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[關鍵詞]物聯網技術;實訓教學;職業能力;專業建設
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高職物聯網應用技術專業建設自從2011年開始在全國迅速展開,經過近幾年的快速建設初步形成了一定的規模,積累了一定的經驗,但是由于物聯網技術是一項綜合性技術,涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術之大成,要真正建設好高職物聯網專業還有較大差距,特別是高職物聯網應用技術專業的實訓教學建設還有待進一步加強研究與深化。
高職教育是培養面向社會各行各業生產第一線的高素質技術技能型專業人才的高等職業教育,它的根本任務是培育學生良好的職業能力與可持續發展能力。職業化能力的培育是高職學生的重中之重,也是區別于應用型、研究型人才的顯著標志,職業能力的培養要靠高職院校實訓教學來保障和實現,只有建設規劃好物聯網技術實訓教學體系才能完成高職物聯網專業學生的職業能力與可持續發展能力的修成。隨著國家“互聯網+”、“工業4.0”等理念的提出與深化,物聯網技術的應用十分廣泛,如智慧農業、環境監測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根據國家“十二五”戰略規劃結合地區經濟發展特點,以智慧農業和環境監測作為高職物聯網技術實訓切入點,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,培養主要面向農業與環境行業的具有物聯網設備安裝調試、工程規劃與實施、系統服務與技術支持為主的高素質技術技能型物聯網技術人才。
1專業課程與實訓教學
1.1專業培養目標
高職院校是為國家培養技術技能型人才的高等學校。其培養的人才除了要有一定的理論基礎知識,重點是要培養學生具有較強的專業實踐操作能力和崗位就業適應能力,這就要求高職院校通過工學結合辦學模式,強化以職業能力為目標的實訓教學,最終實現物聯網應用技術人才培養目標的要求。
物聯網應用技術專業的培養目標是為培養德、智、體、美等全面發展,面向物聯網產業,服務區域與地方經濟發展,具有較好的物聯網專業基礎知識、較強的實踐能力、良好的團隊協作能力,可持續發展與創新能力,掌握物聯網應用技術,從事物聯網工程項目的規劃與施工管理、物聯網設備安裝與調試、物聯網維護與管理、物聯網設備營銷與技術支持,成為具備良好文化素養、職業道德和綜合職業能力的高素質技術技能型人才。
1.2專業課程體系
從職業崗位能力需要出發來分析物聯網應用技術專業的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構建課程體系和課程內容,在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓課程內容建設,努力做到“教學做一體化”教學過程中理論與實踐的相互促進和融合,最終使實踐教學來內化學生的理論知識,為拓寬高職學生的成長空間打下基礎。為此,設置了一定數量的通識教學課程和專業基礎課程,如高等數學、英語、高級語言程序設計、物聯網技術概論等。專業課程的設置更加體現職業崗位的特點要求,以智能農業、環境監測為系統實訓平臺出發,圍繞這兩大領域的物聯網技術應用展開,開設了一些有特色的專業課與實訓課。如RFID技術與應用、無線傳感器組網技術、農業食品溯源應用系統實訓、城市環境遠程監測系統實訓等課程。課程設置如下表所示。
物聯網應用技術專業課程表
公共素養課程
思想道德修養與法律基礎、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業發展與就業指導、大學英語、大學語文、高等數學(理)、大學生心理健康教育、體育
專業支撐課程
計算機組裝與系統維護、計算機技術基礎、電工電子技術基礎、高級語言程序設計、計算機網絡技術、物聯網技術概論、數據庫應用基礎、網絡設備配置技術
專業核心課程
無線傳感器網絡技術、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、物聯網系統應用實訓、物聯網工程設計與實施
專業拓展課程
綜合布線技術、移動應用開發、嵌入式系統與應用
1.3實訓教學體系
高職教學的根本就是培養學生具備良好的職業崗位就業能力,它的特點是突出職業能力所要求的實訓實踐教學,完備的實訓教學體系主要由三部分組成,包括專業實訓教學環節、校內實訓室建設、校外實訓基地建設。在設計物聯網應用技術實訓教學時,以知識與技能漸進式提高出發,按照“認知―技術技能―系統體驗” 路徑展開,“認知”主要是強調基礎性和啟蒙性實訓,“技術技能”主要側重專業核心課程的配套實訓,“系統體驗”主要是對前面實訓成果的系統綜合和應用,更加貼近物聯網技術的實際應用。物聯網應用技術實訓教學可以分為三個主要階段:技術基礎與專業認知實訓、專業技能實訓和物聯網系統應用實訓。校內校外實訓的有效結合來強化物聯網專業學生的技術技能和崗位適應能力。校外實訓基地主要解決學生的崗位適用能力,校內實訓室主要完成學生的專業技能的實操和理論知識的內化。
2基礎性實訓
俗話說得好,基礎不牢地動山搖。這說明基礎知識的學習與掌握是何等的重要。高職實訓也是同一個道理,也要從基礎性實訓抓起。物聯網應用技術基礎性實訓可以分成兩個層面:專業基礎實訓和專業認知實訓。
2.1專業基礎實訓
專業基礎實訓一般是指電子信息大類學生應具備的一些面向職業崗位的通用型技能實訓。如計算機基礎應用、高級語言程序設計、計算機組裝與維護等實訓,采用“教學做一體化”教學模式下,通過這幾門課的實訓讓學生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握,為后面的進一步學習打下良好基礎。計算機基礎應用和計算機組裝與維護這兩項實訓主要讓學生了解和認識計算機系統結構和基本工作原理,熟悉應用辦公軟件如Office,掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修,訓練高職學生使用計算機的基本技能。高級語言程序設計主要讓學生對計算機編程語言有一個基礎性的學習掌握,為下一步技術技能的實訓打下基礎,如C語言學習。
2.2專業認知實訓
專業認知實訓是開啟對物聯網技術應用大門的起初環節,目的是讓物聯網應用技術專業學生對物聯網技術的相關知識、相關設備、相關領域和相關應用有一個認識,拓寬學生的眼界,增強學生對專業學習的興趣,為專業技能實訓起到承上啟下的作用。由于物聯網技術涉及學科門類較多,職業面向行業應用面廣,因此不可能面面俱到,只能依據專業培養定位來開設認知實訓。針對面向農業與環境應用的特點,專業認知實訓突出了電子技術基礎和計算機網絡技術的學習,通過系統仿真和實際電路的調試,讓學生對基本的模擬、數字電路、計算機網絡應用有個較好認知;通過物聯網技術概論課程相關的實訓讓學生了解物聯網涉及的多類技術要素,了解物聯網三層體系結構及相關的感知、傳輸和信息處理與控制技術,在認知實訓中強調以感觀了解為重點,知識普及為重心,宜采用多種教學形式開展,如網上查閱、實地參觀、現場交流與訪談等。
3職業技能實訓
職業技能是高職學生面向社會就業之根本,也是體現現代高職教育之重心所在。高職教育的質量與特色大多體現在學生技能素質的培養上。從物聯網技術層面來分析,物聯網技術應用主要包括三個層面:感知技術、網絡傳輸技術和信息智能處理與控制技術,因此,我們結合面向農業與環境領域的應用從三層結構來組織物聯網專業技能實訓。
3.1感知技能實訓
感知技術主要是解決信息的獲取,為最終的行業應用提供信息與數據。它包括多方面的信息獲取技術,如各型傳感器、RFID系統、定位系統、條碼等十分廣泛。以農業與環境行業的應用為例,主要采用的也是前面所說的四大類設備,為此要建立感知技術應用實訓室,結合專業核心課程進行傳感器、RFID等方面應用技能實訓,讓學生了解各類型傳感器和RFID系統應用技能。傳感器方面:如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用,通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設備方面:如各型電子標簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓臺,讓學生掌握各型電子標簽的使用情況和基本工作原理,理解各頻段RFID系統的適用范圍,以電子標簽信息識別讀寫實訓讓學生對各類技術標準有一提高認識與消化。另外,也要適當增加控制方面的實訓,如智能農業方面的調節光照和控制水源和通風等。
3.2信息傳輸技能實訓
網絡傳輸是信息高速公路,負責把由前端感知設備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面:一是近距離無線網絡傳輸,二是遠程高速網絡傳輸。近距離無線網絡傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術,主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉發上傳到遠程網絡上。重點是實訓無線傳感網(Zigbee網絡)的組網與使用,讓學生了解與掌握無線傳感網的基本組成、相關設備與工作原理,通過如節點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網的使用。另外,結合計算機網絡技術實訓來強化學生對局域網、寬帶廣域網的應用以及網絡設備配置與管理。
3.3信息處理技能實訓
在物聯網三層體系結構中,最后一層是信息管理與應用(簡稱應用層)。應用層主要是完成經網絡傳輸層上傳到云端數據的接收、過濾與存儲,然后結合行業應用進行控制與管理。主要涉及專業課程有數據庫應用基礎、高級語言程序設計、移動應用開發等一些相關軟件應用方面。基于物聯網技術的應用系統離不開數據庫管理和前后臺應用軟件的開發,針對高職學生的特點,適當強化數據庫(如MSSQL)應用知識的掌握和實際應用,對數據庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯技術的迅速發展,移動終端在物聯網系統應用中已十分普及,目前移動開發平臺主要基于IOS和Android兩大系統,基于Android移動應用開發已占據主流,為此結合移動應用開發課程建設移動應用開發實訓室,在學習了Java語言后,通過“教學做”來培養學生開發小型App的能力。
4系統性實訓
物聯網技術的顯著特點是集多專業之大成,涉及專業知識面廣,容易給學生產生知識混雜和難學的印象,那么如何補救這一情況是專業教學研究的一大課題,為此,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑的理念,特別強化與設置了物聯網系統綜合實訓環節。
4.1智能農業應用實訓
物聯網技術在智能農業中的應用如火如荼,“民以食為天,食以安為先”,食品安全至關重要,農產品的質量管理特別是食品溯源系統已日益成熟。將農產品種(養)植、運輸、加工和流通的信息相關聯,形成完整的信息追溯鏈來確保農產品的安全性。整個系統涉及溯源標識技術、監裝技術、物流監控技術和數據采集與查詢技術。溯源系統以RFID、條碼技術的應用為基礎,是一典型的物聯網綜合應用系統。這一實訓系統基本涵蓋了物聯網應用技術專業所學的大部分專業知識,通過溯源系統的實訓體驗把原本分散的技術串聯起來,強化了學生對物聯網專業知識的理解和興趣,特別是強化了學生對RFID技術應用的認識。實訓的主要內容有網絡環境的搭建、服務器安裝與調試、電子標簽制作與識讀、數據庫管理與應用、PDA安裝與調試和APP應用開發等。
4.2環境監測實訓
基于無線傳感網的環境監測實訓是以傳感器與無線傳感網組建與應用開發為重點的專業實訓,通過此實訓讓學生達到對無線傳感網的系統設計,設備選型,傳感網組網及Zigbee協議的應用開發有一定程度深化,實訓重點要讓學生樹立起系統性的理念。下圖是物聯網環境監測實訓室功能總體框圖。
環境監測實訓系統
實訓系統包含三種數傳模式(WiFi、Zigbee、有線)環境監測傳感器,形成一套覆蓋三個層次的物聯網教學平臺。同時,其他內置WiFi模塊的各種手持設備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯網實驗設備的一部分;師生教學、科研實踐開發的其他感知模塊,通過與標準的WiFi設備服務器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。這些設備的靈活配置為學生提供了從數據采集、網絡傳輸到信息處理較完整的物聯網系統應用模型。包含的實訓:網絡組網與無線信號測試、Zigbee協議棧應用、Zigbee網絡拓撲、開發環境的搭建;IEEE 802.11協議介紹、接口程序代碼開發、串口WiFi設備服務器設計、傳感器數據采集與查詢顯示等,重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯動起來,讓學生充分體會到一個真實的無線傳感網系統的體驗,更加貼近了以后的工作崗位,增強學生就業信心。
5結論
物聯網應用技術實訓教學是培養高職學生技術技能型人才的核心所在。實訓教學必須以良好理念為先導,緊密結合人才培養目標,構建起符合學生就業崗位需要的實訓教學體系。本文以農業與環境應用為背景,從分析人才培養目出發,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,以知識與技能漸進式提高構建實訓教學環境,通過近兩年的探索與實踐,取得了較好的效果。
參考文獻:
[1]王風茂.高職院校物聯網應用技術專業實訓體系的構建與實施[J].青島職業技術學院學報,2012,25(6):49-52.
[2]鄒洪芬.高職院?!皩I對接園區,科研反哺教學”的物聯網專業建設探索[J].職業技術教育,2014,35(26):12-14.
[3]張新.高職物聯網應用技術專業建設探索與思考[J].物聯網技術,2014(5):80-82.
[4]劉雪梅.民辦高職院校實訓體系的建構和機制研究[J].職教論壇,2012(11):18-20.
關鍵詞:物聯網 智慧物流 應用
中圖分類號:TP315 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)05-0000-00
信息技術的發展衍生出多種形態的產物,物聯網技術就是信息技術發展到一定階段的產物。物聯網技術利用信息技術建立起來,屬于計算機與互聯網的產品,同時也是現代各種信息技術發展與應用的結果。物聯網技術的發展改變生活,物聯網技術發展的模式已經進入到社會各個層面,進而可以實現物流自動化運作與高效管理。針對當前現代物流中存在的各種弊端,物聯網技術能夠有效避免其中各種不足,同時為物流業的發展提供新的方向。物聯網技術相較于其他領域所應用的技術具有一定的特殊性的同時還具有其根本性的發展特點。正是基于物聯網技術的發展,使得該技術在智慧物流中獲得廣泛的應用,同時促進智慧物流產業的快速發展。
1物聯網與智慧物流的概述
在技術與互聯網快速發展的過程中,物聯網借助計算機網絡的發展,應用射頻識別技術、全球定位系統、激光掃描器與紅外感應器等信息設備與技術,將已經約定的協議作為根據,在物品與互聯網之間建立起信息交換的橋梁。這樣就構建成定位、跟蹤、調控、監控與識別的網絡系統[1]。通過簡單的概述就可以了解到,物聯網在整個程序流通與系統構建過程,無需人為操作與干預,就能夠自動識別對象,獲取對象的屬性信息,以達到目標對對象信息互聯與共享。從物聯運行的全過程就可以了解到,物聯網運行通常包括這幾個步驟:首先,標識。在物聯網運行的過程中,采用傳感設備就可以對編制物體對象的ID與屬性,將靜態的屬性進行標準并存儲在標簽內,隨后就可以應用相應的設備進行探測與識別。其次,識別。在物聯網運行的過程中采用設備識別技術就能夠將對象的屬性信息識別出,并且還將獲取的識別信息轉換成為可以傳輸的格式進行傳輸。最后,通信。在經過信息標識與識別后就可以讀取對象信息的屬性信息,同時還將其利用網絡系統傳遞到信息處理中心,這樣物聯網也就完成了通信與數據的處理。
而智慧物流則是基于物聯網技術與信息技術共同構建起來的一種物流網絡體系,該網絡體系在運用的過程中會顯示出其所具有的集信息化、系統化與智能化的特點。在實際操作運行的過程中,智慧物流采用高新技術與現代管理手段,以期能夠達到物流配送體系的低成本與高效率的智能化運轉。從智慧物流運轉的實際情況,我們可以了解到該種物流技術具有感知、優化決策與智能反饋的功能。首先,感知功能。這項功能的體現在射頻識別、衛星定位于紅外線等高新技術方面,進而可以動態獲取存儲包裝、倉儲、物流配送與車輛每一環節的數據信息,也就是說在物品配送的整個環節中,可以對物流對象進行跟蹤、定位等。感知功能的運用從初步階段實現了感知智慧。其次,決策功能。在物流配送與管理的過程中應用信息處理技術與數據挖掘,就可以分析和數據挖掘商品信息、物流數據與客戶需求等相關信息的處理,計算和決策從倉儲位置與配送的路徑,這樣也就實現物流存儲于配送的決策智能化。最后,反饋功能。在物品物流配送的過程中,送貨方與收貨方都需要在物流配送的整個過程及時了解物品的準確位置與狀態,以便及時獲取物流數據。在此過程中可以應用感知網、物流管理系統與紅外線客戶與管理提供實時的物流運行狀態的信息,進而可以獲取物品在整個物流過程中每一環節的信息[2]。
2物聯網技術在智慧物流中的應用
根據物聯網所具有的特點以及在實際中的運用就可以了解到,物聯網技術并不是單項的技術,而是在應用的過程中組成網絡系統的技術。在物聯網技術體系劃分的過程中,通常會將物聯網技術劃分為關鍵性技術、支撐性技術與共性技術,物聯網技術就是這幾種技術的相互融合。該系統在智慧物流中的綜合應用就是該項技術應用價值的體現。實現智慧物流需要應用不同層面的物流網技術來支撐。物聯網技術在智慧物流中的應用體現在以下幾方面。
2.1感知互動層
物聯技術在智慧物流中的應用體現在多層次,而不同的層次又包含不同的技術。在感知互動層包含這么幾項技術。首先,射頻識別技術(RFID)。從專業的角度來說,射頻技術就是一種采用無線射頻技術,非接觸雙向通信的自動識別技術。利用該項技術就能夠對輸送的物品進行電子標簽,編輯物品,同時應用射頻信號可以自動識別物品并獲得相應的信息,使整個物聯網技術最為關鍵的技術之一[3]。相較于其他應用領域,可以說RFID應用最廣泛的領域就是物流業,利用RFID技術,對物流車輛、貨物、集裝箱進行動態監控,這樣就可以實現車站汽車與港口貨輪的智能調度,通過電子射頻技術就可以實現智能倉儲的管理、產品防偽的辨識,以及物流配送的可視化。從某種層面上可以說,射頻技術的應用,促使智慧物流在原有發展的基礎上上升到了一個更高水平的管理層面。其次,無線傳感器網絡(WSN)。相較于人與人、物與物以及人與物之間的聯系,無線傳感器在其中起著非常重要的作用。無線傳感器在應用的過程中通過無線通信的方式促使其形成一個組織網絡系統。在無線傳感器內,多種技術相互結合,就能夠實現自動、實時、遠程的獲取物流流通中的重要數據,檢測數據的可靠性,掌握物流產品在整個運輸狀態的過程中,并在獲取數據的時候及時回應所獲得的信息,隨后就可以實現自動決策與智能調控等,這種技術的應用很顯然可以實現物流作業,提高智能化管理水平。當然,無線傳感網絡在物流車輛運輸、物品配送與倉庫環境等物流活動的檢測方面具有非常重要的作用。最后,全球定位系統(GPS)。在物流環節中應用GPS定位衛星可以實時行為、導航。在物流配送的過程中,應用GPS系統就可以對提供物流配送與動態調控,并且在整個物品輸送的過程中跟蹤、定位,可以將路線優先、緊急救援與車輛優先等多項功能應用到貨物的供應狀態中。在實時物品調配的過程中,應用GPS定位功能可以監控車輛與貨物的狀態。與此同時,結合導航電子地圖數據與實時的交通運輸狀況,GPS的導航功能可以對配送車輛進行規劃,提供配送的路徑與車輛的路線,這樣就可以提高車輛配送的效率。
2.2網絡傳輸層
相較于感知互動層,網絡傳輸層同樣包含了多種應用技術。第一,云計算[4]。在互聯網服務項目不斷增加、使用與交付信息處理的基礎上,云計算能夠利用互聯網類提供動態交易擴展,在此過程中不可否認的一點就是,云計算屬于虛擬的資源。在綜合運用互聯網、移動通信、人工智能與云計算等技術就可以對物流信息高效、智能化的分析和處理,進而從中獲取有效的信息,實現海量數據的傳輸,這樣就可以為智慧物流提供有力的支持。云計算的應用從某種層面上來說,就是要為智慧物流提供決策數據,促使智慧物流在運轉的過程中不會偏離方向。第二,M2M技術(Machine to Machine)[5]。該種技術就是通過機器內部嵌入無線通信的模式,并且將無線通信為主要的接收方式,這樣就可以實現機器與物品之間的智能化、交互式的通信,同時為客戶提供具有綜合信息的方案。在智慧物流中,應用M2M技術對物流整個過程中的搬運設備、搬運物料、搬運環境與搬運工進行監控、控制與追蹤,這對物流中各項資源的合理調配,提高搬運效率具有非常重要的作用,同時還可以在智慧物流中體現綠色搬運[6]。第三,數字集群通信技術。在物聯網技術中,有一種系統綜合傳輸數據、圖片信息,同時以無線數據傳輸、交換與控制為主,該種系統就是集群移動通信技術。該種技術應用范圍最為廣泛的區域就是港區、物流園區域堆場,而這些區域相對而言作業較為集中,環境較為復雜[7]?,F代數字集群通信技術頻率利用率非常高,信號抗信道衰減能力非常強,同時還具有良好的保密性,可以同時為多項業務服務,靈活控制網絡管理。由此可見,該項技術的應用范圍相對而言較為廣泛。
2.3應用服務層
物聯網技術在智慧物流中的應用,其最重要的一個層面就是應用服務層。應用服務層直接關系物流產業最終的服務質量。首先,嵌入式智能技術[6]。該項技術與其他的技術類似,都是將計算機技術為基礎,同時以應用作為核心內容。但是在實際應用的過程中,對應用系統所具有功能、體積、功耗、成本與可靠性等方面都具有非常嚴格的要求。如果系統不能達到這些要求,就會影響該項技術的應用效果。在實際應用的過程中,該項技術能夠增強系統的語言與圖像處理能力,并且還能夠最大限度的使用軟、硬件設施,可以有效防止資源的浪費。在該項技術應用的過程中過,將計算、數據挖掘與數據存儲等多項技術運用到各個行業中,可以實現跨行業、跨系統與跨應用之間信息系統共享和互通。嵌入式智能技術的應用將有效促進各項技術的綜合應用,進而促使各項技術應用效果達到良好狀態。其次,公共物流信息平臺。公共物流信息平臺在智慧物流中具有非常重要的意義,該項技術對智慧物流后續發展起著決定性的作用。公共物流信息平臺可以通過對公共信息的收集、處理與分析,進而可以為物流企業信息系統完成各項活動提供支持功能。其中就包含了數據服務、物流應用服務、公共信息服務等[9-10]。在公共物流信息平臺中可以促使物資與信息資源的整合與共享,有利于物流系統的優化。這對物流技術水平與物流服務水平的提高具有非常重要的意義,有效推動整個行業的信息化。公共物流信息平臺應用其中最為明顯的特點就是信息的共享。在智慧物流中,如果能夠達到信息共享,這對物流信息的掌握具有非常重要的意義,并且還可以保證物流信息的準確性。
3智慧物流的發展
在現代物流產業不斷發展的過程中,可以說智慧物流是現代物流產業發展到一定階段的高級別代表,在其發揮作用的時候,智慧物流表現出明顯的參與主體性、跨行業性與設計領域廣等特點[11]。現如今在經濟市場快速發展與社會形態不斷發生變化的過程中,智慧物流在政府引導與企業參與的情況下,需要更多的物流基礎設施、技術、管理與技術。從智慧物流發展的實際狀況就可以了解到,物聯網技術的應用,有力的推動了智慧物流的發展。智慧物流的發展,促使數據交換、智能分析與優化方面的建設都具有一定的效果,與此同時智慧物流發展規模不斷擴大,為人們的生活帶來便利。現代物流產業的發展是智慧物流的發展的基礎,在此過程中,物流產業應當充分認識到物聯網技術對智慧物流發展的重要作用,并且還要清醒的認識,充分認識智慧物流的發展對人們生活發展的重要性。
4結語
總而言之,在信息技術與網絡技術快速發展的過程中,物聯網技術獲得長遠的發展與廣泛的應用。智慧物流產業作為現代物流業發展的產物,將物聯網技術應用于其中,將有力的推動整個智慧物流的發展。
參考文獻
[1]舒文瓊.物聯網即將步入3G時代芯訊通細分策略助發展[J].通信世界,2012,10(05):56-57.
[2]王鵬.物聯網技術及行業應用――運籌帷幄的智慧物流[J].中國數字電視,2012,4(10):56.
[3]吳純勇.物聯網及芯片行業亟需標準與規范[J].中國科技財富,2013,11(36):594-595.
[4]程珊珊,朱景鋒.物聯網情景感知技術在智能倉儲領域的應用展望[J].物聯網技術,2011,13(24):88.
[5]于麗娜.淺談物聯網技術在我國物流領域中的應用[J].物流技術(裝備版),2011,8(12):73.
[6]黃國興.基于GPS和GIS技術的智慧物流系統的構建[J].中國西部科技,2011,10(12):23-24.
[7]舒文瓊.物聯網即將步入3G時代 芯訊通細分策略助發展[J].通信世界,2015,3(15):56.
[8]王光輝.物聯網戰略的國際觀察與思考[J].科技創新與生產力,2014,10(04):50.
[9]姚萬華.關于物聯網的概念及基本內涵[J].中國信息界,2013,7(08):80.
物聯網 RFID 高校圖書館
物聯網是近年來全世界科研應用的一個熱門領域,被業界稱作繼計算機、互聯網之后信息產業迎來的第三次革命。2010年9月在《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中,明確將物聯網作為我國新一代信息戰略性產業。在信息產業高速發展的形勢下,高等院校作為國家培養技術人才的主力,有必要了解、研究物聯網,并應用物聯網技術改進辦學條件。
一、物聯網概述
物聯網,顧名思義是物與物之間連接的網絡。從國外廣泛使用的英文名稱Internet Of Things來看,物聯網是互聯網(Internet)的拓展和延伸。簡單來說,互聯網是計算機設備之間相互連接和進行信息交流的網絡,而物聯網則是通過把其他事物連接到互聯網,從而實現物與物之間的相互連接和信息交流。
目前國際上對于物聯網還沒有一個公認的標準定義,因為物聯網的理論體系尚未完全建立,不同領域的研究者還未達成共識。早期在研究射頻識別(RFID)技術時,專家們曾將物聯網定義為“通過RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡”。
而到2005年國際電信聯盟(ITU)的報告中,物聯網的概念已經變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于RFID技術的物聯網。根據近幾年物聯網的發展現狀,我們可以這樣理解:物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡,它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。
二、物聯網技術簡介
根據國際電聯報告,物聯網的四個關鍵性應用技術是射頻識別(RFID)技術、傳感器技術、智能技術和納米技術。其中RFID技術已經比較成熟,也是當前物聯網應用的主要方面,本文主要就RFID技術在圖書館的應用進行探討。
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別,在應用中常稱為非接觸卡、感應卡、電子標簽等。系統主要由讀取器(Reader)與感應標簽(Transponder)兩部份組成,其動作原理是讀取器將特定頻率的無線電波發射至感應標簽,用以驅動感應標簽的內部電路,將標簽內存儲的信息以無線電波形式送出,讀取器便可接收此感應標簽的信息。
感應標簽的特點是:免電源、免接觸、不怕臟污、壽命長,標簽內的密碼為世界唯一且無法復制,故安全性高。RFID系統的工作過程是非接觸式的自動識別,識別工作無須人工干預,工作效率非常高,而且具有傳統條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽內數據存儲量大、存儲信息可以加密可以更改等優點。
高校圖書館藏書量大多在百萬冊以上,每本書都需要一個感應標簽,其成本是必須考慮的,而且圖書館對圖書(感應標簽)的處理操作比較單純,圖書放置的位置也相對固定,低頻標簽的性能可以滿足圖書館的需求。
三、RFID技術在高校圖書館中的應用
進入21世紀以后,高校圖書館的圖書管理已經從純手工模式,改進為采用條形碼識別、計算機數據庫儲存信息、計算機終端聯網操作的數字化管理模式,工作效率和服務能力有了很大提升。但在圖書館工作還有些問題是條形碼技術難以解決的,如圖書的快速查找、自助借還、圖書快速上架、亂架圖書的整理、書庫資產的盤點等。使用RFID技術可以解決以上問題,進一步提高圖書館的管理和服務水平。
1.圖書管理方面
(1)使用RFID技術能夠精確地追蹤每一本圖書的信息,包括館藏地點、分類、上架位置等,可以實現圖書的自動分類、分揀,提高上架速度。工作人員使用便攜掃描儀(Reader),可以隨時隨地巡架、整架,輕而易舉地查找并糾正錯架、亂架圖書。這些都有效地減輕了工作人員的勞動強度,大幅提高工作效率,在書庫工作人員數量不變的情況下,可以容納管理更多的圖書,而出錯率則會大幅降低,錯架率將不再是圖書館工作評估的重要指標。
(2)使用RFID技術能夠進行書庫圖書的快速盤點。在傳統的紙質標簽管理模式下,圖書的盤點工作量大,耗時、耗力,而準確率還往往不能讓人滿意。使用RFID技術,只需用便攜掃描儀在書架上掃描一遍,立刻就能完成書架上圖書的清點工作,而且準確率遠高于人工盤點。
2.用戶服務方面
(1)用戶可使用RFID技術快速的查找圖書,對文獻進行精確定位。通過使用便攜式掃描儀掃描書架和圖書上的感應標簽,用戶可以快速確定擬借圖書所在的位置(如排號,書架號),進而準確地找到所需圖書。
(2)使用RFID技術可實現用戶自助借書。用戶選中所需圖書后,只要將借書證和擬借圖書放在借閱系統的感應區上,讀取設備(Reader)即可掃描用戶的借書證和擬借圖書,自動完成借書操作,借閱速度比人工掃描有大幅度提升。
(3)使用RFID技術可實現用戶自助還書。用戶只須將擬還圖書放入還書系統中的書箱中,讀取設備即可對圖書進行掃描,自動完成還書操作。操作完成后,系統還可以打印還書憑條,自動擷取館藏信息并通知中心系統更新圖書信息及讀者信息。
3.安全管理方面
目前,部分高校圖書館已經將消防系統、安保系統、環境監測、公共衛生檢測等整合到圖書館物聯網中,這樣管理人員能夠隨時通過物聯網系統對全館進行安全檢查,及時發現館舍存在的安全隱患,并采取相應措施,保證館舍的消防和安防始終處于安全狀態。工作人員還能通過環境監測系統及時發現并處理衛生環境問題,保持館舍的衛生潔凈,給用戶提供舒適的學習場所。
4.人員管理方面
使用RFID技術的門禁管理系統,可以大幅提高人員管理效率,提升圖書館的安全管理水平。門禁管理系統可以對圖書館館員和讀者出入控制、數據收集、數據加工處理、數據統計和數據查詢等實現自動化管理,準確的統計館員和讀者每天進出館的次數、進出館的具體時間及其流動情況,實現真正的考勤自動化管理。
四、結束語
物聯網技術在圖書館的應用,是高校圖書館管理模式的又一次改進,將會使圖書館的管理更加科學化,使圖書館的服務更加人性化、主動化,為讀者創造更方便、更舒適的讀書學習環境。隨著物聯網技術的不斷創新與發展,其在高校圖書館現代化、智能化建設中的作用也將更加顯著。
參考文獻:
[1] 劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2010,4.
[2]李虹.物聯網與云計算助力戰略性新興產業的推進[M].北京:人民郵電出版社,2011,10.
關鍵詞:物聯網;泛在網;關鍵技術;多域融合共享
中圖分類號:TP212.9
1 物聯網的概念
物聯網字面上的意思是把事物通過網絡聯起來,而目前較為準確的定義是:采用紅外感應器、射頻識別器和全球定位系統等信息的傳感設備,采用規定好的協議,將事物和網絡連接起來,用來交換和通信信息,從而達到識別、跟蹤、定位、管理與監控的目的網絡形式。同時物聯網還有另外一個含義:能做到物與物、人與物、人與人的互聯,把人與人間的連接利用的傳感技術延伸到物的范疇。物聯網的關鍵是完成所有事物的互聯,來滿足所有事物間能進行主動信息的通信和交換。
本文認為物聯網并不是普通意義上的網絡,而是泛在網的運用形式。泛在網是一種無處不在的網絡,指的是通過目前的網絡技術來實現人與人、人與物以及物與物間所需要的信息傳遞、獲取、認知、使用和決策等服務的網絡體系結構。泛在網具有內容與環境的感知能力等等各種智能性,能提供無所不有、泛在的信息服務;泛在網比物聯網意義更深遠。
2 分析與研究物聯網的關鍵技術
2.1 物聯網體系結構
物聯網由網絡層、感知延伸層、業務和應用層組成。
2.1.1 網絡層。物聯網的網絡層主要是用來傳遞信息的,由接入網與核心網組成。由于物聯網中需要接入多種網絡功能的設備,因此要求物聯網必須能支持異構接入。還得考慮到物體可能會被移動,所以物聯網本身的網絡層還應具備可移動性,同時能進行無縫透明的設備接入。
2.1.2 感知延伸層。物聯網要能進行物和物、人合人的通信,必須具備感知延伸層。感知延伸層的功能是進行物體本身信息的捕獲、采集和識別。感知延伸層所運用到的核心技術有GPS、RFID、傳感器、傳感器網絡、自組織網絡和短距離無線通信等。感知延伸層必須具有成本低、功耗低和小型化的功能,還要具有更全面、更高的感知能力。
2.1.3 業務和應用層。業務和應用層采用存儲信息、挖掘數據、決策應用等功能。業務和應用層采用了分布式計算、海量信息智能處理、信息發現等技術。
2.2 物聯網的關鍵技術
2.2.1 異構融合網絡平臺。要想實現任意終端節點都能泛在相連,就必須采用異構網絡融入平臺來實現資源共享。網絡融合的主要方式是在基礎網絡平臺上,能實現不同異構網絡共性的融合和個性的協同。共性的融合是指將不同的異構網絡融合到公共通信平臺的各種骨干傳輸網絡和移動通信網中,結成一張大網。而個性協同是整合各個系統之間的獨特個性。而融合各類通信網絡的目的是為了更好地實現異構通信網絡間的協同。
2.2.2 感知節點及終端。利用感知節點后,不僅能夠收集事物本身的信息,而且能存儲、融合以及處理與事物有關的各種信息,讓物聯網能了解更多有關事物的信息以及它們間的連接性。在感知節點上也采用了相關的技術,例如:感知節點的低成本制造與設計、感知節點組合化技術、支持感知內容多媒體化的技術等等。
2.2.3 泛在傳感網。泛在傳感網技術一般被物聯網末梢所采用,它利用分布式的無線自組織網絡,來獲取事物周圍環境的變化信息,只適用于傳遞局部范圍或小型范圍內的物與物間的信息。目前在研究泛在傳感網已經取得了一定的突破,不僅架設了一些具有特殊意義的傳感器的節點平臺,同時還制定了很多傳感器網的通信協議,開展研究中間件技術,協同掌控等應用技術上也獲得了一定的成績。
2.2.4 業務支撐及智能處理。業務支撐最先要做的就是探索物聯網的業務需求和應用場景。在研究業務場景與業務需求前,首先要對業務的特點和性能進行分析,界定業務的通用功能,然后把物聯網的網絡資源抽象化處理,最后設計能支持各類業務的結構、開發業務分發平臺以及第三方開放業務的可擴展接口,從而制定與底層異構網絡沒有關系的業務分發機制。
2.2.5 綜合服務平臺。架構物聯網的綜合服務平臺最核心就是云計算技術。所謂“云”就是用來供應資源的平臺,而云計算則是一種商業的計算模型。云計算的中心思想是,結合所有的力量,供每位成員利用。
2.2.6 安全技術。物聯網擁有很多個終端設備,所以物聯網在具備解決傳統網絡安全問題的功能之外,還得具備有解決自身獨特的安全問題的功能。物聯網這樣的多樣性應用平臺必須要有個非常強大的安全管理平臺。因此需要給物聯網開發系統性的安全保護機制。
3 多域融合共享理念和泛在綜合服務思想
3.1 多域融合共享理念
多域融合共享的主要目的是融合多個領域間的資源,共享它們間的服務,它理念的實質是協同融合未來所有的網絡形式,無限的承載各類信息業務,從而實現更多業務的融合。多域融合將會成為現代化信息技術融合領域的發展方向。同時多域融合不僅能減少了低水平的重復性建設,而且是一個具有維護起來容易、適應性強、費用低的多媒體平臺。
3.2 泛在綜合服務思想
泛在綜合服務思想的基本意思是將世間所有的事物通過網絡連接到一起,讓它們都能上網。但是實質是通過網絡信息化的方式來表示各種事物,實現事物能通過各種傳感技術來進行智能的“交談”,以及自動識別、互聯、共享信息的功能。多域融合和服務融合的真正含義是實現在一個網絡平臺上提供各種業務。貫徹實行多域融合之后,能建立一個一致的網絡平臺,讓所有的業務都能在這一個平臺上得以實現,雖然它有各種不同的接入方式,但是卻能形成統一、融合的網絡。網絡融合后,大大方便了用戶的使用。
4 智能化綜合服務技術體系
在多域融合共享與泛在智能服務的技術思想的基礎上,對智能化綜合服務平臺體系機構進行了研究,制定出相關的實驗理論模型。在模型中,把物聯網的綜合服務平臺按照技術體系劃為7層:第1層表示事物,第2層表示事物的連接和感知的信息,第3層表示融合的網絡和共享的資源,第4層表示融合的數據和智能化處理,第5層表示融合的業務和各種智慧服務,第6層表示綜合平臺統一的門戶與身份認證,第7層表示用戶。
有了實驗理論模型作為后盾,再分析物聯網未來的市場應用、商業模式、服務需求和產業結構,我們還應建立商務應用模型來體現物聯網泛在綜合服務。而這個模型的核心任務是搭建共享的融合平臺,來共同經營用戶所需的各種業務,提供智能化的服務,這里我們把它叫做“智能服務商店”,簡稱“3S商店”。在3S商店中,需要架構4個虛擬融合平臺,一個作為資源融合平臺,一個作為業務融合平臺,一個作為信息融合平臺,另外一個作為終端融合平臺。模型里任何終端用戶都能使用相同的身份認證進入服務商店,去使用商店里所有的信息資源,享受商店里所有提供的服務。在商務應用模型里,服務提供者能隨意的提供計算資源和信息,服務的管理者也能任意的運營和組織服務,而服務的使用者則可以準確、安全、快速地獲得他們所需要的智能化服務。
5 結語
物聯網不但是一場技術革命,而且關系著新興領域里各行各業的發展,需要得到很多力量的支持。物聯網想要推動新興行業的經濟發展,就得有政府的政策作為支持,而且政府派專門的機構和人員來進行協調和研究,才能發揮物聯網在新興行業發展上的真正意義。
參考文獻:
[1]王洪敏.中國物聯網應用及發展策略研究[J].渤海大學學報(哲學社會科學版).2012(04)
[2]杜天旭,謝林柏,徐穎秦.物聯網的關鍵技術及需解決的主要問題[J].微計算機信息.2011(05)
[3]沈蘇彬,范曲立,宗平,毛燕琴,黃維.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報(自然科學版).2009(06)
[4]韋樂平.物聯網的特征、發展策略和挑戰[J].電信科學.2011(05)
【關鍵詞】物聯網;技術框架;RFID;應用
一、物聯網的定義
1999年由麻省理學院自動標識中心提出物聯網的概念,英文名:Internet of Things,也稱為Web of Things。指的是將無處不在的末端設備和設施,包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等、和“外在使能”的,如貼上RFID的各種資產、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”,通過各種無線或有線的長距離通訊網絡實現互聯互通、應用大集成、以及基于云計算的SaaS營運等模式,在內網、專網、和互聯網環境下,采用適當的信息安全保障機制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面等管理和服務功能,實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環?!钡摹肮堋⒖?、營”一體化TaaS服務。
二、物聯網的技術框架
物聯網是傳統IP網絡的延伸和擴展,將網絡用戶端延伸和擴展到物與物之間,是一種新型的信息傳輸和交換形式,從技術架構上來看,物聯網可分為以下三層:
1.感知層:由各種傳感器以及傳感器網關構成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。
感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢,它是物聯網獲識別物體,采集信息的來源,其主要功能是識別物體,采集信息。
2.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。
3.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。
三、物聯網的關鍵技術
1.射頻識別(RFID)
它是20世紀90年代開始興起的一種無接觸自動識別技術,又稱“電子標簽”,是物聯網核心技術之一,執行物聯網的“眼”和“嘴”功能,它的存在才使物品“開口說話”成為可能。
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。RFID技術與互聯網、通信等技術相結合,可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享。
2.無線傳感網絡技術
無線傳感網(WSN)是集分布式信息采集、傳輸和處理技術于一體的網絡信息系統,以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網方式、鋪設方式以及適合移動目標等特點受到廣泛重視。物聯網正是通過遍布在各個角落和物體上的形形的傳感器以及由它們組成的無線傳感網絡,來感知整個物質世界的。
四、物聯網的主要應用
信息時代,物聯網無處不在。物聯網與其說是網絡,不如說是應用。物聯網應用涉及國民經濟和人類社會生活的方方面面。由于物聯網具有實時性和交互性的特點,因此,物聯網的應用領域主要有如下。
1.物聯網在智能交通中的應用
在交通控制方面,可以通過檢測設備,在道路擁堵或特殊情況時,系統自動調配紅綠燈,并可以向車主預告擁堵路段、推薦行駛最佳路線。還可以自動檢測并報告公路、橋梁的“健康狀況”,還可以避免過載的車輛經過橋梁,也能夠根據光線強度對路燈進行自動開關控制。
在公交方面,物聯網技術構建的智能公交系統通過綜合運用網絡通信、GIS地理信息、GPs定位及電子控制等手段,集智能運營調度、電子站牌、IC卡收費、ERP(快速公交系統)管理等于一體。通過該系統可以詳細掌握每輛公交車每天的運行狀況。另外,在公交候車站臺上通過定位系統可以準確顯示下一趟公交車需要等候的時間;還可以通過公交查詢系統,查詢最佳的公交換乘方案。
停車難的問題在現代城市中已經引發社會各界的熱烈關注。通過應用物聯網技術可以幫助人們更好地找到車位。智能化的停車場通過采用超聲波傳感器、攝像感應、地感性傳感器、太陽能供電等技術,第一時間感應到車輛停入,然后立即反饋到公共停車智能管理平臺,顯示當前的停車位數量。同時將周邊地段的停車場信息整合在一起,作為市民的停車向導,這樣能夠大大縮短找車位的時間。
2.物聯網在能源管理與公共事業中的應用
預計到2020年,中國將成為世界上最大的能源消費國。由于電網系統效率低下,發電和輸電過程中浪費非常嚴重?,F在,我們可以利用高科技對事物有更透徹的感知和度量,不管是安裝在室內的計量器還是發電廠里的渦輪。所有這些感知和度量支持我們更好的收集信息和數據,透過先進的分析工具產生智能洞察,再以此實時地做出更好的決策。儀表管理技術的進步使個人和企業可以選擇使用能源的方式和時間,這就為使用風能和太陽能等利于環保的能源奠定了基礎。對于電力提供商而言,智慧的電力意味著更高的電力的可靠性和電力質量,更短的停電恢復時間,進而實現更高生產率和對電力潛在障礙的防護,從而更精確地預測需替換的資產設備及支出。智能電表與停電智能管理已經應用。
3.物聯網在智能家庭中的應用
如果簡單地將家庭里的消費電子產品連接起來,那么只是—個多功能遙控器控制所有終端,僅僅實現了電視與電腦、手機的連接,這不是發展數字家庭產業的初衷。只有在連接家庭設備的同時,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。有了物聯網,就可以在辦公室指揮家庭電器的操作運行,在下班回家的途中,家里的飯菜已經煮熟,洗澡的熱水已經燒好,個性化電視節目將會準點播放;家庭設施能夠自動報修;冰箱里的食物能夠自動補貨。
4.物聯網在智能物流中的應用
通過在物流商品中植入傳感芯片(節點),供應鏈上的購買、生產制造、包裝/裝卸、堆棧、運輸、配送/分銷、出售、服務每—個環節都能無誤地被感知和掌握。這些感知信息與后臺的GIS/GPS數據庫無縫結合,成為強大的智慧的供應鏈。
智慧的供應鏈將促使物理網絡和數字網絡融合,將先進的傳感器、軟件及相關知識整合到系統中。智慧的供應鏈的價值在于我們可以從各種數據中抽取有價值的信息。包括基于地理空間或位置的信息、關于產品屬性的信息、產品流程、條件、供應鏈關鍵業績指標等,以及數據流的速度。智慧的供應鏈可以滿足21世紀的需求,它可以提高效率(如動態供求均衡、預測事件檢測和解決、旨在降低庫存的庫存水平和產品位置高度可視性)、降低風險(例如降低污染和召回事件的發生頻率及其影響、減少產品責任保金、減少偽劣消費產品),也能減少供應鏈的環境保護壓力(如降低能源和資源消耗、減少污染物排放)。
5.物聯網在其他方面的應用
(1)定位導航
物聯網與衛星定位技術、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術、GIS地理信息系統相結合,能夠在互聯網和移動通信網絡覆蓋范圍內使用GPs技術,使用和維護成本大大降低,并能實現端到端的多向互動。
(2)食品安全控制
食品安全是國計民生的重中之重。通過標簽識別和物聯網技術,可以隨時隨地對食品生產過程進行實時監控,對食品質量進行聯動跟蹤,對食品安全事故進行有效預防,極大地提高食品安全的管理水平。
(3)零售
RFID取代零售業的傳統條碼系統(Barcode),使物品識別的穿透性(主要指穿透金屬和液體)、遠距離以及商品的防盜和跟蹤有了極大改進。
(4)數字醫療
以RFID為代表的自動識別技術可以幫助醫院實現對病人不問斷地監控、會診和共享醫療記錄,以及對醫療器械的追蹤等。而物聯網將這種服務擴展至全世界范圍。
RFID技術與醫院信息系統(HIS)及藥品物流系統的融合,是醫療信息化的必然趨勢。
(5)防入侵系統
通過成千上萬個覆蓋地面、柵欄和低空探測的傳感節點,防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海機場和上海世界博覽會已成功采用了該技術。
五、結束語
隨著社會生活、生產中不斷催生的新的需求,物聯網技術還將通過自身的創新來滿足用戶的需求,提供越來越廣泛的應用。目前物聯網的發展正處起步階段,仍然面臨技術完備性不足、產品成熟度低、成本偏高等諸多制約因素。盡管物聯網道路曲折,但前途絕對光明。互聯網也是經歷過一場泡沫才走到今天,一旦相關技術和配套系統得以完善,物聯網市場也一定會爆炸式增長。因為,隨時、隨地、隨物的自由交流,始終是人類長期追求的最高目標。相信在不久的將來我們一定會看到一個充滿生機與活力的物聯網。
參考文獻:
[1]香港物聯傳媒集團.物聯網世界,2010.
[2]張鐸.物聯網大趨勢[M].清華大學出版社,2010.
[3]毛京麗,李文海.數據通信原理[M].北京:北京郵電大學出版社,2007,2.
[4]古麗萍.對于我國物聯網應用與發展的思考[J].通信世界周刊,2009(11).
關鍵詞 農業;物聯網技術;應用現狀;發展對策;江蘇姜堰
中圖分類號 F323.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0337-02
當前,物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第3次浪潮。隨著智能農業、精準農業的發展,智能感知芯片、移動嵌入式系統等物聯網技術在現代農業中的應用逐步拓寬,通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人力消耗和對農業生產環境的影響,為動、植物生活、生產提供相對可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環境條件,可以在一定程度上擺脫對自然環境的依賴進行有效生產,實現科學監測、科學種養,極大地促進了現代農業發展方式的轉變。
1 姜堰市農業物聯網技術應用現狀
1.1 農業物聯網技術應用具有良好的基礎
一是農業信息化基礎設施初具規模。目前,全市16個鄉鎮(區)所轄262個行政村全部實現光纖有線電視網、互聯網“村村通”,寬帶覆蓋率達到100%,計算機、電話、手機等信息工具逐步普及,計算機網絡、有線電視和有線廣播已成為主要的信息網絡。二是農業信息化服務體系不斷完善。全市已形成“市有信息中心、鎮有信息服務站、村有信息服務點”的3級信息服務體系和“電腦有網站、電視有影像、電臺有聲音、電話有應答”的“四電合一”農業信息網絡服務平臺,農業信息化已成為全市現代農業發展的助推器[1]。
1.2 農業物聯網技術試點應用取得初步成效
物聯網在高效設施栽培、畜禽養殖、大田作物精細栽培、農產品質量控制和可追溯體系的建立等方面都有極其廣泛的應用前景。近年來,姜堰市在積極推進全市農業現代化發展進程中,不斷創新農技推廣新方式,積極研制引進信息新技術,推廣信息化新成果,開展物聯網技術應用試點工作。一是農業物聯網技術在設施蔬菜生產中得到應用。2011年,市水鄉蔬菜種植專業合作社投資60多萬元,建立了泰州市首個設施蔬菜農業物聯網系統,實現了信息技術與現代農業發展相結合。該系統通過傳感設備實時采集溫室(大棚)內的空氣溫度、空氣濕度、光照等數據,由技術專家進行分析處理,可以實現遠程自動控制濕簾風機、側窗、遮陽設備等。二是專家系統在大田作物生產管理上得到應用。2004—2010年,姜堰市農業信息中心與北京中科院合作研制開發了“綠色稻米生產管理智能化專家系統”。該系統融合了人工智能技術、WEB技術、數據庫技術,實現了規則庫的規則全面與重點相結合、水稻生產中技術難點與普通管理技術相結合。該系統的研制與推廣實現了全市信息技術在大田作物生產上的新突破,取得了新成效,目前累計示范推廣面積達到6 666.67 hm2,實現增效10%左右。三是自動化節水灌溉技術在設施農業中得到應用。大倫綠色家園葡萄種植基地,采用現代化設施栽培方式種植優質葡萄,新建避雨保溫聯體雙層鋼架大棚14萬m2,安裝相應的滴灌配套設施500套,實現水、肥、藥全自動化控制。四是智能化視頻監控系統在養殖業上得到應用。江蘇萬維養豬場6幢1.3萬m2標準豬舍,視頻監控到每個豬舍、每頭豬,實現豬場生產管理智能化。興泰鎮之春鴿業合作社建立了養殖、加工全過程視頻監控系統,實現生產管理信息化、遠程化和自動化。溱湖龍蝦養殖基地、恒隆生豬養殖場等規模基地都已建立養殖環境視頻監控系統。養殖環境視頻監控系統的應用,不僅提高了全市規模養殖基地的管理水平,也為進一步推進物聯網技術應用奠定了基礎。五是農產品質量安全追溯系統框架已經建立。2011年,姜堰市率先建成農產品質量安全監測網。該監測網實現了全市各鎮農產品質量安全監測站、農貿批發市場、“三品”生產企業(基地)等單位農產品質量安全監測數據聯網和數據自動化統計匯總工作。監測網建成后,有效提升了全市農產品質量安全監測監管能力,提高了農產品質量安全水平和市場競爭力,同時也為全市農產品質量追溯系統的應用架設了框架[2]。
2 姜堰市農業物聯網技術應用存在的主要問題
目前,物聯網技術正在逐步被全社會認知、認可,農業物聯網技術在實現農業集約、高產、優質等方面發揮著積極作用。姜堰市物聯網技術在農業領域中應用剛剛起步,面臨著諸多困難和挑戰。一是廣大基層農戶、企業負責人以及基層農技人員對物聯網技術認識程度不夠,有的還停留在模糊概念上,對物聯網在現代農業發展中的作用認識不足。二是物聯網產業基礎薄弱,物聯網技術研究力量不足,財政性產業研發和技術應用資金投入不足。全市雖有極個別IT企業能夠實施物聯網技術項目,但是不具備自我研發能力。三是缺少起點高、輻射面廣、帶動作用大的物聯網技術公共服務平臺和高效的綜合管理平臺,信息資源共享不夠,物聯網成熟技術的先行先試推廣應用比較困難。四是基層專職從事信息化技術服務人員匱乏,尤其物聯網技術等新型信息技術適用人才更加缺乏。五是物聯網技術平臺后期技術、硬件維護成本較高,設備更新速度較快,后續資金投入較大[3]。
3 發展對策
3.1 加強組織領導
建設農業物聯網技術應用示范工程是一項全局性的系統工程,也是推進全市農業現代化建設的一項重點工程。信息產業、科技、農口等涉及部門,要建立工作責任體系,明確相應的責任科室和業務機構,加強領導,統籌規劃,分步分級實施,確保應用示范工程扎實推進。
3.2 落實資金保障
積極鼓勵、支持互聯網運行商參與實施物聯網技術應用示范工程,實行“以獎代補”等形式鼓勵農業企業、種養基地引進物聯網應用技術;同時積極爭取上級部門政策和資金的支持,依靠外力、外智、外資共同建設全市農業物聯網技術應用示范工程[4]。
3.3 開展典型示范
分行業選擇基礎條件優越、智能化程度較高的規模種養基地開展物聯網技術應用試點。
3.4 普及物聯網知識
加大農業物聯網技術宣傳力度,通過電視、網絡等媒體,采取多形式、多手段宣傳和普及農業物聯網知識,積極營造物聯網技術的濃厚氛圍。
3.5 強化隊伍建設
圍繞全市農業增效、農民增收的總體目標,培養一批基層農業信息員和物聯網技術隊伍,指導和協調全市農業物聯網技術應用工作。
4 參考文獻
[1] 李文清,郭宗良.物聯網的成長與發展綜述[J].網絡與信息,2010(2):27.
[2] 戴起偉,凡燕,曹靜,等.物聯網技術與江蘇智能農業產業發展[J].江蘇農業科學,2011(5):1-3.
關鍵詞:物聯網;關鍵技術;應用分析
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:2095-1302(2012)05-0082-02
0引言
1999年,美國麻省理工學院的Auto ID研究所提出了物聯網概念,至今已十多年了。目前,物聯網在許多行業都有應用,很多專家認為,物聯網將是信息產業的第三次浪潮。2010年,我國的許多兩會代表建議將物聯網升格為國家戰略級產業;在2011年兩會期間,浪潮集團董事長孫丕恕、鄧中翰院士和鄔賀銓院士等代表,都對物聯網提出了相關提案和建議?,F在很多地方政府都將物聯網作為產業發展重點。
1物聯網概述
物聯網(Internet of Things, IoT)泛指物物相聯之網,目前一般認可的定義是[1]:通過射頻識別標簽(RFID)、二維碼標簽、紅外感應器、全球定位系統(GPS)等各類傳感器/敏感器技術和設備,按約定的協議,將物品與網絡連接起來進行信息交換和通信,達到智能識別、定位、監控和管理的網絡。
從網絡范疇考慮,物聯網可以理解為“公網/專網+傳感網”。一般的公網就是互聯網;專網可以指公司內網/局域網;傳感網是物聯網的一種末梢網絡和感知延伸網[1],傳感網主要用來連接事物和感知信息。
中國通信標準化協會(CCSA)將物聯網分為三層:第一層為感知層,通過傳感器來進行事物連接和信息感知,感知層的核心技術有傳感器、RFID、GPS等;第二層是網絡層,是異構融合的泛在通信網絡,用來傳輸和處理信息,其包括接入網和核心網,接入網用于有線接入和無線接入(如WSN),核心網是基于IP的統一、擴展的網絡,它基于目前的電信網和互聯網;第三層是應用層,是業務支撐和運營管理層,如云計算、數據挖掘等。
2物聯網的核心技術
由物聯網的上述定義可知,物聯網能夠識別、定位、監控和管理,因此,支持物聯網的核心技術包括感知識別技術、信號處理技術和架構技術等[2]。
2.1感知識別技術
物聯網要能實現“物物相聯、人物互動”,首先應當采集數據。一般來說,為了降低成本,采集設備中的MCU控制器都是用嵌入式系統來實現的。同時,為了實現智能化,采集設備都應裝有操作系統?,F實生活中應用最多的采集設備是射頻識別標簽(RFID),該技術比較成熟。目前物聯網的數據采集技術有傳感器技術、嵌入式系統技術、采集設備和核心芯片等幾種。
2.2信號處理技術
當采集設備獲得各種原始數據后,智能信號處理便可對這些原始數據進行處理,以獲得目標數據。物聯網信號處理的核心和關鍵技術有云計算、多物理量檢測、信號提取、信號調理、信號變換和信號分析等。
云計算是基于互聯網的計算方式,實質是對現有計算資源的一次再分配。它的核心理念是將計算能力或計算服務作為一種商品,賣給需要它的公司,從而讓公司節約硬件采購成本。云計算將是未來信息服務的一種發展趨勢,它已經在全世界有了廣泛應用,因而有著很大的發展前景。
2.3技術架構
面向服務的架構(SOA)就是以信息化、模塊化為服務的架構,其核心是將服務和技術分離,以提高服務的重用性。SOA有三部分:服務提供、服務注冊和服務請求。物聯網中帶有RFID的各類嵌入式設備,既是SOA應用中天然的服務提供者,也是SOA體系中天然的服務請求者。將SOA整合到物聯網的服務應用中,可以對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用,從而實現服務提供和和服務具體使用方式的分離[3]。
3物聯網應用分析
目前,物聯網在各行各業都有應用,本文分別介紹不停車收費系統、家居安防系統和手機支付等三個方面的應用。
3.1不停車收費系統(ETC)
隨著人們經濟生活水平的提高,交通基礎設施的大量投入和快速發展,路橋的交通流量越來越大,傳統的停車式人工收費系統所造成的交通堵塞現象日益突出,大大制約了交通網絡作用的發揮。采用增加收費通道的數量,不僅需要大量的投資,而且不能有效解決交通堵塞現象,因而十分需要高效、可實現路橋自動管理的新型收費系統。
ETC是以先進的計算機和通信技術作為技術保障的收費系統,當車輛經過ETC收費車道時,不需停車,因而可以大大提高收費車道的通行能力,也堵住了收費漏洞,同時也可以讓交通部門及時掌握路橋的車流信息。
ETC收費系統要求在車輛上安裝電子標簽,然后通過無線通信技術,讓電子標簽和ETC通道上的微波天線RSU進行通信和信息交換,最后利用計算機聯網技術和銀行實現后臺結算。
ETC車道控制系統一般應具有車輛進出檢測、車牌抓拍與識別、收費交易等部分,包括地感線圈、車輛檢測器、路側天線設備(RSU)、MTC控制柜、ETC控制柜等。系統工作流程如下:
(1)ETC車輛進入ETC通道時,先觸發地感線圈一,同時進入無線微波通信區域,啟動RSU設備,完成交易;
(2)根據交易結果確定欄桿是否抬起,同時進行綜合信息顯示;
(3)車輛繼續前進,觸發地感線圈二,系統抓拍車牌和識別車牌;
(4)若交易不成功,則可人工完成交易。
3.2家居安防系統
隨著現代生活水平的提高,大家對家庭生命財產安全非常重視。以前的家庭報警裝置一般都采用電話線和電纜方式,該方式存在投資成本較大、維護費用較高、可靠性差和報警不及時等不足,于是,基于物聯網的家居安防系統就非常受歡迎,此系統不受地域、環境和時間的限制,它能分散布點、集中監控,而且具有可靠性高、維護費用低廉等優點。
基于物聯網的智能家居安防系統一般采用嵌入式微處理器作為主控制器(MCU),它主要通過射頻通信的方式來接收報警信息,并通過TCP/IP網絡,讓遠程監測端實時監測家居。家居安防主要可應用于火災、煤氣泄露、非法入室等三方面。系統將擁有EPC碼的電子標簽設備安裝在有安全隱患的區域,該區域可稱為監測防區。遠程監測端(RM)一般裝在宿舍、小區保安室等地方。其系統結構框圖如圖1所示。
3.3手機支付
手機支付也稱為移動支付,主要是移動用戶利用手機對消費的產品或服務進行賬務支付,此支付方式不僅可以方便用戶,也讓銀行有部分利潤。隨著3G技術的發展,手機支付的應用越來越廣。手機支付最早是利用手機短信接入方式來進行支付,目前流行的是刷卡手機,幾大運營商都大力推廣。現在手機支付方式有RFID和NFC兩種。
RFID支付方式主要是利用RFID-SIM卡和移動運營商提供消費支付平臺來實現,類似于支付寶。一個基于RFID的GPRS移動支付系統有五個部分:移動終端、通信網絡、移動安全交易系統、銀行和認證中心。移動終端包括RFID標簽、能進行移動支付的手機和可讀取RFID的POS機。一般RFID POS機利用RFID技術來獲取用戶信息,并采用GPRS方式和移動平臺進行聯結,手機用戶則利用手機移動支付軟件與移動支付平臺進行信息處理,以完成支付。
NFC是一種近距離無線通信方式,是由飛利浦、諾基亞、索尼等廠商共同推薦的一項無線技術。NFC的短矩離交互可以簡化認證識別過程,NFC優于紅外線和藍牙傳輸方式。NFC芯片裝在手機上,手機用戶可以進行小額電子支付。當NFC手機內置NFC芯片后,實質上就組成了RFID模塊的一部分,因而可以作為RFID無源標簽來使用。
目前,我國的三大運營商都有相應的支付模式。其中,中國聯通需要使用內置NFC芯片的定制刷卡手機;中國電信需要購買手機支付SD卡,如天翼手機;中國移動只需將SIM卡換成集成RFID的SIM卡,因而可以避免手機的大量更換。目前,中國移動的手機支付業務量最大。
4結語
物聯網是多種技術融合的新型技術體系,它在多種應用中能明顯提高效率,具有很大的經濟價值,因此,物聯網的快速發展,必將大大推動物物相聯、人物互動的信息化建設。
參考文獻
[1]朱洪波.物聯網的技術思想與應用策略研究[J].通信學報,2010(11):2-9.
[2]彭瑜.物聯網技術的發展及其工業應用的方向[J].自動化儀表,2011(1):1-7.
[3]楊斌.基于SOA的物聯網應用基礎框架[J].計算機工程,2010 (17):95-97.
在醫療領域,物聯網既應用于臨床也應用于醫院運營管理。在醫院臨床上,物聯網應用在移動護理條碼掃描系統、移動門診輸液管理系統、嬰兒防盜系統、患者生命體征動態監測系統等;在醫院運營管理體系上,物聯網應用于消毒供應中心質量追溯系統、科室物資管理系統、醫療廢物管理系統、手術器械清點系統等。
醫療物聯網離不開二維條碼技術和RFID射頻識別技術。其中,二維條碼技術配備移動護理終端能全程追蹤患者的就診信息以及醫療器械的消毒信息等。用移動護理終端掃描患者腕帶、輸液瓶(袋)、藥品、病床上的二維條碼,信息便無線傳遞至醫護工作站。二維條碼技術的應用既確保了各項醫囑信息的實時傳遞,減少醫護人員的工作量,更重要的是減少了醫療差錯,提升了患者的滿意度,提高了醫院的管理水平。
RFID技術,又稱電子標簽、無線射頻識別,是一種通信技術,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據,而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID技術被應用在資產管理和設備追蹤的應用中,中國藥學會有關數據顯示,我國每年至少有20萬人死于用錯藥與用藥不當,有11%~26%的不合格用藥人數。以及10%左右的用藥失誤病例。因此,RFID技術在對藥品與設備進行跟蹤監測、整頓規范醫藥用品市場中起到重要作用。除此之外,對于嬰兒防盜、醫療廢物的監測等方面,RFID技術都功不可沒。例如,基于物聯網的生命體征采集系統采用目前最先進的RFID技術,在患者身上佩戴內置感應器的RFID標簽就能實時監測患者的各項生命體征:體溫、脈搏、呼吸、血壓等。
醫院物聯網整體構架圖:物聯網結構復雜,主要包括三大部分:感知層,承擔信息的采集(通過智能卡、RFID電子標簽、條碼、傳感器等);網絡層,承擔信息的傳輸(通過無線網、移動網、有線網、RFID網等);應用層,完成信息的分析處理和控制決策(醫生、護士工作站、IP通訊終端)。
門急診護理系統:以無線網絡為數據傳輸鏈路,使用EDA將醫院各種基礎數據源通過無線網路與EDA連接,實現門診護士在病床邊實時輸入、查詢、修改患者的基本信息、醫囑信息和生命體征等;通過將二維條碼標識技術應用于患者腕帶、藥品標簽、生化標簽和標本標簽等,采用EDA作為手持終端設備掃描腕帶等標簽信息,快速準確的實現患者、藥品和標本等標識。
一 物聯網應用技術專業培養目標
物聯網應用技術專業秉承厚基礎、重實踐、求創新的育人理念,在堅持全面發展的同時兼顧個性發展,培養具有良好的職業道德和敬業精神,掌握物聯網應用技術的基本理論知識和基本技能,接受校企合作實踐項目訓練,具備一定的物聯網綜合應用能力,能在物聯網技術應用的相關行業和領域中從事物聯網應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業,培養物聯網技術與物流企業進行產業對接時,所急需的掌握智能物流等相關專業知識的高級專門技術人才。
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?;赪eb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
[1]馬忠梅、孫娟、李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統應用,2011(10)
[2]孫興華、梁俊花.基于Android的物聯網課程體系探索[J].河北北方學院學報(社會科學版),2013(6)
[3]李佳、胡漢輝、李健.高職物聯網專業課程體系建設研究初探[J].湖南工業職業技術學院學報,2013(1)