迈向智能物联网时代：人机物融合智能计算的前沿发展与产学研协同融合

人机物一体化智能计算

本公众号由西北工业大学“工业和信息化部智能传感与计算重点实验室”与“陕西省嵌入式系统技术重点实验室”联合创建。面向人机与物融合的智能计算系统，聚焦学科前沿最新动态，关注产学研。协作和整合，发布该领域的学术趋势。

写于《智能物联网概论》教材出版之际

1.迈向智能物联网时代

人类正在进入“人、机、物”融合的万物智能互联时代。随着物联网和人工智能技术的快速发展，物联网人工智能（AIoT）正在成长为一个充满前景的新兴领域。智能物联网的应用和服务已逐步融入智能制造、智能交通、智能农业、国防军事等满足国家和民生需求的各个领域。物联网，智能物联网在实际应用中与人工智能技术相结合。万物互联的同时，赋能云（云平台）、边缘（边缘设备）、端（智能手机、可穿戴设备等、机器人等）智能感知和计算能力，从而使物联网提供新的服务和申请表。目前，AIoT已快速融入国家重大需求和民生各领域。它不仅推动了智能工厂、智慧城市、自动驾驶等领域的快速发展，也成为传统产业智能化升级的最佳途径。

智能物联网是基于人工智能、边缘计算和物联网技术的深度融合。它由人工智能技术在感知、通信、计算、应用等方面赋能，具有更高的灵活性、自组织性和适应性。 ，不断发展的物联网系统。本书兼顾广度和深度，深度融合了计算机科学、物联网、人工智能、边缘智能、群智计算等相关学科和方向的专业概念，重点关注基础理论、架构和开发的智能物联网。关键技术进展。

二、本书的特点和结构

本书共有11章。从AIoT全新系统架构出发，遵循“智能感知-网络增强-协同计算-平台应用”的组织思路，遵循“创新引领、简单讲解、理论+实践”的原则基调，讨论了智能物联网AIoT的基本概念、AIoT架构、多模态感知、智能无线感知、群体智能感知、智能物联网网络、终端自适应智能计算、分布式学习、端边云协同计算、平台与并进行了典型应用。性的阐述和深入的讨论。

在本书的编写过程中，西北工业大学智能感知与计算重点实验室的师生深入参与，为书稿的编写贡献了他们的心血和智慧。特别感谢实验室学术带头人周兴社教授和于志文教授多年来的悉心指导以及在本书编写和审稿过程中提出的宝贵意见。感谢实验室的邱晨先生为本书的早期组织所做出的贡献。另外，特别感谢机械工业出版社华章分社常务副社长文丽芳、李永泉编辑在本书编写过程中给予的支持和专业指导。

还要特别感谢清华大学刘云浩教授、北京大学张大庆教授、北京邮电大学马华东教授、中国科学技术大学李向阳教授、李克秋教授天津大学教授、东南大学罗俊周教授、上海交通大学陈桂海教授、西安交通大学桂小林教授。西北工业大学教授、李世宁教授等物联网领域的学者。本书的形成凝聚了一些早期共同讨论或项目合作的成果。在本书的写作过程中，许多同事和朋友以不同形式提供了帮助。难免有一些遗漏，这里就不一一列举了。请原谅我。

本书不仅可作为计算机与物联网相关专业高年级本科生和研究生的课程教材，也适合所有想了解智能物联网的工程技术人员。作为一个快速发展的新兴研究领域，智能物联网的新概念、新问题、新方法不断涌现。由于编者的学术水平和研究局限性，本书难免存在疏漏或不足之处。敬请广大读者批评指正。

本书各章配有教学课件资源（）。欢迎学院教师、学者、学生参观、下载。我们将为拟开设“智能物联网”相关课程的教师和教学团队提供持续的支持和服务。

在教材介绍的基础理论、关键技术、前沿探索等相关内容的基础上，进一步设置教学实验环节，提高学生在问题分析、方法设计、系统实现等方面的全栈系统能力。同时，在重大国家战略和民生应用领域开展实验验证，也有助于增强学生的社会责任感和家国情怀。

此外，本教材还配备了AIOT相关实验实践系统：CrowdHMT太乙中间件教学实验平台（）。该平台包含教学实验3大核心功能：异构终端设备（CPU、GPU、MCU、FPGA、NPU、TPU）计算资源实时感知、按需扩展、深度模型部署与性能可视化、深度细分模型、边缘部署和性能评估。提供30+识别模型和数据（如声音、语音、图片、人体活动），以及30+智能物联网终端硬件平台（如手机、无人机、机器人），用于智能物联网感知计算任务。该实验平台为学生提供了基于智能物联网终端硬件的智能计算关键技术的性能比较、验证和可视化的有趣且易于操作的体验。此外，平台将学生能力OBE（Outcome based education，OBE）教育理念和评价规则引入到实验过程中，有助于实现对平台内参与实验的学生进行系统的能力模块评价和指导强化。

教学实验平台

计算资源实时感知

按需深度模型扩展

边缘部署和性能评估

可支持多种硬件生态系统

三、智能时代物联网工程专业课程体系改革探索

课程组郭斌，王铸，等。发表于《计算机教育》（2023年第3期）题为“智能时代物联网工程专业课程体系改革的探索”（郭斌，王祝，于志文等，《物联网工程专业课程体系改革探索》）智能时代物联网工程专业课程体系改革[J].计算机教育,2023(3):124-129)论文,结合智能物联网泛在智能感知、人机物立体融合、情景自适应通信、分布式群体智能、云边端协同规划等专业建设具有数理化等新特点从“知识体系更新、课程体系改革、实践能力提升”三个方面进行探索。为解决“知识体系如何与时俱进、课程体系如何实现传承与发展、实践体系如何助力能力提升”等问题提供思路。

一是根据智能物联网技术发展趋势和相关行业需求，对物联网工程核心知识进行更新重构，重点提高知识体系的系统性和智能化。具体来说，更新了物联网技术体系、物联网感知、物联网通信、物联网控制、物联网数据处理、物联网信息安全、物联网工程设计与实现等7个原有知识领域，新增了边缘计算、物联网等3个知识领域。智能、人群感知与计算、人机物体融合计算。

其次，在更新的专业核心知识体系的基础上，秉承继承与发展并重的指导思想，在整合优化原有课程体系的基础上，开设了《智能物联网概论》、《智能传感》等课程。设计了技术、物联网通信和组织。专业核心课程体系由网络技术、智能物联网数据处理、智能物联网控制技术、智能物联网安全、群智计算系统、边缘计算与智能、智能物联网系统设计等9门课程组成。课程涵盖的主要知识单元。

三是为了提高学生的综合实践能力，我们重点打造了智能物联网系统综合设计课程和相应的实验平台。一方面，结合智能制造、智慧城市等领域最新发展趋势和重大应用需求，以创新创业为导向，聚焦智能物联网的基础性、前沿性、普适性问题一方面，针对智能物联网系统应用场景复杂、感知抽象等特点，基于“端-边-云”的系统架构，有针对性地搭建综合实验平台。机制、透明的计算策略以及对部署和调试环境的依赖，虚拟的仿真实验教学平台旨在与物理实验平台相辅相成，方便学生从不同角度直观地学习和掌握相关技术原理和系统调试部署方法。

4.推动高校智能物联网方向课程建设

为推动智能物联网领域核心技术和应用推广，推进高校智能物联网领域课程建设，帮助高校做好顶层设计工作设计、构建课程体系，培养掌握新计算范式、具有国际视野的一流计算机人才，在“一带一路”“一路”智能物联网国际合作联盟的指导下，学院西北工业大学计算机学院何机械工业出版社邀请国内外相关高校智能物联网教育和研究领域的知名专家，共同致力于智能物联网高层次人才培养，推出《智能物联网教材》系列”。志文教授担任该系列教材的主编和审稿委员会。所长郭斌教授、吴凡教授担任副主任，刘思聪副教授担任学术秘书。 《智能物联网概论》是该系列出版的第一本教材。此外，《物联网智能感知》、《移动边缘联邦学习》、《智能物联网通信》等教材也将随后出版。欢迎大家加入本系列教材。写作和出版工作。

我们欢迎国内外高校和企业的学者前来交流与合作，也欢迎优秀的人才和同学加入我们的实验室大家庭。