物联网技术及课程建设48

中智讯卢斯[e-mail]主要议题物联网技术探究物联网学科建设物联网学习套件物联网技术探究17:282什么是物联网物联网是指物体的信息通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。技术理解物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中，形成“物联网”，然后物联网又与现有的“互联网”结合,实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和动态的方式去管理生产和生活。应用理解将RFID（无线射频识别）和WSN（无线传感器网络）结合为用户提供生产生活的监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的服务。通俗理解17:283物联网的起源1995199819992005物物互联EPC系统物品编码RFID提出概念ITU互联网报告2005物联网17:284ITU互联网报告2005：物联网第一章，物联网简介，探索了物联网下的关键技术远景，如全域网络（UbiquitousNetworks，又译泛在网络）、下一代网络（NGN）和全域计算。第二章，可用技术，检视了那些能够引导未来物联网发展的技术，包括无线射频识别（RFID）、传感网技术、智能器件、纳米技术和小型化技术。第三章，市场机会，探索了这些技术的市场潜力和抑制市场增长的因素。文章选取了部分行业的新商业模型作为范例，描绘了物联网如何做到改变产业基石。第四章，潜在挑战，思考了阻碍物联网标准化和广泛部署的障碍，如日益增长的隐私关注。第五章，发展中国家的机遇，提出了一些物联网技术能够给发展中国家带来的益处，这些益处将能使这些国家成为先锋用户和市场催化剂。第六章，美好前景，将上述内容融合到一起，总结了在未来十年我们的生活方式将会被如何改变。第七章，新生态系统，总结了物联网带来的影响社会发展、人类生活和电信行业的全新生态系统。国际电信联盟ITU互联网报告2005物联网17:285ITU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因特网主动进行交换；并描绘出“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等。国际电信联盟ITU互联网报告2005物联网正式称“物联网”为“TheInternetofthings”17:286物联网的意义现实的世间外物虚拟的互联网物+联在“物联”时代，“现实的世间万物”将与“虚拟的互联网”整合为统一的“整合网络”，全球全世界的运转以此为基础---经济管理/生产运行/社会管理乃至个人生活---全球世界---互联物联---整合大同17:287物联网技术架构全面感知可靠传递智能处理传感器RFID二维码智能卡条形码智能标签ZigbeeWi-FiBluetoothEth/IPv4M2MLinux数据库云存储Web3.0云服务业务流程Android利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取物体的信息通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去17:288物联网理论模型网关设备近距离通信传感器技术智能卡二维码跟踪定位条形码GPS云计算服务器汽车环境工业监控行业应用17:289涉及的关键技术关键技术物品标识物品感知可靠传输智能网关云计算终端应用•物品标识：RFID、条形码技术•物品感知：传感器及嵌入式接口技术•可靠传递：无线传感网（各种无线协议）•智能网关：操作系统网关技术、M2M•云计算：信息处理、数据存储•终端应用：基于移动终端的行业应用17:2810涉及的关键技术•射频识别即RFID技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线识别特定目标并读写相关数据，无需建立机械或光学接触。RFID标签上存储着规范而具有互用性的信息，可实现物品(商品)信息的识别。•传感技术是从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别等活动。RFID技术传感器技术17:2811涉及的关键技术•物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括Zigbee等无线标准，也包括为蓝牙技术、WIFI技术、IPv6技术等。•嵌入式网关是一个中央数据转换单元，基于传统嵌入式技术，运行复杂的嵌入式操作系统，实现传感无线网数据与互联网之前的数据交互。无线网络技术嵌入式网关技术17:2812涉及的关键技术•物联网的发展离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力有限，云计算平台可以作为物联网的“大脑”,实现对海量数据的存储、计算。•随着智能化无线移动终端的流行，传统应用也都随之转移，以Android技术为首的人机物联网对话应用也成为人与物品（商品）之间沟通的窗口。云计算技术移动终端应用技术17:2813几种技术的关系智慧的星球物联网感知技术感应器、RFID、智能芯片……WSNZigBee、WIFI、蓝牙、NFC互联网移动网感知处理自动控制、云计算模式识别M2M网关17:2814Android物联网-网络融合物联网不仅仅是网络更是面向业务的智能应用和服务各种Android移动互联网应用正是物联网实际意义的体现以应用驱动、以物联网、云计算为引擎、以嵌入式和工业化软件的大发展为标志的一场信息化革命时代就要到来17:2815物联网的不同发展中国：无锡基地“感知中国”传感网中心欧盟：完善的物联网战略规划（e-Europe、i2010）美国：IBM智慧地球、智能电网、智能医疗日韩：泛在网战略和应用结合，U-Japan/Korea17:2816物联网在中国《国家中长期科学技术发展规划（2006-2020年）》2009年8月7日，温家宝视察无锡提出：传感网的核心技术、关键设备应早一点谋划。建立中国的“感知中国”传感网中心。2010年10月18日，国务院发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《决定》明确了信息为七大战略性新兴产业之一，突破方向为：新一代信息网络、“三网”融合、物联网、云计算。2010年6月7日，在中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会上，胡锦涛发表讲话，指出：加快发展物联网研发和建设新一代互联网。17:2817物联网应用领域17:2818物联网一些典型应用案例智能家居：人在外，家就在眼前数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之间的“互联互通”的一种服务。数字家庭的四大功能：信息、通信、娱乐和生活。17:2819物联网一些典型应用案例精细农业将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、养分程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。无线传感器网络有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。将从三个方面有效促进农业的发展：增产增收、节约能源，相当于露地栽培产量10倍以上17:2820物联网一些典型应用案例实现食品供应链的全程追踪和溯源，保证食品的安全，最终实现政府的数字化的政务管理与城市运行职能。实现食品等重要物质的准确标识，实现管理的透明化，为食品安全、防伪打假提供法律依据。实现食品、物流供应链的追踪，提高重大疫病防控能力和水平。食品追溯17:2821主要议题物联网技术探究物联网学科建设物联网学习套件物联网学科建设17:2822物联网专业建设情况2010年，教育部批准40所高校办学2011年初，第二批批准27所高校2012年2月，教育部批准80所高校办学目前，共有147所学校开办物联网工程专业，还有在其他专业下开设（物联网方向）的办学模式约200所高职高专办《物联网应用技术》专业估计近500所高校已办或准备开办物联网专业17:2823物联网专业建设要求物联网工程•具有鲜明的综合性、交叉性、应用性特点•学研学工融合、突出专业特色、培养工程型人才•突出物联网学科中与移动互联网的结合与应用•建设物联网工程中心/开发物联网应用项目课程•与企业深度合作增强对新技术的吸收能力17:2824感知层传输层网关层数据处理物联网网关技术硬件接口传感接口技术软件应用物联网应用服务物联网技术开发类型网络协议ZIGBEE传感网络应用层17:2825RFID/传感接口技术感知层：数据采集与感知（触角）主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。CC2530IAR/C单片机接口技术传感器技术RFID技术17:2826ZIGBEE传感网络传输层：无线传感网络（神经网络）传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。CC2530IAR/CZigBee无线通信标准无线传感网网络协议ZStack网络组织结构网络拓扑17:2827物联网网关技术网关层：实现更加广泛的互联功能（大脑）能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，负责对传感网络传递过来的数据进行中央处理，并为上层应用提供数据服务，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。ARMCortex-A8Linux/C/C++嵌入式LinuxWIFI/3G…云计算M2M技术服务端编程数据库17:2828物联网应用服务应用层：包含应用支撑平台和应用服务（窗口）应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。结合各种行业应用将物联网技术进行实质化，学习如何实现过重物联网应用案例的软件编程。ARMCortex-A8Java/C++/WebAndroid技术Web2.0项目设计软件工程BS/CSAndroid17:2829物联网课程结构17:2830物联网课程架构（参考）课程名称学时学期开课形式课程名称学时学期开课形式大学英语计算机基础电路原理数字电路逻辑C语言程序设计大学生职业规划434442-11111必修/考试必修/考试必修/考试必修/实验必修/实验必修/考试物联网导论数据结构与算法嵌入式（单片机）接口技术现代通信技术数据库系统原理计算机网络444442222332必修/考试必修/考试必修/实验必修/考试必修/考试必修/考试模拟电子技术传感器原理与应用数据库应用技术嵌入式应用软件开发计算机数值分析网络应用技术244442334333必修/考试必修/上机必修/上机必修/实验必修/考试必修/考试无线传感网络技术EPC与RFID技术Linux嵌入式操作系统WEB技术软件设计与体系结构信号与系统444323444455必修/上机必修/实验必修/上机必修/考试必修/考试必修/考试无线技术与应用软件构件与中间件技术Linux网络技术物联网技术及应用Android移动开发技术信息安全434342555556必修/考试必修/考试必修/考试必修/考试必修/实验必修/考试云计算虚拟化技术服务端编程技术物联网综合应用与实战物联网行业案例分析企业项目管理协同工作与分工444422666777必修/实验必修/上机必修/上机必修/实验必修/考试必修/考试17:2831优秀教材精选17:2832针对校情的物联网应用实现河南科技大学坐落在千年帝都、牡丹花城——洛阳，是河南省省属重点高校，是河南省重点建设的三所综合性大学。2011年在计算机学科下面开设物联网工程专业，主要培养Android移动物联网的实用应用技术人才。结合洛阳古城旅游资源及文物保护需求，开展了一系列特色研究。17:2833培养模式的探讨技术太新，师资得从头培养；知识点多，师资队