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作者:an888    发布于:2023-12-26 19:27   

  6A首页-6A注册丨首页传统意义上的物联网指的是能够连接物与物的互联网,而广义上的物联网则指的是有效融合的信息空间和物理空间。在互联网基础上,物联网能够实现有效的信息传输,扩展互联网终端,促使其在同物联网进行融合的过程中,形成一个智能广泛网络,在有效连接物品、地点以及实践等过程中,可以对联网物品进行远程控制。近年来,物联网的影响力越来越大,在这种情况下,积极加强物联网关键技术与应用研究具有重要意义。

  射频识别技术即RFID。该技术使用中,对相关数据的获取,可以实现自动化,这一过程中,重要的媒介就是射频信号,同时该技术拥有较强的适应能力,可以针对各种恶劣的环境展开工作,并能够在无人干预的情况下自动识别各种相关数据。应答器及询问器是RFID的两个重要组成部分,这两个部分在日常运行中,可以对对象物体进行跟踪、检测以及控制。

  传统RFID工作原理为:当应答器及询问器进入到磁场中后,会对射频信号进行接收,产品信息存在于芯片中,在对感应电流所得能量进行利用的背景下,信息将被传递出去,信息读取工作由解读器完成,并对其进行解码,接下来数据处理工作需要在中央信息系统中完成,最终实现控制以及管理目标物体的目的。

  现有RFID技术在使用过程中,能够有效实施管理物品的工作,但是从长远的角度来看,这种功能是无法满足越来越复杂的业务内容的。因此,在未来的物联网中,在现有RFID技术基础上,嵌入式可编程RFID技术可以对嵌入式编程技术进行应用,在芯片中固化处理算法和对应策略,从而无论在任何环境下,相关算法都能够在高层策略指导下,展开自动调整,为满足人们个性化需求提供便利。

  物联网运行中,要想对自身的运行状态以及外部环境进行有效的感知,必须对传感器与探测技术这一核心内容进行科学的应用。该技术能够广泛收集大量原始信息,为分析、传输和处理工作在网络系统中的实现奠定良好的基础。

  近年来,在科技不断进步的背景下,智能化、微型化等已经成为传感器的主要特点,嵌入式Web传感器已经取代了传统和智能传感器。

  多个微型传感器节点被布置于监测区域中,其共同组成了无线传感器网络,多跳自组织网络将在无线通信方式下产生,从而充分体现出传感器网络化的特点,有效扩展物联网。

  现阶段,世界各国在积极研究传感器W络技术的过程中,通常包含以下内容,如网络化测控、先进测试技术和检测与控制传感器网络等,从目前所获得的研究成果中可以看出,传感器与探测技术在物联网中已经相对成熟,能够满足各个领域的需求。

  社区在运行中,综合发挥智能建筑、智能家居、智能控制技术、物联网技术等功能,最终形成了物联网智能社区,在这一环境下,居民日常生活中所需的服务成本降低,同时能够通过个性化服务提升自身的生活质量。而智能社区在为居住者进行服务的过程中,不仅包含生活方面的,同时也涉及到文化、经济以及政治等多方面内容。

  首先,在广泛布置的传感器应用背景下,智能社区可以对社区中各个环节的运行状态进行实时掌握,所有的“物”在智能社区中都可以实现IP化,从而在对“物”进行管理、跟踪的过程中,可以对IPv6协议基础上的物联网寻址技术进行应用,最终促使居民日常生活中对社区中的“物”进行最大程度的掌握;其次,提升社区开放性和透明度。在构建信息交流平台时,对电子政务、门户网站等进行充分的应用,促使居民可以随时随地将自身的想法以及意见表达出来,为社区展开更加优质的服务提供依据。

  对网络技术、信息技术、通信技术等进行综合利用,并融入到交通运输管理和控制体系中,就是智能交通。将道路监视器、RFID嵌入式芯片以及传感器安装于汽车上,促使汽车在实际行驶的过程中,有效对路面状况信息进行感知,这一过程中,需要对道路监视器和传感器进行充分的应用;而在发送以及接收汽车身份信息的过程中,需要将RFID嵌入式芯片的功能发挥出来;交通控制系统的集中式特点,能够加大采集而来的数据处理、融合以及分类效率,从而在系统内部通过整合信息,制定应对特殊路况的综合决策,并以最快的速度将精确的信息提供给交通管理部门以及驾车司机,最终实现科学调度交通状况的目的。

  物联网作为一种新型技术体现,是建立在多种先进技术融合的基础之上的,近年来,物联网技术不断得到创新,对社区、交通以及人们日常生活中的多个领域都造成了极大的影响,而其在发展中,也必将为信息化社会的构建奠定良好的基础,在人物互动和物物相联的生活环境背景下,将给人们的生活带来极大的便利,并不断推动人类文明的进步。

  [1]孙其博,刘杰,黎等.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,2014,33(03):1-9.

  [2]朱洪波,杨龙祥,于全等.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2015,31(11):2-9.

  [3]李献伟,王伟.基于物联网的随机性电源即插即用运维技术方案研究[J].电力系统保护与控制,2016,44(16):112-117.

  物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IOT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,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;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。

  1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网,但未引起广泛重视。

  1999年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。

  1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。

  2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。

  2004年日本总务省(MIC)提出u-Japan计划,该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接,希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。

  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(ITU)《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。

  2006年韩国确立了u-Korea计划,该计划旨在建立无所不在的社会(ubiquitous society),在民众的生活环境里建设智能型网络(如IPv6、BcN、USN)和各种新型应用(如DMB、Telematics、RFID),让民众可以随时随地享有科技智慧服务。

  2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,描绘了物联网技术的应用前景,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,促进物联网的发展。

  传感器网络技术:这也是计算机应用中的关键技术。目前的传感器可以将接收到的重要信息随时随地的传递给其它装置。伴随着科技的飞越快速发展,传感器将实现智能化、微型化、信息化及网络化的发展模式。传感器的主要功能是实现感受外部的有用信息的动态变化,可探测、识别相应的信号,感知物质的组成成分。

  RFID标签技术:它也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术。RFID可以识别高速运动的物体,在同一时间多个标签可以被辨别,操作迅速便于运行。RFID技术的应用是可以不需要人为的干预就能实现在某种严重的环境中分析相关数据信息来进行识别操作。

  嵌入式系统技术:它是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。

  智能家居。智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体,将各种家庭设备通过智能家庭网络联网实现自动化,通过宽带、固线G无线网络,可以实现对家庭设备的远程操控。智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具。

  智能医疗。智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备,对家中病人或老人的生理指标进行自测,并将生成的生理指标数据通过固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求,网络服务商还提供相关增值业务,如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。

  智能交通。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能,对公交运行状态进行实时监控。智能公交站台通过媒体中心与电子站牌的数据交互,实现公交调度信息数据的和多媒体数据的功能,还可以利用电子站牌实现广告等功能。

  车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术,将车辆的位置与速度,车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理,有效满足用户对车辆管理的各类需求。

  [作者简介]文振华(1955―),湖南常德人,湖南现代物流职业技术学院院长,教授,研究方向:物流与供应链管理、物流信息技术;黄友森(1949― ),江西兴国人,博士,北京机械工业自动化研究所研究员,研究方向:制造业信息化、物流信息技术;邓子云(1979― ),湖南双峰人,湖南现代物流职业技术学院副教授,研究方向:物流信息技术。

  物联网是指通过视频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应包含传感层、机器通信层、电信网络和IT网络层、互联网管理层和应用层五个方面。物联网能够提供以下几类服务:(1) 联网类服务:物品标识、通信和定位;(2)信息类服务:信息采集、存储和查询;(3) 操作类服务:远程配置、监测、远程操作和控制;(4) 安全类服务:用户管理、访问控制、事件报警、入侵检测、攻击防御;(5) 管理类服务:故障诊断、性能优化、系统升级、计费管理服务。

  物联网有三个特点:一是全面感知:利用RFID、传感器、二维码及其它各种机器,随时即时地采集物体动态信息;二是可靠传送:通过无处不在的无线网络将感知的各种信息进行即时传送;三是智能处理:利用云计算等技术及时对海量信息进行处理,真正达到人与人的沟通和物与物的沟通。

  物联网在互联网基础上建立起人与物的充分沟通,它把信息网络技术、传感器技术等应用于各个行业、各个产业,组成一个庞大网络,在现代综合技术层面上实现人与物的智能化交流,使人们能够通过互联网监控处于庞大网络中的物品运行情况,从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。物联网技术是继计算机、互联网和移动通信网技术后,信息领域又一次重大的革命性创新技术。从物联网的应用发展来看,中国物联网产业初具规模,市场潜力巨大。同时物联网还将催生新兴产业、新的就业岗位和职业门类,具有非常重大而深远的意义。据统计,2010 年,中国物联网市场总体规模已达1933亿元。根据国家工业和信息产业部正在制定的“十二五”物联网专项规划,至2015 年,中国物联网市场规模将达到5000亿元以上,物联网产业将成为信息产业的下一个战略增长极。

  目前我国物流业处于向现代物流业发展的起步阶段。由于多方面的原因,我国的物流资源难以有效整合,致使大量物流资源没有发挥应有的效用。通过物流信息技术实现物流信息资源的共享、整合和优化利用,达到社会物流资源的优化配置,降低社会物流成本,推动供应链管理的发展,提升物流业整体水平,推动经济结构的重大调整是当前我国现代物流体系建设亟待解决的问题。

  物流业多环节、多领域、多主体和网络化的作业特点决定了其对信息技术的依赖程度较高,物联网的感知、智能处理和控制反馈等技术特征与物流业的运作特点具有良好的匹配性。目前,物流是物联网技术集成应用程度较高、应用范围较为广泛的领域。物联网技术在中国物流领域的推广与应用正在快速推进,并为中国物流业发展带来新的机遇。目前物联网技术应用主要集中在运输、配送环节的可视化管理;生产流程和仓库、配送中心的自动化智能作业以及构建全程监控和可追溯的物流信息系统或平台,收集和监控产品全程物流信息等方面。通过调查统计,在物联网全面感知、可靠传送和智能处理三大技术类型中,中国物流领域的应用主要集中在以RFID识别和空间定位技术为主的各类感知技术和传送技术方面,而物联网智能处理技术应用比例较小。

  物流公共信息平台可分为面向地域的物流公共信息平台,如省、市、县的物流公共信息平台;面向行业的物流公共信息平台,如钢材、医药、汽车等物流公共信息平台(包括园区的物流公共信息平台);以及面向特定功能的物流公共信息平台,如港口、公路运输的物流公共信息平台等。

  物联网技术是建设物流公共信息平台的不可或缺的关键技术。近年来,国内许多物流公共信息平台的建设都更为重视采用物联网技术。如基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建的研究;基于物联网的煤炭企业物流信息平台应用研究;省级物流公共信息平台的物联网技术的研究等。

  省级物流公共信息平台是服务于全省的物流公共信息平台,它的功能是将省内的各种物流公共信息平台和系统(包括政府、企业、园区、物流枢纽、金融机构等)以及相关的信息集成整合在一个标准、共享的信息平台上,并与其他省市的物流信息平台对接,形成全国性的物流公共信息平台,实现全国范围信息资源的共享和集成;物流资源的高效整合及优化利用;对社会物流成本和企业物流成本的合理控制。省级物流公共信息平台是一省范围的物流信息神经中枢和智能管理中心,因此它具有特殊的重要性。

  物联网技术快速发展极大地推动了省级物流公共信息平台的建设,从而给我国物流业的发展带来了新的机遇。

  湖南省物流公共信息平台的组成主要有:物流物联网传感基础设施、多级平台数据中心、安全与容灾备份中心、1个系统管理中心(系统集成平台)、在物流物联网平台上的N个物联网应用系统;在物流公用平台上的N个物流公共应用中心和系统,以及在物流共用平台上的N个物流共用应用中心和系统。

  1. 关于物流公共平台。该平台主要作用是连接和集成政府电子政务、物流枢纽、电子口岸、银行、保险公司等信息平台和信息系统,提供物流相关的公共信息和资讯。其主要功能有:为政府相关部门信息,协助政府进行物流业务的监管、对运营情况进行统计和分析,为制定政府政策及对物流行业进行宏观调控提供依据。提供应急服务,协助政府进行应急物资采购、库存调拨、运输调度、指挥协同、建立多主体联合应急物流体系;实现与省内电子口岸(航空、水路、铁路、公路的电子口岸等)信息系统的对接;实现与省内与银行、保险、期货交易所、信托等金融机构的信息系统的接口。

  2. 关于物流共用平台。该平台是关联中心,作用是连接企业的信息平台和信息系统,为企业提供商业。主要功能包括:物流电子商务、软件租用、第四方物流、通信服务以及其它服务项目。物流电子商务。提供网上物流交易服务,包括物流信息(运输、仓储等)、(供需)竞价匹配、交易撮合、诚信保障、货物跟踪、在线支付等;软件服务(Software as a Service SaaS)。SaaS是基于互联网的软件服务。它使企业以租用方式使用平台上的软件而无需购买软件;第四方物流。提供供应链整体解决方案,包括物流系统的设计、分析诊断、系统改进和优化等物流咨询服务等;物流金融服务。提供运费代收、代付服务、货物抵押,以及提供银行业务、保险代办、货物担保等服务和其他配套增值服务;其它服务项目。提供物流外包招投标、物流采购、产品营销、物流培训、物流人才招聘等服务。

  3. 关于管理中心/集成平台。管理中心/集成平台是湖南省物流公共信息平台的管理中心,其主要功能是集成和管理。一方面平台内的各种系统通过该中心进行互联和集成,另一方面它提供对省内外的各种组织机构及个人的信息接口。湖南省物流公共信息平台采用新一代的信息架构技术SOA(Service Oriented Architecture)构建集成平台,实现平台上各系统之间的互联和集成以及与对省内外的各种机构及个人的对接,实现了动态、标准化的集成模式,保证各种软件系统和物联网设备能够在异构环境下进行跨结构、跨平台的灵活、快速的构建以及集成化、综合性的应用。

  采用上述技术,平台可以对接和集成省内(并通过对接外省的物流公共信息平台连接全国其它省市)物流相关的物联网应用系统和设施设备,并将这些功能以单项功能或者集成化的功能的方式向社会提供服务。

  4. 关于物流物联网平台。物流物联网平台的主要作用是通过各种中间件(包括RFID的中间件、GIS系统中间件等等)集成、协调和整合各种物联网应用系统和设备,以使物流的应用系统能够综合应用这些物联网系统和设备。

  物流物联网平台将物联网应用系统的相关数据和信息通过传感网收集起来,并向上层应用系统提供方便应用的服务接口,使上层应用系统能够以单项服务或集成化服务方式向社会提供服务。如地震、水位的监测、交通情况等实时信息;提供运输车辆及货物的定位与跟踪、仓库的视频监视、驾驶人员和车辆实时视频认证、货物状态监视(如温度等)等单项服务;以及物流电子交易全过程(包括网上交易、在途跟踪、网上支付、财务结算等)等集成化的服务。

  湖南省物流公共信息平台于2010年9月开通。目前,湖南省物流公共信息平台已经集成了GIS、GPS、物流E通手机、移动视频等物联网系统。

  平台通过物流物联网平台将RFID、条码系统、车载终端、视频系统、手机(如物流E通手机)等相关设备及系统与网络连接在一起,自动、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。其中,车货配载可由PC计算机和物流E通手机进行。物流E通手机是中国电信研发的、面向物流应用的手机。它具有车货配载、GPS跟踪定位以及短消息、小额支付等增值业务等功能。车辆/货物定位跟踪服务采用GPSOne移动定位技术。该技术结合了GPS卫星信号和CDMA网络信号进行混合定位,能够实现室内室外的全覆盖定位。定位精度可达到5米。

  移动视频采用中国电信的支持多路视频并发的移动视频监控系统。该系统可同时监控司机、货物、车辆周边状况等,如危险品运输、贵重物品运输等。

  物联网技术在物流公共信息平台有广阔的应用前景。其主要发展方向一是广度,二是深度。广度是指在平台上集成更多的物联网系统和设备,并通过物联网技术的综合性、集成化的应用,实现物流的全程可视化、管理的透明化;通过物联网技术在供应链过程的全方位应用,实现综合性的一站式、一揽子服务;另一方面是指物流公共信息平台与其它地区和行业信息平台的集成,实现跨地域、跨行业的物联网技术和设备的互连和对接。深度主要是指充分利用物联网技术获取的海量信息,开展深层次的智能化应用。例如基于实时信息的路径优化;车辆、船只的能源消耗优化;基于环境信息(应用从相关的桥梁、道路、隧道、堤坝等传感器采集的信息)的路径选择等等。

  [1]焦志伦.物联网技术在中国物流业的应用现状与对策研究[J].港口经济,2011(9):33-36.

  [2]李红卫.基于物联网的物流信息平台规划与设计[J].信息技术,2011(9):13-16.

  [3]邓子云,黄友森.物流公共信息平台的层次结构与功能定位分析[J].物流工程与管理,2009(10):13-14.

  [4]邓子云,黄友森,杨晓峰.湖南省物流公共信息平台总体规划[J].物流科技,2011(4).

  [5]肖亮.基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建[J].电信科学,2011(4):54-60.

  [6] 崔曼,卢建军,赵安新,卫晨.基于物联网的煤炭企业物流信息平台应用研究[J].煤炭技术,2011(1):243-245.

  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。

  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。

  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。

  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

  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

  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

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  [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.

  世界科学技术发展日新月异,继计算机、互联网在信息领域掀起革命浪潮以后,物联网被看作是世界信息领域的又一次重大变革,在世界信息领域异军突起。物联网被确定为我国今后的七大战略性新兴产业之一,各省市纷纷表示进军物联网发展领域。但从整体上来看,物联网的研究还处于起步阶段,特别是在我国的物联网研究中,主要偏重于它在终端设备以及应用方案等应用上,相对于发达国家而言,我国的物联网研究比较缺乏硬件设备如MEMS(微电子机械系统)、传感器等的技术创新,对物联网的关键技术、体系架构等的研究还不深入。因此,加强物联网的关键技术研究,意义重大。

  狭义上的物联网是指物与物之间相连的互联网,包括物品到物品以及物品到识别管理设备的相连;广义上的物联网则是指物理空间与信息空间的有效融合,即是现实空间与虚拟空间的相互融合,将事件与物体网络化和数字化,从而实现物与物、物与人之间的信息交互,以达到物品的监控定位、自动识别以及远程控制的目标。本文立足于广义上的物联网进行物联网关键技术研究。

  物联网在现有的互联网基础上进行信息传输,将互联网的终端扩展到了物品实物上,并与现有的物联网一起构成一个更智能广泛的网络,通过这一网络可以实现任何时间、地点以及任何物品的连接,从而达到远程控制联网物品的目的。

  根据广义上的物联网概念,物联网的构架组成主要可分为三层:一层是感知数据的感知层、二层是进行数据传输的传输层,三层及最上层的内容应用层。各层情况具体如下。

  (1)感知层。感知层是通过M2M终端、RFID移动终端、感知节点以及汇接节点等获取信息,从而进行网络的传输。感知层是使物联网进行全面感知的核心能力层,它的不同形态的终端都具有不同的功能,如感知节点可以进行随时随地的信息感知、测量与信息传递;汇接节点可以进行数据的汇聚、分析以及数据的处理和传送。此外,还包含了M2M终端、通信网以及传感网间的网管、末梢传感器等。感知层的主要特点在于它具有标识感知、嵌入智能以及协同互动的能力。

  (2)传输层。传输层通常解决感知层获取的数据的长距离传输的问题。这些数据的传输可以通过国际互联网、移动通信网或者小型局域网等网络进行传输。传输层具有激活或终止网络的连接;路由的选择与中断;差错检测及其恢复;信息存储查询以及网络管理等各种功能,为建立网络连接服务。

  (3)应用层。应用层主要利用经分析处理后的感知数据,为物联网用户提供服务,这一层主要解决人机界面问题以及信息处理问题。发展物联网技术的根本目的就是为用户提供服务,应用层将个人以及行业信息的需求与物联网的技术结合起来,提供更广泛的应用服务。应用层的应用服务类型可以分为远程抄表等的查询型应用、远程医疗等的控制型应用、物流监控等的监控型应用以及扫描型应用等。

  物联网在诞生的初期,关于它的关键技术研究相对较少,但随着经济和科学技术的发展,关于其关键技术研究数量急剧增加,物联网的技术细节涉及各方各面,例如RFID(射频识别)、WSN(无线技术、云计算、纳米技术、传感器探测技术、认知计算机和智能控制技术等等,技术涉及范围广。

  (1)无线传感网。无线传感网是物联网的核心以及神经,是进行物联网研究的重点。由于多数的物联网终端都具有随机分布性和移动性,因此就决定了无线传感器必须要有高效智能、快速稳定的特性,从而满足高密度、大规模、低成本、低功耗、强容错、节点对等、动态拓扑的基本要求。

  (2)IPV6技术。现目前的IPV4地址已经出现了地址枯竭的现象,而IPV6技术的出现,能够为物联网的终端提供足够的且满足条件的IP地址;同时IPv6内嵌的安全机制提供的安全环境比IPV4网络更安全,在IPV6的协议栈中内嵌了IPSec协议,此协议可以提供两端数据的加密通信,而且IPV6所支持的子网节点的数量非常巨大,增大了黑客扫描的难度,因此,相较于IPV4而言,IPV6更加安全;此外,IPV6的数据采用了一个20位Flow Labe字段以及一个8位Class字段进行识别传输,传输质量远远高于IPV4的传输,而且就IPV6本身的属性而言,如地址的自动配置、动态家乡地址等,决定了IPV6在解决高速率以及移动性等问题上更具优势。因此,物联网要实现广泛应用的要求,IPV6技术必不可少。

  (3)传感器探测技术。传感器是感知物联网自身的内外部运行环境中最为关键的部分,传感器技术为物联网进行信息的传输、信息的分析以及反馈提供了有效的技术支撑。由于科学技术的日新月异,新时期的传感器发展的主要趋势越来越倾向于网络化与智能化,并且向着智能嵌入式的Web的传感器方向发展。各类微型的传感器节点有效地布置在监测区内,利用无线通信的方式,有效地链接为一个有序的组织网络,从而组成了无线传感器网络,实现了传感器的网络化,是物联网发展的一个重要的标志。在我国,传感器技术的发展方向主要有传感器底层协议及网络组织结构研究、传感器的网络安全问题及其自身检测和控制研究、网络化控制与先进测试技术等传感器探测技术的研究。

  (4)认知计算机和智能控制技术。当前,人工智能技术的主要研究方向就是认知计算机,它主要通过对人脑感觉意识、行为能力进行模仿,从而实现控制的目的,它具有消耗能量低、空间占用小的优势。在物联网的发展过程中,具有能够从环境中获得物体自身的行为,才能有效地控制连接物体,为物联网提供大量的判断依据。

  (5)RFID技术。RFID技术又称射频识别技术,它利用射频信号并通过电磁场或者交变磁场(空间耦合)以达到无接触的信息传递的目的,并利用所传递的信息进行识别。物联网RFID技术兴起以后,被广泛应用于零售、物流等行业。

  (6)云计算技术。随着物联网的应用发展,其终端的数量会大量增加,这就需要借助于强大的信息处理中心,为了适应这一需求,云计算应运而生,它可以为物联网提供高效的计算与存储能力,并提供网络引擎给物联网。

  物联网具有广泛的应用前景,从物联网发展以来,进行了各个领域的物联网应用研究,其中最为典型的应用有智化城市社区建设、智能交通建设等。

  (1)智能化城市社区建设。物联网的智能化城市社区建设是利用现有的网络融合技术、系统集成技术以及物联网技术,科学地扩展当前建筑的服务好及功能,是社区建设集人性化与智能化于一体,形成高档的智能城市社区,从而满足人们居住环境成本低、质量高的需求,为人们提供一个更舒适的居住环境。

  (2)智能交通建设。智能交通建设主要利用数据处理技术、自动控制技术、网络技术以及传感器技术等运用到交通运输管理系统中,从而建立一种准确高效的现代交通运输管理系统。例如可以在汽车上安装一个RFID嵌入式芯片,利用这一芯片来识别汽车身份,监控当前路况信息,并适时进行信息发送与接收,以确保道路交通安全。

  除以上的应用领域以外,随着物联网技术的不断推广和成熟,它必会被应用于人们的生活、工作、学习的各个领域,未来必将是物联网的世界,如数字家庭、数字医疗以及定位导航等各领域都离不开物联网技术,物联网技术将无处不在,以各种形式影响和改变着人们的生活。

  我国在物联网的通信网以及传感网领域的技术研发水平位居世界前列,如在传感网领域,我国与美、德并列成为国际标准制定主导国,拥有许多知识产权和专利,且我国的无线网络覆盖面广,掌握有物联网的世界话语权,传感网与无线网络结合后,物联网在我国产生了更广泛的应用。但相应的,为了赶上物联网热潮,各企业趁机倒卖传感设备,另外在低碳号召下,各风电产业一哄而上,造成大量重复建设、产能过剩现象出现,为避免此类现象发生,我国物联网发展须注意以下几点:

  (1)统筹规划,示范推进。由我国各部门如科学院、交通部、能源局能开展有效的设计与规划,并选择基础较好的行业或部门进行工程示范,避免盲目发展以及重复建设。

  (2)加强硬件研究,形成协调机制。我国在物理网络技术研究中最薄弱环节就在于纳米材料、系统级芯片设计技术以及微电子技术,加大技术研究的投入力度。此外,可以组织物联网协调组织,形成协调机制。

  此外,在我国物联网的发展中,还要加强智能技术的研究,探索新型的科技举国体制,推动科技发展的力度,制定物联网的战略性发展策略。

  物联网技术发展方兴未艾,在进一步探索其关键技术与应用研究的同时,还应该集中解决物联网的发展难点,如系统开放、数据安全以及个人隐私等。我国在物联网发展领域要结合自身优势、克服难点,加大硬件基础研究,抓住机遇与挑战,实现物联网的技术突破。

  [1] 张凌峰,孟忻,芮鹤龄,等.物联网关键技术及应用研究[C]//中国通信学会.中国通信学会第六届学术年会论文集(下).中国通信学会,2009.

  [2] 刘林.物联网关键技术应用在公路集装箱物流运输中的探索[J].科技风,2012(24):36.

  [3] 何可.物联网关键技术及其发展与应用[J].射频世界,2010(1):32-35.

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  [5] 郭苑,张顺颐,孙雁飞.物联网关键技术及有待解决的问题研究[J].计算机技术与发展,2010(11):180-183.

  该门课程作为计算机公共课程开设,能让非计算机专业的学生能听懂和学到物联网的基本知识,了解物联网基本应用,就必须在课程内容的选择时,做较深入的探讨,抛开物联网技术开发或标准制定等内容,通过应用案例的研究展示,告诉学生该如何理解和应用物联网技术,是“为应用而应用”。该门课程核心观点认同物联网存在的必要性,认为其发展大有前途。从物联网应用案例的各个角度展开,形成一些明确的、共识性的观点:①物联网的广泛应用将是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息革命,或称为信息产业革命的第三次浪潮;②互联网与物联网的整合,改变了人类的生产和生活,实现全球“智慧”状态;③物联网带来了新的产业革命,可利用物联网信息通信技术改变未来产业发展模式和结构;④作为信息技术与网络技术,物联网可广泛应用于各行各业,实现信息的共享、反馈;⑤物联网将是一个新兴产业,物联网产业是具有万亿元级规模的产业;⑥当前我国物联网发展的障碍集中于安全、成本、效率、标准化、整体规划等方面。

  针对当前物联网大多数都是针对技术的开发,主要是计算机专业或应用电子技术专业等专业的学生学习,而对于一些非计算机专业的学生来讲,不需要深入了解传感器、网络构架等专业内容,只需要知道物联网在本专业中怎么样使用和能做什么用,所以,针对非计算机专业的学生,通过该门课程的学习,希望可以深入浅出地解答物联网中很多尚未清理的疑问,比如,物联网是什么?物联网能做什么?物联网、云计算、传感网等热门词汇是什么关系?物联网有哪些关键技术、辅助技术?物联网的产业链怎么构成?物联网在社会、经济以及人们的日常生活中如何应用?物联网的产业未来发展的前景如何?能在物联网产业中扮演怎样的角色?物联网产业发展对未来职业有何影响?等等。通过深入分析《物联网技术与应用》课程的技术内容和广泛的应用范围,结合不同学科的大学生所掌握的知识结构特点,理清了针对非计算机专业的学生如何调整该门课程的教学内容。课程内容为48学时,分三大部分。第一部分,主要以物联网为主线,描述物联网的认知、物联网关键技术的特征结构及应用领域[2]、物联网产业链;第二部分,详细介绍物联网在供应链管理中应用、物联网在智能电网中应用[3]、物联网在物流管理中应用[4]、物联网在农产品产业链中应用、物联网在社会经济领域中的应用;第三部分,主要介绍物联网技术发展的新趋势和新特点,以及新时期对物联网专业技术人才培养工作的需要,从争夺国际经济科技制高点的角度探讨了物联网标准体系及建设重点、物联网技术的发展方向以及物联网产业发展及对未来职业的影响。具体课程内容见表1。本课程作为新技术的介绍课程,注重的是物联网的含义、架构和运营过程的理解,并了解物联网在各行业的应用,是拓宽知识视野,提高信息素养的素质教育课,无须太多技术背景。在第二部分的应用篇,可以针对不同专业学生,老师可以选择性地有详有略地讲解。该门课程可以在工科类和经管类专业中先行开设,例如:物流专业、营销专业、自动化专业等专业课程拓展,从而为未来物联网的普遍实施奠定理论基础和实践经验。

  物联网是指通过信息传感设备、按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,其核心是物与物以及人与物之间的信息交互。简而言之,物联网是传感技术、现代网络技术、人工智能和自动化技术等多种信息技术的融合与集成应用,使人与物、物与物之间可进行智慧对话, 从而创造一个智慧的世界。

  首先,感知层。物联网要实现人与人、 人与物以及物与物之间的通信,因此,感知层对于物联网来说是必不可少的一部分。 感知层通常由二维码标签和识读器、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS、终端、传感器及传感器网络构成, 它与人体结构中皮肤和五官的作用相似,主要用于实现物体的信息识别、捕获和采集。 由于感知层涉及 RFID、传感器、传感器网络、GPS、自组织网络、短距离无线通信等关键技术, 因此其必须解决低成本、 低功耗和小型化问题,并且向着感知能力更全面、灵敏度更高的方向发展。

  其次,网络层。物联网网络层类似于人体结构中的神经中枢和大脑,主要完成接入和传输功能,包括接入网与传输网两种。 接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类有线接入和无线接入方式,为物联网终端提供网络接入功能、移动性管理等。 传输网由公网与专网组成,是基于 IP 的统一、可扩展、高性能的网络,典型传输网络包括电信网(固网、移动网)、广电网、互联网、电力通信网、专用网(数字集群),支持异构接入以及终端的移动性。就互联网的整体而言,网络层可以看做透明的信息传输通道,实现应用层与感知层的数据传输, 这就需要研究异构感知信息之间的互联、互通与互操作的机制,构建物联网发展所需的开放、分层、可扩展的网络体系结构,以便于完成多种设备的接入和服务的融合,因此,物联网必须是异构泛在的。由于物体可能是移动的,物联网的网络层还必须支持移动性,从而实现无缝透明地接入。

  最后,应用层。应用层包括应用基础设施、中间件和各种物联网应用,实现物联网数据的挖掘、信息的存储和应用的决策,最终在众多领域提供广泛的应用。 应用层涉及大规模数据的云计算、 软件和分布式计算、信息和隐私安全技术、标准体系、标识和解析等多种关键技术。目前, 物联网的绝大多数应用都是由各个行业自己来建设系统,这些系统和终端与特定的应用相关,不仅不利于开展和变更业务,而且还需要有专门的行业服务器。 由于没有统一的物联网标准以及接入、融合的管理平台,各个行业的差异导致物联网尚无法产生规模化效应。

  物联网涉及的新技术很多, 其中关键技术主要有射频识别技术、智能嵌入式技术和无线网络通信技术。

  RFID(射频识别)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并读取该对象的相关信息, 这些信息既反映了对象的自身特点,又描述了对象的静态特征。 RFID作为一种射频自动识别技术,识别过程无须人工干预,可工作于各种恶劣环境,它通过物品标签与阅读器之间的配合,可以基于计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。 RFID标签中存储着数据格式规范的信息, 通过 RFID 阅读器将物品的属性信息自动采集到系统中,实现对物品的自动识别,并按照一定的要求完成数据格式的转换, 通过无线数据通信网络把它们传递到数据处理中心,便于后续“透明”管理。 在“物联网”中,正是 RFID 技术让物品由“死”变“活”、“开口说话”,从而能够基于互联网自动进行信息交换, 其主要为物联网中物品的身份标识提供技术支持。

  智能嵌入式技术是将计算机技术、自动控制技术、通讯技术等多项技术综合起来与传统制造业相结合的技术,是针对某一个行业或应用开发出的智能化机电产品, 该产品具有故障诊断、自动报警、本地或远程监控等功能,能够实现管理的网络化、数字化和信息化。 通过这一技术,“物联网”使物品具有了“信息生命”,将物理基础设施和信息基础设施有机地融为一个整体,使得囊括其中的每一件物品都“活”了起来,具有了“智慧”,能够主动或被动地与所属的网络进行信息交换。 也正是由于与智能嵌入式技术相结合,才能把传感器嵌入和装备到如公路、铁路、隧道、桥梁、电网、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中,形成物与物之间能够进行信息交换的“物联网”,并与现有的互联网整合起来,从而实现人类社会与物理系统的整合,让所有的物品都能够远程感知和控制,形成一个更加智慧的生产生活体系。

  无线传感器网络是物联网的核心, 主要用于解决物联网中的信息感知问题。 如果说 RFID(射频识别)技术描述了对象的静态特征,那么传感网络技术则描述了物体的动态特征,它记录了物体在环境中的物理状态变化, 缩小了物理和虚拟世界之间的差距。 这种网络通过把成千上万的传感器节点散布在特定区域,按照自组织方式构建一个具有信息收集、 传输和处理功能的复杂网络, 协同感知并采集网络覆盖区域内被查询对象或事件的信息,以便于进一步进行跟踪、监控和决策支持等。 传感器网络作为物联网的一部分,通常具有低功耗、自组织、高灵活、高保真、微型化等突出特点。 特别注意,传感网只是物联网感知、获取信息的一种重要的技术手段,而不是物联网所涉及技术的全部,因此,不能因为传感网在物联网中的核心地位,或者从局部利益或个人目的角度出发将物联网等同于传感器网络。

  智能物流是采用物联网技术, 使物流体系具有感知、学习、推理判别和自行解决物流中某些疑问的才能。 传统物流运送中,运送的品种和风险、 物流过程中的运送环节和动作方法以及物流企业的效劳, 都影响到物流运送的本钱和质量。 智能物流在现实中的采用是为每辆配送车辆上装置 GPS 定位体系,并且在每件货品的包装中嵌入 RFID 芯片,经过芯片, 物流公司和客户都能从网络了解货品所处的位置和环境。 一起在运送过程中物流公司可根据客户的需求, 对货品进行及时的调整和调配,实时全程监控货品,避免物流丢失、误送等,优化物流运送道路,缩短中间环节,减少运送时间。

  随着热网环境日益复杂, 热力需求不断增加,为了坚持热网的高可靠性,减少供热中止事端次数,需求进行详尽的监测和办理,智能热网应运而生。 智能热网具有领先的传感触发器和高度安全的网络基础设施贯穿于热源环节、供热环节直到每个家庭和大楼。 这种基础设施由十分多具有感知和调理功用的智能商品构成, 用于提供智能热网的健康状况和用户需求的实时信息, 以便优化智能热网的运转。 采用获知的数据,智能热网可以经过实时的调整来完成精确的热网办理, 然后减少热网的事端,提高热网的可靠性。 无人值守换热站监控、智能热力丈量和家庭能源办理都是智能热网的典型采用。

  随着对交通需求的提升, 交通拥堵已经成为大城市的一个主要问题, 智能交通系统将是非常不错的解决方案。 智能交通系统是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术有效集成应用与交通运输体系,而建立起的一个大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的运输管理系统,能有效地提高交通运输效率,缓解交通阻塞,减少交通事故。 目前高速公路全程监控、自动收费、路况气象监测等应用广泛。

  在智能医疗统筹范围之内, 物联网可应用于医疗物资的监督办理、 医疗信息的数字化和长途医疗三个方面。 运用物资办理的可视化技能,能够完成药品的出产、配送、防伪、追溯,完成药品从科研、出产、流动到运用进程的全方位实时监控。 医疗信息的数字化首要应用于患者的身份辨认、化验品辨认、病况辨认和体征辨认等。 通过构建长途会诊和监护效劳体系,可完成长途数据获取、数据剖析、专家长途会诊、移动医疗等,进步基层医疗效劳质量。 智能医疗有利于患者取得最好的医疗作用、最低的医疗费用、最短的医疗时刻。 智能医疗监理、医疗用品智能办理和长途医疗已广泛应用。

  智能家居是以住宅为平台, 采用综合布线技术、网络通讯技术、自动控制技术、音视频技术将家居日子有关的设备集成, 构建高效的住所设备与家庭日程业务的办理体系,提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并完成环保节能的寓居环境。 智能家居涵盖信息设备、通讯设备、文娱设备、家用电器、照明设备、监控设备、水电气热表、家庭求助报警等设备的信息互联,完成了能源办理、家庭远程办理、白叟日子辅佐等功能,增强了家居日子的舒适性和便利性。 当前智能家居范畴的采用主要有智能家电、智能照明、家庭安防等方面。

  综上所述,目前总体上来说, 全球物联网还是停留在概念和研发的起步阶段,有关物联网定义还存在一些混乱,较为公认的物联网的定义是:“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。 并认为物联网应该具备三个特征:一是全面感知,即利用各种可用的感知手段,实现随时采集物体动态;二是可靠传递,通过各种信息网络与互联网的融合,将感知的信息实时准确可靠地传递出去;三是智能处理,利用云计算等智能计算技术对海量的数据和信息进行分析和处理, 对物体实施智能化控制。

  [1]赵勋. 物联网技术发展与商业模式研究[J]. 计算机光盘软件与应用,2012,01:44+51.

  互联网从概念上说主要指解决人与人之间的通信问题,而物联网则是指人与物及物与物之间的通信问题。物联网极大地扩展了互联网的应用领域,在物联网的帮助下人们能够实现社会与物理世界的结合,帮助我们以更加精细和动态的方式重新认识世界,同时进行管理和控制,那么整个社会的信息化水平将大大提升。物联网在卫生医疗、智能电网、环境保护等方面的应用效果巨大。物联网的巨大经济和生产生活价值,使之受到越来越多的关注,在一些科技领域、生产领域甚至是生活领域都能见到它的身影。包括欧盟、美国、日本和韩国在内的许多国家都积极出台物联网产业发展计划、进行物联网技术和产业战略的布局。

  物联网的技术架构是否存在当前还存在很大的争议,首先,有人认为物联网并不存在技术架构,物联网只是现有技术的集成,一般是建立的计算机技术基础上的集成,它并没有自身的技术架构;而另一些人认为物联网存在泛技术论,即物联网技术广泛的应用了多种信息技术,涉及到信息技术研究及开发的各种领域。究其本质,物联网并不是简单的信息技术的集成,虽然它具有通信、网络、计算机和控制等技术的特征,但是,它是在融合这些技术的基础上,在进一步研究、开发和应用的基础上形成的自身技术架构。从这一点来看,物联网是存在自身技术架构的,而且更加先进和复杂[1]。

  中央处理技术是建立在云计算基础上的技术,是物联网最核心的技术,物联网最重要的是实现智能化处理,而智能化处理需要具有不同功能的M2M系统间的信息链路共享,只有通过中央处理器协助其他各个系统共同运作才能将智能感应应用到所有的运转之中。要想提供高速计算能力及容灾备份功能就必须将中央处理器建立在分布式云计算基础上[2]。运营商可以从M2M支持运营中心着手,并发挥BI数据的分析优势来建立各个M2M系统的协同机制,提高数据分析处理的能力。

  RFID是英文radio frequency identification的缩写,即无线射频识别技术。它是物联网的首要关键技术,通过此技术来实现非接触式的自动识别信息。工作原理:解读器发出射频信号,由已经进入磁场的标签接收,感应电流获得能量从而将存储在芯片当中的产品信息发送出去,也可以是主动发送的某一频率的信号,解读器在读取了信息并成功解码之后发送到中央处理系统进行数据处理。

  RFID技术的意义在于它无须人工干扰而且可以工作于任何环境,可以帮助人们实现对各种物体及设备在不同状态下的自动识别和管理。

  WSN是英文wireless sensor network的英文缩写,即无线传感器网络技术。此项技术贯穿于物联网三个技术层面—综合了计算、通信和传感器三个技术而出现的一门新技术。工作原理:它通过自信组织的无线网络将空间当中分散的传感器单元进行连接,从而实现分散的数据采集的传输汇总,以达到对空间分散范围内的环境及物理状况的协作监控。

  WSN技术的意义在于它的实时采集、范围大、成本低、密度高、灵活布设和能够全天工作,对于其他的物联网产业有明显的带动作用。

  M2M就是man to man(人与人)和man to machine(人与机器)之间的通信。它可以让信息在机器、设备和应用处理过程、后台信息系统和操作者之间实现共享。在各个行业中都存在M2M技术,它的意义就在于它可以让设备在系统之间和远程设备之间甚至是个人之间建立无线连接并传输数据,我们也能够有效的监控和管理设备,优化成本、改善服务质量并促进社会节能、环保、高效和全面发展[3]。

  智能嵌入技术即将计算机整体作为一个信息处理的部件而嵌入到应用系统中去,也就是将软件固化并集成都硬件系统当中去,从而将软硬件系统一体化。以控制器为核心,通过嵌入式技术实现检测、伺服和指示设备的功能。如果嵌入式技术能够连接到互联网上,那么信息传递将更加方便和低廉。

  物联网能够有效整合通信基础设施和行业基础设施等资源,使其服务于各行各业中,提高各行业的信息化服务水平,提高基础设施的利用率。物联网的应用领域包括:环境保护、工业自动化监控、公共及交通安全、智能消防、老人护理、食品溯源、精细农业和智能家居等方面。下面介绍一下物联网的主要应用领域。

  目前在一些实验室甚至是市场上都出现了一些智能家居方面的产品,例如,将手机中装入电子芯片并将其设定为控制中心,通过发送手机短信的方式就可以获得想要的信息服务,你可以发送“调节室内温度”的指令来控制家里的温度;如果发送“检测室内温度”指令,则可以在几秒钟之后收到回信:室内温度XX℃,非常方便快捷。其他家用电器也一样可以随时随地进行控制和调节,如回家之前给热水器发送一条短信,热水器就会立刻加热,回到家就可以马上洗热水澡了。

  智能交通方面主要是使用了RFID技术,如高速路上不用停车收费、红外线防盗等方面 ,通过在汽车上嵌入一块存储着车主姓名、车牌号和车型等相关信息的射频标签,车辆和主人之间就可以相互识别,车辆可以在发现盗贼时自动报警。

  在公交车上也可以应用物联网。通过车辆定位技术、计算机网络技术、地理信息系统技术和通信技术,利用中国联通等无线G)实现公交信息管理中心和公交车、司机、电子站牌之间的数据信息传输。可以实现乘车信息及时、智能化调度、安全管理等[4]。

  物联网在医疗领域的应用主要针对的是个人监护和生理参数的监测。通过在一些医疗器械上安装芯片将监控到的数据发送到终端信息系统上去,如手机、PC(个人计算机)和PDA(掌上电脑)等。例如,目前,可以在手上戴的一种手环,可以监测到人体的体温、脉搏、血糖等状况,使得人们对自己的身体健康状况更加的了解,一旦出现问题可以及时就医治疗,避免延误治疗时机。

  在环保监控方面,主要是在要保护的水域和环境中放置传感器,当发生超出标准的情况时工作人员就会接受到提醒信息,并做出应对措施。如,利用传感器可以监测水温变化、流量变化、有无污染物及其含量、有无暴发蓝藻的可能、污染物扩散路径等等。

  还可以在气象信息预报和检测方面发挥应用。如,可以监测到台风从而通知到各单位及部门做好应对措施,关闭高速公路、渔船接收到气象部门发送的返港信号等。

  在城市的街道、购物场所、娱乐场所等地方安装电子眼监控探头,从而实现图像敏感性和智能分析,与119、112、110等急救平台连接,达到探头之间、探头与监控系统之间、人与探头之间的联动,防范违法犯罪和违规现象,为百姓的日常生活提供便利,构建和谐安全的生活环境。

  ⑴ 国际发展现状。很多发达国家都将物联网技术上升为国家战略,美国将物联网技术列为六种关键技术之一,而IBM公司提出了“智慧地球”的概念和设想。欧洲进入新能源时代使得智能电网技术成为关键,在2009年6月公布了14点行动计划以确保传感网的构建,并提出了物联网在航天航空、医药、汽车和能源等十八个领域的识别、数据处理等关键技术。韩国和日本也在积极制定计划发展物联网在交通、医疗、环境监测和教育领域的应用。

  ⑵ 其次是我国在过去的十几年当中在物联网领域取得了长足进步,我国拥有强大的互联网技术做基础。我国在芯片、通信协议、智能计算机和协同处理等领域进行了多年的技术攻关并取得了多项成果。我国企业成功研发了具有国际领先水平的光纤传感器,研制出了全球首颗二维解码芯片。但我国物联网技术水平与国际水平还有差距,核心技术突破仍是难题。其次国际上各个主要国家都将物联网定为多加发展战略的要点,并制定战略计划。美国、欧盟、日本和韩国等都在积极研发、抢占先机。

  ⑶ 物联网技术虽然已经取得了一定的进步,但是发展道路还很长,还有很多技术需要攻克和突破哦。物联网时代必将是大势

  所趋,未来的物联网产品和服务将会越来越多并提高人们的生活水平和质量。尤其是我国的物联网发展水平较低,应该将物联网上升到国家战略高度,设立国家物联网管理中心,进行统一规划和建设,并尽快制定物联网的技术标准,积极参与国际标准制定。促进我国信息产业的发挥和调整,积极提高电信运营商、金融机构和服务商的投入力度,加快物联网产业发展,尽快形成完整的产业链[5]。最重要的一点是要进行宣传,提高社会和个人对物联网的认识,在技术和政策两个方面努力形成安全保障体系。

  物联网的发展是信息技术发展的必然趋势,为各国的经济发展和国民生活提供了前所未有的发展前景,物联网技术应用涉及到我们生产生活的方方面面,通过核心技术的应用,在交通、医疗、环境保护、农业和智能家居等领域发挥着智能化、高效率、便捷化的优势。物联网的发展需要技术和政策的支持,不断攻克技术难关,相信未来物联网产品将会得到普及。

  [2] 何栋.物联网技术应用与发展探讨[J].科技情报开发与经济,2012(8).

  从本质上来说,物联网是将所有与社会大众日常生活及工作相关的物品,在传感设备或是射频识别技术的支持下,与互联网网络加以有效连接,其连接的对象是“物体”,能够实现针对对象识别与管理的智能化发展,综合优势显著。

  物联网从本质上来说属于信息网络系统的一种表现形式,其最为显著的特点在于:在感知信息的过程当中通过对传感标识器的合理应用,实现了信息感知的智能性,在实践应用中能够为人、物、自然的有效沟通与交流建立关键纽带,在现代科学技术的发展中有着至关重要的意义。具体技术体现在以下几个方面。

  (1)传感器技术:物联网中的“联”体现在传感网、通信网以及因特网这三者之间的有效融合,建立在智能传感网技术这一中心之上,确保三者之间各关健信息的安全与可靠传递。在现代社会的发展过程当中,传感网发挥着连接现实世界、物理世界以及数字世界的重要职能。通过对传感器技术的合理应用,能够借助于对微型传感器设备的高效利用,实现对各相关信息的有效感知与处理。在传感器技术的应用过程当中,相关信息能够在嵌入式系统操作平台当中进行综合处理,并借助于无线通信网络的支持效能,将这部分已属于感知状态的信息传输至用户终端内部,达到提高计算覆盖性的重要目的。需要特别注意的一点是:为最大限度的保障传感器技术的应用有效性,需要做好对网络节点的处理工作。在配备传感、处理、通信等相关工作单元的基础之上,实现对信息的有效采集、融合以及传递。实践证实:传感器技术的应用具备低成本、低功耗等特点,在物联网体系发展中占据着至关重要的一席,因而备受关注。

  (2)射频识别技术:在物联网技术发展体系当中,射频识别技术最为显著的特点在于:其对于信号数据的识别不但实现了自动化,同时也实现了建立在非接触模式下的识别。在当前技术条件支持下,射频识别系统主要有阅读器设备以及电子标签设施这两个方面所构成。电子标签当中覆盖有与物体信息相对应的数据,能够较好的附着于物体内部,相对于传统意义上的条形码模式而言,电子标签能够更好的针对物体进行动态性跟踪与定位,同时在有效提高了标签数据的读取距离,借助于密码保护的方式提高了数据存取的安全性与隐私性。

  (3)地理信息系统技术:物联网作为物理基础的关键项目,需要通过传感器定位以及动态信息空间定位的方式,确保其上述职能能够得到充分发挥。在此过程当中,地理信息系统主要负责为物联网实现地理基础职能提供最为关键的空间支持,同时兼顾对关键数据信息的处理、分析以及建模。特别是在“智慧地球”项目建设不断发展的过程当中,地理信息系统中的地图服务功能自常规意义上的二维显示发展成为三维显示,并在服务对象方面做出了扩大,实现了空间信息与非空间信息的高效联动,由此而产生的综合效益及其优势极为显著。

  在全球经济一体化进程不断加剧以及信息产业建设进程持续发展的过程当中,国内外大量行业与领域均展开了对物联网技术的研究与应用力度,在物联网技术理论研究不断更新的同时,其实践应用也呈现出了蓬勃的发展趋势。对于我国而言,现阶段,物联网技术在物流行业、交通运输行业、农业等相关领域均得到了广泛应用,且取得了极为显著的成效。具体可归纳为以下几个方面。

  (1)物联网技术在物流领域中的应用:物流行业通过对物联网技术的应用,能够实现整个信息化操作平台的集成性与智能性发展,能够在物流作业当中,针对物流包裹进行统一的编码处理,并为其对应相关的电子标签,提供相关电子数据信息,确保能够在包裹的物流传输过程中,对其进行有效且动态的监控,并将监控数据及时反映至消费者面前,从而达到提高物流传输及服务质量的目的。

  (2)物联网技术在交通运输领域中的应用:物联网技术在交通运输领域中的应用可提高对交通信息的采集质量。在有效的采集区域当中,可通过对传感器设备的合理应用,将行使至有效采集区域内部车辆的行使速度、行使状态信息加以有效收集,并传输至中心处理平台当中,为交通运输行业相关工作部门对车辆行使的管理提供必要的数据支持。与此同时,还可将射频识别系统应用于车辆当中,实现车辆与其电子身份标识之间的有效对应,提高对车辆的监督管理力度。

  (3)物联网技术在农业领域中的应用:农业产品要想实现智能化的发展与管理,就需要加大对于物联网技术的合理应用。借助于无线传输信号,实现对农作物生长相关数据的有效传输,通过对远程控制功能的应用,及时调整相关参数,为农作物的生长提供一个稳健的环境条件,达到提高农作物质量与产量的目的。

  现阶段发展相对较为深入与成熟的物联网技术包括传感器技术、射频识别技术以及地理信息系统技术,将其应用物流领域、交通运输领域以及农业领域等均可起到显著的效果。本文试针对以上相关问题做详细分析与说明,希望引起关注。

  [1]黄辰,张伟,李可维等.基于网络编码的无线物联网多中继协作切换机制[J].电子学报,2012.40(10):1954-1957.

  随着传感技术、计算机技术和通信技术的快速发展,物联网技术作为新的信息技术的代表,现已成为当前研究的热点内容之一。物联网作为一个新经济增长点的新兴产业,具有诱人的发展前景和良好的市场效益。

  物联网技术的标准体系结构大致有三层:即最底层的感知层、负责数据传输的网络层以及面向客户需求为用户提供服务的应用层[1]。

  (1)感知层主要是负责对物理信息的采集,实现自动识别和全面感知。接入网关和传感节点这两部分构成了感知层,其中,接入网关负责实现网络的联接及信息的汇聚和初步处理,它对于降低网络中的通信开销十分有效。此外,接入网关还有节点管理、协议转换和可扩展的功能。传感节点是物理世界和物联网相联接的边界节点,因此,传感节点需要具备通信和信息处理的能力。传感节点与其他物联网传感节点及其它相关应用交互的前提就是要与物联网网络层之间建立联接。

  (2)网络层的主要功能是在应用层和感知层之间处理和传递和交换感知层所获取的数据信息,是为范围内的应用和服务提供传输网络具有路由寻址功能以及传送功能。物联网的核心技术就是感知数据的管理和处理技术,因此,网络层无障碍传输感知层数据的同时,数据传输的可靠性和安全性也是网络层信息处理能力的应该具备的必要条件。网络提供连接、控制互联互通的功能;应用支撑平台提供相关的支撑及开放的接口,将应用接入网络,实现资源的充分利用;业务网关,如第三方运营平台,以后将是未来物联网发展的重要部分,通过此类平台实现应用的安全接入。

  (3)应用层的是将感知到的数据信息通过传输后进行的分析处理,最终实现智能化的控制、管理和服务。应用层主要是解决信息处理,并实现人机交互功能的问题[2]。

  物联网作为高新技术的代表,由于的巨大的发展潜力和诱人的市场价值,物联网从提出到发展一直都是学术界和企业界的热点,被各国政府作为推动经济发展的国民生活水平提高的重点,已发展到国家经济发展的战略高度。

  作为发达国家的美国在2000年就将传感网设立为其五大国防建设领域之一,其各个高校也对物联网展开了大量的研究,并取得了较好的研究成果。尤其是美国IBM公司提出的“智慧地球”口号,更是得到了美国现任总统奥巴马的青睐,将其提升到了国家战略高度。欧盟委员会在2009年提出要让欧洲在物联网的发展上领先全球,并以政策文件的形式了物联网战略,启动了多个研发项目来提高网络智能化水平,从政策和资金上对物联网的公司合作提供支持。

  物联网作为新世纪最具发展前景的高新技术产业,其在国内受到各界的高度重视,国家从政策上对物联网的研究及发展提供保障,国内的科研机构和高校在理论研究和实际应用方面都有了不错的研究成果。2013年,中国移动加快物联网专网平台建设,推出了“行车卫士”自主品牌终端和多款通信模块,完成首款物联网专用芯片研发。在四川成。

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