在物联网应用中有两项关键技术,分别是传感器技术和嵌入式技术。
目前,教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有"物联网工程"、"传感网技术"和"智能电网信息工程"三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从2011年才开始首次招生,首届毕业生于2015年毕业,但整体人数较少,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。
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,使得物联网成为各家高校争相申请的一个新专业,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、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护,也可在高校或科研机构从事科研和教学工作。
中科院院士、华东师大软件学院院长何积丰表示,未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。柏斯维也指出,从整体来看,物联网行业是非常需要人才。物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案,每个学校的课程不一样,但学习的范围差不多,学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外,优秀的外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。
物联网这一概念提出已有20多年,但受全球各国重视是2008年和2009年这两年,各国纷纷推出物联网相关政策,我国也开启了物联网发展里程碑的年份,列为国家五大新兴战略性产业之一。经过10年发展,物联网已不再是高高在上的概念,在云+AI等技术加持下,让物联网得到了广泛应用,产业发展迅猛,也迎来了黄金发展时代。
运营商、半导体厂商、通信设备、云服务商和应用端等形成物联网产业链,而NB-IoT和LoRa等LPWA低功耗广域网通信技术,解决物联网大规模部署连接等需求,继而使得物联网在工业、零售、物流和交通等垂直领域得到广泛应用。
在产业链积极推动下,物联网连接规模成倍速度增长,LPWAN连接的复合年增长率为109%。此外物联网高级顾问杨剑勇指出,5G技术部署,也将把物联网带上更高的层次,也让万物互联成为可能,其中运营商是万物互联积极推动者,全球运营商纷纷转型寄望于在大连接时代,不再局限做一个管道提供者,希望能抢夺物联网应用端市场,例如面向工业、教育、医疗、车联网和智慧家庭等应用场景寻求机遇。
物联网在移动监测、智能可穿戴、POS机、气象、医疗和能源等行业用途很大,而且是实现设备联网不可或缺的产品,不少相关的top域名都被注册。物联网“概念”如火如荼,作为提供产业有生力量的大学自然不甘寂寞,于是乎,各个学校都在筹建、设立物联网专业,可从各方面渠道的信息看,似乎所想传授的知识五花八门,有侧重传感的,有侧重通讯的,有侧重某项应用领域的,如智能电网、智能交通等,似乎不像以往的专业设置,有相对统一的方向。 出现这个局面,首先就说明一点:物联网不应是一个传统形式本科专业,至少不适合作为一个本科专业而存在! 现实中很多领域都有这个特征,它有广泛的需求,且孕育着极大的机会,但由于其所涉及的知识属于跨学科的,需要多方面的基础及专业知识作为铺垫,故作为本科专业有些勉为其难。 我很早就听过的一个说法:海洋学院不应该面向高中生招生,应该是从学过相关专业的本科毕业生中选拔,因为海洋研究要用到各方面的专业知识,它属于二级学科,需要一些基础性的专业知识背景,如生物、化学、流体力学等,而这些知识是高中生所不具备的,如果要他们在海洋学院的四年中学会这些,估计和海洋相关的知识几乎没有时间传授了,这样毕业的学生和普通院校有何差别? 对比今天的物联网,似乎也有“海洋学院”的影子。 如果把物联网提升到目前所宣传的那个高度,要培养一个能应对如此“宽泛”领域的人才,似乎也应该是作为一个二级学科而存在。 首先这些人应该在普通本科中学会一些基础性的专业知识,如测量、传感、通讯、大规模计算和统计等,然后再进入物联网专业,结合自己所具备的专业知识背景,侧重研究物联网的某一分支,如侧重于基于联网需求设计测量部分,或基于测量特征设计通讯链路和协议,或基于收集来的巨量信息研究如何用“云”来储存和分析,从而使其成为有效信息而非“字典”。 这些都不是一个高中生所能直接面对的,而把所需的专业知识作为物联网专业的基础知识来传授,时间不够,本来这些就是四年的本科课程,学完这些,留给物联网的相关知识传授时间有限了,只能培养出一个无特色的学生,这和设置此专业的初衷不是相悖吗? 所以,如果要培养一个真正意义上的物联网人才,靠本科四年的学习难以胜任! 所谓真正意义上的“物联网人才”,按我的理解应该是:能将目前的现实需求纳入物联网,从而产生有别于传统解决方案的革命性变化。 听起来有些“玄”,但目前的宣传就是如此,甚至有过之而无不及,腾“云”驾“物”是在媒体上看到的最经典的描述!何时能落地,似乎还欠火候。 那针对目前的物联网热,学校应该如何应对呢? 依本人愚见:暂时不去想培养那些“真正的物联网人才”,那些未来的并非本科教育所能造就,作为大量输送技术骨干进入社会的工科院校,着眼点应该是如何培养一个能在未来的工作中应对物联网需求的技术人员。 要做到这点,首先应该分析物联网到底衍生出那些新的东西? “物联网”三个字实际上表达了其含义: 第一:“物”,乃所关注的对象 第二:“联”,乃所采取的手段 第三:“网”,乃解决问题的工具 这三个部分中,“物”早已存在,最为悠久,人们对“物”可以说是“关怀备至”了,至今仍在不断深入,并非物联网所带来的新生事物。 而“网”虽较“年轻”,但由于技术手段的进步,人们也已将其功能发挥的“淋漓尽致”,“网”已经给人们生活带来了巨大变化。 唯一属于物联网带来的新生事物就是“联”,即将“物”连接到“网”上! 联网的设备已很多,为何此时将“物”连到网上就成了新东西? 先分析一下以往的联网设备有什么特征。目前联网的设备主要是计算机、手机、电视等,还有一些幕后设备,如交换机、路由器等,究其特征,无一例外是和人交互,或者是服务于与人交互。所以,以往的互联网也可以称之为“人联网”! 而如今“物联网”所指的“物”,多为面向自然界的物,关注的是其生物、理化等特征,是一些不具备智能的物,即便是和人相关,此时所关注的也是人的生物特征而非智能,所以完全区别于现存的“互联网”所承载的内容。目前互联网的绝大多数信息是服务于智能的,属于“上层建筑”,而物联网要关注的则是“经济基础”。 因为这些“物”相对“低能”,以往联网的方式就要做相应改变,以适应其特征,这才是物联网的精髓所在。 “物”有千百种,均有相应的专业在探究,而“网”也有相应的分支在完善,至于数据分析、云计算、分布式运算、并行计算等早已是深入研究的课题。后两者近年来已不断融合、完善,有了长足的进步。只是前者和后两者似乎有些像平行线,暂无交点。 物联网则是要在这两条平行线间架起一座桥,使前者的信息能借助于后者得到升华! 但由于“物”的“低能”和“多样性”特征,使得原有的联网手段不再适合,正是这种缺位才催生了物联网教学的需求! 因此,探究各种“物”所适合的联网手段,应该是培养一个可以应对物联网需求的工程技术人员的重点。 虽说联网应该是通讯的范畴,但以往通讯的关注点是媒介、链路和协议,而作为物联网应用需求,应该是关注各种通讯方式的特征,结合所需联网的“物”之个性,选择合适的通讯方案,侧重点是“选择”。 要做出合适的选择,就要对各类通讯方式的特点予以准确的把握,扬长避短,并合理的加以组合,从而达到最可靠、经济的方案。 不要一提到物联网就是 ZigBee、Wifi,实际上每种通讯方式都有其利弊和适用的环境。智能电网上的检测用 ZigBee 就不一定比“载波”合适;智能家居的很多节点或许用简单的“485总线”集中后再由WiFi 或 ZigBee转接入网更加经济、可靠。 所以,准确地把握对象特征和应用场景,同时熟知各类通讯技术的优势、缺陷,是一个合格的物联网应用技术人员的核心素质。 至于物联网的高层次应用,即那些汇集了巨量数据的“云”该如何处置?如何产生效益?那是少数精英的事,需要大量技术人员的是这个金字塔的塔基。 具体而言,针对物联网应用需求,学习应该关注: 1、 理解最基本的通讯原理,尤其是串行通讯,因为只要距离略远,并行通讯基本无使用可能,而现实中的各类通讯,不论是有线的RS232、485、USB、以太网,还是红外、蓝牙、Wifi,其实质都是串行通讯,区别只在于介质和协议。 2、 通过最简单的UART通讯,理解握手、冲突、争抢、仲裁等通讯中常见的问题,以及丢帧、误码的可靠性问题,理解通讯协议的作用和含义。 3、 通过简单的实际应用,理解各种场景的需求,何时要速度?何时要可靠?何时要响应快?何时要低功耗? 4、 结合所面临的需求,尝试各类通讯,只要会用即可,因为随着MCU的无所不在,各类通讯模块使用越来越简单,看似神秘的3G通讯,也能用和古老的Modem一样的AT命令让其工作。对于多数人而言,只能做到会用即可,设计、生产这类模块的事情交给地球上少数人去 *** 心吧。就像 PC,全世界都在用,但只有Intel和AMD为此劳神,似乎也并未耽误PC的普及和使用啊! 5、 选择一个分支,系统地贯穿一下各个层面,从“物”开始,到“网”结束,无所谓实用,只要涵盖的物联网的要素即可,重要是通过实际的体验,感受将“物”连到“网”上后所遇到的问题。 总之,我觉得,如果是培养一个应用类的技术人员,不需要特别的传授什么“物联网”的专业知识,而是用已有的专业知识,围绕上述重点实践即可,重要的是体验和阅读理解,因为未来的应用是多种多样的,无法预知,所以培养把握对象特征的能力是非常重要的。 最后,推荐一本关于各类通讯的书: 《嵌入式网络通信开发应用》 怯肇乾著北京航空航天大学出版,ISBN978-7-5124-0179-2 面对如此众多的通讯方式,想要全面了解并非易事,很多书都是只描述一部分,此书却全面收集了各种现存的通讯方式,为选择合适的通讯提供了极大的便利。 详细目录见“好书交流”栏目。
物联网所涉及领域以及专业有城市管理、数字家庭、定位导航、现代物流管理、食品安全控制、零售、数字医疗以及防入侵系统。物联网所涉及到人们生活的方方面面,在这个信息时代,物联网可以说是无处不在。
物联网在城市管理领域发挥了非常重要的作用。比如说智能交通物联网技术可以方便对交通进行控制和检测,它能够自动对公路进行检测,也可以自动对桥梁的安全性进行检测,还可以通过感应光线的强度,从而控制路灯自动开关,这些作用给现代道路带来了不少的便利。物联网在数字家庭中也发挥了重大的作用。家庭中使用电子智能产品,仅仅只需要一个遥控器就可以将所有的终端都控制起来。这其实就是在连接家庭设备的同时,实现外部服务连接与物联网相连接。
如今的物流业务越来越发达,在现代物流管理中物联网的作用也是很强大的。在物流的商品中将传感芯片植入,从而让每个环节都可以准确迅速的识别出来,和后台的数据库进行紧密连接,提供了强大的物流信息网。
防入侵系统是通过传感节点来防止入侵者的侵入。传感节点被安置在成千上万个迪安、低空探测还有栏杆处,可以有效的、及时的检测到入侵者的信息,快速做出防备动作,有效防止入侵者偷渡、恐怖袭击等等的入侵或者是攻击。
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