物联网工程设计案例

物联网工程设计案例（13篇）

1.物联网工程设计案例 篇一

小镇名称: 滨江物联网小镇 | 所属产业: 新兴信息产业

投资规模: 70亿元 | 入驻企业: 未知

规划面积: 3.66km² | 小镇位置: 物联网街

税收：50亿元 | 服务设施：1221个

基本情况

在浙江省杭州钱塘江南岸，一座现代化的新城正在崛起，这就是杭州国家高新技术产业开发区——杭州市滨江区。在这座新兴的现代化城市核心区，一个以物联网命名的小镇——杭州滨江物联网小镇正在加快建设。滨江物联网小镇鸟瞰▼

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物联网小镇北至滨盛路、南至滨和路、西至江陵路、东至风情大道萧山交界处。总规划面积3.66平方公里，核心区面积1.5平方公里，产业用地面积可达1500亩。小镇大力发展“互联网+”产业和智慧应用，积极推进物联网领军型企业跨越发展、成长型企业加速发展，加快培育壮大物联网产业集群，形成“龙头+集群”的产业生态，将建设成为中国物联网产业示范区、长三角物联网产业中心区、浙江省物联网产业核心区。

滨江物联网小镇规划结构图▼

区位交通

滨江物联网小镇位于杭州滨江，滨江区与杭州主城区通过三座钱塘江桥梁相连，由西到东分别为钱塘江大桥、复兴大桥和西兴大桥。地理位置优越，环境得天独厚，距离县城1.1公里、市区9.5公里，距上海165.6公里，距高速入口7.7公里，距高铁站9.1公里，距火车站5.3公里，距机场20.9公里，便捷的交通网络真正实现了“一小时经济圈”。

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建设模式

按照“一心、两翼、两轴”的规划进行建设。“一心”是指以高新产业为核心;“两翼”是指以北部商住配套区和南部复合发展区为两翼;“两轴”即是江南大道城市发展轴和西兴路产城融合轴。通过两轴的规划建设，整个杭州高新区(滨江)就形成了相当鲜明的两个城市界面。

按照“政府引导、企业为主体、市场化运作”的发展模式，杭州高新区(滨江)结合自身的实际，提出了“政企联动、市场运作、产城融合、主题突出”的创建原则，原则表明物联网小镇以企业为主推进项目建设，政府主要做好规划引导、资源整合、服务优化、政策完善等工作。

人文旅居

物联网小镇将主推智慧科技体验和科普教育结合的产业旅游，以物联网科技体验展示位主要核心，以科普教育旅游相辅助。在未来几年，小镇将建成高280米的双子塔世茂智慧之门——物联网企业总部大楼。这不仅是小镇的地标核心建筑，也是整个杭州乃至浙江省的地标，将成为小镇未来主要的旅游景点之一。登上大楼顶部可以俯瞰整个小镇乃至滨江科技新城的全貌，奥体博览城、钱江新城尽收眼底。

同时，该大楼还布局感知之轴城市绿带，感知之轴的户外空间将融合最新的物联网科技，让游客能体验各类智慧生活。作为有着“小镇客厅”之称的智慧e谷展厅与企业展厅的 3

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室内智慧科技前沿成果参观相结合，形成具有物联网小镇特色的科技旅游线路，也可作为学生科普教育基地，推广普及智慧科技与高新产业文化。据悉，智慧e谷展厅2014年6月开始投入使用，目前已接待世界各地参观者730多批、2万余人次。

政 策

为做好小镇的建设，杭州高新区(滨江)制定出台了《关于加快高新区(滨江)特色小镇规划建设的实施意见》，从资金、金融、用地、项目、人才等方面强化政策支持，并建立联动创建、部门合力协调推进机制，为特色小镇建设提供了强有力的保障。

现有基础

杭州高新区(滨江)原为1990年成立的杭州国家高新技术产业开发区，1997年杭州市成立杭州滨江区，与高新技术开发区合署办公，两块牌子一套人马，整个区域面积73平方公里。目前，杭州高新区(滨江)已经培育和集聚了2万余家高科技企业，拥有杭州市40%以上、浙江省20%以上的高新技术企业，是浙江省最具影响力的科技成果产业化基地。现有海康威视、泰一指尚、华三通信、吉利吉桥汽车、聚光科技、世茂“浙江之门”等在内的众多高新企业入驻。

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智慧e谷▼

据统计，小镇有上市公司7家，新三板企业3家。以杭州海康威视数字技术股份有限公司领衔的数字安防产品市场份额全国第一;拥有一大批物联网技术研发和产业化机构，企业竞争实力突出，上下游配套紧密。

据悉，物联网小镇22个落地项目中，集聚了全球安防领军企业、上市公司海康威视总部研发中心和公司的新总部，全球500强、民营汽车龙头企业吉利集团总部，全国智慧环境监测领域龙头企业、上市公司聚光科技总部和研发中心，全国互联网信息安全领域龙头企业、国家千人计划专家创办的安恒信息总部和研发中心，杭州新地标、280米双子塔世茂智慧之门物联网企业总部大楼，以及中威电子、初灵信息、矽力杰等上市公司总部和研发中心。其中，海康威视总部(二期)、吉桥科技、正泰量测、智慧e谷、芯图科技等5个项目已于2015年投入使用，聚光科技(二期)、中威电子、和仁科技等5个项目在建并于2016年建成投用，世茂智慧之门、海康威视(三期)等12个项目已经开工建设或即将开工建设。

发展目标

物联网小镇的核心区将重点围绕省、市关于发展信息经济的战略部署，全力实施一号工程，以创建国家自主创新示范区核心区为抓手，坚持云、管、端一体化发展，重点支持集成电路设计、大型软件系统研发、高性能计算、高端网络设备制造、大数据存储与智能分析、信息安全、智能传感器、物联网系统集成、联网机器人和智能装备系统、电子商务、互联网金融、网络传媒等12个产业细分领域的技术研发和产业化。同时，还将加快推进“智慧城市”项目建设，加快示范应用，形成滨江设计、滨江制造、滨江建设、滨江运维的一体化模式，努力打造杭州智慧经济应用的先行区，推动产业更好发展。

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在今年杭州“两会”期间，张鸿铭市长作的《政府工作报告》已经对物联网建设提出明确要求，“以打造万亿级信息产业集群为目标，以智慧产业化和智慧应用为重点，实施信息经济‘六大中心’建设和智慧应用三年行动计划，全力推进物联网产业中心等建设”——而试图在杭州甚至长三角给出物联网小镇样本的高新区(滨江)，在这块土地上已经设定出两年后的目标——产值600亿元，税收50亿元。

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2.物联网工程设计案例 篇二

一、物联网实践教学改革的意义

物联网专业相比其他专业具有多学科融合的特点,由通信、计算机、电子等方向共同组成,是一门应用性强、信息技术集成的创新型工程应用学科。因此,学科体系建立应该遵循“物联网专业跨学科知识的融合和贯通必须通过实践来进行”这一原则,必须认识到实践教学在物联网人才培养过程中起着至关重要的作用。物联网专业本科生培养基本思路应该是强化基础、注重实践。“重理论轻实践”和“重实践轻设计”的教学方法很难让学生从工程角度认知物联网,无法实现从微观的阶段性目标向宏观的长远目标转移,在专业的建立和工程人才的培养两方面存在不足,无法培养工程应用型人才。高度重视实践环节,推进实践模式的改革和创新是高校物联网教学不断完善的必由之路。

二、物联网实践教学存在的主要问题

目前各高校物联网实践教学尚处于摸索阶段,在实际教学过程中存在着很多不足。具体存在以下主要问题。

(一)实践教学环节薄弱

目前高校物联网专业教学主要采用理论教学和实践教学相结合的方式,然而实践教学仅仅作为理论教学的补充和原理验证,考核方式也以理论知识为主,导致教师和学生对实践环节重视不足。同时,由于物联网专业教学对教师水平要求比较高,加之现有物联网实验设备操作相对复杂、学习周期长,教师在开展实践教学时会缩减一些难度较大的实验,导致实践教学环节在整个物联网教学中相对薄弱。

(二)实践教学方法单一

在物联网相关课程的实践教学中, 仍然采用传统的教学方式,即教师以每门专业课程的知识点验证为主线进行实践教学。对于物联网这个综合性专业,这样的教学方式已不能很好地适应新形势下的教育体制。学生对物联网认识的思路非常狭窄, 自主设计能力差, 不利于学生对课程体系的整体认识,无法提高学生思维能力、创新能力、独立分析问题和解决问题的能力,最终导致学生对学习失去了兴趣。

(三)实验项目设置缺乏关联性

物联网课程实验项目设置都以单一课程为单位,没有兼顾整个课程体系之间的内部联系,缺乏系统性、工程性的逻辑关联关系。在这样的实践教学指导下,学生学习缺乏主动性,无法将理论和实践融会贯通。高校开展物联网实践教学不能孤立地以单门课程为核心,应该重视物联网专业课程之间存在的紧密的逻辑关联关系,必须通过课程间的学习和关联逐步建立起整个物联网系统设计的概念。

(四)实验平台不完备

物联网实验设备缺乏统一的标准,主要以设备厂商生产和高校自制设备为主,受研发周期和研发能力的影响,水平参差不齐。实验平台相对复杂,教学难度提高。

三、物联网案例教学的实施策略

通过对物联网实践教学所存在不足进行分析,最主要的问题是现有的实践教学手段不能满足物联网方向对实践型人才培养的需求,必须提出行之有效的教学方法来改变现状。本文结合哈尔滨理工大学软件学院物联网方向实践教学开展过程,根据物联网专业特点,提出将案例教学方法切实运用到物联网实践教学中,在软件学院自主研发的基于软硬件开源的物联网开发平台上搭建教学案例。以案例为导向,突出软件工程专业优势,建立适应学科发展的实践体系,提高教学效果,让学生系统地认知物联网,锻炼动手能力,培养行业所需人才。具体的实施方案如下。

(一)开发面向实际需求的实践案例

物联网在国际以及国内都是新兴的战略化产业,在工业制造和实际生活中都有广泛的应用,在某些行业已经形成一套产业体系。参照成熟工业标准,软件学院自主研发的基于软硬件开源的物联网开发平台是将开源软硬件Arduino平台和Digi公司出品的物联网XBee模块产品线相结合的物联网实验仪器,具有与国际顶尖实验教学水平相接轨的特点,在此平台上所搭建的物联网教学案例除了兼顾理论教学特点,同时参照行业标准,研发的项目模型具有实际应用价值,使教学与产业接轨,激发学生的兴趣和创新能力,提高学生的实践能力。

(二)设计覆盖理论教学课程的实践案例

物联网实践课程需要以专业基础课程为基础,面向真实完整的物联网工程项目设计实践内容。实践环节课可设置在基础理论课之后,在大二年级即可开始基础的实践课程教学,然后逐步进入到结合实际的物联网项目实训环节,在实训环节中,通过引入企业实际物联网项目对学生进行训练。物联网专业所设置的课程包含软件开发、嵌入式、传感器网络、RFID以及系统移植等诸多方面,这些看似独立的课程在物联网系统的建立过程中交叉运用,相辅相成,形成一套完整的智能网络控制系统,最终实现物物相连。所以案例设计要完成对所开课程的覆盖,在自制设备所设置的实验项目基础上完成案例设计,点面结合,让学生体会到物联网理论体系与具体实践的关系,让教师在教学过程中有落脚点来直观阐述问题。

(三)制定突出软件工程专业特点的实践教学案例设计方案

物联网涉及通信、信息、电子、计算机、自动控制和传感技术等多个专业,在案例教学过程中应处理好物联网实践教学与软件工程基础课程的关系,在涵盖专业科目的基础上,运用基础学科理论知识。

(四)构建开放的物联网体系架构与实训模式

物联网系统构建应该始终坚持开放的原则,与国际领先物联网研究机构进行广泛、充分的互动合作。在参考国际物联网市场相关技术标准的同时,勇于创新,与国内外物联网产业对接,了解系统架构的广泛性,提高其可扩展性,为学生提供二次开发的学习机会。成熟的案例设计有助于学生在原有模式上完成创新项目,丰富实践案例,最终形成产业化产品,为专业实训模式的建立提供扎实的基础。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全等多领域。在教学案例的选择上要依据所开设实验项目内容及学生的水平,设计难度适中并能引发学生兴趣的案例,例如智能照明系统、智能家居和智能停车场等。

(五)确立完善的项目开发模式

物联网是个综合性学科,软硬件结合,又可细分为系统架构、终端界面设计、网络搭建和传感器节点设计等方向。在实例研究和教学过程中,应参考公司项目开发模式,根据项目功能进行模块划分。让学生在了解基本架构的基础上,根据自身兴趣针对某一方面进行深入学习和开发,加强专项人才培养力度。针对有创新想法的学生组建团队,参与竞赛或创新实验等,提高学生自主开发的能力。

实际教学实践过程表明,以案例为导向的实践教学过程在物联网教学过程中具有明显的优势,具体表现如下:1.通过设计全方位覆盖物联网方向专业课的实践案例,让学生体会到理论课程设置的关联性和整体性,进一步强化理论和实践教学;2.通过建立通用的工业级案例开发框架,为完成物联网案例库提供前期支持,同时为学生竞赛、项目驱动、创新创业项目提供开放体系框架参考,提高学生的学习主动性,激发学生的自主创新意识;3.通过构建案例教学实践体系,将项目实施作为主线贯穿于实践教学的全过程,提高学生的工程实践能力。

总之,物联网案例实践教学在自制设备设置实验项目上进行综合和强化,将理论和实验相结合,辅助完成软件学院物联网方向的理论和实践体系结构的建立。实践证明,以案例为导向的实践教学方法适用于物联网实践教学,同时也是物联网实践教学体系建立的必然需求。

摘要：物联网是目前各高校建立的新兴专业学科,具有多学科融合以及面向系统级工程应用的特点。文章从物联网实践教学的意义出发,分析了现有物联网实践教学存在的主要问题,并结合哈尔滨理工大学软件学院物联网实践教学过程,提出了案例导向的物联网实践教学策略。

关键词：物联网,案例教学,实践教学,教学方法

参考文献

[1]钱红燕,陈兵,燕雪峰.物联网教学实践体系研究[J].计算机教育,2011,(23).

[2]秦磊化,石柯,甘早斌.基于CDIO的物联网工程专业实践教学体系[J].高等工程教育研究,2013,(5).

3.室内物联网监控系统设计 篇三

【关键词】运动检测；烟火识别；无线报警；特征融合

1 引言

近年来，大量的高层家庭住宅、地下建筑和石化企业不断涌现。由于这些建筑的特殊性，发生火灾时不能快速高校地灭火。比如高层住宅区发生火灾时，消防人员不可能在短时间内到达火灾发生地点，在地下建筑中，由于环境比较潮湿，烟气不易扩散，消防人员不容易判定火源位置，同时在石化企业发生火灾时，将产生大量的毒气，消防人员容易发生中毒[2]。因此火灾给社会造成了大量生命和财产的严重损失，若能在火灾发生初期就进行识别报警，则可以减少各种损失，同时能让一台灭火机器人及时定位和灭火，将有重要的社会意义。

2 视频烟火探测系统

基于图像处理的火灾探测系统是一种以计算机为核心，结合光电技术和数字图像处理技术而研制的烟火自动报警系统。

利用摄像头对现场进行监视，对摄取的视频信号由图像采集卡捕捉为图像并输入计算机，根据图像特征进行处理和分析，然后产生报警信息并传播到相关责任人，同时将位置信息传到对应的机器人，灭火机器人启动云台搜索，发现火源后进行灭火。可以将系统分成烟火检测模块、报警模块、灭火机器人运动模块和分布式部署，下面几节将进行详细论述。

3 烟火检测模块

在室内的众多火灾中，通常烟和火是同时具备的，尤其是在封闭的环境下，烟的传播更广泛，同时传播的速度比火要快。因此笔者不采用闫厚等人提出的判断流程[1]，本文采用先判断是否有流动烟雾，然后判断火灾火焰的方法检测火灾。

为了后期部署和实施方便，本系统采用Visual C++平台编写算法，开始从网络服务器中获取BMP图像信息，然后进行烟火识别，最后给出是否报警的结论。

为了检验此算法，本文实验中采集和处理图像分别为以下三种情况，第一：当只有烟雾产生时，分别分析烟雾的初始形成阶段、积累扩散阶段和逐步散去阶段。第二：当只有火灾火焰产生时，分别分析着火阶段、扩散燃烧阶段和火焰逐渐熄灭阶段。第三：当火灾火焰和烟雾同时存在和发生时，分析整个流程的图像序列。通过分析这三种情况，能够及时发现烟火信息，并产生报警信号。

4 报警模块

报警模块主要负责报警信息的采集和传送，报警模块分为声音报警、短信报警和Web报警。

4.1 声音报警

当灭火机器人通过Timer定时访问远端报警数据库，检测到室内空间的任一CCD摄像头的报警DB发生变化，则室内空间有火灾报警信息，机器人第一时间产生声音报警。警示周围的人员有火灾险情，提示请尽快撤离，同时机器人开始搜索灭火。

4.2 短信报警

短信报警模块是室内的一个Android[8]的手机服务器通过Servlet实时访问报警DB，当检测到该区域内有火灾报警信息，则手机服务器自动将报警信息和位置发送到指定的负责人，通知负责人采取措施进行灭火。

4.3 B/S远程Web显示

远程Web报警即在任何可以访问互联网的地方都可以访问到各个室内传过来的报警数据，报警分为三个等级，实时刷新报警数据，当达到最高3级时，跳出报警窗口和图片，同时传送远端视频信息。报警信息包括：摄像机详细地址、摄像机标号、报警时间、报警级别、报警图和报警視频。

5 机器人搜索和灭火模块

移动机器人灭火系统可以分三个过程来考虑，首先是火焰目标的定位和识别，其次是移动机器人对火焰目标的跟踪，最后是开启灭火器灭火。所以本文中移动机器人主要由三大模块构成：视觉处理模块、火焰目标跟踪和灭火控制组成。

视觉处理模块完成火灾火焰目标的定位和识别，包括云台摄像机和ZC0301P摄像机的图像采集以及移动机器人对采集图像的分析的过程。

在移动机器人跟踪过程中，视觉模块通过对图像的预处理、特征提取，最终完成火灾识别，在这个过程中是通过彩色图像区域分隔法完成；火焰跟踪决策模块根据视觉模块得到的环境信息控制云台电机运作，跟踪火焰目标，使火焰目标重心图像坐标始终处于视频图像中心，并实时获取云台电机的转过角度，以此分析移动机器人自身所处的环境和位置；灭火控制模块主要通过对火焰的确认和灭火组成，机器人确认到合适的位置，通常在0.2-0.5米的位置，然后开始灭火，反复确认是否还存在火焰，直到灭火成功完成，然后发送灭火完成指令给服务器控制端，最后机器人回到原位。

6 分布式火灾检测部署

本文采用物联网的分布式系统架构来部署设备和系统，系统部署分为感知终端、数据采集分析和终端应用平台三个部分。

第一层除了感知层的摄像头还有时刻待命的灭火机器人，第二层为各个场所采集设备、数据库和Android手机服务器。第三层为统一数据中心和控制终端。

7 结论

本文在物联网的框架下，设计了一种分布式的室内烟火检测系统，将火灾检测、报警以及机器人灭火融为一体，同时对可能发生火灾的烟和火进行分别检测。通过实验表明，这种检测方法可以进一步的提高室内环境下火灾检测的准确性。因本文的灭火机器人是建立在DM-B2x0/450 型号的机器人基础上，灭火效果还有待进一步提高。

参考文献：

[1]闫厚、倪金生 基于网络摄像机的森林火灾烟火自动识别技术探讨[J].森林防火，2007（2）.

[2]迟权德、沈建华等 职能侦查灭火机器人的研究与开发[J].微型机与应用，2011（11）

4.物联网工程 认识实习 篇四

通信与信息工程学院

认识实习报告

（2016/2017 学年 第一学期）

实验名称：

认识实习学生姓名：

XXX 专

业：

物联网工程 学

号：XXXXXX 指导教师：XXX

物联网概述及主要技术

摘要：物联网被预言为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，受到各国政府，企业和学术界的重视。本文对物联网进行综述分析。首先介绍了物联网的起源，强调物联网在现代社会的重要性。然后详细的讨论了物联网的概念，特征，物联网的系统结构，物联网的应用，物联网系统结构中的四个层面以及主要技术。主要技术包括：射频识别技术，云计算技术，嵌入式系统等等。最后提到了物联网广泛地发展前景。

关键词：物联网 定义 系统结构 技术

ABSTRACT: Internet of things(IOT)is predicted the world’s information industry , a wave of economic and technological.A number of countries pay more attention to IOT.This text analysis the IOT.Firstly, introduce the origin of the IOT.Emphasize the importance of the IOT in the modern society.Then discussed the IOT’s concept , characteristics, system structure, applications and main technologies in detail.The main technologies include Radio Frequency Identification ,Cloud Computing ,Embedded System and so on.Finally, mention the development of IOT in the feature.Keywords: Internet of things

definition system structure technology

1.引言

过去的几个世纪中，人类经历了一系列技术革命，而每次革命都由某种主流技术所引导。18世纪发端于英国的工业革命开启了伟大的机械时代；19世纪下半页开始的第二次工业革命则迎来了非凡的电气时代。20世纪开启了影响更加深远的信息时代，爾网络与计算机技术成为这个时代的标志。进入21世纪以来，随着传感设备，嵌入式系统与 互联网的普及，物联网被认为是继计算机，互联网之后的第三次信息革命浪潮。物联网已经在全世界得到极大的重视，主要工业化国家纷纷提出了各自物联网发展战略。韩国的智能家庭，使民众可以远程控制家电设备，并享受高质量的双向互动多媒体服务。新加坡的下一代I-Hub，旨在通过一个安全，无处不在的网路实现下一代“U”型网络。北京邮电大学的张平教授给出了MUSE(Mobile Ubiquitous Service Environment)的发展趋势[1]。在我国，物联网已被视为战略性新兴产业，成为推动产业升级，经济增长的重要引擎。

2.物联网的概念

2.1物联网的定义

虽然物联网这个词汇已出现多年，但是一直没有给出权威的定义。不同的国家和研究小组对物联网的理解是不一样的。物联网没有一个精确切且公认的定义的原因：第一，物联网的理论体系尚处于发展时期，对其认识还有待深化，人们需要通过大量的理论研究和工程实践来透过现象看本质；第二，由于物联网与互联网，移动通信网，传感网等都有密切关系，不同领域的研究者对物联网思考所基于的出发点不同，短期内还没有达成共识。例如，在美国，学术界提出的普适计算（Pervasive Computing）和企业提出的智慧地球（Smart Planet）；在欧洲，学术界提出的泛在计算（Ubiquitous Computing）和企业界提出的传感网（Sensor Networks），都属于物联网的范畴[2]。

目前，物联网有一个被业界基本接受的定义：物联网是通过各种信息传感设备及系统，如传感器网络，射频识别（Radio Frequency Identification ,RFID），红外感应器，条码与二维码，全球定位系统，激光扫描器等和其他基于物物通信模式的短距离无线传感网络，按约定协议，把任

何物体通过接入网与互联网连接起来所形成的一个巨大的智能网络，通过这一网络可以进行信息交换，传递和通信，以实现对物体的智能化识别，定位，跟踪，监控和管理。

2.2物联网的特征

在了解了物联网的定义后，与传统的互联网相比，物联网到底有什么不同呢？

首先，它是各种感知技术的广泛应用。想要实现物物相联，就要通过各种类型与类别的传感器获取信息。每一个传感器都是一个信息源，采集不同内容与形式的信息。传感器获得的数据都具有实时性，并不断更新。

其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确的传递出去。

3.物联网的系统结构

3.1 感知层

感知层为物联网系统的第一层，主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量，标示，音频，视频数据等。主要利用各类传感器，RFID，二维码等技术完成信息采集。感知层的设备一般计算能力有限，主要的功能和作用是完成信息采集和信号处理工作，这类设备中多采用嵌入式系统软件与之适应。有以下几种主要技术：（1）射频识别技术

它是物联网中让物品“开口说话”的关键技术。在物联网中，RFID标签上储存着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网把它们自动采集到中央信息系统，实现物品识别。RFID技术可以识别高速运动的物体并可以同时识别多个标签，操作快捷方便。工业界经常讲RFID系统分为标签（Tag），阅读器（Reader）和天线（Antenna）3大组件。[3]阅读器通过天线发送电子信号，标签接收到信号以后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过天线接受并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机。

（2）传感器技术

在物联网中，传感技术主要负责接受物品“讲话”的内容。传感技术是关于从自然信息源获取信息并处理，变化和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器，信息处理和识别的规划设计，开发，制造，测试，应用及评价改进等活动。

（3）GPS与物联网定位技术

GPS技术又称全球定位系统，是具有海，陆，空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS作为移动感知技术，是物联网延伸到移动物体，采集移动物体信息的重要技术，更是物流智能化，智能交通的重要技术。

（4）二维码技术

二维码是采用某种特定 的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。使用若干个与二进制相对应的几何图形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识别以实现信息自动处理；二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，并能在很小的面积内表达大量的信息。

3.2传输层

传输层主要采用能够接入各种异构网的设备，如接入互联网的网关，接入移动通信网的网关等。其功能主要包括网络接入，网络管理和网络安全等。目前接入的设备多为传感网与公共通信网。传输层的主要技术有以下几种：

（1）移动通信网（Mobile Communication Network）

移动通信是移动物体之间，或移动物体与固定物体之间的通信。移动通信系统由两部分组成：空间系统和地面系统。

（2）互联网（Internet）

即广域网，局域网及单机按照一定的通信协议组成的国际计算机网络。

（3）无线网络（Wireless Network）

无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及频射技术。

（4）卫星通信（Satellite Communication）

卫星通信就是地球上的无线电通信站利用卫星作为中继而进行的通信。卫

星通信系统由卫星和地球站两部分组成。

3.3 支撑层

支撑层主要是在高性能网络计算环境下，将网络内海量的信息资源通过计算整合成一个可互连互通的大型智能网络，为上层的服务管理和大规模行业应用建立一个高效，可靠和可信的网络计算超级平台。在这一层次上需要采用高性能计算技术及大规模的高速并行计算机群对获取的海量信息进行实时的控制和管理，以便实现智能化信息处理信息融合，数据挖掘，海量数据存储等，同时为上层应用提供一个良好的用户接口。支撑技术有以下几种：

（1）云计算（Cloud Computing）

云计算是分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络庞大的计算处理程序自动拆分成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜索，计算分析之后将处理结果回传给用户。

（2）嵌入式系统（Embedded System）

嵌入式系统把计算机直接嵌入到应用系统中它融合了计算机软硬件技术，通信技术和微电子技术是集成电路发展过程中的一个标志性成果，物联网与嵌入式关系密切，物联网的各种智能终端大部分表现为嵌入式系统，可以说没有嵌入式技术就没有物联网应用的美好未来。

（3）数据库与数据挖掘技术

数据库技术是信息系统的一个核心技术是一种计算机辅助管理数据的方法，他研究如何组织和储存数据如何高效的获取和处理数据是通过研究数据库的结构储存，设计管理及应用的基本理论和实现方法。

3.4 应用层

应用层包括各类用户界面显示设备。以及其他管理设备等，这也是物联网系统结构的最高层。应用技术是指用于直接支持物联网应用系统运行的技术，应用层主要是根据行业特点借助互联网手段开发各类行业应用的解决方案，将物联网的优势与行业的生产经营信息化管理组织调度结合起来，形成各类物联网解决方案，构建智能化的行业应用。应用层技术包括：

系统集成（System Integrate）技术

系统集成是在系统工程科学方法的指导下，根据用户需求，选择各种技术

和产品将各个分离的子系统连接成为一个完整可靠，经济和有效的整体。并使之彼此协调工作发挥整体效益达到整体性能最优。

4.物联网的应用

4.1 智能家居

将各种家庭设备通过电信宽带固话和无线网络连接起来，实现对家庭设备的远程操控，与普通家居相比智能家居不仅有传统的居住功能，提供舒适安全，高品位且宜人的家庭生活空间还有原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，优化人们的生活方式。

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，家庭影院与智能家居操作系统，多媒体系统等[3]。

4.2 智能医疗

智能医疗系统借助实用的家庭，医疗传感设备，对家中的病人和老人的生理指标进行监测，并将生成的胜利指标数据通过电信网络或无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求，系统还提供相关增值服务，如紧急呼叫救助服务专家咨询服务终身健康档案管理服务的，智能医疗系统有望解决现代社会健康保健瓶颈问题。

5.结论

综上，物联网的技术还有很大的发展空间，有研究机构预计十年内物联网就有可能大规模普及这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。物联网被称为，继计算机，互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益大大节约成本，另一方面可以为全球经济复苏提供技术动力。目前美国，欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

参考文献：

[1]周洪波，《物联网技术 应用 标准和商业模式》，北京：电子工业出版社，2011.7 [2]张学记，《智慧城市：物联网体系架构及应用》，北京：电子工业出版社，2014.1 [3]黄东军，《物联网技术导论》，北京：电子工业出版社，2012.9

认识实习报告

说起来其实很惭愧，我作为一名物联网的学生，其实对物联网并不是很了解。选专业的时候也是听说这个专业前景很好，于是就选择了它。昨天听了老师的讲解，才对物联网有了一定的了解，并且觉得自己做了正确的选择，物联网是一项发展前景很好的新兴技术。

物联网到底是什么？物联网的英文为Internet of things，顾名思义就是把物体都连接到网络里，为的是给人们提供更多的便利。

既然想要把物体连接到网络中，就需要一些技术将物体的特性或是我们想要的东西传送到网络中。这就是物联网的第一个层面—感知层。在感知层中我们可以利用射频识别技术，传感器技术，二维码技术等等采集信息与数据。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，环境状态，行为态势等静动态信息进行大规模，分布式的信息获取与状态辨识，针对具体感知任务通常采用协同处理的方式对多种类，多角度，多尺度的信息进行在线和实时计算，并与网络中的其他单元共享资源进行交互与信息传输。

我们想要使用这些信息，就需要使用互联网进行传递。这是物联网的第二个层面—传输层。物联网技术的重要基础和核心仍是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息是时准确的传递出去。但是物联网上的传感器定时采集的信息数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中为了保证数据的正确性和及时性必须采用更有效的技术手段以适应各种异构网络和协议环境。

我们通过感知层获得，传输层传递的信息量十分大，此时我们需要一个高性能的网络计算环境，这就是物联网的第三个层面—支撑层。在这个层面中，将网络内大量和海量信息资源通过计算整合成一个互连互通的大型智能网络，为上层的服务管理和大规模行业应用建立一个高效，可靠和可信的网络计算超级平台。例如，云计算技术，嵌入式系统等等。

将这些技术整合到一起以后，我们就可以生活在一个物联网世界中了。在物联网世界中，当你在休息间隙想念自己的孩子时，打开手机可以随时看到孩子在学校的状态。当你忙碌了一天准备回家时可以用手机发出指令，让空调开始工作，让电饭煲开始煮饭。当你在网上买了一瓶红酒时，可以使用RFID识别

技术，从葡萄到酒的过程一览无余。这些都是我们对物联网世界美好的设想，想要达到还需要我们不断的努力与学习。

再了解了物联网的概念后，我们在老师的带领下参观了一些学校做出的成品。首先参观的是一个智能水文监测系统，这个系统可以实时的监测水源的水温，酸碱度，是否被污染等各项指标。如果有不合格的水，会排到另外的地方再次进行检测，根据它的各项指标把水排到可以利用的地方。接下来参观了一个智能气象站，通过各种不同类型的传感器可以监测到温度，湿度，风速，风向通过处理后反映在显示屏上。然后参观了感知农业，通过传感器接收到各项指标后根据用户需求随时进行处理为设施农业综合生态信息自动监测，对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。然后是最贴近我们生活的一部分，智能家居。通过物联网技术我们可以利用手机控制窗帘，控制家里空调的温度，控制灯泡的开关等等。只要有一部小小的手机在手，就可以控制家里的一切。在商场中我们可以利用射频识别技术来防盗。在物流公司中利用射频识别技术来进行计数和货仓管理，省了许多人力物力。

当然物联网的发展还存在着许多的问题。比如物联网的安全问题。在应用层，我们需要注重隐私信息保护，计算机数据销毁，知识产权保护等。在业务支撑管理层需要有高强度数据机密性和完整性服务，入侵检测和病毒检测。在核心网络层要保证数据在传输过程中不泄露内容，不被非法篡改等。这些问题都等待着被我们解决。

5.物联网工程就业前景 篇五

物联网工程专业设置高校及就业方向：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、信息安全等的设计等。

**年度经教育部备案或审批同意设置物联网工程专业高校：

6.对物联网工程的大概认识 篇六

什么是物联网？物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这应该是有两层意思的：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间的信息交换和通信。信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，万物的连接就形成了物联网。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，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。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。物联网最初在1999年被提出的，即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这是通过互联网络实现信息交换和共享实现对物品的“透明”管理。采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

在网上查阅知识得知，物联网主要解决物品与物品(Thing to Thing,T2T)，人与物品(Human to Thing,H2T)，人与人(Human to Human,H2H)之间的互连。但是与传统互联网不同的是,H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接,从而使得物品连接更加的简化，而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互连。因为互联网并没有考虑到对于任何物品连接的问题，故我们使用物联网来解决这个传统意义上的问题。从本质上而言，人与机器、机器与机器的交互，大部分都是为了实现人与人之间的信息交互。

物联网技术是一项综合性的技术，是一项系统，目前国内还没有哪家公司可以全面负责物联网的整个系统规划和建设，许多专家认为关于物联网的规划和设计以及研发关键在于RFID、传感器、嵌入式软件以及传输数据计算等领域的研究。根据物联网的实质用途可以归结为三种基本应用模式：其一，对象的智能标签；其二，环境监控和对象跟踪；其三，对象的智能控制。物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机，这是物联网运用的初级模板。

7.基于物联网的农业系统设计 篇七

关键词：智慧农业管理,物联网,农业物联平台

农业现代化是时代和科学技术发展的必然趋势, 而物联网技术是农业现代化的新生力量, 其能够推动最新科技与农业现代化迅速结合。物联网技术应用于农业, 可实现对农业环境监测、空气湿度监测和虫害防控等实时监测, 最终合理利用农业土地资源, 快速管理农业系统中出现的防护问题, 并提高农业产量和质量。

1 物联网应用基础

物联网近些年, 在政府的推动下, 基于物联网的应用已有众多应用, 物联网的应用研究也被众多大学科研机构研究设计。农业示范基地也加快了物联网技术的应用, 并对农业生长进行全程实时监控和管理, 最终保证农业系统的智慧管理。传统农业管理模式已在物联网技术的改造下, 做出巨大贡献, 部分科学技术发达地区, 已实现对农作物防护、农作物浇灌和肥料供给等物联供给应用。现代物联农业管理模式如图1所示。

2 基于物联网的农业系统设计

2.1 智慧农业管理架构

为实现智慧农业的科学化管理, 将智慧农业管理分为五大管理结构, 其包括田间气象管理、种子农药管理、电水利管理、行政支持管理和虫害防治管理。按照图2框架图实施。

(1) 田间气象管理, 即主要包含对田间环境进行监测, 实时把握田间农作物的生长、湿度要求和温度监测等工作, 为电水利管理提供数据支持。

(2) 种子农药管理, 即通过招标, 选拔优良品种种植, 方便农户和供应商的联系。

(3) 电水利管理为田间无人浇灌提供技术支持, 减少人力劳动, 其从田间气象管理获取相关数据信息。

(4) 虫害防治管理, 即对重大虫害进行积极响应, 并选取合适农药进行喷洒。

(5) 行政支持管理能够给农户提供更多政府优惠政策支持。

2.2 智慧农业系统设计

针对智慧农业管理架构, 可设计智慧农业系统, 其包括的子系统有农业环境监测子系统、空气湿度监测子系统、虫害防控子系统、自动浇灌子系统和紧急通知等子系统。智慧农业系统如图3所示。

3 结语

本文主要基于物联网的农业系统进行设计, 从农业管理架构的宏观设计开始, 逐步深入对智慧农业系统进行子系统设计, 最终实现基于物联网的现代化农业。

参考文献

[1]杨震.物联网及其技术发展[J].南京邮电大学学报:自然科学版, 2010, 30 (4) :9-14.

[2]王保云.物联网技术研究综述[J].2009, (25) 12:1-7.

[3]晏发斌, 周航, 白建明等.浅谈计算机信息技术与我国农业现代化[J].现代农业科技, 2007 (2) :143—144.

8.十大领域启动物联网应用示范工程 篇八

通知首先介绍了物联网技术研发及产业化的专项目标：结合国民经济和社会发展的重大需求，以重点领域的物联网应用示范为依托，着力突破制约我国物联网发展的关键核心技术，为物联网规模化发展提供有效的产业支撑；制定基础共性技术标准，完善物联网标准体系，着力解决我國物联网应用的互联互通问题；依托已有基础，建设公共服务平台，着力解决检测认证和标识管理问题；加强产业自主创新能力建设，着力培育发展一批物联网技术研发和产品设备制造优势企业。

另外，通知还要求各部门、单位统筹推进物联网关键技术研发及产业化、标准体系和公共服务平台建设，着力突破核心关键技术，完善产业链，为重点领域物联网应用示范提供有效支撑。其中，关键技术研发及产业化方面要求有四大方面：首先是低成本、低功耗、微型化、高可靠性智能传感终端；智能仪表方面，要求集传感器、微处理器、智能控制和通信技术为一体的智能化、网络化仪器仪表等；网络传输设备方面，要求物物通信技术和传感器网络通信产品，如：自组织通信网络、无线传感网设备，基于TD-SCDMA技术的M2M通信模块等；信息处理产品方面，要求物联网海量信息分析与处理、分布式文件系统、实时数据库、智能视频图像处理、大规模并行计算、数据挖掘、可视化数据展现、智能决策控制以及基于物联网感知层与传感层间数据接入中间件（包括物联网传感节点标识定位、底层解析软件）等。

9.物联网工程设计案例 篇九

物联网的定义是通过射频识别(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，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

而网络工程有3大块：交换机路由器， WINDOW系统服务， linux系统， 2者之间关联很大，只是他们倾向的有所不同罢了。

物联网是以计算机科学为基础，包括网络、电子、射频、感应、无线、人工智能、条码、云计算、自动化、嵌入式等技术为一体的综合性技术及应用，它要让孤立的物品(冰箱、汽车、设备、家具、货品等等)接入网络世界，让它们之间能相互交流、让我们可以通过软件系统操纵himer、让himer鲜活起来。

科技创新改变生活，物联网以及延伸的人工智能必将为未来带来自便利的美好生活。人类总是在追求自便利的美好生活，物联网很有前瞻性。下一波的IT浪潮就是云计算、物联网、人工智能、生物技术。 目前物联网是新新事物，教学资源紧张是正常的，新新事物风险和机遇并存。

10.南京邮电大学物联网工程教学计划 篇十

“网络工程（物联网与传感网技术）”专业培养计划

所属学院：

物联网学院

标准学制：

四年

学科门类：

工学

专业代码：

080613W

专业门类：

电气信息类

授予学位：

工学学士

一、培养目标

本专业培养适应社会主义现代化建设和信息产业发展需要，在德、智、体、美诸方面全面发展，培养基础扎实、知识面宽、实践能力强，具有创新精神、较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感，拥有扎实的通信技术、通信系统、网络工程和网络管理等方面的基础理论和系统专业知识，能在物联网与传感网技术等相关领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等方面工作的高级专业技术人才。

二、培养规格

本专业培养应用型人才，通过学习达到以下基本培养规格要求：

1.掌握马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本原理和“三个代表”重要思想，热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导；树立正确的世界观，人生观和价值观，愿为社会主义现代化建设服务，为人民服务，有为祖国富强、民族昌盛而奋斗的志向和社会责任感；具有敬业爱岗、艰苦奋斗、热爱劳动、遵纪守法、团结协作和诚实守信的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。

2.本专业学生主要学习通信系统、通信网络、网络工程以及物联网与传感网等方面的基础理论、组成原理和设计方法，掌握各类通信设备的基本原理、技术性能以及综合系统的组成、运行、管理等知识，熟悉物联网、传感网以及相关支撑技术，具备从事物联网技术研究和应用开发的基本能力。

本专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

（1）掌握通信学科的基本理论、基本知识；

（2）掌握网络工程学科的基本理论、基本知识；

（3）掌握各种通信网络（包括无线、有线通信网络和计算机网络等）的组成和基本原理，以及相关的研究、设计、调测、维护运行﹑优化和管理的初步能力；

（4）系统地掌握物联网技术的专业基础理论知识与技术方法，具备开展研究、设计和开发物联网与传感网应用系统的专业技能；

（5）接受科学思维与科学实验方面的训练，具有综合相关理论、知识与方法进行物联网研究和技术开发的运用能力；

（6）熟悉国家和企业有关网络管理的方针、政策和法规；

（7）掌握文献检索、资料查询的基本方法，能熟练阅读本专业外文资料；

（8）具有较强的计算机应用能力和科学研究与实际工作的能力。

3.具有一定的体育运动和军事基本知识，掌握科学锻炼身体的基本技能，养成良好的体育锻炼习惯和生活卫生习惯，达到国家规定的大学生体质健康和军事训练标准，具备健全的心理和健康的体魄，具备一定的美育修养，能够履行建设祖国和保卫祖国的神圣义务。

三、主干学科与交叉学科

信息与通信工程、计算机科学与技术、电子科学技术。

四、主干课程

电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、通信原理、数字信号处理、数据结构、计算机组成原理、操作系统、通信与计算机网络、通信网基础﹑网络安全技术、电磁场与电子识别技术、IP网络技术及应用、嵌入式系统原理与应用等。

五、专业方向及特色

电信网络、物联网与传感网。

六、自主个性化学习学分要求

至少修满10学分，详见《南京邮电大学本科生自主个性化学习实施办法》和《物联网学院自主个性化学习分考核标准一览表》。

七、毕业学分要求

11.物联网工程设计案例 篇十一

关键词：物联网；技术特点；教学体系

2009年8月温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”后，同年11月温总理在人民大会堂向科技界发表《让科技引领中国可持续发展》的讲话，指出国家重点发展的五大战略性新兴产业，其中就包括物联网关键技术。在此背景下，为积极参与“感知中国”及物联网关键技术的研究以及扩大在物联网领域人才培养方面的优势，2009年9月全国高校首家物联网学院在南京邮电大学成立。2010年初，教育部下达了物联网专业申报通知，全国众多高校积极申报，最终全国共有37所高校获准开设物联网工程及相关专业。

一、物联网涉及的关键技术分析

物联网是互联网的应用拓展和网络延伸，它利用感知技术对现实物理世界进行感知，通过网络传输，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和无缝对接，达到对物理世界进行管控、决策的目的。物联网产业包括传感器、射频识别（RFID）为主的感知制造业，通信网络设备制造、传感器网络设备制造以及机器到机器（M2M）网络设备制造等为主的基础网络制造业和提供网络传输、信息处理以及运营服务等的应用服务业等。因此，物联网可以分为三个层次：感知层、网络层和应用层。

１．感知层关键技术

感知层是物联网的最底层，主要负责物品的标识、信息感知采集，主要是由基本的感知器件完成，包括RFID、二维码、传感器、红外感应等。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

网络层负责物联网感知层感知信息的接入、融合、交换与传递，在物联网三层架构中起到承上启下的作用，是实现数据交互、物物相连的关键。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

应用层对经网络层传输过来的感知信息进行处理，主要由业务支撑平台、服务支撑平台、网络管理和信息处理平台等构成，共同完成信息的计算、分析、存储、挖掘等功能，供用户使用和决策。核心技术包括云计算、中间件技术、海量数据存储、检索以及虚拟技术等。

二、物联网工程专业培养目标与教学体系关系研究

１．正确处理好物联网工程专业培养目标与社会人才需求关系

物联网工程专业是一门综合型、交叉型、跨学科的新型学科，涉及信息的感知、处理、传输、应用等关键技术。物联网工程专业以通信和计算机技术为基础，专业知识涉及通信、电子、自动化、计算机、安全等多个专业，目标在于培养掌握多学科基础知识和物联网相关理论、技术，适应物联网产业需要的应用、开发、管理方面的复合型人才。目前社会对于物联网方面的专业人才需求非常大，但各个行业需求所涉及的领域各不相同，有智能交通、智能电网、智能农业、智能水利、智能安防、智能服务等各个领域。因此，各高校在培养过程中一定要定位清晰，不然培养出来的人可能是懂得多但是不精，不是社会真正需要的专业人才，尤其是跨专业复合型人才。

２．正确处理好物联网工程专业教学体系和其他相关专业教学体系的关系

现在许多高校将物联网工程专业挂靠在计算机学院、通信学院等相关院系，或在计算机学院或通信学院等相关院系基础上成立物联网学院，拟开设十几门冠以“物联网”技术的课程，脱离计算机、通信相关专业的相关教学体系。笔者认为，这样的课程设置是有待商榷的。从物联网技术背景来看，通信、计算机是物联网技术发展的基础，物联网是计算机科学与技术、电子科学与技术、网络工程、自动控制、数学和物理公共学科、通信工程、信息安全等多种学科紧密结合，在具体技术应用中的产物。因此要正确处好物联网工程专业的课程设置与相关专业的课程设置之间的关系。

３．根据学校办学特色，正确处理好理论教学与课程实践的关系

国内高校经过近几十年的发展，每所高校在相关的学科建设方面都有各自的强势学科、优质师资以及良好的实验教学环境，有别于其他高校的教学特色。例如南京大学在计算机系统教学和体系结构研究方面具有优势；东南大学在RFID技术研究应用方面具有优势；北京邮电大学在WSN应用研究方面具有优势。因此在物联网工程专业建设过程中，各个学校应该充分发挥自己的专业优势，因地制宜，扬长避短，寻找适合自身特点和专长的方向进行教学和研究，形成不同的物联网工程专业特色。

在物联网高速发展的今天，高校培养的物联网工程专业学生要能够满足社会对物联网专业人才的需求，这就要求高校在专业培养目标、教学体系设计、课程设置上紧跟物联网技术发展、企业需求、社会进步。

参考文献：

［1］沈苏彬，范曲立．物联网的体系结构与相关技术研究［J］．南京邮电大学学报，2009．

［２］赵海霞.物联网关键技术分析与发展探讨［J］．中国西部科技，2010．

［３］吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考［J］．计算机教育，2010．

［４］钱红燕，陈兵，燕雪峰.物联网教学实践体系研究［J］．计算机教育，2011．

12.感知矿山物联网智慧照明系统设计 篇十二

我国煤矿大多数为地下开采, 现有的煤矿巷道里一般每隔20m左右安装一个矿井照明灯。其控制沿用传统的人工控制方式, 需要人为开关, 且通常为“长明灯”状态, 管理方式落后, 在没有人员工作的巷道里, 无形中造成电能的浪费, 存在低智能化、高能耗的问题。随着感知矿山物联网时代的到来, 这种低智能化的矿井照明系统已不能适应“智慧矿山” 的需要。

智能照明系统的控制方法可分为三大类:有线控制、电力线载波控制和无线射频控制, 其中无线射频控制是目前主流的控制方法[1]。这也是煤矿物联网的主流技术, 即所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来, 实现智能化识别和管理[2]。

本文结合矿山物联网相关技术[3]提出建立一套具有感知、传输和控制功能的矿井智慧照明系统。 该系统由内嵌于矿井照明灯中的无线感知模块构成感知层网络, 采集井下移动目标分布信息, 以自主控制照明灯的开启和关闭, 从而避免“长明灯”现象;同时通过传输网络将各节点状态信息上传至地面监控中心, 便于节点的控制和维护;遇险时还可用于避险, 指示逃生方向。

1系统架构

在业界, 煤矿物联网大致被公认为有3个层次: 底层是用来感知数据的感知层, 第2层是数据传输的网络传输层, 最上层是信息应用层[2]。感知矿山物联网智慧照明系统架构基于物联网的3层结构, 如图1所示, 包括地面监控中心、矿井传输网络和无线感知网络3个部分。其中, 无线感知网络既有属于网络传输层的设施也有属于感知层的设施。

(1) 无线感知网络。无线感知网络由Sink节点和无线感知子网组成, Sink节点属于网络传输层设施, 而无线感知子网属于感知层设施。 每个Sink节点对应若干路由节点和终端节点, 路由节点和终端节点构成了自主控制的无线感知子网络[4-5]。

无线感知子网的主要功能:一方面负责采集终端节点分布信息并进行判别, 以完成照明自主控制; 另一方面各子网通过路由节点转发自身位置和状态信息及终端节点信息, 进而汇聚到Sink节点, 实现与无线传感网络的信息交互。

无线感知网络在无线感知子网功能的基础上, 将子网中路由节点上传的信息加上Sink节点的位置及状态信息转发给矿井传输网络。

(2) 矿井传输网络。矿井传输网络属于网络传输层设施, 是无线感知网络和地面监控中心通信的桥梁, 负责把无线感知网络收集的信息传送给地面监控中心, 并把地面监控中心的指令信息传送给无线感知网络中的Sink节点。

(3) 地面监控中心。地面监控中心属于应用层设施, 对无线感知网上传的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断, 并将结果按特定的形式进行存储、显示以及反馈控制, 必要时发出应急避险指示, 实现井上与井下的信息交互[6]。

2无线感知子网节点设计

依据该智慧照明系统的架构, 考虑到当前煤矿井下安全避险“六大系统”的建设政策和标准, 避免基础设施建设的浪费, 系统中的地面监控中心、矿井传输网络和无线感知网络的Sink节点均可沿用原有设施, 本文主要设计了无线感知子网。

无线感知子网包括矿井照明灯、无线感知模块和标签3个部分, 如图2所示。照明灯自带开关控制器, 可独立地完成照明状态的控制功能;无线感知模块内嵌于矿井照明灯中, 作为子网的路由节点;标签具有唯一标志号, 由井下移动目标携带, 作为子网的终端节点。

设计中, 终端节点采用通用有源RFID电子标签, 可按需求直接购买产品或者使用矿井原有标签。 路由节点由矿井照明灯、指示灯、照明控制器和无线感知模块组成, 如图3所示。

( 1 ) 照明灯采用矿用隔爆型LED巷道灯 。

( 2 ) 指示灯采用消防疏散LED指示灯 。

(3) 照明控制器采用NCL30082LED驱动器。

(4) 无线感知模块为无源RFID读识器, 采用内核为STM32W108的EMZ3048C芯片。

(5) 整个节点通过所连接矿井照明灯的供电系统进行供电。

3系统控制过程实现

智慧照明系统控制流程如图4所示, 系统控制过程主要包括地面监控中心控制和无线感知子网控制2个部分。地面监控中心的控制自上而下贯穿整个系统, 一方面向井上工作人员展示井下各节点的实时工作状态, 一方面向井下工作人员传达井上发出的工作指示。无线感知子网控制是一个自主的智慧控制子系统, 无线感知子网路由节点根据终端节点的标签号自主控制照明灯的工作状态。

3.1地面监控中心控制

地面监控中心控制实现井上与井下的及时、高效交互, 包括显示控制和避险指示控制2个部分。

(1) 显示控制。显示控制部分将系统中各节点的地理位置及工作状态信息以网页形式输出, 并直观地显示, 当井上工作人员发现有节点不能正常工作时, 便可及时对相应节点进行维护。

(2) 避险指示控制。避险指示控制是矿井下遇到灾难时的一种应急控制。由地面监控中心发出信号, 经矿井传输网络传输给无线感知网络, 并由无线感知网络的Sink节点以广播的形式传送给子网的各路由节点, 再由路由节点中的无线感知模块指示照明灯控制器, 以流水灯模式开启消防疏散指示灯, 为矿工指示正确的逃生方向。

3.2无线感知子网控制

无线感知子网控制过程:装有无线感知模块的路由节点采集进入其覆盖区域的终端节点标签号, 并将这些信息直接或通过多跳路由转发给Sink节点;然后, 由路由节点的无线感知模块对这些标签号进行分析判别, 将相应的工作状态传送给照明灯控制器;最后, 由照明灯控制器设置照明灯的相应工作状态。

(1) 终端节点控制。终端节点每隔2s向感知模块发送一次标签号, 采用多发筛漏防碰撞算法, 无线感知模块收到标签号后返回确认帧。帧格式如图5所示。其中2个字节的标签号格式如图6所示, 动作位没有使用, 为0;后15位为卡号。

(2) 路由节点控制。1标签号采集和转发, 路由节点的无线感知模块EMZ3048C内核STM32W108集成了符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz收发器, 路由节点通过EMZ3048C的内置天线采集终端节点发送的信息, 并加上自身位置及状态信息, 按照无线感知网络的路由协议汇聚到Sink节点[7]。2标签号判别, 子网中的终端节点由井下移动目标携带, 并具有唯一标志号, 因此, 通过标志号可以判断出在照明区域下工作的移动目标是矿工还是移动设备 (如机车) 。标签号判别流程如图7所示, 无线感知模块采集终端节点的标签号, 若无, 照明灯为关闭状态;若有, 进行标签号分析判别, 如果是矿工的标签号, 则照明灯为开启状态, 如果是移动设备的标签号, 则照明灯为关闭状态。

4结语

介绍了感知矿山物联网智慧照明系统的架构, 设计了无线感知子网路由节点, 讨论了系统控制实现的具体流程。

感知矿山物联网智慧照明系统是物联网技术的一个典型应用, 不但可以工作于全自动状态, 根据终端节点标志号自动切换照明状态, 达到节能效果;还可以由地面监控中心进行全局控制, 作为应急照明系统, 指示逃生方向, 具有避险功能。

参考文献

[1]刘国贵.基于RF无线通信网络的建筑照明节电控制系统终端设计[D].济南:山东建筑大学, 2009.

[2]孙彦景, 钱建生, 窦林各.煤矿物联网络系统理论与关键技术[J].煤炭科学技术, 2011, 39 (2) :69-72.

[3]张申, 丁恩杰, 徐钊, 等.物联网与感知矿山专题讲座之三——感知矿山物联网的特征与关键技术[J].工矿自动化, 2010, 36 (12) :117-121.

[4]詹杰, 吴伶锡, 唐志军.基于ZigBee的智能照明控制系统设计与实现[J].电力电子技术, 2007, 41 (10) :25-27.

[5]周晓伟, 蔡建平, 郑增威.基于ZigBee传感网的楼宇智能照明控制系统的设计与实现[J].计算机工程与科学, 2009, 31 (8) :150-152.

[6]黄成玉, 李学哲, 张全柱.基于物联网技术的煤矿综合自动化系统[J].煤矿安全, 2012, 43 (9) :108-110.

13.物联网在电气工程中的应用 篇十三

物联网技术的起源和现状：

1、物联网的起源：

物联网的理念最早出现于比尔盖茨的《未来之路》，只是当时受限于无线网络、硬件及传感器设备的发展，并未引起世人的重视。1998年，美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想。1999年，“物联网”的概念由美国麻省理工学院的Auto-ID实验室首先提出。其提出的物联网概念以RFID技术和无线传感网络作为支撑。2005年，国际电信联盟（简称 ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出物联网的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临。世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。2008年11月，IBM提出“智慧地球”构想，从此作为经济振兴战略。

2物联网的现状：: 2.1国外：

（1）美国

奥巴马总统就职后，很快回应了IBM所提出的“智慧地球”，将物联网发展计划上升为美国的国家级发展战略。该战略一经提出，在全球范围内得到极大的响应，物联网荣升2009年最热门话题之一。那么什么是“智慧地球”呢？就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。智慧方法具体来说是以以下三个方面为特征：更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化。

（2）欧盟

欧盟围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作。2006年成立了专门进行RFID技术研究的工作组，该工作组于2008年发布了《2020年的物联网——未来路线》，2009年6月又发布《物联网——欧洲行动计划》，对物联网未来发展以及重点研究领域给出了明确的路线图。

（3）日韩

2009 年8月，日本将“u-Japan”升级为“i-Japan”战略，提出“智慧泛在”构想，将物联网列为国家重点战略之一，致力于构建个性化的物联网智能服务体系。2009年10月，韩国颁布《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新的增长动力，并提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础设施，打造未来超一流信息通信技术强国的目标。

法国、德国、澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网发展战略，加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。各国竞相争夺信息技术制高点。

2.2国内：

我国在物联网领域的布局较早，中科院早在十年前就启动了传感网研究。在物联网这个全新的产业中，我国技术研发水平处于世界前列，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的四个发起国和主导国之一，其影响力举足轻重。

2009年8月，温家宝总理在无锡视察时指出，要在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的传感信息中心或“感知中国”中心。物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，并写入政府工作报告中。2009年11月，总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展，到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业的发展。

当前，中国“十二五”规划已经明确提出，发展宽带融合安全的下一代国家基础设施，推进物联网的应用。物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署。物联网的基本架构和关键技术：

物联网的定义：

物联网从提出到现在并没有一个明确的定义，目前较为全面的定义是中国物联网大会提出来的：凡是有传感器和传感技术而感知物体的特性，并按照固定的协议，实现任何时候物与人之间、人与物之间、人与人之间互联互通，实现智能化识别，定位跟踪管理的网络就是物联网。物联网是信息化和工业化发展、融合的必然结果，是信息技术和传感、控制技术融合的产物。物联网可视为互联网的扩展，从人与人之间的联系扩展到物与物，物与人之间的信息交换。

物联网的基本构架：

物联网的基本构架由三层组成，分别是感知层、网络层和应用层。

感知层由物体的传感器如射频识别装置（EFID）、红外线感应器、激光扫描仪等及其他的控制、执行设备联网组成。网络层包括接入网和通信网，包含了TCP/IP协议、互联网应用协议等各种通信协议和互联网协议栈。应用层是基于Web浏览器的应用，如智能电网、城市管理、智能家居、智能交通、工业监控等具体某一领域的引用方案。物联网的关键技术：

（1）感知层技术：

射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频电子设备产生射频信号或空间电感耦合或电磁反向散射耦合自动识别目标对象并获取单个或多个对象信息数据，并且可以通过读写设备跟新对象信息数。完整的射频识别系统宝库RFID标签，RFID读写器和RFID数据管理系统。非接触式IC卡自动收费系统就属于典型的射频识别系统。

无线传感器网络是通过部署在敏感区域的传感器实现信息感知、数据处理并通过互联网、移动通信网等传输方式实现信息交互和传递，每个传感器网络节点可根据程序算法进行独立响应流程或将数据传输至综合数据分析系统实现智能决策和控制，并完成人与人、人与物、物与物的全面互联网络，具有低功耗、自组织、低速率、短距离等特点。

（2）网络层技术

接受网关接受下属节点上传信息，实现信息汇集和组网控制并具有向下属街道转发信息的功能。由于下属节点所具有的组网和通信协议的差异性，接入网关还应该具有协议转换功能。IPv6技术地址长度为128bit，地址空间增大，解决了IPv4地址不足的难题，理论上可以满足物联网的需求。同时，该技术增强了对组播、对流以及自动配置的支持。与互联网中域名解析服务类似，对象名解析服务可以实现将一个物体定位在物联网某一具体地点的功能。

（3）应用层技术

情景感知技术赋予物联网中的物体检测和感知它所处环境或状态变化的能力，帮助只能系统更好地跟踪环境和状态变化，提供优质的服务。云计算式基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态扩展且经常是虚拟化的资源。

泛在网络是基于个人或社会需求，通过信息网络通信技术，实现个人与个人、个人与设备、设备与设备之间进行信息感知获取、数据传输存储、智能决策功能，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。泛在网络不仅包括物与物之间的交流、还包括物与人、人与人之间通信，是全方位沟通物理世界与信息世界的桥梁。

物联网要实现物与物之间的信息交换，就需要让物体具有“智能”，能够将自身的信息识别采集并传递给其他物体或者上传数据中心。射频识别技术是一种自动识别技术，实现了物理世界和信息世界的无缝融合，可将其视为一种特殊的传感器。由于物体具有数量大，所处位置复杂等特点，采用有线通讯方式是不经济，不现实的，因此，通过构建无线传感器网络来交换信息成为必然。物联网除了实现物与物之间的交流，还包括了物与人、人与人之间的通信。泛在网络是物联网技术的更高级形式，他高度融合了信息通信网、互联网、物联网，可实现复杂网络类型、多行业特征、异构信息技术的深层次组织融合和系统运行。

物联网在电气工程中的应用：

物联网技术是当前世界新一轮科技和经济发展的战略制高点之一，在各个行业都有广泛的应用。目前物联网在电气工程领域中的主要作用集中在一下几个方面。

智能电机：

优势：智能电机的开发和推广，大大推动电气行业的发展，国内智能电机的使用都已经达到国际上的先进的水平，并且这样的产业可以带动全国的相关产业的不断的发展，将自动化产业带上了一个新的高度，形成了新的发展趋势。

特点：智能电机具有加速系统设计、更高的绩效、更好的预测和预防停工期的能力、对制造业过程变化的更快反应

现状：现阶段智能电机的服务领域也是非常的广泛的，在机电行业中也是重要的设备之一。国内智能电机的使用都已经达到了国际上的先进的水平，将自动化产业带上一个新的高度。

智能电机控制：

概念：智能电机控制又名智能马达控制。即通过关键的过程信息之间的交流，提供较高的电机绩效，增强电机的保护功能，使通讯更好，启动更快。

构成：智能电机控制(SMC)将工业中的电机控制解决方案与集成架构相结合，最大化控制效率和电机利用率，使其易于启动和操作。集成架构由Logix控制平台和FactoryTalk(R)的制造软件集成套件组成

优势：加速系统设计、更高的绩效、更好的预测和预防停工期的能力、对制造业过程变化的更快反应。该集成方式采集的有关电机绩效的数据有助于改善操作各步骤中的决策，同时允许更高效的系统组态和监测。现状与展望：现阶段智能电机的服务领域也是非常的广泛的，在机电行业中也是重要的设备之一，在数控机床的使用中，智能电机也能够更好的发展，扩大自己的市场占有的份额从而推动着电气行业的大力发展，对于滞留电机的发展已经形成了一个固定的模式，未来的电气世界还是由智能电机来进行掌控。智能电机控制的功能：

直接启动：智能电机控制(SMC)提供完整的带有Device Net 通讯的Allen-Bradley电子式电机保护继电器，用户可以实时的访问状态信息、点击性能数据、诊断信息以及执行控制功能。软启动：智能电机控制(SMC)可以使由交流感应电机满电压启动引起的磨损最小化，获得更长的系统寿命，同时最小化突入电流引起的线电压扰动，从而减少停工期。变速控制：对于客户面临的绝大多数应用场合和功率需求，智能电机控制(SMC)Allen-Bradley;Power Flex;系列交流变频器提供解决方案。Power Flex 交流变频器提供多种电机控制技术，从应用于最简单控制的压频比控制方式，到FORCE;磁通矢量控制专利技术，为感应式电机和永磁电机提供了低速/ 零速性能。

智能电机控制在行业中的应用：

1、实现水和污水行业的关键绩效和效率需求

智能电机控制(SMC)的低压和中压应用解决方案可用于降低水泵的能耗、增加功率因数和使机械磨损最小化等

2、报纸印刷行业的电子传动轴解决方案

使用Allen-Bradley(R)Power Flex(R)700S 交流变频器构成的新式电子传动轴解决方案减少了印刷停工时间和帮助印刷行业的自动化投资实现最大化。该系统利用Power Flex 700S 交流变频器的精确定位能力，取代了报纸印刷、金属薄片成型和其它张力控制应用项目中已过时的机械传动轴和齿轮箱。总结：

使用智能电机的最大的好处就是可以进一步的促进生产的速度和效率，并且大大的节约了机器的消耗，从通信的方式进行全面的控制，这样也可以指定模拟的动向，通过智能的系统将信息和数值进行传递，并且在一定程度上节省了用户的设计空间，从性能上进行了彻底的优化工作，从根本上促进了设备的生产效率。

智能电网：

定义：

智能电网通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，对信息进行整合分析，以此来降低成本，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达到最优化。国网公司定义其为统一的坚强智能电网，即以统一规划、统一标准、统一建设为原则，以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的国家电网。

基础：集成的、高速双向通信网络

技术：先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术

目标：电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全

主要特征：自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行 先进性：

通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。

实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。

建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息，合理安排电器使用；电力企业可以获取用户的详细用电信息，为其提供更多的增值服务。具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入。

信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生。

柔性交/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。

总结及展望：

总结：当前，在应对国际金融危机的过程中，为抢占未来经济、科技发展制高点，发达国家普遍加快当前，在应对国际金融危机的过程中，为抢占未来经济、科技发展制高点，发达国家普遍加快了新能源、新材料、信息网络技术、节能环保等高新技术产业和新兴产业的发展。从能源供应的重要环节——电网的发展来说，则大力推进智能电网建设，智能化成为世界电网发展的新趋势。

展望：随着人类进入工业化时代，一直发展到至今，化石燃料一直占据着我们生产生活中的主要地位。但随着环境问题的日益突出，人类对能源的需求越来越多的转向清洁能源方面，逐渐加大了对电能的利用。智能电力网络系统规模也逐渐在扩大。结束语：