物联网培训课程体系（按技术专题选修）-曙海培训中心

项目

内容

课程名称

传感器技术与信号采集

技术定位

感知层 · 基础技术

培训目标

使学员掌握常用传感器的工作原理、接口类型与数据采集方法，能够根据应用场景选择合适的传感器并进行信号调理与数据读取。

培训对象

硬件工程师、嵌入式开发初学者、电子类专业学生

培训内容

• 传感器概述：传感器定义、分类、性能指标（灵敏度/精度/线性度/响应时间）
• 温湿度传感器：热敏电阻、热电偶、半导体测温、湿敏电容原理与应用
• 压力传感器：压阻式、电容式、压电式、MEMS压力传感器选型
• 加速度与陀螺仪：MEMS加速度计、陀螺仪原理、姿态解算基础
• 气体传感器：电化学、半导体、红外气体传感器、空气质量监测
• 光电传感器：光敏电阻、光电二极管、CCD/CMOS图像传感器基础
• 信号调理电路：放大电路、滤波电路、线性化处理、阻抗匹配
• 数据采集技术：采样定理、ADC选型、多通道采集、同步采集
• 传感器接口：模拟输出（ADC采集）、数字接口（I2C/SPI/UART）
• 传感器校准与补偿：零点校准、满量程校准、温度补偿、非线性校正

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内容

课程名称

嵌入式系统与实时操作系统开发

技术定位

感知层 · 核心控制技术

培训目标

使学员掌握嵌入式系统开发核心技能，包括微控制器编程、外设驱动开发、RTOS任务调度，能够独立完成物联网终端设备软件设计。

培训对象

嵌入式软件工程师、物联网设备开发者、电子/计算机类专业学生

培训内容

• 嵌入式C语言进阶：指针高级应用、内存管理、中断处理、位带操作
• 微控制器架构：Cortex-M系列内核、存储器结构、时钟系统、启动流程
• 开发环境搭建：Keil/IAR/STM32CubeIDE配置、工程建立、调试工具
• 外设驱动开发：GPIO/UART/I2C/SPI/ADC/PWM/Timer驱动实现
• 中断系统：NVIC配置、中断优先级、中断嵌套、中断服务函数编写
• 定时器应用：系统定时器、通用定时器、PWM输出、输入捕获
• RTOS基础：FreeRTOS/RT-Thread任务管理、任务状态、优先级配置
• RTOS同步机制：信号量、互斥量、队列、事件标志组、消息邮箱
• 内存管理：静态/动态内存分配、内存碎片优化、内存池应用
• 设备驱动分层：HAL库使用、LL库对比、驱动分层设计、代码移植

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内容

课程名称

物联网低功耗硬件设计与PCB开发

技术定位

感知层 · 硬件设计技术

培训目标

使学员掌握物联网设备的硬件设计方法，能够从原理图设计到PCB Layout全流程开发，具备低功耗优化和硬件调试能力。

培训对象

硬件工程师、PCB Layout工程师、产品研发人员

培训内容

• 硬件设计流程：需求分析、方案设计、器件选型、原理图绘制、PCB Layout
• 微控制器选型：低功耗MCU选型（STM32L系列、EFM32、MSP430）
• 电源管理电路：LDO/DC-DC选型、电源树设计、上电时序、低功耗模式
• 模拟电路设计：信号调理电路、滤波电路、放大电路、阻抗匹配
• 数字电路设计：I2C/SPI总线设计、电平匹配、上拉电阻计算
• 射频电路设计：天线选型、阻抗匹配、π型匹配网络、射频布局
• PCB设计规范：元器件布局、信号完整性、电源完整性、地平面设计
• EMC/EMI设计：屏蔽、滤波、接地、布局布线抗干扰技术
• 硬件调试技术：示波器/逻辑分析仪使用、信号测试、功耗测量
• 量产设计：可测试性设计（DFT）、可制造性设计（DFM）、测试夹具设计

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内容

课程名称

短距离无线通信技术

技术定位

网络层 · 局域连接技术

培训目标

使学员掌握主流短距离无线通信技术原理与应用开发方法，能够根据场景选择合适的无线技术并进行设备开发与组网。

培训对象

网络工程师、嵌入式工程师、智能家居开发者

培训内容

• Wi-Fi技术：802.11协议演进、STA/AP模式、Wi-Fi配网方式（SmartConfig/AP配网）
• Wi-Fi开发：ESP8266/ESP32开发、AT指令集、SDK编程、Wi-Fi Mesh
• 蓝牙技术：BLE协议栈架构、GAP/GATT角色、广播与扫描、配对与绑定
• 蓝牙开发：Nordic/TI蓝牙芯片开发、蓝牙服务定制、信标技术
• 蓝牙Mesh：Mesh网络拓扑、节点角色、配置与发布订阅、Friend节点
• ZigBee技术：ZigBee协议栈、网络层路由、APS层安全、ZCL规范
• ZigBee开发：CC2530开发、Z-Stack使用、设备入网、绑定机制
• Thread技术：Thread协议特点、IPv6 over Mesh、边界路由器
• Matter协议：连接标准联盟统一标准、IP基础、多生态互联、Matter开发
• 无线性能对比：传输速率、功耗、组网能力、成本、适用场景选型

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内容

课程名称

广域网与蜂窝物联网技术

技术定位

网络层 · 远距离连接技术

培训目标

使学员掌握低功耗广域网（LPWAN）与蜂窝物联网技术原理与应用开发方法，能够独立完成LPWAN设备开发与平台接入。

培训对象

网络工程师、物联网系统集成商、智慧城市开发者

培训内容

• LPWAN技术概述：低功耗广域网特点、技术分类、应用场景、技术对比
• LoRa技术：Chirp扩频调制、接收灵敏度、链路预算计算、频段规划
• LoRaWAN协议：网络架构、终端类型（A/B/C类）、激活方式（OTAA/ABP）
• LoRaWAN开发：LoRa节点开发、网关配置、网络服务器（ChirpStack）接入
• NB-IoT技术：3GPP标准演进、窄带设计、覆盖增强、低功耗模式（PSM/eDRX）
• NB-IoT开发：模组AT指令、运营商平台接入、CoAP协议、数据上报
• eMTC技术：Cat-M1标准、移动性支持、VoLTE能力、语音应用
• 蜂窝物联网对比：NB-IoT/eMTC/4G Cat.1/5G RedCap特性对比与选型
• 5G物联网技术：5G三大场景、网络切片、mMTC、uRLLC、RedCap
• 卫星物联网：天通一号、北斗短报文、低轨卫星物联网、海事卫星

项目

内容

课程名称

物联网网关与边缘计算技术

技术定位

网络层与平台层衔接技术

培训目标

使学员掌握物联网网关设计与边缘计算技术，能够独立完成网关设备选型、协议转换、边缘处理与云边协同配置。

培训对象

边缘计算工程师、网关开发工程师、系统架构师

培训内容

• 物联网网关架构：网关功能定位、硬件架构、软件架构、通信协议栈
• 协议转换技术：多协议适配（Modbus/BACnet/CAN/串口）、协议解析引擎
• 边缘数据采集：设备发现、实时数据采集、断点续传、数据缓存
• 边缘数据处理：数据过滤、数据聚合、格式转换、本地计算
• 边缘规则引擎：本地规则配置、条件判断、动作触发、实时响应
• 边缘智能：轻量级AI推理、模型部署、TensorFlow Lite Micro
• 云边协同：设备状态同步、规则同步、模型下发、配置更新
• 边边协同：多网关协同、负载均衡、数据共享、分布式计算
• 边缘操作系统：Linux嵌入式、边缘OS、容器化运行时（Docker/K3s）
• 边缘计算框架：EdgeX Foundry、KubeEdge、Baetyl平台应用

项目

内容

课程名称

物联网平台核心技术开发

技术定位

平台层 · 核心服务技术

培训目标

使学员掌握物联网平台核心模块设计与实现方法，能够独立完成设备接入服务、消息处理、规则引擎等功能模块开发。

培训对象

后端开发工程师、平台开发工程师、云平台架构师

培训内容

• 物联网平台架构：设备接入层、消息处理层、数据存储层、应用开放层
• 设备接入服务：MQTT/CoAP/HTTP协议接入、连接管理、心跳保活、断线重连
• 设备认证与鉴权：一机一密、动态注册、证书认证、X.509证书、双向认证
• 消息处理引擎：设备消息路由、消息去重、QoS保障、消息持久化、消息队列选型
• 规则引擎设计：事件驱动架构、规则编排、场景联动、触发执行、动态规则加载
• 设备影子（Device Shadow）：设备状态同步、离线指令缓存、期望状态管理
• 设备管理服务：设备注册、分组管理、在线状态、远程配置、批量操作
• 固件升级服务（OTA）：升级包管理、任务调度、进度监控、结果统计、灰度发布
• 平台API设计：RESTful API设计、SDK封装、调用鉴权、流量控制、API网关
• 高并发架构：百万级设备接入设计、消息队列削峰、水平扩展、性能优化

项目

内容

课程名称

物联网数据处理与存储技术

技术定位

平台层 · 数据技术

培训目标

使学员掌握物联网时序数据处理与存储技术，能够独立完成数据采集、清洗、存储、分析的全链路设计与开发。

培训对象

数据工程师、大数据开发、平台开发工程师

培训内容

• 物联网数据特征：海量性、时序性、多样性、价值密度低、数据生命周期
• 数据采集架构：设备端采集、边缘预处理、云端汇聚、消息队列
• 时序数据库：InfluxDB、TDengine、Prometheus、TimescaleDB特性对比与选型
• 数据存储设计：数据库选型、表结构设计、保留策略、降采样、冷热分离
• 实时数据处理：Apache Flink、Kafka Streams流处理、Spark Streaming
• 数据清洗与转换：数据去重、格式转换、异常值处理、缺失值填充
• 数据聚合计算：时间窗口聚合、插值计算、趋势分析、统计计算
• 数据查询与检索：高效查询设计、索引优化、查询引擎、全文检索
• 数据可视化：Grafana仪表盘、ECharts图表、实时大屏、数据报表
• 数据服务接口：RESTful API设计、WebSocket实时推送、数据开放平台

项目

内容

课程名称

物联网应用与可视化开发

技术定位

应用层 · 交互与呈现技术

培训目标

使学员掌握物联网行业应用开发与数据可视化技术，能够独立完成设备监控、大屏看板、数字孪生等应用开发。

培训对象

前端开发工程师、全栈开发者、应用开发工程师

培训内容

• 物联网应用架构：B/S架构、微服务设计、前后端分离、实时通信
• 前端可视化库：ECharts/AntV/G2图表库、地图可视化、数据大屏设计
• 实时数据刷新：WebSocket协议、MQTT over WebSocket、Server-Sent Events
• 移动应用开发：微信小程序开发、Android/iOS应用集成、H5开发
• 设备管理应用：设备列表、实时状态、远程控制、设备分组、批量配置
• 监控告警应用：告警规则配置、告警记录、多通道推送（短信/邮件/钉钉）
• 数据分析应用：历史数据查询、数据聚合统计、报表生成、趋势分析
• 场景联动应用：设备联动规则配置、自动化场景执行、定时任务
• 数字孪生基础：三维场景构建、设备映射、数据驱动动画、ThingJS应用
• 行业应用模板：智慧工地、智能交通、智慧小区、智能工厂模板开发

项目

内容

课程名称

物联网安全技术（贯穿全层）

技术定位

贯穿感知层、网络层、平台层、应用层

培训目标

使学员掌握物联网安全防护核心技术，能够从设备端到云端构建纵深防御体系，保障物联网系统安全可靠。

培训对象

安全工程师、系统架构师、嵌入式工程师

培训内容

• 物联网安全架构：感知层安全、网络层安全、平台层安全、应用层安全
• 设备安全：安全启动、固件加密、调试接口保护、物理防篡改、安全存储
• 身份认证：一机一密、动态令牌、证书认证、双向认证、生物识别
• 通信加密：TLS/DTLS协议、加密套件配置、密钥管理、证书生命周期
• 网络安全：网络隔离、防火墙策略、入侵检测系统（IDS）、DDoS防护
• 数据安全：数据传输加密、存储加密、数据脱敏、访问控制、隐私保护
• 应用安全：API安全、身份鉴权、参数校验、防注入攻击、防重放攻击
• 漏洞扫描：固件漏洞扫描、端口扫描、服务漏洞检测、渗透测试基础
• 安全审计：日志审计、操作审计、合规检查、安全报告、取证分析
• 应急响应：安全事件监控、威胁分析、应急处理流程、漏洞修复机制

学员类型

推荐学习路径

掌握能力

硬件开发入门

课程一 → 课程三 → 课程二

传感器+硬件+嵌入式

嵌入式软件开发

课程二 → 课程四/五 → 课程七

嵌入式+通信+平台

网络通信方向

课程四 → 课程五 → 课程六

短距+广域+边缘

平台开发方向

课程七 → 课程八 → 课程九

平台+数据+应用

安全技术方向

课程十 + 课程二/七基础

全栈安全能力

全栈架构师

全十专题

端到端物联网架构