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郑丹:明年5G就要普及了,成为“物联网人”需要什么?

责任编辑:ximeng.wang来源:天道教育时间:2019-05-15 10:46:50点击:

相信同学们对“物联网”这个词汇并不陌生,但很多人看到“物联网”后总是一头雾水。其实它早已是我们生活中不可缺少的一部分。那么它到底是做什么的呢?它和5G有什么关系呢?物联网的潜力如何?物联网能为我们的生活方式带来怎样的革命?如果以后要从事这个行业,需要做什么准备呢?……

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郑丹

天道资深顾问,国内名校硕士学历,硕士期间积累了大量统计、数据分析、软件开发、软件测试经验,承担国家自然科学基金项目并在国际高水平SCI期刊Geophysical Journal International上发表学术论文。

  相信同学们对“物联网”这个词汇并不陌生,但很多人看到“物联网”后总是一头雾水。其实它早已是我们生活中不可缺少的一部分。

  那么它到底是做什么的呢?它和5G有什么关系呢?物联网的潜力如何?物联网能为我们的生活方式带来怎样的革命?如果以后要从事这个行业,需要做什么准备呢?……

本文为天道教育郑丹老师原创文章,未经许可不得转载,违者必究!

  先举几个例子,帮大家更好地了解“物联网”:

  在教育行业,也许以后我们不需要再去学校,不用再出国留学,在家里就可以对课堂有置身其境的感觉,教授和同学仿佛就在我们身边;

  在交通领域,无人驾驶的实现可以完全解放货车司机,降低由人为原因导致的交通事故的发生概率,大货车的传感器联网后,超载的情况也会得到有效的监管;

  在现代企业,人员定位、企业资产定位将实现实时监控,有效减少企业管理的成本。

  哈哈,看到这些你是不是突然瑟瑟发抖,觉得物联网就是第三次工业革命?

  1、物联网是啥

  物联网,即可以实现万物互联的网络,Internetof Things(LoT)这个概念首先由MIT的Kevin Ashton教授在1999年提出。

  虽然它的核心和基础仍然是互联网,但它是在互联网的基础上延伸和拓展的网络,其终端不再是传统的电脑、手机、服务器,而是延伸到了嵌入式计算机系统及其配套的传感器之间,即物与物之间。

  2、物联网的潜力如何

  source:三星

  2014年物联网的市场占有额只有6千亿,而到2020年,物联网将占有超过17万亿美元的市场。物联网正以惊人的速度增长,物联网市场的增长将成为技术相关行业的主导力量。

  这种增长力量背后的主要驱动力是在人,设备,服务和信息的多种组合之间建立的大量连接。

  随着5G的普及,网络物联网市场将在未来占据更大的市场份额。

  3、5G和物联网

  5G作为第五代通讯标准,其峰值理论传输速度可达每秒数10Gb,比4G网络的传输速度快数百倍。5G性能的目标是高数据速率,减少延迟,节省能源,降低成本,提高系统容量和大规模设备连接。相比4G有着更广的带宽及更低的延迟,支持网络并发,对于低时延要求的物联网来说无疑具备着重大意义。

  5G是实现物联网及时、高效的必备条件之一。想象一下高速公路上的货车正以120km/h的速度飞奔着,4G网络出现延迟,那将会导致多么惨痛的后果?

  而5G网络的传输速度较4G网络提升了2-3个数量级,可以实现真正的实时数据传输,安全控制高速移动的车辆,从而保证道路安全。

  有了能提供高速数据传输的网络,我们就有了实现“万物互联”的基础。

  source:三星

  4、物联网能做什么

  亿欧智库近日将发布一份新的报告《2018物联网行业应用研究报告》,报告根据实际情况,对物联网产业的发展进行了梳理,并总结出了十大应用领域,分别为物流、交通、安防、能源、医疗、建筑、制造、家居、零售和农业。

  下边分别讲述了物联网技术如何应用于这十大领域:

  >>> 智慧物流 <<<

  智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。

  当前,应用于物联网领域主要体现在三个方面,仓储、运输监测以及快递终端等,通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测,包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度,油耗及车速等,物联网技术的使用能提高运输效率,提升整个物流行业的智能化水平。

  >>> 智能交通 <<<

  智能交通是物联网的一种重要体现形式,利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来,改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。

  运用物联网技术具体的应用领域,包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。其中,车联网是近些年来各大厂商及互联网企业争相进入的领域。

  >>> 智能安防 <<<

  安防是物联网的一大应用市场,因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大,非常耗费人力,而智能安防能够通过设备实现智能判断。

  目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系统,该系统是对拍摄的图像进行传输与存储,并对其分析与处理。

  一个完整的智能安防系统主要包括三大部分,门禁、报警和监控,行业中主要以视频监控为主。

  >>> 智慧能源环保 <<<

  智慧能源环保属于智慧城市的一个部分,其物联网应用主要集中在水能,电能,燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。

  如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应、山区电网的智能监控等。

  将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网,通过监测,提升利用效率,减少能源损耗。

  >>> 智能医疗 <<<

  在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径,能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。

  对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心跳频率、体力消耗、血压高低等)进行监测,主要指的是医疗可穿戴设备,将获取的数据记录到电子健康文件中,方便个人或医生查阅。

  除此之外,通过RFID技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理,实现医疗设备、用品可视化,主要表现为数字化医院。

  >>> 智慧建筑 <<<

  建筑是城市的基石,技术的进步促进了建筑的智能化发展,以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。

  当前的智慧建筑主要体现在节能方面,将设备进行感知、传输并实现远程监控,不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。

  亿欧智库根据调查,了解到目前智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。

  >>> 智能制造 <<<

  智能制造细分概念范围很广,涉及很多行业。

  制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。

  通过在设备上加装相应的传感器,使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作,更好的了解产品的使用状况,完成产品全生命周期的信息收集,指导产品设计和售后服务;而厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。

  >>> 智能家居 <<<

  智能家居指的是使用不同的方法和设备,来提高人们的生活能力,使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域,能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测,分析其变化特征,同时根据人的需要,在一定的程度上进行反馈。

  智能家居行业发展主要分为三个阶段,单品连接、物物联动和平台集成。其发展的方向是首先是连接智能家居单品,随后走向不同单品之间的联动,最后向智能家居系统平台发展。当前,各个智能家居类企业正在从单品向物物联动的过渡阶段。

  >>> 智能零售 <<<

  行业内将零售按照距离,分为了三种不同的形式:远场零售、中场零售、近场零售,三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。

  物联网技术可以用于近场和中场零售,且主要应用于近场零售,即无人便利店和自动(无人)售货机。

  智能零售通过将传统的售货机和便利店进行数字化升级、改造,打造无人零售模式。

  通过数据分析,并充分运用门店内的客流和活动,为用户提供更好的服务,给商家提供更高的经营效率。

  >>> 智慧农业 <<<

  智慧农业指的是利用物联网实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式,可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。物联网应用于农业主要体现在两个方面:即农业种植和畜牧养殖。

  农业种植通过传感器、摄像头和卫星等收集数据,实现农作物数字化和机械装备数字化(主要指的是农机车联网)发展。

  畜牧养殖指的是利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据,通过对收集到的数据进行分析,运用算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等,对其进行精准管理。

  5、成为物联网人需要学什么

  物联网是一个非常交叉、综合性强的学科,目前国内部分高校开设了物联网本科,但由于此专业涵盖的范围太广,物联网的学生需要学的基础课实在太多了,很多本科生在学习中压力很大。

  物联网学生所学的课程主要包括的方向有:数电模电、单片机、网络技术、无线技术、传感器、终端技术。学好这其中任何一个技术,都可以在物联网行业中成为独当一面的人才,迅速实现个人价值积累。然而技术行业重在不断学习和积累,一下子学这么多很容易让同学们一头雾水。

  如果想将来从事物联网行业,建议同学们明确正确的发展方向,物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域,对于大部分人而言,只可能精通一样。

  如果是做硬件:在基础课程的学习上就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。

  如果是做软件:明确方向,一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用,做一两款小产品即可。毕业后,可逐步过渡,学会和其他工程师配合,学会组网应用,多出作品练手。

  *以上部分观点来源于知乎用户Karlno

  6、学物联网,应申请什么项目

  物联网技术涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、嵌入式系统、微机电等技术领域。

  对于想转专业:具有电子工程、通信工程、计算机工程、计算机科学、软件工程、物理、机械工程等背景的同学,最终在就业中都可以转向这个行业。

  在确定好自己感兴趣的方向后,可以参考如下项目进行选择,并在读研时根据自己感兴趣的方向进行深造:

  MIT的电子工程(EE)和计算机(CS)系的研究方向:

  ◆ Circuit Design电路设计

  ◆ Hardware Devices硬件设备

  ◆ Biomedical Sciences and Devices生物医学与设备

  ◆ Artificial Intelligence and Robotics人工智能和机器人

  ◆ Decision Systems and Machine Learning决策系统和机器学习

  加州大学伯克利分校的电子工程(EE)和计算机(CS)系的研究方向:

  ◆ Data Science and Systems数据科学与系统

  ◆ Physical Electronics and Integrated Circuits电子学和集成电路

  ◆ Robotics and Embedded Software机器人和嵌入式软件

  ◆ Signal Processing and Communications信号处理和通信

  ◆ Visual Computing and Computer Graphics视觉计算和计算机图形学

  斯坦福大学电子工程专业的研究方向:

  ◆ Physical Technology & Science物理技术与科学 子方向:

  >>> IntegratedCircuits and Power Electronics; 集成电路和电力电子

  >>> BiomedicalDevices, Sensors and Systems; 生物医学设备,传感器和系统

  >>> EnergyHarvesting and Conversion; 能量收集和转换

  >>> Photonics,Nanoscience and Quantum Technology; 光子学,纳米科学和量子技术

  >>> Nanotechnology,Nanofabrication and NEMS/MEMS; 纳米技术,纳米加工和NEMS / MEMS

  >>> ElectronicDevices;电子设备

  ◆ Information Systems & Science信息系统与科学 子方向:

  >>> Control& Optimization; 控制与优化

  >>> InformationTheory & Applications; 信息理论与应用

  >>> MachineLearning, CommunicationsSystems; 机器学习,通信系统

  >>> SocietalNetworks; 社会网络

  >>> SignalProcessing & Multimedia; 信号处理与多媒体

  >>> BiomedicalImaging; 生物医学成像

  >>> DataScience; 数据科学

  ◆ Hardware/Software Systems 子方向:

  >>> Energy-efficientHardware Systems; 节能硬件系统

  >>> SoftwareDefined Networking; 软件定义网络

  >>> MobileNetworking; 移动网络

  >>> SecureDistributed Systems; 安全分布式系统

  >>> Data Science; 数据科学

  >>> EmbeddedSystems; 嵌入式系统

  >>> IntegratedCircuits & Power Electronics集成电路与电力电子

  这是最好的时代,我们期待5G普及的同时为我们带来更加智能的生活,“物联网人”无疑将成为这个时代辉煌的创造者和收获者。


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