2024年3月21日发(作者:)

电子信息新技术系列讲座报告
班级
学号
姓名
2014年12月
物联网技术
定义:
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、数控系统、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,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。[1]
诞生发展
1999年 诞生,2005年 普及,2009年 大发展。
物联网(Internet of Things)这个词,国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在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。
自2009年8月温家宝总理提出“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。
关键
简单讲,物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制。在物联网应用中有三项关键技术。
1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。[2]
2、RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3、政府应该加大对产业的投入,这个投入可以不是资金,而是给企业更多的政策,特别是在操作系统、开发工具、IC设计等产业链中高端领域上从政策到资金都要加大投入。在管理上引入重大资金投向问责制,对长期投入资金不能市场化、产业化的项目,定期论证评估,不能达标的关停并转甚至要追究责任。
4、减少盲目引进项目,在嵌入式与物联网的发展中,核心技术坚持鼓励国产化,从资金上、税收上加大力度向自主研发产品倾斜。杜绝盲目引进产业链的中高端技术,特别是不能出现像其他行业一样,重复引进同一个外国品牌多条生产线的状况。
5、《物联网“十二五”发展规划》中提出二维码作为物联网的一个核心应用,物联网终于从“概念”走向“实质”。二维码(2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的;在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理:二维条码/二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息,因此能在很小的面积内表达大量的信息。
体系架构
物联网典型体系架构分为3层,自下而上分别是感知层、网络层和应用层。感知层实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中关键技术、标准化、产业化方面亟需突破的部分,关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本问题。网络层主要以广泛覆盖的移动通信网络作为基础设施,是物联网中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分,关键在于为物联网应用特征进行优化改造,形成系统感知的网络。应用层提供丰富的应用,将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化的应用解决方案,关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障及有效商业模式的开发[3]
。
物联网体系主要由运营支撑系统、传感网络系统、业务应用系统、无线通信网系统等组成。
通过传感网络,可以采集所需的信息,顾客在实践中可运用RFID读写器与相关的传感器等采集其所需的数据信息,当网关终端进行汇聚后,可通过无线网络运程将其顺利地传输至指定的应用系统中。此外,传感器还可以运用ZigBee与蓝牙等技术实现与传感器网关有效通信的目的。市场上常见的传感器大部分都可以检测到相关的参数,包括压力、湿度或温度等。一些专业化、质量较高的传感器通常还可检测到重要的水质参数,包括浊度、水位、溶解氧、电导率、藻蓝素、pH值、叶绿素等。
运用传感器网关可以实现信息的汇聚,同时可运用通信网络技术使信息可以远距离传输,并顺利到达指定的应用系统中。我国无线通信网络主要有3G、WLAN、LTE、GPRS,而4G仍为试点阶段。
M2M平台具有一定的鉴权功能,因此可以为顾客提供必要的终端管理服务,同时,对于不同的接入方式,其都可顺利接入M2M平台,因此可以更顺利、更方便地进行数据传输。此外,M2M平台还具备一定的管理功能,其介意对用户鉴权、数据路由等进行有效地管理。而对于BOSS系统,其由于具备较强的计费管理功能,因此在物联网业务中得到广泛的应用。
业务应用系统主要提供必要的应用服务,包括智能家居服务,一卡通服务,水质监控服务等,所服务的对象,不仅仅为个人用户,也可以为行业用户或家庭用户。在物联网体系中,通常存在多个通信接口,对通信接口未实施标准化处理,而在物联网应用方面,相关的法律与法规并不健全,这不利于物联网的安全发展。
技术应用
医学
1999年,物联网概念由麻省理工学院提出,早期是指依托射频识别(Radio
Ferquency Identification ,RFID)技术和设备,按约定的通信协议与互联网的结合,使物品信息实现智能化管理。而医学物联网,就是将物联网技术应用于医疗、健康管理、老年健康照护等领域。
医学物联网中的“物”,就是各种与医学服务活动相关的事物,如健康人、亚健康人、病人、医生、护士、医疗器械、检查设备、药品等等。医学物联网中的“联”,即信息交互连接,把上述“事物”产生的相关信息交互、传输和共享。医学物联网中的“网”是通过把“物”有机地连成一张“网”,就可感知医学服务对象、各种数据的交换和无缝连接,达到对医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策。
那么什么是“感”、“知”、“行”呢?“感”就是数据采集和信息获得,比如,连续监测高血压患者的人体特征参数、周边环境信息、感知设备和人员情
况等。“知”特指数据分析,如,高血压患者连续的血压值测到之后,计算机会自动分析出他的血压状况是否正常,如果不正常,就会生成警报信号,通知医生知晓情况,调整用药,加以处理,这就是“行”。[4]
就业前景
教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网信息工程”三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从2011年才开始首次招生,目前为止还没有毕业生,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。
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,使得物联网成为各家高校争相申请的一个新专业,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。
中科院院士、华东师大软件学院院长何积丰表示,未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。柏斯维也指出,从整体来看,物联网行业是非常需要人才。
其实,从人才市场的需求来看,无论是物联网专业还是云计算专业的人才是炙手可热的,但企业对人才的要求也是相当高的。很多单位和企业不但要求应聘者须是硕士以上学历,还要求有几年的相关工作经验。对此,企业纷纷表示,做核心的研发工作或核心的基础架构是需要一些经验积累的,本科应届生一般不具备这些经验。
因为物联网是个交叉学科,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,但想在本科阶段深入学习这些知识的难度很大,而且部分物联网研究院从事核心技术工作的职位都要求硕士学历,因此本科毕业生可从与物联网有关的知识着手,找准专业方向、夯实基础,同时增强实践与应用能力。
面对大学生毕业就业难的情况下,物联网领域却急需相关专业的人才,同时物联网行业内前景大好,这也是成为高校热门专业的一个重要原因。从工信部以及各级政府所颁布的规划来看,物联网在未来十年之内必然会迎来其发展的高峰期。而物联网技术人才也势必将会“迎娶”属于它的一个美好时代。
科技园
2011年4月,长安大学为加快建设特色鲜明的大学,推动陕西省(国家物联网中心)相关学科跨越式发展,推动地方经济,服务物联网产业发展,长安大学和西安浐灞生态区共建长安大学科技园”,也是全国第一个拥有直接服务于物联网板块的国家级大学科技园。[5]
项目描述:占地面积80亩,建筑面积平方米,长安大学联合具有较强技术转化实力的企业打造物联网产业园区,依托西安地区科研综合实力和人才优势,重点发展超高频RFID、高端传感器的研发及技术转换转让,打造物联网器件集散、物联网行业应用解决方案集聚、物联网产品展示以及研发办公、商业配套。
目标招商企业(项目):项目主要吸引物联网集成技术、软件开发及产品销售企业入区经营;吸引智能物流、环保、交通、电网、安防、家居等六个主要门类的研发服务类企业和项目入园。
两化融合
2012年2月14日,中国的第一个物联网五年规划——《物联网“十二五”发展规划》由工信部颁布。[6]
《规划》公布不久,工信部批复广东顺德创建“装备工业两化深度融合暨智能制造试点”,顺德提出在智能产品方面将打造一批“无人工厂”。[7]
制造业的无人化或许将为中国制造业的升级提供一条路径。李广乾认为,智能化是信息化与工业化“两化融合”的必然途径,其技术核心无疑就是物联网,但要权衡好投入与产出,量力而行。
邬贺铨则指出,以前提“两化融合”还比较泛泛,而物联网是“两化融合”的切入点,可以大大促进信息化的应用。物联网大量的应用是在行业中,包括智能电网、智能交通、智能物流、智能医疗、智能家居等等。国家发展物联网的目的,不仅是产生应用效益,更要带动产业发展。有了物联网,每个行业都可以通过信息化提高核心竞争力,这些智能化的应用就是经济发展方式的转变。[8]
1. 黄长清 .智慧武汉 .武汉 :长江出版社 ,2012年11月 :158 .
2. 物联网技术与应用 .电气自动化技术网 .2011-07-28 [引用日期2012-10-14] .
3. 物联网技术和运营初探 .中国移动物联网 [引用日期2013-07-15] .
4. 医学物联网 .物联网 [引用日期2013-05-7] .
5. 长安大学科技园项目 .西安浐灞生态区政务网 .2012-04-26 [引用日期2012-10-08] .
6. 《物联网“十二五”发展规划》发布 .中华人民共和国人民政府 .2012-02-14 [引用日期2012-10-08] .
7. 工信部批复同意广东顺德创建无人智能工厂 .网易 .2012-02-08 [引用日期2012-10-08] .
8. 中国“织”网:物联网第一个五年计划颁布 .智慧中国物联门户 .2012-05-12 [引用日期2012-10-08] .
感想:
现代科技日新月异,各种技术层出不穷,给我们的生活带来了很大便利,但是也让我们对未来有了一些担忧。
物联网的发展将彻底改变人们的生活方式,大大提高了人们生活的质量和效率。物联网,顾名思义,就是物物相连的互联网,物联网通过信息传感设备和系统来把各种事物连接起来,其中也包括人在内,其中的每个元素我们都可以定位出来,进行通信,我们还可以控制其中的每一个事物,我们可以通过相应的设备随时随地的感知和获取事物的信息,这给我们获取信息和处理信息带来了极大的便利,随着物联网技术的发展和成熟,智能家居就会逐渐步入寻常百姓家。这样的话物联网会更加贴近我们的生活,家庭物联网的应用也会是未来的一大方向和趋势。
当然,物联网的发展还处于初级阶段,全面普及将是一个十分漫长的过程,需要克服包括技术研发、产业发展、应用推广等多方面困难。因此,在普及物联网的过程中,要在几种力量突破核心技术,着力提升自主创新能力,扎实做好技术研发和标准制定的基础上,对涉及产业融合、规划管理、协调合作,应用推广、个人隐私保护以及信息安全等方面的问题制定和完善一系列相应的配套政策和规范。
随着网络的进一步普及,网络安全这个问题越来越受到关注,很多与我们生活息息相关的东西,都变成智能控制的了,虽然给我们带来了不少方便,但是这其中也存在很大的安全隐患。正如汽车的电子锁,一旦被破解,那么被盗就是一件很轻松的事了,更别说我们生活中的其他方面,一旦出现这样的问题,后果不堪设想,可能就会造成一些大混乱,而且其中还会涉及到个人隐私的泄露问题,严重破坏人们的社会安全感,不利于社会的稳定与管理。
身处这个多姿多彩的社会,是我们的幸运,但是庆幸的同时也要关注安全问题,有所得必有所失,不能被一些眼前的利益蒙蔽了双眼,网络的发展会让我们更容易获得自己想要的东西,但是也更容易让我们失去自己要保护的东西,所以,无论我们想要接触哪一种新事物,都要记得安全第一,特别是诱惑很大的时候更要注意了,警惕心最弱的时候就是最容易受伤害的时候。