1、 物联网信息平台解决方案 建设物联网特色专业，打造国家重点学科。建设物联网特色专业，打造国家重点学科。-物联网工程试验室物联网工程试验室建设方案建设方案梅仲豪梅仲豪 博士博士电话：13112218222QQ:245281814邮箱：箱：广州飞瑞敖电子科技有限企业广州飞瑞敖电子科技有限企业物联网学科建设方案第1页 物联网信息平台解决方案 梅仲豪介梅仲豪介绍绍中山大学 博士研究领域：并行计算机、信息安全、物联网应用技术 获广东省科技进步二等奖华南理工大学首届工程博士教育指导委员会教授 国家计算机网络与信息安全管理办公室教授组组员、中国信息安全测评中心教授组组员、广东省科技厅教授组组员广东省物联网协
2、会副会长 先后主持工信部电子信息产业发展基金项目、科技部中小企业创新基金、国家自然科学基金项目、广东省教育部产学研结合项目 等十几个项目物联网学科建设方案第2页 物联网信息平台解决方案 特色专业与重点学科特色专业与重点学科我国学科分12个大类：文学，艺术，理科，工科，管理，军事学科等，工学又分电气，机械，计算机等。比如计算机学科大类即一级学科叫计算机科学与技术。下面又分3个学科即3个2级学科：体系结构、软件、应用，这就是硕士3个计算机专业，也是教育部标准、科学划分计算机专业，这才谈得上“专”概念。而本科计算机会出现网络工程，软件工程，数字媒体都是依据市场需要称呼，其实谈不是专。物联网学科建设方
3、案第3页 物联网信息平台解决方案 特色专业与重点学科特色专业与重点学科 重点学科是遴选出来，数量极少，分国家级和省部级。代表有这种硕士学科全部院校在该领域科研最高水平，当然硕士下面本科专业也很强。特色专业普通是依据学校传统和特点而设置，教育部给名额很多，因而入选数量很多，不能代表同类专业最高水平，但相对其它没有这种特色专业好多！普通来说特色专业可能发展成重点学科，但要走道路相当长，尤其是申请到国家重点学科。所以学校重点学科才是学校真正王牌和关键竞争力，它代表是科研水平，特色专业是其次、象征意义。物联网学科建设方案第4页 物联网信息平台解决方案 物联网工程试验室建设物联网工程试验室建设提要提要物
4、联网起源、背景、定义及现实状况物联网技术组成物联网应用物联网人才需求物联网学科建设方案第5页 物联网信息平台解决方案 走入物联网走入物联网互联网互联网物联网物联网智慧地球智慧地球电脑终端电脑终端+客户电脑客户电脑人人机器终端机器终端+管理软件平台管理软件平台机器和人机器和人通信网络通信网络通信网络通信网络 电脑终端电脑终端个人电脑和各类服务器个人电脑和各类服务器 机器终端机器终端个人电脑和各类服务器个人电脑和各类服务器射频识别器件射频识别器件,传感器件传感器件,嵌入式机器嵌入式机器 物联网应用物联网应用物资人员跟踪与定位物资人员跟踪与定位工作环境监测与管理工作环境监测与管理故障预先诊疗与识别故
5、障预先诊疗与识别重大灾难预防与报警重大灾难预防与报警机器设备监督与控制机器设备监督与控制 互联网应用互联网应用电子邮件电子邮件电子商务电子商务电子政务电子政务网络影视和网络通信网络影视和网络通信+物联网学科建设方案第6页 物联网信息平台解决方案 物联网起源物联网起源19951999.1.8比尔盖茨在未来之路提及物物互联美国麻省理工学院Auto-ID中心，提出EPC及RFID组成“Internet of things”国际电信联盟公布ITU互联网汇报：物联网，正式提出了“物联网”概念 IBM提出“智慧地球”概念,随即美国奥巴马总统把物联网上升到国家战略温家宝总理考查无锡讲话中指出“感知中国”注：
6、注：EPCElectronic Product Code,电子产品码，电子产品码，每个物体赋予一个唯一编号每个物体赋予一个唯一编号 RFID射频识别射频识别物联网学科建设方案第7页 物联网信息平台解决方案 物联网背景物联网背景十五年周期定律：计算模式每隔发生一次变革，这一判断像摩尔定律一样准确。IBM前首席执行官郭士纳1995198019651950计算机产生与应用以大型计算机为标志革命以互联网为标志革命以个人计算机普及为标志物联网革命历史经验，每一次重大经济危机都要伴伴随一场技术革命!物联网学科建设方案第8页 物联网信息平台解决方案 物联网在全球物联网在全球美国美国1月以后，美国国防部要求全
7、部军需物资都要使用 RFID标签。年，美国食品及药品管理局提议利用RFID跟踪最常造假药品。20，IBM推广“智慧地球”概念，提议政府投资新一代智慧型基础建设，说明其短期和长久效益。这个概念被认为是美国振兴经济，确立竞争优势关键战略，是继互联网之后国家发展关键领域。奥巴马政府对“智慧地球”作出主动回应，确定为国家战略，主要从电力、医疗、城市、交通、供给链、银行六大领域切入。当前重点在智能电网和电子病历两方面开展工作。物联网学科建设方案第9页 物联网信息平台解决方案 物联网在全球物联网在全球日本日本e Japan开启，促进信息化基础建设。u-Japan004年开启，着力发展泛在网络相关产业，希望
8、于20时将日本建设成为一个“随时、随地、任何人、任何物品”都能够上网无所不在网络社会。实物间网络基础建设：RFID、传感器网络、泛在终端。i Japan2015年推出中长久信息技术发展战略，在u-Japan基础之上利用信息技术使全民生活变得愈加便利。电子政府和电子地方自治体：一站式行政服务。医疗健康：远程医疗、电子病历电子化及追踪和反馈。教育电子化：推广数字化技术和信息化教育应用。物联网学科建设方案第10页 物联网信息平台解决方案 物联网在全球物联网在全球欧盟欧盟当前欧盟已将物联网及其关键技术纳入到预算高达500亿欧元并开始实施欧盟“第七个科技框架计划（）”中。提出“物联网是我们未来”，重视欧
9、洲各国技术标准统一，计划建30座智能电网试点城市。国际电信联盟（ITU），欧洲物联网研究项目工作组(CERP-IoT)，针对物联网进行标准、技术趋势等研究。欧洲医药界药品防伪和追踪、纺织业供给链管理、制造过程管理、资产管理等方面取得了成功应用，并取得了广泛认可物联网学科建设方案第11页 物联网信息平台解决方案 物联网在全球物联网在全球韩国、新加坡韩国、新加坡韩国信息和通信部详细推进“U-Korea”项目标建设，重点支持“无所不在网络”相关技术研发及科技应用，希望经过“U-Korea”计划实施带动国家信息产业整体发展。“利用无所不在信息通信技术将新加坡打造成一个智慧国家、全球化城市”改造政府、金
10、融、教育、医疗保健、媒体娱乐、制造与物流、旅游、零售7大行业物联网学科建设方案第12页 物联网信息平台解决方案 物联网在中国物联网在中国8月，温家宝总理视察中科院无线传感网工程无锡研发中心，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破关键技术”6月，胡锦涛总书记在中国科学与第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会再次提出加紧发展物联网技术并明确要求尽快建立中国传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。提升到国家战略高度物联网学科建设方案第13页 物联网信息平台解决方案 物联网在中国物联网在中国推进物联网研发应用已经写入“十二五规划”；国家中长久科技发展规划纲要()和“新一代宽带无线移动通信
11、网”重大专题均将物联网列为重点研究领域；物联网得到国家自然科学基金、863计划、973计划等大力支持。国家关于物联网各项政策：广东关于物联网各项政策：广东早在三年前就提出发展物联网。年底国家出台珠江三角洲地域改革发展规划纲要中，也将率先发展物联网作为一个主要任务。广东物联网发展目标是打造“数字广东、智慧城市、知识经济、无处不在网络社会”。物联网学科建设方案第14页 物联网信息平台解决方案 下列图为教育部7月发文对高校申报战略性新兴产业相关本科新专业支持和部分审批结果。（红色圆框为申报“物联网工程”本科专业。版面限制，不一一列举，另有多所高校申报“物联网工程”专业取得教育部同意）。国家教育对物联
12、网政策支持物联网学科建设方案第15页 物联网信息平台解决方案 物联网工程试验室物联网工程试验室学校学校理论知识理论知识实践经验实践经验科研结果科研结果工作就业工作就业社会需求社会需求教师教师学生学生发表论文发表论文理论知识理论知识申报科研项目申报科研项目提升著名度提升著名度结论一：建设物联网工程试验室结论一：建设物联网工程试验室技术浪潮带来机遇技术浪潮带来机遇物联网学科建设方案第16页 物联网信息平台解决方案 传感器RFIDGPS二维码数据采集短距无线传输技术自组织组网技术协同信息处理传感器中间件技术传感器网络组网和协同信息处理感知层下一代承载网M2M 无线接入移动通信网互联网互联网、移动通信
13、网及其它专网网络层异构网融合资源和存放管理专用网络远程控制应用通信中间件信息开放平台云计算平台服务支撑平台物联网应用支撑子层环境监测工业控制智能物流物联网应用应用层数字城市智能交通智能水利智能楼宇公共技术系统及网络管理安全技术QoS 管理标识管理数据采集数据传输数据处理嵌入式设备物联网体系架构物联网体系架构物联网学科建设方案第17页 物联网信息平台解决方案 物联网体系图示物联网体系图示全方面感知、可靠传送、智能处理是物联网三大特征。物联网学科建设方案第18页 物联网信息平台解决方案 物联网技术关键点物联网技术关键点信号分布信号分布网络网络网络终端网络终端设备设备应用服务应用服务软件软件信号分布
14、网络信号分布网络(公网公网)GPRSGPRS网络网络 (2G)(2G)CDMACDMA网络网络 (3G)(3G)LTELTE网络网络 (4G)(4G)各种超各种超3G3G网络网络信号分布技术信号分布技术(专网专网)有线以太局域网有线以太局域网WiFiWiFi无线局域网无线局域网 一代：传统网关一代：传统网关 二代：二代：WiFiWiFi交换机交换机 三代：光载无线交换机三代：光载无线交换机网络终端设备网络终端设备RFIDRFID射频识别器件射频识别器件射频标签、读卡器射频标签、读卡器传感器件传感器件温度传感器温度传感器 湿度传感器等湿度传感器等嵌入式设备嵌入式设备各种嵌入式各种嵌入式机器设备机
15、器设备WiFiWiFi设备设备WiFiWiFi设备服务器设备服务器 摄像机、投影机摄像机、投影机电视机及各种电视机及各种WiFiWiFi手机等手机等.网络管理软件网络管理软件管理软件管理软件测控软件测控软件网络服务软件网络服务软件Web Web 服务器服务器Web Web 浏览器浏览器D DC CM M物联网学科建设方案第19页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（1 1）RFIDRFID（无线射频识别）（无线射频识别）标签、阅读器、天线RFID技术是非接触式识别技术，它经过射频信号自动识别目标对象并获取相关数，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。它由标签、阅读器、
16、天线、中间件、应用软件五部分组成。RFID按应用频率不一样分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M960MHz、微波2.4G，5.8G。RFID按照能源供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。有源RFID传输距离远，但价格高，无源RFID传输距离近，价格相对低。物联网学科建设方案第20页 物联网信息平台解决方案 读写器经过发射天线发送一定频率射频信号；当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，它取得能量被激活，并将本身编码等信息经过卡内置发送天线发送出去；系统接收天
17、线接收到从电子标签发送来载波信号，经天线调整器传送到读写器，读写器对接收信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统依据逻辑运算判断该卡正当性，针对不一样设定做出对应处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。物联网关键技术（物联网关键技术（1)RFID1)RFID（无线射频识别）（无线射频识别）物联网学科建设方案第21页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（2 2）EPCEPC（电子产品码）（电子产品码）EPC物联网系统思想是为每一个商品提供惟一号码EPC（电子产品码）。EPC采取一组编号来代表制造商及产品，不一样是EPC还用另外一组数字来惟一标识单品。EPC是
18、惟一存放在RFID标签微型芯片中信息，这么可使得RFID标签能够维持低廉成本并保持灵活性，使在数据库中无数动态数据能够与EPC标签相连接。目前，EPC 代码有64 位、96 位和256 位3 种。为了保证全部物品都有一个EPC 代码并使其载体标签成本尽可能降低，建议采取96 位，这么其数目可认为2.68 亿个企业提供惟一标识，每个生产厂商可以有1600 万个对象种类而且每个对象种类可以有680 亿个序列号，这对未来世界全部产品已经非常够用了。物联网学科建设方案第22页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（3)3)二维（条形）码二维（条形）码二维条形码是用某种特定几何图形按一
19、定规律在平面（二维方向上）分布黑白相间图形统计数据符号信息；在代码编制上巧妙地利用组成计算机内部逻辑基础“0”、“1”比特流概念，使用若干个与二进制相对应几何形体来表示文字数值信息，经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。二维条形码能够在横向和纵向两个方位同时表示信息，所以能在很小面积内表示大量信息。手机二维码是二维码技术在手机上应用。手机二维码应用有两种：一个为被读，称为条码凭证或者电子回执；一个为主读，称为条码识别。物联网学科建设方案第23页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（4 4）GPSGPS（全球定位系统）（全球定位系统）全球定位系统是一个结合
20、卫星及通讯发展技术,利用导航卫星进行测时和测距全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等各种学科，含有好经济效益和社会效益。物联网学科建设方案第24页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（5）传感器传感器传感器是能感受要求被测量并按照一定规律转换成可用信号器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是机器感知物质世界“感觉器官”，能够感知热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统处理、传输、分析和反馈提供最原始信息。伴随科技技术不停发展，传统传感
21、器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器智能传感器嵌入式Web传感器内涵不停丰富发展过程。物联网学科建设方案第25页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（6 6）无线传感网（无线传感网（WSNWSN）无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点经过无线通信方式形成一个多跳自组织网络系统，其目标是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象信息，它能够实现数据采集量化、处理融合和传输应用。无线传感器网络三个要素：1、传感器2、感知对象3、观察者物联网学科建设方案第26页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（7）M2MM2M在未来，
22、全方面支持网络微处理器将为几乎每个终端设备提供互联互通功效，并将延伸到我们生活每个角落。M2M即机器对机器通信，在全球范围内是新兴热门无线通信技术，它将为我们创造一个无处不在互联世界。据预计，未来用于人对人通信终端可能仅占整个终端市场1/3，而更大数量通信将是机器间互联（M2M）通信业务。实际上，当前机器数量最少是人类数量4倍，所以M2M含有巨大市场潜力。物联网学科建设方案第27页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（8）WiFiWiFiWi-Fi 原先是无线保真缩写，Wi-Fi 英文全称为wireless fidelity,在无线局域网范围是指“无线相容性认证”，实质上是
23、一个商业认证，同时也是一个无线联网技术。但因为使用习惯，现在大多数人已经通俗地把WiFi等同于了无线局域网，也就是WLAN。WiFi是当前最成熟、最流行无线局域组网技术，也是未来物联网无线传输关键关键技术物联网学科建设方案第28页 物联网信息平台解决方案 以下列图所表示，一个经典室内无线局域网连结到一个有线分布网上。其无线路由器（或接入点）由一个交换机和一个基站组成，其作用相当于有线分布网网和无线局域网之间分界面。这个在无线局域网和移动计算机或其它设备间界面，实际上是一个安装在移动设备内部网络适配器。物联网关键技术（物联网关键技术（8）WiFiWiFi无线局域网无线局域网物联网学科建设方案第2
24、9页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（9 9）嵌入式嵌入式IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备装置”。嵌入式微处理器超出1000各种，体系结构30多个系列，主流体系包含ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。嵌入式软件市场规模超出1000亿美元，嵌入式操作系统有Arm-Linux、VxWorks、Windows CE等十多家。物联网需要大量智能仪器仪表，如各类智能终端、测试仪表、传感测量设备等，将成为主要产业，这些都需要用到嵌入式系统。物联网学科建设方案第30页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物
25、联网关键技术（1010）嵌入式嵌入式WebWeb设备服务器设备服务器因为互联网技术渗透，嵌入式系统正变得越来越智能化。Web技术飞速发展给嵌入式系统进入互联网提供了绝佳路径。与此同时，数字化设备开发使得网络深入扩展，基于统一、标准、独立于系统平台TCPIP通信协议Web技术得到更广泛应用和普及。在嵌入式系统中、尤其是以微处理器或单片机为关键微嵌入式系统中设计互联网络端口，将Web服务器技术引入到嵌入式系统，可利用已经有互联网络经过Web浏览器实现远程监测、远程控制、自动报警、传送数据等功效。嵌入式技术Web服务器技术嵌入式Web设备服务器物联网学科建设方案第31页 物联网信息平台解决方案 物联
26、网关键技术（物联网关键技术（1010）IPv6IPv6IPv6是Internet Protocol Version 6缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是设计用于替换现行版本IP协议（IPv4）下一代IP协议。当前IP协议版本号是4（简称为IPv4），它下一个版本就是IPv6。当前我们使用第二代互联网IPv4技术，它最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。但采取A、B、C三类编址方式后，可用网络地址和主机地址数目大打折扣，以至当前IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多亚洲只有不到4亿个，中国截止6月
27、IPv4地址数量到达2.5亿，落后于4.2亿网民需求。地址不足，严重地制约了我国及其它国家互联网应用和发展。物联网学科建设方案第32页 物联网信息平台解决方案 物联网关键技术（物联网关键技术（1111）ZigBeeZigBeeZigbee是基于IEEE802.15.4标准低功耗个域网协议。依据这个协议要求技术是一个短距离、低功耗无线通信技术。这一名称起源于蜜蜂八字舞，因为蜜蜂(bee)是靠翱翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这么方式组成了群体中通信网络。近距离近距离低复杂度低复杂度自组织自组织低数据速率低数据速率低功耗低功耗低成本低成本物联网
28、学科建设方案第33页 物联网信息平台解决方案 结论二：物联网工程试验室建设结论二：物联网工程试验室建设 依据学校专业特色和教师专长依据学校专业特色和教师专长技术技术应用应用工程工程电子技术基础电子技术基础单片机技术单片机技术嵌入式开发嵌入式开发无线网络通信技术无线网络通信技术射频识别技术射频识别技术无线传感技术无线传感技术计算机技术计算机技术软件工程软件工程.智能电网智能电网智能港口智能港口智慧物流智慧物流智慧医疗智慧医疗智能环境监测智能环境监测智能超市智能超市.物联网学科建设方案第34页 物联网信息平台解决方案 物物联联网技网技术应术应用用智能家居智能家居盖茨这幢位于美国西北部华盛顿州豪宅，
29、依山面湖，结合漂亮自然生态与先进资讯科技，俨然已成为美国除白宫之外，最受瞩目标名人宅邸。物联网学科建设方案第35页 物联网信息平台解决方案 盖茨家盖茨家盖茨通常安排访客乘船横渡华盛顿湖，从专属码头登堂入室。访客从一进门开始，就会领到一个内建微晶片胸针，能够预先设定你偏好温度、湿度、灯光、音乐、画作等等条件；不论你走到哪里，内建感测器就会将这些资料传送至WindowsNT系统中央电脑，将环境调整到宾至如归境地。物联网学科建设方案第36页 物联网信息平台解决方案 客厅客厅-水族馆水族馆鲸鲨-世界上最大鱼这表达出盖茨富不是单就有钱。还要提醒是，鲸鲨不但稀有，濒临绝种，而且它也是世界上最古老生物之一，
30、它不是鲨鱼，也不是鲸鱼。那么庞大体型，吃确实是海洋浮游生物 物联网学科建设方案第37页 物联网信息平台解决方案 物联网相关专业人才及就业需求物联网相关专业人才及就业需求人才：人才：培养能适应物联网工程所包括多学科发展需求新型创新人才重点突出实践能力和应用创新能力培养就业就业：物联网应用技术员物联网应用技术员 （终端设备操作技术员）（终端设备操作技术员）了解物联网终端设备基本工作原理，掌握物联网终端设备使用技术及基本排错维护技术。物联网构建技术员物联网构建技术员 具备无线网络、计算机网络基础知识，掌握其网络组建基本技能物联网集成工程师物联网集成工程师 （应用系统集成技术员）（应用系统集成技术员）
31、了解物联网系统体系结构设计、掌握系统调试基本流程与技巧、具备发觉与修改设计过程中错误能力。物联网系统管理员物联网系统管理员 熟悉物联网产品设备（如传感器）基本使用技巧、含有维护物联网应用系统软硬件安装和维护能力。物联网销售工程师物联网销售工程师 熟悉各种物联网设备性能、参数，了解物联网设备应用场景，含有较强沟通能力和市场意识。物联网产业工人物联网产业工人 掌握物联网电工电路生产技术，能够进行物联网设备生产组装。物联网学科建设方案第38页 物联网信息平台解决方案 物联网学科建设方案第39页 物联网信息平台解决方案 结论结论三：物三：物联联网工程网工程试验试验室建室建设设师资师资培培训训、教材、教
32、学基教材、教学基础础物联网人才需求飙升，人才培养难题出现物联网人才需求飙升，人才培养难题出现 独家专访中国工程院院士 邬贺铨邬贺铨物联网缺物联网缺“高、精、专高、精、专”人才人才邬贺铨：邬贺铨：伴随科技进步和业务应用扩展，每个领域都有些人才不足问题，尤其是“高、精、专”人才缺乏，一直以来都是很多产业发展最大障碍之一，而不但仅表达于物联网这个新兴产业中。仅靠开设物联网专业仅靠开设物联网专业 处理不了实际需求处理不了实际需求实践应用孕育有用人才实践应用孕育有用人才邬贺铨：邬贺铨：但物联网是一个新兴产业和新兴应用，在其发展过程中不但需要技术创新，还需要商业模式创新和管理创新，同时还包括到体制与法制等
33、问题。所以，物联网人才培养不应仅仅局限于对关键技术学习，而应该更侧重与对关键技术应用和管理，尤其是在实践中对应用型人才创新能力培养。校企联合培养方式较为可取校企联合培养方式较为可取行业媒体应发展引导作用行业媒体应发展引导作用物联网学科建设方案第40页 物联网信息平台解决方案 邬贺铨院士：邬贺铨院士：物联网是互联网应用拓展，与其说物联网是网物联网是互联网应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是络，不如说物联网是业务和应用业务和应用。物联网学科建设方案第41页 物联网信息平台解决方案 物联网专业学科建设包括问题：物联网专业学科建设包括问题：物联网专业人才需求、定位和培养目标物联网专业人才需求、
34、定位和培养目标 物联网知识体系结构物联网知识体系结构 物联网专业师资培养物联网专业师资培养物联网专业教材规划物联网专业教材规划 物联网专业课程体系建设物联网专业课程体系建设 物联网专业试验室建设物联网专业试验室建设 物联网专业学生实习及就业物联网专业学生实习及就业物联网学科建设方案第42页 物联网信息平台解决方案 课课程体系程体系物联网学科建设方案第43页 物联网信息平台解决方案 物物联联网工程网工程课课程参考程参考物联网学科建设方案第44页 物联网信息平台解决方案 物物联联网网课课程系程系统结统结构构物联网学科建设方案第45页 物联网信息平台解决方案 物物联网工程网工程课程程计划提划提议物联
35、网学科建设方案第46页 物联网信息平台解决方案 高高职职物物联联网网定位应该在物联网应用、使用维护上应该在师资队伍学习培训上早做准备应该在试验设备、试验室建设上加大投入最好能够和相关企业合作建立社会科技服务应用研究所能够先试验开设这个方向，甚至先开设物联网基础课物联网学科建设方案第47页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（1 1）掌握物联网体系结构、网络布局、设备使用、设备安装、设备维护、掌握物联网体系结构、网络布局、设备使用、设备安装、设备维护、（网络设备、终端设备）、感知层设计与应用、应用软件开发（网络设备、终端设备）、感知层设计与应用、应用软件开发掌握主要技能
36、：掌握主要技能：1、物联网系统整体架构：、物联网系统整体架构：三个层次：应用层、网络层、传感层 各个层次功效、包含技术以及相互之间关联关系2、感知层：、感知层：已知、未知数据采集（传感器、条形码、二维码、RFID射频识别）；有线传感网（RS232、RS485设备联网）；无线传感网（ZigBee、无线数传、无线射频识别、蓝牙）传感设备（条码扫描仪、RFID读卡器、各类传感器、POS机等）；嵌入式计算机技术：单片机设计、嵌入式开发、接口电路设计物联网学科建设方案第48页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（2 2）3 3、网络层：、网络层：有线网络（Internet有线网
37、络）无线网络（WiFi无线局域网、移动通信无线公共网络）网络设备（有线路由器、有线交换机、WiFi无线接入点）网络拓扑结构 网络设备安装 网络施工 网络管理、维护4 4、应用层：、应用层：系统软件（操作系统、数据库、服务器软件）应用软件（网络浏览器、物流管理软件、工业控制软件）软件操作、使用及维护 软件开发：应用软件设计、中间件设计、数据库应用 物联网学科建设方案第49页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（3 3）-（网络层）（网络层）网络拓扑结构、网络布局、设备使用维护网络拓扑结构、网络布局、设备使用维护物联网学科建设方案第50页 物联网信息平台解决方案 物联网课
38、程试验教学物联网课程试验教学（4 4）-（传感层：（传感层：ZigBee）ZigBee：低速、短距离无线网络协议，底层由IEEE 802.15.4协议标准规范。特色特色：低速、低耗电、低成本、支持大量网络节点、支持各种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。物联网学科建设方案第51页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（5 5）-（传感层：（传感层：RFID）RFID：一个无线通信技术，经过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，：一个无线通信技术，经过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，RFID技术应用广泛，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等技术应用广泛，如：图书馆
39、，门禁系统，食品安全溯源等 频率频率读取距离读取距离应用应用LFLF125khz125khz10cm10cm动物识别、防盗动物识别、防盗HFHF13.56Mhz13.56Mhz1m1m交通卡、校园卡交通卡、校园卡UHFUHF900Mhz900Mhz7m7m供供给链给链、商、商品品标签标签wavewave2.4Ghz2.4Ghz10m10m交通收费交通收费物联网学科建设方案第52页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（6 6）-（传感层：无线数传）（传感层：无线数传）433MHz无线数传：抗干扰能力强、抗衰减性好、传输速率低、覆盖范围无线数传：抗干扰能力强、抗衰减性好、
40、传输速率低、覆盖范围大、网络结构简单；大、网络结构简单；微网高通微网高通WiMi-net：基于最底基于最底层射射频芯片芯片实现一个自一个自组网无网无线通通讯系统系统物联网学科建设方案第53页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（7 7）-（传感层：硬件电路）（传感层：硬件电路）单片机技术：硬件电路、底层编程单片机技术：硬件电路、底层编程接口技术：数据接口、通信接口接口技术：数据接口、通信接口物联网学科建设方案第54页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（8 8）-（应用层）（应用层）应用层：信息处理、人机交互、提供各种特定服务。应用层：信息处
41、理、人机交互、提供各种特定服务。主要技术：软件技术、数据库技术、数据分析技术、智能控制技术主要技术：软件技术、数据库技术、数据分析技术、智能控制技术物联网学科建设方案第55页 物联网信息平台解决方案 物联网课程试验教学物联网课程试验教学（9 9）-（中间件）（中间件）中间件：中间件：位于平台（硬位于平台（硬件和操作系统）件和操作系统）和应用之间通和应用之间通用服务用服务硬件中间件硬件中间件软件中间件软件中间件物联网学科建设方案第56页 物联网信息平台解决方案 物联网试验设备配置物联网试验设备配置（1 1）-网络层试验设备网络层试验设备有线网络设备：路由器、交换机、网络服务器有线网络设备：路由器
42、、交换机、网络服务器无线网络设备：无线网络设备：WiFi无线接入点、无线接入点、GPRS通信模块通信模块物联网学科建设方案第57页 物联网信息平台解决方案 物联网试验设备配置物联网试验设备配置（2 2）-传感传感层试验设备层试验设备无线传感网无线传感网（ZigBee）射频识别射频识别（RFID）无线数传无线数传（433MHz）传感层底层综合设计传感层底层综合设计（MCU+传感器）传感器）物联网学科建设方案第58页 物联网信息平台解决方案 物联网试验设备配置物联网试验设备配置（3 3）-嵌入式试验设备嵌入式试验设备8/16位位MCU：数据采集、处理及数数据采集、处理及数据上传，与传感器接口、与传
43、感层网据上传，与传感器接口、与传感层网络接口，普通不嵌入操作系统络接口，普通不嵌入操作系统重点重点：硬件电路设计、底层程序开发：硬件电路设计、底层程序开发（汇编语言、（汇编语言、C语言）、单片机接口语言）、单片机接口32位单片机（位单片机（ARM）：传感层数：传感层数据网关、传感层终端设备，普通据网关、传感层终端设备，普通内置操作系统，结构复杂内置操作系统，结构复杂重点重点：硬件设计、固件设计、应：硬件设计、固件设计、应用软件设计（用软件设计（Linux、Android）8/16位位MCU32位位MCU物联网学科建设方案第59页 物联网信息平台解决方案 物联网试验室方案（物联网试验室方案（1
44、1）-试验箱方案试验箱方案特点：特点：主要表达传感层；缺乏表现网络层；应用层简单、主要表达传感层；缺乏表现网络层；应用层简单、难以表达复杂应用；难以表达复杂应用；适合课程基础试验、验证试验、简单编程试验、教适合课程基础试验、验证试验、简单编程试验、教师工作量小；师工作量小；教师参加度低、无法表现物联网整体架构及开展复教师参加度低、无法表现物联网整体架构及开展复杂综合试验；单价杂综合试验；单价1 13 3万，试验室一次性投入大。万，试验室一次性投入大。物联网学科建设方案第60页 物联网信息平台解决方案 物联网试验室方案物联网试验室方案（2 2）-体验式方案体验式方案特点：特点：以模型、沙盘等形式
45、构建物联网应用场景；以模型、沙盘等形式构建物联网应用场景；有利于学生了解物联网架构、物联网应用系统、传感器有利于学生了解物联网架构、物联网应用系统、传感器使用和组网；使用和组网；系统各节点及控制设备采取低压供电或电池供电，与实系统各节点及控制设备采取低压供电或电池供电，与实际有差异；际有差异；不适合技术细节教学及大班教学，学生参加度有限，适不适合技术细节教学及大班教学，学生参加度有限，适合于体验式教学。合于体验式教学。物联网学科建设方案第61页 物联网信息平台解决方案 物联网试验室方案物联网试验室方案（3 3）-体验式方案体验式方案物联网智能家居应用沙盘物联网智能家居应用沙盘智能交通物联网智能
46、交通物联网物联网学科建设方案第62页 物联网信息平台解决方案 整体式试验方案：整体式试验方案：以物联网网络为关键，经过有线局域网络、无线局域网覆盖物以物联网网络为关键，经过有线局域网络、无线局域网覆盖物联网试验室及其周围区域，将专业课程试验箱（套件）和综合应用联网试验室及其周围区域，将专业课程试验箱（套件）和综合应用试验箱统一接入网络，组成完整物联网工程平台；试验箱统一接入网络，组成完整物联网工程平台；全方面表达物联网三个层面（应用层、网络层、感知层）、全方面表达物联网三个层面（应用层、网络层、感知层）、开方、标准化物联网工程试验平台开方、标准化物联网工程试验平台物联网学科建设方案第63页 物
47、联网信息平台解决方案 应用层应用层传感层传感层资产管理资产管理环境监测环境监测工业信息化工业信息化。网络层网络层远端天线远端天线2005000米米50100米米WiFi传感器传感器WiFi/RFID读卡器读卡器WiFi条形码扫描仪条形码扫描仪ZigBee/WiFi以光载无线交换机为关键以光载无线交换机为关键以工程实践为背景以工程实践为背景全方面表达物联网三个层面全方面表达物联网三个层面开放、标准化物联网工开放、标准化物联网工 程试验平台程试验平台FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（1 1）-物联网工程信息平台物联网工程信息平台物联网学科建设方案第64页 物联网信息平台解决方案 FRO物联
48、网试验室方案（物联网试验室方案（2）-物联网试验室整体架构物联网试验室整体架构物联网学科建设方案第65页 物联网信息平台解决方案 一五九物物联网教学平台网教学平台物物联网网网网络体系体系试验箱箱物物联网中网中间件件试验箱箱射射频识别RFID试验箱箱无无线传感网感网试验箱箱嵌入式嵌入式试验箱箱物物联网智能工网智能工业控制控制龙门吊套件吊套件物物联网智能工网智能工业控制交通灯套件控制交通灯套件数字安防数字安防试验套件套件人人员管理管理试验套件套件智能智能环境境试验套件套件智能家居智能家居试验套件套件智能物流智能物流仓储试验套件套件智能物流智能物流仓储试验套件套件-精精简版版无无线ModBus 试验
49、套件套件物联网学科建设方案第66页 物联网信息平台解决方案 FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（3）-传感层综合试验传感层综合试验物联网学科建设方案第67页 物联网信息平台解决方案 FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（4）-传感层综合试验传感层综合试验物联网学科建设方案第68页 物联网信息平台解决方案 分布天线试验分布天线试验有线、无线混合组网试验有线、无线混合组网试验无线网络试验无线网络试验跨网段网络试验跨网段网络试验FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（5）-网络层试验网络层试验物联网学科建设方案第69页 物联网信息平台解决方案 FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（6
50、）-应用层综合试验应用层综合试验物资管理、设备跟踪物资管理、设备跟踪物联网学科建设方案第70页 物联网信息平台解决方案 无线传感网无线传感网+无线局域网无线局域网+有线局域网有线局域网FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（7）-应用层综合试验应用层综合试验物联网学科建设方案第71页 物联网信息平台解决方案 工业化工业化+信息化信息化FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（8）-应用层综合试验应用层综合试验物联网学科建设方案第72页 物联网信息平台解决方案 FRO物联网试验室方案（物联网试验室方案（9）-试验扩展、设备接入试验扩展、设备接入物联网学科建设方案第73页 物联网信息平台解决方案
