时间:2023-10-11 10:12:46
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篇物联网技术应用培训,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。
如今农村蔬菜大棚正逐渐摆脱单打独斗的局面,而以大规模的合作体形式存在,这为发挥集体的优势、推广物联网技术创造了条件。
一、物联网技术在蔬菜大棚中的应用现状
现以山东省淄博市某生态农业园为例,剖析物联网技术在蔬菜大棚中应用的点滴体会:
此生态农业园现有员工120余人,公司积极探索物联网技术在蔬菜大棚中的应用。现拥有现代化高标准示范种植园区基地53万余平方米,年产蔬菜近万吨。
1.此生态农业园的种植特色
(1)检测体系完善。公司为每个大棚安装监控系统,全程监控蔬菜的种植情况,形成了纯自然的生态资源。同时,公司完善了硬件基础设施建设,新建了蔬菜检测中心、配送中心、农资配送中心,发挥了监控和检测的物联网初级功能,保障了消费者的利益。
(2)控制功能健全。雨帘和风扇随温度的变化自动感应运行,将室内温度保持在25摄氏度左右;大棚顶部采用避光板遮挡光线,下方悬挂多层大棚膜,使大棚蔬菜免受雨水的影响,避免了肥料流失,有利于棚内保湿、保暖。
(3)蔬菜身份明朗。此生态农业园的蔬菜从种子入土的那一刻就开始有了自己的编号和身份,就算是走出大棚来到人们的餐桌上,市民也能通过包装标签对应联系到种植人。
2.物联网技术在蔬菜大棚应用中的瓶颈
(1)物联网的经费投入高昂。安装一套较为完备的物联网设备至少要5~6万,一般农户承受不了;即使是农业园,经济上也难以承担,需要国家补贴。
(2)物联网的建设投入贫乏。蔬菜产品的竞争力强弱,最终取决于蔬菜产业科学技术水平的高低。没有国际先进的产业技术装备,没有健全的科技服务体系,没有生产者素质的提高,蔬菜产业就无力参与国内外的竞争。长期以来,由于经济不发达,农村对蔬菜产品的生产基础设施建设投入极少。
(3)物联网的技术投入落后。在种苗研发培育、栽培技术、种植现代化设备的研发与应用、病虫害防治等农业技术的投入方面,我国部分蔬菜大棚还远远不够。大部分菜农的蔬菜生产仍以传统耕作为主,蔬菜栽培管理技术较为落后,且由于农民观念的转变很难突破,懂技术会操作的农民很少,部分农民种植盲目性大,导致市场竞争力不强,经济效益不够稳定。
二、物联网技术在蔬菜大棚中的应用对策
1.加强物联网技术应用的普及培训
科学技术是第一生产力,“互联网+”时代呼唤更多的物联网专家投身到农业建设的服务中去,倡导专家们走入大棚,有针对性地开展培训和帮扶,普及物联网技术,让更多的菜农成为物联网技术应用的行家。
2.构建完整的物联网控制系统
一个完整的蔬菜温室大棚自动控制系统应该包括数据的采集、传输、分析三个环节,技术人员直接通过有线网络或无线网络平台,实时监测大棚现场的传感器参数,控制大棚现场的相关设备,从而实现远程自动灌溉或自动启动风机降温系统、水暖加温系统、空气内循环系统等,以进行环境温湿度的调节。
3.发挥物联网控制系统的功能
利用物联网技术搭建温室大棚来控制蔬菜的生长环境,发挥监测和报警功能、病虫害预警功能、远程设施控制功能、远程生产指导功能、植物成熟状况预报功能、远程生产活动跟踪功能等,使蔬菜获得最佳的生长环境并增加产量,以实现跨季节的蔬菜培育。
[5]探索物联网技术阶段性的应用方案
根据不同蔬菜品种的生长特性和规律,制订与之相适应的蔬菜种植方案,分阶段利用物联网技术来调节控制土壤酸碱度、温度、湿度等,自动化管理蔬菜,提高蔬菜种植的效益,实现蔬菜种植的精细化管理。
5.改变物联网技术的应用现状
应用物联网技术能够高效可靠地获取信息,从而借助智能决策系统实现传统农业向现代农业的转变;应用物联网技术能够改变我国蔬菜大棚生产成本高、效率低、生产经营模式粗放等传统农业现状,提升大棚管理规模化、产业化、智能化水平。
6.大力推广物联网技术的服务功能
关键词:物联网;培养体系;课程体系;校企合作
中图法分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)04-0076-03
0 引 言
物联网是继计算机、互联网和移动通信网之后的又一次信息技术革命,在2011年、2012年物联网先后纳入国家“十二五”规划和国家战略性新兴产业,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。我国物联网发展总体还处于起步阶段,就产业发展情况而言,完成《物联网“十二五”发展规划》的任务还很艰巨。目前,整个产业面临标准不统一、核心技术不成熟、商业模式不清晰以及存在潜在的安全隐患等问题,而人才短缺则是今天物联网发展的重大瓶颈。因此,解决物联网发展的关键还在于培养物联网领域的专业人才。
自2010年起,国内已先后有200多所本科高校和400多所专科学校经教育部批准后开设了物联网相关专业,目前与物联网相关专业的本科和大专学生共计5万多名,并且数量在逐渐增加。物联网产业的迅速发展给物联网教育带来前所未有的机遇,同时也给物联网人才的培养带来新的挑战。现阶段高校产出的专业对口学生远远无法满足旺盛的物联网产业需求,大部分毕业生仅能支持产业的初级工作,能够胜任研发、设计、管理、应用核心等方面的复合型人才十分紧缺。显然,经过三年的教育尝试,目前高校仍然处在物联网教育的探索阶段,人才培养体系还不完善,在为国内物联网产业输送大量专业人才方面所发挥的作用还有待进步。
1 国内高校物联网专业教育现状与问题
目前,国内高校物联网专业教育普遍面临以下问题:
(1)培养目标和专业定位不明确。物联网是计算机、电子、通信、自动控制、软件、管理工程等多个学科的融合,国内开设物联网专业的高校都是首次试水,国外也没有相关的经验可供借鉴,多数院校的物联网专业是由计算机、通信或电子信息等背景的老专业发展而来的,不像其它比较成熟的专业有明确的培养目标和专业定位。高校对于如何开设物联网专业,学生应该学习哪些知识,社会需要哪些技能人才并不十分清晰。作为用人方,许多企业渴望借助物联网东风,在物联网发展浪潮中能够分一杯羹,为自己企业的高速发展或战略转型提供一个良好的平台,但整个物联网产业链尚未形成,物联网技术标准未统一,行业、企业对物联网技术人才的需求量大,但对岗位需要哪些知识与技能不清晰。因此高校也只能根据行业、企业的预测信息培养物联网技术人才,无论从实践还是理论研究上,物联网专业目前都还处于探索阶段[1]。
(2)课程设置体现不出专业特色,缺乏行业应用支撑。当前物联网专业的课程设置大多是将各个交叉学科的课程直接设置在物联网专业的课程体系之中,比如计算机专业相关的课程、通信专业相关的课程以及电子技术相关专业的课程。导致课程体系复杂、内容繁多、缺少层次,真正体现物联网特色的课程少之又少,体现不出专业的特色。另外,在很多院校物联网专业的课程体系中缺乏行业应用,物联网虽然是刚刚兴起的新专业,但是很多概念和技术已经在各个相关行业应用多年,是各行各业更深层次应用的必然产物,行业应用和背景对物联网专业的发展至关重要,如果没有行业应用的支撑,物联网专业的人才培养将失去目标和方向。
(3)教学实践环节差,实验条件不完善。物联网工程实践性强,对实验设备要求高,高校的实验实训条件有待完善与加强。大部分高校还停留在传统理论的培养上,严重缺乏实践环节的设置,所搭建的物联网实验室仍停留在过去的单片机、嵌入式实验环境,缺乏综合性的实训室。在一些传统的实验教学体系中,往往重理论轻实验,重验证轻设计。部分教师本身就缺少生产或工程一线的实际工作经验,难以真正做到联系实际的工程问题展开实验教学。加上实验教学过程中需要用到一系列不同复杂程度的仪器设备,或者需要亲自设计实验场景,对教师的技能要求也更高,导致一些教师在编写课程大纲或设计实验教学体系时,有意无意地缩减一些难度较大的实验环节[2]。由于缺乏实验实训,导致学生即使学习了再多的理论知识,将来在步入工作岗位时也容易眼高手低,在解决实际的问题时无从下手。
(4)师资力量薄弱,师资培训投入不够。由于物联网专业出现的时间短,各院校物联网课程教学体系的建设还在探索之中,其教师和实验技术人员大都是从其它专业调整过来的,不具有物联网行业相关企业的从业经历,缺乏物联网应用的实践经验。物联网应用是跨专业、跨学科、高难度、深层次的应用,需要多个学科的融合,因此,物联网专业教育对师资要求高,由于跨专业、跨学科,需要学习、补充新知识,师资培养有一个较长的周期。学校对师资培训的投人不够,师资培养缺乏针对性、连续性和有效性。
(5)校企合作不够深人,缺乏清晰的合作模式。学校目前比较闭塞,校企合作意识不强,缺乏专门的校企合作机构和专门发展资金。虽然也有很多高校针对物联网专业采取了校企合作培养模式,但多数停留在很浅的表面,局限于向企业输送实习人员,深入发展的动力不足。企业迫于市场竞争压力,忙于生存和发展,往往过度重视短期收益,采取的多是短期的、单一形式的合作,缺乏长期的、多种形式的合作。学校和企业之间缺乏清晰的利益关联模式,造成校企之间缺乏深度交流与合作,仅停留在教学层面,缺乏科研项目合作,无法充分整合学校和企业之间的资源优势,难以真正实现优势的互补与共同发展。
2 对物联网人才培养体系的思考与建议
2.1 明确物联网专业定位和培养目标
每所院校都有自己的强势学科、优秀的课程教学资源以及与其培养目标相适应的实验环境、师资条件,教学资源建设与积累的基础,都必然有自己有别于其他高校的教学特色[3]。有的院校在传感器和射频识别等信息感知领域的教学和研究方面具有优势;有的院校在计算机网络与通信技术研究方面具有优势;有的院校在计算机应用与软件理论研究方面具有优势。各院校在物联网专业建设中,应该充分利用和发挥自身的优势,扬长避短,在满足基本与共性要求的基础上,同时结合学校所在区域的经济优势,形成不同院校在物联网专业建设中的特色。
各院校物联网专业要找准自己的定位,明确其专业要培养什么样的人才,其优势和特色是什么。高校应将工作重心放到物联网人才培养环节上来,应深入了解企业需求,进行广泛的物联网人才需求调研,对岗位职业能力进行系统分析,前瞻性地预测并充分认识到社会对物联网专业人才的真正需求,合理制定招生计划和培养方案,保证最终培养出来的学生在数量和质量上能和物联网产业发展趋势相吻合。
2.2 完善课程体系建设
物联网技术具有覆盖面广、学科交叉性强与综合性高等特点,在课程体系的建设过程中要充分保证物联网技术专业基础知识的合理性,为学生提供多样的专业方向。应从现有支撑物联网的专业着手,以就业为导向,根据物联网产业发展的实际情况做出实时调整,重点培养学生的物联网技术应用专业技能。课程体系的建设可遵循以下原则:
(1)以物联网技术的感知层、传输层、应用层3个层次所涉及的核心技术为基础;
(2)由浅入深的课程建设原则,注重保持学生接受和学习新知识的积极性;
(3)充分挖掘和利用现有的课程及教师资源,与高校现有课程紧密结合;
(4)结合物联网应用的行业背景,注重培养学生了解物联网技术在行业中的应用;
(5)掌握物联网技术的发展趋势,合理的进行课程安排;
(6)合理的配置理论实践课和专业技能课程的比例;
(7)结合学校的传统专业优势和当地的区域经济优势。
2.3 加大物联网实验室建设
在物联网专业人才培养过程中的实践教学环节非常重要,高校物联网实训基地建设及实验设备配备是高校物联网专业建设的当务之急,是提高物联网专业教育质量的根本保证。高校物联网实训基地建设及实验设备配备要有计划性和前瞻性。
对于实验室的建设,部分基础课程实验室依托现有的计算机专业、通信专业或电子技术专业实验室,通过重用相关设备、调整有关配置来实现实验环境的构建,完成实验教学。同时需要结合行业应用,建设物联网综合演示实训室,构建完整的集传感层、网络层、应用层的物联网应用系统。
物联网实验室要兼顾教学、实训、创新、应用与科研于一体,以物联网技术为核心,兼顾当前流行技术的发展趋势,注重各种技术之间的融合与灵活应用,理论联系实验,实验联系工程项目,既可满足日常教学要求,同时注重创新实验及项目实践,能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。
2.4 加强师资队伍建设
物联网是一个多学科领域,在物联网专业人才培养体系的构建中,要特别重视师资队伍建设,各院校应广泛探索加强师资队伍建设的方法和途径,为该专业师资队伍的快速成长找到一条有效的途径,可参考以下措施:
(1)整合现有人才资源,将计算机、电子信息和通信工程等专业的教师资源整合起来,实现人才资源共享。
(2)聘请国内外高校物联网专业知名教授和物联网、传感网高级技术专家做兼职教师,对教学团队形成有益的补充。
(3)选派专业带头人和骨干教师到物联网相关培训机构参加培训,学习和提高物联网相关理论。或聘请专家对校内教师进行培训,以提高师资水平。
(4)尽可能多争取或申报一些物联网相关的科研项目,为教师创造一个良好的科研环境,以教学促进科研,以科研指导教学,进一步将理论与实际需求相结合。
2.5 深化校企合作培养模式
校企合作培养模式在高校人才培养中已经发挥了很多积极作用,不仅有利于高校充分了解社会需求,保持旺盛的创新能力,更有利于巩固和维持毕业生就业市场,在毕业生就业时发挥积极作用[4]。物联网人才的培养对物联网产业的发展具有重要的支撑和引领作用,而物联网行业对从业人员的专业和经验要求很高,为适应物联网应用技术发展的需要,进一步创新和深化校企合作培养模式,充分发挥双方各自的优势,实现互惠互利、资源共享,加快物联网人才的培养。
在师资建设方面,学校可邀请企业的管理人员、技术人员担任特聘教授或实习指导教师,为学校课程开发、教材编制及专业建设提供建设性意见。同时鼓励高校教师到物联网企业锻炼以及参加物联网项目,提高专业应用能力。
在人才培养方面,从招生、培养到实习、就业,都可以和企业联合,共同制定计划和方案,提高人才质量,增强学生的市场适应能力,保障学生就业。
在科研方面,高校和企业共同参与物联网技术理论及应用项目,使其技术应用获得更好的理论指导,提高科研成果转化效率,同时也能获得更多的科学技术科研经费。
3 结 语
物联网产业正在蓬勃发展,人才紧缺问题已越来越明显,高校是培养人才的摇篮,物联网行业要想快速发展必须培养大批的物联网专业人才,而这一重担就落在高校肩上。当前高校物联网专业教育还处于探索阶段,存在专业定位不明确、课程体系设计不合理、师资力量薄弱、实验条件不完善等问题。高校物联网专业的建设和发展任重而道远,需要各院校结合自身办学特色、优势以及学生特点,进一步明确培养目标和专业定位,加强师资力量建设,充分发挥校企合作的联合人才培养模式,积极探索创新课程体系,帮助学生提高实际运用能力,为物联网产业培养真正需要的复合型人才。
参 考 文 献
[1]顾卫杰,王云良. 对不同层次教育的物联网专业定位的思考[J]. 中国电力教育,2011(27):182-183.
[2]欧阳志友,孙知信. 物联网专业创新型实验教学体系建设与实践[J].物联网技术,2013,3(7):73-74.
[3]吴功宜. 对物联网工程专业教学体系建设的思考[J]. 计算机教育,2010(21):26-29.
【关键词】西部高校;理工类;实践教学;建设思路
随着物联网技术的飞速发展,物联网产业必将成为国家和地区支持的战略性新兴产业。《贵州省“十二五”制造业信息化规划及实施方案》提出将“物联网应用示范”纳入十大产业应用推广示范,物联网应用的研发以及物联网应用型人才的培养就具有十分重要的意义。我省乃至西部地区高校的校内实验实训基地建设还是空白,本文将以贵州商业高等专科学校的物联网新专业为例,探讨共建校内实训基地的合作新模式,供高校特别是西部地区高校参考。
高校按照“职业教育面向行业实际、面向岗位要求开展人才培养”办学思想,采用改变传统教法、加强实践教学,按照过程组织教学的新模式,教学过程符合生产过程,通过项目教学、任务教学的方法,对实训条件提出了更高的要求。目前在国外的主要运行机制现状,德国的全部资金由联邦科学教育部、经济部、劳动部、各州主管部以及区和地方的行会来承担。主要由两个各自独立的跨企业职业培训中心,以及具有相应培训机构的企业和职业学校负责。大企业集团也提供资金或设备援助。新加坡南洋理工学院是以教学工厂的形式,并借鉴德国“双元制”经验提出的新模式,将先进的教学设备、真实的企业环境等引企入校,形成企业、学校、实训中心三位一体的教学模式。在澳大利亚,行业通过帮助学校建设实训基地,由企业根据本身实际需要和培训要求为每个学生制订培训计划,TAFE学院为真正从以传授知识为中心转到了以培养实际工作能力为中心,建立了“学校工作再学校再工作”多循环的终身教育模式。在国内,目前的主要运行机制现状,一是学校按“一般性、仿真性和生产性”三类模式仿照企业生产模式建立的实践基地。一般性实践基地强调原理演示和常规技能的训练,仿真性实践基地主要用于学生处理问题思路培养和训练,利用计算机技术对部分技能进行模拟训练。生产性实践基地仿照企业的实际作业条件和职场条件建设,因此学校投资大,设备更新快、维护费用高,后续运行存在困难。二是由企业配合建设的实践基地。由学校提出和制定人才培养目标和计划,并承担主要培养任务。企业根据要求提供教育资源相完成实践教学环节任务。如利用企业资源投入设备和资金建立校内外实训基地,聘企业专家兼任学校教师、设立企业奖学金等。存在的缺点是由企业义务承担建设资源,基本没有产出和回报,难以长期合作、发展。三是邀请企业全面参与的校企联合实践基地,既参与研究和制定人才培养目标、教学计划、教学内容和培养方式,又参与实施与企业结合的实践教学任务。缺点是需要大量人才阶段时,企业有较高的积极性,合作的紧密性和持续性不稳定。
解决职业教育的诸多问题,必须抓住主要矛盾,找准突破口,创新实训基地建设就是这个突破口,校内实训和校外实习是职业学校实践教学的主要形式,是使学生由课堂和书本知识走向就业和职业岗位的重要桥梁,是培养学生实践能力和职业技能的根本途径,是使学生养成良好职业道德和严谨工作作风的基础。以笔者所在的贵州商专为例,物联网新专业开设后,研究并建立一个既能满足学生实验实训,又能承担起物联网应用研究的校内实训基地或平台很有必要。目前,设备费用较高,不能满足需要,不具有“造血”功能,不具备可持续发展的能力,打造一个校内可持续发展的物联网应用实习实训基地,满足学生在教学、培训及实习实训方面的需求,把实训基地建设好、管理好、使用好,努力做到学校教育和就业岗位“零距离”,就会对加快培养高质量的技能型人才发挥重要作用。
我校早在2007年就提出大力发展理工类专业建设,建成了一些电子类基础实训室,但这些实训室只能解决电子类专业的部分基础实训。对于今年申报的物联网技术及我们拟申报的通讯技术等专业后续的专业实训仍无法满足,由于地盘狭小,资源严重匮乏等原因,无法在现有校区建设相应的实训基地,即使学校新校区建成,能解决其中一些问题,但大量的设备、资金投入后如果基地不能产生造血功能,不能让学生“零距离”接触生产实际,那也必然会出现设备老化,学生缺乏职业性等问题。2012年5月,贵州省物流协会与我校签订了校企合作协议,希望能给他们的“智能物流”项目提供技术支持和人才培训。因此,借鉴国外经验,如德国“大企业集团也提供资金或设备援助”、新加坡企业提出“将先进的仪器设备、真实的企业生产环境入校,与教学有效融合”,以及澳大利亚的“学校工作再学校再工作”多循环的终身教育模式,采取资源共享(校校合作、校企合作等模式),利用企业投资、资助等模式进行物联网技术专业实训基地建设更具实际意义。
根据高校实际,结合本省乃至全国高职物联网技术专业的特点,在校、企、生三方共赢的前提下,提出构建科学的适合西部地区高校物联网技术专业的实训基地建设模式,即采取校校合作、校企合作等资源共享和利用企业模拟生产实训基地模式进行物联网技术专业实训基地建设,从而形成实现该专业人才培养目标符合西部地区高校职业教育需要的新模式。
根据高职教育特点,学生保持与社会经济的密切联系,物联网技术专业强调专业活动的创造性,专业知识更新的快速性以及很强的社会性,不停留在实训基地虚拟项目的学习上,因此我们选择对本省及沿海的区域企业进行实训基地建设调研分析,结合电子类实训基地建设存在的问题和物联网技术专业特点,构建科学、适应西部地区高校的物联网实训基地,采用适当的途径,遵循一定的原则,多种措施相互配合。
在建设思路上主要研究,一是根据本地区的实际情况,建立能适应学生专业技术技能和综合职业能力培养的实训基地,在校企合作的基础上,建立校内生产性实训基地。确定建设的内容、需求及原则。由企业专家参与实训基地建设架构和实践教学体系的建设,校内外实训基地相互结合,共同指导学生的实训教学。二是充分利用高职院校内部、外部资源,争取当地政府政策和资金的支持,与行业企业密切合作共建实训基地,加强共享性的专业实训基地建设力度,创新观念,实训基地建设主体多元化的实训基地建设的方式、途径及管理机制。三是结合实训基地建设存在的问题和物联网技术专业的特点,在充分利用原有校内实训条件和校外实训基地的基础上,经过对企业、高职院校、学生进行实训基地建设调研分析,对技能性实训基地和生产性实训基地模式进行探索,实现校、企、生三方共赢,实训基地建设模式创新及效益提升。
将学校传统教学变为面向生产实际的开放式教学,主要采用技能性实训基地和模拟生产性实训基地,通过营造真实工作环境,尽可能创造物质条件,让学生适应并融入到工作中。充分利用现有资源,使用模拟生产性基地承接社会上的实际生产工作,提供真实实践机会,较好地契合了学校、学生、企业的利益共同点,充分调动了各方的积极性。技能性实训基地和生产性实训基地运行实训项目,项目周期与教学任务同步运行,师资力量、企业一线实战经验和专业技能、社会交往能力培养,满足学生实践需求。改进实训基地模式,保证项目质量,教师参与共同完成,任务分配分工明确,保证学生参与。完善整个生产实训链条,教师深入与相关企业建立合作关系,与企业共享攻关项目。项目创造的生产利润,继续投入到基地的建设和运行中,使实训基地模式得到良性循环。
加强指导与管理、制定管理制度、明确双方的职责,建立定期检查指导工作等制度,营造良好的实训环境。面向企业提供项目化合作、技能培训与技术服务,扩大校企合作层面、提高合作深度,形成运行与管理长效机制,充分满足生产性实习和顶岗实习的需要。通过与企业签订合作协议,在建立技能性实训基地和模拟生产性实训基地的同时,积极拓展优质校外实训基地。
长期、稳定的实训基地需要学校与合作方共同制定校外实训基地管理制度,针对本校实际,实训基地建设过程中,要切实加强实践教学体系和管理制度建设,明确实训基地各方的责、权、利等,并严格执行实训教学管理制度和实训教学计划。根据市场需求调整实训实习内容,按职业能力要求修订和完善专业实践课程体系、课程标准和典型实训项目库。建立相对独立的实训体系,加强专兼结合的师资队伍建设。按照师资共建与共享的原则,聘请行业专家为兼职教师,鼓励教师参与科研、教改、实际项目的设计。完善实训基地运行机制和管理体制,给青年教师创造培训进修条件,强化教师的实践动手能力,努力提高现有教师的学历和职称层次。
实训基地建设总目标,即建成后将成为学校物联网技术专业教学中心、学生实训中心、面向省内外的培训中心、物联网专业技能鉴定中心、面向市场的维护中心等。重点是要利用整合资源、共享资源的模式来实现部分实训室和生产性实训基地建设的问题,经过前期的努力,已具备一定基础。合作单位已经有意向分三期投资,一期拟投资用于物联网基础实习实训。如果运行良好,二期投资拟用于物联网应用实习实训,三期投资拟用于物联网生产性实习实训。创新实训基地运行机制,校企以股份制形式共建“物联网服务中心”。实现产学研一体化,为工学结合提供基础和物质条件,为企业适应物联网产业转型升级、提升产业水平,提供应用性人才支撑及研发平台。学校成立专家委员会、培训部、研发部、服务部,考虑股份制合作,制度保障责、权、利。初期投入一定经费,保证人员时间,自主运行造血。整合现有双方资源,技术优势、达成双赢。物联网技术专家委员会为学校物联网专业建设与发展提供意见和建议,为企业提供高端技术服务,提高企业的竞争力,为企业员工技术水平提升提供培训平台,形成稳定的兼职教师队伍,提升专兼教师的整体水平,建立可持续发展的“校企一体化”实习基地,为学生就业创造条件。
凭借平台优势,拓展社会服务功能,开展“物联网故障诊断实时在线教学系统”等教学技术项目研发,面向社会开展物联网高技能与新技术培训与职业技能鉴定。创建校企教学团队,共同承担教学培训任务、完成物联网技术服务和技术研发等产学研一体化项目,形成校企互聘共用的产学研一体化专兼教学团队。为区域内职业院校培训师资,拓展专业辐射,开办师资培训班、专业教学研讨班,形成区域内物联网服务方面的人才培训基地。
总之,西部高校校内实训基地建设的研究是一个长远的话题。在今后的一段时期内,加强校企长效合作、校企共建,根据我国教育现状进行深入探讨,并提出具有可操作性的基地建设模式,并建成校内实训基地,真正实现教、学、做一体化,教、研、产一条龙,不断完善实践教学体系和实训实习管理制度。明确实践基地建设思路,为下一步具体建设提供有力支撑。成果形成后,将有利于各个实训环节建设,从而实现职业教育模式下物联网技术专业人才的培养。
参考文献:
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[3]高职艺术设计类实训基地建设的研究,中国市场,李永利等,2011-04-12
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[5]建设具有浓厚职业氛围的高职实训基地的思考,湖南农机,易忠奇,2011-05-15
关键词:物联网技术; 感知教育; 学校管理; 教育教学
中图分类号:G405 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2013)01-021-001
“感知教育”工程是无锡市12个传感技术应用示范工程之一。“感知教育”工程重点是在学校普及教育、教学应用、教育管理及教育公共信息管理等方面应用物联网技术,推进教育的高位均衡发展。我校借助新校异地新建的契机,在新校规划之初就提出校园智能化的理念,我们把“感知教育”项目建设植入学校总体设计与规划,做到整体规划,顶层设计,借用云计算技术和云亭中学校名中的“云”字,我们把项目名称定名为“感知教育、智慧云校”。
2010年7月18日我校新校区正式开工建设,学校在充分酝酿、讨论、研究、完善设计思路后于2010年11月提出无锡市感知教育示范项目申请,2011年3月通过了无锡市教育局组织的专家论证答辩,2011年7月学校完成了“感知教育、智慧云校”的项目招投标,并随即在云亭中学新校区建设过程中同步跟进建设。
一、“感知教育、智慧云校”项目设计目标
我校“感知教育、智慧云校”项目的领域涵盖了教育教学、学生生活、学校管理等多个领域,重点为物联网技术教学应用示范工程和教育管理应用示范工程。
1.建立若干物联网应用演示实验室,开发出若干个应用物联网技术的数字化理化生实验,探索物联网环境下实验学习的新方法。
2.借助物联网技术,实现动植物生长、宇宙星空、气象资料的数据监控、观察、记录全程化、网络化、公开化,促进学生学习方式和科研方法的创新和变革。
3.借助物联网技术进一步完善学校平安校园的技防监控系统,加强对学生安全、机房安全、水电能耗的实时监控,实现“平安校园”、“低碳校园”建设的新提升。
二、“感知教育、智慧云校”主要建成项目
目前学校“感知教育、智慧云校”的主要建成项目有十三项:
1.感知安防:电子围栏是一种主动入侵防御围栏,采用脉冲式高压对入侵企图作出反应,阻拦入侵行为,且不威胁人的性命。
2.感知能耗:感知能耗子系统通过对各业务系统数据的智能采集,配合学校的各项针对性的规章制度,为后勤管理和服务提供基本数据。
3.绿色健康教室:绿色健康教室子系统结合通讯技术、测控技术、互联网技术、传感器测量技术、自动化检测软件实现对校园的教室及其他重点部位的环境在线监控。
4.感知阅览室:采用RFID技术、自组网的感知信息系统,通过在阅览室入口设置RFID采集通道,有效控制了无卡人员的进出,保证学生在舒适安静的环境中读书、学习。
5.感知校园卡:采用开放式高速学生卡,识别率高,读取速度快,学生不需要刷卡,自动考勤,系统将会及时、自动地短信通知家长孩子的到离校情况,家长通过短信可轻松获取孩子在校的健康状况、日常表现、学习成绩以及学校的动态、通知等信息,家长也可以通过手机和网站平台与老师交流信息。
6.绿盾机房:通过绿盾机房系统,使得机房管理人员能够实时了解到机房环境温度、湿度等的全面情况,并可进行有效控制和管理,必要时可实施无人值守的远程管理。
7.感知生长:“感知生长”校园数字农植园系统,通过传感技术、视频技术和物联网技术,构建数字化种养殖环境,创造更加良好的探究和体验环境。
8.数字气象站:校园数字气象站系统采用先进的气象传感器、数据采集器、控制处理器、GPRS无线传输等技术,该系统可进行常规的环境温度、气压、环境湿度、风向、风速、降雨量等八类气象要素观测。
9.校园辞典:智慧校园辞典利用物联网技术对人体动作捕捉与分析呈现不同的内容,内容完全采用多媒体制作,满足学生对物联网技术学习和实践的需求。
10.感知教研:高效能记录教师参加培训活动情况,关注教师专业发展。
11.数字实验室:数字实验室由“教师机(安装数字实验室管理和数据分析配套软件)+手持式主机(包括嵌入式系统,集采集、显示、处理为一体)+传感器(包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器)+配套教具”组成。数字实验室既克服了传统实验仪器和实验方式的弊端,又真正实现了信息技术与常规教学、探究性实验的完美结合。
12.仰望星空:是一个集天文观测预约、观测、研究、分享的网络与实地相结合的数字天文观测系统。
13.数字机器人:机器人教室拥有专用的六边形的搭建台和编程用电脑,并配有机器人器材分类柜和机器人创意设计展示柜,使学生通过课程学习,培养实践动手能力和团队配合意识,提升创新意识、科学素养。
三、“感知教育、智慧云校”项目建设价值
“感知教育、智慧云校”的项目建设价值可以概括为“五个帮助”:
【关键词】物联网;方案设计;任务驱动
0 引言
物联网技术发展迅速,预计将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。社会经济的发展与产业的转型是物联网发展的巨大推动力,经济全球化使得所有企业面临着激烈竞争的局面,企业需要及时获取世界各地对产品的销售情况和需求信息,为全球的采购、生产制定合理的计划,为了提高企业的核心竞争力,需要推进信息化与工业化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级社会管理和民生服务行业,以提高社会管理、公共服务和家居生活的质量和效率。
当前,世界各国的物联网基本都处于起步阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。在中国,工信部于2012年2月正式了《物联网“十二五”发展规划》,规划的为物联网产业的发展提出了指导思想和发展目标。规划指出,“十二五”期间,我国将攻克一批物联网核心关键技术,在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果;研究制定200项以上国家和行业标准;培育和发展10个产业聚集区,100家以上骨干企业,一批“专、精、特、新”的中小企业,建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台,初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。
物联网技术正逐渐从实验室阶段走向实际应用,目前,物联网在工业制造、国家电网、机场安保、现代物流、医疗卫生领域、数字农林、环境保护、智能交通、智能家居、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等各个领域都得到了广泛的推广和应用。而从产业规模来看,据工信部预测,2015年我国物联网市场规模将超过5000亿元,2020年将达到万亿元级,预计未来5年复合年均增长率超过30%。
物联网“十二五”规划的颁布,中国将物联网产业的发展提高到了国家战略层面,物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。巨型产业的发展都离不开人才的培养,没有人才的支撑,这个行业就不能兴旺繁荣,人才的培养是产业发展的基石。
物联网领域人才需求的大量增长,给高校专业的发展与改造带来了机遇和挑战。
2011年,在《教育部关于公布2010年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知》(教高[2010]4号)中,新增批准的物联网工程专业25所,传感器技术专业2所。两年来共获批准的专业64个,涉及高等院校59所。
除了本科院校设置物联网专业外,目前,多所高职高专院校设置了物联网技术应用专业。从无锡职业学院周志德教授对无锡物联网创新示范区中的30多所企业的调研报告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高职学生除了在研发、设计、测试岗位中,从事测试与辅助设计工作外,可以作为物联网设备维护、解决方案撰写、项目实施管理、售后服务与维保、项目与产品市场营销等多种工作岗位的中坚力量。
1 增设物联网课程的可行性分析
物联网技术既代表新一代信息技术的发展趋势,又立足于传统的学科之上,物联网融合了计算机技术、网络技术、电子技术、测控技术、电气工程及自动化和通信技术等多个技术领域,其中,物联网工程专业的主干学科为计算机科学与技术、通信工程、网络工程。
物联网的技术架构被公认有三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层利用RFID,传感器,二维码等及时地获取物体的信息;网络层则通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;应用层是利用云计算,数据存储与数据挖掘等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
由于新增物联网专业需要较长时间的论证和审批,而基于物联网的体系架构和目前就业市场对物联网方向人才的岗位需求,优化并调整现有计算机网络技术专业课程,适当地增加物联网方向的专业课程,既可以补充学生在信息技术前沿领域的技能,又可拓宽毕业生在物联网方向的就业市场。
目前的计算机网络技术专业开设的核心课程主要有:计算机网络技术,网络服务器的配置与管理,网络设备安装与调试,局域网组建与管理,网络安全与维护,网络综合布线与工程实施,C语言软件开发,网络存储规划与实施,网络数据库管理与应用等,这些课程已经涵盖了物联网的传输层和应用层的大部分技术要点,但是对于感知层的技术的学习相对较少。由于目前学生的学时较紧张,建议在高职的第四学期或第五学期开设一门物联网基础课程,一方面用来拓宽学生的专业知识,另一方面作为网络技术专业的后续物联网课程设置研究的试点。
2 物联网课程建设的构想
2.1 课程定位
根据调研,目前物联网方向的就业岗位主要集中在物联网系统集成,产品设计、研发和测试,物联网工程项目的实施、管理以及物理网的应用等。各相关企业也列举了从事物联网相关职位的职责信息(表2)。
在计算机网络专业增设《物联网技术》课程,该课程是计算机网络技术专业根据专业培养目标和所面向的企业职业岗位要求而拟开设的一门专业课程,是基于物联网相关工作任务的项目化课程。本课程设置的主要目的是结合企业和劳动市场的需求,培养学生从事物联网设计、管理与维护的核心职业能力,使学生能够分析、设计、部署中小型企业物联网的网络结构和应用服务,维护网络安全,监控网络性能,具备管理物联网所需要的技术基础和能力基础。
表2 物联网方向就业企业及工作岗位职责描述
2.2 课程内容开发
《物联网技术》课程既是一门物联网方向的基础课程,又是一门涵盖内容广,技术综合性强的课程,它涉及了物联网的概念、架构、设计、组建、维护、应用等各个领域,采用工学结合模式的项目教学法进行设计,课程的开设将促进高职学生对新技术的理解与学习,又将在拓宽学生的就业领域等方面起到较好的作用。
《物联网技术》课程按照学习领域认知、项目教学和综合实训的思路共设计了6个项目,18个任务,56个子任务,涵盖了物联网中的关键技术,主要包括:物联网的概念与应用,物联网的架构与技术体验,基于无线射频识别RFID的应用,无线传感网的组建与维护,现场总线网络的组建与维护,远程网络传输与多网络融合,小型物联网项目的设计与实施等内容。在每个项目中又提炼出各项关键技术的重要内容来设计成多个学习任务,例如在无线传感网的组建与维护项目中,包含了:感受短距离通信网和无线传感网,基于WiFi技术的传感网络,基于ZigBee的自组织网络,基于蓝牙技术的传输网络,无线传感网应用等任务,基本涵盖了无线传感网的重要知识点。图1为本课程的项目及任务,其中项目6中的四个任务为任选其一即可。
2.3 教材开发
在对多家物联网企业进行调研和对人才需求的充分分析的基础上,准确把握物联网人才的培养目标、就业岗位、典型工作任务及专业知识与技能,由学校和公司共同开发工学结合模式的校企合作教材。
2.4 师资培养
由于《物联网技术》课程涵盖的内容较广,涉及到无线传感网络(WSN)、传感器的应用与检测、无线射频技术(RFID)、现场总线技术、移动通信技术、物联网的设计与应用等多种技术,教师可能难以在较短的时间内深入的把握各项技术的内涵,可以请企业的专家与学校的教师共同讲述该课程,来培养教师的在教学内容和教学方法上的技能。
学校创造条件支持教师参与企业培训、项目合作开发,做到教学信息和市场同步。
2.5 实训室建设
物联网技术实训室的建设采用校企合作的模式,根据教学项目模块,采用先进的物联网产品进行设计、开发。它既可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训、职业技能鉴定工作。
3 结论及展望
本课程方案主要针对高职院校计算机网络专业的大专生,通过该课程建设可以拓宽学生对物联网的认识及相关技术的掌握,为学生从事相关领域的工作奠定基础。
随着物联网技术课程的开设,学生将进一步掌握信息技术的前沿知识,拓宽学生的就业市场,也为其它的物联网课程的开设及物联网专业的申报进行了探索和实践。
【参考文献】
[1]物联网“十二五”发展规划,工信部[Z].2012.
[2]周志德.物联网专业的人才需求分析与课程体系构建[J].中国职业技术教育,2011(36):39-43.
畜牧业物联网技术,是指将网络技术、传感技术、互联网技术等结合在一起,定点采集畜禽身份信息、采食信息、称重信息、运动信息等畜牧生产过程中的关键信息,通过现代互联网技术传送到后台数据处理中心,在数据分析基础上,以图表和直观曲线方式提供给生产者,对畜牧生产进行有效的管理和监测,或通过GPS、RFID技术等对动物生产全过程进行溯源跟踪和监控追踪,建立畜产品质量安全可追溯体系。近年来,物联网技术在天津市奶牛生产、种猪生产、肉鸡生产等领域有了一些应用。现介绍3种典型案例,供养殖生产者参考。
1.1以嘉立荷牧业和光明梦得等大型牧场为代表
通过阿菲金等牧场管理系统的应用,自动采集牧场的生产数据,技术人员和管理者可以针对繁殖、兽医、统计等不同的问题进行分析,了解牧场生产和管理过程中存在的问题,并采取相应措施,实现奶牛生产的精细化管理。
1.2以天津市农夫种猪场为代表
应用了智能化母猪饲养管理系统,通过传感器对无线射频耳标的识别,实现对该母猪个体的精确饲喂、鉴定等(荷兰Velos系统);通过应用种猪自动测定系统,自动采集种猪每日采食信息和称重信息,提高了种猪测定效率。以部分规模肉鸡养殖场为代表通过应用物联网技术,实现了自动采集鸡舍温度、湿度等,并根据鸡舍环境实时变化情况进行自动控制,提高了肉鸡生产的管理水平。
2存在的问题
2.1饲养方式制约物联网技术推广
物联网技术的推广和应用是与集约化生产经营方式相结合的。但是部分以农户为主的养殖小区和中规模养殖场户,受制于设施设备和生产工艺条件,物联网技术改造应用难度大,物联网技术难于应用推广。
2.2物联网技术应用范围偏小
在畜牧业生产中应用物联网技术,涉及的信息技术本身比较复杂。因此,目前天津市物联网技术的应用大多数是在大型规模养殖场,特别是在部分的“领军”企业。天津市畜禽养殖量90%以上的中小型养殖场,应用物联网技术的意识不强,其物联网技术的应用仍呈“空白”。
2.3物联网技术应用成本高
畜牧业生产中应用的物联网技术,主要有三个来源:一是从国外直接进口技术;二是引进技术在国内经过本地化改造;三是国内自主开发。就目前而言,国内自主研发产品,其软硬件配套和产品稳定性等方面与引进产品尚有很大差距,养殖场户积极性不高,加之引进产品价格昂贵、投入高,部分生产者尚无力应用。
3促进物联网技术在畜牧生产中的应用
围绕构建“高产、优质、高效、生态、安全”的现代畜牧业产业体系,保障动物疫情稳定,保障农产品质量安全,提升畜牧业质量和效益,促进畜牧业增效,农民增收为立足点,按照市场推动和政策扶持相结合,加快畜牧业物联网技术的应用推广和系统开发。经过努力,物联网技术应用覆盖天津市生猪、奶牛、肉羊、蛋鸡、肉鸡五大畜禽种,覆盖一批规模养殖场,建设物联网示范企业,实现饲养环境自动监控、管理精细化和产品可追溯管理。开发应用兽药等投入品监管、远程服务、外埠畜产品监管和本地畜产品质量安全追溯等行业监管平台,实现实时管理。通过示范应用和技术推广,形成物联网集成应用的典型解决方案和技术标准。
3.1企业类
3.1.1肉羊物联网应用平台以奥群种羊公司为主,利用建立的工厂化杜泊、澳洲白绵羊胚胎移植技术体系和快速扩繁优质配套系种羊的生产基础,在生产环节引入物联网技术,建设奥群优质种羊联合育种信息平台、种羊胚胎移植远程服务系统、养殖综合业务管理系统。完善RFID技术自动识别系统、自动称重系统、种羊选育和视频监控等系统,实现对种羊生产过程信息采集和数据分析,与客户扩繁场信息共享,互动挖掘数据。其服务对象包括天津核心育种场、规模扩繁场和合作社组织。完成基于RFID的种羊称重与分群管理、基于有源RFID技术的TMR(全混合日粮)投料监控技术标准。3.1.2奶牛物联网应用系统以梦得集团、嘉立荷牧业惠泽牧业等21个牧场为主,引进国内外先进牧场综合管理系统,实现对产奶、牛群健康等管理智能化。降低炎发病率,提高配种率和单产水平,实现质量安全可控可追溯。3.1.3生猪物联网应用系统以中粮肉食、惠康、德润、农夫等企业为主,引进智能化管理系统,实现对猪舍内温度、湿度、通风等环境自动控制。以射频技术为载体,开发智能化养猪管理系统,通过料塔、输送分配绞龙、饲喂器、分离器的有效组合,实现对每头猪的精准饲喂、准确监测。3.1.4家禽类物联网应用系统引进国内外先进的家禽生产管理信息系统,实现对舍内喂料、光照、温度、供水、压力、湿度、清粪、集蛋等自动监测和控制,为鸡提供恒温、恒湿和清洁的环境,改善动物福利。大幅度降低人工成本,降低呼吸道等疾病发病率。
3.2部门监管类
3.2.1动物防疫和畜产品质量安全可追溯系统完善现有生猪品种系统运行,启用其他畜种应用。优化养殖环节信息采集系统,实现一站式登陆,智能化上传。开发友好的展示界面,开发多种展示方式和数据有效链接。增加畜牧业统计监测预警系统,实现对畜牧生产情况、畜产品价格、市场需求等相关数据快速监测统计,通过统计结果,分析市场趋势,做出预测预警。开发辅助决策系统,实行免疫保护期、疫苗使用、应急物资等预警和智能管理。3.2.2肉鸡质量安全可追溯平台对肉鸡在饲养过程中饲料兽药投入品使用、防疫、质量监测信息,出栏产地检疫信息,运输过程信息,屠宰环节检验信息,一直到产品上市进入市场各环节信息实现可追溯监管。3.2.3病死动物无害处理系统在现有生猪基础上,增加其他畜种,开发与保险公司和无害化处理场数据对接功能。3.2.4动物产地检疫机打出证系统升级支持生猪、家禽等产地检疫需要,优化业务流程管理,提高响应速度。3.2.5畜牧兽医专家远程服务系统利用天津农业物联网大平台,将天津市多年积累的动物疫病防控经验和典型病理解剖图片置入,向养殖场户提供智能诊断和科普教育功能。3.2.6动物及动物产品检疫监督信息管理平台利用物联网和RFID等技术,实现对外埠进入天津市的动物和动物产品实现监管数据交换、集成和主动监控等目的。3.2.7生鲜乳质量安全监管及可追溯系统将鲜奶生产、收购、运输等环节开展信息化管理,构建鲜奶收购站及运输车辆信息管理系统,对鲜奶收购进行信息化管理。3.2.8武清奶牛综合服务平台良种繁育系统在现有平台基础上,开发奶牛个体信息动态采集技术,佩戴牛只RFID标签,实现对牛只的自动识别和信息记录,提高奶牛场智能化水平;开发集成传感器技术、信息采集技术及网络数据库技术,实现对奶牛个体挤奶的全部自动化及智能化控制;安装监测系统,辅助判定牛只状态,结合无线传输技术,实现实时数据采集;利用物联网技术对种子母牛个体信息进行采集的数据进行挖掘,通过统计和专家分析,为奶牛良种科学繁育提供依据和科学决策。
4对策建议
4.1加强组织协调
建议在天津市畜牧兽医局成立推进物联网技术应用推广技术领导小组,纳入全市畜牧兽医工作重点,加强各事业单位和区县畜牧兽医管理部门以及企业的沟通,建立和完善协同工作机制。
4.2加大资金支持力度
利用现有的设施畜牧业提升工程、畜禽标准化规模养殖场等项目资金,加大对物联网技术应用的支持。争取天津市经济和信息化委员会、财政局、科学技术委员会等部门对畜牧业物联网应用专项支持。同时,推动引导更多企业开发、使用物联网技术,进一步完善现有系统功能。
4.3加强人才队伍建设
加强宣传引导,推动既懂信息技术又懂农业生产的复合型技术人才从事现代畜牧业建设。加大培训力度,培养一批操作技能强的一线实用人才,推动各类监管、应用系统高效运行。
4.4加强信息安全保护工作
0 引 言
物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分,《物联网“十二五”发展规划》[1]圈定了10大领域重点示范工程,智能农业便是其中之一。据工信部统计,智能农业在其领域五年内需要的人才约为1 000万。从产业需求看,物联网人才[2]总体可分为研究型人才和工程应用型人才两类。
研究型人才主要为研究生层次或研究型高校所培养的毕业生,是各类“研究型企业”或“高新企业”的研发部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物联网研究型人才培养方面,偏重于研究型和创新型,具有跨学科复合型特点。工程应用型人才主要为各类高职学校或信息类本科学院毕业生,以从事物联网系统设计、产品开发、物联网项目实施等为主,以系统设计、产品开发、工程项目策划与实施为主的企业,更应注重工程应用技术能力的培养,加强工程实践的实际训练,突出技术应用能力、培养创新能力。
随着近几年大量物联网应用系统开发完成,开始转向系统的实施与维护过程,物联网应用型人才的占比已赶上甚至超过了研发型人才需求。巨大的市场潜力,广阔的行业发展前景,急待提高的人员素质,为职业学校办好此朝阳专业建立信心和决心。很多高职院校抓住此良好环境和契机,建设好该新兴专业,物联网实训室应用平台是保障此专业能较好完成教学效果的前提和必要条件。
1 物联网智慧农业实训室平台的需求分析
1.1 实训室建设意义
从教学方面来说,应培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与系统开发的高技能人才。培养合理的知识结构,具备扎实的物联网理论与实践知识,并具备在物联网领域跟踪新知识、新技术的能力及较强的物联网应用能力。通过理论课程的教学并结合实训室的实验,让学生、学员亲自动手,接触各种实训室设备。最终实现能让学生独立构架各种物联网应用系统的目的。通过理论与实践相结合,感知体验与动手结合、方案设计与实际验证结合来提高动手能力,积累实践经验,进一步提高学生水平。
从科研方面[3]来说,物联网技术是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域,包含RFID射频技术、有线传感技术、无线传感技术、数据交换与网络异构、终端管理等关键技术。实训室物联网设备通过射频识别等设备与互联网连接,实现智能化识别和管理,通过建设物联网实训室为教师提供物联网应用研究的科研平台,通过实训室设备促进教师与科研人员进行更好的科研研究。
1.2 实训室的建设特点
物联网实训室设计以技术全面化、业务典型化、应用教学化三个方面为指导思想进行建设。
1.2.1 技术全面化
主要解决技术知识层面的问题,实训室引入物联网龙头企业工业化产品体系,融合产业发展趋势,设计模式吻合教学实训体系。实训室不仅可以全面支持物联网培训认证所要求掌握的技术,还全面涵盖了物联网专业的基础课和专业课[4],如物联网概论、信号与系统、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等均可在此完成并创新拓展。
1.2.2 业务典型化
主要解决应用和就业层面的问题。众多教育集团公司将多年成功的商业模式及成熟的行业应用如车联网系统、智能家居、智慧农业等转化为典型的业务场景以用于支撑物联网行业应用实训,使学生在实训的同时了解、融入真实的行业产业应用。
1.2.3 应用教学化
应用数字化的主要目的在于解决培养和定位问题,通过物联网实训平台、行业应用实验箱、实训墙、行业应用实训场景等多种形态、多种应用的实验实训设备以及物联网技术体验中心实现理论与实践的结合,感知体验与动手的结合、方案设计与实际验证的结合。
1.3 实训室的建设目标
通过建立实训室,建设一个教、学、研、培训认证统一的实训平台,集教学、实训、培训认证功能于一体,围绕物联网主题,同时兼顾当前IT流行技术的发展趋势,注重各种技术之间的融合?c灵活应用,既可满足日常教学要求,又注重项目实训及创新试验,各设备之间还可以灵活组合。学员不仅可通过实训室里的相关设备掌握物联培训认证所要求的所有技术,还可以基于各种模块,按照自身需求进行独特设计,融合各种技术进行创新试验及项目实训。建设一个完整的物联网实训室,进行各种无线传感器网络、智能视频技术等教学实验,模拟典型智慧校园、智能追溯等实际应用。通过实训培养物联网方面的高技能技术人才。学生、学员可就业于与物联网相关的企业,从事与物联网相关的工作。
物联网专业实训室的建设,应在物联网的识别、感知、通讯传输、组网技术以及数据分析方面,衍生至物联网整个产业链,以专业建设、人才培养、物联网核心课程教学、提高学生实训水平为目标,建立一个完整的、基础的实训架构体系。实训室的建设需满足以下基本要求:
(1)满足农业院校物联网专业的人才培养规范和教学基本要求;
(2)能够支撑学校相关专业课程教学;
(3)能够支撑学校物联网教学实训,实现物联网各知识点的实训;
(4)能够满足物联网产业综合创新的实训,如智慧城市、智能家居等。
2 智慧农业实训室应用平台
典型物联网应用实训平台[5](智慧农业套件)以选取具有典型意义的物联网智慧农业设备为基础,结合可灵活部署的移动实训台。学生可通过应用平台实训产品的训练进一步了解各种农业物联网技术典型应用,进行模拟训练;从实训产品中学习传感器、WSN及嵌入式知识。通过丰富多彩的智慧农业物联网实验案例及体验,激发学生的想象力,充分调动学生的积极性,并提供多样化的集知识性和趣味性于一体的超强用户体验。让学生可以在实训室中看到农业物联网行业的现状,培养学生的动手设计能力,帮助他们成为具有特色能力的专业技术人才。
2.1 实训室平面图
物联网智慧农业实训室平面设计图如图1所示。具置可按实地重新规划,根据教室实地情况,使用20+1套典型物联网应用实训平台进行教学,可以满足对20~40学生进行教学。此外,结合农业院校特色,新建一个农产品温室大棚,充分体现了智慧农业套件由浅入深,由理论到实践的循序渐进过程,丰富实训课程设计,并将其应用于实践生活中。
2.2 系统结构
物联网智慧农业实训平台属于移动实训系列产品,主要由物联网网关、工控平板、数/模采集器等11个物联网典型部件构成。其中移动实训台、物联网网关、安卓工控平板是核心部件,采集器使用四输入模拟采集器和数字量采集器,有继电器I和继电器II,传感器包括光照传感器、温湿度传感器、人体红外开关,通过风扇I和风扇II完成。
2.3 平台实现流程
智慧农业套件实训平台通过网关连接到公共网云平台,构成了基于感知层基础的物联网云平台。具体数据流转流程[6]如下所示:
(1)通过四模输入量采集器采集光照、温湿度传感器数据,通过ADAM-4150采集人体红外传感器数据;
(2)模拟输入量采集器通过ZigBee传输协议将数据传到网关,ADAM-4150通过串口将数据传至网关;
(3)网关通过TCP/IP协议将数据传输至云平台或者工控平板进行数据逻辑处理;
(4)云平台或工控平板形成控制指令,并通过TCP/IP协议传给网关;
(5)网关通过串口将指令传给ADAM-4150;
(6)ADAM-4150给继电器输出指令,控制风扇的开闭。
3 核心部件功能介绍
3.1 网关功能介绍
物联网网关作为系统设备域的重要部件[7],集成物联网核心采集器、控制器,通过ZigBee协议、Modbus协议等采集、解析数据,具有透传、控制命令下发等功能,可将数据实时显示于网关显示屏。网管功能截图如图2所示。具有采集光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器数据的功能并进行显示,还可手动下发指令,打开风扇,将采集的数据传输给工控平板或云平台,同时工控平板或云平台通过网关可下达对继电器的开关指令。基于这些功能,农业套件平台网关具有以下特点:
(1)LCD显示功能,可同时显示6路传感器数据;
(2)本地声光报警功能,具备超温、断电报警功能;
(3)通过WiFi/GPRS/以太网传输可将温湿度数据实时传送至后台;
(4)内置后备电池,断电后可继续工作2小时;
(5)支持断线储存功能,最大支持5 000条记录。
3.2 工控平板功能介绍
工控平板是智慧农业套件的数据处理核心,通过对网关传输数据的逻辑处理,可自动下发控制指令。对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据进行逻辑处理,自动生成控制指令;对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据案例进行开发并展示;对网关下达继电器开关指令,或通过串口对ADAM-4150下达控制指令。基于这些功能,工控平板具有以下特点:
(1)支持通过网关连接和通过串口与采集器直接连接两种数据采集方式;
(2)显示内容丰富,界面友好;
(3)多通道数据传输,支持WiFi、串口、RJ45等多种数据传输方式;
(4)可旋转支架。
3.3 云平?_功能介绍
物联网云服务平台[8]以云计算架构实现系统的云平台管理,包含用户管理、数据存储、逻辑处理,设备管理、配置,资源管理、配置等功能,如图3所示。支持多个网关、传感器、执行器等物联网设备动态接入和管理;对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据进行存储;可远程手动或自动下达控制指令;BS架构可实现远程管理、监控;提供了丰富灵活的API接口,可通过API接口获取数据,组建具有逻辑功能的各种应用场景。
关键词:互联网技术; 社区教育; 应用; 发展
中图分类号:C916 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)08-168-002
我国的社区教育起步于上世纪80年代,是我国在总结原有学校教育、家庭教育及社会教育经验的基础上,借鉴国外先进的社区教育经验并根据我国教育的实际状况逐步试点发展起来的。互联网技术的发展并被应用在社区教育中,在很大程度上提高了社区教育的效率与效果,有力地促进了社区教育事业的发展。
一、关于社区教育的概述
1.社区教育的含义
所谓社区教育,就是指政府组织或者社会工作者在社区范围内,依托社区力量,充分利用社区资源,针对社区全体居民进行的以增进公民素质、促进社区发展与进步,建立正义、公平、平等、互相关怀的社会为宗旨的社会教育。
2.社区教育的基本内容
社区教育的基本内容包括以下几点:一是社会公德教育;二是家庭生活教育;三是时事政治教育;四是民主思想教育;五是文化科学教育;六是生命健康教育。
3.社区教育的重要性
第一点是社区教育具有连续性、社会适应性及教育手段多样性的特征,在构建社会主义社会终身教育体系中发挥着至关重要的作用。
第二点是社区教育在很大程度上满足了人们对基本学习的需要,其中包括基本的学习手段与基本的学习内容。
第三点是社区教育在很大程度上满足了外来人口、失业人口的教育需求,在调整待业者的心理、增强待业者的心理承受能力、加强对外来人口与失业人口的职业技能培训,提高他们就业的竞争能力等方面发挥着积极的促进作用。
第四点是社区教育作为现代教育中的一个重要组成部分,以其自身的适应性与灵活性,在推进普通教育的普及与进步、发展高等教育、职业教育及推动现代教育的发展等方面发挥着重要的推动作用。
二、互联网技术在社区教育中的应用
1.微博技术在社区教育中的应用
微博技术具有互动性、便捷性、开放型、群聚性、及时性及自由性等特点被人们所熟识并广泛应用。作为一种新型的互联网技术,微博在社区教育中发挥着重要的推动作用。比如说,社区教育体系的教师可以利用微博快速传播信息的特征,将学校的有关通知与学生的家庭作业通过微博;同时学生的家长也可以通过电脑与手机关注教师的微博获得这些有效信息,还可以与教师进行在线沟通,减少教师与家长之间的沟通费用,提高学校与家长之间的互动效率。
微博对于群体具有一定程度上的针对性,因此,社区教育可以通过微博建立一些微群。比如说,“英语天地”、“数学天地”、“政治天地”等微群,这样信息的就有一定的针对性,可以提高微群组员参与的积极性,提高社区教育的教学质量。
微博方便社区教育系统中学校的有关信息的,比如说学校教务处的各种通知与文件、教师的运行情况、图书馆的新书信息、学术交流与讲座的信息等都可以通过微博的形式进行。
2.即时通信技术在社区教育中的应用
即时通讯技术是互联网技术中的一个重要组成部分,它主要包括以下几种形式:百度Hi、MSN、QQ、UC,它可以将社会教育、家庭教育、学校教育、自我教育很好地结合在一起,为社区教育提供了一个完整的信息服务支撑。比如说,可以通过QQ、飞信等即时工具建立QQ群或者飞信群,方便家长、教师、学生之间的沟通;家长与教师之间也可以利用互联网技术进行在线咨询学生的现实状况。
3.物联网技术在社区教育中的应用
所谓物联网,就是互联网、传感网及移动通信网三者之间有机融合,属于互联网技术的范畴。物联网在社区教育中的应用,比如说物联网可以用在社区教育体系中校内智能建筑、师生健康、交通管理与车辆管理及学生生活服务等。在社区学校内部有安全问题的地方安置红外传感器或者摄像头,同时给学生每人一个RFID卡,学生入校与离校期间,学生家长就会收到一条短信,上面会标明学生进入学校与离开学校的时间。
物联网也可以应用在社区教育体系中的学校图书管理与教学设备的管理。比如说RFID卡是学生在校的一卡通,学生可以利用它到图书馆借书、还书,并且在借书还书的过程中,通过RFID卡在计算机上的提示,学生可以在最短时间内掌握图书的各项信息,方便图书的借阅,节省学生的时间。同时,RFID卡也可以帮助学校及时掌握教学设备的使用状况,如发现有损毁状况,可以及时地进行维修。
三、互联网技术下社区教育的发展
1.在互联网技术下实现了社区教育资源的有效整合与共享
社区教育资源可以被分为两个方面:一是潜在资源,二是显性资源。在现实生活中,社区教育资源主要存在于社区之内的成员之间、学校内及企业内。比如说,社区内的学校可以为社区内的孩子提供一个安全、平稳的学校文化与环境;社区内的医院可以为社区成员提供一个心理咨询、医疗保健等教育资源。但这些教育资源只是单纯地为某一个社区服务,没有向外扩展的机会,在很大程度上会造成社区教育资源的短缺。互联网技术的介入,使得社区内的教育资源与相邻社区内的教育资源得到了有效地整合,其中潜在的教育资源得到显性化,使得更多的社区成员可以共享教育资源。通过互联网技术,社区教育体系中的教育资源可以实现网络化、数字化,方便社区成员可以随时随地地上网查询相关资料,激励更多的社区成员自觉学习,热爱学习。
2.在互联网技术下实现了社区教育的有效管理
互联网技术具有方便、快捷的特征,将互联网技术引入到社区教育系统中是适应社会发展的有效措施。在互联网技术下,社区教育管理由最初的单一化平面管理过渡到现在的网络化、立体化管理。社区教育不再是以前的单一性管理模式,对每一项管理内容都安排大量的人员进行管理。而是利用先进的互联网技术将人员管理、教学管理、资源管理、培训管理等多个方面进行整合并纳入到计算机网络系统中来,简化社区教育管理的流程,提高社区教育管理的效率。
3.在互联网技术下社区教育学习与交流的方式得到了改善
社区具有连接性与交互性的特征,社区教育的目的是维持社区内成员之间的情感交流。在互联网技术下,社区教育的交互方式发生了改变。比如说,过去社区教育的方式包括电视教学、面授、函授或者小组座谈、自我座谈等形式,在这种模式下,社区教育进行交互的层面比较浅,效果差。互联网的介入,为社区教育建立了一个新的教育平台,在这个平台上,社区成员可以突破时间与空间的限制,随时随地地进行学习,帮助人们在工作、生活、学习之前搭建了一个平衡的空间,有力地推动了社区教育的发展。
进入二十一世纪以来,互联网技术发展速度相当迅猛,它在社会主义市场经济发展与社会建设的各个方面都发挥着不可或缺的作用。互联网技术在社区教育中的应用,不仅提高了社区教育的教学质量与水平,而且改善了社区教育的外部环境,为社区教育的发展注入了新鲜的血液,有力地推动了社区教育的健康长远发展。
参考文献:
[1]张来勇.浅析移动互联网技术的教育应用[J].中国信息技术教育,2011(1)
[2]胡小军,郝邵华.推进网络化时代社区教育信息化的对策建议[J].中国教育信息化,2012(1).
【关键词】物联网技术 海警学院 网上自助 订餐系统
1 研究背景和相关概念
公安海警学院的前身是公安海警高等专科学校。公安海警高等专科学校原名为“武警水面船艇学校”,始建于1983年7月(国务院[1983]149号文件),当时隶属于武警总部,1985年9月开始招生开学。1993年8月,学院移 交公安部领导,归口公安部边防局管理,更名“公安边防水面船艇学校”。1996年开始组织申办专科的筹备工作,1997年9月终止中专招生、依托武警学院(廊坊)实施大专教学。1997年下半年,由教育部组织的在长沙召开的会议上,顺利通过全国高校设置评议委员会评审。1998年3月教育部下发《关于同意建立公安海警高等专科学校的通知》(教发[1998]18号文件),学校更名为“公安海警高等专科学校”,成为公安部直属的一所普通学校。近年来,物联网技术的海警学院网上自助订餐系统在海警学院正式运行。
1.1 物联网的概念
随着信息领域及相关学科的发展,不同领域的研究者对物联网思考所基于的起点各异,对物联网的描述侧重于不同的方面,短期内还没有一个权威、完整和精确的物联网定义。
大多数比较偏向的物联网定义是信息空间与物理空间的融合,将一切事物数字化、网络化,在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式,并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为,是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界。
1.2 物联网技术体系
物联网的技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术,这也体现出了物联网的三个基本特征,即全面感知、可靠传输和智能处理。
2 基于物联网技术的海警学院网上自助订餐系统物理基础
订餐系统采用了160×98点阵的显示屏和超小的输入键盘,整个机身小巧美观,重量只有70克。无线数据下载功能,无需使用连接线即可进行系统数据的下载,真正实现了无线双向通信。采用了国际先进的信号放大技术,使其空旷通信距离可达1000多米室内可达200米以上。采用了国际通用的ISM频段,不需要申请无线频率、无需支付信道使用费,具有通信稳定可靠、费用低廉等优点。实现了餐饮业向规范化、智能化、现代化的飞跃,具有高可靠性、稳定性、无线集成等特点,利用RFID射频技术,在每一个餐具底部植入RFID射频芯片,餐具进入结算区后(射频天线感应区),通过对餐具底部RFID射频芯片进行读写操作,借助于计算机及其通讯技术,实现对餐具底部RFID射频芯片的通信和管理,实现快速结算。主要为学校食堂、企事业单位餐厅、快餐连锁店等提供自选式快速结算服务,通过在餐盘底部植入射频芯片的方式,实现快速结算,与传统的结算方式相比,智盘系统具有速度快、核算准、体验佳、无人值守等特点。
该方案采用物联网、云计算等先进技术,涵盖用户自助开台、自助选菜、自助结算、自助服务功能,通过智慧餐台对餐厅进行智能化布控,全方位升级改造,有效降低餐厅运营成本、提升顾客用餐感受,打造智能化、现代化的餐厅。
2.1 方案介绍
基于RFID物联网技术及云计算技术的智慧餐台智能结算综合解决方案。主要通过读取智慧餐具中RFID标签的方式,进行统一计价,并通过一卡通账户中的卡片进行支付。数据信息交予一卡通系统进行汇总管理,智慧餐台通过液晶显示屏将各类图文信息直观形象的展示给客户。
集成一系列智能化、自主化的应用设备,并应用在充值、结算、就餐等各环节,对餐厅实施智能化布控,实现自动结算、自助充值等功能,节省餐厅人工,降低运营成本,打造智能化、现代化的餐厅,可广泛应用在学校食堂、企事业单位餐厅及快餐连锁店。
系统能够7×24小时不间断运行,故障率低,并且能确保在发生故障时,交易流水等重要数据不丢失。系统具备快速支付、安全高效等特点。
2.2 系统结构――分为两大部分
智慧餐具:智慧餐台系统的重要组成部分,有各种色彩的碗碟,每一种色彩对应一个价格,内置RFID标签,供智慧餐台读取菜品和价格信息进行结算。
智慧餐台结算系统:在每一个餐具底部植入RFID射频芯片,餐具进入餐台结算区后(射频天线感应区),通过对餐具底部RFID射频芯片进行读写操作,借助于计算机及其通讯技术,实现对餐具底部RFID射频芯片的通信和管理,实现快速结算。
3 基于物联网技术的海警学院网上自助订餐系统特点
由于打印系统所使用的串口通讯线路较长,很容易受外界电磁脉冲的干扰(如大型用电设备开启与关闭的瞬间都会产生高压脉冲),会导致信号传输失败或烧坏打印机和电脑设备,针对此问题特别自行设计制作了光电隔离器(打印长线驱动器)。系统特点为:
3.1 人机交互
系统界面通过色块对各类信息进行区分,重要信息将在界面上突出显示,我们为您呈现更多精彩;触控操作灵动流畅,强大功能,一触即发;可自定义的语音提示,伴随整个流程。
3.2 安全稳定
工业级的系统环境,8mm厚度的钢化玻璃台面,台身采用高强度冷轧钢板静电喷塑,轻松应对高温、潮湿、油污,为您全天候待命;数据本地存储并自动上传服务器,支持脱机使用,数据安全双重保障;内置工业级读头天线,信息读取更稳定,更灵敏!
3.3 操作简单
智慧餐台使用全中文触控操作,具有良好的人机交互界面,功能操作简单,前端操作员数量少,员工只需经过简单快速的培训就能立刻上岗,整套系统运作不会因员工流动和缺乏培训受到影响。
3.4 安装方便
智慧餐台由于采用工业级硬件配置,具有良好的环境适应性和大容量数据存储等优点,只要接通电源,连接网线,智慧餐台就能正常工作。
参考文献
[1]瞿中,熊安萍,蒋溢.计算机科学导论(第3版)[M].北京:清华大学出版社,2010(03).
[2]Peter Norton著;杨继萍,钱伟等译.计算机导论(第6版)[M].北京:清华大学出版社,2009(01).
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[5]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011(03).
[6]张凯,张雯婷.物联网导论[M].北京:清华大学出版社,2012(04).
作者简介
王宇舟(1994-)男,黑龙江省牡丹江市人。现为公安海警学院大学本科生在读。研究方向为电子信息工程。
【关键词】物联网 网络信息化管理
1 序言
我们国家是一个人口多,医院少的国家,所以面临医疗资源短缺的问题,在医院就医时,挂号,化验,交费,都得排队等待,挂号排队,等到看了医生,化验还得排队,最后交费还得排队,大部分时间都浪费在了排队等待上面了。也就是患者在医院等待浪费的时间长,真正看病的时间短,这样患者就会很焦急,容易引起混乱,导致现在医患关系更紧张,严重影响了医院的工作效率,所以在医疗风险管理中,除了尽量降低风险外,还要提高医疗质量。这就需要一个严密的管理机制。
物联网是新型的一门技术,近年来,物联网已经深入应用到很多领域,学校,农业,工业医疗等各行各业都有物联网的研究与应用。政府也在大力支持物联网应用到医疗卫生行业中去,希望能被解决“看病难,看病贵” 的问题。
2014 年在物联网高峰论坛上,曾有人提出“健康物联网”,指出未来医疗卫生产业的方向是能对人类健康进行网络式管理的新型物联网管理模式,面对医生资源缺乏的现象,实现一些小病能在网络上实现就诊。其实,现在已经存在很多网络就诊了,例如好大夫在线问诊,很多小病,不明白的医疗问题都可以再上面问诊,会有很多专家来解答,这样不仅节省了时间,也节约了医疗资源。但是网络毕竟网络,很多虚幻的东西存在,要想真正相信网络就诊,还需要很长的路要走。物联网的出现,加快了实现的步伐,可以实现智能定位,智能挂号,智能就诊,全程监控,实现高效的网络信息化管理。所以很多医院已经将物联网应用到了网络信息化管理中去。
2 物联网
2.1 物联网概述
物联网是指通过无线射频技术、嵌入式系统技术和红外感应等信息传感设备,把物品与互联网连接起来,以现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网和互联网是有区别的,互联网仅仅实现了信息之间的通信,而物联网可以实现物物通信,例如日常生活中可以实现遥控器遥控窗帘,遥控器遥控电饭煲做饭等等,例如当我们下班刚要回家时,就可以通过手机客户端遥控家里的电饭煲开始做饭,这样我们一到家就可以吃上香喷喷的饭了,能够节省我们的时间。再如车辆识别系统,门禁系统等等,这些都是典型的物联网的应用。所以说物联网又称为“物物相连的互联网”,真正实现了物品和物品之间的通信。物联网有四个层次组成:分别是应用层,处理层,传输层,感知层,如图1所示:物联网层次结构。
2.2 物联网的现状
物联网出现之后,引起了世界各地的轰动,很多国家都开始对物联网进行研究。其中美国,日本都投入了大量的资金和精力,主要是将传感器技术,无线射频技术应用到小型的领域中。在这些国家中,取得成绩最大的还是属于美国,他们的物联网行业已经深入到了工业,农业,环境和医疗卫生等领域,并且取得了很多优秀的成果。日本也是研究物理网最早的国家之一,主要在灾难检测和电子行业进行研究,这与日本的国情是分不开的,日本地处地震频繁的地带,所以他们主要研究灾难检测。
最近几年,我们国家又将物联网应用在了医疗卫生行业,希望能够提高医院的工作效率,解决就医难的问题。
3 物联网在医院网络信息化管理中的应用现状
3.1 物联网在医院网络信息化管理中的应用
3.1.1 物资药品管理
在每个医疗设备和药品上都贴上无线射频的标签,利用无线射频的特点,可以结合定位技术对这个标签进行追踪,监控,当设备发生异常时,可以发声报警,例如曾经有报到手术刀遗漏在患者腹中的情况,这个时候如果手术刀能报警,就能降低医疗风险。另外医院的很多医疗设备都非常昂贵,有了定位监控功能,就可以保障他们的安全。如果将标签贴在药品上,然后放到公共数据库中,那么患者或者医生都可以从数据中进行查询,并且辨认真伪。还可以用物联网技术开发智能药箱,这个药箱里面会记录药品的服用方法和剂量以及服用的注意事项。节约医生的时间,可以实现患者自助服药。
3.1.2 医院信息管理
3.2 物联网在医院网络信息化管理中的建设情况
医院资产是医院发展的“高速公路”,其管理水平是医院科技发展水平和市场竞争能力的重要标志之一,目前,很多医院都引入了物联网技术,建立医院网络信息化系统,此系统可以实现门诊信息化管理,药品信息化管理,住院系统信息化管理等功能。并且通过一卡通可以将整个模块联系起来,而且现在大部分都对一卡通有所了解。
4 物联网在医院网络信息化管理中的问题与对策
物联网在医院网络信息化管理中有了一定的发展,但是现在还存在很多的问题。
4.1 顶层设计不规范
现代医院需要利用一些优秀的信息技术例如物联网技术,对医院资产的购置、安装、使用等进行动态管理,提高资产的利用率。虽然大部分医院都开始使用物联网技术来管理信息,但是也只是应用了很小的一部分功能,例如一卡通,无线护理。对于物联网的顶层并没有应用到实处,像监控、定位、智能追踪这样的功能大部分医院都没有,加上资金不足,而物联网的研究需要比较先进的设备,这些设备又比较昂贵,很多医院舍不得投入,致使很多功能实现不了。当发生药品以及贵重数据丢失时候,不能及时追踪,所以也挽回不了损失。
4.2 缺乏认可
有很多年老的医生由于接受计算机的能力慢一点,所以不想去使用它的功能,而对于年轻的医生和护士来说,有时候系统容易瘫痪或者比较卡,也不愿意使用。再加上信号不稳定,记录就显示的不完整,影响了工作效率,甚至还耽误工作,所以缺乏认可度。物联网需要借助于互联网,而只要有网络,就会存在网络安全的问题,可能会导致信息泄露,这些泄露的信息如果被不法分子借用,就可能导致严重的后果。
4.3 解决方案
首先要重视物联网的顶层设计,全面实现网络信息化管理,物联网建设是一个长期复杂的过程,需要加大人力物力的投入,需要多渠道融资,加大对物联网的建设。医院可以通过政府,一些赞助企业来加大投入,最终实现双赢的目标。其次引进先进的物联网技术,真正实现监控、定位等功能,这样可以拓展应用到医院的各个领域。再次要对医院的工作人员进行培训,提高技能,增强认可度。
医院信息化建设的目标是建立一个智能有效的医院环境,医院里的医院,护士,管理人员,甚至保安等希望都能通过短期的培训,迅速的融到这个系统中,能够会使用医院的各种资源。
5 总结
目前,医疗信息化在全面普及的过程中,由于门诊业务复杂,各科室之前缺乏合作共享,造成患者信息不能及时录入,医生在调阅这些信息的时候就存在困难,而物联网技术有助于实现医院的网络信息化的智能管理,在实现信息资源共享的同时,提高了义务人员的工作效率,缓解了就诊难的问题,也缓解了义务人员的工作压力。但是由于很多方面都限制了物联网的发展,所以需要继续努力。希望在不久的将来,物联网能够带来更长久的利益。
参考文献
[1]郭莉.移动医疗在养老领域的投资机会分析[J].中国科技投资,2014(24):45-51.
[2]陈金熊,王海林.迈向智能医疗[M].北京:电子工业出版社,2014.472.
[3]李拢周鸣,董立波等.物联网行业中的智能医疗应用[J].移动通信,2011(15):22-25.
[4]孙祥玉,孙大伟.浅谈物联网技术在医院信息化管理中的应用[J].福建电脑,2013(11).
作者简介
王伟伟(1980-),女,大学本科学历。学士学位。工程师。研究方向橥络信息、网络安全。
根据麦肯锡对物联网经济价值的估算,包括消费者盈余,在2025年可达11.1万亿美元。
没有人会清楚现在世界上究竟有多少事物具有物联网的特质。根据互联网数据中心(IDC)在2013年的测算,具备物联网特质的事物约有91亿件,这个数字到2020年将增加至280亿件,到2025年将进一步增加至500亿件。
物联网的构成部分可以有各种各样的组织方式:个人及其周边环境(交通工具和住所等),周边环境的组织方式(城镇、城市、高速公路及其他联系彼此的运输系统),在周边环境上演的社交活动范畴(以商业活动为主,但也包含旅游、款待客人、娱乐和休闲等活动),以及这些活动所依托的支柱(包括农业、能源、交通、物流等产业)。
这是一个充满潜力、机遇,却又被疯狂炒作掩盖了的市场。
物联网的未来畅想
目前,自动驾驶、虚拟现实、机器人、物联网是被公认的四大被夸大和炒作的技术革命。然而,它们并不是科幻和虚幻,而是属于可以实现的不久的未来。其中,在未来,物联网将从以下6个方面颠覆现实。
1.个人生活
现在可穿戴智能设备的风潮还在看涨,以个人健康为中心的应用层出不穷。但这仅是未来物联网的一个极小的组成部分。
然而,现在的智能硬件并不聪明,你的衣服并不知道它们每隔多长时间会被穿上一次或被洗一次;你的鞋子并不知道它们已经行走了多少步;你的钥匙也不会提醒你在出门的时候是否已经把门锁好;你的身体也不会知道哪个部位出现病变。这些设备在未来十年内通通都会变得可预知和智能化。
除此之外,物联网还能够让课堂内外的培训更加个性化。具备物联网特质的培训可以根据个体的表现来设置课程及训练内容,从而达到因材施教的效果。
2.办公环境
在办公室环境中,除了智能化、协同化地办公,物联网运用的主要优点是安全和能源管理方面。通过使用具有先进图像处理能力的数码安全相机,办公楼的运营商全程监控他们物业的活动,而无需人员巡逻或持续的监控视频输入。办公室中基于物联网的能源管理,可以通过连接天气信息、侦测人员多少和作息安排,实时调控灯光明暗、空调温度。
3.工业生产
此环境是物联网应用中最大的价值来源之一,据估计,每年可能创造的经济价值在1.2~3.7万亿美元之间。这里工厂的定义是宏观意义的工厂,也就是所有标准化的生产环境。
物联网将改变用户和供应商公司竞争的基础,并为他们发展新的商业模式。物联网将启动,或者在某些情况下强制使用新的商业模式。例如,可以在客户的网站上监控机械的使用,工业设备的制造商可以从销售资本货物转向将其产品作为服务来销售。传感器数据将告诉制造商要使用多少机械,使制造商按使用程度收费。服务和维护可以绑定成按时收费,或可根据年度合同来提供所有的服务。服务还可能包括定期升级(例如,软件下载)。从机械性能可以了解新模式的设计,并帮助制造商交叉销售更多的产品和服务。这种“服务化”的方法可以让供应商与客户之间的关系变得更为贴心,并且这种关系也很难被竞争对手破坏。
在组织管理上,使用物联网技术的组织需要更好的工具和方法,以从物联网数据中提取各种观点和有用的信息,其中这些观点和信息在目前尚未为人所用。公司需要花时间来创建系统,以最大限度地提升物联网的价值,其中这对于开发和实施管理创新、组织变革和新的商业模式尤为重要。这可能会导致新的“生产率悖论”,即通过宏观经济层面可以看到技术和生产率之间的滞后性。
4.工地
在工地环境中运作的大公司一直是物联网技术的早期采用者。今天一个典型的石油钻井平台可能使用30000个传感器,来观测几十个系统的性能。在采矿业,包括矿车和矿用卡车在内的自动驾驶汽车,有助于简化操作和降低成本。
不过,这些也只是物联网的简单应用。在未来,利用传感器不仅可以检测机械使用的健康状况,公司还可以转移到状态检修模式(通过预测分析判断当有实际需求时进行设备维护),而非依赖于定期维护计划或仅在设备发生故障时进行修理。公司也可以通过使用物联网来改善人类的健康和安全。
5.交通工具
毫无疑问,在不久的将来,驾校、驾照会成为历史,自动驾驶技术将会广泛应用。通过“车联网”技术,你假期的旅游线路早就已经导入到车载导航系统,最优化的路线已经通过交警平台、天气预报系统规划完毕,自动驾驶更会彻底解决城市拥堵问题,精确到分钟的出行时间可以帮助你合理安排工作,出行效率大幅度提高。
6.城镇建设
这个领域的商机主要在于让城镇等社会化主体的结构及其结构的组合更加智能化,同时也应该兼顾对基础设施、服务行业以及公共事业等的智能化提升,尤其是连接并支撑这些结构的细分领域。
一旦所有事物都被物联网化以后,我们可以对其进行持续的监测和分析,进而通过打造更智能化的道路、桥梁以及建筑物等公共基础设施来提升固定资产的利用效率(高速公路上的交通将更加顺畅;建造物的使用效率将有所优化;能源的使用效率将有所提升;固定化的垃圾收集与循环等服务将更具灵活性)。
通过所谓的智慧城市规划,城市已经成为展示大量物联网技术创新和概念的场所。由于城市是全球经济增长的发动机,2025年世界上600个最大的城市将有望创造65%的世界GDP增长,所以物联网技术的影响非常大。
未来很丰满,现实很骨感
有困难要上,没有困难制造困难也要上,这是代表未来的物联网,正在经历的现实。
其中,技术和科技是制约、实现物联网的最大障碍和前提。
为了更广泛地运用物联网,必须继续降低基础硬件的成本。因此,低成本、低功耗的传感器是必不可少的,就像运用在智能手机上的微机电传感器的价格在过去五年里已经下降了30%~70%。射频识别标签和其他硬件也需要一个类似的轨迹,使物联网在包括包裹递送和零售业这样低价值、高容量的项目跟踪上更实用。
在低价格、低成本的电池功率上取得的进步,也需要继续应用在分布式传感器和有源标签上。在大部分的应用中,低成本的数据通讯连接(包括短距离和长距离)是必不可少的。为了让物联网用户获得大部分的数据,以及运用更多的数据,计算和存储的成本也必须继续下降,并且分析和可视化软件技术也需要得到进一步的发展。而这些科技和技术,到处充满商机。
除技术和科技外,开放性互动是实现物联网的必要条件。
目前所有的智能设备呈“独角兽”之态,系统、程序、场景、技术很难互通和协作。这就造成了以客厅为中心的“电视革命”很难取得进步。而小米打造的路由器、智能电视、手机、音响等产品,形成了一个闭环,解决了系统内部的互动协作能力,而要实现未来物联网应用的全部价值,不同企业的物联网设备和系统协同工作的能力是至关重要的。
未来不是小米的,千千万万个像小米一样的公司会层出不穷,所以采用开放标准是实现不同企业产品互动操作性的一种方式。
开发互动带来便利,但隐私、保密和安全会成为更大的问题和商机。
未来,数十亿的设备将用来收集各种数据,个人之间隐私、组织之间数据保密性和完整性将成为严重问题。运用物联网功能的产品和服务供应商将不得不为收集和使用的数据打造令人信服的价值观,并必须把使用何种数据以及如何使用这些数据的方式等信息透明化,确保数据得到适当的保护。
然而,物联网实际上是一次信息革命。以谷歌欧洲服务器连续被雷击而造成数据永久消失为例,信息的安全性、违法的低成本性,都将面对挑战。
在出现问题的同时,以数据、隐私保护、安全等为业务和卖点的数据公司,会呈爆炸式增长,并主导未来的物联网形态。其中,以百度云盘、115网盘等为代表的云存储技术,正在用现实引领未来。
物联网除了在科技上需要变革,在组织和人才方面也会遇到极大挑战。
物联网将实际世界和数字世界结合到了一起,挑战了传统的组织责任观念。传统上,IT组织独立,并有别于负责管理实际环境中的运营组织。例如,在零售商店,IT功能管理着销售点的机械,但是作用仍然很小。在物联网世界,IT与实物资产和库存紧紧联系在一起,直接影响着操作测量的业务指标,这些功能必须更加紧密地联合在一起。
此外,公司不仅需要掌握物联网系统是如何工作的(通过员工或合作伙伴/供应商关系),而且需要利用物联网指导数据驱动决策的能力和心态,以及让他们的组织适应新的流程和商业模式的本领。
未来已来
实际上,我们已经身处未来。
无论是现在的智能硬件、云技术、大数据、物流、机械、组织管理,还是我们本身,都或多或少地形成了未来物联网世界的其中一环,当环环相扣的那一天,物联网的未来就会真正到来。
在未来,物联网中众多类型的参与者和利益相关者都具有转化潜能。这为技术供应商提供了开发新的和有价值系统的机会,并有助于他们创造新的收入来源和业务。
企业采用物联网系统可以改善运营,并为数据驱动决策收集更多资料;有些企业将有机会利用物联网技术和数据建立新的业务。最终消费者将获益最多,他们可能因为物联网的健康应用而活得更久,可以享受到更安全的交通,生活更便捷、更省时,商品和服务花费更少……
为了在物联网市场上建立竞争优势,技术供应商将需要打造独特的技术,特殊的数据、软件平台和终端到终端的解决方案。没有这样做的供应商会遭受商品化的风险和和商业损失。
对于物联网技术的供应商来说,商业模式的选择很复杂,并存在阶梯性。正如在现在的信息化环境中,诸如个人计算机和互联网本身的商业模式发展可以分为三个阶段。第一阶段,通过提供基础设施(如微处理器或个人电脑操作系统)的构建而获得成功。第二阶段,公司广泛地建立扩展物联网应用,如网上在线搜索。第三阶段,公司建立临近的业务,如网上电子商务。
[关键词]物联网 就业导向 人才培养方案
[作者简介]蒋琴雅(1966- ),女,江苏常州人,南京邮电大学学生工作处就业指导中心副主任,副研究员,硕士,研究方向为大学生就业与创业。(江苏 南京 210003)
[基金项目]本文系2008年江苏省教育科学“十一五”规划重点资助课题“理工科大学生就业与创业教育研究”、2010年江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目“以就业为导向的物联网专业人才培养研究”(项目编号:2010SJB880026)、2011年南京邮电大学思想政治教育校级规划项目“物联网对大学生思想行为影响的调查研究”(项目编号:XC211021)的阶段性研究成果。
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)08-0103-02
一、研究背景
1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网概念,自此物联网概念正式进入人们的视野。物联网的英文名是 Internet of Things,也称为Web of Things,是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。2009年8月同志在视察中科院无锡物联网产业研究所时,对物联网应用提出了一些看法和要求,自提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一并写入“政府工作报告”,物联网受到了中国全社会极大的关注。每个产业的发展都离不开人才的培养。当今物联网时代,对物联网人才的培养势在必行。物联网与互联网、传感网有着重要的联系,互联网和传感网的人才培养早已开始,但物联网的人才培养还处在初始阶段,因此我国更应该加快物联网专业人才的培养。
二、物联网人才培养的现状
2010年2月25日,《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》指出:当前国家决定大力发展互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到未来环境和人类生活的一些重要战略性新兴产业。为了加大战略性新兴产业人才培养的力度,支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育入手,加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新,积极培养战略性新兴产业相关专业的人才,满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求,经研究,决定在2010年4月前完成一次战略性新兴产业相关专业的申报和审批工作。战略性新兴产业涉及的领域包括:(1)新能源产业。(2)信息网络产业。如传感网、物联网技术。(3)新材料产业。(4)农业和医药产业。(5)空间、海洋和地球探索与资源开发利用。可见,教育部已经认识到物联网人才培养的重要性,并希望各高校能够增设物联网相关专业,为物联网产业的发展提供优秀的专业人才。各高校积极申报,教育部快速反应,在《教育部关于公布同意设置的高等学校新兴产业相关本科新专业名单的通知》中获得批准的物联网工程专业30所、物联网技术专业5所、智能电网信息工程专业2所。2011年,在《教育部关于公布2010年高等学校专业设置备案或审批结果的通知》中,新增批准的物联网工程专业25所。尽管高校开办物联网相关专业的热情高涨,但有一个现实不容回避,即目前许多高校的物联网学科课程未形成体系,实训建设标准等相关问题有待进一步规范。面对这一现状,高校需要及时跟踪物联网可能发展的就业空间,找准物联网行业企业动向,以就业为导向制订物联网专业人才培养方案。
三、以就业为导向的物联网专业人才需求分析
1.物联网人才需求及就业岗位分析。物联网行业需要多种技术人才,根据物联网的四层架构,可对应为四类技术人才。电子设备开发人员和传感器设计与制造人员;移动通信和计算机网络人员;软件设计人员,特别是网络服务人员;嵌入式软件设计与开发人员。根据物联网人才需求分析,物联网专业应培养具有物联网行业必备的理论知识和专业技能,有较强的物联网应用系统操作能力、一定的系统设计和开发能力,能从事物联网硬件系统安装与调试、物联网系统管理及嵌入式软件开发的高技术应用型专业人才。根据对物联网企业的调研,其面向的职业岗位主要有感知设备设计与安装、系统集成与调试、嵌入式软件设计、物联网管理与应用。
2.物联网专业培养方向和能力需求分析。物联网专业是一个综合性学科,涉及电子技术、计算机技术和软件技术等相关专业,所以人才培养可根据不同的岗位目标分为四个方向,即感知设备设计与安装方向、传输与网络方向、嵌入式应用软件方向和物联网管理方向。四个培养方向对学生的能力要求有所不同。物联网专业学生应掌握物联网系统基本理论,具备构建、调试、运行和管理物联网专业应用系统的能力,具备开发物联网终端软件的基本能力,具备物联网应用系统故障排除能力,了解物联网技术发展动态等。
四、物联网专业人才培养方案研究
1.课程设置。应从现有支撑物联网的专业着手,以就业为导向,根据物联网产业发展的实际情况做出实时调整。本文根据物联网的四个方向,结合目前物联网产业设计的四大核心学科——微电子、无线传感、通信传输、计算机及其网络,以网络工程、物联网工程两个专业方向来讨论物联网专业人才培养方案和核心课程,重点是课程设置。
一是网络工程。人才培养目标:培养适应信息产业发展需要,在德、智、体、美诸方面全面发展,基础扎实、知识面宽、实践能力强,具有创新精神、较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,拥有扎实的通信技术、通信系统、网络工程和网络管理等方面的基础理论和系统专业知识,能在物联网与传感网技术等相关领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等工作的高级专业技术人才。专业核心课程:网络技术概论、离散数学、数据结构与算法、计算机组成原理、信息与系统、通信原理、操作系统、数据库系统原理、编译原理、计算机网络、网络安全技术、IP网络技术及应用、网络编程技术、网络工程基础实验等。 专业方向:面向信息网络国家战略性新兴产业培养的网络工程专业技术人才应满足企事业单位需求,着重网络与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。
二是物联网工程。人才培养目标:培养适应国家战略性新兴产业发展需要,德、智、体、美全面发展,基础扎实,创新意识和实践能力强,具有较高的思想道德和良好的科学文化素质以及敬业精神和社会责任感,拥有扎实的物联网基础理论知识和专业技术方法,能在信息网络等领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等方面工作的高级跨专业型人才。专业核心课程:高级语言程序设计、电工电子技术基础、数字电路与逻辑设计、物联网架构和技术、数据结构与算法、计算机组成原理、通信原理、操作系统原理、数据库系统原理、计算机网络、嵌入式系统原理与应用、物联网感知技术及其应用、无线传感器网络、物联网安全技术、软件工程、通信软件设计基础等。专业方向:面向信息网络国家战略性新兴产业培养满足企事业单位需求的物联网工程的专业技术人才,着重在物联网产品与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。
2.实践体系。以“智慧校园”为背景,搭建集传感层、网络层、应用层的综合应用系统,以智能家居、智能安防、智能门禁、智能教学、广域信息等为应用背景的综合系统,坚持开放性和应用为导向的原则,以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的,见下图。
3.师资建设。首先,物联网是一个多学科领域,除计算机学科外,还需要引进通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业具有高职称或高学历的讲师,同时在企业聘请具有丰富项目开发和管理经验的工程师参与教学与实训共建,打造一支专兼结合的教师队伍,形成企业和相关产业领域专家到高校和高校教师到企业的双向互动的机制和模式。其次,整合现有人才资源,将计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业的教师资源整合起来,实现软件资源共享。最后,走出去进修或请进来培训,对于有些未开设过的课程,可以选派教师到国内外相关机构进修,或聘请教师对校内教师进行培训,以提高师资水平。
4.校企合作。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,物联网技术领域需要的人才每年都在百万人的量级。物联网高技能人才将作为商家和企业的宝贵财富,在促进企业提高效益、实现科技成果转化和增强企业经济技术实力方面具有不可替代的重要作用。校企合作是培养物联网人才的途径。对学校而言,要选择管理比较规范、经济效益比较好的企业作为校外实习教学的合作伙伴,并成立实习小组,由学校确定组长,负责学生上班和业余时间的管理,确保实习正常进行;同时聘请企业领导或专家听课,对教师所教、学生所学、企业所用三者是否对接进行评估,及时发现和纠正问题,学生实习前,学校、企业、学生三方面要签订相关协议。对企业而言,可以挑选人才,降低用人方面的成本和风险。当前校企合作的模式有四种:学校引进企业模式,实践和教学相结合、工学交替模式,校企互动式模式,“订单”式合作模式。其中,“订单”式合作模式使学生入学就有工作,毕业即就业,实现了招生与招工同步、教学与生产同步、实习与就业联体,突出了职业技能培训的灵活性和开放性,培养的学生适应性强,就业率高。
5.学术交流。高校教学和课程相对独立和封闭,缺乏全国范围内教与学沟通的平台,阻碍了新学科的发展。物联网专业应本着开放性的态度,建立教学交流的开放平台,便于学生、教师、专家、学者进行交流。交流的具体功能如下:教学交流,教师可讨论、交流、共享,促进课程的标准化、完善化,形成精品课程;学生学习交流,可按不同的知识点分版块、课程交流和学生项目交流;以学科竞赛促进交流;业界厂家新技术交流、人才需求;标准课程的再推广,包括师资培训、社会人才培训和高校课程的再植入。
物联网作为一个战略性新兴产业,涉及领域很广,不仅需要学校培养人才,也需要社会帮助培育。高校作为培养高素质人才的主要场所,应结合实际,以就业为导向,为未来庞大的物联网产业输送人才,为我国物联网产业的发展贡献力量。
[参考文献]
[1]冯高峰,魏楠,原佩剑.高职物联网技术专业人才培养模式探讨[J].电脑知识与技术,2012(5).