物联网技术认识精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇物联网技术认识，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：物联网；三位一体；人才培养

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）09-0167-02

一、引言

物联网被称为继计算机、互联网之后的世界信息产业的第三次浪潮，已经成为万众瞩目的焦点。所谓的物联网，是在全球统一标识系统和计算机互联网的基础上，利用RFID技术和物品电子编码技术，给每一个实体对象一个唯一的代码，构造的一个覆盖世界上万事万物的实物互联网。“物联网”已被写进政府工作报告，得到我国政府部门的高度重视。本文正是在国家和政府政策倾斜物联网技术的广泛应用及高质量物流人才培养的背景下提出的。提出在示范性区域，利用物联网技术实施物流人才“三位一体”的创新型培养模式的研究。

二、基于物联网应用技术的物流人才培养的国内外现状

高校双语教学作为一个独具特色的课程领域，必然要求关注和加强高校双语教学的环境建设。高校双语教学应注重微观的学校内部环境建设，同时也需要，需要社会各方面的共同努力，创造良好的宏观环境。

（一）国外研究现状

2009年6月，欧盟执委会发表了“Intemet of things-an ac-tion plan for Europe”，在世界范围内首次系统地提出了物联网发展和管理设想，并提出了12项行动保障物联网的加速发展。在交通领域，通过智能交通系统行动计划积极促进部署和发展物联网。如在医药物流中使用物联网，促使各成员国在药品中使用专用序列码，确保了药品在到达病人前均可得到认证，减少了制假、赔偿、欺诈和分发中的错误，也可方便地追踪到用户端的产品，大大提高了欧洲在对抗不安全药品和打击制假方面措施的能力。欧洲已形成的以冷链物流为核心的冷藏食品专营超市和专营物联网产品的智能超市，英、法、德等国也分别在机场货品分检、集装箱海关通关等环节开展RFID应用的实验。

（二）国内研究现状

我国对于将物联网技术应用到物流人才培养的研究尚处于起步阶段。只有高宇在《物联网创新实训室建设思考》中提到研发供教师教学适用的物联网教学管理平台，以及学生实训适用的停车管理平台等；陆晓东在《基于物联网的五年制高职IT类专业结构调整与课程设置优化策略》中提出，将物联网技术结合计算机专业的课程改造，嵌入物联网技术课程，优化课程建设；杨海英在《物联网技术在高校实验室管理中的研究》中提出：利用物联网技术实现对高校实验室的有效管理。从国内学者的研究中不难看出，目前，高校对于物联网技术的应用多数在于对于实验室的建设、相近专业计算机技术专业的改造，以及纯粹的物联网工程专业的建设，还鲜有将物联网技术引入物流人才培养模式中的研究。

三、基于物联网应用技术的物流人才培养模式研究的思路

（一）提出物流人才培养战略

1 明确物流人才的学历教育体系及教育目标。物流操作型人才由主要由高职、中职院校培养，培养的重点是专业知识和操作能力。本科教育主要培养中高级管理人才，要求具有扎实的理论基础、比较宽的知识面和理论应用能力。研究生教育旨在培养刚层次的管理人才、科研人员及高校教师，要求具有扎实的理论基础、系统的专业知识和渊博的知识结构。

2 积极推动高校联合、组织专家研讨会、政府间互派人才学习、委托高校定向培养，加快物流人才体系的建设。由政府部门牵头，组织有关科研教育单位的专业力量，研究制订物流科学的具体计划，分别对企业物流、社会物流的技术、经济、管理等问题展开系统的研究工作，研究和规划我国的物流发展战略，增强政府、高校、企业之间的合作，形成产学研合作的良性循环。

3 推动职业培训教育，强化物流人才再教育。职业培训机构是职业培训的主力军，因此在先导区内重点扶持几个专业的物流职业培训机构，以培训物流人才为主，形成以点带面的局面，为先导区物流业的发展提供高质量的人才库。

（二）引入“物联网”理念，构建创新型物流人才培养模式

建立物流人才培养的新模式，培养适应时代要求的新型物流人才。根据我国物流人才培养的制约瓶颈，我们提出要建立政府、教育基地和企业“三位一体”的物流人才培养模式。如下图所示。

1 在经济战略实施初期，企业实现物流可能导致成本提高，因此对物流人才的需求增长势头并不强劲。政府要通过加强社会宣传，引导国际合作，加快物流人才市场规范及网络体系建设，地方政府可引导社会力量建立物流人才培养协调委员会，协调教育基地及企业之间的关系。

2 教育基地是“三位一体”培养模式的主体力量。教育基地包括高校、高职院校和培训机构三种部门，根据物流人才类型和市场需求，三部门各自发挥优势，有针对性地进行培养。高校应率先开展有关物流人才培养的专业研究，进行物流人才培养模式创新并为其他教育部门提供有价值的参考。

3 企业是物流人才的主要需求者和实践基地，是决定物流人才培养规模和程度的关键。当企业认识到建立型的物流运作体系从长期来看有利于降低企业成本时，就会自觉在企业内营造物流发展的氛围，引导企业员工自觉参与到开展物流的工作中来，在客观上直接起到推动物流人才培养的作用。

（三）引人物联网系统解决方案

通过在物流管理教学实训场所采用设备GSM模块、设备无线模块、地区GSM模块、中央GSM模块、智能化管理系统等“物联网”技术实现对教学及实训过程的智能化和科学化管理，将高职院校的实训设备、学生、教师团队、学校管理层协调为一个有机的整体，可以避免出现高等院校普遍存在的教学体系与执行教学体系不相匹配、校内外实训场地利用不充分、教师教学质量不稳定、教学质量测评方法落后等问题。建立基础数据管理、实训基地管理、实验室管理、日常教学管理、监督管理、与第三方接口六个模块。其中，基础数据管理包括：组织结构、职位、用户、功能模块、课程库、师资及文档库；实训基地管理包括：场地、设备、制度、实训申请、实训安排、成绩查询、企业需求查询、设备异常处理和GSM管理；实验室管理包括：时间及设备、实验安排、成绩查询、设备年检安排；日常教学管理包括：学生日常管理、设备检修监督、教学管理监督、缺课监督、实验质量监督和实训质量监督及教辅人员监督；第三方接口包括：上级主管部门、企业需求、数据导出和导入。

参考文献：

[1]饶增仁，郭明超，RFID及识别技术在开放实验室中的应用[J]，兰州大学学报：自然科学版，2009，（F06）

[2]颜辉，CDIO教学实验系统中RFID的应用与实现[J]，吉林工商学院学报，2011，（5）

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同时，作为我国专业技术人才培养的重要来源，高职教育的发展与社会的发展同步，高职物联网应用技术专业人才培养模式的改革逐步向校企合作模式靠拢，基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的发展引起社会的广泛关注。

然而，由于校企合作模式和物联网应用技术总体起步较晚，基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的发育尚不成熟。

针对国内外校企合作专业人才培养模式的分析可知，国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才的培养模式在校企合作保障机制、合作模式推广力度及人才培养模式理论的研究方面存在诸多问题，亟待解决。为此，在高职物联网应用技术专业人才的培养中，需要全面落实基于校企合作的专业人才培养模式的实施，以实现基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的深入改革，促进国家社会经济的高速发展。

一、基于校企合作的高职院校专业人才培养模式的发展

1.1国外基于校企合作的职业院校专业人才培养模式

国外高职教育校企合作人才培养模式最早起源于1903年英国桑德兰特技术学院推行的“三明治”人才培养模式，美国辛辛那提大学随后在1906年推行“工学交替”这一典型校企合作人才培养模式，后来美国安提亚克大学又在1921年全面提出合作教育模式，高职教育校企合作人才培养模式逐渐呈现全球发展趋势，受到各大高职院校的欢迎[2]。

当前形势下，国外主要存在企业访问模式、与企业合作创办新型的职业学校模式、“双元制”模式以及企业―职业教育契约模式四种典型的职业教育专业人才校企合作培养模式。

企业访问模式是指学生借由对相关企业的走访，掌握企业生产及业务的实际情况，最终确定将来的就业机构和岗位。企业访问模式多见于日本，许多职业学校配备有专门的企业信息室和专业指导老师，帮助学生进行企业信息的采集、被访企业的选择、被访企业的联络、企业访问计划的制定、企业现场访问的记录以及访问结果的反馈等各项企业访问活动，加强学生的职业意识和责任感。与企业合作创办新型的职业学校模式是指通过政府的发动号召，企业主动参与职业院校专业人才的培养，与学校联合举办职业培训学校和机构，进行专业技术人才的培养，为企业和社会源源不断地输入专业技术型人才，该类人才培养模式于1988年在英国城市技术学院开始实施，发展至今已在英国大多数职业学校中取得卓越成就。

“双元制”模式是指学生在职业学校和企业两元之间同步进行专业理论知识的学习和职业技能的培训，进行理论知识和专业技能的有机结合，“双元制”主要应用于德国、印度等国家，要求学生在职业培训学校学习两年，随后在企业实训一年，保证学生理论知识和职业经验的双重收获。企业―职业教育契约模式是指政府教育主管部门、学校、企业、工商协会等组织经协商签订契约，约定学校与企业之间建立互惠互利的合作关系，此类专业人才培养模式多见于美国，主要有波士顿教育协定和底特律契约两种形式，教学质量和学习质量经由专业全面的考核制度得以确保。

国外四种职业教育校企合作人才培养模式的比较如下表1所示。

从上表可知，高等职业教育专业人才的培养需要注重与企业的紧密合作，才能确保专业人才的培养规格和培养目标满足企业和社会需求。对于国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的改革而言，需要立足于我国当前的基本国情，认识到我国与国外在政治经济制度、传统职业教育、经济发展水平等方面的差异，参考借鉴国外职业技术教育培养模式的优势，取长补短，深入进行国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的改革，创建符合我国当前基本国情的高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式，为国家经济建设提供高质量的物联网应用技术专业人才。

1.2国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式

相对来说，国内基于校企合作的高职院校专业人才培养模式的发展改革起步较晚，直到上世纪末国务院才开始在《关于大力发展职业技术教育的决定》[3]中明确提出进行“产教结合、工学结合”的高职专业人才培养模式的改革方向，目前职业院校人才培养模式改革已取得初步成效，主要有订单式、校企联合式、工学交替式、产学合作式以及校企互动式等五种高职专业人才校企合作培养模式。

1、订单式模式

在基于校企合作的专业人才培养模式中，“订单式”培养模式是指用人单位根据企业的发展规划，制定对不同规格的人才需求，提出符合自身发展的人才订单，随后高职院校依照用人单位提出的规格、数量进行物联网应用技术专业人才的特殊培养，保证培养出的物联网应用技术专业人才达到用人单位的人才需求。

其中，教学计划由校企双方共同参与制订，以岗位知识结构、能力结构和素质方面的实际要求确定培养方案，构建理论和实践教学体系。

2、校企联合模式

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中，“校企联合”培养模式，通常是指学校与用人单位共同办班的一种办学形式。在这种培养模式下，企业与学校成为物联网应用技术专业人才培养的共同的责任承担方和利益共享方，双方共同出资、共同建设。

学校获得企业办学经费及师资支持，同时企业获得符合自身人才规格需求的高素质技能人才，校企双方成为利益共同体。

3、工学交替模式

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中，“工学交替”培养模式，是指校企双方在长期的合作过程中优势互补、扬长避短逐步形成的一种人才培养模式。

由于学校的每一个专业不可能都建立良好的校内学生实践基地，而企业又迫切需要这方面的人才，校企双方就牵手订立协议，把企业作为学生的实习基地，学生在校接受理论知识与初步的技能培养，更高一些的实践技能培养由企业来承担。

4、产学合作模式

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中，“产学合作”培养模式，是由企业直接进驻学校，通过企业的生产让学生在学校零距离接触生产过程的一种人才培养方式。

通过“产学合作式”培养模式，学校获得企业资助是次要的，重要的是师生可以通过观摩生产过程和接受技术人员的指导，接触并学习企业生产最前沿的知识与技能。

5、校企互动模式

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中，“校企互动”培养模式，是指学校主动为企业培训员工，参与企业技术革新，企业主动接受学校师生实践、学习的一种职业教育合作模式，借由校企双方主动参与物联网应用技术专业人才培养的意识，保证学校专业人才培养的资源得到满足的同时，符合企业对专业技术型人才的需求。

在目前的高职院校物联网应用技术专业的校企合作人才培养模式的选择中，不同的院校依据自身发展的传统、优势和需求，都在探索合适的合作模式，有的院校在实践中并不局限于一种合作模式，而是多种合作模式的组合融汇，以期实现最大的社会效益。

二、基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养现状

2.1高职校企合作物联网专业人才培养模式实践性有待提升

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才的培养中，由于校企合作人才培养模式的起步较晚，企业并不愿意全面主动地参与人才培养的过程，其主要目的在于企业技工人才的补充。同时，高职学校由于自身办学水平有限，企业基础服务能力不够，企业和职业学校双赢的合作目标难以实现。

2.2高职校企合作物联网专业人才培养模式长久性有待加强

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才的培养中，高职教育校企合作的保障机制通常借由政府、学校和企业（包括行业）的综合实情考虑进行相关制度的建设，进行自身和彼此间结构的完善和调整，强化各参与方的合作意图，确保合作能力的提升、合作过程的规范、合作结果的监督，进而保证高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式的稳定、有序、高效和可持续发展。

然而，由于高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式相关制度建设的保障和约束得不到满足，校企合作体系构建中的非制度因素过多，合作关系十分脆弱，难以承受市场经济浪潮的冲击，任何一方都有可能因为不愿承担太大的代价而随意退出合作，给对方造成损失，人才培养模式难以持续有效开展[4]。

2.3高职校企合作人才培养模式深入性有待强化

实践是检验真理的唯一标准，同时理论是指导实践的重要基础。虽然我国高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式已进行了一系列探索并取得一定的成就，但对成功实践经验总结推广和校企合作人才培养模式的理论研究仍然没有及时跟进，对于校企合作的管理制度研究、发展趋势研究、动力机制研究以及人才培养模式的教学改革研究都有待进一步加强。

三、基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的实施

3.1建立校企合作的保障机制

企业是校企合作的主体，高职院校与企业在新技术专业建设中能否长期合作，合作能否达到预期的效果，取决于合作中建立的各种保障机制。建立校企合作的法律保障机制、激励导向机制和科学评价机制，是当前校企合作中最需要解决的核心问题。

建立法律保障机制，才可使校企合作双方做到有法可依、依法治教，使双方在法律的约束下履行各自的责任和义务；建立激励导向机制，可以激发和调动校企双方的积极性，推进校企合作向深层次发展；建立科学完善的评价机制，可以衡量校企合作的成效，对校企合作中的各环节进行反馈和改进[5]。

3.2科学制定人才培养方案

为确保基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式效益的全面发挥，专业建设负责人需要进行企业专业人才职业岗位的专业分析，根据物联网专业的实践特性要求，在综合考虑感知、传输、网络、应用等专业基础知识的同时，适当添加专业拓展类课程，根据物联网应用技术专业覆盖知识面广、应用产业链长、技术发展迅速的特点，人才培养方案要尽可能树立“大职业”教育观，尽可能扩大学生的专业视野和国际视野，尽可能消除与关联专业之间的障碍，消除与国际物联网技术之间的差距，以此进行专业技术型人才培养方案的科学制定，保证人才培养方案的合理性、全面性、科学性和有效性[6]。

3.3统筹建设人才培养团队

基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式效益的发挥，主要在于人才培养团队的统筹建设，要求相关工作者注重物联网高端人才的引入，构建高技术、高含量的人才培养师资队伍，同时及时更新人才培养的现代化教学方法和手段，全面强化人才培养教学团队的建设，科学优化人才培养教学资源的配备建设，建立健全考核评价机制，以专业人才综合能力的提升为重点，实行教学质量和学习效果的多元化评价，保证校企合作人才培养模式的综合效益[7]。

3.4加大实训平台建设力度

基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式效益的发挥，还在于企业实训平台建设力度的加强，确保校企合作中企业与学校的主体地位，深入促进企业和职业学校的合作力度，强化高职物联网专业人才培养模式的实践力度，要求企业全程参与专业人才培养的同时，从技术和资金两方面加大人才实训平台的建设力度，配备优质的培训技能教师以促进学校师资队伍的建设，以资金和设备等形式的支持优化学校培训资源的配置，确保专业人才培养模式的全面顺利开展[8]。

3.5全面开展职业规划和就业指导

在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中，由于物联网新兴产业的不稳定成长性和发展前瞻性，需要普及学校职业规划和就业指导的全面性，确保人才培养目标与企业发展要求的无缝对接，实时监测跟踪新兴产业技术的动态发展信息，建立全面完整的职业学校学生职业规划和就业指导体制，保证校企合作人才培养模式在物联网应用技术专业人才培养中的最大效益，最大程度上适应国家经济建设对新技术专业人才的需求[9]。

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关键词：高职；物联网；人才培养；课程体系；专业定位

中图分类号：G718.5文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)21-5146-03

Exploration an Implementation on Internet of Things Specialty in Training Program of Higher Vocational Education

SUN Yu-di

(Jiangsu Institute of Economic & Trade Technology, Nanjing,211168, China)

Abstract: According to the professional talents training of the Internet of things and the industry need, combining with our institute’s char acteristics, the employment posts of the Internet of things should be established, and then forms the specialized training goal. Taking profes sion station group, work task and work flow as the basis, it explores the specialized course system of the Internet of things corresponding with our institute’s characteristics of economic and trade, and discusses several key problems in the scheme implement in order to provide a sample for relevant institutes with this specialty.

Key words: Vocational Education; Internet of things; talents training; Curriculum System; specialty positioning

“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。自从2009年11月3日，温总理向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，他提出：“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的‘发动机’”。这篇讲话对我国物联网的发展目标提出明确要求，把对物联网概念的研究推向了新的。物联网在中国受到了全社会的极大关注，目前全国有30个本科院校开设了物联网专业，高职院校有28家开设了物联网专业。物联网时代的来临，对专业的人才培养带来了问题与挑战。我院作为国家骨干示范院校，也加入了建设物联网专业的行列，下面就我院在物联网专业方面的建设实践供大家探讨。

1高职物联网专业人才培养方案基本思路

近年来，职业教育得到了飞速的发展，基本摆脱了原先依附于普通高等教育的培养模式。针对高职教育的培养目标与自身特点，高职类专业人才培养方案的建设要以科学发展观为指导，以就业为导向，以能力为本位，采用工学结合的人才培养模式，以职业岗位需要和职业标准为依据,努力满足学生职业生涯发展的需求,适应社会经济发展和科技进步的需要,按照实际工作任务、工作过程和工作情境构建模块化的专业课程体系。面向市场、面向技术、面向应用,培养适应生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才。

在人才培养方案的具体开发与实施中，以职业生涯为目标，确定人才培养方向，以工作过程为主线，确定课程结构，以工作任务为引领，确定课程设置，以职业能力为本位，确定课程内容，以职业标准为依据，确定鉴定项目。我院物联网专业人才培养方案开发与实施就是按照这样一条主线而展开的。

2关于物联网专业人才培养方案的探讨

2.1高职物联网专业定位

2.1.1行业前景分析

美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1。因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。目前，美国、欧盟、日本等都在投入巨资探索物联网。我国在物联网领域的启动与发展并不比国际落后。10年前就启动了传感网研究，目前正加紧研发“物联网”技术。

从目前物联网相关产业发展来看，物联网领域主要环节，如器件设计和制造、短距离无线通信技术、网络架构、软件信息处理系统配套、系统设备制造、网络运营等均已具备一定的产业化能力。物联网专业的学生毕业后可以到传感设备生产企业的管理、检测岗位；传感网的组建、调试、维护岗位；各种应用系统的建设、维护岗位；也可以到物联网技术营销与应用推广岗位等就业。因此物

联网专业人才需求量大、就业起点高、职业发展有潜力。

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而就在这几天，阿里和上海汽车集团传来消息，首款搭载阿里YUNOS的城市SUV将在6月份上市。

其实，阿里与上汽的合作早在去年就已经开始，而百度的无人驾驶汽车项目虽然已经有些时日了。而在国外，苹果的汽车项目正在秘密开展，而谷歌的无人驾驶汽车刚刚撞了公交。

传统上，汽车和互联网是两个行业，为何现在的互联网巨头纷纷盯上汽车呢？这些互联网巨头想要得到什么呢？

一、汽车上的O2O入口

最近一段时间，在中国的O2O市场风云变幻。去年阿里和美团分离，然后入股饿了么，百度200亿力推糯米。巨头们都意识到，O2O消费规模达到万亿，谁占领O2O市场，谁就可以新建一个阿里巴巴。

2016年，百度成立百度金融事业部，美团搞起来自己的支付工具，大家基本都是按照阿里当年从电商支付到蚂蚁金融的路线来走，而争夺的焦点就是O2O的入口。谁占领更多的入口，谁就有更多的交易，谁就能发展起来以交易为基础的金融服务，进而新建一个阿里巴巴。

而汽车的车主通常消费能力比较强，是O2O的优质用户，而汽车本身也是一个O2O的入口，谁能利用汽车作为O2O的入口，谁就掌握了一大批优质的O2O客户，这对未来的O2O争夺战大有裨益。

车机原本是随车娱乐与导航的进化，我们过去汽车娱乐用卡带，用CD，用U盘下载的MP3，现在有车联网了，我们可以在线听QQ音乐，这就是娱乐替代，类似还有实时联网地图导航，替代掉SD卡上的地图导航。

而随着O2O的发展，车机是可以附带生态与O2O的，通过车机可以是提供足够多的地图POI信息点，甚至可以直接完成O2O的消费。

汽车的O2O入口功能是互联网巨头争夺汽车的第一个诱因。

二、最高级的O2O入口和无人驾驶的收益

这次百度在两会的提案并没有说车联网和O2O的事情，而是直接提了无人驾驶，这是为什么呢？

这是因为无人驾驶实质上是汽车O2O的最高入口。目前的汽车O2O入口只是在车机层次，这个入口是可以替换的。我换谁家的OS，甚至用谁家的APP，就用谁家的入口。

而无人驾驶是一套完整的系统，这个系统在驾驭汽车的同时，还掌握了所有的控制权，其中也包括O2O入口。

车机OS与汽车功能没有关系，厂商可以选择，而无人驾驶系统是一个高难度的系统，与汽车硬件紧密相关，汽车主机厂商自己又开发不了，只能用供货商的解决方案。

所以，掌握了无人驾驶至高点的厂商就掌握了汽车O2O的最高入口。

除了O2O入口，自动驾驶系统本身也蕴含着巨大的商业利益，汽车上一套ESP这种简单系统都要数千元，无人驾驶系统理论上可以按照到任何一台汽车上面，其价格恐怕要万元级别。

这个万元级别的系统乘以中国一年2000多万的汽车销量，利益也大的惊人，所以无人驾驶成为互联网企业的争夺之地。

三、互联网企业在无人驾驶上的路线优势

无人驾驶汽车其实可以视为是一种机器人。从原理上来说，是传感器感知路况和周边情况，然后传输到CPU，CPU根据人工智能对情况做判断，然后通知电传系统，电传系统根据信号操控机械装置，最后机械装置操控车辆做各种动作。

在这个过程中，电传机械控制这方面基本已经完善，如今大部分汽车都是电传控制了，你的刹车、油门、换挡、甚至方向都是一组电子信号，你操作的动作被解读处理，然后传给机械系统，无人驾驶无非是把这些信号脱离人的控制交由电脑处理，并不需要费太大周折。技术的难点在前两步，怎么用传感器准确的感知周围的信息？人工智能如何做判断？

无人驾驶目前是有两条路线的，一条就是传统汽车主机厂商走的四个阶段的渐进路线，用车上的摄像头，雷达做传感器，通过一些相对简单的计算，实现辅助和半自动的驾驶功能。这个路线发展到一定高度，因为计算能力和软件的难度，要达到完全无人驾驶基本上不可能，只是短期内会给汽车增加一些卖点。

还有一条路线是直奔主题的互联网企业路线，这条路线目前做的最成熟的是刚撞了车的谷歌。其采用目前价格还极其昂贵的激光雷达作为主要传感器，传感器采集到的信息和摄像头采集的图像采用高水平的人工智能来识别判断。谷歌已经接近实用，百度也在去年完成了城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶测试。理想情况下，谷歌能够在3、5年内实用化，而随着激光雷达的量产降价，10年内就可以出现在量产汽车上。

所以，在无人驾驶上，互联网企业事实上领先汽车主机厂的。

除了技术路线优势，互联网作为互联网厂商，还有很多无人驾驶的外围技术。譬如3D高精度地图，图像识别，语音语义识别，人工智能的深度学习，大数据的处理器方式。这些东西都是汽车主机厂无力研发的。

所以，到了无人驾驶阶段，互联网企业相比汽车主机厂有更高的高度，未来会是互联网企业把成熟的无人驾驶系统卖给各个汽车主机厂商。

四、互联网企业能如愿吗？

这次两会，提出来无人驾驶的不仅仅有百度的李彦宏，也有吉利的李书福。

而在国际上，虽然谷歌的无人驾驶技术众所周知，但是从奔驰、宝马、沃尔沃，到新生的特斯拉，都在积极尝试自动驾驶技术。

但正如上文所说的，从技术路线看，汽车厂商远不如互联网企业。汽车厂商路线到了一定高度就会停滞不前。更糟的汽车厂商渐进路线的技术积累无法用到未来的高级阶段。汽车厂商或者自己从头再来，或者去买互联网厂商的技术。

无人驾驶相对有人驾驶，具有安全和效益的上的巨大优势，一旦技术成熟，成本下降，是会很快普及的。

所以，在无人驾驶上，互联网企业有很大的概率达到自己的目的。一方面把无人驾驶系统卖给各个汽车主机厂，获取高额利润，一方面利用无人驾驶系统最高的入口权利，获取各种O2O的入口，获取衍生利润。

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关键词：无人船；4G物联网技术；云转发；流媒体技术

DOIDOI：10.11907/rjdk.171812

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2017）006-0056-03

0 引言

无人船是一种集智能化、网络化、集成化、机动化、无人化于一体的新型小型水面自主航行交通工具，具有机动灵活、易操控、携带使用方便、易于开展实验、成本低、效率高、对监控环境要求低等特点，已被广泛应用于湖泊和群铀质监测[1]、湿地环境监测[2]、海洋环境监测[3]、水产养殖环境监控[4]、水下环境测量[5]等各种水域环境下民用和军用的诸多领域，具有广泛的应用前景。

无人船应用的关键是如何实现无人船在各种水域环境下的无人自主航行，其核心技术是远程运动控制技术[6]和无线通信技术。在无人船控制系统方面，国内已有不少高校和学者进行了相关技术研究。河北大学赵晓军等[7]基于DSP和GPRS技术设计了用于白洋淀湿地监测的无人船运动控制系统；山东大学李峰等[8]设计了用于湖泊水域监测的无人船水样采集系统，采用WiFi技术实现无人船与地面控制中心之间的通信；中国海洋大学的孙东平[9]及浙江大学的王魏等[10]设计了用于海洋监测的无人船远程控制系统，采用GPRS技术实现无人船与地面控制中心之间的通信。由此可见，当前无人船与地面控制中心的通信技术仍然以第二代移动通信技术――GPRS技术为主，虽然能够满足长距离作业需求，但只能传输简单数据，而无法满足无人船实时视频监控等较复杂应用场合对实时传输多媒体数据的需求，不利于地面控制中心对无人船的管理和调度。

相比于GPRS网络，高速率4G网络能更好地支持多媒体数据传输。采用4G技术作为无人船与地面控制中心间的通信技术，不但能极大拓展无人船的工作距离，而且能实现对无人船的远程实时视频监控。目前虽然已有学者设计了基于3G/4G的无人船远程控制系统[11-12]，但只是给出了系统设计框架，对视频监控系统设计及测试阐述较少。

因此，针对当前无人船控制系统由于以GPRS通信技术为主，导致控制系统实时性较差及无法适用于较复杂应用场合的问题，本文研究设计了一套基于4G物联网技术的无人船云控制系统，采用4G通信技术、流媒体技术和云转发技术实现对无人船的远程实时视频监控。通过本系统，操作人员只需在控制中心即可实现对无人船的远程控制。在无人船作业过程中，监控人员也可随时随地获取无人船作业状态的实时画面，了解作业进度和完成情况。

1 系统总体框架

本系统由无人船端、云服务器端和地面控制中心3部分组成，总体框架如图1所示。无人船首先通过GPS定位后，地面控制中心根据接收到的位置信息计算航线，并通过云服务器转发至无人船端。无人船接收到航线信息后进行自主航行作业。在自主航行过程中，无人船将当前的航向、航速、位置等信息通过云服务器转发至地面控制中心。同时，无人船的4G视频系统通过RTMP协议将实时作业视频发送至云服务器，地面控制中心访问云服务器获取无人船实时作业视频。

（1）无人船端。无人船通过GPS获取自身位置信息，采用4G通信技术将位置信息发送至云服务器端，经由云服务器端转发至地面控制中心。此后，无人船接收云服务器端转发的来自地面控制中心的航线信息进行自主航行，并在航行过程中通过云服务器将实时的航向、航速、位置等数据转发至地面控制中心。同时，无人船的4G视频系统通过RTMP协议将实时作业视频发送至云服务器端，供地面控制中心查看。

（2）云服务器端。本文基于阿里云提供的ECS云服务器设计了无人船云控制系统的云服务器端。弹性云服务器ECS（Elastic Cloud Server）是一种简单高效、可随时自主获取、处理能力可弹性伸缩的云服务器，具有可动态调整CPU、内存、硬盘和带宽等优点，为开发者提供了极大便利。

云服务器端主要用于转发实时控制数据和作业视频。采用云服务器转发模式，能够减少无人船端需要处理的数据量，降低能耗，延长电池工作时间。

（3）地面控制中心。地面站控制中心通过云服务器与无人船建立连接，将航线信息发送至无人船端，接收来自无人船的实时航向、航速、位置等信息，并可实时监控无人船的电量信息、作业状态及所在水域环境情况。

2 关键技术实现

2.1 无人船控制信息传输系统架构

无人船控制信息传输系统主要使用USR-LTE-7S4透传模块将地面控制中心的控制信息传输至无人船端，如图2所示。USR-LTE-7S4可以实现无人船端与云服务器端的双向透明数据传输，功能丰富，体积小巧，适合作为无人船的船载通信设备。使用网络透传模式收发数据，使用者无需关注无人船串口数据与网络数据包之间的转换过程，只需设置相关参数，即可实现无人船端与云服务器端之间的透明通信。

如图2所示，无人船上电运行后，GPS定位模块获取当前位置信息，通过USR-LTE-7S4以MavLink协议数据格式发送至云服务器，经由云服务器转发至地面控制中心。地面站控制中心根据无人船位置信息计算航线，通过云服务器以MavLink协议数据格式转发至无人船端。

2.2 无人船远程实时视频监控系统架构

无人船远程实时视频监控系统架构如图3所示。系统采用Hi3518E模块采集无人船实时作业视频，通过4G通信模块Quectel EC20上传至云服务器端，地面控制中心登录云服务器端即可实现对无人船的远程实时视频监控。

视频采集采用Hi3518E模块，支持H.264和MJPEG/JPEG编码，以RTMP协议格式将无人船作业视频上传至云服务器端。4G通信模块采用Quectel EC20模块，该模块支持多输入多输出技术（MIMO），具有较高的通信可靠性和良好的通信质量。云服务器端采用nginx-rtmp-module模块实现视频数据接收与转发功能。

3 系统测试与数据分析

对无人船控制系统的测试主要分为静态测试和动态测试。静态测试是在室内环境下测试视频监控功能及传输时延等通信性能；动态测试是在实地水域中测试整个系统的功能，包括无人船接收航线控制信息及自动航行任务、无人船远程实时视频监控任务以及在实际水域中的传输时延等通信性能。

3.1 静态测试

系统静态测试监控界面如图4所示。其中，左上角为云服务器数据转发过程，左下角为无人船传回的实时监控画面，右边为控制系统主界面。

在静态测试环境下，控制系统传输时延最低为248ms，最高334ms，如图5所示。由静态测试结果可以看出，基于4G通信技术的无人船控制系统的传输时延较低，能够完成对无人船远程实时监控的任务。

3.2 实地水域测试

测试水域为连云港市海州区西盐河，地面控制中心在连云港瑞云智能科技有限公司。地面控制中心上传航线并无人船自动执行此航线，控制界面如图6所示。

在此次实地水域测试作业中，控制系统的平均传输时延为0.5s，视频系统传输时延为1.5s，再次验证了本系统能够满足对无人船远程实时视频监控的要求。

4 结语

本文基于云服务器架构设计了无人船云控制系统，并采用4G物联网通信技术实现了地面控制中心与无人船之间的通信，通过4G透传模块将无人船航线等控制信息由地面控制中心传输至无人船接收端，同时采用4G视频传输模块和RTMP音视频传输协议将无人船实时作业视频传送至云服务器，以供地面控制中心查看及监控。由测试结果可以看出，本系统能够实现对无人船的远程实时控制及视频监控，从而极大地提高无人船的工作效率，并确保无人船航行安全，再结合传感器数据采集技术即可应用于水质监测、城市内河监测、海洋环境监测、湿地监测等各种水域环境下的应用场合，具有一定推广价值。

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