序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)關(guān)；智能化；水產(chǎn)養(yǎng)殖

1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

互聯(lián)網(wǎng)的普及，使很多了解互聯(lián)網(wǎng)的人都知道網(wǎng)關(guān)這么一個名詞，網(wǎng)關(guān)（Gateway）就是一個網(wǎng)絡(luò)連接到另一個網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。在Internet網(wǎng)中，網(wǎng)關(guān)是一種連接內(nèi)部網(wǎng)與Internet上其他網(wǎng)的中間設(shè)備，也稱路由器。

眾所皆知，物聯(lián)網(wǎng)概念在美國誕生，作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品組成一個感知網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信的系統(tǒng)架構(gòu)。圖1所示為物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

從物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)中，我們可以看到在感知層和網(wǎng)絡(luò)層兩個不同的網(wǎng)絡(luò)之間需要一個中間設(shè)備：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

物聯(lián)網(wǎng)的接入方式是多種多樣的，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備是最適合將多種接入手段整合起來，統(tǒng)一互聯(lián)到接入網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，網(wǎng)關(guān)可滿足局部區(qū)域短距離通信的接入需求，實現(xiàn)與公共網(wǎng)絡(luò)的連接，同時完成轉(zhuǎn)發(fā)、控制、信令交換和編解碼等功能，而終端管理、安全認(rèn)證等功能保證了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的質(zhì)量和安全。網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)感知延伸網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)，以及不同類型感知延伸網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，既可以實現(xiàn)廣域互聯(lián)，也可以實現(xiàn)局域互聯(lián)。

2 智能化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備的能力

歸納起來高度智能化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備以下能力：

2.1 廣泛的接入能力

目前用于近程通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很多，僅常見的WSNs技術(shù)就包括Lonworks、ZigBee、 6LowPAN、RUBEE等。從網(wǎng)關(guān)所處的位置可以看出，網(wǎng)關(guān)需要具備接入多種現(xiàn)有通信網(wǎng)的能力，這些通信網(wǎng)包括2G/3G/4G移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)、有線網(wǎng)絡(luò)。因此，網(wǎng)關(guān)必須具備相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的接口和軟硬件的接入能力?，F(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)在展開針對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，如3GPP、傳感器工作組，實現(xiàn)各種通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)互通。

2.2 強大的管理能力

管理對于任何大型網(wǎng)絡(luò)都是必不可少的。首先要對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理，如注冊管理、權(quán)限管理、狀態(tài)監(jiān)管等。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點的管理，如獲取節(jié)點的標(biāo)識、狀態(tài)、屬性、能量等，以及遠(yuǎn)程實現(xiàn)喚醒、控制、診斷、升級和維護(hù)等。由于子網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，協(xié)議的復(fù)雜性不同，所以網(wǎng)關(guān)具有的管理性能力不同。提出基于模塊化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方式來管理不同的感知網(wǎng)絡(luò)、不同的應(yīng)用，保證能夠使用統(tǒng)一的管理接口技術(shù)對末梢網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.3 協(xié)議轉(zhuǎn)換能力

從不同的感知網(wǎng)絡(luò)到接入網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將下層的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝，保證不同的感知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議能夠變成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信令；將上層下發(fā)的數(shù)據(jù)包解析成感知層協(xié)議可以識別的信令和控制指令。

能處理如此繁多復(fù)雜的不同類型工作的高智能化設(shè)備，需要有很強的研發(fā)設(shè)計能力和針對不同行業(yè)應(yīng)用的深厚實踐經(jīng)驗。

3 水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)和功能

下面就上海辰漢電子在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的具體例子，介紹物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的研發(fā)設(shè)計和功能。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施漁業(yè)信息化已經(jīng)成為設(shè)施漁業(yè)生產(chǎn)向集約、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展的重要推動力。設(shè)計中的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)利用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，感知養(yǎng)殖場的水質(zhì)情況，例如溫度、溶解氧濃度、PH值等，將這些數(shù)據(jù)實時發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)將養(yǎng)殖場的環(huán)境數(shù)據(jù)利用3G模塊（或GPRS模塊）發(fā)送至控制中心的服務(wù)器，服務(wù)器利用專家系統(tǒng)依據(jù)水產(chǎn)品的生長模型結(jié)合人工智能技術(shù)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送控制指令，網(wǎng)關(guān)依控制指令利用控制箱驅(qū)動電機(jī)采取動作，調(diào)節(jié)養(yǎng)殖場的水產(chǎn)品的生長環(huán)境，從而利于水產(chǎn)品生長。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)留有攝像頭接口，能夠根據(jù)用戶需求將生產(chǎn)現(xiàn)場的圖片或者視頻發(fā)至控制中心服務(wù)器，服務(wù)器上部署軟件并接入Internet網(wǎng)絡(luò)，用戶可以利用個人電腦或者手機(jī)登錄到服務(wù)器，查詢養(yǎng)殖水域內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù)、瀏覽生產(chǎn)現(xiàn)場圖片、觀看現(xiàn)場視頻，還可以遠(yuǎn)程控制各種生產(chǎn)設(shè)備。當(dāng)養(yǎng)殖場環(huán)境異常時，除了服務(wù)器中的專家系統(tǒng)發(fā)出指令驅(qū)動電機(jī)調(diào)節(jié)環(huán)境（如增氧機(jī)增加溶解氧），控制中心的告警箱也能夠發(fā)出聲光告警，服務(wù)器向相關(guān)人員發(fā)出告警短信?？刂浦行膬?nèi)的顯示器（或者大屏幕）上能夠顯示各個傳感器的工作狀態(tài)、讀數(shù)、現(xiàn)場圖片等信息。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)施漁業(yè)養(yǎng)殖的動態(tài)實時監(jiān)管、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、科學(xué)決策、預(yù)警及風(fēng)險控制、專家咨詢等生產(chǎn)過程的科學(xué)化、數(shù)字化。

水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計從水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可以看出網(wǎng)關(guān)是物聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)備。網(wǎng)關(guān)的設(shè)計包括兩部分：硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

（1）網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計。網(wǎng)關(guān)中的處理器采用ARM Cortex-A8。該處理器的主頻可以達(dá)到1 GHz以上，處理能力很強。網(wǎng)關(guān)配置512 MB DDR3內(nèi)存以及4 GB NANDFlash，運行Adroid2.3系統(tǒng)。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)要求，網(wǎng)關(guān)具備10/100M以太網(wǎng)接口、內(nèi)置無線WiFi模塊、用于連接3G/GPRS模塊的USB接口以及用于連接傳感網(wǎng)協(xié)調(diào)器的串行口。為了獲取視頻或者圖像，網(wǎng)關(guān)具備模擬視頻接口。網(wǎng)關(guān)還帶有液晶顯示屏以及HDMI接口，HDMI接口可以接高清大屏幕。

篇(2)

物聯(lián)網(wǎng)的理念最初基于射頻識別／產(chǎn)品電子代碼（以下簡稱RFID／EPC）技術(shù)提出，隨著感知技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破而不斷提升和完善。以物聯(lián)網(wǎng)為核心的信息技術(shù)被譽為第三次信息技術(shù)革命，物聯(lián)網(wǎng)是從信息自動提取、信息整合、物品局域聯(lián)網(wǎng)、局部系統(tǒng)的智能服務(wù)與管控等向全網(wǎng)融合逐步深化的過程。

倉儲管理可以簡單概括為8項關(guān)鍵內(nèi)容：追－收－查－儲－揀－發(fā)－盤－退，隨著制造環(huán)境的改變，產(chǎn)品周期越來越短，訂單式生產(chǎn)、大批量定制的生產(chǎn)模式，對庫存限制的要求越來越高，倉儲管理及精確定位在企業(yè)的整個管理流程中起著非常重要的作用，及時準(zhǔn)確的進(jìn)發(fā)貨及精準(zhǔn)的庫存控制，對企業(yè)的競爭能力有著至關(guān)重要的影響?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的倉儲系統(tǒng)管理能夠有效地幫助企業(yè)實現(xiàn)倉儲精準(zhǔn)管理和智能化。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

從物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上看，物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，將各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用，使人與物實現(xiàn)智慧對話。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展幾乎涉及到了信息技術(shù)的方方面面，是一種聚合性，系統(tǒng)性的創(chuàng)新應(yīng)用與發(fā)展，因此被稱為信息技術(shù)的第三次革命性創(chuàng)新。

物聯(lián)網(wǎng)主要有三層架構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)主要分為三大技術(shù)體系：一、感知技術(shù)體系，二、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，三、智能技術(shù)體系。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)概括起來，主要體現(xiàn)在三個方面一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；二是識別與通信特征：即納網(wǎng)的“物”一定要具備自動識別與物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征：即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。圍繞三大技術(shù)本質(zhì)，目前物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多樣化發(fā)展感知技術(shù)更加豐富，除RFI技術(shù)以外，面向所有感知技術(shù)開放，凡是能夠起到自動感知的技術(shù)體系都可以納入物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)體系，目前常用的傳感知技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS衛(wèi)星定位與識別技術(shù)、視頻識別或機(jī)器視覺技術(shù)等都可納入物聯(lián)網(wǎng)終端感知技術(shù)體系：網(wǎng)絡(luò)方面，互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、局域網(wǎng)、電視網(wǎng)、電信網(wǎng)也在走向融合，也可納入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系：智能應(yīng)用則更加廣泛了，從而打開了智能物流發(fā)展創(chuàng)新的空間，一個智慧物流的時代正向我們走來。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在倉儲管理中的應(yīng)用概述

現(xiàn)代倉儲系統(tǒng)內(nèi)部不僅物品復(fù)雜、形態(tài)各異、性能各異，而且作業(yè)流程復(fù)雜，既有存儲，又有移動，既有分揀，也有組合。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的智能倉儲管理系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)基礎(chǔ)上，支撐倉儲管理具體業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。一般應(yīng)用框架如圖所示。

1、智能倉儲感知技術(shù)應(yīng)用

在智能倉儲中，為了對倉儲貨物實現(xiàn)感知、定位、識別、計量、分揀、監(jiān)控等，一般采用傳感器、RFID，條碼、激光、紅外、藍(lán)牙、語音及視頻監(jiān)控等感知技術(shù)。目前在倉儲系統(tǒng)中感知技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的是條碼和RFID技術(shù)。在物流作業(yè)系統(tǒng)，基于RFID技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對高附加值產(chǎn)品自動識別與定位，使產(chǎn)品信息自動進(jìn)入物流管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工等物流的全過程進(jìn)行信息追溯和網(wǎng)絡(luò)檢索查詢。借助物流運作的單元化技術(shù)，以物流單元為終端節(jié)點，實現(xiàn)對物流單元的自動感知、定位、追蹤、管理與控制，形成以物流單元為終端節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)體系，從而實現(xiàn)智慧物流運作與管理。

智能倉儲的網(wǎng)絡(luò)與傳輸技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)代物流趨勢之一是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和智能化，在制造企業(yè)內(nèi)部，現(xiàn)代倉儲配送中心往往與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)相融合，倉儲系統(tǒng)作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分。物流行業(yè)為了使移動或存儲中形態(tài)各異“物”能夠聯(lián)網(wǎng)，最常采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是局域網(wǎng)技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和無線通信技術(shù)。

在區(qū)域范圍內(nèi)的物流管理與運作的信息系統(tǒng)，常采用企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)直接相連的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并留有與互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)擴(kuò)展的接口；在不方便布線的地方，常采用無線局域網(wǎng)技術(shù)；

在大范圍物流運輸?shù)墓芾砼c調(diào)度信息系統(tǒng)，常采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，組建貨運車聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)物流運輸、車輛配貨與調(diào)度管理的智能化、可視化與自動化：在以倉儲為核心的物流中心信息系統(tǒng)，常采用現(xiàn)場總線技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；在網(wǎng)絡(luò)通信方面，常采用無線移動通信技術(shù)、3G技術(shù)、M2M技術(shù)、直接連接網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。

3、智能倉儲作業(yè)與管控技術(shù)

智能倉儲管理系統(tǒng)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與倉庫管理系統(tǒng)（WMS）相結(jié)合，實現(xiàn)倉儲業(yè)的智能化與自動化。常采用的智能技術(shù)有：自動控制技術(shù)、智能機(jī)器人技術(shù)、智能信息管理系統(tǒng)技術(shù)、移動計算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等等。

目前，能夠?qū)崿F(xiàn)物流全過程智能控制與管理的還不多，物聯(lián)網(wǎng)及物流信息化還僅僅停留在對物品進(jìn)行自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、，在線追蹤、在線調(diào)度等一般應(yīng)用水平上。在專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)融合與信息共享優(yōu)化、智能調(diào)度與線路自動化調(diào)整管理等智能管理技術(shù)的應(yīng)用方面還存在很大差距。

未來物聯(lián)網(wǎng)在智能倉儲方面的發(fā)展趨勢

1、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，共享物流的物聯(lián)信息

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)絕大部分的應(yīng)用還是局部的、局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，系統(tǒng)間難以融合，各自的網(wǎng)絡(luò)有各自的標(biāo)準(zhǔn)體系，易形成物聯(lián)網(wǎng)信息孤島。盡管目前的物聯(lián)網(wǎng)倉儲應(yīng)用是閉環(huán)和相對獨立的，沒必要實現(xiàn)全部的物品互聯(lián)到一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系。但是，在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)層面，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與平臺是必須的。局部的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、物聯(lián)局域網(wǎng)等都可以在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系上建立。

2、互聯(lián)互通，融入社會物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是聚合型的系統(tǒng)創(chuàng)新，必將帶來跨系統(tǒng)、跨行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用。隨著標(biāo)簽與傳感器網(wǎng)絡(luò)的普及，物與物的互聯(lián)互通，將給企業(yè)的物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、采購系統(tǒng)與銷售系統(tǒng)的智能融合打下基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)的融合必將產(chǎn)生智慧生產(chǎn)與智慧供應(yīng)鏈的融合，企業(yè)物流完全智慧的融入企業(yè)經(jīng)營之中，打破工序、流程界限，打造智慧企業(yè)。

篇(3)

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在知識結(jié)構(gòu)上有很多共性，只要適當(dāng)補充和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程體系，就能夠達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。因此，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向是切實可行的。近兩年，國內(nèi)申請增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的高校數(shù)量眾多，但他們在不同程度上存在著物聯(lián)網(wǎng)課程體系規(guī)劃不完善、教材建設(shè)計劃不完備、師資力量薄弱、實驗室配套設(shè)備缺乏和實驗方案標(biāo)準(zhǔn)有待規(guī)范等問題。區(qū)別于部分高?，F(xiàn)開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，學(xué)校在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)方向時可以在該專業(yè)多年積累的教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校獨特的優(yōu)勢學(xué)科制定具有行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特色的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方案。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)方向的專業(yè)目標(biāo)是要讓學(xué)生在具備一定的數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)原理和應(yīng)用技能。筆者認(rèn)為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的學(xué)生對有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)感知層的基本知識和基本技能達(dá)到掌握程度即可，重點是要結(jié)合各高校的優(yōu)勢學(xué)科及地方人才市場需求，讓學(xué)生在充分掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，強化對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)的理論學(xué)習(xí)和應(yīng)用實踐。

結(jié)合高校優(yōu)勢學(xué)科培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才

不同的發(fā)展歷史、相異的學(xué)科建設(shè)等因素使得每一所大學(xué)都有自己的品牌專業(yè)、強勢學(xué)科以及與其培養(yǎng)目標(biāo)相配套的軟硬件資源的建設(shè)與積累。物聯(lián)網(wǎng)有著非常廣泛的應(yīng)用范圍，高校在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的專業(yè)定位上可以結(jié)合自身現(xiàn)有的優(yōu)勢學(xué)科，參考人才市場的用人需求，改革網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程體系，因地制宜地制定具有本校重點學(xué)科特色的培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)工程（物聯(lián)網(wǎng)）培養(yǎng)模式可以從專業(yè)定位、知識結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和人才培養(yǎng)模式評價體系四個方面進(jìn)行討論。其中，專業(yè)定位和知識結(jié)構(gòu)將在下一節(jié)論述。在復(fù)合型工程應(yīng)用人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)上，需要轉(zhuǎn)變以往的以傳授知識為主導(dǎo)的教育模式，注重學(xué)生的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，強化教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。例如：開設(shè)具有行業(yè)背景的工程訓(xùn)練課程，開展個性化的創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究，提高實驗和培訓(xùn)課程的比重，擴(kuò)展大學(xué)生創(chuàng)新實踐基地建設(shè)[5]等，形成以行業(yè)應(yīng)用為背景的立體化培養(yǎng)模式。完善的評價體系可以實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式與質(zhì)量的跟蹤與評價，依據(jù)評價結(jié)果可以適時地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，有利于提高人才的適應(yīng)性。從行業(yè)應(yīng)用出發(fā)，可以分別從學(xué)生的綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)、學(xué)生知識結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工程實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面對研究成果進(jìn)行評價。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向人才培養(yǎng)模式如圖1所示。將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程設(shè)置與學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科的專業(yè)知識有機(jī)結(jié)合，使得畢業(yè)生不僅能夠從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的工作，也能直接從事行業(yè)背景下的物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的工作，增強畢業(yè)生的工程實踐能力，拓寬其就業(yè)范圍。以天津科技大學(xué)為例，學(xué)校建有“食品營養(yǎng)與安全”、“工業(yè)發(fā)酵微生物”2個教育部重點實驗室和1個教育部“食品生物技術(shù)工程研究中心”，在食品科學(xué)和生物工程等領(lǐng)域的研究與教學(xué)處于全國前列。依托天津科技大學(xué)的食品、生物等優(yōu)勢學(xué)科和應(yīng)用背景，筆者認(rèn)為，目前計算機(jī)學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)可以以食品安全和生物發(fā)酵與菌種保藏控制物聯(lián)網(wǎng)為應(yīng)用領(lǐng)域，融合食品學(xué)院和生物學(xué)院相關(guān)專業(yè)的教學(xué)資源，拓展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)方向。通過多學(xué)科的交叉融合，建設(shè)以輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為特色的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)體系。

優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)需要融入不同專業(yè)學(xué)科，所以，在確立了以輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為特色的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，調(diào)整教學(xué)大綱，對原有專業(yè)的課程配置進(jìn)行科學(xué)地增補和取舍。結(jié)合學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科的應(yīng)用背景，依照網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置相應(yīng)的課程內(nèi)容和實踐環(huán)境，形成特色教育，增強畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。

1.專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù)，主要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生畢業(yè)后可在輕工行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、科研單位從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)開發(fā)和研究，成為具備行業(yè)知識和專業(yè)技能的高級應(yīng)用型人才。培養(yǎng)的學(xué)生具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)的基本理論和應(yīng)用能力，能進(jìn)行系統(tǒng)集成及相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用推廣，具有物聯(lián)網(wǎng)工程實踐能力。專業(yè)能力培養(yǎng)要求：掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)工程等方面的理論和方法，具有扎實的理論基礎(chǔ)知識；掌握傳感器技術(shù)、無線通信網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)的基本知識和基本技能；具備各類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運維能力和一定的分析、設(shè)計和開發(fā)能力，擁有較強的軟件編程功底；具備從事輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的科學(xué)研究能力；了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)發(fā)展動態(tài)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，熟悉利用Internet獲取信息的手段，具有獲取信息的能力。

2.主干課程網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的課程設(shè)置以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為向?qū)?，注重學(xué)生動手能力和創(chuàng)新思維的提高。學(xué)生可以通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)的基本理論和基本知識的學(xué)習(xí)，掌握網(wǎng)絡(luò)分析和設(shè)計的基本方法，掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基本技能。物聯(lián)網(wǎng)中的感知層主要用來感知和采集現(xiàn)實世界中的信息，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的課程設(shè)置可以在現(xiàn)有計算機(jī)物理層的相關(guān)課程基礎(chǔ)上，融合通信原理、傳感器技術(shù)基礎(chǔ)和射頻技術(shù)與無線通信等課程，提高學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)感知層理論知識的理解。對于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層方面，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)已包含該領(lǐng)域涉及的大部分知識，需要增加無線傳感網(wǎng)絡(luò)和無線自組網(wǎng)理論課程，強化學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的理解。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的主要作用是依據(jù)各行業(yè)的實際需求開發(fā)信息管理平臺，并根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的特點集成相應(yīng)的內(nèi)容服務(wù)[6]。結(jié)合應(yīng)用層的特點，各院?？山Y(jié)合自身優(yōu)勢學(xué)科增設(shè)具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)、無線自組網(wǎng)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序設(shè)計等課程。有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的課程，不僅涉及物聯(lián)網(wǎng)的三個層次，也關(guān)系到嵌入式知識的相關(guān)課程。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的課程體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。綜合考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程設(shè)置，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的專業(yè)課程主要有：離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序設(shè)計、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)概論、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)管理、射頻技術(shù)與無線通信、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、無線自組網(wǎng)理論及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)等。

3.主要專業(yè)實驗專業(yè)實驗的設(shè)置將使得學(xué)生具有一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)、開發(fā)與實驗的綜合平臺，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實際動手能力，便于學(xué)生熟悉和掌握網(wǎng)絡(luò)工程與物聯(lián)網(wǎng)的原理和實際應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)工程（物聯(lián)網(wǎng)）專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)可以從畢業(yè)實習(xí)、計算機(jī)基礎(chǔ)練習(xí)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計（論文）五個方面進(jìn)行。專業(yè)實驗主要包括：C語言課程設(shè)計、面向?qū)ο笳n程設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成課程設(shè)計和物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用課程設(shè)計等。

篇(4)

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè);實踐教學(xué);教學(xué)模式

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）35-0150-03

一、概述

物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)今社會已成為一個熱點話題，它正不斷應(yīng)用到我們的生活中。物聯(lián)網(wǎng)是指通過裝置在物體上的各種傳感設(shè)備，如射頻識別RFID裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)GPS、激光掃描器等，按照約定的協(xié)議，通過相應(yīng)的接口把物體與互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種巨型網(wǎng)絡(luò)[1，2]。2010年，教育部開始將物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點，鼓勵各大高校申報相關(guān)專業(yè)。作為培養(yǎng)市場所需人才的高校來說，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)顯得尤為重要，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室也成為當(dāng)務(wù)之急。高等院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)該注重培養(yǎng)具有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識和具有較強的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐能力的全方位人才[3，4]，這就要求高等院校在物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)方面建立和完善適應(yīng)于學(xué)生發(fā)展的實踐教學(xué)體系。

二、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)研究，按照自底向上的方法，物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)從技術(shù)和功能角度可以分為三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

感知層主要是前端信息采集以及控制終端，要求能夠全面感知物理世界的各種信息，由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)絡(luò)組成，是物聯(lián)網(wǎng)信息的源頭。用于物聯(lián)網(wǎng)信息感知的傳感器主要有溫濕度傳感器、氣體傳感器、水質(zhì)傳感器等。它利用射頻識別（RFID）器件、嵌入式設(shè)備、無線傳感網(wǎng)等全面感知物體的各種信息，具有節(jié)點數(shù)量多、成本低等特點[5]。可見，感知層是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的底層技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一。

網(wǎng)絡(luò)層由光載無線交換系統(tǒng)（主要包括光載無線交換機(jī)、遠(yuǎn)端射頻單元、模擬光纖、WIFI設(shè)備服務(wù)器和以太網(wǎng)交換機(jī)）和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共同組成，是各種信息與互聯(lián)網(wǎng)的融合、傳輸和接入層，是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平臺[6]。

應(yīng)用層的主要作用是支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中各類平臺技術(shù)的運行，這些技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)信息存儲技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)信息共享和交互技術(shù)以及各行業(yè)末端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)等，主要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)技術(shù)的深度融合和無處不在的智能化功能[7]。應(yīng)用層是由后臺數(shù)據(jù)中心、遠(yuǎn)程客戶端以及裝載在其中的各種應(yīng)用程序共同組成的，實現(xiàn)對前端信息和控制終端的管理和應(yīng)用。

這三個層次基本涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)主要的核心知識和應(yīng)用范圍，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)指出了明確的方向。

三、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)典型解決方案

我國高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是近五年的事，由于整個專業(yè)起步比較晚，相對來說，實踐教學(xué)環(huán)境的配備更遲一步，不管是各大高校還是服務(wù)于高校的企業(yè)單位，對該專業(yè)的實踐教學(xué)配套設(shè)施都還處于起步階段。如何定位高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)，如何確定相應(yīng)的實踐教學(xué)模式，對此，本文進(jìn)行了相關(guān)分析和總結(jié)。

（一）體驗實踐的廣泛感知模式

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本身與電子、通信、計算機(jī)領(lǐng)域密切相關(guān)，但它也應(yīng)該有自己明顯的特性。據(jù)了解，各大高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基本都設(shè)置在計算機(jī)學(xué)院或信息學(xué)院，如何把物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與同學(xué)院其他專業(yè)區(qū)分開來？基于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具有很強的工程實踐特性，一些大學(xué)從實踐環(huán)節(jié)入手，針對物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)和專業(yè)實驗內(nèi)容給出了解決方案。該方案認(rèn)為實驗室建設(shè)應(yīng)該重視基本應(yīng)用開發(fā)能力的培養(yǎng)、應(yīng)該建立寬泛的可操作環(huán)境，讓學(xué)生在實驗時有可選性，鼓勵創(chuàng)新精神，從而培養(yǎng)學(xué)生對實際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目的整體把握能力。

方案中指出，對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)該從專業(yè)認(rèn)識、畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、競賽活動等方面進(jìn)行改進(jìn)。據(jù)調(diào)查，新生的專業(yè)認(rèn)識一般是統(tǒng)一參觀專業(yè)實驗室或某個網(wǎng)絡(luò)公司或以講座形式向?qū)W生展示專業(yè)的發(fā)展，使學(xué)生獲得對自己專業(yè)的初步認(rèn)識。新的解決方案是建立特定行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)“綜合演示實訓(xùn)中心”，通過參觀該實訓(xùn)中心，讓學(xué)生從整體上認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)及其應(yīng)用場合，從而增加學(xué)生對專業(yè)的理解，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的興趣。生產(chǎn)實習(xí)方面，通常是帶領(lǐng)學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行參觀實習(xí)。由于物聯(lián)網(wǎng)是一個新興行業(yè)，可供學(xué)生進(jìn)行參觀實習(xí)的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場比較少，因此需要重新制定物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實習(xí)解決方案。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，建立“物聯(lián)網(wǎng)綜合演示實訓(xùn)中心”供學(xué)生感性體驗，或者利用學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合共建的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)示范基地以及學(xué)校自建的實訓(xùn)中心是比較有效的方案。專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，應(yīng)做到學(xué)與做同行。為滿足多樣化需求，應(yīng)完善豐富專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實驗室，從而豐富課程設(shè)計的綜合實驗內(nèi)容。如果教師時間緊，可以采用第三方提供的產(chǎn)品方案。通過學(xué)科競賽，讓學(xué)生可以在創(chuàng)新、理論付諸實踐、團(tuán)隊合作三個方面促進(jìn)增長。

在高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗內(nèi)容拓展方面，方案給出了三步走策略：綜合演示實訓(xùn)類、應(yīng)用實訓(xùn)類以及基礎(chǔ)教學(xué)實驗類。對于綜合演示實訓(xùn)類，針對高校的行業(yè)特點，建立其相應(yīng)的應(yīng)用型實訓(xùn)中心，比如智能家居系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)等，提供專業(yè)認(rèn)識、科技創(chuàng)新、科研、畢業(yè)設(shè)計等內(nèi)容。對于應(yīng)用實訓(xùn)類，構(gòu)建通用典型的物聯(lián)網(wǎng)小型系統(tǒng)以及中規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)，比如智能停車管理實訓(xùn)室、智能農(nóng)業(yè)實訓(xùn)室等，提供專業(yè)認(rèn)識、課程設(shè)計、科技競賽及創(chuàng)新相關(guān)的實驗服務(wù)。對于基礎(chǔ)教學(xué)實驗類，進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)、課程設(shè)計等專業(yè)基本能力培養(yǎng)，比如傳感器、單片機(jī)、FPGA實驗室等。

（二）精品案例教學(xué)模式

對于概念和應(yīng)用寬泛的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)來說，與其面面俱到廣而不精，不如采用精品案例教學(xué)模式。學(xué)校結(jié)合自身的長處，選擇適合自己的培養(yǎng)方向，這不僅可以充分利用現(xiàn)有資源，更能體現(xiàn)針對性，且學(xué)生容易入門。為此，一些企業(yè)隨之打造了類似產(chǎn)品，以求能夠通過某個具體精品案例，把物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)得淋漓盡致，在追求精品的同時，不失整體的實踐教學(xué)模式。

方案中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域教學(xué)選取了典型的案例――智能家居，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。智能家居融合自動化控制系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)于一體，形成智能化、網(wǎng)絡(luò)化的家居控制系統(tǒng)，將家中的各種設(shè)備（如照明系統(tǒng)、音視頻設(shè)備、窗簾控制、安防系統(tǒng)、空調(diào)控制、數(shù)字影院系統(tǒng)等）通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起，從而實現(xiàn)全方位的信息交互，保持信息交流暢通，環(huán)保節(jié)能，節(jié)約資金，增強家居安全。智能家居系統(tǒng)可提供的實驗為智能移動視頻監(jiān)控實驗、智能門禁實驗、智能電燈控制實驗、智能窗簾控制實驗、家居環(huán)境參數(shù)采集實驗，通過這些實驗，可以使學(xué)生更好地鍛煉動手能力。

方案通過智能家居系統(tǒng)引出物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)主要分為物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入教育、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)可提供多款CPU，例如8051核CPU、cortex m3核CPU和FPGA等，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)不同復(fù)雜度、不同成本的CPU連接傳感器進(jìn)行信號采集的流程。物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)還可以提供多款傳感器。物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)實驗的核心思想是提供一套可以更換CPU芯片的、能夠連接多種傳感器的試驗教學(xué)裝置，目的是讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)各種傳感器的應(yīng)用，包括傳感器信息采集、傳感器信號分析和接口電路設(shè)計。其優(yōu)勢特點是提供一套能夠使用不同類型CPU實現(xiàn)傳感器信息采集與處理的實踐教學(xué)裝置，提供多種傳感器應(yīng)用，包括聲音、電磁、溫度、濕度、氣體、紅外、光照、機(jī)械動作等多種感知信號。提供多樣的傳感器接口，包括模擬接口、數(shù)字接口和開關(guān)量接口。物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)的核心思想是提供這樣一套實驗裝置：在完成無線網(wǎng)絡(luò)管理和射頻識別信息處理的同時，可以將數(shù)據(jù)通過不同網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中心，目的是讓學(xué)生掌握WIFI、GPRS、3G網(wǎng)絡(luò)組成，信息傳輸過程中的關(guān)鍵性參數(shù)配置，傳輸性能分析等內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)核心思想是提供一套能夠涵蓋物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵性技術(shù)，即軟交換技術(shù)和IPv6技術(shù)的實踐教學(xué)裝置和教學(xué)資源，使學(xué)生能夠掌握主流的網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)。

（三）二次研發(fā)實踐模式

對于體系比較龐大、涉及知識比較繁多的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)來說，讓學(xué)生親自動手實踐從底層到頂層完整走一遍的思路或許是一條學(xué)習(xí)捷徑。二次研發(fā)教學(xué)模式即讓學(xué)生在現(xiàn)有實驗箱的基礎(chǔ)上完成個性設(shè)置和修改部分功能模塊的方式體驗物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作流程，從而學(xué)習(xí)相關(guān)知識。一些公司推出了二次開發(fā)實驗平臺，如基于WSN（Wireless Sensor Network）的物聯(lián)網(wǎng)解決方案體系架構(gòu)ATOS平臺，該平臺框架如圖3所示。ATOS物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺采用一套設(shè)備兩套協(xié)議的方式，這兩套協(xié)議包括標(biāo)準(zhǔn)的Zigbee協(xié)議和基于TinyOS的開源自主協(xié)議。TOS系統(tǒng)采用開源TinyOS操作系統(tǒng)，向用戶公開了路由協(xié)議和上層軟件源代碼，用戶可以根據(jù)各種應(yīng)用需求對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，包括傳感器設(shè)置，數(shù)據(jù)采集、存儲、訪問等環(huán)節(jié)均提供二次開發(fā)接口，用戶可以修改和設(shè)計自己所關(guān)注的部分，從而實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工作。這給高校初學(xué)物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生提供了簡單易行的軟硬件開發(fā)機(jī)會。

ATOS平臺主要設(shè)計了傳感器數(shù)據(jù)采集、基站數(shù)據(jù)匯聚、網(wǎng)關(guān)對外發(fā)送、采集系統(tǒng)解析以及遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)接收和存儲等功能，它從整體上為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生提供了從傳感數(shù)據(jù)到終端用戶的各個流程，讓實踐過的學(xué)生能夠徹底理解物聯(lián)網(wǎng)從底層到應(yīng)用層再到終端的基本架構(gòu)。

該方案不同于其他實訓(xùn)模式，傳統(tǒng)的實訓(xùn)模式多為“現(xiàn)場觀摩為主、基本不予參與”，在本方案中，學(xué)生可以根據(jù)系統(tǒng)提供的二次開發(fā)平臺，重現(xiàn)上述具備的所有功能，或根據(jù)自己的需求改寫新的控制邏輯，因此具備較好的學(xué)習(xí)參與度。另外，該方案還可采用硬件組態(tài)的設(shè)計模式，根據(jù)不同的需求選配不同模塊組建自己的試驗平臺，以適應(yīng)實驗教學(xué)的需要。而且，系統(tǒng)中絕大部分設(shè)備和器件，如傳感器、氣動部件等，都是工業(yè)現(xiàn)場使用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級元件，學(xué)生如同實踐在一個真實生產(chǎn)的過程中，能夠?qū)W到真正實用的專業(yè)知識和操作技能。

另外，ATOS平臺中的實訓(xùn)定位功能，也能更好地全面地鍛煉物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生。該功能體現(xiàn)為室內(nèi)人員精確定位技術(shù)的演示與測試，它采用基站定位技術(shù)，即利用已知基站來定位移動點的位置，在對信息進(jìn)行收集與統(tǒng)計之后，實現(xiàn)軌跡與區(qū)域的實時定位等功能。與傳統(tǒng)的RFID刷卡式人員定位不同，它可靈活地實現(xiàn)人員隨時隨地定位。

四、總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的興起，為高校學(xué)生提供了廣闊的就業(yè)前景。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所涉及的硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)大多是現(xiàn)有技術(shù)的綜合應(yīng)用，因此，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是工程實踐性較強的學(xué)科，若要培養(yǎng)出理論知識與動手能力于一身的綜合型人才，就需要高校制定出一套完善的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)體系。由于物聯(lián)網(wǎng)的提出本身涉及多門學(xué)科，故其課程體系具有一定的交叉性和動態(tài)發(fā)展特性，因此，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)面臨新模式的挑戰(zhàn)，這也給各高校根據(jù)自身優(yōu)勢摸索出新專業(yè)辦學(xué)特色提供了良好機(jī)遇。

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[5]桂小林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索[J].計算機(jī)教育，2010，（16）.

篇(5)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，國內(nèi)有很多公司開發(fā)出了應(yīng)用于高校的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺，例如無錫泛太科技有限公司、深聯(lián)致遠(yuǎn)科技有限公司和杭州喜馬拉雅集團(tuán)科技有限公司等。這些公司的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺存在如下問題。1.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺往往只提供相關(guān)項目的代碼，由于公司的研發(fā)人員不具備教學(xué)經(jīng)驗，他們提供的項目很難與本專業(yè)的相關(guān)課程進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。2.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺采用的都是高端的ARM處理器，由于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生只開設(shè)了51單片機(jī)的課程，由51過渡到帶有嵌入式操作系統(tǒng)的高端ARM處理器的學(xué)習(xí)難度較大。3.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺只提供物聯(lián)網(wǎng)的感知層和網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)實驗，即使個別的平臺也提供了應(yīng)用層的實驗，但這些實驗很難與電子信息工程專業(yè)開設(shè)的相關(guān)課程進(jìn)行有效的結(jié)合，學(xué)生在這樣的平臺下實驗，很難達(dá)到較好的效果。4.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺價格昂貴，每套價格都在萬元以上，如果以此平臺建立物聯(lián)網(wǎng)實驗室，資金投入較大。

二、物聯(lián)網(wǎng)與電子信息專業(yè)課程體系的對應(yīng)關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子信息工程專業(yè)課程體系的關(guān)系如圖1所示。由圖可以看出物聯(lián)網(wǎng)可分為三個層，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。下面研究這三個層與課程體系的對應(yīng)關(guān)系。1.感知層與課程體系的對應(yīng)關(guān)系。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的Zigbee技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用、傳感器及檢測技術(shù)和單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程相對應(yīng)。傳感器及檢測技術(shù)課程從屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，傳感器是獲取信息的工具，位于系統(tǒng)之首，其作用相當(dāng)于人體的五官，直接感受外部信息，將信息轉(zhuǎn)化成可用信號，對系統(tǒng)的智能化起著決定性作用，智能程度愈高，系統(tǒng)對傳感器的依賴程度愈大。ZigBee技術(shù)在射頻與無線電技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)通信技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。它是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Zigbee技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)平臺感知層的一個重要組成部分。RFID技術(shù)是一種利用無線通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)，是基于射頻識別的自動識別類的項目的核心技術(shù)，并且RFID技術(shù)也成為了物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心技術(shù)。傳感器及檢測技術(shù)課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)的采集。Zigbee技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用這兩門課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)的短距離傳輸。單片機(jī)原理與應(yīng)用課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)短距離傳輸之間的橋梁。2.網(wǎng)絡(luò)層與課程體系的對應(yīng)關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、可靠及安全地進(jìn)行傳送，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的通信原理、信息論與編碼、通信網(wǎng)及接入技術(shù)和工業(yè)通信技術(shù)基礎(chǔ)等課程相對應(yīng)。這些課程給物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)提供理論支撐，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層理論基礎(chǔ)。3.應(yīng)用層與課程體系的對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)把感知和傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的電子系統(tǒng)軟件設(shè)計、監(jiān)控系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)、3G技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字圖像處理等課程相對應(yīng)。

三、物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)平臺的設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)的三個層都有相應(yīng)的課程與之對應(yīng)，但學(xué)生在進(jìn)行課程的理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)的時候，課程之間比較孤立，很難建立這種對應(yīng)的關(guān)系，所以導(dǎo)致課程的理論和實踐教學(xué)效果較差。通過以上分析可以看出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子信息工程專業(yè)課程體系有著緊密的關(guān)系，該關(guān)系是設(shè)計并實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實踐教學(xué)平臺的基礎(chǔ)。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子信息專業(yè)課程體系的對應(yīng)關(guān)系為依托，結(jié)合本專業(yè)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的特點設(shè)計符合本專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)平臺。該實踐教學(xué)平臺如圖2所示。該平臺硬件由ARM嵌入式主板、模塊板和PC機(jī)平臺或手機(jī)平臺構(gòu)成。模塊板中RFID模塊、Zigbee模塊、藍(lán)牙模塊、傳感器模塊和GPS模塊主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)感知層的功能，感知層的每一個模塊都有與之對應(yīng)的理論課程，在利用模塊進(jìn)行感知層實驗時可以讓學(xué)生更深刻地理解與之對應(yīng)的理論課程的知識點，達(dá)到理論與實踐的統(tǒng)一。模塊板中以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊和WIFI模塊主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的功能，網(wǎng)絡(luò)層的兩個模塊都有與之對應(yīng)的理論課程，同樣在利用模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層實驗時可以讓學(xué)生更深刻地理解通信原理、信息論與編碼這些理論性較強的課程的知識點。PC機(jī)平臺或手機(jī)平臺主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的功能，基于這兩個平臺的應(yīng)用層軟件開發(fā)，可以將傳輸層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行更好地顯示和存儲，這正是監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計這樣的專業(yè)課所涉及的知識。而ARM嵌入式主板是感知層模塊和網(wǎng)絡(luò)層模塊之間的橋梁。它一方面負(fù)責(zé)與傳感器模塊及短距離傳輸模塊進(jìn)行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，另一方面它將獲取到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層模塊進(jìn)行傳輸與上位機(jī)進(jìn)行通信。

ARM嵌入式主板采用意法半導(dǎo)體公司的STM32系列處理器，方便學(xué)生由51快速的過渡到ARM處理器的學(xué)習(xí)，PC機(jī)平臺選用Windows操作系統(tǒng)，手機(jī)平臺選用Android操作系統(tǒng)。

四、教學(xué)效果

篇(6)

近年來，隨著智慧地球、智慧城市、智能家居等熱點話題的興起，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)逐漸成熟，正在從科研單位的實驗室走進(jìn)了普通居民的生活。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是信息產(chǎn)業(yè)在計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的高度發(fā)展之后的第三次革命浪潮。我國當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，將會對它的發(fā)展有更深入的認(rèn)識。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)作為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要驅(qū)動力，其概念的提出已經(jīng)很久，最近幾年由于和大數(shù)據(jù)的結(jié)合，已經(jīng)成為下一代網(wǎng)絡(luò)的整合部分，是在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的功能和范圍的延伸。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要通過統(tǒng)一編碼物品和制作通訊協(xié)議，將傳感技術(shù)結(jié)合通信、控制技術(shù)按照標(biāo)準(zhǔn)將任何物品之間、以及物品與互聯(lián)網(wǎng)之間相連，進(jìn)行信息的共享和管理。2005年在信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）正式在其的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》中給出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。作為信息化浪潮下下一個振興經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵點，在許多國家物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略的高度。美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測在未來五年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)將達(dá)到一個萬億級的通信業(yè)務(wù)，產(chǎn)業(yè)容量將達(dá)到30倍于人與人之間的通信需求產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)拉動力?；谶@種原因，全球各國都在大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)。

近年來，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在人們的生活、工作中起到了巨大的作用。在銷售業(yè)、智慧交通和智能家居中的使用最為廣泛。這種新技術(shù)的使用大大降低了勞動時長，帶了了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通信協(xié)議規(guī)范得到逐漸的統(tǒng)一化，它的發(fā)展不斷走向成熟，而同時大量新型傳感器的使用，是的它的適用范圍得到了很大的增加，在農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)甚至是防恐中都得到體現(xiàn)。其中以美國、中國、日本和歐盟等多個國家和地區(qū)的不斷努力，使得一個開放、透明的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)開始逐漸形成，確保了行業(yè)的健康發(fā)展。我國近年科技實力不斷加強，科研資金投入逐年加大，同時由于較早就對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始了研究，并從國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度予以重視，現(xiàn)在保持了較高的實力，技術(shù)積累優(yōu)勢明顯，是國際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。

2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)雖然是物物互聯(lián)，但是其基礎(chǔ)還是互聯(lián)網(wǎng)。以互聯(lián)網(wǎng)通信為核心，依靠傳感器、射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器（Infrared Sensors）、智能IC卡、GPS系統(tǒng)、無線通訊裝置等信息傳感和通信設(shè)備，按約定的協(xié)議，實現(xiàn)對接入互聯(lián)網(wǎng)的物體進(jìn)行監(jiān)控和管理[2]。

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)從單一模塊分，可以區(qū)分為射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)的結(jié)合使用。

2.1 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identifi-cation，縮寫RFID）是一種利用RF信號及其空間耦合傳輸特性對物體進(jìn)行自動身份信息識別的技術(shù)。RFID系統(tǒng)的組成有主機(jī)、傳輸天線、電子標(biāo)簽和讀寫器組成。

2.2 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)功能構(gòu)成的主要部分。特別是短距離的無線通訊技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行信息交換和識別活動最活躍的部分。目前常用的技術(shù)主要有NFC、Bluetooth、Z-wave、ZigBee、UWB、WI-FI、RFID等。

NFC近場通訊技術(shù)在標(biāo)簽識別和數(shù)據(jù)傳輸中運用廣泛，是下一代智能移動設(shè)備的標(biāo)配。 它的通訊頻率固定在13.56MHz，是對RFID技術(shù)的改進(jìn)，能快速匹配設(shè)備和連接。

ZigBee主要面向低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)，適用于家庭監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、工業(yè)監(jiān)控、安全系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和玩具等領(lǐng)域。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這項技術(shù)在許多的產(chǎn)品上都得到使用，包括邁瑞等公司的多種型號的血糖儀、家庭監(jiān)護(hù)儀均采用了這種通信方式。

Bluetooth使用的工作頻率為2.4G-2.5G之間，具有低成本、低功率、近距離無線連接簡單安全的特點?？梢詫崿F(xiàn)10m全雙工通信。

“UWB”（ultra wideband）是一種使用1GHz以上帶寬的超寬帶無線技術(shù)。

Wi-Fi屬于無線局域網(wǎng)的一種，可以實現(xiàn)各種設(shè)備的高速互聯(lián)。在部署物聯(lián)網(wǎng)之時，考慮到設(shè)備成本和易用度，WLAN都是十分方便的。國內(nèi)廠商小米、TP-Link等公司最近在智能路由器領(lǐng)域的新產(chǎn)品，都是以物聯(lián)網(wǎng)的家庭流量入口為重點。

2.3 傳感器技術(shù)

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。它能夠感受并處理被測量信息，使其變?yōu)橄到y(tǒng)可以辨識的信號。傳感器的發(fā)展是物聯(lián)網(wǎng)拓寬應(yīng)用范圍的關(guān)鍵所在。高精度傳感器技術(shù)一直被國外所掌握。目前，國內(nèi)的高端傳感器市場研發(fā)還處于空白期。在工業(yè)、家庭、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，傳感器的精度和穩(wěn)定性是其性能研發(fā)的難點。

宏觀角度下，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的布局和生態(tài)如果從整體來看，則可以分為平臺服務(wù)和終端接入技術(shù)兩大塊：

（1）平臺服務(wù)技術(shù)。平臺服務(wù)技術(shù)關(guān)系到這個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)圈的建立。一個適合未來發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系，應(yīng)該具有強適應(yīng)能力和通用的數(shù)據(jù)平臺，兼容行業(yè)內(nèi)大部分使用者的需求，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程定制、各種設(shè)備的冗余自修復(fù)、數(shù)據(jù)集中管理、平臺間物件的通信管理等。

（2）終端接入技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的龐大要求了它的終端種類的繁雜，各個終端設(shè)備的互聯(lián)互通是物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)的關(guān)鍵。根據(jù)現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，通信模塊、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和智能終端是目前物聯(lián)網(wǎng)終端接入所關(guān)注的重點內(nèi)容。制定統(tǒng)一的國家（國際）標(biāo)準(zhǔn)，是打通物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不同方向、拓展不同領(lǐng)域進(jìn)行信息交流的重中之重。

3 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景已經(jīng)得到了世界的認(rèn)可，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)和通信技術(shù)的應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵，借助軟硬件的結(jié)合實現(xiàn)智能感知是基礎(chǔ)，良好的識別技術(shù)是保障。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)和云計算的背景下，物聯(lián)網(wǎng)與新技術(shù)的結(jié)合，對智慧地球的建設(shè)起到了越來越大的作用。很明顯，它將成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的下一個爆發(fā)點。對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的了解，將對以后的學(xué)習(xí)工作起到一定的指導(dǎo)作用。

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篇(7)

目前來說，互聯(lián)網(wǎng)普遍存在網(wǎng)絡(luò)安全隱患的問題?；ヂ?lián)網(wǎng)信息的來源渠道較廣，因此在實現(xiàn)信息共享的同時也會帶來網(wǎng)絡(luò)安全問題。而互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系開放的特性已經(jīng)決定了網(wǎng)絡(luò)安全問題的存在，計算機(jī)的TCP/IP框架結(jié)構(gòu)幾乎不設(shè)置安全防范措施?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)存在特洛伊木馬病毒攻擊、計算機(jī)端口掃描類攻擊等安全問題，主要在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)漏洞以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用薄弱的部位進(jìn)行攻擊，并對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的重要信息進(jìn)行竊取，從而控制整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，極大的影響了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)安全。針對這些安全問題最開始主要是采用防火墻技術(shù)對入侵病毒與攻擊進(jìn)行防御，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，已經(jīng)開始采用入侵檢測技術(shù)以及入侵防御技術(shù)或者是各個技術(shù)互相結(jié)合進(jìn)行防御，從而提升互聯(lián)網(wǎng)安全系數(shù)。

1幾種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)簡介

1.1防火墻技術(shù)

對于IPv4網(wǎng)絡(luò)主要采用防火墻技術(shù)抵御外來病毒入侵網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信息資源，從而保障計算機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全。在IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議逐步取代IPv4，防火墻技術(shù)仍然占據(jù)著重要的地位。防火墻根據(jù)技術(shù)的不同可以分為以下幾種類型：包過濾型、型和監(jiān)測型、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT。

1.2入侵檢測技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)開始采用入侵檢測技術(shù)抵御外來入侵病毒，該技術(shù)最早資源于軍方。入侵檢測簡言之即對入侵網(wǎng)絡(luò)的行為進(jìn)行安全檢測。通過對電腦系統(tǒng)的關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，從而檢測電腦系統(tǒng)中出現(xiàn)的安全問題，一旦檢測出木馬入侵行為或者病毒入侵時，能夠及時反饋給網(wǎng)絡(luò)管理員，從而管理員能夠快速的采取補救措施，并立即斷開網(wǎng)絡(luò)連接，并給予入侵者發(fā)出嚴(yán)厲的警告。

1.3數(shù)據(jù)加密技術(shù)

數(shù)據(jù)加密技術(shù)能夠?qū)ヂ?lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，因此網(wǎng)絡(luò)管理者可以創(chuàng)建主要的管理策略并對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管理。針對不同區(qū)域采用相應(yīng)的策略進(jìn)行管理，就能夠更好的保證網(wǎng)絡(luò)的安全。該種管理方式較為靈活，能夠極大的提高計算機(jī)系統(tǒng)的統(tǒng)一性。數(shù)據(jù)加密技術(shù)主要采取拓?fù)涔芾砟K管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠詳細(xì)的查詢到設(shè)備的實際情況。對于特定用戶給予相應(yīng)級別的管理員權(quán)限，并對角色進(jìn)行管理，從而保證不同級別的管理員執(zhí)行的權(quán)限和責(zé)任，此種角色管理方法能夠根據(jù)數(shù)據(jù)加密技術(shù)的預(yù)定角色的方法展示出來，同時還能夠根據(jù)計算機(jī)系統(tǒng)中分配的任務(wù)創(chuàng)建出不同的角色。

1.4入侵防御技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)入侵防御系統(tǒng)主要是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)IDS誤報、漏報以及無法主動保護(hù)網(wǎng)絡(luò)等問題，并結(jié)合防火墻概念從而衍生的事物，入侵防御系統(tǒng)不僅能夠及時的檢測木馬或病毒入侵的狀況，同時還能采取相應(yīng)的舉措對入侵行為進(jìn)行管理，從而有效的保護(hù)了計算機(jī)系統(tǒng)的重要信息。入侵防護(hù)系統(tǒng)主要將入侵檢測技術(shù)與防火墻技術(shù)進(jìn)行有效融合，從而衍生出的綜合性入侵管理技術(shù)。

2幾種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的缺陷分析

2.1防火墻技術(shù)缺陷

對防火墻技術(shù)存在的缺陷進(jìn)行分析：第一，能夠有效阻止外來病毒攻擊，但是無法徹底消滅病毒攻擊源；第二，對于沒有設(shè)置策略的外來攻擊完全沒有抵御能力；第三，當(dāng)外來入侵病毒攻擊合法開放的服務(wù)器端口時，防火墻技術(shù)無法進(jìn)行阻止；第四，防火墻技術(shù)自身存在的漏洞導(dǎo)致出現(xiàn)其他攻擊問題；第五，不能完全消除病毒。

2.2數(shù)據(jù)加密技術(shù)缺陷

對數(shù)據(jù)加密技術(shù)存在的缺陷進(jìn)行細(xì)致分析：第一，加密的公鑰密碼計算方法十分復(fù)雜，而且加密數(shù)據(jù)的速率相對低；第二，進(jìn)行鏈路加密時需要不斷進(jìn)行同步，極容易產(chǎn)生丟失和泄露的現(xiàn)象。

2.3入侵檢測技術(shù)缺陷

入侵檢測技術(shù)能夠及時的檢測外來入侵病毒，并能及時的反饋給管理員，但是其仍然存在以下幾種缺陷：

（1）誤警率相對較高：入侵檢測技術(shù)容易把良性信息誤認(rèn)為是惡性信息，甚至對于IDS用戶極其不關(guān)心的事件進(jìn)行報警反饋。

（2）IDS產(chǎn)品適應(yīng)能力相對較差：最初開發(fā)IDS產(chǎn)品時沒有認(rèn)識到互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的安全性問題，產(chǎn)品性能以及設(shè)備相對落后。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對IDS產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而保證符合互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)要求。除此之外，還應(yīng)當(dāng)更新設(shè)備配置從而提高產(chǎn)品適應(yīng)能力。

（3）對于攻擊缺乏防御功能：入侵檢測技術(shù)嚴(yán)重缺乏防御功能，所以，完善IDS產(chǎn)品的防御功能才能保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。

（4）入侵檢測系統(tǒng)無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：目前入侵檢測系統(tǒng)暫時沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，使得入侵檢測系統(tǒng)互聯(lián)較為困難。

（5）處理速度較低：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更新速度較快，因此，提高網(wǎng)絡(luò)處理速度是完善入侵檢測系統(tǒng)亟待解決的問題。

2.4入侵防御技術(shù)缺陷

入侵防御能夠及時的檢測外來攻擊，并采取相應(yīng)的舉措對入侵行為進(jìn)行管理，但依然存在以下幾種缺陷：

（1）網(wǎng)絡(luò)IDS誤報、漏報率相對較高。入侵防御系統(tǒng)對于外來攻擊進(jìn)行及時檢測，一定程度上能夠減少漏報率，但是在實際上不能完全解決漏報現(xiàn)象。入侵檢測技術(shù)與入侵防御系統(tǒng)采用的基礎(chǔ)檢測技術(shù)相同，因此，入侵檢測系統(tǒng)中產(chǎn)生的虛警問題，在入侵防御系統(tǒng)中同樣存在。

（2）入侵防御技術(shù)具有主動防御功能，因此精確的檢測結(jié)果能夠極大的提高主動防御能力。但是如果系統(tǒng)檢測的結(jié)果不夠精確，就有可能執(zhí)行主動防御功能，從而對電腦系統(tǒng)造成不良的影響。

（3）網(wǎng)絡(luò)性能與入侵檢測存在較大矛盾。當(dāng)特征庫不斷膨脹時，入侵防御系統(tǒng)容易影響網(wǎng)絡(luò)性能，進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。

3網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)整合對策及發(fā)展趨勢分析

3.1網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)整合對策

（1）為了提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性，對入侵防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了有效整合。防火墻技術(shù)結(jié)合入侵檢測技術(shù)共同防護(hù)。防火墻系統(tǒng)與入侵檢測系統(tǒng)整合的方式主要有兩種，①將入侵檢測系統(tǒng)置入防火墻系統(tǒng)中；②在防火墻系統(tǒng)或入侵檢測系統(tǒng)中展開一個接口，并將防火墻技術(shù)與入侵檢測技術(shù)連接。第一種整合方式中的數(shù)據(jù)主要是來源于流經(jīng)防火墻的數(shù)據(jù)源流。第二種整合方式實現(xiàn)了兩種技術(shù)的外部連接，具備較強的靈活性。防火墻技術(shù)與入侵檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了技術(shù)上的整合。（2）完善IDS與防火墻技術(shù)互相結(jié)合的安全抵御體系。防火墻技術(shù)結(jié)合入侵檢測技術(shù)能夠提高網(wǎng)絡(luò)安全性。防火墻技術(shù)組合入侵檢測技術(shù)操作步驟為：①建立防火墻系統(tǒng)，避免外來入侵信息的干擾，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)。②建立入侵檢測系統(tǒng)，避免外來黑客入侵，從而形成安全防護(hù)防線。當(dāng)不良信息突破防火墻防火進(jìn)行入侵檢測系統(tǒng)時，入侵檢測系統(tǒng)能夠?qū)ν鈦砗诳瓦M(jìn)行檢測并及時進(jìn)行報警，極大的減少了安全隱患問題。

3.2網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展趨勢

未來網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的運用將更為靈活與多樣化，而且安全需求方面也會得到較大的提升。首先，客戶要明確自己所需要的安全需要，相關(guān)技術(shù)人員才能夠依據(jù)客戶的需要進(jìn)行個性化安全結(jié)構(gòu)設(shè)置，這樣就能在較大程度上有效保證客戶的特點網(wǎng)絡(luò)安全需要。與此同時，相關(guān)部門的網(wǎng)絡(luò)安全評估措施也要跟進(jìn)，才能實現(xiàn)有效的安全評估，以了解網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的缺陷以及制定針對性的安全技術(shù)措施。其次，要開發(fā)組合型的安全防御技術(shù)，根據(jù)不同的入侵情況，結(jié)合不同的防御技術(shù)防護(hù)外來病毒入侵。這種組合型的防御功能要比單一的防御技術(shù)攔截與處理入侵病毒或信息的能力強，針對性地進(jìn)行開發(fā)，有利于安全防御。最后，互聯(lián)網(wǎng)防護(hù)技術(shù)發(fā)展應(yīng)當(dāng)注重各類新技術(shù)的研究，如加密技術(shù)以及識別技術(shù)。這類技術(shù)能夠有效識別新型病毒，并進(jìn)行積極攔截，較大程度上保證電腦的安全性，未來應(yīng)該更多的注重這類技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。

4結(jié)語

總之，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了資源共享性，系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)充性，然而正是這些特點增加了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的脆弱性和復(fù)雜性?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全問題是當(dāng)今社會重視的問題之一，分析計算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全問題的原因能夠極大的提高網(wǎng)絡(luò)安全性。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，及時掌握并了解網(wǎng)絡(luò)變化，分析各類入侵病毒并采取相應(yīng)的防護(hù)手段，從而降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險系數(shù)。

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