物联网实验室解决方案

BeijingUniversalPioneeringTechnologyCo.,LTD.-1-博创科技（UP-TECH）TEL：[phone]FAX：总机转828物联网综合实验室建设方案北京博创兴盛科技有限公司2011年3月BeijingUniversalPioneeringTechnologyCo.,LTD.-2-博创科技（UP-TECH）TEL：[phone]FAX：总机转828目录一、背景介绍------------------------------------------------------------------------------3-二、物联网综合实验室建设的必要性和理念---------------------------------------4-三、物联网综合实验室建设的先决条件、特点和目标---------------------------5-四、博创科技物联网实验室设计方案------------------------------------------------6-BeijingUniversalPioneeringTechnologyCo.,LTD.-3-博创科技（UP-TECH）TEL：[phone]FAX：总机转828一、背景介绍物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“TheInternetofthings”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。物联网的发展历程大致如下：1、物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——NetworkedCokeMachine2、1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(InternetofThings)这个概念；是1999年MITAuto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internetofthings”（简称物联网），这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。4、2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。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。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。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。5、2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。在中国，同年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创BeijingUniversalPioneeringTechnologyCo.,LTD.-4-博创科技（UP-TECH）TEL：[phone]FAX：总机转828新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本[3]。而创新2.0形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。6、2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，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。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。而今天，“智慧地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国关注，更为世界所关注。2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。二、物联网综合实验室建设的必要性和理念温总理在2010年的政府工作报告中明确提出，要积极发展新一代信息技术产业，“促进物联网示范应用”。获悉，物联网“十二五”规划将在2011年出台。据介绍，物联网的十大应用重点领域分别是智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事。国务院总理温家宝在2011政府工作报告中提出，要加快构建现代产业体系，推动产业转型升级，要加快培育发展战略性新兴产业。积极发展新一代信息技术产业，建设高性能宽带信息网，加快实现“三网融合”，促进物联网示范应用。推进传统能源清洁利用，加强智能电网建设，大力发展清洁能源。邬贺铨委员建议，物联网发展需优化布局、强化应用。首先要清晰定义物联网产业的边界，使优惠政策有的放矢。二要在国家层面加强统筹和布局，防止低端产能过剩、高端研发空白的局面出现，同时推动军民融合和产学研用合作。第三，物联网应用的特点是间接效益比直接效益大。应从中国的国情和人民需要出发，通过物联网在电网、智能物流、数字医疗、智能交通领域的应用，节能减排、提高人民健康福祉、便利群众出行。“在全球物联网刚刚起步的今天，中国企业迎来了千载难逢的历史机遇。”全国人大代表、福建新大陆科技集团有限公司总裁王晶建议，加大对物联网核心技术研发、示范应用的重视和投入，成立“国家物联网识别技术和应用示范基地”。2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校争相申报。由于物联网涉及的领域非常广泛，从技术角度，主要涉及的现有高校院系与专业有：计算机科学与工程，电子与电气工程，电子信息与通讯，自动控制，遥感与遥测，精密仪器，电子商务等等。笔者认为，物联网专业可能会在上述这些院系中开设。与物联网应用相关的专业，如建筑与智能化，土木工程，交通运输与物流，节能与环保等BeijingUniversalPioneeringTechnologyCo.,LTD.-5-博创科技（UP-TECH）TEL：[phone]FAX：总机转828等，也可以考虑开设选修课或在研究生、博士生阶段设置相关交叉学科的学位。物联网可以是一个“专业”，但不一定是一个“学科”。国内有些专家反对设置“物联网专业”，因为定位不清，一个学校往往有好几个院系争夺“物联网专业“的申报，又不是一个明确的学科，难以培养出真正的专业人才，培养出来的人可能是“万精油”，懂得多但是不精，尤其是本科阶段，建议只作为研究生专业，像MBA一样的模式。和目前许多高校设置的“电子商务”专业一样，“电子商务”也有同样的定位不清问题，我们认为，只要高校设置的物联网专业能够培养出社会需要的专业人才，尤其是跨专业复合型人才，就应该可以设置，不必拘泥于它究竟属于哪个现有的“学科”。根据目前的具体情况，我们认为，建立物联网实验室应该更强调关键技术的应用，以及实际案例的体现，理论结合实践。三、物联网综合实验室建设的先决条件、特点和目标先决条件：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。开设有信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术、物联网概论、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、数据采集与处理等相关课程。特点：同时注重理论学习和实践创新能力的提高两个方面，让学生在实验室这个开放的平台上尽可能多的接触更多技术和产品，激发学生的自主学习意识，利用课余时间完成实践与创新。课程内容：由验证型、提高型向综合型、设计开发型和创新型逐层递进。实验内容：由单纯的教学型向产学研相结合的方向转变；采用工程案例化教学，突出科技创新在人才培养中的作用。适应以就业为导向，以能力为本位的培养人才特点，以适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线，提高学生的知识应用能力、实践能力。突出培养“技能型、应用型、实践型”的人才。目标：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。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。BeijingUniversalPioneeringTechnologyCo.,LTD.-6-博创科技（UP-TECH）TEL：[phone]FAX：总机转828四、博创科技物联网实验室设计方案博创科技物联网实验室建设方案特点：1、物联网是嵌入式、传感器、网络技术的一个具体应用，嵌入式技术是物联网技术的基础支撑技术，北京博创正是国内嵌入式教学解决方案的专家。博创科技原有的嵌入式教学解决方案中就已包含网关、传感器、RFID、ZIGBEE、GPRS等各种物联网元素和相关具体的实验体系，基础特别扎实。2、强大的网关支持。物联网要实现成百、上千乃至数以万计的物体相联，网关正如人体心脏，必需强大，否则低端网关十几个、几十个结点就可能造成网络堵塞。博创的物联网网关采用博创强大的ARM11嵌入式整体平台