時間:2023-08-09 17:23:12
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關鍵詞:物聯網;智能技術;云計算
隨著計算機水平的不嚳⒄梗人們的生活水平得到了進一步的提高,與此同時,改造物質世界的能力得到了進一步提升,在這種情況下,物聯網的概念誕生了。所謂物聯網主要是指網絡技術和通信技術以及傳感技術的有機疊加,并在此基礎上融合了更多人性化的設計。近年來,物聯網技術逐步應用到建筑消防和軍事等領域,給各行各業的人們帶來了巨大的方便。
一、物聯網技術的應用
在社會高度發展的今天,物聯網技術在我們日常生產生活中的應用,可以有效滿足廣大人民群眾對生產過程以及家居生活的監控,甚至還可以實現遠程數據采集和測量,并在此基礎上進行指揮調動,一方面節省了人力和物力,另一方面也進一步提高了工作效率。然而隨著物聯網技術水平的進一步提升,物聯網在這些領域的應用范圍,也得到了進一步深化和拓展。
1.物聯網技術在建筑消防領域的應用。眾所周知,消防安全系統主要組成部分包括感知層、網絡層以及應用層。感知層為最底層,它能夠對各種物質進行感知,具有一定的感知能力,在建筑消防領域中,它可以識別物體,將那些與火災場景產生的相關信息采集和補貨到,并接受人們的各項執行命令。網絡層是連接感知層和應用層的橋梁和紐帶,在具體應用過程中,通過有線和無線網絡將感知層搜集到的險情通過網絡、無線網絡傳達到應用層,這是一種險情的傳遞。除此之外,它還會將應用層的消防指令傳達給感知層,實現消防指令的傳遞。應用層則包含消防部門和防火重點部門,這里是消防決策產生的地點。
2.物聯網技術在軍事領域的應用。近些年來,美國的軍事領域正在進行一項研究計劃,該計劃就是將無線傳感器網絡應用到未來的戰爭,筆者認為,這將進一步提高物聯網技術使用方的軍事作戰能力,避免人員傷亡,具有非常重要的積極意義。美國國防部高級研究計劃局甚至還建立了相應的項目,通過在戰場上應用不同類型傳感器來實現傳感器網絡的建立,幫助士兵迅速了解戰場的實際情況,輔助相關人員做好決策。在具體的應用中,相關人員必須在物聯網技術的基礎上采用協同感知的方法,融合不同傳感器數據分析應用場景和不同位置的分析結果,來進一步提高結論的科學性。
3.互聯網技術在電網中的應用。將物聯網技術同電網有機結合在一起,可以實現電網的智能化。這種方式可以及時迅速地掌握整個電網的信息。電網信息的掌握必須建立在良好通行線路的基礎上,實現終端信息的采集應用,使數據實現安全穩定的傳輸,進一步提高智能電網的可靠性,將全面和及時以及準確的信息傳達給工作人員。筆者通過長期的研究與實踐發現,智能電網將會實現更多設備的有機聯系,這其中就包括智能傳感器、控制元件以及地理設備設施等。
4.物聯網技術在農業領域中的應用。隨著社會的發展,我們的自然環境也暴露出了一些問題,例如水土資源流失嚴重,生態環境惡化等,這些問題與可持續發展理念相違背,也會對我們人類的生命健康帶來威脅。在這種情況下有必要實現對水土資源的有效監督,對環境的有效監測,并實現農業的精細化管理,而物聯網技術在這些領域的應用,極大地提高了這些領域的應用效果。以農業領域為例,在進行種植和養殖業的同時,也會遇到一些問題,其中就包括各種病蟲害等。物聯網技術在現代農業領域的應用,就可以及時監控災情的發展,并監視農作物灌溉情況,土壤氣候變更情況等,還可以收集溫度和風力等因素的發展變化情況,從而對農業進行科學合理的預測,切實幫助廣大農民群眾預防災害,維護廣大人民群眾的利益。
二、物聯網技術應用過程中存在的問題
雖然物聯網技術的廣泛應用給我們帶來了極大的方便,但隨之,也帶來了一些社會問題,這些社會問題隨著互聯網應用范圍的拓展也會更加嚴重。首先,物聯網技術可以運用無線數據通信技術,實現對商品所有信息的及時獲取,方便了我們的同時也給信息竊取人帶來了方便,使他們能夠隱蔽的獲取信息。這樣就會使相關人員的信息在不知不覺中泄露出去,給當事人帶來巨大的安全隱患。其次,物聯網技術的應用主要目的在于實現全球商品供應鏈的整合,使經濟主體的經濟關系更加密切,因此,一旦經濟出現問題,所造成的經濟損失更為巨大,更難以想象。最后,由于物聯網技術涵蓋范圍非常廣泛,這也使得其信息竊取手段更為方便快捷,給國家安全威脅帶來巨大的隱患。
三、建議和展望
雖然物聯網技術在我們日常生活生產中的應用為我們帶來了方便和快捷,給我們構建了一個美好的藍圖,我國無論是在政府層面,還是相關企業研究層面,對物聯網的研究和發展都取得了巨大的成果,但值得注意的是,物聯網技術的實現還面臨著很多問題。例如資金和成本的問題,這是物聯網技術發展最直接的決定性因素,它制約著物聯網技術水平的進一步提高。又如通信的距離和外部環境指標對物聯網技術發展的阻礙,這些問題都是亟待解決的問題。如果不能夠解決,物聯網技術的發展很有可能會停滯不前。在解決上述問題之后,物聯網技術還應當著重考慮物聯網使用者的隱私保護問題,使廣大人民群眾在使用物聯網時能夠更加安全,更加放心。
四、結語
總而言之,物聯網技術的應用范圍正在不斷拓展,在這種情況下,相關研究者應當采取有效措施,切實解決物聯網技術在應用過程中存在的問題,實現物聯網技術水平的進一步提高。當然這一過程也非一蹴而就的,他是一個系統的過程,需要廣大人民群眾共同努力才能夠實現。
參考文獻:
[1]熊本海,楊振剛,楊亮,潘曉花.中國畜牧業物聯網技術應用研究進展[J].農業工程學報,2015,S1:237-246.
[2]歐文.物聯網技術及其在農業生產中的應用研究[D].昆明理工大學,2015.
關鍵詞: 數據采集 物聯網技術 Zigbee技術
我國是一個農業大國,種植的農作物種類繁多,各種農作物的產量直接影響國家的經濟命脈。在各種農作物生長過程中,影響產量最大的因素是生長環境,包括空氣的溫度、濕度、風速、光照時間、強度、二氧化碳濃度等,但是目前一些農作物生長環境的數據采集采用的技術(比如人工采集方式等)對生長環境的監測還不到位,不能及時地發現農作物生長過程中的異常情況,及時地進行調控,對產量的影響很大。基于物聯網技術的監測系統是在無線傳感器網絡上構建的,它可以實時地對農作物生長環境及農作物生長狀況進行無損數據采集。
1.物聯網技術
物聯網是物與物相連的網絡,它可以通過一些采集信息的設備(如紅外感應器、射頻識別、激光掃描器、全球定位系統等)與系統進行數據的提取、測量、捕獲、傳遞,并且這種數據的采集具有廣泛性,只要是需要感知和能感知的物體,就可以采集到它的數據,并傳送至服務器,以便監控。物聯網還可以對采集到的數據利用信息處理技術、云計算、數據挖掘技術與分析工具等各種智能計算技術進行數據的智能分析、計算和匯總。物聯網的主要技術包括傳感器技術、Zigbee技術、智能技術、射頻識別技術等,其中Zigbee技術是數據采集的關鍵技術之一。
所謂數據采集系統是利用各種傳感器對監測的各種農作物生長環境的數據進行自動采集,然后將采集到的數據通過數據傳輸技術傳輸到服務器。在對農作物的生長環境進行數據采集時,要力求全面、準確,即數據采集系統要完成對多節點與多區域的數據采集,除了對數據的全面性與準確性要求外,數據采集系統還要對數據自動處理(如匯總、打包等),傳送到服務器。
2. Zigbee技術
Zigbee一詞來源于蜜蜂的舞蹈,當蜜蜂發現食物時,會通過跳舞將信息傳遞給同伴,如食物的位置、食物的數量、食物的方向、食物的距離等,蜜蜂的英文是Bee,蜜蜂跳舞時發出發出嗡嗡(Zig)的聲音,而蜜蜂的這種信息傳遞距離近,低成本,速度不快,這和Zigbee的特點很相似。Zigbee名字由此得來。Zigbee技術是一種無線通信技術,普通的兩節干電池可供Zigbee節點工作幾個月的時間,因此功耗低;Zigbee工作的頻段是免費的,不需要支付費用,用戶只要花兩美元買芯片即可進行開發,因此成本低;Zigbee的節點一般距離在10m~100m之間,因此距離近;Zigbee節點連接進入網絡要30毫秒,因此延時短。在對農作物生長環境的實時監測時會發現,系統需要傳輸的數據數量比較少,對傳輸速率要求不高,終端設備大都采用電池供電,并且要避免有線連接。從以上農作物生長環境監測的特點看,Zigbee技術非常適用。Zigbee協議主要包括物理層、媒體存取控制層、網絡層、應用層和安全層。
圖1 使用Zigbee技術進行數據采集的框架
針對數據采集的要求,設計的使用Zigbee技術進行數據采集的框架如上圖1所示。
由圖1可知,農作物生長環境數據采集系統分為三個部分,基于星形拓撲結構的Zigbee無線傳感器網絡,物聯網、internet的網絡傳輸,基于WEB的信息管理系統。Zigbee技術的拓撲結構有樹形(即形狀像棵樹)、網形(即形狀像張網)、星形三種。其中,星形拓撲結構如圖2所示:
圖2 星形拓撲結構
由圖2可知,中心位置為協調器,網絡中的傳輸設備都與協調器有信息傳輸,因此如何組建協調器網絡至關重要。星形拓撲結構呈現輻射狀,數據要通過協調器來傳送,因此比較簡單,設備成本不高。由于農作物生長環境的數據采集范圍廣、采集點多,為了保證采集數據滿足全面、準確的要求,最好采用星形拓撲結構。一個主節點可以與若干個從節點進行通信,最多254個從節點,一個從節點又可連接多個傳感器。從節點上的傳感器采集數據,將數據匯聚到主節點,主節點是網絡的匯聚節點,發揮協調功能,主節點通過網絡將收集到的數據傳輸到WEB信息管理系統。
在設計數據采集系統時遵循如下原則:(1)系統要可靠。在多數情況下,設備都沒有人看守,這就要求設備的可靠性要高,能夠連續工作,不易出錯,能夠安全可靠地采集、傳輸、處理數據。(2)系統要實用。此系統要簡單,容易維護,易于操作,讓大家容易學習、掌握,并熟練地使用它。(3)系統要有適用性。農作物生長環境比較復雜,而且范圍大,因此要求此系統在任何環境下都能正常運行,有一定的適應性。
在對農作物生長環境進行數據采集時,采用基于物聯網技術,尤其是Zigbee技術能夠完成對生長環境各類數據的采集、提取、傳輸、監控等,并且對數據進行智能分析,判斷異常情況。
參考文獻:
[1]王黎麗.基于Zigbee技術的機場機房環境數據采集系統[D].杭州:浙江工業大學學位論文,2011:10-12.
[2]于暄.基于GPRS和Zigbee技術的智能家居解決方案的研究[D].貴州:貴州大學學位論文,2007:56-57.
關鍵詞:物聯網;技術應用;應用領域;應用發展
引論
物聯網主要是利用現代網絡技術及通訊技術和傳感技術將實際的物體同互聯網進行對接,從而實現監管、定位跟蹤和識別物體的技術。從技術層面講物聯網技術包含了紅外感應技術、射頻識別技術、激光掃描技術以及全球定位技術,并結合網絡通訊技術實現物與網絡的連接。該技術作為現代科技革命的起點受到了業內人士的廣泛關注,并且隨著物聯網技術在各個領域的應用發展,其開始引起政府的重視。甚至很多發達國家將物聯網技術的研發作為信息化戰略發展的重點內容。從總體上看,物聯技術仍舊處于起步階段,各項技術都還有待完善,但是隨著人類科技的發展,該技術在未來必然將逐步的完善,成為推動人類社會、經濟、文明的重要科技力量。
1 物聯網技術分析
1.1 數據采集技術
數據采集技術是實現物聯網的關鍵技術之一,目前傳感器技術相對成熟,但如何利用鞲釁骷際跏迪質導飾鍰迨據的精確采集,利用圖像識別技術仍舊是目前物聯網技術研究的關鍵。
1.2 智能終端技術
感知延伸層的實現是物聯網技術得以全面實現的核心,而智能終端研究則關系到這一層面的最終實現,因此也是物聯網的關鍵技術之一。目前應用廣泛的智能終端主要有智能手機、電腦、智能PDA等,這些智能終端進一步拓展了物聯網,并發揮了物聯網技術的應有價值。但想要真正完善物聯網技術,還需要更加完善、性能更加穩定的智能終端。因此智能終端的研究也是物聯網技術研究的內容之一。
1.3 通信技術
通訊技術是實現物聯網技術的重要依托,尤其是現代無線智能通訊技術。雖然寬帶通訊在現代社會中已廣泛普及,并臻于完善,無線通訊技術也逐步的發展,但如何將這些技術融入到物聯網技術中仍舊是當前技術研發層面上的重要課題。
1.4 數據處理技術
物聯網由于聯通了網絡世界與現實世界,因此其所接收處理的數據量必然相當龐大。如何對海量數據進行處理,如何發掘信息價值仍舊是當前物聯網技術發展中的瓶頸。但是隨著信息處理技術的發展,相信這一問題也會迎刃而解。
1.5 網絡兼容技術研究
網絡兼容技術是物聯網中必不可少的技術,由于物聯網技術將待識別的物體連接入網絡,因此必須需要網絡兼容性實現這種連續連接。
1.6 信息安全問題
信息安全一直是互聯網技術研發所要面對的難題,同樣物聯網的信息安全也是其技術發展面臨的重大挑戰。信息安全研究所要面對的不僅僅是安全訪問以及加密技術,還包括系統安全技術、體系安全管理等。
1.7 標準化研究
通過不斷的實踐,研究者發現,技術標準化是推動技術完善和發展的主要途徑,但是物聯網在我國并沒有制定統一化的標準。這一問題必然會成為制約物聯網發展的主要因素,因此標準化研究也是物聯網技術發展研究的主要內容之一。
2 物聯網的應用
2.1 智能城市的建設
現代人們越來越能體會到智能化生活的便利,而物聯網的應用可以有效實現智能城市的建設,為人們提供更加便捷的服務。例如令城市管理更加的完善、城市規劃更加的合理,合理配置、利用城市資源,實現經濟的可持續發展等。除此之外,通過物聯網,還能對城市進行全面監控、統一管理。
2.2 智能交通的實現
現代城市交通擁堵是阻礙城市發展、影響人們出行質量的重要問題。而通過物聯網則可以很好的實現智能交通,解決交通擁堵問題。通過物聯網可以集中處理監控中心數據,并通過智能化媒體終端進行數據交互,并分析最終的多媒體數據信息,從而實現統一管理、合理調配的智能化城市交通管理。
2.3 智能家庭的實現
物聯網技術可以將家庭醫療設備納入物聯網體系,從而測試、跟蹤加重病人、老人的各項生理指標。并將這些跟蹤數據到家屬智能終端或醫療機構。從而更好地為客戶提供健康服務,構建和諧家庭、和諧社會。
2.4 智能家居的應用
利用物聯網技術可以給人更高的家居品質,將家庭各項設備納入物聯網中,從而實現智能化家居。對家庭設備,人們可以通過網絡進行遠程操控,實現更加便利的智能化生活。除此之外,通過物聯網還能對家庭進行實時監控,為生活提供安全保障。
2.5 農業智能生產的實現
農業生產為人們提供賴以生存的基礎保障,而通過物聯網則可以改變傳統農業種植模式,現代農業通過對農業種植參數的調整,可以極大的改善作物生產環境,從而減少產出周期,并提高產量。此外物聯網技術可以自動監測作物生長參數,并實時監控傳輸,從而為現代農業技術發展提供可靠依據。
3 物聯網的應用發展
隨著物聯網技術的完善,在實際應用中逐步開始發揮其技術優勢,并且隨著新能源建設、環保建設、信息網絡建設以及高端制造產業等領域的發展,物聯網的推廣應用必將進一步推進各個產業的發展。除此之外,加快物聯網的研發應用加大對戰略性新興產業的投入和政策支持,業內人士表示,“物聯網”開始被寫進政府工作報告。這也意味著物聯網的發展進入了國家層面的視野。總的來說,物聯網技術對社會的影響將體現在下面這些方面:
3.1 便捷生活
通過物聯網,公眾可以便捷的獲得自己所需要的食品、物品,并且對食品、物品的了解更加的詳細、清晰,例如原料產地、加工過程等。因此通過物聯網不僅可以保證生活的便捷程度的加深,同時也能夠提高食品安全程度。另外,隨著物聯網技術的發展,在醫療領域也會逐漸的引入物聯網技術,例如遠程護理幫助服務。隨著該技術在醫療領域的發展,在未來,社區老人足不出戶將會獲得專業的護理幫助。因此物聯網對于人們生活的改變不僅僅在于吃得放心、用得舒心、住得順心,還會很大程度上改變人們的生活習慣和生活品質。只要在家中安裝相應的傳感設備,就可以遠程實時監控家中情況,遠程控制家中的電氣設備,保證居家安全。
3.2 節能環保
物聯網對人們生活的改變不僅僅在于生活細節。隨著城市私家車數量的增加,城市交通擁堵問題困擾著人們,并且擁堵的交通還會加劇能源浪費和空氣污染。而通過物聯網技術,則可以令司機適時了解交通狀況,選擇最便捷的路線,從而降低交通擁堵,不但方便了司機,同時也提高了城市交通效率。供電部門可以隨時了解用戶使用電力的情況.對電網進行智能化處理和設置,通過對配電變壓器的實時監控對電能質量的檢測,對負荷情況的了解可以實現電網的一體化管理。據悉,江西省電網已經通過這種技術使一年的用電損耗降低1.2億千瓦時。物聯網技術還可以通過對輸電線路的監控來減少輸電線路發生故障的幾率,并且也使故障的維修時間減低,實現能源的節約。我們預計,物聯網技術的一體化功能在節能減排方面必將會有極大的貢獻。
3.3 發展潛力巨大
物聯網的發展仍舊處于起步階段,很多方面還需要進一步完善。但是我國的物聯網技術同世界物聯網技術的起步相對統一,因此該技術在我國的應用發展具有相當大的潛力。并且目前階段應用效果可以表明,物聯網技術必然會成為推動我國經濟再一次騰飛的中堅力量。
參考文獻
[1]馮杰,郗家貞.對物聯網組網架構的探究[J].信息與電腦:理論版,2010(08):155-156.
關鍵詞:物聯網技術,電梯安全,監控系統
中圖分類號:TU229文獻標識碼: A
一、前言
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。電梯是一種非常繁忙垂直的交通工具,在現代生產生活中發揮著不可替代的作用。文章介紹了運用物聯網技術于電梯安全監控,從而全面提高電梯安全性,提高電梯運行管理效率。
二、物聯網技術的電梯安全監控系統現狀
從我國自身經濟發展的需求來看,對電梯設備實行預警應急管理,從宏觀上進行系統改造、更新已勢在必行;美國、德國、日本在此領域與我國同步,各有長短。從國內技術條件、研發力量來看,我們完全有能力建立不受網內設備數量級限制、地域限制,完全有能力研制更高、更新、符合管理模式的系統控件。我國必須加快建設和完善特種設備動態安全管理體系,超越國外同類項目管理水平,制定相應的管理新模式。從當前對電梯設備進行宏觀管理的角度分析,目前國內外還沒有符合多重管理需求的系統方案來滿足我國龐大的電梯市場。電梯突發事件預警應急管理及相關技術支持系統的研究工作尚處于起步階段,相關技術標準尚未制定。
已有的遠程監控產品部分是有線狀態,其最大的局限性是:網內設備受數量級限制(目前最多理論上可運行200多臺)、受小區地域限制,附加設備和破路敷設管線費用昂貴,對電梯本身系統要求也高。部分的無線產品其總體架構設計存在較大的局限性,有些僅起到類似“黑匣子”功能;有些僅能服務于某一品牌的電梯,無法解決適用寬泛的接口問題;有些僅局限于產品的單一功能上,未能從宏觀管理角度及技術經濟發展趨勢出發, 無法應對電梯突發事件引發的安全救援保障等一系列系統難題。
因此,如何對電梯實施有效的監控,及時處置電梯突發事件,確保電梯安全運行,已成為各級特種設備監察部門急需解決的重要課題。很多電梯事故案例表明,電梯一旦發生故障,有關方面若能第一時間獲得預警信息,第一時間進行應急處置,將能真正做到快速預警與高速處置一體化,將能大大提高電梯事故防范能力,最大限度地降低和減少電梯傷亡事故率。
三、物聯網在電梯行業的應用
物聯網(the internet of things )是指通過信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡架構。電梯物聯網系統主要由電梯數據采集器、視頻監控,3G無線移動網、互聯網、GSM短信、電話等雙向遠程通信,平臺管理軟件組成。每部電梯采集的電梯故障報警、狀態信號通過3G無線互聯網或GSM短信實現遠程傳輸。
目前電梯物聯網平臺通用基礎功能主要包括遠程監測、自動報警、遠程控制、診斷和維護、系統連動、數據挖掘、報表與決策支持與節能分析等。
物聯網技術的應用,為政府質監部門、行業協會和電梯企業提供一個高效率的、統一的物聯網信息技術平臺,真正實現政府、協會、企業、物業、電梯、人員、手機和門禁等終端設備等全面互聯,加強政府監管力度,提升企業工作效率,保障乘客安全。
隨著北京、上海、杭州、重慶等城市以地方政府為主導的電梯物聯網試點劃項目的推進,全國各地電梯安全監控及監管物聯網項目紛紛上馬。國內各大電梯廠商、配件企業和軟件開發商如上海新時達、沈陽藍光、無錫中科等也加緊了電梯物聯網服務平臺的開發與市場推廣。2012年5月“電梯物聯網” 產品亮相廣州電梯博覽會,標志著“電梯物聯網”產品開始邁向市場。
我們應從大都市大市場和普及應用電梯預警與應急管理綜合保障管理角度出發,運用科學技術加強“基于物聯網技術電梯安全監控示范工程應用研究”,提出適合國情的解決方案,來滿足公共安全的需求。
物聯網技術電梯安全監控的實施可產生較好的經濟、社會效益,主要體現在如下方面:經濟效益主要體現在:
(1) 減少電梯事故導致的人員傷亡,降低因此帶來的經濟損失;
(2) 電梯物聯網系統的工程實施方便,無須敷設管道,節約了因敷設管線而增加的材料成本、勞動力成本;
(3) 可有效降低政府部門在電梯使用過程進行安全監管的財政投入和人力投入等行政成本,落實使用單位和維護保養單位的主體責任。
對電梯使用單位:在關人故障發生的第一時間得到報警,縮短故障響應時間和處理時間,保障乘客生命和財產安全。實時掌握電梯運行狀態、歷史故障、維保記錄,提升電梯管理效率。
對電梯維保單位:實現維保工作過程管理,提供管理手段。提升服務附加值,增強企業競爭優勢。
對電梯監管部門:實現電梯信息化管理,提供全局管理統一管理方案。提升對電梯的監管手段和監管力度,縮短故障響應時間,提升應急救援能力。提高電梯安全運行,保障人民生命和財產安全,促進社會和諧。
當電梯發生沖頂、沉底、停電、關人、停機、卡門、墜落等嚴重故障時,物聯終端將采集到傳感器的數據。物聯終端系統馬上做出反應,自動播放安撫音,穩定被困人員情緒,同時通過無線網絡(比如CDMA GPRS)傳輸到互聯網上。再由互聯網傳輸到電梯運行管理平臺(終端狀態監控)。管理平臺也馬上做出反應 通過互聯網和無線網絡實現手機報警。也能 讓使用單位 維保單位 監察部門從互聯網上得到報警信息。
我們開展《基于物聯網技術電梯安全監控示范工程應用研究》,旨在創新一種電梯安全管理模式和技術管理手段,利用物聯網技術對電梯安全運行狀況施行實時動態跟蹤監控,提高安全服務效率,加強電梯事故預警與應急救援技術能力,從而提高對突發公共事件快速反應和應急處置能力,為政府強化電梯安全監管和確保城市公共安全運行提供強有力的技術支撐。
四、電梯物聯網發展趨勢
1.由政府主導轉向市場驅動
物聯網正在一步步走向理智,但在物聯網發展的初期階段,真正推動電梯物聯網商用的仍然是各級政府的采購。大多數電梯企業積極參與電梯物聯網計劃,主要緣于政府資金的支持,這是基于當前物聯網整體環境尚不成熟的市場狀況中的一種發展方式,但隨著公眾對物聯網需求的增加,未來電梯物聯網的建設不可能依賴政府部門的強行要求和政府的補貼來進行推廣,而是要通過完全的市場行為,讓電梯物業用戶和使用人花費能承受的費用,獲得更多的收益。加速電梯物聯網深層次技術和高附加值利益的探索,由政府主導過渡到市場驅動,將成為電梯物聯網產業的關鍵點。
2.品牌間開放端口協議,建立標準統一的服務平臺
物聯網標準被認為是阻礙物聯網在中國快速發展的關鍵因素。 在一個電梯物聯網這個新興產業崛起的過程中,產業鏈中的每個環節必然都有爭奪主導者地位的機會。而決定主導地位的,不是一時的用戶規模,甚至也不是高精尖的技術,而是標準統一的電梯物聯平臺。沒有國家及行業標準,很多電梯生產企業和物聯網企業的小型應用系統都是自成一體,采用私有通信協議,導致不同廠家系統和方案無法互通,不易擴展。未來電梯物聯網發展要求各電梯生產企業開放端口協議,構建標準統一的服務平臺,開發更多更開放的平臺功能。
3.建立行業規范,進行資源整合
這是電梯物聯網產業發展的核心,比一些關鍵技術的突破更為重要。如果說關鍵的技術是“點”的問題,而規范和整合則是“面”的問題。建立“電梯物聯網平臺”,利用信息技術,對電梯行業進行規范和資源整合,以達到最大程度上利用資源。
五、結束語
目前政府主導下的電梯物聯網試點工程,為政府和質量監管部門提供了可行的監管方案,建立標準統一的服務平臺,制定行業規范,實現資源共享是未來電梯物聯網的發展趨勢。 所以,針對物聯網技術的電梯安全監控系統進行深入的研究和探討有著十分重要的意義。
參考文獻:
[1] 張麗麗,趙鑫. 物聯網技術概述[J].數字技術與應用,2013,(3):206.
關鍵詞:移動學習;物聯網;RFID;模型
作者簡介:吳懷廣(1976-),男,山東聊城人,鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院,講師;趙家明(1985-),男,河南淮濱人,鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院碩士研究生。(河南 鄭州 450002)
基金項目:本文系鄭州輕工業學院博士科研基金(項目編號:2011BSJJ015)、河南省教育廳科學技術研究重點項目(項目編號:13A520373)、國家自然科學基金項目(項目編號:61201447)的研究成果。
中圖分類號:G645 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)13-0223-02
對于移動學習的論述,不同的研究者從不同的角度出發提出了自己的觀點。[1]近年來,移動技術的優勢已為高校教育模式的新一輪變革創造了條件,移動學習已經成為繼遠程學習和數字化學習之后教育發展的新階段。隨著科技信息化的進一步發展,移動學習必將對教育領域帶來巨大影響。
物聯網(Internet of Things,簡稱IOT)又稱為傳感網,是互聯網從人向物的延伸,是指在真實物理世界中部署具有一定感知能力和信息處理能力的嵌入式芯片與軟件系統,通過網絡設施實現信息傳輸和實時處理,從而實現物與物、物與人之間的通信。[2,3]RFID作為構建物聯網的“皮膚”,本質上是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,從而實現對各類物體在不同狀態(移動、靜止、惡劣環境)下的自動識別和管理。通過在移動學習者的手機SIM卡上貼上RFID電子標簽,當移動學習者攜帶具有RFID電子標簽的手機SIM卡通過標簽識別器時,電子標簽被標簽識別器自動感應并通過無線網絡將電子標簽中的信息傳送到信息處理中心,經過處理之后再將處理結果發送到標簽識別器上,從而實現靈活、高效的自動身份識別和信息管理。
一、移動學習模型設計原則
移動學習是信息技術發展的產物,但歸根結底,移動學習的落腳點仍然是學習。一種學習方式要選取與之適應的學習理論基礎,因此對移動學習的運用和研究需要學習理論的指導,文獻[4、5]對此進行了詳細的論述。
通過分析后發現,學習方式現已明顯地從傳輸及行為主義范式轉向建構主義和社會認知范式,并將主動的學習者置于學習活動的中心。因此,學習不僅是學習者掌握學習內容的過程,本質上更是一種通信交流的過程。鑒于這些特點,在構建移動學習模型時要著重關注以下幾方面:
(1)構建的移動學習模型不僅要多鼓勵學習者之間的協作交流,還要鼓勵他們積極參與和特定社會群體的討論、交流。在討論中學習,并最終達到獲取知識的目的。
(2)在學習模型設計中要以學習者為主體,學習內容和活動的組織安排要與學習者的具體社會實踐相關聯。同時把知識的獲得與學習者的發展、身份建構等統合在一起,學習者能根據自己的需求選擇自己的學習內容,以自己喜歡的方式進行移動學習,在自己想要學習的任何時間、任何地點進行學習。從學習開始到結束,該模型都要給予學習者最大的主動權。
(3)結合物聯網技術,使后臺能實時感知、追蹤移動學習者所處的環境,根據相關情境向移動學習者推送相關知識,提供必要服務。或可根據情境呈現相應問題,營造問題解決環境,建立移動探究式的學習模式,營造參與式模擬的學習體驗。
(4)該模型能夠對移動學習者的學習過程進行跟蹤,分析歸納出學習者的行為偏好、知識結構、學習習慣等,并記錄到相關數據庫中。
(5)該模型能為用戶提供友好的人機界面、良好的使用體驗、便捷的知識獲取、新奇的探索應用、簡單方便的溝通交流以及強大的服務支持。從而改善學習者的學習體驗,降低學習者在使用該模型學習時出現的挫折感(挫折感能夠導致學習者對該移動學習模型的信任度下降并隨之減少在該模型下的學習)。
二、移動學習模型的構建
1.移動學習模型基本框架
通過具體分析上文中論述的移動學習模型設計原則,結合物聯網技術,利用現有的無線通信網和校園WIFI網,并把相關需求映射到具體功能模塊,下文構建了一個基于物聯網技術的分層移動學習結構模型,其基本框架如圖1所示。
2.該模型功能概述
該模型主要分為兩個邏輯部分,從下而上依次為移動學習端和綜合支持平臺端。兩個部分及其內部模塊各自分工并相互協作,共同為移動學習者進行移動學習提供技術支撐。另外,移動學習者可以使用移動設備隨時訪問遠程物聯網實驗室。各模塊的功能描述如下:
(1)移動學習端。
1)移動學習設備:包括智能手機、平板電腦、PDA等學習者手持式移動設備,并已運用RFID技術對其進行過標記。這些設備是進行移動學習的載體和必要前提。
2)跨平臺智能客戶端:學習者進行移動學習的人機接口,移動學習相關的應用、服務集,并可添加智能秘書,為用戶提供智能、新奇、類人的親切服務。并通過開發出針對不同移動設備系統的客戶端,實現設備端異架構平臺的接入。
(2)綜合支持平臺。
1)平臺接入模塊:實現移動學習信息流的接入匯總和分發,移動接入網通信協議的解包和封包等。
2)信息綜合分析處理系統:實現移動端的接入身份識別,信息傳輸的加、解密,為移動端的智能提供后臺技術支撐,處理移動端推送的信息和反向信息分發,相關信息流的綜合處理、分流、復用等。
3)后臺支持子系統。
環境監控和對象跟蹤模塊:結合移動端設備上的RFID標簽、GPS芯片和手機地圖,此模塊可實現對移動學習者的校園監控、學習環境識別、移動學習者周邊環境的實時感知等功能,并在適當的時間和地點給予學習者以學習提醒,將學習資源主動推送給移動中的學習者。
虛擬社區交互平臺:集成實現基于語音、視頻、文字等多種信息媒介的通信和交流互動功能,為移動學習者提供方便快捷的通信鏈接,強大的群組間問題討論,信息交流共享支持,在線虛擬團隊功能。
用戶信息統計分析系統:結合a子系統,通過跟蹤移動學習者的學習時間、學習過程、學習活動范圍、訪問過的網站和閱覽過的相關內容等,運用數據挖掘技術對學習者的行為和偏好進行采集、分析,以便系統能夠對不同的學習者推送其可能感興趣的學習資源,提供更有針對性的學習建議和個性化的學習服務。
教學管理模塊:實現移動學習者的培養流程和課程進度跟蹤、實施雙向教學評價考核、相關課程和擴展知識推薦、學習輔助工具集成和成績查詢等功能。并集成了學習評價系統,通過對學習者的學習時間、閱覽和創建學習對象的數量、參與交流與協作的頻率指標等進行統計分析,得出關于學習者的學習積極度、學習深度和學習效果的綜合評定,連同換算后的學分一并記錄到后臺相關數據庫中。
考試系統:通過調用后臺數據庫的試題庫,根據移動學習者的學習進度,可滿足學習者的不確定性隨時主動測驗,完成整個系統對學習者近段學習效果和知識掌握情況的跟蹤評定。
4)后臺數據庫。
用戶信息數據庫:記錄移動學習者的唯一識別信息及其基本信息、考試成績、能力增長以及其他成就、興趣偏好等用戶信息。
線上學習資源數據庫:存放專門針對移動學習優化過的大量課件資源、考試試題庫、知識庫、新聞消息庫和有關系統運行的數據等。
3.遠端物聯網實驗室
允許移動學習者利用移動終端遠程接入實驗室,并操作物聯網實驗設備,遠端完成實驗,以便隨時捕捉移動學習者的瞬間靈感,并為其提供實驗支持。
三、總結
上述模型注重移動學習者在學習過程中與人交流的重要性,避免了移動學習時由人—機對話所導致的情感交流缺失。通過對學習者學習過程的全程跟蹤,及時對學習者的能力成長和學習進步進行肯定與鼓勵,最大限度的降低了學習者的學習挫折感。根據后臺數據庫記錄的學習者的興趣偏好信息,并利用物聯網技術打造的情境感知能力,可以為學習者推送更適合、更有針對性的知識,從而為每個在線用戶打造量身定制的培養模式和全方位的服務支持體系,體現了“因材施教”的教育理念。
總之,該模型圍繞著“為移動學習者打造成功的學習體驗”這一中心,為學習者提供了友好的人機界面、高效的無線網絡、豐富的學習資源、有效的交流與協作及個性化需求,可在很大程度上提高移動學習的效果。
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【關鍵詞】物聯網技術 信息安全 保密技術 研究
隨著科學技術的不斷發展,信息安全保密技術面臨的問題也日益凸顯。由于物聯網是新一代的信息技術,因此基于物聯網技術的信息安全保密技術中被越來越多的人予以高度關注和研究。我們先對物聯網技術進行詳細的了解。
1 物聯網定義
物聯網就是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它主要解決的是物品與物品、人與物品、人與人之間的互聯。物聯網主要由感知層、網絡層和應用層三部分組成。
物聯網主要被廣泛的應用在智能工業、智能物流、智能交通、智能電網、智能醫療、智能農業和智能環保等領域。
2 信息安全保密問題問題分析
隨著信息技術的迅速發展,信息安全保密問題越來越受到人們的關注。信息安全問題已經不再只是個人的問題,而是隨著經濟、政治等因素的發展,逐漸上升為關乎國家政治穩定、民族團結、人們幸福安康的全局性重要問題。近年來,全球許多網絡多次遭受黑客襲擊,發生信息泄露事件。比如迄今為止世界歷史上最大規模的一次泄密事件——維基解密,其波及范圍之廣、涉及文件之多,史無前例。比如震網病毒事件,使得全球已有數萬個網站被病毒感染。再比如我國的3Q之戰,對我國廣大終端用戶的信息造成了嚴重的侵害及損失。據我國相關調查表明,在2012年就有84.8%的網民遭遇過網絡信息安全事件,這些事件包括個人資料泄密、網購支付不安全等,且在這些網民之中,有77.7%遭受了不同形式的損失。而近期最嚴重的信息安全泄密事件莫過于13年6月,美國前中情局職員斯諾頓曝光的關于美國國家安全局的“模棱”項目。透露顯示,我國大部分信息被美國中情局攔截和保存,這嚴重侵害了我國的信息安全。所有事件都表明,當前居民的信息安全保密措施存在嚴重的漏洞。特別是物聯網的推廣和應用,使得信息泄露、黑客侵襲等行為跨入一個更加復雜交錯的未知領域,信息安全保密問題也更加嚴峻。
3 基于物聯網技術的信息安全保密技術研究
為了更好的保障網絡系統不被攻擊,個人信息不被盜竊,個人財產不會損失,我們可以在物聯網技術之上,采取以下措施:
3.1 配置密碼芯片及密碼機
為了更好的保障信息安全保密,我們可以在物聯網信息處理中心與互聯網之間科學的部署一個數據安全網關。數據安全網關的部署主要是通過在物聯網終端設備中安置一個密碼芯片,并在信息處理中心配置相應的密碼機。這種措施最大的好處是可以完全實現信息認證機制、信息加密機制和訪問控制機制的建立。
回顧互聯網的發展歷史,我們會發現由于互聯網只傳送信息,不認證信息而成為了病毒、黑客作案的有力工具。當前物聯網不僅要具有感知、傳輸信息的功能,還應加強對所傳輸信息的認證,特別是身份信息的認證。通過這種方式可以有效的確保信息的真實性,保證信息使用者的合法權益。
在物聯網中,信息用數字信封的形式進行傳送。發送者通過對稱算法將傳輸的信息進行加密,在按照接受者的公鑰加密對稱密鑰信息,拼裝后進行發送。發送途徑主要有兩種,一種是端到端加密方式,一種是節點到節點加密方式。由于前者容易被人發現信息的源點和終點,后者又容易被人解密,都存有一定的風險性。因此我們可以通過具體的應用規模或場合,選擇最佳的傳輸形式。
安全數據網關通過信息認證,以及對傳輸信息的過濾,可以有效的拒絕帶有病毒、木馬等帶有攻擊性的信息進入。除此之外,還能對訪問資源請求進行訪問控制,組織非授權的用戶進行非法訪問。
3.2 自主創新發展技術
由于當前我國我國主要的信息設備都是采用國外的,在一定程度上對我國的信息安全造成了巨大的威脅。特別是如果被國外的敵對勢力加以利用,一旦進行惡意攻擊便會造成嚴重后果。除此之外,由于“云計算”的發展與應用使得全世界的信息、服務以及應用等會最終集中在國際信息產業巨頭手中。如果相關信息被大量的分析、解密、利用之后,會加大國家信息管理隱患。因此必須依靠自主創新、研發,從而有效推進我國信息設備、技術的發展。
我們可以積極的對新一代的認證技術進行突破和研制,比如合址認證技術、群組認證技術等。由于物聯網的規模越來越大,因此對利用群組概念解決群組認證技術的研發迫在眉睫。我們可以通過組織科技人員,對相關技術在信息安全保密方面進行研制,有效促進物聯網的健康持續發展。
國家也可以制定相關的政策,大力支持與信息安全保密相關的信息技術。基于物聯網,加大對信息安全保密關鍵技術研究的資金投入,建立屬于自己的信息安全保密技術。除此之外,還應加強對擁有自主知識產權的信息安全保密技術企業的支持和引導,培養出具有國際競爭力的尖端企業。還可以通過制定和完善相關法律,規范物聯網應用,為我國基于物聯網技術的信息安全保密問題提供法律法規的支持與保障。
4 結語
總之,信息安全保密問題關系著國家和民眾的安全和保障。由于物聯網已經成為世界技術發展的主要潮流,誰擁有了技術,誰便可以通過網絡輕松的擁有整個世界。因此基于物聯網的信息安全保密技術應得到大力的研究與開發,為保護國家及民眾的信息安全筑起一道銅墻鐵壁。
參考文獻
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關鍵詞:物聯網;創新模式;創新研究;傳感器網絡
中圖分類號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2014)20-0070-03
一、引言
近些年來,一場關于物聯網的風暴席卷全球,物聯網(Internet of Things, IOT)技術被稱為繼計算機技術、互聯網技術和移動通信技術之后的信息產業技術的又一次技術浪潮,它代表了下一代信息技術發展的重要方向。[1] 我國于2009年制定了“感知中國”的戰略性新興產業規劃,將其列為重點研究領域。[2] 如果說在過去的十幾年中,計算機和互聯網技術深刻的改變了現代教育教學模式,使得單純的依靠紙質的教育模式發展到現在依靠多媒體教學平臺和遠程教學平臺等新型教學模式。那么物聯網技術將使現代教育教學邁向更高的高度,是現代教育教學模式提升的新的發動機,將使得現代教育教學模式產生質的飛躍。
在教育領域,新課改提出“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用,促進信息技術與學科課程的整合,逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,充分發揮信息技術的優勢,為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具”的要求。[3] 目前計算機多媒體技術日臻成熟,特別是微處理器技術的發展,使得信息裝備從巨型化走向微型化,學生可以通過微型個人終端設備了解知識。作為下一代“計算無處不在”的關鍵技術,[4] 無線傳感器網絡技術的發展,為物聯網技術在教育改革領域的發展提供了保障。在新的時期,高校必須具有科技敏銳性,需要不斷采用新技術、新方法提高教學管理,以更好的服務于學生,所以有必要在教學領域引入物聯網技術,提高管理效率和質量。
同時,當代高校大學生更具有自我探索精神和獨立思考的能力,他們對新事物嗅覺更靈敏,接受速度更快,對高新技術的出現和應用熱情更高。將物聯網技術應用于現代創新教育模式中,在提升教學管理水平的同時,也有利于激發學生的好奇心和對新技術的感知能力。物聯網技術將有助于全面提升教學水平和教學環境,加快推進教育現代化進程。教育物聯網的時代已經來臨,基于物聯網技術的教學模式創新研究可以有效為當前高校教育教學模式探索拓寬思路。
二、物聯網技術特征
物聯網技術是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。[5,6] 物聯網是一個全球的基礎網絡,通過數據獲取開發和通信能力,將實際物體和虛擬物體聯系在一起。該網絡包括現存的互聯網及其延伸和拓展,并具有具體物體識別、傳感器、激光掃描器和通信連接功能等為其提供獨立聯合服務和應用基礎。[7]
物聯網是利用無所不在的網絡技術建立起來的,主要有以下幾個特點:全面感知,利用RFID、傳感器、二維碼以及其它各種感知設備,隨時隨地采集各種動態對象,全面感知世界;可靠的傳輸,感知的信息通過以太網、無線網、移動網進行實時傳送。[8] 無線網絡已經全面覆蓋,感知信息的自由傳送成為現實。智能處理,利用云計算技術及時對海量信息進行處理,實現智能化的控制和管理,真正達到人與物的溝通,如圖1所示。
三、傳統課堂教學中面臨的挑戰
1.教學資源有限和教學過程單一
在傳統課堂教學中,教學資源比較有限,特別是在早期,一塊黑板、一本書、一支粉筆貫穿整個教學過程。在互聯網時代,多媒體技術在課堂教學中被普遍使用,將內容投放到黑板上,圖文并茂,使得教師更專注于知識的講解,極大地提高了課堂教學效率,也提高了學生的興趣。但是目前的教學模式中,單純依靠教師講解或使用投影設備的“開會式的學習”枯燥、呆板,學生缺乏主動;教師的“主導”幾乎完全代替了學生的“主體”,課堂教學缺乏活力。這種傳統教學模式使得學生過分依賴教師與書本,造成主體意識淡薄,缺乏創新精神,阻礙其素質全面發展。單調枯燥的方式對學生已經不再具有吸引力,有限的教學資源和單一的教學過程已經不能滿足課堂中學生的需要。
2.繁瑣的傳統的教學管理需要投入大量的人力物力,費時費力,并且可靠度差
當前學校教學活動中,需要讓學生使用大量的教學儀器設備,各個學科都配備了教學實驗室,作為學校的固定資產,需要有專人負責設備的管理清點工作。每一個教學實驗室,在每一天都會有不同班級參與實驗學習。一方面,為了防止資產流失,需要投入大量人力物力進行教學管理,另一方面,還需要專業人員隨時監督,防止設備儀器或者原材料對學生造成傷害。不但費時費力,可靠性也差。
3.傳統的課外教學過于單一、枯燥,難以調動學生的積極性
課外教學被稱之為第二課堂,是在課堂教學以外,以發展學生的個性特長、開發智力、培養能力為中心,有計劃地開展各種教育教學實驗活動。傳統課外教學主要使用互聯網進行遠程教學,這雖然可以方便學生在任何地方和任何時候都能進行學習,但是學生和教師直接交互較少,主要是學生聽、教師教的方式,學生被動的接受,互動性差。
四、基于物聯網技術的教學模式
1.利用物聯網技術構建智能化教學環境
物聯網技術的發展使現實世界中的物體具有感知性和智能性成為可能,可以實現人與機器之間的交互、人與物品之間的交互、人與人之間的社會互。客體可以借助物聯網技術與虛擬環境進行無縫連接,人與物可以進行交流。在課堂教學中,學生可以有選擇的獲取教師內容,教師可以即時捕捉、分析學生在學習過程中的需求信息,并進行相應調整。為實現學生出勤情況的智能統計,可以將RFID芯片集成到學生一卡通中,教室設置自動感測RFID信息系統,即時統計學生人數。教務管理部門也可以通過網絡查詢學生出勤情況。
對于年齡段較小的學生教育中,可以讓幼兒佩戴腕帶式標簽,學校通過信息系統自動檢測學生體溫,當體溫異常時,系統將發出警報并通知相關人員,及時進行處置,同時還可以在標簽中配備定位系統,隨時了解學生的位置,避免幼兒走失和被拐賣,即使發生意外,也能被及時找到。物聯網技術還可以用來控制教室中的教學設備,教室內安裝具有光敏和溫控的傳感器節點,通過智能調節系統,根據教室光線強弱自動調節教室窗簾的開關,也可以根據溫濕度高低調節空調溫度或者進行通風切換。
2.利用物聯網技術豐富實驗教學活動
當前實驗過程主要是讓學生到指定的實驗環境中進行相應實驗,但是對于一些需要采用遠程教學的活動,如成人教育、遠程教育等,學生無法實時參與教學實驗。物聯網技術使達到與現場教學類似的效果成為可能。通過在實驗室和遠程終端配置RFID設備,在本地實驗室將實驗器材加入到物聯網環境中,實驗過程數據被實時采集,并通過網絡傳輸到達遠程終端,實驗者在遠程通過RFID設備可以實時監測數據的變化。教師在授課過程中可以通過實驗儀器上的RFID遠程控制教學儀器,通過網絡傳輸方式,將實驗過程與結果實時顯示在課堂中,學生也可以遠程控制實驗設備,調整實驗參數,觀察實驗結果,實現實驗教學的網絡化與智能化。
物聯網技術還可用于校園安全管理,當前學校學生人數密度大,社會閑散人員偽裝成學生進入學校盜竊事件時有發生。可以在宿舍門口設置RFID系統,自動檢測學生配戴的智能標簽,在顯示屏顯示學生圖像信息,物管人員很容易區別校內外人員,以保證校園安全。
3.利用物聯網技術實現課堂教學效果的實時測評
當前教學評測一般以督導組聽課,學期末學生對教師系統評分為主,這種模式對評價教師教學水平,督促教師重視教學質量方面效果明顯。但是面臨的主要問題是主觀性強,督導組聽課次數有限,學生評價一般在考試成績公布后進行,課程已經結束相當長一段時間,學生在評測時隨意度大,反應實際情況差,同時也不能反應學生課程活動的情況。教學活動是雙方面的,教學評測需要教與學的雙方參與,所以教學評測需要反應教師和學生兩個方面的效果,而物聯網為此提供了技術可能。實時教學測評是基于學生互動反饋系統,可反復使用。為每個學生配備簡易傳感節點,或者在每個課桌上安裝簡易傳感節點,學生在一堂課結束后,可以及時通過傳感器節點信息輸入屏將教學信息反饋給教師或者教務處。另一方面,教師可以通過傳感節點捕捉學生上課時的聽課狀態,教師根據學生反饋的信息及時調整上課方式或內容。
4.利用物聯網拓展課外教學
課外教學是學校教學的第二課堂,可以有效拓展學生知識空間和激發學生學習興趣。在一些實踐性較強的課程中,比如農學、林學等相關課程,學生通過實地參觀學習可以獲得直觀的體驗與真實的感受。當前農業、林業與物聯網技術正逐漸密切結合,建立相應的農業物聯網和林業物聯網基地。通過在學校開展基于物聯網技術的應用實踐活動,讓學生了解學習當前的先進測量技術和傳感技術,使得學生密切關注物聯網技術在實際應用的發展動向。
五、在現代教學中應用物聯網技術的重要意義
1.有利于建立全面和主動的教學管理體系
當前大學校園的學習環境相對比較寬松,學生時間較自由,利用物聯網技術可以實現教師和學生的無縫連接。教師可以使用RFID隨時了解學生的情況,學生也可以通過RFID隨時與教師建立聯系。同時,利用物聯網技術可以有效完善教學管理的組織、評價和考核系統,從而建立全面的教學質量保障和監控體系。
2.有利于構建智能的教學科研環境
利用物聯網技術無所不在的特點和信息完整與可靠傳輸特性,可實現教學環境的真正交互。物聯網技術為實驗教學提供了一個共享的、安全的、智能化的實驗教學環境。徹底改變現行多媒體教學單一化、實驗過程模擬化、實驗效果抽象化的弊病。
3.有利于創新教學模式的開展
基于物聯網技術的教學模式更具開放性和創新性。當前基于互聯網的教學模式是單向輸出,而基于物聯網技術的教學模式具有互動交互性,更能吸引學生參與和激發學生深層思考。物聯網技術將教學模式從多媒體技術支持拓展到全空間全方位的開放模式,有助于培養學生創新能力。
4.有利于創新人才的培養
將物聯網的技術方法、產品運用到教與學的過程及資源的設計、開發、利用、管理和評價中,改進創新型人才培養的模式,提高學生的創新精神及能力,讓未來學習充滿智慧,探討物聯網對創新教育模式的教學研究,擴充對新時期大學生創新模式教育的理論研究。物聯網技術與創新教育模式研究互為促進,在思考物聯網技術對教學模式創新研究的探索過程中,也會為物聯網技術的應用提供新的方向,拓展物聯網技術的應用領域,并最終會形成一支服務于創新人才體系的應用體系,這同樣具有重要的理論意義。
六、結束語
本文首先介紹了物聯網技術的發展和特征,物聯網技術的不斷發展為現代教育教學模式的創新提供了新的契機。本文主要研究了物聯網技術在創新教育模式中的應用,作為一項新技術應用,設計了物聯網在教學中的若干應用模式,給出了物聯網與課程整合的想法。物聯網技術在現代教學模式中的應用具有重大的意義,有利于建立全面和主動的教學管理體系,有利于構建智能的教研環境和有利于重構創新、開放的教學模式。但是,物聯網在創新教育中的應用研究才剛剛開始。隨著應用的深入,物聯網在創新教育培養中的研究將會逐步深入。
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關鍵詞:物聯網;電子商務;研究;分析
1 引言
阿里巴巴成功上市,使馬云一時間家喻戶曉,同時讓更多人看到了電商發展的無限潛力和廣闊空間。電子商務是一門交叉性概念,其涉及理論知識和領域極為豐富,譬如:管理學、法學、經濟學以及互聯網技術等多種領域,是一系列綜合性極強的活動。信息技術的進步和社會商業的發展使得經濟數字化、競爭全球化、貿易自由化的趨勢不斷加強。有關電子商務各類的研究如雨后春筍層出不窮,其中物聯網技術作為其發展的重要支撐不可忽視。為進一步了解近年來我國基于物聯網的電商發展研究熱點,筆者通過對CNKI收錄的相關文獻的進行計量分析就此展開研究。
2 物聯網與電子商務
物聯網作為一種新興技術,自20世紀90年代由美國麻省理工學院首次提出以來,其技術實現及應用引起國內外學術界學者廣泛關注。物聯網起初是基于物流系統提出的,以射頻識別技術作為條碼識別的替代品,實現對物流系統進行智能化管理。
在研究物聯網技術在電子商務應用中,RFID功不可沒。RFID(Radio Frequency IDentification)技術作為物聯網的重要技術,又稱電子標簽、無線射頻識別,是一種通信技術,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據,而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。電子商務利用物聯網技術通過把人、財、物、商店等實體聯結起來并在網絡環境下進行交互。在實現交互時,一個關鍵技術就是利用RFID技術給各個實體標注獨一無二的標簽從而將不同實體加以區分。物聯網技術不僅承擔著標注實體角色而且在記錄生產過程、跟蹤物流以及防偽查詢等方面發揮著重要作用。
3 研究概況
隨著互聯網技術的發展和經濟全球化浪潮的推動,電子商務問題及物聯網技術成為國內外學術界普遍研究熱點。國內學者就電子商務發展進程中涉及到的主要環節并結合物聯網技術作出相關研究,并在其研究的基礎之上根據我國電子商務發展狀況提出了針對性建議,這些環節主要包括基礎設施建設、支付環境、信用環境以及發展環境的改善等等。
4 文獻計量分析
4.1 發文年代分布
某一學術領域發表文獻數量隨時間變化情況能在一定程度上反映出某研究發展現狀、研究熱度以及未來研究方向的走勢。根據CNKI期刊數據庫顯示,我國學者基于物聯網的電子商務的研究始于2005年。2005年至2015年間,每年發文數量見表1。
4.2 期刊來源
5 研究結果討論
5.1 理論內容多樣性,熱度逐年攀升
5.2 物聯網在電商管理經營各環節應加大研究力度
與本文研究相關的文獻中,物聯網技術在電子商務應用的研究占據份額較重。大部分學者花費大量心血就某個環節開展其研究。現階段國內基于物聯網技術的電子商務的研究成果較多,尤其是物聯網相關技術在電子商務應用方面的研究。物聯網技術被列為國家“十二五”期間重點發展的戰略性新興產業,其先進技術將不斷加快電子商務前進的步伐。盡管如此,與國外相比,物聯網技術在電子商務基礎設施建設以及人才培養等方面的應用研究相對薄弱。某項學術研究成果的多少不僅要有廣大潛心研究學者精力的投入更需要國家政府提供基金等方面的支持。
(一)物聯網的關鍵技術感知與識別技術。物聯網的感知與識別技術主要實現對物體的感知與識別。常用的識別技術包括射頻識別RFID技術、二維碼技術、GPS定位技術、紅外感應技術、聲音及視覺識別技術、生物特征識別技術等。常用的感知技術主要通過在物體上或物體周圍嵌入各類傳感器,感知物體或環境的各種物理或化學變化等。通信與網絡技術。物聯網涉及的通信與網絡種類有有線網絡以太網、互聯網;無線短距離網絡有WIFI、藍牙、ZigBee、RFID;無線長距離網絡有GSM、GPRS、WIMAX、3G/4G移動通信網絡等。信息處理與服務技術。信息處理與服務技術主要解決感知數據如何存儲、如何檢索、如何使用、如何不被濫用的問題。物聯網的信息處理與服務技術主要包括數據的存儲、數據融合與數據挖掘、智能決策、云計算、安全及隱私保護等。
(二)物聯網的體系結構1.感知層。主要實現對物體的全面感知,識別或者定位物體,采集物體信息等。感知層主要包括二維碼標簽、RFID標簽、RFID讀寫器、攝像頭、各種物聯網終端、GPS定位設備、各種類型傳感器或無線傳感器網絡等。2.傳輸層。負責感知信息的傳輸或控制感知信息的傳輸,物聯網通過網絡,將感知信息傳輸到更遠的地方。傳輸層包括各種有線和無線組網技術如互聯網、移動通信網、藍牙、紅外、WIFI、ZigBee無線傳感器網絡等。3.管理服務層。管理服務層位于感知和傳輸層之上,應用層之下,主要對感知層通過傳輸層傳輸的信息進行匯聚、存儲、分解、合并、數據分析、數據挖掘等智能處理,并為應用層提供物理世界所對應的動態呈現等。其中主要包括數據庫技術、云計算技術、智能信息處理技術、智能軟件技術、語義網技術等。4.應用層。應用層實現物聯網的各種具體的行業應用并提供各種服務,目前各個行業都需要物聯網技術。應用層根據某一種具體的行業應用,借助感知層、傳輸層和服務管理層共同完成應用層所需要的具體服務。
二、基于物聯網技術的產業集聚區服務平臺
(一)目的意義產業集聚區是產業集群發展的有效途徑,是推動經濟發展的重要支撐點,因此加快產業集聚區的發展,是實施“以產業化帶動經濟發展”戰略的迫切要求。加快產業集聚區信息化建設,以信息化帶動產業化是加快產業集聚區發展的重要內容,產業集聚區信息化建設是實現經濟快速發展的重要手段。
(二)目標分析產業集聚區聚集著眾多生產企業,多數生產企業無法承擔信息化建設所需的大量人力物力財力的投入,企業信息化水平普遍較低,制約了生產企業的發展同時也給產業集聚區的管理帶來的很大的負擔,建立基于物聯網技術的產業集聚區服務平臺可以降低企業信息化成本以及信息化過程中的風險,提高資源的利用率及企業的核心競爭力,增強產業集聚區的招商吸引力,促進產業集聚區的經濟發展。濟源市玉川產業集聚區規劃總控制面積26km2,定位于打造“新興的新能源和有色金屬深加工基地、化工深加工基地、循環經濟示范區、生態園林產業園”,主導產業定位是有色金屬深加工、化工深加工、太陽能光伏等產業。力爭2015年實現打造中原地區最大的有色金屬深加工基地、區域新興的新能源及能源基地、中原重要的化工基地,成為循環經濟示范區、生態園林產業園,成為濟源重要的經濟增長極”的目標。玉川產業集聚區為了提高資源的利用率及企業的核心競爭力,增強產業集聚區的招商吸引力,促進產業集聚區的經濟發展,計劃建立一個產業集聚區服務平臺,建設目標如下:通過服務平臺的建設,幫助產業集聚區在信息化方面建立統一的組織管理協調架構、信息服務平臺、業務管理平臺和SaaS服務平臺。通過物聯網技術把不同應用系統平臺整合進服務平臺,以服務平臺為樞紐,使產業集聚區在信息化方面形成一個緊密聯系的整體。服務平臺建設可以讓產業集聚區以及區內企業獲得高效、協同、整體的效益。
(三)平臺架構基于物聯網技術產業集聚區服務平臺采用基于分層體系架構,該服務平臺將應用以云服務的方式提供給產業集聚區內的入駐企業,企業按實際需要購買和使用云服務,這樣就有效的降低了企業信息化建設的門檻和風險,并具有豐富的可擴展性,企業可以根據需要定制不同的信息化應用服務。產業集聚區服務平臺架構,如圖1所示。
(四)分層構建目標硬件平臺層該層是服務平臺的最底層,主要有虛擬化服務器集群、傳感器、攝像頭、ZigBee、RFID等物聯網終端組成,硬件平臺層使平臺具備能夠對產業集聚區各類資源實行全面自動化信息采集全程狀態監控及海量數據處理的硬件基礎。數據資源層數據資源層由基礎數據、感知數據、業務數據和決策數據組成,數據資源層的構建目標是應用物聯網與云計算技術中的大數據存儲管理和資源調度技術對海量數據資源進行統一、高效、安全的分布式組織存儲和管理,形成高性能可伸縮的數據管理調度模型,并向應用服務層提供統一、易用的調用接口。應用服務層應用服務層由信息服務平臺、業務管理平臺、云服務平臺組成。信息服務平臺是產業集聚區公共服務平臺,主要由信息服務系統、客戶管理系統、電子商務系統組成;業務管理平臺是對產業集聚區的各項安全、環境、低碳數據進行監測評估的平臺,主要由安全監控系統、低碳監測與評價系統、環境監測與評估系統組成;云服務平臺是為集聚區入住企業提供定制服務的平臺,主要由企業信息管理系統、企業運營管控系統、集聚區增值服務系統組成。應用服務層為集聚區入住企業提供多樣化的應用服務,入住企業可以根據企業實際經營管理需要任意定制所需要的應用服務。用戶訪問層用戶訪問層構建目標是建設為終端用戶服務的產業集聚區綜合服務網站,集聚區入住企業、客戶、個人等用戶通過各種網絡終端便可訪問相關應用服務而不需要下載安裝或維護任何軟硬件。
三、結語