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1何為物聯網
所謂物聯網就是運用射頻技術(RFID)、傳感設備、激光掃描技術等[1],運用互聯網技術把物與物之間、物與人之間連接起來,使它們能夠在網絡中實現各種資源的共享。在這個定義中,主要有兩點:①物聯網的核心仍然是互聯網信息技術,只是物聯網將物與物的連接更加緊密,從這個角度理解,物聯網可以稱為是互聯網在資源共享上的擴展。②物聯網的在終端上更為廣泛的發展到了任意的物體之間,它們都可以順利的進行交換和通信。
2我國對物聯網技術的研究現狀
在我國,于1999年就開始此項研究工作,并且將其命名為傳感網,到了2009年之后,物聯網信息技術得到廣泛的關注,出現了對其進行研究的,于2010年物聯網信息技術正式被寫入我國政府的工作報告中。但是,就目前物聯網的產業結構、產品、市場、相關的技術和標準仍然屬于發展中的初級階段。
2.1物聯網的發展得到國家的高度重視
在2009年,總理在走訪考察無錫時,曾明確指出:要積極的推進物聯網的發展,并在無錫設立了“感知中國”的研究中心。時隔一年后,物聯網作為新型的信息技術被上升到發展戰略的高度,我國將對它進行重點的支持和培養。后來物聯網信息技術成功的進入《國家中長期科學技術發展規劃(2016~2020年)》[2]。
2.2積極建設物聯網的標準
如果沒有對物聯網設定一定的標準,那么它將很難得到較快的發展。我國從2009年開始,物聯網信息技術就得到我國政府的大力支持,積極從事物聯網的標準制度研究。到了2010年,我國成立了中國物聯網標準聯合工作組,這就標志著物聯網的標準在我國的研究工作進入的新的階段。在2012年,由我國組織并制定的《物聯網概述》通過了國際電信聯盟的審議工作,并且順利的進入了草案研究計劃階段,這意味著物聯網的標準制定已經是指日可待。
2.3高校積極的參與并培養相關的人才
基于物聯網信息技術的潛在價值之巨大,我國各大高校正在積極的申報工作,為未來物聯網的發展培養相關的專業人才。2010年,已經要兩批高校參與申報,最后有六十多所高校獲得我國相關部門的批準,于2011年,我國已經開展的首批物聯網專業的招生工作,這預示著為物聯網的發展所培育的專門人才工作已經啟動,在未來,他們將極大的推動物聯網的較快發展。
3.1應用于各種檢測活動
物聯網技術將多種傳感器進行廣泛地和科學化地布陣,將能夠很好的對特定對象實行有效的監控,例如通過全球定位系統可以對車輛信息進行監控,可以很好的幫助出行人們對路況的把握,更好的避免交通擁堵。再如,利用探頭檢測聲音,當某個地方的聲音較大時,可以通過此監控系統進行觀察,從而提出較為準確的改善措施。
3.2通過準確對信息的計算,使人們的決策更加科學
物聯網是在充分利用計算機的云運算系統和智能網絡系統的優勢,再通過傳感器收集數據信息,經過云端計算從而輸出結果,為人們做出決策時提供可靠依據。例如在設置交通信號燈時,根據天氣或明或暗的變化,實現對信號燈的及時調整,更好指導交通運行和行人的安全。
3.3為人們的居家提供便利
目前,在互聯網的廣泛應用中,人們越來越多的追求安逸和舒適的生活享受,期待實現居家的智能化服務。而物聯網信息技術就是在通過遙感進行遠程控制,結合互聯網的信號傳輸系統,幫助人們較快的改變有線網絡而實施無線網絡的運用,這樣不僅幫助人們節約生活成本,而且還使得千千萬萬的家庭享受新型信息技術所帶來的便利。
4結束語
物聯網信息技術正在發展的初級階段,同時也是良好的機遇和巨大的挑戰并存著。所以這要求各個研究機構要精誠合作,爭取對物聯網核心技術的早日突破。首先是抓緊制定物聯網的標準制定工作,只有當此項標準誕生后,才能更好的推進物聯網的產業化和規模化的發展,從而實現物聯網經濟價值的目標。其次,要政府的大力支持,為物聯網的發展提供人力研究的資源和資金的支持。最后,加強物聯網的安全建設工作,切實的保護用戶的隱私。通過這些方面的建設,幫助物聯網的快速發展,使它能夠更好的為人們的生產帶來巨大的經濟價值,為人們的生活帶來更加便利的服務。
參考文獻
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二 物聯網應用技術專業人才素質和能力要求
物聯網應用技術專業畢業生可在各行業、企業從事物聯網系統開發、系統集成、測試、銷售及物聯網產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一,思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀;踐行社會主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
第二,文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續學習和終身學習的能力;具有一定的創新意識、創新精神及創新能力;具有一定的人文和藝術修養;具有良好的人際溝通能力。
第三,專業素質。了解物流企業基本的運營知識,掌握從事物聯網產品集成、物聯網平臺運營、物聯網技術支持、物聯網產品營銷與策劃等工作所必需的專業知識;具有一定的工程意識和效益意識;具有一定的市場營銷能力。
第四,職業素質。具有良好的職業道德與職業操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五,身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質;擁有積極的人生態度和良好的心理調節能力。
2.能力要求
第一,職業基礎能力。良好的溝通表達能力;無線網絡基礎知識應用和常見故障的處理能力;單片機基本知識的理解能力;數據庫操作系統的基本操作能力;基本的程序設計能力;基本的市場營銷和策劃能力;常用辦公軟件、工具軟件的使用能力,利用Office進行項目開發文檔的整理(Word)、報告的演示(PPT)、表格的繪制與數據的處理(Excel)的能力,利用Visio繪制流程圖的能力;閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力;閱讀本專業相關英語技術文獻、資料的能力;熟練查閱各種資料,并加以整理、分析與處理,進行文檔管理的能力;通過系統幫助、網絡搜索、專業書籍等途徑獲取本專業幫助的能力。
第二,專業核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力;ZigBee、WiFi、藍牙等無線網絡的配置與維護能力;物聯網應用層開發、物聯網平臺的運營能力;智能物流平臺設計與維護能力;智能設備平臺的認知與維護能力;物聯網-ERP集成技術應用能力。
第三,其他能力。分析問題與解決問題的能力;應用知識能力;創新能力;工程實踐能力;人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力;組織管理能力。
三 物聯網課程體系構建
為了強化物聯網基礎教育,突出物聯網應用技術專業實踐能力的培養,對應用技術型專業培養模式進行改革和調整,將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業核心課和實踐教學課等4個階段,如下圖所示。通過改革和優化培養方案,強化物聯網理論教學、網絡物聯網工程實驗教學以及特色網絡課教學,建立了適應物聯網時代技術發展的整套課程體系。課程設置以能力為本位,依據課程間的關聯循序漸進地培養職業能力。
1.主要課程設置
第一,公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業學生必修的課程,課程體系將公共基礎課程劃分為三類,其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養等課程;公共基礎類課程包括計算數學、概率論與數理統計、信息技術基礎等課程;職業教育類課程包括入學教育、職業生涯規劃、職業道德等。
第二,專業基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數據庫技術、計算機網絡基礎等課程。
第三,專業核心課程。根據物聯網的三個層次(感知層、傳輸層、應用層),本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統開發、物聯網組網技術、網絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業ERP技術應用、物聯網系統集成等課程。
第四,實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業實驗為:行業認知實踐、職業規劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數據庫設計實驗、無線傳感器網絡設計實驗、RFID系統設計實驗、嵌入式系統開發實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯網綜合應用設計與實現、畢業實踐和畢業設計等。
2.主要實踐性教學環節
第一,行業認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業認知實踐。學生通過聽取物聯網技術發展報告,了解行業背景和發展狀況;通過走訪考察物聯網企業,了解崗位職業需求以及崗位技能與素質要求;通過專業教師對本專業課程體系的介紹,明確學習目標及就業取向,增強學生對專業的認同感和使命感。學生參加行業認知實踐必須做好相應的記錄,寫出相應的實踐報告,報告應包括行業認知、自我評估和職業定位等。
第三,職業規劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業規劃實踐。人才測評專家將學生的職業發展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業素質綜合評分、專業課成績、基礎課成績等原始數據與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配,給出職業素質評分報告和職業生涯規劃建議,學生根據評分報告和建議完成職業規劃報告。
四 物聯網應用技術專業實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一,程序設計實踐。在第1學期的教學周內,單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐,學生能更進一步理解C語言程序設計方法,在編程實現時要保持良好的程序設計風格,對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據程序設計實踐完成情況進行考核,并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二,數據結構實踐。在第2學期的教學周內,單獨利用一周時間開設數據結構實踐。要求學生利用掌握的數據結構知識,對各種典型的算法問題進行編程、調試,并分析其時間復雜度與空間復雜度,理解設計選型對軟件性能的重要性,撰寫設計報告。
第三,電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內,單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識,針對具體的實際問題或任務,全面地分析和設計出解決該問題的實施方案,最后完成電路的制作和測試。根據學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四,設計實踐。基于Web的數據庫設計實踐,在第4學期的教學周內,單獨利用一周時間開設基于Web的數據庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網絡數據庫編程,掌握利用.Net平臺進行網絡數據庫系統的設計能力。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五,無線傳感器網絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網絡設計實踐。要求學生運用所學知識,結合C51RF-WSN平臺,選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網絡解決方案。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統設計實踐
第一,RFID系統設計實踐。在第5學期的教學周內,單獨利用一周時間開設RFID系統設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現短距離通信,設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二,小型物聯網綜合設計與實現。在第6學期的教學周內,單獨利用一周時間開設小型物聯網綜合設計實踐。要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業實踐與畢業設計
第一,畢業實踐。第5~6學期安排18周的畢業實踐。實踐的形式包括企業考察與調研、參與短期項目開發、到企業進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后,寫出實踐報告或總結,指導教師根據學生實習情況對實踐進行評定。
第二,畢業設計。畢業設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環節。學生畢業設計題目可以源于教師科研項目、物聯網公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統設計、論文撰寫、論文答辯等環節。
物聯網應用技術專業是面向國家戰略性新興產業發展需要而設置的新專業,物聯網應用技術專業學生是物聯網產業人才的重要來源,核心能力對他們整個職業生涯來說起著至關重要的作用。物聯網專業學生核心能力的培養必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程,貫穿于教育教學的全過程,最終培養和訓練學生的職業核心能力。物聯網課程從根本上強化了網絡教學的先進性和實踐性,為培養具有網絡應用能力、工程實踐能力和創新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
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物聯網最早提出在麻省理工學院,其后在比爾蓋茨著作中有得到進一步完善,比爾蓋茨認為物聯網綜合表述為,把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,最終實現互聯網識別和管理的職能目標。經過社會的發展,物聯網得到進一步的完善,物聯網的原理普遍被接受,人們把利用條碼、射頻識別,自動傳感系統、激光掃描、全球定位系統等信息傳感設備按照約定的協議,實現人與人、人與物、物與物在任何時間、任何地點的連接,從而進行信息的轉換和交替,最終實現跟蹤、定位等活動的龐大網絡體系稱之為物聯網體系。
1 物聯網綜述
物聯網的發展具有一定的新興性,較之發達國家發展起步晚但是發展迅速,發展過程中不斷借鑒外國先進技術經驗,不斷地在應用互聯網領域開拓創新。
1.1 物聯網的定義和特征。物聯網原理在社會生活領域普遍被人接受,主要原理體現在其利用射頻識別等主要信息傳感設備,按照先前設定的網絡協議約定,實現任何時間、任何地點、任何物體、任何主體之間連接,在此基礎上進行信息的轉換和交替的信息網絡系統。作為未來網絡的整體部分,是互聯網在發展過程中的延伸和拓展。通過條碼、激光掃射、全球定位等先進系統設備的應用實現決策智能化和應用智能性。
綜合來看物聯網特征表現明顯,主要表現在兩個方面:
第一,物聯網作用條件具有層遞性。物聯網發揮作用要經歷三個階段:感知階段、傳輸階段和智能階段。在全面感知階段,物聯網通過射頻識別、傳感器、二維碼等識別設備全面了解物體的動態信息。再通過可靠傳輸,將了解到的信息進行可靠全面的及時傳送。最后經過智能階段,通過計算機互聯網的應用將海量的信息進行分類匯編,真正實現人與人之間、物與物之間的智能溝通。
第二,物聯網能夠有效模仿人的綜合感知能力。去聯網能有效模擬人類對外界物體及環境的感知。其中包括由射頻識別、二維碼、激光掃描等識別技術表現的對物體靜態數據和屬性的感知、由傳感器網、GPS等表現的對物體動態屬性的感知和由視頻探頭表現的對環境模糊信息的感知。其中這些設備也有效地相互合作相互配合,不僅促進了信息的感觸透徹度,還極大的提高了信息感知的效率。
1.2 物聯網發展過程和應用現狀。物聯網產生于20世紀90年代,在2005年提出“物聯網”全新概念。經過十多年的發展,物聯網發展到十分普遍的境地,深入到社會生活各個角度。物聯網的快速發展得益于各方面的因素,經濟危機的推手作用、觸感技術的成熟和網絡接入和信息傳感能力的大幅度提高。改革開放以來,隨著我國經濟技術的發展,我國緊隨世界發展潮流,不斷地發展自身,在互聯網發展過程中不斷創新,發展物聯網實現全國物流事業的大幅度發展。通過對物聯網的研究和物聯網相關人才的培養,我國已經榮升為物聯網國際規則制定的主導國之一。
2 物聯網核心技術分析
2.1 射頻識別技術。射頻識別技術是物聯網應用過程中重要的識別技術。射頻識別技術俗稱電子標簽,通過射頻符號自動識別射頻對象,對其進行存儲、標識、登記和管理。其中射頻識別系統由電子標簽、讀寫器和天線組成。當帶有電子標簽的物品經過特定的信息讀寫器時,無線電波可將將標簽中存儲信息通過天線迅速傳遞到相應的電子網咯當中。于此相適應,每個產品都有自身獨特的編碼,當射頻識別系統使用不同標準時,物品的識別就受到了不同程度的限制。射頻識別系統廣泛應用于物流、零售、服裝業、制造業、醫療、防偽、身份識別、交通等各個領域。
2.2 無線傳感技術。所謂無線傳感技術是指大量傳感器節點通過無線通信連接的方式形成的無線網絡系統,其目的是通過各個傳感器的協作和感知不斷地整合搜索各個傳感器地域內的對象信息,它基本能實現數據的采集量化、處理融合和傳遞應用。其中傳感器原理由敏感原件和轉換原件組成,其體系也逐漸表現為平面拓撲結構和邏輯分層結構,無線傳感系統優勢比較明顯,特點顯著,它是大規模網絡、自組織網絡、動態性網絡、可靠的網絡、應用相關的網絡并且是與以數據為中心的網絡。但與此同時,其在應用過程中也有相應的限制,比如電源能量的有限性、通信能力的有限性,和存儲計算能力的有限性。無線傳感技術是在傳感器原理上有意義的一次重大突破,雖然現階段有些局限,但是隨著技術的進步終會超越瓶頸,更加發揮技術的有效性,造福人類。
2.3 中間件。物聯網要實現人和物體之間相互連接、相互影響的特殊效果,就注定要忽略和隱藏其下層技術應用的復雜應用性和上層技術的廣泛適應性。這就需要承接上下層之間橋梁,這種設備就稱之為――中間件。中間件為底層設備提供了很好的交流平臺,實現各種技術之間的交流、關聯、整合、協作。中間件技術的優化更加提高了技術的應用效率,加大了資源的轉化能力,一定意義上避免了資源的不合理浪費。
2.4 安全保護隱私技術。安全保護隱私技術是互聯網發展過程中比較注重的一項技術,在保護客戶人身財產利益方面,互聯網技術投入了大量的人力物力資源,相應地,在物聯網的發展過程中也更加注意隱私安全的保護。安全設施的建立,安全保護措施主要體現在編碼的有序性和唯一性,由于每個編碼對應一個產品,使其更大程度上提高了效率,也保障了安全。
2.5 其他關鍵技術。在物聯網的發展過程中,出現了大大小小的難題。當物聯網發展成熟,就會需要大量的數據接口,這時移動網絡就會發揮特殊作用;與此同時,在互聯網發展過程中,互聯網作為其發展主要基礎和保障也將會有更大的發揮空間。隨著物聯網全群范圍內的推廣,云計算等先進互聯網技術也不斷滲入到強大的物聯網,為其提高效率做出強大的動力支持。
3 物聯網應用前景展望
物聯網發展始終以實用家居目的為核心。在未來的社會生活中,追求舒適安逸生活更成為人類發展目標,經濟的快速發展更將成為人們享受良好生活的重要物質保障。物聯網應用于家庭,會有智能電力、智能家居等通過一系列智力組合而成的龐大家居智能網絡。還會有幫助治理社會治安的智能城管等,利用現代技術避免、解決人與人之間的不必要的矛盾和沖突。同時,二維碼等檢測系統的應用也給生活帶來更加廣泛的保障,例如,羊肉、牛肉的二維碼應用能后讓消費者通過掃描二維碼知道此種動物的生長歷程,更加保障消費者民益。
4 結語
物聯網發展是既互聯網發展過程的又一大新興網絡產業,物聯網有其不可替代的優勢,但是也有相應的局限,比如針對這種新興網絡相關的法律法規和規范還沒有得到完善,技術和相應的規范指導得不到統一,同時物聯網技術自身也有不可避免的局限,射頻識別系統有待進一步的完善,無線感應系統也需要進一步擴大網絡覆蓋面積等等。物聯網的發展必然會推動相應經濟的發展,應正視其在發展過程中的局限和瓶頸,不斷地進行技術創新,推動技術和經濟的雙重發展。
參考文獻:
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Study and application of key technologies of IOT in food traceability
WANG Cheng-rui, DUAN Fu-hai
(School of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Materials and Energy, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)
Abstract: The key technologies of internet of things (IOT), such as RFID, ZigBee, and web server, are proposed to be applied in the food traceability. RFID technology can generate unique ID used to identify the food production object; ZigBee wireless network sensors can transmit the temperature, humidity, pressure, ID and other necessary parameters during the production process to the embedded gateway where SQLite database is established. The web server function is achieved in the gateway. The food safety managerial personnel and consumer can monitor and obtain the information including food production, process and storage at any place and at any time as long as they type the IP address in the browser. The research and application results show that the key technologies of IOT applied in the food traceability can improve personnel’s working efficiency, and help to find out the illegal process, and ensure the food safety and reliability.
Keywords: RFID; ZigBee; Web server; food traceability; internet of things
0 引 言
食品是人類賴以生存和發展的物質基礎,食品安全關系到每一個人的身體健康,是追求社會穩定的一個重大社會問題。然而,近些年,“毒奶粉”,“地溝油”等食品安全問題頻頻發生,如何對食品生產、銷售等環節進行有效地監督和控制,保證食品安全,已經成為整個社會共同面臨的重大課題。
物聯網是Internet的進一步發展,可以把各種物品通過網絡連接起來,以方便人們隨時隨地查看物品的各種信息,也可以對物品的來源、流通環節進行監督。因此,本文將物聯網中的RFID、ZigBee無線傳感器網絡和Web服務器等關鍵技術運用到食品的采購、生產、加工、存儲和銷售等環節,從而建立一個食品安全回溯系統,為食品安全信息回溯和食品確證提供最佳的解決方案。
1 食品安全和物聯網
1.1 食品的溯源與確證
所謂食品溯源,是指在食品鏈的所有階段追溯食品信息和記錄、跟蹤、定位一種食品、飼料、食用動物或物質的能力[1]。食品鏈又稱飼料和食品鏈,ISO22000定義為:從初級生產到消費的各個環節和流程的順序,涉及食品輔料的生產、加工、分銷、儲存和處理[2]。食品確證就是消費者購買的食品與其商標或生產說明的一致性,可用于證明食品的安全性[3]。
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智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業之中的基于知識社會下一代創新(創新2.0)的城市信息化高級形態。智慧城市是基于互聯網、云計算等新一代信息技術以及大數據、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的創新應用。智慧城市實現全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯、智能融合的應用以及以用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特征的可持續創新。
1.2智慧城市的內涵
1.2.1 更透徹的感知,更全面的互聯互通
智慧城市基于無處不在的智能傳感器,實現對城市物理空間的全面、綜合的感知,動態的獲取城市的各種信息,對城市核心系統進行實施感測,實現“無所不在的連接”。
1.2.2 更深入的整合,更協同的運作
通過城市“三網”融合,再加上物聯網和基于云計算平臺的多元異構數據(多參考系、多語義、多尺度、多時相等)的整合,構建智慧城市的信息基礎設施。1.2.3 更多樣的服務,更積極的創新
智慧城市所構建的服務,是一種新的提供服務的體系結構,對所感知到的海量數據能夠進行不同深度的處理、挖掘與延伸,為人們提供不同種類、不同層次、不同要求的低成本、高效率的智慧化服務。同時智慧城市給了政府、企業、個人更多的創新的機會,鼓勵在智慧城市提體系內尋找新的經濟增長點,為社會進步、經濟發展、文明前進提供不息動力。
2.智慧城市實現的關鍵技術
2.1物聯網技術
物聯網的網絡架構可以分為三層:感知層、網絡層和應用層,如圖1所示。感知層對物理世界感知、識別并控制。網絡層實現信息的傳遞。應用層在對信息計算和處理的基礎上實現在各行業的應用。
圖1
2.2云計算
2.2.1云計算的定義
現今,廣為接受的是美國國家標準與技術研究院(NIST)定義:云計算是一種按使用量付費的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問, 進入可配置的計算資源共享池(資源包括網絡,服務器,存儲,應用軟件,服務),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務供應商進行很少的交互。
2.2.2云計算的特點
云計算是通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業數據中心的運行將與互聯網更相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統。特點如下:(1) 超大規模(2) 虛擬化(3) 高可靠性(4) 通用性(5) 高可擴展性(6) 按需服務(7) 極其廉價2.3物聯網與云計算的關系
目前物聯網的發展存在“信息孤島”現象,其在各個行業、各個小地域的應用互相隔離,不能形成城市范圍的一體化協作平臺。究其原因除,社會經濟層次上的困難外,主要是標準化程度較低,缺乏統一的中間件接口,以及各部門、各行業應用融合所帶來的海量信息存儲和計算的壓力,而云計算技術為后者提供了很好的解決方案。
3.智慧城市建設應用體系
3.1智慧公共服務體系:建設智慧公共服務和城市管理系統。通過加強就業、醫療、文化、安居等專業性應用系統建設,通過提升城市建設和管理的規范化、精準化和智能化水平,有效促進城市公共資源在全市范圍共享,積極推動城市人流、物流、信息流、資金流的協調高效運行,在提升城市運行效率和公共服務水平的同時,推動城市發展轉型升級。
3.2智慧城市綜合體:采用視覺采集和識別、各類傳感器、無線定位系統、RFID、條碼識別、視覺標簽等頂尖技術,構建智能視覺物聯網,對城市綜合體的要素進行智能感知、自動數據采集,涵蓋城市綜合體當中的商業、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會議、文娛和交通、燈光照明、信息通信和顯示等方方面面,將采集的數據可視化和規范化,讓管理者能進行可視化城市綜合體管理。國內公司也在“智慧地球”啟示下提出架構體系,如“智慧城市4+1體系”(圖2),已在城市綜合體智能化天津智慧和平區等智能化項目中得到應用。
圖2
3.3智慧政務城市綜合管理運營平臺:此類項目已有實際案例,天津市和平區的“智慧和平城市綜合管理運營平臺”包括指揮中心、計算機網絡機房、智能監控系統、和平區街道圖書館和數字化公共服務網絡系統四個部分內容,其中指揮中心系統囊括政府智慧大腦六大中樞系統,分別為公安應急系統,公共服務系統,社會管理系統,城市管理系統,經濟分析系統,輿情分析系統。
3.4智慧安居服務體系。開展智慧社區安居的調研試點工作,在部分居民小區為先行試點區域,充分考慮公共區、商務區、居住區的不同需求,融合應用物聯網、互聯網、移動通信等各種信息技術,發展社區政務、智慧家居系統、智慧樓宇管理、智慧社區服務、社區遠程監控、安全管理、智慧商務辦公等智慧應用系統,使居民生活“智能化發展”。
3.5智慧教育文化服務體系:積極推進智慧教育文化體系建設。建設完善我市教育城域網和校園網工程,推動智慧教育事業發展,重點建設教育綜合信息網、網絡學校、數字化課件、教學資源庫、虛擬圖書館、教學綜合管理系統、遠程教育系統等資源共享數據庫及共享應用平臺系統。
3.6智慧服務應用。組織實施部分智慧服務業試點項目,通過示范帶動,推進傳統服務企業經營、管理和服務模式創新,加快向現代智慧服務產業轉型。
智慧貿易:支持企業通過自建網站或第三方電子商務平臺,開展網上詢價、網上采購、網上營銷,網上支付等電子商務活動。積極推動商貿服務業、旅游會展業、中介服務業等現代服務業領域運用電子商務手段,創新服務方式,提高服務層次。
建設智慧服務業示范推廣基地。積極通過信息化深入應用,改造傳統服務業經營、管理和服務模式,加快向智能化現代服務業轉型。
4.智慧城市建設面臨的挑戰及未來展望
伴隨網絡帝國的崛起、移動技術的融合發展以及創新的民主化進程,知識社會環境下的智慧城市是繼數字城市之后信息化城市發展的高級形態。智慧城市建設需要技術和金融的創新,需要有統一的標準和完善的法規,更需要政府的引導和市場的主導。但是發展智慧城市要防止一哄而起,急于求成,炒作概念。希望我們智慧城市的建設能夠健康可持續的發展。我們相信我們通過城市的智慧的發展,我們一定會迎來一個幸福城市、智慧城市、綠色城市和和諧城市的時代。
然而,智慧城市建設必然會改變城市人的生活和生產方式。21世紀的“智慧城市”,能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息,從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應,為人類創造更美好的城市生活。
篇6
中國是農業和人口大國,農業生產在國民經濟發展中有著舉足輕重的作用。在國家大力發展現代化大農業的宏觀背景下,農業生產過程的綠色環保、精準智能正在逐步成為主流發展方向。
利用物聯網技術,可以實現實時遠程監控大棚土壤含水量與酸堿度,棚內光照、溫度與濕度,甚至監測病蟲害情況。配合相應的控制系統,可以實現棚內環境的遠程控制和自動控制,為農作物營造最適宜的生長環境,實現溫室作物生產精細化的調控與管理,提高作物產量,提升生產水平,推動現代化農業建設。
1 ZigBee技術及無線傳感器網絡的建立
ZigBee技術是一種在控制器件或傳感器之間的無線通信技術。與其他通信技術相比,ZigBee技術具有成本低、功耗小、能夠自動組網等優點,但同時也存在傳輸速率低、覆蓋范圍小等缺點,如果在系統中要求的傳輸的速率不是很高的情況下ZigBee技術就比較適合。
ZigBee技術有自己的無線電標準,主要為自動化控制數據傳輸而建立,在傳感器構建的網絡里依靠ZigBee技術可以實現節點之間的信息傳遞。所傳遞的信息以無線電信號的形式向外輻射,在信息傳遞中需要的功耗非常的低,并以接力的形式傳遞增加了傳遞的可靠性。
無線傳感網絡技術是在傳感器、無線通信和低功耗嵌入式系統的基礎上發展起來的。它在完成環境信息感知的同時以其低功耗、低成本、白組織的特點進行工作。我們在需要環境信息監控的位置布置對應的傳感器節點,再把它們組織成一個網絡。物聯網智能溫室控制系統在無線傳感器網絡技術的基礎上完成數據采集功能(溫濕度數據采集、光照度數據采集、安防信息數據采集)和自動控制功能(風扇控制、加濕器控制、加熱器控制),通過ZigBee協議實現無線傳感器網絡中的數據通信。
無線傳感網絡節點采用模塊化設計,共四部分,分別是核心板、傳感器模組、控制模組、主板等。結構化的設計方便用戶更換器件,最大程度地滿足實際設計的需求。其中核心板、傳感器模組、主板組合為數據采集節點,核心板、控制模組、主板三者組合為控制節點。
2 智能溫室系統整體設計
應用無線傳感器網絡技術實現數據控制與采集功能的物聯網智能溫室控制系統選用ZigBee協議來組建無線傳感器網絡;GPRS和Intemet網遠程訪問與控制功能、數據顯示功能、視頻監測功能,均選用Lmux操作系統的嵌入式網關技術運行的載體來完成。
無線傳感器網絡采集的數據由嵌入式網關完成數據的存儲,存儲的位置在數據庫中并對其進行管理,按照系統的需求調取相關數據。液晶顯示器完成顯示數據功能;驅動USB攝像頭完成視頻監測功能。在GPRS模塊的作用下網關可以將數據以無線的形式上傳到GPRS網絡上實現資源共享,通過無線網卡和無線路由將數據共享到Intemet網中,實現了農業溫室環境信息與人之間的交互即物聯網。
3 智能溫室系統測試與分析
整個溫室系統可以工作在自動控制和手動控制兩種模式。在自動控制模式下,嵌入式網關將根據用戶設定的各項作物生長環境參數進行自動調節,比如用戶設定的溫室內溫度不低于25℃,當檢測到溫度低于25℃時,系統會自動開啟加熱器,提高環境的溫度;在手動控制模式下,用戶可以通過嵌入式網關界面打開或關閉風扇、加熱器、加濕器這些位置,還可以通過控制卷簾的展開和收縮人為調節光照度。系統上電后默認工作在自動控制模式。
(1) 在自動控制模式下可以設定系統的各項自動調節閾值。
(2) 可以設置的項目包括溫度閾值(自動加熱的溫度下限)、濕度閾值(自動加濕的濕度下限)、光照度(自動通風的光照上限)以及卷簾每天自動打開和自動收縮的時間。每一項設置在自動控制模式下的具體作用:①溫度:當系統檢測到溫室環境溫度低于此值時,會自動開啟加熱器,否則加熱器保持關閉。②濕度:當系統檢測到溫室環境濕度低于此值時,會自動開啟加濕器,否則加濕器保持關閉。③光照度:當系統檢測到光照度高于此值時,會自動開啟風扇,否則風扇保持關閉。④卷簾工作時間:系統自動控制卷簾的狀態,當處于設定的時間范圍內保持收縮,否則展開卷簾。
4 結論
篇7
物聯網技術作為信息產業發展的第三次革命,涉及的領域廣,其理念也日趨成熟。從整體來看,中國物聯網市場主要份額有智能工業、智能物流、智能交通、智能電網、智能醫療、智能農業和智能家居等行業。2009年8月,“感知中國”的講話把我國物聯網領域發展推向了,我國在無錫建立了“感知中國”研究中心,中國科學院、電信運營商和多所大學在無錫建立了物聯網研究機構,越來越多的行業和企業需要物聯網技術人才,加大物聯網工程技術各級人才培養力度,已經成為當前職業教育相關專業改革與發展的一項重要和緊迫任務,中職業學校的計算機網絡技術專業課程的設置應該著眼于社會的發展需要,增加在物聯網技術應用型人才培養,在課程設置、教學內容以及實訓上增加物聯網技術的知識與技能實訓,培養既掌握計算機專業的知識技能,又懂得物聯網技術的復合型技術人才,適應社會信息化產業新趨勢的發展。
1中職物聯網技術專業現狀
目前,全國大多數本科、高職院校都開設物聯網工程技術專業,并把該專業作為重點規劃和發展專業,學科知識體系及課程設置都在研究與探討,物聯網專業教學與實訓處在摸索、實踐階段,沒有成熟的體系、成功的經驗可以借鑒。中職學校也積極創造條件開設物聯網技術應用專業,但是物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展技術,主要涉及計算機網絡技術、計算機軟件開發和電子技術等綜合的學科應用,而大多數中職學校學科體系不夠完善、受學制,專業師資和教學實訓設備等因素限制,如何在學校現有師資、課程、實訓設備的基礎上,創建能滿足物聯網產業企業的需求、又具有本校特色的物聯網專業,是各個學校急需解決的問題。在物聯網技術專業的建設與人才培養上采用兩步走的方式來實現:第一步,各中職學校將結合學校學科專業體系的特點與優勢在電子技術應用、計算機網絡技術、計算機軟件技術專業增加物聯網技術方向的基礎課程和實訓課程,進行探索與實踐。第二步,整合相關專業教學實踐、教學資源,制定統一、完善的物聯網專業課程體系和人才培養方案,使之形成一個整體。
2物聯網技術的專業課程設置
目前,計算機網絡技術專業所開設的專業課程與教學實踐都是基于普通計算機之間互聯的網絡工程技術,而物聯網是物與物相連的互聯網,是互聯網的延伸,物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展綜合技術。主要涉及電子技術、網絡技術和軟件技術等綜合的學科應用技術,知識系統非常龐大,必須進行研究與梳理,依據人才培養的目標定位,考慮中職學制與學生學習能力,根據網絡專業的課程架構與知識體系,合理組織增加物聯網技術的知識,進行適時課程的設置調整,根據物聯網技術系統層次結構特點和關鍵技術,課程設置如圖1所示,使學生掌握新的知識與技術,從而擴大就業面,提升在就業中的優勢而計算機網絡技術專業標準課程設置中已經涵蓋了物聯網技術網絡層知識領域,只需要增加的主要是物聯網感知層和應用層的相關核心課程。具體是在專業基礎課增加《物聯網技術導論》,專業課上增加感知層《傳感技術與檢測》、《RFID技術與應用》、《傳感網組網技術》課程和《網站建設與管理》、《數據庫的應用技術》應用層課程。
3物聯網技術實訓體系設置
對于中職學生而言,物聯網技術應用的定位應體現在工程實踐性,學生需要有知識理論的學習,更要注重工程能力的實踐,根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系,設計教學實訓內容,注重培養學生實際工程的應用技能,根據物聯網技術專業課程的設置,結合計算機網絡技術專業的實訓教學與設施情況,確定物聯網技術專業課程的實訓體系,確定實訓教學的內容。(見表1)
4物聯網技術教學實訓的實踐
中職計算機網絡技術專業受學制(三年)和學生學習能力、實訓條件、師資等因素限制,課程調整的空間較小,在明確專業人才培養定位,根據網絡專業的課程架構與知識體系,合理組織增加物聯網技術的知識教學與實訓,系統的增加物聯網技術的知識,適當調整專業課程,一方面將物聯網傳輸層新技術與知識“嵌入”到原有的課程教學中,比如:將傳感器技術和RFID技術知識作為電子技術基礎的內容,無線傳感網組網技術加入到網絡課程中,將數據庫技術知識融入網站建設與管理課程中。另一方面,進行適時課程的設置調整,在有限的學時上增加《物聯網技術應用》課程教學與實訓,進行典型的應用系統綜合實訓,如智能家居與智能安防監控綜合實訓。
5物聯網技術實訓室設計
計算機網絡技術專業建設有完善的網絡布線實訓室、網絡設備配置實訓室、系統搭建實訓室、網絡安全實訓室,能完成網絡工程的實踐教學實訓。物聯網技術實訓室可以對原有的網絡工程實訓室進行改造,規劃和購置物聯網實訓模塊設備,模擬物聯網應用工程環境和實際應用環境,構建“理實一體化”物聯網技術應用實訓室,拓展原有實訓室的功能,提供課程教學實訓從理論知識學習、講解到演示、基本技能訓練、工程項目實踐等多層次教學實踐。借鑒網絡技術的項目教學實踐體系,根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系,設計教學實訓內容,注重培養學生實際工程的應用技能。因此,通過物聯網技術專業課程、實訓體系設置、實訓實踐及實訓室建設的研究和探索,我們可以在中職計算機網絡技術專業增加物聯網技術的知識與技能實訓,培養既掌握計算機網絡專業的知識技能,又懂得物聯網技術的復合型技術人才,擴寬計算機網絡專業的學生就業渠道,提高學生就業競爭力。
參考文獻:
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篇8
隨著當前社會科學技術不斷向前發展,廣大群眾的生活逐步的邁向現代化和居住環境的舒適化等方向之中,在實踐當中,相關物聯網技術的發展,也使得廣大群眾的生活質量水準進一步的提升。在工作的開展過程當中一方面應當明確物聯網技術在智能家居中的應用的原則和核心的原理,另外也應當加強技術的創新與發展,逐步的對其中關鍵性的網絡通訊技術、布線技術以及自動控制技術等進行研究,以更好的實現應用水準的增強,為廣大群眾提供更加舒適的環境和居住氛圍。
1.物聯網技術在智能家居中的應用的原理和概念分析
明確物聯網技術的相關技術原則和技術的核心思想對于保證后期應用的效果和基本的質量有著關鍵性的意義,所以在實踐當中還應當重點的加強對此方面內容的深入分析,以更好的實現相關技術的革新與向前發展。隨著當前全球范圍之內的科學技術水準不斷提升,物聯網技術的發展也在呈現出不斷改進的趨勢,進而出現了一些智能化的相關概念,當前智能化以及自動化技術的不斷成熟發展,再加上智能家居建設水準不斷增強。
?從技術架構上來看,物聯網可分為三層:感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成,其主要功能是識別物體,采集信息。網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成,相當于人的神經中樞和大腦,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。在今后物聯網技術在智能家居中的應用和相關的發展也相當關鍵,在實踐當中不僅應當加強對物聯網技術在智能家居中的應用價值進行系統性的分析,在工作的開展過程當中應當明確物聯網技術在智能家居中的應用的原則和核心的原理,同時還應當加強對設計基本現狀的研究,進而使得設計的水準可以得到穩步的增強,為廣大群眾提供更加舒適的環境和居住氛圍。真正意義上實現相關科學技術的穩步向前發展。
2.物聯網技術在智能家居中的應用要點
根據上文針對當前物聯網技術的基本概念和實際的原則等進行分析可以明確其在實踐當中應用的思想環節。下文將針對物聯網技術在家居當中的應用基本現狀等進行分析,重點的對家庭控制中心、家庭娛樂中心以及數據中心的應用現狀等進行研究,旨在更好的促進物聯網技術向前發展和創新。
2.1家庭安防中心和數據中心
家庭數據中心,常見的諸如游戲資料、電影資料以及音樂數據等等,均可以通過物聯網存儲至服務器之中,進而可以幫助居住者可以隨時的進行查看,另外,在一些關鍵的數據中心之中還包含有家庭環境當中的必需品,使得其可以很好的與家庭當中的設備相互連接,彼此之間形成一種相互連接和相互交互的工具,進而使得交互的效應和應用的價值大大增強,更加的進行資料和數據的整合,保證最佳的物聯網連接狀態,幫助家庭成員之間很好的對相關資料和信息進行分享。
通過物聯網技術設計,可以使得物聯網技術在智能家居中的應用運作更加穩定和可靠,并且通過相關數據的分析和研究,通過對客觀資料的調查,可以初步的確定得出最佳的初始運營方案,進而使得數值的檢測以及對物聯網技術的分析更加可靠,在實踐當中應當加強對物聯網技術在智能家居中的應用價值進行系統性的分析,保證反饋的效益和質量,初步的修訂得出最佳的設計方案計劃,旨在以此為基礎更好的實現相關事業的整改和創新。保證控制技術可以得到妥善的發展。
2.2家庭娛樂中心和控制中心
常用的家庭信息,如天氣預報、咨詢信息等可以通過連接入網的家庭終端設備及時了解到。娛樂的內容也是涵蓋影視、音樂、游戲、通訊等眾多應用,并且內容的來源需包含來自專業機構制作的、來自親朋好友分享的、以及自己采集錄制的三大部分,有的需付費,有的可分享,甚至還有的可以去收錢。通過物聯網與外部的服務連接起來,才能真正實現服務與設備互動。總的來講加強物聯網技術的改革,意義重大。自從進入新時代之后我國飛物聯網技術的發展進入到了一個嶄新的階段,并且很好的突破了技術發展過程之中存在的問題。但是需要注意的是,在今后還應當加強相關物聯網技術中關鍵性技術的分析,同時對應用的具體層面和應用過程當中應當掌握的重難點等進行集中性的分析,以更好的促進相關事業邁向成熟的發展局面。
3.結束語
總的來講加強物聯網技術在智能家居中的應用要點和基本思想原則的分析有著重大的意義,正如上文所分析到的,隨著當前社會科學技術不斷向前發展,廣大群眾的生活逐步的邁向現代化和居住環境的舒適化等方向之中,綜上所述,根據對當前現代化的物聯網技術和其在實踐當中的廣泛應用等進行系統性的分析,從實際的角度著手對今后工作的發展方向和一般性的思想原則等進行分析,旨在更好的實現物聯網技術在智能家居中的應用水準和效益的持續增強,為現代化的生活質量改善奠定堅實的基礎條件。
參考文獻:
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篇9
網絡技術的快速發展,極大地促進了經濟的發展。經濟的快速發展也提升了網絡技術的發展速度,兩者相互促進下,物聯網的概念隨之誕生。如何以網絡技術的運用更好地進行經濟活動的發展,成為研究人員長期研究的課題。筆者針對當前物聯網信息感知與交互技術,進行簡要的剖析,以盼能為我國此類技術的發展提供參考。
1 物聯網發源及定義
我國互聯網技術發展較晚,因此在此后一系列網絡技術的發展中,也落后于美國等西方國家。物聯網這一概念,最早由美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ashton教授首次提出。隨后美國麻省理工學院進行了此類技術的基礎實踐活動,當前物聯網技術在世界范圍內發展迅速,我國也開展了相關技術的實踐。
一般情況下,物聯網可以理解為通過芯片技術,連接互聯網形成的物品網絡。具體指對物品植入電子芯片,并通過有線或無線技術連接互聯網,最終形成以互聯網為核心技術的物品網絡。
2 信息感知與交互技術
互聯網技術在發展的過程中,用戶與互聯網之間的互動與信息感知,只存在于音頻、視頻、文字等方面的閱讀和瀏覽編輯。信息感知方面的技術發展較好,但關于交互方面的技術發展則較少。物聯網中信息感知與交互技術,具體指通過網絡連接具體物品或商品,物品芯片中則記錄了物品的外在形象、觸感等方面的數據。用戶在進行物品瀏覽的過程中,配合相關的軟硬件,能夠對物體外觀質量等方面數據進行充分了解,以此達到對信息感知與交互方面的體驗,對于人們的生活習慣產生了較大的改變,有助于提升日常的工作效率。
3 當前物聯網信息感知與交互技術的發展現狀
我國當前關于物聯網技術的發展,尚處于前期發展階段。由于國外此類技術的發展較為成熟,我國物聯網方面的有關企業在發展的過程中,通過技術進口或付費使用專利的方式進行發展。前期的發展現狀較為良好,但由于缺乏基礎技術以及相關的產業鏈,我國關于物聯網技術方面的發展還存在較大的提升空間。其中物聯網產業鏈方面的建設還應著重進行發展,針對此類問題,我國政府方面也出臺了較多的鼓勵政策。但由于基礎技術以及人才方面的缺乏,我國此類技術的發展有較多的攻堅課題。
物聯網技術在發展的過程中,其通過互聯網技術連接相關的物品。在實際應用的過程中,其具備操作簡便、用戶體驗好、效率高等方面的特點。
4 當前關于物聯網信息感知與交互技術發展的具體應用
物聯網信息感知與交互技術在發展的過程中,對于物品的應用范圍較廣,應用對象也較為復雜。筆者針對當前關于物聯網技術應用的主要對象以及實際作用進行簡要的分析。其中具體的分析對象為:VR技術、智能家裝技術、用戶與網絡之間的交互、物聯網社群的形成。針對此類應用對象以及技術實際作用,筆者進行簡要的分析介紹。
4.1 VR技術
VR為Virtual Reality的縮寫,具體的意思為虛擬現實。此類概念最早出現于1999年美國國家科學基金資助的交互式系統項目工作組的一項報告中,隨著當前技術的發展,此類技術逐漸被實踐并投入制作。隨后出現了例如VR眼鏡等硬件設備,此類設備在人機互動的實驗研究中效果明顯。當前在物聯網技術的發展和提升中,一般將VR技術看作物聯網技術的入口。通過VR設備進行互聯網商品或其他資源的瀏覽編輯。
4.2 智能家裝技術
當前隨著物聯網技術的快速發展,此項技術進入到了多個行業中,并且取得了較好的發展效果,其中關于家裝行業的應用效果較為明顯。經濟在不斷發展的過程中,人們對于物質條件的要求也逐漸提升。家庭是人們長期生活居住的環境,關于物聯網的應用,研究人員也進行了較多的實驗實踐。當前應用效果較好的如無線控制空調、燈具、電腦、電視、門、沙發、用電開關等。此類技術的應用獲得了廣泛的認可,短期內便產生了較大的需求人群。
4.3 用戶與網絡之間的交互
物聯網技術在發展的過程中,其核心技術為網絡技術。物聯網通過特殊設備將用戶與互聯網設備進行連接,用戶通過特殊設備進行網絡沖浪。在應用的過程中,物聯網技術能夠實現用戶與網路數據之間的互動,實現智能化體驗。對于用戶體驗以及技術的革新意義重大,用戶能夠根據交互數據,進行互動從而達到較好的體驗效果。
4.4 物聯網社群的形成
隨著物聯網技術的快速發展,其相關的附屬產業也快速產生。政府部門對此類產業的發展,也提供了較大的支持。隨著物聯網技術的逐漸發展,其技術在實踐的過程中形成了以指定物、網絡、若干用戶之間多方交互的現象。此類現象的產生,最終形成了物聯網社群現象。物聯網社群現象的出現,對于人們的生產生活習慣影響重大。但在此類現象出現的過程中,也產生了兩種效果。較好的方面為提升了工作效率、溝通效率;不良的方面為技術過度發展,人們生產生活無法跟進技術的發展,最終對于物聯網產業,形成了較多的影響。
5 展望
物聯網技術依托互聯網技術進行發展,因此其也具備互聯網技術的相關特性,例如:信息傳播的快速性、信息的復雜性以及感染病毒的可能性。此類技術基于互聯網技術進行發展,因此難以避免產生中毒現象。但由于物聯網技術的直接關聯物為智能家居、私人用品、保險物品等,對于人們的財產以及個人安全影響重大。因此為了保障物聯網技術的后續發展,在技術的發展中除去實用性、先進性的發展,還應注重安全性的發展。只有在保障安全性的前提下,此類技術才能得到更快的發展。
6 結語
當前物聯網信息感知與交互技術的整體發展較為良好,我國此類技術的發展也處于快速發展的階段。由于良好的用戶體驗,此類技術在發展的過程中,獲得了廣泛的支持,但在實際發展的過程中,還存在產業鏈不完善等現象。國家政府部門對此也進行了較大的政策支持,當前關于物聯網技術在發展中主要的應用對象以及實際作用為:VR技術、智能家裝技術、用戶與網絡之間的交互、物聯網社群形成。此類技術在發展的過程中,由于具備一定的網絡特性,因此在未來的發展中還應注重安全性方面的研究和提升,以此保障技術的快速發展,并達到促進經濟發展的作用。
參考文獻
篇10
1計算機網絡工程建設現狀
目前,國內已高度重視物聯網技術在計算機網絡工程建設中的應用,但是通過計算機網絡工程的建設狀況可以發現,計算機網絡工程在實際建設方面仍存在諸多不完善的地方。其中,絕大部分高等院校專業課程體系并不健全,而且教學規劃并不科學與合理,物聯網技術方面的師資嚴重不足,甚至在實驗室設備方面也有待完善。以上問題都對國內物聯網技術專業人才的教育以及培養產生了直接的影響[1]。除此之外,還有很多高校對于計算機網絡工程課程并不重視,形式化嚴重。根據上述研究與分析可以發現,這也是國內計算機人才缺失的根本原因。為此,要想實現高等院校對物聯網技術的充分利用,確保計算機網絡工程項目得以科學合理地建設,就必須要高度重視專業人才的培養,有效采用正確方法,不斷增強高等院校觀念與意識。因為高等院校是計算機專業人才集中的場所,因而必須要發揮自身的主導性作用,以保證學生能夠更主動地探索計算機網絡工程的建設途徑,實現該專業的全面可持續發展。
2基于物聯網技術的計算機網絡工程專業建設路徑
2.1物聯網發展方向的確定
物聯網技術與互聯網技術之間存在緊密的聯系,在物聯網技術當中包含互聯網技術,同樣也包含射頻標簽與傳感器網絡技術,有效地實現了物和物以及人和物之間的智能化溝通與對話,同時構建現代化網絡信息系統[2]。以物聯網技術為切入點展開分析,要想實現物聯網技術的全面發展,就一定要有計算機設計作為重要基礎,因為計算機學科是推動物聯網知識完善的前提。站在物聯網技術結構角度分析,物聯網技術可以細化成三個層次,即感知層、網絡層與應用層。實際研究結果表明,傳統計算機網絡工程專業的建設更關注對學生計算機軟件開發與應用的引導,通常都是將設計和搭建作為核心,營造計算機網絡的教學氛圍。在教育教學實踐中,物聯網技術在計算機網絡工程建設中并未得到充分運用,反而是傳統的計算機網絡工程專業更為突出[3]。所以,要想將物聯網技術的作用充分發揮出來,那么專業工作人員不僅僅需要掌握與物聯網技術相關的知識以及資料,同樣也應確定物聯網技術未來發展的具體方向,正確認識物聯網技術在計算機網絡工程中的重要作用,同時補充應用層以及感知層的知識內容。在此基礎上,專業人員還需要合理借鑒傳統計算機網絡工程具備的優良特點,有機融入物聯網技術,進而不斷調整并改善計算機網絡專業的課程內容,全面培養物聯網技術的專業人才。
2.2計算機網絡工程專業人才的全面培養
現階段,我國社會的局勢變化速度較快,而在發展的過程中高度重視各方面人才培養,特別是計算機專業人才培養,已逐漸成為國民關注的重點。但是,因為不同高等院校的側重點存在差異,因而在計算機網絡工程教學方面同樣存在不同之處[4]。在這種情況下,培養計算機網絡工程專業人才時,教育部門必須要構建更為健全的教育教學機制,同時配備充足軟件設施以及硬件設施。另外,因物聯網技術的實踐應用范圍較廣,所以高等院校在計算機網絡工程教學實施的過程中,必須要深入分析物聯網技術,同時構建獨具特色的教學模式,必須保證計算機網絡工程教學形式改革的合理性,并且因地制宜,才能夠更進一步創新教學的內容和方法,以保證調動起計算機專業學生學習的積極性,更積極地參與實踐教學。這樣一來,基于物聯網技術構建計算機網絡技術工程并培養專業人才才能夠取得更為理想的成績。
2.3網絡工程培養模式的建立與健全
要想進一步提高計算機網絡工程項目的建設效率,高等院校則需要在實踐過程中形成更加完整與健全的網絡工程培養模式。根據實踐研究結果可以發現,網絡工程的培養模式的具體組成有四個部分,即人才專業地位、創新能力的培養、人才培養模式的評價機制以及知識結構[5]。而在以上四個組成部分當中,創新能力與人才培養模式的評價機制占據重要的地位。究其原因,高等院校只有全面創新自身的思想觀念,才能夠與時展需求相適應,進而構建更具特色優勢的網絡模式,正確指導并教育計算機網絡專業學生,全面培養學生的創新思維能力與自主學習能力。也只有人才培養模式評價機制更加完善,才能夠及時發現高等院校培養模式存在的問題,及時采取措施予以彌補。科學合理的教學模式可以為學生提供高質量的教學內容,培養學生的綜合能力。以某高等院校為例,其內部設立了“食品營養與安全”以及“工業發酵微生物”等重點實驗室以及教育部,并且在食品科學以及生物工程等相關領域取得了理想的研究成果。基于該院校所具備的優勢學科,即食品與生物工程,計算機學院網絡工程專業就可以將食品安全和生物發酵控制物聯網作為應用領域,與食品學院以及生物學院中的專業教學資源相互結合,拓展網絡工程專業培養的方向。而在諸多學科交叉與融合的基礎上,將輕工行業物聯網的應用作為主要特色,構建計算機網絡工程專業培養機制。
3基于物聯網技術的計算機網絡工程專業建設優化策略
物聯網技術的運用并不僅局限在計算機網絡工程建設過程中,同樣可以將其融入到其他專業當中。為此,各高等院校應積極構建更具特色與優勢的網絡工程建設培養系統[6]。與培養的實際狀況以及資料數據相互結合,確定物聯網技術的具體培養目標,全面創新課程體系。除此之外,還應與時俱進,充分考慮科學技術發生的變化,適當調整計算機教學大綱,有效補充傳統教學方案內容,以保證為學生創造更加理想的學習條件,確保教育教學的特色,在畢業以后學生能夠彰顯自身實力,提高就業能力以及市場競爭實力。
3.1計算機網絡工程專業培養目標
基于物聯網技術,計算機網絡工程專業的建設應將現代信息處理技術作為重要對象,全面培養學生的科學素養,以保證學生可以在畢業以后將物聯網技術應用在輕工行業、科研單位以及信息產業中,成長為更具專業行業知識與技能的應用型人才。在此過程中,需有效培養學生的通信技術、傳感技術以及網絡技術等基本理論以及應用能力,以實現系統化地集成和技術的開發、應用、推廣,提高自身的物聯網工程實踐水平。對于學生的專業能力培養需要滿足以下要求:(1)掌握計算機科學和技術、網絡工程等方面的理論以及方法,并具備豐富的基礎理論知識;(2)全面掌握傳感器技術以及無線通信等相關物聯網感知層關鍵技術的知識以及技能;(3)具有各種類型網絡系統運維能力,并具備較高水平的分析、開發以及設計的能力,同時軟件編程的能力要突出;(4)可以從事輕工行業中物聯網領域的科學研究;(5)深入了解計算機網絡與物聯網行業的發展動態以及技術標準,熟悉與掌握資料查詢以及文獻檢索的基本方法,能夠通過互聯網的合理運用獲得所需信息內容,并具備信息獲取的能力[7]。
3.2計算機網絡工程專業的主干課程
對于計算機網絡工程專業而言,其物聯網方面的課程設置應將專業的培養目標作為重點方向,全面提升學生的動手能力,強化其創新思維。而學生則能夠在學習計算機網絡和物聯網基本理論與知識的過程中,掌握網絡分析以及設計方法,同樣具備靈活應用物聯網的技能。在物聯網當中,感知層的作用就是感知并采集現實世界當中的信息,所以,網絡工程專業的物聯網課程設置應將當前計算機物理層課程作為重要基礎,有效結合通信原理、射頻技術、傳感器技術以及無線通信等多方面的課程內容,使學生能夠更深入地理解與物聯網感知層相關的理論知識。而針對物聯網的網絡層,在傳統網絡工程專業中,已涵蓋大部分知識內容,只需將無線傳感網絡與自組網的理論課程融入其中,即可有效增強學生對于物聯網網絡層的理解與認知。對于物聯網的應用層,其重要的作用就是可以考慮各個行業發展的具體需求構建信息管理平臺,同時充分結合行業應用的具體特點,集成相關的內容服務。與應用層特點相互結合,各個院校能夠與自身的優勢學科相互結合,進而設置具有獨特行業特色的物聯網信息處理技術、物聯網應用程序設計以及無線自組網的應用等相關課程教學[8]。與物聯網安全技術相關的課程并不僅僅包含物聯網中的三個層次,同樣也包含嵌入式知識課程內容。綜合性考慮既有網絡工程專業課程設置,計算機網絡工程專業的物聯網課程所包含的內容主要有:網絡程序的設計、物聯網應用程序的設計、計算機組成原理、離散數學、物聯網安全技術、數據結構、數據庫原理、網絡系統的集成、計算機網絡、網絡管理、物聯網信息處理技術、射頻技術和無線通信等。
3.3計算機網絡工程專業的專業實驗
通過設置專業實驗,能夠全面培養學生計算機網絡技術以及物聯網技術的學習與開發能力,并構建綜合性平臺,以保證學生自身的動手能力與創新能力得到全面提升,使其更加熟悉與了解網絡工程以及物聯網原理與實踐應用。網絡工程專業實踐環節主要包含了五個部分,即畢業實習階段、計算機基礎練習階段、課程設計階段、生產實習階段與畢業設計階段。而對于專業實驗而言,則主要有面向對象課程的設計、無線傳感器網絡課程的設計、物聯網綜合應用課程的設計以及數據結構和C語言課程的設計等。
4結語
綜上所述,在物聯網時代背景下,物聯網技術將被廣泛應用在社會各個領域當中,而人才培養是推動該行業發展的根本要素,所以,要想滿足物聯網行業對于復合型人才的實際需求,有必要深入分析并探討物聯網技術基礎上的計算機網絡工程專業建設,同時應有效結合傳統的網絡工程專業和學校內部優勢學科,在有機整合跨學科專業資源的基礎上,積極成立更具行業特色的應用創新人才的培養模式。本文針對計算機網絡工程專業的物聯網人才培養目標、主干課程以及創新能力培養方式以及培養模式評價機制展開了深入探討,進一步推動了高等院校網絡工程專業的全面可持續發展,同樣也使得高等院校計算機網絡專業的發展方向更加明確與合理。
參考文獻
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篇11
二、物聯網教學進課堂的實踐意義與理論價值
2014版江蘇省《小學信息技術》6年級教材的主要內容從信息感知、信息傳輸和智能應用三大方面結合現實生活中的實例對物聯網技術進行啟蒙,主體是傳感技術的生活應用,體驗運用物聯網技術解決生活實際問題的過程與方法,以培養學生的信息素養,也為以后初中進一步學習物聯網技術打下良好基礎。
1.“物聯網技術”的加入擴大了信息技術課程的內涵
物聯網技術加入信息技術課程,使“信息技術課”基本擺脫了“計算機課”或者“電腦課”的標簽,提高了師生對信息技術課程的認識,全面培養了學生的信息素養和運用信息技術解決生活實際問題的能力。
2.“物聯網技術”的加入凸顯信息技術課程的綜合性
教育部印發的《基礎教育課程改革綱要(試行)》指出:“從小學至高中設置綜合實踐活動并作為必修課程,其內容主要包括:信息技術教育、研究性學習、社區服務與社會實踐以及勞動與技術教育。強調學生通過實踐,增強探究和創新意識,學習科學研究的方法,發展綜合運用知識的能力。”物聯網技術這部分內容更全面地詮釋了當前信息技術課程是綜合實踐活動一大組成部分的屬性,要求在實驗器材和相關應用平臺的支持下開展體驗性實踐,學會研究、分析和分享的基本方法,評價身邊的物聯網技術系統的應用特點及其與實際生活的關系,并嘗試設計富有創意的物聯網應用方案。
3.“物聯網技術”的加入是信息技術課程發展方向的重大嘗試
信息技術課到底什么,業界一直在爭論不休,其內容也不斷變化。我國信息技術課程作為一門工具性和實踐性并重的學科,需要與時俱進。蘇教版教材歷經十多年的發展,實現了以軟件操作工具學習為主的計算機課程向信息技術課程的轉變,歷次改版后,加入了機器人課程、Scratch軟件學習等新內容,并大力支持國產軟件。這次在較短的時間內編寫出小學物聯網技術基礎課程更加貼近信息技術前沿和生活實際,是一次大膽實踐與嘗試,為信息技術課程的發展指明了方向。
三、物聯網教學進課堂需要解決的問題
1.物聯網技術是什么
筆者并不認同物聯網技術是一門新的技術,其基礎還是互聯網技術,核心是傳感技術,我國定義“物聯網”這一概念是為了增加高新技術產業的話語權,并制定推廣相應標準,提高我國知識產權的地位,抓住互聯網+時代的發展機遇。所以筆者認為在課堂教學過程中不必要過分注重定義“物聯網”這一概念,也不要過多涉及技術類的名詞術語與相關原理,應更多地讓學生能夠主動地發現并嘗試分析日常生活中的物聯網典型智能應用,體驗物聯網系統的特點。
2.物聯網技術能干什么和怎么干
物聯網教材的主要內容是熟悉幾種常見傳感器和電子標簽并了解其應用,通過對生活中的典型智能應用的開發與分析,以及對實驗器材的體驗性實踐,觀察、思考、嘗試、探究,使學生逐步了解物聯網技術的發展與相關知識,加深對信息感知的理解,提高學生的綜合信息素養,培養學生發現問題解決問題的能力。
執教者做好充分的課前準備,運用好教材配套的輔助教學光盤,引導學生觀察身邊典型的物聯網智能應用事例,提倡實物演示,避免傳統的大段講解。筆者在課堂教學中運用“比特實驗室”推出的與教材相配套的實驗器材,讓學生實際操作感知相關傳感技術的特點,進行相應的探究實驗,學會較為科學的研究方法,寓教于樂,學以致用,受到了學生們的歡迎。
3.物聯網技術實際效果的評價
信息技術發展的特點是數字化、小型化、網絡化、智能化和系統化,物聯網技術正是綜合了以上發展趨勢,在計算機、通信和自動控制三個領域相互聯系、不斷發展、集成應用,使整個社會普遍實現了自動化,并被廣泛應用于從政府辦公到企業運作再到家庭、個人生活的各個領域。那么我們在教學過程中應當通過與傳統方式的對比,以實際效果分析和評價身邊的物聯網系統的應用特點及其與實際生活的關系,并嘗試設計富有創意的物聯網應用方案。
四、物聯網教學進課堂的教學策略
盡管物聯網教學進課堂在江蘇省已經落地,取得了階段性成果,但作為一種嘗試,這只是個開始,并不代表著完全進入了正軌。筆者通過自己的教學實踐以及與同行的交流,對物聯網教學進課堂提出了初步意見。
物聯網教學進課堂需要領導的高度重視。由于地區和學校發展的不平衡,部分學校缺少對信息技術課程的經費和師資投入,特別是物聯網相關教學內容需要大量的實物和實驗器材購置,如果不解決這個問題,課堂教學只能變成干巴巴的說教,失去了此課程模塊開設的意義。所以上級領導主管部門應盡快制定和落實課程計劃和配套器材標準,解決物聯網技術真正走入課堂的器材投入問題。
物聯網教學進課堂也必須要有相關的師資支持。當前各個學校的信息技術教師相對不足,而物聯網技術的加入,使其缺少專業教師的問題更加突出。所以在不能增加編制的情況下,可以考慮從綜合實踐或科學學科方面引進師資,加強專業指導培訓,以解燃眉之急。無錫市通德橋小學成功地展示的一堂物聯網公開課,其執教者也是一名科學教師,該教師很好地面向全體學生,立足學生發展,突出科學探究,體現嚴謹、善于質疑的科學精神,對溫度傳感技術這一應用進行了廣泛的對比研究,取得了很好的課堂效果。
篇12
Introduction to Networking Technology Process
and Practice-oriented Reform
WANG Juan, ZHANG Luqiao
(College of Information Security Engineering, Chengdu University of Information Technology, Chengdu, Sichuan 610225)
Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with, and it is important for students to build things technical framework and application process, it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience, we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program, the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.
Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching
1 問題與研究現狀
1.1 研究對象
作為“智慧中國”的重要組成部分,物聯網技術受到越來越廣泛的關注。為適應這種發展趨勢,培養社會所需的具有綜合能力的物聯網工程人才,教育部在2010年將“物聯網工程”設置為獨立的一個專業。
物聯網技術導論作為物聯網工程專業的核心課程,是物聯網專業學生接觸的第一門專業課程。主要講授物聯網從感知層,傳輸層,數據處理層到應用層的整體技術流程,以及每層的關鍵核心技術,對學生建立正確的專業概念,整體的專業技術框架有重要意義。
1.2 實踐教學中的現有問題
目前對物聯網技術導論課程的教學方法主要是以講授為主,平時留有課后作業,課程考核方式以期末閉卷考試為主,期末卷面成績占總評成績的70%。該教學模式在教學實踐中出現以下問題:(1)單一講授的教學模式不能適應物聯網多學科交叉、密切聯系行業的特點。學生反映物聯網涉及學科非常多,僅每個學科簡單理論概念的講解,就已經非常龐雜,學生很難把握其脈絡。且現有技術的應用與行業背景密切聯系,單純的理論講授效果不佳。反映在課堂提問中學生往往答非所問,或者完全無法理解題目意思。(2)一考定論,平時不學,考前突擊現象突出。但是由于知識點繁雜,突擊背誦效率不高,且不及格率較高。(3)死記硬背現象突出,對技術理解不深。對于物聯網產業環境和應用流程的理解和技術在應用中的創新上,有的教學方法和教材均不能提供有效的支撐。在平時的考查中,我們發現學生對死記硬背的技術點掌握得尚可,但是碰到綜合應用題,大部分同學就不知所措。
面對以上主要問題,現有的物聯網技術導論課程教學方法和思想必須改變。否則,不光是導論課應有的目的不能達到,還直接影響后續物聯網專業課程的教學。
1.3 國內研究現狀
目前對物聯網技術導論課程的改革成果總體來說并不多,公開文獻較少,這與物聯網工程本身是新專業,物聯網導論課程本身涉及技術較多,知識體系復雜都有關系。已有的一些改革方案如下:
文獻[1]提出物聯網導論的課堂要引入啟發式教學法,即將課程內容歸納提煉,提出問題啟發學生思考。其次,采用案例式教學法,把生活中物聯網的實際應用案例滲透到整個教學內容中。還強調應用交互式教學法,運用多媒體教學環境輔助教學,例如播放物聯網相關理論與技術相關視頻和短片,加強互動,提高學習興趣,拓展知識面。
文獻[2]提出適當增刪教學內容,講授內容忌深、忌細,引導學生轉變學習方法,促進良好學習習慣的養成,注重培養學生的綜合能力。
文獻[3]提出改進課程大綱設計、提升教師能力、改進教學資源等多個方面,以提升物聯網導論課的教學質量。
文獻[2]與文獻[3]所提措施,對物聯網技術導論課和其他課程都適用。實際上,在已進行的幾屆學生的教學中,我們已經使用過上述方法,事實證明,此類廣泛適用于一般課程的方法并不能解決物聯網技術導論課程中的具體問題。而文獻[2]所提改進課程大綱、教學資源等,其實是涉及到物聯網技術體系架構的問題,已經有教育部牽頭的教學指導組在負責梳理,本文暫不討論。
文獻[1]提出了一些比較具有操作性的課程教學方法,總結起來就是提問啟發,案例講解,多媒體互動教學。實際上我們在授課的時候已經使用了這些方法,但是教學效果仍然不夠理想。例如:提問啟發,如果問題簡單,學生還基本能夠回答,如果問題真的是啟發式問題,而且是書上和網上都查不到現成答案的問題,則大部分學生表現出完全沒有思路,更不要說回答問題。案例和多媒體互動在本校理工類課程中的使用也已十分廣泛,物聯網技術導論課程也不例外。上課過程中也給同學們播放了相關視頻短片,行業應用短片,對比沒有播放這些案例的情況,學生的理解程度確實有所提高,但是提高幅度也比較有限。如果是跟播放視頻直接相關的設計類問題,學生根據視頻還能回答部分內容,但是要求學生從該視頻的技術方案做延伸,更換應用場景,則大部分學生又非常茫然。例如:課程中有播放精細化農業的相關技術解決方案,從感知、傳輸到最后數據處理與反饋服務都做了說明。學生觀看后,如果問該應用領域問題,比如前端要用什么傳感器,部署在哪里,學生還能回答。但是,要學生變化技術的應用場景,將技術應用在另一森林防火場景中時,部分學生還能把類似要用的傳感器列舉出來,但是不知如何部署。這說明要加深學生對物聯網知識體系的理解程度,僅靠觀看案例、提問啟發是不夠的,物聯網技術導論課程的教學改革還需要進一步深入。
2 過程與實踐化的課程改革方法
2.1 原因分析
根據課下座談,統計課程出勤率,考試通過率等方式獲取的信息,我們認為影響學習效果的主要原因有二:其一,理論和實踐相脫節,雖然已經用案例視頻,多媒體互動等教學方式,但明顯還不足以讓學生理論聯系實際。其二,雖然有課程作業,平時提問和抽查,但是平時努力學習的學生仍然只占少數,大部分學生的學習積極性不高。針對這兩個主要問題,我們提出過程與實踐化課程教學改革方法。
2.2 方法的具體內容
對學習自覺性強的學生,提供多種課外實踐參觀機會,幫助學生理解技術在實際中的應用,理論與實踐融合;對學習自覺性差的同學,采用過程化考試方法,督促其平時努力學習。
(1)實踐化教學:物聯網是多交叉學科,知識點非常多,光靠課堂教學肯定不能盡善盡美,所以要加入實踐教學環節。
①在課外布置思考與設計題目,指導學生自學,并自主解答問題、動手設計簡單的物聯網應用。如果有較為優秀的學生,讓其在課堂上講解自己的設計方案。
②建立完善的課程考核體系,增加實踐能力考核環節。將作業、演講、課外參加的比賽情況等都當作考核方式,按合理比例計入總評成績。改變以往期末卷面考試這種單一的考核方式。
③在條件允許的情況下,可建立物聯網實訓實驗室,并配備相應的器材等。我們與四川省成都市物聯網產業聯盟形成良好合作關系,借他們的物聯網技術展示廳讓學生實地了解物聯網技術及其應用。
(2)過程化考核:以上考核方式加上學院的過程化考試系統,分階段進行上機考試,最大程度避免一考定論、突擊應付等不合理現象。目前的具體操作是:當講完一階段(感知,傳輸,處理)即上機考試本階段技術要點,成績以比例計入總分,最后課程完結還有一次總體性考試,4次考試成績的加權總和才是本門課程的考試成績,并算上平時作業、提問等平時成績作為最后總評成績。這樣一來,12周課程,每隔三周就有一次階段考試,加上平時的抽查與作業,有效督促了學生的平時學習。
2.3 方法實施的效果
2011年本學院設定物聯網專業,2012年開始開設物聯網技術導論課程,2013年進入實踐化教學,14年引入過程化考核,圖1顯示了歷年課程的考試情況,以60分以下為不及格,80分以上為良好。圖1很清楚的顯示,剛開始時物聯網技術課程的不及格率高達約30%,后來引入實踐化教學后下降至12%,到最后引入過程化考核后直接下降到7%左右,而良好率逐年上升,連續2年保持在70%左右,達到了改革的目的。
3 總結與展望
經過四年物聯網技術導論課程的教學實踐,提出了物聯網技術導論課的過程與實踐化改革方案,從理論聯系實踐的角度,幫助學生從整體上理解單個技術在物聯網應用流程中的作用與在技術框架內的位置。并用作業、抽查、過程化考核,督促了學生的平時學習。實際的考試成績反映該方案取得了比較理想的效果。最后,在和后繼課程老師的交流中,發現導論課對技術框架的講解和物聯網應用解決方案的設計要強加,否則學生在學習后繼課程中會陷入具體技術問題,而忽略整體應用,導致技術路線不清,不知道自己應該深入學習哪些知識。
參考文獻
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隨著全球一體化,工業自動化和信息化進程的不斷推進,科技水平的進步正在改變著我們的生活與工作方式。物聯網(The Internet of things)作為一種集合了計算機科學、無線通信技術、數字電路等多種學科知識的先進技術手段,已經從日常起居、辦公、商業活動,到軍事領域等多方面滲透到我們的生活與工作中。基于此,筆者結合工作實踐體會,就物聯網技術在檔案數字化管理中的應用問題作以下探討與分析。
1 物聯網技術概念及主要特征分析
從目前已有研究來看,對物聯網的定義缺乏統一的表述。但從該技術的應用特點來看,普遍認為:物聯網是指把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與網絡連接起來,實現智能化識別和管理,實現人類社會與物理系統的整合[1]。在實踐應用中物聯網表現出以下三個方面的主要特征:
首先,物聯網的廣泛性和時效性。廣泛性是指物聯網無線自動聯網技術的傳感范圍具有廣泛性特點,同時也指物聯網應用領域十分廣泛,比如目前的檔案管理、教育、醫療、交通等各領域都已不同程度應用物聯網技術。而時效性是指在應用物聯網技術時獲得的傳遞速度的快捷和感知的時效性。
第二,物聯網的智能性和自動性。智能化是指應用物聯網時可以對物品進行智能識別傳遞和控制,從而實現了信息處理效率的提高。自動性是從應用物聯網技術對檔案管理模式的改變,比如實現無需人員操作,全天24小時運轉。
第三,物聯網的包容性和創新性。物聯網技術系統所包含的關鍵技術節點很多,比如射頻識別技術、信號處理技術以及網絡通信協議等,在網絡載體方面也是多種多樣,因而物聯網將多領域、多行業技術融合到一起,體現了物聯網的包容性發展。同時,物聯網的廣泛應用為我們提供了一種全新的思維方式,實現了虛擬世界和現實世界的融合,并將繼續引領信息時代的創新和變革的步伐。
2 物聯網技術在檔案數字化管理中的應用
在信息化時代,檔案數字化建設已成為必然的趨勢。在實現檔案數字化管理的過程中,物聯網技術是當前被廣泛采用的主流技術之一。物聯網技術在檔案數字化管理中的應用,促使了檔案管理工作的一體化、智能化、自動化水平的提高。
2.1 物聯網技術促使檔數字化管理的一體化
這里提到的檔案數字化管理一體化指包含了文檔一體化管理和檔案信息資源體系構建兩個方面。物聯網技術應用于檔案工作領域能夠為這兩方面的工作創造更多的條件支持。
(1)物聯網技術實現了檔案文檔管理的一體化;物聯網系統可以實現人與物、物與物之間的通信,實現文件生命周期全程管理。同時,物聯網能夠有效促進檔案室與檔案館的對接,實現檔案的指向管理。通過物聯網實現的檔案指向管理有利于最大限度的發揮檔案價值,從而促進了檔案數字化建設水平的提高,化解了檔案形成與移交等環節的矛盾。
(2)RFID技術對檔案信息資源整合的作用;電子標簽信息容量大、使用壽命長,可重復使用,隨著技術的完善與成熟,RFID標簽將成為保存檔案信息的優質載體。物聯網系統自動采集的檔案信息及人工錄入的標引信息存貯于電子標簽,并與電子文件系統相聯系,便能夠實現異構檔案信息的整合。同時,電子標簽標引實現檔案信息數字化有利于避免數字化對檔案實體造成的機械磨損和人為破壞。
2.2 物聯網技術推動檔案數字化管理工作智能化
物聯網的智能化表現在物聯網系統具有智能識別的功能,能夠物聯網可實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。能夠有效地對檔案信息進行快速識別,其主要表現在檔案檢索與檔案清點以及門禁系統等領域的應用。
(1)檔案數字化管理中RFID技術的應用;在檔案檢索過程中,RFID設備可以通過閱讀器同檔案實體中的電子標簽進行對話,快速批量讀取檔案標引信息,并通過檔案檢索系統實現主題檢索。RFID閱讀器可以通過與柜架中的電子標簽進行對話,幫助利用者快速找到所需檔案。此外,物聯網技術還可應用于檔案清點工作,從而實現檔案管理的智能化。
(2)物聯網系統的智能識別功能及自助服務的可能性;在檔案利用中,物聯網系統還能夠通過對數據庫中信息需求與檔案標簽中的利用信息進行匹配,智能識別可供利用檔案,以便更好地滿足用戶需求。其智能識別功能可以同檢索系統中的專家系統相連接,門禁系統對用戶身份進行識別,智能分析出利用權限,進而在自助服務系統中為其提供相應權限的檢索服務,使之實現自助檔案利用。
2.3 物聯網技術促進檔案數字化管理的自動化
物聯網技術應用帶來的檔案數字化管理的自動化包括檔案的自動形成和檔案自動化管理兩個方面。這種技術變革極大地解放了業務人員和檔案工作人員,同時這種技術的應用還帶來了檔案載體的變革。
(1)物聯網與檔案形成的自動化;通過物聯網的傳感器終端,可以直接生成檔案,而電子標簽,將成為一種新型的檔案載體記錄與存儲檔案信息,并具有即時性與動態性的特點。物聯網技術通過電子標簽生成的檔案對存貯環境要求極低,因此,電子標簽作為一種優良的檔案載體將在檔案工作,尤其是科技檔案信息采集工作中將得到廣泛的應用,提高檔案工作的自動化水平。
(2)物聯網對檔案數字化管理自動化水平的提高;物聯網感知層在檔案管理中實時收集與反饋信息,與應用層系的交互,自動傳遞系統指令并處理信息[2]。其傳感器節點可自動獲取檔案庫房信息,并通過網絡層與信息處理系統對話,如監測溫濕度信息,通過信息的采集和反饋,再由系統向空調等溫濕度調節設備發出指令,調控溫濕度,這一系列的活動都是有物聯網自動運行完成的,不需要人為的干預。
3 結語
綜上所述,隨著科學技術水平的不斷發展,物聯網技術作為一種新興技術,其應用將對檔案數字化管理產生深遠影響。目前受諸多主、客觀因素的影響,檔案數字化管理中應用物聯網技術還處于探索階段,相信在不遠的未來,物聯網技術必將促使檔案數字化管理工作的全面提高。