供稿|王睿，崔增皓

早在1995年，比爾蓋茨在《未來之路》[1]一書中就預(yù)言了物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，“人們可以通過語音控制自己房子里面的一些電器，例如電視、個(gè)人計(jì)算機(jī)或其他信息裝置，起初只能是預(yù)定好的一些指令，但是隨著技術(shù)發(fā)展，人類便可以與計(jì)算機(jī)‘口語化’溝通。當(dāng)你想外出游玩時(shí)，你可以跳進(jìn)地圖中，很容易地移進(jìn)、移遠(yuǎn)，在不同地點(diǎn)旋轉(zhuǎn)觀看?！钡鞘苤朴诋?dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展，比爾蓋茨的這些設(shè)想還只是存在于科幻電影之中，但是現(xiàn)如今通信技術(shù)、微電子技術(shù)、人工智能等科技已經(jīng)日臻成熟，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新生活已經(jīng)在逐步成為現(xiàn)實(shí)。

昨天

物聯(lián)網(wǎng)早期的概念來源于美國麻省理工學(xué)院(MIT)在1999年建立的自動(dòng)識別中心(AutoID Labs)提出的無線射頻識別(RFID)系統(tǒng)，想要通過射頻識別等傳感技術(shù)將所有物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)物品的智能化識別與管理[2]。

什么是物聯(lián)網(wǎng)

第一次提及物聯(lián)網(wǎng)，人們可能會把它與物流聯(lián)系在一起，這是因?yàn)樵谠缙?，物?lián)網(wǎng)主要是為了物流行業(yè)服務(wù)的，通過使用RFID(射頻識別技術(shù))替代傳統(tǒng)的條碼識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對于物品的智能化識別與管理服務(wù)。但是隨著技術(shù)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)不僅僅局限于物流行業(yè)，其應(yīng)用場景更加廣闊，也使得在全世界范圍內(nèi)開始重視起物聯(lián)網(wǎng)這一信息領(lǐng)域重大的發(fā)展與變革機(jī)遇。

物聯(lián)網(wǎng)的概念是由ITU于2015年在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上正式確定，隨后發(fā)布了“ITU internet reports 2005—the internet of things”[3]一文，正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念并對其涵義進(jìn)行了擴(kuò)展，詳細(xì)的介紹物聯(lián)網(wǎng)的特征、相關(guān)技術(shù)挑戰(zhàn)，以及未來發(fā)展前景。目前國內(nèi)較為多見的物聯(lián)網(wǎng)定義為[4]：通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀等傳感器設(shè)備，按照一定的協(xié)議，把物品與網(wǎng)絡(luò)連接起來進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

對物聯(lián)網(wǎng)還存在另一種更為廣泛的定義[5]：指實(shí)現(xiàn)物到物(T2T，thing to thing)，人到物(H2T，human to thing)和人到人(H2H，human to human)的互聯(lián)，把目前的互聯(lián)網(wǎng)上人到人之間的連接通過傳感網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大到與物品的連接，從而實(shí)現(xiàn)所有事物之間可以主動(dòng)進(jìn)行信息交換與通信。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著ITU報(bào)告的發(fā)布，全世界范圍內(nèi)都開始重視起物聯(lián)網(wǎng)這一難得的發(fā)展機(jī)遇。

2009年6月18日，歐盟首先發(fā)表了“Internet of things—an action plan for Europe”[6]的物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)方案，明確了物聯(lián)網(wǎng)在歐洲的發(fā)展路線，描述了物聯(lián)網(wǎng)的廣闊前景，宏觀的提出了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和管理的基本設(shè)想，并提出了10條政策建議，用于保障物聯(lián)網(wǎng)在歐洲加速發(fā)展。

同年7月，日本IT戰(zhàn)略部頒布了日本新一代的信息化戰(zhàn)略“I-Japan戰(zhàn)略2015”[7]，并將物聯(lián)網(wǎng)作為其重要內(nèi)容。將政策目標(biāo)聚焦在三大公共事業(yè)：電子化政府治理、醫(yī)療健康信息服務(wù)、教育與人才培育。

同年10月13日，韓國通信委員會出臺了“物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃”[8]，將物聯(lián)網(wǎng)市場確定為新的經(jīng)濟(jì)增長動(dòng)力。

對于中國而言，2009年也是中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最重要的一年。溫家寶在無錫傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察時(shí)指出：在國家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心[9]。首次提出了“感知中國”的戰(zhàn)略構(gòu)想，表明中國要抓住這次機(jī)遇，大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

假如不是喜歡較真也愛動(dòng)腦筋的沈括認(rèn)真地予以指正，那么，段成式有關(guān)域外的那種能產(chǎn)出五種香料的神奇的樹，是不是可能一直“以訛傳訛”？假如不是改革開放，我們與世界的關(guān)系正?；?，同時(shí)，隨著科技的進(jìn)步、信息時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)的誕生，電腦的普及，以及今天作為普通人的我們也可以時(shí)不時(shí)地走出國門溜達(dá)幾步，那么，關(guān)于瓶裝水與管道空氣的故事，是不是依然可能在我們的課堂上繼續(xù)流傳？

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的誕生

隨著物聯(lián)網(wǎng)在全世界范圍內(nèi)的快速發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)迫切需要大量相對應(yīng)的專業(yè)人才，所以我國于2011年針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)進(jìn)行首次招生。

全國第一批建設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)的高校共計(jì)有28所。北京科技大學(xué)作為其中之一，匯集了校內(nèi)優(yōu)秀專業(yè)教師，其中90%具有博士學(xué)位，包括國家物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域?qū)＜?人，教授、副教授17人，具備本碩博完整人才培養(yǎng)鏈。

北京科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在課程的設(shè)計(jì)上，選取了物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、現(xiàn)代傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及綜合實(shí)訓(xùn)、信號與系統(tǒng)概論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理及接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信技術(shù)、操作系統(tǒng)等課程，學(xué)生還可選修北京科技大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院其他專業(yè)的相關(guān)課程。

為提高我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，積極與國外大學(xué)和研究院開展廣泛的合作與交流，包括美國麻省理工、加州大學(xué)伯克利分校、佐治亞理工學(xué)院、卡耐基梅隆大學(xué)、康奈爾大學(xué)，加拿大多倫多大學(xué)以及澳大利亞悉尼大學(xué)等知名大學(xué)。

每年都有10%左右的在校生到這些知名大學(xué)交流，并邀請多名國外知名專家為學(xué)生講授專業(yè)前沿知識[10]。

今天

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不再只是概念性的場景，它已經(jīng)滲入到了生產(chǎn)制造、倉儲運(yùn)輸、物流、智能家居、公共交通等各個(gè)行業(yè)(圖1)，物聯(lián)網(wǎng)深深的影響到了我們的生活，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代真的來了。

物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)常見的分層結(jié)構(gòu)有三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層的主要功能是對物理世界進(jìn)行感知和識別，其主要由各類傳感器組成。通過將溫度、濕度、壓力等物理量轉(zhuǎn)化為電信號，并采集相應(yīng)信息，完成對于物理世界的感知。采集完成的信息通過無線傳輸技術(shù)傳輸?shù)綉?yīng)用層，最終由應(yīng)用層對于數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與處理并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的八大應(yīng)用

其中RFID技術(shù)作為21實(shí)世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，也是物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的感知識別技術(shù)，其在物品編碼、智能物流、自動(dòng)配送等多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。RFID通常由電子標(biāo)簽、天線和讀寫器構(gòu)成，日常生活中的公共交通一卡通就屬于其中的電子標(biāo)簽部分，通過與公交車上的刷卡器進(jìn)行近距離通信，完成乘坐公交時(shí)的扣費(fèi)行為。還有人們家中使用的電子水表也是使用傳感器技術(shù)，精確測量用戶的用水量，并將相應(yīng)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式上傳到水電局，解決了人工抄表的不便。

物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的應(yīng)用

◆ 智慧城市

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)、人口的增多，城市面臨著更加巨大的管理壓力，如何最大限度地優(yōu)化和利用城市資源成為一項(xiàng)重要工作[11]。以往人們只能通過人工的方式對城市內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不僅效率低效，還嚴(yán)重的浪費(fèi)了人力資源。但是自從物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的興起之后，相關(guān)部門可以通過在各類公共場所布置各類傳感器，實(shí)現(xiàn)對于溫度、人流量、危險(xiǎn)預(yù)警等多各方面的信息采集和捕獲，并且通過網(wǎng)絡(luò)的方式，快速的對于城市范圍內(nèi)任意地點(diǎn)的資源進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對于突發(fā)事件的快速相應(yīng)與排查。

其中效果最為顯著的是交通領(lǐng)域，相關(guān)部門可以通過已經(jīng)布置的各類攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)測道路車流量與行人流量，通過人工智能技術(shù)自動(dòng)檢測道路擁堵、突發(fā)事件等，然后合理調(diào)配警務(wù)人員進(jìn)行交通疏解與相關(guān)事件的快速響應(yīng)工作。

◆ 智慧農(nóng)業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)不僅僅可以應(yīng)用在現(xiàn)代化的大城市當(dāng)中，對于農(nóng)業(yè)的發(fā)展也十分重要。

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)可以通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，完成對于農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境的監(jiān)控、對于大田的精準(zhǔn)化作業(yè)、畜禽精細(xì)化管理與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯[12]。農(nóng)民可以在家通過溫濕度傳感器、光照傳感器等實(shí)時(shí)檢測田地里面的溫度、濕度和光照，并遠(yuǎn)程控制機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)澆水、施肥等工作。農(nóng)民在豐收時(shí)節(jié)可以使用各類農(nóng)業(yè)機(jī)器人完成采收工作。對于畜牧業(yè)，同樣可以通過物聯(lián)網(wǎng)對于牲畜的生活環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，精準(zhǔn)的控制各類環(huán)境指標(biāo)。

農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)是我國質(zhì)量安全管理中的重要手段之一，也是智慧農(nóng)業(yè)中的重要組成部分。在近年來也是越來越受到有關(guān)部門和消費(fèi)者的普遍關(guān)注。目前我國部分農(nóng)產(chǎn)品已經(jīng)可以通過條碼或者RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對于農(nóng)產(chǎn)品的精準(zhǔn)溯源，在各大超市也上架了可以通過條碼進(jìn)行溯源的蔬菜、瓜果等，實(shí)現(xiàn)了信息公開化，保障了消費(fèi)者的相關(guān)權(quán)益。

◆ 智能家居

智能家居是近年來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向之一。人們經(jīng)?？梢栽诳苹闷锌吹街悄芗揖拥纳碛?，例如人工智能管家、可以自動(dòng)控制的各類電器、自動(dòng)化的照明系統(tǒng)等?，F(xiàn)如今這些場景已經(jīng)不僅僅是科幻了，它已經(jīng)成為了人們可以切身體驗(yàn)到的技術(shù)。

現(xiàn)在各大電商上都有智能家居的相關(guān)產(chǎn)品在售，甚至還有一部分在裝修的時(shí)候就提前對各類電子設(shè)備進(jìn)行布局與配置。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對于照明系統(tǒng)的控制，有人的時(shí)候客廳的燈才會亮，人走之后自動(dòng)熄滅；通過無線攝像頭，可以使用手機(jī)在外實(shí)現(xiàn)對于家內(nèi)的監(jiān)控；還有定時(shí)洗衣、熱水器定時(shí)加熱等諸多方便人們?nèi)粘Ｉ畹膽?yīng)用。

與普通家具相比，智能家居不僅擁有傳統(tǒng)的居住功能，同時(shí)兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，能夠提供全方位的信息交互功能，甚至可以節(jié)約各類能源。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展

首先物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及多個(gè)產(chǎn)業(yè)群的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。其次物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是教育部允許高校增設(shè)新專業(yè)后，高校申請最多的學(xué)校，這也說明了國家對物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的重視和人才培養(yǎng)的迫切性。

北京科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)出的學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能，具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識，能勝任通信網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究，技術(shù)開發(fā)，教學(xué)和管理等多方面的工作。

同時(shí)我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的本科生就業(yè)率97%以上，深造率67%，出國率22%。該專業(yè)學(xué)生未來無論是繼續(xù)深入研究、進(jìn)行科研或者是走向社會為國家做貢獻(xiàn)，其發(fā)展空間與發(fā)展?jié)摿Χ际志薮蟆?/p>

明天

當(dāng)我們的生活充滿了物聯(lián)網(wǎng)會是什么樣子的？對于我們的生活又會產(chǎn)生怎樣翻天覆地的變化？物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的未來在哪里？

將來的物聯(lián)網(wǎng)是什么樣子？

想象一下，早上7點(diǎn)，臥室的窗簾自動(dòng)拉開，床邊的智能鬧鐘播放清脆的鈴聲叫你起床。當(dāng)你起床洗漱的時(shí)候，家里的面包機(jī)自動(dòng)烤了兩片吐司面包，咖啡機(jī)制作了一杯不加糖的美式咖啡，你甚至無需告訴它，你的口味是什么，答案都在往日積累的偏好數(shù)據(jù)中。

出門之后，你的無人駕駛汽車已經(jīng)在門口等待就位，你只需要坐上車看會新聞，聽聽歌，享受車上的悠閑時(shí)光。在公司的大門口刷一下臉，開啟一天的工作生活。傍晚回到家，不僅走廊和客廳的燈為你提前打開，地面也被掃地機(jī)器人自動(dòng)清掃干凈，熱水器里面的水也為你提前做好……

未來我們不管是在家休息、到公司上班、還是外出游玩，物聯(lián)網(wǎng)都可以使一切設(shè)備互相連接并具有智慧，這將大大方便我們的生活。

物聯(lián)網(wǎng)正在或?qū)氐赘淖兾覀兩?、工作和娛樂的方式。未來的物?lián)網(wǎng)還能是什么樣子？我們或許可以有更加大膽的暢想。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)畢業(yè)后能做什么？

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的畢業(yè)生首選去向是繼續(xù)學(xué)習(xí)深造，攻讀本學(xué)科及交叉學(xué)科的碩士學(xué)位。北京科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)每年有40%以上的本科生選擇進(jìn)一步攻讀研究生學(xué)習(xí)深造，15%的本科生出國深造。還有一部分進(jìn)入到社會工作的學(xué)生，他們大多數(shù)在科研機(jī)構(gòu)、高等院校、企業(yè)事業(yè)單位從事物聯(lián)網(wǎng)理論與工程技術(shù)等方面的研究、教學(xué)、開發(fā)、管理工作。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生可以選擇從事的行業(yè)種類也較多，涵蓋了新能源、互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體、集成電路、通信網(wǎng)絡(luò)、信息安全等諸多行業(yè)，主要從事崗位也包括嵌入式軟件工程師、軟件開發(fā)工程師、硬件工程師、算法工程師等諸多技術(shù)崗位。

結(jié)束語

通過介紹物聯(lián)網(wǎng)的起源、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與未來展望，以及物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在我國的發(fā)展前景等，可以看出物聯(lián)網(wǎng)這一技術(shù)在全世界范圍內(nèi)得到了極大的重視，也是我國未來的主要發(fā)展方向之一，其擁有廣闊的應(yīng)用前景，對于各類產(chǎn)業(yè)都具有強(qiáng)大的推動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)之后，也具有較強(qiáng)的競爭能力，未來發(fā)展空間巨大，可以在各行各業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。未來，物聯(lián)網(wǎng)一定會極大的影響著世界。