聯繫我們
      1. 客服熱線:
        0531-87980319
        0532-67773053
      2. 聯繫地址:
        青島市市北區重慶南路79號

      物聯網應用技術

      發佈時間:2019/12/06

       

      物聯網應用技術是物聯網在大學專科(高職)層次的唯一專業,屬於計算機系,升本專業為物聯網工程。

      本專業培養掌握射頻嵌入式傳感器無線傳輸、信息處理、物聯網域名等物聯網技術,掌握物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層關鍵設計等專門知識和技能,具有從事WSNRFID系統局域網安防監控系統等工程設計、施工、安裝、調試、維護等工作的業務能力,具有良好服務意識與職業道德的高端技能型人才。專業課程有C語言程序設計,Java程序設計,TCP/IP網絡協議,RFID技術,計算機原理,程序設計原理等。

      中文名
      物聯網應用技術
      外文名
      Internet Of Things Application Technology
      專業層次
      高職高專
      專業類別
      電子信息大類-計算機類
      專業代碼
      610119
      修業年限
      三年
      畢業文憑
      高職(專科)
      升本專業
      物聯網工程

      目錄

      1. 發展歷史
      2. 概念解析
      3. 基本概念
      4. 基本特征
      5. 網際聯繫
      6. 工業聯繫
      1. 標準體系
      2. USN架構
      3. M2M架構
      4. 技術標準
      5. 專業課程
      6. 開設高校
      1. 智能產業
      2. 智能工業
      3. 智能農業
      4. 智能物流
      5. 智能交通
      6. 智能電網
      1. 智慧環保
      2. 智能安防
      3. 智能醫療
      4. 智能家居
      5. 就業方向

      發展歷史

      編輯

      1990年,施樂公司推出的網絡可樂販售機——Networked Coke Machine,是物聯網最早的實踐。

      1991年,美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯網的概念。

      1995年,比爾·蓋茨在《未來之路》中,提及“物互聯”這一概念。

      1999年,美國麻省理工學院(MIT)建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,提出“萬物皆可通過網絡互聯”,闡明瞭物聯網的基本含義。

      2003年,美國《技術評論》提出傳感網技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。

      2004年,日本總務省(MIC)提出u-Japan計劃,該戰略力求實現人與人、物與物、人與物之間的連接,希望將日本建設成一個隨時、隨地、任何物體、任何人均可連接的泛在網絡社會。

      2005年,國際電信聯盟(ITU)在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上提出“物聯網IoT”的概念,併發布《ITU互聯網報告2005:物聯網》。

      2006年,韓國確立了u-Korea計劃,該計劃旨在建立無所不在的社會(ubiquitous society),在民眾的生活環境里建設智能型網絡(如IPv6、BcN、USN)和各種新型應用(如DMB、Telematics、RFID),讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務

      2009年

      • 歐盟委員會發表《物聯網:歐洲行動計劃》,系統提出發展物聯網的規劃和行動藍圖。

      • 溫家寶總理視察無錫,提出“感知中國”計劃,拉開中國物聯網發展的帷幕。

      • 韓國放送通信委員會出台了《物聯網基礎設施構建基本規劃》,將物聯網確定為新增長動力,提出到2012年實現“通過構建世界最先進的物聯網基礎實施,打造未來廣播通信融合領域超一流信息通信技術強國”的目標。

      • 奧巴馬就任美國總統後,與美國工商業領袖舉行了一次“圓桌會議”,作為僅有的兩名代表之一,IBM首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念,建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施。同年,美國將新能源和物聯網列為振興經濟的兩大重點。

      • IBM論壇上,IBM大中華區首席執行官錢大群公佈了名為“智慧的地球”的最新策略。此概念一經提出,即得到美國各界的高度關註,甚至有分析認為IBM公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰略,併在世界範圍內引起轟動。

      2010年,吳邦國參觀無錫物聯網產業研究院,表示要培育發展物聯網等新興產業,確保我國在新一輪國際經濟競爭中立於不敗之地。

      2011年,工業和信息化部印發《物聯網“十二五”發展規劃》。該《規劃》分現狀及形勢,指導思想、發展原則、發展目標,主要任務,重點工程,保障措施5部分。 [1] 

      概念解析

      編輯

      基本概念

      物聯網是指射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,通過物聯網域名,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。

      基本特征

      一、全面感知

      通過射頻識別、傳感器、二維碼、GPS衛星定位等相對成熟技術感知、採集、測量物體信息;
        二、可靠傳輸

      通過無線傳感器網絡、短距無線網絡、移動通信網絡等信息網絡實現物體信息的分發和共享;
        三、智能處理

      通過分析和處理採集到的物體信息,針對具體應用提出新的服務模式,實現決策和控制智能。

      網際聯繫

      WSN分層拓撲結構WSN分層拓撲結構

      一、無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks,WSN

      無線傳感器(WSN)網絡是一種分佈式傳感網絡,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信,因此網絡設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡

      二、泛在網絡(Ubiquitous Networking)

      泛在網絡來源於拉丁語Ubiquitous,從字面上看就是廣泛存在的,無所不在的網絡。也就是人置身於無所不在的網絡之中,實現人在任何時間、地點,使用任何網絡與任何人與物的信息交換,基於個人和社會的需求,利用現有網絡技術和新的網絡技術,為個人和社會提供泛在的,無所不含的信息服務和應用。

      三、區別與聯繫

      泛在網、物聯網和傳感網是依次包容的關係。

      傳感器網絡專註於物與物之間的末端聯繫,它專註於物理世界信息的感知和採集,專註於網絡的分發和匯聚效率;專註於低速高效,低功低耗。

      物聯網是面向物與物和人與物的網絡,它包含多種感知單元(傳感器、RFID等等),同時支持一種或幾種網絡通信方式,為現實世界提供服務和應用。

      泛在網涵蓋並高於物聯網,講求多網絡和多技術融合,探索通信和服務的無縫連接,探索人與人之間新的通信和服務方式。[1] 

      工業聯繫

      M2M互聯M2M互聯

      一、機對機通信(Machine-to-Machine,M2M

      機對機通信(M2M)是將數據從一臺終端傳送到另一臺終端,也就是就是機器與機器(Machine to Machine)的對話。但從廣義上M2M可代表機器對機器(Machine to Machine)人對機器(Man to Machine)、機器對人(Machine to Man)、移動網絡對機器(Mobile to Machine)之間的連接與通信,它涵蓋了所有實現在人、機器、系統之間建立通信連接的技術和手段。

      二、信息物理融合系統(Cyber Physical Systems,CPS

      信息物理融合系統(CPS)是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維複雜系統,通過3C(Computing、Communication、Control)技術的有機融合與深度協作,實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。CPS實現計算、通信與物理系統的一體化設計,可使系統更加可靠、高效、實時協同,具有重要而廣泛的應用前景。

      三、區別與聯繫

      M2M和CPS可以被認為是工業界對物聯網的理解、表達和展望。

      M2M偏重實際應用,強調機器之間的通信並因此實現智能動作和智能聯動,是典型的車間派。

      CPS偏重系統化,註重理論聯繫實際,由上至下解決問題並有理論支撐,是典型的高工派。

      從工業角度來講,CPS就是物聯網。 [1] 

      標準體系

      編輯

      USN架構

      USN體系構架USN體系構架

      物聯網感知環節的異構特性決定了它的開放、分層和可擴展的網絡體系結構。

      研究人員在描述物聯網的體系框架時,多採用國際電信聯盟ITU-T的泛在感應器網絡體系結構作為基礎。該體系結構自下而上分為5個層次,分別為傳感器網絡層、泛在傳感器網絡接入層、骨幹網絡層、網絡中間件層和USN網絡應用層。

      在談到具體的物聯網應用時,一般傳感器網絡層和泛在傳感器網絡接入層合併成為物聯網的感知層,主要負責採集現實環境中的信息數據。

      骨幹網絡層在物聯網的應用當中是互聯網,那麼將被下一代網絡NGN所取代。而物聯網的應用層則包含了泛在傳感器網絡中間件層和應用層,主要實現物聯網的智能計算和管理。 [1] 

      M2M架構

      M2M體系構架M2M體系構架

      歐洲電信標準化協會M2M技術委員會給出的簡單M2M架構,是USN的一個簡化版本。在這個架構當中,從左至右網絡就分為了應用層、網絡層和感知層三層體系結構,與物聯網結構相對應。

      在每一層當中,都有不同的技術標準來定義物聯網應用。比如在感知層,它就包括了IEEE的Zigbee標準802.15.4,CeneLec的智能儀錶標準。在網絡層,有ETSI的M2M通信標準,Cen的智能儀錶網絡層標準協議。應用層有Zigbee聯盟協議,W3C標準協議等等。

      技術標準

      國際電信聯盟第13研究組會議正式審議通過了“物聯網概述”(Y.IoT-overview)標準草案,標準編號為Y.2060。該標準是全球第一個物聯網總體性標準。

      Y.2060是由我國工信部電信研究院牽頭立項,多家國內外高校、科研機構、企業和標準組織共同協商制定完成的第一份物聯網總體性標準草案。

      該概述標準涵蓋了物聯網的概念、術語、技術視圖、特征、需求、參考模型、商業模式等基本內容。 [1] 

      專業課程

      編輯

      • 物聯網導論推薦使用科學出版社出版的《物聯網導論》(國際著名物聯網專家、ACM中國副主席、清華大學教授劉雲浩編著)等教材。 全面瞭解物聯網的3個重要特征,並且需要大概瞭解物聯網的感知識別、網絡構建、管理服務等技術及其行業綜合應用。

      • C語言程序設計推薦使用清華大學出版社出版的《C語言程序設計》(譚浩強教授的經典著作)、機械工業出版社出版的《C程序設計語言(第2版新版)》(國際經典教材)等教材。 物聯網涉及底層編程,C語言為必修課,同時需要瞭解OSGi,OPC,Silverlight等技術標準。

      • Java程序設計推薦使用機械工業出版社出版的《Java語言程序設計教程》等教材。 物聯網應用層,服務器端集成技術,開放Java技術也是限選課,同時需要瞭解Eclipse,SWT,Flash,HTML5,SaaS等技術。

      • 無線傳感網絡推薦使用清華出版社出版的《無線傳感器網絡》(中科院軟件所研究員孫利民、哈工大教授李建中等編著)、北京航空航天大學出版社《短距離無線通訊入門與實戰》等教材。 學習各種無線RF通信技術與標準,Zigbee,藍牙,紅外,WiFi,GPRS,CDMA,3G,4G,5G等。

      • TCP/IP網絡協議推薦使用電子工業出版社出版的《用TCP/IP進行網際互連(第1捲):原理、協議與結構(第5版)》等教材。 TCP/IP協議標準是所有有線和無線網絡協議的基礎,Socket編程技術也是基礎技能,為必修課。

      • 嵌入式系統技術推薦使用人民郵電出版社出版的《嵌入式系統技術教程》等教材。 嵌入式系統(包括TinyOS等IoT操作系統),是物聯網感知層和通訊層重要技術,為必修課。

      • 傳感器技術推薦使用中國計量出版社出版的《傳感器技術》等教材。 物聯網專業學生需要對傳感器技術與發展,尤其是在應用中如何選用有所瞭解,但不一定需要瞭解傳感器的設計與生產,對相關的材料科學,生物技術等有深入瞭解。

      • RFID技術推薦使用電子工業出版社2013年出版的《物聯網RFID原理與技術》,機械工業出版社出版的《射頻識別(RFID)技術原理與應用》等教材。 RFID作為物聯網主要技術之一,需要瞭解,它本身(與智能卡技術融合)可以是一個細分專業或行業,也可以是研究生專業選題方向。

      • 現場總線技術推薦使用機械工業出版社出版的《現場總線技術及應用教程》等教材。 工業信息化也是物聯網主要應用領域,需要瞭解,它本身也可以是一個細分專業或行業,也可作為研究生專業選題方向。

      • M2M推薦使用TSTC Publishing出版的《M2M: The Wireless Revolution》等教材。 本書是美國“Texas State Techinical College”推出的M2M專業教材,在美國首次提出了M2M專業教學大綱,M2M也是物聯網主要領域,需要瞭解,建議直接用英文授課。

      • 中間件技術推薦使用清華大學出版社出版的《中間件技術原理與應用》、電子工業出版社出版的《物聯網:技術、應用、標準和商業模式》等教材。 物聯網產業發展的關鍵在於應用,軟件是靈魂,中間件是產業化的基石,需要學習和瞭解,尤其是對畢業後有志於物聯網技術發展的學生。