物联网技术与职业教育发展

余云峰 中国电子科技集团公司第五十五研究所 联系方式 ： 025录 物联网技术 一 物联网技术在职业教育管理上的应用 二 物联网技术与职业教育发展 三 物联网技术 物联网背景 物联网应用领域 物联网核心技术 物联网在中国 物联网面临的问题 物联网定义 物联网定义 基本定义： “物联网”（ 的是将各种信息传感设备，如射频识别 (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结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。 欧盟定义： 物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。 物联网定义 物联网背景 物联网背景 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”。中科院启动传感网的研究，建立一些实用传感网。 2003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。 发展历史 物联网背景 2005年 11月 17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（ ，国际电信联盟（ 布 005：物联网 报告，正式提出了“物联网”的概念 2008年 11月 ，在第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新 ，专家们提出移动技术、物联网技术的发展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形态的形成 。 发展历史 物联网背景 2009年 1月 28日，在“圆桌会议”上， 慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。奥巴马将此提到国家战略高度。 2009年 2月 24日， 009慧的地球”的最新策略。 2009年 8月 7日，温家宝总理在无锡调研时指出，在传感网发展中早一点谋划未来 早一点攻破核心技术，在国家重大科技项目中，加快推进传感网发展，尽快建立中国传感网中心 “感知中国”中心，“感知中国”、“感知无锡 ”战略部署全面展开。 发展历史 物联网背景 按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。后 3才缺口每年 100万就业岗位， 1700亿年产值。 美国权威咨询机构 2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比 1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。 经济增长点 物联网背景 误区之一 把传感网或 有 频识别、激光、扫描等获取信息的手段。不是物联网的全部。 误区之二 把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。物联网可以是我们平常意义上的互联网向物的延伸，可以根据现实需要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网，也没必要专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台上。 认识误区 物联网背景 误区之三 认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术。其实初级应用早就为我们服务着，物联网是在很多现实应用基础上推出的聚会型集成的创新，是对原有智能化系统的概括与提升，并从更高的角度升级了我们的认识。 误区之四 把物联网当成个筐，什么都往里装；基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。如嵌了个传感器就是所谓物联网家电，把产品贴了个 物联网应用领域 物联网应用领域 物联网传感器产品已率先在 上海浦东国际机场防入侵系统 中得到应用 。系统铺设了 3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与无锡传感网中心签下订单，购买防入侵微纳传感网 1500万元产品。 物联网应用领域 亮济南 世 博园。 博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了 物联网应用领域 智能交通系统 (是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。 物联网核心技术 物联网核心技术 物联网是在计算机互联网的基础上，利用 传感网络 (术 、 现代信息技术手段，构造一个覆盖世界上万事万物的“ 物联网核心技术 物联网中非常重要的技术，是 20世纪 90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术，它利用射频信号通过电感耦合或电磁耦合自动识别目标对象，并获取相关数据。 射频识别（ 术（ 物联网核心技术 借助随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。拓宽了物品信息的自动提取方式及范围，可以全面提取物品的各类特征信息，从而形成一个可以感知现实世界的智能网络。 传感网络技术 (图：目前全球开发中的部分无线传感器网络技术 物联网核心技术 是感知物品，尤其是感知动态物流，实现物品移动可视化管理的一项技术，他与传感技术及图像识别技术结合，可以动态感知现实世界。（北斗计划与美国 物联网核心技术 似于 站 。通讯距离从标准的 75公里，并且支持无限扩展 而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。 移动通信每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个 站”却不到 1000元人民币。 物联网核心技术 如其所连接的 传感器 直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据信息。 物联网核心技术 低功耗 低成本 时延短 网络容量大 可靠安全 物联网核心技术 术 表达的是多种不同类型的通信技术有机结合在一起，让各类机器之间以及与操作人员之间互联通信。 程监控、电信、工业控制等技术，可以在安全监测，自动抄表，机械服务，维修自动售货机，公共交通系统，车队管理，工业流程自动化，电动机械，城市信息化等环境中运行并提供广泛的应用和解决方案。 物联网核心技术 香蕉运输 美国从中国购买香蕉，香蕉价格较便宜，考虑用成本低的海运方式。 传统的运输船只只能够手工设置船上保存香蕉的仓库温度。如果手工设置温度过低，香蕉到目的地还要保存仓库中一段时间才能成熟，否则过熟卖不出好价。 应用 蕉船上的温控设备具有了和船舶的调度室互联互通的能力，可以实时的根据船舶的剩余航行时间动态的设置仓库温度，保证香蕉到岸时处于金黄色状态。 物联网核心技术 对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测。 需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式。 将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的 由处理中心完成物体通信的相关计算。 开展步骤 物联网核心技术 应用案例 物联网在中国 物联网在中国 2009年 10月 24日，中国的第一颗物联网的中国芯 “唐芯一号”芯片研制成功，中国已经攻克了物联网的核心技术。 在“物联网”这个全新产业中，我国的技术研发水平处于世界前列，具有重大的影响力。目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。在世界传感网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。 物联网在中国 中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心（以下简称无锡传感网中心），是国内目前研究物联网的核心单位。2009年 8月 7日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”。 物联网在中国 突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。 制订中国物联网发展规划，全面布局。重点发展高端传感器、 能传感器和传感器网节点、传感器网关；超高频 源 点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。 政府的措施 物联网在中国 推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程，确立以应用带动产业的发展模式，消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。 政府的措施 物联网在中国 加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自主创新研究成果推向国际。 政府的措施 目录 物联网面临的问题 物联网面临的问题 国家安全问题 中国大型企业、政府机构，如果与国外机构，进行项目合作，如何确保企业商业机密、国家机密不被泄漏？涉及到国家安全问题，必须引起高度重视。 物联网面临的问题 隐私问题 造成侵犯个人隐私问题的关键在于射频识别标签的基本功能：任意一个标签的标识（ 识别码都能在远程被任意的扫描，且标签自动地，不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器。这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品，从而获得相关的隐私信息。 物联网面临的问题 商业模式 物联网商用模式有待完善 物联网的政策和法规 物联网不是一个小产品，也不是只是一个小企业可以做出来，做起来，它不仅需要技术，它更是牵涉到各个行业，各个产业，需要多种力量的整合。这就需要国家的产业政策和立法上要走在前面，要制定出适合这个行业发展的政策和法规，保证行业的正常发展。 物联网面临的问题 技术标准的统一与协调 尽快统一技术标准，形成一个管理机制，这是物联网马上就要面对问题，这个问题和上一问题又是相关联，如果政府没有专门的部门来管理和协调，没有相应的政策和法规，何来标准的统一与协调？ 管理平台的形成 建立一个全国性的，庞大的，综合的业务管理平台，把各种传感信息进行收集，进行分门别类的管理，进行有指向性的传输，这就是一个大问题。 物联网面临的问题 安全体系的建立与形成 其他人也能进行感知，比如产品的竞争对手，那么如何做到在感知、传输、应用过程中，这些有价值的信息可以为我所用，却不被别人所用，尤其不被竞争对手所用。 应用的开发 物联网的价值在于各个行业参与进来进行应用，不同行业，会有不同的应用，也会有各自不同的要求，这些必须根据行业的特点，进行深入的研究和有价值的开发。这些应用开发不能依靠运营商，也不能仅仅依靠所谓物联网企业，很大程度上，这是非常难的一步，也是需要时间来等待。 物联网技术在职业教育管理上的应用 和网络技术一样，物联网技术的发展，必将再突破思维方式的转变。在“感知中国”浪潮的推动下，物联网技术将得到快速发展，改变着我们生活、工作和学习的方式，也将逐步渗透到我们学校管理和教学的方方面面。下面我从两个方面来谈，供大家一起探讨。 物联网技术在职业教育管理上的应用 学校宏观管理层面 学校教学管理层面 物联网技术在职业教育管理上的应用 1. 学校宏观管理层面 物联网技术在职业教学管理上的应用 2. 学校教学管理层面 发产品 基于物联网技术的 实验实训教学管理系统 物联网技术与职业教育发展 物联网技术与职业教育发展 物联网专业作为一个全新学科，受到各高校的高度重视，高校的率先，必将引领各个教育层面的学校培养物联网人才的动力，逐步形成培养各个层面的物联网人才的格局。 6月底，由教育部和科技部共同组织的“中国职业教育与高新技术产业发展对接高峰论坛”在大连举办，以“对接，合作，共赢”为主题 ， 旨在进一步加强职业学校与高新技术产业，企业间的联系，推动职业教育产教结合，校企合作向纵深发展。 物联网技术与职业教育发展 鲁昕副部长在讲话中指出，实行产教结合，校企合作是职业教育适应时代的需求，遵循经济、社会和教育发展规律，实现科学发展的一个基础性、关键性和根本性机制。教育部将持续推进职业教育融入高新技术产业，支持职业院校对接高新技术开发区，促进职业教育与高新产业优势互补，资源共享，合作共赢，共同发展。 物联网技术与职业教育发展 科技部杜占元副部长指出，人才发展是高新技术产业的第一核心要素，高新技术产业的发展与职业教育相互联系，相互影响，相互依存。科技部将切实落实好人才规划纲要的各项任务，加快推进创新型人才队伍建设，一如既往地大力支持职业教育，特别是将充分利用高新技术产业开发区的有利条件，积极地为我国职业教育发展做出新的贡献。 论坛给职业教育与高新技术产业对接提供了政策性的支持，也明确了职业教育发展方向，那么高新技术 物联网技术与职业教育发展 人才培养目标定位 课程设置 师资队伍培养 实验实训基地建设 物联网技术与职业教育发展 人才培养目标定位 首先来看一下物联网的就业方向 。 物联网技术与职业教育发展 人才培养目标定位 物联网的人才可以分为五种类型 物联网技术与职业教育发展 人才培养目标定位 职业教育应从物联网应用层面着手 ， 旨在搞好服务领域的专业建设 ， 培养为物联网技术服务和工程实施方面的技能型人才 。 在专业结构调整上逐步使与之相关的专业开设选修课和必修课 。 物联网技术与职业教育发展 课程设置 物联网技术专业是个新兴学科 ， 目前课程标准还在探索之中 ， 高校纷纷在拟开设一些尝试的课程 ， 这里综合多所高校具有共性的选出一些课程 ， 仅供职业院校参考 。 课程 1、 物联网产业与技术导论 使用电子工业出版社 物联网：技术 、 应用 、 标准 、 安全与商业模式 等等教材 。 在学完高等数学 ， 物理 ， 化学 ， 通信原理 ， 数字电路 ， 计算机原理 ， 程序设计原理等课程后开设本课程 ， 全面了解物联网之 传感网 、 两化融合等技术与应用 。 物联网技术与职业教育发展 课程设置 课程 2、 使用清华大学出版社 等教材。 物联网涉及底层编程， 时需要了解 课程 3、 使用 机械工业出版社 等教材。 物联网应用层，服务器端集成技术，开放 时需要了解 物联网技术与职业教育发展 课程设置 课程 4、无线传感网络概论 使用 无线龙通讯科技出版社 现代无线传感器网络概论 、北京航空航天大学出版社 短距离无线通讯入门与实战 等教材。 学习各种无线 蓝牙， G, 4G, 5 课程 5、 ，清华大学出版社，等教材。 必修课 物联网技术与职业教育发展 课程设置 课程 6、嵌入式系统技术 嵌入式系统技术教程 ，人民邮电出版社等教材。 嵌入式系统是物联网感知层和通讯层重要技术，为必修课 课程 7、传感器技术概论 传感器技术 ，中国计量出版社，等教材。 物联网专业学生需要对传感器技术与发展，尤其是在应用中如何选用有所了解，但不一定需要了解传感器的设计与生产，对相关的材料科学，生物技术等有深入了解 物联网技术与职业教育发展 课程设置 课程 8、 射频识别（ 术原理与应用 ，械工业出版社，等教材。 要了解，它本身（与智能卡技术融合）可以是一个细分专业或行业，也可以是专业选择方向。 课程 9、工业信息化及现场总线技术 现场总线技术及应用机工业出版社，等教材。 工业信息化也是物联网主要应用领域，需要了解，它本身也可以是一个细分专业或行业，也可作专业选择方向。 物联网技术与职业教育发展 课程设置 课程 10、 ， 教材。 本书是美国“ 出的 美国首次提出了 要了解。 课程 11、物联网软件、标准、与中间件技术 中间件技术原理与应用 ，清华大学出版社， 物联网：技术、应用、标准、安全与商业模式 ，电子工业出版社，等教材。 物联网技术与职业教育发展 课程设置 职业院校应根据地方产业及相关高新技术企业的发展 ，确定课程建设 。 从应用层面来讲 ， 职业院校应开设 物联网产业与技术导论 , 无线传感网络概论 , , 无线传感网络概论 ， 等课程 ， 使学生能对物联网技术从感性认识到理性认识 ， 逐步掌握物联网基础知识 。 当然职业院校也要根据地方行业经济发展研制校本教材和选择适合职业学生所需的教材 。 （ 物流专业 ， 软件专业 ） 物联网技术与职业教育发展 师资队伍培养 物联网技术与职业教育发展 a 从行业企业中引入的专业人在物联网发面既有理论知识又兼具实践技能，能更好的指导职业院校的学生掌握专业技能，完成既定的教学目标。 b 这种做法的目的就是促使教师带着任务去锻炼，着重汇报企业中工作实际与理论知识不符的情况，带着成果回学校，最终通过汇报的形式实现成果共享，并为教学改革建言献策。 c 专业教师可以利用课余时间参加和物联网相关技术的培训班，这种培训班往往目标明确，会以高校物联网专业教学大纲为中心，全面介绍物联网课程和物联网课程知识模块群。 物联网技术与职业教育发展 实验实训基地建设 充分利用现代化教学手段 多层次 适用性 先进性 先进性 实训室的建设必须一开始就把握技术发展的前沿，运用现代技术，集成先进的器件和设备，做到适度超前并留有可发展的空间。 物联网技术与职业教育发展 适用性 先进的设备必须适合课堂教学。不可能将大型的流水线和重型设备搬进实训室，必须将这些操作对象和设备进行模块化、模拟化、仿真化处理。使之既具备实物的一切特征，又能放在实训室里作为训练对象； 物联网技术与职业教育发展 多层次 第一层次：理论验证及单项技术运用能力的培养； 第二层次：旨在提高动手能力和综合技术的应用能力； 第三层次：可满足学生创新活动和毕业设计的要求； 第四层次：为教师提供教学研究和科技开发的实验平台。 物联网技术与职业教育发展 充分利用现代化教学手段 具有高技术含量的实训室，更应注意提高实训课程的教学效率与质量。可利用 物联网 技术、 多媒体技术 、实景播录等手段，更好地开展课堂讨论、优秀程序展示和讲评、控制参数和结果的演示等活动，使高新技术的实训教学更加形象、生动、活泼、有效。 物联网技术与职业教育发展 实训实例 物联网创新实验系统 术实训系统 射频识别（ 理技术与应用实验平台 物联网创新实验系统 可实现多种物联网构架，面向各大高校及职业院校的专业教学及创新和竞赛，提供了众多实验例程，便于学生熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。 物联网实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。 物联网实验系统 微型无线传感器 智能三项传感节点 智能触力传感节点 通用传感器以及被控对象 嵌入式网关 核心板 底板 支持压力传感器， 备按键输入和 持电池工作，并配套电池充电功能 。 支持温度，湿度，光电三种传感器，备按键输入和 持电池工作，并配套电池充电功能。 通用传感器以及被控对象包括通用调试器母板，红外模拟传感器母板，超声波模拟传感器母板，酒精浓度传感器母板，电机控制器母板等。 206432太网： 100M 5144 (117 O) 以太网接口： 100M 以太网接口 1 个 视频： 含触摸