物联网技术的主要内容

物联网技术的主要内容,第1张

《物联网技术》首先讨论物联网的基本概念、体系结构、软硬件平台系统组成、关键技术以及应用领域;其次介绍节点感知识别技术,包括射频识别工作原理、RFID系统的基本组成及其典型应用、传感器及检测技术等;然后讲述与物联网相关的通信与网络技术、传感网及其关键支撑技术等内容;最后介绍物联网中的数据融合、云计算技术、物联网应用系统的规划设计与典型应用,使课程理论与实践紧密地结合起来。

行业主要企业:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

行业概况

1、定义

所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段,物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术,包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

2、产业链剖析:共有四大层面

所谓产业链,是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链,是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业,通过对信息流、物流、资金流的控制,在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。

从产业链条来看,物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。

自2018年中美贸易摩擦以来,美国加大了对中国高新技术出口的限制,不断扩大实体清单,影响了中国一些科技主导型企业的发展,这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头,已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业,如:高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。

行业发展历程:处于市场验证期

物联网是通过射频识别(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,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换
和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:

行业政策背景:政策大力推进

“十三五”以来,国家重视物联网产业建设及物联网成果应用,出台多度政策意见来推动物联网产业发展。在“十三五”以来发布的行业政策中,以推动物联网成果应用为主,利用物联网技术加强信息交换、提高监督管理水平等。

根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在“十四五”期间,明确新基建,还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展,除了划定数字经济的7大重点产业外,其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。

十四五规划中划定了7大数字经济重点产业,包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实,这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

要想成为系统的的物联网工程师需要系统学习。由浅入深地对嵌入式物联网技术以及Linux平台全面掌握,能够独立胜任物联网开发、嵌入式Linux应用开发、5G周边产品开发、底层系统开发、设备驱动开发、从终端到云技术开发以及Linux衍生产品等多方面工作。可以更加系统的了解嵌入式物联网相关行业知识。
具体所学知识包括:
1嵌入式C语言高级编程及行业应用
2各常用数据结构与算法相关知识,以及面向接口的编程
3GUI图形库应用开发技术
4Linux *** 作系统使用
5Linux系统编程
6Linux系统网络编程
7Linux网络路由及数据交换技术
8嵌入式数据库
9嵌入式C++语言编程,以及面向模板库的应用开发
10OpenCV、OpenGL等图像处理
11AI模型训练及场景定位识别应用
12RFID场景应用
13zigbee低功耗网络技术
14Bluebooth组网技术
15MQTT云平台搭建技术
16NB-IOT各大云平台通信技术
17基于5G技术的嵌入式物联网行业应用
18ARM体系结构
19Bootloader启动过程
20常见Bootloader源码及平台移植
21嵌入式Linux内核裁减以及移植
22嵌入式Linux平台搭建技术及技巧
23Android ROM包制作流程
24Android底层驱动开发
25嵌入式从8位到64位硬件底层开发
26嵌入式Linux设备驱动移植以及开发
如果有机会通过十个左右的大项目实践,掌握物联网+嵌入式实际项目案例开发流程,提高研发技能。

楼上一些回答太形而上学了,都是理论,简单的事情整复杂了,非常容易把人往沟里带。
本人从事物联网专业(说实话做了不少产品,但目前OSI七层协议都背不全),分享下自己的答案,希望能给题主一些帮助。
物联网其实是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序,无非都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,除了计算机外,没有涉及任何其他的终端(硬件)。
物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。
不过物联网的概念目前被炒到过热。鄙人大概十年前开始学习嵌入式,那个时候还没物联网、智能硬件这么高大上的字眼。相信很多前辈那时跟我一样,学的是单片机编程,大家都用“单片机”来概括这个行业。大概2012年左右,很多热钱从房市涌出,投入资本市场。正是这个时候,一大波高大上词汇来袭。服务器技术叫“云”,单片机叫“智能硬件”,网络单片机应用叫“物联网”,车载单片机应用叫“车联网”。。。呵呵。这种现象是商业进展的必要性,我们搞技术的只能跟着改头换脸,谁叫发薪水的是老板呢,呵呵。
不过受限于技术上的瓶颈,物联网的发展,其实无法像当初互联网那样爆发。或者换通俗一点的说法,大家有没有发现很多物联网的应用,其实是锦上添花的东西,需求性并没有那么强,这也就是为什么很多智能硬件卖得并不是很好的根本原因;正是因为需求性原因,所以商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入,又一定钳制了技术的进一步发展。
到今年,这一波的投资热潮冷却了很多,但是在这波浪潮里,我们的社会还是发生了很多变化。首先是关注物联网的人越来越多,从业者也越来越多。而且很多大学也开设了相关课程,政府也出台了行业鼓励政策。前面我们说过物联网的概念被炒得有点过热,所以在物联网的大群体里,有两类人最为迷茫。其一就是专注物联网的创业者,其二就是物联网专业的学生。鄙人也曾经属于第一类人。
物联网的技术前景是广阔的,近些年上市的一些空气净化器产品,穿戴设备,家庭环境监控设备,在过去是不曾有的,在目前的消费背景下,正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现,这些正是物联网技术发展的必然结果,所以投身于物联网的技术研发,是很有前景的一件事。
然而物联网的商业前景却是复杂的,特别是对于创业者而言,这不是一个好消息。既然创业,目的肯定是赚钱,然而放眼人类社会,最赚钱的事情,其实归类起来就那么几样。首先是资源、再就是获取资源的工具,以及信息。每个企业,想要活得好,目标只有一个,就是垄断。然而社会上的大部分资源,都是垄断在大企业手里,小企业参与的,往往是跟民生有关的门槛低的行业,竞争激烈,赚钱辛苦。回到计算机行业,虽然计算机行业开放程度很高,然而垄断的存在并不亚于其他行业。英特尔、ARM等公司,基本垄断了处理器行业。微软、Google(Android)、苹果垄断了 *** 作系统。物联网是新兴市场,虽然目前容量不大,但各家各户都盯着,对于创业者而言,无法创造垄断,很难存活。创业者大部分都是小公司,你无论多么牛逼的技术,一旦有市场,大公司都可以迅速投入数倍于你的资金,在非常短的时间内模仿你,超过你,压垮你。你是小公司,宣传推广,也不可能投入像大公司那样的资金及影响力,所以产品再好,也不一定卖得好,这是每个技术型创业者,不得不面对的事实。
正是因为上述压力,很多创业者非常迷茫。本人过去四年间一直从事物联网行业,因此结识了很多同行,其中大部分都是创业者。这些创业者非常勤奋,对自己的想法充满热情,也往往敢于坚持。然而这些并没有什么用,大部分创业者,都没有走到今天,因为投资人的钱总是会烧完的。
我觉得想走向成功,物联网行业的创业者应该处理好两个问题。首先,应该认识到,计算机行业想突破垄断,对于大企业而言,是技术积累。然而对于个人或小团队而言,唯一的方法是缩小用户群体。就是我们应该专注于一个领域一项技术去解决一个问题。如果你说你的客户是大众每一个人,那你的东西基本一个都卖不出去。但是如果你的客户是“捷达轿车车主”+“装过电子导航系统”,那你的东西会比较好卖。缩小用户群体的好处,是大企业不会来跟你抢饭吃,而你又非常容易精准的找到你的客户并说服他们买你的东西。其次,个人或小团队,不应该有任何一刻在亏本,否则你终会难以坚持。最好的状态,应该是大家都有正职工作(收入),但是比较闲,一起来维护一款小产品,这样的情形,往往容易成功(最后团队或项目被大公司收购,实现财务自由,或职位上升)。
对于在大企业进行物联网方向研发的人员,自然不用担心收入问题,然而可能大部分时间,都要接受来自上层的任务分配。作为物联网技术从业者,我们应该认识到,这个行业的技术,还是有很多方面需要突破的,个人将一些觉得需要突破的技术陈列如下,希望在物联网方向的研发人员,可以在闲暇之余,做一下这么几方面的技术积累:
1目前国内低功耗网络技术都做得不好,包括zigbee,其实也被过分夸大宣传。
2传感器和传感输入部分,其实有很大的空间,人之所以聪明,跟手、眼、口、鼻、耳有很大关系,然而计算机的手眼口鼻耳,没一项可以跟人比。由于个人很难在芯片技术上积累,所以只能做做算法,对于视觉识别技术,各个领域,都有非常大的潜力,可以研究积累。
3降低研发难度的工具,可以关注下,目前物联网还属于教学推广阶段,能够快速帮助从业者提高研发效率的工具,可以研究积累。(鄙人正是做这一块)
4特定环境下的语音对话算法,可以研究下。目前所有的语音识别,几乎都不过是语音转文字而已,然后计算机通过词汇分析来执行任务,基本都做不了上下文对话。非特定环境下的语音对话,估计国外的苹果、google,国内的讯飞、腾讯、百度都在研究,个人技术者基本没有必要也没有机会。不过在特定环境下(比如自动导航这个环境,人的指令,只会围绕“导航”这个主题),语音对话是非常有效率的输入输出工具,值得个人研究积累。
说完创业者,再来说说各大高校的物联网专业的学习者。
其实我个人是不建议在本科搞物联网专业的,因为物联网专业不是基础学科,在本科开设,没能力的学校,也就是一个幌子,会坑不少人。有点能力的学校,也无法指望在当前的教学构架下,能让学生学到点什么。其原因就是,物联网涵盖的内容太多,随便列举列举:
1数电模电、单片机编程技术:要做物联网产品,起码,你能看得懂电路板吧,你得能给单片机写几行代码,点个流水灯什么的吧。要知道,这过去是放到自动化专业四年要学的东西啊。电路板画得好,就算在内陆省会城市,月薪也随便上万的啊,单片机写得好,月薪也一样上万的啊。打什么物联网的幌子啊!
2网络技术:光给单片机编单机程序还不行,你还得能让单片机上网吧,否则叫什么物联网。既然上网,最简单的“客户端-服务器”模型,你好歹得在云端放个服务器吧。且不说服务器程序你要自己写,到阿里云买个服务器,绑定个域名,估计你都得折腾一个礼拜。写服务器程序,那在本科也是一门专业啊,起码VC要学吧(时髦点学java)。你即会上位机,又会单片机,那你是全栈工程师啊,这工资不是更高?
3无线技术:很多产品,光一个单片机还不行,你还得整多个单片机,然后多个单片机互相整个网络,这就涉及到组网。用wifi,功耗太高。用zigbee,光协议就看死你。用蓝牙,人家构架就没这么整过。那只好自己写吧,从驱动到组网协议,你要能写全,还不出问题,那以后还有什么软件构架你整不了啊?
4传感器技术:就目前而言吧,很多传感器都是数字型的,直接丢数值出来,单片机只需连上去就可以用,难到不难。但问题是量多,测温度吧,有温度传感器;测光照吧,有光照传感器;测空气吧,有空气质量传感器;还有加速度传感器、心率传感器、颜色传感器、分贝传感器。。。大学也就四年,学单片机编程估计都要三年,你看你剩下的时间能整几个吧。
5终端技术(App):物联网物联网,你把用户搁哪啊,总要给用户丢个App来看看产品状态吧,那就得学习App怎么做。iOS和Android你还得都学了,不然用户就得减少一半,呵呵。
所以本科开设的物联网专业真的是坑啊,明摆着学校不可能教全的嘛,就算学校愿意教,学生也学不过来啊。给点可行性建议吧:
1明确正确的技术观,物联网是一个行业,而不是一个专业。学好物联网里任何一项技术,都可以独当一面,迅速实现个人价值积累(收入很赞的哦)。如果贪多贪快,除了给自己带来无尽的失望和打击,没什么好处。
2明确正确的发展方向,物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域,作为个人而言,只可能精其一样。如果是做硬件,那就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。如果是做软件,明确方向,一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用,做一两款小产品即可。毕业后,可逐步过渡,学会和其他工程师配合,学会组网应用,多出作品练手。
3实践大于理论,学物联网或者嵌入式一定要勤上手,多出作品。多出作品,不仅可以增长技术能力、了解物联网构架,最重要的是可以提高自信心。人与人的区别,大部分都在教育,而教育成功与否,自信是非常重要的评估法则。当然,由于物联网一般都是系统产品,建议学习者可以基于成熟的构架去做产品,这样容易成功做出完整产品。可以用我们酷享物联系统,也是选择之一。
4毕业后,尽量不要去初创公司,不过初创公司也很少招应届生。一定要去中型企业或大企业的核心团队,哪怕打杂都行。无论未来是打算做市场还是做技术,一定要记得毕业招工作的时候,要想办法进企业的核心研发团队,大公司进不了,就进小一点的,再进不了,就再小一点。可能有人会问,人家不一定要我啊。对,人家不一定要你,你本科期间作出的物联网作品,就是敲门砖。
5就业后,不要急于成功,闷下心思,跟着团队技术带头人做技术。有什么做什么,尽多培养不同领域的应用,多结实靠谱的技术朋友。三五年后,某一天,你会发现你自己有技术、有团队,可以做任何产品的时候,你的路也会宽阔起来。
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好了,广告时间到了,来说说我这两年从事的项目:
酷享物联系统,是开源、开放的物联网系统,以主机+设备的方式,原生支持常见家电控制,提供可以嵌入到设备里的无线物联模块(万纳模块)给研发者,研发者可以基于万纳模块,快速实现自己的Idea。万纳模块8个IO无需编程,就可以被配置为数字输入输出、按键、模拟采样(ADC),PWM等各种方式,极大的降低了设备的接入门槛。
由于酷享物联系统是开源系统,学习者使用酷享系统学习物联网构架的同时,还可以看到酷享物联系统的实现代码,以及诸多应用案例,以最高的效率,提升自己对物联网的理解。
案例:
植物栽培助手(不编程案例)
双向开关、智能插座(不编程案例)
情景面板(不编程案例)
LED调光器(不编程案例)
空气质量监测仪(开源案例)
补充:(2016420)
本来不想上照片的,有评论说我做的这几个作品根本没有联网,那我就发几张照片出来打脸,呵呵。
请问?系统中所有设备,都可以通过app远程联网查看,控制,怎么不是物联网????????????????
请问?系统中所有设备,可以脱离手机,通过网络互为关联,互相触发,怎么不是物联网?????????????????
对,说的就是你,让我看论文的那位!!!!!!!!!!!!!
好了,希望诸多物联网从业者也好,初学者也好,都能戒骄戒躁,努力积累,实现中国梦!哈哈哈哈

1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——Networked Coke Machine。

21999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Inter of Things)这个概念;是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的。

提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。

当时基于互联网、RFID技术、EPC标准,在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Inter of things”(简称物联网),这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。

传感网是基于感知技术建立起来的网络。

中科院早在1999年就启动了传感网的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些适用的传感网。

1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。

32003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。

42005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。

物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。

报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。

射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

根据ITU的描述,在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。

物联网概念的兴起,很大程度上得益于国际电信联盟2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。

然而,ITU的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。

虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义,但从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界。

物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。

物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联 征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

52008年后,为了促进科技发展,寻找经济新的增长点,各国 开始重视下一代的技术规划,将目光放在了物联网上。

在中国,同年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新20”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成,并带动了经济社会形态、创新形态的变革,推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新(创新20)形态的形成,创新与发展更加关注用户、注重以人为本。

而创新20形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。

62009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新 投资新一代的智慧型基础设施。

当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点;

2009年2月24日2009IBM论坛上,IBM大中华区首席执行官钱大群公布了名为“智慧的地球”的最新策略。

此概念一经提出,即得到美国各界的高度关注,甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略,并在世界范围内引起轰动。

IBM认为,IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,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,形成物联网。

在策略发布会上,IBM还提出,如果在基础建设的执行中,植入“智慧”的理念,不仅仅能够在短期内有力的 经济、促进就业,而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。

IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命。

IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点,认为计算模式每隔15年发生一次变革。

这一判断像摩尔定律一样准确,人们把它称为“十五年周期定律”。

1965年前后发生的变革以大型机为标志,1980年前后以个人计算机的普及为标志,而1995年前后则发生了互联网革命。

每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。

而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。

20世纪90年代,美国克林顿 计划用20年时间,耗资2000亿-4000亿美元,建设美国国家信息基础结构,创造了巨大的经济和社会效益。

而今天,“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有 许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。

该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。


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