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物联网技术入门精选(五篇)

发布时间:2023-10-11 17:26:13

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5篇物联网技术入门,期待它们能激发您的灵感。

物联网技术入门

篇1

关键词:物联网;教学改革;教学实践;考核

作者简介:闻继伟(1981-),男,江苏无锡人,江南大学物联网工程学院,讲师。(江苏 无锡 214122)

基金项目:本文系江南大学青年科研基金资助项目“基于T-S模型的非线性系统滚动时域控制与滤波研究”(项目编号:JUSRP11233)的研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0080-02

物联网自诞生以来,就引起了人们的极大关注,它将新一代的信息技术充分运用于各行各业之中,通过网络化、信息化的手段将人类生存的物理世界和网络信息空间有效互联,形成“物联”。物联网不是某一门学科发展到一定阶段自然衍生出的一门新的分支学科,有相对完整、独立的体系,而是新兴的、聚合性的应用技术,涵盖了诸多学科的知识,具有形式多样、技术复杂、牵涉面广的特点,且本身还在不断发展和完善中。

“物联网技术概论”作为一门新的基础课程,虽开设不久,在教学过程中已存在不少问题,导致很多学生一方面心有诸多疑惑,另一方面又对这门课程不够重视。如何合理开展教学改革,提高“物联网技术概论”课程教学的质量,使其符合大一新生的培养要求,切实能使学生有所收获,已成为该课程教改亟待解决的问题。为此,本文首先分析了“物联网技术概论”课程的特点,然后分别从内容、方法、实践和考核等几个方面分析了课程教学中存在的问题,并提出了相应的解决方案。

一、“物联网技术概论”课程的特点

物联网是一次技术革命,代表未来计算机和通信技术的走向,其发展依赖于诸多工程领域的技术创新,[1]遍及日常家居、智能交通、节能环保、科学研究、公共卫生、工业监控、健康护理等多个领域,因此更强调工程应用。该课程内容丰富、涉及面广,涵盖了自动控制、信息技术、微电子和计算机等学科,因此有必要在学生进入具体学科知识的学习之前,让其对物联网有宏观上的了解,建立对物联网的基本认识,为后续课程的学习打好基础。

目前,我国政府也高度重视物联网的研究与发展,2009年,总理在视察无锡时强调选择新兴战略性产业的重要性,提出了“感知中国”的战略构想,表示要大力发展物联网技术。[2]因此,物联网专业的学生掌握物联网基本原理及其应用对其今后就业或进一步从事相关领域的科学研究具有十分重要的意义。

二、“物联网技术概论”课程教学中存在的问题

1.教材内容涉及面较广,授课学时相对较少

本课程以江南大学彭力教授编写的《物联网技术概论》作为教材,全书共10章,涉及物联网概述、RFID技术、无线通信系统、无线单片机技术、传感器技术、无线传感器网络技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、智能信息处理技术、物联网技术的应用等方方面面。[3]

鉴于这门课程本身的特点,如果没有相当的工程经验,授课时势必以描述性的内容居多,容易使学生产生厌倦情绪。且由于课程仅有16个课时,很多内容只能如蜻蜓点水般一带而过,这样就会导致部分内容讲解不透彻,教师飞快的讲,学生却反映听不太懂,一知半解,始终只有一些朦胧模糊的概念,收不到良好的教学效果。

2.教学与实践脱离,学生缺乏感性认识

尽管在编排教材时编者安排了关于物联网应用的章节,教师在制作PPT时也加入了众多图文并茂的内容,然而在讲解基本原理时又回归到了传统的教学模式,把重点放在讲授原理上,且限于课时,往往有所疏漏,至于实践环节则几乎忽略不计。虽然学生通过死记硬背可以掌握一些知识,但也只是为了应付考试,这并不是我们设置这门入门课程的初衷。

3.考核形式单一

在目前的教学模式下,学生的学习效果通常是由考试来衡量,考核的角度主要是知识,而忽略了能力和品质。尽管教师主观上并不希望出现这样的局面,但闭卷形式本身的局限性成了决定性的因素;同时,以往考核只注重标准化,而忽略了学生对问题有不同的理解、看法。这种传统平面式的教学考核制度,使被衡量对象的真实成绩得不到确认,从而使学生产生了对考核的失望与迷惘。

目前,本课程的考核形式仍为笔试,考核成绩满分为100分,60分为及格。其中平时作业成绩占考核成绩的40%,期末考试成绩占考核成绩的60%。这种考核方式简单、易于操作,也能在一定程度上检验学生掌握书本知识的情况,但同时也比较片面、死板,导致学生轻视实践、不能理论联系实际和解决实际问题。

三、关于“物联网技术概论”课程教革的几点设想

上文分析了“物联网技术概论”课程的教学现状和存在的问题,笔者结合自身在教学实践中的实际情况,总结教育教学方法,就本课程的教学内容、教学手段、课余实践和考核方式提出了一些改进的设想。

1.合理编排教学内容,源于课本但要高于课本

物联网内涵丰富,但经过深入分析,仍可将其划分为四大部分:[4]一是传感网络,即以二维码、射频标签、传感器、智能终端等为载体标签事物;二是传输网络,即通过互联网、无线传感网、移动通信网络等传输数据;三是处理网络,即通过网格云计算等计算网络工具实现数据处理;四是应用网络,即通过手机、PC机等终端设备实现各种应用。这四大部分相对独立又相互联系,每一部分本身又蕴含着丰富的内容,在相对较短的学时内不可能实现融会贯通,这里涉及到广博与精深对立统一的问题。考虑到这门课程属于入门课程,不妨以理解基本概念、基本原理为主,对于一些专业性较强的知识不用太过苛求,可留予后续课程。这就犹如挖井一般,只有口子开得大,才能挖得深。本课程教学的目的在于让学生全面了解物联网专业所涉及的概念、原理、技术、应用等整体知识概貌,以便于日后选择一个专业方向展开更为深入、细致的学习。

为了使授课不致于因宽泛而流于肤浅,在讲解各部分内容时都应尽量结合实际问题。首先给出其产生背景,使学生知其然更知其所以然,以此激发学生的听课热情与积极性。以介绍RFID技术为例,RFID远距离射频识别技术在岗亭士兵枪支防抢盗系统中已经得到了成功的应用。士兵的枪支上安装有一个有源电子标签,该标签不断地主动向外界发出信号,当信号被安装在岗亭上方的读卡器读到之后,就进行信息处理,通过转换器传到后台监控中心,后台监控中心有一系列的软件控制体系,再配合报警系统,可实现实时的报警。

此外,还可以在课堂上安排一些与物联网有关的趣味小故事,以增强学生的学习兴趣。如美国麻省理工学院的科学家开发了一款新纤维材料,可制成有听觉的衣物。利用这种材料做成的衣服能够监测外界的声音,还能自行发出声音,而且这种衣服还可以实时记录演讲,或是用于监测使用者的身体状况。

2.改进教学手段,活跃课堂气氛

改进教学方法,提高教学效率,要根据教材内容、教学要求、教学手段和教育对象等因素而定。在教学手段上,可借助于多媒体教室和教学课件。值得注意的是,切忌照搬教科书内容,教师的讲课应来源于课本但是要高于课本,教师每年讲课的内容都应紧跟学科前沿的发展变化,因此,教师首先应当是个学者,能够享受挑战和创新的乐趣,而且能与学生进行有说服力的交流。其次如果条件许可,可以结合多媒体、传感器实物来教学,淡化理论推导,注重应用实例。[5]

此外,为了在课堂上能更好地启发学生思考,在利用现代多媒体手段的同时,要注意调整讲课节奏,不能一味地翻PPT,滔滔不绝,海阔天空,要注意学生听课的表情,通过课堂提问等方式,即时了解学生情况。采用板书也可以适当缓和讲课节奏,实现传统与现代教学方法的优势互补,以收到最好的教学效果。

3.适当安排课外实践活动

物联网专业刚形成不久,课程中实训项目并不多,学院购买的传感器实验平台以传感器实验箱为主。为了弥补课时不足带来的缺憾,可以鼓励学有余力的学生获取自己动手操作的机会,通过接触实物,获得各种直观感受,提高学习的兴趣,有利于更深刻地理解所掌握的知识和技能,同时也培养了学生热爱劳动、吃苦耐劳的精神。

要适当转变教学策略,课堂教学的模式化往往无法避免,很多教师,尤其是刚走上讲坛不久的新教师,往往机械地重复教科书中的知识,将复杂的脑力劳动变成了简单的体力劳动;而课外实践活动完全不同于课堂教学,它与工程实际相结合,教师与学生亲密接触,在活动中会遇到很多意想不到的问题,有时教师也不尽了解,这时,教师切忌不懂装懂,“弟子不必不如师,师不必贤于弟子”,教师也是学习者,应和学生共同学习、研究,做到教学相长。

4.改变考核方式,培养创新意识

本课程是概论课程,考核方式可以不拘泥于传统的笔试,随着教学内容、教学方法的变化而变化,让学生将所掌握的知识与个人技能水平充分发挥出来。不要片面追求卷面分数的高低,而应注重对学生能力的考查。可以采用以卷面考核为重点,学生自评、小组互评、教师评价相结合的多元化评价体系。笔试是为了促进学生更好地巩固所学知识,克服概念混淆,增强逻辑思维能力,同时也可以了解教学中的薄弱环节,以便今后改进和完善;学生自评、小组互评、教师评价则是为了体现民主与公平原则,引导学生重视理论联系实际,对培养学生的应用能力有着重要作用。

四、结语

高等学校教学改革的目的是为社会培养“高层次、高素质、多样化、创造性的人才。“物联网技术概论”是一门新的课程,目前课程的教学还处在摸索、创新阶段。课程教师要善于结合自己的专业进行创新,致力于提高学生的思维能力,去探索获得良好教学成果的途径和方法,为物联网专业学生打好坚实的基础,使他们更有信心应对将来的各种挑战。

参考文献:

[1]王志良,石志国.物联网工程导论[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.

[2]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011.

[3]彭力.物联网技术概论[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011.

篇2

【关键词】化肥质量安全 物联网技术 追溯系统的应用

物联网(Internet of Things)的概念产生于1999年,普及于2005年,在中国,物联网也被称为之“传感网”,2009年物联网被正式列入我国国家级五大新兴战略性产业范畴,备受全社会的瞩目,由此物联网技术得到了实质性的发展,如今,物联网技术已经广泛地应用于各行各业中,化肥作为一种基础的农资产品,由于其行业准入门槛较低、小厂加工直销情况普遍,以及受气候变化以及经济形势等不定因素的影响,近年来化肥市场出现产能过剩、恶性竞争加剧,假化肥充斥等不正常情况,化肥行业处于产业亟待升级的拐点,政府部门也开始加大监管力度,在此背景下,基于物联网技术的产品质量追溯管理被各大正规化肥企业纳入了质量安全的建设中。

1 物联网技术的相关概念

物联网技术是将实质或虚拟的物品信息通过物品编码技术(EPC)、射频识别(RFID)技术、激光扫描器、红外感应器等传感设备以及利用全球定位系统将其与互联网连接起来,实现物品信息的智能化识别、传递和管理,近年来随着物联网技术应用的日趋成熟,实时定位追溯、在线监测、调度管理、远程控制等精细动态化管理均已成为了现实,物联网技术大大提高了社会资源的利用率和社会生产力,有效地促进了社会经济的发展。

1.1 物联网技术的核心技术

1.1.1 传感器网络技术

传感技术依赖于敏感材料以及工艺计测技术,利用传感器和传感器网络感知和采集目标对象的信息,是物联网信息的底层及原始信息的来源,其自身的完整性、效率性、安全性等至关重要。传感网络节点包含传感单元、处理单元、通信单元、以及电源,其中传感单元由传感器和具有转换功能的模块组成;处理单元主要由芯片、存储器、嵌入式操作系统组成;通信单元主要包括无线通信模块,正是这些传感器网络节点构成了无线网络,实现了信息的实时感知、采集、传送和处理。在物联网技术中传感器相关于人的眼睛,同时负责把模拟信号转换成计算机能够处理的数字信息,传感器经历了传统传感器、智能传感器、嵌入式传感器的转变,智能化、信息化、微型化、网络化是其发展的趋势,传感器网络相当于人的神经系统,负责信息的传递;嵌入式系统则相当于人的大脑,负责信息的分类和处理,是一项复杂的应用技术。

1.1.2 射频识别技术

物联网标识技术主要是以条形码(一维码)、二维码以及RFID标识为基础,其中射频识别-RFID(radio frequency identification)属于无线通信技术,是物联网技术的核心,它通过射频信号器自动识别物体包括高速运动目标,获取物体标签中的相关信息,该过程无需机械或光学接触,无需人工干预,可应用于各种恶劣条件下,日常生活中RFID技术应用很广,大到各类门禁系统、质量安全追溯系统等、小到公交卡、餐卡、水卡、门禁卡、银行卡、身份证都应用了射频识别技术,RFID识别技术主要由标签、阅读器、应答器3部分组成,射频识别标签具有数据存储容量大、识别速度快、可重复使用、寿命长、安全小巧轻便、防水防磁防伪等特点,广泛应用于现代物流管理以及自动识别领域中。条形码、二维码和RFID标签都属于物品信息标示技术,本质上都是赋予物品以一个特殊的编号,经由扫描该编号而获知该物品的相关信息,二者之间有一定的区别,条形码(一维码)和二维码是通过光学手段感知印刷的条形粗细或图文来获知编号实现标识作用的,RFID标签可以说是一维码和二维码的电子版本,它采用无线电原理,通过电磁波的载波、调制等过程来获取RFID标签里的编号信息,它的优势在于以嵌入或附着方式来对物体进行定位,无需近距离读取,数据存储所花时间更短,安全性更高。

1.1.3 EPC编码技术

EPC又称为产品电子代码,是物联网的重要支撑,它以RFID电子标签为载体,通过传感器进行识别,以互联网为信息传递的媒介,EPC系统充分结合了射频识别技术以及互联网信息技术的优点,为全球每一件商品建立起唯一的、开放的标识,解决了以一维码以及二维码只能单次单个识别,以及障碍识别的问题,实现了物品信息在网络中的交换、处理、共享以及透明化管理。

1.2 追溯管理系统介绍

追溯性主要是产品在原料、生产、加工以及流通各个阶段中具有的正向、反向追踪的能力,由于产品特点、供应链特征、技术手段等不同,不同的追溯系统存在着较大差异, 随着编码与标识、信息快速采集、智能决策与预警、数据交换与融合等关键技术的成熟,以及物联网技术的不断发展,追溯系统向着深度、广度和精度方向深入发展,因此,从技术角度构建起符合不同需求、集全面感知、实时传输、智能决策为一体的追溯系统已成为可能,正被各行各业所采用。

2 化肥生产质量安全追溯中物联网技术的应用

篇3

【关键词】化肥质量安全;物联网技术;追溯系统的应用

物联网(InternetofThings)的概念产生于1999年,普及于2005年,在中国,物联网也被称为之“传感网”,2009年物联网被正式列入我国国家级五大新兴战略性产业范畴,备受全社会的瞩目,由此物联网技术得到了实质性的发展,如今,物联网技术已经广泛地应用于各行各业中,化肥作为一种基础的农资产品,由于其行业准入门槛较低、小厂加工直销情况普遍,以及受气候变化以及经济形势等不定因素的影响,近年来化肥市场出现产能过剩、恶性竞争加剧,假化肥充斥等不正常情况,化肥行业处于产业亟待升级的拐点,政府部门也开始加大监管力度,在此背景下,基于物联网技术的产品质量追溯管理被各大正规化肥企业纳入了质量安全的建设中。

1物联网技术的相关概念

物联网技术是将实质或虚拟的物品信息通过物品编码技术(EPC)、射频识别(RFID)技术、激光扫描器、红外感应器等传感设备以及利用全球定位系统将其与互联网连接起来,实现物品信息的智能化识别、传递和管理,近年来随着物联网技术应用的日趋成熟,实时定位追溯、在线监测、调度管理、远程控制等精细动态化管理均已成为了现实,物联网技术大大提高了社会资源的利用率和社会生产力,有效地促进了社会经济的发展。

1.1物联网技术的核心技术

1.1.1传感器网络技术传感技术依赖于敏感材料以及工艺计测技术,利用传感器和传感器网络感知和采集目标对象的信息,是物联网信息的底层及原始信息的来源,其自身的完整性、效率性、安全性等至关重要。传感网络节点包含传感单元、处理单元、通信单元、以及电源,其中传感单元由传感器和具有转换功能的模块组成;处理单元主要由芯片、存储器、嵌入式操作系统组成;通信单元主要包括无线通信模块,正是这些传感器网络节点构成了无线网络,实现了信息的实时感知、采集、传送和处理。在物联网技术中传感器相关于人的眼睛,同时负责把模拟信号转换成计算机能够处理的数字信息,传感器经历了传统传感器、智能传感器、嵌入式传感器的转变,智能化、信息化、微型化、网络化是其发展的趋势,传感器网络相当于人的神经系统,负责信息的传递;嵌入式系统则相当于人的大脑,负责信息的分类和处理,是一项复杂的应用技术。1.1.2射频识别技术物联网标识技术主要是以条形码(一维码)、二维码以及RFID标识为基础,其中射频识别-RFID(radiofrequencyidentification)属于无线通信技术,是物联网技术的核心,它通过射频信号器自动识别物体包括高速运动目标,获取物体标签中的相关信息,该过程无需机械或光学接触,无需人工干预,可应用于各种恶劣条件下,日常生活中RFID技术应用很广,大到各类门禁系统、质量安全追溯系统等、小到公交卡、餐卡、水卡、门禁卡、银行卡、身份证都应用了射频识别技术,RFID识别技术主要由标签、阅读器、应答器3部分组成,射频识别标签具有数据存储容量大、识别速度快、可重复使用、寿命长、安全小巧轻便、防水防磁防伪等特点,广泛应用于现代物流管理以及自动识别领域中。条形码、二维码和RFID标签都属于物品信息标示技术,本质上都是赋予物品以一个特殊的编号,经由扫描该编号而获知该物品的相关信息,二者之间有一定的区别,条形码(一维码)和二维码是通过光学手段感知印刷的条形粗细或图文来获知编号实现标识作用的,RFID标签可以说是一维码和二维码的电子版本,它采用无线电原理,通过电磁波的载波、调制等过程来获取RFID标签里的编号信息,它的优势在于以嵌入或附着方式来对物体进行定位,无需近距离读取,数据存储所花时间更短,安全性更高。1.1.3EPC编码技术EPC又称为产品电子代码,是物联网的重要支撑,它以RFID电子标签为载体,通过传感器进行识别,以互联网为信息传递的媒介,EPC系统充分结合了射频识别技术以及互联网信息技术的优点,为全球每一件商品建立起唯一的、开放的标识,解决了以一维码以及二维码只能单次单个识别,以及障碍识别的问题,实现了物品信息在网络中的交换、处理、共享以及透明化管理。

1.2追溯管理系统介绍

追溯性主要是产品在原料、生产、加工以及流通各个阶段中具有的正向、反向追踪的能力,由于产品特点、供应链特征、技术手段等不同,不同的追溯系统存在着较大差异,随着编码与标识、信息快速采集、智能决策与预警、数据交换与融合等关键技术的成熟,以及物联网技术的不断发展,追溯系统向着深度、广度和精度方向深入发展,因此,从技术角度构建起符合不同需求、集全面感知、实时传输、智能决策为一体的追溯系统已成为可能,正被各行各业所采用。

2化肥生产质量安全追溯中物联网技术的应用

2.1化肥生产质量安全的重要性

化肥是化学肥料的简称,是用化学方法制成的提供一种或多种农作物生长所必需的营养元素的肥料,主要有氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、混合肥等,中国是一个人口大国,农业是国家之本,粮食生产在我国的农业发展中占据着举足轻重的地位,我国的耕地面积仅占世界耕地面积的7%,我国的人口却占世界总人口的22%,因此,提高耕地单位面积的粮食产量是我国粮食增产的必由之路,施肥是改善土壤性质,提高土壤肥力,增加粮食产量的重要措施,化肥作为最基础的农资产品,与人民的饮食健康也息息相关,它的生产质量安全非常重要。传统的化肥营销模式是单一的从厂家到经销商再到终端营销模式,如今化肥行业的经销体制及营销模式也逐渐向多元化销售模式转变,出现了代销、经销、联销、直销及销售、股份合作、区域买断、驻点直销、连锁经营等多种方式,随着投入市场的产品的累积和增加,如何确保化肥产品质量安全、做到生产加工销售信息流的及时监控与回溯,杜绝假冒伪劣产品的出现成为了化肥企业的重要改革点,各企业纷纷利用物联网技术构建化肥生产质量安全的完整追溯体系,实现产品质量追溯的准确性、完整性和效率性。

2.2化肥质量安全追溯系统的架构

在化肥质量安全追溯系统中,硬件层包括传感器、RFID射频标签模块(对RFID标签进行EPC编码,统一发放和管理)、读写器、天线、打印机(打印RFID标签和追溯码),主要是用于产品信息的采集并将信息传递给服务层,服务层是负责数据的处理和传输,包括射频数据的写入与查询、校对、存储和管理;数据层用于存储数据,包括产品及业务的详细信息等;应用层包括生产、存储、运输、销售等各个环节的流程管理,各环节主体的参与活动,形成相关的信息,应用层还提供各种查询、监管等服务功能。

2.3化肥质量安全追溯系统功能的实现

在化肥生产加工存储销售的整个环节中,信息采集的操作流程为:当工厂完成了化肥的生产工作,经检验员检验合格后,由射频标签管理功能为所有加工好的化肥分配带有EPC编码信息的RFID标签,射频阅读器读取到EPC标签信息后,由操作员进行详细信息的录入工作,生产过程中采集的信息主要有:EPC标签、厂家名称、工厂法人代表、机构代码、联系方式、厂家地址、产品的生产日期、生产批次、进程信息、质检报告等。仓储管理环节中操作员通过射频阅读器采集记录的信息主要有:EPC标签信息、仓库及人员的基础信息,货物来源、联系电话、库房地址、入库检测信息、入库时间、出库时间、存储时的温度湿度信息、具体数量等。当商品到达运输管理环节时中所采集记录的信息主要有:物流公司名称、代码、联系方式、地址、法人代表、货物来源、数量批次、运输的车牌号、司机名字、目的地、以及到达时间等。销售理环节中销售员通过读取EPC标签,获取相关信息,并生成EPC追溯码,由打印机打并粘贴在化肥的包装袋上,销售环节所采集记录的信息主要有:分销商或经销商、连锁店、直销或联销店的基础信息、销售员名字、所销信的产品批次、销售的具体时间、数量单价、追溯码、上架时间等。当化肥已经完成了销售环节,购买者通过包装袋上的追溯码可以在公司化肥质量安全追溯系统中查询到各个环节的相关信息,如有发现产品质量问题,购买者可以向相关质管部门进行举报或投诉,从而实现了产品质量信息溯源,实现了化肥产品的防伪认证、以及企业防窜货认证,追溯环节还可记录问题产品的追溯码、购买时间,购买人姓名,联系电话,从而有利于企业以及政府监管部门根据相关信息进行查询,实现对产品的监督和把关,化肥质量安全追溯系统还有单独的管理模块,用于数据的备份和恢复功能,确保追溯系统中的所有数据的安全性。

2.4化肥质量安全追溯系统的作用

化肥企业通过导入质量安全追溯系统,构建企业产品的质量档案库,全面提升企业对公司产品质量追溯保障的能力,也能够有效增加客户的满意度;其次,产品信息的电子化,准确性,完整性得到提升,管理更为便利,节省了相关产品的信息归档、保存时间,节约了人力;再次当企业出现产品质量或物料质量异常时,可以快速进行正向及反向追溯调查,能够在最短的时间内,获取所涉及的数量,范围、为质量问题的处理和改进提供了平台支撑。

3结束语

互联网技术、通讯技术以及物联网技术的结合,实现了物品在全球范围内的跟踪、定位与共享,本文介绍了化肥生产销售过程中物联网EPC编码技术以及射频识别技术在化肥质量安全追溯系统中的应用,企业实现了产品的可追踪、可定位、可监测、可管理、以及可及时召回,同时也为政府质量监管部门对化肥行业以及公司的监督活动提供了技术支持,方便了消费者自主参与到化肥质量的监管中来,有利于提高化肥行业的整体质量水平,最终为我国的粮食生产以及农业发展做出贡献。由于我国对物联网核心技术研究起步较早,无线通信网络覆盖率非常高,政府政策的支持以及专项资金的扶助使得近年来物联网技术在我国得到了突飞猛进的发展,形成了一定的产业技术与应用基础,以深圳为核心的珠三角物联网产业群正初步形成,物联网技术不仅广泛应用于农产品以及食品安全等行业中,数字医疗、智能交通、数字物流、工业4.0、智能建筑等物联产业应用创新正在蓬勃发展中,但是物联网的产业化、规模化、工程化发展仍旧面临着几大问题,首先是传感器等核心技术仍待进一步突破,网络带宽在中国仍然是很大的局限;其次是物联网面临着信息安全与隐私保护问题的威胁,制定出一项各界认可的国家标准或行业标准指引来完善安全访问以及数据保护机制,同时对各环节信息采集、传递与查询等相关操作加以规范,是行业发展的迫切需求;再次是随着网络设备爆发式的增加,IP地址需要扩容,IPV4将满足不了日益增长的需求,IPV6尚未普及,从V4到V6的变革并非短时间就能完成;最后是成本及规模化应用问题,RFID电子标签成本是制约物联网规范化应用的重要因素之一,虽然近两年电子标签成本有了一定幅度的降低,但离规模化应用的低成本要求尚有较远的距离。

参考文献

[1]张丽,杨怀卿,刘晓亮.基于物联网技术的化肥质量安全追溯系统的设计[J].农业网络信息,2015,06:18-21.

[2]陈利.基于物联网的产品追溯系统关键技术研究[D].武汉理工大学,2012.

[3]钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012,05:1023-1029.

[4]许胜礼,薛文龙.物联网核心技术分析[J].科技信息,2012,19:121-122.

[5]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011,01:1-9.

篇4

关键词:创新创业教育;物联网技术;社团管理

本文创新性的提出了意在培养学生创新创业能力的“以赛促教、研学相长”教育模式。物联网技术(InternetofThings)是将信息和物理实体实现整合和互联的新兴网络技术,它综合使用通信、RFID、嵌入式、传感器、高性能计算等关键技术用互联网将世界上的物体连接起来,以实现人与人、人与物、物与物的互联,是信息技术发展到一定阶段的整合与综合应用[1][2]。物联网专业是国家新兴战略性专业,是国家“十二五”规划中重点发展的专业。物联网在智能制造、工业监测、环境监测、智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防等多个领域有广泛的应用,物联网的发展将使我国在信息技术方面走到世界的前列。物联网专业以计算机网络为基础,无线传感网络为延伸,注重物联网应用系统的研发,突出传感网技术与物联网应用融合的特色,着力培养社会紧缺的高素质复合型信息网络人才。培养学生具备物联网基本理论知识、掌握较强的物联网工程设计、实施、应用与技术支持和服务技能,能够从事物联网感知终端设备维修与技术服务、物联网系统集成及网关产品配置推广、物联网系统管理等工作,做到基础知识与前沿技术、理论方法与实践技能相结合。物联网技术专业是各类职业学院正在加紧建设的热门学科,在常规教学模式上存在着一定雷同性,在建设水平与学科发展层次上,略显不足。

一物联网技术专业现行教学模式制约了学生创新创业能力的培养

在现行的教学方法中,教师依据所选用的教材,制定教学大纲、教学周历,开展教学过程[3]。由于课程中枯燥的理论知识偏多,为了能够帮助学生更好的掌握教学内容,教师通过ppt进行讲授,在多媒体课件中加入了大量的图片和视频进行演示,例如围绕智能交通、智能安防、智能通信工程等物联网应用领域,力求最大限度的调动学生的学习主动性,但收效甚微,学生难以将感性的认识转化为理性的思考与分析。物联网技术的实验课程主要包括:计算机基础实验、无线通信技术实验、智能仪器仪表类实验,由于各个实验相对独立,且均属于验证性实验,学生不能很好地领会实验的作用,以及之间的相互联系。另外,在以往的实验中,学生虽进入实验室,但不能独立的对设备进行操作,对实验的兴趣不高。同时,对于课程的考察方式为闭卷考试,期末总成绩由20%的平日成绩和80%的考试成绩组成,这样使得学生过分重视考试重点,而忽略了对课程主线的整体把握。

二以物联网方向的科技社团为载体打造学生创新创业体系

基于物联网技术的课程特点及目前存在的诸多问题,本论文创新性的提出了意在培养学生创新创业能力的“以赛促教、研学相长”教育模式。通过以赛促教挖掘培养专业特长学生,学研相长,以校企合作项目提升学生创新能力,以物联网科技创新计划,构建高水平学生科研团队建设,提升社团社会服务能力,打造学生创业能力等几个方面,对创新创业开展模式进行了详细研究,着力打造适合于职业学院创新创业教育模式[4]。同时,以培养应用型人才为目的,提升物联网技术专业服务区域经济的能力,打造特色专业与优势专业。

(一)以企业管理水平要求科技社团建设及管理

建设一个具有物联网专业特色的科技社团组织,是一项经过实践验证的非常有效的教学改革模式。物联网社团建设对于相关社团成员的日常要求和管理是非常高的,为了保证社团的高水平管理,按照企业管理的模式建设社团管理制度,财务、设备管理制度及例会制度。物联网社团骨干成员每周四下午必须要开例会,而且每次都有专职人员做会议记录,会议的内容要求非常务实,会议内容为:每个人介绍本人所负责的社团日常管理工作完成情况、本人在所在技术方向的学习情况和进度、相应项目组汇报所承担项目的完成情况,必要情况下增加技术及项目实现讲解环节,之后是社长及指导老师点评。社团档案的管理也非常严格,按照要求将社团中有重要贡献的同学建立个人档案,包括其专业特长、相关获奖、社团贡献等,让学生感受到在社团中的重要地位,并且可以激励后继的社团成员。还有就是要记录每一个社团成员的获奖成果包括证书,以及每次进行技术服务等重要活动的照片及文档。

(二)以赛促教挖掘培养专业特长学生

为了更好的发挥学生特长,物联网专业设置了软件、硬件两个专业方向,并为每个专业方向单片机、嵌入式、.Net开发等课程整理了近百个练习项目及相关学习视频,包括项目内容,设计方案,电路图,程序代码等。这些资源以项目分组的模式,吸引学生自主选择并参与其中,能够很好的起到引导学生入门的作用。学生的培养与特长挖掘是本着海尔公司的一句企业文化来具体做的,即“我们专注于赛马,而不是相马”——你说你强我们不是听你说的多好,我们要看你拿出成绩,这样才能让社团成员充分进步。专业教师鼓励和带领社团成员参加国家、省、市各级技能大赛,以赛练兵,在每个专业方向并培养了技术骨干多名。同时还成功推荐学生就业,社团成员在企业成为了出色的嵌入式软件开发工程师、软件开发工程师、单片机开发工程师。

(三)学研相长,以校企合作项目提升学生创新能力

在服务区域经济方面,为了全面促进参与人员的工作积极性、创新性,提出了“教师-学生-企业”三方合作入股的方式,极大提高了研发效率。在项目确立的过程中,依靠成熟的校企合作模式,保证了项目实施的可行性。同时,在校企合作立项论证过程中,创新性的加入了物联网技术领域的知识产权保护调研工作。事实证明,通过加入国家发明专利的前期调研,校企合作项目在产权保护方面获得了很大的收获,目前正在申请国家实用新型专利超过15项,并已经顺利通过预审,进入公示期。以“基于物联网与GIS技术的智能农业管控系统的研究与应用”项目为例,项目成果在农业管理领域的智能化水平处于较高的应用价值,同时具备向其他领域覆盖渗透的扩展能力,市场前景极为广泛。项目研发过程也积累了大量的创新性指导经验,具有很好的借鉴与推广能力。

(四)以物联网科技创新计划,构建高水平学生科研团队建设

物联网技术专业组建了一支具有较高技术水平的学生科研团队,组织学生参加物联网相关的科研项目,并对已经有研究基础的同学进行指导鼓励他们申报物联网科研创新计划,在实际的项目中锻炼学生,让有专业技术特长的同学能够实现自己的想法。让具有较高技术水平的同学建立科研团队,很大程度上以点带面的形式带动提升并培养了一大批具有技术专长的同学。科研团队按照学期为单位参加企业技术服务,同时,教师积极为学生联系企业一线的开发及技术服务等项目,增加学生对企业规则的了解,并且可以锻炼学生实际动手能力。经过努力,科研团队累计承接过横向课题的项目数项,企业网络综合布线项目多个,企业宣传册设计一项等。

(五)提升社团社会服务能力,打造学生创业能力

物联星空社团成员参加多次企业技术服务,我们积极为学生联系企业一线的开发包括技术服务等项目,增加学生对企业规则的了解,并且可以锻炼学生创业能力,社团重视学生科研项目成果的孵化,致力于将成果应用到校园服务,促进信息化校园的建设。社团成员研发的“新生报到系统”,累计服务学生近1.6万人次。系统从版本V1.0到V3.0日渐完善,已经成为一个成熟型的服务平台,社团以该系统申报了软件著作权,并获得国家专利局的授权社团成员多次参加企业技术服务,服务于企业一线的技术服务项目,累计承接了科研院所的多个项目,并根据前期成果成功开展创业活动,孵化学生科技企业一个,并获得学校的场地及政策扶持。

三结论

在以探索学生创新创业能力培养模式研究及实践过程中,物联星空社团作为实践载体,累计获得“全国优秀社团”称号三次、“山东省优秀科技社团”称号一次,青岛开发区“优秀社团干部”称号两次,社团成员申报国家软件著作权两项,在国家、省、市各级比赛中获奖60余次,并向众多高新技术企业输送了多名出色的技术工程师,孵化出科技类创业公司一个,并获得场地及政策扶持。以其“以赛促教、研学相长”的构建模式,清晰的软硬件专业方向、独特的管理模式、企业级的社团文化、高质量的技术服务水平、诸多的科研项目经验、丰富的大赛经历、可喜的各级荣誉、以及诸多优秀毕业生案例,为学院科技型社团建设提供了大量经验,这是在“校政企研”联合人才培养模式下,对培养学生创新创业能力,加强创新创业教育模式研究及实践进行了一次有意义的探索,具有一定的示范推广作用。

参考文献

[1]姜凯,高凡,等。基于物联网技术的智能渔业管理系统设计[J].工业控制计算机,2016,29(5):33-34.

[2]GaoShan,FanDehui,JiangKai.DesignofintelligentagriculturalmanagementsystembasedonInternetofthingstechnology[J].AdvancedMaterialsReaserch,2014,1008-1009.

[3]高凡,林国英,姜凯,等。当代注塑模具设计课程教学探索[J].当代教育实践与教学研究,2015(1):88-88.

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【项目来源】黑龙江省教育厅高职高专院校科研项目;项目名称:高职高专物联网专业人才培养方案的研究;项目编号:12515157

物联网(Internet of Things,IOT)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网概念的引入,把互联网的应用延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是继计算机互联网与移动通信网络之后的又一次信息产业革命。

物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心(MIT AutoID Center)提出的。2005年,国际电信联盟(ITU)了一份题为《The Internet of Things》的年度报告,正式将“物联网”命名为“the Internet of Things”。2009年8月,总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心,明确要求尽快建立中国的传感信息中心,也就是“感知中国”中心。笔者从微控制器应用到ARM&Linux嵌入式系统,又回归到微控制器的研究教学,亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。下面就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况,望和大家一起探讨。

在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中,物联网相关专业就有700多所学校申报,最终28家IOT、5家WSN获批,共33所高校。其中70%设在计算机学院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物联网专业,这样全国现共有62所高校开设物联网专业。

物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础,而感知层更多依赖的是软硬件结合的嵌入式系统技术。物联网的传感器接口、RFID读写都涉及嵌入式技术,但实际上新技术含量很少,可看作是一个新袋子。

物联网主要涵盖RFID(>5.5)、无线传感器网络(>8.5)、M2M智能手机(