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新闻来源:新物联Newiot 整理       发布时间:2021/7/21 15:02:09       共计:485 浏览

物联网(Internet of Things)最早是由MITAuto-ID中心的凯文·艾什顿(Kevin Ashton)教授1999年在研究RFID时提出来的。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。物联网主要是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品通过物联网域名相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。




一、物联网概述及定义

最简洁明了的定义:物联网(Internet of Things)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。

其它的定义:物联网指的是将无处不在(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/或短距离通讯网络连接物联网域名实现互联互通(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,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

“一句式”理解物联网
把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。


泛在聚合
全球范围内物联网的产业实践主要集中在三大方向。

何为数据“泛在聚合”意义上的物联网?
第一个实践方向被称作“智慧尘埃”,主张实现各类传感器设备的互联互通,形成智能化功能的网络。
第二个实践方向即是广为人知的基于RFID技术的物流网,该方向主张通过物品物件的标识,强化物流及物流信息的管理,同时通过信息整合,形成智能信息挖掘。
第三个实践方向被称作数据“泛在聚合”意义上的物联网,认为互联网造就了庞大的数据海洋,应通过对其中每个数据进行属性的精确标识,全面实现数据的资源化,这既是互联网深入发展的必然要求,也是物联网的使命所在。

比较而言,“智慧尘埃”意义上的物联网属于工业总线的泛化。这样的产业实践自从机电一体化和工业信息化以来,实际上在工业生产中从未停止过,只是那时不叫物联网而是叫工业总线。这种意义上的物联网将因传感技术、各类局域网通信技术的发展,依据其内在的科学技术规律,坚实而稳步地向前行进,并不会因为人为的一场运动而加快发展速度。

RFID意义上的物联网,所依据的EPCglobal标准在推出时,即被定义为未来物联网的核心标准,但是该标准及其惟一的方法手段RFID电子标签所固有的局限性,使它难以真正指向物联网所提倡的智慧星球。原因在于,物和物之间的联系所能告知人们的信息是非常有限的,而物的状态与状态之间的联系,才能使人们真正挖掘事物之间普遍存在的各种联系,从而获取新的认知,获取新的智慧。

“泛在聚合”即是要实现互联网所造就的无所不在的浩瀚数据海洋,实现彼此相识意义上的聚合。这些数据既代表物,也代表物的状态,甚至代表人工定义的各类概念。数据的“泛在聚合”,将能使人们极为方便的任意检索所需的各类数据,在各种数学分析模型的帮助下,不断挖掘这些数据所代表的事务之间普遍存在的复杂联系,从而实现人类对周边世界认知能力的革命性飞跃。


二、物联网工程学术起源

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最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。



三、物联网研究和发展

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。物联网还没有一个精确且公认的定义。这主要归因于:第一,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。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。



四、物联网智能设备

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。主要是指物联网工程这个专业。

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。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。

五、物联网专业定位

专业定位为物联网系统集成方向,该专业核心技术涉及传感与检测技术、RFID技术、无线组网、嵌入式技术、计算机网络、通信技术、物联网系统集成等。随着物联网产业的发展,越来越多的物联网企业需要与之相关的工程技术人才。培养适应战略新兴产业发展所需要的,掌握物联网的基本理论、基础知识,具备基于计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的能力,能进行系统集成及相关技术与产品的开发和应用推广,具有物联网工程实践能力,成为服务于经济和社会发展需要的高素质应用性、职业型人才。

六、物联网工程典型应用

物联网工程开始主要应用在智能家居,后来随着人工智能、5G和大数据的兴起,物联网也被广泛应用于各行各业,物联网的工程涉及:智慧城市、智慧医疗、智慧农业、智能家居、智能建筑、水利水文、工业互联网、汽车互联网、智能物流等众多领域。普及虚拟现实、电商、音乐、社交等方面的互联网服务;大数据运营中心,提供数据存储、挖掘、智能算法等服务,协助市场运营、了解用户偏好等;智慧监控系统,包括AI、语音识别、手势交互等;安全系统,提供通讯、数据存储安全安全保障;视频云,提供大数据量的图像、图片以及图像识别服务;



七、物联网工程专业

物联网工程专业是一门普通高等学校本科专业,属于计算机类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。 目前基本所有的大专院校都有设置物联网工程专业。

该专业要求掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及和物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,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。

物联网工程专业主要为:培养具有良好的道德与修养,遵守法律法规,具有社会和环境意识,掌握数学与自然科学基础知识以及与计算系统相关的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,具备包括计算思维在内的科学思维能力和设计计算解决方案、实现基于计算原理的系统的能力,能清晰表达,在团队中有效发挥作用,综合素质良好,能通过继续教育或其他的终身学习途径拓展自己的能力,了解和紧跟学科专业发展,在计算系统研究、开发、部署与应用等相关领域具有就业竞争力的高素质专门技术人才。

八、物联网工程课程总体框架

物联网工程专业的知识体系包括通识类知识、学科基础知识、专业知识和实践性教学等。课程体系须支持各项毕业要求的有效达成,进而保证专业培养目标的有效实现。人文社会科学类课程约占15%,数学和自然科学类课程约占15%,实践约占20%,学科基础知识和专业知识课程约占30%。

人文社会科学类教育能够使学生在从事工程设计时考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。

数学和自然科学类教育能够使学生掌握理论和实验方法,为学生表述工程问题、选择恰当数学模型、进行分析推理奠定基础。

学科基础类课程包括学科的基础内容,能体现数学和自然科学在该专业中应用能力的培养;专业类课程、实践环节能够体现系统设计和实现能力的培养。课程体系的设置有企业或行业专家有效参与。

物联网是一个交叉学科,涉及通信技术、传感技术、网络技术以及RFID技术、嵌入式系统技术等多项知识。作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域。

学生毕业后主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护,也可在高校或科研机构从事科研和教学工作。


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