发布时间:2023-10-08 17:35:44
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篇物联网应用技术及应用,期待它们能激发您的灵感。
[关键词]:课程体系;职业能力;教学组织;质量监控
[中图分类号]G712[文献标识码]A
自物联网作为我国国家发展战略以来,物联网技术及应用迎来了高速发展时期,从而导致大量物联网人力资源的短缺。各大高校及职业院校纷纷设立物联网学院、专业或专业方向来培养物联网相关专业人才。然而,高职院校的物联网技术应用专业的人才培养目标是什么,课程体系究竟怎么构成,如何进行教学组织是摆在广大高职院校面前的一道难题。我院在骨干院校建设过程中,进行了一些探索,以便与同行探讨。
一.课程体系构建过程
1.1 职业能力分析
职业能力分析就是将本专业所对应的职业或职业群所涉及的职业活动分解为若干独立的任务领域,再对任务领域进行分析,获得完成每个工作项目的具体工作任务,根据对具体工作任务的分析,可以得到完成这些任务学生应该具备哪些能力,掌握哪些知识和技能,从而分析得出对应的专业核心课程。针对物联网技术应用专业,我们通过向重庆、成都、北京、广州、上海等100多家电子通信类企业发放调查表,获得物联网技术应用专业所对应的工作岗位及主要工作任务如表1所示:
表1 业职业岗位及典型工作任务
根据对工作岗位主要工作任务的细化分析,我们可以得到针对这些工作任务所需要的职业能力是什么。如表2所示。
表2 岗位―能力对应表
1.2 确定人才培养目标
经过对职业岗位工作任务、工作内容以及能力要求的详细分析和论证,得到学生培养目标为:通过工学结合办学模式培养适应社会主义现代化建设需要的,德智体全面发展的,具有基础扎实,实践能力强,掌握物联网信息技术的基本理论知识和基本技能,受到严格的科学实验和科学研究初步训练;能在项目工程师指导下,从事物联网工程项目规划、施工管理;从事物联网设备安装、调试和维护;物联网项目售后服务、维护保养与管理;物联网智能终端产品的生产制造与辅助设计的高素质技术技能型人才。
1.3 岗位能力对应的课程分析
根据对岗位进行分析,得到对应工作岗位需要学生掌握什么样的能力,针对这些能力要求,对应着哪些核心课程,如表3所示。
表3 岗位―能力―课程对应表
1.4 课程体系形成
作为新一代高职学生应该具备五个方面的良好素质:思想政治素质、文化科技素质、专业素质、职业素质、身心素质。我们在课程体系设计过程中,除了要培养学生的专业素质之外,还要培养学生正确的世界观、人生观,培养学生如何正确分析和解决在人生发展过程中遇到各种问题的能力。因此,最终的课程体系包含三大模块:通识教育模块、专业教育模块和选修模块(如图1所示),其中:
通识教育模块包括三个部分:公共类课程(体育、英语、计算机基础等),思想政治理论类课程(如思想和中国特色社会主义理论体系概论等),职业类课程(如心理健康,职业生涯规划等)。
专业教育模块包括专业基础类课程(如电子技术基础、通信技术基础、物联网技术概论、计算机网络、程序设计基础等),专业核心课程是针对职业岗位方向的课程(如传感器安装与调试、自动识别产品安装与维护、网络设备安装管理与维护、物联网工程布线、物联网工程规划与实施、物联网系统管理与维护等课程)。
图1 物联网应用技术课程体系框架
选修类课程包括专业选修课(如Android程序设计等提高学生兴趣及拓展知识面的课程),公共选修课程(如音乐欣赏等用于提高学生人文素质的全校选修类课程)。
另外,根据高等职业教育的特点,实践课程与理论课程教学课时比例约为1:1。
二、教学组织与考核
2.1 在教学方法上,充分运用行动导向教学法,采用了项目教学法、小组协作学习、角色扮演教学法、案例教学法、引导文教学法、头脑风暴法、卡片展示法、模拟教学法、自主学习等多种教学方法。
2.2 在教学模式上,根据专业课程改革采取以实践为主线来组织课程内容开展教学的特点,专业教学模式广泛采取理论与实践教学的一体化、教室与实训室的一体化。教学内容采用企业的真实项目,实现以“一体化、开放式”、“项目导向式”等为主要的教学模式。
2.3 在教学组织上,采用三学期制的大模块课程组织方式,即学生在学习完一门课程后,即可完成对应岗位的相关工作,同时可以考取相应的资格证书。同时,如果合作企业联盟中相关企业物联网应用项目比较多的时候,学生可以安排到实际的工作场景进行企业实践,完成相关项目后,再回到学校学习。反之,如果企业工程比较少,学生则留在学校学习,同时聘请企业工程师到校为学生教授部分课程。这种模式我们称为“旺入淡出”模式。
三、质量监控
与合作企业共同建立和完善专业教学核心环节的制度及考核评价标准。通过有效的教学管理,强化师生自我监控意识,充分发挥广大教师的积极性、主动性和创造性,激发学生内在动力,调动学生自主学习的积极性,全面提高教学质量,教学质量监控和评价体系从四个方面进行。
3.1 完善教学过程监控
按照ISO9000质量管理体系,加强教学过程的控制。包括对各环节尤其是实验、实训、顶岗实习三大关键实践教学环节的监控。
3.2 完善教学质量反馈
强化教学质量反馈,包括每周的学生意见反馈,每学期进行1次教师测评等,对教学质量进行监控。
3.3 完善实训评价体系
构建各类现场实习实训评价体系,与企业共同实施实践教学的考核与评价。
3.4 完善质量追踪机制
将就业水平、企业满意度作为衡量人才培养质量的核心指标。引入“麦可思”专业调研公司,收集人才市场和用人单位的信息,在毕业生人数较多的单位建立教学信息反馈点,每年进行毕业生跟踪调查,召开招生、就业研讨会,将有关信息及时反馈到各教学环节中。不断总结经验,结合新情况,探索教学质量监控与评价的新方法,逐步形成较为完善的教学质量监控与评价体系。
四、总结
我院在物联网应用技术专业建设中,经过大量详实的调研,通过职业岗位能力分析,从而形成专业课程体系,在教学组织与教学方法上大胆创新,并严格规范地对人才培养过程进行质量监控,引入买可思人才满意度评价机制,并反馈到人才培养方案及教学组织过程等环节进行改进,形成了一个科学有效的人才培养机制。在实践过程中,取得了一定的效果。
参考文献
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[2]彭金莲,胡祝华,郑兆华,陈显毅,钟杰卓,李淑.网络工程专业“3+1”模块化课程体系的创新研究[J].海南大学学报:自然科学版,2013,(1):74-79
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[5]陈荣征,罗杰红,邓文剑.基于工作任务的“4-5-6”情景化项目驱动教学模式的设计与实践[J].计算机时代,2013,(4):48-50
随着物联网技术的快速发展,在社会众多行业领域中有应用,有利于推动社会发展和进步。医院是我国医疗卫生事业的重要载体,肩负着确保人们生命健康的重任。当前,物联网技术在医院中有应用,不仅能够提高医院医疗水平,而且有助于医院为患者及其家属提供更好的服务。本文首先对物联网技术进行概述,其次对该技术在医院中的应用实践进行分析。
关键词:
物联网技术;医院;应用
前言
近年来,物联网技术逐渐受到社会各界人士的广泛关注,且该项技术的应用范围逐渐扩大,为我国行业发展提供有力的技术支撑。就医院而言,对物联网技术的有效应用,可以为临床和病患人员提供优质的服务,同时进一步提高医院管理水平。所以,有关人员有必要对物联网技术在医院应用实践问题进行有效研究,为应用拓展奠定基础。
1物联网技术的概述
物联网是指,在与互联网连接的作用下,能够通过信息交换、通讯而实现识别、定位、跟踪、监管的网络,它是互联网技术的拓展和延伸,由感知层、网络层、应用层构成。物联网的关键性应用技术主要有四种,分别为射频识别技术(RFID)、传感网络技术、智能技术、纳米技术,分别用于标签事物、感知事物、思考事物、微缩事物。当前,在医院领域中应用最为广泛的物联网技术,当属RFID技术[1]。
2物联网技术在医院中的应用实践
2.1应用于人员管理
物联网技术在医院的应用,表现在人员管理方面。①对医护人员、患者进行定位和追踪中,可将腕式RFID标签佩戴于手腕上,有助于相关部门人员对医务工作人员、患者进行必要的追踪和定位。与此同时,腕式RFID可以与医院重要基地的门禁控制系统相融合,可保证指定人员进入其中,如高危区域、药房等。②基于物联网技术的腕式RFID具有防拆卸的作用,防止病人对其进行拆卸或造成破坏等。③患者佩戴腕式RFID,在遇到紧急情况时,可进行按钮呼叫,系统控制人员在第一时间对病人全部身份信息加以了解,包括姓名等基本信息、既往病史等,对提高医疗效率发挥重要作用。
2.2应用于医疗监护
物联网技术在医院医疗监护中有应用,有助于医务工作者对病人生命体征信息加以采集,并监视病理状态。基于物联网技术,工作人员可对病患生命体征进行实时的、持续的监测。在物联网技术应用之前,院方通过系列监护新设备、监护系统,对病人的生理参数信息获取,以进一步提出具体的治疗方案。然而,在物联网技术应用中,对病患佩戴腕式RFID,能够使医院实现智能化医疗监护系统的构建,实时传输病人检查信息、身体各项参数等。此外,物联网技术在医疗监护中的应用,可对人的生命体征信息加以采集、监测等,有助于提高医疗水平。
2.3应用于医药管理
物联网技术在医药管理中有应用。对于医院而言,药品是特殊商品,对症下药,能够帮助病人解除病痛,反之,则可能为病人带来致命风险。根据相关调查显示,尽管我国医疗卫生事业发展水平逐渐提高,但每年因用错药致死的案例数不胜数,约为用药总人数的15%以上。物联网技术在医院的应用中,能够借助标签事物的RFID做索引,分别针对药品进行唯一的标识,并追踪患者用药后的身体变化情况等。如此,能够满足医院对药品信息及时采集、有效共享的需求,有利于提高医药管理水平。此外,在生物制剂管理中,物联网技术发挥重要作用。由于生物制剂的蛋白质十分不稳定,受温度条件影响较大。但在RFID标签应用的作用下,能够对生物制剂进行更为有效的管理,可规避变质问题[2]。
2.4应用于医疗设备和器械管理
物联网技术应用于医疗设备、器械管理中,可提高医院管理水平。在RFID标签的应用中,能够对医院医疗设备的维护、维修、巡检信息进行合理的记录,并使设备处于实时监控的状态下,可实现医疗设备的智能化管理。手术器械对灭菌消毒流程有着较高的要求。在物联网技术应用中,可利用RFID标签,对系列手术器械包流程信息加以记录,使系统能够对器械包的相关信息加以存储,有助于医务工作者更好开展器械管理工作,同时对降低感染事故隐患发挥着重要作用。
2.5应用于垃圾处理
医院发展中,对清洁度有着较高的要求,对于医院的医疗废物处理,应严格遵循一定的处理程序而开展工作,避免对医院造成二次污染。当前,医院医疗垃圾处理问题逐渐成为社会公众所广泛关注的问题。物联网技术在医院垃圾处理中有应用。如医疗废物的电子标签化管理、电子监控与在线监测信息管理技术等,可推动医院垃圾处理的智能化管理进程。在此过程中,医院应积极构建医疗废物的RFID监控系统,保证环保部门工作者对医院垃圾处理进行全过程监控[3]。
3结论
物联网技术在医院应用实践中,能够将终端设备接入医院内部,具有可移动、灵活等特点,打破传统医院工作方式、管理等方面的束缚,从根本上提高医院工作效率、服务能力。当前,物联网技术虽然在医院人员管理、医疗监护、医药管理、医疗设备和器械管理、垃圾处理中有应用,但其依然未能得到普及应用。基于此,我国相关部门应致力于对物联网技术应用问题的研究,为人类造福。
参考文献:
[1]段义勇,孙丽玲.关于物联网应用实践及信息通信技术的思考[J].信息与电脑(理论版),2016,03:8~9.
[2]马洁琪.试论物联网技术发展及应用前景的探索与实践[J].数字技术与应用,2011,08:208.
[关键词]物联网技术RFID公安工作
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0328-01
1物联网的概念
1.1起源
物联网(Internet of Things)的概念的起源最初是1991年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出的。比尔盖茨在1995年出版的《未来之路》一书中提及物物互联的概念。1998年麻省理工学院提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。1999年,在物品编码技术的基础上Auto-ID公司提出了物联网的概念。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟了《ITU互联网报告2005:物联网》,其中指出“物联网”时代的来临。
1.2概念
物联网,顾名思义是在传统互联网、电信网等基础上,实现物与物的信息互联与交换,达到物与物之间的通信与互动。物联网是传统网络的延伸,通过感知技术将传统网络的终端扩展到物。这是一个将物质世界数字化的变革,每一个普通物理对象都可以作为物联网的一部分,可以被独立寻址通过网络互联互通。
1.3感知方式
将网络终端由传统意义上的机器延伸到物理对象的过程中,重要的一步是传感器技术,传感器技术可以将物理对象的信息转化为计算机能够处理的数字信号,是实现物与物通信的前提。目前常见的传感设备和技术有二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等。通过这些传感器技术,可以将任何需要互联的物体信息数字化,实现物联网由机器终端到普通物体终端转变。
2物联网的特征和传统的网络相比,物联网有其鲜明的特征。
2.1各种感知技术的广泛应用。
物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。
2.2数据量极其庞大
物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息。
2.3地址需求庞大
物联网要求作为物联网终端的每一件物品有自己独立特有的物理地址,目前互联网使用的IPv4协议所提供的地址资源远远不能满足物联网的需求。其庞大的地址资源需求会在下一代互联网的IPv6协议中得以实现。
2.4智能技术的应用
物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求。
3物联网技术的典型应用
物联网早已不仅仅只是一个概念,从它的概念提出至今的十几年中,它已经在我们身边或大或小的领域中有运用。我国的第二代居民身份证就采用了内置RFID技术,采用国内自主嵌入式微晶片,是全球最大的RFID应用技术。
4物联网带来的安全风险
物联网的基础是互联网等传统网络,将传统网络的终端扩展至人与物,这样一来就会将传统网络所面临的安全风险与危害放大,互联网所面临的病毒攻击,黑客攻击等危害在物联网中也存在。
另外,物联网的感知层将成为一个新的安全隐患点,物联网的传感器采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议,而在物联网发展的目前阶段,各种接口协议都还很混乱,对于物联网的监管与保障几乎没有,个人隐私、情报在采集和传输阶段面临很大的安全性问题,所以这将是公安工作中的一个新问题。
5物联网在公安领域的应用
目前阶段下,物联网技术应用到公安领域中,还存在很多困难和阻碍。将物联网技术应用于现有的资源平台,可以在应用实践中带动公安物联网发展。
5.1新一代警务通系统
新一代的警务通系统采用了结合的物联网技术,内置的第二代身份证读卡模块,采用了非接触式的读卡技术,公安民警可将二代身份证放置感应区,公民身份信息包括文字、数据、个人相片等信息显示或提示在彩色液晶屏上,并且还可通过云计算平台与公安专网进行互联核查。
配备GPS系统,与警用地理信息系统配合,实现对警力部署或重点车辆的可视查询、定时定位、自动跟踪、区域监控、路径优化、轨迹分析,提高了公安机关的警务工作效率和实战能力。
5.2车辆管理系统
基于无源射频识别技术的区域性车辆安全监管系统,通过在车辆内安装RFID电子标签和GPS使被标识车辆的静态身份信息与动态运行信息有机地结合在一起。以车辆自动识别与认证服务为基础,实现在开放性道路交通环境下对车辆运行信息和事件信息的自动采集,提供满足不同应用环境的全天候涉车监管服务。该系统还能实现交通需求预设,路网资源的分配管理,交通流量自动统计,车辆运行状态的实时回传等功能。目前上海,南京就采用类似的系统对特定车辆进行管理。
6物联网时代公安工作的展望
物联网时代即将到来,物联网技术对社会的改变是公安工作新的机遇和挑战,在可预见的将来,物联网在公安工作中将发挥极其重要的作用。
将物联网技术引入地理信息系统(GIS)和GPS、电信运营商的无线电信网络相结合,将是一个改变公安工作模式的改革。在突发事件和处理以及各种刑事、民事和交通案件处理时,实现对警力资源的及时高效合理地调度与充分使用,有效缩短出警反应时间,减少警务处理的盲目性,实现对警务现场的实时全方位多角度的监控及指挥调度。
物联网技术使得具体物理对象成为公安工作的出发点,对于成为网络终端的人、车、物的管理与控制上升到了一个新的高度。配合现有的监控、管理和资源系统,将任何需要成为物联网终端的物理对象纳入公安工作的管理之中,将在维护社会稳定,社会治安管理和打击刑事犯罪方面起到非常重大的作用。
7总结
总体而言,物联网技术已经完成从技术到产业的转变,
【关键词】物联网;智能技术;云计算
1.前言
随着计算机技术、网络技术、通信技术和传感器技术的发展,人们的生活水平不断提高,人类通过改造物质世界来满足自身需求的能力也相应的提高,因此“物联网”的概念也呼之欲出了,本质上来说物联网是基于原有的通信网、互联网“物物相连”。然而物联网技术不是所谓的计算机网络技术、通信技术、传感技术的简单叠加,而是更深层次的将上述技术有机交融,并且添加了更多人性化的设计与配合[1]。
2.物联网技术和研究
2.1 RFID
信息采集是物联网的基础。目前的信息釆集主要是通过传感器和电子标签等方式完成。RFID是一种非接触的自动识别技术,它通过射频信号进行全双工数据通信,从而自动识别对目标对象并获取相关的数据,识别过程无需人工干预,适用于各种恶劣的环境。RFID突出的优点是可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。将RFID技术与互联网,通信等技术有机的结合,可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
2.2 无线传感网络
无线传感网络是将分布式信息釆集、信息传输和信息处理技术融合的网络信息系统,以其低成本、微型化、低功耗、自组织等特点受到广泛的重视,是推动经济发展和维护国家安全的重要的技术。物联网可以通过遍布各处的无线传感器网络来感知整个物质世界。物联网丰富的应用和庞大的节点规模既带来了商业上巨大潜力的同时,也带来了技术上的挑战,物联网由众多的节点连接构成,无论是釆用自组织方式,还是采用现有的公众网进行连接,这些节点之间的通信必然牵涉到寻址问题。
2.3 智能技术
智能技术是将一个智能化的系统植入物体中,使物体具备一定的“主观能动性”即智能性,能够与用户进行沟通,是物联网的关键技术之一。目前的智能技术研究包括人工智能的理论的研究、虚拟现实及各种语言处理的入机交互技术与系统、可准确性定位跟踪的智能技术与系统、智能化的信号处理。
2.4 纳米技术
纳米技术,是研究结构尺寸在0.1nm-100nm范围内材料的性质和应用,主要包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。纳米技术能使微小的物体也能进入物物相关的网络,进行信息的交互,这使物联网真正意义上做到了万物的互联。可见纳米技术必然在物联网中扮演着重要的角色。
2.5 GPS
目前最成熟的全球定位系统给物联网提供了强大的技术支撑,使物与物之间的准确定位成为可能。GPS技术以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简单、应用广泛等特点为物联网中的定位追踪提供了便捷的服务,使物联网功能更加完备。
2.6 云计算技术
云计算是分布式计算技术的一种,是当前计算机应用的技术,其基本工作流程如下:通过网络将庞大的需求分析处理程序自动拆分成无数个小的子程序,再经众多服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析,最后将处理结果返回给用户。当物联网具备一定的规模后,如何处理庞大的数据量是一个关键的问题,如果数据得不到及时的处理,便有丢失的可能;而如果暂存未处理的数据,那么海量的数据所需的更大的存储空间也是无法预知的。因此,云计算便成为物联网中处理数据的强大的工具,于是可视之为物联网的“大脑”。
3.物联网的应用
物联网能满足我们对生产过程、家居生活监控、指挥调度、远程数据釆集和测量、远程诊断等方面的信息化需求及机器设备的智能报警和控制。随着物联网规模的不断的扩大,它在各行业将可以被广泛应用。
3.1 建筑消防
消防安全系统由感知层、网络层、应用层组成,感知层由各种具有感知能力的设备组成,这一部分主要实现感知和识别物体,釆集和捕获各种使用场景产生的相关信息,同时执行接受的各项命令。网络则是通过有线和无线网络将感知层的险情隐患传递到应用层,并将应用层的消防指令传回感知层。应用层则是包含消防部门、防火重点部门、管理人员及火灾相关人员的信息系统。应用层信息丰富[2]。
3.2 军事应用
美军近几年来连续启动一系列的研究计划,探索无线传感器网络在未来战争中的应用。美国国防部高级研究计划局自组的SensIT项目,通过部署在战场上的不同类型传感器组成的传感器网络,使士兵可迅速、全面的获得战场实况信息。在实际的应用中应该采用协同感知的方法,融合不同位置、不同传感器数据分析应用场景[3]。
3.3 智能电网
智能电网之所以能够实现电网的智能化,其关键意义在于对整个电网信息的充分和及时的掌握。而电网信息的充分掌握,则需要良好的通信线路和大量的终端信息采集应用,使数据安全稳定传输,提升数据交换的可靠性,为智能应用提供全面、及时、准确、一致的信息。智能电网将会连接更多的设备包括各种智能的传感器、控制原件、地理设备等[4]。
3.4 农业
物联网在土、水资源可持续利用、生态环境监测、农业生产过程精细管理、农产品与食物安全可追溯系统等方面都有较好的发展前景。针对中国现代农业发展的实际需求来看,当今最主要的问题就是如何实时的釆集和处理农业现场和养殖业及其相应病虫害的各种信息。物联网在现代农业领域的应用包括:监视农作物灌溉情况、牲畜的环境状况、土壤气候变更以及大面积的地表监测,收集温度、风力、湿度、大气、降雨量等,从而进行科学预测,帮助农民减灾预灾[5]。
4.物联网遇到的问题
由于物联网的技术覆盖特性,其带来的社会问题比互联网更多、更广,后果更加严重。一是由于釆用了RFID、无线数据通信技术,通过单一的商品就可获得全部的商业信息,使得信息窃取手段更加方便,更为隐蔽。二是物联网的目的是整合全球的商品供应链,因此其出现问题时所造成的经济损失更为巨大。三是由于物联网涵盖范围更为广泛,信息窃取手段更为方便,从而对社会国家安全威胁更加巨大。
5.建议和展望
物联网固然给我们构建了一个十分美好的蓝图,我国无论是政府层面还是相关的企业和研究领域机构在物联网的研究和发展上也取得了很大的进展,但物联网的实现还面临着诸多问题。首先资金和成本的问题是阻碍物联网发展最直接的因素,其次包括通信的距离、外部环境指标及网络安全在内的应用技术问题、标准的制定也是急迫需要解决的。此外物联网的发展必然要经过产业化的历程,物联网的产业链机制的研究和完善有待时日,物联网的发展还需要考虑隐私保护、云计算、环境保护等等若干问题的影响。
参考文献
[1]吴乐南.从采集型多媒体通信定义物联网[C].第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010),2010.
[2]沈阳,吴菲菲.物联网在建筑物消防安全中的应用[C].2011中国消防协会科学技术年会论文集,2011.
[3]王培国,林红卫.物联网技术及其军事应用探析[C].四川省通信学会2010年学术年会论文集,2010.
关键词:物联网技术应用发展策略
1.对于物联网的概念及其特征的阐述
“物联网”的概念最早由美国麻省理工学院于1999年提出。它的主要概念是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。但是在后来国际电信联盟对“物联网”的涵义进行了扩展。他们相信世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行信息交换,射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。因为物联网作为新生事物,所以人们对于它的内涵有着很大的差别。虽然物联网与“传感网”、“互联网”和“泛在网”等等有着千丝万缕的关系,但是他们又有着显著的区别。所以根据我们细致的分析而得出,通过各种感知设备和互联网,连接物体与物体的,全自动、智能化采集、传输与处理信息的,实现随时随地和科学管理的一种网络。它的特征有很多,主要包括以下的方面。第一个是网络化,它是物联网的基础。它可以将诸多的网络联系在一起,目前的局域网只是一个雏形而已。第二个是物联化,物联网的要求是人物相联、物物相联。它就是在物体上安装传感器和微型感应芯片,在借助无线或有线网络的情况下让人们和物体进行即时交流,最后形成由虚拟网络世界向现实世界转变。第三点就是互联化,物联网将多种网络、接入应用技术等等集中在一起,在一定的协议关系下,实行多种网络的融合,而物联网的显著特征是分布式与协同式并存。第四点是自动化,通过数字传感设备自动采集数据,在事先设定的运算逻辑之后,可以自动处理采集到的信息。第四点是感知化。物联网包含射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息等等传感设备,它们的作用是在无接触的情况下,自动化感应数据并且将其读出发送。做到方便的最大化。第五点是智能化。它可以对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜的综合能力。
2.对于物联网的核心技术的阐述
物联网核心技术是RFID识别技术、泛在传感技术、纳米嵌入技术及智能运算技术。第一个方面是一种非接触式的自动识别技术,在无需人工干预的情况下,识别高速运动物体并可同时识别多个标签。第二个是泛在传感技术与纳米嵌入技术的结合。可以将各种事物进行定位输送。第三个是智能计算技术可以将传感器得到信息进行语义的理解、推理和决策。从而最大限度的实现智能控制。
3.对于物联网的应用的阐述
物联网在智能交通、环境保护、公共安全、智能检测、个人健康等种种领域都发挥着非常大的作用。在这里,我们对于物联网的初步应用进行一些阐述。第一个是在RFID票务的应用,它可以通过刷卡的方式进行记录,做到了无人自动化的记票方式。第二个是智能电表,供电部门在电度表上装上传感器,使电网具备智能,最大限度的减少人力物力。第三个是物流管理和配送它可以通过在物流商品中引入传感节点,因此在物流的任一环节上都可以随时的追踪和掌握商品的运输方向。第四点是在公共安全领域。它可以对系统所禁止的物品自动发出识别信号,并且进行精确定位,这样就做到了万无一失。第五点是在教育行业。它可以有效的对图书馆书本进行识别,做到了图书馆的无人化及自动化。
4.我国物联网的发展策略
在物联网的发展上,我们应该做到以下的几个方面,只有这样才能与时俱进,更快的迎接物联网时代的来临。第一点是各级政府要加大对物联网的资金与政策扶持力度。物联网是复杂的工程,它只有得到社会广泛支持才能发展。第二个方面就是各类科技部门要积极研究与完善物联网。只有这样,我们才能更快更好的来发展物联网。对于前者,在发展的同时,我们还要注意安全问题和技术问题,我们要吸取互联网建设过程中的经验和教训,时刻不能忘记安全,千方百计要做好安全工作。对于后者,我们要综合各种技术手段,发挥它们的优势,只有这样,才可以形成专业的网络系统,从而进行配套网络建设。尽我们最大的努力来提高物联网应用的广泛性和有效性,为群众和百姓享受到物联网的便利条件。第三方面是生产者和消费者要积极参与到物联网当中,只有这样才能进一步的发展物联网。在发展企业上,我们要随科学发展潮流而动,与时俱进,在发展物联网建设的同时,也要享受物联网给我们带来的便利,充分利用现代科技发展机遇,在新技术手段提高自身生产服务水平的情况下,来增加自己的市场竞争力,使自己立于不败之地。从消费者方面来考虑,要解放思想,充分肯定物联网这一新时代的
产物,主动参与物联网的发展,发现其中存在的问题,及时反馈给物联网,让物联网快速的发展,最后产生强大的社会生产力。第四点是国家相关管理部门要及时制定和完善物联网的科学标准。物联网健康发展的重要条件是有统一、规范的标准体系。因此我国物联网标准体系已经初步形成,在电力、交通、安防等诸多部门都发挥着非常大的成效。虽然我国在传感技术标准领域快速发展,但我国在物联网方面还有面对着许多问题,特别是在标准的面还存在缺失,这就为我国的物联网的科学化标准发展设置了一些障碍。
结束语:
总的来说,物联网已经是世界发展的一个潮流,是我国在当前发展的过程中一项极其重要的战略任务,因此,我们要顺应历史潮流,快速顺应社会的发展趋势。只有这样,才能快速的发展我国的经济、国防力量,加快民生的发展,不至于重复历史,最后面临落后挨打的局面。所以,我们要把物联网发展作为国家战略来考虑,更要着眼于全球化,只有这样,才能不断增强我国经济实力与国际竞争力,达到国家的繁荣富强。
参考文献:
关键词:物联网行业发展现状;物联网应用技术专业人才的需求;物联网应用型人才紧缺
中图分类号:TP393 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)028-000-01
一、调研的目的与意义
通过本次调研,对不同区域物联网行业的发展现状有所了解,掌握社会及行业对专业人才的需求情况,合理定位高职类院校物联网应用技术专业的人才培养目标和人才培养规划,为专业建设及提升提供决策依据。
二、行业发展现状及趋势
1.物联网行业发展现状
(1)国际物联网行业发展现状。物联网这一概念提出于1999年,此后美国、欧盟、日本等世界主要经济体先后提出了基于本国经济特点的物联网行业发展规划,均认为物联网是推动产业升级、经济发展和确立国际竞争优势的发动机,比如美国提出的“智慧地球”、欧盟提出的“欧盟物联网行动计划”、日本则提出了“U-Japan”。物联网产业成为继计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮。美国Forrester机构预测,物联网所带来的产业价值将会比互联网大30倍,将会是又一个万亿元级别的信息产业。
(2)国内物联网行业发展现状。2012年,工信部制定并了国家《物联网“十二五”发展规划》,提出,我国的物联网产业将重点建设10个聚集区、100个骨干企业,实现产业链上下游企业的汇集和产业资源整合。
近年来,由于国家重视、政策扶持,我国的物联网产业正处于高速发展期,被列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。2010年,我国物联网产业的总产值约1900亿元,而2015年达到近7500亿元,短短5年总产值增长了295%!随着行业标准完善、技术不断进步、移动互联向万物互联的扩展,我国物联网产业将面临更大的市场空间和产业机遇。
2.物联网行业人才培养及社会需求情况
(1)我国物联网专业职业教育发展状况。物联网专业是个交叉学科,其内容涉及通信技术、网络技术、传感技术和RFID技术、嵌入式系统技术等多项知识。目前我国在研究生、本科、高职、中职等多个教育层次均开设了物联网专业,但在教学过程仍存在很多问题,如教学体制落后,师资队伍薄弱,教学设备陈旧等。为了改变这一状况,针对物联网专业所具有的很强的工程实践特点,当前很多院校对基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式开始了探索。
(2)物联网应用技术人才的需求。随着物联网产业的急速发展,其各领域上下游企业专业人才大量短缺,据工信部统计,未来5年,仅《物联网“十二五”发展规划》圈定的9大领域重点示范工程人才需求量就达上千万,如智慧农业预计需求1000万人,智能家居预计需求100万人,智慧交通预计需求50万人,智能医疗预计需求100万人,现代物流预计需求20万人,智能电网预计需求100 万人。
同时,不少专家指出,由于其专业的跨学科性,未来物联网产业需求更多的将是复合型人才。
3.高职院校物联网专业开设的可行性分析
高职院校物联网专业人才培养以培养一线的专业技能型人才为目标。培养的学生应适合领域内各企业的技术性岗位,如感知层终端设备维护、物联网项目实施、系统终端设备维护、网络线路设备维护、系统信道测试维护等。
(1)物联网应用型人才紧缺。自从2009年我国提出物联网发展战略以来,物联网在智能工业、智能交通、智能家居等9大试点领域逐渐发展起来,工作岗位激增,而教育部审批设置的“物联网工程”等与物联网技术相关的战略性新兴产业本科2011年才开始招生,培养出的学生远不能满足市场需要。
我区抢抓机遇,提出力争用5年左右的时间,以构筑“智慧内蒙古”为目标,依托我区产业特色、科技基础、区位条件和资源环境等要素,整合区内外产学研各界的力量,面向经济、公共管理和公众服务等领域,分期分批建设示范工程,努力把我区建设成为物联网领域技术产业发展快速、应用先行的省区。
(2)物联网应用技术专业人才就业前景广阔。在我国,物联网产业发展更贴近“政策驱动型”,相当长一段时间内,政策支持力度将持续加大。据统计,物联网的产业价值将比互联网大30倍,每年近百万的人才需求量与当前各层次人才培养的速度存在较大差距,因此物联网专业就业前景非常广阔。
三、调研结论
高职院校物联网专业的培养目标应要考虑学生的特点及高职院校的办学层次,依据企业对人才的需求,在经过充分的行业企业调研的基础上确定适当的定位。高职院校物联网专业的办学定位应该确定在应用层面上,培养物联网企业所急需的一线技术人才。
随着市场对人才需求的不断变化,本专业对人才培养方案进行了多次调整与完善,现有人才培养方案经过近几年的实施和改进,已经取得了较为明显的效果,课程设置和教学内容也积累了大量的经验,调研后将在人才培养和学科建设方面作出以下调整,我们将着实做好如下几点:
1.根据岗位需求,不断更新和改革,制定适应社会需求的人才培养方案目标。
2.根据岗位对应的工作任务,进一步完善课程体系,调整课程结构,增加技能性课程的比例,提高学生实践操作能力。
3.进行课程改革,进一步突出高等职业教育的特色,从课程内容、知识体系、教学组织、训练模式、考评手段等方面同步改革,调动学生学习积极性。
关键词:物联网 智慧物流 应用
中图分类号:TP315 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)05-0000-00
信息技术的发展衍生出多种形态的产物,物联网技术就是信息技术发展到一定阶段的产物。物联网技术利用信息技术建立起来,属于计算机与互联网的产品,同时也是现代各种信息技术发展与应用的结果。物联网技术的发展改变生活,物联网技术发展的模式已经进入到社会各个层面,进而可以实现物流自动化运作与高效管理。针对当前现代物流中存在的各种弊端,物联网技术能够有效避免其中各种不足,同时为物流业的发展提供新的方向。物联网技术相较于其他领域所应用的技术具有一定的特殊性的同时还具有其根本性的发展特点。正是基于物联网技术的发展,使得该技术在智慧物流中获得广泛的应用,同时促进智慧物流产业的快速发展。
1物联网与智慧物流的概述
在技术与互联网快速发展的过程中,物联网借助计算机网络的发展,应用射频识别技术、全球定位系统、激光扫描器与红外感应器等信息设备与技术,将已经约定的协议作为根据,在物品与互联网之间建立起信息交换的桥梁。这样就构建成定位、跟踪、调控、监控与识别的网络系统[1]。通过简单的概述就可以了解到,物联网在整个程序流通与系统构建过程,无需人为操作与干预,就能够自动识别对象,获取对象的属性信息,以达到目标对对象信息互联与共享。从物联运行的全过程就可以了解到,物联网运行通常包括这几个步骤:首先,标识。在物联网运行的过程中,采用传感设备就可以对编制物体对象的ID与属性,将静态的属性进行标准并存储在标签内,随后就可以应用相应的设备进行探测与识别。其次,识别。在物联网运行的过程中采用设备识别技术就能够将对象的属性信息识别出,并且还将获取的识别信息转换成为可以传输的格式进行传输。最后,通信。在经过信息标识与识别后就可以读取对象信息的属性信息,同时还将其利用网络系统传递到信息处理中心,这样物联网也就完成了通信与数据的处理。
而智慧物流则是基于物联网技术与信息技术共同构建起来的一种物流网络体系,该网络体系在运用的过程中会显示出其所具有的集信息化、系统化与智能化的特点。在实际操作运行的过程中,智慧物流采用高新技术与现代管理手段,以期能够达到物流配送体系的低成本与高效率的智能化运转。从智慧物流运转的实际情况,我们可以了解到该种物流技术具有感知、优化决策与智能反馈的功能。首先,感知功能。这项功能的体现在射频识别、卫星定位于红外线等高新技术方面,进而可以动态获取存储包装、仓储、物流配送与车辆每一环节的数据信息,也就是说在物品配送的整个环节中,可以对物流对象进行跟踪、定位等。感知功能的运用从初步阶段实现了感知智慧。其次,决策功能。在物流配送与管理的过程中应用信息处理技术与数据挖掘,就可以分析和数据挖掘商品信息、物流数据与客户需求等相关信息的处理,计算和决策从仓储位置与配送的路径,这样也就实现物流存储于配送的决策智能化。最后,反馈功能。在物品物流配送的过程中,送货方与收货方都需要在物流配送的整个过程及时了解物品的准确位置与状态,以便及时获取物流数据。在此过程中可以应用感知网、物流管理系统与红外线客户与管理提供实时的物流运行状态的信息,进而可以获取物品在整个物流过程中每一环节的信息[2]。
2物联网技术在智慧物流中的应用
根据物联网所具有的特点以及在实际中的运用就可以了解到,物联网技术并不是单项的技术,而是在应用的过程中组成网络系统的技术。在物联网技术体系划分的过程中,通常会将物联网技术划分为关键性技术、支撑性技术与共性技术,物联网技术就是这几种技术的相互融合。该系统在智慧物流中的综合应用就是该项技术应用价值的体现。实现智慧物流需要应用不同层面的物流网技术来支撑。物联网技术在智慧物流中的应用体现在以下几方面。
2.1感知互动层
物联技术在智慧物流中的应用体现在多层次,而不同的层次又包含不同的技术。在感知互动层包含这么几项技术。首先,射频识别技术(RFID)。从专业的角度来说,射频技术就是一种采用无线射频技术,非接触双向通信的自动识别技术。利用该项技术就能够对输送的物品进行电子标签,编辑物品,同时应用射频信号可以自动识别物品并获得相应的信息,使整个物联网技术最为关键的技术之一[3]。相较于其他应用领域,可以说RFID应用最广泛的领域就是物流业,利用RFID技术,对物流车辆、货物、集装箱进行动态监控,这样就可以实现车站汽车与港口货轮的智能调度,通过电子射频技术就可以实现智能仓储的管理、产品防伪的辨识,以及物流配送的可视化。从某种层面上可以说,射频技术的应用,促使智慧物流在原有发展的基础上上升到了一个更高水平的管理层面。其次,无线传感器网络(WSN)。相较于人与人、物与物以及人与物之间的联系,无线传感器在其中起着非常重要的作用。无线传感器在应用的过程中通过无线通信的方式促使其形成一个组织网络系统。在无线传感器内,多种技术相互结合,就能够实现自动、实时、远程的获取物流流通中的重要数据,检测数据的可靠性,掌握物流产品在整个运输状态的过程中,并在获取数据的时候及时回应所获得的信息,随后就可以实现自动决策与智能调控等,这种技术的应用很显然可以实现物流作业,提高智能化管理水平。当然,无线传感网络在物流车辆运输、物品配送与仓库环境等物流活动的检测方面具有非常重要的作用。最后,全球定位系统(GPS)。在物流环节中应用GPS定位卫星可以实时行为、导航。在物流配送的过程中,应用GPS系统就可以对提供物流配送与动态调控,并且在整个物品输送的过程中跟踪、定位,可以将路线优先、紧急救援与车辆优先等多项功能应用到货物的供应状态中。在实时物品调配的过程中,应用GPS定位功能可以监控车辆与货物的状态。与此同时,结合导航电子地图数据与实时的交通运输状况,GPS的导航功能可以对配送车辆进行规划,提供配送的路径与车辆的路线,这样就可以提高车辆配送的效率。
2.2网络传输层
相较于感知互动层,网络传输层同样包含了多种应用技术。第一,云计算[4]。在互联网服务项目不断增加、使用与交付信息处理的基础上,云计算能够利用互联网类提供动态交易扩展,在此过程中不可否认的一点就是,云计算属于虚拟的资源。在综合运用互联网、移动通信、人工智能与云计算等技术就可以对物流信息高效、智能化的分析和处理,进而从中获取有效的信息,实现海量数据的传输,这样就可以为智慧物流提供有力的支持。云计算的应用从某种层面上来说,就是要为智慧物流提供决策数据,促使智慧物流在运转的过程中不会偏离方向。第二,M2M技术(Machine to Machine)[5]。该种技术就是通过机器内部嵌入无线通信的模式,并且将无线通信为主要的接收方式,这样就可以实现机器与物品之间的智能化、交互式的通信,同时为客户提供具有综合信息的方案。在智慧物流中,应用M2M技术对物流整个过程中的搬运设备、搬运物料、搬运环境与搬运工进行监控、控制与追踪,这对物流中各项资源的合理调配,提高搬运效率具有非常重要的作用,同时还可以在智慧物流中体现绿色搬运[6]。第三,数字集群通信技术。在物联网技术中,有一种系统综合传输数据、图片信息,同时以无线数据传输、交换与控制为主,该种系统就是集群移动通信技术。该种技术应用范围最为广泛的区域就是港区、物流园区域堆场,而这些区域相对而言作业较为集中,环境较为复杂[7]。现代数字集群通信技术频率利用率非常高,信号抗信道衰减能力非常强,同时还具有良好的保密性,可以同时为多项业务服务,灵活控制网络管理。由此可见,该项技术的应用范围相对而言较为广泛。
2.3应用服务层
物联网技术在智慧物流中的应用,其最重要的一个层面就是应用服务层。应用服务层直接关系物流产业最终的服务质量。首先,嵌入式智能技术[6]。该项技术与其他的技术类似,都是将计算机技术为基础,同时以应用作为核心内容。但是在实际应用的过程中,对应用系统所具有功能、体积、功耗、成本与可靠性等方面都具有非常严格的要求。如果系统不能达到这些要求,就会影响该项技术的应用效果。在实际应用的过程中,该项技术能够增强系统的语言与图像处理能力,并且还能够最大限度的使用软、硬件设施,可以有效防止资源的浪费。在该项技术应用的过程中过,将计算、数据挖掘与数据存储等多项技术运用到各个行业中,可以实现跨行业、跨系统与跨应用之间信息系统共享和互通。嵌入式智能技术的应用将有效促进各项技术的综合应用,进而促使各项技术应用效果达到良好状态。其次,公共物流信息平台。公共物流信息平台在智慧物流中具有非常重要的意义,该项技术对智慧物流后续发展起着决定性的作用。公共物流信息平台可以通过对公共信息的收集、处理与分析,进而可以为物流企业信息系统完成各项活动提供支持功能。其中就包含了数据服务、物流应用服务、公共信息服务等[9-10]。在公共物流信息平台中可以促使物资与信息资源的整合与共享,有利于物流系统的优化。这对物流技术水平与物流服务水平的提高具有非常重要的意义,有效推动整个行业的信息化。公共物流信息平台应用其中最为明显的特点就是信息的共享。在智慧物流中,如果能够达到信息共享,这对物流信息的掌握具有非常重要的意义,并且还可以保证物流信息的准确性。
3智慧物流的发展
在现代物流产业不断发展的过程中,可以说智慧物流是现代物流产业发展到一定阶段的高级别代表,在其发挥作用的时候,智慧物流表现出明显的参与主体性、跨行业性与设计领域广等特点[11]。现如今在经济市场快速发展与社会形态不断发生变化的过程中,智慧物流在政府引导与企业参与的情况下,需要更多的物流基础设施、技术、管理与技术。从智慧物流发展的实际状况就可以了解到,物联网技术的应用,有力的推动了智慧物流的发展。智慧物流的发展,促使数据交换、智能分析与优化方面的建设都具有一定的效果,与此同时智慧物流发展规模不断扩大,为人们的生活带来便利。现代物流产业的发展是智慧物流的发展的基础,在此过程中,物流产业应当充分认识到物联网技术对智慧物流发展的重要作用,并且还要清醒的认识,充分认识智慧物流的发展对人们生活发展的重要性。
4结语
总而言之,在信息技术与网络技术快速发展的过程中,物联网技术获得长远的发展与广泛的应用。智慧物流产业作为现代物流业发展的产物,将物联网技术应用于其中,将有力的推动整个智慧物流的发展。
参考文献
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[7]舒文琼.物联网即将步入3G时代 芯讯通细分策略助发展[J].通信世界,2015,3(15):56.
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(1)调研目的
本次调研的主要目的是为了按照江苏省区域经济发展需求设置更加合理的专业培养方向;根据产业结构调整优化物联网专业人才培养方案相关内容;明晰三维度动态能力集中相关能力需求;把握本专业人才需求状况、确定本专业面向的岗位群、对本专业进行重新定位、同时剖析目前专业教育存在的问题与不足。
本轮调研主要目的在于及时掌握南京及江苏省信息网络技术产业规划及发展状况,及时了解产业结构调整对人才需求的变化,以及云计算、物联网等新技术推动企业发展的信息。
在掌握企业岗位调整、岗位能力需求变化、用人变化等信息基础上,考察同类院校在本专业设置及人才培养方案方面的变化,为2017级人才培养方案的调整和2016级人才培养方案的制定提供论证。
(2)调研对象
本次调研的主要范围在江苏省,兼顾长三角地区。调研的主要对象是不同规模和类型的行业企业,相关领域的行业专家、同类院校。
调研产业中企业岗位设置和用人需求主要是为了解人才需求种类和规模,明确专业培养定位。内容主要包括当前企业岗位名称、岗位工作内容、岗位用人需求等。
调研岗位工作过程中能力需求主要是为明确人才培养规格,分析典型工作任务,构建学习领域课程体系。内容主要包括岗位工作任务的产生、执行、结束全过程,及完成岗位工作任务所需的知识和能力。
2 调研方法与内容
(1)调研方法
本轮调研根据不同调研对象及环境,采用不同调研方法,包括:
1)对企业访谈,联系企业的技术部门、人力资源等相关部门,进行面对面调;
2)对合作企业、兄弟院校、毕业生主要采用问卷、现场、资料等调研方法;
3)对网络媒体主要采用资讯报告、信息检索汇总等方法进行调研;
(2)调研内容
围绕调研目标,确立区域产业规划、产业技术和经济发展、用人需求、岗位需求、岗位工作过程所需能力等方面的调研内容。
调研区域产业规划主要是为清楚了解江苏省及南京市对物联网产业的定位及规划项目,及借此带动的经济发展和人才需求。内容包括江苏省及南京市对物联网产业的规划、已设立及将设立的建设项目及投入规模等。
调研本区域物联网产业技术发展和?济发展,主要是为了解当前及未来一段时间产业发展的新动力及发展前景,并借此对未来人才需求作出预测。内容包括产业技术应用情况、产业经济比重及增长情况等。
调研产业中企业岗位设置和用人需求主要是为了解人才需求种类和规模,明确专业培养定位。内容主要包括当前企业岗位名称、岗位工作内容、岗位用人需求等。
调研岗位工作过程中能力需求主要是为明确人才培养规格,分析典型工作任务,构建学习领域课程体系。内容主要包括岗位工作任务的产生、执行、结束全过程,及完成岗位工作任务所需的知识和能力。
3 调研分析
(1)行业发展对本专业人才需求的趋势
在调研中,了解到物联网产业具有产业链长,涉及多个产业群的特点。物联网的产业链从传感器、芯片、软件、终端,整机、网络到业务应用,主要涉及芯片与技术提供商、应用与软件提供商、系统集成商、网络提供商、系统集成商、运营及服务商、用户七个环节,包括了RFID芯片设计、二维码码制、电子标签、读写器模块、读写设备、读写器天线、智能卡、系统集成解决方案、专业性的软件产品及解决方案、数据的传输承载网络服务、终端接入控制、终端管理、行业应用管理、业务运营管理、平台管理等技术。物联网的应用领域覆盖到工业、农业、交通、医疗、环境、娱乐、公共事业、安全等各个领域,在智能交通、物流管理、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等方面应用最为广泛。
(2)企业对本专业人才的需求情况
1)人才需求分析
目前物联网概念下的企业数量非常多,社会需求量也大,但是人才供给量很少,远不成比例。且未来几年,物联网技术会在社会各领域中广泛普及,因此这个专业的就业具有非常广阔的前景。“十二五”期间物联网产业重点领域包括智能交通、智能物流、智能电网、智能医疗、智能工业、智能农业、环境监控与灾害预警、智能家居、公共安全、社会公共事业、金融与服务业、智慧城市、国防与军事等。物联网各主要领域均需要大量人才,据工信部统计,以下领域未来5 年对物联网人才的需求量预估为:智能交通:20 万;智能物流:20 万;智能电网:100 万;智能医疗:100 万;智能工业:50 万;智能农业:1000 万。
2)岗位需求分析
从产业需求来看,物联网人才总体上分可以分为研究型人才、工程应用型人才以及技能型人才三个类型:
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、研究院所亟需的人才。
工程应用型人才主要为各类本科学校或信息类高职学院毕业生,以从事物联网系统设计、产品开发、物联网项目实施等为主,包括RFID系统设计与开发、嵌入式软件开发、网络安装调试、物联网硬件开发、传感技术开发、市场营销、售前售后技术支持等工作。以系统设计、产品开发、工程项目策划与实施为主的这类企业,在我国数量庞大,其需要的工程应用人才除了需要具备必要基础理论知识的同时,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。
物联网技能型人才往往需要较强的综合能力,对各类高职院校培养物联网高技能型人才提出较高要求,不但需要掌握物联网基础知识、业务知识,更要结合区域的物联网产业情况,培养其技术应用能力、沟通交流能力和管理能力。
3)企业对毕业生职业能力的要求
调研结果可以看出,本次被调研的企业对学生的专业技术能力、基础素质(如动手能力、应用分析能力以及理解交流能力)较为看重,特别是对就职者理解交流能力和应用分析能力的以及动手能力方面,因此,在做好学生专业能力培养的同时,重点打造他们良好的交流沟通能力和知识的应用迁移能力以及实操能力就显得尤为重要。
4 关于专业的思考与建设
针对上述调研情况,我院计算机物联网专业应继续围绕技能大赛、合作企业二大平台,在师资力量培养、教学资源优化、学生实习实践三方面加强建设。
关键词 物联网技术;消防信息化;实际应用
中图分类号 TU998 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0180-02
随着社会经济技术的发展和进步,利用先进的现代化技术来实现生产、生活各领域的智能信息自动化已成为顺应现代化发展需要的趋势和方向,由此,在目前的科学技术基础上发展起来的新型技术层出不穷,其中物联网作为新兴的技术和产业,在社会经济和现代化城市建设发展中发挥了至关重要的作用。
1 物联网的由来和发展方向
物联网可初步理解为物物相联的互联网,其定义是: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相连接,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概念。“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。
最早的物联网概念是在二十世纪末期提出来的,中国科学院1999年组成的传感网技术研究团队在微型传感器、传感终端设备、网络通信技术、芯片开发以及无线智能传感器等领域取得重大进展,研发水平居世界前列。2005年突尼斯举行的国际信息社会峰会WSIS对物联网的概念下了定义,随后物联网概念得到普及。2009年,物联网得以大力发展,国际商业机械制造公司公布了“智慧的地球”策略,将智能化理念带入基础建设执行中,拓宽了物联网的发展空间。
随着近些年来的发展和进步,物联网实现了信息技术的智能化,并在生活生产的各个领域均以得到广泛应用,智能家居、智能医疗、智能城市、智能消防、智能交通、智能物流、智能环保、智能农业、智能司法、智能文博以及M2M平台等相继出现,这些都为物联网提供了发展方向。
2 物联网技术的发展现状
国际电联报告将用以感知的传感网络技术、用以识别的RFID技术、用以思考的智能技术以及微缩事物的纳米技术提为物联网的四个关键性应用技术。
1)传感网技术。传感网络是在诸多空间上分布的自动装置使用传感器对不同空间地域的物理和环境状况进行监控,无线传感网络技术通过对传感器技术、无线通信技术、嵌入式计算机技术以及现代网络等的综合,实现了采集、传输并处理分布式信息的一体化,利用微型传感器对个空间环境及监测对象进行实时感知和监测。
2)RFID技术。RFID可在无人工干预的各种恶劣环境中利用射频信号识别目标对象来获取数据信息,RFID由耦合元件及芯片组成的电子标签、能对标签信息进行读写操作的阅读器以及用以传递标签机阅读器之间的射频信号的天线三部分组成。
3)智能技术。智能技术是利用相关技术和手段将只能系统植入物体以实现物体的物体智能化,进而与人或其他物体进行沟通交流。
4)纳米技术。纳米技术是综合利用现代科学和现代技术将单个原子或分子制成有优良性质且可投入应用的微型纳米材料。
目前,全球范围内物联网的产业实践主要集中在三大方向:一是“智慧尘埃”,主张实现各类传感器设备的互联互通,形成智能化功能的网络;二是基于RFID技术的物流网,主张通过物品物件的标识,强化物流及物流信息的管理,同时通过信息整合,形成智能信息挖掘;三是被称作数据“泛在聚合”意义上的物联网,认为互联网造就了庞大的数据海洋,应通过对其中每个数据进行属性的精确标识,全面实现数据的资源化,这既是互联网深入发展的必然要求,也是物联网的使命所在。
3 物联网技术在消防领域的具体应用
《武警消防部队“十二五”信息化建设项目总体规划》提出,消防部队的广泛业务涉及面及庞杂多样的装备器材,需要对物联网的规划作出统筹设计,实现对物、事、人的高效一体化管理。利用物联网技术构建智能消防安全信息平台,可以实现消防监督、灭火救援、部队管理的动态化、智能化、网格化管理。
3.1 物联网技术在城市消防安全中的应用
物联网技术在防火工作中的具体应用主要表现在三个方面:
1)消防水源的动态管理。传统的工作方式是定期派出专人对城市消防水源进行实地巡检,然后将检查情况录入相关数据库。这种方式效率低下,不能动态地、及时地获取消防水源信息。借助物联网技术,我们可以给每一个消防栓制作电子标签,设置触发传感器,将位置、水压、管网等关键信息实时通过3G网络传送至消防信息中心,为灭火救援行动提供实时动态的水源信息。
2)建筑设施的消防智能化管理。目前大部分建筑的均安装了内部消防设施,检查这些设施的好坏,通常是通过消防检查来定期对其检测,这些行为都受制于检查人的精力、专业素质、能力高低,往往出现失控漏管的现象。通过物联网技术,实现建筑消防设施与消防信息中心的联网,可以实时掌握建筑消防设施工作状况,监控消防安全通道的是否占用等。通过这项技术,可以极大地减轻消防监督人员的工作强度和压力。
3)重点单位、危险源的实时管理。我们可以在重点单位的重点部位、危险源安装传感器装置,实时采集易引发火灾的大气、水、浓度、压力等环境信息,采集的信息传送至消防信息中心,由专门的信息系统立刻对采集的环境数据进行分析,一旦发现异常情况立即通过短信、语音实时报警。这样可以第一时间对致灾因素进行处理,将事故消灭在萌芽状态。
关键词:物联网;Zigbee;无线;能源管理;云计算
引言
无所不在的物联网通信时代即将来临,物联网被专家及多个国家认为是继互联网浪潮之后的又一次科技革命。不管是 IBM 提出的智慧地球,还是温总理在无锡提出的感知中国,都意味着物联网将是当下最热门最具竞争性的产业。传统的能源管理系统一般需要布设现场总线,然后将现场设备连接到一台电脑进行数据处理并向用户显示界面,当数据量较大时可能需要单独的数据处理服务器,而如果需要实现跨地区的远程管理,更是需要在互联网上架设一台专门的服务器,这样,不仅需要投入服务器等网络设备以及开发相应的服务软件,系统的维护除现场级设备和总线链路外还需要 IT部门的管理员协助维护服务器设备,避免服务器故障而造成损失。因此,将物联网技术引入到远程能源管理系统中来,底层运用无线传感网络连接现场传感器及设备,上层使用托管的云计算服务,消除现场级布线的烦恼,使用云计算的强大能力,又可以消除网络硬件的投入及日常的 IT维护,同时可以轻松实现基于WEB服务的远程管理。由于本文所述的能源管理系统采用Digi公司提供的平台及解决方案,因此,在系统具体实现的设计均按照Digi平台的要求,但这并不影响借鉴和参考此平台和解决方案来讨论物联网的构架、问题,及前景。
1 什么是物联网
1.1 物联网的定义。目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义,只是在大体的技术框架上做了一个概念性的表述: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。物联网就字面意义上理解就是“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。从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,
1.2 物联网的组成。物联网的结构见下图,它主要由三大块组成:一,包括各类传感器、控制器等数据采集控制设备,及构成这些设备互联的底层传感网络组成的设备感知层。感知层中的智能终端、智能传感器、射频识别,以及传感网络,组成了物联网的底层基础。二,将底层传感器数据传输到互联网上的网络层。网络层运用各种接入技术:如以太网、GPRS、3G、Wi-Fi,甚至卫星通讯等,最终接入互联网。云技术强大的存储、查询、计算能力,也都归属在这一层。三,根据客户自身需求,利用感知数据或状态为用户提供有效的特定服务的应用层。应用层是对感知数据的一种特定形式的呈现。
2 能源管理系统设计
2.1 工作原理。本能源管理系统主要实现对区域内地灯的智能管理,采用基于Digi 公司的 iDigi 解决方案,感知层采用 Zigbee 无线通讯技术。由于 Zigbee网络具有设备成本低、设备体积小、省电、网络自愈能力强等特点,非常适合广泛应用在智能家庭、工业控制、能源管理、医疗监控等物联网领域。网关和传感器、智能电灯开关器组成一个 Zigbee 私域网络,实现相互之间的连接。网关可进行本地逻辑运算,实现本地智能,并通过互联网与基于云计算的 iDigi 平台进行数据交换。用户应用服务程序向 iDigi 平台发送请求,查询并获取 Zigbee 网络中的相关数据,以及向 Zigbee 网络发送数据。而用户,只需要在任何可以接入互联网的地方,使用浏览器访问客户应用即可。
2.2 系统结构
(1)现场采集执行器:由Digi公司的 Xbee 温度和亮度一体传感器完成现场温度和亮度的采集;基于 Digi 公司Xbee 系列模块开发的开关控制器完成对电灯的开、关操作。
(2)本地数据处理:由Digi公司的 CPX4网关读取现场传感器数值,读取开关控制器的各路开关状态,并控制开关。网关中运行的Python程序还可根据条件智能的控制电灯的开关,将本地数据适当处理后,根据需要再将数据上传至 iDigi 云平台。
(3)iDigi云计算平台:由 Digi 公司提供的服务,是一种托管服务。提供数据存储、数据查询、设备管理等功能。iDigi平台存储Zigbee 网关上传的数据,并响应应用服务程序数据查询请求,转发指令请求至网关操作现场开关控制器实现电灯的管理。
(4)应用服务程序:运行于 Google 云技术服务平台,基于 Google App Engine 开发的 web应用程序,具有权限的用户在任何可以接入互联网的地方,使用 Web浏览器登录,即可查看该能源管理系统中的电灯状态,以及环境温度、亮度信息。
2.3 硬件设计
硬件部分除了温度、亮度传感器采用 Digi 公司的 Xbee Sensor 系列传感器,网关采用支持GPRS 和以太网的 ConnectPortX4 产品外,Zigbee 智能开关由基于 Digi 公司的 Xbee 模块进行设计。智能开关中的 Xbee 模块接收来自 Zigbee 网络的控制指令,然后输出数字量 IO 的状态来控制固态继电器的开或关断。
2.4 软件设计
2.4.1 Zigbee 网关软件。所选用网关支持 Python 语言编程,运行于网关上的软件程序使用 Digi 公司的 DIA设备集成应用技术平台。该平台面向对象,可扩展性好,可自行通过扩展设备驱动代码将第三方设备集成进系统。该平台下软件运行方式以加载设备驱动代码的方式进行,对特定设备、特定功能都抽象成设备驱动代码。对电灯控制的功能抽象成一个电灯控制类,该类的控制方法流程图。
2.4.2 应用软件。基于 Google云技术的 App Engine 应用程序引擎,使用 Python 语言开发,后可使用域上的免费域名来为应用程序提供服务。
3 系统综述
系统的实施过程几乎不需要布线施工,现场采用Zigbee 无线通讯技术,接入互联网后运用云计算技术,又不需要基础设备、不需要 IT 设备维护,使得项目施工工作量减少,施工周期大幅缩短。由于 Google的云计算服务按需收费,从目前系统运行情况看,没有超出 Google App Engine 服务每个月的免费限额,所以目前还不需要为使用 Google 云计算平台付费,而Google 的收费标准也不高。该系统经过几个月的运行,授权用户成员可随时随地查看监控状态信息,以及人为控制电灯状态,一切运行正常,未发生不响应或错误响应等异常现象,证明系统稳定可靠。该系统的稳定运行,说明物联网技术在能源管理系统中可以得到很好的应用,证明该物联网构架解决方案可行、可靠,且具有很强的优势。
4 结束语
物联网技术在此能源管理系统中取得了成功的应用,通过设定一些阈值及条件,电灯可依照亮度传感器的感知数据及夏令、冬令时间自行开关,实现了物物感知、智能控制的效果,而云技术的运用实现了免IT基础设施的用户应用即时,彻底消除了 IT 设备采购周期、IT维护等因素的影响。运用物联网技术将使人们的生活更加便捷、更加智能化,物联网技术将会越来越多的被应用,物联网应用也会从目前的局限于一个工厂、一栋楼宇的局域感知型物联网,向大范围、众多不同设备互联的广域感知型物联网发展。但是由于当前物联网技术还没有相关统一的标准体系,且物联网本身的定义还存在争论,因此,全面普及的大范围广域物联网还有许多路要走。
参考文献:
[1]王宝云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009 年 12月,第 23卷第 12期.
【关键词】物联网;楼宇;智能化;应用
1前言
从本质上来讲,所谓的物联网其实就是利用感应器技术、网络技术、射频识别技术、定位技术、扫描技术等技术按照事先的设定将楼宇中的物品链接起来,使这些设备和设备之间能够实现相互通信,从而形成一个自动的、智能的、高识别的、跟踪监控管理网络,由于物联网能够极大的方便人们的生活和工作,因此备受人们的喜爱,这种技术也成为了当前智能化建筑建设中的重要内容,在未来具有广阔的前景。
2物联网和楼宇智能化系统相关简述
2.1物联网
从物联网的字面意思就不难看出这是一个物体和物体之间的网络,则我们可以得出物联网首先它是一种网络,必将依赖于计算机网络技术,再者它是物体之间的网络,这个物体可以是一个,也可以是多个,形成网络的目的是为了相互之间通信,所以我们不难看出物联网就是在计算机网络技术的基础上形成的物体和物体之间的网络,利用各种传感器来实现数据的采集和传递,从而方便人员感知周围的事物,方便人员的管理,提高管理的质量和效率。
2.2楼宇智能化系统
楼宇智能化系统也是近年来建筑行业所提倡的一种先进的系统集成方法,这种方法最大的特点是将当前先进的计算机信息技术、网络技术和建筑的设计充分的结合起来,从而将计算机信息技术和网络技术充分的融于到建筑设计中,实现信息资源高效整理和利用,最终使楼宇在后续的使用中管理更加高效的和方便。楼宇智能系统主要包含了办公、楼宇和通信三个内容,这三个内容相互协调、作用和影响,其中的楼宇自动化系统是最为核心和关键的系统,办公和通信系统都需要在楼宇自动化系统的基础上才能够执行,它能够实现对整个楼宇的基础设施进行监视外,还能够极大的提高这些设备的管理质量和效率,因此楼宇自动化系统是极为复杂的系统,保护的内容极多,极为复杂,但是目前我国针对建筑的楼宇自动化系统通信和连接技术还没有形成一个统一的标准,所以不同的楼宇,其自动化系统设计区别较大,性能也有较大差异。
3当前物联网技术在楼宇智能化系统中的应用
3.1监控系统
监控系统是在当前楼宇智能化系统中应用的较广的一个方面,主要包含的内容有空调监控、照明监控、给排水监控、电梯监控、热源和冷冻交换监控等,在传统的智能建筑中,这些设备的监控往往局限在室内,即人员只能在室内实现主动监控,但是物联网技术的使用却很好的解决了这一问题,用户可以通过远程管理实时的对建筑中的相关联的设备进行主动控制,这能够极大的节约人员往返的时间,能够极大的提高了管理的效率,避免因为人员不到位出现的其他突发事件。例如楼宇管理人员通过手机上的软件报警发现某建筑存在漏水情况,那么通过及时的远程关闭阀门来防止事态更加严重。除了能够实现远程监控外,物联网的使用能够全面的将建筑内部的各个设备的参数及时的采集并长传给控制室和更高级的数据系统,这些数据能够给予国家相关部门的标准制定,决策制度和政策制定提供更加准确和科学的信息和数据,如我国的城市能耗监控、电网监控等。
3.2智能家居系统
智能家居系统也是近年来提出的一项重要理念,这主要是人们生活水平不断提高,人们对居住的要求更加提高,智能家居就是提高人们生活品质的主要内容,其系统主要有家居网络系统、家居照明控制系统、家居安防系统、家居多媒体影院、家居环境控制系统、家居背景音乐系统以及中央控制管理系统和家居布线系统。这些系统公用一个通信网络,各个子系统通过家居网络联系起来,然后在家居操作系统的控制下对各个硬件进行控制,也可以对各个系统中的设备进行监控。传统的智能家居通常采用的是有线布线方式,但是这种方式灵活性不高,成本也较高,随着无线技术的普及,这一弊端得到了很大的缓解,如当前较为流行的无线温度和湿度传感器、无线调光开关。无线燃气泄漏传感器等,物联网就是利用无线网络将家居中的终端设备链接起来,然后将家居网络和外部的无线终端应用系统联系起来,通过远程终端,用户就可以实现远距离对家居中的系统进行控制和监视。
3.3安防系统
对于楼宇管理来说,安防系统是极为关键的一个系统,其直接的影响着用户的生命财产安全,为此安防系统就显得极为重要,传统的智能建筑中的安防系统通常是将观察到的信号传递给保卫控制室,保卫部门根据画面信息进行相应的联动处理,这种模式仅能够应付建筑内部的防范,但是应用了物联网技术,用户就可以实现进行实时的对建筑内部空间进行全方位的主动监视,系统出现异常,系统会主动进行报警,如安防系统中的红外探测器节点检测到入侵信号,那么快速的对信号进行分析和判断,判断是否符合系统内部设定的非法入侵红外信号,同时系统再根据监控节点进行图像采集,并将图像信息和入侵信息及时的传递给用户,用户在远程一旦确定为入侵信息则直接向物业和当地的派出所报警。
4结语
总体来说,物联网是科学技术进步下诞生的产物,其能够极大的方便人们的生活和工作,其能够有效的和人们的生活和工作融为一体,提高人们生活和工作的质量,正因为物联网能够为人们带来巨大的便利,使得越来越多的人喜爱这种便利的生活,相信在未来的时间中,会有更多的人发现物联网的优势,在建筑行业也将广泛的运用物联网技术,使楼宇更加先进和智能。
参考文献:
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[4]张红,王娜,尚伟林等.基于物联网技术的建筑能源管理系统[J].现代建筑电气,2012,(7):10-14,18.
[关键词]物联网;关键技术;应用
[中图分类号]TP393.4 [文献标识码]A
[文章编号]1672-5158(2013)05-0063-02
引言
物联网作为一种新兴的网络技术,融合了人们熟悉的嵌入式系统和无线传感器网络等技术的综合应用并加以创新。目前,物联网已经是多数国家构建经济发展的新模式与增强国家竞争力的先导技术。发达的国家会通过国家战略指引和应用试点的建设等措施促进物联网的发展,来抢占战略上的主动权与发展的先机。在我国已经拥有一定的技术和产业优势。
一、物联网的关键技术
(一)射频识别
射频识别技术就是一种非接触的自动化识别技术,它的原理是运用射频的信号与空间耦合的传输特性,从而实现了对物体的自动识别。射频识别技术是物联网技术的基础和核心所在。射频识别系统一般都由电子标签和阅读器组成。其基本的工作原理是通过电子标签和阅读器之间的耦合元件来实现射频信号的耦合。在耦合的通道内,依据时序的关系,进行能量传递和数据交换。在实际的运用中,被识别的物体上将贴上电子标签,在可识读范围内,阅读器会自动以无接触的方式将物体上电子标签中的约定识别的信息读取出来,实现了识别物品的自动化和物品标志信息自动收集的功能。
(二)无线传感
现在,物联网的快速发展,人类开始关注传感器技术的应用。无线传感器网络就是将一系列空间分散的传感器单元组织起来,进行物理世界和数字世界的连接。WSN通过各个节点之间相互的感知,将各自采集到的数据进行传输汇总,根据采集到的信息对网络覆盖区域的监测信息进行处理。当前,在物联网应用关键技术中的研究的热点对传感器节点定位研究。
(三)认知计算与智能控制
认知计算的要点是建立在对脑科学研究的基础之上,通过人脑的意识来实现目的的控制,由此,目前人工智能技术研究的一个主流方向偏向于认知计算,其研究的成果也成为智能技术发展的科学理论基础。可预测,在物联网未来的发展中,想要有效的对目标物体进行控制,需要在环境中可以获得物体自身的行为习惯,才可以为物联网的发展提供更多的依据。
(四)纳米技术
一般来说,纳米技术研究的尺寸结构约在0.1~100nm之间。如今,伴着传感器技术的快速发展,耗能低、体积小和高质量的微型传感器慢慢得到人们的重视,呈现大部分人应用的趋势。在现在,在科学技术指导下生产的纳米传感器,有效利用传感器的优势完成艰难的任务。
二、物联网技术的应用
(一)智能家居
所谓智能家居指的是一个居住的环境,以住宅作为平台安装一个智能家居系统来展现一个真实的居住环境,智能家居系统的实施过程被称为智能家居的集成。根据住宅这样一个平台,综合利用有线与无线网络平台的通信技术,安全防范系统和灯光窗帘控制的一系列系统,对所有与家居生活相关的一些设施进行集成,以提升生活的便捷性、安全性,实现节能环保的居住环境。
(二)物联网冰箱
对于物联网冰箱,不但能够储存食物,通过和网络的链接,还能识别出冰箱中所有食物的相关信息,消费者还可以及时读取这些信息,使消费者针对性的处理冰箱里的食物。除此之外,常用的美食网站和食谱还能被其收集,还可以根据用户对食物的评分了解用户对食物的喜好。它还知道对用户身体有益的食物,提升用户的生活质量。
(三)智能交通
智能交通是交通系统未来发展的一个方向,它有效的对先进的信息技术进行集成并运用于整个地面交通管理系统,从而构建的一个在大范围内发挥作用的综合交通运输管理系统。有效地的利用现有交通设施来减轻交通的负荷,提高运输的效率和保证交通的安全,因而,智能交通系统受到世界各国的重视。
(四)智能门票
将物联网技术运用在门票中,无论观众是谁、在哪里或者同伴在何处都会被计算机系统识别出。在观众进入公园之后,附近的公交站和餐饮点的位置都能及时知道。组织者可以知道各个场馆的观众分布情况,可以向观众给出一些的参观建议;还可以有效的调动车辆,交通效率得以提高。
(五)智能医疗
智能医疗是以物联网技术作为基础,运用智能型的手持数据终端为一线的医护人员提供及时的随身数据。医护人员在进行查房时,根据这个智能终端和无线网络进行连接,能够得到患者住院的信息,病历和检查的结果等,医护人员的工作效率得到了很大的提高。
(六)智能物流
利用物联网的集成智能化技术对物流进行智能控制,让物流系统可以模仿人的行为,物流系统可以进行推理判断和自行解决物流中存在的某些问题。在物联网技术中,能够主动获取物流过程中的信息并主动分析信息,还能主动监控车辆和货物,实现从源头开始跟踪与管理商品,使信息流比实物流要快一步。同时,智能物流也作为现代物流业的发展趋势,对云计算、物联网等现代信息技术进行综合的利用,以信息化和智能化系统作为支撑点,实现物流与信息流高效配置的一种物流体系。
(七)智能农业
我国还处在发展的初级阶段,作为是一个农业大国,国家安定和人民生活水平的提高和农业能否健康陕速发展有直接的联系,也关系到十提出的全面建设小康社会的宏伟目标顺利的完成。把物联网技术充分运用到我们国家的农业当中,农产品的结构在一定程度上得到优化,尤其是在动植物数据的采集和分析等相关方面,以实现国家现代农业的迅速发展。
三、物联网技术的发展趋势
物联网具有非常广阔的前景,通过使用物联网,我们目前的生活方式将会有很大的改变。有效的应用物联网能够提高经济效益和节约生产的成本;很多相关行业的发展可以以物联网的技术作为理论指导,为世界经济的稳定发展提供新动力;物联网的应用还可以给我们的生活带来很多的便捷。在物联网的世界里,任何物体都被赋予了一定的智能,一些原本需要人类干预才能完成的事情,在物联网中可以自动完成。构建一个真正有效实用的物联网才是关键点所在,有两个因素时不可或缺的。第一就是规模性,链接入网络的物体需要达到一定的规模,有了一定的规模,才能真正发挥出智能的作用。第二就是流动性,物体常常是处于运动状态中,为了使物体处在运动的状态,就需要建立起配套的大容量移动互联通道。
四、结束语
随着技术的不断成熟和完善,物联网给人们的日常生活带来很多的便捷。然而物联网的发展还是处在一个初级的阶段,还没有形成一个庞大的网络体系,在实现的过程中还会出现不可预见的问题。但是物联网的前景是很乐观的,有着十分巨大的市场潜力。所以我们一定要把握住这次机会,相关标准的研究和制定要加快,在关键技术与核心技术上要有自主知识产权,加快物联网产业发展的步伐。这需要政府大力扶持物联网产业的发展,创新核心的技术,需要加快制定与物联网相应的法律规范,并不断去完善。同时也需要一大批的企业把眼光投向未来,把物联网技术和提升企业竞争优势的战略决策想联系起来。
参考文献
[1]徐浈基.物联网应用技术综述[J]科学论坛,2013.01:282
[2]李真,宋朝阳.物联网技术发展及应用研究[J].软件杂志,2012.55(08):125-127
关键词: 物联网 关键技术 专业建设
一、物联网产业发展现状及应用领域
物联网被称为继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮,物联网具有应用需求广泛和产业发展迅速等趋势,它具有庞大的产业集群效应。据权威机构预测,物联网在公共安全、环保、智能交通、智能电力、智能家居、智能医疗等诸多领域的市场规模均超过百亿甚至千亿,到2020年,物物互联业务将非常普遍,它与现有的人人互联业务之比将达到30∶1,物联网产业被称为下一个万亿级规模的产业[1]。
社会各行各业都涉及物联网技术的应用,国家“十二五”规划中明确的重点物联网应用领域:智慧城市、智能农业、智能家居、智能工业、智能交通、智能电网、智能医疗、商业与服务、公共安全与公益事业等。以上每一个智能应用领域,都会涉及传感、RFID、电子、通信、自动化控制及GPS或GPRS,这些技术整合将最终构成基本的智能传输及分析系统,多个单个智能系统的整合将构成智能物联网[2]。
二、物联网的人才需求及岗位分析
人才服务于产业,也制约着产业发展。物联网涉及众多行业应用领域,在未来几年,物联网产业发展的主要动力是行业应用。据国家相关部门统计预测,未来几年,在智能交通、智能物流(现代物流与智能仓储)、智能电网、智能医疗、智能工业、智能家居等方面的物联网应用型人才需求都将达到百万以上;在智能农业方面,甚至有近1000万的人才需求。物联网应用技术人才需求巨大,高等职业教育需加大人才培养力度以满足行业产业人才需求[3]。
高职物联网应用技术专业培养具有物联网工程布线、系统联调、传感器安装与调试、自动识别产品安装与调试和软件产品安装能力;能进行物联网工程项目的运行维护、管理监控、优化及故障排除;能进行物联网产品生产、物联网工程施工、物联网设备或产品维护维修、物联网项目辅助研发等一线工作的发展型、复合型、创新型技术技能人才。可从事物联网企业物联网产品的生产、物联网工程施工、物联网设备或产品维护维修、物联网项目辅助研发,以及计算机硬件、网络产品的销售和技术服务、中小企业网络管理等工作。
三、联网专业的技术体系
物联网应用技术专业具有覆盖面广、知识体系大等特点,它涉及信息技术众多前沿领域,如自动化控制、移动互联开发、网络通信、应用电子、多媒体等技术领域。物联网技术架构可以分成三层,即感知层、网络层、应用层。
1.感知层
主要功能是识别物体、采集信息,通过短距离通信网络进行数据传输,关键技术包括:传感器技术、二维码技术、RFID技术、GPS技术等。
2.网络层
主要负责把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送。基础通信,数据传输,关键技术包括:无线通信、有线通信等。
3.应用层
主要负责通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用技术,实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享和互通,从而支持物联网技术在工业、农业、环保、医疗等行业领域的应用[4]。关键技术包括:数据融合、云计算等。
四、课程体系建设
1.人才培养模式
物联网应用技术专业人才培养应符合应用性、先进性、实践性原则,紧密与区域内相关企业的合作,建立针对职业岗位群的人才培养模式。以能力本位构建三重能力的课程体系,针对岗位需求设置岗位课程,基于工作过程整合课程内容,针对高职课程的特点,积极探索教学改革,采用“项目引导、任务驱动”的教学模式,实施理实一体的项目导向式教学改革,提高人才培养的针对性和适应性。在具体课程实施过程中,推行项目化教学改革,建设课程项目库,项目选取采用虚实结合,注重项目载体的选择;项目采用工作流程进行任务分解,每个项目变的是教学内容,不变的是工作流程;学生以小组为单位进行项目及任务实施。教学过程体现学生中心地位,教师采用引导、辅助、鼓励与点评等方式进行教学。学生以竞赛、评优、考核等方式进行项目团队学习,可以培养学生的自信心和学习兴趣,提高学生团队协作、自我学习等能力。
2.课程开发
物联网是门交叉学科,涉及电子技术、通信技术、传感技术、网络技术、嵌入式技术等,知识系统非常庞大,在进行课程设置时需要综合考虑相关交叉学科的特点,应尽可能多地覆盖本专业的知识体系,根据工作过程和知识结构,形成“两个平台”(公共基础课程、专业基础课程)、“三个方向”(物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护)的课程体系。
3.实训室建设
物联网产业发展人才需求不仅在技术上,更多的是在应用领域。通过实践教学可以培养学生的应用能力和创新思维等。因此,在物联网应用技术专业建设时,完善实验、实训室建设尤为重要。在实验、实训室建设过程中,首先,突出虚拟仿真性,即在实验、实训过程中全方位模拟日后的工作流程、工作环境和职业岗位,提高学生的操作技能和职业能力[5];其次,关注功能模块的实际完整性,即针对具体应用配置齐全相关设备;最后,兼顾前瞻性和扩展性,即支持实训项目的拓展。
4.教学资源库建设
教学资源库建设是一种高技术、高投入的建设,资源库建设应立足专业特色,重视资源共享,强调技术应用,为培养合格人才提供坚实保障。所以研究适应职业教育发展,适合职业院校专业特色,且有利于职业院校之间资源共享的标准化、科学化、开放化的职业教学资源库建设。通过此平台,教师、学生可以根据自己的个性需求,通过Web方式浏览、查询、下载、使用和上传资源,并自主组织学习效果的测试与评价,实现师师、师生和生生之间的交流互动。
五、师资队伍建设
高职物联网应用技术专业起步晚、基础薄,专业建设宜坚持“校企合作、课程先行、科研引领、成果孵化”的基本原则。其中,师资队伍建设是关键,需要学校、教师、企业三方共同投入,将校企“师资互嵌”落到实处,不能简单地搞“企业工程师请进来,学校教师派出去”的模式,要从制度、科研应用、教育教学多方同步推进,最后才能实现学较、教师、学生、企业多方共赢[6]。
总之,高职院校开设物联网应用技术专业,是机遇也是挑战。学校将根据区域特色,紧密结合省和扬州市“十二五”发展规划实施要求,整合学校及行业内的优势资源,全力推行物联网应用技术专业建设。只要不断更新观念,进行课程体系和教学模式改革与创新,加强教师队伍建设,提高专业办学水平,就一定能培养出更多高端技能型物联网应用技术专门人才,为促进物联网产业的快速发展作出贡献。
参考文献:
[1]张琴.焦万亿超级产业的未来[EB/OL].,2012-12-06.
[3]刘青.基于岗位的物联网应用技术专业人才培养与专业建设研究.菏泽学院学报,2013,10.
[4]赵雨境.以“三线并重”为核心的物联网应用技术专业课程体系研究.学园|ACADEMY.2013(1).
关键词:无线传感器网络;物联网;传感器节点
中图分类号:TP391.44文献标识码:A文章编号:1006-8937(2012)08-0025-02
2009年在无锡成立“感知中国”中心,并且,目前针对物联网的《国家物联网“十二五”发展规划》也正在制定过程中,进一步确定了物联网技术在新兴科技领域中的重要位置。而无线传感器网络作为物联网中的核心产业,也需要更多的关注与研究,以促进物联网的发展,使得物联网成为新的全球经济增长点。
1无线传感器网络和物联网的简介
1.1无线传感器网络
无线传感器网络(WSN, wireless sensor networks)是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,是采用无线通信的方式形成的一个多跳自组织网络系统,能够通过集成化的微型传感器,协同地实时监测、感知、采集和处理网络覆盖区域中各种感知对象的信息,并对信息资料进行处理,再通过无线通信方式发送,并以自组多跳网络方式传送给信息用户,以此实现数据收集、目标跟踪以及报警监控等各种功能。
目前,传感器信息获取技术逐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,其智能化的发展将会带来一场信息革命。无线传感器网络技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术,该技术具备的感知能力、计算能力、通信能力,给更多WSN的应用空间和应用价值提供了可能性,是物联网当前研究开发的热点之一。
1.2物联网
物联网(IOT, internet of things)顾名思义就是物物相连。目前较为认可的物联网定义为:物联网是通过射频识别(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。
另外,物联网可以理解为通过“泛在网络”实现“泛在服务”,基于个人和社会的各种需求,通过融合前沿智能技术,实现人与人、人与物、物与物之间所需要的信息采集、传递、存储、加工处理、决策使用等综合服务,是一种更加广泛深远的未来网络应用形态。
物联网最为明显的特征是物物相连,信息可以自动化处理,无需人为操作,所以效率极高,降低了人为因素引发的不稳定性。因此,物联网在各个行业中的应用潜力非常巨大,应用领域也非常广泛,发挥了极大的价值作用,而且物联网将与互联网有效地整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。
2无线传感器网络在物联网领域中的应用
物联网是由感知层、网络层和应用层构成的层次体系。感知层主要涉及到RFID、传感器、二维码等机器设备,然后通过电信网和互联网的融合网络层,及时准确地传递物体基本信息,在应用平台上,利用各种先进智能技术对信息资料进行分析处理,以便对物体进行智能控制。如图1所示,传感器在基础感知层,负责对物体信息的采集和抓取,这一功能对于物联网技术的发展和应用,起着至关重要的支撑作用。
2.1无线传感器网络在军事领域中的应用
无线传感器网络的可快速随机部署、可自组织、隐蔽性强、高容错性等特点,使得传感器节点在恶劣的战场环境中发挥极大的作用。
在军事领域应用方面,结合无线传感器技术思想,将大量廉价传感器节点,通过飞机或火炮等发射装置,按照一定的密度投放到待监测区域内,对节点周边环境的各种参数,如温度、湿度、声音、磁场等信息进行采集,然后由传感器自组织网络,通过网关、互联网、卫星等通讯方式,传回信息中心,实时监控敌军兵力与装备,实时监视冲突区,进行目标定位,战场评估,并实现各种攻击的监测和搜索等功能,有效地提高军队的作战决策能力。
2.2无线传感器网络在工业领域中的应用
无线传感器网络在工业领域中的应用比较广泛,比如工业安全、先进制造、交通控制管理、安防系统、仓储物流管理等领域,其中工业安全领域的应用研究已日趋壮大。在计算机技术、无线通信技术、微电子技术和网络技术发展的推动下,工业通信技术正朝着智能化和网络化的方向不断发展。目前,随着测控系统规模的不断扩大,煤矿、石化、核电等行业对工作人员安全及易燃、易爆、有毒物质的监测成本非常昂贵。其中,煤炭行业对先进的井下安全生产保障系统的需求日渐巨大。因此,降低投资和使用成本成为工业通信技术发展新阶段的迫切要求。而无线传感器网络的成本低廉、方便简捷、泛在感知等特点可以满足工业通信领域的多个要求。对传感器节点经防爆处理和技术优化后,用于危险的工作环境,实时全面地监控员工安全及工业全流程,及时获取险恶工作环境下工作现场的员工基本情况、工作环境状况以及其它无法在线监测的重要工业过程参数,并在此基础上,优化控制工业流程,提高产品质量,降低工业生产过程中的各种安全事故,达到国家指定的安全生产目标。目前,作者所在的山东省科学院省计算中心部门无线传感器网络团队开展了煤矿井下定位系统的研究,取得了重要的研究成果。
2.3无线传感器网络在农业领域中的应用
农业作为中国发展经济的一大基础,促进其优质高产将产生重大的意义。无线传感器网络的通信简便、部署简捷、可密集分布等优势,可以充分地发挥在农业生产领域中,用以监测土壤环境状况、农作物灌溉及生长情况、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表特征检测。再结合目前成熟的互联网技术、GPS技术,可以构建能动态实时管理的系统平台。例如英特尔公司在俄勒冈建立的世界上第一个无线葡萄园,通过无线传感器监测葡萄生长环境中得各种因素,并分析葡萄质量与各种影响因素之间的关系,是典型的精准农业、智能耕种的实例。在国内,在“九五”计划中,“工厂高效农业工程”把智能传感器和传感器网络化的研制列为国家重点项目,可以看出无线传感器网络在农业领域中的重要作用和意义。
2.4无线传感器网络在医疗护理领域中的应用
目前,随着国家人口老龄化日趋明显,在医疗护理方面的问题也愈加增多起来,对于病患者的病情实时关注成为亟待解决的问题。无线传感器网络在此方面发挥了重要作用,在患者身上可以安放各种传感器,用以检测采集各种生理信息,比如体温、呼吸、血压等生理数据,一方面可以随时关注患者的病情发展情况,另一方面,可以将收集的生理数据作为研制新药品的参考资料。另外,也可以在患者居住的环境里安放多个传感器节点,有效监测病人的活动状况,进行远程的人体行为监测。现在,美国已经开展了一个无线传感器网络系统项目,可以实现家庭护理,方便老年人独居时给予及时的帮助。
2.5无线传感器网络在智能家居领域中的应用
目前,智能家居是物联网发展的一个重要方向。从一定意义上讲智能家居就是高科技的家庭自动化系统,融合了计算机网络系统、自动化控制系统、综合布线技术及网络通讯技术,自动化控制、远程控制家庭中的各种产品设备,实现拟人化的要求,提升家居安全性、便捷性、舒适性,并实现环保节能。而自动化、远程控制所需的各种信息,均是由无线传感器节点进行传达的,比如环境检测信息、安放系统的有效实施,都需要无线传感器节点提供家庭煤气含量、温度、湿度等环境信息。所以,在智能家居系统中,每一个家居设备或终端,都会设置对应的传感器节点,通过无线传感器网络节点间的自组织互连,实现家庭设备互连与信息控制,从而实现家居生活的智能化。
3传感器技术在物联网中的必要性
据分析机构预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前广泛应用于物流、零售和制药领域,2010~2015年物体互联,2015~2020年物体进入半智能化,2020年之后物件全智能化。经初步估计,中国物联网产业链的发展和应用将有可能创造1000亿元左右的产值。而且,已有部分省市的关于十二五期间物联网发展规划,已加快形成物联网产业基本框架等一系列的“智慧”行动,表明了大力发展物联网的决心。而传感器作为物联网关键物件之一,在物联网的发展与应用过程中,传感器网络技术的提高与发展势必会产生巨大的推动作用。
物联网包含感知层、网络层和应用层三个层面,叶云认为,目前中国最缺乏的是感知层的产品和技术,是信息的抓取和聚合。在感知层中,由于传感器技术的技术成熟度和成本问题,阻碍了无线传感器网络及物联网的大规模发展及应用。余建美指出,四个方面的因素将最终将决定物联网的普及程度,一是无线传感器的进一步低功耗化,二是发展无线供电或采电技术,三是能源的超微型化,四就是无线传感器自身的微型化。除此之外,传感器的集成制造技术、信号检测的智能化发展,也是无线传感器需要考虑改善的重要方面。
因此,目前的传感器技术的主要研究工作就要注重以上四个方面的因素,突破这些研究热点,物联网的发展水平势必会突飞猛进,应用也将会广泛普及,市场规模进一步扩大,物联网就可以真正实现物物相联,成为会“说话”、会“思考”、会“行动”的物物信息交流网络。
4结语
物联网时代的到来带来了千载难逢的机遇,而无线传感器技术作为物联网或不可缺的应用技术,它的突破性研究,必将促进物联网的发展,推动各行业的广泛应用,促进世界信息化的发展与建设。
参考文献:
[1] N.Gross.21 ideas for the 21st century[J].Business Week,
1999,(8).