一、物联网架构
 
1.M2M架构
 
USN框架，研究人员在描述物联网的体系框架时，多采用国际电信联盟ITU-T的泛在感应器网络体系结构作为基础。该体系结构分为传感器网络层、泛在传感器网络接入层、骨干网络层、网络中间件和USN网络应用层。
 
 
M2M架构，是欧洲电信标准化协会M2M技术委员会给出的M2M架构，是USN的一个简化版本。在这个架构中，网络从左至右就划分为应用层、网络层和感知层三层体系结构，与无赖女王结构相对应。
 
 
1.1.感知层
 
感知层为物联网的最底层，是整个物联网的基础，由传感器系统、标志系统、卫星定位、嵌入式技术、网络设备等组成。其主要功能是采集各类物理量、音频、视频等数据。
 
然而，广义的感知层不仅具备数据采集，信息感知的能力，还具备数据计算处理、数据输出能力。这就需要在设备中运用嵌入式技术，使感知层的设备具备了计算的大脑。（边缘计算）
 
 
1.2.网络层
 
物联网网络层具有多种关键性的技术，如：
 
互联网
 
移动通信网（2G、3G、4G、5G）
 
无线传感器网络（LoRa）
 
 
感知层与网络层都是为应用层做服务的。
 
1.3.应用层
 
应用层相当于整个物联网体系的大脑和神经中枢，该层主要解决计算、处理和决策问题。其中云计算是物联网的关键部分。
 
物联网应用层通过处理分析过的数据，为用户提供丰富特定的服务，如：
 
智能制造领域
 
物流领域
 
医疗领域
 
农业领域
 
智能家居领域
 
二、嵌入式应用
 
嵌入式技术是整个物联网技术的核心，是万物互联中的物的基础。任何物体都需要借助嵌入式技术来接入物联网。
 
根据芯片运行的操作系统可以分为：单片机开发、ROTS开发、嵌入式Linux开发三大部分。
 
根据通信场景又可以分为：近距离通信（WiFi、蓝牙、ZigBee等），远距离通信（LoRa、NB-IoT、GSM等）
 
 

 
【摘 要】物联网应用领域的高速扩张为高校人才培养带来新的机遇和挑战。本文论述了计算机网络技术专业开设物联网方向的必要性和可行性，研究结合学院行业资源及优势专业培养网络技术专业人才的新思路，提出融合多专业的以智慧交通、智慧物流等物联网应用为特色的网络技术专业培养模式，并对如何构建该培养模式进行探讨。
 
【关键词】物联网；网络技术专业；专业建设；培养模式
 
物联网(The Internet of Things)是传感网在国际上的通称。它是以射频识别、无线传感器网络和M2M 等技术为核心互联网基础的延伸，是一种实现物物相连的互联网，被认为是新一代信息技术的领跑者。物联网是多学科交叉的新兴学科，国内的物联网热推动了物联网专业人才培养模式方面的研究。自2010 年以来，全国多所高等院校、高职院校相继开办物联网技术相关专业。从办学定位、人才培养目标、职业岗位分析、课程设置等入手，将新一代物联网技术植入网络技术专业技能培养范围，以弥补中国物联网人才的短缺。目前国内许多著名专家学者通过研究提出了物联网工程专业的培养目标、课程程体系结构、人才培养模式等研究成果。但上述研究从学科建设角度阐述了物联网专业人才培养模式等，并没有从如何结合各高职院校的现有学科开展具有行业特色的人才培养模式的研究。本文提出了依托学院现有的计算机网络技术专业探讨培养智慧交通、智慧物流等物联网应用所需的复合型人才的专业建设思路。
 
一、物联网技术的核心是计算机网络技术
 
物联网技术是在互联网技术基础上延伸和扩展的一种网络技术，核心和基础仍然是互联网技术，其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间进行信息交换和通讯。从技术层面分析，物联网是通过传感器、RFID 射频识别装置、红外感应器、GPS 全球定位系统、激光扫描器等装置，按约定的协议，实现人与物、物与物智能沟通和对话的网络信息系统。从其技术构成和学科关系的角度上分析，物联网技术是以计算机网络技术的发展为依托的，物联网知识体系的基础仍然是计算机网络技术。从技术架构上来看物联网可以分为三层，分别是：感知层、网络层和应用层。传统计算机网络技术专业侧重于培养学生熟练掌握计算机网络系统的应用以及设计和搭建各种计算机网络环境。在培养目标和专业课程设置等方面，计算机网络技术专业已涵盖了大多物联网知识领域，拥有物联网网络层的专业建设优势，具备应用层的基础知识，需要补充的主要是物联网感知层的相关课程。可见，传统网络技术专业与物联网专业在知识结构上有很多共性， 只要适当补充和调整网络技术专业的课程体系，就能够达到物联网专业人才培养的目标。因此，在计算机网络技术专业中设置物联网方向是切实可行的。
 
近三年来，国内许多高职院校均申请增设物联网专业，但都普遍存在着课程体系设计不合理、教材建设不完备、师资力量薄弱、实验室配套设备缺乏等问题。有别于物联网专业，许多高职院校计算机网络技术专业已经开设多年，已经积累了丰富的教学资源及教学条件，只需要在现有的教学资源的基础上，结合学院独特的优势专业制定具有行业物联网应用特色的新型计算机网络技术专业人才培养方案。系统地掌握计算机网络以及物联网的相关原理和应用技能。重点结合各学院的优势专业及地方人才市场需求，让学生在充分掌握计算机网络技术的基础上，强化对物联网应用层关键技术的理论学习和应用实践。
 
二、结合学院行业优势培养网络技术专业人才
 
传统计算机网络技术专业人才培养目标一般是建网、管网、用网3 个专业技术方向，毕业生具有计算机网络与信息系统集成、网络设备配置、网络管理和安全维护的基本能力，能够从事網络布线、设备安装、调试、配置、网络运行维护与安全管理工作。这样的专业培养目标使得学生就业方向过宽，反而影响学生就业。
 
其实计算机网络技术专业完全可以结合学院自身优势及品牌专业、优势专业，充分依托这些相应的软硬件资源，研究物联网与这些专业的结合及应用，参考人才市场的用人需求，改革网络技术专业的课程体系，因地制宜地制定具有本学院特色的培养方案和教学内容。以青海交通职业技术学院为例，学校依托青海省交通行业，依托交通行业完全可以进行物联网智慧交通方向的人才培养，学院建有“物流专业”、“铁道机车专业”依托这些专业的优势和应用背景，笔者认为，目前信息工程系的网络技术专业完全可以研究这些专业在物联网为应用领域，融合相关专业的教学资源，拓展网络技术专业的培养方向。通过多学科的交叉融合，建设以交通行业物联网应用为特色的计算机网络技术专业培养体系。
 
三、优化网络技术专业培养目标和课程体系
 
由于物联网技术下的网络技术专业需要融入不同专业学科，所以，在确立了以交通行业物联网应用为特色的网络技术专业培养目标的基础上，调整人才培养方案，对原有专业的课程配置进行科学地增补和取舍。结合学院的优势学科与的行业背景，依照网络技术专业物联网方向的培养目标设置相应的课程内容和实践环境，形成特色教育，增强毕业生的就业竞争力。
 
1、优化专业培养目标
 
物联网技术下的计算机网络技术专业面向现代信息处理技术，主要培养学生良好的专业技能，使学生毕业后可在交通行业、信息产业、企事业单位从事物联网应用相关技术安装与调试能力，成为具备行业知识和专业技能的应用型人才。培养的学生具备通信技术、网络技术、传感技术的基本理论和应用能力，能进行网络系统和物联网系统的安装与调试，具有物联网工程实践能力。具备从事交通行业物联网领域的设备安装、调试、故障排除等能力；了解计算机网络及物联网的行业发展动态和技术标准， 掌握文献检索、资料查询的基本方法，熟悉利用Internet 获取信息的手段，具有获取信息的能力。
 
2、优化课程体系
 
网络技术专业物联网方向的课程设置应以专业培养目标为向导，注重学生动手能力和实践技能的提高。学生可以通过对计算机网络及物联网的基本理论和基本知识的学习，掌握网络分析和设计的基本方法，掌握物联网应用的基本技能。网络技术专业物联网方向的课程设置可以在现有计算机物理层的相关课程基础上，融合通信原理、传感器技术基础和射频技术与无线通信等课程，提高学生在物联网感知层理论知识的理解。对于物联网网络层方面，传统的网络技术专业已包含该领域涉及的大部分知识，需要增加无线传感网络和无线自组网课程，强化学生对物联网设备的安装与调试。物联网应用层的主要作用是依据行业的实际需求开发信息管理平台，并根据行业应用的特点集成相应的内容服务。结合应用层的特点，学院可结合自身优势学科增设具有交通行业特色的物联网信息处理技术、无线自组网应用和物联网应用程序设计等课程。加强教材建设 依据教育部提出的以“校企合作、产学结合、工学交替”和“项目导向”等课程建设与改革方向，建设具有高职特色的教材。
 
3、加强实验实训基地及校企合作
 
建立物联网实训室 实训室的建设以物联网技术为核心，兼顾当前流行技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，理论联系实验，实验联系工程项目，同时注重创新实验及项目实践，将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。
 
加强校企合作，加强与国内知名的物联网企业合作，共同开发物联网实训项目，针对工作岗位为学生提供项目实训。依托职教集团，加强与青海省交通厅路网中心、高管局等企业的合作，创建校外实训基地，让学生能够充分掌握物联网的最新技术，为他们毕业后能够顺利地在物联网行业找到合适的岗位及以后的学习奠定良好的基础。
 
4、加强师资队伍培养
 
通过物联网专业知识的培训，积极探索新课程理念下的物联网教育教学工作，提高教师的实践能力和课堂教学的有效性，进一步落实以学生发展为本、坚持全体学生的全面发展、关注学生个性的健康发展和可持续发展的理念，为教师的专业发展和学生的成长奠定基础。
 
从增强学校发展能力的角度引领教师教科研能力的提高，从提升专业核心竞争力为切入点，引导教师密切关注新兴产业和产业升级的发展态势，并通过广泛的社会调研、物联网专项课题的研究等形式，跟踪物联网发展的趋势和前沿技术。
 
四、结束语
 
物联网时代的来临预示着物联网技术在社会各领域的应用在不断加深， 作為该行业发展根本要素的人才培养也越发重要。为满足物联网行业对高技能人才的需求，本文对物联网技术下的计算机网络技术专业建设进行了讨论，提出传统网络技术专业可以与学院的优势学科相融合，通过跨学科的专业资源的整合，构建具有行业特色的创新型人才培养模式。文章详尽讨论了计算机网络技术专业物联网方向的人才培养目标、主干课程设置等，促进了学院网络技术专业发展，同时对高职计算机网络技术专业设置物联网方向有一定借鉴价值。
 
参考文献：
 
[1] 陈顺立.基于工作过程的高职计算机网络技术专业课程体系构建[J].职业教育研究，2009(1)：36- 37.
 
[2] 杨从亚.高职物联网专业建设探索[J].职业技术教育，2010(35).
 
[3] 吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育，2010(21)：26- 29.
 
[4] 桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育，2010(16).
 
作者简介：
 
夏美艺(1971.4—)，男，江苏人，学历：本科，职称：高级实习指导教师，研究方向：数据库开发。

 
 
引言： 20年前，我的那家公司是做传统工业测试测量领域的业务，老板曾经很有前瞻的给我们画饼，别去互联网公司了，太虚，以后的时代是万物互联时代，而公司就是做这些的，以后你在路上的时候，家里的空调已经给你调好了家里的温度，微波炉也做好了饭，等你到家的时候，一切都是那么刚刚的好。20年过去了，当时画的饼别的公司已经实现了，而老东家仍然做的是传统的军工测试测量！
 
 
1、10年前很普通的初级物联网
 
因为公司做的就是工业的测试测量，因此那时候，已经接触了很多的互联设备。
 
熟悉工业测试测量的童鞋应该听到过工业以太网、LXI总线、无线组网、串口监控等。
 
那个时候已经有不少工厂已经有了远程监控机房温度、远程监控工厂的设备指标，甚至于还做过一个核工业的项目，是远程监控核发电擦厂各个部位的温度、压力、dio信号量等等的应用，当然那个时候的联网，有的是局域网，有的是自己组件的内部网，很少一部分是基于广域网的。
 
使用的通讯协议比较成熟的是LXI，比较偏门的是串口、1553B、工业以太网等，当然也有少量的传感器是使用以太网进行数据传输的。
 
2、物联网
 
物联网的理念最早出现于比尔盖茨的《未来之路》，时间刚好在1998年左右，因此看起来我之前的老板估计是看过类似的书或文章。
 
物联网的兴起，甚至域成为热门也是最近几年的事情，其英文单词为Internet of Things，缩写：IoT。因为很多人预测：数百亿设备将很快“连接”，数万亿经济价值将很快被创建，有钱的地方，技术肯定要跟上。
 
 物联网的领域可以划分为 用、云、边、管、端，用是上层应用；云是云平台；边是边缘计算；管是通信管制；端是终端设备。
 
 
 
3、通讯协议
 
物联网由于其行业和设备的特点，决定了其网络环境纷繁复杂，而传统的互联网http协议是建立在稳定的网络环境下构建的，因此需要根据不同的设备和环境，选择不同的通讯方式以及通讯协议。
 
HTTP:老牌网络通讯协议，目前正在往 HTTP3.0协议发展。其主要特性是保持通讯的可靠性，以及不断扩展其并发性能。
 
MQTT:轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议。其实质是按照协议定制的TCP通讯而已，别把它想复杂了。做过工业测试测量的应该使用非常多的通讯协议，例如CAN，1553B都是很复杂的协议，而MQTT是非常简单的。例如下面就是非常简单的一个定义。
 
 战略上藐视它，战术上要重视它。既然如此流行，它有着众多优势。
 
使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。
对负载内容屏蔽的消息传输。
使用 TCP/IP 提供网络连接。
有三种消息发布服务质量：
 
“至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。
“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
“只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。
 
小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量。
使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。
 
ZigBee：是一种新兴的短距离无线通信技术，低功耗，相比目前的wifi蓝牙功耗更低；近距离，在不增加功率放大器的情况下，一般介于10～100米之间；数据传输速率低：10KB/秒~250KB /秒；可组网。ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上，由于IEEE 802.15.4标准只定义了物理层协议和MAC层协议，于是成立了zigbee联盟， ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化，还开发了安全层。经过ZigBee联盟对IEEE 802.15.4的改进，这才真正形成了ZigBee协议栈(Zstack)。
 
 一个典型的应用体系如下：
 
WiFi、蓝牙、3G、4G、5G 这些大家都比较熟悉的，就不再一一阐述了。
RabbitMQ，其他MQ，既然消息中间件有很多优势，当然可以选用互联网成熟的这些消息中间件了。
其他的，像 CoAP等，还有不少热门协议可以根据场景进行选择。
 
4、各类云平台
 
目前各个大佬们都已经推出了自己的物理网云平台，搭配他们指定的操作系统或SDK，可以方便的进行一体化的解决方案建设，如果没有必要，当然选择他们的云平台是最佳之举。
 
不过由于各个行业的数据敏感度、通讯协议的标准、安全性的认知等问题的存在，不少大型公司，仍然在不遗余力的制造轮子，这些轮子虽然比不上各类云平台，然而贵在可以随意定制，因此还是不少公司的优先选择。
 
当然还是希望能够有底层操作系统的支持，作为一个标准，各家再构建自己的平台会省力不少，在这个领域，也许华为的鸿蒙将是大家都看好的一个选择，不过目前断言，为时尚早。
 
5、小结
 
为了找工作，需要完善下自己知识的广度，这篇文章仅仅是读后感，并不代表完全正确，有不对的地方，希望各位童鞋不吝赐教。
 
如果你都看到这了，就别走太快，帮个忙，支持下我的星星啊！ 支持点我投票 ，感谢童鞋了。

1.1什么是物联网
 
        从字面意思来说十分好理解——万物相连的互联网，其实就是将日常生活中的一些设备以数字化方式连接世界的方式。这些设备嵌入了传感器和其他硬件，通过一定的协议连接互联网进行通讯和控制。
 
 
         物联网的设备能够通过互联网发送数据，使交互死板的设备能与人和其他支持物联网的设备进行通讯，让不曾“说话”的设备变得更加智能，表现形式更加多彩。
 
        举个通过手机App远程控制车子出库的例子，当用户通过App完成启动操作时，手机会把指令通过互联网传输到云端平台，云端平台找到已接入互联网的小车端与之建立联接，小车端接收到此时用户的定位，通过智能AI导航自动驾驶到定位地点实现自动出库，并将执行的结果反馈到云端平台，同时用户的这次操作被记录在云端，用户可以随时从App上查询远程开锁记录历史。
 
 
1.2物联网与互联网
 
        要搞清楚物联网与互联网的区别关键在于他们的主体是谁，也就是服务对象是谁。物联网消费和生产数据的主体是物，互联网消费和生产数据的主体是人，在现代物联网时代，生产数据的是物，如传感器、智能设备等等，使用数据的往往也是物，数据最后还是要服务到物体本身。
 
1.3物联网与人工智能
 
        人工智能可谓是进几年非常火的词之一，人工智能近几年能得到突飞猛进的发展，主要基于硬件的发展与大数据环境下数据获取的成本大大降低，主要是数据的获取成本降低了，人工智能的发展主要是取决是否有大量的数据来训练神经网络，训练的数据量决定了智能程度。
 
        而物联网的发展及普及使得每天都在产生海量的数据，这些数据不断为人工智能神经训练提供源泉，同时训练出来的神经网络又可以重新反哺到物联网应用当中，形成一个良性迭代循环。
 
1.4物联网的现状与前景
 
        物联网是继计算机、互联网之后的第三次信息技术发展的浪潮，其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更广泛的网络，我国在21世纪初期就开始推广物联网，目前国内建设了一大批物联网产业示范区为物联网的推广与普及提供了良好的氛围，交通、物流、环保、医疗保健、安防电力开始规模应用，在便利百姓生活同时也促进了传统产业的转型升级。
 
对物联网技术的应用展望，随着技术的成熟以下应用场景将慢慢普及到人们的生产生活当中：
 
        1.4.1、智能家居
 
        相信很多人都是从智能家居这个新词汇开始了解到物联网的，智能家居就是将家庭内的各种单品进行联网，通过手机App或智能音箱语音交互进行实时控制，让家庭生活更加舒适、安全和高效，提高人们的整体生活水平。目前在智能家居场景中实现智能化的设备已经有数百种。
 
        1.2.2、智慧出行
 
        以图像识别为核心技术，对车辆、信号灯及道路进行监控，让人、车、路可以更紧密的配合，改善交通运输环境、保障交通运输的安全及提高车路等资源的利用率。
 
        1.2.3、智能制造
 
        智能制造即工业制造4.0，主要是对传统工厂的智能化和数字化改造，例如通过智能摄像头可以实现在产品生产全过程的监控把关，并对产品数量进行智能统计；通过机械臂、智能分拣、自动装配系统等可以替代人工作业实现生产过程自动化、智能化和网络化。
 
        1.2.3、智慧农业
 
        智慧农业领域包含智慧农、林、牧、渔等行业。现代农业中，通过各种传感器收集土壤温湿度、空气温湿度、光照强度及灌溉量等数据，通过无线网络将生产环境数据及农作物状态上传到云端之后对数据进行分析和模型构建，对农作物进行精准管理。
 
        1.2.4、智慧城市
 
        智慧城市算是物联网最高阶的应用程度了，通过物联网基础设施、云计算基础设施、地理空间基础设施等新一代信息技术以及维基、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法、网动全媒体融合通信终端等工具和方法的应用，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。伴随网络帝国的崛起、移动技术的融合发展以及创新的民主化进程，知识社会环境下的智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。
 
1.4物联网技术四层面
 
    对于标准的物联网系统，可以分为四层：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
 
        感知识别层：采集信息
 
        感知层由各种传感器构成，负责信息采集和信号处理。通过感知识别技术，让物品“开口说话   这部分涉及到信号处理芯片、传感器、控制器、无线模组。
 
        网络构建层：数据传输
 
        网络是物联网最重要的基础设施之一。网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和管理服务层，具有纽带作用，它负责向上层传输感知信息和向下层传输命令，简而言之就是传输数据，这部分涉及到2/3/4/5G、NB-loT、ZigBee、LoRa、WIFI、蓝牙、NFC、Thread。
 
        管理服务层：信息整合与利用
 
        管理服务层主要解决数据如何存储(数据库与海量存储技术)、如何检索(搜索引擎)、如何使用(数据挖掘与机器学习)、如何不被滥用(数据安全与隐私保护)等问题。在部分涉及到应用开发平台、设备管理平台、系统及软件开发数据库等。
 
        综合应用层：用户接口
 
        综合应用层是物联网系统的用户接口，通过分析处理后的感知数据，为用户提供丰富的特定服务，主要内容为物联网智能终端（车载类、可穿戴类、消费电子类、智能家居类）、系统集成应用服务（公共服务、智慧生活）。
 
 
        总结：物联网已经逐步渗入到各个行业中，不可否认，它变得越来越重要，也是非常有前景的行业，从事物联网开发为时不晚。对于在校学生来说，物联网不是一个专业，而是一个行业，想把涉及的内容全部吃透那是无稽之谈，但从技术层面来说物联网分为硬件和软件两大类，能学透一类的前提下了解另一类的大概内容框架已经可以帮助我们找到一个待遇很好的工作了。作为抓住技术飞速发展机遇的新时代青年，我们要懂得的利用时代福利，乘风破浪创造更精彩的人生。