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物联网导论


课程体系
类型
包含课程
公共基础课程 思想道德修养与法律基础,中国近现代史纲要,马克思主义基本原理, 大学英语,应用文写作,形势与政策等 学科基础课程 C语言程序设计,高等数学(上、下),线性代数,概率统计,复变函数 与积分变换,大学物理,电工电子学,数字逻辑电路,计算机组成原理 ,数据结构,计算机网络,操作系统,信号与系统,物联网通信技术等 专业核心课程 单片机原理与应用技术,嵌入式系统与设计,物联网软件设计,RFID原 理及应用,传感器原理及应用,物联网数据处理等 实践教学环节 C语言程序设计实践,电子技术课程设计,单片机课程设计,数据结构 课程设计,计算机网络课程设计,嵌入式系统课程设计等
培养目标
本专业培养具有良好的职业道德、文化修养和法律意识以及相应的科 学素养,较好的数理基础,以及传感(微电子)、通信与网络和计算机 应用等基本理论知识,熟练掌握相关软硬件知识,以及物联网相关理论 、方法和技能,能在信息产业相关企事业部门和单位从事与物联网有关 的技术工作,也能在高等院校和科研单位从事与物联网有关的技术开发 和教学的高级工程技术人才。 从某种意义上来说,物联网工程专业是信息类就业面最广的专业,可 在以下方面规划自己的职业发展: 物联网相关技术或系统开发工程师,包括传感网络、通信系统、应用 平台软件等 物联网系统设计架构师等核心岗位以及物联网设备技术支持与营销等 相关职业岗位 进一步深造后可从事高等院校和科研院所的教学和科研工作
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应用层 将物联网技术与各类行业应用相结合,实现无所不
Hale Waihona Puke 在的智能化应用,如物流、安全监测、农业、灾害、危
机管理、军事、医疗护理等。
应用层是物联网智慧处理的中枢
应用层作用
信息技术与行业专业技术结合 实现广泛智慧化应用的解决方 案集合
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不同结 构的物 联网应 用系统
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物联网的感知与识别技术实现物联网的信息采集,是物联 网主要的数据来源,物联网的各种应用都是通过采集各类 信息和数据来实现的. 感知与识别技术主要实现如识别物体本身的存在,定位物 体位置,物体移动情况.常采用的技术包括二维码技术、射 频识别技术(RFID)、GPS定位技术、红外感应技术、 生物特征识别技术等

更敏感和全面的感知能力 解决低功耗的问题 解决小型化和低成本问题
无线连接 & 有线连接
传感器 网关
RFID读写
M2M终端
传感器网络
摄像头
GPS
智慧家居网关
感知层是实现物的世界连接和感知的基础,必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略
物联网感知层
理解感知层需要注意以下几个问题: 1. 感知层设备的分类 自动感知设备,如RFID、传感器、定位系统等 人工生成信息设备,如智能手机、多媒体、笔记本电 脑等 2. 感知能力与控制能力 从一块简单的RFID标签芯片、一个温度传感器或测 控装置,到一个复杂的智能机器人,它们之间最重要 的区别表现在:智能物体是不是需要同时具备感知能 力和控制、执行能力上,以及需要什么样的控制、执 行能力。
GPS、M2M(Machine to Machine)设备及各种
嵌入式终端等组成的传感器网络。它是物联网的基础。
感知层是物联网全面感知的基础
感知层作用

感知层实现方式

感知层突破方向

感知和识别物体
采集和捕获信息

RFID标签和读写器 M2M终端和传感器 传感器网络和网关

摄像头和监控 GPS定位 智慧家居网关
接入网:无线/光纤各种类型的接入形式 核心网:统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台:业务统一管理部署和运营支撑
扩展规模,以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构,上下层面融合
IP 统 一 协 议 有 效 降 低 实 现 成 本
规 模 扩 展 带 来 IP v6 的 发 展 动 力
物联网的定义
主要特征
利用射频识别、二维码、传感器等 全面感知 感知、捕获、测量技术随时随地对物 体进行信息采集和获取 通过将物体接入信息网络,依托各 可靠传送 种通信网络,随时随地进行可靠的信 息交互和共享 利用各种智能计算技术,对海量的 智能处理 感知数据和信息进行分析并处理,实 现智能化的决策和控制
业务 平台
鉴权 平台
计费 平台
经营分 析平台
CPE
业务支撑平台 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 针对客户提供用户自定义业务环境和接口 核心网络&业务网关 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发 接入网络 无线接入:2G/3G/LTE/WLAN/WiMax 有线接入:光纤(PON)和铜线(xDSL) 汇集承载:IP化传输网络(PTN/CE)
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3.ITU 从1997年~2005年,ITU从研究互联网/ 移动互联网对电信业发展影响的角度,发布了 七份 “ITU Internet Reports”研究报告 . “物联网”概念产生于20世纪90年代,而真 正引起各国政府与产业界的重视是在2005年 国际电信联盟(ITU)发布的第7份互联网研 究报告《物联网(Internet of Things, IOT)》之后
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物联网的定义
2011 年中国工业和信息化部电信研究院发布的 《物联网白皮书》认为: 物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸, 它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知 识别 , 通过网络传输互联 , 进行计算、处理和知识 挖掘,实现“人与物、物与物”信息交互和无缝 链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科 学决策目的。

智能处理层 对感知层通过网络层传输的信息进行智能处,并实 现对应用层的支持。智能处理层解决数据如何存储、如
何检索、如何使用等问题
物联网的智能处理层是物联网的”大脑”,解决数据的管 理与运用问题,包括: 数据的计算处理(云计算技术) 数据如何存储(海量存储技术) 如何检索数据(搜索引擎) 如何使用数据(数据挖掘与专家系统) 如何保护数据(数据安全与隐私保护等)
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ITU提出物联网概念的过程
ITU于2005年11月在突尼斯举行的“信息社会 峰会”上发布了第7个研究报告-《物联网》。 报告描述了世界上的万事万物,小到钥匙、手表、 手机,大到汽车、楼房,只要嵌入一个 微型的RFID 芯片或传感器芯片,通过互联网就能够实现物与物之 间的信息交互,从而形成一个无所不在的“物联网” 。世界上所有人和物在任何时间、任何地点,都可以 方便的实现人与人、人与物、物与物的信息交互。报 告预见:RFID、传感器、智能嵌入式技术及纳米技 术将广泛使用。
软件开发方面,会要求精通C,C++,java,.NET等各 种常用编程语言及数据库知识; 硬件研发方面,则会对嵌入式系统开发,常用电路设计, 各种接口技术有较高的要求; 还有网络领域的工作人员,也应该熟悉各种网络协议及通 信协议,如TCP/IP,zigbee,蓝牙,wifi等; 在此基础之上,如果要从事物联网的核心工作,比如物联 网架构工程师,物联网研发工程师以及云计算工程师等职 位,则需要在RFID射频识别技术,云计算及大数据, M2M等领域有一定的研究。
如何学习?
1.紧跟教学进程,不落下。大学教学计划,是有许多教育家 精心设计的,可能你不能够完全理解,可能它有不完善的地 方,老师讲授的水平也可能不高。但是,你最好先跟随计划 学习,不可落下。大学生活是紧张的。与高中阶段最大的不 同是,老师上课讲授的内容多,而且要你在课下用一倍的时 间做复习,整理,做作业,还要预习。必须适应这个变化, 在第一学年间,尤其是第一学期,要多努力,不要松懈,紧 跟教学进程,不落下。以后会越来越轻松。
物联网工程导论
解慧娟
推荐教材: 《物联网导论》 作者:刘元浩
导论课的定位
1.由于导论课大都是针对刚刚入学的大学新生,而这些新生被专业录取 的背景各不相同,包括 专业调剂和家长决定的“被选择”情况,导论课 需要通过不同的方式强化学生对专业的认同感. 2.导论作为大学新生第一门与专业相关的课程,必须通过深入浅出的介 绍专业最基本的知识,进而让学生能够对整个专业的课程体系有所把握 ,便于后续各门课程学习过程中始终有条主线贯穿着 3.导论课应该将灌输正确的思路和方法作为教学的主要目的之一。 4.导论课需要在提高兴趣和讲解知识的基础上,通过不同方式提高学生 对大学四年和未来职业的信心。
2. 大学教育,是按照通识课程 -> 基础课程 -> 专业课程 -> 专业选修课程的进程,循序渐进的。是一环扣一环的,或者 说,前面所学课程是后续课程的基础,物联网工程专业的教 学进程大概如下:高等数学->大学物理->信息理论->电子 技术->计算机原理->物联网技术基础 ->专业技术课->物 联网实训课程。数学、电路、C语言依然是我们的基础所在。
网络层是物联网成为普遍服务前提,必须关注规模扩展机遇,重点是接入网络和业务支撑平台
有线网:IPv6扫清了可接入网络的终端设备在数量上的 限制。互联网/电信网是物联网的核心网络、平台和技术 支持 无线宽带网:WiFi/WiMAX等无线宽带技术覆盖范围较广 ,传输速度较快,为物联网提供高速可靠廉价且不受接入 设备位置限制的互联手段 无线低速网:ZigBee/蓝牙/红外等低速网络协议能够适 应物联网中能力较低的结点 移动通信网:2G/3G/4G,移动通信网络将成为“全面、 随时、随地”传输信息的有效平台
物联网的提出 1.比尔〃盖茨与电子别针 1995年出版的《未来之路》 “物—物互联”的设想 “电子别针”与家庭电子服务设施接通 通过“电子别针”去感知来访者的位置,控制室 内的照明和温度,控制电话和音响、电视等家电 设备
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