内容指南
想象一下,早上7点,卧室的窗帘自动拉开,床边的智能闹钟响起铃声叫醒你;出门的时候刷公交卡坐公交;到了公司,刷员工卡开始一天的工作……这是日常生活中物联网的一个缩影。

工作
呃
介于之间
介绍
王睿,男,博士,美国计算机学会会员,IEEE会员,中国计算机联合会高级会员。现为北京科技大学计算机与通信工程学院教授、博士生导师。主要研究方向为物联网、大数据、信息融合、边缘智能。
崔增浩,男,2016届北京科技大学物联网工程专业。2020年被推荐到北京科技大学计算机与通信工程学院攻读硕士学位。研究方向为物联网、机器学习、推荐系统、人工智能。
顾名思义,物联网是指利用网络连接事物。通过融合传感器网络、物联网、互联网,实现物与物、人与物之间的交流,使交流形式呈现多渠道、全方位、多角度的大局。
本文将介绍物联网的起源,国内外的发展现状和未来前景,以及我国物联网工程专业的发展前景,让人们对物联网工程专业有更深入的了解。
1昨天
1.1什么是物联网
第一次提到物联网,人们可能会联想到物流。这是因为在早期,物联网主要服务于物流行业。通过使用RFID技术代替传统的条形码识别技术,实现了对商品的智能识别和管理服务。然而,随着技术的发展,物联网的内涵不仅限于物流行业,其应用场景更加广阔,这也使得世界开始关注物联网这一信息领域发展和变革的重要机遇。
物联网的概念是由国际电联在2015年突尼斯举行的信息社会世界首脑会议上正式定义的,随后发表了《国际电联2005年互联网报告——物联网》一文,正式定义了“物联网”的概念并扩展了其含义。详细介绍了物联网的特点、相关技术挑战和未来发展前景。目前国内常见的物联网定义为:通过射频识别、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等传感设备,按照一定的协议,将商品与网络连接起来,进行信息交换和通信,实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。
物联网还有一个更宽泛的定义:它是指物与物、人与物、人与人之间的互联。将目前互联网上人与人的连接,扩展到通过传感器网络与物的连接,让万物都可以主动地交换和沟通信息。
1.2物联网发展现状
随着ITU报告的发布,世界开始关注物联网这一难得的发展机遇。
2009年6月18日,欧盟首次发布《物联网——欧洲行动计划》,明确了物联网在欧洲的发展路线,描绘了物联网的广阔前景,宏观提出了物联网发展和管理的基本思路,并提出了保障物联网在欧洲加速发展的10条政策建议。
同年7月,日本IT战略部颁布了日本新的信息战略《I-Japan Strategy 2015》,将物联网作为其重要内容。将政策目标聚焦于三大公共事业:电子政务、医疗卫生信息服务、教育和人才培养。
同年10月13日,韩国通信委员会发布《物联网基础设施建设基本计划》,将物联网市场确定为经济增长的新动力。
对于中国来说,2009年也是中国物联网发展最重要的一年。在无锡传感网工程技术研发中心考察时,温家宝指出:在国家重大科技专项中,要加快传感网发展,尽快建成中国传感信息中心,或称“感知中国”中心。首次提出“感知中国”的战略构想,表明中国应抓住这一机遇,大力发展物联网技术。
1.3物联网工程专业的诞生
随着物联网在全球的快速发展,迫切需要大量相关领域和行业的相应专业人才。因此,2011年,我国首次面向物联网工程专业招生。
全国首批“物联网工程”专业共有28所高校。作为其中之一,北京科技大学聚集了优秀的专业教师,90%的教师拥有博士学位,其中物联网工程领域国家级专家2人,教授副教授17人,拥有硕士、博士完整的人才培养链条。
北京科技大学物联网工程专业在课程设计上,选择了物联网工程概论、现代传感器技术、嵌入式系统与单片机、无线网络技术原理、云计算与物联网、人工智能与机器学习、物联网架构与综合实践、信号与系统概论、数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络、现代通信技术、操作系统等课程。学生还可以选修北京科技大学计算机与通信工程学院的其他相关课程。
为了提高我校物联网工程专业的教学质量,我们积极与国外高校和研究机构开展广泛的合作与交流,包括麻省理工学院、加州大学伯克利分校、佐治亚理工学院、卡内基梅隆大学、康奈尔大学、加拿大多伦多大学、澳大利亚悉尼大学等。
每年都有10%左右的学生来这些名校进行交流,还邀请了很多国外著名专家给学生讲授最前沿的专业知识。
今天。
物联网不再只是一个概念场景。已经渗透到制造业、仓储运输、物流、智能家居、公共交通等行业。物联网已经深深影响了我们的生活,物联网时代真的来了。
2.1物联网的关键技术
物联网常见的层次结构有三层:感知层、网络层、应用层。
感知层的主要功能是感知和识别物理世界,主要由各种传感器组成。通过将温度、湿度、压力等物理量转化为电信号,并采集相应的信息,完成对物理世界的感知。采集到的信息通过无线传输技术传输到应用层,最终应用层对数据进行整合处理,实现相应的功能。

感知和识别技术是物联网的基础,也是物联网区别于互联网最重要的一点。
其中,RFID技术作为21世纪十大重要技术之一,也是物联网中应用最广泛的感知识别技术。它在许多领域都有重要的应用,如物品编码、智能物流和自动配送。RFID通常由电子标签、天线和读写器组成。日常生活中的一卡通公交属于电子标签部分,它可以通过与公交车上的读卡器进行短距离通信来扣除公交费用。百姓家中使用的电子水表,也是利用传感器技术精确测量用户用水量,并通过无线网络将相应信息上传到水电局,解决了人工抄表的不便。
2.2物联网在各行业的应用
智能城市
随着城市化的推进和人口的增加,城市面临着更大的管理压力。如何最大限度地优化和利用城市资源已成为一项重要任务。过去,人们只能通过人工的方式对城市的各种数据进行统计,不仅效率低下,而且严重浪费人力资源。但自从物联网、云计算等新一代信息技术兴起后,相关部门可以通过在各种公共场所布置各种传感器,采集和捕捉温度、交通流量、危险预警等方面的信息,借助网络快速监控城市范围内任何地方的资源,从而快速应对和调查突发事件。
其中,效果最显著的是在交通领域。相关部门可以通过已经布置好的各种摄像头实时监控道路交通和行人流量,通过人工智能技术自动检测道路拥堵和突发事件,然后合理调配警力进行交通疏导和相关事件的快速反应。
智慧农业
物联网不仅可以用在现代化的大城市,还可以用在农业的发展上。
现代农业可以利用物联网技术完成农业资源环境的监控、田间的精准作业、畜禽的精细管理、农产品质量安全的可追溯[12]。农民可以在家里通过温湿度传感器和光线传感器实时检测田间的温度、湿度和光线,远程控制机器自动浇水施肥。农民可以在收获季节使用各种农业机器人完成收割。对于畜牧业来说,还可以通过物联网对牲畜的生活环境进行监控,对各种环境指标进行精准控制。
农产品追溯系统是我国质量安全管理的重要手段之一,也是智慧农业的重要组成部分。近年来,越来越受到有关部门和消费者的重视。目前,我国部分农产品可以通过条形码或RFID技术进行精确追溯,可以通过条形码追溯的蔬菜、水果等也在各大超市上架,实现了信息的公开,保护了消费者的相关权益。
智能家居
智能家居是近年来物联网的发展方向之一。人们经常可以在科幻片中看到智能家居,比如人工智能管家,各种可以自动控制的电器,自动化的照明系统。如今,这些场景已经不仅仅是科幻小说,而是人们可以亲身体验的技术。
现在各大电商都有智能家居相关产品在售,甚至有的在装修的时候就提前布局配置好各种电子设备。通过物联网技术,可以控制照明系统。人在的时候客厅的灯会亮,人走了会自动关。通过无线摄像头,你可以用手机监控你的家。还有很多方便人们日常生活的应用,比如定时洗衣、热水器定时加热等。
与普通家具相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,还具有建筑、网络通信、信息家电和设备自动化。可以提供全方位的信息交互功能,甚至节省各种能源。
2.3物联网的发展
首先,物联网产业具有产业链长、涉及产业集群多的特点,应用范围几乎涵盖各行各业。其次,教育部允许高校新增专业后,物联网专业是大多数高校报考的专业,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的紧迫性。
北京科技大学物联网专业培养的学生能够系统掌握物联网的相关理论、方法和技能,在通信技术、网络技术、传感器技术等信息领域具有广泛的专业知识,能够胜任通信网络、传感器网络、智能信息处理技术等领域的科学研究、技术开发、教学和管理工作。
同时,我校物联网工程专业本科生就业率97%以上,升学率67%,出国率22%。该专业学生未来无论是继续做深入研究,还是做科研,还是走向社会为国家做贡献,都有很大的发展潜力空。
3明天
3.1未来的物联网会是什么样子?
想象一下,早上7点,卧室的窗帘自动拉开,床边的智能闹钟响起铃声叫醒你。起床洗漱,家里的面包机自动烤两片吐司,咖啡机泡一杯不加糖的美式咖啡。你甚至不用告诉它你的口味是什么。答案都是过去积累的偏好数据。
出门后,你的无人驾驶汽车已经在门口等着了。你只需要坐在车里看新闻,听歌,享受车里的悠闲时光。在公司门口刷脸开始一天的工作生活。晚上回到家,不仅楼道、客厅的灯提前为你打开,地面也由扫地机器人自动清扫,热水器里的水也提前为你准备好...
未来,无论我们在家休息,还是去公司上班,还是出去玩,物联网都可以让所有的设备互联化、智能化,这将极大地方便我们的生活。
物联网正在或将彻底改变我们的生活、工作和娱乐方式。未来的物联网还能是什么样子?也许我们可以有更大胆的想象。
3.2物联网专业毕业后可以做什么?
物联网专业毕业生的首选去向是继续深造,攻读本学科及其他交叉学科的硕士学位。北京科技大学物联网专业每年有超过40%的本科生选择继续深造研究生,15%的本科生出国深造。
还有一部分同学进入了社会工作,大部分在科研机构、高校、企事业单位从事物联网理论、工程技术等方面的研究、教学、开发和管理工作。物联网专业的学生可以选择从事很多行业,包括新能源、互联网、半导体、集成电路、通信网络、信息安全等很多行业。他们的主要岗位包括嵌入式软件工程师、软件开发工程师、硬件工程师、算法工程师等多种技术岗位。
通过介绍物联网的起源,国内外的发展现状和未来前景,以及我国物联网工程专业的发展前景,可以看出物联网的这项技术在世界范围内都受到了极大的关注,也是我国未来的主要发展方向之一。它有着广阔的应用前景和对各种行业的强大推动力。
物联网专业的学生毕业后也有很强的竞争力,未来发展空间巨大,可以在各行各业做出自己的贡献。在未来,物联网一定会对世界产生巨大的影响。

注:本文已收录于《金属世界》第211期。
规划:期刊中心,招生办公室
作者:王睿,崔增浩
排版:邱开英
审核:李忠福和王锦


