物联网的关键技术

院校专业：

基本学制：三年 | 招生对象： | 学历：中专 | 专业代码：710102

培养目标

培养目标

本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和传感器应用、网络通 信、综合布线、物联网项目工程实施等知识，具备物联网生产施工、物联网技术服务、 系统运维等能力，具有工匠精神和信息素养，能够从事物联网设备安装与调试、物联网 系统集成实施、物联网系统监控、物联网产品制造与检测、售后技术支持等工作的技术 技能人才。

职业能力要求

职业能力要求

1 具有物联网产品装配、焊接、检测与调试的能力； 2 具有感知层设备质量检测、典型传感网安装组建与调试的能力； 3 具有物联网项目施工图识读、物联网设备安装与调试的能力； 4 具有物联网平台、数据库及应用程序安装、配置与运行维护的能力； 5 具有物联网样机试制、数据采集与标注、应用程序辅助开发的能力； 6 具有物联网系统应用程序安装、使用、维护、系统监控与故障维修的能力； 7 具有初步将 5G、人工智能等现代信息技术应用于物联网领域的能力； 8 具有终身学习和可持续发展的能力。

专业教学主要内容

专业教学主要内容

专业基础课程：电工电子技术与技能、计算机组装与维修、计算机网络技术基础、 程序设计基础。 专业核心课程：单片机技术及应用、数据库技术及应用、传感器与传感网技术应用、 网络综合布线技术、物联网技术及应用、物联网设备安装与调试、物联网运维与服务。 实习实训：对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行物联网综合布线、物联网 电子产品制作、物联网设备安装与调试、物联网工程实施等实训。在物联网系统集成企 业、物联网产品制造企业等单位进行岗位实习。

专业（技能）方向

专业（技能）方向

职业资格证书举例

职业资格证书举例

职业技能等级证书：物联网智能家居系统集成和应用、物联网安装调试与运维、物 联网工程实施与运维

继续学习专业举例

接续高职专科专业举例：物联网应用技术、工业互联网技术 接续高职本科专业举例：物联网工程技术、工业互联网技术 接续普通本科专业举例：物联网工程、计算机科学与技术

就业方向

就业方向

面向物联网安装调试员等职业，物联网设备安装与调试、物联网系统运行与维护、 物联网系统监控、物联网产品制造与测试、物联网项目辅助开发和售后技术支持等岗位 （群）。

对应职业（岗位）

对应职业（岗位）

其他信息：

物联网应用技术是物联网在大学专科（高职）层次的唯一专业，属于电子信息类，升本专业为物联网工程（计算机类）。 本专业培养掌握射频、嵌入式、传感器、无线传输、信息处理、物联网域名等物联网技术，掌握物联网系统的传感层、传输层和应用层关键设计等专门知识和技能，具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作的业务能力，具有良好服务意识与职业道德的高端技能型人才。专业课程有C语言程序设计，Java程序设计，TCP/IP网络协议，RFID技术，计算机原理，程序设计原理等。

市场研究机构IDC日前发布了中国制造业物联网市场预测报告，预计到2020年，中国制造业企业物联网支出将高达1275亿美元，未来五年年均复合增长率将为147%。其中软件和服务将会引领中国制造业物联网支出快速增长，二者所占市场份额将超过60%。而Gartner公司研究预测，全球目前已有约50亿个能够连接无线网络的各类产品和设备，这还不包括手机和电脑。到2020年，这个数字预计将高达210亿。这些互联产品所产生的海量数据将催生未来工业企业的新模式：生产服务。一直以来，传统工业关注如何制造产品，产品的销售在某种意义上意味着“结束”，而在未来，产品售出以后则是真正的“开始”——生产商基于产品被终端用户使用时所产生的数据了解其使用情况，提供后续运营与维护，并基于用户信息开发出其他服务。
物联网已经成为国家战略新兴产业，并写入“十三五”规划当中。而“中国制造2025”更是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。在中国政府政策与资金的支持下，推动智能制造发展、提升网络化协同制造水平、加快制造业向服务转型将成为制造业发展的主要方向，将会在未来3至5年推动制造业物联网支出保持较高增长。
中国物联网在制造业的发展虽然仍处于初期阶段，但是其应用的深度与广度在不断加强，新的应用场景不断涌现。随着新兴技术（如云计算、大数据和移动技术）与物联网的融合以及IT（信息技术）与OT（运营技术）集成，物联网技术的潜能将加速释放。IDC预计，未来两年，中国制造业物联网发展将呈现以下三大趋势。
——物联网平台竞争将日趋激烈。随着越来越多的企业部署物联网应用，IDC认为，制造业物联网平台将是代表智能制造变革与重塑的主要方向之一。未来的平台，既可以来自硬件领域，也可以来自软件领域。在硬件管理领域，主要是生产设备的连接管理；软件领域主要包含企业应用管理平台、企业信息显示与报告平台，以及企业数据分析与洞察平台。
——物联网应用将加速制造业创新。制造业物联网应用将引领制造业企业进入创新和变革的新时代。物联网应用的低成本感知、高效的数据收集、实时的数据记录、分布式计算和高级数据分析等优势，必将加速信息技术和制造业深度融合，创新企业的研发、生产、运营、营销和管理方式。此外，机械学习技术不断取得突破，也将促进制造业数据分析变得更加迅速和精确。
——边缘计算将成为下一个热点。随着物联网终端的大量部署，物联网产生数据将呈现几何式的增长，因此通过分散的终端设备和物联网网关进行数据过滤和处理，将是制造业物联网应用的重要发展方向。同时，数据将逐渐成为企业的重要资产，边缘的智能化，将在网络或者数据中心出现异常时，保证数据的安全，帮助企业规避风险。
IDC制造业高级研究经理王岳表示：“中国制造企业已纷纷开始部署物联网战略，旨在提高企业生产运营效率，并加速由生产向服务转型。随着智能制造的推进，信息技术与运营技术的快速融合，以及 数字化双胞胎 概念的普及，物联网技术将在制造业获得更大的发展空间。同时，物联网与云计算、移动技术、大数据等新兴数字技术的结合，将进一步释放物联网的潜能，为打造物联网生态闭环奠定了坚实的技术基础。相信未来，随着生态的逐渐成熟，基于物联网平台的行业与细分行业应用将迎来快速增长。”
物联网在工业领域的应用不仅使数据流、硬件、软件实现智能交互，更将从本质上颠覆传统工业模式，形成新的工业业态，而“软硬结合”将是未来工业企业在这一轮技术革命新浪潮中脱颖而出的核心竞争力。全方位整合的安全工业物联网解决方案能够为工业企业提供一站式服务，不仅能够实现设备与资产的智能互联、数据管理和现场控制，还可以实现大数据分析和智能协同，大幅提升生产力。这正是得益于物联网和大数据平台的构建。霍尼韦尔过程控制部的陈延表示：“传统制造业的工艺越来越精密化，工业设施和 *** 作过程也日益复杂，物联网在工业领域的应用未来不仅要着眼帮助提高生产效率，同时也要关注过程的安全性、可靠性。此外，物联网还将给工厂管理人员和工人带来全新的工作体验，蓝领和白领之间的界限未来将日渐模糊。”
此外，物联网和大数据平台的出现让工人也日益融入互联平台。例如，在未来的互联工厂里，作业人员的便携式设备可以实时地与指挥中心进行信息和数据交互，实时快捷地参与整个厂区的监测和 *** 控。万物互联时代，物联网对传统工业形成新的挑战，也带来新的机遇。对中国制造企业来说，软硬件相结合、效率和安全并重将成为未来工业企业的核心竞争力。
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工业物联网云平台推荐是一个基于云计算、大数据、人工智能等前沿技术的智能制造平台，它集数据采集、数据存储、数据处理、数据分析、决策支持等功能于一体，可以实现设备的远程监控、预测性维护、异常检测以及生产调度、设备管理等工业应用。

工业物联网云平台推荐的主要特点包括以下几个方面：

一、开放性

工业物联网云平台是一个开放的平台，它采用标准化的接口和协议，与各种硬件设备、传感器、机器人等工业设备实现无缝对接，与各种软件系统、应用服务实现互联互通。同时，平台还提供了丰富的API，方便开发者和企业自主开发和集成精细化的应用。

二、可扩展性

工业物联网云平台是一个高度可扩展的平台，它可以支撑海量设备数据的采集、存储、处理、分析和应用，能够灵活地满足用户的不同需求。此外，平台还提供了多样化的工具、算法和应用组件，方便用户根据实际情况进行定制化。

三、协作性

工业物联网云平台是一个强调协作的平台，它鼓励企业之间、企业和研究机构之间、企业和政府之间等多种形式的合作，共同推动工业物联网技术的创新和应用。平台还提供了多种合作机制和服务，包括共享设备、协同工作、技术支持、数据交换等，为用户提供全方位的支持。

四、安全性

工业物联网云平台推荐是一个高度安全的平台，它采用了多种安全技术和加密方案，保障用户数据的机密性、完整性和可用性。平台还提供了完善的权限管理和安全审计机制，有效防范各类网络攻击。

工业物联网云平台推荐，上海力控科技ThingNet物联网云平台是基于以往的物联网产品，以及目前市场上的各种云平台优点，精心打造的一款实现设备上云的多功能产品，该物联网云平台面向设备而使用，例如大型的空调机组、空压机、泵等等设备的上云，云平台提供从设备接入、运行监控、设备资产管理、工业数据预知分析等一站式SaaS服务，使用对象可以为设备厂家、设备运维厂家、以及相关设备管理型公司等。

一、将真实的加工制造连接到工业40
如果使用了工业40技术，一个新的加工制造生产线可以实现多达25种的产品变化，同时将产量提高10%，库存减少30%。工业40架构的应用让制造商在生产过程中可以获得更丰厚的投资回报率。
工业40是一场工业的革命，目的是将信息技术(IT)的虚拟世界、机器的物理世界以及互联网合为一体。其中心是将具有IT功能的所有工业领域都整合起来。这些科技提高了灵活度和速度，能够使产品更具有个性化，生产更高效且规模可扩展，以及在生产控制方面具有更高的可变性。机器与机器之间的通讯和先进的机器智能化，提高了工艺的自动化水平，并带来了更多的自我监控以及实时数据。开放的基于Web的平台会增加制造企业的竞争力。
1分布式智能
这里说的分布式智能是指在智能传动和控制技术网络的机器设备中，加入尽可能多的智能和控制功能、或者单独的传动轴，而不是从一个中央处理单元（CPU）来处理所有的动作。
拥有机器层面的过程数据并决定用它做什么，反映出了人们相信一台机器可以经过装备使用过程数据做一些事情并且独自改善工艺流程，诸如实现调整产量、更加有效率的利用能源等目标，而不是依赖“云”来处理所有这些任务。
联网的机器可以与更高的生产线级别、工厂级别以及企业级别的网络进行通讯，从而能够实现对特定事件或特定产品的实时调节。集成了传动的伺服马达和无机柜传动系统将传动组件和运动逻辑顺序放到了单独的轴向上。
　 2快速连接
那些允许数据在整个企业架构中自由流动的系统，往往需要持续的投资和改进。一家工业40工厂车间所产生的大数据和信息流，可能会让公司的网络不堪重负。我们该如何改进自动化系统中的硬件和软件的功能，使这种设计流程更简单、花费更少的时间以及更加开放？通讯路径随着其创建和实施而变得更加流畅。在决定应该使用现场总线的什么功能时，应该看一下生产平台是否支持例如OPC
UA（来自于OPC基金会）这样的标准。消除不同供应商系统的障碍，而且对通讯和控制平台采取一种更加开放的方式很重要。
3开放标准和系统
重点是要思考系统到底“开放”到什么程度，是否支持新兴的通讯协议和软件标准，以及开放的独立组件如何让工业40成为现实。
开放标准允许基于软件的解决方案可以更加灵活地集成，并有可能将新的技术移植进现有的自动化架构中。开放的控制和工程软件也沿着这个方向将自动化和IT软件程序之间的间隙弥合。一个开放的控制器核心能够使用常用的高级IT语言（例如Java和C++）来创建自动化应用程序。
一台机器的 *** 作应该支持与智能手机或平板电脑进行简单的连接。软件可以借助控制器与3D模型软件的连接来加快自动化系统的设计和调试。一个运动控制器可以与模型之间发送指令以及接收反馈，使得机器的功能性在机械设计阶段通过运动控制就得到优化。这也让机器测试和编程可以在调试之前进行。在部件订货、组装机器之前，虚拟机器可以用来进行测试并完善设计。
4实时数据整合
在工业40的工厂里，可能利用实时的机器和工厂性能数据来改变自动化系统和生产工艺的管理方式。不用捕捉并分析数月以来有价值的关于生产率、机器停机时间或者能源消耗的数据，支持工业40的平台能够将数据整合到常规的工厂管理报告之中。这会让制造商和机器具备详细的信息来执行快速的工艺和生产变更，以实现产品满足特定客户需求的愿景。
5自适应性
现实世界中的主动性可以让生产更加连贯并以需求为导向。科技帮助生产线变得主动。目标就是让工作站和模块可以适应个性化的客户或产品需求。
在一个制造液压阀的工厂里，一套新的自适应组装生产线在每一件被加工件上都使用射频识别芯片。生产线上的9个智能站会识别出最终产品是如何被装配的，以及哪些工具设置和 *** 作步骤是必须的。每个相关加工件都带有蓝牙标签，会自动将信息传送给装配站。装配步骤信息会根据不同的产品以及相关加工件的技术水平不同而显示出来。该生产线可以生产一批相同尺寸的液压阀，也可以不需要人工干预就能生产25种不同产品型号。不再需要设定时间或者多余的库存。这使得生产线的产量增加了10%，库存减少了30%。
二、让工业40和IIoT在智能工厂里运行
工业40和工业物联网(IIoT)能够为设备（从传感器到大规模控制系统）、数据和分析之间提供更好的连接性，Beckhoff自动化的TwinCAT产品专家Daymon
Thompson这样认为。传感器和系统需要网络连接来共享数据，分析有助于做出更明智的决策。
物联网主要包括4个基本元素：实体的设备、与设备之间的双向连接、数据以及分析。设备可以是小到一个传感器大到一个大规模控制系统中的任何一种。传感器和系统需要与更大的网络进行连接，以共享由传感器或系统产生的数据。对此数据进行的分析会产生可执行的信息，其结果是让人们做出精明的决策。
在IIoT的实际应用中，
企业通过将设备或资产连接到云或者本地信息技术(IT)设施上来进行数据的采集和传送。然后对采集到的数据进行分析，可以发现设备或资产更多的潜在信息，防患于未然。
例如
，监控机械组件运行温度的传感器可以追踪任何异常状况或者偏离底线的情况。这使公司可以主动地处理不希望发生的行为，从而在可能造成有害危险的系统故障加剧之前进行预测性维护，否则这些系统故障可能会导致工厂停机以及生产收益损失。这种类型的信息有助于企业新产品的设计、系统性能效率的提高以及实现利润的最大化。
工业40让加工制造更灵活
在一个生产制造流程，甚至是整个供应链中，通过连接性推动更多的新发现和系统优化，这是工业40的核心概念之一，这种科技进步也被称为第四次工业革命。
工业40工作组成员、德国国家科学与工程院Acatech，将18世纪蒸汽机的发明和广泛使用定义为第一次工业革命。第二次革命是20世纪早期在装配线上使用传送带。第三次革命是在20世纪中叶开发出来的微电子学、PC和可编程逻辑控制器(PLC)。第四次革命是将PC和机器连接到互联网，并启用信息物理系统（CPS）。
工业40要求传统的生产制造工业实现计算机化。使用物联网和信息物理系统的概念会帮助实现“智能工厂”的目标，使生产制造具有前所未有的灵活性和非常高的精益生产效率。在生产制造中，一个显着的特点是重点关注的领域从产品本身扩展到了生产这些产品的工艺上。
制造商需要灵活的生产线来适应快速变化的客户需求。灵活的机器运行能够生产很多类型的产品，通过调整批量大小来获得更高的生产利润，这使得同一个生产线可以运行更复杂的混合产品以适应客户不断变化的需求。

如果不是亲耳聆听PTC全球CEO贺普曼（James Heppelmann）关于物联网将如何变革传统制造的演讲，我对一个革命性时代即将带来的颠覆性影响恐怕不可能有那么深切的感受。
6月的波士顿阳光明媚、气候宜人。这里既是美国文化的发源地之一，也是仅次于硅谷的东部创新中心。贺普曼的演讲正是2014年PTC全球用户大会（PTC Live Global 2014）开场。来自全球约2,000多名用户代表和媒体出席了此次大会。作为《福布斯》中文版的代表，我应邀参加。
自通讯技术诞生以来，全球1/3的人口通过电话、手机、互联网连接。2010年则被物联网发展的一个里程碑：物体的连接数量超过人的连接数量。更重要的是，这一物与物连接的趋势在加速发展，“万物互联”（Internet of Everything）似乎已经势不可挡。
据IDC预测，2016年，物联网产品及解决方案创造的市场价值将达到19万亿美元；麦肯锡则把物联网视为改变生活、商业和全球经济的12大颠覆性技术之一，2025年的市场规模预计达62万亿美元，是3D打印市场的10倍。
“物联网不同于传统意义上的互联网，” 贺普曼说，互联网强调‘人’的连接，而物联网强调的是‘物’，“万物互联的世界产生的变化就是创新的驱动力。”
在贺普曼看来，物联网时代之所以会到来，离不开三大因素的激励：
芯片的发展——摩尔定律使得芯片的计算速度在过去几十年间飞速发展；
通信的发展——各种通信技术让联结成为人们生活不可或缺的部分；
智能产品（也就是“物联网”中的“物”）的发展。
大约1年多前，贺普曼和全球知名的哈佛大学商学院教授迈克尔·波特（Michael EPorter）联合启动了一项关于物联网时代制造业、智能连接产品的研究。“我们的研究发现，智能连接产品的爆炸式增长将重新定义整个产业链条，并会对产业结构产生影响，也会改变竞争者参与竞争的战略，”贺普曼说，“这将是对所有人都产生巨大影响的大事，甚至这变化之快和颠覆性让人觉得有些可怕。”
“世界在变化，我们制造的产品在变化，产品产生价值的源泉也在变化，而且在转移。”贺普曼说。那么，物联网对传统制造业究竟会产生哪些彻底改变呢？贺普曼从三方面做了解析。
首先，原先硬件创造的价值正在被软件创造的价值所共享，与硬件相关联的软件创造的价值将超越以往任何时候。贺普曼以智能手机为例，说明了软件与硬件结合在产品销售中的作用越来越大。“我们很多制造业客户告诉我，他们的产品有几百万、甚至数千万行代码，他们也可以算得上软件公司了。”贺普曼说。
在中国制造业领域，这一趋势同样在发展。例如，风机制造商远景能源在几年前就已经把自己从传统风机制造商升级到了“智能风机制造商”，通过为风机增加传感器、编写软件代码，从而实现智能化控制和运营。
其次，联接让我们对智能硬件在软件方面的创新提供了新的选择，从而创造“新的智能”。云计算的颠覆性由此体现。在制造智能联接产品时，人们可以选择把大部分软件直接与硬件集成，这样可以得到更快的响应速度、较低的网络依赖程度和更高的安全性；也可以把所有的应用都放在云端，如此一来，硬件变成了终端接口，制造的复杂度会大大降低，而所有有价值的应用可以通过网络灵活配置，选择更广、更新更快，硬件的价值也会因此降低；当然，也可以二者结合，把部分核心功能做成嵌入式软件，而把一些应用放在云端。
第三，智能连接产品会带来商业模式的变化——从销售产品到销售服务。飞利浦照明的模式创新是一个典型案例，他们改变以往销售灯具的模式，与华盛顿地区的停车库签订为期10年的照明服务合同，并为这些车库安装LED灯。“LED灯是一次性投入较大的昂贵照明器材，但从节能和效率来说，优势明显。”贺普曼解释说。毋庸置疑，让客户一次性投入安装昂贵的LED灯的挑战很大。但飞利浦采取新服务模式，他们可以从每年节约出来的200万美元的能源开支中获得充足的利润。服务期间，飞利浦不仅需要提供高品质产品，还要持续做好服务——通过传感器、芯片让照明智能化，从而通过系统平台监控、运营和服务。从模式上来看，这是双赢的——用户得到他们需要的“舒适”，而制造和服务提供商取得了稳定而源源不断的利润。
那么，制造业企业应该让传统产品具备哪些“新能力”才能让它们具备智能连接产品的特性呢？贺普曼从4个方面进行了描述，分别是：监控能力、控制能力、优化能力和自动化能力。
激情澎湃的贺普曼曾经是一位工程师和创业者，在他的带领下，PTC从产品设计软件跨越到协同设计、产品生命周期管理、物联网平台等领域，近年来公司保持了持续增长态势，并且通过收、并购完善自己在制造业全生命周期软件工具和平台各环节的布局。贺普曼自己也是一位物联网体验的超级粉丝。演讲中，他现场演示通过网络远程控制自己房屋中的各种智能产品设备，让观众亲眼目睹了家中能源管理、娱乐系统、安全系统尽在一键掌握中的场景。
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物联网产品的特点总体来说是智能化，因物联网技术形成的产品非常多，都各有特点，例如 MyBeacon是采用物联网的低功耗蓝牙40的技术的产品，特点:能够发射与接收24GHz的蓝牙信号，从而与范围50米内的智能手机交互，可应用与智能营销，智能公共场所等

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