文/何源 楊光

2012年2月，國(guó)家工信部頒發(fā)了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。短短的3年時(shí)間里，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模飛速增長(zhǎng)，從智能安防到智能電網(wǎng)，從二維碼普及到“智慧城市”落地，物聯(lián)網(wǎng)遍地開(kāi)花，悄然影響著人們的生活。技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)國(guó)產(chǎn)化、運(yùn)營(yíng)與管理體系化、產(chǎn)業(yè)草根化正在成為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的三大趨勢(shì)。如何培養(yǎng)大批物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)驅(qū)動(dòng)的專業(yè)型人才，成為高校物聯(lián)網(wǎng)教育的頭等大事。

2013年9月，在教育部科技發(fā)展中心的支持下，我們創(chuàng)辦了首屆全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽，并邀請(qǐng)到清華信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心、ACM-China與微軟亞洲研究院的協(xié)力合作，共同打造“國(guó)際化、標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化”的品牌賽事。

物聯(lián)網(wǎng)是多學(xué)科的融合，需要掌握網(wǎng)絡(luò)、通信、編程、軟硬件等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。基于這樣的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)立了編程挑戰(zhàn)賽這個(gè)子賽項(xiàng)，著重考察參賽選手的邏輯思維能力以及代碼編寫能力。該賽項(xiàng)主要針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用技術(shù)設(shè)計(jì)，包括節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)控制、設(shè)備的互聯(lián)互通和信息的獲取傳輸?shù)取?/p>

為了將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到日常生活中來(lái)，將理論與實(shí)踐結(jié)合，我們巧妙地加入了“智能車自動(dòng)抄表”的比賽。通過(guò)無(wú)人駕駛技術(shù)、RFID技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)以及無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)，讓智能車來(lái)讀取每一個(gè)點(diǎn)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。比賽既體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)中最基本的技能要求，又反映了當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的熱門題材，從而培養(yǎng)同學(xué)們學(xué)以致用，勤于思考，善于發(fā)現(xiàn)，勇于創(chuàng)新的精神。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比其他任何一個(gè)專業(yè)都更加注重動(dòng)手能力，因此我們?cè)诒荣愔性O(shè)立了應(yīng)用挑戰(zhàn)賽，還邀請(qǐng)了專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)為編程挑戰(zhàn)賽專門設(shè)計(jì)了一套物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)備，主要包含感知模塊構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。其中感知模塊構(gòu)建涵蓋了聲、光、電等主流傳感器的應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)傳輸包括了基站式和自組織式的無(wú)線傳輸技術(shù)；數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用重點(diǎn)在于感知數(shù)據(jù)的展示，以及針對(duì)感知數(shù)據(jù)的虛擬或?qū)嶋H應(yīng)用。通過(guò)這項(xiàng)比賽，同學(xué)們可以全面深入地理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用，提高物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中的設(shè)計(jì)能力、操作能力、糾錯(cuò)能力。

產(chǎn)業(yè)草根化、創(chuàng)業(yè)化是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)之一，創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)最終的成果體現(xiàn)。2014年9月，李克強(qiáng)總理在達(dá)沃斯論壇上提出：在960萬(wàn)平方公里土地上掀起“大眾創(chuàng)業(yè)”、“草根創(chuàng)業(yè)”的新浪潮，形成“萬(wàn)眾創(chuàng)新”、“人人創(chuàng)新”的新態(tài)勢(shì)。而全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽的創(chuàng)意賽子賽項(xiàng)，已經(jīng)走在了“萬(wàn)眾創(chuàng)新、人人創(chuàng)新”活動(dòng)的前列。

從2013年到今年，在已經(jīng)結(jié)束的兩屆全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽的創(chuàng)意賽中，我們一共收到了全國(guó)兩百余所高校的1025份設(shè)計(jì)作品，這些充滿熱情、充滿想象、充滿憧憬的同學(xué)們勇于創(chuàng)新、敢于創(chuàng)業(yè)，遞交的成果涵蓋了當(dāng)下智能交通、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。其中一些優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，例如西安電子科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校的參賽團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)注冊(cè)了公司，找到了風(fēng)投，甚至已經(jīng)在工廠里量產(chǎn)自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，將“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”發(fā)揮到了極致。下面是一批優(yōu)秀的參賽作品。

1 物聯(lián)網(wǎng)智能教室

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為教育提速，安慶師范學(xué)院的參賽作品為《物聯(lián)網(wǎng)智能教室》。WALL?E智能教室采用最新的藍(lán)牙4.0組成PAN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送及接收，達(dá)到無(wú)線通信，包括教室實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)控、智能窗簾、智能燈光、智能考勤、完善的教室輔助工具（WiFi分享、作業(yè)助手等），并配有安防系統(tǒng)保護(hù)教室安全。物聯(lián)網(wǎng)智能教室作為一種新型的教育形式和現(xiàn)代化教學(xué)手段，給教育行業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇，前景廣闊（如圖1所示）。

圖1 WALL·E物聯(lián)網(wǎng)智能教室

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的商家免費(fèi)WiFi吸引客流系統(tǒng)

華北電力大學(xué)的參賽作品《基于物聯(lián)網(wǎng)的商家免費(fèi)WiFi吸引客流系統(tǒng)》為商家?guī)?lái)了無(wú)限商機(jī)。商家只需要通過(guò)一個(gè)路由器組件搭建一個(gè)免費(fèi)的 WiFi系統(tǒng)，再將二維碼圖片打印出來(lái)，成本極低。顧客連接WiFi時(shí)只要通過(guò)掃描二維碼信息便可接入系統(tǒng)。商家可通過(guò)該系統(tǒng)推送本店商品信息，既讓顧客隨時(shí)隨地上網(wǎng)沖浪，吸引顧客，又能延長(zhǎng)顧客瀏覽商品的時(shí)間，達(dá)到促銷的效果，方便快捷。

3 Safeguard：移動(dòng)設(shè)備上基于行為特征的再認(rèn)證方法

物聯(lián)網(wǎng)基于網(wǎng)絡(luò)，存在著網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題。來(lái)自電子科技大學(xué)的魯力老師團(tuán)隊(duì)的參賽作品《Safeguard：移動(dòng)設(shè)備上基于行為特征的再認(rèn)證方法》則在安全認(rèn)證上花了一番心思。目前傳統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備上的認(rèn)證方法有兩種：一是基于用戶知識(shí)的認(rèn)證，二是基于生物特征的認(rèn)證。前者（如pin碼）安全性不夠；后者（如指紋識(shí)別）往往需要特殊設(shè)備支持，且僅提供單次認(rèn)證。Safeguard系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)設(shè)備上對(duì)用戶身份進(jìn)行持續(xù)的高效認(rèn)證。該系統(tǒng)的工作重點(diǎn)是提取行為特征對(duì)用戶建模，根據(jù)用戶的滑動(dòng)行為提取出4類特征（direction，angle，distance，pressure），利用SVM實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，使認(rèn)證更加準(zhǔn)確，更加精確。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放式城市道路積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

長(zhǎng)安大學(xué)的參賽作品《基于物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放式城市道路積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》充分利用所學(xué)習(xí)到的知識(shí)，為西安市城市道路的積水問(wèn)題提供可行方案。該系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)為基架，通過(guò)云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的開(kāi)放和共享，使城市建設(shè)、交通管理、地圖導(dǎo)航和個(gè)人終端均可在線查詢使用，保證了實(shí)時(shí)性、開(kāi)放性和數(shù)據(jù)的使用率。系統(tǒng)后期功能可擴(kuò)展，便于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，利用現(xiàn)有的資源為相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的形成和城市資源的整合提供依據(jù)。

5 中央空調(diào)智能集中控制系統(tǒng)

華僑大學(xué)的參賽作品《中央空調(diào)智能集中控制系統(tǒng)》十分接地氣地改進(jìn)了目前市場(chǎng)上中央空調(diào)的功能，實(shí)現(xiàn)了智能家電的概念。針對(duì)當(dāng)前中央空調(diào)單個(gè)房間分別控制、無(wú)用戶界面等局限性問(wèn)題，設(shè)計(jì)了中央智能集中控制系統(tǒng)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將每個(gè)房間的空調(diào)末端以及門窗等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和感知，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的集中智能管理與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，成功地實(shí)現(xiàn)了智能管理和節(jié)能減排。

6 基于認(rèn)知無(wú)線電的物聯(lián)網(wǎng)視頻通信系統(tǒng)

在行業(yè)級(jí)別上，物聯(lián)網(wǎng)同樣體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)和作用。上海交通大學(xué)的參賽作品《基于認(rèn)知無(wú)線電的物聯(lián)網(wǎng)視頻通信系統(tǒng)》是由多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人和控制顯示中心組成，移動(dòng)機(jī)器人將采集到的視頻信息通過(guò)無(wú)線信道發(fā)送到控制顯示中心，控制顯示中心發(fā)送控制指令以調(diào)整機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。系統(tǒng)采用認(rèn)知無(wú)線電思想搜尋可靠頻譜資源，并動(dòng)態(tài)調(diào)整通信信道以保障鏈路可靠性。該應(yīng)用可以廣泛應(yīng)用到諸如井下環(huán)境探測(cè)、應(yīng)急求援等無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施、電磁環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景（如圖2所示）。

圖2 基于認(rèn)知無(wú)線電的物聯(lián)網(wǎng)視頻通信系統(tǒng)

首屆比賽吸引了全國(guó)208所高校的1288支團(tuán)隊(duì)參賽，第二屆賽事繼續(xù)保持著持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭，共有210所高校的1605支團(tuán)隊(duì)參賽，直接參與的師生人數(shù)已經(jīng)破萬(wàn)。今年10月即將迎來(lái)的第二屆全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽總決賽，將更加重視對(duì)創(chuàng)業(yè)知識(shí)和技能的培養(yǎng)，除了邀請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)專家參與決賽的評(píng)審與指導(dǎo)工作，我們還會(huì)邀請(qǐng)行業(yè)中優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)者與同學(xué)們分享創(chuàng)業(yè)的經(jīng)歷與經(jīng)驗(yàn)，邀請(qǐng)專業(yè)的創(chuàng)業(yè)公司對(duì)同學(xué)們進(jìn)行授課與輔導(dǎo)，希望通過(guò)大賽推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)教育的發(fā)展與創(chuàng)新，培養(yǎng)更多雙創(chuàng)型人才，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。