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江西工贸物联网专业"现代学徒制"一体化教改校本教材——《物联网工程项目设计》
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第1章 物联网工程设计概述
1.1 物联网工程设计的概念和方法
物联网工程指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的,如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”,通过各种无线和有线的长距离或短距离通讯网络实现互联互通应用大集成、以及基于云计算的SaaS(Software as a Service; 软件即服务)营运等模式,在内网、专网、互联网环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面集中展示的等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
一、工程及其概念
1.科学、技术、工程、应用的区别和联系
从事科学工作的科学家更偏重于理论研究;从事技术应用的技术员和从事工程设计的工程师则更贴近实际应用和实践;从事生产应用的产业工人则完成的是重复制造过程。
2.“工程”的字典释义
现代汉语词典中对工程是这样定义的:
一是指土木建筑和其他生产、制造部门用比较大而复杂的设备来进行的工作,如土木工程、机械工程、化学工程、采矿工程、水利工程等,也指具体的建设工程项目;
二是泛指某项需要投入巨大人力和物力的工作,如“菜篮子工程”是指解决城镇蔬菜、副食供应问题的规划和措施。
结合物联网本身的定义,显然,物联网工程应该取其第二个解释,即物联网工程是需要投入巨大人力和物力的一项工作。
3.“百度百科”给出“工程”的定义:
工程是科学和数学的某种应用,通过这一应用,使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程,是以最短的时间和最少的人力、物力做出高效、可靠且对人类有用的东西。将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称。
4. “工程”的特点综合:
工程是需要将科学与实践结合,综合使用多个技术方法来构建一个新的系统,这个新的系统在客观上是一个创造物。
工程活动应该包括确立正确的工程理念、制定一系列合理决策、正确设计、合理构建和运行等子活动,其结果往往又具体地体现为特定形式的一个或一组新的创造物。
5.由“工程”衍生出一系列相关概念:
工程原理:是工程实施过程中的基本方法及一般性原理,是抽象化的规律;
工程项目:是一个工程实施的实例,是具体化的工程;
工程设计:指为工程项目的建设提供技术依据的设计文件和图纸的整个活动过程,是建设项目工程期的一个重要阶段;
6. “工程”的特征:
工程是有原理的;
工程项目是通过建造项目目标来完成的;
工程实施要与环境协调一致;
工程设计还是可优化的;
二、物联网工程的概念
物联网工程是信息领域中,继信息化工程、网络工程、软件工程后又提出来的一项新的工程概念。
1.物联网工程概念的提出
随着物联网技术不断走向应用,对各种物联网技术进行综合集成与创新研究及应用,应当在一个整体框架下进行,这个框架就是物联网工程。
从领域分类来讲,物联网建设是信息化建设的一部分,要建设的物联网系统仍然是信息系统,但比以往的信息系统包含了更多内容。
2. 物联网工程定义
物联网工程是研究物联网系统的规划、设计、实施、管理与维护的工程科学。要求物联网工程技术人员根据既定的目标,依照国家、行业或企业规范,制定物联网建设的方案,协助工程招投标,开展设计、实施、管理与维护等工程活动。
3.物联网工程的特点:
涉及的相关领域繁多,背景知识相当庞杂;
以应用为导向的技术集成;
4.物联网工程专业人才的工作内容:
不是设计实现物联网所涉及的所有内容;
而应该是寻找合适的、最优的工程方法和关键技术,选择已有系统部件的优化组合,搭建适合于特定应用领域的物联网服务平台;
5.物联网工程设计的方法:
按照物联网体系结构所包含的三层架构为指导,分层考虑设计要素;依托完善的互联网基础。
三、物联网工程与物联网系统的联系
抽象地讲,系统是指为实现某一目标而应用的一组元素的有机结合,而系统本身又可作为一个元素单位(或称子系统或组件)参与多次组合,这种组合过程可概括为系统集成。
从通用的角度解释,系统集成是目前常用的一种实现复杂系统的工程化方法,即通过选购大量标准化的系统组件并可能自主开发部分关键组件进行组装。
物联网建设是信息化建设的新阶段,包含了更多内容:感知子网、传输子网、信息处理支撑平台和应用子网等4个部分,物联网工程应该是物联网系统内容所涉及的上述4个部分的集成。
从系统
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