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物聯網技術與應用實踐范文1
近年來國內發生的諸多惡性食品安全事件,造成惡劣社會影響。重大食品安全事件的成因紛繁復雜,其中監管信息化和現代化水平低是導致執法監管乏力不容忽視的原因。如何充分利用現代高新技術,提高食品安全監管水平亟需探討和研究。物聯網的興起,加之已在民生領域大展身手,讓人們看到依靠物聯網技術應對食品安全問題的新途徑和新希望。
1 物聯網及其應用
1.1 物聯網概念
物聯網就是“物物相連的互聯網”,百度百科將這一概念定義為,通過射頻識別(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把物品與物品連接起來,使物品與物品、人與物品之間能夠進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
“物聯網”的概念早在1995年就被提及,但物聯網真正引起世人廣泛關注,是2009年初奧巴馬總統對IBM提出的“智慧地球”作了積極響應,此后美國、歐盟、日韓等發達國家開始把物聯網作為下一代網絡的重要組成部分列入發展戰略規劃中。
1.2 物聯網技術主要功能特點
物聯網是現代信息高技術融合的產物,涉及的技術涵蓋了射頻識別、互聯網、云計算,傳感器、全球定位、智能嵌入、數據通信等諸多行業領域。
(1)全面感知。支撐這一功能實現的最重要的技術是RFID技術,這種非接觸自動識別技術具有體積小、容量大,壽命長、穿透力強、可重復使用的特點,它的誕生和大規模應用使得物聯網由概念轉向實用。把存有物品屬性信息的電子標簽(RFID卡,又稱“智能身份證”)嵌入物品中,傳感設備猶如物聯網的“眼睛”、“鼻子”感知品屬性信息,并傳輸出去,從而實現物品之間的信息“交流”。
(2)超級運算。無數的物品必然產生海量的信息,海量信息的處理必需強大的數據處理系統,云計算技術以其超大規模、高性能、低成本、通用性的特點,承擔了運算任務。物聯網數據處理系統相當于物聯網的“超級大腦”,執行“記憶”、“思考”和“發號施令”的功能。
(3)實時監控。多種無線、有線電信網絡與互聯網融合而成立體網絡,構成物聯網的“中樞神經”,實時傳遞著物品位置信息,狀態信息和運算中心指令信息,借助定位系統、傳感和高清視頻采集設備,“生存”于這種“天羅地網”中的物品,其“一舉一動”一目了然。
(4)智能管理。凡事只要設定好目的或者目標,物聯網會用最高效的方式來實現這個目的或者目標,系統會按照指令智能處理復雜問題,作出預判、預警,甚至決策,人們只要動動手指按按鍵,就可以隨時隨地了解事情進展,看似復雜的工作變得輕而易舉。物聯網的智能管理能力展現出跨行業或者垂直行業應用的廣闊前景。
1.3 物聯網技術的行業應用
物聯網目前的應用主要集中于傳感技術所推動的各垂直產業鏈,包括物流、電網、交通、精細農業等等民生領域。
(1)物流管理。物流領域是物聯網技術最早應用的供應鏈行業。通過在物流商品中引入傳感節點,可以從采購、生產制造、包裝、運輸、銷售到服務的供應鏈上的每一個環節做到精確地了解和掌握,對物流全程傳遞和服務實現信息化的管理,最終減少物流成本,提高物流效率和效益。
(2)智慧電網。智慧電網是目前物聯網第重要的運用。它利用物聯網技術,構建具備智能判斷與自適應調節能力的多種能源統一入網和分布式管理的智能化網絡系統,可對電網與客戶用電信息進行實時監控和采集,且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶。
(3)智能交通。利用物聯網技術實現對交通的實時控制與指揮管理,是緩解交通擁堵、提高行車安全和通行效率的重要途徑。智能交通系統中,車輛可以按預先設定的目的地實現無人駕駛,公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態,交通管理人員對道路資源、車輛的行蹤“看”得一清二楚。
(4)智能農業。通過識別、傳感等物聯網技術對農業生產環境信息和農作物生長信息的感知、傳遞和對所提取信息的智能處理與判斷,可以實現農業生產方式由依靠經驗定性判斷,粗放型管理到依靠傳感設備定量判斷、精細化管理的轉變。
2 物聯網技術將為食品安全監管帶來一場革命
2.1 食品安全監管迫切需要技術支撐
食品產業鏈涉及種植、養殖、加工、儲存、運輸、銷售、消費等社會化大生產的諸多環節,鏈條很長。由于食品由原料生產到最終消費的中間環節較多,不僅加大了食品安全問題產生的概率,而且也為不法之徒提供了投機的空間。另外,環節的增多,參與管理的部門必然增多,加上現行管理體制自身缺陷,尤其監管技術水平不高,部門之間的高度協同就無法保證,這就使食品安全監管難上加難。食品安全監管對技術支撐的需求越來越強烈。
2.2 物聯網技術的行業應用經驗為食品安全監管提供充分借鑒
物聯網技術在民生領域應用的成功實踐表明,它可以使復雜的生產過程以及跨領域、跨行業的垂直產業鏈監管更加嚴密、透明、高效,而食品產業涉及的行業之多、產業鏈條之長、生產過程之復雜、監管之難恰恰適合物聯網的功能“胃口”。而且農業、流通業、交通運輸業與食品產業鏈息息相關,物聯網技術在這些行業的應用完全可以為食品安全監管提供充分借鑒。這樣,依靠物聯網技術實現食品安全全鏈監管的一場革命就成為可能。
2.3 可追溯系統的誕生已為物聯網技術在食品安全領域應用打開突破口
可追溯系統(TraceabilitySystem)是建立在供應鏈管理思想基礎上的質量保障系統,在有效應對和控制食源性食品安全問題,推動食品安全科學監管等方面發揮了重要作用,這種作用發揮的主要功勞應記在射頻識別技術上,而射頻識別技術正是物聯網關鍵核心技術之一。說明物聯網技術在食品安全領域的應用已經實現突破,為物聯網其它核心技術的集成應用打下基礎。
3 基于物聯網技術的食品安全監管對策
3.1 切實推動物聯網技術應對食品安全問題
3.1.1 牢固樹立科技“支撐發展”指導思想
2006年初我國提出了未來十五年科技發展的“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”16字指導方針。2012年6月國務院下發《國家食品安全監管體系“十二五”規劃》,“科技支撐體系”成為“十二五”期間國家重點建設十大體系之一,而且明確提出要加強“食品安全科技支撐能力建設”。這就表明,依靠現代科學技術提高食品安全監管能力和水平是對國家科技發展指導方針的貫徹和落實。
3.1.2 做好基于物聯網技術的食品安全監管專題規劃
科技支撐食品安全監管是一個龐大的系統工程,必須搞好頂層設計,在調查研究的基礎上,做好基于物聯網技術的食品安全監管的專題規劃制定工作。當前,在物聯網產業已經納入國家戰略性新興產業規劃以及國家食品安全監管體系“十二五”規劃早已出臺的背景下,啟動基于物聯網技術的食品安全監管專題規劃工作已迫在眉睫。
3.1.3 在統一標準規范體系上下功夫
物聯網本身是一個傳感器,集網絡通信、數據處理、綜合信息服務等多種技術于一身,而食品安全監管又涉及了作物(動物)生活環境信息、生長信息、食品加工、物流倉儲管理、市場銷售等多學科、多行業的協同工作機制,加之信息的多源性、數據的異構性、食品產業鏈的復雜性,沒有統一的標準和規范體系制約,必將限制物聯網技術在食品安全領域的應用和推廣。
3.1.4 組織開展物聯網核心技術攻關
據悉,當前物聯網技術上傳感器、芯片、關鍵設備制造等高端市場70%以上被國外企業占有。必須立足自主創新,通過政府扶持引導+企業參與的模式,在RFID、傳感器、智能芯片、中間件、新一代通信和下一代互聯網、高端計算設備和高端軟件等領域開展共性關鍵技術研究攻關,并加快產業化進程,以降低在食品安全領域的應用推廣和普及成本。
3.2 建設基于物聯網技術的食品安全監管系統
基于物聯網技術的食品安全監管系統的建設與應用是提高食品安全監管質量和水平的核心內容。
3.2.1 搞好基于物聯網技術的食品安全監管系統設計
系統設計應把握好以下幾點:
(1)系統功能。應堅持五大原則:
是數據和視頻信息采集、傳輸、處理到查詢調取實時進行;二是系統能對感知信息做出智能判斷,及時預報或預警:三是實現某個區域內多品類多條產業鏈協同監管以及多途徑登錄系統查閱跟蹤食品安全信息:四是具有強兼容性、可接入性和互動性:五是具有高度的安全性和絕對權威性。
(2)結構層次。物聯網由感知層、網絡層、應用服務層3部分組成,基于物聯網技術的食品安全監管系統也不例外。其中,感知層承擔食品安全信息的感知和識別,處于整個系統的最底層:其次是網絡層承擔各種信息的處理和傳輸;應用服務層位于最上層,主要是利用經過分析處理的感知數據,為食品安全生產和監管提供豐富的基于物聯網的應用和服務。
(3)運行流程。系統運行需要四個步驟來實現。第一,通過感知層感知。讀取、拍攝、定位獲取食品生產、加工、倉儲、運輸、銷售相關信息:第二,上述信息通過網絡層傳輸至物聯網支撐服務平臺;第三步,網絡層的云計算系統完成海量信息的分類、存儲、分析和處理:第四步,通過應用服務層面為食品安全監管機構、監管人員和終端消費者,以及食品生產商、加工商、倉儲商、運輸商和銷售商服務。
3.2.2 組建食品安全監管專用網絡
食品安全監管網絡作為基于物聯網技術的食品安全監管系統運行的主干網絡,通過該網絡,把已經建成運行的安防監控網絡、道路監控網絡、質檢網絡、物流網絡、食品追溯局域網絡、風險監測網絡等等與食品安全有關的網絡以及食品行業、企業所建系統整合并接入進來。
3.2.3 搭建物聯網支撐服務平臺
物聯網支撐平臺是基于物聯網技術的食品安全監管系統硬件設施的重要組成,是系統運行和應用服務的基礎平臺。海量數據的采集、存儲、交換、計算、分析以及系統的管理和應用服務皆需這個平臺支撐完成。國家食品安全監管體系“十二五”規劃已對“國家食品安全信息平臺”建設工作進行了部署,食品安全監管物聯網支撐服務平臺可以納入國家信息平臺建設中,二者建成統的平臺。
物聯網技術與應用實踐范文2
關鍵詞:溫室大棚;物聯網;監測;傳感器
中圖分類號: S625;TP277 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/ki.jlny.2017.13.001
隨著科技的發展,人們對生活工具的要求也越來越高,希望各類生活工具都變得更加快捷。我國是農業大國,傳統的農業生產模式不僅需要大量的人力去觀察農作物的生長,而且影響農作物生長的各環節,也需要農民靠自己的經驗去感知,這非常不利于我國農業的快速發展[1]。隨著物聯網技術的發展,基于物聯網技術的溫室大棚監測系統可以很好地解決傳統生產模式的弊端[2]。本文所介紹的溫室大棚監測系統采用物聯網技術,利用CC2530單片機對傳感器采集到的各類信息進行處理,通過Zigbee無線通信技術形成一個可監測溫室大棚的溫度、濕度、氣體等參數的星型的無線傳感網絡。
1 系統設計
基于物聯網技術的溫室大棚監測系統是由一個協調器(ZigBee中心節點)和4個終端節點(ZigBee終端節點)構成。協調器的作用是將連接終端節點的溫度傳感器、濕度傳感器等采集到的信息,傳輸給上位機和手機APP[3]。本系統的上位機和手機APP都可以隨時查看溫室大棚的實時信息,并遠程控制溫室大棚。具體工作原理是監測系統電源開關打開后,傳感器先采集溫室大棚的溫度、濕度等信息給Zigbee終端,Zigbee終端通過無線網將信息傳送給Zigbee協調器,進而再傳送給上位機和手機APP[4]。根據環境要求的不同,通過鍵盤設定各類溫室大棚監測信息的最高值,上位機和手機APP通過與輸入設定值進行比較,控制協調器驅動蜂鳴器報警。
2系統構成
本系統主要由CC2530單片機構成主控部分,進行信息處理、外部指令接受、控制信號形成和信息記錄等功能。本系統中土壤濕度傳感器類型為DHT11,空氣溫濕度傳感器類型為DS18B20,二氧化碳傳感器類型為M-Q2。Zigbee終端節點會不時讀取各個傳感器采集的信息(模擬信號),并將各類模擬信號轉換成數字信號反饋給Zigbee協調器。Zigbee協調器和上位機通過串口RS232進行通信,上位機和手機通過路由器wife通信,只要上位機和手機在同一個局域網內,當上位機打開管理系統、串口和網絡服務,手機上的APP就可以連接上Zigbee終端,這樣傳感器采集的各類信息就可以同時在手機和上位機上顯示[5]。
3系統測試
3.1 上位機信息采集測試
溫室大棚各類信息通過Zigbee終端節點到達Zigbee協調器后,經過串口RS232把各類信息的數字信號傳輸到上位機中,在上位機中進行顯示、保存和處理,然后上位機再將處理后的數據傳輸給手機用戶APP軟件上。其中,上位機中一個終端的顯示信息,如圖1所示。
3.2手機APP軟件信息采集測試
手機APP通過藍牙方式接受上位機的數據,最終各類信息也可以在用戶APP軟件上同時顯示,顯示信息如圖2所示。
4結語
隨著物聯網技術的快速發展,使得基于Zigbee的溫室大棚監測系統的設計與研究非常具有實用價值和研究價值,基于Zigbee的溫室大棚監測系統一方面節省了人力物力財力,另一方面可提高農業溫室大棚的收益和效率,加快現代農業的發展,提高人們的生活質量。
參考文獻
[1]孟慶海.基于物聯網技術的溫室大棚監控系統的設計與實現[D].天津大學,2014.
[2]郭青,薛亮.基于ZigBee和Android的h境監控APP的設計與實現[J].科技創新與應用,2016,(08).
[3]黃鴻鋒.基于ZigBee技術的農作物溫室大棚監控系統的設計和實現[D].電子科技大學,2011.
物聯網技術與應用實踐范文3
關鍵詞:高職院校;專業特色;物聯網;實踐基地
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)12-0084-02
0 引 言
物聯網產業已被正式列入我國五大新興戰略性產業之一。學習與掌握物聯網的技術理論、發展方向及其行業應用是目前高等教育的核心目標。目前,許多本科(如江南大學、南京郵電大學等)和高職院校(如無錫職業技術學院、常州信息職業技術學院等)都開設了物聯網技術專業。隨著物聯網相關專業的開設,其專業人才培養的建設方案也在不斷完善,物聯網實驗實訓基地的建設是物聯網人才培養方案的重要組成部分,是關系到專業人才培養、適應物聯網技術發展及相關人才市場需求的迫切問題。然而,由于各高校人才培養的側重點有差異,技術標準選擇的不同,物聯網實踐基地的建設并沒有一個完整、成熟、統一的方案,需要根據高校自身的特色和需求,構建基于專業特色的物聯網實踐基地。
1 物聯網概述
1.1 物聯網的定義
物聯網是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它實現了物品到物品(Thing To Thing,T2T)、人到物品(Human To Thing,H2T)、人到人(Human To Human,H2H)之間的互連。
1.2 物聯網人才需求分析
從物聯網產業鏈的角度來分析,物聯網產業主要有感知控制、數據傳輸和數據處理三個環節。感知控制主要通過感知設備來對物獲取感知信息,涉及到物聯網中的硬件系統,這個環節需要電子設備技術人員以及芯片設計和制造人員;如果物的信息被感知到,就可以通過數據傳輸到數據處理環節對數據進行分析、控制,從而進行應用,這個環節主要是通過網絡進行傳輸,涉及到計算機網絡和通信技術,因此需要通信和計算機網絡人員;數據處理環節主要對傳輸過來的數據進行處理,涉及到系統分析,因此需要系統設計、系統應用和系統管理人員。
綜上所述,物聯網人才需求可以概況為三類[1]:
(1)電子設備技術和芯片設計技術人才,工作崗位主要有感知設備或芯片設計等。
(2)計算機網絡和通信人才,工作崗位主要有IT網絡管理和應用等。
(3)系統集成和應用人才,工作崗位主要有系統集成與開發、物聯網管理與應用等。
2 高職院校物聯網實踐基地建設要求
2.1 結合專業群建設 構建有特色的實踐基地
高職院校一般都有著顯著的行業或專業特征,能體現高職院校的辦學特色和能力,江蘇省各高職院校以特色專業為基礎,開展專業群建設。因此,物聯網專業的建設能夠與專業群建設相結合,將物聯網技術應用到特色專業中去,二者的融合,不僅可以促進物聯網技術專業的發展,還可以進一步提升學校的知名度。
2.2 培訓師資力量 提升教學質量
物聯網技術涵蓋了多學科,涉及多專業領域,因此要通過培訓各專業教師,加大物聯網師資的培養力度。教師在掌握理論知識的基礎上,動手實踐體驗物聯網技術的開發與應用,提升專業教學技能,提高教學質量。
對于學生,由于物聯網應用領域和覆蓋面都比較大,通過實踐基地,學生可以更加全面掌握物聯網技術的應用情況,實現理論與實踐的結合,提高學生解決問題的能力,培養其正確的思維習慣。
2.3 滿足物聯網人才培養目標的要求
根據高職人才培養目標,高職院校物聯網相關專業應培養具有物聯網基本理念,具有物聯網行業相對應崗位必備的理論知識和專門知識,具有較強的物聯網崗位操作能力、一定的系統開發能力,能從事物聯網技術及物聯網系統管理工作的高技術應用型專門人才。
3 高職院物聯網實踐基地建設方案構建
3.1 建設目標
實踐基地的建設應基于真實的行業或者領域應用,符合企業的實際應用和需求。通過項目化應用環境,以任務為驅動,完成專業教學目標和人才培養目標的要求。
3.2 物聯網基本架構的實現
物聯網的基本架構如圖1所示,包括了感知控制層、網絡傳輸層及應用服務層。實踐基地的建設要實現基本架構,構建完整的物聯網實現過程。
3.3 關鍵技術的實現
物聯網關鍵技術的實現,主要應體現相關專業教學特點。物聯網實現的關鍵技術主要有RFID技術、ZigBee技術、組網技術、微機電系統技術及智能軟件開發技術等。通過關鍵技術的實現,實踐基地才能滿足相關各專業的實驗實訓要求。
3.4 具體行業應用案例的實現
物聯網應用的領域非常之廣,其中典型的應用案例有智慧校園、車聯網、智能家居、智能電網、智能監控、智能裝備制造及智慧城市等。各高職院校的物聯網實踐基地的建設應與具體的行業應用相結合,利用自身的專業特點和優勢,選擇具體的行業應用案例。以實踐基地為基礎,通過具體的行業案例的實現,完善實驗實訓的相關課程建設,全面提升教學效果和行業競爭力,也可提升學校品牌。
3.5 實踐基地應能滿足分組教學的需要
物聯網實踐基地應包含多個實驗系統來構建完整的物聯網應用環境,將學生實施分組,不同分組的學生完成不同的實驗,交替進行。不僅提高實踐基地的利用率,而且更多地促進了分組學生間的相互交流與學習,對物聯網技術掌握得更加全面。
3.6 實踐基地應有較強的擴展性能
根據實際發展的需要,物聯網技術的應用領域將會逐漸地擴大,具體的行業案例也會改變或增加。因此,實踐基地的建設應具備較強的可擴展性,以最小的成本實現實踐基地的擴展、升級及改造。
4 結 語
本文分析了高職院校的物聯網人才培養目標的特點,提出了實踐基地的建設不僅要實現物聯網的基本架構,滿足相關專業的實驗實訓教學要求,更要通過行業案例的具體實現,明顯體現高職院校的行業特色和優勢,打造學校品牌效應。
參 考 文 獻
[1]楊從亞.高職物聯網專業探索[J].職業技術教育,2010(35):5-7.
[2]付永貴.基于分組教學的高校物聯網實驗室構建研究[J].中國教育信息化,2011(5):65-67.
[3] 海濤,王鈞, 廖煒斌,等.基于物聯網的高校實驗室信息化管理技術[J].實驗室研究與探索,2012,31 (9):166-169.
物聯網技術與應用實踐范文4
物聯網(IoT:The Internet of Things) 實現的是萬物相連,是具有全面感知、可靠傳送、智能處理等特征的連接物理世界的網絡,任何時間、任何地點及任何物體都能在物聯網中實現連結,可以幫助實現人類社會與物理世界的有機結合,使人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活,從而提高整個社會的信息化能力。
1 物聯網技術專業的發展及就業現狀
我國于2009年8月提出“感知中國”以來,將物聯網正式列為國家五大新興戰略性產業之一。根據各地的物聯網產業發展規劃,江蘇、浙江、廣東、北京、成都等地都紛紛上馬物聯網項目,其中江蘇力在2010年全省物聯網產業銷售收入超1500億元,2015年擬超4000億元,其中無錫要達1000億元。目前我國已經形成擁有從材料、技術、器件、系統到網絡的完整產業鏈,物聯網產業規模已經達到數千億的規模。物聯網已經成為政府積極研究與推進的產業,工信部有關人士表示,因各地政府均需開展物聯網項目,物聯網人才非常缺乏。以無錫為例,無錫到2015年總投資40億元,集聚各類傳感網企業500家,實現產值500億,需要引進和培養高級物聯網人才5000名,集聚從業人員5萬人。
在《中國RFID產業發展年度報告2010》中指出,物聯網95%技術問題已解決,目前,最為緊缺的物聯網人才不是高精尖端人才,而是應用和服務人才,這種人才的需求恰好符合高職的人才培養定位。高職院校物聯網技術方向的畢業生面向的崗位是物聯網應用的開發、物聯網產品的測試、物聯網系統的實施與維護、物聯網產品的營銷及推廣等。
2 物聯網技術專業的課程設置
物聯網技術是典型的交叉學科,是多個學科的融合,涉及到電子信息工程技術、通信技術、計算機科學與技術、自動檢測技術等等,物聯網技術專業課程的設置需要綜合考慮相關學科的特點以及關系。物聯網技術專業從2010年以后才在各高校逐漸設立,還沒有一個完整的標準和體系,高職教育又與本科高校在人才培養目標上不同,主要為了培養適應區域經濟社會發展需要的高端技能型專門人才。高職物聯網技術專業的人才培養目標既要使學生具備上崗的基本專業能力,又要使學生能夠不斷自我提高,學會交流溝通和團隊協作,提高實踐創新能力,以適應經濟快速發展和物聯網迅速進步。
根據物聯網技術的知識體系結構,物聯網技術專業人才必須掌握感知層、網絡層、應用層等關鍵技術的專業知識和技能。在課程設置上,盡可能多地覆蓋專業的知識,主要包括以下幾方面:(1)通識課程,主要指大學生素養的培養,包括政治、思想、道德、心理素質的成長以及職業素質的培養,涉及到的課程有思想政治教育類課程以及企業職業化類課程;(2)技術基礎課程,主要包括在物聯網系統設計所必須的硬軟件設計基礎以及基本的計算機設計、開發技能,涉及到的課程有模數電、計算機C語言、電子CAD、單片機技術與應用等;(3)專業能力課程,主要是系統地掌握物聯網技術體系結構中的各領域的專業知識,培養物聯網系統中硬軟件的設計開發以及應用能力,涉及到的課程有傳感器、計算機組網、物聯網組建等課程。
3 物聯網技術專業的人才培養探討
物聯網技術是時代科技進步的產物,物聯網系統豐富多彩,簡單枯燥的灌輸教學無法滿足物聯網技術的專業要求。激發學生的興趣,提高教學的實踐性才能使學生更深入的掌握知識,提高學生的實踐動手能力,符合高職人才培養的目標。
3.1 以賽帶學,調動學生學習的積極性
高職院校學生相對本科院校的學生基礎薄弱,部分學生缺乏主動學習的積極性。在教學的同時,有針對的選擇部分學生參加物聯網技術專業相關的設計類競賽,能夠很好的以賽帶學,以少帶多,逐漸培養學生對物聯網技術專業的興趣,提高學生的實際動手操作能力。
3.2 校企合作,帶動學校專業建設
高職教育的特點決定人才的培養必須密切聯系企業的生產現狀,物聯網技術專業現在還處于摸索階段,缺少先行經驗,校企合作的開展能夠借用物聯網企業的實踐經驗幫助高職院校把握人才培養的方向,同時企業的工程師能很好的彌補高職院校師資力量的不足的缺點,并且高職教師深入企業實踐,能夠快速提高學校教師的工程實踐能力。
3.3 學中做,做中學,多模式培養學生
物聯網技術專業是個實踐性很強的學科,單單的理論知識學習遠遠不能滿足人才培養的需要。校內的實訓一方面受限于經費的投入,另一方面也受限于師資力量。在物聯網技術專業的教學中可以將頂崗實習引入到教學中,定期安排學期參加頂崗實習,以工代學。同時,積極鼓勵學生參加物聯網技術相關的崗位證書培訓,提高學生的職業技術能力。
物聯網技術與應用實踐范文5
關鍵詞:物聯網技術 高校智慧校園 應用研究
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)12-0100-01
物聯網技術是計算機網絡技術、通信技術、數字技術發展到一定階段的產物,其具有廣泛的應用價值,并且促進其應用領域的發展。高校數字化校園建設的完善,促進了物聯網技術在高校智慧校園建設中的應用,在一定程度上提高了高校資源的共享化,讓高校中人與物、人與人、物與物之間真正的聯系起來,形式一個三維立體化管理模式,為學生提供了良好的學習環境,改變了學生的學習、生活、娛樂等方式,為高校事業進一步發展提供了有力的保障,高校智慧校園建設是高校發展的要求,也是社會發展對高校提出了新的要求。
1 物聯網技術相關概述
在互聯網+時代,人們非常重視信息,提高信息的使用率,高校校園網建設是一項工程,基于物聯網技術的高校智慧校園建設的完善,有助于提高學校的管理水平,符合時展的需要,物聯網技術是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術,通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。物聯網技術將復雜的工作變簡單高效,在非常多的領域得到廣泛應用。當前應用主要是感知識別層、網絡構建層、管理服務層以及綜合應用等四個層次。通過感知識別層采集和處理信息,網絡構建層主要是完成信息傳輸,將感知識別層的數據接入到互聯網中,提供給管理服務層,管理服務層對信息處理,將大規模數據高效、可靠地組織起來,綜合應用層將各類信息系統處理后,并通過設備與人進行交互,通過實際應用實現行業智能化。高校數字化校園完善是保障物聯網技g在高校的應用基礎設施,物聯網技術的發展需要網絡技術與通信技術的發展,基于物聯網技術的高校智慧校園的建設,提高了高校的管理水平,為高校進一步發展提供了保障。
2 物聯網及時在高校智慧校園建設中的應用
2.1 物聯網技術在高校教學中的應用
現在我國企業快速發展,用人的標準不斷在變化,我國傳統高校的教學模式已經不適應社會發展的需要,必須建立一個新的教學模式,培養企業需要的人才,現代企業需要實踐型的高級人才,學生不僅要有理論基礎,必須有較強的實踐技能。物聯網技術是一種新型的技術,利用先進的技術在教學改革中,為教學改革順利進行提供了技術支持。在教學改革中,利用物聯網技術搭建教學平臺,教學平臺的搭建,為教學改革提供了可能,具有很多優勢。首先,教師可以在教學平臺上上傳預習資料,學生可以不受時間和空間限制進行學習,在學習過程中,遇到不會的問題,可以進行留言,教師和學生都可以解決問題,開發性的問題,大家可以進行探討,培養學生積極思考的習慣,能獨立分析問題,解決問題能力,通過平臺交流,激發了學生學習的興趣,增強學生創新意識,提高其創新能力。其次,通過物聯網技術可以通過觀察教室的溫度,濕度、陽光強度、音量等,可以通過設備統一調整,創建一個良好的學習環境,滿足教學需要。最后,在教學過程中,學生考勤可以通過物聯網技術完成,為教師的教學節省了大量時間,利用軟件可以了解學生出勤狀況,學生進教室需要打卡,通過打卡時間可以知道遲到,早退的同學,曠課的同學在教室的電腦中的名字是黑色的,證明沒有出勤,利用軟件教學管理提高了教學效率,激發了學生學習興趣,提高了教學效果。物聯網技術在教學中的應用,是教學模式改革的需要,也是社會對人才的需要,為教學提供了先進的教學手段,豐富了教學內容,改變教學考核方法,有效提升教學效果。
2.2 物聯網在高校校園生活管理中的應用
在高校學生的生活管理很重要,好的高校都有一個好的管理團隊。高校的生活管理主要就是消費管理和后勤管理。后勤管理主要包含學生衣、食、住、行,利用物聯網技術提高了工作效率,提高了學生對后勤管理的滿意度。消費管理現在高校主要是一卡通,一卡通在校園進行流通,學生食堂、超市、洗浴中心等都可以應用一卡通,為學生的生活提供了方便,具有一定的靈活性,具有很強的推廣價值。
2.3 物聯網在高校能源資源管理中的應用
高校能源資源管理是非常重要的,關系到學校的發展,在實際工作過程中一定要注意資源的浪費,必須提升學生資源管理的意識。利用物聯網技術可以自覺進行調控環境溫度和光照強度,建立一些設備電子標簽如辦公室空調,教室空調,實驗室,機房空調,教室照明設備,居室照明和路燈照明設備等,逐漸完善無線網絡傳輸系統,在重要的位置安裝無線傳感器節點,設備采集,分析的能耗,并實現實時控制,節約高校的能量消耗。利用物聯網技術節約了能源,也有助于培養學生良好的生活習慣,平時注意節約水、電、糧食等,是培養學生自身素養提升的基本保障,為學生將來就業打下良好基礎,有助于學生健康成長,成為社會上的有用人才。
參考文獻
[1]高健.基于物聯網的校園手機一卡通系統的研究與設計[J].黑龍江科技信息,2016(28).
[2]陸思一,任條娟,陳友榮,張磊,章曉媛.基于物聯網技術的三色LED燈點陣顯示系統設計[J].浙江樹人大學學報(自然科學版),2016(02).
[3]支祖利.物聯網技術在學生日常管理中的應用[J].阜陽職業技術學院學報,2016(02).
[4]郭旭靜.LT碼在WSN網絡中的應用研究[J].湖南郵電職業技術學院學報,2016(03).物聯網技術是計算機網絡技術、通信技術、數字技術發展到一定階段的產物,其具有廣泛的應用價值,并且促進其應用領域的發展。高校數字化校園建設的完善,促進了物聯網技術在高校智慧校園建設中的應用,在一定程度上提高了高校資源的共享化,讓高校中人與物、人與人、物與物之間真正的聯系起來,形式一個三維立體化管理模式,為學生提供了良好的學習環境,改變了學生的學習、生活、娛樂等方式,為高校事業進一步發展提供了有力的保障,高校智慧校園建設是高校發展的要求,也是社會發展對高校提出了新的要求。
1 物聯網技術相關概述
在互聯網+時代,人們非常重視信息,提高信息的使用率,高校校園網建設是一項工程,基于物聯網技術的高校智慧校園建設的完善,有助于提高學校的管理水平,符合時展的需要,物聯網技術是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術,通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。物聯網技術將復雜的工作變簡單高效,在非常多的領域得到廣泛應用。當前應用主要是感知識別層、網絡構建層、管理服務層以及綜合應用等四個層次。通過感知識別層采集和處理信息,網絡構建層主要是完成信息傳輸,將感知識別層的數據接入到互聯網中,提供給管理服務層,管理服務層對信息處理,將大規模數據高效、可靠地組織起來,綜合應用層將各類信息系統處理后,并通過設備與人進行交互,通過實際應用實現行業智能化。高校數字化校園完善是保障物聯網技術在高校的應用基礎設施,物聯網技術的發展需要網絡技術與通信技術的發展,基于物聯網技術的高校智慧校園的建設,提高了高校的管理水平,為高校進一步發展提供了保障。
2 物聯網及時在高校智慧校園建設中的應用
2.1 物聯網技術在高校教學中的應用
現在我國企業快速發展,用人的標準不斷在變化,我國傳統高校的教學模式已經不m應社會發展的需要,必須建立一個新的教學模式,培養企業需要的人才,現代企業需要實踐型的高級人才,學生不僅要有理論基礎,必須有較強的實踐技能。物聯網技術是一種新型的技術,利用先進的技術在教學改革中,為教學改革順利進行提供了技術支持。在教學改革中,利用物聯網技術搭建教學平臺,教學平臺的搭建,為教學改革提供了可能,具有很多優勢。首先,教師可以在教學平臺上上傳預習資料,學生可以不受時間和空間限制進行學習,在學習過程中,遇到不會的問題,可以進行留言,教師和學生都可以解決問題,開發性的問題,大家可以進行探討,培養學生積極思考的習慣,能獨立分析問題,解決問題能力,通過平臺交流,激發了學生學習的興趣,增強學生創新意識,提高其創新能力。其次,通過物聯網技術可以通過觀察教室的溫度,濕度、陽光強度、音量等,可以通過設備統一調整,創建一個良好的學習環境,滿足教學需要。最后,在教學過程中,學生考勤可以通過物聯網技術完成,為教師的教學節省了大量時間,利用軟件可以了解學生出勤狀況,學生進教室需要打卡,通過打卡時間可以知道遲到,早退的同學,曠課的同學在教室的電腦中的名字是黑色的,證明沒有出勤,利用軟件教學管理提高了教學效率,激發了學生學習興趣,提高了教學效果。物聯網技術在教學中的應用,是教學模式改革的需要,也是社會對人才的需要,為教學提供了先進的教學手段,豐富了教學內容,改變教學考核方法,有效提升教學效果。
2.2 物聯網在高校校園生活管理中的應用
在高校學生的生活管理很重要,好的高校都有一個好的管理團隊。高校的生活管理主要就是消費管理和后勤管理。后勤管理主要包含學生衣、食、住、行,利用物聯網技術提高了工作效率,提高了學生對后勤管理的滿意度。消費管理現在高校主要是一卡通,一卡通在校園進行流通,學生食堂、超市、洗浴中心等都可以應用一卡通,為學生的生活提供了方便,具有一定的靈活性,具有很強的推廣價值。
2.3 物聯網在高校能源資源管理中的應用
高校能源資源管理是非常重要的,關系到學校的發展,在實際工作過程中一定要注意資源的浪費,必須提升學生資源管理的意識。利用物聯網技術可以自覺進行調控環境溫度和光照強度,建立一些設備電子標簽如辦公室空調,教室空調,實驗室,機房空調,教室照明設備,居室照明和路燈照明設備等,逐漸完善無線網絡傳輸系統,在重要的位置安裝無線傳感器節點,設備采集,分析的能耗,并實現實時控制,節約高校的能量消耗。利用物聯網技術節約了能源,也有助于培養學生良好的生活習慣,平時注意節約水、電、糧食等,是培養學生自身素養提升的基本保障,為學生將來就業打下良好基礎,有助于學生健康成長,成為社會上的有用人才。
參考文獻
[1]高健.基于物聯網的校園手機一卡通系統的研究與設計[J].黑龍江科技信息,2016(28).
[2]陸思一,任條娟,陳友榮,張磊,章曉媛.基于物聯網技術的三色LED燈點陣顯示系統設計[J].浙江樹人大學學報(自然科學版),2016(02).
物聯網技術與應用實踐范文6
關鍵詞:物聯網;課程體系;能力;人才培養
作者簡介:胡中棟(1958-),男,江西婺源人,江西理工大學信息工程學院,教授;曾傳璜(1964-),男,江西吉安人,江西理工大學信息工程學院,副教授。(江西贛州341000)
基金項目:本文系江西省教育廳教改資助課題(編號:JXJG-10-6-33)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)12-0071-02
2009年1月美國IBM首席執行官彭明盛首次提出了“智慧地球”這一概念。[1-2]奧巴馬政府希望通過物聯網技術能掀起像當年“信息高速公路”戰略一樣的科技和經濟浪潮,繼續成為管理全球的戰略工具。[3]同年,歐洲制訂了《物聯網戰略研究路線圖》等意見書,日本也制定了i-Japan計劃。[4-5]我國也已將物聯網上升為國家五大戰略性新興產業之一。物聯網技術已成為各國競爭的焦點和制高點。
培養物聯網工程技術人才對于增強國家的核心競爭力具有重要意義。2010年教育部《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》。我國有幾百所大學申報新建物聯網工程專業。[6]全國有幾十所高校自2011年率先開始招收培養“物聯網工程”專業本科生。
物聯網的研究開發涉及多個學科,是一門新興的綜合學科。物聯網研究開發人員必須掌握交叉多學科專門知識。物聯網工程技術人才的培養有其特殊性。建設物聯網工程專業在國內外無先例可以借鑒。因此,開展對物聯網工程技術人才培養的研究是必要的,而且具有重要的現實意義。
一、確立物聯網人才培養目標
目標定位是人才培養方案設計的基本指導思想。培養目標明確就有了方向。目標定位以市場需求為導向。物聯網技術及相關產業正處于迅猛發展中,物聯網的體系結構目前還未完全形成。物聯網技術的不斷更新,對物聯網技術人才的需求也將不斷發展變化,需要培養基礎扎實、適應面廣、具有較強創新能力的物聯網工程技術人才。
物聯網專業培養學生掌握扎實的電子技術、無線傳感器網絡技術、計算機技術等基礎理論,掌握物聯網系統的信息感知層、匯聚層、傳輸層與應用層關鍵設計等專門知識和技能,培養從事物聯網領域的系統設計、系統集成、系統應用等方面的物聯網工程技術人才。
二、設計“厚基礎、模塊化”的課程體系
培養目標在方案設計方面起了宏觀指導作用,而課程體系是人才培養的基礎。構成人才的素質、能力和競爭力都是通過課程學習逐步形成的。物聯網是典型的交叉學科,涉及到計算機、網絡工程、通信工程、自動化、電子工程、信息安全等,如圖1所示。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,所以要求物聯網工程專業必須培養寬口徑人才。課程體系設計以“厚基礎、模塊化”為基本原則。設計公共基礎模塊課、專業基礎模塊課、專業方向特色模塊選修課與實踐課程等四大體系。
厚基礎:包括公共基礎模塊課與專業基礎模塊課,強調基礎面寬而且扎實。主要專業基礎模塊課有:離散數學、數據結構、操作系統、程序設計、信號與系統、通信原理、計算機網絡、無線傳感器網絡、嵌入式系統、射頻識別技術等。
模塊化:專業方向特色模塊選修課。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,物聯網專業應設置不同的培養方向,根據不同的專業方向設置不同的專業選修課程模塊。學生可靈活選擇不同的選修課程模塊學習。
主要專業實踐課程:高級語言程序設計、基于Web的數據庫設計、嵌入式系統設計、無線傳感器網絡設計、RFID系統設計、物聯網綜合設計與實現等。
三、建立以能力為中心的人才培養模式
物聯網新理論、新技術層出不窮,涉及的行業眾多,應用廣泛。因此,必須建立以“學習新理論、新技術的能力,實踐能力,創新能力”為中心的物聯網專業技術人才培養模式。
1.建立優良的物聯網實踐教學環境
(1)完善物聯網基礎實驗室。對已有的計算機、網絡與通信等相關專業實驗室進一步完善和發展,主要包括:計算機應用實驗室(C/C++語言、JAVA、數據庫等)、無線傳感器網絡實驗室、嵌入式系統實驗室、RFID實驗室等。
(2)建立物聯網綜合實訓室。由于物聯網技術涉及領域廣泛,應根據專業方向與行業特色建立若干個物聯網綜合實訓室。如建立物聯網智能家居綜合實訓室、物聯網定位控制實訓室等。
(3)建立校外實習基地。物聯網應用遍及智能交通、環境保護、智能家居與軍事領域等很多領域。學校沒有資金建設這么多實驗室,實驗室設備更新更無法及時跟上物聯網技術的發展。所以,必須在物聯網技術發展較好的行業和企業建立實習基地,使學生能學習到最新的物聯網技術,提高實踐能手能力和創新能力。
2.課內與課外相結合的教學方式
在課堂教學中,教師充分利用現代教育技術,采用雙語、啟發式、案例法和項目驅動下互動式等先進的教學方法,結合自己的研究方向和課題向學生傳授最新的、實用的專業知識。
重視實踐教學,增加設計型和綜合型實驗的比例,充分利用課程設計、生產實習、畢業設計等環節,讓學生將所學知識連貫起來,獲得實際工程項目從分析、設計到實現的完整過程的訓練,激發學生的學習興趣,提高動手能力。
課外教學采用豐富多彩的互動式科研活動和創業演練活動等方法,以培養學生的自主學習與創新能力。具體課外教學活動有:建立程序設計、無線傳感器網絡設計等學習興趣小組;結合專業方向,鼓勵學生自選課題進行研究與開發或參與老師的科研項目;向學生開放實驗室,進行各種綜合設計性實驗和科技制作發明;鼓勵有專業特色的社團活動;鼓勵學生參與社會實踐,積極參加各種類型的技能競賽;鼓勵學生參加高級程序員、網絡工程師等IT認證培訓與考試,取得相應的資格證書等。
3.建立新型校企合作模式
(1)與企業共同研究、制訂人才培養方案。目前全球物聯網狀況尚處于概念、論證與試驗階段,處于攻克關鍵技術、制定標準規范與研發應用的初級階段。[7]物聯網技術的應用首先在企業實現。高校與物聯網及相關企業合作,共同制訂人才培養目標、教學計劃,可以使高校培養的人才更符合實際的需求。
(2)與企業合作培養教師。物聯網專業師資需要“從零開始”培養。物聯網是典型的交叉學科,涉及到多方面專業知識,學校中精通物聯網技術的科研人才很少。隨著大專院校中物聯網專業的迅速發展,物聯網專業師資將嚴重不足。學校必須與物聯網相關企業建立教師培訓、交流和深造的長效機制,指派專業教師定期到企業進行學習交流,加強工程訓練,參與科技開發等。
(3)與企業聯合開發專業教材。目前,物聯網的教材很少,可選擇的范圍非常小。而最新的物聯網技術往往是先在企業中應用,高校教材中介紹的技術一般相對要滯后一段時間。與物聯網企業聯合開發教材可以使學生更好更快地掌握物聯網的最新技術。
(4)共建產學研實訓基地,學生到企業頂崗實習。企業與學校共建技術水平先進的實驗室,使人員培訓、教學實驗、科學研究及服務運營融為一體。共建產學研實訓基地,學生到企業頂崗實習。使學生盡早了解企業文化,熟悉企業規章制度,加強學生對企業的認同,培養學生的主人翁責任感和敬業精神,培養學生的實踐動手能力與創新能力。[8]
四、結束語
物聯網工程專業是面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置的。物聯網技術正在迅猛發展,要著眼于未來,前瞻性地培養物聯網工程技術人才。由于物聯網體系結構目前還未完全形成,物聯網工程專業的人才培養體系還需要隨著物聯網技術的發展而不斷調整。本文對物聯網專業人才培養進行了探討,期望對高校物聯網專業建設與物聯網工程技術人才培養有所幫助。
參考文獻:
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[7]朱仲英.傳感網與物聯網的進展與趨勢[J].微型電腦應用,2010,