时间:2023-05-30 08:55:27
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物联网技术与应用实践,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:中职;计算机网络技术;物联网技术;软件技术;实训教学
前言
物联网技术作为信息产业发展的第三次革命,涉及的领域广,其理念也日趋成熟。从整体来看,中国物联网市场主要份额有智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能家居等行业。2009年8月,“感知中国”的讲话把我国物联网领域发展推向了,我国在无锡建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、电信运营商和多所大学在无锡建立了物联网研究机构,越来越多的行业和企业需要物联网技术人才,加大物联网工程技术各级人才培养力度,已经成为当前职业教育相关专业改革与发展的一项重要和紧迫任务,中职业学校的计算机网络技术专业课程的设置应该着眼于社会的发展需要,增加在物联网技术应用型人才培养,在课程设置、教学内容以及实训上增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,适应社会信息化产业新趋势的发展。
1中职物联网技术专业现状
目前,全国大多数本科、高职院校都开设物联网工程技术专业,并把该专业作为重点规划和发展专业,学科知识体系及课程设置都在研究与探讨,物联网专业教学与实训处在摸索、实践阶段,没有成熟的体系、成功的经验可以借鉴。中职学校也积极创造条件开设物联网技术应用专业,但是物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展技术,主要涉及计算机网络技术、计算机软件开发和电子技术等综合的学科应用,而大多数中职学校学科体系不够完善、受学制,专业师资和教学实训设备等因素限制,如何在学校现有师资、课程、实训设备的基础上,创建能满足物联网产业企业的需求、又具有本校特色的物联网专业,是各个学校急需解决的问题。在物联网技术专业的建设与人才培养上采用两步走的方式来实现:第一步,各中职学校将结合学校学科专业体系的特点与优势在电子技术应用、计算机网络技术、计算机软件技术专业增加物联网技术方向的基础课程和实训课程,进行探索与实践。第二步,整合相关专业教学实践、教学资源,制定统一、完善的物联网专业课程体系和人才培养方案,使之形成一个整体。
2物联网技术的专业课程设置
目前,计算机网络技术专业所开设的专业课程与教学实践都是基于普通计算机之间互联的网络工程技术,而物联网是物与物相连的互联网,是互联网的延伸,物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展综合技术。主要涉及电子技术、网络技术和软件技术等综合的学科应用技术,知识系统非常庞大,必须进行研究与梳理,依据人才培养的目标定位,考虑中职学制与学生学习能力,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识,进行适时课程的设置调整,根据物联网技术系统层次结构特点和关键技术,课程设置如图1所示,使学生掌握新的知识与技术,从而扩大就业面,提升在就业中的优势而计算机网络技术专业标准课程设置中已经涵盖了物联网技术网络层知识领域,只需要增加的主要是物联网感知层和应用层的相关核心课程。具体是在专业基础课增加《物联网技术导论》,专业课上增加感知层《传感技术与检测》、《RFID技术与应用》、《传感网组网技术》课程和《网站建设与管理》、《数据库的应用技术》应用层课程。
3物联网技术实训体系设置
对于中职学生而言,物联网技术应用的定位应体现在工程实践性,学生需要有知识理论的学习,更要注重工程能力的实践,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能,根据物联网技术专业课程的设置,结合计算机网络技术专业的实训教学与设施情况,确定物联网技术专业课程的实训体系,确定实训教学的内容。(见表1)
4物联网技术教学实训的实践
中职计算机网络技术专业受学制(三年)和学生学习能力、实训条件、师资等因素限制,课程调整的空间较小,在明确专业人才培养定位,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识教学与实训,系统的增加物联网技术的知识,适当调整专业课程,一方面将物联网传输层新技术与知识“嵌入”到原有的课程教学中,比如:将传感器技术和RFID技术知识作为电子技术基础的内容,无线传感网组网技术加入到网络课程中,将数据库技术知识融入网站建设与管理课程中。另一方面,进行适时课程的设置调整,在有限的学时上增加《物联网技术应用》课程教学与实训,进行典型的应用系统综合实训,如智能家居与智能安防监控综合实训。
5物联网技术实训室设计
计算机网络技术专业建设有完善的网络布线实训室、网络设备配置实训室、系统搭建实训室、网络安全实训室,能完成网络工程的实践教学实训。物联网技术实训室可以对原有的网络工程实训室进行改造,规划和购置物联网实训模块设备,模拟物联网应用工程环境和实际应用环境,构建“理实一体化”物联网技术应用实训室,拓展原有实训室的功能,提供课程教学实训从理论知识学习、讲解到演示、基本技能训练、工程项目实践等多层次教学实践。借鉴网络技术的项目教学实践体系,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能。因此,通过物联网技术专业课程、实训体系设置、实训实践及实训室建设的研究和探索,我们可以在中职计算机网络技术专业增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机网络专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,扩宽计算机网络专业的学生就业渠道,提高学生就业竞争力。
参考文献:
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[3]李翔宇,曾燕清,陈志德.基于岗位需求的物联网工程专业实训教学体系建设思考[J].福建电脑,2016.
关键词:物联网技术;计算机网络工程专业;学科建设
现代社会发展过程中,对于计算机网络专业人才的培养力度不断加大,究其原因,科学技术创新速度加快,若国内科技产业发展水平不高,则会直接影响我国在国际范围内的地位与经济实力,也同样会制约国家发展与进步。为此,对于计算机网络专业技术人才的需求量必然会增加。在这种情况下,国内高校对于计算机网络专业人才教育与培养给予了高度的重视,要想培养出专业的计算机人才,大部分高等院校计算机网络工程专业的建设都引入了物联网技术,并且确定了该专业建设方向与目标。
1计算机网络工程建设现状
目前,国内已高度重视物联网技术在计算机网络工程建设中的应用,但是通过计算机网络工程的建设状况可以发现,计算机网络工程在实际建设方面仍存在诸多不完善的地方。其中,绝大部分高等院校专业课程体系并不健全,而且教学规划并不科学与合理,物联网技术方面的师资严重不足,甚至在实验室设备方面也有待完善。以上问题都对国内物联网技术专业人才的教育以及培养产生了直接的影响[1]。除此之外,还有很多高校对于计算机网络工程课程并不重视,形式化严重。根据上述研究与分析可以发现,这也是国内计算机人才缺失的根本原因。为此,要想实现高等院校对物联网技术的充分利用,确保计算机网络工程项目得以科学合理地建设,就必须要高度重视专业人才的培养,有效采用正确方法,不断增强高等院校观念与意识。因为高等院校是计算机专业人才集中的场所,因而必须要发挥自身的主导性作用,以保证学生能够更主动地探索计算机网络工程的建设途径,实现该专业的全面可持续发展。
2基于物联网技术的计算机网络工程专业建设路径
2.1物联网发展方向的确定
物联网技术与互联网技术之间存在紧密的联系,在物联网技术当中包含互联网技术,同样也包含射频标签与传感器网络技术,有效地实现了物和物以及人和物之间的智能化沟通与对话,同时构建现代化网络信息系统[2]。以物联网技术为切入点展开分析,要想实现物联网技术的全面发展,就一定要有计算机设计作为重要基础,因为计算机学科是推动物联网知识完善的前提。站在物联网技术结构角度分析,物联网技术可以细化成三个层次,即感知层、网络层与应用层。实际研究结果表明,传统计算机网络工程专业的建设更关注对学生计算机软件开发与应用的引导,通常都是将设计和搭建作为核心,营造计算机网络的教学氛围。在教育教学实践中,物联网技术在计算机网络工程建设中并未得到充分运用,反而是传统的计算机网络工程专业更为突出[3]。所以,要想将物联网技术的作用充分发挥出来,那么专业工作人员不仅仅需要掌握与物联网技术相关的知识以及资料,同样也应确定物联网技术未来发展的具体方向,正确认识物联网技术在计算机网络工程中的重要作用,同时补充应用层以及感知层的知识内容。在此基础上,专业人员还需要合理借鉴传统计算机网络工程具备的优良特点,有机融入物联网技术,进而不断调整并改善计算机网络专业的课程内容,全面培养物联网技术的专业人才。
2.2计算机网络工程专业人才的全面培养
现阶段,我国社会的局势变化速度较快,而在发展的过程中高度重视各方面人才培养,特别是计算机专业人才培养,已逐渐成为国民关注的重点。但是,因为不同高等院校的侧重点存在差异,因而在计算机网络工程教学方面同样存在不同之处[4]。在这种情况下,培养计算机网络工程专业人才时,教育部门必须要构建更为健全的教育教学机制,同时配备充足软件设施以及硬件设施。另外,因物联网技术的实践应用范围较广,所以高等院校在计算机网络工程教学实施的过程中,必须要深入分析物联网技术,同时构建独具特色的教学模式,必须保证计算机网络工程教学形式改革的合理性,并且因地制宜,才能够更进一步创新教学的内容和方法,以保证调动起计算机专业学生学习的积极性,更积极地参与实践教学。这样一来,基于物联网技术构建计算机网络技术工程并培养专业人才才能够取得更为理想的成绩。
2.3网络工程培养模式的建立与健全
要想进一步提高计算机网络工程项目的建设效率,高等院校则需要在实践过程中形成更加完整与健全的网络工程培养模式。根据实践研究结果可以发现,网络工程的培养模式的具体组成有四个部分,即人才专业地位、创新能力的培养、人才培养模式的评价机制以及知识结构[5]。而在以上四个组成部分当中,创新能力与人才培养模式的评价机制占据重要的地位。究其原因,高等院校只有全面创新自身的思想观念,才能够与时展需求相适应,进而构建更具特色优势的网络模式,正确指导并教育计算机网络专业学生,全面培养学生的创新思维能力与自主学习能力。也只有人才培养模式评价机制更加完善,才能够及时发现高等院校培养模式存在的问题,及时采取措施予以弥补。科学合理的教学模式可以为学生提供高质量的教学内容,培养学生的综合能力。以某高等院校为例,其内部设立了“食品营养与安全”以及“工业发酵微生物”等重点实验室以及教育部,并且在食品科学以及生物工程等相关领域取得了理想的研究成果。基于该院校所具备的优势学科,即食品与生物工程,计算机学院网络工程专业就可以将食品安全和生物发酵控制物联网作为应用领域,与食品学院以及生物学院中的专业教学资源相互结合,拓展网络工程专业培养的方向。而在诸多学科交叉与融合的基础上,将轻工行业物联网的应用作为主要特色,构建计算机网络工程专业培养机制。
3基于物联网技术的计算机网络工程专业建设优化策略
物联网技术的运用并不仅局限在计算机网络工程建设过程中,同样可以将其融入到其他专业当中。为此,各高等院校应积极构建更具特色与优势的网络工程建设培养系统[6]。与培养的实际状况以及资料数据相互结合,确定物联网技术的具体培养目标,全面创新课程体系。除此之外,还应与时俱进,充分考虑科学技术发生的变化,适当调整计算机教学大纲,有效补充传统教学方案内容,以保证为学生创造更加理想的学习条件,确保教育教学的特色,在毕业以后学生能够彰显自身实力,提高就业能力以及市场竞争实力。
3.1计算机网络工程专业培养目标
基于物联网技术,计算机网络工程专业的建设应将现代信息处理技术作为重要对象,全面培养学生的科学素养,以保证学生可以在毕业以后将物联网技术应用在轻工行业、科研单位以及信息产业中,成长为更具专业行业知识与技能的应用型人才。在此过程中,需有效培养学生的通信技术、传感技术以及网络技术等基本理论以及应用能力,以实现系统化地集成和技术的开发、应用、推广,提高自身的物联网工程实践水平。对于学生的专业能力培养需要满足以下要求:(1)掌握计算机科学和技术、网络工程等方面的理论以及方法,并具备丰富的基础理论知识;(2)全面掌握传感器技术以及无线通信等相关物联网感知层关键技术的知识以及技能;(3)具有各种类型网络系统运维能力,并具备较高水平的分析、开发以及设计的能力,同时软件编程的能力要突出;(4)可以从事轻工行业中物联网领域的科学研究;(5)深入了解计算机网络与物联网行业的发展动态以及技术标准,熟悉与掌握资料查询以及文献检索的基本方法,能够通过互联网的合理运用获得所需信息内容,并具备信息获取的能力[7]。
3.2计算机网络工程专业的主干课程
对于计算机网络工程专业而言,其物联网方面的课程设置应将专业的培养目标作为重点方向,全面提升学生的动手能力,强化其创新思维。而学生则能够在学习计算机网络和物联网基本理论与知识的过程中,掌握网络分析以及设计方法,同样具备灵活应用物联网的技能。在物联网当中,感知层的作用就是感知并采集现实世界当中的信息,所以,网络工程专业的物联网课程设置应将当前计算机物理层课程作为重要基础,有效结合通信原理、射频技术、传感器技术以及无线通信等多方面的课程内容,使学生能够更深入地理解与物联网感知层相关的理论知识。而针对物联网的网络层,在传统网络工程专业中,已涵盖大部分知识内容,只需将无线传感网络与自组网的理论课程融入其中,即可有效增强学生对于物联网网络层的理解与认知。对于物联网的应用层,其重要的作用就是可以考虑各个行业发展的具体需求构建信息管理平台,同时充分结合行业应用的具体特点,集成相关的内容服务。与应用层特点相互结合,各个院校能够与自身的优势学科相互结合,进而设置具有独特行业特色的物联网信息处理技术、物联网应用程序设计以及无线自组网的应用等相关课程教学[8]。与物联网安全技术相关的课程并不仅仅包含物联网中的三个层次,同样也包含嵌入式知识课程内容。综合性考虑既有网络工程专业课程设置,计算机网络工程专业的物联网课程所包含的内容主要有:网络程序的设计、物联网应用程序的设计、计算机组成原理、离散数学、物联网安全技术、数据结构、数据库原理、网络系统的集成、计算机网络、网络管理、物联网信息处理技术、射频技术和无线通信等。
3.3计算机网络工程专业的专业实验
通过设置专业实验,能够全面培养学生计算机网络技术以及物联网技术的学习与开发能力,并构建综合性平台,以保证学生自身的动手能力与创新能力得到全面提升,使其更加熟悉与了解网络工程以及物联网原理与实践应用。网络工程专业实践环节主要包含了五个部分,即毕业实习阶段、计算机基础练习阶段、课程设计阶段、生产实习阶段与毕业设计阶段。而对于专业实验而言,则主要有面向对象课程的设计、无线传感器网络课程的设计、物联网综合应用课程的设计以及数据结构和C语言课程的设计等。
4结语
综上所述,在物联网时代背景下,物联网技术将被广泛应用在社会各个领域当中,而人才培养是推动该行业发展的根本要素,所以,要想满足物联网行业对于复合型人才的实际需求,有必要深入分析并探讨物联网技术基础上的计算机网络工程专业建设,同时应有效结合传统的网络工程专业和学校内部优势学科,在有机整合跨学科专业资源的基础上,积极成立更具行业特色的应用创新人才的培养模式。本文针对计算机网络工程专业的物联网人才培养目标、主干课程以及创新能力培养方式以及培养模式评价机制展开了深入探讨,进一步推动了高等院校网络工程专业的全面可持续发展,同样也使得高等院校计算机网络专业的发展方向更加明确与合理。
参考文献
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关键词:物联网 档案管理 档案数字化 技术应用
中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)11-0211-01
随着全球一体化,工业自动化和信息化进程的不断推进,科技水平的进步正在改变着我们的生活与工作方式。物联网(The Internet of things)作为一种集合了计算机科学、无线通信技术、数字电路等多种学科知识的先进技术手段,已经从日常起居、办公、商业活动,到军事领域等多方面渗透到我们的生活与工作中。基于此,笔者结合工作实践体会,就物联网技术在档案数字化管理中的应用问题作以下探讨与分析。
1 物联网技术概念及主要特征分析
从目前已有研究来看,对物联网的定义缺乏统一的表述。但从该技术的应用特点来看,普遍认为:物联网是指把所有物品通过射频识别等信息传感设备与网络连接起来,实现智能化识别和管理,实现人类社会与物理系统的整合[1]。在实践应用中物联网表现出以下三个方面的主要特征:
首先,物联网的广泛性和时效性。广泛性是指物联网无线自动联网技术的传感范围具有广泛性特点,同时也指物联网应用领域十分广泛,比如目前的档案管理、教育、医疗、交通等各领域都已不同程度应用物联网技术。而时效性是指在应用物联网技术时获得的传递速度的快捷和感知的时效性。
第二,物联网的智能性和自动性。智能化是指应用物联网时可以对物品进行智能识别传递和控制,从而实现了信息处理效率的提高。自动性是从应用物联网技术对档案管理模式的改变,比如实现无需人员操作,全天24小时运转。
第三,物联网的包容性和创新性。物联网技术系统所包含的关键技术节点很多,比如射频识别技术、信号处理技术以及网络通信协议等,在网络载体方面也是多种多样,因而物联网将多领域、多行业技术融合到一起,体现了物联网的包容性发展。同时,物联网的广泛应用为我们提供了一种全新的思维方式,实现了虚拟世界和现实世界的融合,并将继续引领信息时代的创新和变革的步伐。
2 物联网技术在档案数字化管理中的应用
在信息化时代,档案数字化建设已成为必然的趋势。在实现档案数字化管理的过程中,物联网技术是当前被广泛采用的主流技术之一。物联网技术在档案数字化管理中的应用,促使了档案管理工作的一体化、智能化、自动化水平的提高。
2.1 物联网技术促使档数字化管理的一体化
这里提到的档案数字化管理一体化指包含了文档一体化管理和档案信息资源体系构建两个方面。物联网技术应用于档案工作领域能够为这两方面的工作创造更多的条件支持。
(1)物联网技术实现了档案文档管理的一体化;物联网系统可以实现人与物、物与物之间的通信,实现文件生命周期全程管理。同时,物联网能够有效促进档案室与档案馆的对接,实现档案的指向管理。通过物联网实现的档案指向管理有利于最大限度的发挥档案价值,从而促进了档案数字化建设水平的提高,化解了档案形成与移交等环节的矛盾。
(2)RFID技术对档案信息资源整合的作用;电子标签信息容量大、使用寿命长,可重复使用,随着技术的完善与成熟,RFID标签将成为保存档案信息的优质载体。物联网系统自动采集的档案信息及人工录入的标引信息存贮于电子标签,并与电子文件系统相联系,便能够实现异构档案信息的整合。同时,电子标签标引实现档案信息数字化有利于避免数字化对档案实体造成的机械磨损和人为破坏。
2.2 物联网技术推动档案数字化管理工作智能化
物联网的智能化表现在物联网系统具有智能识别的功能,能够物联网可实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。能够有效地对档案信息进行快速识别,其主要表现在档案检索与档案清点以及门禁系统等领域的应用。
(1)档案数字化管理中RFID技术的应用;在档案检索过程中,RFID设备可以通过阅读器同档案实体中的电子标签进行对话,快速批量读取档案标引信息,并通过档案检索系统实现主题检索。RFID阅读器可以通过与柜架中的电子标签进行对话,帮助利用者快速找到所需档案。此外,物联网技术还可应用于档案清点工作,从而实现档案管理的智能化。
(2)物联网系统的智能识别功能及自助服务的可能性;在档案利用中,物联网系统还能够通过对数据库中信息需求与档案标签中的利用信息进行匹配,智能识别可供利用档案,以便更好地满足用户需求。其智能识别功能可以同检索系统中的专家系统相连接,门禁系统对用户身份进行识别,智能分析出利用权限,进而在自助服务系统中为其提供相应权限的检索服务,使之实现自助档案利用。
2.3 物联网技术促进档案数字化管理的自动化
物联网技术应用带来的档案数字化管理的自动化包括档案的自动形成和档案自动化管理两个方面。这种技术变革极大地解放了业务人员和档案工作人员,同时这种技术的应用还带来了档案载体的变革。
(1)物联网与档案形成的自动化;通过物联网的传感器终端,可以直接生成档案,而电子标签,将成为一种新型的档案载体记录与存储档案信息,并具有即时性与动态性的特点。物联网技术通过电子标签生成的档案对存贮环境要求极低,因此,电子标签作为一种优良的档案载体将在档案工作,尤其是科技档案信息采集工作中将得到广泛的应用,提高档案工作的自动化水平。
(2)物联网对档案数字化管理自动化水平的提高;物联网感知层在档案管理中实时收集与反馈信息,与应用层系的交互,自动传递系统指令并处理信息[2]。其传感器节点可自动获取档案库房信息,并通过网络层与信息处理系统对话,如监测温湿度信息,通过信息的采集和反馈,再由系统向空调等温湿度调节设备发出指令,调控温湿度,这一系列的活动都是有物联网自动运行完成的,不需要人为的干预。
3 结语
综上所述,随着科学技术水平的不断发展,物联网技术作为一种新兴技术,其应用将对档案数字化管理产生深远影响。目前受诸多主、客观因素的影响,档案数字化管理中应用物联网技术还处于探索阶段,相信在不远的未来,物联网技术必将促使档案数字化管理工作的全面提高。
参考文献
关键词:物联网;技术构成;关键技术
中图分类号:TP393文献标识码:A
物联网技术诞生于20世纪初,早期的物联网主要是家庭智能设施与传感器的互联应用,以此为无线终端或设备提供便利化服务。该技术经过十几年的发展和完善,现阶段应用在世界范围内获得了广泛的应用。文中主要对物联网技术的构成及关键技术应用进行探究,为我国今后的物联网技术应用与创新提供可行性参考。
1物联网的基本信息技术及系统构成
1.1物联网的基本概念属性
所谓物联网,就是将各种传感器系统与信息设备接入互联网当中,以此形成一个巨大的智能化网络系统,为用户和企业单位提供生活与工作上的便利,切实满足用户的实际要求。在物联网的构建与设置过程中,应当明确认识到,传感器设备与传感器系统的选择是具有方向性的,在选择系统设备的过程中应通过物通信模式进一步确定传感器系统设备的实际效果,确保构建好的物联网能够形成无线自组织的网络形式,例如:射频标签阅读装置、有传感器网络、二维码识别设备、条码识别设备、全球定位系统等。物联网是由很多先进技术综合构成的,在物联网的运作过程中,系统的核心组成部分就是传感器技术的应用。物联网在正常运作过程中,主要目标是使任何人能够在任何时间、任何地点通过任何途径进行连接与交流,以此体现出物联网的基本属性。现阶段,国内物联网在实践应用过程中充分体现出了收集性、集中性、通信性以及计算性的属性特点,这也是物联网能够在市场上广泛发展与应用的重要因素。
1.2物联网的体系构成
物联网在体系构成上可以归纳为以下几个方面的内容:感知系统的感知性能、互联网的信息传递性能、接入系统的信息接入性能、应用系统的实际应用性能以及服务管理系统的管理控制性能。对于感知系统来说,物联网系统的主要功能是利用各种传感器对周围的环境状态、物质属性、行为状态等因素进行物理量信息的获取,以此为进一步的状态辨识提供可靠的数据支持;接入系统主要的功能是将感知系统所获取的信息转移到互联网当中;互联网在物联网系统的应用过程中,主要是利用IPv6/IPv4等软件设备构建一个相互共享的智能化信息数据交流平台,以此实现各单位信息的整合与应用;服务管理系统的主要功能是通过计算机的智能化管理模式,将互联网中各个单位的大量信息数据加以管理和控制,使用户在利用信息的过程中能够获得更大的便利。
2传感器网络的关键技术
2.1网络接入技术
在物联网的实践应用过程中,数据信息能否稳定持续地保持良好的网络接入状态,取决于网络接入技术的实际应用效果。如果网络接入环节出现了明显的短路或异常情况,那么用户的大量数据信息就很容易出现丢失或者损坏的情况,不能有效做到数据信息的实时性,这将会导致一系列严重的问题,更会影响到物联网的工作质量与实际工作效率。因此,网络接入技术的好坏就会直接影响到物联网的实际应用情况。对于物联网网络的接入方式来说,传统的物联网网络接入技术主要是通过网关来决定和完成的,因此,对于网络接入技术而言,在实践应用过程中需要将终端感知网络与服务器相互连接,例如TD-SCDMA的蜂窝式网络、GSM、WLAN、Intenrent以及WPAN的专用无线式网络等。
2.2智能信号处理技术
在数据信息的采集过程中,技术人员还需要采用初始数据处理方式,对这些数据信息相关联的目标事物进行准确判定,以此得到与目标事物相互关联的数据信息。在数据信息的处理过程中,技术人员首先需要从数据信息中分析出量测值,通过对原始信号进行计算,利用先进的信息提取技术进一步获取原始信号当中的数据信息,在经过筛选与提取后充分提高数据信息的精确值。处理好数据信号以后,还需要在影射空间内进行各类数据信号的转换,使相应的以及具有相关特征的数据信号能够对号入座,准确找出与之相对应的物理事件。智能信号处理技术在实践应用过程中需要利用信号的干扰技术、滤波技术以及分离技术,根据信息处理的具体特征,准确在节点上实现优质化的信息处理。同时也可以在基站上实现信息数据的处理。利用这种信号处理技术,优点是能够在信息的整理过程中有效达到实时性,充分降低数据信息的流失,减少信息数据传输的能量损耗。但是,通过对我国现阶段的智能信号处理技术进行实践研究可知,该技术在应用过程中节点资源较为有效,这就导致低算法、复杂程度较高的问题情况时有发生,技术操作人员的工作难度更是大大增加。因此,技术人员在采用这一方法的过程中,应具体考虑到信息流失量以及能量消耗情况,经过准确计算与研究后,谨慎采用智能信号处理技术。
2.3智能感知技术
物联网作为我国现阶段应用范围较广的一类优质化网络系统应用技术,其最基本的工作环节就是对目标信息进行采集,通过进行物与物、物与人之间的联系,进一步提升传感器系统设备的整体使用效果。在进行数据信息的收集与传输的过程中,技术人员及用户通常都会安装MCU控制器、操作系统以及嵌入式系统,通过这些系统设备,用户可以更加简便、高效地操作物联网的传感器设备,促使采集设备在使用过程中实现高性能、造价低、操作性强的实践应用特点。在物联网的数据信息采集过程中,该技术对数据信息具有全面性、广泛性以及微观形的操作特点,用户或技术人员必须做到信息数据的全面化收集,这样才能更加客观、正确地对温度、光照度、湿度等物理量做出准确计算与研究,以此达到详细的数据信息收集效果。在这个过程中,物联网的智能感知技术是必不可少的,传感器技术的实践应用优势也得以充分体现。
3结语
综上所述,物联网是由多种先进技术综合而成的优质化、现代化网络技术,在实践应用过程中数量多、应用效果较为复杂,具有显著的科学研究价值与实际应用价值。随着我国计算机科学技术的高速发展,互联网时代下的网络应用技术已经成为人们所关注的重点内容,而物联网技术又是网络技术和多种应用型技术的融合,物联网技术的普及,不仅能够做到人与物的信息交流、人与人的信息交流、物与物之间的相互关联,还能充分推动我国现代化科学技术的开发与利用,这对于我国社会科学技术的发展具有重要意义。
参考文献
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伴随物联网技术的飞速发展,物联网整体安全问题逐步成为未来广泛应用、持续优化进程中一类不容忽视的重要问题。物联网发展至高级水平,其场景中各类实体均包含一定程度的感知、运算、分析以及执行功能。倘若该类感知设备普遍应用,便会对我国的基础建设、社会活动以及个人机密信息安全形成全新的影响威胁。为此做好信息工程安全监理尤为重要,只有科学应用物联网技术,构建信息安全交互模型、体系架构,方能激发物联网技术核心优势,确保安全应用实践,提升综合安全水平,并实现全面、持续发展。
1.物联网技术内涵
物联网技术在信息工程安全监理系统中发挥了重要的应用价值,为系统网络化的重要核心。该项技术借助网络平台,应用统一一致物品编码手段、射频识别处理技术以及无线通信手段,可对广阔范畴之中,甚至是全球范围中的各类单件产品进行追溯以及有效跟踪。应用物联网技术手段,可由工程项目的招标环节开始直至工程管理验收环节,对各类应用设施器具设置EPC标志,并应用无线射频手段,传输信息工程各个阶段的价值化咨询信息至网络系统中,进而令监理人员仅依据EPC标签,便可获取产品各阶段包含的信息,进而判定其生产加工直至成品的流程阶段中包含的潜在威胁以及不安全因素。由此可见借助射频识别技术,进行有用信息数据的全面采集分析与汇总,科学应用移动计算手段以及数据库系统设计便可有效对信息工程进行安全管控监理,并做好数据判断辨析,提升综合安全水平,强化实践工作效率。
2.信息工程安全监理科学创建物联网架构体系
信息工程安全监理主要负责信息化工程建设服务、运行升级与优化改造阶段中从事的信息安全有关监督管理活动。
目前,我国信息工程监理框架体系的创建基于IT市场构成了独立体系中的两个层次。应用物联网现代化技术可令信息工程发展建设中包含的安全隐患问题以及存在的风险事项快速的传达至业主,并有效的疏导业主方以及承建方的相关争议与矛盾问题。核心工作内容便是对包含的信息安全相关问题实施风险分析并做好优化管控。信息工程安全监理创建物联网体系架构应涵盖四类组成内容。具体包括物联网系统架构、安全监理平台、监督管理系统以及中间结构体系。信息工程安全监督管理物联网体系架构主体就信息化应用发展过程中安全监督管理涉及范畴广泛、管控指标内容丰富、需连续性实践等具体特征,采用物联网手段技术完成对信息化项目工程的优化改造、建设调节,并实施安全问题管理监视。具体工作内容则涵盖对生产实践场景、环境做好检测监督、进行生产员工安全行为测试管控,并就特定生产物品的整体安全性进行管理监督,重点监视控制人流相对密集的方位,同时做好重要生产设施、以及设备的管理,完善安全事故应急管理阶段中各类场景资讯、人员与物品综合信息的汇总搜集等。
3.物联网技术信息交互安全问题
伴随物联网技术应用服务范畴的持续拓宽,感知网络应对处理的信息呈现出更为多元化的态势,甚至涵盖政府管理、国防建设、军事服务以及金融市场等较多领域。
由此引发的信息安全问题则需要我们重点关注,有效解决。基于网络以及节点有限资源的总量限制,相对来讲较为成熟应用的安全监理措施方案常常不能直接用在物联网感知系统中。为此,研究人员探讨了更为丰富的安全管理方案。例如应用加密技术、安全路由管理协议、管控存取以及数据融合技术等,提升物联网技术应用安全水平。数据加密应用阶段中,基于网络节点存储、分析以及能量的有限,较多手段应用相对简单加密算法。数据加密应用技术中密钥管理尤为重要,其担负着密钥的形成、分发以及保管、更新与处理等任务,在全局预制应用方案的基础上,我们可依据无线感知系统网络结构体系、节点规划以及安全管理需求,创建更为丰富的密钥管理策略。
例如应用预分布处理方案,可在脱机状态下形成一定容量密钥池,各个节点则可随机由其中获取密钥成为密钥环,完成网络系统的规划部署之后,则只需节点包含同对密钥便可应用其组建安全通道。为优化提升物联网架构体系安全能力水平,可进一步优化更新技术方案。可将节点公钥数量扩充,进而令网络攻击影响变得更为困难,进而确保信息安全,优化监理管控。另外,可配设安全路由,科学应对节点、汇聚方位安全问题,确保高效准确的实现信息数据的传输应用。基于无线感知系统网络体现了节点对等以及多跳传输的实践特征,倘若攻击方进行恶意节点布设,便较易形成路由篡改、选择转发影响,导致黑洞以及蠕虫病毒感染问题。为此,应依据无线感知体系网络特征以及物联网技术应用需要,分析制定合理的安全路由应用协议,可应用冗余路由同相关认证机制预防网络不良攻击影响,提升物联网系统技术综合安全水平。
数据融合为物联网交互以及信息感知的核心手段,倘若其中节点被不良俘获,便较易导致融合节点无法分清正常信息以及恶意数据的问题。尤其对融合节点影响攻击,不仅会对下游节点信息形成不良破坏,还会对发送至汇聚节点信息形成负面影响。为此,物联网数据融合阶段中应全面考量信息安全应用问题。可创建良好的融合管理机制,通过随机抽样以及数据信息的互相验证,令用户位于节点遭遇捕获状况,仍旧可判定汇聚节点信息数据安全有效性。
基于节点隐私的暴露,会对检测管理目标整体安全性形成不良影响。为此应创建物联网有效安全保护以及信息存储管控机制。可应用定位协议,利用可信定位确保节点获取正确位置信息,预防不准确定位导致的负面影响,进而全面提升物联网交互以及感知信息综合安全水平,创建优质发展环境。
物联网技术的应用能够使经过互联的设备在无人操作的环境下进行工作,大大的提高了物流行业的工作效率。随着科学技术不断的进步,手机等移动设备也能够进行高速互联,通过云计算技术的帮助,物联网技术逐渐走向成熟。物联网在物流管理上的应用提高了物流行业的工作效率,提高物流管理工作的准确性,为物流行业的高度发展提供了广阔的关键。
二、物联网的基本概念
物联网技术是以计算机网络技术为基础发展未来的一种新型的通信技术。物联网指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、视频监控系统等和“外在使能”的智能化物件或者智能尘埃,例如携带无线终端的个人与车辆等,通过各种无线或者有线,使得长距离或者短距离实现互联互通的通讯网络,应用大集成,云计算等技术,在互联网的环境下,采用适当的安全保障机制,提供安全可靠,个性化的实时在线监控,定位追踪、报警联动、远程监控、在线升级等管理和服务功能,实现对各种事物的高效、节能、安全的“管、控、营”一体化。
三、物联网环境下我国物流的发展情况
(一)物流行业对物联网技术的应用
我国在上世纪末就已经开始了对物联网技术的研究,物联网技术在物流行业中的应用相对来说也比较成熟了,但是,由于我国对物联网技术的应用仍然处于研究阶段,所以,还存在许多需要改进的问题。目前我国物流行业对物联网技术的运用主要是利用物联网技术进行企业的基础信息化的建设和物流行业办公软件中,对物流行业最重要的业务流程以及业务技术规范中还没有应用到物联网技术。仍然停留在表层的应用上,物联网技术中最主要的辅助物流企业决策的基本功能还应用到物流的管理中去。还有一点明显的不足就是,对于一些微小型的物流企业还没有应用到物联网技术,还停留在传统管理的层面上。
(二)物流行业在物联网应用过程中存在的问题
物流行业在对物联网技术的应用中缺少一个技术上的标准,没有一套完整的管理体制。1、物流行业对物联网技术的应用仍然处于研究阶段,物联网主要的功能没有被使用,即物联网的辅助决策功能以及管理功能。2、使用物联网技术的企业没有向更深的层面去发掘互联网的功能,使得互联网的核心功能没有被开发出来。3、物流行业没有根据自身企业的特点度开发物联网技术的功能,循序渐进的使用方法使得物联网的功能单一化,物联网无法发挥其真正的功能。
四、物联网在物流管理上存在的问题
物联网技术和物流行业的构成都比较复杂的,因此,在物流企业中应用物联网技术进行企业管理也是具有一定的复杂性。因此,我国的物流行业在物联网技术的环境下进行多维度协同管理的过程中无可避免会遇到各种各样的问题。
(一)对物流信息进行融合管理
物联网环境下的数据信息来源广,结构各异,数据量大,实时更新,具有一定的不确定性。物流数据资源的及时有效的处理是实现物流信息优化调度和物流业务实时再造的前提。因此,要及时解决物联网环境下物流信息的融合与管理中存在的问题。1、缺少物联网环境下对物流信息在服务层面上的信息融合与管理。2、缺少物联网环境下对物流数据多具有的特点,没有建立针对物联网技术的存储体系。3、在对数据进行检索应用的过程中,过于重视从技术角度上去研究新的查询语言和数据跟踪技术,忽略了从面向服务的角度研究数据之间的关联关系,建立检索、回溯模型等。
(二)物流行业的业务管理上存在一定的问题
在现行的物流行业的管理中,物联网环境下业务流程管理方面仍旧处于一个理论阶段,缺少实践经验。业务流程再造既是对组织结构和管理模式等的重新设计,还是一次重要的革命,旨在重新塑造符合时展潮流的经营理念和思维方式,对于如何保证物联网环境下物流业务管理,许多学者都开展了相应的研究课题,其中主要存在的问题有:1、业务流程再造过程中系统需求分析问题。2、物联网环境下业务流程需要建立一个合理的评价体制和正确的评价方法。
(三)缺少相关的物流管理标准体系
无论国内还是国外都没有制定相关的在物联网环境下针对物流管理的标准,为物流行业和物联网技术发展提供带来一定的阻碍。
五、物联网环境下多维度协同物流管理的对策
(一)加大物联网环境下信息的融合与管理力度
在物联网环境下,应该全面的从数据信息的各种特点出发,对信息进行融合和管理,建立完善的存储系统,完善信息的检索和追踪。
(二)实现物联网环境下物流业务再造
设计合理的业务流程和业务目标,仔细分析系统所需问题,对业务过程中存在的瓶颈进行优化配置,建立合理的评价体系,选择正确的评价方式。
(三)在现有的基础上大力开发物联网技术的潜能
虽然,我国对物联网技术的研究开始的比较早,但是还存在很多的不足之处,物联网环境下多维度协同物流管理还存在很多技术难点,相关的研究人员应该加大对物联网技术的研究,逐渐完善物联网环境下物流管理体系。
六、总结
关键词:物联网技术与应用 教学目标 知识体系 内容安排 教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(a)-0162-03
物联网(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出,随着技术和应用的发展,物联网内涵不断扩展[1]。目前业界普遍认为:物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别,通过网络传输互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[2-5]。
物联网可以广泛应用于经济社会发展的各个领域,引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革,成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎[6]。近年来,在“两化融合”和“感知中国”等国家战略背景下,物联网发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。我国经济社会各领域蕴含巨大的物联网应用潜能,众多行业对物联网技术人才需求旺盛[7]。为此,中国传媒大学于2012年通过教育部审批,依托理工学部信息工程学院网络工程系开办物联网专业方向,成为全国较早面向本科生开设物联网专业方向的高校之一。
1 课程教学目标
《物联网技术与应用》是网络工程系物联网技术专业方向学生学习的第一门专业课,其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术,对物联网在各个领域的典型应用有所认识,在此基础上了解物联网系统的整体框架,明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系,为后续的学习打好基础,同时激发学生的学习兴趣[8]。因此,《物联网技术与应用》课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量,进而影响到我国物联网技术发展的进程[9]。
2 课程知识体系及内容安排
2.1 知识体系
物联网的架构分为3个层次:感知层、网络层和应用层,如图1所示[1]。
感知层是物联网的“皮肤”和“五官”,用于识别物体、采集信息,是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。感知层中的自动感知设备包括:RFID标签与读写设备、传感器、GPS、智能家用电器、智能测控设备等;感知层中的人工生成信息设备包括:智能手机、智能机器人等。
网络层分为接入层、汇聚层与核心交换层。接入层通过各种接入技术连接最终的用户设备。汇聚层的功能为:汇接接入层的用户流量,进行数据分组传输的汇聚、转发与交换;根据接入层的用户流量,进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理,以及安全控制、地址转换、流量整形等处理;根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境。汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线路构成了传输网。
应用层可以进一步分为管理服务层和行业应用层。管理服务层通过中间件软件实现了感知硬件与应用软件物理的隔离与逻辑的无缝连接,提供海量数据的高效、可靠地汇聚、整合与存储,通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算,为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务。行业应用层由多样化、规模化的行业应用系统构成,包括:智能电网、智能环保、智能交通、智能医疗等。
此外,涉及感知层、网络层与应用层的共性技术包括信息安全、网络管理、对象名字服务与服务质量保证等。
2.2 内容安排
《物联网技g与应用》课程的内容安排[10-12]如图2所示,其中,各部分包含的主要内容有[1-6]以下几方面。
物联网概论:物联网发展的社会背景、技术背景;物联网的定义与主要技术特征;物联网体系结构;物联网关键技术与产业发展。
RFID技术:自动识别技术的发展背景、条形码简介、磁卡与IC卡的应用、RFID、RFID应用系统结构与组成、RFID标签编码标准。
传感器技术:传感器;智能传感器与无线传感器;无线传感器网络;无线传感器网络通信协议与标准。
嵌入式技术:智能设备的研究与发展;集成电路;嵌入式技术的研究与发展;RFID读写器与中间件软件设计;无线传感器网络节点设计;可穿戴计算研究及其在物联网中的应用;智能机器人研究及其在物联网中的应用。
移动通信技术:通信技术的发展;移动通信技术的研究与发展;3G技术与移动互联网应用的发展。
定位技术:位置信息与位置服务;物联网中的位置服务;定位系统;移动通信定位技术、基于无线局域网的定位技术、基于RFID的定位技术、无线传感器网络定位技术。
数据处理技术:物联网数据处理技术的基本概念;海量数据存储技术;物联网海量数据存储与云计算;物联网数据融合技术;物联网中的智能决策。
信息安全技术:物联网信息安全中的四个重要关系问题;物联网信息安全技术研究;RFID安全与隐私保护研究。
物联网的应用:智能电网;智能交通;智能医疗;智能物流。
3 课程教学方法
自2014年春季学期《物联网技术与应用》课程首轮授课起至今,笔者已从以下几方面做了有益尝试,取得了良好的效果。
3.1 采用“翻转课堂”模式将课堂内外相结合
翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。该教学模式需要学生在课后完成自主学习,即自主规划学习内容、节奏、风格和呈现知识的方式,可以通过看视频讲座、听播客、广泛阅读各种书籍、与其他同学讨论等方式进行。教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习,其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习体验。翻转课堂是对传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆。
在该课程的讲授方式上,笔者尝试引入“翻转课堂”模式,转变以往授课过程中教师“满堂灌”、学生只是被动接受的传统教学模式,利用教学实践中小班授课、学生人数较少的优势,使每位同学都有机会走上讲台,轮流充当“教师”的角色,过一把“教师瘾”,从而充分调动学生的学习积极性和主动性。具体的实施过程为:首先,请每名学生选取物联网学科中自己较为感兴趣的一项具体技术作为自己的讲授对象,通过广泛查阅书籍文献资料、上网搜索最新科技资讯等方式了解该项技术的来龙去脉、前世今生及发展前沿。然后,请学生自制课件,通过文字、图片、视频等方式形象生动地向大家讲解艰涩枯燥的具体技术内容。其间,其他同学可以随时提问,形成良好的互动效果,极大地活跃了课堂气氛,同时也锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力。最后,由教师点评学生的表现,指出其讲解的优缺点,并补充完善知识点内容。学生的个人表现很大程度上决定了该门课程的个人结课成绩。通过3年来具体的实践,笔者发现学生们搜集资料的深度和广度都远远超出了笔者的预期。作为老师,在授课的同时也收获了很多新知识,达到了教学相长的目的。
3.2 教学与科研相结合
教师授课过程中应避免简单生硬地照本宣科,而应以自身的科研经历和科研体会现身说法,以激发学生的学习兴趣。物联网作为一门新兴学科,发展日新月异。每轮备课时都要加入新的科技进展,对于教师来讲,在科研方面需要不断地关注科技前沿动态,及时更新知识,极具挑战性。就笔者而言,由于一直从事数据挖掘领域的研究,在讲授第八章《物联网数据处理技术》时,就结合目前正在进行的有关电视节目受众收视情况的数据挖掘研究课题,以实验中具体的数据、模型为例,为学生讲解数据挖掘技术的具体流程和其中的关键步骤,从而进一步加深学生对该技术的理解程度。
3.3 “走出去”与“引进来”相结合
“走出去”是指教师应当经常参加国内外相关教研机构组织的高校物联网专业建设的培训班、研讨会等,广结同行,吸取其他兄弟院校专业建设、课程改革的成功经验,达到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,还可以与国内一些专业从事物联网技术的企业建立良好的合作关系,建立学生实习、实训基地。学生可以到企业实地参观相应的产品生产线,以便与课堂中学到的知识点概念、原理联系起来,获得感性认识,从而加深理解。同时,学生可以利用寒暑假时间到企业实习或选派学生到企业进行毕业设计,不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式,还可以为企业提供专业的人才,拓展学生的就业渠道[13]。
“引进来”是指教师应当定期邀请国内外物联网专业的权威教授、相关技术人员走进课堂、走上讲台,为学生带来最新的行业发展信息。此外,在教材选择方面,教师应当不局限于国内出版的一些经典教材,还应当广泛引进国外的外文教材,追踪国际领先的前沿技术[14]。
综上所述,文章从“物联网技术与应用”课程的教学目标、知识体系及内容安排、教学方法等方面进行了探讨。由于物联网技术是近年来的新兴技术,该课程也是中国传媒大学理工学部信息工程学院网络工程系自2014年首次引入的新课程,一切还在逐步摸索过程中,因此,探寻一套适合本专业学生的课程教学方案任重道远。
4 结语
此文是笔者近3年来参加物联网专业建设研讨班培训、备课、授课的心得体会。由于笔者的验有限,考虑问题难免有失偏颇,望与各位读者共同探讨。作为一名青年教师,笔者未来仍然需要逐步沉淀,不断思考、总结、实践,为培养出社会需要的物联网专业人才贡献力量。
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【关键词】物联网技术;煤矿;综合信息化
改革开放30余年的发展历程中,随着经济建设步伐的不断加快,我国煤炭行业取得了长足的发展。随着产业体制改革的不断深入,以人为本生产理念不断深入,煤炭行业将安全生产观念贯穿于产业发展始终,我国煤矿在构建和完善安全生产体系领域取得了巨大的成绩。但是受到实践技术水平和传统生产观念的影响,与国际先进国际先进煤矿安全体系相比,仍然存在不足之处,煤矿安全生产问题层出不穷。因此,煤矿综合信息化建设对煤炭行业的健康可持续发展起着至关重要的作用,随着科学技术的迅猛发展,物联网技术应在煤矿综合信息化建设过程中扮演重要角色,为煤炭行业甚至现代化建设提供科学技术上的保证。
1物联网技术概述
1.1物联网技术在煤炭行业的应用前景分析
物联网技术在煤炭行业的广泛应用实际上为煤矿安全生产问题提供了技术层面的支持。通过物联网技术对煤矿实现感知,是保障人民生命财产安全的需要,关乎民生的重大问题。同时是提高煤炭企业安全生产、高效生产的需要,关乎市场经济发展甚至经济建设的稳定发展。物联网技术在煤矿中的应用,具有耗资小、收益高,空间占有量小、实践收益性高的优点,在煤矿综合信息化平台建设过程中发挥着重要作用,所以,物联网技术在煤矿中的应用具有广阔的发展前景。
1.2物联网技术的技术基础分析
物联网技术是现代科学技术发展的重要成果,是人类智慧的结晶。物联网技术是多项现代科学技术的结合体,以射频技术、遥感技术、互联网技术三项重大科学技术为技术基础。(1)射频技术。射频技术(RadioFrequencyIdentification)又称射频识别技术,即国际通用的RFID技术。射频技术是通过射频识别系统完成监测工作的一项高新技术成果,射频识别系统由射频识别电子标签、射频识别阅读器、射频识别数据管理中心组成,能够对正处于高速运行状态的物体进行多角度,全方位的识别,在操作上具有方便快捷的特点[[1]。(2)无线传感器网络。无线传感器网络由安插在各生产区域的微型传感器环节组成,通过无线遥感的方式形成的一种能够实现快速传递信息的系统,是信息采集、信息整理、信息传递的综合体。传感器网络具有动态性高、设计范围广泛和兼容性强的特点。
2煤矿综合信息化建设现状分析
煤矿综合信息化是指在煤矿生产过程中,充分与先进信息技术结合,实现对传统生产模式、监控系统的变革,进而发挥信息化在工业生产中的重要作用,实现以信息化带动工业化的长远发展目标。根据市场经济对企业管理模式提出的要求,普遍煤炭企业已经建立了集生产管理、销售管理、财务管理、制度管理、人力资源管理、办公自动化管理、安全管理等各项企业管理于一身的现代煤炭企业管理体制。随着信息技术的不断发展,物联网技术在煤炭企业的应用越来越广泛,主要表现在以下三个方面:(1)物联网技术在人员定位上得到广泛应用。大多煤炭企业在矿井的重要节点,矿井重点区域、和重要安全监控区域设置了信息采集器,生产员工在进入矿井重要节点区域范围时都将信息录入人员定位系统中,通过物联网技术对人员活动的动态情况进行全方位监测。(2)物联网技术在矿井通信系统上得到广泛应用。煤炭企业在矿井下设置基站,实现对控制器发出信息的有效采集,及时将采集的信息通过无线传感器网络进行传递,实现了井下的通信无障碍,有力避免井下作业的通信隐患,提高了煤炭企业安全生产系数[2]。(3)物联网技术在设备点检查与管理中得到广泛应用。煤炭企业针对矿井中每台设备配备完善的检查和管理系统,通过物联网技术对生产设备的监测与管理,能够及时准确的接收生产设备传递的各类信息,及时做出应对措施,实现了对生产设备的高效管理。
3物联网技术在煤矿综合信息化建设中的应用分析
物联网技术作为多项科学技术的结合体,在煤矿综合信息化建设过程提供先进技术的保障与支持,对推动煤炭产业发展必将发挥不可替代的作用。
3.1工作人员、生产设备管理与物联网技术的有机结合
在煤炭企业的生产活动中,实现员工、生产和设备管理与物联网技术的有机结合,可以将煤矿生产中的动态信息和静态信息有效统一,进而采取行之有效的应对措施,实现对工作人员和生产设备的有效管理。实现工作人员、生产设备管理与物联网技术的有机结合实际上是要求将射频技术、无线网络通信技术和GPS定位技术广泛应用于煤炭企业的生产活动中。借助射频技术和无线网络通信技术实现对工作人员和生产设备静态生产信息的有效采集和传递,借助GPS定位技术对正在高速运行的生产车辆等动态生产信息进行采集,并将采集到的信息及时传递到综合信息数据库中,使煤炭企业能够根据综合信息做出有效的信息化管理,实现煤矿综合信息化管理的目标。
3.2煤矿环境监测与物联网技术有机结合
随着可持续发展观念的不断发展,环境保护问题已经成为制造业在生产活动中必须考虑的重要因素。因此,煤炭企业在进行煤炭开采的过程中必须对环境保护问题予以足够的关注和重视。煤炭企业通过射频技术实现对煤矿内部诸多环境因素如:温度、湿度、有害气体排放量的有效监测,经过高速的无线通信网络传递到煤炭企业综合信息平台,通过互联网技术对信息的有效处理和分析,得出应对措施的结论。所以,实现煤矿生产环境监测与物联网技术的有机结合对煤炭企业综合信息化建设起到决定性的作用[3]。
3.3生产设备的远程维护与物联网技术有机结合
生产设备是工业生产的硬件保障,是一切生产活动有序进行的根本条件。利用物联网技术,实现生产设备与物联网的有效连接,并将其汇聚到煤矿的监管平台可以有效的降低设备故障发生概率。例如,将焊接智能化技术运用到煤矿生产设备的维护中,通过RFID技术实现对设备的有效监控,借助微处理器的功能对生产设备有效控制,实现生产设备的远程焊接。
4结语
综合信息化建设对于煤炭企业提升综合竞争力具有重要意义。随着科学技术的不断发展,将物联网技术充分应用到煤矿的综合信息化建设中,将极大程度的推进煤炭企业的有效生产和安全生产。希望通过本文的论述与分析,能够为煤炭企业引入物联网技术加速综合信息化管理平台提供借鉴和参考。
作者:王玉斌 单位:焦作煤业(集团)有限责任公司计讯处
参考文献
[1]马小平,胡延军,缪燕子.物联网、大数据及云计算技术在煤矿安全生产中的应用研究[J].工矿自动化,2014,08(04):5~9.
关键词:物联网;制造业信息化;关系;作用
中图分类号:TH-39;F49
互联网本身是虚拟的,而当其和感应技术结合在一起后,就会融合成为互联网技术,这就使得互联网逐渐现实化,并对现实的工业发展有了改善和优化的作用。实际上,物联网是互联网的大规模实践,是虚拟向现实的转化,将两者有机的结合在一起。除了互联网技术,物联网技术还用到了RFID 技术、EPC 标准等,正是无线数据通信、射频识别等技术的应用,使得物联网实现了物品信息的实时共享。当前全球经济一体化趋势逐渐加强,在这样的情况下,我国的制造业面临着巨大的市场竞争压力,如何将物联网技术应用到制造业中去,是改变当前制造业发展困境的重要手段,对于提升制造业的竞争力有着重要的作用。
1 物联网技术简要介绍
为了更好地了解物联网在制造业信息化中的作用,就需要对物联网技术有清晰的认识和了解,所谓的物联网我们也可以形象的称之为物物相连的互联网。其主要具有两个方面的含义:其一,互联网仍旧是物联网的重要的基础,物联网实际上是互联网的延伸;其二,物物之间的信息交换以及通信实际上是用户端的扩展和延伸。基于此,我们可以知道,物联网实际上是连接物理的世界网络,其包含着诸多的技术基础,不但有传感器网络、通信网、智能运算技术,还包括RFID等感知技术、互联网技术等,这些技术就使得物联网具备了全面感知、可靠传送、智能处理的特征。通过物联网技术,物理世界能够更好地被我们所感知,这样不论是认知世界还是处理相关问题,都更加便利和快捷。
2 物联网和制造业信息化的关系
分析了物联网技术之后,就需要对制造业信息化进行相应的阐述,并对物联网技术和制造业信息化之间的关系进行论述,这样才能为我们了解物联网在制造业信息化中的作用奠定认知基础。
2.1 制造业信息化概述
随着信息化技术的不断应用,我国的制造业生产和经营中逐渐引入了信息化元素,且制造业信息化取得了一定的成果,但是相较于其他行业信息化的程度,我国的制造业信息化程度还不是很高,在制造业中存在的比较普遍的问题就是“信息孤岛”,而石油、电信等行业的信息化进程则比较顺畅。所谓的信息化实际上就是将各个子系统进行整合,形成一个完整的系统,各个部门都能使用系统,从而实现信息的有效共享。制造业信息化在我国已经进行了20余年,虽然大量的人力、物力、财力投入进去,但是成果却令人不是很满意,“信息孤岛”大量存在。我国现在仍旧是制造业的中心,若是不能改善制造业信息化的程度,会使我国制造业的发展面临很大的平静。当前的市场竞争越来越激烈,物联网技术得到了快速的发展,企业只有更好地实现信息化,才能获得相对的竞争优势。
2.2 物联网与制造业信息化的关系
通过上述对物联网技术的分析,我们知道实际上物联网技术就是对互联网的延伸和拓展,其使得企业的信息化得到了拓展,有了更为广阔的实现平台。然而,我们应该看到的是制造业相对其其他行业比较特殊,为了支撑起生产,大量的人员和设备是在所难免的,且其生产出来的是实在的产品。而物联网本身就是建立物物之间的联系,从这个角度来看的话,物联网技术的应用对制造业信息化有着很大的意义。诸如RFID技术的应用,我们可以将其配备个生产人员,这样就能对人员的状态和位置进行识别,加强流程控制。在企业的产品中,我们也可以利用这种技术,这样就使企业能够及时捕捉产品的位置信息,通过和其他职能设备的连接,还能实现网络化监控和远程控制,这样就极大了提高了生产、运输、维护等方面的有效性。
3 物联网在制造业信息化中的作用
射频自动识别(RFID)技术是物联网技术的重要组成部分,也是其促进制造业信息化的关键技术,通过将自动识别技术和互联网技术、通讯技术等的集合,就能实现物品直接爱你的交流,在互联网上实现信息的共享,物品之间也能自动识别,自动识别技术在诸多方面都有着重要的应用,不但包括物流、零售、环境保护,还包括金融、物品防伪、身份识别等,要将物联网与制造业信息化联系在一起,这是至关重要的技术。RFID实际上是一种射频识别技术,其不需要进行接触,获取相关数据是通过射频信号自动识别目标对象来完成,多个标签可在同时完成,具有较强的操作性。一般来说,RFID系统不但包括电子标签、数据、记录操作,还包括独读写器、组织等,通过这样的操作步骤,工作人员的工作效率能够得到较大的提升,进而提高企业的生产效益。标签信息通过无线电频率收发。可视的联系不必须存在于对象和读卡器之间,完成识别和信息存储过程可以在无人看管的情况下进行,包装物、运输容器和金属都能被这项技术穿过,进而读出相应的标签信息。从这里我们也可以看出来,无论是RFID技术,还是电子标签,实际上就是“移动的信息载体”,制造业的作业流程和管理模式和这种技术有着天然的适应性。具体来说,物联网技术对制造业信息化的作用主要可以体现在如下几点:
3.1 生产智能化
通过以RFID技术为主的物联网技术的应用,产品的生产能够实现智能化,通过对产品静态信息的记录,依托于各种传感器,就能实现模数转换,这样设备的运行状态就能及时被我们获悉,通过互联网我们就可以实现对设备的智能化管理,从而实现自动化生产,这样不但解放了大量人员,还在很大程度上提高了生产效率。
3.2 物流追踪化
RFID技术应用到物流当中,物品的位置、连接、数量等相关的信息都能及时的传输到计算机上,通过集中信息,进行发出相应的处理意见,这样就实现了物理管理的高效化。
3.3 服务及时化
产品的运行状态能够通过无限网络进行有效地获取,这样就能为客户提供在线的售后服务,使得制造业售后服务水平得到了很大提升。
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【关键词】物联网技术 技工院校 物流专业 发展策略
一、前言
从目前技工院校物流专业教学情况来看,主要存在针对学生素质的理论研究不够,学生逻辑思维没有得到有效拓展、学校物联网技术的应用程度较低、校企合作有待加强等几方面问题,制约了技工院校物流专业的发展。对此,必须采取有效的改进措施,在物联网技术下对技工院校的物流专业发展进行改革创新,从而有效地提升物流专业的教学水平。
二、技工院校物流专业教学的现状分析
(一)针对学生素质的理论研究不够,学生逻辑思维没有得到有效拓展
随着我国社会经济的不断发展,市场上人才的竞争日趋激烈,企业对于物流人才的素质及创造性思维要求也在不断地提高,物流专业学生的就业压力在不断地增大。但是,技工院校物流专业没有结合市场上企业对人才的要求对学生的素质进行理论研究,导致学生的思维无法得到有效的拓展,进而影响到物流专业学生的良好发展。
(二)物联网技术的应用程度较低
从目前技工院校物流专业物联网技术的应用情况来看,其存在着应用程度较低的问题。导致此类问题出现的原因是多方面的。例如,学校不重视物联网技术,进而没有引进物联网技术;此外,资金不足导致学校无法大量购买物联网相关的设备,从而影响到技工院校物流专业的办学质量,长此以往也会阻碍学生的良好发展。
(三)校企合作有待加强
随着社会经济的飞速发展,技工院校物流专业的发展也极为迅速,技工院校对学生的就业也越来越重视。技工院校通过校企合作,不仅给学生营造一个良好的实习环境,同时对促进学生顺利就业也有着一定的作用[3]。而从技工院校物流专业的实际发展情况来看,校企合作有待加强,再加上师资队伍的建设不足,对物流行业的操作流程了解不够深入,造成学生所学习物流专业知识不符合物流行业的人才要求,从而影响到技工院校物流专业学生的顺利就业。
三、基于物联网技术下技工院校物流专业的发展策略
传统技工院校物流专业教学中存在很多不足,这些问题也是阻碍技工院校物流专业发展的主要问题,如果不能及时采取有效改进措施,会影响到物流业的发展。在物联网技术飞速发展的过程中,对技工院校物流专业的发展必须进行改革创新。下面笔者主要从深入改革教学方法、切实有效地完善物流专业课程体系、加强校企合作等方面进行分析:
(一)深入改革教学方法
陈旧的教学方法将会对物流专业的发展造成极大影响,不利于学生的就业发展。因此,为了确保学生的良好发展,应深入改革教学方法。首先,在物联网技术发展的基础上,技工院校物流专业的教学方法应不断改革和创新。应用现代化物联网技术,能够调动学生学习的积极性,提升学生的综合素质水平,为学生专业能力的形成以及长远发展打下良好的基础。其次,应改进物流专业的教学形式。物联网技术的发展也推进了物流技术的创新与应用,为满足市场的发展需求,应加强物流新技术的学习,如,无线射频识别、货物跟踪定位、智能交通、物流信息平台、移动物流信息服务、物流管理软件等,这对促进学生的学习以及未来的就业有着极大的作用。另外,在改进教学方法的过程中,会涉及很多新技术,而在学习新技术的过程中,需要相应的硬件设备作为支持。因此,应加快先进物流设备的引进,这样不仅可以促进学生的学习,同时可以让学生进一步了解物流装备的发展。此外,可以通过开展小组讨论、主题演讲等多元化教学方式培养学生的学习兴趣,如此更有利于学生的学习和发展。
(二)切实有效地完善物流专业课程体系
物流专业课程体系的不合理、不完善,会直接影响到技工院校物流专业的发展以及学生的就业发展,因此,基于物联网技术发展的情况下,应切实有效地完善技工院校物流专业课程体系。首先,应关注物流业前沿技术,并将物流专业课程体系化繁为简。基于物联网技术的技工院校物流专业课程体系应摒弃传统物流专业课程的枯燥教学内容,凸显出线射频识别、货物跟踪定位、智能交通、物流信息平台、移动物流信息服务、物流管理软件等新型物流模式的地位,加强学生对新物流技术的了解和学习。其次,应强化意识,为学生营造一个良好的学习氛围。基于物联网技术的影响下,应注重物流专业人才的专业知识、专业道德以及职业技能的培养,尤其是职业道德的培养,主要包括以礼貌待客、以客户服务为中心、保证客户的服务质量、诚信、环保意识、节省能源等,应将其融入物流专业课程体系教学中,不断地强化学生的各方面意识。
(三)加强校企合作
在物联网技术不断发展的情况下,校企合作显得更加重要,加强校企合作可以推动学校和企业的互利共赢,促进学生的长远发展。所谓校企合作,主要是学校和企业之间的共同合作,一方面是为了满足企业的用人需求,另一方面是为学生提供良好的实践学习平台,从而实现学校和企业的双赢。首先,应拓宽渠道,打造校企合作的新道路。就现阶段校企合作的模式来分析,主要合作模式包括实验设备附带的合作服务,即设备使用、教师培训等以及与培训机构联合培养应用物联网技术的智能物流专业人才,还有通过校企合作联合建设实验室、校企合作基地。例如,通过校企合作建设应用物联网技术的智能物流实验室、校企合作基地等。在今后还会进行深度校企合作,建立校企合作应用物联网技术的智能物流研究中心,联合开发实验设备及实验教材,订单式培养应用物联网技术的智能物流专业人才等。另外,随着科学技术的飞速发展,应不断地创新理念,推动校企合作新发展。如,监理物联网产、学、研的联盟,使物流专业有着更好的发展。
(四)加强对学生素质的理论研究,切实地扩展学生的逻辑思维
在技工院校物流专业实际的发展中,需要不断加强对学生素质的理论研究,切实拓展学生的逻辑思维。学生的专业素质应以企业的用人标准为主,因此,教师应积极开展社会调查,了解物流企业对于物流人才有哪些方面的需求,进而结合物流企业的要求加强对学生素质的理论研究,以更好地培养学生的专业素质,提高学生的社会竞争力,促进学生良好发展。此外,教师还应该通过培训、日常训练的方式拓展学生的逻辑思维,激发学生的创造力,实现最佳的教学效果。
(五)提高物联网技术的应用水平
技工院校物流专业要想获得长远发展,需要不断地提高物联网技术的应用水平,积极引进各种物联网设备,以供学生的学习之用。此外,针对资金不足的问题,应该积极吸纳社会资金,通过合作的方式办学,从而为学生提供多种物联网设备,提高学生的学习质量,从而促进技工院校物流专业的良好发展。此外,在引进先进的物联网技术之后,应鼓励学生高质量地使用相应的物联网设备,进而将物联网设备的效能最大限度地发挥出来,实现最佳的应用效果。
四、总结
综上所述,随着社会经济的飞速发展,物联网技术的发展也极为迅速,推动了物流业的快速发展,同时物流业对人才的要求也不断地提高,如人才的专业技能、职业素质、职业道德等,这给技工院校物流专业的发展带来一定的挑战。通过本文对物联网技术下技工院校物流专业的发展研究,笔者主要对传统物流专业发展中存在的几方面不足展开分析,也提出了在物联网技术下如何发展物流专业,促进学生的长远发展,希望能够为技工院校物流专业的发展给予一定的启发,促进物流行业的发展,也进一步推动社会的发展和进步。
【参考文献】
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关键词:物联网;导论;层次结构;教学内容
作者简介:吴治海(1981-),男,安徽亳州人,江南大学物联网工程学院,副教授。(江苏 无锡 214122)
基金项目:本文系江南大学本科教育教学改革研究项目“物联网新专业实验实践性环节设置策略研究”(项目编号:JGB2011057)、“物联网新专业人才培养与产业结合模式研究”(项目编号:JGB2011053)的研究成果。
中图分类号:G642.421 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0070-02
最近几年,物联网(Internet of Things,IOT)概念的提出及其技术的飞速发展引起了世界各国的广泛关注,被称为继计算机与互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。为了能在这一技术领域占据重要位置,许多国家提出了相应的物联网发展战略。如美国的“智慧地球”、日本的“u-Japan”、韩国的“u-Korea”、欧盟的“欧盟物联网行动计划”、中国的“感知中国”等。发展物联网技术的基础与核心是培养物联网方向的专业人才,为此,国内各大高校相继开设了物联网工程专业并开始招收第一届本科生,如哈尔滨工业大学、华中科技大学、西北工业大学、北京科技大学、江南大学、南京邮电大学等。然而,物联网工程的新专业属性,决定其人才培养方案的制订、课程的设置以及教学方法的实施等,目前仍处于“摸着石头过河”的探索性阶段。但是,国内目前已开设物联网工程专业的大部分高校,都将“物联网技术导论”作为本专业的第一门课程,旨在向学生整体介绍物联网的概念、内涵、关键技术、发展现状以及主要应用等,以激发学生的学习兴趣,并使学生树立学习的信心。因此,“物联网技术导论”课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量,进而影响到中国物联网技术发展的进程。
一、物联网的概念及内在层次结构
目前,关于物联网的定义有多种,但是被大多数学者认同的一个定义为:物联网,即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息的交换与通讯,以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。使用通俗的语言,可以这样表述物联网的内涵:使用传感器获取物理对象的信息、使用网络传输信息、使用计算机处理信息、使用控制器设计反馈控制策略、利用执行器对物理对象进行控制与管理等各类操作。由此可以绘制出物联网中的信息流(如图1所示)。因此,从控制学科的角度来说,物联网是一个典型的网络化控制系统(Networked Control Systems,NCS)。从物联网的定义以及图1中展示的物联网中的信息流向,可以概括出物联网的层次结构:感知层、网络层、处理层与控制层(如图2所示)。其每层的功能分别为信息的获取、信息的传输、信息的处理与信息的反馈。这四层结构的划分是对传统的物联网三层结构,即感知层、网络层与应用层的进一步细分,本质上是一致的。从这四层结构的划分不难看出,物联网技术涉及信息技术领域的四大一级学科,即电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术以及控制科学与工程。因此物联网是一个多学科交叉的技术,这使得物联网的内容极为丰富。但另一方面,这种交叉性也增加了“物联网技术导论”课程的讲课难度,对教师的专业素质提出了更高的要求。因此,如何选择讲课的重点,既让学生感受到物联网技术的重要性,激发他们的学习兴趣,又使他们面对繁杂的内容而不畏惧,树立学好物联网技术的信心,具有重要的意义。
二、“物联网技术导论” 教学内容选择
目前国内已出版发行的“物联网技术导论”教材有十多本。[1-12]通过浏览这些教材的目录,不难发现物联网内容极其庞杂,主要涉及传感器技术、无线传感器网络、射频识别技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、无线单片机、嵌入式系统、云计算技术、机器学习、模式识别、数据挖掘、智能信息处理技术、物联网控制技术、物联网安全技术、物联网技术标准、物联网应用等。依据物联网的四层结构,可以将上述内容进行如下层次归类:感知层包括传感器技术、无线传感器网络与射频识别技术;网络层包括短距离无线通信技术与远程通信技术;处理层包括云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘;控制层包括物联网控制技术;物联网安全技术、物联网技术标准与物联网应用横跨物联网的四层结构。但另一方面,作为一门导论课,一般来说讲课时间会限制在20课时以内。试图在较短的时间内把上述内容完全彻底讲一遍是不现实的,因此需要选择重点内容进行讲解,目标是让学生对物联网的整体架构、关键技术有一个整体上的清晰认识。那么如何选择主要内容呢?以江南大学已经实施两年的“物联网技术导论”课程教学方案为例,结合物联网的四层结构,来分配每讲的主要内容。目前江南大学“物联网技术导论”课为16课时,除去最后一次考核占用的2课时,还有7讲14课时。下面,结合物联网的四层内在结构,详细叙述每讲的主要内容。
第一讲——绪论。介绍物联网的基本定义、内在结构、研究现状、发展动态、主要应用领域。重点讲解物联网的基本定义与内在结构,讲解时应播放一段物联网应用案例的视频,增加学生对物联网内在结构的整体认识。
第二讲——感知层技术一。介绍智能传感器技术,包括传感器技术、微控制器接口、无线单片机、嵌入式系统。重点介绍传感器工作原理、比较CC2430和CC2530功能差异、嵌入式智能传感器的一般结构、标准接口与串行接口。
第三讲——感知层技术二。介绍无线传感器网络。由于无线传感器网络具备了一个简单的物联网系统的架构,对本讲内容的讲解可以大大提高学生对物联网内在结构的认识。主要讲授无线传感器网络的定义、体系结构、特征、协议栈结构、主要支撑技术,如定位技术、时间同步、数据融合、安全技术等。可以结合无线传感器网络在智能农业当中的应用来讲解本部分内容。
第四讲——感知层技术三。介绍射频识别技术。由于射频识别技术也具备了一个简单的物联网系统的架构,所以对本章内容的讲解可以进一步增强学生对物联网内在结构的认识。主要讲解射频识别的组成、分类、工作原理、技术标准、与传统自动识别技术的区别以及安全问题。可以结合射频识别技术在门禁系统当中的应用来讲解本部分内容。
第五讲——网络层技术。介绍短距离无线通信技术和远程通信技术。重点介绍Zigbee技术、WiFi技术、蓝牙技术、超宽带技术和3G无线远程通信技术,简单介绍多路访问技术和多路复用技术。应结合具体的应用来讲解Zigbee技术、WiFi技术和蓝牙技术。
第六讲——处理层技术。主要介绍云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘。重点介绍它们的含义、基本结构和主要方法。在介绍基本结构时应画出结构方图,使其技术原理清晰明了。
第七讲——控制层技术。重点介绍控制的思想,即反馈。可以结合具体的例子来讲解,如倒立摆的控制,让学生主观感受反馈的作用,但要避免复杂的数学公式。也可以适当介绍控制学科的前言问题,如网络化控制系统与多智能体系统,让学生深刻感受到控制技术在物联网技术当中的地位。
以上七讲基本包含了物联网技术的主要内容。通过这七讲的学习,学生基本上对物联网架构和关键技术有了一个整体上的认识。由于不同高校开设物联网工程专业的院系有所不同,教师的专业背景也有所不同。但是,确保学生正确认识物联网技术的一个基本要求是教师向学生完整地介绍物联网的四层结构。任何一层的缺失都将导致学生对物联网概念和内涵认识的不准确,影响其以后的学习效果。
三、结语
本文在阐述物联网内在层次结构的基础上,结合“物联网技术导论”课程课时短、内容多的特点,详细介绍了如何在有限的课时内分配主要的物联网技术的知识点。由于“物联网技术导论”是一门新的课程,目前还没有成熟的课程教学方案,因此,本专业的高校教师要善于结合自己的专业知识和教学经验,编写符合中国国情的“物联网技术导论”教材,探寻一条符合中国学生的“物联网技术导论”课程教学方法,进而培养出基础扎实、技术熟练的物联网专业人才,推动“感知中国”战略的进程。
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关键词 物联网;专业定位;专业群;高等职业教育
中图分类号 G712 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2013)11-0009-04
物联网是继计算机、互联网、移动通信之后的新一轮信息技术革命,我国已将物联网作为战略性新兴产业的一项重要组成内容,国务院提出到2015年要实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用,初步形成物联网产业体系。为服务物联网产业发展,从2010年开始,高职院校陆续申报并开办“物联网应用技术”专业,物联网是一个涵盖领域很广、服务专业众多的万亿级新兴产业,新开设的物联网应用技术专业如何定位,如何满足产业发展需要办好相关专业,这是物联网专业建设中亟待解决的问题。笔者从2009年开始通过对无锡地区物联网产业与企业的调研,结合江苏信息职业技术学院物联网专业建设实际,对上述问题进行了探索。
一、物联网产业发展与人才需求
(一)无锡物联网产业现状与发展趋势
无锡以引领全国物联网发展为目标,打造中国物联网技术创新的核心区、科研成果转化的示范区、产业规模化发展的聚集区、大规模应用的先导区、信息服务的中央区和高端人才的集聚区,把物联网(传感网)列为八个产业门类中的第一大重点支持产业,通过做大做强龙头企业、加快引进优势企业、孵化培育中小企业、鼓励推进现有企业转型,培育物联网产业新的业务增长点,2012年物联网核心企业达608家、产值达600亿元。
2012年8月工信部正式《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要(2012—2020年)》,指出:到2015年,无锡示范区拥有一批具有自主知识产权的物联网核心技术,形成具有国际竞争力的产业集群,基本形成结构合理的物联网产业体系,实现一批重点领域的典型示范与推广应用,构建一支高素质人才队伍,促进物联网标准化工作。
(二)物联网核心产业
《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要》将物联网产业划分为核心产业、支撑产业与带动产业三类,重点发展物联网硬件、软件和信息服务、集成及运营服务等核心产业;大力扶持微纳电子器件、网络基础软件和应用软件、集成电路、计算机、通信设备、微能源、新材料等支撑产业;积极带动现代装备制造业、现代服务业、消费电子产业等发展。物联网核心产业主要包括围绕整个产业链的硬件、软件、系统集成和运营服务四大领域,服务于这四大领域的专业有应用电子技术、计算机应用技术、软件技术、计算机网络技术、物联网应用技术等。
(三)人才需求调研与分析
对无锡物联网产业研究院、中科怡海、软通动力、大为科技、泛太科技、天业智能等20多家物联网企业进行人才需求调研,结果显示,每家公司都有高科技人才与技术背景,都有自己的核心技术,都有自己的发展规划,都已初具产业规模。这些企业对高职层次人才主要需求为:物联网电子产品设计生产技术员、物联网软件程序员、物联网软件测试员、物联网工程项目技术员、网络维护技术员、物联网系统管理员、物联网应用系统管理员、物联网设备、软件营销与技术支持人员等。物联网企业高职人才岗位需求分析如表1所示。
二、物联网应用技术专业定位
为满足无锡地区物联网企业对高端技能型人才的需求,江苏信息职业技术学院于2010申报物联网应用技术新专业,获批准后于2011年开始招收物联网应用技术专业学生。
专业定位:物联网是以计算机、电子、通信、控制等技术为基础,根据物联网核心产业链构成情况及行业产业背景调研、企业调研、职业岗位调研结果,确定物联网应用技术专业定位于物联网产业链中的运营服务领域,以物联网技术为核心,以经济运行、基础设施和民生服务等领域的智能制造、智能电力、智能物流、智能交通、智能安防、智能环保、智能医疗、智能家居等系统应用与维护为重点。
培养目标:面向物联网产业,服务区域与地方经济发展,培养具有扎实的物联网专业知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,具有可持续发展与创新能力,掌握物联网基础技术,具备物联网系统应用与维护、物联网应用系统开发与管理、物联网设备营销与技术支持等职业能力和素质的高端技能型人才。
毕业生从业的主要岗位:从事物联网系统应用与维护等工作的物联网系统管理员;从事信息管理、业务分析管理、服务管理、数据库管理,以及物联网应用系统维护、管理的物联网应用系统管理员;从事物联网设备营销、售后服务及物联网技术支持等的物联网设备营销与技术支持人员。
三、物联网技术专业群构建与建设
(一)围绕产业链构建专业群
产业链是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联,并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。物联网主要由感知层、网络层和应用层组成,其中感知层包括传感器、二维码、RFID(射频识别)、多媒体设备等数据采集和自组织网络系统;网络层包括各种网关和接入网络以及异构网融合、云计算等承载网支撑系统;应用层包括信息管理、业务分析管理、服务管理、目录管理等物联网业务中间件和物联网应用子集系统。物联网产业链中的核心产业主要包括硬件、软件、系统集成和运营服务四大领域。
一所高职院校不可能全面服务产业链的各环节,只能适当选取某些环节作为专业群的服务对象。江苏信息职业技术学院在进行产业调研和校情分析的基础上,梳理、确定物联网产业链中核心产业的若干链环作为专业群建设和发展的背景与依托,将具有共同行业基础、共同课程平台、共同实验实训设施基础、共同的师资队伍的物联网应用技术、软件技术、计算机网络技术、计算机应用技术4个专业进行组合,构建物联网技术专业群,如图1所示。
物联网应用技术专业面向产业链中的领域和定位如前所述;软件技术专业面向物联网产业链中的软件领域,培养具备物联网基础软件、应用软件、中间件软件的初级编码或开发、软件测试、软件技术服务等工作所需的职业能力的高端技能型人才;计算机网络技术专业面向物联网产业链中的系统集成领域,培养具备物联网工程项目的规划与施工管理、网络设备安装与调试、网络系统维护、网络设备营销与技术支持等职业能力的高端技能型人才;计算机应用技术专业面向物联网产业链中的硬件领域,培养具备传感器、RFID等物联网“感知前端”产品、通信产品的设计、组装、调试及生产管理等职业能力的高端技能型人才。遵循比较优势原则选择物联网应用技术专业作为专业群的核心专业,发挥核心引领作用。
(二)物联网技术专业群建设
在确定了专业群结构这一核心要素后,与专业建设密切相关的人才培养体制、课程体系、实训体系、师资队伍、信息化教学资源、管理体制和运行机制等成为专业群建设的要素。
1.以“校企合作、工学结合”为突破口,创新人才培养体制
在高职物联网人才培养中,要将课堂学习与实践学习结合在一起,系统设计实践学习进程、搭建实践学习平台,让学生接受职业专项训练,获得课堂中无法得到的工作经历。在专业群的人才培养方案中,大一设置看企业、讲专业的认识实习,主要培养学生职场认知能力,挖掘职业乐趣;大二设置一定时间的岗位实习,并在实习期间完成相关课程的学习,让学生将学习和工作有机结合起来,增加工作过程能力、建立职业认同感;大三通过毕业设计和顶岗实习,培养职场综合能力和就业创业能力,形成职业归属感。搭建两个平台:将“政、产、学、研”融合,依托校内实训基地及物联网研发中心、合作企业、教学资源库和校企信息化交流平台,打造立体化培养平台,学生通过参与模拟项目、真实项目、企业在研项目实践,依次提升实践能力;将“竞、技、协、研”结合,构建“师傅带徒弟”的个性化能力培养平台,培养学生创新与拓展能力。
2.构建“底层共享、中层分立、高层互选”的专业群课程体系
在分析物联网产业对高端技能型人才所必备的共同基础知识和基本技能要求的基础上,构建面向各专业的专业基础课程模块,培养共同需要的知识、技能和素质;明确专业群内各专业的核心岗位,分析各岗位所需的核心技能及知识结构,设置各专业的核心课程模块,强化专业技能的培养;设置各专业拓展课程模块,面向物联网行业应用设置特色课程,供专业群中的学生互选,拓宽学生的知识面,培养可持续发展的潜力。底层的专业基础模块实行群内共享,中层的专业核心模块各专业分立,高层的专业拓展模块实现群内互选,这样既保证了专业群的基本规格和共性要求,也强化了专业核心技能,为专业发展夯实基础,同时拓展了专业的适应性和可持续发展性。物联网技术专业群课程体系如图2所示。
3.专业群建设其他要素
实训体系、师资队伍、信息化教学资源、管理体制和运行机制等也是专业群建设中的关键要素。实训体系建设应以专业群内各专业的岗位通用技能与专门技能训练为基础,系统设计实训体系,并开展实训教学内容的系列化建设;师资队伍建设应将重点放在按专业群理念下的课程特征来组织教学团队,建立校企“互聘、互兼”双向交流的团队合作机制;信息化教学资源应从使用的视角进行开发和建设,实现在专业群内的广泛共享;要按照专业群建设的特点与规律,创新管理体制和运行机制,探索建立由行业企业代表、相关专业负责人、学生代表等利益相关方参与的专业群建设组织管理形式,提高专业拓展和滚动发展的能力。
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Analysis on the Specialty Orientation of Internet of Things and the Establishment of Specialty Group of Internet of Things
GU Xiao-yan
(Jiangsu Vocational and Technical College of Information, Wuxi Jiangsu 214063, China)