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认知实习实习报告
《物联网工程》认知
实习报告
学生姓名:
王亮
所属班级:
16物联网G1班
所在系部:
信息学院
指导教师:
xxx
实习时间:
2017年5月29日至2017年6月9日
一、认知实习目的
1.使学生全面了解物联网的含义及原理,了解物联网的核心技术,了解企业对物联网专业人才的基本素质和技术能力要求。
2.重点培养学生的团队精神和协作意识,提高其口头和书面的沟通能力。
3.使学生掌握快速学习新知识、新技术方法,培养良好的分析问题和解决问题的能力。
4.使学生掌握物联网技术的基本思维方法和研究方法;具有良好的科学素养和一定的工程意识;具有终身学习意识以及运用现代信息技术获取相关信息和新技术、新知识的能力。
二、认知实习任务
1、专业整体结构认知教育(2小时)
1.1物联网工程专业的培养目标
1.2物联网工程专业知识结构图解析
1.3物联网工程课程体系
1.4物联网工程专业实践教学体系
1.5从事目前物流网行业的工作必须掌握哪些专业知识、能力、素质或关键性课程
2、物联网专业网络课程认知教育
2.1专业网络技术课程体系认知教育
2.2网站建设和多媒体技术体系认知教育
2.3专业数理学基础体系认知教育
2.4英语及专业英语体系认知教育
2.5计算机硬件知识体系认知教育
2.6数据库管理系统知识体系认知教育
2.7软硬件编译技术认知教育
3、专业热点研究领域认知教育(2小时)
3.1感知层领域(传感器、射频识别技术)
3.2无线传输网络领域(ZIGBEE技术、蓝牙技术和WIFI技术)
3.3应用领域(智能家居、智能交通等)
4、通过认知实习,总结收获,编写实习报告书。
三、实习认知
1、物联网专业培养目标
本专业培养德、智、体全面发展,适应我国物联网在城市化进程建设中的应用需要,掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,具有较强的专业应用能力和良好的外语应用能力,能胜任物联网相关技术的研发及物联网应用系统规划、分析、设计、运行维护等工作,具有“健全人格+复合知识+实践能力”素质的应用技术型人才。
2、物联网技术
1.感知层
感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等,主要功能是识别物体、采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用类似。
感知层位于物联网三层结构中的最底层,其功能为“感知”,即通过传感网络获取环境信息。
感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。
对我们人类而言,是使用五官和皮肤,通过视觉、味觉、嗅觉、听觉和触觉感知外部世界。
而感知层就是物联网的五官和皮肤,用于识别外界物体和采集信息。
感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。
它首先通过传感器、数码相机等设备,采集外部物理世界的数据,然后通过RFID、条码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术传递数据。
感知层所需要的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。
一些感知层常见的关键技术如下:
1 传感器:
传感器是物联网中获得信息的主要设备,它利用各种机制把被测量转换为电信号,然后由相应信号处理装置进行处理,并产生响应动作。
常见的传感器包括温度、湿度、压力、光电传感器等。
2 RFID:
RFID的全称为RadioFrequencyIdentification,即射频识别,又称为电子标签。
RFID是一种非接触式的自动识别技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。
它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份标示。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说,附着在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器都属于物联网的感知层。
在这一类物联网中被检测的信息就是RFID标签的内容,现在的电子(不停车),收费系统(ElectronicTollCollection,ETC)、超市仓储管理系统、飞机场的行李自动分类系统等都属于这一类结构的物联网应用。
2.网络层
2.1传感器网络
传感器网络:
传感器网络是一种由传感器节点组成网络,其中每个传感器节点都具有传感器、微处理器、以及通信单元。
节点间通过通信网络组成传感器网络,共同协作来感知和采集环境或物体的准确信息。
而无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN),则是目前发展迅速,应用最广的传感器网络。
通过无线方式解决数据在网络之间的传输质量的协议称为无线传输协议。
为了保证终端无线传输中的数据安全,无线传输协议起到了至关重要的作用。
常见的一些无线技术有红外线、蓝牙、GPRS、CDMA1X等。
2.2WiFi
WiFi的全称是wirelessFidelity(无线保真),又称IEEE802.11b标准,最大的优点是传输速率高,可以达到11mbps,有效距离比较长,同时与802.11的设备兼容,WiFi无线保真技术属于办公室与家庭使用的短距离无线技术,使用频段是2.4GHz附近的频段,可以使用的标准有两个即802.11ay与802.11b,802.11g是802.11b的继承。
2.3红外技术
红外技术也是一种无线通信技术,可以进行无线数据的传输。
特点是:
红外传输是点对点的传输方式,无线,不能离得太远,要对准方向。
不能穿墙与障碍物,几乎无法控制信息传输的进度。
802.11物理层标准中,除了使用2.4GHz频率的射频外。
还包括了红外的有关标准。
IrDA(TheInfraredDataAssociation)红外数据协会,IrDA1.0支持最高115.2kbps的通信速率。
IrDA1.1支持到4Mbps。
该技术基本上淘汰,被蓝牙和更新的技术代替。
2.4ZigBee
ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低速率的近距离的无线网络技术。
ZigBee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域工作组的一项标准。
但IEEE802.15.4仅处理低级MAC层和物理层协议,所以ZigBee联盟对其网络层和API进行了标准化同时联盟还负责其安全协议、应用文档和市场推广等。
Zigbee的技术特点有如下几点:
1 低功耗在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长。
这是Zigbee的突出优势。
相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
2 低成本通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且Zigbee免协议专利费。
3 低速率Zigbee工作在250kbps的通讯速率,满足低速率传输数据的应用需求。
4 近距离传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。
这指的是相邻节点间的距离。
如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。
5 短时延Zigbee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。
相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。
6 高容量Zigbee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。
7 高安全Zigbee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。
2.5蓝牙
蓝牙以无线LANs的IEEE802.11标准技术为基础。
应用了“Plonkandplay”的概念(有点类似“即插即用”),即任意一个蓝牙设备一旦搜寻到另一个蓝牙设备,马上就可以建立联系,而无需用户进行任何设置,因此可以解释成“即连即用”。
蓝牙技术有:
成本低,功耗低、体积小,近距离通信,安全性好的特点。
2.6WHDI
WHDI的全称是“WirelessHomeDigitalInterface”,即无线家庭数字接口。
该技术基于WHDI自主技术标准,工作在5GHz频段,可以达到30米范围内穿墙的信号传输。
其带宽为3Gbps,可以实现无损、无压缩的高清信号的传输。
WHDI标准最大的特点是规定了延迟小于1ms,同时对HDMI接口保持完整的兼容。
低延迟可以保证用户进行娱乐体验时保持良好的影音同步,以及没有延后的操作体验。
同时可以达到较远的传输距离,并且具备一定的穿墙能力。
WHDI技术目前可以实现1920×1080的无损视频传输,以及7.1声道的PCM高清音频传输,同时还提供了一个100k的回传通道,用于HDCP控制协议的通信。
未来WHDI技术还将升级到对4K2K分辨率的支持。
可以说,WHDI是目前被业界看好的无线高清传输技术之一。
3.应用层
应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
应用层位于物联网三层结构中的最顶层,其功能为“处理”,即通过云计算平台进行信息处理。
应用层与最低端的感知层一起,是物联网的显著特征和核心所在,应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘,从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。
应用层需要完成数据的管理和数据的处理;仅仅管理和处理数据还远远不够,必须将这些数据与各行业应用相结合。
1 智能家居:
智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。
智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。
与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,提供全方位的信息交互功能,甚至为各种能源费用节约资金。
2 家庭自动化:
家庭自动化系统指利用微处理电子技术,来集成或控制家中的电子电器产品或系统,例如:
照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。
家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机接收来自相关电子电器产品(外界环境因素的变化,如太阳初升或西落等所造成的光线变化等)的讯息后,再以既定的程序发送适当的信息给其它电子电器产品。
家庭自动化是智能家居的一个重要系统,在智能家居刚出现时,家庭自动化甚至就等同于智能家居,今天它仍是智能家居的核心之一,但随着网络技术有智能家居的普遍应用,网络家电/信息家电的成熟,家庭自动化的许多产品功能将融入到这些新产品中去,从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少,其核心地位也将被家庭网络/家庭信息系统所代替。
3 家庭网络:
这个家庭网络和纯粹的“家庭局域网”分开来,“家庭局域网/家庭内部网络”这一名称,它是指连接家庭里的PC、各种外设及与因特网互联的网络系统,它只是家庭网络的一个组成部份。
当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。
有线方案主要包括:
双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等;无线方案主要包括:
红外线连接、无线电连接、基于RF技术的连接和基于PC的无线连接等。
家庭网络相比起传统的办公网络来说,加入了很多家庭应用产品和系统,如家电设备、照明系统,因此相应技术标准也错综复杂,这里面也牵涉太多知名的网络厂家和家电厂家的利益,我们在智能家居技术一章中将对各种技术标准作详细介绍。
家庭网络的发展趋势是将智能家居中其它系统融合进去,最终一统天下。
4 网络家电:
网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。
网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络,同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。
可见,网络家电技术包括两个层面:
首先就是家电之间的互连问题,也就是使不同家电之间能够互相识别,协同工作。
第二个层面是解决家电网络与外部网络的通信,使家庭中的家电网络真正成为外部网络的延伸。
要实现家电间互联和信息交换,就需要解决:
1.描述家电的工作特性的产品模型,使得数据的交换具有特定含义;2.信息传输的网络媒介。
在解决网络媒介这一难点中,可选择的方案有:
电力线、无线射频、双绞线、同轴电缆、红外线、光纤。
认为比较可行的网络家电包括网络冰箱、网络空调、网络洗衣机、网络热水器、网络微波炉、网络炊具等。
网络家电未来的方向也是充分融合到家庭网络中去。
5 信息家电:
信息家电应该是一种价格低廉、操作简便、实用性强、带有PC主要功能的家电产品。
利用电脑、电信和电子技术与传统家电(包括白色家电:
电冰箱、洗衣机、微波炉等和黑色家电:
电视机、录像机、音响、VCD、DVD等)相结合的创新产品,是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器,信息家电包括PC、机顶盒、HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、WEBTV、INTERNET电话等等,所有能够通过网络系统交互信息的家电产品,都可以称之为信息家电。
音频、视频和通信设备是信息家电的主要组成部分。
另一方面,在传统家电的基础上,将信息技术融入传统的家电当中,使其功能更加强大,使用更加简单、方便和实用,为家庭生活创造更高品质的生活环境。
6 智能农业:
智能农业将无线传感器网络布设于农田、园林、温室、禽舍等目标区域,网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量,精准地获取土壤水分、pH值、氮素等农业生产相关信息。
有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。
智能农业将从三个方面有效促进农业的发展:
节约能耗,降低污染
增产增收、提高品质
保障食品安全
7 智慧物流:
IBM公司开发的感知物流系统,在运输花卉过程中使用射频识别技术来监视温度可以保证没有人在供应链中偷工减料。
目前,在医药、农产品、食品、烟草等行业领域,产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用,已有很多成功应用。
物流过程可视化是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术,在物流过程中实时实现车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。
智能仓储就具备以下特点:
射频技术,自动收货、发货
数据实时性强,掌握库存情况
掌握物资情况,加快配送速度
8 智能交通:
智能交通的典型应用如下:
自适应交通控制
智能交通诱导和交通信息服务
电子收费系统
公共交通管理
智能汽车
自适应交通控制的功能:
自动调整控制区域内的配时方案,均衡路网内交通流运行。
减少停车次数、延误时间及环境污染,充分发挥交通效益。
交通诱导信息服务:
通过交通信息屏诱导驾驶员,实现路网中各路段的负载均衡;通过多种交通信息的采集方式,根据信息融合的结果,发布路线优化决策。
智能收费系统的过程:
当汽车接近收费站时,汽车上的车载单元接收到收费站天线发出的信号后,由车载单元反馈一个信号给收费站天线。
收费站天线再把这个信号传给车道控制装置,收费计算机收费后把有关信息传到收费中心,完成收费。
同时车道控制装置开启栏杆,汽车通过收费站。
9 智能汽车:
智能汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
智能汽车包括导航系统、不停车电子收费系统及自动避撞系统等。
3、物联网发展规划
1.指导思想:
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,把握世界新科技革命和产业革命的历史机遇,抓住我国加快培育和发展战略性新兴产业的契机,加强统筹规划,促进协同发展;加强自主创新,注重应用牵引;加强监督管理,保障信息安全;加强政策扶持,优化发展环境。
重点突破核心技术,研制关键标准,拓展规模应用,构建产业体系,为我国物联网的全面发展并在新一轮国际竞争中占据有利位置奠定坚实基础。
2.发展原则:
1 坚持市场导向与政府引导相结合。
2 坚持全国统筹与区域发展相结合。
3 坚持技术创新与培育产业相结合。
4 坚持示范带动与全面推进相结合。
3.发展目标:
到2015年,我国要在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效,初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。
技术创新能力显著增强。
攻克一批物联网核心关键技术,在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果;研究制定200项以上国家和行业标准;推动建设一批示范企业、重点实验室、工程中心等创新载体,为形成持续创新能力奠定基础。
4.主要任务:
1 大力攻克核心技术
2 加快构建标准体系
3 协调推进产业发展
4 着力培育骨干企业
5 积极开展应用示范
6 合理规划区域布局
7 加强信息安全保障
8 提升公共服务能力
4、实习体会与小结
短暂的认知实习过程中,我深深的感觉到自己所学的知识的短浅和在社会中运用知识的无力,刚开始的认知实习课里,对一些事物闻所未闻,茫然不知所措,这让我感到非常的难过。
在学习中以为自己学的不错,一旦接触到这些实际的应用,才发现自己知道的是多么少,根本不知道怎么将学到的去应用到具体的项目中。
老师们提到的物联网的许多技术,应用都与我们学到的知识相距甚远,让我想到了许多方面,我不时的想象未来的物联网会是什么样的,是不是还会有更多新的不一样有特色的东西,我知道物联网的核心和基础仍然是互联网,它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,它的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
物联网很简单,它是真正给人类带来更好生活,增加就业,促进经济增长,建设智慧地球。
我在这两节认知实习课中,深深认识到物联网的前景之广阔,物联网的各项技术之精妙,物联网的各种应用之完备,我觉得学好物联网这个专业一定可以造福社会,造福国家,为我们的生活做出重大贡献。
当然,我相信我想学好物联网一定是相当困难的,一定会有很多艰难险阻,我必定要冲破这些阻碍,不断前进。
在日常的学习中我对物联网的概念始终不够明确,不知道自己学了这些究竟可以做什么样的事,有什么样的人生,现在想来,我不住的嘴角上扬,对日后的学习知识更加的迫切,更加的努力。
我要在物联网的领域中摸爬滚打,不忘初心,继续前行。
物联网步入生活的同时,就是我为社会贡献力量的时候,我不能松懈,以物联网的兴起为己任,让中国物联网技术水平在世界上独占鳌头,引领物联网的时代前进。
五、校内指导评语及实习成绩评定
填写说明(仅供参考,正式填写时删去所有说明):
实习成绩由指导教师根据学生的实习表现及实习报告质量进行综合评分,评分为百分制,成绩需经系部审核后盖章。
等级分优(≥85分)、良(84-75分)、中(74-60分)、不及格(≤59分),等级仅作为参考,以分数为准。
评分:
,等级:
指导教师签字:
(所在系部单位盖章)
年月日
三、实习认知2
一、物联网专业培养目标2
二、物联网技术2
1.感知层2
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