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導語:在物聯網技術與應用實踐的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

Abstract:This paper analyzes the characteristics of Internet of things technology talent training in higher vocational colleges, to modern logistics of hunan vocational and technical college iot application technology professional personnel training, for example, put forward the docking industry characteristics of higher vocational IOT application technology professional talent training ideas, go the way of industry characteristics, cultivate characteristic talents needed for the industry.
Key words: logistics industry characteristics; higher vocational colleges; internet of things; talent training
物聯網作為新興產業,近年來發展速度迅猛,很多高校開始開設了物聯網專業。高職院校成了培養物聯網“應用型”技術人才的“主戰場”。高職院校的物聯網專業是一個“行業應用性”很強的專業,如果物聯網專業缺乏行業特性它將如同一個人只有身軀沒有靈魂,是沒有生命力的。自教育部發文明確支持各個學校建設物聯網相關專業以來,全國高職院校開展了物聯網專業建設大潮,然而,由于各高職院校人才培養的行業側重點有差異,人才培養模式也大相大相徑庭。我們必須將物聯網技術應用技術的人才培養對接具體的行業特色和需求,開展特色專業建設,走行業特色之路,培養行業特色人才。
1 物聯網產業發展特點
物聯網產業體系基本齊全,部分領域已形成一定的市場規模,物聯網產業的發展的特點主要體現出以下四個字:“熟”、“深”、“新”、“合”。
“熟”主要體現在政策環境越趨成熟。2010 年,物聯網產業正式列入我國五大新興戰略性產業之一,國家及各省市又陸續出臺了針對涉及物聯網產業發展的若干項扶持及政策,物聯網產業發展越趨成熟的政策體系與環境,為產業各環節的發展做出了重要且必要的支持。
“深”主要體現在市場應用深化發展。在“應用示范激發市場需求,市場需求帶動產業發展”的政策牽引下,物聯網技術在智能交通、環境保護、地質災害監測、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、個人健康等多個行業領域中的廣泛得到了應用。
“新”主要體現在協同創新積極推進。物聯網與云計算、大數據以及移動互聯網等的應用創新及融合,使得物聯網信息化應用進一步深化,同時,產業鏈各環節的協同創新也日益加深。
“合”主要體現在產業整合日益加劇。物聯網產業加劇了各行業整合態勢,加速資源整合、優勢互補、合力集聚、形成突破,形成了整合發展新態勢,加速了傳統產業的轉型升級。
2 高職物聯網專業建設現狀
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“三層”體系結構,各高職院校皆是根據物聯網產業“三層”體系結構培養對應專業人才,主要培養物聯網應用技術人員和研發人員,目前高物聯網專業的特點主要表現在:
1)物聯網專業技能知識的“復雜性”
物聯網是典型的交叉學科,涉及電子、計算機、測控與通信等多領域相關專業知識,物聯網不同于其它專業,是現有信息技術綜合集成化的產物,所以物聯網專業技能知識相當“復雜”。
2)物聯網專業培養需求的“多樣性”
物聯網融合了多種技術,由于多學科的交叉融合和影響,導致物聯網專業應用需求的多樣性,也使得新的技術創新成為可能。
3)物聯網專業學生就業的“寬廣性”
物聯網的廣闊前景引起了產業鏈上各行業的青睞,能夠在智能交通、智能醫療、智能家居、智能物流、智能電力等行業的從事系統集成與物聯網協議開發工作。
3 高職物聯網應用技術專業人才培養中存在問題
物聯網屬于典型的交叉學科,涉及到計算機、通信、控制、電子、信息安全等多個專業知識,所有的高職院物聯網專業都是從計算機、通信或電子專業演變而來,因此,很多高職院校在物聯網專業人才培養方面,存在以下問題:
1)專業建設“新瓶裝老酒”。由于高職院的物聯網專業從學院現有專業的演變而來,雖然是以物聯網應用技術專業進行教學,可是教學還是老套路,如從計算機專業演變而的還是以軟件開發為主,從電子專業演變而來還是以低層電子技術為主,不能系統性進行專業人才培養。
2)實訓室建設“重復無創新”。很多高職院校的物聯網實訓室是將原有的傳感器實驗室和網絡實驗室進行拓展或者是單組合起來,要么物聯網實驗室都以實驗箱為實驗平臺,實驗內容以傳感器、單片機、無線網絡通信等為主,缺少物聯網的綜合應用開發環境,無法完成對接行業的具體“應用性”開發。
3)課程實訓構建“仿真輕集成”。大都高職院校物聯網實訓室建設過多強調“技術仿真”,沒有接合具體的行業應用環境進行帶有開發性實訓室的建設,缺乏應用集成,實踐性不強。
4 對接物流行業特色高職物聯網應用技術專業人才培養的實踐與思考
高職物聯網應用技術專業建設根據物聯網技術及其應用的發展趨勢,以“行業應用”為重點,以行業市場對人才的需求為依據,是專業建設的發展方向,下面以湖南現代物流職業技術學院物聯網特色專業建設為例,分析該專業該如何對接行業特色,走特色發展品牌之路。
4.1學院物聯網應用技術專業基本情況
湖南現代物流職業技術學院根據學院的專業群的布局,依托物流行業和湖南省現代物流職業教育集團的優勢,2012年在湖南省高職院校第一個開設物聯網應用技術專業,專業主要面向物流及相關行業智能物流相關崗位,培養具備智能物流項目的規劃、設備安調、系統集成、售后服務等的高素質技能型人才。
4.2對接物流行業特色的專業職業能力培養
學院對接物流行業特色結合物聯網專業技術體系,構建專業物流行業特色的職業能力培養體系。
1) 對接物流行業特色的專業能力培養體系
物聯網的體系結構可歸納為由三個層構成:感知層(物流信息采集層)、網絡層(物流信息交換)和應用層(智能物流)三個層面。對接物流行業特色的高職物聯網專業能力體系如圖1所示。
在感知層,針對專業面向物流行業的具體特征,著重智能物流物聯網感知基礎應用能力;在網絡層,著重培養智能物流物聯網數據通信應用能力;在應用層,重點培養智能物流物聯網技術開發應用能力。
2)對接物流行業特色的專業職業崗位培養體系
學院物聯網專業對接物流行業特色劃分為:智能物流營銷策劃類、智能物流運營管理類、智能物流技術類等崗位;主要培養為物聯網企業及IT行業培養信息系統集成設計、物流自動化技術、物流信息系統開發、工程項目管理、售前技術支持、售后技術服務的特色專業人才,其對接專業職業崗位能力培養體系如表1。
在感知層智能物流物聯網技術基礎實訓室,重點訓練學生RFID感知技術、條碼感知技術、情景感知技術、傳感器技術以及無線網絡組網技術等物聯網基礎信息感知與采集技能。
在網絡層智能物流物聯網仿真實訓室,重點訓練專業學生把感知層的采集的物理事件和數據和應用層物流行業應用系統相互連接,能通過WIFI、移動網絡技術及Internet構成一個可以互通信息的系統的專業能力。
在應用層智能物流物聯網技術開發實訓室,對接智能倉儲、智能運輸及智慧供應鏈等物流業務中具體應用,通過具體項目實踐,訓練學生物聯網應用集成及項目實踐能力。
4.3對接物流行業特色的專業培養效果
在對接物流行業特色物聯網專業建設的輻射下,學院的物聯網應用技術專業建設取得了非常好的效果,具體如下:
1)共建工程研究中心,推進新技術研發
學院與國防科技大學聯合成立“物聯網感知技術與應用湖南工程研究中心”,共同研發湖南省“十三五”科技重大專項課題(超高頻電子標簽芯片研制與應用示范),積極開展新技術研究,為提升專業服務產業升級轉型注入新的動力。
2)承擔省級重點項目,打造專業品牌
承擔了湖南省物聯網應用技術學生技能抽查標準的開發及湖南省物聯網應用技術生產實習實訓基地建設單位,并2015年開始負責湖南省高職物聯網應用技術競賽、中職物聯網應用與維護技術競賽項目,逐步形成了專業的品牌的效應。
隨著信息技術的發展,智能化管理和服務已經快速進入發展階段,物聯網正是在這樣的背景上發展起來的新興產業,物聯網應用的快速發展和其應用范圍,迫使社會對物聯網人才需求日趨增長,物聯網專業技能型人才的培養工作也是各職業院校、中等專業學校未來的培訓目標。物聯網應用技術是一門新興課程,該課程的實踐性和實用性都很強,所教授的知識與實際生活、企業實踐息息相關。教師在教學過程中,如單純以課堂講授和原理驗證為主進行教學,學生則難以把理論知識轉化為實際動手能力,難以了解真實的物聯網絡環境,更無法親歷物聯網絡項目工作過程和積累必要的工作經驗。因此,在中職物聯網應用技術課程教學中實施項目教學法有著重要的實踐意義。
一、項目教學法的在課堂教學中的優勢
實訓教學的目標是提高學生的全面能力,使專業實訓更接近社會需求,最終能實現學生的零距離上崗。為此,研究了一種更貼近實際應用的教學策略――項目教學法。在項目教學法的具體實踐中,教師的作用不再是一部百科全書或一個供學生利用的資料庫,而成為了一名向導和顧問,幫助學生在獨立研究的道路上迅速前進,引導學生如何在實踐中發現新知識,掌握新內容。學生作為學習的主體,通過獨立完成項目把理論與實踐有機地結合起來,不僅提高了理論水平和實操技能,而且又在教師有目的的引導下,培養了合作、解決問題等綜合能力。同時,教師在觀察學生、幫助學生的過程中,開闊了視野,提高了專業水平??梢哉f,項目教學法是師生共同完成項目,共同取得進步的教學方法。在技工院校、職業教育中,項目教學法有其獨特的優勢,應進一步總結提高,大力試用推廣。
二、《物聯網應用技術》課實施項目教學法的必要性
(1)物聯網應用技術課程是一門實踐性很強的專業課程,具有指令多、理論知識抽象、編程思想復雜,但實踐性強等特點,學生在學習時常常感覺內容抽象,枯燥無味,不容易聽懂。在教學過程中采用項目教學法,能夠使學生在項目實踐中掌握物聯網應用技術課程的理論知識,提高物聯網應用技術操作技能水平,做到學、做合一,理實一體,最終達到培養技能型人才的目標。
(2)激發學生的學習興趣形成積極學習的態度。在教師精心創設的環境中,把學生帶入學習的主題,學生的共同興趣必然會相互促進形成積極向上的學習態度。而這些多個項目興趣的累積同時也會逐漸在學生中形成良好的興趣氛圍和學習氛圍。
(3)讓學生養成自主學習的行為習慣。學生在項目里不斷討論、交流、自主探索,必然能夠養成自主學習的行為習慣,這為陪養學生的學習能力提供了可靠的前提。誠然,學生能養成自主學習的行為習慣也是我們教學的一個目的所在,而實踐證明項目教學確實能達到這一目的。
(4)有利于提升教師自身的教學能力。將項目教學法應用于《物聯網應用技術》課程中,不僅僅對學生是一種考驗,對教師也是一種挑戰。高質量的教學效果要有高質量的師資作保障,在進行項目教學時,教師要了解和熟悉所選項目,并且要對可能出現的情況問題進行預測和分析,在項目進行過程中還要進行跟蹤并對學生進行指導。這就要求教師具備深厚的專業功底和廣博的知識,同時還要加強對相鄰學科的學習。因此,運用項目教學法有利于優化教師自身的知識結構和提升自身教學能力。
三、項目教學法在《物聯網應用技術》教學中的實施
(1)確定項目任務。在項目教學法中,教學的整個過程和內容都以項目為主線,項目確定后,整個教學過程也就確定了下來,所以項目的選擇是關鍵。但是項目的選擇要以教學內容為依據,它既要與書本知識緊密結合,又要能提供一定的想象空間,讓學生既能運用已有知識,又可以發揮創造力。就《物聯網應用技術實訓》課程,由教師提出項目任務設想,然后與學生一起討論,最終確定項目的目標和任務(詳見下表)。
(2)制定計劃。首先由學生組建團隊,這一步很重要,它是貫穿整個項目教學活動的基礎。筆者根據班級學生綜合情況,把班級學生劃分為三類:一類為VC編程較好的學生,另一類為eclipse編程較好的學生,第三類為動手能力較強的學生。每類出一個學生自由組合,三人組成一個小組。這樣利于學生的項目分工、合作、融洽等好處。每小組選舉產生組長,小組成員討論并制定項目實施計劃,根據個人特長分配不同的工作。小組制定一份完成“項目”的計劃書,其內容包括人力分配、完成項目所需時間計劃、使用材料計劃、所需模塊等。
(3)實施計劃。每個小組安排一臺物聯網綜合實訓設備及兩臺電腦,根據小組制定的計劃,完成對項目的功能拓撲圖、程序流程圖、程序設計、連接圖繪制、器件安裝、項目調試等。在實施過程中,學生會遇到各種各樣的問題,教師應鼓勵學生積極地探索和解決問題,并提供解決問題的思路,切忌走回教師講授、示范,學生完成實操的老路。學生遇到的集體性問題,教師應進行集中講解,但一定要把握切入的時機。教師恰到好處的講授,將有助于理論與實踐的結合,也可以擴充學生的相關理論知識,幫助學生解答疑難問題。總之在這個環節,教師的角色是輔助者、監督員,學生才是項目的完成者。在實施項目過程中,教師起到主持人的作用,而學生起到主導作用,引導學生邊做邊想,從不同的項目中去了解整個流程,從而培養學生動手能力、分析解決問題能力、小組溝通協調能力等。
四、項目評價
項目的評價是項目教學法的重要環節。針對所給出的項目,教師應設計出相應的評價標準,使其能夠客觀公正地對學生的學習成果給予評價。在設計過程中采用階段性評價與目標性評價相結合的方式,分階段、分目標地給出考核結果。同時建立小組自評、小組互評、相關專業教師綜合評定的多元評定機制。將學生的知識掌握程度、操作熟練程度、團隊合作意識、問題處理能力等各個方面有機結合起來,客觀地給出考核評價結果。
五、實施項目教學法的反思
項目教學法突破了傳統的教學模式,通過選取項目來創設情景,通過合作學習的方式開展學習,通過完成項目實現“意義建構”,通過解決現實問題促使學生學習知識與技能。這給學生足夠的空間,允許學生形成自己的看法,按自己的方式去研究,同時又培養了良好的團隊合作精神,充分體現以學生的全面發展為中心的教育思想。這種教學方法可以廣泛應用到技能實訓中,但在實施項目教學的過程中一定要重視以下幾個問題。
1.充分考慮影響課程任務的各種因素。比如,項目中一些任務可能由于時間的限制,無法當堂完成,影響了任務的連續性和課程的進度;也可能由于學生的計算機基礎參差不齊或學習態度的問題,有小部分學生無法按時完成相應的任務,從而導致整個小組任務推遲完成或者無法完成;課堂上教師可能無法對每一位學生的學習任務進行及時有效的指導和評價等。
關鍵詞:物聯網技術;現狀;前景
物聯網是一種應用于多種技術領域的新技術,通信技術是物聯網技術的關鍵。對物聯網技術的定位:物聯網是基于互聯網、EPC技術以及無線數據通信技術等構成的全球物品信息實時共享的實物互聯網?;谌f物互聯趨勢的發展,物聯網技術在智能行業中的應用越來越廣泛,物聯網技術擁有的商業價值也越來越大,因此研究物聯網技術的發展現狀及發展趨勢對促進我國互聯網+戰略具有重要的現實意義。
1物聯網技術的發展現狀
物聯網技術是繼計算機技術、互聯網技術發展之后興起的第三信息技術,物聯網技術最早是由美國麻省理工學院Ashton教授于1999年提出的,經過幾十年的發展,物聯網技術已經在社會行業中得到廣泛的應用,當前我國物流網技術發展呈現出以下特點:一是政府部門高度重視物聯網技術?;谖锫摼W技術巨大的商業價值,我國將物聯網技術納入新興產業發展規劃中,并且加大了對物聯網技術的研發力度,實現了物聯網技術在社會領域的應用;二是高校開設了物聯網專業課程,例如我院就針對物聯網應用技術專業建立了物聯網實訓室,其目的就是培養學生掌握物聯網技術的實踐能力,使其具備物聯網組建、管理、維護、應用等能力;三是物聯網技術不斷創新。NB-IoT技術重大突破,技術標準快速確立,該技術有效解決了物聯網技術此前無法進行長距離、大規模廣泛部署的技術空白,提高了我國通信技術的發展與應用水平。
2物聯網關鍵技術及發展瓶頸
物聯網技術在通信行業中得到廣泛的應用。據不完全統計,2015年,全球物聯網連接數量約為60億個,根據這一速度,在2025年前,物聯網連網設備數量將達到270億個,因此發展物聯網技術是當前經濟發展的重要方向。通過分析當前物聯網技術應用的需求,實現物聯網技術應用的關鍵技術為:一是傳感控制技術。傳感器是物聯網技術實現價值的關鍵部件,傳感器能夠對數據信息進行實時采集,并且將采集的信息傳遞給終端處理系統。二是中間件技術。中間件主要承擔的是為底層與上層之間的數據傳遞提供互動平臺,實現數據資源的共享,因此該技術的關鍵是對數據的處理。三是云計算技術。物聯網技術依托于互聯網技術,實現云計算,因此在智能技術時代背景下,云計算實現了數據的空間轉移,提高了智能家居的模式發展。當然,物聯網技術在快速發展的同時,實現物聯網技術應用價值還存在一些問題:首先是物聯網技術的標準規范有待統一。標準統一是物聯網產業發展的重要保障,然而目前各國對物聯網標準體系的規定還不統一,這影響到物聯網產業化、規?;l展。2015年國際標準組織(ISO/IEC)在比利時布魯塞爾召開物聯網標準化(WG10)大會,新成立的WG10物聯網標準工作組同步轉移原中國主導的物聯網體系架構國際標準項目(ISO/IEC30141),并由中國無錫物聯網產業研究院專家繼續擔任該體系架構項目組主編輯,這標志著我國繼續擁有國際物聯網標準最高話語權。其次信息安全和隱私保護有待解決。物聯網技術應用最大的瓶頸就是如何保護信息安全和用戶隱私,以智能停車場為例,雖然通過物聯網技術實現了自動控制,但是當前市場中存在的仿制門禁卡的現象也影響用戶的信息安全,因此如何解決安全問題一直是物聯網技術發展所要解決的主要問題。最后物聯網技術的終端設備性能、價格等也是影響其發展的瓶頸之一。
3物聯網技術應用前景展望
通過實踐觀察,在大力發展大數據技術的時代背景下,物聯網技術已經融入社會的各個領域,家居行業、交通行業、工業生產以及通信行業等等。結合物聯網技術的發展趨勢,物聯網技術應用將朝以下幾個領域發展:3.1通信行業目前基于物聯網技術的通信技術在全球范圍內得以開發與發展,尤其是低功耗廣域網通信技術成為最有發展前景的通信網絡技術。LoRaWAN的技術是物聯網領域最受關注的技術,實現了長期間的運作,并且具有低功耗、遠距離傳輸的特點,大大提高了物聯網技術數據傳輸的速度,進而滿足了公共資源數據傳遞的需要。3.2智慧城市建設當物聯網這一新興的信息技術日益成熟時,智慧城市建設中的技術問題便得到了有效解決。基于物聯網蓬勃興起的業務與應用逐漸成為智慧城市的主流應用,并且物聯網能實現產業優化升級,使城市環境完備智能、城市服務高效靈活、城市治理精準高效,使城市更加智慧,使人們的生活更美好,是提升城市競爭力的關鍵因素。當然物聯網技術還應用到智能家居建設中,將實現家居的智能控制。3.3智能工業制造石油天然氣與工廠環境工業領域是目前物聯網項目最多的應用領域。物聯網技術的遠程監控和優化重資產的能力,使得很多石油天然氣項目的實施和運行得到了技術與效益方面的支持。尤其近年來,國內傳感器市場持續增長,年均增長速度超過20%。在智能化電子產品不斷涌現、物聯網智能終端與整機產品制造市場穩定發展的帶動下,傳感器產品國產化需求不斷加大,為國內企業帶來了巨大的發展空間。
參考文獻:
[1]趙靜.低速率物聯網蜂窩通信技術現狀及發展趨勢[J].移動通信,2016.7.
關鍵詞:計算機 物聯網技術 應用
中圖分類號:TP39 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)11-0006-01
一、計算機物聯網技術的內容簡介
從根本上來說,計算機物聯網技術是一種基于計算機信息技術而構建形成的網絡技術,它具有三個技術體系層次,分別是感知層、網絡層以及應用層,其中網絡層又可分為傳輸層和處理層首先是感知層,感知層包含的技術有IC卡與條形碼、RFID、傳感器、智能機械、識別碼等,它主要負責的是信息資料的采集。其次是網絡層,網絡層既包括傳輸層中的技術衛星通信、互聯網、固網、移動通訊網等,又包括處理層中包含的技術,即智能技術、GIS/GRS技術、云計算等,因此,網絡層主要負責的是信息數據的傳輸工作第三層是應用層,該層包括交流平臺、信息共享、數據存儲等技術,它能有效實現物與物之間、人與物之間的識別和感知,是信息交換與通訊的重要平臺。
二、計算機物聯網技術在各個領域的實踐應用
1.計算物聯網在交通方面的相關應用
交通的管理必須注重其質量和效率,計算機物聯網技術能實現交通管理部門的科學系統管理,有效推動交通的現代化運作和發展、物聯網技術讓交通信息傳播和共享更加方便快捷,保證了交通的安全穩定運作,避免了各種交通事故的頻繁發生。眾所周知,我國的人口數量眾多,城市交通運行壓力大,往往要面對大密度的車流,在管理上存在很大的困難。交通部門通過充分計算機物聯網技術能有效保證社會交通安全,實現交通的高效化、有序化的管理。 例如在高速公路收費管理上,通過利用ETC技術,辦理ETC的每一輛車每當通過收費站前的關口,系統會自動識別車輛的出入口信息,從而完成收費扣費的程序,大大降低了收費工作人員的任務量,提高了高速公路的收費工作效率和質量。
2.計算機物聯網在物流方面的相關應用
未來物流的發展勢必朝著信息化的方向發展,在計算機物聯網技術的輔助下,物流產業將變得更加的安全可靠,各項信息能在計算機網絡平臺實現快速傳播、共享,物流企業能利用物聯網技術保證內部物流管理的智能化和自動化,方便工作人員管理物流貨物和查詢,實現對物品的實時跟蹤。物聯網技術的應用管理按照人類大腦系統巧妙模仿人類的思維方式,從而實現技術的操作和運用,讓物流控制和管理工作變得智能化和高效化,推動社會經濟的快速發展。
3.計算機物聯網在家庭生活中的應用
隨著人們生活水平不斷的提高,計算機物聯網技術早己和大眾生活密切相關,主要被應用在家電、家具等行業、物聯網技術在生活領域上的實踐應用,最大程度方便了人們的生活,為群眾節省了更多的時間,豐富了精神物質文化。例如,出現了越來越多的人有了培養室內植物的愛好,然而口常由于要工作或者照料家庭,未能擁有大量的時間和精力打理植被,而通過利用計算機物聯網技術能實現各種植被的自我調節,保證植物的穩定健康成長。
4.計算機物聯網在電網方面的應用
電網企業最重要的工作就是為大眾提供安全可靠的電力,而計算機物聯網技術能有效實現電網系統化、信息化以及高效化的發展、在現代化社會背景下,人們對于高質量的電力需求越來越大,對于人口密集的城市范圍內,通過合理采用物聯網技術,能有效解決掉配電終端、配電主站之間的通信,專業技術人員將電力企業的各項生產設備連接上物聯網,實現企業配網自動化的“三遙信息”131面對當前電網行業配電終端數量多和頻繁變動的弊端,物聯網能成功避免掉這個問題,降低企業的工作成木,有效提高企業電網的可制性和可觀測性,在第一時間監測到電力故障,及時采取解決措施,保障企業穩定安全的運行,持續不斷為社會輸送高質量的電力。
三、計算機物聯網技術的應用給社會帶來的影響
除了上文所講述的家庭生活領域、物流領域、農業領域之外,計算機物聯網技術在教學領域、交通領域、電網領域、食品安全領域、醫療領域、安全防護領域、污水處理領域、建筑領域等多個領域中都有應用??偟膩碚f,計算機物聯網技術給社會所帶來的影響主要體現在三個方面。首先是計算機物聯網技術的應用方便了人們的生產與生活。例如:物聯網技術在農業生產上的應用,提高了農業生產的質量物聯網技術在家庭生活中的應用,能夠實現對家居情況的遠程監控,可以讓住戶在同家前打開所需要的電器,為自己營造一個舒適的生活環境,也可以讓用戶對自己家的安全情況進行掌握,有效避免了盜竊情況的發生。其次,計算機物聯網技術有效實現了節能減排。例如:物聯網技術可以對各地交通進行監控,幫助司機選擇合適快捷的路線,以此減少能源浪費另外,供電部門也可以利用物聯網技術來對用戶用電的情況進行隨時了解,進而對電網進行智能化的處理和設置,還可以在第一時間發現用電異常,讓相關工作人員針對這些異常及時的做出應對方案,這樣不僅有效避免了電力能源的耗費,達到節能減排的效果,還提高了電網系統的安全性能,減少了電網企業不必要的經濟損失。最后,計算機物聯網技術的應用推動了社會經濟的增長。
結束語
計算機物聯網技術的全面普及推廣應用延伸發展至社會生活諸多領域均通過不同程度地系統化、有序化的形式促進社會進一步發展計算機物聯網技術應用一方面能夠有利于人們生活邁向高速智能化方向一方面能夠促進社會向信息化、智能化方向進步。如此多維化、多角度的信息技術方法不斷通過更為全面的方式進入社會經濟急速發展的視野注力于現代技術進步為當代生活社會提供源源不斷的發展動力。
參考文獻
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關鍵詞:物聯網;技術構成;關鍵技術
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A
物聯網技術誕生于20世紀初,早期的物聯網主要是家庭智能設施與傳感器的互聯應用,以此為無線終端或設備提供便利化服務。該技術經過十幾年的發展和完善,現階段應用在世界范圍內獲得了廣泛的應用。文中主要對物聯網技術的構成及關鍵技術應用進行探究,為我國今后的物聯網技術應用與創新提供可行性參考。
1物聯網的基本信息技術及系統構成
1.1物聯網的基本概念屬性
所謂物聯網,就是將各種傳感器系統與信息設備接入互聯網當中,以此形成一個巨大的智能化網絡系統,為用戶和企業單位提供生活與工作上的便利,切實滿足用戶的實際要求。在物聯網的構建與設置過程中,應當明確認識到,傳感器設備與傳感器系統的選擇是具有方向性的,在選擇系統設備的過程中應通過物通信模式進一步確定傳感器系統設備的實際效果,確保構建好的物聯網能夠形成無線自組織的網絡形式,例如:射頻標簽閱讀裝置、有傳感器網絡、二維碼識別設備、條碼識別設備、全球定位系統等。物聯網是由很多先進技術綜合構成的,在物聯網的運作過程中,系統的核心組成部分就是傳感器技術的應用。物聯網在正常運作過程中,主要目標是使任何人能夠在任何時間、任何地點通過任何途徑進行連接與交流,以此體現出物聯網的基本屬性?,F階段,國內物聯網在實踐應用過程中充分體現出了收集性、集中性、通信性以及計算性的屬性特點,這也是物聯網能夠在市場上廣泛發展與應用的重要因素。
1.2物聯網的體系構成
物聯網在體系構成上可以歸納為以下幾個方面的內容:感知系統的感知性能、互聯網的信息傳遞性能、接入系統的信息接入性能、應用系統的實際應用性能以及服務管理系統的管理控制性能。對于感知系統來說,物聯網系統的主要功能是利用各種傳感器對周圍的環境狀態、物質屬性、行為狀態等因素進行物理量信息的獲取,以此為進一步的狀態辨識提供可靠的數據支持;接入系統主要的功能是將感知系統所獲取的信息轉移到互聯網當中;互聯網在物聯網系統的應用過程中,主要是利用IPv6/IPv4等軟件設備構建一個相互共享的智能化信息數據交流平臺,以此實現各單位信息的整合與應用;服務管理系統的主要功能是通過計算機的智能化管理模式,將互聯網中各個單位的大量信息數據加以管理和控制,使用戶在利用信息的過程中能夠獲得更大的便利。
2傳感器網絡的關鍵技術
2.1網絡接入技術
在物聯網的實踐應用過程中,數據信息能否穩定持續地保持良好的網絡接入狀態,取決于網絡接入技術的實際應用效果。如果網絡接入環節出現了明顯的短路或異常情況,那么用戶的大量數據信息就很容易出現丟失或者損壞的情況,不能有效做到數據信息的實時性,這將會導致一系列嚴重的問題,更會影響到物聯網的工作質量與實際工作效率。因此,網絡接入技術的好壞就會直接影響到物聯網的實際應用情況。對于物聯網網絡的接入方式來說,傳統的物聯網網絡接入技術主要是通過網關來決定和完成的,因此,對于網絡接入技術而言,在實踐應用過程中需要將終端感知網絡與服務器相互連接,例如TD-SCDMA的蜂窩式網絡、GSM、WLAN、Intenrent以及WPAN的專用無線式網絡等。
2.2智能信號處理技術
在數據信息的采集過程中,技術人員還需要采用初始數據處理方式,對這些數據信息相關聯的目標事物進行準確判定,以此得到與目標事物相互關聯的數據信息。在數據信息的處理過程中,技術人員首先需要從數據信息中分析出量測值,通過對原始信號進行計算,利用先進的信息提取技術進一步獲取原始信號當中的數據信息,在經過篩選與提取后充分提高數據信息的精確值。處理好數據信號以后,還需要在影射空間內進行各類數據信號的轉換,使相應的以及具有相關特征的數據信號能夠對號入座,準確找出與之相對應的物理事件。智能信號處理技術在實踐應用過程中需要利用信號的干擾技術、濾波技術以及分離技術,根據信息處理的具體特征,準確在節點上實現優質化的信息處理。同時也可以在基站上實現信息數據的處理。利用這種信號處理技術,優點是能夠在信息的整理過程中有效達到實時性,充分降低數據信息的流失,減少信息數據傳輸的能量損耗。但是,通過對我國現階段的智能信號處理技術進行實踐研究可知,該技術在應用過程中節點資源較為有效,這就導致低算法、復雜程度較高的問題情況時有發生,技術操作人員的工作難度更是大大增加。因此,技術人員在采用這一方法的過程中,應具體考慮到信息流失量以及能量消耗情況,經過準確計算與研究后,謹慎采用智能信號處理技術。
2.3智能感知技術
物聯網作為我國現階段應用范圍較廣的一類優質化網絡系統應用技術,其最基本的工作環節就是對目標信息進行采集,通過進行物與物、物與人之間的聯系,進一步提升傳感器系統設備的整體使用效果。在進行數據信息的收集與傳輸的過程中,技術人員及用戶通常都會安裝MCU控制器、操作系統以及嵌入式系統,通過這些系統設備,用戶可以更加簡便、高效地操作物聯網的傳感器設備,促使采集設備在使用過程中實現高性能、造價低、操作性強的實踐應用特點。在物聯網的數據信息采集過程中,該技術對數據信息具有全面性、廣泛性以及微觀形的操作特點,用戶或技術人員必須做到信息數據的全面化收集,這樣才能更加客觀、正確地對溫度、光照度、濕度等物理量做出準確計算與研究,以此達到詳細的數據信息收集效果。在這個過程中,物聯網的智能感知技術是必不可少的,傳感器技術的實踐應用優勢也得以充分體現。
3結語
綜上所述,物聯網是由多種先進技術綜合而成的優質化、現代化網絡技術,在實踐應用過程中數量多、應用效果較為復雜,具有顯著的科學研究價值與實際應用價值。隨著我國計算機科學技術的高速發展,互聯網時代下的網絡應用技術已經成為人們所關注的重點內容,而物聯網技術又是網絡技術和多種應用型技術的融合,物聯網技術的普及,不僅能夠做到人與物的信息交流、人與人的信息交流、物與物之間的相互關聯,還能充分推動我國現代化科學技術的開發與利用,這對于我國社會科學技術的發展具有重要意義。
參考文獻
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伴隨物聯網技術的飛速發展,物聯網整體安全問題逐步成為未來廣泛應用、持續優化進程中一類不容忽視的重要問題。物聯網發展至高級水平,其場景中各類實體均包含一定程度的感知、運算、分析以及執行功能。倘若該類感知設備普遍應用,便會對我國的基礎建設、社會活動以及個人機密信息安全形成全新的影響威脅。為此做好信息工程安全監理尤為重要,只有科學應用物聯網技術,構建信息安全交互模型、體系架構,方能激發物聯網技術核心優勢,確保安全應用實踐,提升綜合安全水平,并實現全面、持續發展。
1.物聯網技術內涵
物聯網技術在信息工程安全監理系統中發揮了重要的應用價值,為系統網絡化的重要核心。該項技術借助網絡平臺,應用統一一致物品編碼手段、射頻識別處理技術以及無線通信手段,可對廣闊范疇之中,甚至是全球范圍中的各類單件產品進行追溯以及有效跟蹤。應用物聯網技術手段,可由工程項目的招標環節開始直至工程管理驗收環節,對各類應用設施器具設置EPC標志,并應用無線射頻手段,傳輸信息工程各個階段的價值化咨詢信息至網絡系統中,進而令監理人員僅依據EPC標簽,便可獲取產品各階段包含的信息,進而判定其生產加工直至成品的流程階段中包含的潛在威脅以及不安全因素。由此可見借助射頻識別技術,進行有用信息數據的全面采集分析與匯總,科學應用移動計算手段以及數據庫系統設計便可有效對信息工程進行安全管控監理,并做好數據判斷辨析,提升綜合安全水平,強化實踐工作效率。
2.信息工程安全監理科學創建物聯網架構體系
信息工程安全監理主要負責信息化工程建設服務、運行升級與優化改造階段中從事的信息安全有關監督管理活動。
目前,我國信息工程監理框架體系的創建基于IT市場構成了獨立體系中的兩個層次。應用物聯網現代化技術可令信息工程發展建設中包含的安全隱患問題以及存在的風險事項快速的傳達至業主,并有效的疏導業主方以及承建方的相關爭議與矛盾問題。核心工作內容便是對包含的信息安全相關問題實施風險分析并做好優化管控。信息工程安全監理創建物聯網體系架構應涵蓋四類組成內容。具體包括物聯網系統架構、安全監理平臺、監督管理系統以及中間結構體系。信息工程安全監督管理物聯網體系架構主體就信息化應用發展過程中安全監督管理涉及范疇廣泛、管控指標內容豐富、需連續性實踐等具體特征,采用物聯網手段技術完成對信息化項目工程的優化改造、建設調節,并實施安全問題管理監視。具體工作內容則涵蓋對生產實踐場景、環境做好檢測監督、進行生產員工安全行為測試管控,并就特定生產物品的整體安全性進行管理監督,重點監視控制人流相對密集的方位,同時做好重要生產設施、以及設備的管理,完善安全事故應急管理階段中各類場景資訊、人員與物品綜合信息的匯總搜集等。
3.物聯網技術信息交互安全問題
伴隨物聯網技術應用服務范疇的持續拓寬,感知網絡應對處理的信息呈現出更為多元化的態勢,甚至涵蓋政府管理、國防建設、軍事服務以及金融市場等較多領域。
由此引發的信息安全問題則需要我們重點關注,有效解決?;诰W絡以及節點有限資源的總量限制,相對來講較為成熟應用的安全監理措施方案常常不能直接用在物聯網感知系統中。為此,研究人員探討了更為豐富的安全管理方案。例如應用加密技術、安全路由管理協議、管控存取以及數據融合技術等,提升物聯網技術應用安全水平。數據加密應用階段中,基于網絡節點存儲、分析以及能量的有限,較多手段應用相對簡單加密算法。數據加密應用技術中密鑰管理尤為重要,其擔負著密鑰的形成、分發以及保管、更新與處理等任務,在全局預制應用方案的基礎上,我們可依據無線感知系統網絡結構體系、節點規劃以及安全管理需求,創建更為豐富的密鑰管理策略。
例如應用預分布處理方案,可在脫機狀態下形成一定容量密鑰池,各個節點則可隨機由其中獲取密鑰成為密鑰環,完成網絡系統的規劃部署之后,則只需節點包含同對密鑰便可應用其組建安全通道。為優化提升物聯網架構體系安全能力水平,可進一步優化更新技術方案??蓪⒐濣c公鑰數量擴充,進而令網絡攻擊影響變得更為困難,進而確保信息安全,優化監理管控。另外,可配設安全路由,科學應對節點、匯聚方位安全問題,確保高效準確的實現信息數據的傳輸應用。基于無線感知系統網絡體現了節點對等以及多跳傳輸的實踐特征,倘若攻擊方進行惡意節點布設,便較易形成路由篡改、選擇轉發影響,導致黑洞以及蠕蟲病毒感染問題。為此,應依據無線感知體系網絡特征以及物聯網技術應用需要,分析制定合理的安全路由應用協議,可應用冗余路由同相關認證機制預防網絡不良攻擊影響,提升物聯網系統技術綜合安全水平。
數據融合為物聯網交互以及信息感知的核心手段,倘若其中節點被不良俘獲,便較易導致融合節點無法分清正常信息以及惡意數據的問題。尤其對融合節點影響攻擊,不僅會對下游節點信息形成不良破壞,還會對發送至匯聚節點信息形成負面影響。為此,物聯網數據融合階段中應全面考量信息安全應用問題??蓜摻己玫娜诤瞎芾頇C制,通過隨機抽樣以及數據信息的互相驗證,令用戶位于節點遭遇捕獲狀況,仍舊可判定匯聚節點信息數據安全有效性。
基于節點隱私的暴露,會對檢測管理目標整體安全性形成不良影響。為此應創建物聯網有效安全保護以及信息存儲管控機制??蓱枚ㄎ粎f議,利用可信定位確保節點獲取正確位置信息,預防不準確定位導致的負面影響,進而全面提升物聯網交互以及感知信息綜合安全水平,創建優質發展環境。
物聯網技術的應用能夠使經過互聯的設備在無人操作的環境下進行工作,大大的提高了物流行業的工作效率。隨著科學技術不斷的進步,手機等移動設備也能夠進行高速互聯,通過云計算技術的幫助,物聯網技術逐漸走向成熟。物聯網在物流管理上的應用提高了物流行業的工作效率,提高物流管理工作的準確性,為物流行業的高度發展提供了廣闊的關鍵。
二、物聯網的基本概念
物聯網技術是以計算機網絡技術為基礎發展未來的一種新型的通信技術。物聯網指的是將無處不在的末端設備和設施,包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、數控系統、視頻監控系統等和“外在使能”的智能化物件或者智能塵埃,例如攜帶無線終端的個人與車輛等,通過各種無線或者有線,使得長距離或者短距離實現互聯互通的通訊網絡,應用大集成,云計算等技術,在互聯網的環境下,采用適當的安全保障機制,提供安全可靠,個性化的實時在線監控,定位追蹤、報警聯動、遠程監控、在線升級等管理和服務功能,實現對各種事物的高效、節能、安全的“管、控、營”一體化。
三、物聯網環境下我國物流的發展情況
(一)物流行業對物聯網技術的應用
我國在上世紀末就已經開始了對物聯網技術的研究,物聯網技術在物流行業中的應用相對來說也比較成熟了,但是,由于我國對物聯網技術的應用仍然處于研究階段,所以,還存在許多需要改進的問題。目前我國物流行業對物聯網技術的運用主要是利用物聯網技術進行企業的基礎信息化的建設和物流行業辦公軟件中,對物流行業最重要的業務流程以及業務技術規范中還沒有應用到物聯網技術。仍然停留在表層的應用上,物聯網技術中最主要的輔助物流企業決策的基本功能還應用到物流的管理中去。還有一點明顯的不足就是,對于一些微小型的物流企業還沒有應用到物聯網技術,還停留在傳統管理的層面上。
(二)物流行業在物聯網應用過程中存在的問題
物流行業在對物聯網技術的應用中缺少一個技術上的標準,沒有一套完整的管理體制。1、物流行業對物聯網技術的應用仍然處于研究階段,物聯網主要的功能沒有被使用,即物聯網的輔助決策功能以及管理功能。2、使用物聯網技術的企業沒有向更深的層面去發掘互聯網的功能,使得互聯網的核心功能沒有被開發出來。3、物流行業沒有根據自身企業的特點度開發物聯網技術的功能,循序漸進的使用方法使得物聯網的功能單一化,物聯網無法發揮其真正的功能。
四、物聯網在物流管理上存在的問題
物聯網技術和物流行業的構成都比較復雜的,因此,在物流企業中應用物聯網技術進行企業管理也是具有一定的復雜性。因此,我國的物流行業在物聯網技術的環境下進行多維度協同管理的過程中無可避免會遇到各種各樣的問題。
(一)對物流信息進行融合管理
物聯網環境下的數據信息來源廣,結構各異,數據量大,實時更新,具有一定的不確定性。物流數據資源的及時有效的處理是實現物流信息優化調度和物流業務實時再造的前提。因此,要及時解決物聯網環境下物流信息的融合與管理中存在的問題。1、缺少物聯網環境下對物流信息在服務層面上的信息融合與管理。2、缺少物聯網環境下對物流數據多具有的特點,沒有建立針對物聯網技術的存儲體系。3、在對數據進行檢索應用的過程中,過于重視從技術角度上去研究新的查詢語言和數據跟蹤技術,忽略了從面向服務的角度研究數據之間的關聯關系,建立檢索、回溯模型等。
(二)物流行業的業務管理上存在一定的問題
在現行的物流行業的管理中,物聯網環境下業務流程管理方面仍舊處于一個理論階段,缺少實踐經驗。業務流程再造既是對組織結構和管理模式等的重新設計,還是一次重要的革命,旨在重新塑造符合時展潮流的經營理念和思維方式,對于如何保證物聯網環境下物流業務管理,許多學者都開展了相應的研究課題,其中主要存在的問題有:1、業務流程再造過程中系統需求分析問題。2、物聯網環境下業務流程需要建立一個合理的評價體制和正確的評價方法。
(三)缺少相關的物流管理標準體系
無論國內還是國外都沒有制定相關的在物聯網環境下針對物流管理的標準,為物流行業和物聯網技術發展提供帶來一定的阻礙。
五、物聯網環境下多維度協同物流管理的對策
(一)加大物聯網環境下信息的融合與管理力度
在物聯網環境下,應該全面的從數據信息的各種特點出發,對信息進行融合和管理,建立完善的存儲系統,完善信息的檢索和追蹤。
(二)實現物聯網環境下物流業務再造
設計合理的業務流程和業務目標,仔細分析系統所需問題,對業務過程中存在的瓶頸進行優化配置,建立合理的評價體系,選擇正確的評價方式。
(三)在現有的基礎上大力開發物聯網技術的潛能
雖然,我國對物聯網技術的研究開始的比較早,但是還存在很多的不足之處,物聯網環境下多維度協同物流管理還存在很多技術難點,相關的研究人員應該加大對物聯網技術的研究,逐漸完善物聯網環境下物流管理體系。
六、總結
關鍵詞:物聯網技術與應用 教學目標 知識體系 內容安排 教學方法
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)01(a)-0162-03
物聯網(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美國麻省理工學院提出,隨著技術和應用的發展,物聯網內涵不斷擴展[1]。目前業界普遍認為:物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡延伸,它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別,通過網絡傳輸互聯,進行計算、處理和知識挖掘,實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接,達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的[2-5]。
物聯網可以廣泛應用于經濟社會發展的各個領域,引發和帶動生產力、生產方式和生活方式的深刻變革,成為經濟社會綠色、智能、可持續發展的關鍵基礎和重要引擎[6]。近年來,在“兩化融合”和“感知中國”等國家戰略背景下,物聯網發展受到了我國政府、科研、教育、產業界的高度關注。我國經濟社會各領域蘊含巨大的物聯網應用潛能,眾多行業對物聯網技術人才需求旺盛[7]。為此,中國傳媒大學于2012年通過教育部審批,依托理工學部信息工程學院網絡工程系開辦物聯網專業方向,成為全國較早面向本科生開設物聯網專業方向的高校之一。
1 課程教學目標
《物聯網技術與應用》是網絡工程系物聯網技術專業方向學生學習的第一門專業課,其主要目的是使學生了解物聯網的基本概念和相關技術,對物聯網在各個領域的典型應用有所認識,在此基礎上了解物聯網系統的整體框架,明確物聯網工程各個專業課程的意義和課程之間的關系,為后續的學習打好基礎,同時激發學生的學習興趣[8]。因此,《物聯網技術與應用》課程的講授成功與否關系到物聯網人才培養的質量,進而影響到我國物聯網技術發展的進程[9]。
2 課程知識體系及內容安排
2.1 知識體系
物聯網的架構分為3個層次:感知層、網絡層和應用層,如圖1所示[1]。
感知層是物聯網的“皮膚”和“五官”,用于識別物體、采集信息,是聯系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動感知設備包括:RFID標簽與讀寫設備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測控設備等;感知層中的人工生成信息設備包括:智能手機、智能機器人等。
網絡層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過各種接入技術連接最終的用戶設備。匯聚層的功能為:匯接接入層的用戶流量,進行數據分組傳輸的匯聚、轉發與交換;根據接入層的用戶流量,進行本地路由、過濾、流量均衡、優先級管理,以及安全控制、地址轉換、流量整形等處理;根據處理結果把用戶流量轉發到核心交換層或在本地進行路由處理。核心交換層為物聯網提供一個高速、安全與保證服務質量的數據傳輸環境。匯聚層與核心交換層的網絡通信設備與通信線路構成了傳輸網。
應用層可以進一步分為管理服務層和行業應用層。管理服務層通過中間件軟件實現了感知硬件與應用軟件物理的隔離與邏輯的無縫連接,提供海量數據的高效、可靠地匯聚、整合與存儲,通過數據挖掘、智能數據處理與智能決策計算,為行業應用層提供安全的網絡管理與智能服務。行業應用層由多樣化、規模化的行業應用系統構成,包括:智能電網、智能環保、智能交通、智能醫療等。
此外,涉及感知層、網絡層與應用層的共性技術包括信息安全、網絡管理、對象名字服務與服務質量保證等。
2.2 內容安排
《物聯網技g與應用》課程的內容安排[10-12]如圖2所示,其中,各部分包含的主要內容有[1-6]以下幾方面。
物聯網概論:物聯網發展的社會背景、技術背景;物聯網的定義與主要技術特征;物聯網體系結構;物聯網關鍵技術與產業發展。
RFID技術:自動識別技術的發展背景、條形碼簡介、磁卡與IC卡的應用、RFID、RFID應用系統結構與組成、RFID標簽編碼標準。
傳感器技術:傳感器;智能傳感器與無線傳感器;無線傳感器網絡;無線傳感器網絡通信協議與標準。
嵌入式技術:智能設備的研究與發展;集成電路;嵌入式技術的研究與發展;RFID讀寫器與中間件軟件設計;無線傳感器網絡節點設計;可穿戴計算研究及其在物聯網中的應用;智能機器人研究及其在物聯網中的應用。
移動通信技術:通信技術的發展;移動通信技術的研究與發展;3G技術與移動互聯網應用的發展。
定位技術:位置信息與位置服務;物聯網中的位置服務;定位系統;移動通信定位技術、基于無線局域網的定位技術、基于RFID的定位技術、無線傳感器網絡定位技術。
數據處理技術:物聯網數據處理技術的基本概念;海量數據存儲技術;物聯網海量數據存儲與云計算;物聯網數據融合技術;物聯網中的智能決策。
信息安全技術:物聯網信息安全中的四個重要關系問題;物聯網信息安全技術研究;RFID安全與隱私保護研究。
物聯網的應用:智能電網;智能交通;智能醫療;智能物流。
3 課程教學方法
自2014年春季學期《物聯網技術與應用》課程首輪授課起至今,筆者已從以下幾方面做了有益嘗試,取得了良好的效果。
3.1 采用“翻轉課堂”模式將課堂內外相結合
翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新調整課堂內外的時間,將學習的決定權從教師轉移給學生。該教學模式需要學生在課后完成自主學習,即自主規劃學習內容、節奏、風格和呈現知識的方式,可以通過看視頻講座、聽播客、廣泛閱讀各種書籍、與其他同學討論等方式進行。教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習,其目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習體驗。翻轉課堂是對傳統課堂教學結構與教學流程的徹底顛覆。
在該課程的講授方式上,筆者嘗試引入“翻轉課堂”模式,轉變以往授課過程中教師“滿堂灌”、學生只是被動接受的傳統教學模式,利用教學實踐中小班授課、學生人數較少的優勢,使每位同學都有機會走上講臺,輪流充當“教師”的角色,過一把“教師癮”,從而充分調動學生的學習積極性和主動性。具體的實施過程為:首先,請每名學生選取物聯網學科中自己較為感興趣的一項具體技術作為自己的講授對象,通過廣泛查閱書籍文獻資料、上網搜索最新科技資訊等方式了解該項技術的來龍去脈、前世今生及發展前沿。然后,請學生自制課件,通過文字、圖片、視頻等方式形象生動地向大家講解艱澀枯燥的具體技術內容。其間,其他同學可以隨時提問,形成良好的互動效果,極大地活躍了課堂氣氛,同時也鍛煉了學生的邏輯思維能力和語言表達能力。最后,由教師點評學生的表現,指出其講解的優缺點,并補充完善知識點內容。學生的個人表現很大程度上決定了該門課程的個人結課成績。通過3年來具體的實踐,筆者發現學生們搜集資料的深度和廣度都遠遠超出了筆者的預期。作為老師,在授課的同時也收獲了很多新知識,達到了教學相長的目的。
3.2 教學與科研相結合
教師授課過程中應避免簡單生硬地照本宣科,而應以自身的科研經歷和科研體會現身說法,以激發學生的學習興趣。物聯網作為一門新興學科,發展日新月異。每輪備課時都要加入新的科技進展,對于教師來講,在科研方面需要不斷地關注科技前沿動態,及時更新知識,極具挑戰性。就筆者而言,由于一直從事數據挖掘領域的研究,在講授第八章《物聯網數據處理技術》時,就結合目前正在進行的有關電視節目受眾收視情況的數據挖掘研究課題,以實驗中具體的數據、模型為例,為學生講解數據挖掘技術的具體流程和其中的關鍵步驟,從而進一步加深學生對該技術的理解程度。
3.3 “走出去”與“引進來”相結合
“走出去”是指教師應當經常參加國內外相關教研機構組織的高校物聯網專業建設的培訓班、研討會等,廣結同行,吸取其他兄弟院校專業建設、課程改革的成功經驗,達到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,還可以與國內一些專業從事物聯網技術的企業建立良好的合作關系,建立學生實習、實訓基地。學生可以到企業實地參觀相應的產品生產線,以便與課堂中學到的知識點概念、原理聯系起來,獲得感性認識,從而加深理解。同時,學生可以利用寒暑假時間到企業實習或選派學生到企業進行畢業設計,不但使學生掌握了物聯網技術、熟悉了企業的運行模式,還可以為企業提供專業的人才,拓展學生的就業渠道[13]。
“引進來”是指教師應當定期邀請國內外物聯網專業的權威教授、相關技術人員走進課堂、走上講臺,為學生帶來最新的行業發展信息。此外,在教材選擇方面,教師應當不局限于國內出版的一些經典教材,還應當廣泛引進國外的外文教材,追蹤國際領先的前沿技術[14]。
綜上所述,文章從“物聯網技術與應用”課程的教學目標、知識體系及內容安排、教學方法等方面進行了探討。由于物聯網技術是近年來的新興技術,該課程也是中國傳媒大學理工學部信息工程學院網絡工程系自2014年首次引入的新課程,一切還在逐步摸索過程中,因此,探尋一套適合本專業學生的課程教學方案任重道遠。
4 結語
此文是筆者近3年來參加物聯網專業建設研討班培訓、備課、授課的心得體會。由于筆者的驗有限,考慮問題難免有失偏頗,望與各位讀者共同探討。作為一名青年教師,筆者未來仍然需要逐步沉淀,不斷思考、總結、實踐,為培養出社會需要的物聯網專業人才貢獻力量。
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【關鍵詞】物聯網技術;煤礦;綜合信息化
改革開放30余年的發展歷程中,隨著經濟建設步伐的不斷加快,我國煤炭行業取得了長足的發展。隨著產業體制改革的不斷深入,以人為本生產理念不斷深入,煤炭行業將安全生產觀念貫穿于產業發展始終,我國煤礦在構建和完善安全生產體系領域取得了巨大的成績。但是受到實踐技術水平和傳統生產觀念的影響,與國際先進國際先進煤礦安全體系相比,仍然存在不足之處,煤礦安全生產問題層出不窮。因此,煤礦綜合信息化建設對煤炭行業的健康可持續發展起著至關重要的作用,隨著科學技術的迅猛發展,物聯網技術應在煤礦綜合信息化建設過程中扮演重要角色,為煤炭行業甚至現代化建設提供科學技術上的保證。
1物聯網技術概述
1.1物聯網技術在煤炭行業的應用前景分析
物聯網技術在煤炭行業的廣泛應用實際上為煤礦安全生產問題提供了技術層面的支持。通過物聯網技術對煤礦實現感知,是保障人民生命財產安全的需要,關乎民生的重大問題。同時是提高煤炭企業安全生產、高效生產的需要,關乎市場經濟發展甚至經濟建設的穩定發展。物聯網技術在煤礦中的應用,具有耗資小、收益高,空間占有量小、實踐收益性高的優點,在煤礦綜合信息化平臺建設過程中發揮著重要作用,所以,物聯網技術在煤礦中的應用具有廣闊的發展前景。
1.2物聯網技術的技術基礎分析
物聯網技術是現代科學技術發展的重要成果,是人類智慧的結晶。物聯網技術是多項現代科學技術的結合體,以射頻技術、遙感技術、互聯網技術三項重大科學技術為技術基礎。(1)射頻技術。射頻技術(RadioFrequencyIdentification)又稱射頻識別技術,即國際通用的RFID技術。射頻技術是通過射頻識別系統完成監測工作的一項高新技術成果,射頻識別系統由射頻識別電子標簽、射頻識別閱讀器、射頻識別數據管理中心組成,能夠對正處于高速運行狀態的物體進行多角度,全方位的識別,在操作上具有方便快捷的特點[[1]。(2)無線傳感器網絡。無線傳感器網絡由安插在各生產區域的微型傳感器環節組成,通過無線遙感的方式形成的一種能夠實現快速傳遞信息的系統,是信息采集、信息整理、信息傳遞的綜合體。傳感器網絡具有動態性高、設計范圍廣泛和兼容性強的特點。
2煤礦綜合信息化建設現狀分析
煤礦綜合信息化是指在煤礦生產過程中,充分與先進信息技術結合,實現對傳統生產模式、監控系統的變革,進而發揮信息化在工業生產中的重要作用,實現以信息化帶動工業化的長遠發展目標。根據市場經濟對企業管理模式提出的要求,普遍煤炭企業已經建立了集生產管理、銷售管理、財務管理、制度管理、人力資源管理、辦公自動化管理、安全管理等各項企業管理于一身的現代煤炭企業管理體制。隨著信息技術的不斷發展,物聯網技術在煤炭企業的應用越來越廣泛,主要表現在以下三個方面:(1)物聯網技術在人員定位上得到廣泛應用。大多煤炭企業在礦井的重要節點,礦井重點區域、和重要安全監控區域設置了信息采集器,生產員工在進入礦井重要節點區域范圍時都將信息錄入人員定位系統中,通過物聯網技術對人員活動的動態情況進行全方位監測。(2)物聯網技術在礦井通信系統上得到廣泛應用。煤炭企業在礦井下設置基站,實現對控制器發出信息的有效采集,及時將采集的信息通過無線傳感器網絡進行傳遞,實現了井下的通信無障礙,有力避免井下作業的通信隱患,提高了煤炭企業安全生產系數[2]。(3)物聯網技術在設備點檢查與管理中得到廣泛應用。煤炭企業針對礦井中每臺設備配備完善的檢查和管理系統,通過物聯網技術對生產設備的監測與管理,能夠及時準確的接收生產設備傳遞的各類信息,及時做出應對措施,實現了對生產設備的高效管理。
3物聯網技術在煤礦綜合信息化建設中的應用分析
物聯網技術作為多項科學技術的結合體,在煤礦綜合信息化建設過程提供先進技術的保障與支持,對推動煤炭產業發展必將發揮不可替代的作用。
3.1工作人員、生產設備管理與物聯網技術的有機結合
在煤炭企業的生產活動中,實現員工、生產和設備管理與物聯網技術的有機結合,可以將煤礦生產中的動態信息和靜態信息有效統一,進而采取行之有效的應對措施,實現對工作人員和生產設備的有效管理。實現工作人員、生產設備管理與物聯網技術的有機結合實際上是要求將射頻技術、無線網絡通信技術和GPS定位技術廣泛應用于煤炭企業的生產活動中。借助射頻技術和無線網絡通信技術實現對工作人員和生產設備靜態生產信息的有效采集和傳遞,借助GPS定位技術對正在高速運行的生產車輛等動態生產信息進行采集,并將采集到的信息及時傳遞到綜合信息數據庫中,使煤炭企業能夠根據綜合信息做出有效的信息化管理,實現煤礦綜合信息化管理的目標。
3.2煤礦環境監測與物聯網技術有機結合
隨著可持續發展觀念的不斷發展,環境保護問題已經成為制造業在生產活動中必須考慮的重要因素。因此,煤炭企業在進行煤炭開采的過程中必須對環境保護問題予以足夠的關注和重視。煤炭企業通過射頻技術實現對煤礦內部諸多環境因素如:溫度、濕度、有害氣體排放量的有效監測,經過高速的無線通信網絡傳遞到煤炭企業綜合信息平臺,通過互聯網技術對信息的有效處理和分析,得出應對措施的結論。所以,實現煤礦生產環境監測與物聯網技術的有機結合對煤炭企業綜合信息化建設起到決定性的作用[3]。
3.3生產設備的遠程維護與物聯網技術有機結合
生產設備是工業生產的硬件保障,是一切生產活動有序進行的根本條件。利用物聯網技術,實現生產設備與物聯網的有效連接,并將其匯聚到煤礦的監管平臺可以有效的降低設備故障發生概率。例如,將焊接智能化技術運用到煤礦生產設備的維護中,通過RFID技術實現對設備的有效監控,借助微處理器的功能對生產設備有效控制,實現生產設備的遠程焊接。
4結語
綜合信息化建設對于煤炭企業提升綜合競爭力具有重要意義。隨著科學技術的不斷發展,將物聯網技術充分應用到煤礦的綜合信息化建設中,將極大程度的推進煤炭企業的有效生產和安全生產。希望通過本文的論述與分析,能夠為煤炭企業引入物聯網技術加速綜合信息化管理平臺提供借鑒和參考。
作者:王玉斌 單位:焦作煤業(集團)有限責任公司計訊處
參考文獻
[1]馬小平,胡延軍,繆燕子.物聯網、大數據及云計算技術在煤礦安全生產中的應用研究[J].工礦自動化,2014,08(04):5~9.