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物联网与智能技术科研创新团队

发布时间:2018-12-03作者:浏览:

                                                                                    团队负责人张喜民博士

一、 团队概况

团队名称

物联网与智能技术科研创新团队

所属学科

计算机科学与技术

依托单位

信息与工程学院

姓 名

张喜民

研究方向

物联网技术、嵌入式技术、网络化控制

研究基础

主持和完成了省部级项目《ARINC 659背板总线协议芯片及其验证环境研制》,获部级科技进步二等奖;主要参与和完成了空军装备部项目《WG6BG-1型语音报高器》,获军队科技进步四等奖;主持和完成了航空科学基金项目《网络化飞行器管理计算机容错及可靠性分析技术研究》,主要参与和完成了总装备部预研课题《×××××分布式容错计算机技术》,主要参与和完成了《城市集中供热网的自动检测与自动控制系统》、《××××航空计算机”地面测试系统》等横向项目,目前作为主要成员参与陕西省重点研发计划项目《动物定位监测系统关键技术及应用》的研究。

在核心期刊、国际会议发表论文22篇,EI收录11篇,SCI收录1篇。

授权发明专利3件、实用新型1件,软件著作权1件。

姓名

性别

出生年月

学位学历

技术职务

研究方向

所在单位

本人签字

1

袁战军

1972.10

副教授

硕士

工业自动控制

信息与工程学院

2

付安英

1957.1

教授

高工

学士

传感器技术

信息与工程学院

3

李永安

1961.8

教授

学士

信号处理

信息与工程学院

4

张金博

1971.2

高工

学士

人工智能

信息与工程学院

5

商 莹

1980.2

讲师

硕士

嵌入式系统

信息与工程学院

6

王丽君

1982.6

讲师

硕士

无线通信技术

信息与工程学院

7

王希娟

1983.1

副教授

硕士

智能控制

信息与工程学院

8

张雪侠

1981.11

讲师

硕士

智能控制

信息与工程学院

9

段乃侠

1979.11

讲师

硕士

软件工程

信息与工程学院

10

程 瑶

1979.4

讲师

硕士

嵌入式软件

信息与工程学院

 

 

二、研究内容和目标

研究方向、主要研究内容及预期目标(不少于3000字,可加页)。

1、研究方向

物联网(Internet of Things)是指将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控。物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。

通过物联网,人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,进而提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。物联网技术的推进对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。据权威机构预测,到2020年,物物互联业务与现有人人互联业务之比将达到30:1,物联网产业有将成为下一个万亿级的产业。在未来,为谋求物联网的大规模发展及在国际竞争中占据有利位置,美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一;欧盟制定了促进物联网发展的14点行动计划;日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一;韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一,物联网己成为当今世界新一轮经济和科技的战略至高点之一。

我国早在1999年就开始无线传感器网络及其应用研究,2009年8月,温家宝总理在无锡调研时,首次阐述了“感知中国”新理念,要求“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”。2009年11月,温总理发表题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话,明确将信息产业列入下一阶段我国重点培育的七大战略性新兴产业,并提出要着重突破传感网、物联网的关键技术,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”。2011年国家工业和信息化部发布《物联网“十二五”发展规划》,2017年国家工业和信息化部又发布了《物联网发展规划(2016-2020年)》,物联网的发展已成为我国国家发展战略的重要组成部分。

物联网实现了设备的互联之后,人工智能就变得非常重要,单纯使用网络将人和装置链接是不够的,关键是要拥有足够的人工智能,解析链接后带来的巨量数据,才能不产生具高附加价值的应用,人工智能是物联网发展的核心。

经过60多年的演进,在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能加速发展,呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。人工智能成为国际竞争的新焦点。面对新形势、我国相继出台《新一代人工智能发展规划》、《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020)》等多项政策,将进一步激发人工智能技术的加速发展和应用,人工智能已上升到我国国家战。

面对我国物联网、人工智能大力发展的契机,集中我校物联网技术与智能技术方面的教授、博士、硕士骨干教师等高水平人才,建设物联网与智能技术科研创新团队,力求在高速物联网、人工智能基础理论和关键技术研究等方面取得突破,对于快速提升我校物联网工程专业人才培养和科学研究的能力,实现物联网工程专业的跨越式发展,具有十分重要的意义。

物联网与智能技术科研创新团队准备以抓住一条主线、搭建一个平台、树立一种理念、打造一支队伍“四个一”方针为主导:

抓住一条主线:创建“学习型、科研创新型”团队活动。

搭建一个平台:基于高速物联网的智能控制系统开发平台。

树立一种理念:为教学和应用型人才培养服务

打造一支队伍:打造一支优秀的高层次、复合性、科研型人才队伍。

创新团队将着重开展物联网系统架构、信息物理系统感知、智能控制等基础理论研究,力争突破智能硬件(硬件嵌入式智能)、物联网低功耗、可信泛在接入等关键技术,快速提升物联网工程专业教师的科学研究和人才培养的能力,为我校物联网工程专业的跨越式发展提供有力保证。

2、主要研究内容

(1)物联网体系架构技术

体系架构是指导具体系统设计的首要前提。物联网应用广泛,系统规划和设计极易因角度的不同而产生不同的结果,因此急需建立一个具有框架支撑作用的体系架构.另外,随着应用需求的不断发展,各种新技术将逐渐纳入物联网体系中,体系架构的设计也将决定物联网的技术细节、应用模式和发展趋势。

物联网的感知环节具有很强的异构性,为实现异构信息之间的互联、互通与互操作,未来的物联网需要以一个开放的、分层的、可扩展的网络体系结构为框架。目前还没有一个规范化的物联网体系架构模型。 ITU-T在Y.2002建议中虽提出了描述的物联网的5层架构,可描述物联网的物理构成和涉及的主要技术,但不能完整反映出物联网系统实现中的功能集划分、组网方式、互操作接口、管理模型等,不利于物联网的标准化和产业化.。因此需要进一步提取物联网系统实现的关键技术和方法,设计一个通用的物联网系统架构模型。

物联网体系架构架构关键技术包括:端到端的分布式开放架构,异构系统的互操作性;非中心控制的自治架构;边缘节点移动智能架构;云计算技术,事件驱动架构,掉线和同步操作;支持语义互操作的体系结构;事件驱动的体系结构;支持有效缓存、信息同步和分布式信息融合的体系结构。

(2)感知与标识技术

感知和标识技术是物联网的基础,负责采集物理世界中发生的物理事件和数据,实现外部世界信息的感知和识别,包括多种发展成熟度差异性很大的技术,如传感器、RFID、二维码等。

1)传感技术

传感技术利用传感器和多跳自组织传感器网络,协作感知、采集网络覆盖区域中被感知对象的信息。传感器技术依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术,对基础技术和综合技术要求非常高。目前,传感器在被检测量类型和精度、稳定性可靠性、低成本、低功耗方面还没有达到规模应用水平,是物联网产业化发展的重要瓶颈之一。

2)识别技术

识别技术涵盖物体识别、位置识别和地理识别,对物理世界的识别是实现全面感知的基础.物联网标识技术是以二维码、RFID标识为基础的,对象标识体系是物联网的一个重要技术点.从应用需求的角度,识别技术首先要解决的是对象的全局标识问题,需要研究物联网的标准化物体标识体系,进一步融合及适当兼容现有各种传感器和标识方法,并支持现有的和未来的识别方案。

(3)网络与通信技术

网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施,通过泛在的互联功能,实现感知信息高可靠性、高安全性传送。

1)接入与组网

物联网的网络技术涵盖泛在接入和骨干传输等多个层面的内容.以互联网协议版本6(IPv6)为核心的下一代网络,为物联网的发展创造了良好的基础网条件.以传感器网络为代表的末梢网络在规模化应用后,面临与骨干网络的接入问题,并且其网络技术与需要与骨干网络进行充分协同,这些都将面临着新的挑战,需要研究固定、无线和移动网及Ad-hoc网技术、自治计算与连网技术等.

2)通信与频管

物联网需要综合各种有线及无线通信技术,其中近距离无线通信技术将是物联网的研究重点.由于物联网终端一般使用工业科学医疗(ISM)频段进行通信(免许可证的2.4GHzISM频段全世界都可通用),频段内包括大量的物联网设备以及现有的无线保真(WiFi)、超宽带(UWB)、ZigBee、蓝牙等设备,频谱空间将极其拥挤,制约物联网的实际大规模应用.为提升频谱资源的利用率,让更多物联网业务能实现空间并存,需切实提高物联网规模化应用的频谱保障能力,保证异种物联网的共存,并实现其互联互通互操作。

(4)智能技术

智能技术是为了有效地达到某种预期的目的,利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统,可以使得物体具备一定的智能性,能够主动或被动的实现与用户的沟通,也是物联网的关键技术之一。主要的研究内容包括:

1)人工智能理论研究

智能信息获取的形式化方法;海量信息处理的理论和方法;网络环境下信息的开发与利用方法;机器学习。

2)智能控制技术与系统

物联网就是要给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通和对话,甚至实现物体与物体互相间的沟通和对话。为了实现这样的目标,必须要对智能控制技术与系统实现进行研究。例如:研究如何控制智能服务机器人完成既定任务(运动轨迹控制、准确的定位和跟踪目标等)。

3)智能信号处理

信息特征识别和融合技术、地球物理信号处理与识别。

(5)智能终端开发技术

智能终端为一个微型化的嵌入式系统,构成了无线传感器网络的基础层支持平台。感知物质世界及其变化过程中,需要检测的对象很多,如温度、压力、湿度、应变等,微型化、低功耗对于传感器网络的应用意义重大,研究采用MEMS加工技术,并结合新材料的研究,设计符合未来要求的微型传感器:其次,需要研究智能终端的设计理论,使之可识别和配接多种敏感元件,并适用于主被动各种检测方法;第三,各节点必须具备足够的抗干扰能力、适应恶劣环境的能力,并能够适合应用场合、尺寸的要求;第四,研究利用智能终端具有的局域信号处理功能,在传感器节点附近局部完成很多信号信息处理工作,将原来由中央处理器实现的串行处理、集中决策的系统,改变为一种并行的分布式信息处理系统。

 

3、预期目标

(1)、打造一支学术基础扎实、科研能力较强、作风顽强的科研创新团队;

(2)、构建物联网与智能技术创新开发平台一个;

(3)申报省级以上科研项目1-2项;

(4)、完成厅级、校级科研项目2项;

(5)、完成5万元以上横向科研项目1-2项;

(6)、发表核心论文2-4篇;

(7)、申报发明专利2-3件。