时间:2023-11-01 10:05:53
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引言
物联网技术是随着信息产业的第三次革命而逐渐兴起的一项技术,涵盖的领域较广,在我国的发展也逐渐趋向于成熟。我国的智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业以及智能家居等行业中都有物联网技术的身影,物联网技术上上述各行业中应用都取得了一定的成效。早在09年,温总理就在感知中国的讲话中提到了物联网技术的应用。随后物联网技术就迎来了发展的春天,随着物联网研究机构的逐渐建立,现阶段我国各行业的发展都急需物理网技术人才。因此,中职学校应具备一定的大局观,顺应社会发展的需求,加强对物联网技术人才的培养,为社会培养更多的物联网技术人才,进而推动物联网技术在各领域中的应用,最终促进我国社会与经济的深入发展。
1、物联网技术专业的教学现状
现阶段,物联网技术专业受到了我国大多数高校的重视,专门开设了物联网工程技术专业,并将其作为重点专业。但是当前物联网技术教学在我国仍处于探索与实践的阶段,体系还没有发展成熟,也没有太多的先进经验能够借鉴。与此同时,中职学校也逐渐加强了对物联网技术专业的规划与设置。而物联网技术本身具有一定的复杂性,这是因为物联网技术是以计算机网络技术为基础并融合了多种技术而形成的一种新型计算机技术。但是,当前我国的中职院校学多存在学科体系不全面、师资力量较薄弱、教学实训设备较落后、学生基础薄弱以及学制时间较短等问题,使得物联网技术教学质量难以保证。因此,如何在现有条件下,提高物联网技术的教学质量是当前中职学校关注的重点问题。
2、加强物联网技术教学实训的探索与实践
2.1加强对物联网技术教学内容的控制
当前中职学校中物联网技术专业教学的内容不仅包括电子专业中的传感器、电子电路以及单片机编程基础等课程,还包括计算机专业的网页编程、数据库、网络配置以及安卓编程基础等课程,同时还包括电子专业与计算机专业都涉及到的常用软硬件设备课程,这门课程相对来说,具有更加简单实用的特点。2.1.1传感器课程学生通过这门课程的学习,能够对主流的传感器进行有效的识别,并对其基本功能与原理进行全面的理解,以便学生在将来的工作中能够根据实际需求,进行合理的传感器选择。由于传感器是物联网获得数据的重要来源,教师应重视对这一课程的教授,让学生能够对不同传感器拥有的功能进行了解,以便学生在将来工作时,能够根据实际需求,对不同的传感器进行合理利用。2.1.2电子电路课程教师还应重视电子电路课程的教学质量,让学生能够对电子电路相关知识进行有效掌握,并在以后的工作中能够根据实际需求,对电子设备及电路进行正确的识别、安装、应用及测试等。而现阶段我国的电子产品具有较高的集成度以及较好的稳定性,因此,教师在对中职学生进行电子电路课程的教学时,应注重对学生动手能力的培养,确保学生能够安全的进行电线电路的连接,确保电线电路的连接能够达到牢固、美观的目标。2.1.3单片机编程基础课程而单片机编程基础这一课程要求学生能够对简单的编程技术进行掌握,同时还要求学生能够掌握程序的写法,让学生在今后的工作中,能够对其进行简单应用。但是还应注意的是,单片机编程这一课程是高校计算机专业学生的课程,具有难度较大的特点,因此,中职教师在对学生进行基础教学中,应降低对学生的要求。一般来说,中职学生只需掌握单片机编程基础知识即可。某些同学如果对这门课程比较感兴趣,可以在掌握基础知识后,自行深入学习。2.1.4网页编程课程学生能够灵活的运用C#语言在IIS平台上制作动态网页,已适应社会发展的需求。由于C#语言作为现阶段动态网站开发过程中使用最多的编程语言之一,具有丰富的功能,使用较为简便,具有极强的扩展性,因此,学生通过对C#语言的学习与掌握,不仅能够进行物联网的搭建,同时还能够在网络公司与软件公司中得到有效的应用,进而为学生拓宽了就业面。2.1.5数据库课程教师应加强对数据库课程的教学,确保学生能够完成数据库服务器的搭建,并确保数据库服务器能够安全稳定的运行,完成简单的数据表的创建,以满足测试、调试的需求。而数据库在实际工作中的应用与管理都对工作人员的学历具有较高的要求,因此,中职学生应将学习的重点放在数据库基础知识的学习上。应将MSSQL、MYSQL和ACCESS等作为主要学习的数据库,这些数据库软件具有操作方便且实用性强的特点。2.1.6网络配置课程教师还应加强对网络配置课程的教学,确保学生能够对常见的网络进行配置与管理。这门课程主要包括交换机、路由器、防火墙、VPN和无线设备等方面的知识,这些知识在物联网技术中的应用具有较大的弹性空间。2.1.7安卓编程基础课程教师还应加强对安卓编程基础课程的教学,确保学生在完成这一课程的学习后,能够在安卓环境中,进行相关APP的制作开发。这就要求学生要能够对各种网络程序的资源进行应用,还要求学生能够利用美化操作来优化APP。这是因为安卓系统是我国应用最普便的开发环境,不仅存在于手机中,同时还存在各种智能电视与相关平台中。鉴于此,学生应重视这一课程的学习,以实现对安卓系统的有效应用。人们通过对安卓系统的使用,能够对传感器与网络中的数据进行有效的查询、汇总与管理。因此,中职学生应对安卓编程基础课程进行全面的学习与掌握。2.1.8常用软硬件设备课程教师还应重视常用软硬件设备课程的教学,让学生能够对实际工作中可能会用到的各种常见的软硬件设备具有一定的应用能力。比如对LED展示屏、RFID设备、打印机、开关量采集器以及模拟采集器、串口服务器等的应用。这些常见的软硬件设备的使用已经十分普及,这是由于上述软硬件设备具有应用便捷的特点,特别是有些而且已经具有了完善的软件与配置程序,因此,被广泛应用于各行各业中。
2.2加强对物联网技术教学实训的探索
中职学校还应加强对物联网技术教学实训的探索与实践,在现有条件下,提高对物联网技术教学实训的力度,对现有的网络专业课程进行合理的调整。首先,中职学校应对现有的学科进行调整,比如,可以将物联网技术教学加入到现有的计算机网络技术、计算机软件以及电子技术应用等专业。其次,中职学校还应加强对物联网技术相关专业的教学资源与实践的有机整合,制定出一套全面完整的物联网技术专业教学课程及实训实践的方案,为物联网技术人才的培养指明方向。最后,中职学校还应根据企业对物联网技术应用的实际要求,对实训课程进行调整,确保中职学生能够满足要求。同时学校可以定期举办物联网应用技能比赛,通过比赛能够加强中职学生对物联网知识的理解、掌握和应用,提升综合创新应用设计水平和就业竞争力,帮助学生顺利实现由学校毕业生到企业所需人才的转变,掌握最新的市场脉搏。
2.3加强对物联网技术的实训室的配置
中职学校还应加强对物联网技术实训室的配置,为学生进行物联网技术实训提高较好的硬件条件。首先,中职学校应对现有的网络工程的实践教学配备进行合理的改造与应用,并合理的购置物联网实训模块相关设备来实现对物联网应用工程环境与实际应用环境的模拟,最终形成理论与实践一体化的物联网技术实训室,进而对中职学生进行系统的物联网技术应用的培训。其次,校方还可以与企业加强联系与合作,通过企业提供的支持来建设实训室,并与企业建立人才培养合作计划,提供实训教学质量,甚至可以定向向企业输送人才。最后,校方应满足企业对才的实际需求,在设置实训课程时,可以对企业的相关意见进行合理参考,确保为企业培养优秀的物联网技术人才,确保其在日后的工作中能够为企业带来经济效益,而这也是企业对实训室建设进行投资的主要目的。结语综上所述,随着物联网技术在我国各行业中应用的普及,当前物联网技术相关人才严重缺乏,中职学校应以此为出发点,加强对计算机网络技术专业物联网技术教学实训的实践与探索,通过加强对物联网技术涉及到的各门课程的教学,提高学生对物联网技术知识的掌握与应用能力,同时加强对物联网技术教学实训的实践与探索,并加强对物联网技术教学实训室的配置,进一步提高学生对物联网技术的应用能力,进而提高学生的就业竞争力,最终达到提高就业率的目标。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育.中等职业学校专业教学标准---信息技术类(第一辑)[M].高等教育出版社,2015.
[2]黄永前,刘凌.中职计算机网络技术专业物联网技术课程设置探索[J].物联网技术,2016.
关键词:物联网技术;集装箱管理;信息化
随着经济的繁荣,我国对外贸易取得了极大的发展进步,集装箱吞吐量逐年增长,集装箱运输成为当前国际贸易发展中十分理想的多式联运方式,尤其是在大宗货物运输上,不仅有着较高的安全性,更能实现高效化和便捷化运输。在集装箱运输发展中,信息化程度的提升对于提升集装箱物流管理有着重要的意义。
一、集装箱物联网概述
1.集装箱物联网定义
物联网作为一种网络,其实现的主要功能是智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,其工作原理是按照已经约定的协议,通过信息传感设备如射频识别、红外感应器等,实现对信息的及时交换和有效通讯。就当前的集装箱物流发展基本情况来看,将物联网作为一个系统,集装箱物联网可被看作是一个子系统,工作原理同样是按照约定协议通过信息传感设备实现对集装箱物流信息的采集,同时借助互联网的作用进行对箱、货、流信息的记录,以便能够实时化查询开地理位置信息等集装箱状态。综合来讲,在集装箱运输发展中,集装箱物联网能为其物与物的传感提供无限的上穿与下行的延伸空间。
2.集装箱物联网的主要支撑技术
集装箱物联网的主要支撑技术分为三类:一是云计算技术。云计算作为一种计算模型,是物联网发展的基础,可以满足海量处理需要。二是传感网络技术。这是一种自组织网络系统,可以完成数据的采集量化。同时,在集装箱管理中,传感网络技术还能够对采集数据进行融合,并实现采集数据的传输。三是智能集装箱电子标签。不仅可以完成对EDI信息数据包的及时录入,还能够实现集装箱物流信息的自动化记录,实时跟踪集装箱物流位置信息。同时,还可以记录危险品集装箱的温度、湿度等信息。
二、集装箱物流管理存在的问题
当前,从集装箱物流管理发展来看,主要存在着三方面的问题:一是没有较高的信息化水平。主要表现在集装箱供应链缺乏实时性的跟踪监控,不能及时获悉集装箱物流状态,而且流通管理信息孤立,无法实时反映集装箱物流位置,这对于集装箱运输发展是较为不利的;二是存在着较大的货物失窃问题,经常会造成不小的损失。而且即使已经有严厉的政策处罚措施,但仍然无法杜绝偷渡和走私事件;三是信息采集缺乏较高的效率。大部分都采用半自动化的办法或者是人工抄录的办法进行集装箱运输信息的采集,不仅没有较高的工作效率,且存在着十分严重的资源浪费问题,由此产生的堆场及设备浪费情况急需解决。所以,从当前集装箱物流管理存在的问题来看,必须强化信息化水平的提升以及物联网技术的有效应用,实现实时性的跟踪监控,做到自动化识别,将信息和物流有机联系起来,做到在集装箱运输过程中,港口、用户、货代、船代等众多服务对象可以实现信息化共享,从而优化集装箱物流管理,更好促进集装箱运输的发展。
三、物联网在集装箱管理中的实践
1.基于物联网的集装箱管理系统体系架构
基于物联网的集装箱管理信息系统,其体系架构由三个层次组成,即感知层、网络层和应用层。其中,感知层用于感知和接受数据,网络层用于传输数据,而应用层主要用于实际管理中的应用。
2.集装箱管理中物联网技术应用分析
(1)集装箱物流全程实时在线监控系统在线监控系统采用的是RFID技术,利用这一技术实现集装箱物联网自动识别与信息互联共享,准确、完整记录集装箱物流信息数据。同时,结合全球网络环境感知、集装箱物流全过程,大幅度提高服务客户的能力。其中,集装箱物流全过程涵盖集装箱、货物信息两部分,而货物信息又包括集装箱和货物跟踪信息、管理信息和调度信息。在集装箱物流过程中,上述各类信息均被写入电子标签,并通过无线网局域网或者GPRS/CDMA公网传输至互联网。这些带有明显电子标签的集装箱,经码头闸口、堆场、堆高机、正面吊吊起和岸边桥吊装船时,并由固定读写器读取最新数据,实时传输至集装箱信息系统管理平台,一直到集装箱到达目标港口。在这个过程中,均可从网络平台查询到集装箱的实时状态,便于调度管理。(2)集装箱电子标签自动识别系统自动识别系统采用射频识别技术,在Internet读写设备上可与智能标签对话,在集装箱的任意一点,均可将对话信息实时传输至系统网站。同时,也能自动记录开箱、关箱门时间、地理位置信息。对于未经授权的操作,对于不安全事故的处理,均能兼顾到位。在码头上,还允许录入EDI信息数据包,以及自动记录集装箱校验信息,还能够利用多种方式读取信息,比如利用移动读写设备和固定读写设备读取信息。自动识别系统上基于物联网技术的集装箱管理系统的重要组成部分,对于系统发挥作用起着至关重要的作用,建设一个基于物联网技术的集装箱电子标签自动识别系统很有必要。
3.海铁集装箱多式联运管理
海铁集装箱多式联运管理,是指综合利利用电子标签、GPS技术、AIS技术和读写器、无线网络等技术,搭建一个“电子镜像”,它是一个具有唯一身份认证体系的、涵盖集装箱、车船等各类交通要素的系统。联运管理还依托EDI、电子口岸等,建立一个综合的交通信息交换平台体系,以此来实现各类信息的实时传播和无缝衔接。
4.集装箱定位追溯及报警联动
在集装箱的整个物流过程中,加强防盗管理很有必要,防盗性质智能集装箱设备会及时发现盗窃行为,启动报警的功能,避免遭受损失。尤其是对开门盗窃,感光传感器的监控更为有效,可做到及时报警,制止盗窃行为;对于整箱盗窃,GPS可按照线路偏差及时报警。在集装箱被非法打开的情况下,电子标签也会自动锁定目标方位,及时将信息传输至信息管理系统,发出红色警报,防止因责任不清而造成不必要的经济损失。
四、结语
近年来,我国对外贸易的深度和广度不断加深,集装箱吞吐量的增长速度年均突破30.0%,一片繁荣景象,但同时也给集装箱管理提出了更高的要求。信息技术水平在集装箱管理中的应用,为集装箱管理效率及水平的提升提供了可能性。在集装箱管理中,加强物联网技术应用很有必要。在本文中,对集装箱管理中存在的问题做了分析,并提出了构建集装箱管理信息化系统的方案,对于提升集装箱物流管理水平具有重要的意义。
参考文献:
[1]刘兰青,计三有,仇艳丽.基于物联网的集装箱管理系统研究与设计[J].黄石理工学院学报,2012,02:25-28.
[2]仇艳丽,赵艳芳,胡金涛.物联网技术在集装箱管理中的应用研究[J].物流工程与管理,2012,03:106-107+110.
[3]甘志雄.基于物联网技术的铁路集装箱中心站堆场资源配置优化研究[D].北京交通大学,2012.
[4]田广东.物联网技术对铁路集装箱物流影响分析[J].工业技术经济,2011,04:138-144.
[5]罗清.物联网RFID技术在集装箱港口管理中的应用[J].经营管理者,2016,03:219.
1.1研究对象
作为“智慧中国”的重要组成部分,物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势,培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才,教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。物联网技术导论作为物联网工程专业的核心课程,是物联网专业学生接触的第一门专业课程。主要讲授物联网从感知层,传输层,数据处理层到应用层的整体技术流程,以及每层的关键核心技术,对学生建立正确的专业概念,整体的专业技术框架有重要意义。
1.2实践教学中的现有问题
目前对物联网技术导论课程的教学方法主要是以讲授为主,平时留有课后作业,课程考核方式以期末闭卷考试为主,期末卷面成绩占总评成绩的70%。该教学模式在教学实践中出现以下问题:(1)单一讲授的教学模式不能适应物联网多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映物联网涉及学科非常多,仅每个学科简单理论概念的讲解,就已经非常庞杂,学生很难把握其脉络。且现有技术的应用与行业背景密切联系,单纯的理论讲授效果不佳。反映在课堂提问中学生往往答非所问,或者完全无法理解题目意思。(2)一考定论,平时不学,考前突击现象突出。但是由于知识点繁杂,突击背诵效率不高,且不及格率较高。(3)死记硬背现象突出,对技术理解不深。对于物联网产业环境和应用流程的理解和技术在应用中的创新上,有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。在平时的考查中,我们发现学生对死记硬背的技术点掌握得尚可,但是碰到综合应用题,大部分同学就不知所措。面对以上主要问题,现有的物联网技术导论课程教学方法和思想必须改变。否则,不光是导论课应有的目的不能达到,还直接影响后续物联网专业课程的教学。
1.3国内研究现状
目前对物联网技术导论课程的改革成果总体来说并不多,公开文献较少,这与物联网工程本身是新专业,物联网导论课程本身涉及技术较多,知识体系复杂都有关系。已有的一些改革方案如下:文献[1]提出物联网导论的课堂要引入启发式教学法,即将课程内容归纳提炼,提出问题启发学生思考。其次,采用案例式教学法,把生活中物联网的实际应用案例渗透到整个教学内容中。还强调应用交互式教学法,运用多媒体教学环境辅助教学,例如播放物联网相关理论与技术相关视频和短片,加强互动,提高学习兴趣,拓展知识面。文献[2]提出适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细,引导学生转变学习方法,促进良好学习习惯的养成,注重培养学生的综合能力。文献[3]提出改进课程大纲设计、提升教师能力、改进教学资源等多个方面,以提升物联网导论课的教学质量。文献[2]与文献[3]所提措施,对物联网技术导论课和其他课程都适用。实际上,在已进行的几届学生的教学中,我们已经使用过上述方法,事实证明,此类广泛适用于一般课程的方法并不能解决物联网技术导论课程中的具体问题。而文献[2]所提改进课程大纲、教学资源等,其实是涉及到物联网技术体系架构的问题,已经有教育部牵头的教学指导组在负责梳理,本文暂不讨论。文献[1]提出了一些比较具有操作性的课程教学方法,总结起来就是提问启发,案例讲解,多媒体互动教学。实际上我们在授课的时候已经使用了这些方法,但是教学效果仍然不够理想。例如:提问启发,如果问题简单,学生还基本能够回答,如果问题真的是启发式问题,而且是书上和网上都查不到现成答案的问题,则大部分学生表现出完全没有思路,更不要说回答问题。案例和多媒体互动在本校理工类课程中的使用也已十分广泛,物联网技术导论课程也不例外。上课过程中也给同学们播放了相关视频短片,行业应用短片,对比没有播放这些案例的情况,学生的理解程度确实有所提高,但是提高幅度也比较有限。如果是跟播放视频直接相关的设计类问题,学生根据视频还能回答部分内容,但是要求学生从该视频的技术方案做延伸,更换应用场景,则大部分学生又非常茫然。例如:课程中有播放精细化农业的相关技术解决方案,从感知、传输到最后数据处理与反馈服务都做了说明。学生观看后,如果问该应用领域问题,比如前端要用什么传感器,部署在哪里,学生还能回答。但是,要学生变化技术的应用场景,将技术应用在另一森林防火场景中时,部分学生还能把类似要用的传感器列举出来,但是不知如何部署。这说明要加深学生对物联网知识体系的理解程度,仅靠观看案例、提问启发是不够的,物联网技术导论课程的教学改革还需要进一步深入。
2过程与实践化的课程改革方法
2.1原因分析
根据课下座谈,统计课程出勤率,考试通过率等方式获取的信息,我们认为影响学习效果的主要原因有二:其一,理论和实践相脱节,虽然已经用案例视频,多媒体互动等教学方式,但明显还不足以让学生理论联系实际。其二,虽然有课程作业,平时提问和抽查,但是平时努力学习的学生仍然只占少数,大部分学生的学习积极性不高。针对这两个主要问题,我们提出过程与实践化课程教学改革方法。
2.2方法的具体内容
对学习自觉性强的学生,提供多种课外实践参观机会,帮助学生理解技术在实际中的应用,理论与实践融合;对学习自觉性差的同学,采用过程化考试方法,督促其平时努力学习。(1)实践化教学:物联网是多交叉学科,知识点非常多,光靠课堂教学肯定不能尽善尽美,所以要加入实践教学环节。①在课外布置思考与设计题目,指导学生自学,并自主解答问题、动手设计简单的物联网应用。如果有较为优秀的学生,让其在课堂上讲解自己的设计方案。②建立完善的课程考核体系,增加实践能力考核环节。将作业、演讲、课外参加的比赛情况等都当作考核方式,按合理比例计入总评成绩。改变以往期末卷面考试这种单一的考核方式。③在条件允许的情况下,可建立物联网实训实验室,并配备相应的器材等。我们与四川省成都市物联网产业联盟形成良好合作关系,借他们的物联网技术展示厅让学生实地了解物联网技术及其应用。(2)过程化考核:以上考核方式加上学院的过程化考试系统,分阶段进行上机考试,最大程度避免一考定论、突击应付等不合理现象。目前的具体操作是:当讲完一阶段(感知,传输,处理)即上机考试本阶段技术要点,成绩以比例计入总分,最后课程完结还有一次总体性考试,4次考试成绩的加权总和才是本门课程的考试成绩,并算上平时作业、提问等平时成绩作为最后总评成绩。这样一来,12周课程,每隔三周就有一次阶段考试,加上平时的抽查与作业,有效督促了学生的平时学习。
2.3方法实施的效果
2011年本学院设定物联网专业,2012年开始开设物联网技术导论课程,2013年进入实践化教学,14年引入过程化考核,图1显示了历年课程的考试情况,以60分以下为不及格,80分以上为良好。图1很清楚的显示,刚开始时物联网技术课程的不及格率高达约30%,后来引入实践化教学后下降至12%,到最后引入过程化考核后直接下降到7%左右,而良好率逐年上升,连续2年保持在70%左右,达到了改革的目的。
3总结与展望
物联网是由传感器以及射频识别还有全球的定位系统等技术,实时收集很多需要监控以及连接和互动的物体或者是他们的过程,收集其声和光、热还有电、力学和化学、生物还有位置等很多相关的信息,然后再由各种可能的网络进行接入,去实现物和物以及物和人的泛在链接,去积极的实现对物品和过程的智能化感知还有识别的管理。物联网可以说是目前的信息技术发展到一定阶段后显示的一种聚合性应用以及技术提升,包含了通信技术和网络技术以及传感技术等信息领域宽广的专业知识,所以也被叫做是信息技术的第三次革命性的创新。在2009年8月的时候温总理提出了感知中国,从那以后物联网开始被正式的列为国家的第五大新兴战略性产业,同时还被写入到了政府工作报告。国家的中长期科学还有技术发展规化(2006—2020年)和新一代的宽带移动无线通信网等重大专项中也都把传感网还有物联网算入到了重点的研究领域。基于此,在2010年教育部所批准的三十所所高校第一次设立了物联网的工程专业。物联网技术也关系到了很多学科,这些跨学科的知识相互间的融合以及贯通是需要去通过实践才可以完成的。培养应用型的本科高科技人才更需要把理论应用在实践中,并且通过建立合理的综合的实践系统,去实行多层次的实践性教学,也只有这样才能够培养学生的工程实践能力以及创新的精神,对教育部对高等学校培养应用型还有复合型以及拔尖创新人才的要求进行响应。
一、物联网技术体系
物联网技术分为感知层还有传输层和应用层的技术。(一)感知层技术。感知可以说是物联网的基础,感知层的主要作用是物品的标识还有信息的智能采集,然后去由基本的感应器(例如RFID标签和读写器以及各种传感器和摄像头还有条形码)和识读器组成。感知层技术主要包含了RFID技术和传感器技术还有音视频收集技术以及条码技术等等,在其中RFID技术还有传感器的技术可以说是物联网的一个基础。(二)传输层的技术。传输层主要是物联网感知层的接入和信息交换以及传递的通路,在物联网的系统中起到呈上启下的作用,可以说是实现物物互联和协同和互动的关键。传输层技术主要包含ZigBee和UWB以及Bluetooth等一些近距离通讯技术,Wi-Fi和LAN等一些局域性的通讯技术,还有就是WCDMA和TDSCDMA以及HSDPA等领域的通讯技术。(三)应用层技术。应用层的技术主要表现在去对不同的方案进行解决,可以说是属于物联网的信息的处理层,通过中间件平台(业务支撑平台)和网络管理的平台以及信息的处理平台和服务支撑平台等共同组成,完成协同和管理还有计算以及存储,分析和挖掘以及提供面向行业还有大众用户的服务的功能。典型的技术包含有中间件的技术和虚拟的技术以及海量数据的存储与检索和云计算服务模式,以及SOA系统架构方法等先进技术还有服务模式。
二、实践教学体系构建
构建物联网技术实验体系应遵循由简单到复杂还有通过验证型实验到设计型实验,由单一的实验内容到综合的实践和课内的实验,实践以及课外科技,竞赛的活动相互结合的主体思路;对应的实践教学体系能够被分成四个层次:分别是基础性的实验还有综合性的实验以及项目性的综合实践还有学生科技和竞赛活动。(一)基础性实验。针对物联网系统所必须掌握的各项技术技能,选择软件和硬件相互融合的方式,运用基础性实验,令学生能够掌握嵌入式开发平台IAR的使用方法;单片机CC2530的定时器以及中断和串口通信还有A/D,D/A转换等使用方法;运用用CC2530和相关的模块采集传感器信号(如光电和温湿度等信号),对各种传感器的使用有所掌握;RFID标签读写操作还有条形码读写操作等。(二)综合性实验。对于无线网络连接功能,选择嵌入式芯片STM32F103VC,该处理器的主要功能是,传感器数据收集处理还有发送,接收CC2530的控制指令以对对应的外设进行控制的操作。开发软件选用德国的KEIL公司推出的RealViewMDK-RVMDK,这个系统持ARM7、ARM9还有最新的Cortex-M3核处理器,自动配置的启动代码,集合了Flash烧写模块,超强的Simulation设备模拟,性能分析等功能。当前,实验室还建立了Z-STACK点对点以及Z-STACK星状网通信和Z-STACKMESH网通讯的实验,能够对学生掌握物联网无线通信(WIFI、ZIG-BEE)技术以及有关的终端技术开发技能有所帮助。(三)项目综合实践。把物联网技术有关的知识进行融合,导入项目案例,建立综合性的物联网系统开发的操作内容。当前,实验室还设置了WIFI小车移动数据收集系统项目还有短信的数据收集以及控制系统项目和ZIGBEE的智能家居窗帘管理系统项目,智慧交通和智慧城市管理系统项目等,令学生可以综合的掌握物联网的综合设计开发技能。(四)学生科技还有竞赛活动。大学生科技创新活动是最近几年教育部倡导的实践学习方式,对于电子信息类的科技活动有:全国的大学生电子设计和全国大学生挑战杯科技作品竞赛,学校建立了启明星大学生科技创新资助项目,面向优秀高年级学生和参加各种电子设计竞赛的学生,支持学生展开科研立项,主要培养学生的创新设计能力。行业内的一些知名企业也建立了学生科技活动竞赛,专业教师鼓励还有支持以及指导学生参加这些竞赛是培养学生实践能力的一个好的途经。
三、结束语
【关键词】物联网技术;研究现状;应用实践
物联网信息技术的产生已经成为世界上所发生的第三次技术革命,由于它涵盖面非常之广泛,从人们目前生活中所用的电、移动通讯、交通到各个监控系统、智能服务和医疗方面等,所以物联网技术于2009年开始就受到来自世界各地的政府部门和信息技术研究者等的高度关注。根据有关专家的预测,物联网信息技术所能带来的价值将是互联网信息技术的四十倍,其发展的前景将是非常的客观。我国政府也积极的组织相关人才进行研究,而且还制定了多项政策性文件。
1何为物联网
所谓物联网就是运用射频技术(RFID)、传感设备、激光扫描技术等[1],运用互联网技术把物与物之间、物与人之间连接起来,使它们能够在网络中实现各种资源的共享。在这个定义中,主要有两点:①物联网的核心仍然是互联网信息技术,只是物联网将物与物的连接更加紧密,从这个角度理解,物联网可以称为是互联网在资源共享上的扩展。②物联网的在终端上更为广泛的发展到了任意的物体之间,它们都可以顺利的进行交换和通信。
2我国对物联网技术的研究现状
在我国,于1999年就开始此项研究工作,并且将其命名为传感网,到了2009年之后,物联网信息技术得到广泛的关注,出现了对其进行研究的,于2010年物联网信息技术正式被写入我国政府的工作报告中。但是,就目前物联网的产业结构、产品、市场、相关的技术和标准仍然属于发展中的初级阶段。
2.1物联网的发展得到国家的高度重视
在2009年,总理在走访考察无锡时,曾明确指出:要积极的推进物联网的发展,并在无锡设立了“感知中国”的研究中心。时隔一年后,物联网作为新型的信息技术被上升到发展战略的高度,我国将对它进行重点的支持和培养。后来物联网信息技术成功的进入《国家中长期科学技术发展规划(2016~2020年)》[2]。
2.2积极建设物联网的标准
如果没有对物联网设定一定的标准,那么它将很难得到较快的发展。我国从2009年开始,物联网信息技术就得到我国政府的大力支持,积极从事物联网的标准制度研究。到了2010年,我国成立了中国物联网标准联合工作组,这就标志着物联网的标准在我国的研究工作进入的新的阶段。在2012年,由我国组织并制定的《物联网概述》通过了国际电信联盟的审议工作,并且顺利的进入了草案研究计划阶段,这意味着物联网的标准制定已经是指日可待。
2.3高校积极的参与并培养相关的人才
基于物联网信息技术的潜在价值之巨大,我国各大高校正在积极的申报工作,为未来物联网的发展培养相关的专业人才。2010年,已经要两批高校参与申报,最后有六十多所高校获得我国相关部门的批准,于2011年,我国已经开展的首批物联网专业的招生工作,这预示着为物联网的发展所培育的专门人才工作已经启动,在未来,他们将极大的推动物联网的较快发展。
3物联网信息技术的应用实践
3.1应用于各种检测活动
物联网技术将多种传感器进行广泛地和科学化地布阵,将能够很好的对特定对象实行有效的监控,例如通过全球定位系统可以对车辆信息进行监控,可以很好的帮助出行人们对路况的把握,更好的避免交通拥堵。再如,利用探头检测声音,当某个地方的声音较大时,可以通过此监控系统进行观察,从而提出较为准确的改善措施。
3.2通过准确对信息的计算,使人们的决策更加科学
物联网是在充分利用计算机的云运算系统和智能网络系统的优势,再通过传感器收集数据信息,经过云端计算从而输出结果,为人们做出决策时提供可靠依据。例如在设置交通信号灯时,根据天气或明或暗的变化,实现对信号灯的及时调整,更好指导交通运行和行人的安全。
3.3为人们的居家提供便利
目前,在互联网的广泛应用中,人们越来越多的追求安逸和舒适的生活享受,期待实现居家的智能化服务。而物联网信息技术就是在通过遥感进行远程控制,结合互联网的信号传输系统,帮助人们较快的改变有线网络而实施无线网络的运用,这样不仅帮助人们节约生活成本,而且还使得千千万万的家庭享受新型信息技术所带来的便利。
4结束语
物联网信息技术正在发展的初级阶段,同时也是良好的机遇和巨大的挑战并存着。所以这要求各个研究机构要精诚合作,争取对物联网核心技术的早日突破。首先是抓紧制定物联网的标准制定工作,只有当此项标准诞生后,才能更好的推进物联网的产业化和规模化的发展,从而实现物联网经济价值的目标。其次,要政府的大力支持,为物联网的发展提供人力研究的资源和资金的支持。最后,加强物联网的安全建设工作,切实的保护用户的隐私。通过这些方面的建设,帮助物联网的快速发展,使它能够更好的为人们的生产带来巨大的经济价值,为人们的生活带来更加便利的服务。
参考文献
[1]黄丽军.物联网技术及其在教育领域的应用探究———开放教育工科实践教学探析[J].福建广播电视大学学报,2014,04:34~38.
《智能楼道灯――红外线传感器》点评
1.导入环节精心设计
《智能楼道灯――红外线传感器》中“迎宾器”的运用,使学生的学习兴趣一下子提了起来,也体现了物联网技术的应用其实就在身边,只是我们暂时缺少发现它们的眼睛而已。然后,教师通过例举大量生活中红外线传感器的应用场景,最后定位到对智能楼道灯系统的深入剖析上来,使学生的思维由感性的认识上升到理性的分析,很好地体现了教师的主导作用。
2.问题导向层层深入
通过“提出问题――大胆猜测――小心求证”的学习模式,体现了“问题导向”的教学策略,教师通过对“感知信息的设备是什么”和“人体的哪种信息被感知”这两个问题的分析与探讨,逐步引导学生获得答案。求证中对于概念性知识的获取,也是经历了“文字描述――图片描述――实物展示”的层层深入的过程,让学生从书本走向实际,使学生对红外线传感器的体验逐渐加深。
3.模型构建整体认知
通过实验器材让学生动手搭建“智能楼道灯系统”的简易模型,教师解读其工作原理,并提炼出物联网的体系架构,让学生对物联网“感知――传输――应用”的过程有了初步的了解,并藉此建立对物联网的整体认知,这是本节课在进行有关红外线传感器知识教学之外的一大收获。虽然教材中并没有体现,但本课是教材的第二课,在第一课“初识物联网”后主要是各类传感器的教学,可如果只是单纯地对传感器进行介绍而不让学生对物联网的整体架构形成认识的话,就无法很好地引领后续的物联网教学。
4.实验教学帮助理解
本课不仅有建模的实验,还有利用实验仪器设计探究实验的设计,这样做的目的是为了便于学生理解红外线传感器的探测范围。为此教师精心设计了实验报告单,并对学生小组进行了合理的分工,还让学生在进行探究实验前对实验的方法及注意事项有了一定的了解,实验中也能细心指导,及时发现问题,并鼓励和肯定学生的创新想法。
物联网技术教学的思考
目前,国内关于物联网的普及教育才刚刚兴起,作为信息技术教学一个新的增长点,到底需要使我们的学生达成怎样的目标,还有待进一步研究。但不可否认的是,物联网已悄悄地出现在我们的身边,默默地影响和改变着我们的生活。作为普及教育的教材已在江苏出现,但教师该如何组织课堂教学、实验器材的开发与配备以及探究实验教学的设计与研究,也是摆在信息技术教师面前的新课题。
1.教师对新事物、新知识急需充电
物联网虽是对互联网的拓展和延伸,但却是革命性的,它的根本还是传感网,到如今是借助着因特网、通信网的发展而不断发展着。当江苏的义务教育信息技术课程指导纲要将物联网技术纳入其中作为拓展模块,并放入小学六年级及初中九年级教材中时,我们的信息技术教师是否已经准备好了却还是个问题。物联网技术的教学中涉及大量的传感知识及最新的物联网应用,对于这些知识的储备目前的信息技术教师队伍还是比较缺乏的,这一方面需要我们教师自身加强对新事物和新知识的不断充电,另一方面也需要我们的各级教研部门对教师加强培训,以利于他们快速掌握这些新的教学内容。
2.教师的教学方法亟待有所突破
从目前的教学现状来看,有些开设了物联网技术拓展模块的学校的教师,在教学方法上还是沿用着以往传统的信息技术教学方式,如任务驱动等。这些教学方法固然经典,但未必能适应现在的物联网技术教学,因为在介绍各类传感器时需要设计与开发各种探究实验,以利于学生能理解各类传感器的特点和工作原理,或在体验与设计物联网的智能应用时也希望能设计并实践各种创新实验,所以对实验教学法的研究可以说是一个突破点,这就需要我们在实验准备、实验设计、实验实施和实验总结等的方法上加以研究,以求在信息技术的教学方法上有所突破。
3.实验器材的开发和配备要跟进
关键词:物联网 港口物流 RFID信息采集技术 应用实践
1.对物联网概念本质的几点认识
目前我对物联网给出一个清晰的定义仍较为困难,但对物联网本质的认识基本形成。物联网是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息自动采集设备,按约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网络连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。物联网主要有三层架构:即:感知层、网络层和应用层。
物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
物联网是现代信息技术发展到一定阶段的必然产物,是多项现代信息技术的聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,是信息技术系统性的创新与革命,是现代物流发展到高级阶段不可或缺信息技术
物联网技术集成将借助于新的传感技术、RFID技术、GPS技术、视频监控技术、移动计算技术、无线网络传输技术、基础通信网络技术和互联网技术的发展,推动现代物流发展。
2.港口现代物流应广泛采用物联网技术
物联网技术雏形实际早已在港口物流中得到应用,有些港口物流系统采用了红外、激光、无线、编码、认址、自动识别、传感、RFID、卫星定位等高新技术,已经具备了信息化、网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化等先进技术特征;新信息技术在物流系统的集成应用是物联网在物流业应用的体现。目前物联网在港口物流领域应用主要为:
(1)物流过程的可视化智能管理网络系统:这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术,在物流过程中实时实现车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。
(2)智能化的企业物流配送中心:基于传感、RFID、声、光、机、电、移动计算等各项先进技术,建立的全自动化的物流配送中心。借助配送中心智能控制、自动化操作的网络,实现商流、物流、信息流、资金流的全面协同。目前一些先进的自动化物流中心,基本实现了机器人队码垛,无人搬运车搬运物料,分拣线上开展自动分拣,计算机控制堆垛机自动完成出入库,整个物流作业与生产制造实现了自动化、智能化与网络化系统。
(3)企业的智慧供应链;在竞争日益激烈的今天,面对着大量的个性化需求与订单,如何精细化管理、全天候满足客户产品部件加工供应需求,使生产企业物品“零”库存,需要智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统支持。
(4)产品的智能可追溯网络系统;目前,在港口滚装船商品汽车、钢材、水产品、农产品、食品等物流领域,产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用。
目前,港口企业积极探索物联网在物流领域应用的新模式,随着物流业一体化的发展使得企业的采购、仓储、销售、配送等协作关系日趋复杂,企业间的竞争已不仅是产品性能和质量的竞争,也包含物流能力的竞争。利用物联网信息技术代替实际操作,减少浪费,节约时间和费用,从而实现供应链的无缝对接和整合为实现物流流程信息化管理,采用信息化管理手段对公司的仓储、物流信息等进行一体化管理,以促进数据共享、货物和资金的周转率、提高工作效率,实现与现代化物流企业管理同步的信息化流程。
3.RFID信息采集技术在港口物流中的应用实践
RFID技术和传感技术和是物联网中重要的物流信息采集技术,在现代物流领域应用较广。采用远距离RFID射频识别技术及网络信息技术对企业物流货品进行智能化、信息化管理,可实现自动记录货品出入库信息、货物配送、配载出库、卸货中转、货品盘点信息。物联网RFID信息采集技术在广州港新沙公司、新港公司及珠海港达供应链有限公司物流企业已成功应用与实践;主要技术方案及功能如下:
(1)RFID信息采集技术系统组成。RFID信息采集技术系统是集射频自动识别技术、无线通信技术、计算机控制技术、网络技术于一体的集成。
系统硬件主要由固定式阅读器、平板天线、货物电子标签、无线手持式阅读器、管理服务器组成。固定式阅读器与天线一起安装在仓库出入口处,以获取物品上电子标签的信息并通过局域网(或者RS485总线)把所读取到的电子标签信息传送到管理服务器上进行处理,手持式阅读器用于物品盘点时,读取物品电子标签信息,并通过无线方式把电子标签信息传送到管理服务器上进行处理。
(2)RFID信息采集技术在港口物流实践中实现的功能。
①物品入库货品入库前,在其外包装上粘贴一张柔性电子标签,并写入物品信息,物品入库时通过阅读器读取后,通过局域网讲这些信息显示在屏幕上,让操作人员根据其信息进行存放。
②散货配送。散货在收货称量完毕后,通过无线手持式阅读器在管理中心数据库寻找空闲车辆的信息,为该货品分配运输车辆。车辆到达并装货后,再通过无线手持式阅读器输入车辆信息、货品信息、到达目的地及时间、货主名称等信息,并通过手持式阅读器的无线功能传送到中心数据库中进行确认和保存。
③配载出库;操作人员根据客户的出库计划制作出货清单,同时通过车辆的GPS信息找到空闲车辆,分配运送该清单上的货品,然后在仓库中找到所需货品进行出库作业。
④卸货中转;货品达到目的地(或中转地)卸车后,采用手持式阅读器读取货品上电子标签信息。了解产品的情况。
⑤货品盘点;盘点时,工作人员可采用手持式阅读器,在仓库内采集物品上的电子标签信息,完毕后,把所采集到信息通过无线方式传送到中心数据库上进行对比、保存,形成盘点报表。
广州港新沙公司通过RFID信息采集技术实现跨区域集中式管理、分布式操作和实时监控功能;高效地完成各种业务操作,改进仓储管理,提高物品出入库过程中的识别率,确保实物与单据数量保持一致,提高出入库效率。
4.物联网技术在现代物流中的应用发展趋势
物联网技术在现代物流领域中将会广泛应用,其应用发展趋势:
①智慧供应链与智慧生产融合;随着RFID技术与传感器网络的普及,物与物的互联互通,将给企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统的智能融合打下基础,而网络的融合必将产生智慧生产与智慧供应链的融合,企业物流完全智慧地融入企业经营之中,打破工序、流程界限,打造智慧物流企业。
②智慧物流网络开放共享,融入社会物联网;物联网是聚合型的系统创新,必将带来跨行业的应用。如产品的可追溯智能网络就可以方便地融入社会物联网,开放追溯信息,让人们方便地实时查询、追溯产品信息。今后其他的物流系统也将根据需要融入社会物联网络或与专业智慧网络互通,智慧物流也将成为人们智慧生活的一部分。