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物联网工程

作者:小编 日期:2020-06-23 17:22:34 点击数:

物联网(Internet of Things)这个词,起源于传媒领域,国内外普遍公认的是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。

物联网是基于互联网、广播电视网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络又称为物联网域名。

中文名 物联网工程 

外文名 Internet of Things 

物联网工程.jpg

概念

1、物联网的作用:中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合,实现物体与物体之间:环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说,当下涉及到信息技术的应用,都可以纳入物联网的范畴。

2、物联网的发展历程

物联网理念最早可追溯到比尔·盖茨1995年《未来之路》一书。在《未来之路》中,比尔·盖茨已经提及物互联,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起重视。1998年,美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。1999年,建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上,美国Auto-ID中心首先提出物联网概念。

物联网的基本思想出现于20世纪90年代,2005年11月17日,在信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》。报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPoSS)于2008年在《物联网2020》(《Internet of Things in 2020》)报告中分析预测了未来物联网的发展阶段。

奥巴马就任美国总统后,于2009年1月28日与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”。作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。奥巴马对此给予了积极的回应:“经济刺激资金将会投入到宽带网络新兴技术中去,毫无疑问,这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。”此概念一经提出,即得到美国各界的高度关注,甚至有分析认为,IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略,并在世界范围内引起轰动。

2009年,欧盟执委会发表题为《Internet of Things - An action plan for Europe》的物联网行动方案,描绘了物联网技术应用的前景,并提出要加强对物联网的管理、完善隐私和个人数据保护、提高物联网的可信度、推广标准化、建立开放式的创新环境、推广物联网应用等行动建议。韩国通信委员会于2009年出台了《物联网基础设施构建基本规划》,该规划是在韩国政府之前的一系列RFID/USN(传感器网)相关计划的基础上提出的,目标是要在已有的RFID/USN应用和实验网条件下构建世界先进的物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网推广环境等。2009年,日本政府IT战略本部制定了日本新一代的信息化战略《i-Japan战略2015》,该战略旨在到2015年让数字信息技术如同空气和水一般融入每一个角落,聚焦电子政务、医疗保健和教育人才三大核心领域,激活产业和地域的活性并培育新产业,以及整顿数字化基础设施。

我国政府也高度重视物联网的研究和发展。2009年8月7日,国务院总理温家宝在无锡视察时发表重要讲话,提出“感知中国”的战略构想,表示中国要抓住机遇,大力发展物联网技术。2009年11月3日,温家宝总理向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话,再次强调科学选择新兴战略性产业非常重要,并指示要着力突破传感网、物联网关键技术。2010年1月19日,全国人大常委会委员长吴邦国参观无锡物联网产业研究院,表示要培育发展物联网等新兴产业,确保我国在新一轮国际经济竞争中立于不败之地。我国政府高层一系列的重要讲话、报告和相关政策措施表明:大力发展物联网产业将成为今后一项具有国家战略意义的重要决策。

定义

物联网还没有一个公认的定义。这主要归因于:第1,物联网的理论体系没有完全建立,对其认识还不够深入,还不能透过现象看出本质;第二,由于物联网与互联网、移动通信网、传感网等都有密切关系,不同领域的研究者对物联网思考所基于的出发点各异,短期内还没达成共识。通过与传感网、互联网、泛在网等相关网络的比较分析,可以认为:物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

一方面是物理世界的联网需求,另一方面是信息世界的扩展需求。来自上述两方面的需求催生出了一类新型网络——物联网(Internet of Things)。物联网最初被描述为物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。其核心在于物与物之间广泛而普遍的互联。上述特点已超越了传统互联网应用范畴,呈现了设备多样、多网融合、感控结合等特征,具备了物联网的初步形态。物联网技术通过对物理世界信息化、网络化,对传统上分离的物理世界和信息世界实现互联和整合。

在物联网时代,每一件物体均可寻址,每一件物体均可通信,每一件物体均可控制。一个物物互联的世界如下图所示。国际电信联盟2005年一份报告曾描绘物联网时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。毫无疑问,物联网时代的来临将会使人们的日常生活发生翻天覆地的变化。

也可以说,物联网(Internet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能。

物联网工程指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的,如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”,通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网、专网、和/或互联网环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面集中展示的等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。目前主要是指物联网工程这个专业。

应用

物联网应用从技术层面讲主要涉及三个部分,即对外感知、感知信息传输(可能需要节点利用无线组网实现信息传输)、信息处理与回馈控制。智能技术贯穿整个物联网之中,是核心技术的核心。 感知可以是智能感知,可以是多节点协同感知,还可以是智能识别感知系统。未来在在办公移动管理,室内电器智能化等都将长足发展。

意义

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。

实践教学

包括校企联合培养、实习、毕业论文设计等。

学习范围

在2012年最新颁布的普通高等学校本科专业目录中,物联网工程专业属于工学中的计算机大类,标准学制4年,毕业后授予工学学士学位。 [1] 

物联网工程专业开设基础课程和专业核心课程两大类,学生主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术,有着很强的工程实践特点。

学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外,外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。

北京科技大学招生就业处处长韩经说,该校的课程包括物联网工程导论、嵌入式系统与单片机、无线传感器网络与RFID技术、物联网技术及应用、云计算与物联网、物联网安全、物联网体系结构及综合实训、信号与系统概论、现代传感器技术、数据结构、计算机组成原理、计算机网络、现代通信技术、操作系统等课程以及多种选修课。

物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。

培养要求

本专业学生要具有较好的数学和物理基础,掌握物联网的相关理论和应用设计方法,具有较强的计算机技术和电子信息技术的能力,掌握文献检索、资料查询的基本方法,能顺利地阅读本专业的外文资料,具有听、说、读、写的能力。 

知识技能

1.掌握和计算机科学与技术相关的基本理论知识;2.掌握物联网工程的分析和设计的基本方法;3.了解文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;4.了解与物联网工程有关的法规;5.能够运用学习知识和外文阅读能力查阅外文资料;6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有获取信息的能力。 

培养目标

物联网工程专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。

1、自主创新能力明显增强,攻克一批核心关键技术,在国际标准制定中掌握重要话语权,初步实现“两端赶超、中间突破”即在高端传感、新型RFID、智能仪表、嵌入式智能操作系统、核心芯片等感知识别领域和高端应用软件与中间件、基础架构、云计算、高端信息处理等应用技术领域实现自主研发,技术掌控力显著提升;在M2M通信、近距离无线传输等物联网网络通信领域取得实质性技术突破,跻身世界先进行列。

2、具有国际竞争力的产业体系初步形成。在传感器与传感器网络、RFID、智能仪器仪表、智能终端、网络通信设备、等物联网制造产业,通信服务、云计算服务、软件、高端集成与应用等物联网服务业,以及嵌入式系统、芯片与微纳器件等物联网关键支撑产业等领域培育一批领军企业,初步形成从芯片、软件、终端整机、网络、应用到测试仪器仪表的完整产业链,初步实现创新性产业集聚、门类齐全、协同发展的产业链及空间布局。

3、物联网应用水平显著提升。建成一批物联网示范应用重大工程,在国民经济和民生服务等重点领域物联网先导应用全面开展;国家战略性基础设施的智能化升级全面启动,宽带、融合、安全的下一代信息网络基础设施初步形成。

要求

具有较好的数学和物理基础,掌握物联网的相关理论和应用设计方法,具有较强的计算机技术和电子信息技术的能力,掌握文献检索、资料查询的基本方法,能顺利地阅读本专业的外文资料,具有听、说、读、写的能力。

学科

信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术。物联网导论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、工程电磁场、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等。



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