掃地機器人、AI音箱……智能家居離不開這些專業

掃地機器人、AI音箱……智能家居離不開這些專業

物聯網工程——讓萬事萬物開口“說話”

不知道你是否用過對答小能手天貓精靈和小愛同學,或者見過用手機隨時隨地控制家裡的智能設備……這些,都是已經出現或未來即將出現在我們生活中的智能家居,而在這所有智能家居的背後,都在訴說著一項關鍵技術的運用——物聯網技術。

正是因為物聯網技術,才實現了智能家居與互聯網的直接通信,究其本質,就是利用了射頻自動識別技術,通過計算機互聯網實現了物體的自動識別及信息的互聯與共享。這種神奇的射頻識別技術能夠讓物品“開口說話”。它藉助無線數據通信網絡,把存儲在物體標籤中的有互用性的信息,自動採集到中央信息系統,實現物體的識別,進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享,實現對物品的“透明”管理。這樣一來,智能家居就能運用互聯網這個中介跟我們實現信息的雙向交流,並按照我們的指令和意願幹活了。理想化的物聯網技術運用是實現萬物相連,大到機械設備,小到電子產品,全部與物聯網相連,達到萬物智聯的目標。

看了這些,大家是否對物聯網技術有所瞭解呢?說到物聯網技術,自然離不開物聯網工程專業。物聯網工程專業是什麼,學什麼?單從專業名稱來看,很難窺得一二。實際上,物聯網工程專業是一門交叉學科,涉及計算機、通信技術、電子技術、測控技術等專業基礎知識,以及管理學、軟件開發等多方面知識,它將多學科知識交叉聯繫在一起,形成了獨特的物聯網理論知識體系。

那這聽起來高深莫測的物聯網工程專業到底學什麼呢?大部分高校物聯網工程專業開設基礎課程和專業核心課程兩大類,學生主要學習研究信息流、物質流和能量流彼此作用、相互轉換的方法和技術。物聯網工程專業需要學習包括計算機系列課程、模擬電子技術、物聯網技術及應用、物聯網安全技術等幾十門課程,同時還要打牢堅實的數學和物理基礎。另外,優秀的外語能力也是必不可少的,因為目前物聯網的研發、應用主要集中在歐美等國家,我們需要不斷閱讀外文資料汲取經驗和方法,同時,這對於以後的研究深造也是極其重要的。

以一個過來人的經驗來看,正所謂“苦心人天不負”,雖說物聯網工程專業課程聽起來晦澀難懂,但只要肯拿出熱情和鑽研精神,拿下它們還是小菜一碟的。還記得從大一時,我們就開始接觸到寫滿各種符號和定義的課本,按老師的話說:“這些字你們都認識,把他們重新串聯一下就什麼都不知道了。”在迷迷糊糊的大一生活中,我也曾迷茫過、徘徊過,但是在老師和學長的指引下,加上自己初生牛犢不怕虎的精神,無論是課上還是休息時間,我都爭取弄懂每一處存疑的知識點,漸漸地,我彷彿摸到了一扇通往新世界的大門。一路下來,高數、射頻與RFID技術、無線傳感器網絡、信號與系統這些光看名字就讓人頭大的課程,也被我慢慢攻克下來。(長安大學 王繼圓)

特色各異

物聯網就是實現物與物、人與物和人與人相聯的網絡,是大數據、人工智能、雲計算、移動互聯等新一代信息技術的交叉融合。在人才的培養上,北京郵電大學物聯網工程開設在國際學院,結合中英兩校在計算機科學與技術方面的實力,注重學生計算機與網絡基礎技術的培養;天津理工大學則採用與臺灣中華大學“3+1”聯合培養的模式,共同制定該專業的培養方案,培養具有紮實的物聯網理論、方法以及物聯網工程技術的專業人才。

就業展望

物聯網是21世紀我國戰略性新興產業,有著廣闊的應用空間和市場需求,也需要大量的物聯網專業技術人員與技術管理人員。那麼,學習物聯網工程專業,我們未來的方向在何方呢?物聯網工程專業就業面較為寬泛,畢業生可以從事智能交通、智能家居、智能農業、智能醫療、環境保護、公共安全、文物保護等領域的工作。其次,物聯網工程專業的學生升學率也較高,畢業生可在物聯網架構、技術標準、信息安全、數據挖掘等研究方向,或通信工程、網絡工程、集成電路設計與微系統等方向繼續攻讀研究生。雖然發展前景良好,但學習物聯網工程專業還要求學生同時掌握計算機科學與技術、電子與通信等學科的知識和技能,相對來說,學習難度較大,考生報考該專業時需要有一定的心理準備。

擁有該專業的國家特色專業建設點高校

北京科技大學、北京郵電大學、吉林大學、江南大學、河海大學、合肥工業大學、武漢理工大學、中南大學、西安交通大學。

通訊工程——通以智聯,信以安居

古人云“安居樂業”,令人心嚮往之。在未來幾年,家居與日臻成熟的智能科技相碰撞出的火花不期而遇。我們可以設想:日常生活中,智能管家系統根據我們的偏好對家裡進行整理、清潔,並通過雙向互動監測我們的健康狀況;在外忙碌間隙,我們遠程與家中的寵物逗趣……這只是未來智能家居的冰山一角。

智能家居是以住宅為平臺,聯接各種智能設備,利用有線、無線網絡技術、人工智能、自動控制等,提升家居安全性、舒適性、藝術性的智能化生態系統。1984年第一幢智能建築在美國的出現揭開了全世界發展智能家居的序幕,但其發展並不迅速,這是因為智能家居面臨許多亟待解決的問題。首先,智能家居作為交互平臺,需要藉助有線、無線通信技術實現不同子系統間協議、信息的交換。有線通信技術包括電力載波通信、總線方式通信等,無線通信技術包括藍牙(Bluetooth)、WiFi等。各類通信技術各有優勢,但也都存在待彌合的短板。其次,由於智能家居多樣性和個性化的特點,技術路線和標準眾多,如何建立統一體系,使之協同運行,也是未來需要迎接的挑戰。

所以,智能家居是一個任重而道遠的命題。那麼,什麼是完善這一命題的關鍵鑰匙?答案呼之欲出,它就是熱度從未衰減的通信工程,“通”是智慧聯接的根基,“信”是智能安居的保障。通信工程雖然是基礎學科,但卻囊括了空、天、地、海間通信的理論內核和技術基礎。

成為通信精英人才是我本科剛入學時立下的目標。懷著對遙而可期的目標的崇敬,我不斷汲取著專業體系課程的營養。通信工程專業所修課程兼有電子、計算機兩類專業的特點,所以需要較好的數學、物理基礎以及較強的動手應用能力。

大一的學習偏向基礎課程,如高等數學、線性代數、C++程序設計、電路分析基礎等;專業基礎課是大二的學習重點,如信號與系統、高頻電子線路、數字邏輯電路、科學計算語言、電子線路基礎、物聯網工程導論、概率論等;大三大四開始進入專業課學習和實踐的正軌,如學習通信原理、通信網、數字信號處理等,並開始嘗試進入實驗室,應用自己所學初步開展科研之旅。

通信工程專業非常廣博,其中每一個方面都可以是獨成一面的“大學問”,雖然是“大學問”,學習難度較大,但只要能找到自己的興趣點,再難也阻擋不了我們探索的步伐。記得大三時,專業課非常密集,課業壓力也很重。一次通信原理課上我正埋頭做筆記時,突然聽到了“星座圖”三個字。教授在投影上示範如何將數字信號在複平面上表示,如何通過簡單的距離運算去比較不同調制方式的誤碼率。至今,我仍記得那張直觀又生動的星座圖,那堂讓我對通信工程興趣倍增的專業課。從此,我對通信工程專業的崇敬裡,添了更多盎然的興趣。

信息隨心至,萬物觸手及,未來將是人與人、人與機器以及億萬級的萬物聯接時代。5G翩翩而至,面向下一代無線通信(6G)的智能無線電也並不遙遠。從智能家居到萬物智能,從有線通信到智能無線電,從初代移動通信到第六代移動通信,挑戰與發展一直相伴。未來的通信人,還需要站在前輩的肩膀上,繼續深挖艱澀的基礎理論,繼續進行繁複的實踐驗證,用時間、精力和心智來探索、發現和創造。(天津大學 趙琛宇)

特色各異

通信的關鍵在於信息的傳輸,為了讓學生掌握通信技術和信息系統知識,建立系統深入、視野開闊的專業知識體系,各高校都採取了不同的措施。如南開大學通信工程專業重要課程都配備相應實驗,並有工程訓練,以培養學生的實驗能力和工程設計能力;北京交通大學成立了通信工程專業國際化人才培養試點班,採用全英文教學,培養學生的國際視野;重慶大學本專業下設寬帶網絡和無線通信兩個專業方向,培養具有現代通信的基本理論、掌握網絡通信、移動通信等現代通信工程技術的專業人才。

就業展望

古代的烽火狼煙、飛鴿傳書以及現代的移動通訊、互聯網等通過信號、文字、語言等進行信息傳遞和交流的過程都可以理解為通信。通信工程這個專業雖然看起來比較陌生,但實際上從古至今都在影響著我們的生活。而且隨著無線通信、網絡通信技術的發展,通信工程的滲透力還在不斷增強,該專業也呈現出了不俗的就業和發展前景。

通信工程的就業類型較為廣泛,粗淺來分有兩大類,分別是技術類和綜合類,技術類又分為軟件類和硬件類。軟件類包括通信協議研究、上層應用軟件設計、嵌入式軟件開發、系統測試等;硬件類包括模擬、數字電路設計、通信電源設計等。綜合類則包括產品運營維護等。各大通信科研院所、國民經濟部門和國防工業部門、華為和阿里巴巴等企業集團,對高端通信人才的需求始終處於不滿足的狀態。

擁有該專業的國家特色專業建設點高校

北京交通大學、北京航空航天大學、北京郵電大學、哈爾濱工業大學、湖南大學、東南大學、山東大學、武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、電子科技大學、西南交通大學、西安電子科技大學、西北工業大學、天津大學、河海大學、南京郵電大學、南昌大學、桂林電子科技大學、重慶郵電大學、成都信息工程大學、北京聯合大學、天津職業技術師範大學、杭州電子科技大學、鄭州大學。

智能科學與技術——享科技之光,鑄智能之魂

伴隨著清脆的鬧鐘鈴聲,你緩緩睜開睡眼,廚房裡的咖啡機與麵包機已經開始工作,為你準備著可口的早餐;早餐過後,當你邁出家門,安防系統悄然啟動,與此同時,掃地機器人也自動開始了忙碌的工作……隨著科技的發展,智能家居正逐漸走進每家每戶,這種看似科幻的描述也正無限接近現實。

智能家居是人工智能、通信網絡等多種技術的結合,而這些技術正是以智能科學與技術為基礎。曾有人做出這樣的詮釋:智能科學與技術與微電子結合便是智能芯片的研究方向,與通信網絡結合便是智能物聯,與計算機科學結合便是智能計算。智能芯片為數據的處理提供了硬件支撐,智能物聯使數據共享成為可能,而智能計算則具體實現瞭如何處理數據及如何反饋的問題。

隨著人工智能的興起,智能計算逐漸受到人們的重視,日益成為人工智能的核心。也許大家會問,為何智能計算如此引人注目?簡單來說是因為它教會了機器如何以人的方式與人共處,予人便利。不妨從它的技術分支來分析,計算機視覺教會了機器如何通過“視覺”去辨認這個世界,發現圖像中的細節;語音識別與自然語言處理讓機器懂得如何與人交流,如何理解人類語言;數據挖掘將人類日常行為產生的數據合理收集並利用,實現個性化推薦……由此看來,智能計算類似於人類的大腦,處理著各種各樣的信息。從某種程度上說,當下人們討論的人工智能便是智能科學與技術中的智能計算,許多高校開設的智能科學與技術專業也都或多或少偏向於人工智能方面的智能計算。

在智能計算領域,首先最重要的是打好數學基礎,如高等數學、線性代數和概率論與數理統計等,以及編程方面的C、Python等語言。這些都相當於為後來的算法應用做鋪墊。到了大三、大四,學校可能會讓同學們根據個人興趣選擇想要學習的人工智能研究方向,如機器學習、深度學習等算法理論方向,又或者是上面提及的計算機視覺、數據挖掘等技術應用方向。同時,智能算法通常會在實際應用中進行學科交叉,如與生物學、心理學等學科融合,產生不同的研究方向,這也是其魅力所在。

不少人可能會趁著人工智能的熱度而選擇智能科學與技術專業,但要提醒大家的是,要想在這一領域嶄露頭角,必須付出巨大的努力,所以我希望大家在選擇這一專業時不是因為它的熱度或者從眾心理,而是源於你對人工智能那份忠誠的熱愛,正如它的英文縮寫一般——因為愛,所以AI。(西安電子科技大學 鄭維)

特色各異

智能科學與技術專業是把人工智能技術與信號處理技術有機結合的一種新的人才培養模式。根據各高校的實際情況和優勢所在,專業人才的培養模式也有所差異。如北京科技大學在基礎理論和技術的學習過程中,注重學生研發能力和創新能力的培養,設置有軟件設計、自動控制系統設計與實現、微機原理課程設計等實踐課程;河海大學結合學校優勢學科,設置了媒體智能計算、智能系統、智慧水利三個重點方向,培養相關領域的專業人才。

就業展望

以智能化為標誌的現代信息社會,智能技術及其應用已經日趨成熟與廣泛,智能機器人、智能化樓宇、智能化社區、智能化物流等,都體現了智能科學與技術專業對人類生活和工作的重要影響。如果你也想玩轉智能技術,不妨一方面堅持對人工智能的熱情,一方面做好潛心研究智能計算、數據挖掘與應用的準備。作為新興產業急需的專業,智能科學與技術專業的畢業生在未來就業時可謂挑戰與機遇並存。由於就業競爭日益加劇,不少同學會選擇攻讀研究生以進一步提高自身的能力,繼續學習與研究人工智能;同時也有人抓住機遇,憑藉自身實力進入互聯網巨頭工作,或投身科技互聯網領域加入創業大軍。


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