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物联网的主要技术范文

发布时间:2023-10-09 17:41:39

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物联网的主要技术

篇1

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 10-0000-02

联网的英文名称是“The Internet of things”,这是新一代的信息技术中的相当重要的部分。从物联网的英文名称能够给看出,其主要包含两层意思:(1)物联网的核心与基础仍然是互联网,是在互联网的基础上进行延伸与扩展的网络;(2)物联网对用户端进行了延伸和扩展,扩展到了物品与物品之间,并能够有效的进行信息交流。

一、物联网关键技术简介

当前物联网已经成为了IT业的重要新兴领域,对其的研究和探讨都相当的热烈。从不同的视角来分析物联网,其所涉及的关键技术也就不同。但是其主要技术基本涵盖了信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程。在国际电信联盟做出的报告中,指出物联网主要包含了以下四个方面的应用技术:(1)RFID技术;(2)感知事物的传感网络技术;(3)智能技术;(4)用于微缩事物的纳米技术。这主要是侧重于物联网的末梢网络技术。在欧盟的《物联网研究路线图》则将物联网的研究分为了十个层面:(1)感知;(2)宏观架构;(3)通信;(4)组网;(5)软件平台以及中间件;(6)硬件;(7)情报提炼;(8)搜索引擎;(9)能源管理;(10)安全。笔者认为物联网的关键技术主要涉及到以下几种:

(一)信息采集技术

信息采集技术是物联网实现的重要基础,当前信息采集主要是通过电子标签和传感器等各种方式来完成的。

电子标签的物联网信息采集重要方式,主要用于对所采集的信息进行标准化的标识。电子标签的数据采集与设备控制都是通过射频识别读写器以及二维码识读器等来实现的。其中个射频识别技术(RFID)是一种通过利用射频信号通过空间耦合来进行信息传递的非接触式的自动识别技术,属于近近程通信,相关的技术还有蓝牙技术等。这种技术主要通过射频信号来对目标对象进行自动识别,并获取相关数据。

传感器则主要是用来感知各种热、力、光、电、声、位移等信号,为物联网提供最基本的原始信息。随着电子技术的发展,传感器也变得更加的微型、智能。

(二)网络通信技术

在物联网的信息传输中,有多种通信技术可以进行选择,主要分为有线和无线这两类。有线则主要是指的DSL、PON 等技术,无线中则主要是指的CDMA、GPRS、IEEE 802.11a/b/g WLAN等技术。这些技术都较为成熟,但是在物联网的实现过程中,更加重视的是无线传感网技术。

(三)数据融合与智能技术

物联网是由数量庞大的传感网节点所构成的,因此在信息的获取和传输过程中,每一个节点单独传输到汇聚节点是难以实现的,因为在网络中会存在大量的冗余信息,会占用大量的通信贷款与宝贵的能量资源,因此,需要通过数据融合与智能技术对信息进行处理。主要使用的有分布式数据融合、云计算等技术。

二、物联网在信息化建设中的应用

在信息化建设中,物联网技术的主要应用有环境的感知、智能控制、精确保障等等。物联网的具体应用主要有以下的几个方面:

(一)实现了对环境态势感知的实时化

通过物联网技术能够有效的建立起一套自动感知、信息传输、分析决策、动作输出的全套信息链。物联网感知层是获取外部环境信息的重要手段,所选用的传感器具备精确感知热、力、光、电、声、位移等多种信号的能力,能够为网络系统的处理、传输、分析以及反馈提供最原始的信息。在物联网的应用层中,能够有效的对各种海量的信息进行处理,并进行大规模的应用。物联网的感知层每时每刻都会为物联网中传输大量的数据,这个过程中就需要拥有超级计算能力的系统对其进行处理,同时还必须要辅以科学合理的科学模型,能够有效的发现海量数据中的有用的决策数据,并进行智能地处理。在这个过程中,信息获取、传输以及对信息的处理无疑都为信息化建设提供了重要的支撑。同时在物联网中还会采用云计算的技术对各种信息进行处理,这无疑就信息化建设中的数据处理提供了良好的条件。通过这样的过程,能够促使信息化建设中的信息搜集、传输与处理的进一步改善,为决策提供了重要依据。

(二)利用物联网实现智能电网建设

利用物联网技术能够构建起具有一定的智能判断与自适应能力的智能化电网管理系统。在智能电网的构建过程中,物联网在安全监控、继电保护、用户信息采集、计量计费等方面都有着十分重要的作用。通过物联网技术,能够实时感知外界气象条件下各种运行部件的受力情况,并及时反馈信息防止各种事故的发生。通过物联网技术能够实时的对电网用户的用电信息进行实时监控,并将监控所获取的信息传输给终端用户,终端用户能够根据所获取的信息来对电能的使用实现最优配置,让电网的运行能够更加安全可靠,并有效的提高能源的利用效率。通过物联网技术的应用,对智能电网的构建有着十分重要的作用,同时对其他行业应用物联网产生出强大的推动力。

(三)利用物联网技术实现物资管理的智能化控制

通过物联网技术,能建立起物资的存储、运输以及使用状态的自动感知和自动控制系统,通过在各种物资上嵌入统一的电子信息标签,然后利用读写器的自动识别和定位功能,就能够实现快速的物资收发作业,并能够实现物资流通过程中的全程动态监控。而在物流习系统中使用射频识别和卫星定位技术,则能够对重要物质实现准确的定位、寻找以及管理。

(四)利用物联网技术能有效的突破信息化建设的壁垒

信息化建设对于国家的发展有着十分重要的意义,因此其应用也十分的广泛。但是在信息化建设的过程必定会碰到标准、技术、产业链、法律法规和安全等来自于各方面的问题需要解决,特别是协议统一与IP地址的缺乏问题以及设备之间的兼容问题。这些都成为了我国信息化建设的壁垒。而物联网技术的发展,则能够在一定程度上对这些问题带来的壁垒进行突破。

三、结语

无可否认,物联网技术的发展能够有效的推动信息化建设,但是在物联网的建设过程中,也必然会遇到这样、那样的问题,而这些我问题的产生都会影响到信息化建设的进度。因此,当在利用物联网技术来推动信息化建设时,必须要对各种问题进行综合的考虑,要防止其带来新的问题。与此同时还必须要加强对信息化建设其他的相关方面的发展,因为物联网技术只能够从技术层面上来对信息化建设产生深远的影响。我们需要注意到的是,我国对物联网的实际运用尚处于起步阶段,在很多地方都还存在不足,特别是各种标准的构建以及瓶颈的突破。只有做好了这些方面的建设,才能够让物联网技术更好的为信息化建设服务。

参考文献:

[1]许江萍.物联网:信息化与工业化融合的切入点[J].中国科技投资,2012,09

[2]刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,6

[3]袁强庆,芦强.物联网技术发展与工业信息化作用研究[J].硅谷,2012,02

篇2

现在我国产业都在升级,在不断转型,物流产业的快速发展是社会发展的需要,市场对经济起到主导作用,世界各国的重要问题就是发展经济,经济在转型,电子商务产业是未来经济发展主导,物流产业需要快速发展,需要先进技术应用到物流管理中,提升物流管理的职能,建立智慧物流管理是物流产业发展的需要,物联网技术应用到物流管理中,为建立智慧物流管理起到技术支持,符合现代物流管理需要,解决物流管理中瓶颈问题。

一、物联网技术基本理念

物联网主要强调物与物之间的联系,物联网与互联网是密不可分的,物联网技术的整体框架依赖于互联网技术。物联网技术主要技术职能识别、计算机感知技术、网络互融技术等。物联网技术应用到其它领域实现一定职能,才具有一定的应用价值,比如农业物联网、智能交通物联网、智慧物流管理物联网等。

物联网技术的发展主要取决于创新应用,物联网技术应用到其它领域,促进其行业的创新,对其提高生产效率,创造价值起到重要作用。用户在应用过程中,体验到物联网技术的创新作用,创新是物联网技术发展的精髓。

二、物联网技术在智慧物流管理中的应用

智慧物流的概念由来是对比传统物流而定义的,是指代物流企业运用各种现代信息技术、物联网技术、GPS,RFID,GIS等技术,实现对货物流程的全程管控,达到一种降低成本,增加收益,满足客户需求的管理行为。

智慧物流充分利用物联网技术,将现有的物联网资源(数据、应用等)加以利用整合,并将传感技术定位技术等融合在其中,通过科学的管理调度,实现物流管理全程可管、可控、可查、可视、网络化、整合化,从而达到提高利用率,降低各环节消耗,增加企业效益,满足客户不同需求的目的,创造更丰富的物流生态链。

物联网技术在智慧物流管理中的应用,其体系结构如图 1所示:

智慧物流体系Y构主要包括感知互动层、网络传输层、应用服务层。

感知互动层主要包含识别系统、定位系统、跟踪系统。

网络传输层主要包括移动通信技术、通信卫星、集群通信系统。

应用服务层主要包括数据互换平台、公共服务平台、用户服务平台、电子数据交换、物流信息系统组成。

参 考 文 献

[1] 邵酉己. 物联网综述[J].西部皮革.2016(18)

[2] 刘靖,刘佳昕. 试述物联网在农业中的应用及前景展望[J]. 通讯世界.2016(20)

篇3

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 14-0000-01

随着经济社会的发展和人们对于生活质量的要求不断提高,物联网技术应运而生,并且在交通、环境保护、公共服务、物流、医疗等诸多方面作出了突出的贡献,受到了使用者的一致青睐,然而,物联网的发展是以网络化为基础的,因此其安全性问题自然也成为人们最为关心和担忧的。物联网技术涉及到人们生活中的具体细节,其信息自然会涵盖到与人们息息相关的隐私问题,因此物联网的信息安全备受关注。关于物联网信息安全的研究对于进一步推动物联网的大规模应用和普及,提高物联网的使用率有着十分重要的意义。

一、物联网技术及其发展现状

物联网技术是一个全新的概念,与互联网的概念相比,物联网指的是具体化的物体的连接,具体来说,物联网指的是通过使用一些传感器设备、射频识别技术、全球定位技术、感应技术等对物体的信息实现实时化的收集,并且将这些收集到的信息汇集到一个大的网络,而这个最终实现的大的网络就是“物联网”。物联网的应用极大的降低了物体管理的成本,使得无人化管理成为可能,并且可以方便的实现对于设备的优化配置,提高了设备的使用效率。根据物联网的结构层次可以将其划分为三个主要部分:即感知层、网络层以及应用层。感知层指的是对于物体实现具体化的感知,通过一些传感器、射频识别等技术对物体的信息进行采集,感知层作为物联网的基础是整个物联网实现的平台,目前,感知层用到的技术主要是传感器技术;网络层则主要实现物联网的通信和信息的传递,其主要建立在现代化的无线和有线通信的基础上,感知层在采集到信息以后会将信息传递给网络层,然后通过网络层将信息进一步传递给应用层,并且在信息传递的同时实现对于信息的挖掘和分析工作,尤其是目前云计算技术的应用更是大大的加强了网络层的处理速度;应用层则主要指的是各个不同行业的用户通过收集到的信息对具体的物体做出的应用,实现了设备管理的智能化,同时应用层也是整个物联网技术发展的重要部分,其发展关系到物联网系统的实现。

二、物联网技术存在的安全隐患

物联网的实现是基于网络的原理,因此在物联网实现的过程中难以避免的会出现安全的隐患,其中主要包括物理安全、传输安全以及数据的安全。具体来讲主要有以下几个方面:

(一)网络传输环境使得信息传输存在安全隐患。物联网的网络层实现主要依靠的是无线传输,而无线传输的过程中就会导致信息受到攻击、窃取等恶意破坏现象,这些都会对物联网的信息安全产生不良影响。网络攻击者可以通过在无线网络的覆盖范围内发射无线干扰信息对物联网的信息传输进行干扰,影响物联网的正常工作,甚至导致物联网的瘫痪。

(二)设备、节点极易受到人为破坏。物联网的主要目的是代替传统的人工方式实现对于设备的高效能管理,因此形成了设备运行过程中无人监管的现象,而这则会给不法分子留下可乘之机。攻击者可以很简单的接触到网络的节点并且对其实施破坏,从而对物联网造成破坏,引起设备的非正常运转,而且攻击者通过设备或者节点获取到了具体的控制数据,则会对物联网的运行造成致命的危害,同时也会给使用者带来不可估量的损失。

(三)传感器节点资源匮乏。在物联网的建设过程中,节点的部署具有一次性和大规模的特点,同时在大部分情况下对于已经安置的传感器缺乏后续的维护,这些主要是由于传感器的廉价成本造成的。然而,在传感器廉价成本的背后则是传感器通信安全协议的缺陷和传感器性能的不足,这些节点设备上的先天性缺陷给物联网的信息安全埋下了隐患。

(四)使用者的隐私受到威胁。在物联网的使用过程中,其感知层的实现主要是通过传感器和一些射频识别技术、激光扫描技术等,对于使用者的位置信息、使用情况等具有详细的记录。然而在现实生活中一旦这些数据信息被窃取,就会对使用者的隐私造成极大的威胁,可能导致使用者被秘密定位、追踪等。

三、物联网技术信息安全的防范措施

根据物联网的组成及其特点,结合物联网信息安全隐患的具体情况,提出以下几个方面加强物联网信息安全防范的措施:

(一)建立完善的感知层操作规章制度。首先要保证物联网具备一定的自我修复功能,即便物联网的感知层或者设备受到不法攻击,物联网可以通过自身的修复系统对其进行修复,以降低由此造成的损失,同时还需要在节点的建设过程中适当的增加备用节点的数量。而且还需要对物联网的管理权限进行合理的设置,避免非专业人员对物联网的关键环节进行更改,同时还需要严格加强物联网管理人员的身份认证制度。

(二)提高物联网的安全防护。物联网自身的安全性能决定着物联网的安全防护能力,因此需要从物联网的协议、设备等方面予以加强。首先要从物联网信息传输的协议层出发提高其安全协议的级别,以更好的增强物联网的自我保护能力。同时还要提高物联网传感器节点相关硬件设备的安全协议级别,以降低物联网遭受攻击的机率。

(三)加强物联网信息安全的制度建设。物联网的大规模普及亟需相关配套制度的建设,因此相关的政府和管理需要尽快出台和完善相关的法律法规,对破坏物联网信息安全的行为做出具体的惩罚措施,以更好的规范物联网的发展,降低物联网发生破坏的机率,保障物联网更好的发展。

四、结束语

物联网技术的大规模应用极大的推动了经济社会的发展,对于物联网技术的安全隐患需要采取综合性的措施进行解决,以更好的保障物联网技术的发展和进一步应用,同时也可以更好的保障使用者的隐私安全。

参考文献:

篇4

【关键词】

移动通信技术;物联网;应用探究

前言:

物联网与移动通信技术本身存在一定的差异性,移动通信技术在物联网中应用,需要对现有技术手段进行有效改进,这样一来,才能够更好地满足物联网发展需要。本文在对该问题分析过程中,主要探究了移动通信技术如何在物联网中进行有效应用。

一、物联网概念分析

物联网这一概念的提出,主要是1999年Ashton教授在研究RFID时提出的,并且在2005年,物联网概念得到了有效扩充[1]。物联网快速发展,主要起始于2008年经济危机爆发后,各国纷纷将目光投到了物联网技术方面。物联网在应用过程中,能够利用一定的感知手段对物体进行感知,并通过信息传输技术,实现信息的相互和远距离传输,从而满足人们的实际需要。物联网在应用过程中,能够有效实现对客观物体的感知、定位、监控、管理等目标[2]。

二、物联网中移动通信技术的应用

2.1移动通信终端在物联网中的应用

移动终端主要是指对信息接收的终端设备,能够更好地实现信息节点移动,从而保证网络信息通信能够实现随时随地的发展目标。随着人们对互联网需求的不断提升,实现设备的移动性,成为物联网发展必须考虑的一个重要议题。移动终端在应用过程中,能够更好地实现物联网信息传输和接受目标,从而实现物联网物质发展需要。例如家居安防系统中,人们通过使用手机,可以与物联网进行有效连接,从而对家居情况进行有效监控[3]。这样一来,有效地提升了居住的安全性,对于保护人们财产安全,起到了十分重要的作用。

2.2传输网络在物联网中的应用

物联网在发展过程中,离不开对信息传输的有效应用,这就需要实现信息传输目标。3G、4G网络在移动通信技术中的应用,更好地实现了物联网上网需要。在进行应用过程中,可以将现有的移动通信系统在物联网系统中进行应用,帮助物联网实现信息传输目的,这种承载性,促进了移动通信技术在物联网中进行有效应用。3G、4G网络的应用,是移动通信系技术应用于物联网中的一个重要原因,它更好地实现了网络信息传输。移动通信技术的进步和发展,为其在物联网领域的应用,创造了有利条件,并能够更好地解决物联网发展过程中存在的实际问题。

2.3移动通信管理平台的应用

移动通信技术发展工程中,离不开管理平台对技术的有效管理,从而保证移动通信系统能够稳定、可靠地运行。在这一过程中,移动通信技术能够实现对设备性能的检测,并对其进行维护。物联网在发展过程中,构建有效地管理平台,是其发展的一个必然选择。同时,移动通信管理平台在物联网管理系统中,同样适合,这就促进了移动通信技术在物联网中进行更好地应用。

三、移动通信技术在物联网中应用的改进措施探究

首先,需要对移动终端进行有效改进。移动通信终端在进行信号传输过程中,主要以语言信号和信息信号为主,难以实现对物体的控制功能,这就导致移动终端无法在物联网中进行直接应用。对移动终端改进,要注重增加移动终端的传感功能和控制功能,从而使其符合物联网发展实际需要[4]。其次,注重对网络管理进行有效地改进。在改进过程中,要注重立足于物联网发展实际需要,具体可从以下几点考虑:第一,物联网应用过程中,涉及到的内容更多,这就要求移动通信技术具有更大的容量,能够保证信息传输与接收满足系统需求;第二,物联网在进行信息传输过程中,必须具备更高的安全性和可靠性。移动通信技术在应用时,其信号传输受到的影响因素较多,必须对这一问题进行改进,从而提升移动通信技术在进行信息传输过程中,具有更高的安全性和可靠性;第三,注重开发物联网新的业务,并且注重移动通信技术在业务开发过程中的有效作用,实现二者之间的有机结合,从而更好地促进移动通信技术的应用水平和应用效果。

四、结束语

现阶段,移动通信技术和物联网的融合,具有较大的局限性,主要体现在移动通信技术不能够很好地与物联网技术进行融合。由此可见,在未来发展过程中,要注重对物联网的有效管理,并对移动通信技术进行有效研发,促进二者之间实现更好地融合。

作者:徐劼 单位:中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司

篇5

【摘要】物联网是我国战略性新兴产业,它把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。为了适应新一代信息技术对人才的需求,高职院校开设物联网应用技术专业目的是培养高端技能型、应用型和可持续发展的物联网技术技能人才。本文从物联网应用技术专业课程体系现状入手分析了物联网人才培养目标、主要就业岗位,以物联网体系架构为核心,探索更合理的物联网应用技术专业课程体系。

关键词 高职院校;物联网应用技术;体系架构;课程体系

0 前言

物联网技术是是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,通过射条码与二维码、射频标签、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器和气体感应器等信息传感设备,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,具有十分广阔的行业前景。自2010年7月教育部首次批准多所高校建设物联网技术专业以来,国内高校都在根据自身的情况对物联网专业的知识体系、专业课程体系和人才培养等方面进行了一些探索,但目前物联网属于新兴产业,各高校基本上也都是依托自己原有的相关院系与专业开始设立物联网相关专业,没有成熟的经验可以借鉴。如何建立科学的物联网专业课程体系和人才培养方案等问题成为阻碍各院校专业发展的一个难点。本文致力于分析物联网应用技术专业人才培养目标和主要就业岗位等,力求归纳联网应用技术专业建设的专业共性基础,构建了以“物联网体系架构”为核心的物联网应用技术专业课程体系。

1 高职物联网应用技术专业主要就业岗位分析

高职物联网应用技术专业是一门交叉学科,应用非常广泛,专业培养应具有物联网技术能力、应用创新能力、跨专业的复合型的技术技能人员,工作重点在应用、服务和生产领域。通常可将本专业对应主要的岗位划分为物联网系统集成和测试工程师、物联网系统销售和技术支持工程师、物联网系统开发工程师等三大基本岗位:

物联网系统集成、测试工程师:系统集成、测试工程师的工作任务主要是负责系统的软件、硬件和传感装置集成,进行调试,发现并改进单元设计过程中的错误,负责无线网络与移动设备的构建组网等工作。

物联网系统销售、技术支持工程师:系统销售、技术支持工程师的工作任务主要是负责建立客户关系,能根据客户的需求,为客户推荐其感兴趣的产品,突出产品优势;根据客户需求进行物联网相关产品的配置、安装;负责物联网系统的日常和维护,进行一些基本的故障维修;负责传感器的采购、售前、售后维护等技术工作;负责物联网应用系统硬件和软件的日常维护工作。

物联网系统开发工程师:系统开发工程师的主要工作任务是应用流程设计、开发和测试;编写各种设计文档;嵌入式系统的解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导;RFID解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导。

2 高职物联网应用专业人才培养目标分析

自物联网作为国家发展战略以来,物联网技术及应用迎来了高速发展时期,从而导致大量物联网人力资源的短缺。各大高校及职业院校纷纷设立物联网学院、专业或专业方向来培养物联网相关专业人才。各高职院校在进行物联网应用技术专业的人才培养时首先要确定该专业的培养目标,经过对职业主要岗位工作任务、工作内容以及能力要求的详细分析和论证,得到学生培养目标为:本专业面向物联网技术应用领域,从事物联网工程设备安装调试与维护、物联网工程项目规划与施工管理、物联网工程项目技术支持、物联网产品设计与生产管理等技术岗位,培养德智体美全面发展,心理健康。通过对物联网系统的传感层,网络层与应用层等专门知识和关键技术的学习,掌握物联网应用技术各岗位群必备的具备电子技术、现代传感器技术、RFID射频识别技术、无线网络通信技术、物联网安全技术和系统工程等专业基础知识,具有扎实的基础、实践能力,良好的职业道德、职业素养以及创新精神和创新能力的高端技能型、应用型、可持续发展的技术技能人才。

3 以“物联网体系架构”为核心构建的专业课程体系

3.1 物联网的体系构架

物联网应用技术专业是一门典型的交叉学科,涉及电子、通信、计算机和自动控制等多领域相关专业知识,是跨学科的综合应用,物联网分为三个层次:感知层、网络层和应用层,如图1所示:

3.2 专业课程体系的构建

课程的构建是提高教学质量的核心,好的体系架构,才能保证学生在校期间受到有序的、合理的、系统的能力培养,才能保证教学内容、课程建设、教学方法的质量,以便学生在未来的职场具有更强的竞争力。那么如何构建合理的物联网应用技术专业课程体系就是我们急待解决的问题,以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系思路如下图2所示:

感知层:感知层主要是物品标识及信息的采集,通常由感应器件和无线传感网络组成,感知层是物联网的核心层。物联网应用技术专业在感知层对应的主要专业课程为:单片机系统分析与调试、电路板测量与绘图、射频技术与应用、无线传感网络技术和条码技术与应用。

网络层:物联网的网络层主要完成信息传递和处理,网络层包括两个部分:接入网和传输网。传输网是由公网与专网组成,常用的传输网络有电信网、广电网、电网、互联网、专用网。接入网是连接感知层的网桥,它将获得的感知层数据进行汇聚,并发送到接入网络。物联网应用技术专业在网络层对应的主要专业课程为、嵌入式系统设计、M2M技术、网络工程与综合布线和物联网管理与信息安全。应用层:物联网的应用层也称之为处理层,主要解决的是信息处理和人机界面的问题。物联网的网络层传输过来的数据在应用层进入各类信息系统进行处理,并通过各种设备与人进行交互。物联网应用技术专业在应用层对应的主要专业课程为:嵌入式面向对象程序设计、Android的应用程序开发和动态网页设计。

4 专业课程体系及进度

根据人才培养目标和主要就业岗位,以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系如图3所示,其中还包含了四门专业基础课:C#程序设计基础、物联网技术概论、电路基础与电工技能和电子技术与实践。

5 结束语

作为战略新兴产业,物联网技术已经应用于各行各业,专业前景广阔,其对物联网人才的需求也正在迅猛增加,行业人才需求巨大。培养大量高技术技能性物联网人才是目前高职院校迫在眉睫社会责任,但物联网应用技术专业的人才培养方案尚处在初始阶段,课程体系构建仍在一个探索过程中,需要大家不断的去探讨和改进。

参考文献

[1]沈苏彬,毛燕琴,等.物联网概念模型与体系结构[J].南京邮电大学学报,20l0(4).

[2]赵传信,王杨.物联网专业实践课程建设探讨[J].电脑知识与技术,2012(4).

篇6

一、物联网的由来

物联网的概念最早于1995年出现在比尔盖茨的《未来之路》书中,在该书中比尔盖茨已经提及了Internet of Things的概念,只是当时并没有引起人们的重视。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了当时称为EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国麻省理工学院首先明确提出了“物联网”的概念,提出了物联网就是将所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连,能实现智能化识别和管理的网络。2005年11月,国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会峰会上了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。

2009年11月,总理发表了《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,“我国要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”,从而物联网作为我国的新兴战略产业。

物联网就是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、传感设备和无线通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”; 即英文名称为“Internet of Things”,简称IOT。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID等技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。

二、物联网的特征

(1)网络化:网络化是物联网的基础。不论是有线、无线还是专网来传输信息,都必须依靠网络,而且必须与互联网相连,这样才能形成完全意义上的物联网。(2)互联化:物联网是一个包含多种网络、接入、应用技术的大集成,也是一个让人与人、人与物、物与物之间进行交流的平台;与互联网相比,物联网具备更强的开放性,应能够随时接纳新设备、提供新的服务与应用,即物联网具备自组织、自适应能力。(3)物联化:计算机和计算机连接成互联网,实现人与人之间交流。而物联网是实现人物相连、物物相连,通过在物体上安装传感器或微型感应芯片,借助计算机网络,让人和物体进行“对话”和“交流”。(4)感知化:物联网离不开传感设备。射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,正如视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网必不可少的关键设备。(5)自动化:物联网通过传感器设备自动采集数据;根据事先设定的处理规则,利用软件自动处理采集到的数据;自动地进行数据交换和通信;对物体实行自动监控和自动管理。一般无需人为的干预。(6)智能化:物联网融合了计算机网络技术、无线通信技术,微处理技术和传感器技术等,从它的“自动化”、“感知化”等特点,已能说明它能代表人、代替人“对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜”,智能化是其综合能力的表现。

三、物联网的组成

物联网主要包括以下几个子系统,有些物联网可能只包括了这些子系统中的一部分。

(1)电信网络:物联网的信息传送与日常使用的文字、语音、图片、图像传输相比,有其独特的地方,物联网中的信息传输大多是小数据量和特大数据量的传输。小到每月只发送几bit,如电力抄表;大到持续发送大幅图像,如交通监控,而中等数据量的信息传送却不多见。这就对通信网络提出了新的要求,需要推出新的通信标准和新的接入技术,以适应物联网各种通信的需要,实现物联网的高效通信。现有的通信网络主要有电缆、光纤、无线电、微波、卫星、蓝牙、红外、WiFi、移动通信等。(2)传感器:传感器可以把一些物理量的变化变为电信号的变化,收集信息,做出响应。例如麦克风和喇叭就是一对语音传感器。传感器可以是声、光、电、重量、密度、硬度、湿度、温度、压力、震动、速度、图像、语音等。(3)电子标签:电子标签用来标识物联网中的各物体。现有的电子标签主要有RFID、条形码、二维码、IC卡、磁卡等。(4)数据处理:物联网通过传感设备所采集到的数据,必须经过计算机软件进行处理,才能满足用户不同的需求,实现各种目的。这些数据处理往往包括汇总求和、统计分析、阀值判断、数据挖掘和各种专业计算等。(5)报警系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接报警或者经过计算机软件处理后报警,报警形式主要有声、光、电(电话、短信)等。(6)显示系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接显示或是经过计算机软件处理后显示出来,常见的显示形式有文字、数字、图形、表格等。

四、物联网的关键技术

(1)感知与标识技术

感知和标识技术,负责采集现实中发生的事件和数据,实现外部信息的感知和识别,是物联网的基础,如传感器、无线定位、射频识别(高频、超高频)、二维码等。

(2)网络与通信技术

网络是物联网数据传递和服务支撑的最重要基础设施,通过人物互联、物物互联,实现感知信息高可靠性、高速度、高安全地传送。物联网的实现涉及到近通信技术和远程通信技术。近距离通信技术主要涉及RFID,蓝牙等,远程通信技术主要涉及互联网的组网、网关等技术。包括短距离无线通讯(zigbee、蓝牙、WiFi等), 低功耗无线网络技术,远程网络、多网络融合等。

(3)计算与服务技术

海量感知信息的计算与处理是物联网的最重要支撑,服务和应用则是物联网的最终价值体现。

海量感知信息的计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大问题之一。需要攻克海量感知信息的数据挖掘、、数据融合、高效存储、并行处理、知识发现等关键技术,研究物联网“云计算”中的虚拟化、智能化、分布式计算和网格计算等技术。其核心是采用云计算技术实现信息存储和计算能力的分布式处理和共享,为海量信息的高效利用提供技术支撑和保障。

服务计算。物联网的发展必须以应用为导向,在“物联网”中,服务的内涵得到了革命性的扩展,不断涌现出大量的新型应用将导致物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,面临着许多机遇,如果仍然沿用传统的技术路线势必制约物联网应用的创新。为了适应未来应用环境的变化和服务模式的变化,必须研究针对不同应用需求的标准化、开放式的应用支撑环境和服务体系结构以及面向服务的计算技术等。

(4)管理与支撑技术

随着物联网应用以及网络规模的扩大、支撑业务的多化化复杂化和服务质量的高要求,影响物联网正常稳定高效运行因素的越来越多,管理与支撑技术是保证物联网“安全高效可控”的关键,包括测量分析、网络管理、物联网标准和安全保障等方面。必须研究新的高效的物联网管理模型与关键技术,用来保证网络系统正常高效稳定的运行。

参考文献:

[1]物联网导论(第二版),刘云浩主编,2013年8月,科学出版社

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一、 前言

物联网 (Internet of Things) 顾名思义,是实现物物相连的互联网。IoT在信息产业领域是继计算机、互联网、移动通信之后的又一次重大变革。物联网是在互联网的基础之上的一种延伸和拓展,本质上就是互联网的一部分,通过信息传感设备,如射频识别系统、红外感应系统、GPS、智能扫描仪、气体感应器等,按照一定的网络协议,赋予物体感知能力,并通过接口将互联网与大量物体连接起来,从而进行信息交换和通信,实现智能化物体识别、定位、跟踪以及监控和管理,甚至实现人类与自然环境的融合。

早在1999年物联网的概念就已经被提出,到2012年中国第一个物联网五年规划――《物联网“十二五”发展规划》颁布,物联网已经被贴上“中国式”标签。

随着物联网应用的快速发展,其关键技术已经被深入研究并取得重大成果,但缺乏总结分析。本文主要分析了物联网系统架构的关键技术的发展现状,对现有的技术进行分析和总结,论述了物联网的发展前景和挑战,最后对全文进行了总结。

二、物联网的关键技术

物联网作为当今计算机网络和信息科学技术的研究热点,具有海量信息,多种接入设备,智能化物物交互的特点。物联网的成功依赖于多种技术的融合,主要包括物联网的系统架构技术,统一识别与识别技术,网络通信技术以及安全隐私保护技术。

1、系统架构技术

物联网的系统架构技术主要包括感知层,网络层和应用层,它要求用户网络服务器具有可扩展性,可靠性,自组织性和用户公平性。感知层即利用射频识别(RFID),无线传感器网络等技术识别物体并读取该物体的相关信息,读取的相关信息反映物体自身的特点。网络层是物联网实现信息传输,信息处理和服务质量优化的重要环节,并通过与移动通信网,互联网或其它专网相结合,将物体的信息准确地实时传递出去。应用层直接为用户终端提供服务,把感知层得到的信息进行处理,从而实现智能化物体识别,定位,跟踪,监控和管理。

2、统一识别和识别技术

物联网的一大特点是实现物体与物体之间的信息交换,即每个物体都应该是独立的,因此物联网的关键技术应该能够反映每个物体自身的特点。统一识别和识别技术应该包括射频识别(RFID),无线传感器网络。射频识别技术类似于条码扫描,RFID的主要功能是非接触式识别,即不需通过机械或光学在识别系统和识别物体之间建立接触,就可以通过无线电技术识别物体并读取其静态信息。对于物联网的发展,了解特定物体的动态信息也很关键,因此依赖于无线传感器网络来探测物体的动态改变,也缩小了生活实际与网络虚拟之间的差距。在物联网快速发展的今天,微型化技术和纳米技术也将快速融入物联网的关键技术,这意味着越来越小的物体将与互联网实现连接。

3、网络通信技术

物联网的网络通信具有通信量大和范围广的特点,它为各种硬件技术包括射频识别,无线传感器系统的控制提供操作平台,并通过移动通信网络,卫星通信等方式实现识别系统和需识别物体端到端的连接。在网络通信的基础上,方便用户对物联网进行有效的管理,降低用户操作物联网的复杂度,且实现了物联网服务质量的最优化,满足了海量通信的需求。现代网络通信技术还引入了云计算技术和自组织组网管理技术,在网络层协调各个部分的任务管理和分配,提高网络传输数据的速度和质量。

4、安全隐私保护技术

安全隐私保护技术可以为物置信息或数据提供安全性和保密性,阻止用户未经授权信息的访问,保护个人隐私和商业机密等内容。安全隐私保护技术的实现还需要其他技术的支持,如云计算保护技术,数据加密和保护技术,用户身份验证技术等。

三、我国物联网发展现状和存在的问题

自2010年我国将物联网写入发展战略和第十二和五年规划,物联网产业得到了很快的发展。到2012年第一个关于物联网的五年计划《物联网“十二五”发展规划》颁布,物联网的发展得到了高度的重视和完善。

物联网的发展为我们的生活带来了很大的便利,但依然存在一些问题。为了让物联网真正地实现在物与物,人与物之间畅通无阻的交流,目前应用在物联网的技术仍然需要不断地完善。主要存在以下几个问题:

1.物联网缺少物联网的统一技术标准。我国各行各业都积极加入到物联网的发展中,但各领域发展产业分散,不能实现互联,这都是国家没有统一物联网技术标准的结果,且物联网想要实现海量信息的处理和物物相连,也需要统一的编码和统一的寻址。

2.物联网的发展技术问题。物联网的发展需要多技术融合和多学科交叉,因此容易遇到技术瓶颈。物联网的技术核心是异构网络,如何实现异构网络的协调和融合,以及如何处理和储存海量的信息,都是物联网发展中存在的问题。

3.物联网的安全性问题。物联网涉及范围无处不在,个人隐私,商业机密,甚至于国家政治军事等信息,如果被泄露后果不堪设想。因此如何保证信息安全问题也是我国物联网发展要面临的挑战。

4.物联网的商业可行性。物联网的建设需要大量的资金投入,而用户的接受度和投Y回报等问题都是无法估算的,且如何使用户自觉维护物联网的问题也是亟待解决的。

四 、物联网的未来发展理念

我国物联网的发展应该在物与物互联互通的共性上及时制定统一的标准,采取开放的态度,完善国内物联网与国际物联网的互联,实现快速与国际物联网对接。循环物联网经济产业链,循环经济可以把握物体和资源在配置上的合理性,从而实现物联网的可持续发展。绿色低碳经济发展理念,物联网的智能化很大程度上避免了资源的浪费,“绿色,环保,节能,低碳经济”是现代经济发展的大趋势,随着物联网的深入,各个行业可以节省人力物力,实现环境资源的高效利用。

五、 结束语

本文分析了物联网的关键技术,我国物联网发展存在的问题与挑战,并且提出了物联网的未来发展理念。物联网实现了物与物,人与物的信息传递方式,实现了海量数据的处理,信息传递的高效性和便捷性。我国物联网技术的研究也处于世界物联网研究的前列,因此我国物联网技术研究人员应该抓住此时的机遇,争取突破物联网目前发展遇到的问题,从而带动我国信息产业和经济的快速发展。

参考文献:

[1]钱志鸿等.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012年,40(5)

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中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)09-0000-00

物联网技术与云计算结合发展是未来的发展重点,同时也是主要的发展趋势。云计算能够为物联网技术提供强大信息资源,同时能够使物联网技术在不同的负载周期中获得发展资源,根据需求对资源进行动态选择。能够在高负载的时候动态扩展资源应用,在低负载的时候释放资源。这样就能够在一定程度上提升资源的利用效果。同时云计算能够使物联网技术中的资源储存细化为多种子任务,将子任务详细的分配到计算节点中,充分的进行资源调配与计算。对储存的资源进行统一的管理。

1 物联网技术

信息技术的发展使人们对于高端技术的认识更加的清晰,并且充分的应用到工作生活中,对于提升工作效率具有重要的影响。物联网技术的出现对于生活质量的提升发挥着重要的作用。为了能够进一步的发挥物联网的功能,要实现云计算与物联网技术的结合应用,利用云计算的优势功能,满足物联网技术的发展需求。云计算能够为物联网技术提供强大的计算功能与储备能力。在云计算的基础上物联网技术通过无线传感器对信息进行整理,同时将搜集到的信息传递到应用平台中,实现了资源的共享,并且对系统进行了全面的控制。物联网技术与云计算的结合应用实现了优势互补。在云计算的基础上建立物联网技术,实现两者的技术融合,产生的巨大优势将会满足经济发展需求。

物联网技术实现了传感器与互联网之间的有效衔接,因此物联网技术基础是智能传感器网络技术。物联网技术发展过程中传感器的创新能够有助于人们对于信息的搜集整理,并且通过网络实现信息的传递,将虚拟化的信息呈现到人们的需求中。使人们能够真实的感受到信息的应用效果。感知、传递、计算、应用是物联网运行的主要模式,这种运行模式在基础建立的过程中需求数量较多的节点,为物联网的运行提供较强的计算能力。科学技术的发展对于物联网技术的应用提出了更高的要求。节点是物联网传感器的主要构成,因此在对节点进行设计的时候要充分的考虑到应用场合的特殊性,实现节点微型化,降低功耗,使物联网传感器能够在不同的环境中充分的进行应用,保证物联网传感器具有较强的抗干扰性。

传感器网络体系结构主要由分层网络通信协议、传感器网络管理以及应用支撑技术三部分组成。针对传感器网络体系结构进行的认识,能够明确物联网传感器的具体情况,实现物联网技术与云计算的有效结合。在互联网与云计算共同影响下实现融合网络系统,保证信息中心能够正常的运转。物联网管理中心是服务基础设施的主要控制,对于识别物体,进行信息采集具有重要的作用 。物联网技术是行业专业技术整合的体现,为行业的发展提供智能化解决措施,实现经济的增长,保证信息资源的安全与共享。

2云计算基础下的物联网技术发展

2.1云计算和物联网的结合

云计算与物联网的结合应用主要是将信息数据进行充分的应用,提升企业的生产效率。云计算与物联网的共同应用能够在获取基础信息资源的同时,更多的了解到隐形信息。物联网技术利用云计算提升运行效率,保证存储更多的信息资源,满足用户不同的生产需求。云计算与物联网的结合将会对信息资源进行统一管理,集中对信息资源进行详细的分析,并且根据分析的结论进行总结,同时能够对生产组织体系进行调整,优化信息结构。在提升工作效率的同时降低生产成本。云计算与物联网技术都是将信息管理与应用作为重要的发展基础,对于生产方式进行不断的优化调整,实现智能化的网络发展,并且对生产过程进行有效的监控。将生产过程自动化调整,避免集中化误差的产生,保证精准化管理的实现。信息资源有效的融合,将会促进企业升级,完成组织结构的优化调整。云计算基础下的物联网技术将为企业构建辅助管理平台,保证企业管理模式的创新优化,推动信息技术的应用。

2.2物联网与云计算融合模式

(1)单中心多终端模式。此模式分布范围相对较小,物联网终端将云中心作为数据处理中心,终端系统所获取的信息数据均有云中心来进行存储与处理,同时云中心会提供统一的信息界面给用户进行操作。利用云计算强大的存储能力,实现了信息统一与分级管理,提高了信息数据管理的效率,大部分被应用到小区或者家庭监控,以及部分基础设施等。(2)多中心多终端模式。与单中心多终端模式不同,此种模式主要用于区域跨度大的企业,或者对于数据信息需要与所有终端用户共享的网络也可以选择用此模式。应用此种模式时,要求云中心包括公共云与私有云两种形式,并且两种形式之间不存在任何沟通障碍。在满足信息数据传输安全的情况下,实现多终端用户之间信息的共享与传输。(3)信息与应用分层处理模式。这种模式使用范围更加的广泛,对于处理大量的信息数据,并且保证安全性具有重要的作用,能够满足不同用户的需求。信息与应用分层处理模式实现了大量信息数据的传输,保证传输过程中的安全性。信息与应用分层处理模式对于计算功能的要求较高,不但要具有较大的信息存储能力同时还要具有高速的运算能力,云计算正好满足了这种模式的应用需求。

3结语

物联网技术广泛的应用于工作生活中,极大的促进了社会的发展进步,对于提升工作效率发挥着重大的作用。物联网技术的发展离不开计算机信息技术的创新,将物联网技术与云计算结合在一起,在云计算强大的计算储备能力的影响下,提升物联网数据的传输计算效率,对于经济社会水平的提升具有重要的现实影响意义。物联网技术实现了智能化管理,这是信息产业发展的重要体现。

参考文献

[1]刘秀.基于云计算的物联网技术探索[J].电脑知识与技术,2013,9,25.

[2]朱波,张琳.云计算下的物联网技术分析[J].信息通信,2015,1,15.

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引 言

物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。学习与掌握物联网的技术理论、发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。目前,许多院校开设物联网相关专业,其专业人才培养的建设方案也在不断完善,物联网实验实训基地的建设是物联网人才培养方案的重要组成部分,是关系到专业人才培养、适应物联网技术发展及相关人才市场需求的迫切问题。

一、物联网人才培养背景

(一)分析物联网教育背景及特点

2010年10月18日,国务院《国务院关于加快培育 和发展战略性新兴产业的决定》;《决定》明确现阶段节能 环保、信息、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车为七大战略性新兴产业,确定了七大产业的突破方向;信息技术产业突破方向为:新一代信息网络、“三网”融 合、物联网、云计算。 决定提出:要发挥研究型大学的支撑和引领作用,加强战略性新兴产业相关专业学科建设,增加急需的专业学位类别。改革人才培养模式,制定鼓励企业参与人才培养的政策,建立企校联合培养人才的新机制,促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。

(二)物联网专业的特点及人才需求分析

物联网是典型的交叉学科,涉及电子、通信、计算机、测控等多领域相关专业知识。多专业的融合与提升,需要多专业课程的汇聚,取其共性,建立基础教学。物联网专业培养的人才,不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术,还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及 3G 核心网/无线网络原理等最新技术。它不同于其它专业单一的知识体系,而是现有信息技术综合集成化的产物,它呈现形式是“一个实际落地的应用系统”,重在应用。

从物联网产业链的角度来分析,物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制主要通过感知设备来对物获取感知信息,涉及到物联网中的硬件系统,这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;如果物的信息被感知到,就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制,从而进行应用,这个环节主要是通过网络进行传输,涉及到计算机网络和通信技术,因此需要通信和计算机网络人员;数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。

综上所述,物联网人才需求可以概况为三类:

(1)电子设备技术和芯片设计技术人才,工作岗位主要有芯片设计、硬件集成等。

(2)计算机网络和通信人才,工作岗位主要有IT网络管理和应用等。

(3)系统集成和应用人才,工作岗位主要有系统集成与开发、物联网管理与应用等。

二、建立物联网特色实践教学体系

(一)物联网应用技术实训室建设要点.

(1)专业素质课程主要以课程讲授为主,这种教学模式下,同学缺乏实际操作经验保障,缺少团队合作素质培养,不仅难以增强对相关理论的深刻理解和融会贯通,更难以激发主动创新的精神,物联网技术是一门全新的应用性很强的综合学科,需要在实践中体会。所以高校有自己的实践教学环境是很有必要的,这将使学生毕业时更适应企业的工作环境。

(2)人才培养需要有一个框架指导,企业和院校合作建设物联网教学体系,以国家物联网人才培养的高度和专业角度出发,满足学生的就业技能需求。

(3)物联网技术是一门实践技术,需要通过大量的实践环节来学习,和我们的单片机课程一样需要一个实验开发的平台,随着技术的进步,物联网实验开发平台已经很大程度上替代了原来的单片机实验实训课程。

(4)物联网应用技术的核心技能之一是代码编写,而代码编写人员是高等职业教育信息技术的主要培养对象。职业知识的要求决定了学制的长短,随着物联网技术的快速发展,物联网应用项目的爆发性增长,规模越来越大。团队协作能力和项目架构协调能力更加重要,物联网应用技术实训室能增强学生的团队意识和协调能力。

(二) 双师培训提升教学质量

教师在掌握理论知识的基础上,下企业深入了解企业生产,动手实践体验物联网技术的开发与应用,校方和企业工程师共同开发教学资源,提升专业教学技能,提高教学质量。

三、物联网实践基地建设方案构建

根据我们所提出的调研及讨论,物联网应用技术实训室的建立主要考虑如下几个方面:

(1)充分利用已有的资源,立足于自主开发建设,以降低建设成本。充分利用学院已有教学资源,这里主要是由软件和计算机网络教研室老师直接参与实训室建设。本专业教师已经在数据库、可视化程序设计、软件项目管理、嵌入式软件开发、传感器应用等方面有较强的能力,通过专业教师的直接参与可以增强教师的实践水平,还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力。

(2)物联网应用技术实训室不仅有先进的设备,还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中,企业将全程参与沟通,选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境,建立符合市场需求的物联网应用技术实训室,使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验。

(3)物联网应用技术实验室采用校企合作的模式,邀请技术公司一线工程师课堂授课,支持骨干教师参与企业项目合作开发,做到教学信息和市场同步,鉴于物联网是一门全新的综合学科,企业和校方合作成立物联网知识库实行资源共享。

(4)物联网应用技术实训室即可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。

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中图分类号:TP391.44

随着科学技术的不断发展,世界经济正在迈向全球化、智能化和网络化。“三化”形势下的世界经济对交通运输体系提出了新的要求。伴随着物流行业的大力发展,港口逐渐成为多种运输方式的交汇中心,在交通运输体系的作用也是越来越重要。在新的世界形势下,港口也不断的进行转变,从简单的运输交汇点到综合化的运输信息核心平台,现代化的港口其功能也在不断扩大和全面化。在新形势下发展起来的还有物联网技术,该技术是随着计算机技术的发展而发展起来的,是信息通讯事业的又一次改革。物联网技术改变了“人管理物”的管理模式,可以实现“物物相连”,让整个管理体系变得更加智慧和智能。因此,物联网技术被广泛用于我们的生产生活中,如交通管理、军事管理、环保监测。在港口信息平台建设中也得了广泛应用。本文将对其进行综合阐述。

1 国内外港口信息平台建设中物联网技术应用研究

1.1 当前我国的港口应用研究

随着物联网技术的发展和成熟应用,以物联网技术为基础的港口信息平台建设也得到较快发展。国内外的学者都对其进行深入研究。国内的专家对信息平台建设的研究,时间较早,因此相对来说比较成熟,可以说国内对信息平台建设的研究是走在世界前列。近年来基于物联网技术的港口信息平台建设不断发展,其研究主要有:

(1)国内的港口信息平台功能综合强大,很好的实现了物流运输和国际贸易的集成以及在线贸易、在线数据传输、货物追踪等功能。这种新型的交易平台大大减少了物流服务的操作环节、节省了人力物力和财力,大大提升了港口发展的核心竞争力。

(2)智能化港口的物联网建设方案应以提高作业效率,加强集成性、创新性、实用性和开放性为目标。要立足于国内各大港口的建设,最大限度的提供安全、可靠、高效的信息平台。

(3)港口的信息平台要借助全球网络环境实现全程实时在线监控,还要整合物流和服务功能,提高其信息化、智能化和自动化,这也将是整个国际港口事业发展的趋势。

1.2 当前国际港口信息平台建设中的物联网技术现状

国外的专家主要的研究内容时信息系统,更加注重其在工程实际中的应用。

(1)东京大学的坂村教授一直致力于研究随时随地对任何物品实现计算,让物品自己开口说话,实现“物与人”的无障碍交流。

(2)在《欧盟第7计划》中曾指出:对以物联网技术为基础的港口信息平台建设要注重国际化标准和程序,要注重相关标准的监管问题,要注重标准的全球化,特别是社会和经济因素造成的安全和隐私问题等。

(3)新加坡的TRADENT和PORTNET平台,功能发展较为成熟,可以发挥三方面的作用:满足客户对物流信息的需求。而是满足用户对项目管理的需要。三是协助港口实现物流管理,完善港口的物流服务。

2 港口信息平台建设中物联网技术应用理论概述

2.1 物联网技术的概念和特点

物联网通过数据获取的开发和通信功能将物体的实际和虚拟载体联系起来,是一个全球化的基础网络。这一基础网络可以实现具体物体识别、RFID和通信功能,使所有平台中的信息可以实现实时共享、自主获取、网络连通等功能,是一个覆盖全球涵盖所有物体的超级网络。

物联网港口是利用无所不在的网络信息技术搭建起来的。作为信息行业为人类提供的另一全新技术,主要有三个基本特点:全面感知。物联网港口平台可以利用RFID、传感器及其他感知设备,随时随地的进行数据信息的采集;可靠传送。对于采集的信息,物联网港口利用以太网、无线网等覆盖全球的信息网络进行信息的传送,实现了信息的实时传送;智能处理。物联网港口信息平台实现了“物与物”、“物与人”之间的智能交流,实现了对海量信息的智能化处理和控制。

2.2 港口信息平台建设的内容

港口的物流信息平台是实现收集物流信息和资源整合的重要途径之一,也是为其他相关企业提供信息的重要媒介。一般来说,建立信息平台需要以现代软件为基础,通过软件和系统的开发和重用来实现数据的共享,从而为相关企业提供信息基础和公用平台。目前,由于物联网技术的飞速发展以及应用技术的成熟,基于物联网技术的港口信息平台也成为物流业发展的重要趋势。其主要特点可以概括为以下内容:

(1)访问方式单一。当前的物流信息平台多采用B2C模式,也就是客户端的应用模式,用户通过对外主页访问所需要的信息,是单一的访问入口。并且所有的维护工作都在后台服务器上进行,有利于主页面的升级工作,同时也方面了用户使用,降低了维护费用。

(2)集成供应链系统。物流信息平台,通过集成供应链系统实现了各个业务单元的集成,将整个信息平台构建为一个整体,节约了人力、物力、材力,有效的改善了信息共享滞后的问题。

(3)安全可靠的保障。进行页面访问时要进行身份、权限验证,对所有的定义对象都要进行安全验证,所有这些安全机制都保证了数据共享的存储的机密性和完整性。

(4)协作与共享。凡是通过安全验证的用户都可以在物流信息平台上实现信息的共享,同时也可以得到业务的协作,运用网络资源取得企业需要的资料,节省了时间成本。

3 物联网技术下的港口信息平台设计

在分析了物联网港口信息平台的相关知识后,就可以对其进行功能设计,物联网港口信息平台的功能设计,可以从以下几个方面进行阐述。

3.1 建立港口信息平台网站

基于物联网港口信息平台的主要网络表现形式之一是港口信息平台门户网站,也是最主要的功能终端。网站是连接各个用户的平台,如政府管理部门、中介机构等。通过港口信息平台,用户可以实时的查阅所需要的资料,使用系统的各项应用功能。港口信息平台门户网站主要包括以下进行政务新闻公告和公示的政务服务频道,进行港口信息公告和查血的物流服务频道,进行天气和路况信息服务的公共信息频道。

3.2 做好信息平台管理系统

作为信息品平台门户网站的后台管理系统,信息平台管理系统由功能强大的内容管理子系统和会员管理子系统组成。内容管理子系统支持多栏目、多用户的管理,用于相关的信息平台门户网站的信息。会员管理子系统由会员基本信息、会员服务信息、会员信息管理等部分组成。系统可以根据会员对平台的租用情况核算会费等。

3.3 完善船务服务管理系统

船舶服务管理系统主要是对船舶的进出口申报、货物的装卸、船舶的相关调配及各种和船舶相关的数据进行处理和管理。具体流程可以概括为:船舶人委托管理系统进行船舶相关信息的管理,在委托关系确认后,管理系统可以对船舶做出调度,并制作申报单和船舶报表,船舶接受管理系统的管理等。水路运输服务管理主要是对沿海运输、近海运输、远洋运输和内河运输四种形式下的水路运输进行服务和管理。主要的工作流程为:审核信用证中的装运条款、备货报检、托运、保险、货物集区、保管工作、装船工作、装货完毕。除了上述主要的服务管理系统外,物联网港口信息平台还包括货运服务管理系统、集装箱多式联运系统、电子商务系统、报检报关辅助系统、港航企业信用管理系统等。

4 物联网技术在港口信息平台建设中的应用

基于物联网技术的港口信息平台也称为物联网港口,又称为第五代港口。在港口的功能实现中,经历了传统阶段、配送阶段、综合阶段、港口供应链阶段后,随着物联网技术发展起来的,能更好的满足用户需要的第五大港口。物联网港口是指通过将物联网技术应用到港口的规划建设中来,并以此为基础,搭建高信息化、智能化的港口信息平台。物联网港口以实现物体智能互联为发展方向,以搭建智慧港口为建设目标,以各种传感器等技术为基础,通过无处不在的以太网、无线网等实现仓储管理、生产操作、海关监管等各方面的高度智能化管理。

4.1 物联网港口的特点

因此物联网港口具有以下几个显著特点:信息化。物联网港口依赖于信息网络技术的发展,具有高度信息化的特点;网络化。网络化提高了港口的生产力、数据采集、传输和存储能力,在物联网港口的另一重要特点;智能化。实现高度智能化是物联网港口发展的最终目标。当前的物联网港口通过各种传感技术来手机资料,并将其进行后台处理和传输,同时还可以做到及时反馈,实现了“无障碍”交流;现代化。现代化主要体现在港口各种功能实现中所依赖的应用技术,如传感器技术、RFID技术等。

4.2 物联网技术下港口物流信息的类别区分

物联网港口要想高校的运转,需要将接受的大量物流信息进行分类,如此这样,在进行信息处理时,可以根据相关标准在地以时间内将信息传送到相关的“门口”,使其安全进入并高效处理。港口物流信息主要可以分为以下几类:物流综合管理信息。该部分信息主要包括:组织机构的信息、系统开发及应用信息、网站信息、行政管理信息等;物流业务信息。该部分信息主要是各个企业用户所包含的信息,主要包括:运输业务信息、仓储业务信息、流通传输业务信息等;物流作业信息。物流作业信息主要包括物流作业基本信息、道路及水路运输信息、集装箱场地信息等。其中水路运输作业信息是主要的作业信息,主要包括:运输调度技术信息、船舶调配方案信息、港口作业信息、其他水路运输作业信息等;物流设施设备信息。所谓物流设施设备信息,主要是指在港口功能实现中所涉及到的设施设备等,主要包括道路运输设备设施、水路运输设施设备、集装设备信息等。物流技术信息 物流技术信息主要包括:运输基本信息、数据采集传输基本信息、监控技术信息等;物流安全信息。安全性是对物联网港口最基本的要求,主要包括物流安全基本信息、作业基本安全信息、设施设备安全信息、应急预案信息等。

5 结束语

总之,依托于物联网技术的港口信息平台,为港口信息的管理带来的便捷,使得港口信息管理日渐智能化、全球化。我们只有更加深刻的研究物联网技术与港口信息管理的融合,才能设计出更加方便、快捷、高效的信息平台,才能更好的为港口信息服务。

参考文献:

[1]李向文.第五代物联网港口设想及我国港口物联网发展前瞻[J].集装箱化,2013(02):11-23.

[2]马仁洪,陈有文.以物联网技术促进港口智能化发展[J].水运工程,2012(05):19-40.

[3]徐小凤.物联网在港口运营中的应用探析[J].中国水运,2011(01):15-30.

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随着物联网在国家基础设施、经济活动、以及智能家居、交通、医疗等社会活动方面的广泛应用,物联网的安全问题已不仅仅局限于网络攻防等技术领域范畴,而是已成为影响人们日常生活和社会稳定的重要因素。

1 物联网安全风险分析

从信息安全和隐私保护的角度讲,物联网各种智能终端的广泛联网,极易遭受网络攻击,增加了用户关键信息的暴露危险,也加大了物联网系统与网络的信息安全防护难度。

2 物联网攻击技术及安全防护体系

2.1 感知层安全问题

⑴物理安全与信息采集安全。感知层是物联网的网络基础,由具体的感知设备组成,感知层安全问题主要是指感知节点的物理安全与信息采集安全。

⑵典型攻击技术。针对感知层的攻击主要来自节点的信号干扰或者信号窃取,典型的攻击技术主要有阻塞攻击、伪装攻击、重放攻击及中间人攻击等。

2.2 网络层安全问题

网络层主要实现物联网信息的转发和传送,包括网络拓扑组成、网络路由协议等。利用路由协议与网络拓扑的脆弱性,可对网络层实施攻击。

⑴物联网接入安全。物联网为实现不同类型传感器信息的快速传递与共享,采用了移动互联网、有线网、Wi-Fi、WiMAX等多种网络接入技术。网络接入层的异构性,使得如何为终端提供位置管理以保证异构网络间节点漫游和服务的无缝联接时,出现了不同网络间通信时安全认证、访问控制等安全问题。

跨异构网络攻击,就是针对上述物联网实现多种传统网络融合时,由于没有统一的跨异构网络安全体系标准,利用不同网络间标准、协议的差异性,专门实施的身份假冒、恶意代码攻击、伪装欺骗等网络攻击技术。

⑵信息传输安全。物联网信息传输主要依赖于传统网络技术,网络层典型的攻击技术主要包括邻居发现协议攻击、虫洞攻击、黑洞攻击等。

邻居发现协议攻击。利用IPv6中邻居发现协议(Neighbor Discovery Protocol),使得目标攻击节点能够为其提供路由连接,导致目标节点无法获得正确的网络拓扑感知,达到目标节点过载或阻断网络的目的。如Hello洪泛攻击。

2.3 应用层安全问题

应用层主要是指建立在物联网服务与支撑数据上的各种应用平台,如云计算、分布式系统、海量信息处理等,但是,这些支撑平台要建立起一个高效、可靠和可信的应用服务,需要建立相应的安全策略或相对独立的安全架构。典型的攻击技术包括软件漏洞攻击、病毒攻击、拒绝服务流攻击。

3 物联网安全防护的关键技术

物联网安全防护,既有传统信息安全的各项技术需求,又包含了物联网自身的特殊技术规范,特别是物物相连的节点安全。

3.1 节点认证机制技术

节点认证机制是指感知层节点与用户之间信息传送时双方进行身份认证,确保非法节点节点及非法用户不能接入物联网,确保信息传递安全。通过加密技术和密钥分配,保证节点和用户身份信息的合法性及数据的保密性,从而防止在传递过程中数据被窃取甚至篡改。

物联网主要采用对称密码或非对称密码进行节点认证。对称密码技术,需要预置节点间的共享密钥,效率高,消耗资源较少;采用非对称密码技术的传感,通常对安全性要求更高,对自身网络性能也同样要求很高。在二者基础上发展的PKI技术,由公开密钥密码技术、数字证书、证书认证中心等组成,确保了信息的真实性、完整性、机密性和不可否认性,是物联网环境下保障信息安全的重要方案。

3.2 入侵检测技术

入侵检测技术,能够及时发现并报告物联网中未授权或异常的现象,检测物联网中违反安全策略的各种行为。

信息收集是入侵检测的第一步,由放置在不同网段的传感器来收集,包括日志文件、网络流量、非正常的目录和文件改变、非正常的程序执行等情况。信息分析是入侵检测的第二步,上述信息被送到检测引擎,通过模式匹配、统计分析和完整性分析等方法进行非法入侵告警。结果处理是入侵检测的第三步,按照告警产生预先定义的响应采取相应措施,重新配置路由器或防火墙、终止进程、切断连接、改变文件属性等。

3.3 访问控制技术

访问控制在物联网环境下被赋予了新的内涵,从TCP/IP网络中主要给“人”进行访问授权、变成了给机器进行访问授权,有限制的分配、交互共享数据,在机器与机器之间将变得更加复杂。

访问控制技术用于解决谁能够以何种方式访问哪些系统资源的问题。适当的访问控制能够阻止未经允许的用户有意或无意获取数据。其手段包括用户识别代码、口令、登录控制、资源授权、授权核查、日志和审计等。

[参考文献]

[1]刘宴兵,胡文平.物联网安全模型与关键技术.数字通信,2010.8.

篇12

[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:

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[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.

篇13

我国是农业大国,想要实现我国农业的可持续性发展,就必须要借助科学的技术手段,通过利用智能化以及信息化的技术管理,;来实现我国传统农业的转型,进而为我国现代农业的发展做出更大的贡献。在我国现代农业的转型过程中,农业物联网以及传感器的研究进展发挥着关键性的作用。物联网技术是二十一世纪的新型技术,在世界各国都得到了普遍的关注。物联网主要涉及三个层面,即感知层、传输层以及应用层。农业传感仪器在物联网中隶属于感知层,通过传感器可以对农作物进行一定的了解,农业信息的传输需要通过农业物联网传输层这个介质实现,传输层能够有效的保障农业信息的获取,物联网的应用层主要是对农作物的生产加工等进行有效的管理。通过对物联网这三个层次的研究与发展,可以对现代农业的发展起着一定的积极影响。

1 农业物联网的概念分析

在二十世纪末期,物联网概念被提出,农业物联网主要是通过各种传感器来对信息进行采集,帮助农民及时的发现农业生产问题,并且对发生问题的位置进行准确的定位。这样农民就能通过机械生产的模式对农业实现智能化以及自动化的生产。物联网是继计算机、互联网以及移动通信网之后的被世界公认的信息产业。物联网是以感知为前提,实现人与人、人与物以及物与物的全面互联的网络。通过传感器对物理世界的各种信息进行获取,再通过局部的互联网、无线网络以及移动通信网等各种通信网络进行交互传递,进而实现对世界的感知。

2 农业物联网技术的研究进展

2.1 农业物联网的技术组成分析

农业物联网主要由感知层、传输层以及应用层三个方面构成,感知层主要是由各种感知器以及传感节点组成,主要是对土壤水分以及苗情的长势等农业信息进行获取。传输层主要是通过有线或者无线的方式将感知层获取的各类数据信息传输到应用层上。应用层再对收集的信息进行有效的处理和决策,进而实现对农业生产过程的管理与控制。

2.2 农业物联网的感知技术

在农业物联网中,感知技术一项关键性的技术,传感器则是感知技术的核心。近些年来,我国的农业传感器技术的发展步伐比较快,主要有农业信息传感器以及农业环境传感器。当前,光、水等常规的环境传感器发展已经比较成熟,土壤传感器是目前农业传感器研究的重点。采用电子以及电磁学等方法对土壤的电阻以及电容等参数进行测量,很容易受土壤组成的影响。利用电磁波对土壤进行测量可以对土壤的结构以及物理化学性质等进行测量。电化学方法可以对土壤中的某些离子等进行测量,土壤的组成具有一定的复杂性,因而,原位测量传感器在国际范围中都是研究的难点。信息传感器同样也是研究的难点,主要采用光学以及电磁学等物理学原理,根据被测对象的性质来对动植物生命体进行检测,然而动植物生命过程具有一定的复杂性,想要对其信息进行精准的探测,就必须在其计量模型上有一定程度上的突破。

2.3 农业物联网通讯技术分析

农业环境具有一定的复杂性,因而想要实现农业物联网信息的传输对通讯技术进行简单的搬用是不行的,要根据实际情况选择适宜的通讯方式。农业设施中不仅要考虑墙体的厚度,同时还要考虑材质对传感器节点之间的信息通讯的影响。比如,大田的作物要考虑农作物的高度以及地形地貌特征对通讯的影响,基于此种情况的考虑,节点布设以及节能机制就成为研究的重点。果园中树冠的形状以及与天线的相对高度直接影响着信息的传输。

2.4 农业物联网应用分析

农业物联网应用是一个闭环控制的过程,在农业物联网应用中其关键性的技术有云计算以及云服务。因为,农业具有一定的生命特性以及生态区域性特征,因而农业的物联网应用很难通过一种技术以及模式来对问题进行解决。在实践中,一般都是按照实际的情况来对物联网进行应用。就其应用模式而言,可以是WEB服务应用也可以是智能的单体应用。

伴随着科学技术的不断进步,很多欧美发达国家都对农业物联网应用开展了示范性的研究。在农业生产中实现了物联网技术的实践与推广。我国在此基础上也开展了一系列的应用研究,为我农业的发展奠定了技术基础。

3 农业物联网发展趋势分析

在农业生产的过程中,应用农业物联网技术对于农业的生产管理具有很大的积极作用。以下分别从几个方便对农业物联网的发展前景进行阐述:

3.1 农业传感器的新研究

农业传感器是农业信息获取的“眼睛”在农业物联网信息感知系统中发挥着积极的作用。全新的农业传感器的研究在农业物联网产业中也是不可忽略的关键环节。伴随着科学技术的进步,微机电系统农业传感器也将成为重要的研究领域。

3.2 农产品的生产更加精细化

伴随着农业物联网技术的不断发展,对于农产品的精细化的管理将会成为农业物联网发展的方向。通过物联网技术对农作物进行精准化的播种、育秧以及对其生产环境进行精确的控制等,都在很大层面上节省了人力资源,提高了农业生产的附加值,进而更好的促进我国农业精细化的发展。

4 结语

综上所述,虽然物联网在农业实践中的应用依旧面临着很大的挑战,但是随着物联网产业的标准化的逐步建立与完善,以及农业物联网技术的不断进步,将会更快的促进我国农业现代化的发展。

参考文献

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