物联网工程的应用

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物联网工程的应用范文第1篇

到2013年年底，在物联网方面，上海将全面完善研发、产业、应用3个层次，借助嘉定示范区，成为“智慧城市”。

1.智慧社区

对小区无缝隙覆盖，降低建设和运行维护成本，提高安防和管理效率。

水、电、气、热等自动计费、收费；遇到火灾、有害气体泄漏等突发事故，可自动报警；实现安全防范系统自动化监控管理；实现住宅紧急呼叫系统；对住宅小区的关键设备、设施实行集中管理，对其运行状态实行远程监控；提供小区与城市区域联网，互通信息、资源共享；通过网络终端实现医疗、文娱、商业等公共服务的费用自动结算。

2.智能家居

所有的家庭都有以下功能：家电智能管理、家庭火灾防范、家庭有害气体防范、用户定位及健康分析、社区医疗系统、门禁及进出口管理等。而且，还可以实现可视对讲功能、电子门禁系统功能；实现家电自动控制功能；公共水电设施监视；火灾与煤气报警；紧急呼救报警；电话线被切断与防破坏报警；实现三表远程计量，计算机网络功能及一些物业管理功能；实现家庭内电子购物、电子图书馆、远程医疗、天气预报、网络订餐等服务。

3.智能楼宇

公共建筑内，实时“感知”楼宇内的各种“信息”：电力、空调、照明、防灾、防盗、运输、门禁等，全部“智能化”管理，实现建筑物自动化、通信自动化、办公自动化、安全保卫自动化系统和消防自动化系统，合理配置各项资源，提高楼宇用户的舒适度，实现办公楼宇的有效节能，降低楼宇运营成本，提高楼宇的服务能力。

4.智能交通

科学配置信号灯、道路分布等交通资源，减少交通拥堵；全面、统一地管配公共停车区域，缓解停车问题；完善公共交通的车速、客流统计、车辆越站、违规下客、车辆保养等监管，识别、定位、跟踪、监管公交车。

5.智能监控

在主干道、桥梁、景观绿化处，部署高清摄像头，进行24小时实时监控，自动捕获图像目标，提高安全监控管理水平。

6.精准农业

实时采集、传感、分析、监控农业信息，智能化识别、定位、跟踪、监管农产品的产销。以马陆葡萄园为综合试点，建立农业数字化信息监控、控制系统。在温室大棚，通风、滴灌、降温、补光等数据全部自动采集。

此外还有：智能电网、智能环境监测、特种车辆监控、重点污染源监控等功能。

（责编：张思思）

辽宁：物联网24小时监控林业

近10年，辽宁作为全国首批林业信息化示范省，经历了从无到有、起步腾飞、快速发展3个阶段，成为辽宁省现代林业建设快速发展的“推进器”。

辽宁省林业系统建立起了省、市、县三级林业专网，上连国家林业局，下连14个市、38个厅直事业单位、科研院所以及50多个重点林业县区，林业信息化高速公路四通八达，畅通无阻。2010年，省、市、县、乡四级高带宽林业专网投入使用，一条集音频、视频、数据传输为一体的通信及信息交汇综合业务网络平台，正在为林业系统的更好运转发挥作用。

2009年4月9日14时，沈阳市棋盘山远程监控指挥中心发现，南沟水库附近突发森林火灾。从回传的图像上看，火点浓烟滚滚。森林防火指挥部立即处置，明火很快被扑灭。这是用物联网技术消灭火灾的实战案例。

物联网技术已经广泛应用。比如，建立了温度传感、温室控制、厂区监管、森林气象站、古树保护和候鸟迁徙观测系统，极大地提高了林业资源监管、综合营造林管理、林业灾害监控和应急管理能力。

2010年，建立了护林员监管体系、森林资源防控体系，搭建了物联网应用平台。

今年1月1日，辽宁省林业厅的门户网站第三次改版：拓展了1000个企业子网，办理各种证件6万多份，专家回答网民咨询上万条。

辽宁林业在全国实现了“五个率先”：率先建成数字林业核心平台；率先建成155兆高带宽林业专网；率先开通政务商务一体化门户网站；率先建成物联网应用平台；率先开发掌上林业等一批先进适用的信息化成果。

（责编：张思思）

“温室娃娃”：温室控制专家

“该浇水了，牡丹花渴了！”“饲料缺少40公斤，小鸡饿了！”“温度超过25摄氏度了，该降温了。”……这是“温室娃娃”的报警。工作人员根据这些数据及时采取措施。

经过8年的努力，派得伟业研制出“温室娃娃”，这是我国自主研发的首个温室管理专用机器人。它是设施农业环境信息数据采集分析仪器，嵌入了真人发声语音模块、液晶中文显示和智能电源模块。“温室娃娃”存贮了各种作物的数据，如最适宜的温度、湿度、光照等，可以测出温室内的各种实际数据，二者对照后，用报警的方式提醒用户加温还是降温、通风还是浇水。“温室娃娃”还可控制猪舍、鸡舍、羊舍等。它具有超强的记忆力，能够存储6万组数据，如果每隔半个小时存储一次数据的话，就可以存储1250天的数据；节能省电，充一次电可以使用13天左右。

2006年上市以来，在北京郊区引起了较大反响，并被大范围地推广应用，而且扩展到山西、陕西、山东等地，深受农民欢迎。

北京派得伟业科技发展有限公司，成立于2001年6月，先后通过了高新技术企业、双软企业、ISO9001：2000国际质量体系、系统集成等多项资质认证；先后承担了国家级、省（部）级重点科研项目30余项，市场项目100多项，获得22个奖项；搭建和集成了一套新农村信息化技术体系，逐步推出了5大系列化（电子农务、电子政务、电子商务、电子水务和信息服务）的软硬件产品，产品遍布全国。

（责编：凌海燕）

南京未来星：

让物联网“联”上菜篮子

物联网技术怎样与传统农业生产相结合？南京未来星传感技术公司有发言权。公司2010年成立，硬件开发6年，软件开发1年，曾与江苏省农科院有过合作。未来星的最大优势：产品能够真正投入市场；免费体验；运营费每年仅1000元。

试点基地内，蔬菜大棚自动收集、对比各类信息；农科院专家可以随时了解生产情况；地太干了，灌溉设备可以自动喷淋；包装好的紫青菜，扫描条形码，各种生产信息就出来了，包括每次施了什么肥料、由什么厂家提供、施肥间隔期生产基地、生产负责人、采摘时间等等，一目了然；消费者可随时查看蔬菜、肉类的生产过程，从田头到家里的整个配送过程……

目前，未来星瞄准的是五星级酒店、私企业主等高端消费群，推广的也是高端农产品。通过会员制的形式，已吸纳了一批会员，创建了自己的蔬菜专卖店，避开了传统销售渠道、常规农产品。

（责编：凌海燕）

阳山桃园：水蜜桃用上物联网

桃农携手高科技

在无锡市太湖水蜜桃科技有限公司的控制室内，借助物联网，农技人员正实时获取土壤湿度、环境温度、叶面湿度、光照强度等一系列种植数据。“有了这套桃园种植精准监测系统，我们就能够根据实时监测得到数据，使有机水蜜桃进行科学种植。”副总经理李巧生说。

阳山水蜜桃闻名天下，但阳山镇知道自己的软肋：桃农凭经验种植，人工监测防治病虫害，费时、费力、误报率高。

从2011年6月起，阳山镇就与无锡美新半导体有限公司合作，打造了国内首个应用于果园种植的智能物联网精准监测系统。目前，25亩桃园内已均匀设置了22套不同功能的传感器，并正式运行。阳山镇将以此为“样板”，在3000多亩有机水蜜桃基地内逐步推广物联网种植技术，率先为桃农科学种植探路。

桃园用上物联网

“通过传感器采集桃园生长环境数据，通过物联网无线传感节点，对数据进行转发、接收、存储和融合，并以互联网和短信的方式，帮助管理人员实时了解桃园内的环境参数。”美新公司项目技术负责人黄华说。

土壤湿度传感器，可以监测土壤水分，实现科学灌溉；环境温湿度传感器和叶面湿度传感器，可以保证水蜜桃的生长环境合适；太阳辐射传感器和气象传感器，可以了解太阳辐射强度、大气压力、风速等各种气象参数。充电式镍氢电池、太阳能充电板双重供电系统，在无供电环境下，保证了设备的持续运转。

精准的实时监控，是阳山水蜜桃的种植革命。数据超过预警值时，系统不仅能自动报警，还能提出合理化建议，比如对病虫害的防治建议、灌溉建议等。“仅灌溉一项，桃园一年就能节约水资源30%以上。”黄华说。

（责编：张思思）

用物联网技术种花草节能又增收

打开电脑，轻点鼠标，就能给院子里的花花草草浇水施肥。这是现代农业智能监控应用示范项目，由长沙“百果园”运用物联网实现。

2009年11月，项目通过了验收。长沙“百果园”是首个在农业领域部署应用物联网技术的单位。利用物联网技术，采集了温度、湿度、光照、土壤（基质）的动态数据、作物生长发育实况（视频），传送到电脑、手机等终端；便于了解和总结植物生长发育的需求规律，采取相应的调控措施；有利于有效调节植物花期、调控作物生长发育，提高单位面积的复种指数；大大减少现场操作，降低劳动强度，既节约用工，又能确保各环节的精准性；既节能节水，又增产增收。

物联网工程的应用范文第2篇

【关键词】物联网;道路照明;单灯控制;

一、物联网技术概况

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网依托三项关键技术即传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术实现大数据云计算。物联网应用于现代化城市照明工程领域的实现方法是依托传感器技术，射频标签技术及嵌入式系统技术实现对路灯的智能管理。

二、物联网照明控制系统的组成

物联网单灯控制技术实现对路灯照明的智能控制，精细控制。该控制系统需要四部分组成：前端传感器、每盏灯杆内的单灯执行终端、各箱变内分布的智能控制器及监控中心的物联网单灯监控软件系统。

（一）前端传感器

道路现场设置天气传感器采集天气数据，设置车辆检测器采集车流量数据，通过照度检测器采集照度数据，通过经纬度检测器监测当地经纬度数据，可将数据上传至前置服务器和数据中心。

（二）单灯执行终端

位于每座灯杆接线室内，由CPU 主板、通讯接口板和信息采集部件等部分组成，执行每座路灯的开停、调光及电气参数的监测。

（三）智能控制器

包含控制芯片、通讯接口板、功率变换控制器等部件，通过电力载波技术、ZigBee无线通信技术、 470/868无线通讯技术实现对全网每一个路灯的开停控制调光控制运行状况监测，智能控制器是物联网智能照明系统的底层设备，也是关键的网关类设备，它主要功能是实现路灯节点的自动组网，接收并存储来自远程计算机系统的照明控制与管理策略，并按策略对所有组网的路灯进行开灯、关灯、调光、电能采集、故障上报等。

（四）物联网单灯监控软件系统

包含计算机系统、无线数传电台和辅助设备等，监控中心与智能控制器之间采用无线通讯的方式连接， 而执行终端与路灯前端控制器之间可以采用有线通讯或扩频电力载波通讯方式连接。运营管理部门可根据实际情况制定路灯控制策略，可综合前端传感器采集的数据，如车流量信息、天气信息、照度信息制定最优化的路灯控制策略，并通过大数据及云计算技术科学分析不同日期不同时间段的交通状况，对所有路段的路灯进行针对性的控制。

智能控制器通过电力载波技术、ZigBee无线通信技术、 470/868无线通讯技术实现对每座路灯的检测及控制。借助强大GPRS/CDMA移动通讯网络，监控中心可根据将车流量、自然光照度等信息，可自动或手动向单灯控制器发送询问或控制指令，完成对任一区域、任一线路、任一灯位的监测和控制，可对每一个终端实现远程控制、远程调光、远程监视、远程实时动态管理四大方面的功能。

物联网智能照明系统可实现自定义各种控制、管理、维护照明策略，以实现节能效益最大化，控制等级安全化，维护工作简单化等动作目标，即可根据天气、车流量、时序、现场环境等数据实现单灯控制、物理回路控制、虚拟回路控制，无极调光，灯故障诊断，灯具寿命管理，节能管理，实现照明管理和节能控制的精细化智能化网络化。

三、物联网智能照明控制技术优势

物联网智能照明控制技术优势体现在三个方面：

（一）采用物联网技术，把每一盏灯纳入监控和管理平台实现全局监管，形成最佳运营维护模式;

（二）通过智能决策，实现基于单灯控制的自动控制、自动节能，使管理精细化、节能数字化，并实现故障预警，实现可视化的定位维护;

（三）通过远程管理和移动管理降低路灯设施的维护难度和成本，达到高效节能的效果，实现“四遥”管理，即：

（1）遥测

在每条照明配出回路上设置电力仪表， 采集相电压、线电压、电流、功率因数等运行参数， 各回路电力仪表通过串口通讯方式与本地PLC 连接， 将各回路运行参数传送至本地PLC。在每个箱式变电站内设置HMI （人机界面） 用以显示本地各照明回路的状态、运行参数及更改本地PLC 的程序和有关照明控制的参数， 从而实现本地控制。在自动运行方式下，由PLC 根据预先设定的照明控制程序控制本箱式变电站内各照明配出回路的合、断。

（2）遥信

通过控制网络可将箱式变电站各照明配出回路开关状态， 电路过电压、过电流故障信息， 通讯网络故障信息发送至园区路灯监控室。

（3）遥视

部分路段设监控摄像头，值班人员在监控室内通过监视器可以了解园区功能性路灯的照明情况， 景观灯具的亮灯效果， 同时可以第一时间发现故障或损坏的灯具， 及时检修，保证道路照明的正常运行。

（4）遥调

在监控室， 值班人员可根据对各路段不同时段车流量和园区整体道路情况的分析， 随时调整各箱式变电站内设备的节电运行参数。

物联网智能控制器引入天文钟控制器及光照度控制器信号，采用光控时控及手控相结合的控制方式，时控根据室外日光照度并通过智能经纬时控仪，根据坐在地区经纬度或不同季节，设定开关灯时间，后半夜时，关闭非机动车道灯具，同时间隔关闭不超过半数的机动车道侧灯具，路灯进入节能运行状态。科学安排时段分时段控制开关灯、调光等任务，实现按需照明，最大限度节省电能。

四、物联网单灯控制技术实现的效益

（一）经济效益：采用本系统后能确保节能率不低于30%，既节约能耗有不影响灯具的正常寿命，节电又省钱。

（二）社会效益：改善城市现代化形象，保证道路交通安全等级，增强城市治安管理的外部环境，是大数据时代市政设施的发展方向。

（三）管理效益：提高了整个城市的路灯管理水平，是工作人员从繁复的巡检工作中解放出来，降低了工作强度和经营管理成本。

（四）环保效益：对城市电网无高频干扰，对市区环境无电磁波污染，符合当今社会环保的发展趋势。

五、结论

物联网单灯控制技术实现了从“面”控制到“点”控制的转变，符合国际上路灯照明节能的最新技术发展趋势，使市政道路照明、城市亮化实现智能管理和节能并举，达到长效管理和节能增效的目的。鉴于当前智慧城市建设日臻成熟，城市建设者及设计人员把握当前道路照明的发展趋势，勇于采用新技术，使我国城市建设水平更上一层楼。

参考文献：

[1] 高杰，张泳.基于流量分析的道路照明节能控制方法研究.自动化博览.2014（01）

物联网工程的应用范文第3篇

关键词：物联网；课程体系；本科院校

一、引言

自2009年8月同志提出“感知中国”以来，物联网已成为国家战略新兴产业的重要组成内容。2013 年2 月，国务院提出了关于推进物联网有序健康发展的指导意见。物联网是继互联网之后的又一次信息技术浪潮，具有广阔的应用前景和难得的发展机遇。在教育领域，自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来，2011年，教育部又批准了27所高等院校设立物联网工程的申请；2013年4月，我校物联网工程专业获得教育部批准。在学科发展方面，中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等方面进行了一系列的探索，国内高校也根据自身的情况对物联网工程专业的课程体系进行了探索。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，该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、信息安全等的设计、开发、管理与维护，就业口径广，需求量十分大。但是，在众多高校积极申报的专业的同时也面临一个十分严峻的问题，物联网目前属于新兴产业，中国高校刚刚开始开设物联网工程专业，没有成熟的经验可以借鉴。本文通过分析物联网工程专业的知识体系、主要知识领域，提出了物联网工程专业课程体系的基本思路，以期为兄弟院校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。[1]

二、物联网专业涉及的关键技术

物联网是互联网的拓展应用和网络延伸，它利用多种不同的感知技术对现实物理世界进行感知后，通过网络完成对数据的传输，然后进行数据挖掘、分析、决策，最终实现人与人、人与物、物与物之间的信息交流，最终达到对物理世界进行管控、决策的目的。因此，常规意义上物联网可以分为三个层次：感知层、网络层和应用层。[2]

1、感知层关键技术

感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、 短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术，主要负责物品的标识、信息感知采集。该层的关键技术包括：传感器网络、射频技术、传感器技术。

2、网络层关键技术

网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上，其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网（如GSM、CDMA）、 无线接入网（WiMAX）、无线局域网（WiFi）、卫星网等基础网络设施，负责物联网感知层感知信息的接入、融合、交换与传递，是实现数据交互、物物相连的关键，在物联网三层架构中起到承上启下的作用。物联网最终将实现异质网络互联互通，因此通信技术将是网络层的核心技术，包括蓝牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相关技术。

3、应用层关键技术

应用层对网络层传输过来的信息进行处理，主要由业务支撑平台、服务支撑平台、网络管理和信息处理等平台构成，共同完成对信息的分析、计算、存储、挖掘等处理操作，供决策者使用和决策。应用层核心技术包括中间件技术、云计算、海量数据存储、挖掘、检索以及虚拟技术等。

三、物联网工程专业核心课程构成

物联网是典型的交叉学科，涉及到网络工程、自动化、电子工程、计算机、通信工程、信息安全等多个学科。由于物联网产业涵盖面宽，应用广泛，所以物联网工程专业包含的知识点较多，课程涉及基础课模块、感知类课程模块、网络与通信类课程模块与数据处理与领域应用类课程模块。

基础类课程为：数理类课程，如高等数学、概率论与数理统计、线性代数、离散数学、大学物理等；电路类课程，如数字逻辑、电路与电子技术、高频电子线路等；程序算法类课程，如C语言程序设计、Java语言程序设计、数据结构与算法等。

感知类课程为：RFID原理及应用、传感器原理及应用、模式识别与状态监控、微机原理与接口技术、数据获取与信息处理系统等。

网络与通信类课程为：计算机网络、通信原理、物联网通信技术、无线传感器网络、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。[3]

数据处理与领域应用类课程为：物联网工程导论、操作系统、嵌入式系统设计、物联网信息安全、海量数据存储、物联网工程设计与实施、物联网系统综合设计、移动应用开发、智能物流等。

四、物联网工程专业课程体系构建

物联网工程专业是以应用为驱动的专业，专业人才的培养根据专业共性和我校其他相关优势专业的特点，以达到能服务区域经济发展为目的。因此我校物联网工程专业确立了以智能物流和智能家居两个应用方向，在后期应用类课程突出物联网技术在这两个方向的工程应用，且物联网专业建设要紧密联系社会、学生、专业发展的需求，统筹兼顾其“专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大”的特点，深入研究，准确定位，根据计算机类专业工程教育关于课程体系的总体要求和专业的目标定位设置科学的课程体系，注重课程体系的交叉融合。本专业将相关主干学科的核心课程和专业课程统筹结合，与物联网专业知识体系相对应，将专业课程按照以上不同类型进行了梳理，制定出了初步的课程体系，具体层次关系如图1所示。

图1 物联网工程专业课程体系结构图

五、结束语

物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要而设置的，作为为国家培养人才的高校，应站在国家发展战略的视野来看待专业建设。根据本文提出的物联网的技术体系、培养目标和课程体系，我校在物联网工程专业的建设过程中，高度凝炼专业特色，认真把握本专业综合性强，学科交叉等特点，加强师资队伍和实验室等建设，改革人才培养方案，强化实践教学，以推进物联网工程专业建设与人才培养。

参考文献

[1]吴国民.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机.2011（07）：35～37

[2]马忠梅，孙娟，李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用，2011，（10）：1～4.

[3]熊曙光.物联网工程专业人才培养模式与课程体系研究[J].科教文汇.2012，（11）：45～46.

物联网工程的应用范文第4篇

关键词：物联网；专业建设与实践；课程体系

1 背景

教育部要求加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育人手，加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新，积极培养战略性新兴产业相关专业（如物联网工程本科专业）人才。目前教育部已经批准150余所学校开办物联网工程专业，在校学生总数在近两年内将超过8000人，使得物联网工程专业成为各类高校竞相开设的热门专业之一。

物联网工程专业属于工科，在首批30所高等院校中，电子科技大学依托通信工程专业办学，哈尔滨工程大学、合肥工业大学、武汉大学依托计算机学院的专业办学。我们通过调研发现国外目前尚未形成专门的物联网本科专业，国外大多数高校也将传感、射频识别等相关课程放置在CS（计算机科学）或EE（电气工程）等相关学院；国内对该专业的教学研究尚处于起步阶段，还没有形成非常完整的教学理论与实施体系。

2010年9月，武汉大学依托计算机学院、国际软件学院从2010级本科生中通过自愿报名转专业的方式招收了30名学生成立了物联网工程专业班；至今已有3个年级近百名学生。通过3年的教学实践，我们基本搞清了物联网工程专业内涵，明确了武汉大学物联网工程专业人才培养特色，建设了具有自身特色的人才培养模式与课程体系。

2 专业内涵与特色定位

物联网工程专业具有相对独立的理论体系，其内涵涉及4个层面（主要领域）：信息感知、信息传输、信息处理和领域应用。在人才培养方面，本科生课程体系和教学内容包含如下一些知识点和内容：即信息感知与识别理论、异构网络互联与通信理论、海量异构数据融合与管理理论、软件建模与设计、领域应用技术等。武汉大学物联网工程本科专业的理论层次如图1所示。

综上所述，物联网学科是研究信息感知、信息传输、信息处理、领域应用相结合的综合性理论与技术的新兴学科。物联网工程专业是以计算机、网络与通信、控制融合为主要特征的综合性专业，涉及计算机、通信、控制、电子、信息安全、数学、物理以及工程等多个专业的知识，学生应按复合型工程类人才进行培养。

武汉大学物联网工程本科专业人才培养秉承“三创”（创新、创造、创业）人才培养理念，以计算机大学科平台为基础，培养具有扎实的计算机理论基础，又有物联网专业理论与工程技术特长的复合型工程应用人才。

3 武汉大学物联网工程人才培养方案与课程体系

3.1 培养目标

本专业培养掌握自然科学、人文科学基础和计算机、网络与通信、控制等学科基础知识，系统掌握物联网的基本理论、技术和应用知识，并具备从事物联网领域的科学研究、工程设计、应用开发或运营管理等方面工作的“三创”复合型人才。

3.2 能力构成

能力构成包括培养学生应有的素质要求、知识要求和能力要求。

武汉大学物联网工程本科专业学生培养强调具有如下素质：①掌握科学思维方法和科学研究方法，有一定的创新和创业意识，具有较强的事业心和严谨求实的实干精神；具有一定的工程意识和效益意识。②在业务素质上，学生应熟悉信息感知、信息传输、信息处理、领域应用等全局系统的设计、构造和分析过程，深刻理解其内在机制和整体的系统观；具有该学科宽广的知识面，同时在该学科的一个或多个领域具有高级知识；具有一个完整的设计经历，包括应用系统及其构件、物联网工程的设计及其实现。③具有良好的思想品德素质、文化素质和身心素质。

对该专业本科生的知识要求方面，强调学生应具备人文社会科学知识、自然科学知识、专业知识、工具知识等；在专业知识要求方面，强调学生应具有扎实的计算机、网络与通信、控制基础知识，具有系统扎实的信息感知、信息传输、信息处理、领域应用的基础知识并在某方面有所侧重，具有基本的工程实施与管理知识。

在能力要求方面，学生应具备学习能力、分析和解决问题的能力以及创新能力。

3.3 专业优势

相比其他相关或相近专业，武汉大学物联网工程专业培养的本科生主要优势有4点：

（1）针对新兴的物联网领域，具有更好的针对性、适应性和前瞻性。

（2）综合计算机、网络与通信、信息安全等学科，具有更宽广的知识结构。

（3）全面掌握信息感知、信息传输、信息处理及领域应用的知识和技术，具有更全面的能力体系。

（4）多层次多粒度工程训练，具有更扎实的实践能力。

3.4 课程体系

武汉大学物联网工程本科专业人才培养与教学实施工作依靠良好的课程体系设计，通过课程模块规划、专业核心课程的组织与建设，体现出良好的人才培养整体水平。在此具体介绍所设计的课程模块思路和专业核心课程建设的内容及体现的特色。

3.4.1 课程模块设计

根据课程内容关联关系，将课程分为8个模块：基础模块、感知模块、网络与通信模块、数据处理模块、安全模块、领域应用开发模块、信息服务模块和实践模块。

基础模块的课程包括：公共数学类课程、大学物理、物联网工程导论、电路与电子技术、数字逻辑、C++程序设计、JAVA程序设计、数据结构与算法、微机系统与接口技术、EDA及应用、系统建模与仿真。其中大部分课程都是计算机专业背景学生应该学习和掌握的知识基础，也是武大物联网专业本科生所需要具备的基础知识。

感知模块的课程包括：RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感器微操作系统原理与设计、物理网控制原理与技术、物联网定位技术。这些课程多在前4个学期开设，近3年，学院选派优秀的青年教师多次参加中科院、北京科技大学、全国物联网研究中心组织的培训学习，并很好地开设了如上课程。

网络与通信模块课程包括：物联网通信技术、计算机网络、传感器网络及应用、物联网体系结构。这一部分课程是武汉大学物联网工程专业培养特别强调要加强的课程，让学生通过学习此类课程加强对网络、感知及应用的系统观和全局观。

数据处理模块与安全模块课程包括：数据库原理、物联网数据处理、物联网软件设计、物联网中间件、空间数据库系统、虚拟现实技术、空间信息可视化、云计算与云存储。结合目前非常热门的大数据理论，通过开展学术报告、IBM专家巡讲课程来开拓学生视野。同时专门针对物联网专业学生开设物联网信息安全课程，强化安全意识，灌输网络安全及物联网安全知识。

领域应用开发与信息服务模块的课程包括：物联网应用系统设计、物联网工程规划与设计、嵌入式系统与设计、服务科学原理、SOA原理与实践、业务流程管理、项目管理、客户关系管理、Web应用与开发、通信软件设计、nesC语言等。这一部分课程体现了武汉大学计算机学院与软件学院培养的物联网工程本科专业人才的区别。计算机学院培养的学生着力于物联网工程与技术方向，国际软件学院培养的学生则着重体现在物联网技术应用与服务科学方向。

实践模块课程包括学生在校期间应开设的实验实践类课程，主要包括：电路与电子技术实验、数字逻辑实验、接口技术实验、嵌入式系统设计、业务数据库设计、RFID系统综合设计、无线传感器网络综合设计、物联网应用系统综合设计、物联网工程综合训练等。

3.4.2 专业核心课程组织与建设

为培养具有自身特色的物联网本科生，我们确定了如下物联网工程专业的核心课程，包括物联网工程导论、物联网通信技术、传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感器网络及应用、物联网软件设计、物联网数据处理、物联网应用系统设计、传感器微操作系统原理与设计、物联网工程规划与设计、RFID系统综合设计、物联网应用系统综合设计等。

其中覆盖了部分《物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》中规定的10门核心课程，部分课程（如物联网工程规划与设计、物联网应用系统综合设计）以学院物联网教师团队科研工作中积累的知识和经验为基础开展课程讲授，体现了武大物联网工程专业学生与国内同类专业学生在知识结构上的不同之处。

在课程的建设上，依托湖北省教学改革研究项目《物联网工程专业课程体系改革研究》做好了这12门课程的讲授内容纲要；根据教材编写的要求，做好课程讲授内容的二级目录，其中传感器原理与应用、物联网工程规划与设计、物联网通信技术3门课程教材已完成初稿即将出版。

4 实验与实践教学

物联网技术的实践教学是本专业教学过程中的重要环节之一。物联网实践教学的设计和开展均按基本认知、基本技术、综合实践3个层次递阶进行，除计算机学院开设的计算机基础类课程实验外（包括电路与电子技术实验、数字逻辑实验、嵌入式系统设计、接口技术实验等），专门针对物联网工程专业学生，设计了包括EDA综合设计、无线传感器网络综合设计、RFID系统综合设计、智能交通模拟系统设计、环境监测与控制系统设计、业务数据库设计、通信软件设计等专业类实验课程。

同时，在计算机学院卓越工程师计划人才培养的框架下，设计了学生赴企业学习和实习的教学环节，将一些工程应用设计类的实验课程以项目研发开展的形式，在物联网企业中实施。

对于实验室的建设，部分课程实验室依托现有的计算机科学与技术专业实验室，通过重用相关设备、调整有关配置来实现实验环境的构建，完成实验教学。同时设计新建或对已有类似实验室进行升级改造来达到新专业新课程实验环境要求。

根据物联网专业教学所面临的实验教学环境建设的任务，开展了为期3年的研究调查，设计了RFID实验室、传感器网络实验室、定位技术实验室的建设方案，并开始投资建设RFID实验室。

RFID实验室的教学功能设计主要包括如下一些内容：①自动识别技术及RFID工作原理实验；②物体编码、条形码与RFID标签；③读写器；④RFID中间件、RFID系统安全与隐私；⑤RFID应用系统设计与实施技术；⑥RFID行业应用方案；⑦RFID方法论（含ROI分析）等。

5 结语

武汉大学经历了3年的物联网工程人才培养探索，在厘清了专业内涵和人才培养特色定位的基础上，制定了具有自身特色的人才培养方案和课程体系，围绕课程体系确定了核心课程群，开展了10余门专业新课程的建设，撰写了课程教学大纲和教材。为满足实验教学需要，通过调研设计了实验实践教学的方案和具体内容，RFID实验室建设工作已正式启动，为武汉大学推进物联网工程专业实际教学工作和提高专业人才培养质量奠定了良好基础。

参考文献：

物联网工程的应用范文第5篇

关键词：多学科；物联网工程；课程体系；技术体系

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）04-0-03

0 引 言

物联网的概念由美国麻省理工学院的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上进一步确定了物联网的定义和范围，自此在美国、欧盟、日本、韩国和中国掀起一次新的信息发展浪潮[1]。物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息时代大革命，物联网作为一项战略性新兴信息产业，越来越多的企业把目光投向先进的物联网技术。

国家把物联网作为重点发展的战略性新兴产业之一，物联网的发展离不开人才的需要。从2010年起，在高校设立了物联网工程本科专业，到2015年全国共有340多所高校设立，已成为一个规模较大的本科专业[2]。物联网工程专业肩负了高层次人才的培养使命，但其高度综合交叉的专业特征决定了专业人才培养具有挑战性的特点，专业建设需要综合考虑IT技术发展、现实需求及已有基础等多个因素，以建立清晰的预期目标。但是各个学校设立专业的学科来源和基础各不相同，有电子科学与技术的，有通信工程的，有计算机科学与技术等，同时也说明物联网自身的学科体系还没建立起来。

一般地，任何新出现的专业学科都离不开相关成熟学科的支撑，通过学科交叉及其知识集成构成新专业新学科[3]。作为学科交叉极强的物联网工程新兴专业，如何构建其科学合理的课程体系成为该专业建设面临的首要课题[4]。因此，本文从物联网产业与技术体系的构成进行剖析，结合本校实际情况，分析其学科交叉内涵，从中抽取相应的支撑课程构建物联网工程专业的课程体系，为制定符合规范的培养计划奠定基础。

1 物联网产业与技术体系剖析

物联网是近几年出现的信息产业发展战略的新兴行业，目前还没形成体系完备的行业规模，处于发展初期。但受各国战略引领和市场推动，全球物联网应用呈现加速发展态势，物联网所带动的新型信息化与传统领域走向深度融合，物联网对行业和市场所带来的冲击与影响已经广受关注。物联网行业表现出以下两个基本特征：

（1）纳入物联网行业的产业庞杂，面广量大。涉及到芯片 （传感器、RFID、无线通信模块等）、终端设备（PC机、TV、手机等）、网络设备、系统集成、软件与应用、网络服务商（移动、联通等）、运营及服务提供商等。

（2）带动物联网应用的领域多、规模大。有智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业智能制造、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事十大重点领域。

目前，国内总共有超过2 000家相关物联网公司或者研究机构成立。其中，研究机构以研究设计、示范引导应用为主业，许多省市、行业都成立了一些研究机构，一些知名企业如华为、格力电器、联想、海尔、移动、联通等也将物联网作为新的增长点。国外主要集中在美、欧、日、韩等少数国家，IBM、英特尔、西门子、霍尼韦尔等大牌公司也在进军物联网产业。企业对从事物联网人才的要求主要有重点发展物联网技术，从事物联网相关产品的研发、设计和制造；大力培育物联网产业，在传统产业中通过物联网技术促进产品智能化水平，提高产品的市场竞争力；在新兴信息产业中，创新开发适应物联网市场需求的智能化产品，开拓新产品；全力推广物联网应用，在一些应用领域推动物联网技术的融合，带动物联网技术的应用，提高智慧化水平；努力搭建物联网平台，在网络平台嵌入物联网服务功能，拓展新业务。

由于物联网工程专业是新建立的，所以其知识结构和课程的学科体系还没有独立建立起来。但从技术和产业角度来看，其技术体系结构已经基本确定下来，物联网系统的构成很长，其体系构架大致可分为感知层、网络层、应用层三个层面，每个层面又涉及诸多细分领域[5]，图1所示为物联网技术的体系构架示意图。

感知层的功能主要是识别与获取信息，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别。包括传统的无线传感器网络、全球定位系统、射频识别、条码识读器等。这一层主要涉及两大类关键技术：传感技术和标识技术。传感器网络的感知主要通过各种类型的传感器对物体的物质属性（如温度、湿度、压力等）、环境状态、行为态势等信息进行大规模、分布式的信息获取与状态识别，它可用于环境监测、远程医疗、智能家居等领域。标识技术通过给每个物体分配一个唯一的识别编码，实现物联网中任何物体的互联。感知层的主要技术方向为新型传感器及其感知节点的研发技术。实现感知节点中的感知单元、处理单元、传输单元和电源单元的高度集成、高度智能，结合节点节能技术，数据融合技术，开发新结构、新原理、新工艺的传感器技术。

网络层主要是完成感知信息高可靠性、高安全性的传送和处理。从具体实现的角度，本层由下而上又分为接入网、核心网和业务网三层。

（1）接入网：主要完成各类设备的网络接入，强调各类接入方式，比如现有的蜂窝移动通信网、无线局域/城域网、卫星通信网、各类有线网络等。

（2）核心网：主要完成信息的远距离传输，目前依靠现有的互联网、电信网或电视网。随着三网融合的推进，核心网将朝全IP网络发展。

（3）业务网：是实现物联网业务能力和运营支撑能力的核心组成部分。

网络层的主要技术方向是感知节点组网与协同处理技术，多应用监测区域下的感知节点通信与组网技术，异构网融合技术，网络管理与安全技术。

应用层主要利用经过分析处理的感知数据，将物联网技术与个人、家庭和行业信息化需求相结合，可向用户提供丰富的服务内容，大大提高生产和生活的智能化程度，应用前景十分广阔。其应用可分为监控型（物流监控、污染监控、灾害监控）、查询型（智能检索、远程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路灯控制、远程医疗、绿色农业）、扫描型（手机钱包、ETC）等。应用层的主要技术方向是服务用户的应用软件及系统集成技术。满足用户的操作系统技术，存储和处理大数据的数据库技术、数据挖掘技术，适应物联网数据处理与使用的中间件软件技术，物联网系统设计与实现技术等。

由此可知，广义传感器在监测区域获取和采集各种信息后转化为数据形式，通过数据传输协议构成了从感知层、网络层到应用层的“数据流”。与物联网三层技术结构对应的知识结构支撑学科分别是电子信息类（电子科学与技术、仪器科学与技术等）、通信类（通信工程等）和计算机类（计算机科学与技术、软件工程、网络工程等）。因此，在制定物联网工程专业的人才培养计划时，需要考虑以下两个问题：

（1）物联网工程专业尚未建立起自身的学科体系，需要在多学科支撑下，逐步从各学科体系中收取相关内容，在工程实践中不断融合，才可形成自身的学科体系。因此制定计划时，需要从电子信息类、通信类和计算机类三大学科中提取与物联网直接相关的内容，确定主干和核心课程；

（2）物联网技术涉及的知识链较长、内容繁多，在大学4年中，很难做到“面面俱到、样样学到”。同时，如果所有物联网知识点都涉及的话，也会出现“样样了解样样松”的问题，无法做到“扎实掌握”的目的。而且在现代企业实际工作中，都是团队合作的模式，也不需要样样松的“全才式”毕业生。所以制定计划时，各校可以依据各自的基础，选择一部分课程，达到掌握程度；另一部分课程，达到了解程度即可。

从物联网产业群可知，其产业不仅长，而且庞大，将是下一个万亿级规模的产业。与之对应的人才能力要求也会因企业不同而各有不同，而且4年的大学教育也难以覆盖其全部内涵。因此，在物联网产业中，不同的岗位对毕业生的要求不同。

各学校应结合各自的条件和基础，制定出具有自身特色和自我优势的培养计划，以培养工程师工程设计和技术开发的能力为出发点，构筑工程师必备的知识体系、能力结构，重点加强工程技术等工程科学基础课程、信息大类专业基础课程、物联网专业技术课程群等工程应用类课程。实现相同专业的错位培养，满足物联网产业对各类人才的需求。

2 相关学科对物联网知识构建的支撑作用

虽然物联网工程专业是新出现的电子信息领域专业，可以认为是一个数据流过程，但本专业也是在其相关学科的技术积累集成而形成的。在物联网产生和发展的过程中，与之密切相关的支撑学科主要有仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术，从中抽取与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层。

从仪器科学与技术学科抽取“电子技术”、“微机原理”、“信号与系统”、“测控电路”、“传感技术”、“计算机控制技术与系统”、“数字信号分析与处理”、“误差理论与数据处理”等课程的部分内容，提供智能感知和控制仪器的知识和能力，解决物联网数据“测的准”的问题。从信息与通信工程学科抽取 “通信电子线路”、“通信原理”、“计算机通信网络”等课程的部分内容，提供数据接入、传输和下载的主干网（如互联网）的知识和能力，解决物联网数据“传的远”的问题。从计算机科学与技术学科抽取“计算机C语言”、“数据结构”、“计算机组成原理”、“软件工程”、“操作系统”、“算法设计与分析”、“Java语言”、“Linux系统应用”、“数据库技术与应用”等课程的部分内容，提供数据应用软硬件平台与数据算法的知识和能力，解决物联网数据“用的好”的问题。

由上述分析可知，3个支撑学科在构成物联网的三层技术结构的知识内容时，各层之间的关联性知识点还没有考虑进去，难以集成在一起。因此，必须结合与物联网有关的当今新出现的先进技术，在感知层与网络层之间构建无线通信、区域组网、融合、网关协议等知识，在网络层与应用层之间构建异构网络互联、数据挖掘、移动操作系统、物联网系统设计、应用管理等知识。

3 对课程体系构建的思考

综上所述，物联网工程专业的课程体系与产业对物联网技术的需求、三层物联网技术架构及支撑学科的作用是一致的。那么，如何解决在四年的大学本科教育活动中，既要让学生掌握专业知识，又让其知识体系符合认证标准呢？本文认为需要从以下两点考虑：

（1）物联网的最终目标是应用数据来提高社会的智慧信息化水平。因此可以认为，在物联网三层技术体系中，感知层技术是数据提供者，是专业建设的基础；应用层技术是数据的应用者，是专业建设的引领和推动者；这两层是专业建设的重点。

（2）网络层技术是数据通信的传输通道，可以认为网络层在专业建设中起桥梁作用，特别是核心网络中通信设备专用的、协议软件固化好的，因此网络层的知识了解即可。

综上所述，该学科应重点掌握物联网数据流中的数据采集与控制、数据的区域（短距离）传输与通信、数据的接入与异构互联、数据的存储与建仓、数据的计算、挖掘与应用等知识，基本掌握数据的公用网络传输、通信与管理知识等。所以，专业合理的定位为哑铃式线性课程结构，即重点掌握物联网两端的感知层和应用层知识，基本了解中段的网络层知识。图2所示为本文构建的课程体系。

从图2可见，该课程体系涵盖了物联网知识点，做到了与仪器科学与技术、信息与通信工程两大支撑学科的紧密融合，与计算机科学与技术支撑学科的深度交叉，突出了物联网“数据测量的准确”、“数据传送的遥远”、“数据应用”的专业能力和工程素养。

4 结 语

本文剖析了物联网产业对技术的要求，探讨了其体系构架的感知层、网络层、应用层三个层面的技术内容。分析了与物联网工程密切相关的仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术的支撑学科作用，从中与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层，为构建规范培养计划的课程体系奠定基础。

参考文献

[1]Kevin Ashton.That ‘Internet of Things’ hing In the real world， things matter more than ideas[J].RFID Journal， 2009（6）.

[2]张敬伟，张青，张会兵，等.物联网工程专业建设和人才培养模式探索[J].中国电力教育，2014（32）：111-112.

[3]马廷奇.高等教育如何适应新常态[J].高等教育研究，2015，3（36）：6-10.