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物联网的基础理论与实践研究
一、项目名称
物联网的基础理论与实践研究
首席科学家：刘海涛中国科学院上海微系统与信息技术研究所
起止年限： 2011.1至2013.3
依托部门：江苏省科技厅
二、预期目标
1. 总体目标
本项目针对智能电网等物联网的重大应用需求和特征，以构建感知互动、自治高效和安全可信的物联网系统为目标，以物联网的非确定、高混杂和强关联特征为出发点，开展相关基础理论研究，分析并揭示物理空间和信息空间的复杂耦合关联机理，提出物联网在自治机理、融合决策处理、可信软件建模与方法和系统优化等方面的基础理论和关键技术，建立物联网标识、安全、网络、服务等基础架构，探索物联网的演进路线，在物联网基础科学问题研究上取得重要突破，建立物联网基础理论体系，相关研究成果达到国际先进水平，推动我国物联网技术标准的制定工作，力争主导物联网国际标准，为物联网产业化和规模化应用奠定坚实的理论基础，并带动信息领域和相关交叉学科领域研究工作的开展，为我国在以物联网为标志的信息领域新浪潮中占据有利和主动地位奠定重要基础。
2. 预期目标
（1）建立物联网信息空间和物理空间的关联模型，提出物联网关联表征的基础理论和方法；建立可扩展的物联网标识体系；设计涵盖安全协议、授权认证和密钥管理的物联网安全架构；建立面向演进的异构网络互连、服务、管理和软件体系架构，形成相对完备的物联网架构体系；
（2）建立物联网的分布式自治模型；提出物联网动态场景的高效觉察机制、自适应的终端标识分配和资源动态配置机制、支持容侵容错的高效自愈合和自保护机制、自治子网间的协同管理机制，以及可增量部署的异构网络融合机制，形成体系化的物联网自治理论和方法；
（3）提出物联网信息处理架构和基于语义的服务模型及相关机制；提出混杂信息融合的方法，以及关系链的挖掘、建立、维护和使用方法；形成面向服务的主动决策与控制交互模型，提出针对多粒度异构物联网语义信息与决策需求的逆向解析方法，实现高效的分层主动处理与融合；
（4）形成与国际接轨的先进水平的物联网可信软件设计方法理论，提供一套逻辑系统刻画方法，构建建模语言，扩展与完善分析与验证技术，同时创建可信软件分析验证平台，为物联网系统的软件设计与验证提供可信保障；
（5）针对物联网的感知互动、虚实交融、异构复杂等特性，研究物联网系统资源、服务和决策的耦合机理，通过在感知、传输、决策控制等各个层次上的自优化及跨层优化调度，设计一整套符合物联网特性的系统优化机制；
（6）提出面向物联网大规模应用的理论验证方法和评估体系；搭建具有开放性、通用性的物联网实验测试平台；建立智能电网行业内配用环节互动和与智能家居、电动汽车等行业间服务融合的物联网应用验证系统。
3. 本项目的具体考核指标
（1）建立物联网关联模型，提出物联网关联表征方法，提出一套可扩展的物联网标识体系，建立物联网的架构体系；
（2）提出物联网分布式分级的自治模型，提出一系列物联网场景觉察、自配置与优化、
自愈合与自保护、子网协作管理以及异构网络融合方法；
（3）提出物联网信息处理架构和基于语义的服务模型，提出混杂信息融合、服务关系链挖掘方法和主动决策机制；提出支持分层主动处理与融合的逆向解析方法；
（4）提出一套物联网可信软件设计方法理论和分析与验证方法，建立可信软件分析验证平台；
（5）研究物联网系统资源、服务和决策的耦合机理，提出一系列的物联网系统优化理论、技术与方法，为物联网的大规模应用提供技术支撑；
（6）提出一套物联网的理论验证和评估方法，搭建物联网实验测试平台和面向智能电网等重大需求的物联网综合应用验证系统。
本项目的知识产权成果的预期目标以完成高水平的研究论文、发明专利和标准提案为主，具体目标为：发表高水平国内外期刊和重要国际会议论文40~50篇，其中对物联网发展产生重大影响的论文5篇，申请和获得国内外发明专利15项，完成专著1本；牵头制定物联网相关国家标准2~4项，参与制定国际标准1项；培养研究生50名。
三、研究方案
1. 学术思路
本项目紧密结合物联网的重大应用需求和系统特性，以构建感知互动、自治高效和安全可信的物联网系统为目标，以物联网的非确定、高混杂和强关联特征为出发点，开展相关基础理论和方法的研究。
具体地说，针对物联网所存在的强关联性、高度混杂性和非确定性等特征，以三个科学问题为中心，从六个课题方向开展相关研究。首先，在对物理空间和信息空间耦合关联机理深入分析和表征的基础上，开展统一的标识、安全、网络、服务等架构体系的研究。结合耦合关联性和架构体系，在系统管理、信息处理和设计实现层面上，重点研究高混杂条件下物联网的场景觉察机制，以及自配置、自愈合、自保护、自优化的实现机制, 提出分布式的系统自治管理机理和方法；研究并提出一套针对混杂信息融合、关系链挖掘、主动决策与互动，及可信数据与隐私保护的策略和方法；研究物联网可信软件设计的理论和方法，提出与之相适应的建模理论、推理方法和验证技术；在系统优化层面，建立一套全新的跨域资源调度和分配机制，以保障物联网在非确定环境下的应用服务需求。同时，开展物联网系统的性能评估理论和测试方法的研究，研发实验测试平台和应用验证系统，进而探索物联网跨行业应用的模式。
本项目坚持"理论密切联系实际"的研究思路，以应用需求为牵引，深入研究物联网的基础理论和方法，力争数年内在物联网的基础理论研究和标准制定方面达到国际水准，并在部分重要研究点上达到国际领先水平，为国民经济社会和相关学科的发展提供强有力的基础理论支持。
2. 技术途径
在具体的研究工作中，本项目将紧密结合物联网的特征，采用如下的技术途径：
（1）在物联网关联模型研究中，通过剥离不同物联网应用场景作用因素的非本质性差异，对实体进行抽象，重点分析物联网实体在不同作用域的关联关系，选取合适的数学方法对关联关系及其动态行为进行描述，建立物理空间和信息空间耦合的统一数据模型、动态行为模型和反馈作用模型。在物联网的体系架构研究中，对物联网紧密相关的M2M、RFID、USN、网格计算和云计算等系统的体系架构设计优劣势进行深入分析，结合最新国际国内体系架构相关标准，提炼物联网体系架构核心要素，分析要素间的相关性，研究物联网的架构体系；
（2）在物联网的自治机理和异构融合研究中，拟参考生态学和社会学中复杂网络的自治策略，首先研究多粒度分级的物联网分布式自治模型；其次，从物联网异构融合与互联互
通的场景分析和应用需求出发，研究物联网的场景感知机制，实现终端或子网属性、状态和功能角色的互发现和语义互操作协议；在此基础上，基于群体智能或遗传演进算法，研究复杂动态场景下启发式适应性的自配置与优化方法，以及基于快速预警和冗余资源的自愈合与自保护机制，实现物联子网内的自治目标；进一步，应用生态群落模型或经济调控模型，研究物联子网间的协作管理机制，达到不同子网间的资源共享和合理调控。同时，针对物联网演进中存在的问题，利用多栈或隧道机制，设计可增量部署的异构网络融合机制；
（3）在物联网的混杂信息融合和决策研究中，针对信息在采集和传输过程中需要同时进行智能处理和决策，借鉴主动网络思想，根据物联网终端规模和信息流规模，提出基于联邦、多级、主动机制的物联网信息处理系统架构，建立信息融合、处理与决策控制的分层统一语义模型，以及应用多层知识结构与基于语义的方法，建立面向领域的分析模型与基于语义的服务模型。综合运用粗糙集理论、模糊数学、神经网络等理论和技术，研究融合与挖掘的集成方案以及实时挖掘算法；数据建模和数据挖掘拟从时空数据入手，由上而下挖掘物物关系链；通过物联网语义信息与决策需求的逆向解析与任务分解，研究适应主动感知的分层的协作处理与决策机制。通过在物联网分层统一语义模型中扩展隐私保护语义属性，对指定的私密信息进行隐藏方式或销毁方式的信息遮掩，实现物联网信息的隐私保护；
（4）在物联网的可信软件设计方法研究中，拟针对物联网可信软件设计的关键问题，首先提出可信软件设计方法理论；在此理论的基础之上结合传统逻辑系统，创建新的逻辑刻画系统和建模语言；最后通过扩充现有的分析与验证方法，实现物联网可信软件的分析与验证技术。在逻辑系统的构造方面，可以通过对传统的ITL（区间时态逻辑）、DC（时段演算）等逻辑系统的扩充，使其能充分地描述物联网软件系统。在建模语言的描述方面，对以往进程代数系统进行改造，增加表现物联网特性的构造符，特别在时间的刻画机制、时间频率的描述方面。在分析与验证技术的研究方面，考虑到物联网系统中的环境因素，增加时间和连续性的描述，对模型检查和定理证明技术进行扩充；
（5）为了实现物联网系统性能的整体优化，首先，构建物联网系统优化理论模型，包括完整的资源主体和竞争主体形式化描述，以及定义系统资源分配公平合理基本准则的公理系统；其次，针对物联网的信息感知、数据传输、决策控制，基于竞争或分布式协作调度的思想，分别采用时空频相关性分析、虚拟MIMO、机会传输、组合优化等理论与技术，在物联网信息处理的各层次上实施优化，实现一整套面向实时可靠服务需求的系统优化机制；最后，针对物联网的复杂性，分析物联网各层各类资源的耦合内容、形式以及相应的耦合强度，通过解耦变换、博弈、约束优化等理论和技术，研究设计物联网系统跨层优化机制和算法；
（6）在物联网的测试验证与应用示范系统的研究中，首先，研究物联网的系统性能指标和评估体系，以及测试理论与方法；其次，借鉴已有传感器网络测试平台和下一代网络测试平台的构建方法，充分考虑对大规模应用环境的支持以及对各种应用场景的通用化和可扩展性需求，利用网络重编程、机器学习等技术，开发物联网测试和评估工具，搭建通用性物联网测试平台。在物联网应用示范方面，基于可标准化的物联网架构体系，通过建立涵盖不同等级变电站（所）、线路，以及所辖全部低压用户的智能电网行业内配用环节互动和与智能家居、电动汽车等行业间服务融合的物联网应用验证系统，对项目研究过程中提出的混杂物联网基础理论和方法进行原理性验证。
3. 创新点与特色
本项目的创新点与特色体现在理论基础与模型、关键机理研究、实验与应用验证3个层面，具体如下：
（1）在理论基础与模型方面
提出以多作用域实体耦合为核心的物联网关联模型，通过模型的动态行为机制研究实
现物理空间和信息空间融合的有效表征；建立面向演进的物联网架构体系；
（2）在关键机理研究方面
运用社会网络理论到物联网的组织管理中，提出自适应的场景感知和资源配置的分布式管理机制，并具有自愈合和自保护的功能，在此基础上提出层次式多粒度的物联子网间的协同管理；
基于分层统一语义模型，实现物联网混杂信息的高效融合、复杂关系链的快速挖掘、主动服务和互动控制；
采用精化理论指导物联网可信软件的设计；引进时、空和物等相关特性算子建立物联网逻辑系统，基于进程代数与UTP理论建立系统行为模型，形成物联网可信软件分析与验证体系；
在形式化理论和公理化系统建模的基础上，运用等价解耦变换，简化复杂系统的优化问题，然后基于博弈、约束优化等理论和技术加以求解，提出一整套符合物联网特性的系统优化机制和算法。
（3）在实验与应用验证方面
提出了理论评估、实验测试和应用验证相结合的跨行业物联网验证体系。
4. 可行性分析
本项目的研究内容、学术思路和技术途径具有良好的可推进性。项目团队研发了机场防入侵、太湖监测和智能电网等多个应用系统，对物联网的特性和需求具有深入了解。项目团队从承担的国家重大项目需求中凝练了本项目的科学问题和研究内容，并提出了切实可行的研究思路和技术途径。以物联网的信息处理和融合研究为例，研究内容的设置充分考虑了物联网信息处理与应用的过程与特点，首先针对物理网络固有的层次化及层间差异，研究分层统一的模型（包括系统模型、数据模型、分析模型和服务模型），进而研究具体的融合挖掘方法、关系链发现方法、情境推理方法。
项目团队强强联合，优势互补，且已具有良好的合作基础，团队由11所国内优势科研机构、高等院校和国家重点行业应用企业组成，团队成员包括2名院士、20余名研究员/教授等高级研究人员和其它中青年学术骨干，具备国内领先的学术影响力，研究队伍组织合理，梯队健全。项目推荐的首席科学家刘海涛研究员具有物联网领域相关项目丰富的领导和组织经验及深厚的技术积累，何积丰院士在精化理论方面的工作被欧洲理论计算机界誉为"软件工程的里程碑"，刘韵洁院士在互联网流量工程和操作维护管理等方面的工作得到了全球业界的认同和采纳，人才队伍优势为项目的实施奠定良好的基础。
项目团队在物联网相关领域具有丰富的前期研究积累。本团队近年来承担了国家973课题如"可生存的海量信息系统软件设计理论"、"无线传感网络的基础理论及关键技术研究"，国家发改委项目如"基于IPv6无线传感器网络环境监测系统"以及数十项相关的国家自然科学基金、863、国家科技支撑项目，取得了丰富的研究成果，获得多项国家和省部级奖励。近年来有多篇高质量的论文发表，在SIGCOMM、MOBICOM、MOBIHOC、INFOCOM、MOBISYS与ICNP等国际顶级学术会议和IEEE/ACM Trans. on Networking、IEEE Trans. on Mobile Computing、IEEE Trans. on Wireless Communications等顶级国际期刊上发表数十篇相关论文，在部分研究方向具备国际先进水准。特别是，项目团队成员单位正牵头制定传感网/物联网相关国内标准，在国际相关标准的制定上享有重要话语权，为本项目相关研究成果的标准化工作提供不可多得的条件。
项目团队具有优良的研究条件，研发了多种无线传感器网络的示范系统、无线传感器网络的测试平台和系列工具、射频标签测试平台等直接的实验或测试环境；拥有大量的通信和网络的测试仪器和设备。项目组成员单位拥有国家高性能计算中心、传感技术联合国家重点实验室、微系统技术国家级重点实验室、信息安全国家重点实验室、移动通信国家重点实验
室、智能技术与系统国家重点实验室、集成电路与系统国家重点实验室、中科院无线传感网和通信重点实验室和上海市高可信计算重点实验室等多个实验，拥有国网信通公司提供的国家电网建设示范资源，为项目的研究和验证提供了良好的支持。
综上所述，本项目研究在技术途径、申请团队、前期积累和科研条件方面均具有良好的可行性，为项目的顺利推进和取得重大突破提供了良好的基础。
5. 课题设置
本项目的课题设置将围绕项目的总体目标，针对三个关键科学问题和六项重点研究内容，结合参与研究单位的优势，将研究内容和任务进行分解。总体上，所有的课题围绕科学问题构成一个系统，涵盖六项重点研究内容，部分研究内容将在多个课题中从不同的角度研究，突出创新与特色。各个课题之间相互关联，在保持课题独立性的同时，共同促进项目的进展。
本项目具体分解为以下六个课题，即
课题1：物联网关联表征与体系架构研究；
课题2：物联网的异构融合和自治机理研究；
课题3：物联网混杂信息融合与决策研究
课题4：物联网可信软件设计理论与方法研究
课题5：物联网系统优化机理研究；
课题6：物联网验证与应用示范研究。
课题设置、科学问题与总体目标的关系图如图2所示。
课题1物联网关联表征与体系架构是本项目的总体课题，将为其他课题的开展奠定架构和理论模型基础。课题2物联网的异构融合和自治机理、课题3物联网混杂信息融合与决策、课题4物联网可信软件设计理论与方法在课题1的基础上，分别研究系统自治机理、信息处理和软件设计方法，课题5物联网系统优化机理在课题2、3、4的基础上研究整系统的优化机理，课题6主要为上述课题研究成果提供测试和综合应用验证平台。6个课题间互为关联、
互为依托。
本项目每个课题设置课题负责人1名，负责课题计划、实施、监督和考核等工作，同时课题参与单位指定1名参与单位责任人，负责该单位的课题实施，并配合完成课题的计划、实施、监督和考核等工作。课题负责人和课题参与单位责任人组成课题工作小组，对项目总体工作组负责。
本项目6名课题负责人组成项目总体工作组，在总体单位和首席科学家的领导下，负责对整个项目实施情况进行监督，协调项目各课题的研究工作，理顺课题研究内容的关联关系，解决项目实施过程中的分工合作问题，确保项目有序展开，实现项目预期目标。
课题1：物联网关联表征与体系架构研究
课题设置的思路：
本课题的设置主要针对物联网的强关联性、非确定性、高混杂性等特征，围绕物联网关联模型、标识体系、安全架构与架构体系等开展研究，以建立物联网的基础理论和架构体系为目标，力争在物联网的关联模型、系统架构等方面取得相关的理论成果。
研究内容：
（1）物联网关联模型与表征；
（2）可扩展物联网标识体系；
（3）物联网安全架构；
（4）面向演进的物联网架构体系
研究目标：
建立物理空间和信息空间的关联模型与表征方法；提出可扩展的物联网标识体系和方法；建立有效的物联网安全架构；形成相对完备的物联网网络互连、服务、管理和软件等架构体系，为物联网的标准体系制定和分析设计奠定理论基础。
承担单位：中国科学院上海微系统与信息技术研究所、北京邮电大学、清华大学
课题负责人：刘海涛
主要学术骨干：刘韵洁、王营冠、黄韬、李丹
经费比例：
课题2：物联网的异构融合和自治机理研究
课题设置的思路：
本课题主要研究物联网的自治模型，以及场景察觉、资源配置和优化、自愈合和自保护等机理，研究物联网的自治子网间的协作管理和具有可增量部署特征的物联网的异构网络融合机制，形成物联网的自治理论和方法。
研究内容：
（1）物联网的自治模型；
（2）高混杂条件下物联网的场景觉察机理；
（3）非确定条件下物联网的自配置与优化机理；
（4）复杂动态场景下物联网的自愈合与自保护机理；
（5）自治子网间协作管理机理；
（6）可增量部署的物联网异构网络融合机制。
研究目标：
建立物联网的自治模型，提出物联网的场景觉察机制、标识分配和资源分配机制、自愈合与自保护机制、子网协作管理机制，以及可增量部署的异构网络融合机制等，形成体系化的物联网自治理论和方法。
承担单位：中国科学院软件研究所、清华大学、华东师范大学
课题负责人：孙利民
主要学术骨干：朱明华、康烁、周新运、秦伟俊
经费比例：
课题3：物联网混杂信息融合与决策研究
课题设置的思路：
本课题围绕物联网信息融合与决策服务需求，以解决混杂条件下信息融合与决策、数据处理的隐私保护等问题为目标，研究物联网在信息采集、融合和决策控制等过程中信息的内在关联，对多源异构信息进行多层次汇聚、处理、融合和决策。
研究内容：
（1）物联网信息处理与服务模型；
（2）物联网混杂信息融合；
（3）物联网复杂关系链挖掘；
（4）物联网主动决策与互动控制；
（5）物联网数据处理的隐私保护。
研究目标：
揭示物联网混杂信息融合、复杂关系链挖掘、主动决策与互动控制的一般规律，提出具有可信验证和隐私保护能力的物联网主动决策和互动控制方法，建立满足物联网语义信息融合与决策需求的逆向解析方法。
承担单位：南京邮电大学、复旦大学、无锡物联网产业研究院
课题负责人：杨震
主要学术骨干：沈苏彬、杨庚、吴蒙、张建秋
经费比例：
课题4：物联网可信软件设计理论与方法研究
课题设置的思路：
本课题基于物联网环境中的连续世界与离散计算的结合性、实时性、可预测性、动态演化性等特征，建立物联网可信软件的设计方法及相应的推理机制，研究形式化描述方法和推理理论，为物联网可信软件系统分析与建模的研究提供数学模型和验证手段，支持物联网系统的分析和验证。
研究内容：
（1）物联网可信软件设计方法；
（2）物联网可信软件推理理论；
（3）物联网可信软件建模方法；
（4）物联网可信软件分析与验证技术。
研究目标：
形成与国际接轨的先进水平的物联网可信软件设计方法理论、提供一套逻辑系统刻画方法、构建建模语言、扩展与完善分析与验证技术，同时建立可信软件分析验证平台，为物联网系统的软件设计与验证提供可信保障。
承担单位：华东师范大学、中国科学院软件研究所
课题负责人：何积丰
主要学术骨干：朱惠彪、曾振柄、郭建、皇甫伟
经费比例：
课题5：物联网系统优化机理研究
课题设置的思路：
本课题的设置主要是在物联网自治管理、信息融合处理和软件设计的研究基础上，进一步从感知、传输、信息处理和决策控制等多个层次出发，研究物联网在非确定及混杂异构环
境下的系统优化机理，通过运用解耦、博弈、约束优化等理论和技术，实现系统的物理、通信及计算等资源的优化利用，以达到系统性能的整体提升。
研究内容：
（1）面向可靠感知的物联网多级优化机制；
（2）物联网无线频谱的优化调度与分配机制；
（3）非确定环境下的物联网可靠数据传输机制；
（4）面向信息决策的物联网资源协同优化机制；
（5）物联网系统跨层优化机制。
研究目标：
面向实时可靠等系统优化目标，针对非确定的物理、通信及计算环境，设计一整套符合物联网特性的系统优化机制，通过在感知、传输、决策控制等各个层次上的自优化及跨层优化调度，实现系统整体性能的优化目标。
承担单位：中国科学技术大学、东南大学
课题负责人：黄刘生
主要学术骨干：张宏海、谢海勇、王桥、邢凯
经费比例：
课题6：物联网验证与应用示范研究
课题设置的思路：
本课题主要针对物联网跨领域跨行业应用特征及相关成果测试与验证需求，研究物联网系统的验证理论和方法，通过构建智能电网行业内配用环节互动和与智能家居、电动汽车等行业间服务融合的物联网应用验证系统，验证物联网体系架构、自治机理、信息融合与决策、可信软件设计和系统优化等基础理论和方法。
研究内容：
（1）物联网系统的验证理论和评估方法；
（2）物联网实验测试平台；
（3）面向互动和融合的应用验证系统。
研究目标：
提出面向物联网大规模应用的理论验证方法和评估体系；搭建具有开放性、通用性的物联网实验测试平台；建立智能电网行业内配用环节互动和与智能家居、电动汽车等行业间服务融合的物联网应用验证系统，为其它课题的相关研究成果的验证与测试提供支撑。
承担单位：无锡物联网产业研究院、国网信息通信有限公司、北京邮电大学
课题负责人：刘建明
主要学术骨干：李书芳、李祥珍、沈杰、陈晰
经费比例：
四、年度计划
研究内容预期目标
第一年研究物联网特征与共性需求；关联模型、可扩展标识体系和网络互连体系架构；研究高混杂条件下的场景觉察机制；研究物联网信息处理系统架构和数据融合方法；研究物联网软件设计方法学；研究面向可靠感知的物联网多级优化机制和无线频谱的优化调度与分配机制；研究物联网系统验证理论和评估方法；完成物联网特征与共性需求调研；
提出关联模型、可扩展标识体系和网络互连体系架构；
提出场景觉察机制和方法；
提出物联网信息处理系统架构和数据融合方法；
提出面向可靠感知的物联网多级优化机制和无线频谱的优化调度与分配机制；
物联网系统验证理论和评估方法；
论文10~15篇；
专利4~6项；
第二年研究物联网表征方法及体系、安全和服务体系架构；研究非确定条件下物联网的自配置与优化机理，以及动态场景下容错和自愈合机理；研究基于语义分析和理解的物联网服务模型及决策机制、数据融合方法和关系链挖掘方法；研究物联网可信软件推理理论与建模方法；研究物联网可靠数据传输机制和资源协同优化机制；研究物联网实验测试平台及方法；提出物联网表征方法及体系、安全和服务体系架构；
提出非确定条件下物联网的自配置与优化方法，以及动态场景下容错和自愈合方法；
提出基于语义分析和理解的物联网服务模型及决策机制、数据融合方法和关系链挖掘方法；
提出物联网可信软件推理理论与建模方法；
提出物联网可靠数据传输机制和资源协同优化机制；
提出物联网实验测试平台及方法；
论文15~20篇；
专利5~8项；
国家标准1~2项；
第三年研究物联网系统管理和软件体系架构，以及物联网架构体系的演进；研究自治子网间协作管理，以及异构网络融合机制；研究关系链挖掘方法和主动决策与控制交互模型、分层主动处理与融合；研究可信软件分析与验证技术方法；研究物联网系统跨层优化机制；研究面向互动和融合的应用验证系统；提出物联网系统管理和软件体系架构，以及物联网架构体系的演进策略；
提出自治子网间协作管理，以及异构网络融合机制及方法；
提出关系链挖掘方法和主动决策与控制交互模型、分层主动处理与融合方法；
提出可信软件分析与验证技术方法；提出物联网系统跨层优化机制及方法；
提出面向互动和融合的应用验证系统方法及构建；
论文15~20篇；
专利5~8项；
专著1本；
国家标准1~2项；
一、研究内容
1. 拟解决的关键科学问题
由于物理空间和信息空间的强关联性、非确定性和高度混杂性等，在物联网分析设计、运维优化等各个层面还存在着诸多的挑战和困难，现有的理论和方法难以应对上述挑战，大量的基础科学问题亟待解决，迫切需要全面深入的分析物理空间和信息空间的耦合机理，探明物联网的自治机理，深入挖掘感知互动的机制和方法及安全可信的保障机制，寻找系统内在的优化机制，认识未来发展需求趋势和演进规律等，为物联网在社会生活各个领域的前面应用奠定理论基础。
因此，本项目将围绕物联网重要特性和重大需求，以构建感知互动、自治高效和安全可信的物联网系统为目标，以物联网的非确定性、高混杂性和强关联性为出发点，重点解决三方面的关键科学问题：一、物理空间和信息空间的复杂耦合关联；二、高混杂感知互动系统的自治机理；三、虚实交融的物化安全可信保障。拟解决的关键科学问题如图1所示。
科学问题1：物理空间和信息空间的复杂耦合关联
物理空间和信息空间存在的内在复杂耦合关联是物联网的本质特征之一，贯穿在物联网的系统设计、组织管理、感知交互、决策控制等全过程。
物联网所涉及的物理空间和信息空间的耦合关联极为复杂。首先，连续的具有时空属性的物理空间、与离散的无时空维度的信息空间具有极大的差异性，信息空间和物理空间属性耦合关联的分析和描述极为困难；其次，物联网系统存在着普遍的高度混杂性和非确定性，如目标环境、传感器属性、终端类型、网络形态、信息处理方式、应用服务需求等，各因素紧密耦合且关联复杂，对物联网共性建模、统一描述和系统设计等带来极大的挑战。另外，物联网要实现物理空间和信息空间的感知互动，涉及环境、感知、网络、处理、服务等各个环节和作用域的协同处理和反馈，而其内在耦合关联的表征是上述协作机制的基础。
由于目前缺乏对物理空间和信息空间耦合关联问题的深入研究，现有的信息感知和决策方法等通常面向单一的应用场景和应用目标，与物联网跨行业、规模化的应用需求形成鲜明矛盾。通过对物理空间和信息空间耦合关联问题的深入分析，并挖掘和表征其中耦合对象、耦合形式、耦合程度、耦合作用等问题，是实现物理空间和信息空间全面融合的基础科学问题之一。
科学问题2：高混杂感知互动系统的自治机理
物联网通过物理空间和信息空间的感知互动，高效灵活地为用户提供智慧服务。基于人工参与或现有系统管理运行方式难以应对物联网复杂的应用挑战及动态多样的影响因素，在客观上要求物联网以自治的方式运行，在减少或避免人工参与的条件下自动地实现物联网的组织管理、资源配置和故障处理等功能。
物联网感知互动的运行模式、高度混杂的系统组成、非确定的运行场景对物联网的自治提出了巨大的挑战。面向物理空间和信息空间感知互动的运行模式对物联网自治的实时性、可靠性等要求极为严格。物联网系统存在高度的混杂性特征，诸如终端类型多样、数量巨大，感知属性、特征、控制与处理方法等差异巨大，则使得物联网自治的运行场景和待处理因素极为复杂多样。物联网系统组成多样、结构复杂，不仅包括海量的网络元素，还包括现有互联网、蜂窝网和电信网等公共网络，以及各应用领域的专用网络，其通信协议各不相同，形成复杂的网络形态，对物联网终端和子网的组织协同提出很大挑战。物联网的应用需求和运行场景存在高度的非确定性，如物联网的应用目标、服务质量和资源需求随时间和物理环境的动态变化，移动过程中终端及子网之间存在不确定的复杂关联，物联网自身运行过程中也存在终端和资源的动态变化甚至故障，上述特性要求物联网自治中必需考虑资源的动态变化
和多种类型的异常状况。
物联网自治管理是其运行的基础，为物联网信息的感知、交互、处理和决策提供重要支撑，因而高混杂感知互动物联网的自治机理是亟待解决的基础科学问题。
科学问题3：虚实交融的物化安全可信保障
物联网的安全可信不仅涉及到信息空间中信息传输、处理和数据自身的安全可信，更为重要的是物理空间中大量物理实体决策操作的安全可信以及物理实体所携带数据的安全可信，并对系统行为可预测性和可靠性提出了更高的要求。
物理空间和信息空间的耦合关联使得物联网面临更为多样复杂的安全可信威胁，物联网混杂性和非确定性也对其安全可信带来巨大的挑战。物联网终端能力差异巨大，脆弱终端存在着计算能力与安全可信算法资源消耗之间的矛盾。物联网不仅具有频繁的移动性，通信连接具有高度动态性，而终端或子网也可能在某些时间与物联网其他部分断开连接，增加了访问控制、授权、认证的难度。物联网是超大规模的网络，组成形态复杂，终端和子网的异构性使得跨域跨子网的可信安全具有极大的技术难度。物联网中大量逻辑或物理实体基于网络相互连接，物理实体可能被偷窃屏蔽或转移，带来了新的安全威胁，容易造成个人隐私、商业机密和国家设施信息的泄露。可信软件是物联网系统行为可预测性和可靠性的保障，而现有软件模型和方法无法表达物联网虚实交融的特征，连续世界与离散计算结合性、实时性和多维性，均难以用现有的可信方法描述。
物联网将直接影响物理世界，安全可信是物联网必需具备的基本要求。以物化特征表现的物联网安全可信保障问题是研究中崭新课题，也是物联网发展必须解决的基础性科学问题。
2. 主要研究内容
围绕上述的三个关键科学问题，本项目将从以下六个主要方面对物联网的基础理论和方法开展研究。
（一）物联网关联表征与体系架构
针对物联网的感知互动以及非确定性和混杂性特征，从物联网的关联表征和体系架构基本问题出发，在关联模型与表征、标识体系、安全架构和体系框架等方面展开研究，具体包括以下研究内容：
（1）物联网关联模型与表征：基于物联网实体抽象和实体间作用关系数学描述，建立物理和信息空间多元异构实体间的关联模型；面向物联网非确定性环境，研究多重关联的动态特征和描述方法；研究实际物理关联和抽象信息关联的匹配机制，建立物联网表征方法及体系；
（2）可扩展物联网标识体系：研究适合大规模物联网的名字空间结构与解析体系；研究标识编码方法，探讨合理的标识生命周期管理机制；研究安全、高效和可扩展的统一物体标识体系；
（3）物联网安全架构：分析物联网的安全需求与安全框架, 研究物联网安全架构以及资源高效的安全协议；研究物联网跨网的分层的认证策略和协议；研究物联网分级的密钥分配、密钥协商等密钥管理方案；
（4）面向演进的物联网架构体系：研究异构网络互连体系架构、服务体系架构、系统管理体系架构、可信软件体系架构，建立面向演进的物联网架构体系。
（二）物联网的异构融合和自治机理
面向物联网应用场景的动态多样性以及网络和终端互联方式存在的高度异构性特点，研究物联网的自治模型和场景察觉机理，在此基础上研究物联网的自配置、自优化、自愈合、自保护机理，进而考察不同自治子网间的协同管理，以及可增量部署的异构融合机制。具体的研究内容包括：
（1）物联网的自治模型：基于物联网管理链需求，研究管理单元的自组织机制；研究管理链中物联网管理信息的交互方式；研究物联网系统的自治管理模型；
（2）高混杂条件下物联网的场景察觉机理：研究高混杂的物联网终端属性、状态和功能角色的规范化描述；研究动态场景下物联网终端间的属性、状态和功能角色的相互发现机制，实现终端间的互察觉；研究基于多源多粒度的互察觉信息的物联网场景分析方法；
（3）非确定条件下物联网的自配置与优化机理：面向物联网超大规模的非确定性部署，研究物联网标识的自动分配机制；研究在跨子网移动的场景下物联网自组织管理；结合感知互动的应用特性，研究物联网的分布式的拓扑自组织和资源自配置方法；面向物联网应用需求特征和动态运行场景，研究物联网的资源协同调整策略和优化机制；
（4）复杂动态场景下物联网的自愈合与自保护机理：研究面向感知交互的物联网多类型的故障产生模式和故障分析方法；研究复杂动态场景下的物联网的系统运行状态监视方法和故障发现机制；针对物联网感知交互需求和故障发生模式，研究物联网的容侵容错机理；在故障出现的条件下，研究物联网基于协作的快速自愈合机制；
（5）自治子网间协作管理机理：研究物联网自治子网间的标识映射、统一资源访问和协作管理模型与架构；研究子网间的管理信息交互机制；研究多个自治物联子网间的资源调度与协作管理方法；
（6）可增量部署的物联网异构网络融合机制：研究异构物联网网络融合的可增量部署机理；研究可扩展的异构网络标识的演进方法；研究异构网络发现、协议互通和动态切换机制。
（三）物联网混杂信息融合与决策
面向物联网多源异构、多颗粒度、多应用域的信息特征，研究物联网的信息处理与服务模型，进而研究物联网的混杂信息融合，复杂关系链挖掘，主动决策与互动控制，以及可信数据与隐私保护的模型或方法。具体的研究内容如下：
（1）物联网信息处理与服务模型：研究多级、主动、开放的物联网信息处理模型；面向物物互动的信息建模方法；面向实时挖掘与决策的多源异构、多粒度、多维度数据的建模理论与方法；面向多应用领域的分析模型；基于语义的服务表示、发布和应用模型；以及基于服务模型的语义理解与分析机制；
（2）物联网混杂信息融合：研究混杂条件下多源异构数据的分析与提炼；研究面向融合与决策服务的数据挖掘方法；研究非确定性条件下的分布式情境感知、融合与推理机制；研究面向特定物联网应用的场景分析方法，以及知识库构造和自学习方法；
（3）物联网复杂关系链挖掘：研究物联网关系链的建模和表示方法；研究实时交互场景下关系链的挖掘和发现方法；研究基于关系链的推理规则和决策模型；
（4）物联网主动决策与互动控制：研究面向服务的语义信息与决策需求的逆向解析与任务分解机制；研究多粒度的物联网主动决策与协作机制；研究高效的分层主动处理与融合方法；
（5）物联网数据处理的隐私保护：研究多源异构数据的数据隐藏方法；研究物联网关系链挖掘过程中的隐私保护方法；研究具有不同隐私保护安全级别的数据处理机制和协作计算算法。
（四）物联网可信软件设计理论与方法
针对物联网高混杂性、非确定性和复杂关联性等特点，开展物联网可信软件设计理论与方法研究，探索与之相适应的推理方法、建模理论以及分析与验证技术。具体的研究内容包括：
（1）可信软件设计方法：基于经典精化理论，研究物联网系统的精化理论与方法，研究适用物联网的精化规则，为可信软件从需求到实现的过程提供理论支撑；
（2）可信软件推理理论：针对物联网特性，突破传统逻辑描述系统的局限性，创建适用于物联网的新型逻辑系统，研究可信软件的逻辑推理理论；
（3）可信软件建模方法：建立系统级模型语言，在现有进程代数系统中增加时、空、物特性算子，建立物联网感知互动的抽象行为模型；基于UTP（程序统一理论）理论，研究该建模语言相应的操作语义、指称语义以及代数语义；
（4）可信软件分析与验证技术：基于上述推理逻辑、建模语言的研究成果，对现有的模型检测技术和定理证明技术进行扩充，给出相应的验证技术方法，对计算系统和物理系统进行混合分析验证，以适应新环境下的分析验证需求。
（五）物联网系统优化机理
面向实时可靠以及其它服务质量需求的物联网应用，从感知、传输和信息处理与决策控制等多个层次出发，研究物联网资源、服务和决策的耦合机理，采用竞争或协作机制来合理分配与协同调度各种物理、通信与计算资源，通过资源的优化利用，实现物联网系统性能的整体优化。具体研究内容包括：
（1）面向可靠感知的物联网多级优化机制:面向可靠的目标定位、事件监测与信息感知服务，研究物联网终端资源消费的自优化策略；针对物联网的非确定特性，研究基于多终端协同调度的目标定位、事件监测和信息感知算法；以异构子网间的耦合为基础，研究面向可靠感知的无缝切换与跨网调度机制；
（2）物联网无线频谱的优化调度与分配机制：针对物联网有限频谱资源与多终端混杂接入，研究物联网频谱应用的时空频相关性及信道状态与历史信息的关联性，建立具有预测能力的频谱使用模型，实现有序竞争访问和高效共享的动态频谱分配和调度机制；研究频谱移动性分析的新方法，建立频谱切换的时间关系模
《物联网应用综合设计及创业实践》课程设计 实验指导书 一、设计目的和意义 《物联网应用综合设计及创业实践》课程设计目的是物联网工程本科专业学生在修完物联网专业基础理论课程和专业核心课程，掌握基本软硬件实践技术的基础上，结合行业发展和社会经济需求，培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题的能力。本课程设计是学生实际工作能力和创新创业能力提升的重要实践环节，对于学生今后就业和创业具有一定的指导意义。 二、选题要求 1.自主选题，原则上一人一题；对于工作量大，难度高的选题，至多2人一组； 2.选题要符合现实需求，有一定创新性，具有创业可能性； 3.选题要求围绕物联网的应用展开，将物联网感知层、网络层与应用层有机结合起来，具有一定的先进性； 4.技术实现手段不限，推荐使用现有主流技术：传感器技术、传感网技术（Zigbee 技术、Wifi技术等）、智能网关开发技术、串口通信技术、上位机开发技术、移动互联技术、视频多媒体技术、计算机控制技术等。 5. 选题应有相关调查分析，不允许随意虚构应用需求，； 6.选题方向为软硬件结合类和仿真开发类。 三、设计要求 1.符合软件工程规范，有需求分析、系统设计、功能模块设计、测试等环节； 2.尽量用规范的图来表达（用例图、时间图、数据流图、流程图等）； 3.应有具体的场景和需求，尽可能采用嵌入式开发板或智能移动端开发形式，系统功能丰富，实用性较强；在公司实习的，可以参考在实习中接触到的具体项目需求进行规划。 4. 仿真开发类的课设，要求系统功能完善，演示效果好；代码量大于10000行； 5.符合文档及格式要求； 6.抄袭零容忍。 7.第12周周五15点提交选题，第18周周五提交实物、设计报告，并现场答辩。每人答辩时间15分钟，每人汇报自己设计情况8分钟，演示系统2分钟，回答老师和同学们问题4分钟，评分1分钟。
物联网工程专业培养方案 一、培养目标及规格 物联网工程专业旨在培养满足创新型国家发展需要、基础知识厚实、工程实践能力强、有组织能力和国际视野的物联网相关领域创新型人才，坚持“基础厚、口径宽、能力强、素质高、复合型”的人才培养观，培养掌握工科公共基础知识，系统地掌握计算机和物联网的基本理论，工程技术原理和方法；具备从事物联网技术研究、物联网规划设计与系统集成、物联网系统安全保障能力的“专业学术型”和“工程技术型”人才。 1.“专业学术型”：人才应具有扎实的高等数理基础和计算机专业理论基础；外语水平良好，能熟练地阅读本专业的外文文献；具有良好的知识更新能力、综合设计能力与技术创新意识；具有一定的科学研究工作能力。毕业生可报考计算机、电子与通信及相关专业的学术型研究生，也可从事物联网相关领域的科学研究与技术研发工作。 2.“工程技术型”：人才应具有良好的高等数理基础和专业理论基础；具有较好的外语能力；具有一定的知识更新能力、综合设计能力和技术创新意识；熟练掌握计算机专业技能，工程实践能力强。毕业生可以从事物联网规划设计、系统集成与应用、物联网系统安全保障等工作，也可报考计算机、通信、电子信息等专业的工程硕士研究生。 二、基本要求 （一）知识结构要求 1.公共基础知识：具有扎实的数理、英语、计算机与程序设计理论与技术、人文社科等基础知识； 2.学科基础知识：具有电子电路基本理论知识、信号与系统基础理论知识、模拟电子技术和数字电路基础理论知识、微机原理与系统设计的相关专业知识。 3.专业知识： 1）计算机组织与体系结构、数据结构、操作系统和数据库系统等知识。 2）计算机软件体系结构、程序设计基础、算法分析与设计、软件工程、面向对象程序设计C++、软件体系结构等知识。 3）物联网方面的基础知识：传感器原理与信息感知技术、计算机通信与网络、无线传感器网络、嵌入式系统、协议分析与设计、网络程序设计、网络管理、网络存储技术、计算机控制、计算机系统与网络安全、云计算技术、网络计算、数据仓库与数据挖掘、人工智能、移动计算等知识。 4.实践类知识：金工实习、电装实习、程序设计基础课程设计、电子技术应用课程设计、操作系统课程设计、计算机组织与体系结构课程设计、微机系统课程设计、毕业设计； 5.能力素质知识：军事理论、军事训练、专业教育、形势与政策、大学生职业发展、大学生心理健康教育、人文素质教育类知识、科技制作。 （二）能力结构要求 1. 人文素质能力：具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德，积极参加学 校的文化建设，营造浓厚的文化氛围，培养良好的文学修养、审美情趣、言谈举止、礼节礼仪和性格品质，塑造新时代大学生的高尚风范。
武汉华夏理工学院 信息工程课程设计报告书 课程名称物联网应用系统设计 课程设计总评成绩 学生姓名 学号 学生专业班级 指导教师姓名 课程设计起止日期２０１
一、课程设计项目名称 基于ZigBee协议栈的智能家居控制灯系统 二、项目设计目的及技术要求 项目设计目的 通过《物联网应用系统设计》课程设计，使学生能够掌握物联网应用系统 设计的开发流程、设计方法，使学生能够综合应用《无线传感器网络技术》、《嵌入式技术》、《JAVA WEB程序设计》《Andriod程序设计》、《物联网应用系统设计》等物联网工程专业课程的知识。要求学生经过课程设计的教学环节进一步理解物联网应用系统总体架构，掌握物联网应用系统的基本设计方法，程序开发流程， 从而使学生对物联网应用系统设计能力有较大提高。 项目的主要任务 1．设计内容： 课程设计题目一般由指导教师提供，也可以在老师的同意下学生自己题； 4人一组，每组完成的内容不能雷同。设计参考题目如下： 1）智能家居环境监测系统 2）智能家居控制灯系统 3）智能农业区-自动灌溉系统 2.基本要求： 1）学会单片机的应用方法，开发环境； 2）结合任务要求，完成系统设计和调试，鼓励功能扩展和创新； 3）会应用protues工具，根据设计的电路，画电路图，并利用protues进行验证仿真； 4）熟悉汇编或C51语言，用C51完成系统的软件编程； 5）按规范撰写课程设计说明书。 3. 项目分工 上位机：李永红、夏智君 下位机：陈建、李元毅
三、项目设计方案论证 基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案 对ZigBee 协议框架结构进行分析，然后通过论述协议的应用层、网络层、数据链路层、物理层和MAC 层的功能，将无线传感器网络与ZigBee 技术相结合，阐述无线传感器网络节点的硬件和软件设计方法。在本设计中，选用功耗较小的CC2530芯片作为通信芯片来设计节点。通过编写协议栈程序，进行包含汇聚节点及传感器节点的组网通信实验。利用VC++编写上位机程序，通过串口进行数据交互，从而控制小灯。此系统的组成框图如图3-1所示： 图3-1 基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案 系统实现原理 硬件原理图 本实验使用的是CC2530芯片， CC2530 具有一个IEEE 兼容无线收发器。RF 内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU 和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。本系统主要涉及LED 、RS485模块、USB 转串口电路、CC2530典型应用电路。如下图所示： C C 2530 Z i g b e e 4模块 C C 2530 Z i g b e e 3模块 发送 无线模块 接收
物联网工程专业培养计划 一、专业培养目标及培养要求 1、培养目标 培养能够适应国家“下一代信息技术”战略新兴产业发展需求并承担相应管理和技术工作的创新性本科生，尤其必须具备多学科交叉基础知识和实践技能，包括电子设计、传感器与传感网络、自动检测与嵌入式技术、智能识别与信息处理技术、通信网络技术，计算机及软件应用等相关技术，能够能够从系统层面和关键技术层面从事物联网技术研究、开发与应用以及规划管理。本专业学生经过进一步的专业定位和深造将成为从事与物联网技术相关专业（含电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、软件工程等）的研究型人才。 2、培养要求 （1）知识结构要求 ①. 掌握基本的人文和社会科学知识，包括马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、历史、 社会学、情报交流、法律、环境等； ②. 掌握从事本专业工作所需的工程科学技术知识，包括数学、物理、系统科学以及一 定的经济学与管理学知识； ③. 掌握电子、通信、控制、计算机和软件等学科基础理论知识，了解学科的核心概念、 知识结构、基本原理和典型方法； ④. 熟练掌握物联网工程的学科知识，包括物联网体系架构、关键技术、标准以及工程 涉及和维护管理等。 （2）能力结构要求：具备获取知识的能力、应用知识的能力、实践动手能力、创新能力和组织协调能力知识要求 ①. 受到程序设计和电子设计良好训练，具有较强的程序设计能力和电子线路设计能 力，能够熟练使用主流的设计与调试（软硬件）工具进行开发的能力。 ②. 受到系统的物联网开发工程训练，了解物联网应用工程设计方法，具备作为物联网
工程师从事工程实践所需的专业能力； ③. 掌握基本的项目管理工具，具有初步的项目配置管理能力。 ④. 了解物联网工程及相关学科的发展现状和趋势，具有创新意识，并具有技术创新和 产品创新的初步能力； ⑤. 充分理解团队合作的重要性，具备个人工作与团队协作的能力，具备人际交流以及 与项目干系人之间的良好沟通能力； ⑥. 具有初步的外语应用能力，能阅读本专业及信息类相关专业的外文材料，具有一定 的国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力； （3）素质结构要求：具备思想道德素质、文化素质、专业素质和身心素质。 ①. 热爱祖国，拥护中国共产党的领导。掌握马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论的 基本原理。具有爱国主义、集体主义、社会主义观念和法制观念。 ②. 具有良好的思想道德素质，善于与他人协同工作。 ③. 自觉职业法律法规、标准规范，以及应遵守的职业道德规范和职业行为准则。 ④. 具有良好的质量、安全、服务意识，能够履行质量承诺，主动服务用户。 ⑤. 养成良好的体育锻炼习惯，受到必要的军事训练，达到国家规定的大学生体育和军 事训练合格标准，具备健全的心理和健康的体魄。 二、专业人才培养标准 0 总则 本标准系依据西南交通大学《关于修订本科人才培养方案的指导性意见（征求意见稿）》制定，旨在为培养物联网工程专业的本科生提出其应达到的知识、能力与素质的专业要求。可以简称为：物联网本科标准。 本科物联网工程专业毕业生主要从事物联网工程项目或产品的开发、运行管理或系统
物联网系统课程设计 学系名称：物联网工程 班级名称：物联网工程 2 班 学生姓名：朱泓锦 20136239 指导教师：肖迎元助教： 二零一六年十月
摘要 智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。 以arduino程序和蓝牙模组，app为基础，是蓝牙模组，arduino 小车和手机之间信息交互的关键。本课题所研究的物联网应用系统以arduino程序为核心，利用蓝牙模组，arduino小车和app等实现基本功能。 基本功能：利用蓝牙模组和app之间的信息交互，控制小车的移动，从而达到无线控制的效果 注：仅能实现小车的基本操作 关键词：arduino程序，arduino小车，app，蓝牙模组
1 绪论 随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。 1.1 选题背景 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实现适应能力，能自动避障，可以智能规划路径。 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制器速度。常见的模型小车，都属于这类遥控车；智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序来改变它的行驶方向。因此，智能小车具有再编程的特性，是机器人的一种。 中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题，开始着力研究智能化。从概念的引进到实验室研究的实现，再到现在高端领域（航
物联网课程设计 指导书
通信教研室 目录 一、物联网在智能家居中的应用设计 (1) 1.1、前言 (1) 1.2、系统功能 (1) 1.3、系统组成 (2) 1.4、系统设计 (3) 二、智能家居系统设计实验 (6) 2.1 设计实验设备 (6) 2.2 Zigbee 技术简介 (6) 2.3 实验内容 (6) 2.4 设计实验步骤 (7) 2.5 实验小结 (10) 2.6 设计代码 (10) 三、总结 (16)
物联网在智能家居中的应用设计 1.1、前言 随着2009年8月7日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表了重要讲话，提出了“在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的’传感信息中心’ 或’感知中国’中心”的重要指示；随着感知中国战略的启动及逐步展开，中国物联网产业发展面临巨大机遇。国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署。据有关消息称，其中智能电网总投资 预计达2万亿元，居十大领域之首，预计到2015年物联网的产业规模2000亿元。 随着社会经济结构、家庭人口结构以及信息技术的的发展变化，人们对家居环境的安全 性、舒适性、效率性、透明性提出了更高的要求。同时越来越多的家庭要求家居产品不仅要具备简单的智能，更要求整个系统在功能扩展、外延以及服务方面能够做到简单、方便、轻松、安全。很显然，我们的家居生活需要改变。 智能家居就是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段，使您的生活更加舒适、便利和安全。 与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的 家庭生活空间，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交 换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间， 增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。 当前，国家电网公司正在积极推进智能小区建设，很多类似于上文的智能家居方案也正 在逐步实践中，相信不久的将来，更多的市民能够享受到这种智能家居带来的方便、舒适、安全和乐趣。1.2、系统功能 实现智能化的家居，可以给您的生活带来以下便利： 1）节省费用：不需要时，家中能源消耗设备可以自动关闭，这样可以降低您的生活费用。 2）使用方便：智能化系统提供远程遥控接口，在您外出时，还可以通过手机或上网来调整和控制家电设备。 3）安全性高：套家庭智能化系统在紧急情况时可以防御坏人侵入并及时报警，有效保证您
物联网工程专业人才培 养方案 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
物联网工程专业培养方案 学科门类：工学专业大类：计算机类专业名称：物联网工程 专业代码：080905 学制：四年授予学位：工学学士 一、培养目标 本专业适应社会主义现代化建设需要，培养德、智、体全面发展，掌握物联网工程学科的基本原理和基本知识，基础理论较扎实、专业知识面较宽、工程实践和创新能力较强，有较强的实践能力、创新精神、持续发展潜力、自我学习能力，具备一定的国际视野，能在智能家居、农业、交通、电网等各类物联网工程技术领域，从事物联网工程的研发、运维和管理工作的高级应用技术型人才。 二、规格要求 本专业学生主要学习专业所需的计算机、电子、自动化和通信等相关学科的基本理论和基本知识；接受无线传感网、ZIGBEE、面向程序设计实施等方面的训练，掌握物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网体系结构、数据传输与安全技术、物联网信息处理技术。具备在物联网系统及其应用方面进行综合研究、开发和集成的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.具有扎实宽广的自然科学基础，扎实的信息科学基础知识。 2.具有较好的人文社会科学、管理科学知识，综合素质较高，并具有一定的组织协调与管理能力。 3.熟练掌握一门外语，具有良好的听、说、读、写能力，能阅读本专业外文书籍等。 4.掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术，主要包括模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、大规模存储、多媒体信息融合等。 5.较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、智能交通系统、自助服务管理及信息处理等方面的知识，了解本专业学科的前沿发展趋势。 6.获得良好的物联网领域的工程实践训练，一定的科学研究训练，具有较强的系统分析、系统设计、系统开发和解决实际问题的能力，以及一定的科学研究能力。
湖北工业大学研究生考试（考查）答题纸 1、说明什么是物联网？ 答: 即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。 2、试说明一维条码与二维条码的主要差别在什么地方？ 答：一维条码：一维条码只是在一个方向（水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，其要求一定的高度通常是为了便于阅读器的扫描。一维条码的应用可以提高信息录入的速度，减少差错率，只可表示英文、数字、简单符号等字符；贮存信息量小，主要依靠计算机中的关联数据库;；损污后可读性差。一维码一般用于物品的标识。 二维条码：在水平和垂直方向的二维空间都存储信息，称为二维条码（2-dimensional barcode），1．高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。2．编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。3．容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50％仍可恢复信息。4．译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。5．可引入加密措施：保密性、防伪性好。6．成本低，易制作，持久耐用。7．条码符号形状、尺寸大小比例可变。8．二维条码可以使用激光或CCD 阅读器识读。9．可影印及传真。二维码一般用于物品的信息描述，并可运用加密算法使其具有防伪的作用。一维码的印刷成本低，二维码的一般属连续印刷，印刷成本稍高； 一维码识读器价位低，而二维码的识读器价格较高。 3、说明一下无线传感器网络节点的结构组成？ 答：传感器网络系统通常包括传感器节点（sensor）、汇聚节点（sink node）和管理节点。 大量传感器节点随机部署在监测区域（sensor field）内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元：传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成）、处理单元（由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等）、通信单元（由无线通信模块组成）、以及电源部分。此外，可以选择的其它功能单元包括：定位系统、运动系统以及发电装置等。 4、什么是云计算？说明云计算的特点？ 答：现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。
物联网及物联网工程专业介绍 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网工程专业 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。 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。 主干学科与课程 信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术。物联网概论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、工程电磁场、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无
线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等。 本科，学制四年，授工学学士学位。 课程设置选项之一 2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校争相申报。由于物联网涉及的领域非常广泛，从技术角度，主要涉及的现有高校院系与专业有：计算机科学与工程，电子与电气工程，电子信息与通讯，自动控制，遥感与遥测，精密仪器，电子商务等等。物联网专业可能会在上述这些院系中开设。与物联网应用相关的专业，如建筑与智能化，土木工程，交通运输与物流，节能与环保等等，可能会考虑开设选修课或在研究生、博士生阶段设置相关交叉学科的学位。 物联网可以是一个“专业”，但不一定是一个“学科”。国内有些专家反对设置“物联网专业”，因为定位不清，一个学校往往有好几个院系争夺“物联网专业“的申报，又不是一个明确的学科，难以培养出真正的专业人才，培养出来的人可能是“万精油”，懂得多但是不精，尤其是本科阶段，建议只作为研究生专业，像MBA一样的模式。和目前许多高校设置的“电子商务”专业一样，“电子商务”也有同样的定位不清问题，只要高校设置的物联网专业能够培养出社会需要的专业人才，尤其是跨专业复合型人才，就应该可以设置，不必拘泥于它究竟属于哪个现有的“学科”。下表列出了一个高校物联网专业课程设置的初步建议，算是抛砖引玉。 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、标准和商业模式》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RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。
《物联网技术》课程设计 物联网在校园一卡通中的应用研究 摘要 随着计算机应用技术及互联网的飞速发展，在互联网的基础之上扩展和延伸并形成了新一代的网络技术—物联网（internet of things ,IOT ）。近年来，物联网技术层出不穷，移动互联网也广泛被应用，云计算逐渐走进人们的生活，随之而来的教育信息化也逐步被推进。物联网牵手高校，会给高校信息化发展带来怎样的契机？ 其实，物联网在高校校园中的应用早已初见端倪，早在2008年，台湾就开始利用物联网技术支持学校安全管理；在国内高校中，使用RFID技术却已十分广泛，校园一卡通早已普及。然而，高校校园中的物联网实际应用往往只停留在基本层面上，更深层次的应用还有待进一步探索。 关键词物联网/一卡通/校园一卡通/RFID
目录 摘要 (1) 目录 (2) 1物联网 (3) 1.1物联网的概念 (3) 1.2物联网的发展及前景 (3) 1.3物联网的原理 (5) 1.4物联网的开展 (6) 1.5物联网存在的问题 (6) 1.6物联网的技术在实际中的应用 (7) 2一卡通技术 (9) 2.1一卡通的分类 (11) 2.2一卡通系统 (11) 2.3一卡通系统技术体系结构 (12) 3校园一卡通 (14) 3.1校园一卡通概念 (15) 3.2校园一卡通的功能 (16) 3.3校园一卡通系统 (17) 3.4校园一卡通的应用 (19) 3.5校园一卡通的目标 (22) 致谢 (23) 参考文献 (23)
1物联网 随着计算机应用技术及互联网的飞速发展，在互联网的基础之上扩展和延伸并形成了新一代的网络技术—物联网（internet of things ,IOT ）。物联网技术的和应用视为及计算机、互联网和移动通讯技术之后，计算机信息技术领域的有一次发展机遇，有着重大科学意义和应用价值。随着物联网技术的进步与广泛的应用，必将对本世纪人类的生产活动带来革命性的改革。 目前，世界上主要的发达国家都对物联网发展高度重视，特别在国际金融危机持续恶化，世界经济前景不明的情况下物联网技术被当做新的经济增长点，在国内外抛起了新一轮研究浪潮。包括美国、奥盟、日本等国家纷纷出台物联网发展计划，进行相关技术和产业布局。在我国温家宝总理在2009年视察无锡时提出尽快建立“感知中国”中心，并在2010年政府工作报告中明确将“加快物联网的研究应用”纳入重点产业。 据美国权威咨询机构弗雷斯特研究公司(Forrester Research)预测，到2020年，世界上务队伍互联的业务与人对人通讯的业务竟达到30比1，物联网常视为下一个万亿级的通讯业务。 1.1物联网的概念 物联网（The Internet of things）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。 物联网的概念是在1999年提出的。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。 1.2物联网的发展及前景
数学计算机科学学院 物联网工程专业人才培养方案 （应用类） 一、业务培养目标 坚持“系统设计、分类指导、强化实践、突出能力”的原则，培养能系统地掌握物联网相关理论、方法和技能，具备专业覆盖通信技术、网络技术、传感技术等信息领域、知识宽广的高级工程技术人才，能够在物联网相关的企业、行业，从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等专业技术和管理工作，并为高等学校输送优质研究生。 二、业务培养要求 1、努力学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表” 的重要思想和科学发展观，逐步树立为国家富强和民族昌盛而奋斗的责任感，具有良好的道德品质和情操，遵纪守法，立志为社会主义建设服务。 2、掌握本专业所必须的基本理论、基本知识、基本技能与方法；具备从事物联网相关工作的分析、规划、设计、开发、运营、管理的工程技术知识；通过深入物联网行业中的企业工程实践，了解该领域规划设计、运营管理控制的新技术和需求；具有综合运用多学科知识、技术和现代工程工具，分析解决物联网领域实际问题的能力；了解与物联网相关的法规；了解物联网工程领域的发展动态；掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有获取信息的能力；熟练掌握一门外国语。 3、具有合理的知识结构和能力结构，对新事物具有敏感性和适应性；对已有知识具有综合应用能力和创新能力；具有独立分析问题、解决问题的能力以及自我拓展获取新知识的能力；具有合作共事、协同工作的能力和竞争能力；具有良好的社会道德和职业道德。 4、达到国家规定的大学生体锻标准，养成良好的体育锻炼和卫生习惯，身心健康。 三、学制与毕业学分 学制：本专业标准学制为4年，实行弹性学制为3-6年。 学分：总学分不低于174+（6）学分。 四、授予学位
物联网工程专业本科生培养方案 一、培养目标 本专业培养德、智、体等方面全面发展，掌握与物联网工程相关的自然科学、人文社科基础知识和计算机科学基础理论，系统掌握物联网工程专业的基础知识及应用知识，具备计算思维以及运用先进的工程化方法、技术和工具从事物联网应用系统（特别是其中软件系统）的分析、设计、开发、管理和服务工作的能力，具备物联网工程实践和管理的经验，以及良好的外语运用能力、团队协作能力、创新和创业意识，能适应技术进步和社会需求变化的、具有国际竞争力的物联网产业复合型工程技术人才。 二、培养要求 本专业学生主要学习自然科学和人文社会科学基础知识，学习计算机科学与技术、软件工程、物联网工程相关的基础理论和基本知识，接受物联网工程实践和项目组织的基本训练，具有物联网应用系统（特别是其中软件系统）开发和管理实践的能力和经验。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握基本的人文和社会科学知识，具有良好的人文社会科学素养、职业道德和心理素质，了解与本专业相关的职业和行业的重要法律法规及方针与政策，社会责任感强； 2.掌握从事本专业工作所需的数学和其他相关自然科学、系统科学知识以及一定的经济管理学知识； 3.掌握物联网工程学科的基本理论和基本知识，了解计算系统的核心概念、知识结构和典型方法，具有感知、传输、处理一体化的核心专业意识，熟悉物联网应用系统需求分析、设计、实现、评审、测试、维护以及过程与管理的方法和技术，了解物联网工程规范和标准； 4.经过系统化的软件工程基本训练，具有参与实际物联网开发项目的经历，具备从事物联网工程实践所需的专业能力； 5.充分理解团队合作的重要性，具备个人工作和团队协作的能力、人际交往和沟通能力以及一定的组织管理能力； 6.具有初步的外语应用能力、能阅读本专业的外文文献，具有一定的国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力； 7.了解物联网工程学科的前沿技术与软件行业的发展动态，在基础研发、工程设计和实践等方面具有一定的创新意识和创新能力； 8.具备自我终身学习的能力。 三、主干学科 软件工程、计算机科学与技术。 四、专业主干课程 C程序设计、数字逻辑、计算机组成原理、数据结构与算法、数据库系统、面向对象建模技术、系统分析与设计、物联网工程概论、物联网感知技术、物联网智能信息处理、无线传感器网络、移动终端应用软件开发技术、软件开发过程与项目管理、软件测试与质量保证。
物联网数据管理 —物联网综合应用 姓名： 学号： 专业: 指导老师：
摘要 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。本文通过叙述关于物联网在智能电网、智能交通、智能物流、智能绿色建筑和环境监测等领域的具体应用进一步加深对物联网的了解。 关键词：物联网；综合应用；智能电网；智能交通；智能物流；RFID;环境监测
一．研究背景 物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享[1]。而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放新的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。 “物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而令一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。 二．综合应用及发展 1.根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式： 对象的智能标签。通过二维码，RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。 环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。 对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。 2.在智能电网方面的应用
吉林工程技术师范学院 信息工程学院 《基于WIFI技术的智能控制系统设计》 课程设计报告 题目：基于物联网的智能灯控系统设计 专业：电子信息工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 时间： 2014/3/17—2014/3/28
目录 第一章绪论 (1) 1.1 基本概念 (1) 1.2 物联网的发展 (1) 1.3 物联网在智能家居的应用 (2) 第二章智能灯控的实物仿真 (5) 2.1 仿真编程 (5) 2.2 WIFI模块的调试 (6) 2.3 仿真的硬件设置 (7) 第三章课程设计总结 (10) 参考文献............................................................ I 附录.............................................................. I
第一章绪论 1.1 基本概念 物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。目前多个国家都在花巨资进行深入研究，物联网是由多项信息技术融合而成的新型技术体系。 “物联网”的概念于1999年由麻省理工学院的Auto-ID实验室提出，将书籍、鞋、汽车部件等物体装上微小的识别装置，就可以时刻知道物体的位置、状态等信息，实现智能管理。Auto-ID的概念以无线传感器网络和射频识别技术为支撑。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议Mobi—Com l999上提出了传感网(智能尘埃)是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。同年，麻省理工学院的GershenfeldNell教授撰写了“When Things Start to Think”一书，以这些为标志开始了物联网的发展。 1.2 物联网的发展 2009年8月7日，国务院总理温家宝到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，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”。温总理的号召进一步开启了中国全面关注和研究传感网的序幕。近来，北京、上海、福州、深圳、广州、重庆、昆山、成都、杭州等城市都加快了物联网发展的布局，工信部也表示正在编制“十二五”物联网发展专项规划。 物联网具有广阔的行业应用需求，但各行业发展并不均衡，整体来看，中国物联网产业发展仍处于初级阶段，技术、标准、产品以及市场并不成熟。细分市场方面，交通、安防、物流、零售、电力、金融、环保、医疗等将成为物联网行业应用的重点领域，但由于不同行业在物联网政策倾向、技术与市场成熟度、市场需求等方面差别较大，物联网的细分市场发展差距很大。物联网概念的基本
物联网工程专业培养方案 学科门类：工学专业大类：计算机类专业名称：物联网工程 专业代码：080905 学制：四年授予学位：工学学士 一、培养目标 本专业适应社会主义现代化建设需要，培养德、智、体全面发展，掌握物联网工程学科的基本原理和基本知识，基础理论较扎实、专业知识面较宽、工程实践和创新能力较强，有较强的实践能力、创新精神、持续发展潜力、自我学习能力，具备一定的国际视野，能在智能家居、农业、交通、电网等各类物联网工程技术领域，从事物联网工程的研发、运维和管理工作的高级应用技术型人才。 二、规格要求 本专业学生主要学习专业所需的计算机、电子、自动化和通信等相关学科的基本理论和基本知识；接受无线传感网、ZIGBEE、面向程序设计实施等方面的训练，掌握物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网体系结构、数据传输与安全技术、物联网信息处理技术。具备在物联网系统及其应用方面进行综合研究、开发和集成的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.具有扎实宽广的自然科学基础，扎实的信息科学基础知识。 2.具有较好的人文社会科学、管理科学知识，综合素质较高，并具有一定的组织协调与管理能力。 3.熟练掌握一门外语，具有良好的听、说、读、写能力，能阅读本专业外文书籍等。 4.掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术，主要包括模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、大规模存储、多媒体信息融合等。 5.较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、智能交通系统、自助服务管理及信息处理等方面的知识，了解本专业学科的前沿发展趋势。 6.获得良好的物联网领域的工程实践训练，一定的科学研究训练，具有较强的系统分析、系统设计、系统开发和解决实际问题的能力，以及一定的科学研究能力。 7.了解信息学科、计算机网络、物联网工程等专业与学科的发展动态，并掌握相关文献检索方法，具有较强的专业资料分析与综合、文档与科学论文撰写能力。 8.具有较强的创新意识和创新能力。
物联网工程专业本科培养计划 Undergraduate Program for Internet of Things Engineering 一、培养目标 Ⅰ．Educational Objectives 培养德、智、体全面发展，具有系统、扎实的信息学科理论基础，在物联网信息的获取、传输、处理及应用等方面，具有较宽广的专业知识和实践动手能力的研究型、复合型人才。毕业生具有良好的人文素质、创新精神和较强的英语能力，能在物联网技术产业、科研部门、高等院校及其相关领域从事研究、设计、开发及管理等方面的工作，并可继续攻读计算机科学与技术以及相关学科的硕士学位。 This program is designed to provide students all round development of morality, intelligence and physique, make them possess a systemic and solid theory foundation, and foster research-oriented, inter-disciplinary talents in the field of Internet of Things. After that,they will have good human qualities, innovative spirit and strong English ability. They can not only qualify for research, design, development and management in the technology industries of Internet of Things, research institutes, universities and other related fields, but also further pursue their advanced degrees in the Internet of Things engineering, the computer science and technology and other related subjects. 二、基本规格要求 Ⅱ．Skills Profile 毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 1.具有较扎实的数理基础； 2.掌握信息学科的基本理论和方法； 3.具有研究物联网领域理论问题和解决实际问题的能力； 4.了解物联网学科的发展动态； 5.具有较强的英语语言能力； 6.掌握文献检索、资料查询的方法和撰写科学论文的能力； 7.具有较好的人文素质以及较强的协调组织能力； 8.具有较强的创新精神； 9.具有较强的在未来生活和工作中继续学习的能力。 Students are expected to gain： 1.Sound grounding in both mathematics and physics； 2.Principles of information science； 3.Research and problem solving skills in the fields of Internet of Things ； 4.Skills to understand the development and trend in the fields of Internet of Things； 5.Skills to use English language； 6.Ability in document searching, data querying and thesis writing； 7.Attainment in humanities & art, cooperative and organizational skills； 8.Sense of creation and innovation.