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物聯網工程的概念范文1
近些年來計算機專業畢業生存在“就業難”的現象，很大一部分畢業生就業不是在自己的專業方向，另一方面相關的企業招不足需要的人才，存在著供需結構性失衡。國內外各類涉計算機專業的高校和學術團體都在積極探索計算機專業人才培養模式的改革，但由于受傳統教育思想以及教學計劃和本專業理論體系的影響，制訂的專業教學計劃仍然沒有脫離原課程體系的框架，既要培養學生較強的實踐能力，又要有完整的知識體系，使得一些理論深、難度大的課程在教學計劃中仍占有較大的比重，一些應用性較強新興發展的課程難以全面進入教學計劃。這樣一來造成了既沒有達到讓學生理論扎實又沒有培養好熟練的實踐能力，從而出現了一方面社會對計算機專業人才的大量需求，而另一方面大量的計算機專業的畢業生無法找到在本專業工作的機會。同時大學的各個專業都把計算機課程列為基礎課程，計算機專業畢業生不再具有多大的專業優勢。這些都對計算機專業的發展構成了挑戰。
一、計算機專業面臨的挑戰
隨著我國高等院校的數量逐年增加，在校生總數達到前所未有的數量，設有計算機專業的學校已經從20世紀60年代的50余所發展到今天的近千所，建立軟件專業的學校600多所。除了計算機系（學院）外，很多學校還建立了軟件職業學院、網絡學院、信息工程學院等院系。隨著信息技術在各行業的應用，極大地推動了人們學習計算機技術的熱情，同時也給計算機專業帶來巨大的挑戰，信息技術的全球化，使得各國紛紛在信息產業的各個方面搶占技術制高點，謀劃布局新的技術創新點。挑戰催生動力，創新獲得優勢。在此形勢下，迫使我們努力思考：計算機專業如何改變以適應發展帶來的挑戰？
二、物聯網技術給計算機專業發展帶來的新機遇
物聯網的概念是在1999年提出的。IOT（The Internet Things）也就是“物物相連的網絡”?！拔锫摼W”是在“互聯網”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品和物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡。通過射頻識別、紅外感應、全球定位系統、激光掃描、各種傳感器等信息感知設備，按照設定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息傳輸、計算、處理、知識挖掘，以實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理，達到對物理世界實時感知控制、實時管理和科學決策的目的，實現人與人、人與物、物與物之間的信息交互和無縫連接。
物聯網技術作為我國國家新型戰略產業的一項支撐技術，相關的研究活動和產業應用已經成為企業研究應用的一個熱點。各高校也積極設置、建設相關的專業，“物聯網工程”、“物聯網技術”、“物聯網應用”、“傳感網技術”、“智能電網”等涉物聯網的相關專業應運而生，同時還有很多的院校正在積極籌備和申請進入這個行列。
物聯網技術涉及的原有專業非常多，有計算機，電子、傳感器，自動化，自動控制、通信等等，還有相關的行業應用特點，使得物聯網技術成為一個涵蓋面廣，應用廣泛的一個大領域。而計算機專業20多年的發展使得其變成了一個常規專業，基本上90%以上的院校都有計算機相關專業，99%以上的院校都有計算機課程。計算機專業的畢業生風光不再了，生源萎縮了，計算機專業如何在物聯網大發展的形勢下，進行創新獲得新的生機與活力。需要將計算機專業特點和物聯網的知識體系聯系起來，找準自身定位，立足學生的長遠發展，進行課程創新，教學計劃更新。物聯網工程導論是一門物聯網技術的導入課，以宏觀的應用視角對物聯網技術的特點、發展、應用、展望進行論述，可以作為計算機專業的一個擴展，為進入物聯網研究作導入。
三、物聯網工程導論的課程特色
物聯網工程導論課程的綜合性強。作為典型的交叉學科，物聯網工程導論涉及的概念、原理、技術眾多，涉及計算機、通訊、電子、自動化的多個學科，具有很強的綜合性。其理論體系中很多應用原理都牽涉到復雜的學科聯系，很多概念也較宏觀 ，這在教學上對教師的知識面要求很高。
但在強調物聯網工程導論的融合背景的同時，應該看到它又是一門理論和應用關系十分密切的綜合性很強的課程 ， 與計算機技術有著密不可分的聯系，具有較強的實踐性。要求學生不僅應該知道課程所涉及內容的來源和背景 ， 掌握該課程的基礎知識和基本技能 ， 同時還要求學生能夠應用所學理論通過設計編程實現，比如在課程中學習的多種編碼方法，都需要編程實現。
于此同時，物聯網工程導論課程內容與很多計算機專業課有著緊密的聯系，如互聯網絡、傳感器、自動控制、數據挖掘等內容，它的發展具有深厚的信息技術基礎，廣泛應用于工業、農業、安保、智能家居、軍事等領域。物聯網不是互聯網的簡單接入和應用，它將催生很多具有“計算、通信、控制、協同和自治”特征的智能設備和應用，必將引發計算機、網絡與信息技術在更大范圍更多領域更深層次的應用，帶動廣泛的學科交叉與融合，為計算機與信息技術的研究與發展提供更大的空間。
四、教學方法研究與設計
（一）強調學科背景，激發學習興趣
物聯網工程導論課程中運用了大量的計算機知識以及廣泛的應用前景，有眾多現實的應用例子，接受起來比較容易。很容易通過現實例子和應用展望激起學生的學習興趣。此外，由于物聯網工程導論所闡述的內容基本都是宏觀概念，部分學生在學習的過程中，會下意識地覺得物聯網太大，是搞科學研究人員學習的內容，對就業沒有什么太大的作用。這勢必會影響到學生正常的學習態度，從而影響整個課程的學習效果。
因此，我們設計在第一次課時，結合物聯網的學科特點以及與計算機的聯系，強調隨著通信和網絡技術的發展 ， 人類已進入了信息化的社會， 大學生需要具有全面信息觀念和較好的信息處理能力，物聯網工程導論正是信息技術發展的前言。因此 ， 學好這門課程就顯得尤為必要和重要，從而讓學好這門課程成為大學生自覺的行動。
（二）因材施教，打通學科聯系
物聯網工程導論目前主要是針對計算機相關專業大三的學生開設，此時的學生電路、數據結構等課程已于大二上全部學習結束，與物聯網工程導論同時開設的是一些專業課程，如網絡工程、信息系統等。如果這時過于強調物聯網工程導論中的理論知識，一方面，由于學生對理論課程的學習早已結束，部分知識已經淡忘，另一方面，剛開始接觸計算機的專業課程，興趣難免轉移。為此，針對學生特點，對授課內容做了如下調整：
首先由于物聯網工程導論涉及的內容很多、邏輯性很強，必須合理地篩選授課內容。在側重基本概念、基本原理和基本方法原則指導下，重點講授基礎的或者帶有普遍意義的知識點。在教學的過程中注意將授課內容與計算機學科聯系，如算法對程序設計的作用，施工技術對網絡性能的影響等。
其次強調概念、理論的物理意義，聯系應用以培養學習興趣。由于本課程的理論是通過多門學科交叉而來的，過度關注理論往往會使得學生感覺抽象、枯燥，漸漸造成學習興趣的下降。針對這種情況，應在保證基本概念以及簡單理論說明的前提下，淡化學科區分和界限，強調融合應用。同時增加課堂演示性實驗和課后實驗環節來保證學生對課程知識的理解。
（三）創新教學手段，培養學生職業技能
著名《學會生存》一書中指出：教育既有培養創造精神的力量，也有壓抑創造精神的力量，這就說明了教學方法，對學生的學習效果的重要性。為此在物聯網工程導論的授課過程中，除了采用傳統的老師講，學生聽的授課方式，更注重發揮學生的主體作用，采用了自主學習、課堂討論、小組研究、企業參觀等手段。
如：對于RFID模塊開發，首先由授課老師開發一個案例進行演示講解，進行學生分組，布置開發作業在課后進行分析開發，然后再在課堂上分組上臺進行展示解說 ， 并讓下面的同學提出問題 ， 在互動的過程中加深對該RFID模塊開發的理解，最后布置課后實踐，要求學生全部會簡單開發。通過自學、討論、實踐三個環節，使得學生們的學習熱情很高， 紛紛花大力氣查閱相關資料，積極討論，學生的積極性得到空前激發，對所學內容有了較深的理解。
五、結束語
物聯網工程導論是物聯網專業的一門基礎課程，也是最近幾年快速發展的一個課程，筆者從計算機專業的特點以及物聯網的快速發展的現狀，分析了該課程的特點，從教學內容，教學方法、教學手段、學生職業能力培養、學生創業能力等方面闡述了自己的思考體會，期望能對計算機專業的發展做一些專業擴展，使計算機專業的學科建設適應社會對信息化的需求。
參考文獻：
[1]吳功宜，等.物聯網工程導論[M].北京：機械工業出版社，2012.
物聯網工程的概念范文2
[關鍵詞]物聯網 智慧油田 發展
中圖分類號：F426.91 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0301-01
智慧油田的提出背景
20世紀90年代以來，“數字地球”的概念初始被提出來，自此我們開始進入信息時代。數字化時代一個顯著的時代特征就是充分實現自動化。但是，自動化的實現是建立在對數據處理的基礎上，然后，對這些龐大的數據信息進行分析匯總，從而對分析的結果做出響應。數字化時代經過20多年的發展后，越來越不適用于當前社會科學快速化發展的現狀。于是，在這樣的時代背景下“智慧地球”的概念首次于2008年被彭明盛提出。2009年，奧巴馬提出基于“物聯網”來發展“智慧地球”的觀點。不久后，也開始倡導“物聯網”感知中國。自此，國內各地“智慧城市”建設的步伐逐步向前邁開。對于油田的發展而言，也開始逐步進入智慧的時代?！爸腔塾吞铩敝荚谕ㄟ^充分結合現在先進的信息技術手段和管理經驗來實現油田的智能化管理。智慧油田是在數字油田的基礎上發展而來的，是當前以及未來時期油田發展的主流趨勢。
智慧油田的概念和主要內容
“智慧油田”的概念
智慧油田是在數字油田的基礎上被提出來的具有時代意義的全新的理念?，F階段，由于智慧油田仍舊處于初始發展的階段，且尚不成熟，因此，還沒有針對智慧油田的一個標準化定義。作為數字油田的一種高級發展模式，智慧油田充分體現了能源行業發展的演進過程和必然趨勢。數字油田的主要發展目標是實現油田經營、運作、管理的智能化，智慧油田則區別于數字油田的發展模式，著重強調智能化和人類智慧的完美結合。因此，從數字油田到智慧油田經歷了從數據收集歸納到深度挖掘、整理數據的轉變階段，充分實現了對傳統工藝的優化管理。此外，建設智慧油田關鍵在于充分結合現今信息科學技術，對于油田的運行系統信息進行安全、有效的整合分析，從而實現油田的智能化管理運作模式。
“智慧油田”的主要內容
智慧油田主要涉及到生產和生活兩個主要方面。按照職能劃分大致可以從智慧工程、智慧管理、智慧地質、智慧民生幾個方面來考察。首先，所謂智慧工程指的是在工程建設中充分使用各種先進的技術手段。智慧油田建設中所涉及到的工程主要有勘探、鉆井、采油、運輸、道路、原油、電力、通訊等工程。其次，智慧管理旨在實現對石油的生產運營實現遠程上的監督管理。通過監控系統可以對各崗位實現實時動態的監督，當出現問題的時候通過遠程的診斷、分析，發現問題所在并做出及時有效的處理。通過這樣的管理方式使得整個石油生產運作平臺可以安全、健康的運行，同時還大大降低了能源的消耗，增加了產能。再次，智慧地質指的是通過實時采集分析處理相關的數據資料，實現對地下儲油量的預測評估。最后一個，智慧民生談及的是礦區居民的生活，通過有效的管理提升礦區居民的生活質量。
智慧油田建設需要注意的事項
充分利用和整合數字油田的建設成果
智慧油田是在數字油田的基礎上發展整合而來的，而數字油田是信息時代的產物，因此，無論是數字油田還是智慧油田，其本質都是油田發展過程中信息化的體現。沒有數字油田也就必然沒有智慧油田，智慧油田的發展是依托于數字油田的基礎之上的。因此，想要實現智慧化油田建設，就應該充分吸取數字油田建設成果中的精華部分，并通過發展和整合使其融入自身經營發展模式中去，這樣可以最大化的實現信息建設成果的有效利用，避免資源浪費。
大力推進數據的融合實現數據的共享
智慧油田是建立在互聯網技術的基礎上的，其生產、運營、管理的核心部分也是互聯網。觀察智慧油田的形成歷程可以發現，智慧油田的建設是一個由“量變”到“質變”的一個緩慢發展過程。而物聯網的發展也是這樣，在很長的一段時間內，物聯網一直是處于“量變”到“質變”中間的某個過程。實踐表明，“重網絡輕數據”的觀念是一個典型的應用系統的誤區，要想實現信息共享，首先應該做的就是做好統籌規劃工作。而智慧油田建設的重中之重也是做好管理統籌工作，從而逐步實現管理的信息化建設。
著手物聯網規范化和標準化體系的建設
長期以來，各行各業的發展過程中關于標準體系的建立都有一個潛在的規律可循。標準體系來源于技術標準，技術標準則是從行業標準中演變發展而來的，行業標準往往則是在實踐經驗中提煉總結而來的。因此，基于物聯網的智慧油田的發展應該著手建設物聯網規范化的作業和標準化的體系，只有這樣才能逐步實現智慧油田的高效快速發展。此外，還需要注意的是物聯網作為一個新興的產業，各項技術手段尚且不成熟，因此，在今后的發展過程當中還應該重視創新和自主研發能力建設。
參考文獻
[1] 陳勇，孫文磊，譚遠華.基于物聯網的抽油機裝備工況采集與可視化研究.《制造業自動化》.2015年17期.
物聯網工程的概念范文3
關鍵詞：物聯網 傳感器
一、物聯網概念與定義
物聯網(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
現在對物聯網的定義至少有幾十種,都是不同領域專家從不同領域定義的,我們取幾種有代表性的供大家參考:
1.英語中“物聯網”一詞:Internet of Things,可譯成物的互聯網。
2.2005年ITU關于物聯網的定義:是一個具有可識別,可定位的傳感網絡。
3.經過與無線網絡(也含固定網絡)連接,使物體與物體之間實現溝通和對話,人與物體之間實現溝通與對話。能實現上述功能的網稱為物聯網。
4.作者比較贊成一種基于泛網及其多制式、多系統、多終端等綜合的物聯網的定義——或稱為廣義物聯網。
二、國內外物聯網發展現狀
從國際上看,歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯網的工作,并且已作了大量研究開發和應用工作。如美國把它當成重振經濟的法寶,所以非常重視物聯網和互聯網的發展,它的核心是利用信息通信技術(ICT)來改變美國未來產業發展模式和結構(金融、制造、消費和服務等),改變政府、企業和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應速度。按歐盟專家講,歐盟發展物聯網先于美國,確實歐盟圍繞物聯網技術和應用作了不少創新性工作。在北京全球物聯網會議上,他們介紹了《歐盟物聯網行動計劃》(Internet of things-Anactionplan for Europe)其目的也是企圖在“物聯網”的發展上引領世界。
我國在“物聯網”的啟動和發展上與國際相比并不落后,我國中長期規劃《新一代寬帶移動無線通信網》中有重點專項研究開發“傳感器及其網絡”,國內不少城市和省份已大量采用傳感網解決電力、交通、公安、農漁業中的“M2M”等信息通信技術的服務。
在溫總理關于“感知中國”的講話后我國“物聯網”的研究、開發和應用工作進入了,江蘇省無錫市一馬當先率先提出建立“感知中國”研究中心,中國科學院、運營商、知名大學云集無錫共同協力發展我國的物聯網。
三、傳感器在物聯網中的應用
一說到傳感器,可能大家就會往小的方面想,在物聯網的大概念下,一個泛在的物聯網系統,隨著參照物的不同,傳感器可以是一個“大”的“智能物件”,它可以是一個機器人、一臺機床、一列火車,甚至是一個衛星或太空探測器。物聯網關注傳感器的實際應用,下面是按應用方式進行的分類。
1.液位傳感器:利用流體靜力學原理測量液位,是壓力傳感器的一項重要應用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。
2.速度傳感器:是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變為電量變化的傳感器,適應于速度監測。
3.加速度傳感器:是一種能夠測量加速力的電子設備,可應用在控制、手柄振動和搖晃、儀器儀表、汽車制動啟動檢測、地震檢測、報警系統、玩具、結構物、環境監視、工程測振、地質勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動測試與分析,以及鼠標,高層建筑結構動態特性和安全保衛振動偵察上。
4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜?？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾?元件的阻抗、介質常數發生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監測。
5.氣敏傳感器:是一種檢測特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳氣體、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測等。
6.壓力傳感器:是工業實踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。
7.激光傳感器:利用激光技術進行測量的傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。
8.MEMS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。
9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器,常用于無接觸溫度測量、氣體成分分析和無損探傷,應用在醫學、軍事、空間技術和環境工程等。
10.超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應用在工業、國防、生物醫學等。
11.遙感傳感器:是測量和記錄被探測物體的電磁波特性的工具,用在地表物質探測、遙感飛機上或是人造衛星上。
12.視覺傳感器:能從一整幅圖像捕獲光線數以千計的像素,工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。
雖然,物聯網的產業供應鏈包括傳感器和芯片供應商、應用設備提供商、網絡運營及服務提供商、軟件與應用開發商和系統集成商。但是,作為“金字塔”的塔座,傳感器將會是整個鏈條需求總量最大和最基礎的環節?！皞鞲衅魇俏锫摼W技術的支撐、應用的支撐和未來泛在網的支撐,傳感器感知了物體的信息,RFID賦予它電子編碼,傳感網到物聯網的演變是信息技術發展的階段表征?！?/p>
參考文獻:
[1]張應福.物聯網技術與應用[J].通信與信息技術,2010,(1).
[2]張群.對物聯網的深度剖析[J].通信企業管理,2010,(1).
[3]孔曉波.物聯網概念與演進路徑[J].電信工程技術與標準化,2009,(12).
[4]王保云.物聯網技術研究綜述[J].電子測量與儀器學報,2009,(12).
[5]趙茂泰.智能儀器原理及應用[J].北京:電子工業出版社.
[6]陳艾.敏感材料與傳感器[M].北京:高等教育出版社.
物聯網工程的概念范文4
研究了借助計算思維的定義理念推動物聯網工程教育問題。一方面分析了當前國內高校的物聯網工程教育現狀及原因；另一方面對計算思維的定義進行了分類闡述，認為物聯網工程教育要引入計算思維以發揮其指導優勢。指出具有計算思維的物聯網工程教育的關鍵是培養基于物理空間與信息空間一體化的“想象力”和“實現能力”。最后，給出了培養物聯網工程“實現能力”的方法，具體包括按物聯網理論技術體系展開實踐教學、設計“思考”型課堂、強化物聯網企業的作用。
關鍵詞：
計算思維；物聯網工程；教育；實現能力
2005年，國際電信聯盟(ITU)了一份題為《TheInternetofthings》的年度報告，將物聯網的發展定位為任何時刻、任何地點、任意物體之間互聯和無所不在的網絡以及無所不在的計算[1]。此后，世界各國先后將物聯網作為一項戰略性新興產業大力發展，并將物聯網技術的培養需求滲透到高等院校等教育領域。據統計，我國教育部2010年批設的新增高等學校戰略新興產業本科專業中，物聯網產業相關專業數量高達37個，占新增設總專業數量的26.4%[2]。物聯網工程是我國高?，F階段開設的主要物聯網專業之一，覆蓋了計算機、通信、電子、控制技術、信息網絡等多個學科領域，因其廣泛的社會需求和強勁的發展勢頭受到高校和企業的重點關注[3-5]。計算思維(ComputationalThinking)最早是由美國卡內基•梅隆大學的周以真(JeannetteM.Wing)教授于2006年提出，在國內外引起了強烈反響。不僅催生了美國CPARH計劃和CDI計劃，也使得國內高等教育界“九校聯盟(C9)”倡議在高校計算機基礎教學中培養計算思維[6]。在我國，計算思維是當前高校教育界廣為關注的熱點并正在被推進到多種計算機相關學科的教學活動中。本文認為計算思維應該是高等院校所有課堂教學都應該廣泛采用的工具，將計算思維的理念引入物聯網工程專業的教學中將具有顯著的現實意義。綜合社會經濟、文化、科技以及國家發展定位，物聯網工程專業強調注重工程實踐性與應用創新性，計算思維助推物聯網工程教育面臨著兩大挑戰：(1)如何把計算思維真正融入物聯網教學活動并形成整體，將它作為一個問題解決的有效工具切實發揮作用，指導物聯網工程專業的課程內容設置和教學方案設計；(2)如何確定引入計算思維的物聯網工程專業的實踐教學體系與理論技術體系的關系，在確保物聯網工程學科理論體系完整厚實的前提下，探索有效的實踐教學途徑，以增強物聯網學科的工程應用性。本文主要探討如何利用計算思維來指導物聯網工程專業的人才培養教育問題。
一、高校物聯網工程教育現狀及分析
物聯網工程專業是計算機科學與技術、網絡工程、電子技術、信息工程、通信工程及其它邊緣科學交叉滲透、相互融合的基礎上發展起來的一門新型應用型學科。相對于一些傳統的工程學科專業，高校對于新增設的物聯網工程專業在教育培養方面存在很多的不足，具體表現在課程體系不夠健全、師資力量比較匱乏、實驗條件建設不完善，各項教育尚處于探索階段，并因此導致物聯網工程的畢業生實踐動手能力弱、行業應用背景知識缺乏、工程能力不夠、項目經驗不足等問題，嚴重地制約了我國高等院校的物聯網專業的建設發展。經過調查統計，現階段高等院校物聯網工程專業的教育問題集中體現在以下幾點：(1)物聯網屬于跨專業學科，知識體系邊界難以界定，課程主要教學內容是物聯網交叉學科知識的一個“壓縮餅干”，大量教材基本上是有關領域的濃縮版；(2)缺乏科學的思維方式作指導，對于物聯網工程專業的課程總體定位和教學方法設計不甚明確，盲目開展教學活動；(3)實踐環節過多地強調工具的使用，導致“狹義工具論”。過分依賴現有的教學實驗平臺和教學實踐體系，缺乏跨學科、融合性的實踐教學方案。針對上述存在的問題，本文將其原因概括為以下幾個方面：(1)高等院校長期積淀的傳統教育理念和教育體制；(2)課程內容的總體設計和教學方案設計缺乏針對性；(3)工程應用背景知識和行業項目知識匱乏；(4)教學實踐環節以及實訓平臺建設相對薄弱等等。其根本原因是教育定位及教學設計出現了偏差，缺乏類似“計算思維”等先進理念的指導。本文認為，我國高等院校在開展物聯網工程教育的同時，要深入理解并貫徹計算思維的理念，充分發揮它科學指導工程教育的思維優勢，培育具有扎實的理論知識、過硬的工程技術的高信息素養型的物聯網專業人才。
二、計算思維
國際上廣泛認同的計算思維定義來自周以真教授：“計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計，以及人類行為理解的涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[7]”。抽象和自動化是計算思維的本質內容，這一觀點與當前國際上物聯網工程的教育特點是一致的。因此本文認為，面向國內高校的物聯網工程專業教育尤為需要引入計算思維這一科學思維理念來指導教學。計算思維包含“建模方法”、“關注點分離方(SeparationofConcerns,SoC)法”、“遞歸方法”、“啟發式推理”等多種內容，它能夠以“發現問題、尋求解決問題的思路、分析比較不同方案到最后驗證方案”的主線方式，讓學生主動地、實踐地去學習物聯網工程的理論、技術和經驗，培養學生的問題求解能力。在文獻[8]的基礎上，本文將計算思維的定義進行了分析并加以歸納總結。
三、計算思維與物聯網工程教育
將計算思維融入物聯網工程教育旨在助力我國高等院校物聯網專業的建設，并有望解決當前物聯網專業教學活動中存在的問題，因此探索建立有效的基于計算思維的物聯網工程專業人才培養教育策略意義重大。本文從物聯網工程專業“計算思維能力”的特色需求著手，研究以計算思維理念為指導的物聯網工程教育的培養關鍵。
（一）有物聯網工程專業“計算思維能力”的特色需求
依托計算機科學與技術學科建設物聯網工程專業，物聯網工程專業人才應該具備《高等學校計算機科學與技術專業人才專業能力構成與培養》[9]定義的計算機專業人才的專業基本能力，同時還應該從物聯網工程專業的特色出發，深刻認識計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力以及系統能力在本專業的特色需求。物聯網計算模式的變革在于物理空間與信息空間的一體化，物理世界與信息世界的整合統一。從計算思維培養的角色要求物聯網工程專業人才的教育過程中應該注意使學生充分理解物理空間與信息空間的一體化，并在利用這樣的無縫連接方面具有足夠的“想象力”與“實現能力”。
（二）培養物聯網工程“實現能力”的方法
(1)專業理論與技術體系
物聯網工程教育在引入計算思維理念后，應該在物聯網工程課程原有的培養目標上增加兩個方面的內容：一是培養學生計算思維的意識與能力；二是掌握計算思維解決問題的一般步驟和方法。所以物聯網工程專業的教育在傳統定位的基礎上要進一步擴展，不僅要讓學生掌握相關的學科知識和專業理論，還要強調培養學生具有一定的專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的工程應用和創新實踐能力。CDIO(ConceiveDesignImplementOperate)工程教育模式[10]是近年來國際工程教育改革的最新成果，它涵蓋了從研發到運行的整個產品生命周期，是一種主動的、實踐的、課程之間有機聯系的工程學習方式。本文認為，計算思維驅動的高校物聯網工程專業建設應該結合CDIO教育理念，綜合考慮物聯網工程專業所涉及的學科領域和知識范圍，設置該專業的理論與技術體系。與物聯網各層理論與技術對應，物聯網工程專業的實踐教學體系設計也應該配合加強學生對于感知層、傳輸層、數據處理層和應用層理論和技術的認識、理解和應用。
(2)設計“思考”型課堂
計算思維強調問題求解能力。根據計算思維求解角度的定義[11]，物聯網工程的學習、規劃和調度問題可以利用啟發式推理方法尋求解答。設計具有啟發性和探索性的教學課堂是計算思維對于當前物聯網工程教育的新要求。本文提倡在高等院校的日常教學活動中，摒棄傳統老套的知識講述方法，嘗試融入新的理論講授形式，如利用思維導圖對知識進行歸納和演繹、利用框架流程圖對知識進行總結和概括，尤其要突顯出對于計算思維能力的引導。善于采用啟發誘導式教學方式培養學生的主動思考能力和擴散思維能力。例如驗證碼的教學，課堂可以設計為：Yahoo公司免費郵箱面臨的垃圾郵件問題→人機辨識問題→學生討論解決方法→解決方案：驗證碼(CAPTCHA)→LuisVonAhn設計思想→問題延伸：未來的驗證碼和發展趨勢。這種基于計算思維的引導教學方法不僅適用于理論課程的課堂教學，也可以設計用于實驗教學之中。以基于FPGA的嵌入式設計實驗為例，學生首先要在PC機上利用可編程芯片設計工具EDA進行功能仿真，然后利用物理芯片進行功能測試。這類實驗設計過程可以完整地體現芯片的設計、制造、調試、運行以及維護的全部工程流程。因此，物聯網工程的教學設計要充分體現理論聯系應用的“思考”型課堂，進一步激發學生的興趣和主動性，培養具有良好問題求解能力的物聯網人才。
(3)強化物聯網企業的作用
物聯網工程專業的工程教育環境需要采用新的視角加以構建。在傳統教育策略，如加大實驗室經費投入、強化教師實踐考核指標的基礎上，現今高等院校要尋求依托企業搭建物聯網工程專業的教育環境。一條完整的物聯網產業鏈條包括：感知和控制器件(如RFID、各類傳感器、執行器等)提供商，感知層末端設備(傳感節點、網關等底層組網/自組網設備)提供商，網絡(固網和移動網等通信網、互聯網、廣電網、PLC等電力通信網、專網等)提供商，軟件與系統解決方案(包括從底層微操作系統、微中間件和處理層的操作系統、數據庫、中間件以及應用軟件)提供商，系統集成商以及專業運營和服務提供商?？梢酝ㄟ^吸引和鼓勵上述各種類型的物聯網企業參與到物聯網實踐教學體系建設過程，高?？梢耘c企業合作，共同構建物聯網CDIO實驗培訓基地，簽單定點培養并輸送優秀畢業生進企業，切實在物聯網工程專業人才培養和物聯網產業人才需求之間搭建橋梁。
四、結束語
計算思維是目前國際教育界廣為關注的熱點，已經被推進到許多計算學科的教學過程中。物聯網工程專業是近年來國內高校新增設的本科專業，其人才培養教育體系尚未健全。為此，本文研究了借助計算思維的定義理念推動物聯網工程教育問題。通過分析計算思維的定義和特點，提出引入計算思維的物聯網工程教育關鍵在于提高學生關于物理空間與信息空間一體化的“想象力”和“實現能力”。最后具體闡述了如何強化物聯網工程“實現能力”的幾點方法。
作者：蔡婷 陳昌志 單位：重慶郵電大學移通學院計算機系 重慶郵電大學軟件學院
參考文獻
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物聯網工程的概念范文5
其實早在十多年前，從事無線通信系統研發的康桂霞就已經意識到了這一融合趨勢。2004年底，她從德國留學工作歸來，感受到未來更高速率無線通信系統的同時，也由西門子手機部門等的業務萎縮看到了行業發展的瓶頸。她意識到無線通信一定要與更多行業緊密結合，才能有更頑強的生命力，而醫療健康行業一定是未來無線通信可以滲透的領域。
經過深入思索，2005年，康桂霞正式在北京電子健康大會和歐盟ICT大會上提出無線電子健康（Wireless eHealth，WeHealth）概念。如今，移動醫療、互聯網醫療等概念在業內已經不勝枚舉，但在當時，無線電子健康技術、人才等層面的儲備還是很欠缺，康桂霞成為第一批進入這一領域的研究者。
當第一個吃螃蟹的人并沒有想象中的簡單?？倒鹣紙F隊從原型概念的驗證開始，經歷了關鍵技術研究、試驗系統開發、產品研發、商業化驗證等幾個階段，創新性地提出了WeHealth醫療物聯網技術架構和理論體系。
WeHealth醫療物聯網理論體系面對醫療物聯網發展初期技術、標準缺失的空白，在時延、接入、能效、智能化等多個維度優化公眾無線通信網絡。特別值得一提的是，物聯網終端海量連接技術，利用混合多址接入提高單位資源接入容量，使得終端接入能力較傳統方式提升了5倍以上。
依托WeHealth技術架構，中國通信標準化協會通過了國內第一個醫療物聯網標準，國際電聯（ITU）通過了首個醫療物聯網全球標準，推動了醫療物聯網技術向低成本、高效率、增強的體驗質量及多樣化的智能服務變革。該技術被中國工程院和美國工程院評價為“前沿領域的領先技術”。
2008年前后物聯網技術廣泛興起。2012年前后，移動醫療、互聯網醫療帶來產業發展浪潮?？纱┐髟O備、移動醫療APP等產品的大眾化及云計算、大數據等技術的不斷推動，給WeHealth技術發展帶來超乎想象的機遇與挑戰。
回顧WeHealth十年發展，可以說既符合康桂霞的預期，又超出她的想象。作為技術的持續推動者，她希望真正參與到產業發展中，用技術成果更好地推進醫療信息產業的進步。為此，她一直在探索技術與應用的最佳結合點。
“WeHealth無線健康監護”系統，是康桂霞最早推出的WeHealth應用技術。2012年，這一技術項目在北京市海淀區開始試點，目前已扎根5年。試點主要針對65歲以上患有高血壓、糖尿病的老年人，以社區醫院醫生作為專業健康管理者和家門口的健康守護者。由智能可穿戴設備每天采集老年人的血壓、心率、血糖等指標，傳到社區醫生的工作站。醫生每天查看患者的健康狀況并給出必要的指導。這一系統應用以來，在慢病控制上起到了良好效果，得到了用戶的認可。
除上述項目之外，在近年來的發展中，WeHealth技術順應醫療信息化趨勢，先后與中國人民總醫院等單位開展了軍民融合遠程醫學救治方面的試點；與慈銘健康體檢集團合作，在健康大數據的基礎上，通過專業化的健康管理服務，首次獲得慢性疾病綜合改善率指標，指標顯示：血脂改善率67.66%、超重改善率53%、尿酸改善率56.5%、血糖改善率57.1%。
康桂霞表示，近幾年來，大健康、移動醫療、“互聯網+”一直是國家政策引導的方向。現有醫療物聯網支撐技術的發展，無論是醫療傳感器、無線傳輸、可穿戴設備，還是移動互聯網，在政策引導、資本推動及企業自身努力之下，都得到了快速發展，為醫療信息化產業的發展奠定了良好的基礎。未來的挑戰主要在于，老百姓從以醫療為核心的“看病”需求轉到以健康為核心的“預防”需求還需要很長期的市場培育過程，移動醫療產業的長期發展還需要不斷的探索。
以百姓需求為第一出發點和著力點，強調科研要為產業服務，力爭產生社會價值，這是康桂霞一直奉行的研究理念。她說：“理論結合產業實踐，這才是團隊能夠保持持續創新能力和戰斗力的源泉?！?/p>
物聯網工程的概念范文6
物聯網(TheInternetofthings)的概念在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
現在對物聯網的定義至少有幾十種,都不同領域專家從不同領域定義的,我們取幾種有代表性的供大家參考:
1.英語中“物聯網”一詞:InternetofThings,可譯成物的互聯網。
2.2010年ITU關于物聯網的定義:一個具有可識別,可定位的傳感網絡。
3.經過與無線網絡(也含固定網絡)連接,使物體與物體之間實現溝通和對話,人與物體之間實現溝通與對話能實現上述功能的網稱為物聯網。
4.作者比較贊成一種基于泛網及其多制式、多系統、多終端等綜合的物聯網的定義——或稱為廣義物聯網。
二、國內外物聯網發展現狀
從國際上看,歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯網的工作,并且已作了大量研究開發和應用工作如美國把它當成重振經濟的法寶,所以非常重視物聯網和互聯網的發展,它的核心利用信息通信技術(ICT)來改變美國未來產業發展模式和結構(金融、制造、消費和服務等),改變政府、企業和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應速度按歐盟專家講,歐盟發展物聯網先于美國,確實歐盟圍繞物聯網技術和應用作了不少創新性工作在北京全球物聯網會議上,他們介紹了《歐盟物聯網行動計劃》(Internetofthings-urope)其目的也企圖在“物聯網”的發展上引領世界。
我國在“物聯網”的啟動和發展上與國際相比并不落后,我國中長期規劃《新一代寬帶移動無線通信網》中有重點專項研究開發“傳感器及其網絡”,國內不少城市和省份已大量采用傳感網解決電力、交通、公安、農漁業中的“M2M”等信息通信技術的服務。
在溫總理關于“感知中國”的講話后我國“物聯網”的研究、開發和應用工作進入了,江蘇省無錫市一馬當先率先提出建立“感知中國”研究中心,中國科學院、運營商、知名大學云集無錫共同協力發展我國的物聯網。
三、傳感器在物聯網中的應用
一說到傳感器,可能大家就會往小的方面想,在物聯網的大概念下,一個泛在的物聯網系統,隨著參照物的不同,傳感器可以一個“大”的“智能物件”,它可以一個機器人、一臺機床、一列火車,甚至一個衛星或太空探測器物聯網關注傳感器的實際應用,下面按應用方式進行的分類。
1.液位傳感器:利用流體靜力學原理測量液位,壓力傳感器的一項重要應用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。
2.速度傳感器:一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變為電量變化的傳感器,適應于速度監測。
3.加速度傳感器:一種能夠測量加速力的電子設備,可應用在控制、手柄振動和搖晃、儀器儀表、汽車制動啟動檢測、地震檢測、報警系統、玩具、結構物、環境監視、工程測振、地質勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動測試與分析,以及鼠標,高層建筑結構動態特性和安全保衛振動偵察上。
4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后,元件的阻抗、介質常數發生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監測。
5.氣敏傳感器:一種檢測特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳氣體、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測等。
6.壓力傳感器:工業實踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業
7.激光傳感器:利用激光技術進行測量的傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。
MS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都在硅片上生成的微機械電子傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。
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9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器,常用于無接觸溫度測量、氣體成分分析和無損探傷,應用在醫學、軍事、空間技術和環境工程等。
10.超聲波傳感器:利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應用在工業、國防、生物醫學等。
11.遙感傳感器:測量和記錄被探測物體的電磁波特性的工具,用在地表物質探測、遙感飛機上或人造衛星上。
