物联网的技术层次精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇物联网的技术层次，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：物联网技术；物联网层次；物联网安全

物联网是基于互联网和射频识别技术的能够实现物与物之间互联的网络，已被看作信息产业的第三次浪潮，成为影响经济增长的战略产业。

物联网是通过射频识别、全球定位系统、激光扫描器、红外感应器、气体感应器等传感设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。目前我国已将物流、电网、交通、医疗、工业控制、绿色农业、安防、家居、环保九大行业纳入《物联网十二五发展规划》。

物联网分广义和狭义，广义物联网将物理空间和信息空间融合，任何事物都可以用数字化、网络化形式表现，从而实现物与物、人与物、人与环境、物与环境之间的信息交互和贯通融汇;狭义物联网是能够实现物与物之间自动识别和管理的网络，通常说的物联网是狭义上的。

1 物联网三大关键技术。

传感器技术：简单的理解物联网就是由各种传感设备构成的能够相互感知信息、传递信息的一个自组织传感器网络。该网络中的每个传感设备都是一个传感节点，能够检测和收集约定范围为的其他传感节点的信息并把此信息传递给另外的传感节点或观察者。

由于计算机只能处理数字信号故传感技术还必须实现模拟信号到数字信号的转变。传感技术通常用可采集的数据类型、采集的精度、传输的可靠性和稳定性来评价，这些指标又依赖于敏感材料、工艺设备和计测技术。

射频识别技术：物联网中的识别包括物体、位置、地理识别，射频识别系统一般由射频电子标签、射频读写器、处理识别信息的信息处理系统三个部分构成。在射频标签中存有让物体区别于其他物体的的身份标识(比如商品的条形码)，而射频读写器则负责在一定范围内读出标签中存储的信息，读写器能读取数据的范围大小由读写器的功率、频率、类型决定。目前射频标签和读写器大多是基于 EPC 协议的。

嵌入式系统技术：综合计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。把物联网比作人来讲解传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用，则传感器好比眼睛、鼻子、皮肤等感官，互联网好比神经系统，嵌入式系统相当于大脑(对收到的信息进行分类处理)。

2 物联网层次构成。

物联网也可按层次划分，从下到上依次是：负责感知、检测和控制的感知层，负责信息传输的网络层，以及负责进行信息处理形成满足用户需求的物理应用层。

感知层主要由被感知对象、感知器组成。顾名思义，其主要作用就是利用感知器去感知被感知对象或者感知器之间相互感知数据，再传给特定设备进行汇集。对于其上层来说，感知层主要负责感知和检测两项工作，对于其下层来说主要是监控其下层的感知。

常见的感知层设备有：各种传感器、感应器、摄像头和 RFID 读写器(标签)、声音采集和 GPS 定位等。

网络层又叫传输层，主要任务是负责传输采集到的信息。该层主要由各种有线网络、无线网络构成，这里的有线和无线网络包括我们的拨号网、专网、私网、局域网、有线电视网、2GGG、卫星通信网等。可理解为我们生活中的一切网络都属于该层次。应用层是使用被采集数据的层次，也就是在发展规划中提到的各种行业和没有提到但实际使用着的行业。

采集到的数据不能直接应用于各个行业，在被应用之前还需有支撑平台对数据进行加工和整理成有效数据才能被使用，比如对数据进行编码解码、信息整合、信息接入、信息目录等，被广泛应用于支撑平台的技术有数据库技术、云计算、云存储。

3 物联网的安全。

可将物联网的安全划分为四类：一是物联网本身的安全问题，二是物联网引入的安全问题，三是物联网场景下的特定互联网安全问题，最后是互联网固有的安全问题。本文对最后一种安全问题不作介绍。

第一种安全一般是物联网感知层安全问题，大多由物联网的场景、终端设备因素产生，此类问题利用互联网安全防御措施没有解决办法，一般采用设计新安全验证协议解决这类问题。最常见的就是 RFID 的身份认证安全、密钥协议安全。

第二种安全指物联网应用场景导致已有的互联网安全措施不能使用，只能研究新的协议来解决此类安全问题，与第一类安全问题相比，在设计解决本类问题的安全协议时，不仅需要考虑到物联网的感知层还需要考虑到与现有互联网安全的兼容。此类问题的典型是 RFID 的寻址安全以及端到端安全。

第三种安全是说互联网原本的安全可以通过某种防御措施来确保，但由于被应用在物联网上，特定的物联网场景使原本的安全防御措施不能达到安全防御的目的，且不能通过其他互联网安全防御措施来消除此安全问题，比如，物联网中 DNS 和 DNSSEC 都没对请求者进行身份认证造成的数据泄露就属于此类(互联网中 DNS否认攻击可以用 DNSSEC 解决)。

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关键字：计算机；物联网；网络；应用领域；大数据

既然计算机物联网技术对于社会发展、科技进步、人类生活等多个方面都有积极的影响，那么当下我们就应该将物联网技术的进一步发展作为科研重点。物联网技术的运用不能是盲目的，它的目的是为了在满足市场需求的前提下、建立更为完善的技术产业。只有这样，才能进一步推广物联网技术。另外，物联网技术的普遍应用并不是没有生活问题的，为了使其发展的更为快速，我们需要认清当下物联网运用的特点，分析物联网包含的主要技术，还要了解当前物联网技术的一些应用领域。

一、计算机物联网概述

计算机物联网就如其名称所示的一样,是在大数据时代，将有形物体接入互联网的一种技术。计算机物联网包含两个含义，第一方面，计算机物联网技术以网络为核心。在某种程度上，计算机物联网是互联网络的扩展。众所周知，计算机物联网是在大数据时代下应运而生的，因此其另一方面的含义就与计算机信息化有关,具体来说，就是计算机物联网可以通过大量的数据，促进与客户信息交流和沟通。计算机物联网技术在世界上被公认为最有发展前景的先进创新，它就像是一笔无形的财富。

（一）从技术层次看待计算机物联网

计算机物联网仅从字面上分析是无法真正理解的，还需要从计算机物联网的技术结构、关键技术、应用领域等方面来深入探究。从技术层次上来看，计算机物联网包含感知层、网络层和应用层三大层次。计算机物联网技术的三个技术层即相辅相成。每个技术层次都包含其特有的技术的，例如，其中网络层还可以分为两大层次，即传输层和处理层，主要负责信息数据的传输工作，由私有网络、互联网、有线和无线通信网组成。感知层就如同人体的神经末梢，负责信息资料的采集，其包含的技术最为丰富，有条形码、传感器、智能机械、识别码等。网络层是信息交换与通讯的重要平台，应用也最为广泛，其中的传输层包括卫星通信、移动通讯网等技术，处理层包括GIS/GRS技术、云计算等技术。另外，计算机物联网的技术层次上还包括一些常见的感知终端，例如二氧化碳浓度传感器、温度、湿度传感器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等。

（二）计算机物联网关键技术

在近几年来，物联网所涉及的领域面越来越广。其实现的基础是计算机物联网所包含的一些关键技术。具体有传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。所谓传感器技术，是计算机能够处理海量数据的关键，也是计算机的主要应用程序。我们知道，计算机处理的数据需要时数学信号，这就要求计算机具备将模拟信号转变为数据信号的功能，故有了传感器技术。近些年来，随着计算机物联网的发展，另一种传感器技术得以问世，即RFID标签，其是一种整合技术，主要应用于自动识别、物品物流管理等领域。计算机信息化建设使得物联网技术也在不断发展，目前已经形成一种集信息技术设备、传感器技术、一体化技术为一体的尖端技术，即嵌入式系统技术。其是计算机物联网技术发展成熟的体现，在长期的的演变、法杖过程中，嵌入式系统得以广泛运用，涉及到工业生产和国防工业，小到人类的生活，大到可以运用在卫星系统。

（三）计算机物联网的应用技术

除了传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术之外，计算机物联网的核心技术还包括RFID等标识技术以及云计算技术，而其应用技术的发展也尤为迅速，较为成熟的包括无线传感网络技术、射频技术、网络通讯技术等。我们知道，随着社会的发展，要想利用计算机技术更好的服务于人类，必须考虑技术的功能性，保证其能适应科技时代的进步。传统的传感器并不成熟，其无法实现功能多样性。发展至今的无线传感网络技术已经能够满足军民，主要由许多个不同的无线传感器节点组成。为了顺应科技潮流，无线传感网络技术已经在努力向微型化、智能化的目标发展。相信在不久的将来，无线传感网络技术能够实现从传统传感器到智能传感器的完全蜕变。近些年来，计算机物联网技术的发展还体现在射频技术的应用上，较常见的应用有无线射频识别技术。这类技术主要用于电子晶片、感应卡。射频技术的原理比较难以理解，需要为由扫描器发射以特定频率进行无线电波能量的发射，还要驱动接收器电路将内部的代码送出。射频技术的先进在于其接收器的特殊性，且其晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。除此之外，计算机物联网的应用技术还有网络通讯技术，具体是指利用现有的计算机设备，在相关网络通讯设备的辅助下，进行图文数据的采集、存储、处理和传输。网络通讯设备可以使资源实现其效用最大化，使信息资源达到充分共享。

二、物联网的应用

（一）城市交通管理

物联网技术最初就运用在交通行业，在其技术支持下，交通管制实现智能化。例如，物联网技术可以使交通管制系统更加自动化、智能化，能进行道路交通的实时监控。能在短时间内，对公路、桥梁、公交、停车场等场所进行系统管理。可以在任意时段估测道路交通流量，及时发现事故、交通堵塞等情况，并进行快速的自动判断，从而利于采取有效的解决措施。相信在不久的将来，全世界的交通都能实现智能化。

（二）家庭生活

科学技术的发展使得社会经济发展的速度越来越大，在计算机技术的推动下，我们来到了数字化的二十一世纪。在物联网技术的带领下，我们不管是在家庭生活，还是工作中，都感受到了巨大的便捷。通过计算机物联网技术，我们过上了智能化生活。可以通过手机来职能的控制家里的电器设备。通过手机端传送指令，来远程控制电器工作、监控家里的一切。近些年来，随着物联网生活生产领域的应用，其长足发展已成必然。

（三）节能减排

计算机物联网的发展，势必会使人类的生活发生改变。因此，一些由于人类生活方式而造成的空气污染、资源浪费问题将迎刃而解。我们知道，空气污染一直是全球环保工作的棘手难题。计算机物联网技术在应对空气污染上正好发挥了是特有的功能。近些年来，已经有科研学者针对空气污染进行了合理的分析，并认为，可以通过计算机物联网技术来改善。具体是通过物联网技术，对反应空气质量的数据进行收集。与此同时，要研发出一种新型的空气实时监测系统。这样就既能通过智能的实时监测系统来进行检测工作，又能物联网技术下对空气质量数据进行自动分析、统计。

三、结论

综上所述，计算机物联网的优势显而易见。其包含多种功能，符合大数据时代的先进科技技术。就目前来看，计算机物联网在人类生活和工业中都发挥着巨大的作用。其带动着多个行业的发展，使得智能化产品走向多样化。另外，从计算机物联网在多个领域的应用可以看出，物联网技术已经逐渐成熟起来，其在未来的发展趋势十分良好。作为计算机行业的工作者，我们应该永不止步，全身心的致力于更多像物联网技术的科技项目研究。希望在不久的将来，我们能让物联网在未来发展的更为快速，让我国所自主研发的智能化设备越来越多，给我们带来更多高科技体验。

作者:谭秦红 单位:贵州省铜仁职业技术学院

参考文献：

[1]朱顺强.中国物联网发展状况分析[A].中国通信学会2010年光缆电缆学术年会论文集[C].2010年.

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关键词：智能家居；物联网；移动智能终端

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美国诞生的，这之后，加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后开始开发智能建筑和智能家居产品。智能家居在国外已发展了20多年，特别在一些发达国家，智能家居的普及率相当高，智能家居可以为人们提供一种高效、舒适、安全、便利、环保的家庭居住环境。在美国，盖茨的被称作“未来之屋”的豪宅堪称当今智能家居的经典之作，所有的照明、音乐、温度、湿度等，都可以根据客人的需要通过电脑任意调节；当你踏入一个房间，藏在壁纸后方的扬声器就会响起你喜爱的旋律，墙壁上则投射出你熟悉的画作；厕所里安装了一套检查身体的电脑系统，如果发现异常，电脑会立即发出警报；地板中的传感器在感应到有人到来时就自动打开照明系统，在客人离去的同时自动关闭。在国内，智能家居经历了10年的起步阶段，发展速度缓慢。这主要是因为开发技术短期内不成熟，没有形成完整的、全面的系统解决方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，所以有必要对智能家居系统做研究和探讨。

1 智能家居的架构

智能家居作为物联网的一部分和人们的生活息息相关，是人们感受物联网最直接的方式。通过智能家居系统，人们将充分感受到物联网革命带给人们的方便、快捷与智能化。图1所示是智能家居系统的基本框架图。下面对具有集中式信息处理模块的智能家居系统作一简要介绍。

图1 智能家居系统框架

1.1 信息家电

信息家电应该是一种价格低廉、操作简便、实用性强、带有PC主要功能的家电产品。利用电脑、电信和电子技术与传统家电相结合的创新产品，是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器。在目前的传统家电的基础上，将信息技术融入传统的家电当中，使其功能更加强大，使用更加简单、方便和实用，为家庭生活创造更高品质的生活环境，比如模拟电视发展成数字电视，电冰箱、洗衣机、微波炉等也将会变成数字化、网络化、智能化的信息家电。

1.2 信息处理模块

为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作，智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求，对各种数据进行实时处理，并将结果送入功能驱动模块。随着家庭中信息家电的数量不断增加，采用分布式的控制方式将具有更高的灵活性，这是未来智能家居系统的发展趋势。

1.3 通信模块

如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑，那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点，通信模块常利用已有的布线（如电力载波），或者采用无线传输（如蓝牙、红外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家电对传输的带宽要求不同，实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。

1.4 功能驱动模块

功能驱动模块是信息流入、流出各个信息家电的接口。由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同，所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号，以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。

1.5 外界信息接口模块

该模块可以看成是一个家庭通向外界（如Internet）的网关，它在家庭内部各种家电信息共享的基础上，进一步实现了基于Internet的资源共享，从而更进一步实现了共享的深度和广度，也将是未来智能家居系统发展的热点。

2 物联网技术

物联网被称为是继计算机和互联网信息产业后的第三次革命性创新[8]，物联网应用无处不在。物联网是让所有的物品都能够远程感知和控制，并与现有的网络连接在一起，形成一个更加智慧的生产生活体系。物联网技术层次由感知层、传输层和应用层组成[10]，图2所示是物联网技术的层次结构。

物联网以传感器等传感技术为基础，实现信息采集和“物”的识别，通过传输层实现数据的传输与计算，经过应用层，实现所感知信息的应用服务。

3 智能家居的主要技术

智能能家居系统应用的主要技术包括网络控制技术、通信技术和移动终端技术。

图2 物联网技术层次结构

3.1 网络控制技术

3.1.1 通过家庭网关的互联

家庭网关是智能家庭局域网的核心部分，主要完成家庭内部网络各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信网络之间的数据交换功能。同时，网关一般还负责家庭智能设备的管理和控制。

3.1.2 通过外部扩展模块实现与家电的互联

为实现家用电器的集中控制和远程控制功能，家庭智能网关通过有线或无线的方式，按照特定的通信协议借助外部扩展模块控制家电或照明设备。

3.1.3 嵌入式系统的应用

以往的智能家居中，绝大多数是由单片机控制的。随着新功能的不断增加和性能的不断提升，将处理能力大大增强的具有网络功能的嵌入式操作系统和单片机的控制程序作相应的调整，使之有机地结合成为完整的嵌入式系统。

3.2 通信技术

通信技术分为有线通信和无线通信技术，大多已日臻成熟。基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统，由于具有低成本、低功耗、较远的覆盖范围及通用性强的特点，将成为智能家居系统中的又一亮点，必将给现代智能家居系统带来一场新的变革。

3.3 移动终端技术

移动智能终端以智能手机为代表，另外还包含平板电脑、笔记本、智能电视等。移动智能终端内嵌嵌入式操作系统，目前被广泛推崇和得到迅速发展的是开放的、自由的Android系统[3]，主要应用在移动互联网方面。移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络，在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，它们的增长速度是任何预测家未曾预料到的。

4 智能家居的主要研究内容

智能家居系统可满足个性化需求。可以按不同用户的需求，定制不同的方案。同时，也可模块化服务，以满足不同层次客户的需求。从客户需求上分析，智能家居系统的主要研究内容如下：

（1） 通过移动智能终端，如智能手机等，随时随地控制家中电器的开关和监测信息家电的工作状态。

（2） 以“情景模式”一键组合控制家电，实现场景设定。

（3） 支持上述功能的同时，同样可以使用家电原有的控制方式。

（4） 实时视频，让主人对家中的状况一目了然。

（5） 当家中发生警情时，可以自动打电话或发短信通知，并同时通知小区的物业，保安可第一时间到达现场。

（6） 网关服务器的密码以及网络控制页面的登录密码，可以随时更改，保证系统安全性。

5 智能家居通信方式比较

智能家居不同厂商产品的区别主要体现在通信组网方式上。市场上所有的产品无外乎有两种进行数据传输的方式，分别是有线方式和无线方式。

有线方式即总线控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有线方式因为需要进行布置复杂的线路，对原有建筑造成不同程度的破坏，而且维护、扩展也会带来很多局限性，所以，采用有线通信方式的智能家居产品正在逐渐被淘汰。

无线方式包括射频、载波、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等。本文的智能家居产品采用ZigBee组网方式，而目前国内仅有个别厂家采用ZigBee组网方式。表1所列是对各种无线组网方式的智能家居系统进行的比较。

在表1中，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和成本的技术，这些特点决定了在智能家居中采用ZigBee组网是非常合适的。

6 基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统

6.1 系统框图和主要实现原理

基于ZigBee的智能家居系统是未来智能家居系统的主流，该系统包含终端节点、路由器节点、传感器网络用户终端、远程监控终端（如手机移动终端）等。图3所示就是基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统图。

图3 基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统

在基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统中，终端节点是整个网络的关键，它的作用是开启并配置无线传感器网络。网络启动成功后，通过路由器节点、网络用户终端，无线传感器网络接收各节点的信息，并处理这些数据，将有用信息通过用户交互程序显示给用户，然后接收用户指令，再通过无线传感器网络将指令传递到相应的设备终端节点。如果要通过互联网远程控制，那么传感器网络用户终端还要连接到互联网，接收来自远程智能终端的指令，起到无线传感器网络与远程终端通信桥梁作用。

6.2 系统各部分的功能

6.2.1 终端节点

终端节点主要由传感单元、处理单元、无线通信单元和电源单元四个基本单元组成，其结构如图4所示。终端节点对于网络的建立和维护没有责任。其加入网络后主要任务有两个：一是通过传感单元中的传感器，采集物理信息并进行模拟量到数字量的转换，处理单元负责信息存储和处理，并送入无线通信单元，后者通过无线网络上传；二是接收用户终端的指令，控制设备作出相应的动作。

图4 终端节点结构图

6.2.2 路由器节点

路由器节点的主要功能有两个，一是为终端设备节点提供多跳路由，二是允许新启动的节点加入网络，其作用相当于互联网中的路由器。

6.2.3 协调器网关

协调器网关是家庭控制网络的主控设备，要求必须由至少一个ZigBee网络的FFD设备组成。一方面，它主导家庭内部网络建立的整个过程，主要包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、数据转发表、设备关联表等几个方面；另一方面，作为家庭网关和设备节点之间的桥梁，完成家庭网关和家居设备节点的通信。家庭网关对外可以提供各种远程智能控制接口，操作者可以通过手机移动终端连接到Internet访问家庭网关的相关接口，对家中的家居设备节点进行数据访问或者控制。

6.2.4 移动智能终端

移动智能终端可以是任意一台接入互联网的计算机设备，这时传感器网络用户终端充当通信桥梁。远程控制终端通过身份认证后，就可以C/S模式或者B/S模式与传感器网络用户终端进行通信，远程控制智能家庭网络。比如，我们出差长时间不在家，可通过移动智能终端远程监控家中的环境，定时打开通风设备改善房间空气环境；或者我们下班前可通过移动智能终端远程控制空调或地暖设备工作，回到家就可以享受到我们想要的舒适环境。

6.3 系统采用ZigBee技术的主要特点

（1） 功耗低。具备多种休眠模式，在待机模式下，普通电池即可支持长达数月甚至一到两年的连续工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免机制，避免了数据包发送时信道的竞争和冲突。其MAC层采用完全确认的数据传输机制，设备发送出去的每一个数据包，接收设备在接收之后都必须回传一个确认信息，发送方才能开始新的传输。

（3） 网络容量大。具有星型结构、树状结构、网状结构等拓扑，一个全功能设备可以管理254个节点设备，全功能设备之间还能组成覆盖范围更大的网络，网络的最大容量可达2542个节点。

（4） 成本低。ZigBee网络的重要特点就是数据传输速率低，通信协议简单，极大地降低了组网的成本。大范围组网时，每个节点的成本可以降到3美元以下。

（5） 数据安全。ZigBee提供了完整的安全机制，有效防止网络被篡改，防止信息的截获与窃听，并提供了多种加密方法保证数据传输的安全性。

（6） 通用性。由ZigBee技术联盟主导ZigBee标准的制定与修改，并保持了设备和协议通用性和完好的开放性。

6.4 系统采用移动终端技术的主要特点

移动终端应用移动互联网，而移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络。在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，具有广阔的应用前景。

典型的移动终端平台是Android 平台。Android是Google公司针对智能终端开发的一个平台，基于linux内核，是开放、开源的系统，其大部分应用主要是用java开发，具有很好的跨平台性。实际上，移动终端就是一个可移动的计算机。

7 结 语

本文对基于物联网技术的智能家居系统进行了研究与探讨，分析了智能家居的架构和物联网技术层次，提出了一套基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统。该系统采用ZigBee技术和移动终端技术，具有诸多显著特点。本文通过对通信方式进行比较后，在家居系统中选择ZigBee通信技术，通过分析说明了ZigBee技术在楼宇自动化领域具有广阔的发展和应用前景。系统在应用中选择移动终端技术，移动终端技术具有基于移动互联网和可靠的嵌入式等特点，使智能家居控制系统具有智能化和可移动性。基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统能将家庭中的家居设备连接到网络中，使传统家居设备具有自动化、智能化等新特征，是未来智能家居的主流发展模式。

参 考 文 献

[1] The EPCglobal Network?. Overview of Design Benefits and Security [EB/OL].[2004-09-24]. http：///documents/TheEPCglobalNetworkfromepcglobalinc_001.pdf.

[2] RUIZ L B， NOGUEIRA J M， LOUREIRO A A F. A management architecture for wireless sensor networks[J]. IEEE Communication Magazine， 2003， 41（2）： 116-125.

[3] 田森，李大和.用Android开发手机应用[J].程序员，2008（1）：25-27.

[4] 原羿，苏鸿根.基于ZigBee技术的无线网络应用研究[J].计算机应用与软件，2004，21（6）：89-91.

[5] 金纯，罗祖秋，罗风，等.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.

[6] 王权平，王莉.ZigBee技术及其应用[J].现代电信科技，2004（1）：33-37.

[7] 宋杰，党李成，郭振朝，等.Android OS手机平台的安全机制分析和应用研究[J].计算机技术与发展，2010（6）：152-155.

[8] 刘爱军.物联网技术现状及应用前景展望[J].物联网技术，2012，2（1）：69-73.

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关键词：物联网 技术思想 应用策略 关键技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0001-02

物联网技术是社会经济发展到一定阶段，科技创新和信息技术水平发展到一定阶段的必然产物。相反的，物联网技术的出现及使用也是有效地提高社会经济发展水平的重要助力。物联网技术是融合了多种先进技术，以计算机技术为基础、融入监控技术和通信技术等重要信息技术的综合技术。物联网技术运用几乎涵盖了信息通讯技术所有的领域，包括无线技术、互联网、智能芯片技术、软件技术等，其优点表现为实用性强、使用范围广、沟通与协调功能较强等。该文通过梳理物联网技术的基本概念，重点讨论物联网技术的结构和关键技术分析，并就其在实际中的应用探讨物联网应用策略，为物联网技术的进一步发展提供理论依据，促使物联网技术能够在所有运用领域中最大限度地发挥其功能。

1 物联网关键技术分析

一提到“物联网”这个词，可能第一次接触的人马上会想到另一个词――“互联网”，理所当然地认为物联网技术其实就是互联网基础上衍生出来的新的网络概念。互联网与物联网的确在某些环境下很容易让人混淆，不仅是因槊字的相似度较高，更因为两者的技术基础相同，都是建立在分组数据技术基础之上的，以数据分组网作为他们的承载网，而业务网和承载网是相互分离，独立发展的。该文章从物联网的核心技术层机构和关键技术角度深度分析物联网技术。

1.1 物联网结构分析

物联网结构可以大致分为4个技术层次，分别是：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

1.1.1 感知识别层

物联网的感知识别层主要依赖的技术是RFID无线射频感应技术、无线传感技术、GPS定位系统、传感器网络、自组织网络以及短距离无线通信技术等核心感知技术，也包括各种智能设备，比如智能手机、计算机、多媒体播放器、PAD等，前者属于信息自动生成方式，后者属于信息人工生成方式。多样化的信息生成方式是物联网的重要特征之一。感知识别技术虽然位于物联网四层网络构建中的最低端，却是物联网核心技术中最关键的一层，所有上层技术结构都以其为基础。通过感知识别技术，让事物“开口说话，生成信息”是让物理技术和信息技术建立联系的重要一环，也是物联网和互联网等其他网络的不同处之一。

1.1.2 网络构建层

物联网的网络构建层在物联网四层网络构建层中扮演的角色是联络员。重要的网络形式主要分为互联网、无线个域网、无线广域网、无线局域网以及无线城域网5种网络形式。其中物联网是各种网络构成中的核心网络、技术支持以及平台，IPv6扫清了网络终端设备在数量上的限制；无线宽带网如WiFi/WiMAX等无线宽带技术网络的覆盖范围较广；ZiBee、蓝牙以及红外等无线低速网络能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低计算能力、低通信半径以及低能量来源等特征；移动通信网络将成为“全面、随时、高效”的数据传输平台，其高覆盖率、方式多元化、高速实时、可移动性的数据处理特点打破了物联网多方面的局限性。

1.1.3 管理服务层

管理服务层主要解决的问题包括数据存储、信息检索、数据挖掘以及信息安全与隐私保护等四方面问题，当大量的数据信息和内容信息经过前两层――感知识别层和网络构建层的生成传输汇聚到管理服务层，如何解决上述问题将成为其考虑的主要技术难题。下面将针对上述四大问题展开探索。

（1）数据库。物联网的数据特点包括关联性、语义性、海量性、多态性等。通常情况下，我们物联网数据库将物联网数据库分为关系数据库系统和新型数据库（NoSQL数据库）两类。关系数据库系统随着时代的要求不断地发展自己以适应现代社会的数据库技术要求；新型数据（NoSQL数据库）主要应用于分布式、非关系型的数据信息存储中，通过避免连接操作的方式来提升数据库性能，并不要求数据库一定要具备确定的表模式。

（2）海量信息存储。网络存储结构主要分为三大模块：DAS――直接附加存储；NAS――网络附加存储；SAN――存储区域网络，其主要缺陷在于只能满足中等规模的商业需求，面对大规模或巨型规模的商业需求仍存在信息存储难题。数据中心实际上是一个大型的系统工程，例如：Google与Hadoop，涵盖了主要的计算机系统和通信、存储设备以及辅的环境控制设备、监控设备、安全装置以及数据通信链接等。适应了物联网数据的关联性、语义性、海量性、多态性等特点。

（3）Web搜索引擎。Web搜索引擎是：“能够在一个合理时间内，根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结果列表（hits list）服务的综合体。”在传统Web搜索引擎基础上建立的现代搜索引擎要求相关信息的更高精确性，能够主动识别并精确提取有效信息，建立多模态信息搜索引擎模式。

（4）需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面，数据信息感知能力的提高是建立在海量的数据存储和快速的搜索引擎基础上的，另一方面，智能分析能力通过多维数据分析和整合。

（5）信息安全与隐私保护。主要的安全和隐私隐患包括窃听、跟踪、诈骗、病毒、信息篡改等，主要的防护措施是物理安全机制、密码技术等。以上都是传统的网络安全问题，必须要有个非常强大的安全管理平台作为支撑，所以需要给物联网开发系统性的安全保护机制。

1.1.4 综合应用层

架构物联网的综合应用层是全结构的目的，所有前期的技术投入都是为了在实际生活中最终得到实践。同时，综合应用层实际上是一个新信息反馈的阶层，在这一阶段，物联网的缺陷将在实践中被发现并反馈，是促进物联网发展的重要环节。

1.2 关键技术介绍

通过上述内容对物联网的整体层次结构介绍，我们对关键物联网技术有了一个整体的印象，接下来将有选择地介绍几项关键物联网技术。

1.2.1 异构融合平台

实现物联网资源共享目标的重要途径之一就是经过异构融合平台。其资源共享实现的方式是：在不同网络平台共建的基础上，融合不同异构网络间的共性，保留自身特有的功能即个性的同时，形成不同异构网络间共性与自身个性之间的统一。什么是不同异构网络间共性的融合？就是建立不同的异构网络与公共通信平台之间连接，通过同骨干传输网的对接，将异构网络融合到更为宽泛的移动通讯网络中。

1.2.2 节点与终端口

该文中提及的节点，专指感知节点。感知节点的主要功能是收集事物自身的基础信息，并自动针对其基础特征和基础信息进行分类整理、分析处理以及信息储存等，有利于帮助物联网获取更全面的事物信息并@取更多本事物相关信息。在日益先进的智能标签技术、通信技术、嵌入式技术等技术的支持下，感知节点也越来越智能化，对管理对象及其外在环境进行监督控制越来越高效。

1.2.3 业务支撑

业务支撑中最重要的功能是确定物联网的各项具体业务需求，并就每项业务需求确定其需要用到的场景。主要工作流程：首先，根据业务的特性进行分类，同时界定各项业务的主要性能以及功能；其次，抽象化处理物联网现有网络资源；最后，设计结构。此结构的主要功能是支撑各项业务。

2 应用策略

毋庸质疑，在经济社会与物联网紧密结合的现代社会中，物联网一定是未来经济发展的重点领域之一。物联网将越来越多地应用于诸多领域，无论是对社会的发展进步，经济的迅速崛起，还是人们整体生活水平的改善，都会产生巨大的推动作用。

2.1 树立共享与融合的意识

在物联网往后的发展中，树立共享与融合意识至关重要。首先要明白何为融合，所谓融合，是指各相关领域之间通过一系列手段实现网络资源共享，这也是前文中屡次提及的融合问题。这种融合的目标是对未来所有的网络形式进行资源共享，扩揽各相关信息领域的不同业务活动，最终实现物联网横向以及纵向的深度和宽度融合。

2.2 加强行业与产业之间的合作

加强行业与产业之间合作的第一步，就是要实现行业之间的协调。虽然现在物联网在我国各行业的应用范围已经相当广泛，但是各相关行业之间仍然存在共享阻碍，这是由于行业间存在业务交叉，一定程度上致使物联网不能实现更好的管理和技术方面的共享。第二，加强物联网整个产业链之间的合作。实际上物联网自身也是一个非常复杂的产业链，自动控制技术、无线射频识别技术等处于产业链初端的技术指标目前已经取得了较好的发展。因此，物联网更好的发展依赖于产业链之间的联合，只有每个环节进行结合才能有效地推动物联网向更好、更健康的方向发展。

3 结语

人们经常讲：“物联网的兴起和使用，是一种新的生活方式，是一场技术领域的革命。”的确，物联网的发展影响社会的各方面，小到人们的生活方式，大到行业的兴起，甚至技术领域的创新，但是任何发展都是基于我们对物联网的美好期许与祝愿，任何技术的革新带来便利与发展的同时也带来很多困扰，我们要做的就是通过反复的思考、不断地进行技术革新以及加强各行业间的协作，来改善或弥补新技术缺陷。

参考文献

[1] 周津.物联网环境下信息融合基础理论与关键技术研究[D].吉林大学，2014.

篇5

    在研究信息服务资源整合时，首先遇到的问题是信息服务资源的概念界定。信息服务资源涵盖信息服务和信息资源两个词，但又不是两个词含义的简单叠加，而是有机结合。信息服务是通过研究用户、组织用户、组织服务，将有价值的信息传递给用户，最终帮助用户解决问题的过程。从这一意义上看，信息服务实际上是传播信息、交流信息，实现信息增值的一项活动。信息资源的概念则是有广义与狭义之分。一般来说，狭义的理解认为，信息资源是人类社会经济活动中经过加工处理并大量积累起来的有用信息的集合。广义的理解认为，信息资源是人类社会信息活动中积累起来的信息、信息生产者、信息技术等信息活动要素的集合。综合前面信息服务的概念，信息服务资源是以服务为目的，由信息内容这一核心要素和与之相关的信息设备、信息网络、信息技术、信息人员等支持性要素组成的信息资源。

    2　整合港口信息服务资源的必要性

    2.1　我国港口的发展历程

    我国港口的发展经历了三个阶段，现正向第四个阶段迈进(见表1)。

    2.2　第四代港口的发展要求

    目前，国际上关于第四代港口的描述，主要是根据联合国贸发会《港口通讯》1999年第19期上发表的《第四代港口》文章，认为第四代港口主要处理的货物是集装箱，发展策略是港航联盟与港际联盟，生产特性是整合性物流。然而，随着经济的发展和互联网技术的普及，“第四代港口”的内涵出现了新的变化。宁波市交通局副局长孙时光2009年在首届亚太经合组织港口服务网络港口发展大会上指出，“第四代港口”在兼容“第三代港口”功能的基础上，作为全球供应链中的一个环节，强调港口之间互动以及港口与相关物流活动之间的互动，满足运输市场对港口差异化服务的需求，提供精细化的作业和敏捷的服务，以形成柔性港口，促使与港口相关的供应链各环节之间的无缝连接。

    由此可见，未来港口的发展，更加强调港口自身成为客户供应链中的一个重要环节，即港口从静态的、节点型的角色转变到动态的、网络型的角色。无论是港口空间上的相互关联、对客户的差异化服务，还是精细化作业、快速反应的柔性化要求，都使得第四代港口更加强调物流和信息流的快速运行。在更大范围内实现信息服务资源的整合与共享，势在必行。

    3　港口信息服务资源的整合层次

    港口信息服务资源的整合是增强港口竞争力的关键，根据信息服务资源的内涵，结合第四代港口的发展特点，港口信息服务资源的整合可分为三个层次：战略层次的跨港信息整合、战术层次的业务信息融合和技术层次的平台信息聚合。

    技术层次：技术是军事打击中的基本技能，需要在战术中综合运用，发挥威力。它在取得整个战争的胜利中居于基础地位，正因为是基础，所以十分重要。港口信息整合的“平台信息聚合”，就是运用先进的信息技术对港口信息服务资源进行整合。但技术具有易得性，在短期内能够学会，难以构成港口独特的竞争优势。

    战术层次：战术是决策者在中观层面运用创造性思维对技术进行综合运用。业务信息融合，就是着眼于以港口为重要环节的整条供应链的整合。只有港口各部门与企业及其上下游的业务整合完毕后，信息才能在此基础上做到实时更新、双向沟通。战术成功固然可以大大提升整合效果，但是相对战略而言，其作用还是有局限的。

    战略层次：战略是在非常宏观的层面上统筹整个战争，受到多方面因素的影响，如自然地理环境、国际政治环境等外部环境的制约。在全球一体化的今天，信息服务资源的整合不能把视角仅仅局限于单一的某个港口，而是还要观察世界港口大的走势。港口产业群的融合是一种趋势，跨地区的港口信息整合才可能在更大的层面上赢得成功。

    4　国外著名港口的信息服务资源整合状况探究

    

    4.1　新加坡港：整合高效的港航物流及贸易平台

    目前新加坡有超过350个应用系统，其主要系统有PORTNET负责对外的电子数据通讯与交换。PORTNET所提供的服务十分强大，主要包括船舶靠港时程、货柜、货物清单、货物追踪及化学危险品数据库查询和货柜舱单、危险品申报、靠港申请及出港时程预报等通关自动化，并通过贸易网络TRADENET实现了关贸网络相连，还可与政府国贸及签审机关作数据交换。此外，除了政府提供的公众网络外，物流企业也都先后斥资建成了电脑技术平台。通过技术平台，客户不但可以下订单，在托运的货物进入公司运行以后，客户还可以随时了解所交运货物即时的空间位置，了解货物当时所处的运送环节和预计送达的时间。

    新加坡在供应链整合方面也有先进之处：新加坡港物流发展具有供应链物流中心和联合型物流中心两种模式的特点。供应链物流是由港口物流企业与航运物流企业在优势互补的基础上，各方分工合作，共同投资组成的；物流分工明确、集约经营。联合型物流中心是由港口与保税区或者与所在城市共同组建的物流中心，使港口与加工业联合发展，业务衔接良好。

    4.2　鹿特丹港：政府和企业共享港口物流信息

    鹿特丹港的港口物流发展模式属于地主型物流中心模式。这种模式的特点主要有：一是由政府统一规划、建设和管理，租赁给企业自主经营；二是港口配套设施齐全，储、运、销形成一条龙服务；三是港口物流中心规模大，专业化程度高；四是港口工业发展迅速，已形成物流链。

    鹿特丹港还一贯重视信息化建设，并关注港航物流企业的利益诉求。自2004年起，鹿特丹一改之前复杂繁琐的港区系统，启用了简单易行的鹿特丹港业界共享系统，从商务、航运、港口、港务局四个方面，针对收发货人、船公司、码头企业的需求提供信息服务。一家名为Port Infolink的公司就专门为鹿特丹港建立了经济有效的信息共享系统。该系统由750多个企业及机构共享，平均每月信息流量为30万个，当中包括电子数据互换及互联网服务等。业界共享系统已成为鹿特丹港口不可或缺的现代化设施，是该港口网络化及完善腹地连接之后的第三大竞争优势。

    4.3　组合港代表——纽约·新泽西港

    纽约港和新泽西港分别隶属于美国的纽约州和新泽西州，因此两港早期发展并没有整体的合作规划，甚至两州政府就港口和航道边界问题还争论不休。后来随着货物吞吐量的急剧增加，两州政府为了提高港口资源利用效益，共同协商组建了联合港务局进行统一管理。其联合港务局 即纽约·新泽西港务局的主要任务是促进和保护纽约及新泽西港口地区内的商业业务，负责监管两州的陆、海、空运输网络系统。如实现两港公共基础设施的统一建造和维护，两港信息系统的建设与维护等。此外，港务局还协调港口的整体发展，使两港分工明确，各发挥其所长。

    纽约·新泽西港的港口合作脚步还不止于此。纽约水网密布，内河水运源远流长，但多年来侧重公路运输，水运积累的问题不少，如船型增大、河道变得狭窄。而在这一领域，鹿特丹港有丰富的经验，于是2001年纽约·新泽西港与鹿特丹港签约，共享鹿特丹港多年来的内陆航运与物流分拨经验。正是在与相邻、先进港口的密切合作中，美国的纽约·新泽西港才得以长足进步，逐渐成为了北美重要的海运集散中心。

    5　国外先进港口的信息服务资源整合经验借鉴

    5.1　战略层次的借鉴：港口一体化

    从纽约·新泽西港的发展历程可以看出，港口唯有合作才能持续发展。港口发展也是信息服务资源整合的意义所在，否则，整合就是无源之水无本之木。纵观我国，共有环渤海、长三角、珠三角、东南沿海和西南沿海五大港口群，但那多是地理接近而形成的港口群，内部合作还很欠缺。其中，珠三角港口群毗邻香港国际航运中心，以广州港和深圳港为主导，发展迅猛。但相同的地缘条件导致不同层次港口间的竞争日趋激烈。环渤海港口群，最具发展潜力，但内部的天津港、大连港和青岛港之间的竞争多于合作。

    纽约·新泽西港的合作经验有下面几点值得我们借鉴：(1)统一协调、广泛合作。为缓解港口之间的竞争关系，必须有联合的权威机构采取相应的政策方法进行协调，把握方向，纽约·新泽西港务局就是榜样。港口的一体化除了基础设施、信息系统的统一规划外，还体现在优势互补，交流先进经验上，同时可以对港口进行整体宣传，提高港口群整体知名度，形成区域品牌。(2)自负盈亏，保持港口运营的活力。纽约·新泽西港的建设就是港务局通过销售债券的方式集资，不依赖于政府的预算，呈现出自丰经营、自负盈亏的特点。限于我国国情，港务局不独立于政府，但我国政府仍可只在对影响港口群整体利益的方面进行干涉，从而保证港口运营的自主性，营造合理公平竞争的环境，为港口发展带来活力。

    5.2　战术层次的借鉴：供应链整合

    港口信息服务资源的整合需要业务整合先行。物流供应链的四个子系统即航行作业系统、装卸作业系统、堆存作业系统、集疏运系统必须互相协同配合才能保证港口物流运作以最大功效顺利进行，形成最大的吞吐能力。港口供应链整合的核心在于并不只局限于某一环节、某一子系统的整合，而应克服各环节之间、子系统之间的摩擦和内耗，实现港口物流全过程的协同。

    新加坡港的联合策略，鹿特丹港的一体化策略都给我国港口的供应链整合带来启发。一个完整的物流链可能包含海运、港口、铁路、公路甚至航空等多种运输方式，涉及到海关、商检、金融等诸多部门，这些部门既有竞争又有合作。要发展好港口物流，必须取得政府支持，在政府的统一协调下，加大力度对港口物流所涉及到的产业进行整合，积极引导传统运输企业向物流企业转型，对各种不同的运输方式的经营者通过建立行业协会或合资、合作经营等方式，加强彼此间的沟通与协调，建立利益共同体，规范竞争秩序，充分发挥各种运输资源的合力，保证物流链的通畅和高效运行，促进物流规模的不断扩大。

    5.3　技术层次的借鉴：平台建设及技术更新

    (1)进行平台建设。由新加坡港和鹿特丹港的信息技术应用可知，港口信息服务资源的信息化的整合有赖于信息集成平台的建设。信息集成平台的建设需遵守“自上而下”和“自下而上”相结合、“系统开发”与“标准研制”相结合的原则。也就是说，平台建设要有统一的规划，有统一的标准，同时，需建立网络基础设施平台、港口空间基础信息平台、港口内部管理信息平台、港口公共服务信息平台和面向社会的电子商务平台等完善的平台集成网络，使数据可以灵活交换与共享。此外，平台建设也要充分利用已有信息资源，避免重复建设和资源浪费。

篇6

【关键词】互联网+;根本问题;审视层面;教育视角;哲学思考 

【中图分类号】G40-15 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2016）02-0011-03 

【作者简介】张晓东，江苏省教育科学研究院（南京，210024）博士、研究员。 

教育发展总是不能脱离时代背景，也只有回到属于自己的时代中，教育发展才能获得更好的支持和帮助，才能扎扎实实地稳步向前。不过教育具有自身的相对独立性，教育既是时代的适应者，也是时代的超越者，在适应“互联网+”时代的过程中一定要保持对教育本质的切问，这样才不会导致发展中的技术膜拜和价值迷失，进而在自身得到合规律性和合目的性的发展后，对经济社会发展起到恰当的引领作用。“互联网+”是当下教育现代化的重要依托，教育必须借助于“互联网+”实现新世纪的跨越，但是，一定要对“互联网+”时代进行深层的教育叩问，尤其是要回到教育的本意进行考量，才能让“互联网+”和教育擦出令人期待的火花，实现二者之间的同构共生。 

一、“互联网+”是教育的根本问题吗 

教育发展面对着越来越纷繁复杂的境遇，甚至可以说教育面对的是无限的时空，但是，人们的时间和精力却是相对有限的，无限与有限之间必然产生巨大的矛盾。关注教育所有的方面，对其进行深入的思考与研究，并投入巨大的人力和物力，在同一个时间段解决所有的问题，这只是美好的教育期盼，却又是不切实际的，也是不可能做到的。如果这样不仅不能解决教育面临的根本性问题，反而会让真正的教育发展主题被淹没和消解。那么，我们就需要考虑什么才是教育的根本问题，只有找到了根本问题，才能明确教育发展的主要矛盾，或者说是矛盾的主要方面，进而把有限的能量投入到主要矛盾或矛盾的主要方面的解决上来。这些根本性的、深层次的、瓶颈性的问题得到了解决，就会达到牵一发而动全身的效果，从而使得教育在特定阶段实现更为深入的发展。 

教育学从根本上来说是人学，教育发展的根本问题是育人，是育什么样的人，以什么方式育人的问题。当下，教育发展面临的深层次问题是人的异化，我们离全面而有个性的学生和充满理想而富有激情的教师还有很远的距离。现在特别需要思考的是育什么样的人，什么才是我们理想中的人性培育，什么才是我们追求的完满人格。对此“互联网+”基本上没有发言权，这也是“互联网+”不能够和不应该参与表达的。如果说“互联网+”想要参与这样的基本问题讨论，那么，它只能参与在此之外的第二个维度的讨论，也就是以什么方式育人，而且，即使是参与以什么方式育人的讨论，“互联网+”也不是主要线索，它只能起到补充和辅助的作用，因为教育是人和人之间的关系建构，用雅斯贝尔斯的话来说，就是“一个灵魂唤醒另一个灵魂”，如果“互联网+”不能帮助实现“一个灵魂唤醒另一个灵魂”，甚至是阻碍了“一个灵魂唤醒另一个灵魂”，那么它就必须进行反思与自我批判，因为“互联网+”必须服从于灵魂的唤醒，而不是等待唤醒的“灵魂”被“互联网+”消解。 

二、该在什么层面看待“互联网+” 

教育发展是一个立体化的过程，既有形而上的教育观、教育理念、教育追求，也有形而下的教育实践、教育操作、教育程序，以及为此提供的各种教育技术、条件保障，我们需要从不同层面进行审视，才能让推动教育发展的不同要素各就各位，而不出现越位和错位的情况，这也是对各要素自身存在的准确定位，以形成教育发展的良好生态系统。“互联网+”只能定位于技术层面，它可以对教育的具体运行和实施方式产生深远的影响，但是，这种深远影响仅仅是具体的方式上的。没有“互联网+”，人依然可以存在，没有人就没有“互联网+”了。我们在承认“互联网+”可以改变教育方式的同时，一定要记住，“互联网+”不是作用无限的灵丹妙药，它有自己发挥作用的阈限，绝不可以也不可能改变教育中的人性假设和人格追求，这不是技术性工具能够做到的事情;反过来人性假设和人格追求却可以对“互联网+”产生根本性的影响。 

既然“互联网+”是技术层面的问题，我们就要在技术层面进行探讨，否则，就是导致技术的僭越，到最后不是人使用技术，而是人受制于技术，人将变成技术的奴隶，或者说是拥有了技术的奴隶。我们绝不能因为沉湎于技术，而忘记了自身的主体性地位，轻易地让渡了本来属于人的权利，这与我们开始时对技术的追求是背道而驰的。正因为对“互联网+”只能进行技术层面的考察，所以，必须进行技术之上的教育价值考量，经常把技术置于教育理念的拷问之下，回到教育的本意质询“互联网+”，这样才能保证师生成为技术的主人。师生应该作为大写的人站在“互联网+”之上，而不是“互联网+”高高地立于师生之上，让师生这些活生生的生命臣服于技术。现实教育生活中已经有人忘记了“互联网+”的技术地位，甚至在不同利益的驱动下，将“互联网+”作为教育的第一属性，反而将师生作为教育的第二属性，这一定要引起人们的警醒。 

三、什么是“互联网+”的教育视角 

“互联网+”已经渗透到社会生活的方方面面，成为这个时代特有的鲜明标志，越来越多的年轻人成为了紧紧依靠信息技术生活的“原住民”。“互联网+”成为社会运行的基本保障条件之一，对传统产业造成了不小的冲击，催生了一些新的经济形态和新兴产业，每个行业、每个部门都把“互联网+”作为21世纪发展的必备手段，试图以此实现自身的升级换代，实现人们孜孜以求的创新。“互联网+”成为了许多人的存在的“家”，在这个“家”里可以足不出户而解决衣食住行，人们的生活方式正在被改变并重塑，这个“家”甚至重要到让人感觉到不与其发生联系就有被时代抛弃的危险——作为弃儿的命运是很可怕的。人们依托“互联网+”开发了不计其数的办公平台和便利产品，而这些平台和产品改变并成为日常生活的重要组成部分，从某种角度而言，这也是大家无法割舍与离开“互联网+”的重要原因。　教育发展需要“互联网+”的深度参与，“互联网+”为教育发展提供了许多有利条件，一些原来不可能实现的教与学方式的变革成为可能。不过，教育领域与其他领域毕竟存在着诸多的不同，教育是养育未成年人的成长空间，需要“互联网+”带来更多的教育价值。许多人尽管看到了“互联网+”带来的普适性的便利，却忽视了以教育的视角进行思考。我们必须深思，所有领域都可以一视同仁地以同样的方式对待“互联网+”吗？“互联网+”是不是可以不加区分一股脑地引入到教育中？最近非常热门的“未来教室”的灵魂是什么？仅仅是便捷丰富的资源吗？没有灵魂的技术将走向何方？所以，一定要进行充满教育意蕴的价值判断，哪些引进效果会非常好，哪些引进可能会产生不良影响，哪些甚至不能够引进。如果不进行这样的思考与判断，不仅会让“互联网+”的教育功能得不到良好的发挥，也会让教育发展的自身价值在“互联网+”中被遗忘和边缘化，这恐怕是每个人都不愿意看到的。 

四、“互联网+”需要什么样的心态 

篇7

关键词：无线物联；电磁环境；干扰成因；抗干扰技术；干扰评估

中图分类号：TN972 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）01-0046-03

0 引 言

依据物联网的定义，从信息传输的角度而言，物联网可以理解为“利用一切通信手段构成智能信息传输的网络”。而从大规模应用技术层面去考量，则多种通信手段的融合就带来了电磁兼容性问题，特别是在无线环境下，通信干扰问题将更加突出。

所谓电磁兼容性（EMC），是指电子系统或通信设备工作在指定的环境中，不至于由于无意的电磁辐射而引起性能下降或发生故障的能力；同样，这一系统或设备的工作也不影响其他系统或设备的正常运行。电磁兼容性的反面即电磁干扰（EMI），两者相互依存。

无线物联网作为一个复杂的通信网络，在通信抗干扰方面，虽然通信技术体制已给出规范并采取相应措施，但是，由于物联网的广泛性和基于无线环境，特别是目前尚无统一的协调机制，迫切需要进行研究并提出具体的综合解决方案。

对于任何一个电子系统或者是信息网络，最佳的EMC应该是从其设计开始就注意EMI问题；如果在原始的设计中没有对EMC引起足够的重视，则必须在投入使用以后采取更多的抗干扰措施，才能使多个系统和设备共存。

1 无线物联频谱特征概述

从通信层面去理解，物联网实质是要利用多种通信手段来构成“网”。从这个意义上讲，无论是有线或者是无线，甚至是光网络都存在兼容性问题。而对于无线网络，抗干扰将是永恒的课题。以目前物联网应用最多的短距离无线通信技术为例，如蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、无线USB　（WirelessUSB）、无线局域网Wi-Fi（IEEE　802.11b/g）等，其频谱的拥挤情况就可见一斑。由于这些技术均选择了2.4　GHz（2.4～2.483　GHz）ISM　频段，再加上无绳电话和微波炉等干扰源，就使得该频段日益拥挤。图1所示是该频段的信号带宽和频谱分布。

由图1可以看出，在开放的工业频段，其频带的隔离度已非常窄，仅仅由于功率的远近效应和带外辐射及谐波干扰，就足以影响目前基于无线技术的物联网性能。因此，必须认真分析干扰因素和特征，并有针对性地采用抗干扰技术和措施[1]。

2 无线物联干扰因素和特征分析

物联网提出的时间并不长，同时需要利用多种通信手段，具有相当的复杂性。因此，本课题立足物联网中目前应用较多的无线技术，研究其相互依存和相互影响，借助像IEEE　802.15.4　标准中的抗干扰协调机制，对完善物联网的开发与应用具有非常重要的意义。就国内而言，物联网的研究与应用已成为业界的热门话题，但这些应用研究仅仅是局部的，或者是单一的，如桥梁健康监测与远程监控、人类健康监测、环境卫生监测、智能交通系统等。目前，无线方式用到的仅仅有RFID、Wi-Fi、蓝牙、无线传感网等，但未来大规模物联网应用，必然带来电磁兼容和抗干扰协调问题。

无线环境下，干扰和噪声主要分两类：一类是周期性干扰，如电台干扰；另一类是非周期性干扰，如脉冲干扰和平滑干扰。按噪声和干扰来源分，又有接收机内部噪声、天电噪声、宇宙噪声、人为噪声、无线电干扰等。一般而言，将天电噪声、宇宙噪声、人为噪声称为外部噪声，而将无线电干扰称为干扰[2]。

物联网中RFID、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等遇到的电磁干扰除了自身同频相互干扰以外，还来源于广播、电视、雷达、导航、工业等及无线通信系统，如微波中继通信、移动通信、各种无线网络等。总体来说，具体干扰成因有同信道干扰、邻道干扰、多径干扰、发信机的带外杂散干扰、接收机的寄生响应、阻塞干扰（含固定和动态）、互调干扰、工业干扰和自然干扰等。

3 抗干扰方法与措施

3.1 通信抗干扰技术与体制

现代通信抗干扰技术主要从时间域、频率域、功率域、空间域等几个方面着手，大多独立使用，但更多的时候为了提高抗干扰效果而综合运用。抗干扰技术的选择当然必须和通信系统的体制紧密结合起来，这样才能取得更好的效果。通信抗干扰技术是指实现某种抗干扰技术体制所采用的具体途径和技巧。从抗干扰技术层面而言，主要分成两大类，即扩谱通信抗干扰技术和非扩谱通信抗干扰技术。抗干扰的效能与通信干扰技术体制、通信设备用途、通信频率、数据速率和器件水平等密切相关[3]。

针对不同的通信体制，特别是无线技术，电磁兼容问题都有过相应研究和规范，并提供一些技术方案。以IEEE　802.15.4　标准为例，其内部就提供了三种机制来保证ZigBee在2.4　GHz频段和其他无线技术标准的共存能力。一是空闲信道评估（Clear　Channel　Assessment，CCA）技术。IEEE　802.15.4　物理层在碰撞避免机制（CSMACA）中提供CCA的能力，即如果信道被其他设备占用，允许传输退出而不必考虑采用的通信协议。二是动态信道选择技术。ZigBee　个人区域网（PAN）中的协调器首先要扫描所有的信道，然后再确认并加入一个合适的PAN，而不是自己去创建一个新的PAN，这样就减少了同频段PAN的数量，降低了潜在的干扰。如果干扰源出现在重叠的信道上，　协调器上层的软件要应用信道算法选择一个新的信道。三是选择信道算法技术。对比IEEE　802.11b　和IEEE　802.15.4　信道算法，有4　个IEEE　802.15.4　信道（n=15，16，21，22）落在3　个IEEE　802.11b　信道的频带间距上，这些间距上的能量不为零，但是会比信道内的能量低，将这些信道作为IEEE　802.15.4网络的工作信道可以将系统间干扰降至最小。

以上描述的只是通信链路层次抗干扰所涉及的基础技术和技术体制，即通信信道抗干扰问题。显然，未来的无线物联网不可能仅仅停留在通信链路上面，必然上升到通信网络层面，即通信网络的抗干扰。所谓通信网络，是指在一定范围内，通过某种协议，将同类通信设备或通信系统、通信链路、接口设备等互连而成的网络。相应的，通信网络抗干扰将更加趋于复杂。

3.2 通信干扰强度的评价

通信干扰总是有强有弱的。对于一个通信系统而言，最强的干扰发生在干扰信号的体积大于通信信号的体积。所谓信号的体积，即信号的功率、频率和存在时间之积。所以，要保证通信不中断，通信信号体积必须大于干扰信号体积[4]。

4 几种通信抗干扰技术性能分析

为对抗干扰信号，降低误码率，跳频技术在目前的无线物联网络中广泛使用。经过大量的试验和实测，现以无线环境下经常遇到的主要干扰，即固定阻塞干扰、动态阻塞干扰、多径干扰、白噪声干扰、网间电磁兼容为目标进行比较。表1所列是其常用的技术和效能对比[5]。

由表1可见，不同的抗干扰技术对于不同的干扰成因，其效果大不一样。其中，高效的调制方式可以对抗多种通信干扰，从通信链路抗干扰角度而言，这种方法应当是最有效的一种技术。

同样，采用直扩通信抗干扰体制，其抗干扰技术也有多种方式，其中最有效的是多进制直扩和交织与纠错技术，这里不再赘述。

通信抗干扰一直是通信领域的研究课题，特别是在军事领域，干扰和抗干扰往往是决定“制通信权”的法宝。但是，随着现代社会的信息化程度越来越高，特别是物联网概念的提出，未来无线网络将无处不在。因此，通信网络抗干扰是非常值得研究的内容。显然，通信网络抗干扰应以通信链路为研究对象，并进一步上升到网络层面，除了比较成熟的技术应用以外，更涉及到系统论、信息论，其复杂程度也越来越高。

5 通信抗干扰评估方法

为了应对干扰，一个通信网络必然要采取相应技术措施。其综合抗干扰方法产生的效果更需要有一个评估方法。通信抗干扰评估通常从三个方面进行，其一是根据评估对象的特点和评估用途，选择合理的综合评估方法；其二是根据一定的规则，确定所需要的指标体系；第三是根据相应的算法，进行多项指标的综合评估，得出最终的结果[6]。评估方法通常有解析法、统计法、计算机仿真法等。主要技术指标通常有工作频段、业务种类、工作方式、信息速率、发射功率、信号处理时延、天线性能、组网方式等。图2所示是基于层次分析法的抗干扰评估指标体系[7]。

6 结 语

从本文的研究可以看出，基于无线环境下的物联网应用，特别是大规模应用，其总体EMC和协调是非常复杂的。通信设备和链路组网以后，其抗干扰性能除了进行大量的实际测试以外，通常需要进行系统性能仿真，这样才能得到比较真实的数据，但是，首先要建立可靠性模型。例如，可以类似正五边形设定模型，其中每边为一条通信链路的可靠度，顶点为节点。显然，通信网络的可靠度建立在链路和节点可靠度之上，此外还与网络的拓扑结构有关[8]。概括来说，通信网络抗干扰仿真主要应当从以下几个方面入手：

（1） 明确通信网络的地理布局和应用场景，掌握链路采用的抗干扰技术；

（2） 提取电波传播、抗干扰技术参数以及干扰信号参数；

（3） 由误码率到可靠度的映射得到各条通信链路的可靠度；

（4） 建立可靠性数学模型，画出加权图。

本课题研究的是一个较具体且烦杂的内容，需要进行大量的测试和仿真以及后期数据处理，本文只进行了初步研究，后续可通过子课题进行专项研究和总结，以便为将来物联网大规模应用提供抗干扰解决方案。

参 考 文 献

[1]　丁龙刚.基于RFID、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee的物联网电磁兼容和干扰协调研究[J].物联网技术，2011，1（4）：59-61.

[2]　POISEL　Richard　A.通信电子战导论[M].吴汉平，译.北京：电子工业出版社，2003.

[3]　姚富强.网络抗干扰技术探讨[J].现代军事通信，1999，7（3）：56-58.

[4]　DIXON　R　C.扩展频谱系统[M].王守仁，译.北京：国防工业出版社，2002.

[5]　STINE　John　A，　PORTIGAL　David　L.　An　introduction　to　spectrum　management　[R].　Washington　DC：　MITRE　Corporation，　2004.

[6]　姚富强.通信抗干扰工程与实践[M].北京：电子工业出版社，2008.

[7]　付卫红.基于盲源分离的“干扰免疫”军事通信抗干扰技术研究[J].现代军事通信，2007，15（4）：5-7.

[8]　杨田，徐志军，王华力，等.基于HLA的空间信息对抗分布式仿真系统[J].军事通信技术，2007（4）：89-92.

篇8

关键词：智慧图书馆 智慧服务 智慧服务平台构建

一、智慧图书馆的概念

图书馆的发展是渐进式的，每一次重大变革都伴随着科技的创新和进步。随着物联网概念的正式提出并迅速波及全球，在图书馆界，继复合图书馆、数字图书馆之后，以信息技术为基础，以数字化、网络化和智能化为标志的智慧图书馆正在走进人们的视野。

自2009年IBM率先提出智慧地球的概念后，各种各样智慧的概念，如智慧城市、智慧企业、智慧医疗等成为人们研究和描画的重点。其中，智慧图书馆也概莫能外。

目前关于智慧图书馆的定义还没有一个统一的表述，检索近期的相关文献可以发现，目前国内关于智慧图书馆的研究较多地与物联网、云计算及数字图书馆、复合图书馆等概念相联系。笔者认为，智慧图书馆是建立在物联网和数字图书馆基础之上的新型图书馆，具有物联网和数字图书馆的双重特征。数字化、网络化和智能化是智慧图书馆的技术基础，人物互联是智慧图书馆的核心构成，而实现由知识服务向智慧服务的提升则是智慧图书馆的精髓。可以说，智慧图书馆的外在特征是泛在，即在现代信息技术的支持下提供无所不在、无时不在的服务；而其内在特征是在继提供文献服务、信息服务、知识服务之后，提供以人为本的智慧服务，满足读者日益增长与不断变化的需求。可见，智慧图书馆是未来图书馆服务技术提升、服务理念创新、管理形态转型的一场革命。

二、智慧图书馆的构建

智慧图书馆是目前图书馆发展的最高级阶段，是复合图书馆、数字图书馆发展成熟后的一种全新形态。智慧图书馆是在物联网环境下，以云计算技术为基础，以智慧化设备为手段，实现书书相联、书人相联、人人相联，为用户提供智慧化服务。智慧化图书馆的构成要素主要包括物联网技术、智能设施、智慧化服务，其构建可分为三个层面：物质层面、技术层面和服务层面。物质层面是基础，技术层面是关键，而最能体现图书馆核心价值和服务水平的则是服务层面。三个层面互为支持，共同支撑起智慧图书馆的大厦。欧美图书馆界是智慧图书馆理念的率先提出者，而智慧图书馆的实践也首先出现在欧美的大学图书馆、公共图书馆和博物馆中。目前，国内外一些图书馆已经进行了智慧图书馆部分功能的尝试，通过物联网技术、无线射频识别（ RFID）提供图书馆智慧服务。例如，芬兰奥卢大学图书馆于2003年提供的一项被称为Smart Library的新服务；台北市立图书馆于2010年采用无线射频识别 （ RFID）技术建设了一个无人值守的智慧图书馆，通过感应装置实现用户的身份验证，自助借还机协助用户完成无人值守的借还操作；上海图书馆率先开展了手机图书馆的移动服务；等等。物联网与云计算，是从技术的维度出发研究图书馆；智慧图书馆更应该重视在信息技术基础上的集群整合与协同管理，是物联网和云计算技术支撑下的泛在、便捷和跨越时空的高水平的智慧化服务，注重的是图书馆服务能力的提高和核心竞争力的提升。

三、智慧图书馆的服务模式

图书馆2.0与智慧图书馆体系都是建设在复合图书馆或数字图书馆的基础上，两者的主要区别在于硬件及技术上。图书馆 2.0主要依赖 Web2.0技术，包括Blog、Rss、Wiki、Instant Message、Tag、Ajax等等，而智慧图书馆则主要依赖于物联网、传感技术和云计算机。因硬件和技术方面的优势，智慧图书馆与图书馆 2.0相比能提供更高层次、更具个性、更加智慧的信息服务，但两者的服务理念与内涵是一致的，都是以用户为中心，以个性化服务为原则。

智慧图书馆的服务模式应该是基于图书馆员智慧的知识服务，是基于信息资源的深度知识挖掘以及具有用户需求分析功能的专家式的系统服务，是一种有品质、有价值、有内容的高层次服务。柯平教授曾说：图书馆服务的发展是在不断提升的，有三个台阶：一是文献服务，二是信息服务，三是知识服务。这一路径反映了服务从依赖资源、技术与工具到越来越依赖图书馆人的智慧。在智慧图书馆环境下，图书馆服务的台阶应该增加一个，即第四个智慧服务。

1、智慧服务的概念

智慧服务是建立在知识服务基础上的，运用创造性智慧对知识进行搜集、组织、分析、整合，形成全新的知识增值产品，支持用户的知识应用和知识创新，并将知识转化为生产力的服务。图书馆智慧服务关注的是通过知识产品的服务给知识用户带来效益，包括经济效益和社会效益，实现知识产品的增值，进而推动社会进步和生产力的发展。

2、智慧服务的特征

图书馆知识服务是智慧服务的前提和基础，而图书馆智慧服务是图书馆知识服务的深化和升华，图书馆智慧服务有以下几个基本特征：一是公共性，其服务是面向广大用户、社会群体和全人类的，是一种普惠范围的服务；二是智慧性，图书馆所提供的服务是在文献服务、信息服务、知识服务基础之上的智慧服务，图书馆充分发挥客观知识的拥有者、整合者、启发者的核心作用，帮助用户在知识应用的过程中创新知识、提升智慧；三是资源丰富性，图书馆必须通过物联网、云计算等先进的信息技术，掌握丰富的信息资源，包括纸质资源、数字资源、网络资源等；四是管理集群化，图书馆通过集群化综合服务平台实现知识的共建性整合、集约式显示、便捷性获取、无障碍转换、跨时空传递等；五是服务协同性，包括行业协同、地区协同、国家协同、全球协同等，在系统的顶层设计上整体推进，使资源由分散趋向集约、由异构趋向统一，克服资源在布局上各自为政、分散管理和重复建设的弊端，实现智慧图书馆的管理使命。

3、智慧服务平台的构建原则

从信息管理与应用的角度来看，智慧图书馆建设可分为信息汇集、协同感知和泛在聚合三个阶段。智慧图书馆服务平台的构建必须具有异构性、开放性、移动性、协同性、融合性等特点。在建设过程中必须关注用户的实际信息需求，通过构建、整合各种信息资源、网络平台，提供让用户放心且安全的使用环境，使用户能够跨越时空、无障碍使用图书馆的资源，满足用户不断变化的各种信息需求。

（1）服务主导原则。在图书馆智慧信息服务体系的构建中，技术、资源和服务是相互依存、相互支撑的关系。技术是必备的手段，资源奠定了内容基础，而服务是最终的结果。在物联网和云计算环境下可以看作资源是为了用的，资源利用是图书馆服务的根本所在。技术是图书馆智慧信息服务体系的支撑，资源是智慧信息服务体系的核心竞争力。服务是智慧信息服务体系构建的根本目的，是智慧服务平台构建的立身之本。

（2）资源集成原则。资源集成是智慧图书馆服务与管理的技术基础，图书馆需要借助云计算技术、物联网技术建立起文献感知服务系统和整合集群管理系统。这里讲的资源包括印刷型、数字型、网络型各类载体的资源。资源集成就是在各个文献信息机构、各类文献之间建立起跨系统应用集成、跨部门信息共享、跨库网转换互通、跨媒体深度融合、跨馆际物流速递的服务与管理模式。例如， 2012年 3月成立的首都图书馆联盟由位于北京行政区域内的国家图书馆、党校系统图书馆、科研院所图书馆、高等院校图书馆以及医院部队、中小学图书馆和北京市公共图书馆共110余家图书馆自愿联合发起成立。首都市民今后有望仅凭一张读书卡即可浏览百余家图书馆的文献资源。近期将做到：一馆办证、各馆通用、一卡借阅、就近还书、一馆藏书、各馆共享、一馆讲座，各馆转播、一馆咨询、多馆服务、与出版机构合作，推出优惠图书。

（3）以人为本原则。在资源集成的基础上，实现资源与人的时时相联，其中既包括资源与馆员的互通相联，也包括资源与用户的互通相联。这是智慧图书馆服务与管理的关键，体现出以人为本的图书馆发展理念与实践。如台湾研制的智慧型图书馆和图书定位系统，上海普陀区图书馆设立的图书漂流自助亭等。这些表面看起来无人值守的图书馆，其自助服务是建立在前台的服务机与图书馆后台的集群网络化布点、信息化管理、一体化物流的庞大的管理系统之上的。通过后台强大的管理系统和集成化服务，实现了馆员资源用户的互通互联，依靠现代信息技术满足了用户的信息需求，体现出图书馆服务以用户为中心、以人为本的原则。

四、结语

智慧图书馆为图书馆界注入了新的活力，带来新的愿景和新的希望，也为读者带来全新的体验和满足。尽管现阶段智慧图书馆的建设仅仅处于初始阶段，一些尝试也属于试验性的，但随着RFID等物联网技术、云计算技术的快速发展，智慧图书馆的发展前景一定十分远大。一是建立起用户与馆员多维的交互模式，图书馆服务也更加人性化、个性化、智能化和智慧化。二是借助物联网技术实现用户信息的自组织和自主知识空间的构建，通过网络技术、语义技术对原始数据进行语义抽取，构建行业或学科的宏观知识空间和用户特定的微观知识空间。

参考文献：

[1]王世伟.未来图书馆发展的新模式·智慧图书馆[J].图书馆建设，2011，（12）： 1-5.

篇9

促进实体零售业O2O转型

近年来，电商冲击实体零售的声音不绝于耳，让传统零售商感受到压力。随着移动互联网的迅猛普及，实体与虚拟的融合有了绝佳的技术基础―――O2O模式的出现，让互联网行业发现了新蓝海，也让传统实体行业找到了转型升级的突破口。

张近东认为，对于零售业而言，如何持续不断地满足消费者全方位、深层次的购物需求，是整个行业必须要思考的问题“实体门店能够满足消费者对产品质量、实物体验等方面的需求，电子商务满足了信息获取、便捷交易等方面的需求，但他们都有自身难以弥补的缺陷，唯有线上线下融合的O2O模式才能满足时下消费者的全部需求。”张近东说。

去年以来，越来越多的零售企业开始尝试O2O运营，但面对这一新生事物，不少企业在能力和技术上都存在不足。对此，张近东表示“我们要引导这些企业利用互联网技术与思维来‘武装’自己，实现零售服务O2O转型，满足、服务好消费者，也就赢得了行业的未来。”他指出，无论是软件应用层面，还是硬件设备层面，抑或是交易与服务流程，都要围绕用户体验的便捷与安全来展开，鼓励支持开发更简便易用的移动商务应用、智能设备、支付手段、服务方式等，最终目的是让O2O运营更高效，服务更周到。

云计算、大数据、智能搜索、LBS（基于位置的服务）、物联网等新技术层出不穷，O2O模式正是建立在这些技术之上。张近东建议：“我们应加大对这些前沿基础技术的研究力度，同时也推动科研成果的应用。将这些技术实用化、通用化后，企业就能够更专注于日常运营，将服务做得更加完善。”

加快制定个人信息保护法

信息领域安全是今年全国两会代表委员热议的话题之一。对此，张近东认为，随着互联网与移动互联网的迅速发展，个人信息日趋呈现出网络化与公开化的特点，但缺乏保护机制使得恶意获取、非法倒卖、失职外泄个人信息的事件频频发生，直接威胁到公民经济安全与人身安全。

中国互联网络信息中心近日的《2013年中国网民信息安全状况研究报告》指出，74.1%的网民在过去半年时间内遇到过信息安全问题，总人数达4.38亿，全国因信息安全事件而造成的个人经济损失达到了196.3亿元。报告强调，信息安全影响网民的时间之长、规模之大前所未有。

张近东认为，一定要“抓紧制定立法规划，完善互联网信息内容管理、关键信息基础设施保护等法律法规，依法治理网络空间，维护公民合法权益”。

他从法律基础、责任主体、统一机制等三个层面给出了建议：首先，做好“顶层设计”，制定统一的互联网个人信息保护法，以明确信息保护范围和内容，提高违法违规成本；其次，明确责任主体，完善自律机制，从职责权限、审核监察层面严格约束涉事单位与个人；第三，建立统一的执法机制，确保法律贯彻执行，以独立、专业的个人信息安全保护部门确保个人信息保护长期化、日常化。

推动产业的互联网化应用

面对强劲的互联网化浪潮，张近东在今年两会上提议，要升级国家互联网发展战略，加快传统产业的互联网应用，将互联网与各产业深度融合，推动社会经济的整体转型升级。

“当前，我国经济正处于调整发展结构、转变增长方式的重要阶段，存在产能过剩、耗能过大、服务水平低下等诸多问题。”张近东说，推动产业的互联网化应用是解决上述问题的重要途径，产业的互联网化应用可以看做是国家“两化融合”战略在新时期的延续和升级。

他建议，应借鉴“两化融合”经验，将推动互联网应用上升到国家战略高度，成立国家级互联网战略专项工作小组，制定明确的互联网发展规划、实施路径，推进互联网化应用的组织和推广工作。

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关键词：物联网；公共安全管理；挑战；对策

随着国民经济和科学技术的高速发展，物联网技术也迅速发展并逐渐成熟起来。它被称为信息产业的第三次浪潮，成为国家的重要发展战略。物联网这一概念是在美国召开的移动计算和网络国际会议上提出的。“物联网”从字面上来看，就是物与物连接起来形成的网络，它是从互联网从人向物的拓展。具体含义就是把所有的物品通过传感设备连接到互联网上，实现人对网络中的物的智能化识别和管理。由于物联网中，传感器设备是关键技术，所以物联网又称为传感网。物联网的出现，使国家的经济和人们的生活方式发生了重要的改变。但是在物联网提供新技术、提升安全智能水平的时候，其内在的安全问题也日益暴露出来。国家各级政府也对在物联网条件下的公共安全和社会秩序问题非常重视，也在积极采取有效措施进行治理。

一、物联网技术原理

通过在物体中植入微型传感芯片，在一定的编码规则下进行统一编码，然后利用视频识别器装置、红外感应器、激光扫描器等进行信息传感装置，精确对物体的各种特征进行识别、检测，并且通过无线通信设备连接到互联网当中，进行信息传递，实现对物体的智能化识别、控制和管理。物理网的活动分为三个步骤，第一步是通过传感设备进行感应，第二步将感应到的数据通过无线通信设备传输到互联网上，第三步就是通过终端对物体进行智能控制和管理。

二、物联网对公共安全管理的影响和调整

物联网技术在我国各种大型活动当中已经展示出了它巨大的魅力，但是它在维护社会秩序的同时也该公共安全带来了新的问题和挑战。

（一）为公共安全管理带来智能化打下了基础

重点场所的安全护卫：在国家的政府机关或者是人民基础设施场所建立起了物联网安全管理体系，重点加强了低漏、低虚的警率周边安全防范，加大了抵御外力入侵的力度。交通、消防、危险物品安全监管方面：从最初的对车辆信息和道路状况的检测的应用，到建筑物的消防安全的防范应用，发展到对危险物品的检测应用。物联网都体现出了高度的敏感性，为社会的安全提供了重要保证。

（二）对现有的公共安全管理模式提出了全新的挑战

物联网的发展，推动了安全管理模式的改良。用物联网的技术来审视现有的安全管理模式，发现其中存在着诸多的弊端。首先是事前预防理念强调不多，现有的政策只注重对事件的预警，而在事件的预测和预测措施上没有足够的重视。其次是管理自动化和智能化程度不高。物联网的到来，使对物品的状态检测和信息传输成为了现实，提出了公共安全管理智能化要求。

三、物联网条件下的公共安全管理应对策略

每一次的技术变革都会对社会的生产力带来巨大的促进作用，也会在社会上造成强烈的反响。政府部门有义务对于变革进行正确地引导，消除变革过程中的不稳定因素，确保公共生命财产安全。

（一）政府在物联网开发过程中应掌握主动权，避免出现安全问题

面对物联网迅猛的发展速度，政府只有占领高点，掌握主动权，才能采取积极有效地措施应对社会上出现的各种问题。在法律层面，网络安全问题应该随着物联网同时提升到国家战略层面，物联网的安全监管立法是物联网安全管理必不可少的内容；在技术层面，政府部门加强物联网核心网络的管理力度，确保核心数据不被窃取，保证核心层次的安全性；在管理层面，在促进物联网产业发展的同时，不能放松安全管理工作力度，防止不法分子利用物联网进行违法犯罪活动。

（二）构建公共安全防控体系，提升公共安全防范能力和管理水平

政府部门应该从观念、布局到工作重点和技术手段上适应物联网技术的发展，跳出互联网思维的限制，构建一套成熟的安全防控体系，推动安全管理模式的更新。事故检测防范系统方面：利用各种传感技术，建立起一套具有自动识别、感知、判断和报警功能的检测防范系统，应用到社会的各个行业，加强安全预防工作的力度。

城市综合管理系統：通过物联网搭建一个综合城市管理平台，把城市中的各个部门结合起来，使他们协调一致的进行公共安全管理工作。这样能够有效提高各单位的协调性和统一性，确保监测、预防、决策、处置等工作高效地进行，避免信息封闭、各自为政现象的产生。

身份识别系统：这里的身份包含人的身份和物的身份两层含义，对于具有危险性的人和物进行有效识别、动态控制。公安机关应将物联网技术和金盾工程结合起来，打造一个覆盖面广泛地身份识别网络。

四、结语

总之，物联网必将成为将来社会工作和生活的主流，也会成为人们生活的基础设施。政府必须充分重视物联网条件下的社会安全问题采取积极有效的措施，确保其环境的安全稳定。

参考文献：

[1]杨跃杰.论公共安全管理专业服务社会能力的提升[J].山西警官高等专科学校学报.2014（01）.

[2]刘乃源.整合式公共安全管理体系的参与途径与模式构建[J].湖北社会科学.2013（10）.

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物联网是将材料技术、通信技术、电子技术等各种现代化技术有效结合的重要应用系统，而计算机物联网技术在多个领域和行业中应用广泛，为了充分发挥计算机物联网技术应用优势，应仔细分析和研究物联网技术，推动计算机物联网技术的快速发展。本文简要介绍了计算机物联网技术，分析了计算机物联网的关键技术，阐述了计算机物联网技术应用和发展。

【关键词】计算机 物联网技术 应用 发展

近年来，我国现代化科学技术快速发展，计算机物联网技术是一种集信息共享、交流和传播的科技手段，具有高效、稳定、有效的特点，其在各个领域和行业中的应用越来越广泛，极大地推动各行各业的发展。

1 计算机物联网技术概述

计算机物联网技术主要包括三个技术层次：应用层、网络层和感知层，网络层又包括处理层和传输层。计算机物联网技术应用层包括数据存储、信息共享、交流平台等技术，其可有效实现物与人、物与物之间的感知和识别，是信息通讯和交换的关键平台；网络层主要用于传输相关信息数据，其不仅包括云计算、GRS/GIS技术、智能技术等处理层技术，而且包括移动通讯网、固网、互联网、卫星通信等传输层技术。感知层主要用于采集信息资料，包括识别码、智能机械、传感器、RFID、条形码和IC卡等技术。

2 计算机物联网的关键技术

2.1 网络通信技术

随着计算机物联网的不断发展，在计算机物联网技术中网络通信技术发挥非常重要的作用，网路通信技术包括网关技术、无线技术、有线技术等，M2M技术是一种重要的网络通信技术，其和有效结合近距离传输技术，如BlueTooth、RFID、Wi-Fi等，无线通信是M2M技术的关键，其发展空间非常广阔，其为物联网传递信息提供了重要的技术保障。

2.2 云计算

云计算技术在不同计算机中分布计算资源，用户可自由切换资源，结合具体需求，访问专门计算系统。物联网系统的云计算技术通过网络有效整合计算实体，极大地提高计算能力。

2.3 射频识别技术

射频识别技术是物联网中的一项重要技术，其也称为电子标签，其作为物联网的核心和基础部分，其利用射频信息，有效传输物联网信息，从而科学识别这些信息。射频识别技术包含天线、阅读器、标签等部分，其在实际应用中运用先进技术手段，有效识别不同状态下的物体，这项技术具有较强的抗干扰能力，不需要耗费大量人力，因此应用广泛。

3 计算机物联网技术应用和发展

3.1 物流领域

近年来，我国物流行业快速发展，发展规模持续扩大，而计算机物联网技术在物流领域应用广泛，发挥着非常重要的作用。物流领域的计算机物联网技术主要利用其智能性、集成性的特点，这使得物流系统的智能化程度更高，并且通过模仿人类智能，全面掌握物流领域的各种信息，实时监控物流运输的路线和车辆情况，掌握物流运输货物的性能和状态。同时，物流领域中计算机物联网技术的应用，便于工作人员实时掌握物流运输情况，科学采集重要物流信息。

3.2 家庭住宅

计算机物联网技术在家庭住宅中的应用，其通过利用各种现代化网络技术，极大地改变了家居生活方式，其包括灯光控制系统、温度调节系统、布线系统、住宅安放系统等，住户能够利用计算机物联网技术可以有效应用和操控家庭住宅中各种内部系统，科学管理家庭住宅中的各种应用系统，高效集成家居设施，为用户提供更多便利，营造舒适、高效的居住环境。

3.3 交通行业

当前，我国交通系统快速发展，智能化交通建设进程持续加快，而计算机物联网技术有效结合计算机技术、数据控制技术、通讯传输技术、信息技术、电子传感技术等先进技术，其在交通行业的应用也加快了智能化交通建设，并且其在智能交通管理系统中的运用，极大地推动了智能化交通系统发展。同时，计算机物联网技术具有准确、高效、实时等特点，其在智能化交通建设中的应用，有效利用现有的交通设施，不仅可减轻城市交通环境污染，而且有效减少交通系统超负荷量，全面提高城市交通系统的运输效率，因此在交通运输方面应加大对计算机物联网技术的应用和发展。

3.4 电网

计算机物联网技术除了在交通行业和电力行业中的应用，其应用前景非常广阔，应用价值较好。而计算机物联网技术在电网中的应用，极大地推动了电网智能化发展，有效提高了电力系统的安全性、可靠性和稳定性，全面提升电网运行的经济效益。而通过运用计算机物联网技术，实时监测电力系统的数据信息，一旦发现电网运行异常情况，可以帮助电力工作人员及时、有效地解决电网故障问题，采取有效的应急处理方案，确保电力系统的安全、稳定运行，减少电力企业的经济损失。电力系统和计算机物联网技术的有效结合，不仅可满足电力用户对于电网运行需求，而且可完善电力系统设置，有效提高电能质量。

3.5 农业

计算机物联网技术在农业领域中的应用，主要是有效结合农业生产的智能系统、安全系统和控制系统，高效整合云计算技术，极大地推动了农业生产的信息化、数字化和智能化发展。计算机物联网技术在农业生产中的应用，其全面考虑各种农业生产因素，如人工因素、环境因素等，通过传感器上传相关信息，所以相关工作人员可高效整合分析农业生产各项信息，通过远程操作和监控，加强农业生产各个环节的管理和控制，全面提高农业生产整体效益。同时，在农业生产中运用计算机物联网技术，可促进农业生产转变为高效农业、低碳农业、绿色农业，推动现代化农业发展，并且其可优化农业生产结构，不断提高农业生产效益，带动农业经济的可持续发展。

4 结束语

计算机物联网技术是一项重要的现代化科学技术，其在多个领域和行业的应用，极大地推动了各行业发展。相关工作人员应严格把握物联网的各项关键技术，结合计算机物联网技术特点，加大对计算机物联网技术的分析和研究，优化计算机物联网技术应用，充分发挥计算机物联网技术应用优势，推动各行各业的不断发展。

参考文献

[1]凌敏.浅谈物联网的关键技术及计算机物联网的应用[J].无线互联科技，2015（24）：56-57.

[2]雷琦.计算机物联网技术在各个领域的应用[J].通讯世界，2016（04）：99.

[3]邱月嫦.计算机物联网技术的应用及其带来的影响[J].电子技术与软件工程，2016（15）：20.

[4]邹静，罗媛.探究计算机物联网技术在多领域的应用[J].科学中国人，2014（22）：46.

作者简介

张皓（1983-），男，河北省保定市人。硕士学位。现为河南工学院计算机科学与技术系实验师。主要研究方向为图形图像处理，计算机应用。

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关键词：物联网；计算机网络；课程群；教学改革

1 计算机网络技术课程群在物联网工程专业中的重要地位

物联网是继计算机、互联网之后信息产业的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、识别技术、传感器网络以及普适计算等技术，按照约定的协议，实现无处不在的物与物、物与人、人与人之间的互联，其应用领域包括医疗监测、智能交通、政府工作、智能消防、环境监测、情报搜集等。物联网公认有3个层次，其中底层是感知数据的感知层，中间是传输数据的网络层，上层是内容信息处理的应用层。

由物联网技术层次结构可以看出，物联网是三网融合的延伸和扩展，技术的核心和基础仍然是互联网。它以IP协议为基础，采用类似互联网TCP/IP协议的分层网络通信协议为上层的各种应用提供服务[1]。

从物联网技术核心需求的角度来看，计算机网络基础知识在整个物联网的课程知识体系中尤为重要。在专业建设过程中，应以互联网为核心和基础，以计算机网络课程为中心，充分考虑物联网工程专业对计算机网络知识的需求，围绕课程选取与阶梯式课程群设置、教学内容安排与衔接、教学方法与改革、实践课程体系设置等方面展开改革和探索，培养学生扎实的网络知识，为后续物联网相关课程打好基础[2]。

2 课程选取与阶梯式课程群的课程设置

课程群的课程设置不是简单的课程组合，需要对课程体系统筹规划。计算机网络技术作为一个重要的知识模块，涵盖了从计算机网络的理论基础到实践操作，再到综合应用的全部内容，是一个内涵丰富的课程体系。

湖北工业大学的物联网工程专业依托原有的网络工程专业，课程体系设置在网络工程专业的基础上进行了大幅度的修改，网络工程专业计算机网络技术课程群的主要课程见图1。

可以看出，原有计算机网络技术课程群的课程主要基于IPV4，偏重于互联网理论基础、层次模型、有线网络结构及组建、网络管理与分析等方面，并不能体现现代物联网的架构和特点。

因此，在进行物联网工程专业的计算机网络技术课程群设置过程中，笔者充分考虑物联网工程专业的需求和特点，经过大量调研和反复思考，整体改造原课程群，加入了无线网络、嵌入式、传感等知识模块，形成一条层次分明且知识体系完整而独立的课程链，主要专业核心课程有计算机网络、TCP/IP协议原理、网络互联技术、物联网技术概论、无线传感器网络、RFID原理及应用、物联网安全技术、网络编程与系统开发。物联网工程专业阶梯式计算机网络技术课程群具体课程设置见图2。

由图2可以看出，经过精心设置的物联网工程专业计算机网络技术课程群的各门课程并非简单的、平面式的结构，而是5个阶段的课程群[3]，分别为网络基础理论模块、网络基础应用模块、物联网基础模块、物联网应用与安全模块、物联网综合应用与实践模块，具有良好的课程递进层次关系。

3 课程群具体的教学内容设置

计算机网络课程群主要培养物联网工程系本科生的互联网与物联网理论基础和实践能力，要求学生掌握互联网和物联网的基本理论知识与关键技术，能够理解网络体系结构与物联网总体构架，并具备网络管理与配置、网络应用与创新的能力。计算机网络课程群的建设不仅是选取内容纵向有传承关系、横向有内在联系的几门课程，还要梳理和整合课程教学内容，打破课程间的壁垒，减少重复内容并保证内容的连贯性与完整性[4]。因此，在进行课程群建设时，笔者充分考虑了课程群内诸课程在结构、内容、侧重点、时间分配等方面的相互关系。经过几年的教学实践与探索，笔者在教学内容的安排和设置方面做了如下安排和改革，见表1。

从第三学期开始，每学期逐渐增加网络方向的课程，这学期开设的计算机网络主要以培养学习兴趣和奠定网络基础为主。从最熟悉的互联网应用入手，首先阐述计算机网络的起源与发展、网络的基本概念以及网络协议与体系结构分层模型，使学生对网络整体架构有清晰的了解；然后以自底至上的顺序详细讲解网络各层次的协议内容与工作原理，并在实验环节使用抓包软件进行协议分析和观察，以验证性和演示性实验为主，使学生通过实验过程了解网络相关知识；在计算机网络课程的后期，加入对未来网络展望的内容，包括下一代因特网、物联网等知识，一方面扩展传统计算机网络授课的范畴，增加课程的广度和深度，另一方面旨在提高学生的学习兴趣，为后续课程打好基础。

第四学期的教学内容主要在第三学期课程的基础上进行扩充和深入，开设网络互联技术与TCP/IP协议原理课程。通过学习网络互联技术课程，学生将掌握交换与路由的基本知识与基本原理，培B学生对中小型园区网的组网与管理能力，能对具体的网络应用给出合理的规划和可行的解决方案，并具备解决网络中常见问题的基本技能，将理论知识付诸于应用。TCP/IP协议原理课程是计算机网络课程的延续和深化，通过课程学习，学生将深入掌握TCP/IP原理，在理论学习的基础上用程序设计语言实现，从而提高网络应用程序开发能力，夯实网络管理基础，提高网络安全意识，增强网络分析能力。

在前面两个学期学习互联网技术的基础上，第五学期的教学内容开始体现物联网特色，开设的物联网技术概论、无线传感器网络以及RFID原理及应用3门课程都是物联网专业的核心课程。物联网技术概论是学生认识物联网的起点，通过课程学习，学生能了解物联网的起源和典型应用，理解物联网的概念与内涵，并对物联网的体系架构和核心技术有充分的认识，这是一门重要的物联网技术启蒙课程。无线传感器网络和RFID原理及应用这两门课，是深入学习和研究物联网技术的核心专业课程。通过学习，学生应掌握无线传感器平台和网络架构、射频识别技术的基本概念与原理方法，为后续的综合实践环节打好理论基础。

第六学期开设的网络管理与安全和物联网安全两门课程是进阶课程，通过这两门课程的学习，学生应在掌握互联网与物联网基本原理的基础上，了解网络管理和网络安全知识模块，包括密码理论、无线传感器网络安全概述、密钥管理、安全路由、物联网中的抗干扰、射频识别的隐私与安全、物联网嵌入式系统的安全设计等基础知识，达到从理论到应用、从架构到安全的全方位提升。

第七学期设置的物联网应用综合设计及创业实践环节，旨在提高学生的综合应用和动手能力。通过为期一个月的实践学习，学生能够设计一个物联网综合应用系统，能够从系统的角度看待物联网的应用问题，并能综合利用几年来所学的互联网及物联网知识解决网络通信及应用的相关问题。

综上所述，本课程群的课程内容在设置上是完整的、连续的、突出重点的，涵盖了从基础的互联网到物联网的基本原理、体系架构、网络应用、关键技术与安全的内容，并遵循从易到难、从浅到深、从原理到应用、从互联网到物联网、从系统到安全的原则来设置教学内容。课程分布于第三学期到第六学期之间，内容在时间的安排上符合学习的一般规律，并注重理论与实践相结合的原则，具有科学性和可实施性。

4 计算机网络课程群教学方法改革

物联网技术属于集成创新型技术，培养的人才不仅要具备扎实的理论基础，还应具备很强的工程实践与应用能力。因此，在计算机网络课程群的教学中，笔者坚持“课程精、实践强”的原则，强调理论与实践相结合的教学方法，不断改革理论教学，引入MOOCs、混合教学、开放课堂、对分课堂等形式，强化实践教学，深入开展校企合作模式，形成了工程训练、专业认证、创新培养并举的特色教育理念。鉴于在实践教学和创新能力培养方面的有力措施和突出成绩，笔者在2012年获得了湖北工业大学优秀教学成果一等奖。

4.1 根据不同课程探寻多种教学模式，提高教学效果

近年来，以MOOCs为代表的新型教学模式不断涌现，大多依托网络教学资源，秉承自由学习的理念，旨在调动学生的学习积极性和创造性，为传统课堂注入了新的活力。笔者在计算机网络课程群的建设中，结合各门课程的优势和特点，进行了多种课程教学模式的改革和尝试，力求获得更好的教学效果。

以计算机网络课程教学模式改革为例，该课程作为课程群的第一门专业基础课，其教学效果对整个专业的后续学习至关重要。考虑到这门课程的网络资源比较丰富，且大部分内容难度不大，笔者采取了传统教学与网络教学相结合的混合教学模式。这种模式由课前预习、面对面授课（face-to-face）、在线学习（On-line）、实践训练4个过程组成。此学习模式整合了各种教学资源和多样化的学习形式，如课堂学习、自主学习、分组讨论、任务驱动、协作项目实践活动、实践训练等[5]。混合教学模式既保持了传统课程教W的优势，又在课前和课后引导学生自主学习，学生能通过各种学习方式保持学习兴趣并取得良好的学习效果。

在物联网技术概论课程教学模式改革中，针对该课程内容繁而细、知识更新快、实践性强的特点，笔者提出了物联网导论的开放式教学法，主要途径有开放教学过程、开放教学内容、开放教学考核与开放教学环境等。在教学过程中，以学生为主体开展教学活动，课堂上有分组讨论、头脑风暴、及时答疑、小组展示等各种环节。在注重师生关系平等的基础上，尽量与学生进行课堂互动，引导学生积极思考并大胆表达自己的观点。在教学内容上以新技术和实例教学为主，每学期的课件和内容都要及时更新和补充，并将教学内容融入实际案例。比如在介绍常用传感器及其典型应用的时候，会联系生活中的小米手环、智能医疗、智能家居应用等，既提高了学生的学习兴趣，也扩充了学生的视野。在教学环境上，以开放的网络教学平台作为课堂的补充，并以开放的形式进行考核，注重对学生分析能力和创新能力的考核。

实践证明，依据不同课程的特点和性质，在课程群中开展适合不同课程的多种教学模式探索，能大大增加课程的吸引力并降低学习的难度，学生不仅能学到知识，更能提高学习的兴趣，并锻炼自学能力和创新能力。

4.2 重视实践教学环节，提高学生工程实践能力

为了保证实践教学环节的教学质量和教学效果，笔者多次对物联网工程专业实践教学计划进行深入的研究和有针对性的修订，包括增加实践教学环节的学时、提高综合性与设计性实验比例、增加物联网应用综合设计及创业实践环节、强化实习环节和毕业设计环节，并加强对实践教学体系各环节的规范化管理。

1）调整实验学时，改革实验教学方式，提高综合性与设计性实验比例。

计算机网络课程群中的每门课程都配备了实验教学环节。对于一些实践性较强的课程，如网络互联技术课程，根据其课程特点，改革性地将理论课堂搬到实验室。为保证课堂效果和实验过程完整性，采用4节连上的方式，并将对分课堂和任务驱动的教学理念引入课堂，用一节课讲解核心的理论和实验内容，余下3节课全部进行实验、调试和答疑。每节课以一个实践小项目为驱动，学生通过分组合作的方式进行，以实践项目完成效果为考核的标准。学生普遍反映这种实践教学效果良好，可以及时消化和理解理论知识，避免理论与实践的脱节，并锻炼了协作与学习能力。

为了弥补大多数课程中以验证性实验为主的局限性，课程在每门课程的实验教学大纲中都加入了一个综合性的实验内容，并在高年级增加了物联网应用综合设计及创业实践环节，主要提供一些平台和一段时间给学生进行知识的梳理和总结，鼓励学生进行创业计划实现自己的想法，把学生的兴趣、爱好、学习、创新融为一体，这也是实践环节的主要目标。

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关键词：智能农业；物联网；ZigBee；RFID；自适应切换；远程交互

中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2013）03-0071-04

0 引 言

以感知和智能为特征的新技术的出现和相互融合，使得未来信息技术的发展由互联网转向物与物互联信息主导的物联网。物联网是在计算机互联网的基础上，利用无线通信、传感器、RFID等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”[1-3]。物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，将催生一个巨大的新兴产业。2009年，总理到中科院无锡高新微纳传感网络工程技术研发中心考察时，提出建立“感知中国”传感信息中心，更加推动了我国在物联网领域的技术研究和产业发展。2009年，物联网技术发展已被列入中国国家级重大科技专项，与新能源、绿色制造等并列为国家五大新兴战略性产业[4]。

物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，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。为抓住机遇，明确方向，突出重点，加快培育和壮大物联网，根据我国《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，工业和信息化部制定了《物联网 “十二五”发展规划》。

目前，我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用，且应用模式正日趋成熟。在安防领域，视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果；在电力行业，远程抄表、输变电监测等应用正在逐步拓展；在交通领域，路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用；在物流领域，物品仓储、运输、监测应用广泛推广；在医疗领域，个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。除此之外，物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用。

1 物联网的概念

物联网的英文名称叫“The Internet of Things”，简称IOT。物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。即物联网就是“物物相连的互联网”，这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入物联网的范围：

⑴要有相应信息的接收器；

⑵要有数据传输通路；

⑶要有一定的存储功能；

⑷要有CPU；

⑸要有操作系统；

⑹要有专门的应用程序；

⑺要有数据发送器；

⑻遵循物联网的通信协议；

⑼在世界网络中有可被识别的唯一编号。

2 基于物联网技术的智能农业应用系统

随着中国经济近30年来的快速发展，农业生产资源紧缺和农业对资源消耗过大的问题对农业发展的制约愈发明显。农业物联网将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域，构建智能农业系统，是解决农业发展滞后问题的有效方法[5]。

2.1 基于物联网技术的智能农业应用系统架构

针对农业的培育、运输、分配等环节设计了基于物联网技术的智能农业应用系统，其总体框架模型如表1所列。

本文选用ZigBee、RFID、传感器、单片机智能控制、Code39、QR解析、嵌入式TCP/IP、GPRS、GSM、GPS、DTU、TTS以及具有自适应切换的网关等技术搭建了智能监测与培育、运输管理与控制、销售与溯源这三个子系统组成的应用系统模型。系统模型中所有电路的PCB设计、程序接口、网关以及上位机交互均为自主设计，设计制作功能模块总计有23种。每个子系统或是模块都结合实际应用考虑，融合了不同的物联网技术构架而成。三个组成子系统很好地体现了物联网的层次结构，解决了农作物从培育到最后销售各个环节的实际问题。虽然三个子系统功能目不同，但是技术层次上又都是密切关联的，相互配合达到了智能农业应用系统的要求。

2.2 农业智能监测与培育系统

由ZigBee无线传感器监测网络及培育控制设备所组成的农业智能监测与培育系统结构如图1所示。系统由ZigBee网络、培育控制设备、网关和控制中心组成。其中，ZigBee网络由多个部署在监测区域内的簇网络构成，ZigBee节点负责监测温度、湿度、光强等农情信息采集并通过ZigBee网络传送给网关[6-7]。各种农情信息对农作物的影响不同，例如光照是农作物进行光合作用的基本条件，在农作物上方安放光照强度传感器实时监测环境光照强度，能及时掌握农作物生长环境的光照强度；环境温度的高低直接影响农作物生长速度与发育情况，空气湿度也是影响农作物生长发育的重要因素，所以要在农作物周围安放空气温湿度传感器。通过具有自适应切换功能的网关将ZigBee网络接入传输网络，将数据传送至控制中心[8]。控制中心将接收到的数据经处理后存入数据库，根据采集到的信息进行汇总分析，结合专家决策系统发出反馈控制指令，及时、准确地发现问题和解决问题，指导农业生产。通过Internet生产者和技术研究人员就可以随时随地监测所采集到的农情信息，对作物生长情况进行实时跟踪。负责农作物生产的技术人员将根据其作物的生长实况和实际需求制定合理的培育策略（比如增加温度、增加湿度、浇灌），通过将集成有嵌入式TCP/IP协议的培育设备连接到Internet网，通过远程执行所制定的策略，远程节点收到信息后会做出响应，例如调节光照强度、灌溉时间、除草剂浓度等等。

2.3 农产品运输管理与控制系统

农产品运输管理与控制系统如图2所示，由图1中的远程控制中心下达控制命令，车辆群上配置有DTU（GPS+GPRS）单元。在车辆离开管理中心后，车辆上所安装自行设计的DTU单元会将当前车辆的位置信息回馈到控制中心。

通过在运输车辆上的DTU单元，无线远程发送回该车辆当前的经纬度、车速、海拔高度、卫星授时时间到远程控制中心，控制中心再将远程传回的GPS数据与电子地图建立函数对应关系，将运输车辆拟化为地图上的一个运动点，就可以对该点的行车路线、行车车速、行车状况进行透明无误地监控，从而实现智能控制和管理。通过装载农作物产品箱体中的传感器可以监测到农产品在运输中的温湿度等信息。控制中心有GSM、GPRS组成的即时语音通信平台，可以通过中心计算机控制软件与工作中的运输车辆取得联系，对于排除紧急事件和实际难题具有非常明显的意义。

2.4 农产品销售和分配管理系统

图3所示是农产品销售和分配管理系统图，其设计模型中使用了纸盒来模拟真实的箱体，纸盒的4面都贴有不同的电子标签。

在箱体上集成了4种技术用来识别和验收货物：125 kHz频段下和13.56 MHz频段下的RFID射频识别、一维条码识别、二维QR码。农产品质量追溯物联网由读写传感器和电子标签、读写器和查询的网络接入与控制数据中心组成。自主研发的模块用于制作两种125 kHz读卡设备：一种适合在Windows下作为HID设备免驱动读取卡号，卡号可以由上位机进行变更；一种是串口输出ID号码的模块，适合嵌入式的应用。通过电子标签记录农产品在培育、运输和销售环节的所有信息，并通过Internet系统传输到数据中心保存。用户可以在农产品溯源系统平台或者超市商品溯源机上，通过查询农产品的编号获取该农产品的所有的销售信息。

3 部分模块设计

3.1 自适应切换的网关设计

网关节点是整个智能农业应用系统的重要组成部分，是实现各个子系统网络与控制中心连接的关键网络设备，能够根据子系统的网络连接方式自适应切换，然后通过传输网络发给远程控制中心，同时对于控制中心所发的指令给予相应的处理。

网关的设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计采用基于模块化、核心板和接口底板分离的思想和嵌入式双MCU结构设计网关硬件结构，提高了网关节点的抗电磁干扰能力。硬件系统结构如图4所示，图中虚线框中的是可选模块。在底板上集成了多种接入传输网的功能模块，包括以太网、Wi-Fi、GPRS、CDMA等，核心板和底板配合即可构成一个最小的完整应用系统[8]，系统具有体积小、耗电低、处理能力强等特点。采用最小系统核心板加底板方案能够满足不同层次的应用，只要根据实际需求通过增删底板上的功能就可实现，同时也可以方便硬件系统调试。

3.2 GPS硬件电路设计

系统设计选用台湾鼎天科技有限公司的REB3571-GPS芯片组，搭配以自主设计的电路来完成系统硬件底层的构建，其最小电路设计结构如图5所示。

3.3 自主研发的125 kHz免驱读卡器

自主研发的125 kHz频段下的免驱USB RFID读卡器如图6所示，USB即插即用，免驱动，内置天线，更小巧，使用更灵活，读卡速度快，可在任何编辑框读入卡号，还可以定制卡号的格式；可用手持机（PDA）刷卡输入设备、PC机读入、POS机输入设备以及外置读卡器组件、RFID读卡节点等。

本设计采用低频免驱读头改进传统电路，并利用电荷泵原理构建H桥大幅提升线圈功率，同时利用LC配对谐振后，经包络检波至非门单元整形滤波去毛刺修波形，最后得到干净的Manchester时序输出，再通过低成本、低功耗的STC51MCU译码并以ps/2时序输出至后级ps/2转USB芯片输出。

4 结 语

将物联网技术应用于农业是农业信息化、智能化发展的趋势。本文设计了一种基于物联网技术的智能农业应用系统，并介绍了系统的总体结构部分的模块设计方法，从而实现农作物生产过程、农产品流通及溯源之间的信息化与智能化管理。

参 考 文 献

[1] SARMA S， BROCK D， ASHTON K. The Networked Physical World [R]. White Paper MIT， MIT Auto-ID Center， 2001.

[2] LIN Yuanguai. An Intelligent Monitoring System for Agriculture Based on Zigbee Wireless Sensor Network [J]. Advanced Materials Research， Manufacturing Science and Technology， 2011， Vols. 383-399： 4358-4364.

[3] 宁焕生，王炳辉.RFID重大工程与国家物联网[M]. 北京：机械工业出版社， 2009.

[4] 梁炜，曾鹏. 面向工业自动化的物联网技术与应用[J].仪器仪表标准化与计量，2010（1）： 21-24.

[5 ] 刘海涛，马建，熊永平. 物联网技术应用[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[6 ] 林元乖，王龙，吴蒋. ZigBee无线传感器网络在精准农业中的应用[J]. 琼州学院学报，2009，16（5）：32-34， 37.

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[关键词] 物联网 物流 信息平台

[中图分类号]F252 [文献标识码]A [文章编号]1004-6623（2012）01-0064-04

[作者简介]文振华（1955―），湖南常德人，湖南现代物流职业技术学院院长，教授，研究方向:物流与供应链管理、物流信息技术；黄友森（1949― ），江西兴国人，博士，北京机械工业自动化研究所研究员，研究方向：制造业信息化、物流信息技术；邓子云（1979― ），湖南双峰人，湖南现代物流职业技术学院副教授，研究方向：物流信息技术。

一、物联网技术在物流领域应用的意义

物联网是指通过视频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应包含传感层、机器通信层、电信网络和IT网络层、互联网管理层和应用层五个方面。物联网能够提供以下几类服务:（1） 联网类服务:物品标识、通信和定位;（2）信息类服务:信息采集、存储和查询;（3） 操作类服务:远程配置、监测、远程操作和控制;（4） 安全类服务:用户管理、访问控制、事件报警、入侵检测、攻击防御;（5） 管理类服务:故障诊断、性能优化、系统升级、计费管理服务。

物联网有三个特点：一是全面感知：利用RFID、传感器、二维码及其它各种机器，随时即时地采集物体动态信息；二是可靠传送：通过无处不在的无线网络将感知的各种信息进行即时传送；三是智能处理：利用云计算等技术及时对海量信息进行处理，真正达到人与人的沟通和物与物的沟通。

物联网在互联网基础上建立起人与物的充分沟通，它把信息网络技术、传感器技术等应用于各个行业、各个产业，组成一个庞大网络，在现代综合技术层面上实现人与物的智能化交流，使人们能够通过互联网监控处于庞大网络中的物品运行情况，从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。物联网技术是继计算机、互联网和移动通信网技术后，信息领域又一次重大的革命性创新技术。从物联网的应用发展来看，中国物联网产业初具规模，市场潜力巨大。同时物联网还将催生新兴产业、新的就业岗位和职业门类，具有非常重大而深远的意义。据统计，2010 年，中国物联网市场总体规模已达1933亿元。根据国家工业和信息产业部正在制定的“十二五”物联网专项规划，至2015 年，中国物联网市场规模将达到5000亿元以上，物联网产业将成为信息产业的下一个战略增长极。

二、物联网技术在物流业应用的现状

目前我国物流业处于向现代物流业发展的起步阶段。由于多方面的原因，我国的物流资源难以有效整合，致使大量物流资源没有发挥应有的效用。通过物流信息技术实现物流信息资源的共享、整合和优化利用，达到社会物流资源的优化配置，降低社会物流成本，推动供应链管理的发展，提升物流业整体水平，推动经济结构的重大调整是当前我国现代物流体系建设亟待解决的问题。

物流业多环节、多领域、多主体和网络化的作业特点决定了其对信息技术的依赖程度较高，物联网的感知、智能处理和控制反馈等技术特征与物流业的运作特点具有良好的匹配性。目前，物流是物联网技术集成应用程度较高、应用范围较为广泛的领域。物联网技术在中国物流领域的推广与应用正在快速推进，并为中国物流业发展带来新的机遇。目前物联网技术应用主要集中在运输、配送环节的可视化管理；生产流程和仓库、配送中心的自动化智能作业以及构建全程监控和可追溯的物流信息系统或平台，收集和监控产品全程物流信息等方面。通过调查统计，在物联网全面感知、可靠传送和智能处理三大技术类型中，中国物流领域的应用主要集中在以RFID识别和空间定位技术为主的各类感知技术和传送技术方面，而物联网智能处理技术应用比例较小。

三、物联网技术

与物流公共信息平台

物流公共信息平台可分为面向地域的物流公共信息平台，如省、市、县的物流公共信息平台；面向行业的物流公共信息平台，如钢材、医药、汽车等物流公共信息平台（包括园区的物流公共信息平台）；以及面向特定功能的物流公共信息平台，如港口、公路运输的物流公共信息平台等。

物联网技术是建设物流公共信息平台的不可或缺的关键技术。近年来，国内许多物流公共信息平台的建设都更为重视采用物联网技术。如基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建的研究；基于物联网的煤炭企业物流信息平台应用研究；省级物流公共信息平台的物联网技术的研究等。

省级物流公共信息平台是服务于全省的物流公共信息平台，它的功能是将省内的各种物流公共信息平台和系统（包括政府、企业、园区、物流枢纽、金融机构等）以及相关的信息集成整合在一个标准、共享的信息平台上，并与其他省市的物流信息平台对接，形成全国性的物流公共信息平台，实现全国范围信息资源的共享和集成；物流资源的高效整合及优化利用；对社会物流成本和企业物流成本的合理控制。省级物流公共信息平台是一省范围的物流信息神经中枢和智能管理中心，因此它具有特殊的重要性。

物联网技术快速发展极大地推动了省级物流公共信息平台的建设，从而给我国物流业的发展带来了新的机遇。

四、物联网技术

在湖南省物流公共信息平台的应用

（一）湖南省物流公共信息平台的总体架构及主要功能

湖南省物流公共信息平台的组成主要有：物流物联网传感基础设施、多级平台数据中心、安全与容灾备份中心、1个系统管理中心（系统集成平台）、在物流物联网平台上的N个物联网应用系统；在物流公用平台上的N个物流公共应用中心和系统，以及在物流共用平台上的N个物流共用应用中心和系统。

1. 关于物流公共平台。该平台主要作用是连接和集成政府电子政务、物流枢纽、电子口岸、银行、保险公司等信息平台和信息系统，提供物流相关的公共信息和资讯。其主要功能有：为政府相关部门信息，协助政府进行物流业务的监管、对运营情况进行统计和分析，为制定政府政策及对物流行业进行宏观调控提供依据。提供应急服务，协助政府进行应急物资采购、库存调拨、运输调度、指挥协同、建立多主体联合应急物流体系；实现与省内电子口岸（航空、水路、铁路、公路的电子口岸等）信息系统的对接；实现与省内与银行、保险、期货交易所、信托等金融机构的信息系统的接口。

2. 关于物流共用平台。该平台是关联中心，作用是连接企业的信息平台和信息系统，为企业提供商业。主要功能包括：物流电子商务、软件租用、第四方物流、通信服务以及其它服务项目。物流电子商务。提供网上物流交易服务，包括物流信息（运输、仓储等）、（供需）竞价匹配、交易撮合、诚信保障、货物跟踪、在线支付等；软件服务（Software as a Service SaaS）。SaaS是基于互联网的软件服务。它使企业以租用方式使用平台上的软件而无需购买软件；第四方物流。提供供应链整体解决方案，包括物流系统的设计、分析诊断、系统改进和优化等物流咨询服务等；物流金融服务。提供运费代收、代付服务、货物抵押，以及提供银行业务、保险代办、货物担保等服务和其他配套增值服务；其它服务项目。提供物流外包招投标、物流采购、产品营销、物流培训、物流人才招聘等服务。

3. 关于管理中心/集成平台。管理中心/集成平台是湖南省物流公共信息平台的管理中心，其主要功能是集成和管理。一方面平台内的各种系统通过该中心进行互联和集成，另一方面它提供对省内外的各种组织机构及个人的信息接口。湖南省物流公共信息平台采用新一代的信息架构技术SOA（Service Oriented Architecture）构建集成平台，实现平台上各系统之间的互联和集成以及与对省内外的各种机构及个人的对接，实现了动态、标准化的集成模式，保证各种软件系统和物联网设备能够在异构环境下进行跨结构、跨平台的灵活、快速的构建以及集成化、综合性的应用。

采用上述技术，平台可以对接和集成省内（并通过对接外省的物流公共信息平台连接全国其它省市）物流相关的物联网应用系统和设施设备，并将这些功能以单项功能或者集成化的功能的方式向社会提供服务。

4. 关于物流物联网平台。物流物联网平台的主要作用是通过各种中间件（包括RFID的中间件、GIS系统中间件等等）集成、协调和整合各种物联网应用系统和设备，以使物流的应用系统能够综合应用这些物联网系统和设备。

物流物联网平台将物联网应用系统的相关数据和信息通过传感网收集起来，并向上层应用系统提供方便应用的服务接口，使上层应用系统能够以单项服务或集成化服务方式向社会提供服务。如地震、水位的监测、交通情况等实时信息；提供运输车辆及货物的定位与跟踪、仓库的视频监视、驾驶人员和车辆实时视频认证、货物状态监视（如温度等）等单项服务；以及物流电子交易全过程（包括网上交易、在途跟踪、网上支付、财务结算等）等集成化的服务。

（二）物联网技术在湖南省物流公共信息平台的应用

湖南省物流公共信息平台于2010年9月开通。目前，湖南省物流公共信息平台已经集成了GIS、GPS、物流E通手机、移动视频等物联网系统。

平台通过物流物联网平台将RFID、条码系统、车载终端、视频系统、手机（如物流E通手机）等相关设备及系统与网络连接在一起，自动、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。其中，车货配载可由PC计算机和物流E通手机进行。物流E通手机是中国电信研发的、面向物流应用的手机。它具有车货配载、GPS跟踪定位以及短消息、小额支付等增值业务等功能。车辆/货物定位跟踪服务采用GPSOne移动定位技术。该技术结合了GPS卫星信号和CDMA网络信号进行混合定位，能够实现室内室外的全覆盖定位。定位精度可达到5米。

移动视频采用中国电信的支持多路视频并发的移动视频监控系统。该系统可同时监控司机、货物、车辆周边状况等，如危险品运输、贵重物品运输等。

五、物联网技术

在物流公共信息平台的应用前景

物联网技术在物流公共信息平台有广阔的应用前景。其主要发展方向一是广度，二是深度。广度是指在平台上集成更多的物联网系统和设备，并通过物联网技术的综合性、集成化的应用，实现物流的全程可视化、管理的透明化；通过物联网技术在供应链过程的全方位应用，实现综合性的一站式、一揽子服务；另一方面是指物流公共信息平台与其它地区和行业信息平台的集成，实现跨地域、跨行业的物联网技术和设备的互连和对接。深度主要是指充分利用物联网技术获取的海量信息，开展深层次的智能化应用。例如基于实时信息的路径优化；车辆、船只的能源消耗优化；基于环境信息（应用从相关的桥梁、道路、隧道、堤坝等传感器采集的信息）的路径选择等等。

[参考文献]

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[3]邓子云，黄友森.物流公共信息平台的层次结构与功能定位分析[J].物流工程与管理,2009（10）：13-14.

[4]邓子云，黄友森，杨晓峰.湖南省物流公共信息平台总体规划[J].物流科技，2011（4）.

[5]肖亮.基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建[J].电信科学，2011（4）：54-60.

[6] 崔曼，卢建军，赵安新，卫晨.基于物联网的煤炭企业物流信息平台应用研究[J].煤炭技术，2011（1）：243-245.

On Application and Innovation of the Internet of Things in Logistics

Wen Zhenhua1,Huang Yousen2,Deng Ziyun1

（1. Hunan Modern Logistics Vocational Technical College, HuNan Changsha 410131 ;

2. Beijing Research Institute of Automation for Machine Building Industry, Beijing 100011）