发布时间:2023-10-08 17:36:32
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篇物联网应用技术的认识,期待它们能激发您的灵感。
关键词:物联网;三位一体;人才培养
中图分类号:C961 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2013)09-0167-02
一、引言
物联网被称为继计算机、互联网之后的世界信息产业的第三次浪潮,已经成为万众瞩目的焦点。所谓的物联网,是在全球统一标识系统和计算机互联网的基础上,利用RFID技术和物品电子编码技术,给每一个实体对象一个唯一的代码,构造的一个覆盖世界上万事万物的实物互联网。“物联网”已被写进政府工作报告,得到我国政府部门的高度重视。本文正是在国家和政府政策倾斜物联网技术的广泛应用及高质量物流人才培养的背景下提出的。提出在示范性区域,利用物联网技术实施物流人才“三位一体”的创新型培养模式的研究。
二、基于物联网应用技术的物流人才培养的国内外现状
高校双语教学作为一个独具特色的课程领域,必然要求关注和加强高校双语教学的环境建设。高校双语教学应注重微观的学校内部环境建设,同时也需要,需要社会各方面的共同努力,创造良好的宏观环境。
(一)国外研究现状
2009年6月,欧盟执委会发表了“Intemet of things-an ac-tion plan for Europe”,在世界范围内首次系统地提出了物联网发展和管理设想,并提出了12项行动保障物联网的加速发展。在交通领域,通过智能交通系统行动计划积极促进部署和发展物联网。如在医药物流中使用物联网,促使各成员国在药品中使用专用序列码,确保了药品在到达病人前均可得到认证,减少了制假、赔偿、欺诈和分发中的错误,也可方便地追踪到用户端的产品,大大提高了欧洲在对抗不安全药品和打击制假方面措施的能力。欧洲已形成的以冷链物流为核心的冷藏食品专营超市和专营物联网产品的智能超市,英、法、德等国也分别在机场货品分检、集装箱海关通关等环节开展RFID应用的实验。
(二)国内研究现状
我国对于将物联网技术应用到物流人才培养的研究尚处于起步阶段。只有高宇在《物联网创新实训室建设思考》中提到研发供教师教学适用的物联网教学管理平台,以及学生实训适用的停车管理平台等;陆晓东在《基于物联网的五年制高职IT类专业结构调整与课程设置优化策略》中提出,将物联网技术结合计算机专业的课程改造,嵌入物联网技术课程,优化课程建设;杨海英在《物联网技术在高校实验室管理中的研究》中提出:利用物联网技术实现对高校实验室的有效管理。从国内学者的研究中不难看出,目前,高校对于物联网技术的应用多数在于对于实验室的建设、相近专业计算机技术专业的改造,以及纯粹的物联网工程专业的建设,还鲜有将物联网技术引入物流人才培养模式中的研究。
三、基于物联网应用技术的物流人才培养模式研究的思路
(一)提出物流人才培养战略
1 明确物流人才的学历教育体系及教育目标。物流操作型人才由主要由高职、中职院校培养,培养的重点是专业知识和操作能力。本科教育主要培养中高级管理人才,要求具有扎实的理论基础、比较宽的知识面和理论应用能力。研究生教育旨在培养刚层次的管理人才、科研人员及高校教师,要求具有扎实的理论基础、系统的专业知识和渊博的知识结构。
2 积极推动高校联合、组织专家研讨会、政府间互派人才学习、委托高校定向培养,加快物流人才体系的建设。由政府部门牵头,组织有关科研教育单位的专业力量,研究制订物流科学的具体计划,分别对企业物流、社会物流的技术、经济、管理等问题展开系统的研究工作,研究和规划我国的物流发展战略,增强政府、高校、企业之间的合作,形成产学研合作的良性循环。
3 推动职业培训教育,强化物流人才再教育。职业培训机构是职业培训的主力军,因此在先导区内重点扶持几个专业的物流职业培训机构,以培训物流人才为主,形成以点带面的局面,为先导区物流业的发展提供高质量的人才库。
(二)引入“物联网”理念,构建创新型物流人才培养模式
建立物流人才培养的新模式,培养适应时代要求的新型物流人才。根据我国物流人才培养的制约瓶颈,我们提出要建立政府、教育基地和企业“三位一体”的物流人才培养模式。如下图所示。
1 在经济战略实施初期,企业实现物流可能导致成本提高,因此对物流人才的需求增长势头并不强劲。政府要通过加强社会宣传,引导国际合作,加快物流人才市场规范及网络体系建设,地方政府可引导社会力量建立物流人才培养协调委员会,协调教育基地及企业之间的关系。
2 教育基地是“三位一体”培养模式的主体力量。教育基地包括高校、高职院校和培训机构三种部门,根据物流人才类型和市场需求,三部门各自发挥优势,有针对性地进行培养。高校应率先开展有关物流人才培养的专业研究,进行物流人才培养模式创新并为其他教育部门提供有价值的参考。
3 企业是物流人才的主要需求者和实践基地,是决定物流人才培养规模和程度的关键。当企业认识到建立型的物流运作体系从长期来看有利于降低企业成本时,就会自觉在企业内营造物流发展的氛围,引导企业员工自觉参与到开展物流的工作中来,在客观上直接起到推动物流人才培养的作用。
(三)引人物联网系统解决方案
通过在物流管理教学实训场所采用设备GSM模块、设备无线模块、地区GSM模块、中央GSM模块、智能化管理系统等“物联网”技术实现对教学及实训过程的智能化和科学化管理,将高职院校的实训设备、学生、教师团队、学校管理层协调为一个有机的整体,可以避免出现高等院校普遍存在的教学体系与执行教学体系不相匹配、校内外实训场地利用不充分、教师教学质量不稳定、教学质量测评方法落后等问题。建立基础数据管理、实训基地管理、实验室管理、日常教学管理、监督管理、与第三方接口六个模块。其中,基础数据管理包括:组织结构、职位、用户、功能模块、课程库、师资及文档库;实训基地管理包括:场地、设备、制度、实训申请、实训安排、成绩查询、企业需求查询、设备异常处理和GSM管理;实验室管理包括:时间及设备、实验安排、成绩查询、设备年检安排;日常教学管理包括:学生日常管理、设备检修监督、教学管理监督、缺课监督、实验质量监督和实训质量监督及教辅人员监督;第三方接口包括:上级主管部门、企业需求、数据导出和导入。
参考文献:
[1]饶增仁,郭明超,RFID及识别技术在开放实验室中的应用[J],兰州大学学报:自然科学版,2009,(F06)
[2]颜辉,CDIO教学实验系统中RFID的应用与实现[J],吉林工商学院学报,2011,(5)
关键词:CDIO;物联网应用技术;人才培养模式
DOIDOI:10.11907/rjdk.151127
中图分类号:G434
文献标识码:A 文章编号:16727800(2015)006021702
基金项目基金项目:东莞职业技术学院2014年教学改革立项项目(JGXM2014031)
作者简介作者简介:柯钢(1983-),男,湖北黄石人,硕士,东莞职业技术学院计算机工程系讲师,研究方向为计算机教育、网络安全技术;曹文梁(1980-),男,江西泰和人,硕士,东莞职业技术学院计算机工程系副教授,研究方向为算法分析与设计、网络安全技术。
0 引言
物联网是通过条码与二维码、RFID、GPS、传感网络等自动标识与信息传感设备及系统,按照约定的通信协议,通过互联网将各种物品连接起来,进行信息交换与通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。它是继个人计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,也称为继互联网之后信息产业的第二个万亿元级的产业。世界上有多个国家将物联网作为国家战略,我国政府将物联网列为新兴产业规划五大重大领域之一来积极推动发展[12]。
随着物联网产业的快速发展,物联网人才呈现爆发式增长。据东莞市人才交流中心及智通、卓博等人力资源服务公司的调查报告显示,随着物联网市场的急剧扩张,预计2015年东莞市物联网技术人才需求的缺口达2 000人,而且未来5~10年,每年会递增30%。
目前,我国高等职业教育人才培养与产业需求脱节的矛盾普遍存在。这种矛盾突出表现在:一方面社会急需大量来则能用的熟练技术人才,另一方面却有大量毕业生因不符合企业用人要求而不能顺利就业。如何系统有效地解决该矛盾成为摆在职业教育工作者面前的难题。
本文提出将CDIO工程教育理念应用于物联网应用技术专业人才培养实践中,探索从根本上解决高职物联网应用技术专业人才供求脱节等诸多矛盾的有效途径,切实提高物联网应用技术专业人才培养质量,为专业的可持续发展打下坚实基础。
1 CDIO教育理念
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、操作(Operate)4个英文单调的缩写,它把这4个过程作为载体来培养学生的工程能力,包括专业基础知识、终身学习能力、团队交流能力和工程系统能力等[34]。CDIO工程教育是一种提倡“做中学”和“基于项目的学习”的教学模式,与当前我国高职院校所倡导的“工学结合”和“项目式教学”的教育理念完全一致。因此,将 CDIO 引入高职教育是可行的,也具有重要意义。
2 物联网应用技术人才培养模式
2.1 CDIO人才培养目标
物联网应用技术人才的培养必须适应经济发展要求,为此,对东莞本土物联网企业进行了调研。调研结果显示,物联网企业对高职层次人才的主要需求为:物联网技术支持助理工程师、物联网系统管理员、物联网工程项目助理工程师、物联网应用开发助理工程师等,如图1所示。
借鉴CDIO大纲对工程师的培养目标,依据物联网应用技术岗位的职业要求来明确人才培养目标。物联网应用技术专业的人才培养目标为:本专业培养德、智、体、美全面发展,初步掌握物联网应用技术行业相应岗位必备的理论知识和专业知识,能适应物联网产业应用领域的生产、建设、服务、管理第一线需要,具有较强的物联网组建与管理、物联网设备安装与调试、物联网应用系统的软件设计能力,具有良好的职业道德和创业精神,能从事企事业单位物联网规划设计、建设、管理、维护、技术支持等工作的高素质高技能型人才。
2.2 CDIO课程体系
物联网应用技术专业参照CDIO工程教育的理念,对该专业的课程体系设置进行了探索[5],如图2所示。
基于CDIO的课程体系设置以项目为导向,着重培养学生的实践能力。整个课程体系以项目为骨架,分别设置了1级、2级两个级别的项目。1级项目为主线,包括物联网应用和毕业设计2个项目;2级项目为支撑,包括嵌入式开发课程设计、网络安全技术实训、物联网综合应用实训、移动互联应用开发实训4个项目。1级项目贯穿整个课程的学习过程,是整个课程体系的主线,着重培养学生的综合能力;2级项目将各门核心课程串联起来,引导学生掌握核心课程的知识点,着重培养学生的职业技能。这种鱼骨头式的课程体系设置,以项目为骨架,实现了课程和项目的有机关联,有利于学生职业技能和综合能力的培养。
2.3 校企合作
校企合作是实施基于CDIO理念人才培养的关键要素,如图3所示。学校通过各种途径与物联网企业进行校企合作。学校聘请企业的工程技术人员担任兼职教师,把企业项目实施过程中的一些案例搬到课堂上,让学生了解项目实施的完整过程,增加学生的职业技能;学校安排学生去企业顶岗实习,鼓励学生运用所学知识去解决实际工作中的一些技术难题,提高职业能力,为今后的就业打下基础[6]。
2.4 师资培养
将CDIO工程理念引入物联网专业人才培养模式中,实质是对物联网专业课程体系实行“工学结合”和“项目式教学”的教学模式,因此教师自身的实践能力得到相应提高才能确保基于CDIO的人才培养模式顺利实施。而目前高职院校的物联网专业教师大多缺少企业工作经历,理论知识强,实践能力弱。为了强化教师的实践能力,通过本地的物联网行业协会,与本地的物联网企业建立校企合作平台。校企合作平台促进了企业工程师与学校教师的交流,企业工程师作为兼职教师参与教学,学校教师利用自己的知识帮助企业攻克技术难题,实现学校智力资源与企业工程项目实践项目交融,促进了企业的发展,提升了学校教师的实践能力。在校企实习实训平台下,学校根据教师的个人情况,每年安排教师去企业进行至少1个月的顶岗锻炼,熟悉企业工作环境,掌握技术开发技能。这样不仅给教师提供了理论联系实际,解决企业实际技术难题及将来可能的科研项目合作机会,也让教师接触了社会,了解了企业对人才的需求,提升了教师的实践能力。
3 结语
本文从人才培养目标、课程体系设置、校企合作、师资培养等4个方面探讨了基于CDIO理念的物联网专业人才培养模式。基于CDIO的物联网人才培养模式以项目为导向,改变了以往以知识传授为主的教学模式,着重培养学生实践能力,对促进当前高职教育改革具有重大意义。
参考文献:
[1] 胡颖.高职物联网技术专业建设探讨[J].辽宁高职学报,2011(12):2426.
[2] 曾宝国.高职物联网工程应用专业课程及实验室建设架构浅探[J].职业教育研究,2011(6):127128.
[3] 顾佩华,沈民奋,李升平,等.从CDIO到EIPCDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究, 2008(1): 12 20.
[4] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J] .中国大学教学,2008(5): 1619.
[关键词]物联网技术;实训教学;职业能力;专业建设
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高职物联网应用技术专业建设自从2011年开始在全国迅速展开,经过近几年的快速建设初步形成了一定的规模,积累了一定的经验,但是由于物联网技术是一项综合性技术,涉及计算机、通信、电子和软件等多方面技术之大成,要真正建设好高职物联网专业还有较大差距,特别是高职物联网应用技术专业的实训教学建设还有待进一步加强研究与深化。
高职教育是培养面向社会各行各业生产第一线的高素质技术技能型专业人才的高等职业教育,它的根本任务是培育学生良好的职业能力与可持续发展能力。职业化能力的培育是高职学生的重中之重,也是区别于应用型、研究型人才的显著标志,职业能力的培养要靠高职院校实训教学来保障和实现,只有建设规划好物联网技术实训教学体系才能完成高职物联网专业学生的职业能力与可持续发展能力的修成。随着国家“互联网+”、“工业4.0”等理念的提出与深化,物联网技术的应用十分广泛,如智慧农业、环境监测、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根据国家“十二五”战略规划结合地区经济发展特点,以智慧农业和环境监测作为高职物联网技术实训切入点,基于“认知―技术技能―系统体验” 路径来研究并实现物联网应用技术实训教学,培养主要面向农业与环境行业的具有物联网设备安装调试、工程规划与实施、系统服务与技术支持为主的高素质技术技能型物联网技术人才。
1专业课程与实训教学
1.1专业培养目标
高职院校是为国家培养技术技能型人才的高等学校。其培养的人才除了要有一定的理论基础知识,重点是要培养学生具有较强的专业实践操作能力和岗位就业适应能力,这就要求高职院校通过工学结合办学模式,强化以职业能力为目标的实训教学,最终实现物联网应用技术人才培养目标的要求。
物联网应用技术专业的培养目标是为培养德、智、体、美等全面发展,面向物联网产业,服务区域与地方经济发展,具有较好的物联网专业基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,可持续发展与创新能力,掌握物联网应用技术,从事物联网工程项目的规划与施工管理、物联网设备安装与调试、物联网维护与管理、物联网设备营销与技术支持,成为具备良好文化素养、职业道德和综合职业能力的高素质技术技能型人才。
1.2专业课程体系
从职业岗位能力需要出发来分析物联网应用技术专业的课程体系。以“岗位―能力―课程”的思路来构建课程体系和课程内容,在满足一定理论知识需要的前提下强化实训课程内容建设,努力做到“教学做一体化”教学过程中理论与实践的相互促进和融合,最终使实践教学来内化学生的理论知识,为拓宽高职学生的成长空间打下基础。为此,设置了一定数量的通识教学课程和专业基础课程,如高等数学、英语、高级语言程序设计、物联网技术概论等。专业课程的设置更加体现职业岗位的特点要求,以智能农业、环境监测为系统实训平台出发,围绕这两大领域的物联网技术应用展开,开设了一些有特色的专业课与实训课。如RFID技术与应用、无线传感器组网技术、农业食品溯源应用系统实训、城市环境远程监测系统实训等课程。课程设置如下表所示。
物联网应用技术专业课程表
公共素养课程
思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、军事理论教育、职业发展与就业指导、大学英语、大学语文、高等数学(理)、大学生心理健康教育、体育
专业支撑课程
计算机组装与系统维护、计算机技术基础、电工电子技术基础、高级语言程序设计、计算机网络技术、物联网技术概论、数据库应用基础、网络设备配置技术
专业核心课程
无线传感器网络技术、RFID技术与应用、传感器原理与应用、物联网系统应用实训、物联网工程设计与实施
专业拓展课程
综合布线技术、移动应用开发、嵌入式系统与应用
1.3实训教学体系
高职教学的根本就是培养学生具备良好的职业岗位就业能力,它的特点是突出职业能力所要求的实训实践教学,完备的实训教学体系主要由三部分组成,包括专业实训教学环节、校内实训室建设、校外实训基地建设。在设计物联网应用技术实训教学时,以知识与技能渐进式提高出发,按照“认知―技术技能―系统体验” 路径展开,“认知”主要是强调基础性和启蒙性实训,“技术技能”主要侧重专业核心课程的配套实训,“系统体验”主要是对前面实训成果的系统综合和应用,更加贴近物联网技术的实际应用。物联网应用技术实训教学可以分为三个主要阶段:技术基础与专业认知实训、专业技能实训和物联网系统应用实训。校内校外实训的有效结合来强化物联网专业学生的技术技能和岗位适应能力。校外实训基地主要解决学生的岗位适用能力,校内实训室主要完成学生的专业技能的实操和理论知识的内化。
2基础性实训
俗话说得好,基础不牢地动山摇。这说明基础知识的学习与掌握是何等的重要。高职实训也是同一个道理,也要从基础性实训抓起。物联网应用技术基础性实训可以分成两个层面:专业基础实训和专业认知实训。
2.1专业基础实训
专业基础实训一般是指电子信息大类学生应具备的一些面向职业岗位的通用型技能实训。如计算机基础应用、高级语言程序设计、计算机组装与维护等实训,采用“教学做一体化”教学模式下,通过这几门课的实训让学生对计算机硬件和编程知识有一定深入的了解与掌握,为后面的进一步学习打下良好基础。计算机基础应用和计算机组装与维护这两项实训主要让学生了解和认识计算机系统结构和基本工作原理,熟悉应用办公软件如Office,掌握对各型计算机的硬件拆装和维修,训练高职学生使用计算机的基本技能。高级语言程序设计主要让学生对计算机编程语言有一个基础性的学习掌握,为下一步技术技能的实训打下基础,如C语言学习。
2.2专业认知实训
专业认知实训是开启对物联网技术应用大门的起初环节,目的是让物联网应用技术专业学生对物联网技术的相关知识、相关设备、相关领域和相关应用有一个认识,拓宽学生的眼界,增强学生对专业学习的兴趣,为专业技能实训起到承上启下的作用。由于物联网技术涉及学科门类较多,职业面向行业应用面广,因此不可能面面俱到,只能依据专业培养定位来开设认知实训。针对面向农业与环境应用的特点,专业认知实训突出了电子技术基础和计算机网络技术的学习,通过系统仿真和实际电路的调试,让学生对基本的模拟、数字电路、计算机网络应用有个较好认知;通过物联网技术概论课程相关的实训让学生了解物联网涉及的多类技术要素,了解物联网三层体系结构及相关的感知、传输和信息处理与控制技术,在认知实训中强调以感观了解为重点,知识普及为重心,宜采用多种教学形式开展,如网上查阅、实地参观、现场交流与访谈等。
3职业技能实训
职业技能是高职学生面向社会就业之根本,也是体现现代高职教育之重心所在。高职教育的质量与特色大多体现在学生技能素质的培养上。从物联网技术层面来分析,物联网技术应用主要包括三个层面:感知技术、网络传输技术和信息智能处理与控制技术,因此,我们结合面向农业与环境领域的应用从三层结构来组织物联网专业技能实训。
3.1感知技能实训
感知技术主要是解决信息的获取,为最终的行业应用提供信息与数据。它包括多方面的信息获取技术,如各型传感器、RFID系统、定位系统、条码等十分广泛。以农业与环境行业的应用为例,主要采用的也是前面所说的四大类设备,为此要建立感知技术应用实训室,结合专业核心课程进行传感器、RFID等方面应用技能实训,让学生了解各类型传感器和RFID系统应用技能。传感器方面:如温湿度传感器、pH值传感器、CO传感器的实物及其如何使用,通过实际操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID设备方面:如各型电子标签、天线、阅读器等。通过RFID原理实训台,让学生掌握各型电子标签的使用情况和基本工作原理,理解各频段RFID系统的适用范围,以电子标签信息识别读写实训让学生对各类技术标准有一提高认识与消化。另外,也要适当增加控制方面的实训,如智能农业方面的调节光照和控制水源和通风等。
3.2信息传输技能实训
网络传输是信息高速公路,负责把由前端感知设备获得的信息实时准确上传到云端。这部分主要分为两个方面:一是近距离无线网络传输,二是远程高速网络传输。近距离无线网络传输一般采用Zigbee、WiFi和蓝牙技术,主要用来解决如各类传感器的信息汇集和集中转发上传到远程网络上。重点是实训无线传感网(Zigbee网络)的组网与使用,让学生了解与掌握无线传感网的基本组成、相关设备与工作原理,通过如节点之间点对点的通信、无线SOC端口控制与传输来强化对无线传感网的使用。另外,结合计算机网络技术实训来强化学生对局域网、宽带广域网的应用以及网络设备配置与管理。
3.3信息处理技能实训
在物联网三层体系结构中,最后一层是信息管理与应用(简称应用层)。应用层主要是完成经网络传输层上传到云端数据的接收、过滤与存储,然后结合行业应用进行控制与管理。主要涉及专业课程有数据库应用基础、高级语言程序设计、移动应用开发等一些相关软件应用方面。基于物联网技术的应用系统离不开数据库管理和前后台应用软件的开发,针对高职学生的特点,适当强化数据库(如MSSQL)应用知识的掌握和实际应用,对数据库的基本操作与使用管理有一定程度的了解。随着移动互联技术的迅速发展,移动终端在物联网系统应用中已十分普及,目前移动开发平台主要基于IOS和Android两大系统,基于Android移动应用开发已占据主流,为此结合移动应用开发课程建设移动应用开发实训室,在学习了Java语言后,通过“教学做”来培养学生开发小型App的能力。
4系统性实训
物联网技术的显著特点是集多专业之大成,涉及专业知识面广,容易给学生产生知识混杂和难学的印象,那么如何补救这一情况是专业教学研究的一大课题,为此,基于“认知―技术技能―系统体验” 路径的理念,特别强化与设置了物联网系统综合实训环节。
4.1智能农业应用实训
物联网技术在智能农业中的应用如火如荼,“民以食为天,食以安为先”,食品安全至关重要,农产品的质量管理特别是食品溯源系统已日益成熟。将农产品种(养)植、运输、加工和流通的信息相关联,形成完整的信息追溯链来确保农产品的安全性。整个系统涉及溯源标识技术、监装技术、物流监控技术和数据采集与查询技术。溯源系统以RFID、条码技术的应用为基础,是一典型的物联网综合应用系统。这一实训系统基本涵盖了物联网应用技术专业所学的大部分专业知识,通过溯源系统的实训体验把原本分散的技术串联起来,强化了学生对物联网专业知识的理解和兴趣,特别是强化了学生对RFID技术应用的认识。实训的主要内容有网络环境的搭建、服务器安装与调试、电子标签制作与识读、数据库管理与应用、PDA安装与调试和APP应用开发等。
4.2环境监测实训
基于无线传感网的环境监测实训是以传感器与无线传感网组建与应用开发为重点的专业实训,通过此实训让学生达到对无线传感网的系统设计,设备选型,传感网组网及Zigbee协议的应用开发有一定程度深化,实训重点要让学生树立起系统性的理念。下图是物联网环境监测实训室功能总体框图。
环境监测实训系统
实训系统包含三种数传模式(WiFi、Zigbee、有线)环境监测传感器,形成一套覆盖三个层次的物联网教学平台。同时,其他内置WiFi模块的各种手持设备(笔记本电脑、手机等)也能无线接入该实验平台,成为物联网实验设备的一部分;师生教学、科研实践开发的其他感知模块,通过与标准的WiFi设备服务器连接,也能轻易接入该实验平台,完成测试、验证。这些设备的灵活配置为学生提供了从数据采集、网络传输到信息处理较完整的物联网系统应用模型。包含的实训:网络组网与无线信号测试、Zigbee协议栈应用、Zigbee网络拓扑、开发环境的搭建;IEEE 802.11协议介绍、接口程序代码开发、串口WiFi设备服务器设计、传感器数据采集与查询显示等,重点是把从信息采集、传输和信息处理联动起来,让学生充分体会到一个真实的无线传感网系统的体验,更加贴近了以后的工作岗位,增强学生就业信心。
5结论
物联网应用技术实训教学是培养高职学生技术技能型人才的核心所在。实训教学必须以良好理念为先导,紧密结合人才培养目标,构建起符合学生就业岗位需要的实训教学体系。本文以农业与环境应用为背景,从分析人才培养目出发,基于“认知―技术技能―系统体验” 路径来研究并实现物联网应用技术实训教学,以知识与技能渐进式提高构建实训教学环境,通过近两年的探索与实践,取得了较好的效果。
参考文献:
[1]王风茂.高职院校物联网应用技术专业实训体系的构建与实施[J].青岛职业技术学院学报,2012,25(6):49-52.
[2]邹洪芬.高职院校“专业对接园区,科研反哺教学”的物联网专业建设探索[J].职业技术教育,2014,35(26):12-14.
[3]张新.高职物联网应用技术专业建设探索与思考[J].物联网技术,2014(5):80-82.
[4]刘雪梅.民办高职院校实训体系的建构和机制研究[J].职教论坛,2012(11):18-20.
北京市农业局相关负责人坦言,过去北京设施蔬菜生产以人力为主,劳动强度大,每667 m2温室年平均用时达3 600 h以上,人均管理面积仅相当于日本的1/3、西欧的1/5和美国的1/10。蔬菜病虫害防治仍主要依赖化学农药防治,广大农户对病虫害发生规律及防治技术认识不够,盲目用药现象比较突出。
但是,农业物联网技术的应用促成了上述问题的解决。实时自动采集温室内环境参数和生物信息参数,通过物联网智能灌溉控制系统进行灌溉控制;通过智能化施药系统,提高药液的附着,减少损失和污染;通过智能施肥系统,实现水肥一体精准施入,提高肥料利用率,实现对土壤水分的精确控制。这便是农业物联网技术在北京夏黎城设施农业生产合作社的应用,这里也是北京市设施农业物联网应用示范工程核心区示范基地之一。
北京市设施农业物联网应用示范工程以设施蔬菜生产综合管理与病虫害防控为切入点,集中示范应用了一批具有自主知识产权的物联网技术产品,初步建设了333 hm2设施农业物联网技术核心应用示范区、两万亩直接带动示范区和5万亩辐射带动区,建设了基地、市两级设施农业物联网应用服务体系。设施农业物联网应用示范项目的实施,为京郊设施农业生产基地带来了可观的效益。
据测算,通过物联网技术的应用,核心示范区蔬菜产量平均提高约10%,333 hm2核心区基地每年增收1 600万元以上,节约投入人工成本1 250万元,肥、水、药等节支显著。
关键词:物联网;技术构成;关键技术
中图分类号:TP393文献标识码:A
物联网技术诞生于20世纪初,早期的物联网主要是家庭智能设施与传感器的互联应用,以此为无线终端或设备提供便利化服务。该技术经过十几年的发展和完善,现阶段应用在世界范围内获得了广泛的应用。文中主要对物联网技术的构成及关键技术应用进行探究,为我国今后的物联网技术应用与创新提供可行性参考。
1物联网的基本信息技术及系统构成
1.1物联网的基本概念属性
所谓物联网,就是将各种传感器系统与信息设备接入互联网当中,以此形成一个巨大的智能化网络系统,为用户和企业单位提供生活与工作上的便利,切实满足用户的实际要求。在物联网的构建与设置过程中,应当明确认识到,传感器设备与传感器系统的选择是具有方向性的,在选择系统设备的过程中应通过物通信模式进一步确定传感器系统设备的实际效果,确保构建好的物联网能够形成无线自组织的网络形式,例如:射频标签阅读装置、有传感器网络、二维码识别设备、条码识别设备、全球定位系统等。物联网是由很多先进技术综合构成的,在物联网的运作过程中,系统的核心组成部分就是传感器技术的应用。物联网在正常运作过程中,主要目标是使任何人能够在任何时间、任何地点通过任何途径进行连接与交流,以此体现出物联网的基本属性。现阶段,国内物联网在实践应用过程中充分体现出了收集性、集中性、通信性以及计算性的属性特点,这也是物联网能够在市场上广泛发展与应用的重要因素。
1.2物联网的体系构成
物联网在体系构成上可以归纳为以下几个方面的内容:感知系统的感知性能、互联网的信息传递性能、接入系统的信息接入性能、应用系统的实际应用性能以及服务管理系统的管理控制性能。对于感知系统来说,物联网系统的主要功能是利用各种传感器对周围的环境状态、物质属性、行为状态等因素进行物理量信息的获取,以此为进一步的状态辨识提供可靠的数据支持;接入系统主要的功能是将感知系统所获取的信息转移到互联网当中;互联网在物联网系统的应用过程中,主要是利用IPv6/IPv4等软件设备构建一个相互共享的智能化信息数据交流平台,以此实现各单位信息的整合与应用;服务管理系统的主要功能是通过计算机的智能化管理模式,将互联网中各个单位的大量信息数据加以管理和控制,使用户在利用信息的过程中能够获得更大的便利。
2传感器网络的关键技术
2.1网络接入技术
在物联网的实践应用过程中,数据信息能否稳定持续地保持良好的网络接入状态,取决于网络接入技术的实际应用效果。如果网络接入环节出现了明显的短路或异常情况,那么用户的大量数据信息就很容易出现丢失或者损坏的情况,不能有效做到数据信息的实时性,这将会导致一系列严重的问题,更会影响到物联网的工作质量与实际工作效率。因此,网络接入技术的好坏就会直接影响到物联网的实际应用情况。对于物联网网络的接入方式来说,传统的物联网网络接入技术主要是通过网关来决定和完成的,因此,对于网络接入技术而言,在实践应用过程中需要将终端感知网络与服务器相互连接,例如TD-SCDMA的蜂窝式网络、GSM、WLAN、Intenrent以及WPAN的专用无线式网络等。
2.2智能信号处理技术
在数据信息的采集过程中,技术人员还需要采用初始数据处理方式,对这些数据信息相关联的目标事物进行准确判定,以此得到与目标事物相互关联的数据信息。在数据信息的处理过程中,技术人员首先需要从数据信息中分析出量测值,通过对原始信号进行计算,利用先进的信息提取技术进一步获取原始信号当中的数据信息,在经过筛选与提取后充分提高数据信息的精确值。处理好数据信号以后,还需要在影射空间内进行各类数据信号的转换,使相应的以及具有相关特征的数据信号能够对号入座,准确找出与之相对应的物理事件。智能信号处理技术在实践应用过程中需要利用信号的干扰技术、滤波技术以及分离技术,根据信息处理的具体特征,准确在节点上实现优质化的信息处理。同时也可以在基站上实现信息数据的处理。利用这种信号处理技术,优点是能够在信息的整理过程中有效达到实时性,充分降低数据信息的流失,减少信息数据传输的能量损耗。但是,通过对我国现阶段的智能信号处理技术进行实践研究可知,该技术在应用过程中节点资源较为有效,这就导致低算法、复杂程度较高的问题情况时有发生,技术操作人员的工作难度更是大大增加。因此,技术人员在采用这一方法的过程中,应具体考虑到信息流失量以及能量消耗情况,经过准确计算与研究后,谨慎采用智能信号处理技术。
2.3智能感知技术
物联网作为我国现阶段应用范围较广的一类优质化网络系统应用技术,其最基本的工作环节就是对目标信息进行采集,通过进行物与物、物与人之间的联系,进一步提升传感器系统设备的整体使用效果。在进行数据信息的收集与传输的过程中,技术人员及用户通常都会安装MCU控制器、操作系统以及嵌入式系统,通过这些系统设备,用户可以更加简便、高效地操作物联网的传感器设备,促使采集设备在使用过程中实现高性能、造价低、操作性强的实践应用特点。在物联网的数据信息采集过程中,该技术对数据信息具有全面性、广泛性以及微观形的操作特点,用户或技术人员必须做到信息数据的全面化收集,这样才能更加客观、正确地对温度、光照度、湿度等物理量做出准确计算与研究,以此达到详细的数据信息收集效果。在这个过程中,物联网的智能感知技术是必不可少的,传感器技术的实践应用优势也得以充分体现。
3结语
综上所述,物联网是由多种先进技术综合而成的优质化、现代化网络技术,在实践应用过程中数量多、应用效果较为复杂,具有显著的科学研究价值与实际应用价值。随着我国计算机科学技术的高速发展,互联网时代下的网络应用技术已经成为人们所关注的重点内容,而物联网技术又是网络技术和多种应用型技术的融合,物联网技术的普及,不仅能够做到人与物的信息交流、人与人的信息交流、物与物之间的相互关联,还能充分推动我国现代化科学技术的开发与利用,这对于我国社会科学技术的发展具有重要意义。
参考文献
[1]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(1):1-9.
[2]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12):1-7.
[3]孙其博,刘杰,黎羴,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2010(3):1-9.