物聯(lián)網(wǎng)技術及課程建設

1、ANDROID物聯(lián)網(wǎng)技術課程建設中智訊 盧斯主要議題物聯(lián)網(wǎng)技術探究物聯(lián)網(wǎng)學科建設物聯(lián)網(wǎng)學習套件物聯(lián)網(wǎng)技術探究08:282什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是指物體的信息通過智能感應裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡，到達指定的信息處理中心，最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡。技術理解物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都聯(lián)接到一個網(wǎng)絡中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后物聯(lián)網(wǎng)又與現(xiàn)有的“互聯(lián)網(wǎng)”結(jié)合,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，達到更加精細和動態(tài)的方式去管理生產(chǎn)和生活。應用理解將RFID（無線射頻識別）和WSN（無線傳感器網(wǎng)絡）結(jié)合為用戶提供生產(chǎn)生活的監(jiān)控、指揮調(diào)度、遠程數(shù)據(jù)采集和測量、遠程診斷等方面的服務。通俗理解0

2、8:283物聯(lián)網(wǎng)的起源1995199819992005物物互聯(lián)EPC系統(tǒng)物品編碼RFID提出概念ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005物聯(lián)網(wǎng)08:284ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)第一章，物聯(lián)網(wǎng)簡介，探索了物聯(lián)網(wǎng)下的關鍵技術遠景，如全域網(wǎng)絡（Ubiquitous Networks，又譯泛在網(wǎng)絡）、下一代網(wǎng)絡（NGN）和全域計算。第二章，可用技術，檢視了那些能夠引導未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術，包括無線射頻識別（RFID）、傳感網(wǎng)技術、智能器件、納米技術和小型化技術。第三章，市場機會，探索了這些技術的市場潛力和抑制市場增長的因素。文章選取了部分行業(yè)的新商業(yè)模型作為范例，描繪了物聯(lián)網(wǎng)如何做到改變產(chǎn)業(yè)基石。第四章，潛

3、在挑戰(zhàn)，思考了阻礙物聯(lián)網(wǎng)標準化和廣泛部署的障礙，如日益增長的隱私關注。第五章，發(fā)展中國家的機遇，提出了一些物聯(lián)網(wǎng)技術能夠給發(fā)展中國家?guī)淼囊嫣?，這些益處將能使這些國家成為先鋒用戶和市場催化劑。第六章，美好前景，將上述內(nèi)容融合到一起，總結(jié)了在未來十年我們的生活方式將會被如何改變。第七章，新生態(tài)系統(tǒng)，總結(jié)了物聯(lián)網(wǎng)帶來的影響社會發(fā)展、人類生活和電信行業(yè)的全新生態(tài)系統(tǒng)。國際電信聯(lián)盟ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005物聯(lián)網(wǎng)08:285ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換；并描繪出“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景：

4、當司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。 國際電信聯(lián)盟ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005物聯(lián)網(wǎng)正式稱“物聯(lián)網(wǎng)”為“The Internet of things”08:286物聯(lián)網(wǎng)的意義現(xiàn)實的世間外物虛擬的互聯(lián)網(wǎng)物 + 聯(lián) 在“物聯(lián)”時代，“現(xiàn)實的世間萬物” 將與 “虛擬的互聯(lián)網(wǎng)” 整合為 統(tǒng)一的“整合網(wǎng)絡”，全球全世界的運轉(zhuǎn)以此為基礎 - 經(jīng)濟管理/生產(chǎn)運行/社會管理乃至個人生活-全球世界-互聯(lián)物聯(lián)-整合大同08:287物聯(lián)網(wǎng)技術架構(gòu)全面感知可靠傳遞智能處理傳感器RFID二維碼智能卡條形碼智能標簽ZigbeeWi-FiBluetoo

5、thEth/IPv4M2MLinux數(shù)據(jù)庫云存儲Web 3.0云服務業(yè)務流程Android利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制利用RFID，傳感器，二維碼等隨時隨地獲取物體的信息通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去08:288物聯(lián)網(wǎng)理論模型網(wǎng)關設備近距離通信傳感器技術智能卡二維碼跟蹤定位條形碼GPS云計算服務器汽車環(huán)境工業(yè)監(jiān)控行業(yè)應用08:289涉及的關鍵技術關鍵技術物品標識物品感知可靠傳輸智能網(wǎng)關云計算終端應用物品標識：RFID、條形碼技術物品感知：傳感器及嵌入式接口技術可靠傳遞：無線傳感網(wǎng)（各種無線協(xié)議）

6、智能網(wǎng)關：操作系統(tǒng)網(wǎng)關技術、M2M云計算：信息處理、數(shù)據(jù)存儲終端應用：基于移動終端的行業(yè)應用08:2810涉及的關鍵技術射頻識別即RFID技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，無需建立機械或光學接觸。RFID標簽上存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，可實現(xiàn)物品(商品)信息的識別。 傳感技術是從自然信源獲取信息，并對之進行處理、變換和識別的一門多學科交叉的現(xiàn)代科學與工程技術，它涉及傳感器、信息處理和識別等活動。RFID技術傳感器技術08:2811涉及的關鍵技術物聯(lián)網(wǎng)中，物品與人的無障礙交流，必然離不開可進行大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡。無線網(wǎng)絡既包括Zig

7、bee等無線標準，也包括為藍牙技術、WIFI技術、IPv6技術等。嵌入式網(wǎng)關是一個中央數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，基于傳統(tǒng)嵌入式技術，運行復雜的嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)傳感無線網(wǎng)數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)之前的數(shù)據(jù)交互。無線網(wǎng)絡技術嵌入式網(wǎng)關技術08:2812涉及的關鍵技術物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開云計算技術的支持。物聯(lián)網(wǎng)中的終端的計算和存儲能力有限，云計算平臺可以作為物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”,實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的存儲、計算。隨著智能化無線移動終端的流行，傳統(tǒng)應用也都隨之轉(zhuǎn)移，以Android技術為首的人機物聯(lián)網(wǎng)對話應用也成為人與物品（商品）之間溝通的窗口。云計算技術移動終端應用技術08:2813幾種技術的關系智慧的星球物聯(lián)網(wǎng)感知技術感應器、R

8、FID、智能芯片WSNZigBee、WIFI、藍牙、NFC互聯(lián)網(wǎng)移動網(wǎng)感知處理自動控制、云計算模式識別M2M網(wǎng)關08:2814Android物聯(lián)網(wǎng) - 網(wǎng)絡融合物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是網(wǎng)絡更是面向業(yè)務的智能 應用和服務各種Android移動互聯(lián)網(wǎng)應用正是物聯(lián)網(wǎng)實際意義的體現(xiàn)以應用驅(qū)動、以物聯(lián)網(wǎng)、云計算為引擎、以嵌入式和工業(yè)化軟件的大發(fā)展為標志的一場信息化革命時代就要到來08:2815物聯(lián)網(wǎng)的不同發(fā)展中國：無錫基地“感知中國”傳感網(wǎng)中心歐盟：完善的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃（e-Europe、i2010）美國：IBM智慧地球、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療日韓：泛在網(wǎng)戰(zhàn)略和應用結(jié)合，U-Japan/Korea08:2816物聯(lián)網(wǎng)

9、在中國國家中長期科學技術發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）2009年8月7日，溫家寶視察無錫提出：傳感網(wǎng)的核心技術、關鍵設備應早一點謀劃。建立中國的“感知中國”傳感網(wǎng)中心。2010年10月18日，國務院發(fā)布國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定決定明確了信息為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，突破方向為：新一代信息網(wǎng)絡、“三網(wǎng)”融合、物聯(lián)網(wǎng)、云計算。2010年6月7日，在中國科學院第十五次院士大會、中國工程院第十次院士大會上，胡錦濤發(fā)表講話，指出：加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)和建設新一代互聯(lián)網(wǎng)。08:2817物聯(lián)網(wǎng)應用領域08:2818物聯(lián)網(wǎng)一些典型應用案例智能家居：人在外，家就在眼前數(shù)字家庭是以計算機技術和

10、網(wǎng)絡技術為基礎，包括各類消費電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、信息家電及智能家居等，通過不同的互連方式進行通信及數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡中各類電子產(chǎn)品之間的“互聯(lián)互通”的一種服務。數(shù)字家庭的四大功能：信息、通信、娛樂和生活。 08:2819物聯(lián)網(wǎng)一些典型應用案例精細農(nóng)業(yè)將無線傳感器網(wǎng)絡布設于農(nóng)田、園林、溫室等目標區(qū)域，網(wǎng)絡節(jié)點大量實時地收集溫度、濕度、光照、氣體濃度等物理量，精準地獲取土壤水分、養(yǎng)分程度、電導率、pH值、氮素等土壤信息。無線傳感器網(wǎng)絡有助于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標準化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化。將從三個方面有效促進農(nóng)業(yè)的發(fā)展：增產(chǎn)增收、節(jié)約能源，相當于露地栽培產(chǎn)量10倍以上08:2820物聯(lián)網(wǎng)一些典型應用案例實

11、現(xiàn)食品供應鏈的全程追蹤和溯源，保證食品的安全，最終實現(xiàn)政府的數(shù)字化的政務管理與城市運行職能。實現(xiàn)食品等重要物質(zhì)的準確標識，實現(xiàn)管理的透明化，為食品安全、防偽打假提供法律依據(jù)。實現(xiàn)食品、物流供應鏈的追蹤，提高重大疫病防控能力和水平。食品追溯08:2821主要議題物聯(lián)網(wǎng)技術探究物聯(lián)網(wǎng)學科建設物聯(lián)網(wǎng)學習套件物聯(lián)網(wǎng)學科建設08:2822物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設情況2010年，教育部批準40所高校辦學2011年初，第二批批準27所高校2012年2月，教育部批準80所高校辦學目前，共有147所學校開辦物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，還有在其他專業(yè)下開設（物聯(lián)網(wǎng)方向）的辦學模式約200所高職高專辦物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)估計近500所高校

12、已辦或準備開辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)08:2823物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設要求物聯(lián)網(wǎng)工程具有鮮明的綜合性、交叉性、應用性特點學研學工融合、突出專業(yè)特色、培養(yǎng)工程型人才突出物聯(lián)網(wǎng)學科中與移動互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合與應用建設物聯(lián)網(wǎng)工程中心/開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用項目課程與企業(yè)深度合作增強對新技術的吸收能力08:2824感知層傳輸層網(wǎng)關層數(shù)據(jù)處理物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關技術硬件接口傳感接口技術軟件應用物聯(lián)網(wǎng)應用服務物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)類型網(wǎng)絡協(xié)議ZIGBEE傳感網(wǎng)絡應用層08:2825RFID/傳感接口技術 感知層：數(shù)據(jù)采集與感知（觸角）主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多

13、媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術。CC2530IAR / C單片機接口技術傳感器技術RFID技術08:2826ZIGBEE傳感網(wǎng)絡 傳輸層：無線傳感網(wǎng)絡（神經(jīng)網(wǎng)絡）傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術實現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過程。CC2530IAR / CZigBee無線通信標準無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡協(xié)議ZStack網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲08:2827物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關技術 網(wǎng)關層：實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能（大腦）能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送，負責對傳感網(wǎng)絡傳遞過來的數(shù)據(jù)進行中央處理，并為上層應用提供數(shù)據(jù)服務，

14、需要傳感器網(wǎng)絡與移動通信技術、互聯(lián)網(wǎng)技術相融合。ARM Cortex-A8Linux / C / C+嵌入式LinuxWIFI/3G云計算M2M技術服務端編程數(shù)據(jù)庫08:2828物聯(lián)網(wǎng)應用服務 應用層：包含應用支撐平臺和應用服務（窗口）應用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。應用服務子層包括智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)應用。結(jié)合各種行業(yè)應用將物聯(lián)網(wǎng)技術進行實質(zhì)化，學習如何實現(xiàn)過重物聯(lián)網(wǎng)應用案例的軟件編程。ARM Cortex-A8Java / C+ / WebAndroid技術Web 2.0項目設計軟件工程BS/CSAndroi

15、d08:2829物聯(lián)網(wǎng)課程結(jié)構(gòu)08:2830物聯(lián)網(wǎng)課程架構(gòu)（參考）課程名稱學時學期開課形式課程名稱學時學期開課形式大學英語計算機基礎電路原理數(shù)字電路邏輯C語言程序設計大學生職業(yè)規(guī)劃434442-11111必修/考試必修/考試必修/考試必修/實驗必修/實驗必修/考試物聯(lián)網(wǎng)導論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法嵌入式（單片機）接口技術現(xiàn)代通信技術數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理計算機網(wǎng)絡444442222332必修/考試必修/考試必修/實驗必修/考試必修/考試必修/考試模擬電子技術傳感器原理與應用數(shù)據(jù)庫應用技術嵌入式應用軟件開發(fā)計算機數(shù)值分析網(wǎng)絡應用技術244442334333必修/考試必修/上機必修/上機必修/實驗必修/考試必修/考

16、試無線傳感網(wǎng)絡技術EPC與RFID技術Linux嵌入式操作系統(tǒng)WEB技術軟件設計與體系結(jié)構(gòu)信號與系統(tǒng)444323444455必修/上機必修/實驗必修/上機必修/考試必修/考試必修/考試無線技術與應用軟件構(gòu)件與中間件技術Linux網(wǎng)絡技術物聯(lián)網(wǎng)技術及應用Android移動開發(fā)技術信息安全434342555556必修/考試必修/考試必修/考試必修/考試必修/實驗必修/考試云計算虛擬化技術服務端編程技術物聯(lián)網(wǎng)綜合應用與實戰(zhàn)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)案例分析企業(yè)項目管理協(xié)同工作與分工444422666777必修/實驗必修/上機必修/上機必修/實驗必修/考試必修/考試08:2831優(yōu)秀教材精選08:2832針對校情的物

17、聯(lián)網(wǎng)應用實現(xiàn)河南科技大學坐落在千年帝都、牡丹花城洛陽，是河南省省屬重點高校，是河南省重點建設的三所綜合性大學。2011年在計算機學科下面開設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，主要培養(yǎng)Android移動物聯(lián)網(wǎng)的實用應用技術人才。結(jié)合洛陽古城旅游資源及文物保護需求，開展了一系列特色研究。08:2833培養(yǎng)模式的探討技術太新，師資得從頭培養(yǎng)；知識點多，師資隊伍不夠；應用性強，缺乏項目開發(fā)的經(jīng)驗；專用設備，過于依賴于廠家的資料；封閉實驗室，學生缺少鍛煉；實驗現(xiàn)場“故障”多，缺乏應變能力；08:2834培養(yǎng)模式的探討抓學生骨干（10%比例）；老師和學生骨干一起學習/探討，學生骨干注重實驗環(huán)節(jié)，老師專注理論研究；學生骨干與

18、廠家建立溝通渠道；實驗室對骨干學生開放；學生骨干帶動其他學生完成實驗；團隊分組，骨干帶隊，設計綜合項目。08:2835主要議題物聯(lián)網(wǎng)技術探究物聯(lián)網(wǎng)學科建設物聯(lián)網(wǎng)學習套件物聯(lián)網(wǎng)學習套件08:2836中智訊高校實驗室整體解決方案三大學科嵌入式接口/操作系統(tǒng)無線傳感網(wǎng)/網(wǎng)絡通信移動互聯(lián)網(wǎng)/云計算四大平臺實驗平臺實訓項目課程教材認證培訓六大功能嵌入式傳感器接口技術嵌入式Linux操作系統(tǒng)技術物聯(lián)網(wǎng)Zigbee/IPv6無線傳感網(wǎng)絡嵌入式Linux網(wǎng)絡通信技術ANDROID移動互聯(lián)網(wǎng)應用技術Web2.0技術/云計算技術二大目標面對學生能力提升面向師資力量培養(yǎng)08:2837中智訊物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中智訊ZDroi

19、d移動互聯(lián)網(wǎng)ZXBee綜合物聯(lián)網(wǎng)ZWireless無線傳感網(wǎng)ZEmber嵌入式定制ZDroid移動互聯(lián)網(wǎng)系列：以3G Android/Linux/物聯(lián)網(wǎng)應用/云計算等移動互聯(lián)網(wǎng)技術為主要課程；面向計算機/軟件等專業(yè)培養(yǎng)熱門移動互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)IT人才。ZWireless無線傳感物聯(lián)網(wǎng)系列：以Zigbee/IPv6/WIFI/藍牙無線技術、ARM接口/傳感器接口技術等無線傳感接口與網(wǎng)絡傳輸技術為主要課程；面向電子/通信等專業(yè)培養(yǎng)熱門物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡技術IT人才。ZXBee綜合物聯(lián)網(wǎng)系列：融合嵌入式/物聯(lián)網(wǎng)/移動互聯(lián)網(wǎng)三個學科的綜合實驗平臺；面向計算機/軟件/電子/通信等專業(yè)構(gòu)建綜合性質(zhì)的實驗室，可以完成三個

20、學科的基本教學實驗。ZEmber嵌入式定制系列：結(jié)合學校研究的特色領域，為高校定制專屬的嵌入式教學實驗平臺，并提供獨有的項目教學案例；定制范圍涵蓋嵌入式、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等學科。08:2838中智訊產(chǎn)品一覽表ZD-s210 xA80ZD-s210 xT70ZD-E4412A80ZX-s210w53ZW-stm32m4in1ZW-s210m4in1ZX-s210w108ZE-MonitorZE-Medical08:2839主要基礎平臺ZD-s210 xA80ZX-s210w53ZW-s210m4in108:2840ZR-s210wRfidxZXBee系列無線傳感節(jié)點無線節(jié)點CC2530STM3

21、2w108WIFIBluetoothCC2530 DebugARM Debug調(diào)試轉(zhuǎn)接板08:2841ZSensors系列傳感器序號名稱型號序號名稱型號1光敏傳感器Zsensor-Photoresistance16RGB燈控傳感器Zsensor-RGBLight2空氣質(zhì)量傳感器Zsensor-AirGas17電機控制傳感器Zsensor-Motor3火焰?zhèn)鞲衅鱖sensor-Flame18語音識別傳感器Zsensor-SpeechRecognition4壓力傳感器Zsensor-Pressure19語音合成傳感器Zsensor-SpeechSynthesis5酒精傳感器Zsensor-AlcoholGas20風扇控制傳感器Zsensor-Fanner6霍爾傳感器Zsensor-Hall21指紋識別傳感器Zsensor-Fingerprint7可燃氣體/煙霧傳感器Zsensor-CombustibleGas22振動傳感器Zsensor-Vibration8超聲波測距傳感器Zsensor-Ultrasonic23紫外線傳感