理。
在物聯網應用中普遍存在節點數量多、通信流量突發性強的特點。與IPv4相比,由于IPv6的流標簽有20 bit,足夠標記大量節點的數據流。同時與IPv4中通過五元組(源、目的IP地址,源、目的端口、協議號)不同,IPv6可以在一個通信過程中(五元組沒有變化),只在必要的時候數據包才攜帶流標簽,即在節點發送重要數據時,動態提高應用的服務質量等級,做到對服務質量的精細化控制。
當然IPv6的QoS特性并不完善,由于使用的流標簽位于IPv6包頭,容易被偽造,產生服務盜用的安全問題。因此。在IPv6中流標簽的應用需要開發相應的認證加密機制。同時為了避免流標簽使用過程中發生沖突,還要增加源節點的流標簽使用控制的機制,保證在流標簽使用過程中不會被誤用站。
4.IPv6在物聯網安全中的優勢
由于物聯網應用中節點部署的方式比較復雜,節點可能通過有線方式或無線方式連接到網絡。因此節點的安全保障的情況也比較復雜。在使用IPv4的場景中一個黑客可能通過在網絡中掃描主機IPv4地址的方式來發現節點,并尋找相應的漏洞。而在IPv6場景中,由于同一個子網支持的節點數量極大(達到百億億數量級),黑客通過掃描的方式找到主機難度大大增加。在基礎協議棧的設計方面,IPv6將IPsec協議嵌入到基礎的協議棧中,通信的兩端可以啟用IPSec加密通信的信息和通信的過程。網絡中的黑客將不能采用中間人攻擊的方法對通信過程進行破壞或劫持。即使黑客截取了節點的通信數據包,也會因為無法解碼而不能竊取通信節點的信息。
同時,由于IP地址的分段設計將用戶信息與網絡信息分離,使用戶在網絡中的實時定位很容易。這也保證了在網絡中可以對黑客行為進行實時的監控,提升了網絡的監控能力。
另一方面,物聯網應用中由于成本限制移動性,節點通常比較簡單,節點的可靠性也不可能做得太高。因此,物聯網的可靠性要靠節點之間的互相冗余來實現。又因為節點不可能實現較復雜的冗余算法,因此一種較理想的冗余實現方式是采用網絡側的任播技術來實現節點之間的冗余。采用IPv6的任播技術后,多個節點采用相同的IPv6任播地址(任播地址在IPv6中有特殊定義)。在通信過程中發往任播地址的數據包將被發往由該地址標識的“最近”的一個網絡接口,其中“最近”的含義指的是在路由器中該節點的路由矢量計算值最小的節點。當一個“最近”節點發生故障時,網絡側的路由設備將會發現該節點的路由矢量不再是“最近”的,從而會將后續的通信流量轉發到其他的節點。這樣物聯網的節點之間就自動實現了冗余保護的功能。而節點上基本不需要增加算法,只需要應答路由設備的路由查詢,并返回簡單信息給路由設備即可。
四、結束語
IPv6具有很多適合物聯網大規模應用的特性,雖然IPv6還有眾多的技術細節需要完善,但從整體來看,使用IPv6不僅能夠滿足物聯網的地址需求,同時還能滿足物聯網對節點移動性、節點冗余、基于流的服務質量保障的需求,很有希望成為物聯網應用的基礎網絡技術。目前,我國應當利用IPv6應用普及的大好時機,加大對IPv6技術在物聯網中應用的研究力度,爭取占領物聯網新技術、新應用研究的前沿陣地。
參考文獻:
[1]劉楚達.移動IPv6網絡及其QoS上下文轉接技術[M] . 國防科技大學出版社,2007
[2]張玉軍.可信的移動IPv6網絡及協議[M]. 北京科學出版社,2008