物聯網技術與應用實踐范文
時間:2023-05-04 13:10:45
導語:如何才能寫好一篇物聯網技術與應用實踐,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1.對物聯網概念本質的幾點認識
目前我對物聯網給出一個清晰的定義仍較為困難,但對物聯網本質的認識基本形成。物聯網是通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息自動采集設備,按約定的協議,根據需要實現物品互聯互通的網絡連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統。物聯網主要有三層架構:即:感知層、網絡層和應用層。
物聯網的本質概括起來主要體現在三個方面:一是互聯網特征,即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
物聯網是現代信息技術發展到一定階段的必然產物,是多項現代信息技術的聚合性應用與技術提升,將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用,是信息技術系統性的創新與革命,是現代物流發展到高級階段不可或缺信息技術
物聯網技術集成將借助于新的傳感技術、RFID技術、GPS技術、視頻監控技術、移動計算技術、無線網絡傳輸技術、基礎通信網絡技術和互聯網技術的發展,推動現代物流發展。
2.港口現代物流應廣泛采用物聯網技術
物聯網技術雛形實際早已在港口物流中得到應用,有些港口物流系統采用了紅外、激光、無線、編碼、認址、自動識別、傳感、RFID、衛星定位等高新技術,已經具備了信息化、網絡化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可視化等先進技術特征;新信息技術在物流系統的集成應用是物聯網在物流業應用的體現。目前物聯網在港口物流領域應用主要為:
(1)物流過程的可視化智能管理網絡系統:這是基于GPS衛星導航定位技術、RFID技術、傳感技術等多種技術,在物流過程中實時實現車輛定位、運輸物品監控、在線調度與配送可視化與管理的系統。
(2)智能化的企業物流配送中心:基于傳感、RFID、聲、光、機、電、移動計算等各項先進技術,建立的全自動化的物流配送中心。借助配送中心智能控制、自動化操作的網絡,實現商流、物流、信息流、資金流的全面協同。目前一些先進的自動化物流中心,基本實現了機器人隊碼垛,無人搬運車搬運物料,分揀線上開展自動分揀,計算機控制堆垛機自動完成出入庫,整個物流作業與生產制造實現了自動化、智能化與網絡化系統。
(3)企業的智慧供應鏈;在競爭日益激烈的今天,面對著大量的個性化需求與訂單,如何精細化管理、全天候滿足客戶產品部件加工供應需求,使生產企業物品“零”庫存,需要智慧物流和智慧供應鏈的后勤保障網絡系統支持。
(4)產品的智能可追溯網絡系統;目前,在港口滾裝船商品汽車、鋼材、水產品、農產品、食品等物流領域,產品追溯體系發揮著貨物追蹤、識別、查詢、信息采集與管理等方面的巨大作用。
目前,港口企業積極探索物聯網在物流領域應用的新模式,隨著物流業一體化的發展使得企業的采購、倉儲、銷售、配送等協作關系日趨復雜,企業間的競爭已不僅是產品性能和質量的競爭,也包含物流能力的競爭。利用物聯網信息技術代替實際操作,減少浪費,節約時間和費用,從而實現供應鏈的無縫對接和整合為實現物流流程信息化管理,采用信息化管理手段對公司的倉儲、物流信息等進行一體化管理,以促進數據共享、貨物和資金的周轉率、提高工作效率,實現與現代化物流企業管理同步的信息化流程。
3.RFID信息采集技術在港口物流中的應用實踐
RFID技術和傳感技術和是物聯網中重要的物流信息采集技術,在現代物流領域應用較廣。采用遠距離RFID射頻識別技術及網絡信息技術對企業物流貨品進行智能化、信息化管理,可實現自動記錄貨品出入庫信息、貨物配送、配載出庫、卸貨中轉、貨品盤點信息。物聯網RFID信息采集技術在廣州港新沙公司、新港公司及珠海港達供應鏈有限公司物流企業已成功應用與實踐;主要技術方案及功能如下:
(1)RFID信息采集技術系統組成。RFID信息采集技術系統是集射頻自動識別技術、無線通信技術、計算機控制技術、網絡技術于一體的集成。
系統硬件主要由固定式閱讀器、平板天線、貨物電子標簽、無線手持式閱讀器、管理服務器組成。固定式閱讀器與天線一起安裝在倉庫出入口處,以獲取物品上電子標簽的信息并通過局域網(或者RS485總線)把所讀取到的電子標簽信息傳送到管理服務器上進行處理,手持式閱讀器用于物品盤點時,讀取物品電子標簽信息,并通過無線方式把電子標簽信息傳送到管理服務器上進行處理。
(2)RFID信息采集技術在港口物流實踐中實現的功能。
①物品入庫貨品入庫前,在其外包裝上粘貼一張柔性電子標簽,并寫入物品信息,物品入庫時通過閱讀器讀取后,通過局域網講這些信息顯示在屏幕上,讓操作人員根據其信息進行存放。
②散貨配送。散貨在收貨稱量完畢后,通過無線手持式閱讀器在管理中心數據庫尋找空閑車輛的信息,為該貨品分配運輸車輛。車輛到達并裝貨后,再通過無線手持式閱讀器輸入車輛信息、貨品信息、到達目的地及時間、貨主名稱等信息,并通過手持式閱讀器的無線功能傳送到中心數據庫中進行確認和保存。
③配載出庫;操作人員根據客戶的出庫計劃制作出貨清單,同時通過車輛的GPS信息找到空閑車輛,分配運送該清單上的貨品,然后在倉庫中找到所需貨品進行出庫作業。
④卸貨中轉;貨品達到目的地(或中轉地)卸車后,采用手持式閱讀器讀取貨品上電子標簽信息。了解產品的情況。
⑤貨品盤點;盤點時,工作人員可采用手持式閱讀器,在倉庫內采集物品上的電子標簽信息,完畢后,把所采集到信息通過無線方式傳送到中心數據庫上進行對比、保存,形成盤點報表。
廣州港新沙公司通過RFID信息采集技術實現跨區域集中式管理、分布式操作和實時監控功能;高效地完成各種業務操作,改進倉儲管理,提高物品出入庫過程中的識別率,確保實物與單據數量保持一致,提高出入庫效率。
4.物聯網技術在現代物流中的應用發展趨勢
物聯網技術在現代物流領域中將會廣泛應用,其應用發展趨勢:
①智慧供應鏈與智慧生產融合;隨著RFID技術與傳感器網絡的普及,物與物的互聯互通,將給企業的物流系統、生產系統、采購系統與銷售系統的智能融合打下基礎,而網絡的融合必將產生智慧生產與智慧供應鏈的融合,企業物流完全智慧地融入企業經營之中,打破工序、流程界限,打造智慧物流企業。
②智慧物流網絡開放共享,融入社會物聯網;物聯網是聚合型的系統創新,必將帶來跨行業的應用。如產品的可追溯智能網絡就可以方便地融入社會物聯網,開放追溯信息,讓人們方便地實時查詢、追溯產品信息。今后其他的物流系統也將根據需要融入社會物聯網絡或與專業智慧網絡互通,智慧物流也將成為人們智慧生活的一部分。
篇2
關鍵詞 物聯網;Zigbee;Modbus;多功能電表;嵌入式網關
中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0026-01
近年來,隨著物聯網技術的快速發展,社會企業對物聯網技術人才的需求與日俱增。高校緊跟技術熱點,結合自身優勢紛紛開設物聯網專業。物聯網專業涉及層面非常廣泛,是一個多技術和多學科互相交叉的綜合性專業,如何針對高職院校的特點,開設物聯網綜合實訓課程,即通過一個綜合項實訓項目,貫穿物聯網的各個層次,全方位展示物聯網數據處理的全過程,是各高職院校要解決的當務之急。
本文設計開發的綜合實訓系統貫穿物聯網技術的感知層、傳輸層和應用層,通過末端設備采集建筑物多功能電表、水表、燃氣表能耗數據,以有線和無線兩種方式上傳到Cotex A8智能網關,由網關進行初步存儲、處理后最終通過TCP/IP協議上送后臺服務器。
1 實訓平臺總體設計
1.1 系統功能
根據國家節能減排需求,要求各大公共建筑需要實現能耗的分類分項數據采集與統計,因此該實訓平臺具有以下功能。
1)硬件接口:RS485接口、RS232接口及以太網接口。
2)Zigbee無線網絡協調器、路由器及終端節點,構建Zigbee無線采集網絡。
3)連接多主機,周期性(周期可調)向主機匯報能耗數據;或者響應主機發來的命令,被動上傳指定的能耗數據。
4)智能網關具有本地存儲功能,保證在網絡不通的情況下補傳能耗數據。
5)Web系統能處理各種數據報表,找出異常數據,及時報警或反控設備開關,關閉異常設備。
1.2 硬件設計
1)嵌入式智能網關。智能網關采用具有工業級別的TI處理器TM3358,主頻可達1GHz,具有512M SDRAM內存,512M NAND FLASH外存,2個RS232串口,2個RS485接口,2個100兆以太網口。
網關PCB采用核心板加底層擴展板的方式,有利于硬件主板的擴充,接口全部由底板引出,核心板只集成CPU、SDRAM、NAND Flash及時鐘電路。核心板支持SD卡引導,方便Linux系統升級。
2)Zigbee數據采集器。無線Zigbee數據采集器基于TI公司的CC2530芯片,該芯片除了具有8051微處理器功能外,還具有2.4G高頻RF電路,能夠收發無線數據,并且提供性能卓越的Zigbee 2007半開源協議棧,是一個完整的SOC解決方案。
在CC2530上加MAX232芯片擴展出一個RS485接口,連接末端485協議的多功能電表或其他能耗設備。
1.3 系統整體架構
建筑物能耗監測系統基本由三部分組成:數據采集子系統、數據中轉處理子系統及數據中心服務子系統。
數據采集子系統安裝在被監測的大樓內部,主要由有線計量表具、無線Zigbee數據采集器、嵌入式智能網關等三部分構成,網關通過TCP/IP網絡連接能耗數據中心服務器。整個系統應用架構如圖1。
圖1 建筑能耗監控系統架構圖
2 軟件設計
2.1 網關操作系統構建
智能網關硬件基于Cortex A8 處理器,通過winbond 83977及MAX232擴展2個RS485接口。系統層主要由Uboot、Linux內核及根文件系統三部分構成,全部針對硬件平臺開發相應驅動,實現系統定制。
2.2 網關應用層
根據系統功能要求,網關上層主要設計了三個線程,分別是串口485數據采集線程、串口協調器數據采集線程及服務器命令偵聽線程。網關接口掛接的機具參數必須在主線程啟動之前進行初始化。
2.2.1 核心控制進程
1)首先與服務器連接,進行身份認證,身份證信息由本地終端配置,由MD5加密算法送至服務器進行檢驗。
2)從服務器獲取表俱參數,如表類型,表地址,和網關的接口參數等。
3)定時器開啟,在周期到達時,按照約定命令接口格式向所有主機發送表俱數據。
4)處理本地數據,當網絡不通時,將數據存儲在智能網關U盤中,網絡恢復時補傳數據到服務器。
5)智能網關和服務器之間采用心跳包方式保持連接,并通過心跳包向主機發送智能網關狀態。
6)智能網關和主機之間的數據格式如下表。
包長度
(4字節) 命令類型4字節 命令私有數據 校驗和
(3字節) 結束
(0x0d 0x0a)
2.2.2 電表數據采集線程
1)基于485串口總線的多功能電表、水表、燃氣表可同時串聯在智能網關的485接口上,由485串口讀寫線程統一管理。該線程根據核心線程獲取的參數輪詢采集電表的特定參數,將參數實時數值寫在共享內存中,由核心調度線程發送給主機。
2)基于RS232的Zigbee協調器,由Zigbee串口線程負責采集無線Zigbee終端采集器發送過來的能耗數據,統一處理后記錄在共享內存中,由核心調度線程處理。
3)采集數據線程關鍵需要解析特定電表采用的協議:比如Modbus協議、DLT645規約、常工電子多功能電表SIMS協議、CT188協議等。
2.2.3 Web服務器線程
Web服務器偵聽線程程,主要是偵聽Web服務端發出的命令請求,響應服務端的請求,比如采集特定表、特定時間內的參數,控制表的狀態等,實現M2M人機對話功能。
3 實訓模塊
該系統有效監控建筑物的各項能耗信息,完成從表俱、傳感器采集數據至后臺云計算處理的全過程,非常適合建筑物聯網專業學生進行綜合實訓。在實訓過程中,可讓學生完成實訓系統的拆裝布線,也可讓學生針對單一模塊功能進行完善或開發訓練。具體實訓模塊如下。
1)綜合布線模塊:完成表俱的強弱電布線及Zigbee、智能網關的無線組網過程。
2)無線數據采集模塊:完成Zigbee終端節點對傳感器、多功能電表進行數據采集。
3)網關系統開發模塊:完成Cotex A8網關的系統構建,對Uboot、Linux內核進行裁剪移植,制作rootfs文件系統,搭建上層應用。
4)網關控制模塊:完成網關和服務器之間的身份認證、數據采集及定期發送功能。
5)Web系統開發:海量數據傳送到云服務器后進行云計算,及時給出報表或控制末端設備,必要時發出報警信息。
4 結束語
本文根據我院物聯網專業人才培養方案量身定制了一款綜合實訓平臺與系統,實際授課過程學生不僅能對建筑物聯網的全數據流程具有感性認識,而且還可以選擇其中一個模塊進行完善,提高自己物聯網系統開發能力。
本系統可部署在學校、企事業單位的大型建筑物內,全面監控建筑能耗中的分類分項數據,實現數據的統計、報表及深度挖掘,滿足國家對大型公建的節能減排政策的具體要求,具有推廣價值。
基金項目
常州工程職業技術學院教育研究立項課題。
參考文獻
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>> 物聯網技術在海事監管的應用和發展展望 物聯網技術在醫療信息化中的應用和展望 2016年大數據和工業物聯網技術趨勢展望 物聯網技術發展前景展望 物聯網技術在軍事領域的應用展望 嘉紹大橋物聯網技術應用與展望 物聯網技術在公安領域應用展望 物聯網技術及其發展前景展望 物聯網技術現狀及應用前景展望 “物聯網技術”教學實踐與思考 高職《物聯網技術概論》教學思考與實踐 物聯網技術概述 物聯網技術探析 淺析物聯網技術 物聯網技術淺談 物聯網技術論文 淺談物聯網技術 淺談物聯網技術和建筑智能化 淺談云計算和物聯網技術的結合 淺談物聯網技術在醫院的應用現狀與展望 常見問題解答 當前所在位置:l.
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篇4
關鍵詞:物聯網技術;應用實踐;信息通信技術
0引言
作為互聯網技術、移動通信網絡二者共同的產物,物聯網將較多先進技術引入其中,且因其自身能夠實現全球定位,有利于將網絡信息、物理理論等進行融合。然而從國內物聯網技術的應用現狀看,其在部分領域中尚未真正發揮其應有的功能,究其原因在于較多信息通信技術未被充分利用。因此,本文對物聯網技術的應用實踐以及信息通信技術在其中的體現進行研究,具有十分重要的意義。
1物聯網應用實踐研究
1.1物聯網應用在農業畜牧中的體現
農業畜牧業中物聯網的應用主要表現在農業物聯網上,其在內容上將森林防火監控、溫室監控、農業生產等方面融入其中。以各方面監控與監測為例,多適用于畜牧業中,較多肉畜飼養的記錄、肉畜銷售相關數據的記錄都需依托RFID技術實現,該技術應用下,產品流通的全過程都可得到有效監管。再以農業生產為例,物聯網技術的應用主要體現在引入相關的干擾技術、能量管理技術以及智能傳感器等,使關于農業環境的信息得以獲取,在此基礎上通過GPRS網絡、M2M平臺傳輸收集的信息,其中異構傳感器中的數據主要在WAP或WEB手段下進行傳輸,在農牧業安全中心處理完所有數據后,便可利用其對資源監測、糧食生產等進行指導。以近年來關于小麥苗情況引入的“診斷管理技術”以及“數字化遠程監控”為典型代表,充分說明農業領域中物聯網應用效果極為明顯。
1.2物聯網應用在工業控制中的體現
在工業領域中,物聯網的應用也較為常見,如“企業安防”系統的推出,其在發揮存儲告警信息的同時,能夠對安防設備運行情況進行有效監控。同時,該系統也直接對布防區間進行細化,能夠滿足客戶管理公司的需求,在處理數據方面可起到突出的作用。另外,工業領域中較為常見的物聯網系統也體現在“數字油田”方面,其由中國電信提出,將關于油井生產的相關控制系統、分析管理以及采集傳輸系統等集于一體。實際生產中涉及到的螺旋泵井、電泵井等具體電參量、溫度、壓力參數,這些都可為ZigBee模塊所采集,并由分析管理系統完成處理與利用工作,有利于油井的穩定可靠運行[2]。
1.3物聯網應用在醫療衛生中的體現
醫療衛生領域中,物聯網技術的運用主要集中在食品安全、醫藥衛生等內容上。以藥品流通管理、藥品生產、患者監護、患者登記以及其他如藥品、血袋入庫等為例,這些都可通過RFID技術的應用進行管理,傳統患者就醫等待時間過長問題、物資庫存信息模糊以及出入庫管理不合理問題都可得到解決。同時,從食品安全方面看,RFID技術應用中,其強調進行流程管理,自食品源頭開始便需應用RFID食品安全方案,可提高食品的整體質量并根據食品信息控制其保質期。同時,消費者在購買食品過程中,能夠直接觀察到商品的價格與屬性,且在結賬時也較為方便[3]。
1.4物聯網應用在智能樓宇中的體現
智能樓宇系統是當前物聯網技術在建筑行業中的典型應用。以其中的“電梯衛士”為例,其主要將傳感器設置于電梯,這樣電梯的異常信息如停電、沖頂以及維保信息都被傳感器所接收,而收集到的數據會在無線傳輸模塊幫助下向衛士平臺進行輸送,平臺會自動執行相應的故障管理、監控等功能。此外,現代智能樓宇中,也有其他如“家庭安防”等系統的應用,其以物聯網技術為依托,能夠將相關的信息、圖像與報警信息向用戶發送,可做到看護病人、看管寵物等。
1.5物聯網應用在物流供應中的體現
物流供應中物聯網的應用極為常見。實際應用中,物流讀寫器可直接將射頻信號發出,在探測區域中電子標簽可直接生成感應電流,使RFID被激活且將編碼信息反饋于讀寫器中。同時,對于讀寫器發出的射頻信號,電子標簽載波可對其解調、解碼,并由計算機系統處理解碼后的信息。另外,整個系統中的控制邏輯,其將對接收到的解調數據采取相應的操作,完成數據發送、存儲等操作。從整個系統運行的原理看,物品無論在生產或流通等各環節都可在系統中實現,而且人員調配、車輛調配等都可得到優化。事實上,現代物流領域中物聯網的應用逐漸趨于成熟,如物流e通、智能交通的應用方案,都為物流供應帶來極大的便利[4]。
2信息通信技術在物聯網應用實踐中的體現
2.1RFID技術的應用
物聯網的應用主要得益于其涵蓋的較多信息通信技術。以RFID技術為例,其在原理上主要表現為對目標對象相關數據利用射頻信號進行獲取,無需將人工操作過程引入其中,便可自動完成重復擦寫或數據管理等過程?,F行以能量源為依據對RFID標簽進行劃分,主要體現在被動式、主動式兩種標簽類型上,其中被動式標簽在構成上主要以線圈、天線以及芯片等為主,能夠與讀寫器保持通信,而主動式標簽主要指內置電池,對于較多特殊環境包括液體或金屬等較為適用。若以工作頻率為依據,RFID在劃分過程中主要以高頻HF、低頻LF、微波以及超高頻UHF等為主,其中RFID若以高頻為主,能夠保持較強的天線方向性且標簽內的數據量較大,但其涉及的成本也較高。而低頻RFID不具備天線方向性優勢,難以對遠距離事物進行感知。該技術實際應用中,其各部分構件都具有不同的功能,如應用軟件方面,其可使RFID原始事件進行轉化,確保用戶能夠對轉化后的事件理解[5]。
2.2GPRS技術的應用
GPRS技術在現代社會中的應用較為普遍,其吸納了GSM網絡的較多優勢,并將SGSN增設其中,而且GPRS能夠采用一定的接口協議使其與PSPDN進行互聯,也可直接聯通IP網絡。從GPRS技術應用優勢看,其主要表現在可使資源利用率得以提高,無需將轉換設備引入便可與網絡保持連接。加上GPRS完全以流量計費形式進行計費,能夠保證物聯網計費系統可靠運行。
2.3WiMAX技術的應用
WiMAX技術作為城域網技術的一種,其在優勢上主要表現為安全性、可擴展性較高,相比Wi-fi技術,對多媒體通信服務更為適用。實際應用過程中,WiMAX能夠利用其自身的智能天線技術,使無線信號的傳輸能夠達到50KM的距離,而且相比3G發射塔,該技術應用下網絡覆蓋面積將超出其10倍左右,僅需進行部分基站建設,便可達到全城覆蓋的目標?,F行該技術在接入速度上也可達到70M,與原有3G下的寬帶速度相比,將超出30倍[6]。
3結語
物聯網的應用為各行業領域的發展提供堅實的技術保障。在未來發展中,物聯網除將GPRS、WiMAX以及RFID等信息通信技術融入外,其他云計算機技術、NGN技術等也將不斷擴展應用,使物聯網得到進一步發展。需注意的是,現代較多企業在物聯網運用中仍存在較多如終端問題等,需不斷將更多復合技術引入,這樣才可使物聯網技術更為完善。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞:物聯網;高職院校;人才培養;思路
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)09-0081-02
0 引 言
物聯網的英文名稱叫“the Internet of things”,就是“物物相連的互聯網”。有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將物聯網與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。物聯網技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。
1 高職院校物聯網人才培養之路
科技發展,人才是基石,物聯網這個信息化社會發展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創造和服務。2010年年初,教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知,眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯網工程、傳感網技術和智能電網三個物聯網相關的專業。全國物聯網相關人才缺口量在18萬以上,所以物聯網工程、傳感信息工程專業的畢業生就業前景廣闊。
1.1 物聯網企業人才需求分析
按照圖1所示的物聯網三層體系結構,可以將感知、傳輸、應用按物聯網產業分為感知產品制造業、傳輸產品制造業、應用產品制造業和系統集成四大類。
對應的具體企業大致有如下四個子產業:一是傳感器與RFID 的生產制造與測試;二是傳感器節點與嵌入式軟硬件無線網關設計、生產與測試;三是物聯網應用軟件設計與測試;四是物聯網系統集成與網絡服務。
圖1 物聯網的三層體系結構
支撐企業的崗位需求大致有以下五類:
(1)集成電路制造業,包括物聯網電子產品集成電路的PCB板的輔助設計、電子產品的生產、工藝、封裝、測試與管理和生產設備的管理維護等崗位;
(2)電子產品制造業,包括電子元器件的輔助設計、生產、工藝、封裝、測試與管理、貼片機等設備的管理維護;
(3)網絡通信產品的生產和服務,包括3G和4G通信服務、無線通信技術服務(WiFi、GPRS、Zigbee等)、有線網絡通信服務、GPS或北斗衛星通信服務;
(4)數據庫/中間件服務業,包括物聯網數據庫/中間件的安裝、調試、維護與管理工作;
(5)軟件服務外包業,包括物聯網傳輸層通信軟件開發、物聯網應用層軟件開發等。
1.2 物聯網企業對高職院畢業生的要求
根據無錫職業技術學院周志德教授的物聯網企業調研分析數據可以看出,物聯網企業在大專高職院校的學生需求主要集中在產品生產、測試、運維、銷售和項目管理等崗位。表1所列是物聯網企業工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯網專業群建設
物聯網技術不是一個全新的技術,它是計算機、通信和網絡技術的綜合體。所以物聯網技術專業也不是一種專業技術所能覆蓋,而必定是一個專業群才能支撐。物聯網技術是現有計算機應用技術、應用電子技術、電子信息工程技術、通信技術和軟件技術等專業的交叉結合技術。筆者考查了無錫職業技術學院物聯網學院的專業建設和機構設置,覺得很有創新價值和指導意義。表2所列是無錫職業技術學院的物聯網專業機構設置。
這種設置通過將計算機技術系和電子信息系合并,從而實現了教師、實驗實訓室的共享,打破了教師資源、硬件資源的分割,解決了硬件資源重復建設的浪費問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業。
3 以項目為導向、實踐為綱的培養模型
高職辦學的生命就是職業技能教育,培養物聯網技術人才就是要培養為物聯網企業和行業服務的技術型或技能型人才。這兩樣人才的培養需要進行大量的項目實踐鍛煉,所以高職院校不可能走脫離實際、只講書本理論的老路,必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實訓實踐項目做支撐。
以物聯網市場需求為導向,因此,實訓實踐項目的開展就要圍繞以下幾個方面:
(1)物聯網設備安裝、調試、維護,工程項目施工管理;
(2)傳感器等感知元件輔助設計、生產工藝、封裝、測試、維護和管理;
(3)嵌入式應用網關等產品輔助設計、生產制造、封裝、測試、維護和管理;
(4)物聯網應用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護與數據庫管理;
(5)智能樓宇弱電項目施工管理,弱電設備與自控設備的安裝、調試、檢測、驗收與維護。
所以,開展的實訓可以分為基礎模塊實訓和綜合模塊實訓。基礎模塊實訓如電子工藝實訓、PCB實訓、電子產品制作實訓、物聯網項目綜合布線實訓、傳感節點實訓、數據通信實訓、應用程序實訓等。綜合模塊實訓如物聯網項目綜合實訓、物聯網項目規劃實施實訓等。
在基礎模塊實訓注重一步步圍繞專業技能打下良好的動手基礎,并且進一步鞏固所學基礎知識點。在綜合模塊要模擬工廠環境或者研發企業環境,從熟悉工程項目招投標、預決算、設備采購到編制項目實施計劃,協調資源并按計劃推進項目實施。這些角色由項目經理負責協調指揮。硬件小組負責硬件原理圖繪制、PCB圖設計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負責底層開發、應用層開發等。最后,項目所有成員進行統調測試,編寫項目技術要求書、需求規格說明書等技術性文檔。
4 結 語
在校企合作上,最好是企業能夠向學生提供實習崗位,提供企業中的實際問題作為論文研究的題目或設計任務完成畢業論文或設計,教師參與企業的科技攻關項目等。這樣,教師通過合作科研、提供咨詢、參與產品或解決方案的開發,服務于企業;學生通過實習、實踐項目,完成畢業論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作,使物聯網這樣的朝陽產業在人才培養上不斷檔、不斷層,最終學校和企業都能夠良性互動,可持續發展。
參 考 文 獻
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篇6
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
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【關鍵詞】 物聯網 信息 技術 應用 分析
從本質上來說,物聯網是將所有與社會大眾日常生活及工作相關的物品,在傳感設備或是射頻識別技術的支持下,與互聯網網絡加以有效連接,其連接的對象是“物體”,能夠實現針對對象識別與管理的智能化發展,綜合優勢顯著。
1 物聯網中的關鍵技術分析
物聯網從本質上來說屬于信息網絡系統的一種表現形式,其最為顯著的特點在于:在感知信息的過程當中通過對傳感標識器的合理應用,實現了信息感知的智能性,在實踐應用中能夠為人、物、自然的有效溝通與交流建立關鍵紐帶,在現代科學技術的發展中有著至關重要的意義。具體技術體現在以下幾個方面。
(1)傳感器技術:物聯網中的“聯”體現在傳感網、通信網以及因特網這三者之間的有效融合,建立在智能傳感網技術這一中心之上,確保三者之間各關健信息的安全與可靠傳遞。在現代社會的發展過程當中,傳感網發揮著連接現實世界、物理世界以及數字世界的重要職能。通過對傳感器技術的合理應用,能夠借助于對微型傳感器設備的高效利用,實現對各相關信息的有效感知與處理。在傳感器技術的應用過程當中,相關信息能夠在嵌入式系統操作平臺當中進行綜合處理,并借助于無線通信網絡的支持效能,將這部分已屬于感知狀態的信息傳輸至用戶終端內部,達到提高計算覆蓋性的重要目的。需要特別注意的一點是:為最大限度的保障傳感器技術的應用有效性,需要做好對網絡節點的處理工作。在配備傳感、處理、通信等相關工作單元的基礎之上,實現對信息的有效采集、融合以及傳遞。實踐證實:傳感器技術的應用具備低成本、低功耗等特點,在物聯網體系發展中占據著至關重要的一席,因而備受關注。
(2)射頻識別技術:在物聯網技術發展體系當中,射頻識別技術最為顯著的特點在于:其對于信號數據的識別不但實現了自動化,同時也實現了建立在非接觸模式下的識別。在當前技術條件支持下,射頻識別系統主要有閱讀器設備以及電子標簽設施這兩個方面所構成。電子標簽當中覆蓋有與物體信息相對應的數據,能夠較好的附著于物體內部,相對于傳統意義上的條形碼模式而言,電子標簽能夠更好的針對物體進行動態性跟蹤與定位,同時在有效提高了標簽數據的讀取距離,借助于密碼保護的方式提高了數據存取的安全性與隱私性。
(3)地理信息系統技術:物聯網作為物理基礎的關鍵項目,需要通過傳感器定位以及動態信息空間定位的方式,確保其上述職能能夠得到充分發揮。在此過程當中,地理信息系統主要負責為物聯網實現地理基礎職能提供最為關鍵的空間支持,同時兼顧對關鍵數據信息的處理、分析以及建模。特別是在“智慧地球”項目建設不斷發展的過程當中,地理信息系統中的地圖服務功能自常規意義上的二維顯示發展成為三維顯示,并在服務對象方面做出了擴大,實現了空間信息與非空間信息的高效聯動,由此而產生的綜合效益及其優勢極為顯著。
2 物聯網技術的應用分析
在全球經濟一體化進程不斷加劇以及信息產業建設進程持續發展的過程當中,國內外大量行業與領域均展開了對物聯網技術的研究與應用力度,在物聯網技術理論研究不斷更新的同時,其實踐應用也呈現出了蓬勃的發展趨勢。對于我國而言,現階段,物聯網技術在物流行業、交通運輸行業、農業等相關領域均得到了廣泛應用,且取得了極為顯著的成效。具體可歸納為以下幾個方面。
(1)物聯網技術在物流領域中的應用:物流行業通過對物聯網技術的應用,能夠實現整個信息化操作平臺的集成性與智能性發展,能夠在物流作業當中,針對物流包裹進行統一的編碼處理,并為其對應相關的電子標簽,提供相關電子數據信息,確保能夠在包裹的物流傳輸過程中,對其進行有效且動態的監控,并將監控數據及時反映至消費者面前,從而達到提高物流傳輸及服務質量的目的。
(2)物聯網技術在交通運輸領域中的應用:物聯網技術在交通運輸領域中的應用可提高對交通信息的采集質量。在有效的采集區域當中,可通過對傳感器設備的合理應用,將行使至有效采集區域內部車輛的行使速度、行使狀態信息加以有效收集,并傳輸至中心處理平臺當中,為交通運輸行業相關工作部門對車輛行使的管理提供必要的數據支持。與此同時,還可將射頻識別系統應用于車輛當中,實現車輛與其電子身份標識之間的有效對應,提高對車輛的監督管理力度。
(3)物聯網技術在農業領域中的應用:農業產品要想實現智能化的發展與管理,就需要加大對于物聯網技術的合理應用。借助于無線傳輸信號,實現對農作物生長相關數據的有效傳輸,通過對遠程控制功能的應用,及時調整相關參數,為農作物的生長提供一個穩健的環境條件,達到提高農作物質量與產量的目的。
3 結語
現階段發展相對較為深入與成熟的物聯網技術包括傳感器技術、射頻識別技術以及地理信息系統技術,將其應用物流領域、交通運輸領域以及農業領域等均可起到顯著的效果。本文試針對以上相關問題做詳細分析與說明,希望引起關注。
參考文獻:
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關鍵詞:物聯網;智慧農業;應用模式
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A
1 引言
隨著當今互聯網技術、物聯網技術的蓬勃發展,農業領域的科技網絡應用也越來越多了,我國農業也開始從粗放型農業逐步向智慧型農業邁進?!爸腔坜r業”是信息化和農業現代化融合在農業發展領域中的具體實踐和應用,是以物聯網技術為支撐和手段的一種現代農業形態;物聯網是發展“智慧農業”的核心。探討物聯網技術在智慧農業中的應用,將極大促進農業的轉型和發展,對于傳統農業大省的湖南來說,更是一個大的發展機遇。
2 物聯網與智慧農業的內涵
物聯網技術是實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。它是繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次革命。物聯網分為感知層、傳輸層和應用層三層。感知層的主要功能是識別物體和采取信息,它主要應用了傳感器、RFID、GPS以及RS 技術等,完成信息的收集、信息簡單處理以及信息向傳輸層的發送。傳輸層負責處理感知層傳來的信息及信息的遠距離傳輸,它位于整個體系結構的中間層,是物聯網的神經中樞;其中運用最廣泛的是無線傳感網絡(WSN)、互聯網、ZigBee 技術等。應用層主要負責服務及應用,它是物聯網和用戶的接口,主要涉及云計算、GIS、專家系統和決策支持系統等信息技術,通過它們將海量數據分類、整理、計算、挖掘分析,然后在智慧物流、智慧農業等領域得到應用。
“智慧農業”是“感知中國”、“美麗中國”理念在農業發展中的具體應用,指利用物聯網技術、云計算技術等信息化技術實現“三農”產業的數字化、智能化、低碳化、生態化、集約化,從空間、組織、管理整合現有農業基礎設施、通信設備和信息化設施,使農業和諧發展,實現“高效、聰明、智慧、精細”[1]。物聯網是“智慧農業”智能化和精細化生產、管理、決策的技術支撐。物聯網在農業的應用——建設智慧農業已成為各地實現農業轉型、步入農業現代化、實現農業可持續發展的重要組成部分。
3 湖南推進基于物聯網技術的智慧農業的優勢分析
作為傳統農業大省的湖南,正面臨農業產業的轉型和升級。現階段加快推進基于物聯網技術智慧農業建設,是切實可行的,具體來說它具有以下一些優勢。
3.1 國內外基于物聯網智慧農業發展趨勢及可借鑒經驗
近年來,國內外已經形成了基于物聯網技術的智慧農業發展趨勢。在歐美發達國家,物聯網已滲透到農業領域的各個方面,現已演化成農業工業,步入了科學的新農業發展道路。隨著我國對農業投入的不斷增加,以及國內物聯網技術的成熟,包括北京,上海,無錫,蘇州等地,政府和企業對農業物聯網的投資數量加大,相應的農業物聯網產品和服務也得到了市場的肯定,如:墑情監測、大棚溫室監控、節水、食品安全溯源等,且涌現了楊凌智慧農業和大唐移動智慧農業等典型示范案例,產生了比傳統農業更高的價值。
這些國內外農業物聯網技術的發展、以及在智慧農業中的成功應用為我省推進基于物聯網技術的智慧農業建設提供了寶貴的學習借鑒經驗。
3.2 不斷完善的農業信息化建設和初具規模的物聯網產業鏈
湖南農業信息化建設,經過多年的發展,已不斷完善。2011年湖南省被立項開展國家農村農業信息化示范省建設試點。省、市、縣各級各類農業網站、農業信息平臺逐步建立;農業電子商務交易規模增長迅速,如 “特色湖南”網絡平臺,剛上線就實現了4個月網上銷售400多萬元的良好業績;農業信息網絡服務體系基本形成,90%以上縣設置了專門的農業信息管理和技術支持服務機構。同時,湖南省物聯網產業鏈已初具規模。據統計,截止2013年6月,湖南省有從事物聯網研發、制造、運營和服務的企業共240多家;分布在傳感器、芯片設計、電子標簽、智能終端、應用軟件、系統集成、運營服務等產業環節,基本形成了初級產業鏈,在部分領域還有一定優勢。
不斷完善的農業信息化建設和初具規模的物聯網產業鏈為基于物聯網技術的湖南智慧農業發展提供了設施保障。
3.3 湖南堅實的農業經濟基礎有利于農業物聯網應用推廣
湖南土地資源豐富,全省擁有耕地4870萬畝,山地2.56億畝,水面2043萬畝。農產品基地建設初具規模;目前,全省已建立棉花生產基地、水稻生產基地等優質農產品基地共計100多個。涌現大批具有一定的規模和品牌影響力的農產品,如寧鄉花豬、臨武鴨、洞庭湖大閘蟹、隆回藥材、祁東黃花菜等。農業產業化快速發展,湖南是我國農民專業合作經濟組織建設的試點省之一,在調整農業產業化經營的過程中,涌現出了大量農村專業合作經濟組織、營銷大戶和農民經紀人。農業產值快速增長,十一·五期間年平均增長4.7。
農業物聯網應用需要大量投入,農業產值快速增長,農民收入水平高,為智慧農業建設提供了必要的經濟基礎;豐富的土地資源、規?;r產品基地、農業的產業化發展,以及蓬勃興起的高效特色農業,為湖南提速智慧農業建設提供了強有力的支撐平臺。
4 物聯網技術在湖南智慧農業中的應用
根據物聯網的技術內涵,結合湖南推進基于物聯網技術的智慧農業的優勢分析,現階段物聯網技術在湖南智慧農業中的應用可以采用以下應用模式。
4.1 利用農業物聯網技術進行智慧生產
農業物聯網的在生產環節的應用主要包括現代化溫室和工廠化栽培調節和控制環境。它是利用農業物聯網技術中的信息感知技術,主要包括農業傳感器技術、RFID 技術、GPS 技術以及RS 技術等;利用它們采集各個農業要素信息,包括種植業中的光、溫、水、肥、氣等參數,在不同的作物生長期,實施全面監測[2]。這種生產環節的物聯網應用見效快,能夠為高附加值產品錦上添花;方便的快速復制,可以快速應用到不同的作物;而且這種技術各地都有類似的項目,有很成熟的應用。對于農產品基地建設初具規模的湖南,非常適合此類應用,如,我們可以建設棉花生產基地、水稻生產基地等科技示范基地項目,利用農業物聯網實現智慧生產。
4.2 利用農業物聯網技術實現農產品智慧流通
農產品的智慧流通主要包括智慧倉儲、智慧配貨、智慧運輸和流通安全溯源。利用物聯網中的RFID 技術建立自動識別技術的倉庫物流管理系統,實現庫房高效管理,收發貨高速自動記錄,收貨、入庫、盤點、出庫等多個流程能平滑連接,實現流通環節的智慧倉儲。通過RFID結合條碼技術、二維碼技術,為農產品及加工產品加貼RFID電子標簽、對農產品的流通進行編碼,實現農產品的安全溯源。利用物聯網技術“網絡化”發展戰略,建立批發市場信息數據庫和集團協同管理信息平臺,用來收集、儲存、傳輸與整合:客戶信息、業務信息、交易信息、市場管理信息等,最終實現客戶數據、業務數據的有效性、可靠性、整體性,通過信息流帶動物流、商流,協同管控,同時采用RFID、傳感器、GPS等高新技術實現智慧配貨、智慧運輸[3]。
農產品的智慧流通,它涉及到農產品質量和食品安全以及農產品市場價格的穩定,社會意義重大,同時也具有很大的市場潛力。湖南可以從一些有一定的規模和品牌影響力的農產品流通著手,如唐人神肉食品、寧鄉花豬、臨武鴨等,建立基于物聯網技術的農產品智慧流通示范,再擇機在其他農產品流通環節推廣。
4.3 利用農業物聯網技術實現農產品的智慧銷售
農產品的智慧銷售是指產品從預訂、生產到物流配送的各個環節都在客戶的掌握之中,能實現全程跟蹤。它應該包括以下三個環節:①產品預訂;產品的預訂首先需要建立商務平臺,目前農產品的商務平臺主要采用農產品電商預售模式(C2B+O2O)的形式建立。各生產地,通過物聯網技術中的條碼技術、二維碼技術進行農產品的產地和出貨狀況的管理,并將農產品信息上網。平臺用戶通過注冊會員的形式,實現農產品自由集約訂購。②有機生產;邀請行業專家,依據國家標準,結合各產區的實際,制訂各農產品有機種植的具體標準,在安全生產監控下,遵規執行。③安全監控;為實現消費者的產品認證環節,采用物聯網相關技術,通過監控系統,全程進行跟蹤;為用戶提供詳細的數字及視頻信息保障,使產品從生產,到物流配送的各個環節都在客戶的掌握之中。在田間設立高桿多視角攝像頭,通過無線方式連接至種植戶或養殖戶和駐點收購站,監控全程的無公害生產,監控視頻圖在平臺網站上實時,訂購者可隨時監督。在物流配送中采用GPS等技術實現跟蹤定位監控,確保配送過程安全[4]。
目前,湖南農產品電子商務平臺主要有“網上供銷社”、“特色湖南”等網絡平臺,這些平臺已有一定影響力,且平臺業務功能也已成熟;只需在此基礎上,利用農業物聯網技術實現消費者的產品認證環節,應能很好地實現農產品的智慧銷售。
4.4 利用農業物聯網技術實現農業的智慧管理
智慧管理包括智慧預警、智慧調度、智慧指揮、智慧控制等。湖南土地資源復雜、山地、河湖水面較多,利用物聯網技術中的GIS,可以建立土地及水資源管理、土壤數據、自然條件、生產條件、作物苗情、病蟲草害發生發展趨勢的空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理,實現智慧預警。利用專家系統(簡稱ES),依靠農業專家多年積累的知識和經驗,對需要解決的農業問題進行解答、解釋或判斷,提出決策建議,實現智慧指揮。利用農業決策支持系統(簡稱DSS)可以實現我省在水稻栽培、飼料配方優化設計、大型養殖廠的管理、農業節水灌溉優化等方面的智慧調度。智能控制技術(稱ICT) ,包括模糊控制、神經網絡控制以及綜合智能控制技術,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。通過這些技術可以實現我省在規?;幕胤N植、設施園藝、畜禽養殖以及水產養殖中的智慧控制。
5 結束語
物聯網在智慧農業中的應用很多,面對新時代農業的發展、轉型,湖南應不失時機地大力發展智慧農業,加快物聯網技術在湖南智慧農業中的應用力度,使之成為我省農業普及現代信息技術、實現農業現代化的突破口。長期以來的實踐證實,現代農業離不開現代信息技術,在農業發展中引入新興的物聯網技術,可以極大地提升生產效率,創造新的生產模式。
參考文獻
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篇9
關鍵詞:物聯網技術;智慧校園;應用
物聯網的出現無疑是對信息時代的一種積極響應,在現階段的使用中已經不斷融入我國社會生產生活的各個領域之中,成為了新時代新經濟增長的重要產業領域,創造了不容小覷的市場效益。同樣現階段不僅是信息化時代,更是知識經濟時代,知識所能創作的價值越來越來大。所以社會各界對于教育事業的發展愈發重視,不再停留在教育質量方面,更深入到包括安全管理在內的校園方面,而將物聯網技術引入到校園建設中從而不斷將食堂、教室、圖書館、供水系統等部分聯系成一個整體,最終發揮整體合力的最大最強效果。
1物聯網技術概述
物聯網技術在時代的發展中已經成為繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第三次浪潮。具體來說所謂的物聯網就是物物相連的互聯網,就是借助射頻識別、紅外感應、傳感器等信息設備,以相關的協議為依據將不同的事物相聯系,以實現智能化識別、信息交互、追蹤和監控,從而達到人和物相互關聯、物物相息、數據相互共享的一種網絡。其目的就是使所有物品都與網絡連接在一起使得識別和管理更加方便。
2物聯網技術在智慧校園中的應用
2.1用物聯網技術打造平安校園
近年各大院校安全事故頻發究其根本與外來人員的隨意進出不可脫離,當前部分院校的安全管理體制機制的確還有所偏差,令學生及家長對學校環境產生了質疑。在此種情況下將物聯網技術智慧校園的構建過程中可以有效地環節甚至解決存在的潛在危險,真正打造平安校園。具體來說學校利用物聯網技術建立了校園稚嫩安防和校園只能交通管理等多層次多角度的安全管理保證系統,通過在校園不同區域安裝攝像頭和傳感器令學生在遭遇突發危險時,可以不著痕跡地及時報警并留下相關的證據。同時對進出學校的車輛不僅有人力的實名登記管理,還會進行定位監測,在不侵犯車主隱私的情況下真正掌握車輛的動向。保證學生的安全。另外學校的重要資料將會被貼上相關標簽,進行設備感知和物品追蹤,從而加強資料管理的安全系數。對于學生個人來說學校借助物聯網進行三層的身份確認和考勤管理,不僅確保學生安全進入校園進入教室,也再一次將陌生人阻擋在學校的大門之外,將所有可能發生的危險扼殺在搖籃之中。
2.2用物聯網技術打造智慧節能校園
對學校來說各類資源都是有限的,如何令有限的資源發揮出更大的作用是各大高校長期以來一直在思考的一個問題,而在借助物聯網技術進行智慧校園建設的過程中這一問題得到了有效的解決。在自然資源方面運用物聯網技術實現對學校能源的監控和管理,對水、電等能源使用情況進行監管,實現校園能源消耗的智能化管理。無論是老師辦公室還是學生教師都安裝傳感器和控制器,隨時依據室內的光線和人數進行光亮的調節,不僅為教職工達到一個更為舒適的學習工作環境,還可以有效地避免不必要的浪費,節約自然資源。在知識資源方面物聯網成功打造智慧圖書館,建立開放式的數字圖書館,一方面能夠盤點現有圖書,已借閱和剩余的數量,智能展示所需要的不同圖書的具置,借閱師生的時間;另一方面依托互聯網使得教職工能夠利用自己的計算機、手機登終端獲得共享的圖書資源,接收到更為便利人性化的服務。
2.3用物聯網技術打造優質的教學溝通環境
在確保周邊環境滿足社會要求后,物聯網技術在智慧校園中的應用成功地打造了數字化智能教學環境,改革了教師傳統的教學方式,提高了學生的同科學習質量,在不知不覺間改變了師生的生活工作方式。對于教師來說,物聯網技術的應用再次打破了傳統的課堂教學形式,將數字教學強化到智慧教學,令學生和老師可以在教師對所要研究的物體進行模擬操作,令每個學生都能通過網絡平臺進行操作借助,從而更為直接具體的得到自己的結論,而不是一味接受來自他人的經驗結論。同時借助物聯網技術令課本動起來,構建數字化立體教材,加強了學生的探索欲望和探索興趣的基礎上,拓展了課外的資源,為老師的教學活動提供了充分堅實的基礎支撐。對于學生而言,不僅改變了傳統的填鴨式知識灌輸方式,也改變了其與老師同學之間的溝通交流方式。學校通過物聯網將獨立的學生和老師連成一個整體,為學生構建了一個虛擬與現實、個體與群體互聯互通的學習環境,在這個環境中學生可以隨時提出自己的疑問,獲得大量的有用的科學的信息,可以選擇與自己志同道合的伙伴進行問題研究、創新實踐。以此令學生在不同的環境下扮演不同的角色,從而在彼此的護工協作之間掌握更多的知識,交到更多的朋友,在培養自身獨立思考、主動創新能力的同時,進行更好地人際交往。
3結束語
教育是國家的根本,人才是發展的根源,想要在世界民族之林始終占據一席之地,就要重視教育事業的整體建設,將各個部分串聯成一個整體。因此將物聯網與智慧校園相融合,綜合發揮兩者的優勢,最大限度地發揮校園現有的基礎設備的力量,提高現有資源的利用率,真正打造更科學、人性、智能的環境,從而在不知不覺間激發學生的想象力、創造力;培養學生的探索意識和創新思維。但是不得不承認現階段智慧校園的建設還有一定的不足,距離想象中的目標還有一定的距離,需要教育工作者在實踐中不斷探索并完善。
參考文獻
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篇10
關鍵詞:物聯網;物聯網工程導論;教學方法
作者簡介:吳韶波(1970-),女,江蘇常熟人,北京信息科技大學信息與通信工程學院,副教授;文江川(1977-),男,江西永新人,北京信息科技大學信息與通信工程學院,講師。(北京 100101)
基金項目:本文系北京信息科技大學重點教改項目(項目編號:2012JGZD04)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0111-01
導論課程是為了幫助剛剛進入大學的新生,在進行專業知識學習之前,使其了解所學專業、解讀所就讀的專業是什么,包括哪些專業課程、如何學習和運用專業知識、就業及考研去向等方面的問題,幫助其順利完成學業的一門專業基礎課程。目的在于通過導論課程的學習,使學生對所學習的專業有整體認識,對專業技術領域有一個初步的了解,明確各門專業課之間的聯系,為學生后續四年的知識學習、能力提高、素質培養以及畢業后從事科學研究、技術開發或經營管理等工作打下堅實基礎,是培養學生專業興趣、激發學習的動力、引導學習的方法、規劃學習計劃和未來就業十分有效的方式和重要的手段。
一、導論課程教學中存在的問題
物聯網工程專業是自2010年才陸續開設的新專業,涉及多領域技術,學科交叉,具有深厚的理論與廣泛的實踐相結合的特征?!拔锫摼W工程導論”是物聯網工程專業的入門課程,從物聯網的應用、技術、服務、知識體系等角度闡述本專業包括的內容。在該課程的教學過程中發現存在著以下問題:
1.課程內容多,技術廣,綜合性強
物聯網被譽為信息產業的第三次浪潮,涉及計算機科學與技術、電子科學與技術、通信工程、自動化、智能科學與技術等多領域、綜合叉學科,被廣泛應用于智能交通、智慧城市、智慧醫療、工業監測、物流等方面。由于物聯網工程專業的教學內容涉及內容多,技術廣,對教學內容的有效綜合和整體優化勢在必行。
2.學生有興趣,熱情高,基礎缺乏
“物聯網工程導論”課程在大學一年級新生入學后開設,學生對新知識、新技術具有強烈的好奇心。通過對北京信息科技大學2013級物聯網工程專業新生進行統計,96.8%的學生對物聯網技術有前期調研,但對物聯網工程專業的具體教學內容了解較少,實踐動手能力普遍欠缺。教師綜合運用教學手段,突出物聯網工程專業課程體系知識脈絡,引導學生采用正確的學習方法開展專業課程的學習,培養其職業素養和職業道德,將為學生今后的學習與工作打下良好基礎。
3.專業領域新,對師資隊伍要求高
物聯網技術作為新興的研究領域,高校在新辦物聯網工程專業的過程中存在著涉及的專業知識廣,交叉性強;課程體系尚處在摸索階段,有待不斷完善;學科建設不成熟;全面掌握物聯網技術實踐教學的師資隊伍嚴重缺乏等問題。這對任課教師提出了更高要求,教師需不斷更新專業認知,擴充知識結構,并加強工程實踐能力培養。
4.教學方法單一,考評方式片面
“物聯網工程導論”課程涉及知識內容豐富,對各部分知識點的要求掌握的程度各不相同。導論課程面向一年級新生開設,學生的基礎和知識掌握程度參差不齊,若采用單一授課的方式,可能達不到預期教學效果。再者,若考評只采用傳統的“期末考試成績+平時成績”進行考量的方式,很難全面體現學生對新知識的掌握程度和相關能力的提高,或將束縛學生的思維,使學生對后續課程產生為難情緒或消極的負面影響,甚至厭學。
二、導論課程教學的幾點思考
針對以上在“物聯網工程導論”課程的教學中存在的問題,對物聯網技術本身特點以及物聯網專業新生特點進行分析總結和實際授課情況,建議從以下幾方面進行改進:
1.解析專業知識框架,優化教學內容
“物聯網工程導論”課程應從宏觀上介紹了物聯網工程領域的相關知識內容,綜合性較強。通過對物聯網基本概念、知識體系進行整體介紹,使學生既對涉及到的廣泛技術有了解、有興趣,又不會被龐大的眾多學科內容嚇倒,形成對“物聯網工程”基本模型和基本問題的初步且宏觀的科學認識。目前,絕大多數的物聯網導論書籍對于物聯網專有的RFID技術、無線傳感器網絡以及M2M等技術介紹比較詳細,其他必須的計算機、通信和控制方面的內容則很少提及。因此,應貫穿“全局指導局部”的方針構建基本知識框架,對教學內容進行整體的優化,保證后續教學能圍繞物聯網的需求進行;剖析物聯網技術與相關學科之間相互交叉、互相作用、互相促進的關系,引導學生采用正確的學習方法開展專業課程的學習,強調基礎知識,注重技術應用,讓學生了解物聯網技術發展的前沿技術和巨大的創新機遇以及極其廣闊的發展空間。
2.教學方式多樣化,鼓勵創新思維
物聯網技術發展迅速,正不斷應用于很多領域中,因此,導論課程的教學可以采用多樣化的教學方式融于整個授課過程中。
作為實踐性很強的工科學科,感性認識可以加深對物聯網工程理論知識的理解。采用案例式教學,如:在介紹物聯網與傳感器采集數據的關系時,教室可以帶領學生參觀智能家居的樣板間,讓學生親身感受如何采集溫度、濕度、光照等信息,如何傳輸這些數據并對家電進一步控制。也可以綜合考慮課程側重內容以及學生的興趣點,歸納提煉出研究的方向,采用研究式教學,啟發學生思考,鼓勵學生通過查閱資料、對比分析等方式來解決問題和提出自己的想法,以達到培養學生分析和解決實際問題的能力和創新思維的目的。最后,課程也可以不局限于課內教學,教師可充分利用網絡教學資源進行教學輔助,突破傳統導論課教學在時間與空間上的局限性。
3.強化實踐教學,緊跟領域前沿研究新技術
“物聯網工程導論”課程內容多,除了介紹計算機、電子、通信、控制等有關專業基礎外,還涉及到大量全新而復雜的新技術。對于剛進入該專業的新生來說,從書本中很難明確自己今后的學習和研究方向,也很難將抽象的書面知識與實際應用相結合。因此,教師應適當輔以實踐教學環節,并通過參觀與專業相關的實驗室、物聯網應用樣板間、開展物聯網技術現場教學與實踐活動,拉近學生與物聯網技術應用之間的距離。注重實際應用,幫助學生理解抽象的概念,讓學生既能提升對課程的興趣,又可及時掌握技術發展的最新動態。這樣有利于學生從技術層面整體把握物聯網,對其后續專業課程的學習和理解起到較好的引導作用。通過進入實驗室體驗學術研究的過程,也能激發學生對高水平研究與應用的熱情。
4.建立綜合考評體系,考評方式全面靈活
導論課程的考評可分為期末考試、實踐報告、研究報告等多個組成部分。期末考試可采用開卷形式,基于課程內容涉及的基本理論、基礎知識進行測試,同時也避免了學生死記硬背。研究報告可以小組形式進行提交,根據選定的研究方向從查閱文獻、自主思考、組織討論到形成結果、匯報總結,明確小組中每名學生的工作與貢獻。實踐報告指學生通過參觀與實踐,對物聯網新技術應用的進一步理解,包括基本的原理、實踐操作、方案改進等,培養學生系統獲得新知識、新技術的能力,擴展知識面,鼓勵創新思維。
三、結束語
“物聯網工程導論”課程肩負著引導物聯網工程專業新生了解專業技術發展,激發專業課程學習興趣,掌握自主獲取知識方法,引導正確學習方法的重任。本文首先根據物聯網技術及專業新生的特點,討論了“物聯網工程導論”教學中存在的若干問題,從教學模式、實踐教學、考評機制等三個方面給出了對于本課程教學的有關新思考,力爭提高學生的學習興趣,指導后續課程的學習,培養出具有自主學習、創新思維和較強實踐能力的物聯網工程專業人才。
參考文獻:
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