物联网就业前景(通用9篇)
物联网专业开设课程主要包括基础课和专业核心课程两方面。主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术,有着很强的工程实践特点。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,同时还要有较强的数学和物理基础,并具有较强的外语能力。
物联网专业就业薪资:
物联网有三个重要特征:1) 全面感知, 利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物品的信息;2) 可靠传递, 通过各种网络的融合, 将物品的信息实时准确地传递出去;3) 智能处理, 利用各种智能计算技术, 对海量的数据和信息进行分析和处理, 对物体实施智能化的控制。
1 物联网专业发展的必然趋势及原因
物联网是继计算机、互联网之后, 世界信息产业的第三次浪潮, 其具有广泛的应用需求和巨大的产业发展空间。作为一个新兴的技术产业, 物联网近年来广受关注, 其涉及通信网络、信息系统集成、自动控制多个领域, 需要系统配合。正是因为如此, 它的带动性强, 会带动电子、软件、信息技术的诸多领域发展。这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场, 其产业要比互联网大数十倍。物联网广阔的发展前景, 需要相关行业的大量人才, 然而, 在我国从事此行业的专业人才极为稀缺。为了更好培养出物联网方向的社会人才, 在各个高校搞好物联网专业已经成为必然趋势。
物联网专业能够快速发展的原因笔者以为有以下几个重要原因, 分析如下:
1.1 我国政府高度重视物联网发展
世界主要发达国家都已经从国家战略高度来大力推动物联网的发展, 例如日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”以及美国“智能电网”、“智慧地球”等计划纷纷出台。而我国政府也高度重视物联网的发展, 2009年温家宝总理在无锡考察时, 提出了把无锡建成“感知中国”中心;2010年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》出台, 在这一决定中, 物联网作为新一代信息技术里面的重要一项被列为其中, 成为国家首批加快培育的七个战略性新兴产业。这标志着物联网被列入国家发展战略, 对中国物联网的发展具有里程碑的重要意义。这些国家政策对于我国高校物联网专业的发展起到了直接的推动作用。
1.2 物联网应用领域的广泛
随着各个国家纷纷出台的针对物联网的国家战略以及应用的迅速发展, 物联网已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用。而在我国也已经有很多应用的实例, 其中较为经典的几个例子有, 一是在上海浦东国际机场防入侵系统中得到广泛应用的传感器产品;二是济南园博园中的一大亮点——Zig Bee路灯控制系统, 这个系统采用了Zig Bee无线技术实现了园博园中所有的路灯可进行无线控制;三是在成为全国首个实现所有公交线路智能化管理的厦门这个城市里, 人们可以通过使用“掌上公交”掌握出行的主动权;四是在苏州投用的我国首家高铁物联网技术应用中心, 刷卡购票、手机购票、电话购票等多种购票、检票系统的使用, 让旅客摆脱了拥挤的车站购票, 使持有不同票据的旅客可以快速通行;五是国网首座220千伏智能变电站——无锡市惠山区西泾变电站利用物联网技术, 建立传感测控网络, 使变电设备实现自我感知、判别和决策, 实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。
1.3 物联网行业的人才需求缺口大
我国物联网广阔的发展前景, 需要相关行业的大量人才。据上海信息学会统计预测, 在智能交通 (车联网) 方面, 汽车产业从产前、产中到产后的车联网人才需求未来5年约有20万的市场需求;在智能物流 (现代物流与智能仓储) 方面, 至2013年全国现代物流与智能仓储方面的技术管理人才缺口在20万人以上;在智能电网方面, 未来5-10年智能电网与新能源电力产业人才将达到百万人;在智能医疗 (公共卫生与远程医疗/医护管理与社区服务) 方面, 包括智能医疗设备支持与技术服务、智能医护管理在内的专业技术人才市场需求将超出百万;在智能工业 (过程管理与自动化控制) 方面, 智能工业过程管理与自动化控制的岗位专业人才需求目前缺口约需50万人;在智能农业 (精细化农牧业/有机农业/食品安全/生态观光农业/外向型都市农业) 方面, 在“十二五”中的缺口将近1000万人;在环境监测与灾害预警方面, 未来五年缺口是30万人;在智能家居 (楼宇自动化/现代物业管理) 方面, 未来五年人才需求近百万。
产业发展, 人才先行, 人才是科技发展的关键。由于物联网起步伊始, 目前, 我国从事该行业的人才极其缺少, 为了在这个新兴行业中争得先机, 许多企业都在纷纷抢占物联网人才资源。福建省一位领导指出:“物联网的竞争, 归根是物联网人才的竞争”, 说明了物联网人才的重要性与培养的急迫性。
1.4 物联网发展的基础技术已经具备
在物联网概念被大众理解和接受以后, 大家才发现, 物联网并不是什么全新的技术, 上万亿的末端“智能物件”和各种应用子系统早已经存在于工业和日常生活中。例如, 在“十二五”物联网重点包括的领域:智能交通 (车联网) 、智能物流 (现代物流与智能仓储) 、智能电网、智能医疗 (公共卫生与远程医疗/医护管理与社区服务) 、智能工业 (过程管理与自动化控制) 、智能农业 (精细化农牧业/有机农业/食品安全/生态观光农业/外向型都市农业) 、环境监控与灾害预警、智能家居 (楼宇自动化/现代物业管理) 、智慧城市等智能应用领域中, 都会涉及到传感器、RFID、电子、通信、自动化控制及GPS等技术, 这些技术都不是什么新型技术, 物联网只是通过一定的解决方案把这些已有的技术整合构成新的智能物联网应用。
1.5 物联网应用技术专业人才就业岗位广泛
我院属于高职高专院校, 主要优势在于实践动手能力会较好, 所以我院毕业生就业方向更倾向于实践岗位, 而不是定位于解决方案的设计方面。计划本专业毕业生可在各类物联网企业和IT企业从事物联网产品技术支持人员、物联网构建技术员、物联网应用软件研发技术员、物联网应用系统集成技术员、物联网应用系统的管理维护人员等岗位的工作。可从事的单位部门如下:
1) 各类物联网企业的工程技术部、售前技术部、售后服务部等。
2) 各类IT企业的网络工程部、软件技术开发部、技术支持部等。
3) 各类电子通信企业的工程技术部、售后技术部、售后服务部等。
4) 物联网系统应用行业的物联网的技术服务中心。
5) 物联网相关行业的网络产品、传感器、RFID设备、无线通信设备的采购、售后服务等工作。
6) 企事业单位的信息技术部、办公部门。
2 我国物联网专业设置过程中出现的问题及解决思路
1) 物联网专业的开设问题
其一, 现在我国高校的物联网专业大多是在原有的计算机专业、电子信息专业及通信专业的基础上建立的, 它依赖于各高校原有的师资资源, 而原高校各部分通常都独立工作, 而物联网涉及多个专业的知识, 所以只具备其中某一部分专业知识是远远不够的。以我院计算机网络技术专业为例, 虽然该专业的毕业生具有计算机网络与信息系统集成、网络设备配置、网络管理和安全维护的基本能力, 能够从事网络布线、设备安装、调试、配置、网络运行维护与安全管理工作, 也可从事网页设计与开发、小型网络数据库应用系统开发及网络设备的销售及售后服务等工作, 但尚不具备物联网系统的设计与开发、RFID、传感器、电子“芯片”的生产、安装、调试等工作的能力, 需要通过继续学习和再培训才能适应新岗位的要求。因此, 各高校的师资资源要进行重新整合, 合理分配, 实现多个专业的师资联合办学。
其二, 若新专业由计算机网络技术专业转型, 那么原有的计算机网络技术专业的课程是以互联网技术课程为基础, 没有涉及到物联网核心技术的内容, 因此, 可以通过修订人才培养方案和课程标准的途径, 在专业课程设置时嵌入物联网技术相关的课程, 从而提升专业课程对接产业的吻合度。
笔者参加了2012年福建省举办的高职高专电子信息大类 (物联网工程应用) 专业骨干教师企业顶岗培训班, 从中有了一定的想法, 例如专业方面, 可由计算机专业或电子专业各自独立转型, 其中抽调对应专业教师到新的物联网专业, 或者就由本校这两个专业各抽出部分师资联合开设新专业;课程的建设方面, 如表1所示。
再如, 工作能力方面需要具备以下几点:物联网工程布线、网络设备安装调试、感知节点安装配置、应用系统安装测试、物联网应用程序开发、嵌入式应用软件开发、数据库应用、物联网应用日常维护 (软硬件、网络) 、工程实施与管理、人机界面设计、软件测试、移动终端应用开发等。
2) 物联网专业的证书获取问题
现在我国有关物联网专业的证书还很少, 只有相对权威的或者第三方认证的证书, 例如, 全国物联网技术应用人才培养认证 (物联网应用工程师、物联网开发工程师) , 但还没有比较权威的物联网相关专业的证书资格认证, 现在社会上物联网就业人员缺少相关专业认证证书的支持, 笔者认为我国政府应该尽快推动建设物联网相关专业的证书认证体系, 这些证书也将成为物联网时代企业对从事智能化工作的从业人员提出的基本要求。
3) 综合技术师资人才缺乏
虽然从技术范围而言, 物联网专业是嵌入式技术、微处理器技术、传感器技术的集成和整合, 这些技术在国内教育界具有单项技术的人才很多, 但是要将这样多的技术进行聚合和融合, 特别是涉及到高频技术、高频大功率和通讯协议技术这样的具有较大难度的新技术进行整合消化, 就显得这方面的高级人才很稀缺。笔者认为要解决这些问题, 只有靠教育先行, 而教育必须和企业结合, 而目前国内很多大型企业掌握这些技术, 但是他们对于将技术与教育界共享, 不感兴趣, 对开发设计教育界用的设备和教材也不感兴趣, 这也是现在的物联网教育和物联网技术脱节的原因。笔者认为只有国家支持企业不断推出低价格和高性能的物联网教育教学设备, 这样, 有了大量廉价和高质量的国产化教学设备, 再融合高校的教育基础, 师资培训不应该是大问题。
4) 我国物联网发展的困难影响物联网专业的发展
其一, 我国物联网发展受到很大的限制, 其中最关键的原因之一是缺乏RFID等关键技术的独立自主产权。
其二, 国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。要发展物联网, 必须加强多个行业的合作, 需要兼顾各方的利益, 而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下, 物联网的普及仍需要相当长的时间。
其三, 物联网应用的领域很广, 会涉及不同的政府职能部门, 故在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动, 需要打破行业、地区、部门之间的壁垒, 促进资源共享, 才能保障物联网的顺利发展。
其四, 物联网分为感知层、网络层和应用层, 从这三个层次都可以进行扩展商业市场, 目前主要体现在感知层, 带来经济效益的主要集中在电子元器件方面, 而网络层和应用层方面, 庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对物流、零售等行业所产生的影响则还需要相当长时间的观察。
最后, 在物联网中, 预先被嵌入到所有物品中的RFID标签, 与人们的生活息息相关, 这就使人们时刻处于被监控的状态, 没有了个人的隐私, 因此, 如何确保标签物的拥有者的个人隐私不受侵犯便成为物联网推广的关键问题。如果涉及到国家机密或者大型企业的商业信息, 这就更加严重了。
要发展好物联网事业, 这些问题都需要在国家政策的推动下逐步改进完善。
3 结论
虽然我国高校在物联网专业发展方面还有很多困难, 还需要不断地探索改进, 但是我国政府对物联网行业的推动及其本身巨大的市场需求和广阔的发展空间, 必将滋生对该行业人才的巨大需求, 这必然导致我国高校物联网专业前景一片光明, 所以高校必须积极加强物联网专业人才的培养工作, 为我国物联网事业的发展、实现中国梦贡献一份力量。
参考文献
[1]孙珊珊, 赵健飞, 王晓菊.高校开设物联网专业的思考[J].中小企业管理与科技:上旬刊, 2012 (8) .
[2]陈磊.高职院校开设物联网专业的探讨[J].科学时代.上半月, 2012 (4)
[关键词] 射频识别(RFID);互联网;无线网络;传感技术;新兴产业。
物联网的技术原理为在互联网基础上,利用RFID、数据通信技术组成一个覆盖世界万事万物的整合网络,网中万物自动识别,信息共享,彼此“交流”,无需人为干预。其核心技术为射频识别(RFID)技术。RFID是英文Radio Frequency Identification的缩写,又称电子标签,是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
物联网共分为四个阶段:第一个阶段是大型机、主机的联网,第二个阶段是台式机、笔记本与互联网相联,第三个阶段是手机等一些移动设备的互联,第四阶段是嵌入式互联网兴起阶段,更多与人们日常生活紧密相关的应用设备,包括洗衣机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的行列,最终形成全球统一的“物联网”。
M2M(machine to machine)技术是物联网发展的前期探索,M2M是将数据从一台终端传送到另一台终端,也就是就是机器与机器(Machine to Machine)的对话。若再加上互联网的应用,改进M2M技术使其能够应用于物联网,这将是物联网发展的突破。中国新兴的几个物联网基地,就是旨在研究新的传感技术以适应物联网的发展。
因此,物联网必须具备规模性,流动性以及安全性。物联网的应用需大规模使用各类传感器设备及技术,只有具备规模,才能使物品的智能发挥作用,而这些设备又必须轻便携带,不影响物品运输配送,同时还要保证信息不丢失,外泄等。
2009年8月7日无锡物联网产业研究院负责人向总理提出了发展物联网的建议,温总理听后沉思片刻说,至少三件事情可以尽快去做:一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展;三是要在激烈的竞争中,或者是逼人的形势下,迅速地建立中国的传感信息中心(园区),或者叫“感知中国”的中心(园区)。
在过去的10年中,物联网在中国得到了较好起步与发展,中国有强大的互联网技术基础,在此基础上开展物联网的研发应用,具有重大意义。
目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳,传感网标准化工作已经取得积极进展。经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。据悉,标准工作组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位,将通过开展传感网标准制订工作,参与国际标准化活动,为产业发展奠定坚实技术基础。我国权威机构预测,2010年中国物联网产业市场规模将达到1800亿元,5年后可达7000亿,市场投资前景巨大。
在美国,奥巴马期望利用“智慧地球”来刺激经济,把美国经济带出低谷。
欧盟委员会为了主导未来物联网的发展,近些年来一直致力于鼓励和促进欧盟内部物联网产业的发展,并将发展物联网作为欧盟数字经济的重要组成部分。
到2020年,物联网这一新兴产业将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,成为比互联网大30倍的全球支柱产业,而且将带来无数的就业机会。难怪美国政府把物联网确定为“振兴经济、确立竞争优势的关键战略”。
物联网固然给世界经济发展构建了一个十分美好的蓝图,但从目前全球状况来看,物联网的发展和普及仍有众多问题需解决。
第一,资金和成本问题。实现物物相联,首先必须在所有物品中嵌入电子标签,并需安装众多读取和识别设备以及庞大的信息处理系统,而这必然导致大量的资金投入。而电子标签的嵌入也将导致物品成本的上升,在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。
第二,技术问题。重点牵扯三个方面:一是关于通信距离瓶颈。目前传感器所能连接的距离也就在100米—1000米范围内,也就是说,超过1000米之后,传感器发射信号将不足以支撑数据的传输;二是关于外部环境指标。目前的传感器对外部环境指标要求比较高,特别是对湿度、温度的要求,一旦外部环境发生较大变化,其工作效率可能就要大打折扣;三是关于网络安全。由于很多时候是无线传输,因此信号在传输中被窃取的危险系数就高,系统的安全和隐私性难以得到有效保障。
第三,标准问题。物联网的发展必然涉及通信的技术标准,而各类层次通信协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程,中国RFID标准已提及多年,但至今仍未有统一说法,这正是限制我国RFID发展的关键因素之一。物联网的各类技术标准有待中国、日本、美国及欧洲发达国家共同协商。
第四,产业化问题。物联网的产业链复杂庞大,其产业化必然需要芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合,而在各方利益机制及商业模式尚未统一的背景下,物联网产业发展还有一段很长的路要走。
上述提及的仅涉及物联网发展需要解决的几个核心问题,事实上,包括云计算、无线网络的扩容和优化等均是物联网普及需解决的问题。所以,尽管物联网的概念已经引起全球关注,但其普及之路可能比预想的时间要长许多。
如今物联网虽然已经起步并取得一定的发展,但未来必将接受严峻的挑战,就像互联网发展时会出现互联网泡沫一样,物联网的发展之路必定也不会一帆风顺。但是物联网时代的到来是大势所趋,未来将出现一系列物联网产品和服务,如果用一句话概括未来的物联网生活,那就是“身在外,家就在身边;回到家,世界就在眼前”。
参考文献:
1、赵海霞.《物联网关键技术分析与发展探讨》.《中国西部科技》 2010 第14期.
培养目标
本专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。
编辑本段培养要求
具有较好的数学和物理基础,掌握物联网的相关理论和应用设计方法,具有较强的计算机技术和电子信息技术的能力,掌握文献检索、资料查询的基本方法,能顺利地阅读本专业的外文资料,具有听、说、读、写的能力。
毕业就业去向
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。
物联网专业就业前景
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,目前为止还没有毕业生,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。
就业方向:面向物联网设备制造、项目实施和系统集成工程技术人员、现场应用工程师、设备(安装/维护/调试)工程师、技术支持工程师等工作。就业领域在各行业中优势明显,就业去向主要为:中国移动、中国电信等各大运营商,信息技术领域的公司,也可在城市规划与建设部门、环境检测管理部门、城市公共事业单位以及智能社区等从事管理工作。
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从被称为物联网元年的2009年,到2011年,物联网的发展已经走过了两个年头。在这两年的历程中,物联网逐渐从热炒阶段步入务实阶段。“十二五”规划中更是明确了物联网的阶段性发展方向:“推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。”工信部苗圩部长在《求是》上发表的署名文章中所指出的“我国物联网发展的思路和重点”之一便是加强产业合作,面向重点领域开展应用。同时,中国物联网界的泰斗,中国工程院秘书长邬贺铨院士也一再强调:物联网与其说是技术不如说是应用。在此影响下,面向行业应用的物联网产品和研发成果也不断涌现。可见,要让物联网云计算落地,“应用为王”已成为业界共识。
然而,我们拿什么让物联网云计算落地呢?
众所周知,在IT、互联网时代,真正的核心技术都掌握在欧美企业手中,中国本土企业除了华为、中兴,几乎都处于最底层的“生产代工”环节,都在做着基于国外技术的二次开发。因此,IT、互联网界的真正的龙头企业也都集中在欧美国家。
物联网时代,所谓中国和世界发展同步。然而,中国是否真的能够突破核心技术瓶颈,在新一轮信息革命中崛起?答案很迷茫。
首先,从中国人的本性来看,这不无可能。春秋战国时代便是大家频出;唐宋到西汉更有举世闻名的“四大发明”。这都说明中国是一个对人类的文明和创新做出过引领性贡献的民族。所以,只要加以善用,假以时日,比肩国际巨头不无可能。
然而,从当下的政治经济环境,以及社会风气来看,又着实困难。自改革开放以来,“一切以经济为中心发展战略”的本意被很多人曲解,致使“中国制造”充满了“抄袭、拷贝、山寨”的低劣味道。并且这种误解,日益加重。还有多少人愿意去潜心做研发,大量的投资都只为能得到快速回报。恨不得把所有行业都当“房地产”来做。试问,如此利欲熏心,身心浮躁,如何担当起在新一代信息技术革命中引领世界之重任?
两者相较,中国人本性中的钻研、踏实正在被一点点磨灭;而急功近利、浮夸务虚的一面却日益放大。因而,我们能够在这一轮的全球性战略发展机遇中积攒起核心竞争力吗?能够真正的与国际行业巨头竞争吗?能够不再仅仅是“市场之王”吗?我们能够用自主可控的解决方案让物联网云计算落地吗?
物联网是世界范围内的第三次信息产业浪潮, 前两次分别是计算机和互联网。在全世界范围引起了不小的轰动, 因为它对于世界各国来说既是机遇也是挑战。只有合理的利用好了才能造福社会造福人类。物联网思想的基本成型是在上世纪末期, 现在的思想和技术已经得以应用到实践中了, 并且日趋成熟与完善。在世界范围内的各个领域都有所推广, 一定程度上提高了工作效率, 降低了工作成本, 满足了市场的智能化、便捷高效环保的诸多需求。本文将主要物联网作用巨大得以实现的一些核心技术, 和根据这些优势, 可能的市场拓宽领域, 及未来的发展方向还有存在的一些问题的解决对策进行深入的探讨和分析, 做出比较合理有价值的评价。
1 物联网的关键技术分析
1.1 传感器的技术应用
传感器, 顾名思义, 就是根据接收到的外界感受 (光、热等) 传达信息的设备。在物联网中, 传感器可以说是核心设备, 它的主要作用就是能够感受出物联网的内部和外部的运行环境如何, 是否安全或者满足处罚条件等[1]。它基本保证了在物联网中能够进行信息的传递与交流, 信息的采集识别与分析以及在分析后通过系统进行及时性的反馈从而做出正确的判断与抉择。随着时代的发展与科技的进步, 对传感器的要求已经越来越高和严格。传统的传感器往往是机械式和需要人工不断配置的, 很繁琐根本无法满足现在市场的需要, 新型传感器对此加以改进, 形成了自动化和网络化。更有甚者已经达到了嵌入式网站工程式的传感器要求。这些传感器的所有节点都是细小的, 并被合理有序的安排在监管区的各个部分, 通过无线的方法传输信号, 把所有的节点有效的组织在一起, 彼此之间能很好的交流信息, 构建成了一张网络[2]。所以通常称之为无线式的传感器网络结构。传感器实现了网络化的功能, 标志着物联网的发展, 具有里程碑意义。目前我国技术研究所对传感器的研究和发展主要包括了传感器的底层部分的协议控制和网络组成方法的研究, 以及传感器存在的安全方面的研究和应用网络化技术加以管控等方面的探究性技术研究。
1.2 新一代网络协议IPV6的应用取代以前的IPV4
在IPV6出现之前, IPV4已经使用的相当广泛了, 随着网络的迅速发展, IPV4有限的地址已经满足不了越来越多网民的需要, 为此, IPV6开始被提出和应用到当前网络中。IPV6拥有着更多的网络地址, 可以源源不断的使用, 很好的满足了市场的需要, 供物联网的终端使用。同时IPV6在安全方面, 其自带的安全体系比IPV4复杂和有效的多, 是IPV4无法比拟的, 可以很好的阻挡一些网络黑客的攻击。主要是IPV6的协议堆中自带了IP Sec协议, 这个协议很好的保证了两头的数据在交流通信前经过了严格的安全加密措施, 给黑客的查询和捕获制造了难度, 这也是IPV4没有的。所以总的来说, IPV6比IPV4在安全方面做得更好。另外, IPV6的数据还使用了一个二十位 (数据段) 的流动标记字段和一个八位的类 (class) 字段进行识别后再传送[3], 传送的质量因此远大于IPV4。这就是当前的物联网采用的大多是IPV6而摈弃了IPV4的原因。IPV6自身还带有很多优越的特性, 比如网络地址的智能化分配和管理、非静态性的主机代理地址等等。从以上诸多优势来看, IPV6是决定了物联网能否实现的根本原因之一。
1.3 自动识别和监控技术
目前, 对物联网使用的人工自动技术的主要用途和目的, 在于能够自动识别出计算机。主要是依靠人体大脑的感觉, 包括冷、热、光等, 进行收集和分析。做出与之相类似的行为。简单的来说就像是小孩学走路一样, 根据大人做出的动作进行简单的模仿。从而就能够对它进行控制和管理, 以及做出下一步我们对其要求的指示。和人类不同的是, 它不需要消耗很大的能量 (化学能和物理能等) , 而且所需的空间往往不会很大。这就是它的一些主要优点所在了[4]。在物联网的发展步骤和变化过程中, 只有能够通过环境, 根据一定的模仿完成相类似的动作行为, 才能够去加以进行管控, 达到我们所要求的目的, 并给以分配下一个行为的指令, 完成其连贯性, 和加强相互之间的信息的交流与沟通。这是物联网进行判断和分析的主要参照面。
1.4 云计算技术和射频识别技术
云计算技术的定义是在互联网的基础上添加和运用及交付相关的服务的一种模式, 也是借助互联网来获得变化性的可以扩展的虚拟化的资源信息。它拥有很强大的运算和处理数据和信息的能力, 很好的满足了日益扩张的市场需求。而伴随着物联网的兴起和发展, 越来越多的终端诞生并添加精确了, 这个数量是庞大的, 普通的数据库根本无法存储和处理。只有借助云计算, 它能很好的容纳和处理这些海量的终端数据, 给物联网带来了一种高效快捷的保存和计算的技能, 同时提供了互联网供物联网使用。射频识别技术, 能够完成不接触性而达到传送信息的目的[5], 并且可以利用传送的这些信息进行辨别和判断。它的主要机制原理是, 在物联网中发射射频类型号, 这些信号会经过电磁场或者空间耦合磁场, 从而把信息不相接触的传送出去了。现在已经被广泛的应用到了人们的生活和生产中, 例如便利店, 快递公司等等。
2 物联网的应用前景
2.1 应用到我国的医疗事业中
我国的医疗事业是庞大的, 有着纵横交错的部门和体系。如何进一步提高其工作效率是当前任务之急。通过物联网, 可以有效快捷的分类出各药品的详细信息, 并通过物联网的云计算, 纳入到云数据库中, 通过互联网, 可以在线咨询和购买, 还有云计算自身带有的强大计算功能, 可以把每天的生产数量、交易数量、金额结算等都有详细的账本记录, 供国家相关部门及时的查阅和管控, 促进了我国的医疗事业走向健康的发展道路。记录的详细信息主要包括了药品的具体生产所在地、规格、名称、运输和使用过程等等。这些数据都使用电子数据进行存储, 方便整个流程的全部合法有效的监督, 还可以利用互联网的射频识别技术构建完整的医院卫生的监督管理体制, 这样就可以对社会的检疫过程中检测出的病毒, 进行全程性的定位和跟踪到个人, 并进行有效的管控, 防止疫情的扩张。
2.2 应用到国家电网中
我们国家的电网已经有很广阔的覆盖范围, 从城市到乡村, 每家每户每天都离不开电, 如何进行有效的管控是个存在的重要问题。运用物理网, 可以构建起一张智能电网。通过加入计算机技术和数字化信息技术还有传感器及嵌入式处理器等等, 形成的是一种自动化的网络型体系。该体系融入了所有的能源, 并加入进互联网, 且由于运用了传感器可以进行分布点式管控, 任何时刻都能够有效和及时性的监控电网中所有用户的用电情况, 并进行相关的数据记录。它的形成和搭建的根本目标不仅是能让我国居民能够安全的用电, 更能够保护生态, 避免不必要的浪费和污染。更能有效的带动物联网技术在其他领域的推广。
2.3 应用到国家交通管理中
我们国家的交通一直存在着很多问题和缺陷, 不仅是由于我国人口多, 出行工具多式多样, 在不断的增加。尤其是大城市例如:北京、上海。存在着很严重的交通堵塞情况, 尤其是在早晚的上下班高峰期。更多的还是有很多人缺乏交通安全意识, 每天的交通事故数量也很庞大, 不仅是资源的浪费更有严重的人员伤亡。把物理网应用到我国的交通管制中, 可以起到很好的改善作用。可以加强对各个路段和事故的及时性网络检测与跟踪。各区域的信息采集设备也能够增加, 有些路段已经实现了全程性管控, 有效的缓解了交通拥挤现象并很大程度保护了司机的安全, 提高了交通的管理效率。
3 结语
综上所述, 近几年, 国内的物联网的发展速度相当迅速, 它拥有着自身的无可比拟的巨大优势, 所以拥有着很广阔的应用前景, 目前已经有了一定的推广, 必须扬长避短, 进行更大范围的普及, 让物联网造福人类造福社会, 进一步促进我国的发展。
摘要:物联网, 就是要把当前的所有信息感应设备和因特网相结合从而形成的一张更大的网络。通过人和物品, 物品和物品之间的关联, 主要是指信息方面的传达、交互, 完成信息构成了网络结构, 同时这种结构在物理空间也是存在和类似的。这样人们就可以根据这张网络很容易的找到物品获知人与物之间的关联, 从而更好的管理和控制。现在物联网比较成熟的应用主要有:GPS (全球定位系统) , 激光扫描设备和红外感应器等等。他们之间的关联不是随意的, 是有序的, 按照特定的约定组成的, 就是诸多的信息网络协议, 如TCP/IP (传输控制网际协议) 之类的。物品之间是通过因特网相关联的, 相互之间可以进行信息的交流与传递, 从而便于相关人员对其进行管理和控制, 例如可以实现对物品的自动化识别作用和汽车的路况勘测导航作用。
关键词:物联网,关键技术,应用前景
参考文献
[1]海客.物联网:不谈概念只谈应用[J].创新科技, 2010 (05) .
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[4]蒲红梅.浅谈物联网技术[J].科技资讯, 2010 (02) .
关键词物联网;智能港口;网络通信
0引言
物联网(Internet of Things)意为“物物相连的互联网”,指通过无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)、红外传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,实时采集需要监控、连接、互动的物品或过程信息,以此进行信息交换和通信,实现物与物、物与人的泛在连接,以及对物品和过程的智能化感知、识别和管理。本文综述物联网发展现状和关键技术,提出智能港口物联网技术架构,展望物联网技术在智能港口中的应用前景。
1物联网发展现状
1.1国外物联网发展现状
2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟发布《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出“物联网”的概念,并指出无所不在的物联网时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网主动地进行信息交换。日本提出的“i-Japan”战略以及IBM推出的“智慧的地球”项目点燃了物联网概念的产业化热情。美国总统奥巴马就职后,积极回应IBM提出的“智慧的地球”概念,并很快将物联网计划升级为国家战略。[1]目前,美国拥有物联网技术及标准方面的全球优势地位,已在多个领域应用物联网,例如德克萨斯州的电网公司建立的智能电网。
欧盟为加强对物联网的管理,消除物联网发展的障碍,制定了一系列物联网管理规则,并建立有效的分布式管理架构,使全球管理机构可以公开、公平、尽责地履行管理职能。[2]此外,为提高物联网的可信度、接受度、安全性,欧盟正在积极推广物联网标准化,由执委会对现有物联网相关标准进行评估并推动制定新的标准,从而确保物联网标准建立在各相关方积极参与的基础上,并以开放、透明、协商一致为前提。目前,欧盟推出的物联网应用建立在对药品使用专用序列码的基础上,从而增强欧洲在对抗不安全药品和打击制假方面的措施力度。
1.2国内物联网发展现状
中国科学院早在1999年就启动了传感网方面的研究,并已建立一些实用的范例传感网。[3]与其他国家相比,我国的技术研发水平处于世界较前列,并且在传感网领域与德国、美国、韩国等成为制定国际标准的主导力量。目前我国在电信领域开发的物联网项目已经超过10项,其中中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心开发的传感器产品已应用于上海浦东国际机场,并在2010年上海世博会上进行展示。2009年8月温家宝总理在江苏无锡考察时提出“感知中国”,继而于2009年11月底考察江苏南京时再次表示:当前,流通行业要大力运用网络技术,特别是物联网技术,实现流通现代化。自温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家5大新兴战略性产业之一,从而使物联网在我国受到全社会的极大关注。
2物联网关键技术
2.1RFID技术
RFID技术是非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别对象并获取相关数据,被检测物体上贴有RFID标签。RFID技术具有读取距离远、穿透能力强、无磨损、非接触、抗污染、效率高、信息量大等特点,是物联网中最关键的技术。
2.2传感器技术
传感器负责物联网信息的采集,是实现对现实世界感知的基础,也是物联网服务和应用的基础。传感器对被测对象的某一特定信息具有感受检出功能,并能按照一定规律转换成与之相对应的有用信号。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
2.3无线传感器网络技术
无线传感器网络技术综合传感器、嵌入式系统、现代网络及无线通信、分布式信息处理等技术,能够通过各类集成化的微型传感器协同实时监测、感知和采集环境及监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端,从而真正实现“无处不在的计算”的理念。
2.4网络通信技术
传感器的网络通信技术为物联网数据提供传送通道。传感器的网络通信技术分为两类:近距离通信和广域网络通信。近距离通信以IEEE 802.15.4和为代表;在广域网络通信方面,IP网络、2G/3G/4G移动通信、卫星通信等技术实现信息的远程传输,特别是以IPv6为核心的下一代互联网技术的发展,使得给每个传感器分配IP地址成为可能,也为物连网的发展创造良好的基础网络条件。
3物联网技术在智能港口中的应用前景
3.1智能港口的概念
智能港口是基于现代电子信息技术、面向港口运输的服务系统,其突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为港口服务参与者提供多样性的信息服务。智能港口迫切需要与物联网技术紧密结合,从而实现港口服务的数据共享及稳定高效。
3.2我国智能港口的发展
在借鉴、跟踪发达国家发展经验的基础上,我国对物联网在集装箱码头方面的应用研究逐渐有所创新。参与这方面研究的包括交通运输部水运科学研究院、全国集装箱标准化技术委员会、上海国际港务(集团)股份有限公司、中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司、中国远洋运输(集团)等科研机构和企业,研究取得了一些阶段性成果,其中,由交通运输部水运科学研究院牵头,与多家单位合作获得的针对无源电子标签的“集装箱电子标签”研究成果,已经在重庆港寸滩港区得到卓有成效的应用,该项目实现了物联网技术在集装箱码头中的应用,并具有智能港口的雏形。[4-5]
3.3智能港口物联网技术架构
基于物联网技术的智能港口由感知层、网络层和应用层组成,如图1所示。
图1基于物联网技术的智能港口架构
智能港口感知层包括港区内的作业设备及相应作业区域内的条码识读器、RFID读写器、摄像头和传感器等。感知层的主要作用是感知和识别物体以及采集和捕获信息。
智能港口网络层以无线网络接入物联网管理中心和物联网信息中心,并对海量信息进行智能处理,即网络层不仅要具备网络功能,还要具备信息处理能力。
智能港口应用层是将物联网技术与智能港口的需求相结合,实现港口智能化应用的解决方案。通过应用层最终实现信息技术与智能港口的深度融合,对智能港口的发展具有深刻意义。应用层的关键在于在信息化的过程中,能够实现港口管理系统各个环节之间的智能交流以及精确管理的目标。
3.4基于物联网的智能港口应用前景
以集装箱出口为例,当载运集装箱的卡车以规定速度驶入检查桥时,该处的感知设备自动读取集装箱和集卡的相关信息,并通过无线网络与港口信息管理平台进行信息验证,验证通过后,港口信息管理平台将调度信息发送给相关计划生产的机械,并
将路线信息以图形化方式显示在集卡的信息屏上,同时检查桥的电子限行杆自动升起,集卡司机根据信息屏上的路线信息将车辆驶往指定地点。此过程无需人工干预,可实现不停车即通过检查桥的目的。当集卡到达堆场指定地点后,已经接到作业指令的场桥将集装箱吊离载运车辆。场桥感知设备自动读取集装箱信息,信息经验证通过后,计划箱位以图形化方式显示在场桥的信息屏上,场桥司机通过该界面获知集装箱的作业位置。集装箱落位后,感知设备自动读取集装箱和箱位信息,信息经验证通过后,集卡和场桥司机得到下一条作业指令。此外,载箱集卡之间可以实现物与物的信息交互,不需要人为参与,车辆之间可以互相给予安全距离的信息提示,能有效确保交叉路口的行车安全。
由此可见,基于物联网技术的智能港口能够实现物与物之间的信息共享和动态协作,提高港口作业的效率、准确性和可视化程度,形成安全畅通、环保高效的现代化智能港口。
4结束语
目前物联网技术在集装箱码头方面的研究和应用已取得初步进展,随着物联网技术的发展,物联网技术必将进一步渗透到集装箱码头的发展和建设中,这具有重要的经济价值和研究意义。我国应加快研究和推广具有自主核心技术和中国特色的智能港口,力争在未来世界港口的智能化竞争中占据一席之地。
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[5]陶学宗,钟雁. RFID技术在集装箱运输中的应用研究[J].铁道物资科学管理,2006(4):40-42.
IE的意识:
(1)成本与效率的意识。IE追求整体效益最佳(以提高总生产率为目标),必须树立成本与效率的意识。一切工作从大处着眼,从总目标出发;从小处着手,对每个细节都力求节约、杜绝浪费,寻求以成本最低、效率更高的方法去完成各项工作。
(2)问题和改革的意识。IE追求合理性,使各生产要素有效的组合,形成一个有机的整体系统,它包括从操作方法、生产流程直至到组织管理各项业务及各个系统的合理化。任何工作都能找到合理更好的方法去完成,改善无止境。为了使工作方法更趋合理,就要坚持改善、再改善。树立问题与改革意识,不断发现问题,考察分析,寻求对策,勇于改革和创新。
(3)工作简化和标准化意识。IE追求高效与优质的统一。推动工作简化、专门化和标准化,对降低成本、提高效率起了重要作用。生产技术的改进的成果都可以以标准化的形式确定下来并加以贯彻。
(4)全局和整体意识。现代IE追求系统整体的优化,为此必须从全局和整体出发,针对研究对象的具体情况选择适当IE手法,并结合IE的整体和全局性,取得良好的整体效果。
(5)以人为中心的意识。人是生产经营活动中最重要的一个因素,其它因素都要通过人的参与才能发挥作用。必须坚持以人为中心来研究生产系统的设计、管理、革新和发展,使每个人都关心和参与改进工作,提高效率。
随着时代的发展,工业工程人员还需要具备不断改进创新的意识、快速响应需求的意识等。在IE的运用中,树立IE意识比掌握IE技术和方法更为重要,效率意识又是尤为重要。[
物联网应用:
1)制造过程监控与管理:
应用需求:供需转换、工时统计;刀具、模具、夹具管理;产品状况质量在线检测;设备状况检测与节能等。
预期效果:生产周期缩短45%,减少导致生产的误操作80%,减低运营成本13%-25%。2)供应链智能管理: 应用需求:减低库存;快速查找与出入库;快速盘点;特殊物料实时监控。
预期效果:实库存的可用性提高5%~10%;提高仓库产品的吞吐量可达20%;减少人工成本25%。3)智能物流:
应用需求:提高物流流通效率,降低库存;特殊贮藏要求的货品在线监测与防伪;物流货品及时跟踪。
预期效果:现在所说的车间物流是一个重点,实际上我们要拓展到大的物流方面,像仓库清点、车辆调度、产品配送、车辆跟踪、物流结算、物流监控等等。预期将减少盗窃损失40%~50%;提高送货速度10%;货车车辆自动调度,节省人力成本约52%,减少车辆拥堵18%。
仓库管理 传统仓库管理
1)传统的仓库系统内部 ,一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物,以人为记忆实施仓库内部的管理。对于整个仓储区而言,人为因素的不确定性,导致劳动效率低下,人力资源严重浪费。
2)随着库存品种及数量的增加以及出入库频率的剧增,传统的仓库作业模式严重影响正常的运行工作效率。而现有已经建立的计算机管理的仓库管理系统,随着商品流通的加剧,也难以满足仓库管理快速准确实时的要求。
3)条码技术在解决了仓库作业人员的数据输入的自动化的同时,实现了数据的准确传输,确保仓库作业效率,有利于充分利用有限的仓库空间。
1)对库存品进行科学编码,并列印库存品条码标签。
根据不同的管理目标(例如要追踪单品,还是实现保质期 /批次管理)对库存品进行科学编码,在科学编码的基础上,入库前列印出库存品条码标签,以便于后续仓库作业的各个环节进行相关数据的自动化采集。
2)对仓库的库位进行科学编码,并用条码符号加以标识,实现仓库的库位管理。对仓库的库位进行科学编码,用条码符号加以标识,并在入库时采集库存品所入的库位,同时导入管理系统。仓库的库位管理有利于在大型仓库或多品种仓库中快速定位库存品所在的位置,有利于实现先进先出的管理目标及仓库作业的效率。
3)使用带有条码扫描功能的手持数据终端进行仓库管理。
对于大型的仓库,由于仓库作业无法在计算机旁直接作业,可以使用手持数据终端先分散采集相关数据,后把采集的数据上载到计算机系统集中批量处理。此时给生产现场作业人员配备带有条码扫描功能的手持数据终端,进行现场的数据采集。同时在现场也可查询相关信息,在此之前会将系统中的有关数据下载手持终端中。
4)数据的上传与同步
将现场采集的数据上传到仓库管理系统中,自动更新系统中的数据。同时也可以将系统中更新已后的数据下载到手持终端中,以便在现场进行查询和调用。
3.2基于物联网技术的智能仓库管理系统功能模块
本系统的主要模块有:系统管理、标签制作、入库管理、出库管理、盘点管理,调拨管理、报表分析、终端数据采集程序等。
图1 基于物联网技术的智能仓库管理系统结构
(1)系统管理模块。系统相关设置及系统用户信息和用户权限管理。
(2)标签制作模块。依据入库单及标签制作申请单录入的货物信息生成每个物品的电子标签,在标签表面上打印标签序号及产品名称、型号规格,在芯片内记录产品的详细信息。
(3)入库管理模块。仓库管理员根据订货清单清点检查每一件货品,检查合格后,扫描货架库位标签和入库物品上的标签,并输入物品数量。进行入库登记。将数据记入扫描终端设备内的入库操作数据表,然后将物品放置到指定库位上。全部物品入库完毕后,由管理员将入库数据导入后台管理数据库内,完成入库操作。经过这一流程后,仓库中每一种物品的位置、数量、规格型号等都可以在仓储管理软件中一目了然地查找出来。实现了仓储状态的可视化。
(4)出库管理模块。出库时,仓库管理员根据领料申请查询仓储状态,然后做出预出库单;保管员根据预出库单将指定库位的物品取出,使用扫描终端设备扫描库位标签和物品标签,对出库信息进行登记,数据记入出库数据表;全部出库物品取出后将出库信息上传到主机。与预出库单作比较,并根据实出数量进行登记。
(5)盘点管理模块。使用手持数据采集终端进行数据的采集。如物品标签、摆放货架、物品数量等。系统可根据事先设定的产品分类,自动产生或人工选择产生盘点任务表.进行盘点作业,盘点作业主要扫描产品标签和相应的库位信息。数据上传后,系统会自动列出已盘产品与未盘产品,并根据需求进行盘盈、盘亏等操作。
(6)调拨管理模块。出现调拨情况时,根据调拨情况选择不同的调拨流程。