物联网武汉理工大专业教育.docx

1、物联网武汉理工大专业教育目录1、专业认识物联网 21.1物联网的概念 21.1.1引言 21.1.2物联网的定义 21.1.3物联网的特征 21.1.4物联网的关键技术 31.2物联网的发展 31.2.1国际发展现状 31.2.3物联网发展面临的问题 52、物联网的应用 72.1物联网的应用 722物联网的应用实例 823我所感兴趣的物联网应用智能家居 103、我的学习规划 123.1物联网工程专业的人才培养目标 123.2自我认识和评价 123.2.1 学习能力： 123.2.2 管理能力： 133.2.3 我的爱好及特长 133.3未来三年的行动计划 133.3.1 学业规划 133.3.

2、2 能力规划 133.3.3经验规划 143.4 结语 14 专业认识和个人发展规划1.专业认识物联网1.1物联网的概念1.1.1引言“最深邃的技术是那些消失的技术，这些技术融入到日常生活中，令人难以分辨。”这是20世纪90年代初，信息产业还处于个人计算机时代时，计算机科学家马克魏泽对计算机和网络技术未来发展的展望。经过近20年的发展，当年的展望正逐渐变成现实。近几年来，伴随着网络技术、通信技术、智能嵌入技术的迅速发展，“物联网”一词频繁地出现在世人眼前。从美国的IBM“智慧星球”到我国的“感知中国”，各国纷纷制定了物联网发展规划并付诸实施。业界专家普遍认为，物联网技术将会带来一场新的技术革命

3、，它是继个人计算机、互联网及移动通信网络之后的全球信息产业的第三次浪潮。1.1.2物联网的定义顾名思义，物联网，就是一个将所有物体连接起来所组成的物物相连的互联网络。由于目前对物联网的研究尚处于起步阶段，物联网的确切定义尚未统一，一个普遍被大家接受的定义为：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，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。从定义中可以看出，物联网是对互联网的延伸和扩展，其用户端可延伸到世界上任何的物品。在物联网中，对“物”的含义做了扩展，除了包括各种家用电器、电子设备

4、、车辆等电子装置、高科技产品外，还包括食物、服装、零部件和文化用品等非电子类物品，甚至包括一片树叶、一条轮胎。总的来说，物联网中的“物”就是通过RFID、无线网络、广域网或者其他通信方式互联的可读、可识别、可定位、可寻址、可控制的物品，其中，可识别是最基本的要求。换句话说，物联网是以互联网为基础，主要解决人与人、人与物和物与物之间的互联和通信。1.1.3物联网的特征 与传统的互联网相比，物联网具有以下三个特征；1 全面感知“感知”是物联网的核心。物联网是由具有全面感知能力的物品和人所组成的。为了使物品具有感知能力，需要在物品上安装不同类型的识别装置，例如电子标签、条形码与二维码等，或者通过传感

5、器、红外感应器等感知其物理属性和个性化特征，利用这些装置或设备，可随时随地获取物品信息，实现全面感知。2 可靠传递 数据传递的可靠性和稳定性是保证物物相连的关键。为了实现物与物之间信息交互，就必须约定统一的通信协议。由于物联网是一个异构网络，不同的实体间协议规范可能存在差异，需要通过相应的软硬件进行转换，保证物品之间信息的实时、准确传递。3 智能处理 物联网的目的是实现对各个物品（包括人）进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能这需要智能信息处理平台的支撑。通过云计算人工智能等智能云计算技术，对海量数据进行存储分析和处理，针对不同的应用需求，对物品实施智能化的控制。1.1.4物联网的关键技

6、术 物联网是继互联网后又一次技术的革新，代表着未来计算机与通信的发展方向。这次革新也取决于从RFID、EPC、传感技术到认知网络、云计算等一些重要领域的动态技术创新。其中，物联网的关键技术有感知技术、标志技术、网络融合技术、云计算技术和安全技术。1.2物联网的发展1.2.1国际发展现状美国物联网发展现状美国很多大学在无线传感器网络方面已开展了大量工作，如加州大学洛杉矶分校的嵌入式网络感知中心实验室、无线集成网络传感器实验室、网络嵌入系统实验室等。除了高校和科研院所之外，国外的各大知名企业也都先后参与开展了无线传感器网络的研究。IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美国的国家战略。 2009年，I

7、BM与美国智库机构向奥巴马政府提出通过信息通信技术（ICT）投资可在短期内创造就业机会，鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术应用。 欧盟物联网发展现状 2009年，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了欧盟物联网行动计划，以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用。行动计划共包括14项内容：管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的权利、潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等。该行动方案，描绘了物联网技术应用的前景，并提出要加强欧盟政府对物联网的管理。 2009年10月，欧

8、盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球。日本物联网发展现状 2009年7月，日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息化战略“i-Japan”战略，为了让数字信息技术融入每一个角落。首先，将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育。提出到2015年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。 韩国物联网发展现状 韩国也经历了类似日本的发展过程。韩国是目前全球宽带普及率最高的国家，同时它的移动通信、信息家电、数字内容等也居世

9、界前列。面对全球信息产业新一轮“u”化战略的政策动向，韩国制定了u-Korea战略。其最终目的，除运用IT科技为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务，亦希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。自1997年起，韩国政府出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策。2009年，韩通信委员会通过了物联网基础设施构建基本规划，将物联网市场确定为新增长动力。该规划树立了到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标，为实现这一目标，确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项

10、详细课题。1.2.2国内发展现状2009年11月，国务院总理在北京人民大会堂向北京科技界发表了题为让科技引领可持续发展的讲话，指出要将物联网并入信息网络发展的重要内容，并强调信息网络产业是世界经济复苏的重要驱动力。2009年11月，无锡市国家传感网创新示范区（传感信息中心）正式获得国家批准。我国将在2011年正式向国标委提交传感网络标准制定方案。 目前我国物联网产业、技术还处于概念和科研阶段，物联网整个产业模式还没有彻底形成，处于起步阶段，但联网的发展趋势是令人振奋的，未来的产业空间是巨大的。2009年10月，中国的第一颗物联网的芯“唐芯一号”芯片研制成功，已经攻克了物联网的核心技术。“唐芯一

11、号”芯片是一颗超低功耗射频可编程片上系统PSOC，可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要，为我国的物联网产业的发展奠定了基础。物联网在高校的研究，当前的聚焦点在北京邮电大学和南京邮电大学。作为“感知”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，标志物联网进入实际建设阶段。 在世界物联网领域，中国与德国、美国、韩国一起成为国际标准制定的主导国之一。1.2.3物联网发展面临的问题1.标准统一及技术瓶颈缺乏终端统一标准和TD在起步阶段面临的问题一样，之于物联网的发展，终端的问题显得非常突出。这主要表现在两个方面，一是终端的标

12、准化还没有形成，大大影响了物联网“将一切连通”的进程；而由于应用规模还很小，终端的种类很匮乏，从而导致的成本居高不下也制约着网络的发展。各国政府、各标准化组织、各大通信厂商、各大传感器厂家、各大通信运营商都在为抢夺话语权而各自为战，这就造成了物联网终端不兼容的问题，不同厂商的设备和软件无法在同一平台上使用，设备间的协议无法统一。“物联”的概念也就只能是有限的几个厂商间的“自娱自乐”，而无法实现大规模的推广。缺乏应用的统一标准物联网的应用，可以分为面向公众的应用和行业应用两大类，移动支付业务实际上就是面向公众的应用，还有大量的面向行业和企业的应用。在物联网标准化当中，面向公众的应用一定要制订国家

13、层面标准，比如移动电子商务、移动支付等基于RFID的业务，只有行业统一标准，该领域才可能形成大规模发展和应用。物联网还会涉及很多跨行业合作，在今后的标准化进程当中，各个行业标准与国家共性标准之间应和谐构建，如果某些行业应用自己制订一个标准，跨网或联网应用就难以实现，从而产生大量“孤岛”。如果标准不能统一，物联网领域难以大规模发展和成长。我国物联网的标准化组织，需要在政府统一领导下，跨行业、跨部门形成一个物联网标准体系，唯有如此，我国的物联网才会健康发展，物联网才能真正成为一个战略性产业。亟待掌握核心技术传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组

14、成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。如果把物联网比作人，那么传感器就像人体的五官。目前在传感器技术领域我国尚无话语权。我国的传感器芯片，从技术到制造工艺，都落后于美国等发达国家。如何尽快突破和掌握传感器的核心技术，特别是高端传感器的核心技术，是我国物联网发展所面临的另一个重要的问题。2.商业模式与产业链问题市场决定价值物联网产业链由应用应用层、网络层、传输层三大关键环节构成，主要包括芯片与技术提供商、应用与软件提供商、系统集成商、网络提供商、系统集成商、运营及服务商、用户七个环节。从产业链构成的角度，物联网是以应用解决方案为核心，以应用解决方案、传感感知、传输通信、运算处理为关键

15、环节的集成创新价值链。其中，应用层是核心，物联网在一个相当长的时期内，都将是面对某项具体的应用而存在的。所以售后物联网的创新、普及和应用。所以说应用层的需求决定了物联网整个产业链的成长。商业模式尚未成熟2009年是我国物联网概念爆发的元年，2010年将是物联网高速发展的一年。那么产业化的发展能否就此实现？在商业模式、标准协同等核心问题尚未解决的情况下，物联网真正的产业化发展还未到来。确立商业模式是物联网发展的重要命题。中国移动副总裁沙跃家就表示，目前物联网处在零散应用的产业启动期。由此可以看出，系统性商业模式的建立，是将零散应用整合为规模效应，真正实现产业化发展突破的关键所在。那么，物联网应该

16、采取怎样的商业模式？从目前已有的一些领域的成功案例来看，并没有放之四海而皆准的固定模式。在这一点上，我国物联网发展的先行者运营商更有发言权。中国移动通信研究院副院长杨志强在2010物联网高峰研讨会上，提出了现实中存在的三种模式。首先是垂直应用模式。这种模式高度标准化，与企业流程紧密结合，专业性强，业务门槛特别高。在这种模式下物联网应用推进速度非常快，同时需要跟企业实施战略合作才能有效推进。电力、石油、铁路等行业领域都可采取此种模式。共性是一个行业内往往存在一个或几个大型企业，具有非常强的执行力。第二类是行业共性平台模式。这个行业内的企业碎片化，存在很多大大小小的企业，因此该行业的物联网难以规模

17、发展，需要公共平台的支持和服务。另一方面，这样的行业标准化推进难度非常大，需要政府、行业、企业共同合作推进，运营商提供的行业共性平台服务相应才有市场。第三为公共服务模式，是指地域为主的公共服务平台。这种模式得到地方各级政府的支持，有非常大的需求，对于城市信息化发展有非常大的帮助。物联网的网络复杂，应用的内容也包罗万象，这就决定了单一的商业模式不能满足多样化的需求。中国移动技术部总经理周建明表示，物联网目前还缺乏可持续商业模式，需要不断进行商业模式的创新和多元化。从理论到应用从国际上看，中国、欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作，并且已作了大量研究开发和应用工作。在温总理关于“感知中国”的

18、讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了高潮，江苏省无锡市一马当先率先提出建立“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、知名大学共同协力发展我国的物联网。虽然国内不少城市和省份已采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的M2M等信息通信技术的服务，但真正实现物联网产业的价值这些应用的规模是零星分散的。物联网的应用遍及各个领域、各行各业，亿万物品皆有应用！做为物联网发展的引导者，我们需要做的不仅是物联网概念的宣传者，我们更需要做的是物联网需求的发掘。只有用户需求不断满足，才能带动物联网产业链的成长，为物联网发展营造一个良好的发展环境3.协议与安全问题 物联网是互联网的延伸，其核心基于TC

19、P/IP协议，但在接入层面，由于接入方式众多，所涉及的协议复杂（例如GPRS、传感器、TD-SCDMA等），需要一个统一的协议。同时，物联网中的物与物、物与人之间进行互联，使用大量的信息采集和交换设备，而且所涉及的大部分数据都涉及个人隐私，所以，数据的安全性问题成为物联网的重要问题之一。如何实现大量数据的信息安全以及用户隐私数据的保护，成为亟待解决的问题。4.配套政策和规范的制定与完善 物联网的发展不仅需要技术的支持，它需要多个行业的通力合作，这就需要国家的产业政策和行业规范要走在前面，要制定出适合这个行业发展的政策法规并不断完善，确保物联网行业健康、快速的发展。2.物联网的应用 2.1物联网

20、的应用物联网应用层主要面向用户需求，利用所获取的感知数据，经过前期的分析和智能管理，为用户提供特定的服务。目前，物联网应用的研究已经扩展到智能交通、智能物流、环境监控、智能电网、医疗健康、智能家居、金融安防以及工业检测等多个领域。1 智能交通随着人们生活水平的不断提高，车辆的数量日益增加，城市交通承受的压力也越来越大，道路拥挤、交通事故等不断见报，据相关数据统计，目前，有30%的石油浪费在寻找停车位的过程中，不仅造成了资源浪费、环境污染，还给人们生活带了很大的不便。通过使用不同的传感器和RFID，可以对车辆进行识别和定位，了解车辆的实时运行状态和路线，方便车辆的管理，同时也可实现交通的监控，了

21、解道路交通状况。另外，还可以利用自动识别实现高速公路的不停车收费、公交车电子票务等，提高交通管理效率，减少道路拥堵。智能物流物联网智能物流主要利用RFID技术和传感技术,在每个物资上配上标签记录此物资的属性,再结合读写器做进出,分拣,盘点操作,利用传感器识别物流的位置,温度,湿度等信息。引用物联网技术，结合GPS系统，能够改变传统的信息采集和管理的方式，实现从生产运输仓储到销售各环节的物品流动监控，提高物流管理的效率。环境监测物联网技术应用到环境监测领域，通过利用不同的传感器，将使我们实时、准确、连续、完整地获取到环境信息，在信息手段的辅助下更加科学有效地管理环境，将对环境问题由事后监管转为事

22、先预防。目前，物联网的相关技术已经应用到了污染源监控、环境在线监控和环境卫星遥感等方面，极大地提高了我国环境监测手段。智能电网 智能电网以物联网为基础，其核心是构建具备能判断和自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，通过对电网与用户用电信息进行实时监控和采集，采用最经济、最安全的输配电方式将电能输送到终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运行的可靠性的能源的利用效率。从智能电网的能源接入、输配电调度、安全监控与继电保护、用户信息采集、计量计费到用户用电，每一处都是通过物联网技术来实现的。医疗健康 通过在人身上放置不同的医疗传感器，可以对人体的健康参数进行实时监控，

23、及时获知用户生理特征，提前进行疾病的诊断和预防。对于医疗急救，利用物联网技术，将病人当前身体各项监控数据上传至医疗救护中心，以便救护中心的专家提前做好救护准备，或者给出救护方案，对病人实时远程医疗。美国英特尔公司目前正在研制家庭护理的传感网系统，作为美国“应对老龄化社会技术项目”的一项重要内容。智能家居智能家居又称智能住宅，是以计算机技术和网络技术为基础，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等与家居生活有关的设备集成。这些设备包括各类电子产品、通信产品、家电等，通过不同的互联方式进行通信及数据交换，是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。2

24、2物联网的应用实例这是我们身边的物联网应用实例：物联网应用案例之研华科技节能及电力监控系统助力大学实现智能电力管理台湾的一所大学正在经历戏剧性的用电量增加，主要是因为校园里越来越多的校舍和学生人数。旨在分析其功率消耗，提高他们52个建筑物的能源效率，这个大学要建立一个采用基于网络硬件和软件的能源管理系统。考虑到这些目标，他们采用了研华科技提供节省能源的方案。可谓一则非常好的物联网应用案例。他们要创建一个纵横52座校园建筑物的能源管理系统 ，以监察和改善功耗管理，保证高效的能源使用。这种能力可以监测每一栋建筑内的实时能耗，还可以预测电力需求，调整电力消耗，并改善电源管理。利用其网络的功能优势，创

25、建一个能耗调查系统和一个实时显示系统，用以显示在每个建筑内的用电情况，以在整个校园内推动和倡导节能。电源监控计算机工作站使用web access中人机界面收集数据并显示状态，这个系统用于分析和比较数据，然后采取适当措施，以减少电力消耗和节约能源。为了确保没有网络连接时数据不会丢失，bemg-4110数据采集器被连接到数字万用表，这样，数据就可以临时存储在本地计算机上， 并在网络恢复时上传，以确保数据的完整性。这所大学使用web access和bemg-4110数据采集器来创建基于web的电力监控管理系统。它不仅有助于大学的工作人员和学生节约能源， 而且还促进了节能和高效用能概念的推广。物联网应

26、用案例之朝阳物联网示范园 试点无人驾公交朝阳区物联网应用案例朝阳区将修建一座占地4平方公里的物联网应用服务产业园。无人驾驶节能公交车、手机刷卡付费等生活方式将在园区内实现。朝阳区信息办相关负责人表示，作为国内首个物联网示范园区，一期工程将在未来3年内建成。据市场调查资料显示，朝阳区一座占地4平方公里的物联网产业示范园已经进入规划阶段。这座物联网产业园区位于东五环外，朝阳区已初步为其选定建设用地，将采取“政企共建”的模式，将能够嵌入物联网的所有高科技产品在园内投入使用，初步划分为商业区域、企业区域、生活区域以及公共区域。朝阳区的物联网应用案例使我们对物联网的含义有了一个基本的认识，“所谓物联网，

27、通俗地说是将生活中的每个物件安装芯片，再通过无线系统综合联系起来，通过一个终端就能控制包括家中和户外所有设备。”该负责人表示，目前物联网技术中包括芯片嵌入、远程指令等很多内容已能够应用，关键是将这些内容在一个有限的空间内进行整合，实现综合应用，朝阳区物联网示范园的兴建，正是为这种综合应用提供实验场所。据介绍，朝阳区物联网示范园最大的看点应该是无人驾驶的公交系统，市民在园区乘坐无人驾驶的节能环保公交车，经过十字路口的时候，红绿灯也能够自动感应到公交车驶近，从而迅速变灯。物联网应用案例之东莞实现空余车位预约服务在交通领域，除了人们熟知的视频监控、GPS定位外，物联网与手机技术的结合还将带来更多方便

28、。“你看这个车位上装了无线传感器，车辆只要停在这里，系统就能感知，并把信息通过专门的客服电话或手机客户端，传递给用户”，中国电信人士一边现场演示一边介绍，在东莞等地已经实现了这种应用，人们出门前可提前了解哪里有空余车位，甚至获得预约服务。实现这种功能的小小一个传感器由于是无线的，安装起来并不麻烦，而且除了车位信息，也能告诉用户究竟停了多长时间车，以精确收费。23我所感兴趣的物联网应用智能家居第一次接触物联网这个名词是在我高中看的一部偶像剧中，剧中男主角在晚上开车回家的路上，拿出手机按了几个键，只见画面一转，他的家的灯、电视、空调都打开了，窗帘也自动拉开，连电饭煲也开始工作了，这一幕让我感到太神

29、奇了，这样的生活真是太方便了。于是我上网查阅了有关这方面的知识，原来这是物联网技术在智能家居方面的应用，即刻觉得物联网会给人们的生活带来翻天覆地的变化。于是在填报志愿的时候，在选择武汉理工大学之后，毅然选择了物联网工程这个专业，同时我对智能家居这一方面的技术比较感兴趣。智能家居物联网是一个居住环境，是以住宅为平台安装智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合

30、布线技术，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 3又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一

31、体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。 智能家居系统包含的主要子系统有：家居布线系统、家庭网络系统、智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中，智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统，家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。 在智能家居环境的认定上，只有完整地安装了所有的必备系统，并且至少选装了一种及以上的可选系统的智能家居才能称为智能家居。 智能家居物联网能实现的功能和提供的服务:1.始终在线的网络服务，与互联网随时相连，为在家办公提供了方便条件。 2、安全防范：智能安防可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生。一旦出现警情，系统会自动向中心发出报警信息，同时启动相关电器进入应急联动状态，从而实现主动防范。 3、家电的智能控制和远程控制，如对灯光照明进行场景设置和远程控制、