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物联网工程的含义范文1
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
一、引言
物联网(InternetofThings)是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网络结合起来而形成的一个巨大网络。物体通过智能感应装置,再经过传输网络到达指定的信息载体,再经过全面感知、可靠传送和智能处理,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与智能处理[1]。2011年,在工业和信息化部出台的“物联网十二五发展规划”中,明确指出,物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。2010年,教育部公布了140个高校新设本科专业,重点培养与国家确定的战略性新兴产业相关的专业。其中,“物联网”专业排名居首,国内许多高校纷纷开设或准备开设物联网专业。
二、物联网工程专业的课程体系
从物联网的技术构成上来看,主要包含感知层、网络层、服务层和应用层。[2][3]因此,物联网专业涉及多个专业方向,其基础教学体系的建立也需要多个专业的汇聚。对于不同的大专院校,由于自身的情况、特点以及优势不同,可以建立不同的具有各自特点的理论课程以及实训课程。物联网工程专业面向现代信息处理技术,以培养从事物联网专业领域的研发、设计、工程及制造等方面的高级工程技术人才。因此,物联网工程专业或方向应建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系。[4]
如图1所示。
图1物联网工程专业的课程体系
三、物联网工程导论实践教学
物联网工程导论是物联网工程专业的核心课程之一,同时也是本专业的入门课程。对于刚刚进入大学的本科新生来说,这是他们进入大学后学习的第一门专业课程。新入学的学生对物联网这一新生事物了解的程度较差,头脑中没有相关的概念。因此,物联网工程导论课程授课的主要内容应以介绍物联网基本原理及知识和物联网的一些常见应用为主,在教学中以建立完整的知识框架结构作为中心点。通过教学活动,使学生能够对整个物联网专业的内容有一个较为清晰的认识,对整个学科的课程体系有一个初步了解,包括核心课程的简要内容和在专业中的作用和地位、相互关系等。这样可以尽量减少他们在今后四年学习中的迷茫和困扰,因此,在教学过程中需要注意以下几点:
(一)适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细
在教学内容的选择上应以面向应用为指导思想对教学内容进行适当的补充或删减。教学过程中切忌讲的过深过细,要让学生了解并掌握本学科的基本内容和研究方法。本课程作为物联网工程专业的引导性课程,基本上涵盖了物联网这一学科知识体系的各个主要方面。因此,在授课过程中,在介绍每一方面内容时,应从宏观层面入手,对学生做一个较高层次的高级科普。讲课内容要能反映物联网科学技术和产品的最新发展,在使学生了解相关概念和术语的基本含义的基础上,同时更多的了解最新流行电子产品的功能和基本原理;这些内容比较适合一年级大学生的思维方式和知识背景,有利于提高他们对物联网知识的理解能力;通过本课程的讲授,引导学生思考物联网在发展和应用中存在的问题,从而培养学生对物联网工程专业的兴趣,为更好的学习相关的其他课程奠定一个良好的基础。
(二)引导学生转变学习方法,促进良好习惯的养成
大学新生入学后,学校一般会安排入学后的专业教育,但是由于时间较短,效果有限。很多学生仍然不太适应大学的学习生活方式。因此,物联网工程导论作为新生入学后学习的第一门专业核心课程,教师在授课中不仅要介绍物联网的基本知识,还要着重引导学生的学习方法,促进学生养成良好的学习习惯。使学生能够很快适应大学的学习方式。
中学阶段,学习的主要方式就是大量而紧凑的课堂教学。学生的学习时间由学校安排,老师实施灌输式教学。老师教学生是“手拉手”领着教,老师对于课程的安排非常详细和周到,使得同学们养成了依赖老师的习惯,在学习过程中只会去被动的记忆和背诵。到了大学,老师的课堂讲授相对减少了很多,在课堂上的不会讲授全部的教学内容,而是以自学为主。课外时间都是自己安排,自己找老师讨论问题,自己去图书馆看书,自己找志同道合的人研究问题。学习过程中也不再采用题海战术和死记硬背的方法,需要学生勤于思考,勇于实践,尤其对于物联网专业而言,很多知识需要通过实践才能真正理解和掌握。
根据中学和大学学习特点的不同,在本课程的教学中,教师在授课过程中,要结合本专业的基础知识去引导学生转变学习方法。一方面,要和学生一起分析中学和大学的学习特点,使学生明白二者的不同,从而主动的去适应大学的学习方式;另一方面,通过读书报告、专题讨论、课程实践等方式,训练学生适应新的学习方式。要使同学们明白,除了要认真听老师的讲课,认真阅读教材和参考书,加强实践环节的学习,除此之外,更重要的是还要有个人的独立思考和积极探索的精神。
(三)教学的重点在于学生能力的培养
教育部在教高[2007]2号文件中明确提出要求:努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力[5]。众所周知,我国的高考竞争非常激烈,因此在中学阶段,对于绝大多数学生而言,把时间全部用在了知识学习和完成各种各样的作业题、模拟题和考试题上是唯一的选择,而对于自身综合素质与能力的培养无暇顾及。从中学进入大学,学生的学习方式有了根本的变化,因此学生要利用好业余时间,有意识地培养和提高自身的综合能力与素质,主要包括以下几个方面:
学习能力:即自学的能力。对中学生来说,学习就是按照学校的安排,在课堂上接受教师的知识传授,课下完成老师布置的作业。而在大学中,需要学生自主地安排学习计划、主动地获取知识,不仅仅在课堂上进行知识的学习,在课下的时间还要去读书、去思考、去实践,逐步的提高自己的自学能力。
创新能力:所谓创新,就是用新思想、新方法和新技术解决工作中遇到的各种问题。作为大学生,只有具有良好的创新意识和能力,才能面对在未来学习和工作中面临的各种挑战,有效的解决遇到的各种问题。
实践能力:实践能力是指在工作当中运用自身的知识去分析问题和解决问题的能力。对于工科专业的本科学生,实践能力的强弱尤为重要,因此,在大学阶段,应该着重加强诸如课程设计、实验、实习、大学生科技竞赛等环节的学习和训练,以提高自身的实践能力。
交流能力:交流能力指一个人与他人有效地进行信息交流的能力。在现代社会,交流能力是个人素质的重要体现,它代表了一个人的知识、能力和品德。本科学生无论毕业后无论进入那一个行业,都是在一个团队进行自己的工作,因此,如何与团队内外人员的进行良好的交流对于自己的研究和工作是至关重要的。
四、结语
综上所述,物联网导论课程在本科教学的整个过程中有着重要的作用。通过本课程的教学,使学生对物联网专业的基本知识有了一个初步的认识,并在学习的过程中逐步去适应大学的学习方法,为后续专业课程的学习也打下了一个良好的基础。同时,在学生的思想当中逐步树立起培养自身综合素质的意识,最终成长为一个高素质的大学本科毕业生。
参考文献:
[1]张小平.物联网知识讲座(一)[J].物联网技术,2011,1(5):91-92
[2]沈苏彬,范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2009,29(6):1-11
[3]袁静.物联业务的发展及网络融合趋势[J].电信技术,2010,1:10-12
物联网工程的含义范文2
如何从计算机类网络工程与物联网工程这两个专业协同创新的角度构建网络管理的实践思维模式，是网络管理课程实践教学改革，亟需研究并解决的问题。尝试从信息哲学的角度探析该问题，应用信息哲学视角下的教育新范式，加强网络管理的基本信息理论教学，并通过信息哲学的方法论意义在信息－语义－智能的多维度立体化层面的启示，帮助相关专业本科生构建网络管理的实践思维模式，最终有利于从协同创新的角度推进网络管理课程的实践教学改革。
关键词:
网络管理实践;思维模式构建;信息哲学
1研究背景
作为计算机类网络工程专业与物联网工程专业网络管理与安全课程群的一门重要课程，网络管理课程旨在培养相关专业本科生的网络管理实践能力。依据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020年)》提出的“建立高校分类体系，实行分类管理”这一高等学校发展思路［1］，作为一所地方工科院校，我校面向本科生稳步推进“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革。按照这一改革思路，网络工程专业与物联网工程专业本科生的网络管理实践思维能力培养显得尤为重要。结合实际的教学经验，已提出以协议分析为导向的本科生网络管理能力培养模式［2］。然而，在将以协议分析为导向的本科生网络管理能力培养模式应用于网络工程专业与物联网工程专业的网络管理课程教学过程时，学生对网络管理的基本信息理论理解得不够透彻，不能很好地利用已有的网络管理数据模型进行具体应用开发。因此，如何从计算机类网络工程与物联网工程这两个专业协同创新的角度，构建相关专业本科生的网络管理实践思维模式，是亟需研究并解决的问题。
2本科生网络管理实践思维模式的构建
为了实现利用协议分析解决网络管理中的实际问题这一能力培养总体目标，将以协议分析为导向的类比教学法和发散教学法应用于计算机类网络工程与物联网工程这两个专业的网络管理课程教学中。经过教学实践，相关专业本科生的网络管理能力有了一定程度的提升。然而，在具体实施的过程中，仍存在一些问题，其中的主要问题在于学生对网络管理的基本信息理论理解得不够透彻，不能很好地利用已有的网络管理数据模型进行具体应用开发。因此，亟需推进网络管理课程的实践教学改革，从而更好地帮助本科生培养以协议分析为导向的网络管理实践能力。对于本科生而言，网络管理的基本信息理论学习主要在于递进地理解简单网络管理协议(SimpleNetworkManage-mentProtocol，SNMP)的抽象语法表示(AbstractSyntaxNota-tionOne，ASN．1)语言、管理信息结构(StructureofManage-mentInformation，SMI)、管理信息库(ManagementInformationBase，MIB)与MIB树。实际上，SNMPMIB属于网络管理信息理论中的数据模型，它是针对实现者的细节层次上的具体模型，而网络管理信息理论中的信息模型则是针对设计者和操作者的抽象层次上的概念级模型［3］。在网络管理信息理论中，相对于信息模型，数据模型定义在更低的抽象层次，包含许多的细节。它用于为实践者服务，包括许多针对具体实现与协议的构造。因此，在本科生网络管理课程实践教学过程中，应引导学生更多地关注于面向网络管理协议的数据模型与信息模型及相关应用开发。考虑到网络工程专业和物联网工程专业的本科生对网络管理信息理论的理解不够透彻这一目前存在的主要问题，在将以协议分析为导向的本科生网络管理能力培养模式应用于计算机类网络工程与物联网工程这两个专业时，尝试在信息哲学的视角下从这两个专业协同创新的角度构建网络管理的实践思维模式。
3信息哲学视角下的教育新范式
现代信息技术的快速发展直接或间接地引发了关于信息的哲学思考，而早在20世纪80年代，邬焜已提出，信息哲学是区别于所有其它哲学的一种元哲学或最高哲学［4］。牛津大学的弗洛里迪(L．Floridi)也提出信息哲学是一门成熟的学科这一基本论点。网络管理课程作为计算机类网络工程专业和物联网工程专业网络管理与安全课程群的一门核心课程，目前其教学过程占主导地位的仍然是网络管理技术能力方面的培养，而相关的信息模型和数据模型等基本信息理论由于理解上的困难，不容易引起本科生充分的重视，这将可能导致该课程的实践教学环节仍然停留在简单的验证和模仿层面，不利于培养本科生在实践过程中处理具体网络管理问题的综合分析能力。俄罗斯科学院信息科学问题研究所的康斯坦丁•科林指出，将信息科学作为基础科学和一般教育课程学习的新的科学原则，从而形成一个教育的新范式，其中的一个重要问题在于建立一个新的信息科学领域的前瞻性结构，以便于更好地适应现代科学和教育事业的发展潮流［5］。因此，通过借鉴对教育中信息科学的哲学问题的现有研究，考虑应用信息哲学视角下的教育新范式，加强网络管理相关的信息模型和数据模型等基本信息理论的培养，推进网络管理课程的实践教学改革，从而支持计算机类网络工程与物联网工程这两个专业的协同创新，进而尝试构建网络管理的实践思维模式，引导本科生在面临移动互联网和软件定义网络(Software－DefinedNetworking，SDN)等各种新型网络时，利用网络管理实践思维模式解决不同网络管理环境中的具体问题。
4信息哲学对构建网络管理实践思维模式的启示
与其它网络协议原理相比较，本科生在网络管理协议的实践过程中存在的主要难点在于，容易过分地依赖现有的SNMPMIB工具，却很少通过深入理解网络管理相关的信息模型和数据模型等基本信息理论，从而难以构建网络管理实践思维模式，进而无法针对不同的网络管理场景自主进行具体应用开发。考虑到这一实践教学难点，尝试利用信息哲学视角下的教育新范式探析相关专业本科生网络管理实践思维模式的构建问题，以帮助本科生更加深刻地理解ASN．1语言与SNMP的SMI和MIB的实质，进而实现网络管理课程在网络工程与物联网工程这两个专业的协同创新。在构建网络管理的实践思维模式时，不是将ASN．1、SMI和MIB这些语法知识简单地灌输给本科生，而是首先帮助本科生从网络管理信息模型的角度建立SNMPMIB的树型结构，进而从更高的抽象层次理解网络管理数据模型和信息模型等相关的基本信息理论。利用信息哲学的方法论意义，在网络管理的实践教学环节，将事实上的网络管理标准SNMP相关的ASN．1、SMI和MIB从网络管理工具和技术层面，推进到信息－语义－智能的多维度立体化层面，这将有利于本科生从融合的角度理解网络管理的信息理论等基本理论，从而更好地理解网络管理的自动化目标［6］。在信息层面上，信息哲学的创新方法论启发在网络管理课程的实践教学环节中应引导本科生进行SNMPMIB树的解析，这样网络管理的焦点集中于网络管理信息理论的数据模型上，进而在语义层面上，网络管理数据模型包含各种被管对象，通过SNMP获取管理信息，在实践过程中引导本科生理解这些管理信息的具体含义，依据SNMP的SMI，由MIB被管对象的DESCRIPTION部分阐明，最终在智能层面上，面向网络管理的自动化目标，引导本科生通过实践教学环节分析网络管理信息之间的关联，为自动网络管理系统的设计与实现奠定基础，从而在信息－语义－智能的多维度立体化层面上构建网络管理的实践思维模式。更进一步，从网络工程与物联网工程这两个专业协同创新的角度，独立于具体实现与协议的构造，利用信息哲学的研究成果，整合计算机网络与物联网的网络管理信息理论体系，利用已有的网络管理协议应用程序编程接口(Ap-plicationProgrammingInterface，API)帮助本科生构建网络管理实践思维模式，通过构建的网络管理实践思维解决不同网络管理场景中的具体问题，以适应新型网络的管理需求，例如面向计算机网络、物联网、移动互联网和SDN的综合网络管理。给出信息哲学视角下计算机类网络工程专业与物联网工程专业在网络管理课程实践教学环节中的协同创新思路。从信息哲学的视角出发，计算机类网络工程专业与物联网工程专业在网络管理课程实践教学环节可以采用一种协同创新思路，以网络管理信息理论中针对设计者和操作者的抽象层次上的概念级模型———信息模型为核心，包括网络管理信息模型的定义、加载、解析与浏览。通过在实践教学环节利用已有的网络管理协议API帮助本科生构建网络管理实践思维模式，使其思维不局限于网络工程专业或物联网工程专业，从而在面临移动互联网和SDN等各种新型网络时，逐步具备解决新的网络管理实践问题的综合分析能力。
5结语
本文通过应用信息哲学视角下的教育新范式，加强网络管理相关的信息理论和数据模型等基本信息理论的教学，从而利用信息哲学的方法论意义在信息－语义－智能的多维度立体化层面的启示，帮助本科生构建网络管理的实践思维模式，最终旨在推进计算机类网络工程与物联网工程这两个专业在网络管理课程实践教学环节中的协同创新。
作者：徐慧 王春枝 叶志伟 宗欣露 单位：湖北工业大学计算机学院
参考文献:
［1］中华人民共和国教育部．国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020年)［Z］．2010-07-29．
［2］徐慧，王春枝，陈宏伟，宗欣露．以协议分析为导向的本科生网络管理能力培养模式探讨［J］．计算机教育，2013(14)．
物联网工程的含义范文3
关键词：物联网 物联网应用 辽宁
中图分类号：F49；F127
文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）08-035-02
物联网被称为是信息技术的第三次革命性创新，同时也被许多国家列为未来发展的战略性新兴产业，物联网的概念首先由美国麻省理工学院凯文・艾什顿在1999年提出。联合国国际电信联盟（ITU）在2005年的《互联网2005.物联网》中正式采用物联网说法。物联网（IOT）是“物物相连的智能互联网”，它包含了三层含义：（1）物联网是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其核心和基础仍然是互联网；（2）物联网的用户端可以延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行通信和信息交换；（3）物联网是可以进行智能控制、自动监测与自动操作的。
一、我国物联网行业发展概况
我国政府对物联网的发展十分重视，2009年，时任国务院总理的同志，就提出要建设信息网络和七大战略性新兴产业。“十二五”期间，国务院又颁布了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，对物联网的发展做出了规划，同时出台了促进物联网产业发展的相关政策措施。
“十二五”期间，共启动了28项国家物联网重大应用示范工程，2013年10月又了《国家发展改革委员会办公厅关于组织开展2014-2016年国家物联网重大应用示范工程区域试点工作的通知》，财政部联合工业和信息化产业部共同设立了物联网发展专项资金，用于对物联网研发项目的支持，已经累计安排物联网专项资金15亿元，陆续支持了500多个研发项目。
近几年我国物联网产业发展的综合增长率达到了30%以上，充分体现了其强劲的发展势头。地方政府出台地方规划和行动方案，加大投入力度，对企业为主体的物联网技术研发和产业化项目进行扶持。建立协同推进机制，积极推广物联网应用，取得了积极成效。物联网技术已经融入到了纺织、冶金、机械、石化、制药等工业制造领域。尤其是智能交通领域的车联网以及智能制造领域的工业物联网，市场前景良好，增长速度不断攀升。到2014年，物联网产业规模达到5800亿元，同比增长18.46%。
中投顾问的《“十三五”数据中国建设下物联网行业深度调研及投资前景预测报告》指出，构成物联网产业链中的支撑层、感知层、传输层、平台层以及应用层分别占物联网产业规模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物联网感知层、传输层参与厂商众多，成为产业中竞争最为激烈的领域。
从应用领域角度看，2015年占据我国物联网市场主要份额的应用领域包括智能工业、智能农业、智能交通、智能物流、智能电网、智能医疗、智能家居和智慧城市。其中智能家居领域由于和日常生活高度融合而受到广泛关注，成为发展最快的应用领域。智能交通中的车联网以及智能医疗领域，由于需求空间广阔、产品附加值高，在2015年获得了大量的市场投资，在2016年其市场份额将会进一步提高。
预计作为信息产业发展的第三次革命，物联网涉及的领域越来越广，其理念也日趋成熟。当前，以移动互联网，物联网，云计算，大数据等为代表的新一代信息通信技术创新活跃，发展迅速，真正全球范围内掀起新一轮科技革命和产业变革，被认为是世界经济新的增长点。
与国内其他省份相比，辽宁省在物联网产业基础、技术研发能力、网络服务等方面具有较强的竞争力，物联网产业也必将成为辽宁经济结构调整、企业转型、加速产业信息化智慧化的核心推动力量。
二、辽宁省物联网产业应用发展和存在的问题
辽宁作为我国的老工业基地在电网、工业自动控制，数字医疗等领域开展了一系列物联网试点和示范项目，并且取得了初步进展。
例如，国网辽宁省电力有限公司建设的基于物联网的绿色通信机房，为维护人员提供机房实时能耗水平并提供能耗优化建议，降低了故障发生概率与整体能耗，体现了物联网的智慧应用的优点。通过部署统一标准的各类感知装置，实时采集设备运行数据、环境数据，并且遵循统一信息模型和通信规约，系统统一对感知数据进行收集、处理加工。
国网辽宁省电力有限公司自2015年起开展了国家电网公司物联网示范应用建设的试点工作，其建设内容涵盖了变电、配电、机房管理等方面的技术改造。特别是该公司的信息通信工作部以智能电网建设为契机，将物联网技术应用于电网，未来必将产生巨大的社会与经济价值。
物联网工程的含义范文4
关键词：5G移动通信；通信工程；创新发展
回顾移动通信技术的发展历程，1G技术解决了人们通信难问题，2G在此基础上扩大了覆盖面积，3G则是一次巨大的突破实现了图片视频等无界限传输，4G催生了微信、移动支付等新兴软件加速网络平台的发展，5G总结以往通信技术中的优势与劣势，作为崭新的技术出现带给未来无限可能。5G技术应用于通信工程中，一方面能够提高通信工程信息传输的质量，另一方面加快图片、视频等传送下载的速度，本文对5G技术在通信工程应用进行分析，力求加快通信工程的创新升级。
15G移动通信技术
5G通信技术事实上就是第五代移动通信技术，5G通信技术并不是凭空产生的而是依托于4G基础上。根据相关数据统计，5G网速传送最快时是4G的100倍，这说明在5G通信技术下，网速将有大幅度的提高，通信质量也会有所改善。从标准技术参数中可以看出，5G移动通信标准频谱集中在3.3-39GHz，说明其在中高频段比较集中，相比之前的技术，5G通信传输速度更快，但是覆盖成本也随之提升。此外按照5G通信传输标准，采用毫米波的频率较宽，但是由于绕射与衍射能够不足，所以需要额外引入MIMO提高天线增益，拓宽网络覆盖面。由此我们不难发现5G在给人们带来更加方便快捷的上网体验同时需要通信技术也越来高，灵活性科技性更强，只有充分满足5G技术要求才能够给用户带来更好的使用体验。
25G技术相比于4G技术的优势
2.1多天线
与4G技术相比，5G技术具有很强的优势，作为当前最新的移动通信手段，以安全性高、覆盖性强、灵敏度高特点运用多天线的方式达到精准传输信号的效果。传统通信技术弊端在于不能很好的给予多天线支撑，必须依赖于毫米波这种全新的技术才能够实现精准传输。由此可见5G通信技术的升级不仅加快信息传播速度，更实现了新兴资源的实际应用。
2.2小基站
除了以上信息传输速度优势外，多天线的尺寸不断缩小，这就意味着可以摆脱以往大基站的困扰，从此部署小基站。首先小基站覆盖范围更加广泛，5G可以覆盖4G所不能的末梢通信中；其次依赖小基站的优势，可以根据实际情况灵活的选择距离，介于体积上优势使得运营商可以自如的在每个城市中建立上千个甚至更多的小基站，这样排列下来形成一个密集强大的信息网络群；再次每个基站都可以接受并传送信号，这大大提高了信号的强度，提升信息传输的速度；最后由于小基站的功耗要远远小于大基站，所以即使建立多个小基站总体看来成本还是小于大基站。
2.3MassiveMIMO
从天线的数量分析5G基站支持天线数量是4G基站的十几倍，这些天线可以通过MassiveMIMO技术形成强大的天线矩阵，极大提高了基站接收信号的容纳量，意味着能够同时接收更多用户的信息，与MIMO的多输入、多输出含义相互吻合。从理论上讲，这种技术并不是新发现而是在4G基站中已经获得了实验。迄今为止，进行的程度仅仅停留在测试层面上，宏观上为5G基站技术提供一个大致的方向，还需要通过5G移动技术完成。当不同用户之间进行资源共享时5G基站能够将MassiveMIMO导入空间域满足大量不同用户信息传输的需求。
2.4波束成形
波束成形的原理是聚集有限的能量，使其在特定的方向上进行传输，减少能量在过程中的损耗，形成一个很窄的波束，避免其他信号的干扰最大程度上增加传输的距离。此外这一技术还可以提高频谱利用率，通过信号的处理算法确定其最佳路径，规定出通信工程中起始阶段到终端的路线，避免信号被障碍物阻挡远距离传送中信号衰减的风险。
2.5其他技术
（1）全频段技术4G网络条件下频段资源问题日益突出，成为目前困扰人们的主要问题之一，一般情况下4G频段能够基本满足人们正常生活的需要，但是往往在使用人数过多，线上压力增加出现频段资源严重匮乏的现象，影响线上用户的体验。所以想要解决这类问题，应该充分利用5G通信技术中的全频段功能，灵活解决频段资源不足问题。事实上，5G通信技术仍然在试验初期很多方面还在完善中，想要进一步提升网络速率保证传输稳定性，可以结合全频段技术减小通信设备的体积，可以在一定程度上提升网络速率。（2）SDN/NFV技术NFV与SDV分别是指网络功能的虚拟化以及软件定义网络，这两项技术是构成5G通信技术的基础。在此基础上云服务又为5G技术发展提供技术支持，有利于技术功能拓展，按照预期计划进行，此外在通信工程中SDN/NFV技术不可缺少，很多程序智能化操控也是依托于这两项技术的支持，5G移动信息技术的加入能够在生活中辅助人们进行生产活动，节省资源，满足各行业不同的网络需求。
35G移动通信技术在通信工程中的应用
社会生活中通信工程应用无处不在，拉动了社会的进步，为人们生活带来了便利。但是随着生活水平不断提高，人们不再满足于“能通信”，而是提出了“通信优”高质量的网络通信要求。5G移动通信技术的问世能够极大提升用户通信满意度，所以将5G通信技术应用于通信工程中势在必行，具有突出的现实意义。3.1在通信工程建设中的应用通过5G移动试点城市的数据显示可知，未来在通信工程中的应用具有很强的紧迫性，能够扩大网络覆盖面积，提升用户的满意度。目前无线通信技术需要以基站为中心，建立星型网络结构，这种方式过于耗费人力物力，与此同时在拓扑结构限制下，工程通信的容量有限，覆盖面积比较小，最终仍然不能达到实时通信的目的。5G通信技术能够端端相连直接通信的方式，一方面满足数据近距离传输，提升数据传输的完整性与准确性；另一方面取消中间节点的干扰，终端用户可以实时通信提升通信的速度，减少时间的浪费。最重要的是以往通信工程中运营商需要依靠网络组建及配置进行信息工程建设，造成许多资源的损耗。但是5G技术帮助避免此类问题发生，在降低成本的同时提升网络通信质量缩短通信时间，形成自由配置、多结构、多渠道的复合型通信网络群，发挥网络联动机制，推动互联网行业创新发展。
3.2在智能通信领域的应用
5G技术以其智能性超越原有的4G技术，所以将5G技术应用于通信工程中也应该优先考虑“智能化”特征，毕竟现代化社会为5G移动通信技术提供发展的平台。在通信工程中5G技术的引入能够大幅度提升网络传输效率，顺应智能化、信息化的社会需要从生活角度出发，5G除了在移动端手机等电子设备中的应用外，还可以灵活地将物联网与人们生活高度结合，比如对路灯、电子显示牌等基础公共设施的智能化管理，实现人性化、信息化城市建设向智能化城市方向进军。在信息传输方面5G技术更快、高准、更稳定，能够实现信息展示与下载同步进行。此外智能城市是通信工程中目前最重要建设项目之一，5G技术在通信工程中的应用可以实现无人机控制与汽车行驶智能化的梦想，其中涉及物联网技术、大数据云平台、地理空间信息、人文资源等多种信息集成。建设智能城市首先应该清楚其构架，从主观角度来看分为：城市感知层、基础服务层，从客观角度来看分为：数据统计层、传输通信层、智能应用层，为了达到网络全面化的目的，需要利用5G技术进行全市、全省以及全国的覆盖，不断保证信息传输安全性及可靠性。因此无论是基于“智能城市”未来展望还是“绿色可持续发展”社会的要求，5G技术在智能通信领域的应用具有重要的意义，能够保证信息稳定传输，推动城市化信息化建设。
3.3在物联网通信技术应用
虽然4G技术已经成为移动通信的里程碑，但是通信网络传输的稳定性还需要进一步加强，所以提高通信速率，就要从根本上提高管理系统的灵敏度。在具体应用过程中，5G移动通信技术可以根据网络信息中的需要，有针对性的解决其中的问题，促进各个行业信息化的发展。随着网络平台的不断兴起，物联网接入设备种类不断增多，行业服务背景下，时代对于物联网信息传递提出了更高的要求，移动通信技术和物联网平台并不是互相独立的两个个体，而是相辅相成的关系，对打造通信工程中万物联网具有重要的意义。目前我国已经实现智能物联网平台的打造力求万物联网，实现网络泛在化。
物联网工程的含义范文5
关键词：物联网；数据交换标准；可扩展标记语言；标准本体
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)04-0067-05
Research on the data format standard of Internet of Things based on
XML and ontology
GUAN Jian
(College of Information, Capital University of Economics and Business, Beijing 100070, China)
Abstract: Currently in the application level of Internet of Things(IoT), relevant data format standards are very complicated and every relational subject goes his own way. To solve this problem, this paper, from the view of XML and ontology, started with the relationship among Internet, Semantic Web and IoT and then put forward the way of building the IoT data format standardization system. The IoT data format standardization should be based on XML for syntax and on standard ontology for semantic consensus.The standardization system should be based on top-level ontology, supported by vertical domain ontology and horizontal task ontology, and establish a variety of application ontology standards. Finally, the system with a specific application is illustrated and some key points for the development are analyzed.
Keywords: Internet of Things(IoT); data format standard; XML; ontology
0 引 言
2009年被称为中国的物联网元年，这一年，总理在无锡视察时提出了“感知中国”战略。2010年的“两会”期间，物联网首次被写入政府工作报告中，被确定为国家要大力发展的战略性新兴产业。近年来，从中央到地方、从政府到企业，一场物联网建设的热潮正在如火如荼地展开。然而，当前物联网的发展仍处于初级阶段，还面临着传感器技术不成熟、缺乏商业应用模式、信息安全和隐私等诸多问题与挑战，其中制约物联网发展的最大瓶颈，则是缺乏统一的技术标准，尤其是数据表达、交换和处理标准。因为传感器关键技术的突破、商业应用模式的推广等等，都只是物联网中“物”的问题，而数据交换标准则涉及物联网中“联”的问题。如果不能实现物与物之间畅通无阻的信息交换，就不能称之为真正的物联网。
1 物联网数据交换标准现状
物联网系统主要分为三个层面：感知层、传输层和应用层。感知层主要是对物体进行识别或数据采集；传输层是通过现有的通信网络将信息进行可靠传输；应用层则是对采集的数据进行智能处理或展示。在这三层体系中，感知层中基于物理、化学、生物等技术发明的传感器“标准”多已成为专利。而传输层的各种通信标准也已基本成熟，建立新的物联网通信标准难度较大，可行性较小[1]。因此，物联网标准的关键和亟待统一的是关于应用层的标准，而其中尤以数据表达、交换和处理标准为核心。
目前，针对物联网应用层的数据交换标准主要有PML、EDDL、 M2MXML、NGTP等。其中，PML是实体标注语言，它是EPC（产品电码）物联网中交换信息的共同语言，用来描述人及机器都可以使用的自然物体的描述标准。EDDL是电子设备描述语言，它可以描述现场设备中的数据，以用于工程、调试、监视运行和诊断。M2MXML是一种用于终端设备间的通信协议，它包含一个用于分析协议的、与语义无关的Java API。NGTP是宝马公司推出的开放式Telematics协议架构平台，它使用统一、开放的接口来区分Telematics服务供应链的各个环节[1]。此外，还有智能建筑领域的OBIX标准、公共安全与应急领域的CAP标准以及PCM（脉码调制）遥测技术的IRIG标准等。
可以看出，现有的物联网应用层的数据交换标准大多是针对某一特定领域或行业业务提出的，有一定的局限性，所以当前物联网缺少的是一个统一的物联网数据交换大集成应用标准（或标准体系）。欧盟有关机构正在进行数据交换标准“融合”的研究，目标是综合考虑相关领域已有的基于XML的数据交换标准，以便为那些在不同的标准中语义上具有等价性的数据元素（尽管他们可能有不同的名字）提供全球唯一的交叉引用方式和标识结构，从而提炼出一个基础的元数据标准，把这个标准作为物联网数据交换的核心，那么，对于不同的行业应用，就可以基于元数据扩展出相应的行业数据交换标准[1]。
总体来说，物联网的标准化工作已经得到了业界的普遍重视，但对于应用层的标准化工作来说，还需要客观分析物联网标准的整体需求，从国际标准、国家标准、行业标准、地区标准等多个层次进行统筹设计；其次，还需要协调各个标准的推进策略，优化资源配置[2]。
2 物联网数据交换标准体系的构建
2.1 构建物联网数据交换标准体系的基石
XML 技术是为了克服HTML在互联网信息交换和表示方面的缺陷而设计的，本体论最初也是起源于哲学领域，随后在研究人工智能时被引入计算机领域。虽然两者的出现都不是为了解决物联网领域的数据交换标准问题，但它们却为这一问题的解决提供了必要的理论基础和技术手段。
2.1.1物联网数据交换标准的语法基础――XML
XML（eXtensible Markup Language,可扩展标记语言）是W3C组织于1998年推出的一种用于数据描述的元标记语言标准[2]。作为SGML（Standard Generalized Markup Language，标准通用标识语言）的一个简化子集，它结合了SGML丰富的功能和HTML的简单易用，同时具有可扩展性、自描述性、开放性、互操作性、可支持多国语言等特点，因而得到了广泛地支持与应用。
对于作为物联网数据交换标准的格式来说，XML具有以下显著优点：
(1)可定义行业或领域标记语言
XML可以用DTD或者Schema来定义，一份遵循DTD或者Schema定义的XML文档才是有效的。因此，XML可以针对不同的应用建立相关的标准语言，如化学标记语言（CML）、数学标记语言（MathML）、语音标识语言（VoiceXML）等，包括目前物联网中很多已经存在的标准都是基于XML定义的。
(2)具有结构化的通用数据格式
XML使用树形目录结构形式，可以自行定义文字标签并指定元素间的关系，同时它也是W3C公开的一种数据格式，没有版权的使用限制，因而十分适合作为不同应用程序之间的信息交换格式。
(3)可提供整套方案
XML拥有一整套技术体系，如可扩展样式表语言XSL、数据查询技术XQuery、文档对象模型DOM等等。
2.1.2物联网数据交换标准的语义基础――本体
本体（Ontology）起源于哲学，被Neches等人引入计算机科学领域后，在人工智能、语义Web、软件工程、图书馆学以及信息架构等领域得到了广泛应用。关于本体最流行的定义是Gruber在1993年给出的，即“本体是概念模型的明确的规范说明” [3]。Studer在对前人的定义进行概括后提出：本体的概念包括四个方面[4]：
(1)概念模型：它是客观世界现象的抽象模型，其表示的含义独立于具体的环境状态；
(2)明确：所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义；
(3)形式化：本体的表示是形式化的，可以被计算机处理；
(4)共享：本体中体现的是共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集，它所针对的是团体而不是个体。
本体的目标是获取相关的领域知识，提供对该领域知识的共同理解，确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇（术语）和词汇间相互关系的明确定义。所以，本体是具有不同知识表示的Web应用系统之间进行数据或知识交换共享的基础结构。通过定义共享和公共的领域知识，本体可帮助机器之间或机器与人之间更加精确地交流，实现相互之间的语义交换，而不只是语法级的交互[5]。
按照领域依赖程度，Guarino将本体划分为四类[6]：第一类是顶级本体，用于描述通用的概念和概念之间的关系，如时间、空间、物质、对象、事件、动作等，顶级本体独立于特定的问题和领域，与具体的应用无关；第二类是领域本体，用于描述特殊领域（如教育或金融）中的概念，即陈述性知识；第三类是任务本体，用于描述特定任务或活动（如入学或取款）中的概念，即过程性知识；第四类是应用本体，应用本体可通过进一步特殊化领域本体和任务本体，将其用于描述既依赖于特定领域，又依赖于特定任务的概念，这些概念通常对应于领域个体执行特定活动时所扮演的角色（如学生入学或客户取款）。
2.2 构建物联网数据交换标准体系的思路
顾名思义，物联网就是物与物相连的网络，要想实现物与物之间畅通无阻的“交流”，就需要在语法上相同，在语义上互通。通俗的说，就是用相同的格式表达同一个意思。XML在语法上的结构化信息表达能力和本体在语义上的透明性之间的优势互补为物联网数据交换标准的建立提供了很好的解决思路。
2.2.1 从互联网向语义网、物联网发展
由于XML具有诸多的优点，因此，XML成为许多应用领域的首选信息表示格式。同样，XML也非常适合于物联网中的信息传输，同时，它还可使得各种物联网终端能够和当前的互联网实现很好的对接。因此，物联网的数据交换标准应该是一种基于XML的标记语言，而且，从目前已经存在的数据交换标准来看，也确实如此。然而，XML具有一定的语义局限性，它具有语义表达能力，却没有语义透明性，它允许用户在文档中加入任意的结构，而无需说明具体含义，但其缺乏数据表达式与相应概念之间的统一性。正因为如此，在XML2000会议上，Tim Berners-Lee提出了语义网的概念。语义网使用本体来描述一个专业领域知识中的重要概念以及概念之间的关系，以使得这些概念和联系在共享的范围内有着明确而唯一的定义，从而达成一种共识，这样，机器之间或人和机器之间就可以进行无障碍的交流。
语义网被称为下一代互联网，而物联网则是一种泛化的互联网，两者都将是互联网的发展方向，只是它们的出发角度不同，前者偏向于从技术角度出发，后者偏向于从应用角度出发。由于物联网具有自动识别、自动传输、自动处理等特点，因此，与当前的互联网相比，物联网更需要机器之间或人和机器之间实现语义级别的交互。
2.2.2 基于本体分类构建物联网数据交换标准体系
本体从底层向上分为顶级本体、领域本体和任务本体以及应用本体，这些不同层次的本体可向我们提供这个世界的共性描述，而物联网正是要将世界连接起来。
首先，物联网所连接的各种物体都处在同一个世界中，它们都具有某些共同的特点，即人们对于这个世界的基本认识，如时空、物质、事件、行为等，所以，物联网数据交换标准体系的基础是顶级本体标准。其次，物联网各个垂直的应用领域都有特殊性。具体到每一个领域，都有可能、有必要发展一套依托于领域本体的标准。但是，很多类型的业务词汇和流程是可以跨越多个垂直应用领域而公用的，所以，还有必要发展起跨领域的物联网任务本体标准，即某个领域的本体标准可能构建于多个任务本体标准之上，而某个任务本体也有可能被多个领域本体所引用。最后，具体到每个企业、组织甚至个人，它们针对于自身的物品、行为、过程等，也可以建立起基于顶级本体、领域本体和任务本体的应用本体标准，以供其他个体在与自身发生信息交换时共享这些事先定义好的内容。
基于上述思路，物联网数据交换标准应以XML为语法格式、以标准化的本体为语义共识。按照本体的分类，物联网数据交换标准体系应以顶级本体为基础，以纵向的领域本体和横向的任务本体为支撑，建立起各种不同的应用本体标准，其整个物联网数据交换标准体系示意图如图1所示。
2.3 物联网数据交换标准体系的应用实例
XML使物联网中的节点可以采用相同的数据交换格式，而本体则可以使相关节点对交换的数据实现语义上的共识和推理。下面用一个具体的实例来说明XML和本体在物联网数据交换中所发挥的作用。
例如，某消费者家里的智能家居系统检测到冰箱里的苹果存量不足，那么，系统就会根据预先设定的程序自动向网上商店发出购买指令。这样，关于此次购买行为中的苹果描述信息如下：
xmlns=”.
[8]蒋建文.基于多Agent的信息家居系统研究[D].合肥：合肥工业大学，2003.
[9]李为冲.XML到OWL文档生成方法研究[D].青岛：中国石油大学（华东），2008.
物联网工程的含义范文6
【关键词】物联网 质量 测评体系
1 国内外物联网现状及其发展
物联网，其实是有两层含义的，首先其中心还是互联网，是在互联网的基础上的外延。其次，通信不仅仅是停留在网络的层面，还可以是物体和物体之间的交换信息。从本质上讲，物联网就是业务和应用。物联网通过各种信息传感设备将物品与网络相连接，更方便进行交换信息。物联网具有很多新的特点如：电脑智能解决、传递安全、全面等。
从国外来看，只有欧美、日韩等对物联网有所研究，物联网已经成为他们不可缺少的一部分。从国内来看，物联网有很大的发展潜力，但是也存在一定的政策风险。国家有关部门都表示要加强各方面的力量，促进物联网的发展，要让物联网和互联网相结合建设现代流通网络。全国都在热切的注视着投资物联网，但是要如何让有关部门形成统一的技术指标，这需要国家政策的支持以及对物联网有关技术知识的积淀。
2 面向物联网的质量测评体系的建立
质量测评体系对于一个组织系统或是一个产业的可持续发展具有很重大的作用。随着网络技术的发展，互联网技术的浪潮，以及各种新科技的发展，物联网正在继续走向成熟，一物联网为中心的时代即将到来。这就更需要质量测评体系的重度把关。质量，就是某种产品对需求的满足程度和特征的总和。面向物联网的质量测评体系，决定了物联网的发展前途。
2.1 质量测评体系的认识
通过从基础的网络设备的建设，逐步推进，不断提高信息技术含量，从而带动他们国家的各方面发展，强化产业优势和国家竞争力；通过在人民大众的生活区域内建立职能网络，让大众随时的感受科技智慧的服务。根据物联网管理运行机制的本质特点和目标，面向物联网的质量测量体系指标应该当从整体质量评价的效果上来进行，从整体的角度实现物联网质量的提高，而不能知识看重某一个环节对现有的情况的影响。
如对于网络链上的某一商家来说，该商家所提供的一种物品某方面质量很好，如果单独地对这一商家物品的一个方面进行评定，就会认为该商家的产品质量较好。然而如果仔细研究可能发现这个商家的产品可能质量在其他方面不够好，因此可能做了错误的判断。随着物联网技术的发展，为了更加合理的显示出质量问题，就应该要考虑建立和其相对应的质量测评体系，并根据所建立的这个质量测评体系，对物联网进行评定。这个体系的指标有其自身的特点，其内容相比其他评价指标体系更为宽广。
为了建立有效的质量测评体系，应该参照一下几个原则。第一，要显出重点，对关键的影响因素要进行着重研究。第二，要采用能反映物联网运行流程的指标体系。第三，采用的指标体系不仅仅是反映物联网的某个点的情况，而是要考虑到全局。第四，要做到实时分析，实时评价，并作出相对应的方案条例。
2.2 面向物联网的质量测评体系的建立
质量测评体系的建立应该从以下三个方面入手：第一，确定测评原则，制定评定计划；第二，建立测评体系，开始测评工作；第三，质量综合评价，开展质量跟踪，提高质量。必须对物联网的质量进行测评，这样才能发现其不足，以完善其缺点来提高其服务质量。但是在研究具体的方法之前我们需要了解测评体系该如何建立，测评体系的特点。
确立测评体系的构建思路首先有利于我们可以迅速抓住体系构建的重点，并能顺清思路 ，根据物联网服务的特征，我们应该在面向物联网的质量测评体系的构建中遵循以下思想。
第一，重视信息共享，物联网的运行和市场都靠信息的共享，大量真实的信息，是这一个体系的核心。第二，选取关键性指标。物联网涉及的领域广，信息量大，如果从一个个普通的指标入手，不仅成本太大，而且不能发现影响其质量的关键性因素。第三，层次化。这样各个不同的指标就有可比性，能够产生有效的决策支撑，是一种重要的分析方法。第四，区分不同领域。物联网的领域广，不同的领域有不同的运转方式，因此要采用不同的测评指标。
基于前面的研究，我们可以清楚了解，物联网是一个复杂的系统，它可以分为物流服部分、信息传送部分和金融部分。正因此，我们要建立一个多层次的质量测评体系。物联网质量测评体系的作用就是提高物联网服务的质量，提高客户的满意度，根据模型并且结合物联网的特点，就可以建立起用来服务物联网质量绩效的体系。在物联网这里，整个物品流通过程是指从最初供应商开始直至最终用户为止的整个流程。反映整个物联网质量的指标，目前国内外鲜有研究，本篇综合考虑了体系指标的客观性和实际可操作性，提出了以下反映整个物联网的评价指标：物联网层次结构本文所提出的反映物联网节点企业之关系的质量评价指标是以每个物品流转层次结构模型为基础的。根据供应链层次结构模型，对每一层物品流通点依次进行测评，从而发现问题，解决问题，以提高整个物联网的质量。
参考文献
[1]沈苏彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黄维.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2009（06）.
[2]卿前龙，李江帆.服务质量及其度量模型[J].世界标准化与质量管理，2003（06）.
[3]张圣亮，张正明.服务质量要素相对重要性实证研究――基于三种类别服务[J].西北农林科技大学学报（社会科学版），2008（05）.
作者简介
王文斌（1972-）男，汉族，博士研究生，陕西西安人，高级工程师。研究方向：产业研究。
作者单位
