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與物聯網相關的技術

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與物聯網相關的技術

與物聯網相關的技術范文第1篇

關鍵詞:物聯網;體系結構;技術

中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 20-0000-02

物聯網是新型信息技術的重要組成部分,可以將全球范圍內不同行業、不同領域的物品按照其內在聯系緊密的關聯在一起,實現億萬種商品之間的互聯,物聯網的產生將會對人們的生活方式和社會的發展產生巨大的影響,從產生之后就受到前所未有的重視。

1 物聯網概念的產生背景及發展歷程

物聯網的概念最初是在1999年美國召開的移動算和網絡國際會議上提出的,到2008年,物聯網的概念已經初步普及,逐漸受到世界各國的廣泛關注,物聯網產業鏈將商品的傳輸分為表示階段、感知階段、處理階段和信息傳送階段,截止到目前,物聯網技術已經在零售、物流、制藥等領域得到了一定的應用并取得初步成果,如已經投入使用的手機錢包系統和高速公路不停車收費系統就是物聯網應用的實例,據專家預測,在2020年以后人類將進入智能化時代,物聯網將得到廣泛的應用。下面,就對物聯網的相關技術及體系結構進行一定的剖析。

2 物聯網的體系結構

2.1 數據感知層

數據感知層是物聯網結構的基礎,主要利用讀寫器、攝像頭、GPS、RFID技術以及識讀器等實現數據的采集過程。作為物聯網結構的第一層,感知層發揮著十分重要的作用,感知層包括數據采集和數據短距離傳輸兩部分,利用讀寫器、攝像頭、GPS等技術采集數據,并通過藍牙、ZIGBEE、工業現場總線等有線或無線傳輸技術將所采集的數據傳輸到網關設備,為數據的后臺處理做好基礎。

2.2 數據傳輸網絡層

物聯網的數據傳輸網絡層是基于現有的互聯網組建而成,肩負著出傳輸數據的功能,是物聯網關鍵結構,主要將感知層采集的數據進行遠距離的傳輸,網絡層對互聯網的要求較高,目前的互聯網技術并不能完全滿足網絡層的需要,在一定程度上制約了物聯網的發展,因此,要實現物聯網的全面發展,必須對現有的互聯網技術進行整合和更新。

2.3 應用層

應用是物聯網發展的目的,應用層的功能就是把感知層和網絡層采集傳輸來的數據進行分析和處理,根據系統做出正確的控制,以便實現實際上的管理和應用,實現人機的互動。應用層可以分為應用程序層和終端設備層,兩者共同作用實現物聯網跨領域,跨行業之間的應用。

3 物聯網涉及的技術

3.1 傳感器識別技術

在物聯網中,傳感器技術在數據采集的過程中發揮著重要作用,是物聯網中不可或缺的信息采集手段,傳感器技術主要采用微電子技術原理實現數據的采集,可以探測熱、力、光、電、聲等信息,為物聯網中的數據加工提供原始數據,是物聯網技術的基礎。

3.2 感知技術

(1)RFID技術。RFID技術是物聯網感知層的關鍵性技術之一,RFID技術通過有線或無線的方式將數據信息自動識別并匯總至中央信息數據庫,通過互聯網技術實現數據信息的交換和共享。RFID技術主要由電子標簽、讀寫器和天線三部分組成,電子標簽實現了數據的儲存功能,讀寫器實現了數據的寫入和讀出功能,天線主要用于發射和接受信號。RFID識別速度快、自動化程度高、對環境適應性強,應用領域廣泛,目前,RIFD技術已經在安防、監控、文檔管理等領域得到了廣泛的應用,有廣闊的前景。

(2)ZIGBEE技術。ZIGBEE是一種介于藍牙和無線標記技術之間的低功耗無線傳輸技術,主要采用調頻和分組交換技術實現數據的通信,ZIGBEE功耗低、網絡容量大、工作頻段靈活、可靠性高、成本低、安全性高,目前,已在多種領域實現了應用,但是ZIGBEE技術通信范圍相對較小,一般是能承受數據流量小的業務,但是,在物聯網的應用上依然有著廣泛的前景。

(3)藍牙技術。藍牙是一種短距離的無線傳輸技術,主要采用時分多址、高速調頻等技術實現短距離內數據的傳輸和通信,藍牙技術可以實現移動設備之間的通信,能夠在一定程度上簡化移動設備和計算機之間的通信,是數據的傳輸更加高效迅速,藍牙技術的應用非常廣泛。

3.3 網絡融合技術

網絡融合技術充分的利用了互聯網的通信優勢資源,根據應用環境的不同,制定靈活的組網形式,為用戶提供了豐富有效的網絡服務,未來的物聯網將不再是單一的網絡結構,會朝著多種網絡融合方向發展。

3.4 信息處理技術

信息處理技術是物聯網實現人機對話的手段,主要通過數據挖掘、智能計算等科技手段將受到的數據進行處理、分析,將處理結果用簡潔明了的方式呈現給用戶,從而實現物聯網的應用的最終目的。

4 物聯發展存在的問題

首先是技術標準問題。標準是一種交流規則,關系著物聯網物品間的溝通。各國存在不同的標準,因此需要加強國家之間的合作,以尋求一個能被普遍接受的標準。

其次是安全的問題。物聯網中的物品間聯系更緊密,物品和人也連接起來,使得信息采集和交換設備大量使用,數據泄密也成為了越來越嚴重的問題。如何實現大量的數據及用戶隱私的保護,成為待解決的問題。

第三,協議問題。物聯網是互聯網的延伸,在物聯網核心層面是基于TCP/IP,但在接入層面,協議類別五花八門,CPRS、短信、傳感器、TD-SCDMA、有線等多種通道,物聯網需要一個統一的協議基礎。

第四,終端問題。物聯網終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網絡接入等功能,且不同行業需求各異議,如何滿足終端產品的多樣化需求,對運營商來說的一大挑戰。

第五,地址問題。每個物品都需要在物聯網中被尋址,就需要一個地址。物聯網需要更多的IP地址,IPv4資源即將耗盡,那就需要IPv6來支撐。IPv4 向IPv6過渡是一個漫長的過程,因此物聯網一旦使用IPv6地址,就必然會存在與IPv4兼容性問題。

第六,費用問題。目前物聯網所需的芯片等組件的費用較高,若把所有物品都植入識別芯片花費自然不少,如何有效解決這一問題仍需考慮。

第七,規模化問題。規模化是運營商業績的重要指標,終端的價格、產品多樣性、行業應用的深度和廣度都會地用戶規模產生影響,如何實現規模化是具有待商討的問題。

第八,商業模式問題。物聯網在商業應用方面的業務模式還不是很明朗,商業模式問題值得更進一步探討。

第九,產業鏈問題。物聯網所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等上游技術和產業已成熟或基本成熟,而下游的應用也單體形式存在。物聯網的發展需要產業鏈的共同努力,實現上下游產業的聯動,跨專業的聯動,從而帶動整個產業鏈,共同推動物聯網發展。

要建立一個有效的物聯網,有兩大難點必須解決:一是規模性,只有具備了規模,才能使物品的智能發揮作用;二是流動性,物品通常都不是靜止的,而是處于運動的狀態,必須保持物品在運動狀態,甚至高速運動狀態下都能隨時實現對物品的監控和追蹤。

實現物聯網,首先必須在所有物品中嵌入電子標簽等存儲體,并需安裝眾多讀取設備和龐大的信息處理系統,這必然導致大量的資金投入。因此,在成本尚未降至能普及的前提下,物聯網的發展將受到限制。已有的事實均證明,在現階段,物聯網的技術效率并沒有轉化為規模的經濟效率,目前的所謂物聯網應用也沒有一個在商業上獲得了較大成功。例如,智能抄表系統能將電表的讀數通過商用無線系統(如GSM短消息)傳遞到電力系統的數據中心,但電力系統仍沒有規模使用這類技術,原因在于這類技術沒有經濟效率。

參考文獻:

[1]邱小明.物聯網體系結構及關鍵技術研究[J].電腦知識與技術,2011,07(28).

與物聯網相關的技術范文第2篇

關鍵詞:物聯網;實訓室;建設方案

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)27-6782-02

2009年11月13日,國務院批復同意在無錫建設國家傳感網創新示范區(國家傳感信息中心)揭開了國家重點進行物聯網研究、發展和建設的面紗;2010年公布的國家“十二五”發展規劃,物聯網與新能源、新材料等一起被列為重點戰略性新興產業,則可以說是揭開了國家物聯網發展和建設的大幕。產業勃興,人才先行。作為一項戰略性新興產業,物聯網的繁榮發展需要大量精通物聯網信息技術的人才生力軍。2010年8月以來,教育部公布的高等學校戰略性新興產業相關本科新專業,在新增本科專業名單中,“物聯網”成為最大熱門,各高校紛紛申報物聯網相關專業,目前共有64所高校獲批、江蘇占了14個。 本科以上高校在紛紛申報、建設物聯網相關專業的同時,越來越多的高職院校也緊隨其后開拓建設物聯網應用相關專業。按理說“兵馬未動,糧草先行”,比如今年有高職院校已經開始招收、培養物聯網相關專業的學生,與人才培養方案對應的物聯網實驗、實訓場地(以下簡稱為“物聯網應用實訓室”)應該在專業開設之前同步規劃建設,但事實并非如此――雖然有些高職院校的物聯網應用實訓室已經建成啟用,但多數學校的物聯網實訓室建設還處在調研、論證中。另外,高校與高職院校培養的物聯網人才屬于不同層次,即使同屬高職院校的物聯網相關專業定位也會有差異,相應實驗室的建設定位勢必有差異,少數已經建成的實驗室并不具備普及性、無法直接照搬照抄。因此,探討物聯網應用實訓室的建設就有很強的實踐指導意義,其關鍵問題是“物聯網應用實訓室”怎樣建?

1 物聯網專業的建設和發展

物聯網專業的建設和發展必不可少的需要建設物聯網應用的實驗實訓場所,高職院校“物聯網應用實訓室”的建設是物聯網應用相關專業建設發展的必然。

因此,高職院校物聯網應用實訓室的建設應該與本校物聯網應用相關專業的人才培養方案緊密相扣、與本專業人才培養的定位直接相聯。要實現物聯網應用實訓室的建設與本校物聯網應用相關專業的人才培養方案有效互動,分析科學、定位準確、適合校情的人才培養方案是前提。我校物聯網應用性人才的定位是――物聯網的安裝、維護和調試,該人才定位是基于我校五年制高職計算機網絡技術專業(物聯網應用技術專業方向)的人才培養方案,其核心職業崗位,如表1所示。

2 準確定位建設“物聯網應用實訓室”的具體目標

我校建設“物聯網應用實訓室”的具體目標是:真實應用項目展示、體驗與項目實驗、實訓融合;物聯網應用實訓室的設備配置、功能定位符合課程需要――滿足計算機網絡技術專業(物聯網應用技術)方向專業課程如物聯網基礎網絡技術、感知器件功能與應用、物聯網組建與管理、物聯網應用系統開發、物聯網工程綜合實訓等的教學需要;滿足物聯網應用技術專業定位的安裝、維護和調試的人才培養目標的需要;便于實施基于“做中學”理念的理實一體化、分組教學和項目工作任務教學等物聯網課程的實驗實訓;能提供現有環境下的教師對物聯網應用技術的自學、培訓、創新研究,成為產學研開發的陣地。

3 “物聯網應用實訓室”的建設方案。

經過廣泛的調研、校內論證、專家論證,我們提出了物聯網應用實訓室的建設方案(分為室內和室外、一期和二期)。一期實訓室建設(室內)含智能家居系統、智能書架系統、智能超市系統三個體驗與應用項目及實訓室四部分組成;二期將智能路燈、智能車輛進出管理、實訓室功能完善等。我校物聯網應用實訓室建設(一期)方案簡介,如表2,建設面積約200平方米,平面圖如圖1。

4 我校“物聯網應用實訓室”建設方案的基本依據

1)滿足“物聯網”行業相關企業的崗位需要。

我們根據企業調研要符合企業崗位對應用型物聯網人才的需求及我校在物聯網應用技術專業人才――安裝、維護和調試的培養目標的定位。

2)選擇智能家居、智能書架、智能超市的原因分析

2010年公布的國家“十二五”發展規劃,智能家居是我國物聯網建設將重點投資的十大領域之一;智能家居與生活緊密聯系將普及到我們的日常生活。物聯網在智能家居方面的應用投入少,技術相對成熟;目前物聯網在其他領域的應用主要以政府建設的示范工程為主,且投資較大;雖然物聯網的應用研究方向很多,但就其技術而言異曲同工;智能書架和智能超市也是物聯網在圖書管理和超市管理中兩個可推廣的應用項目,其采用的RFID技術更可以廣泛應用于校內車輛管理、師生出勤及考勤管理等。

5 “物聯網應用實訓室”建設和發展方向

物聯網是一個未來發展的愿景,能夠實現人在任何時間、任何地點、使用任何網絡、聯系任何人或物,以達到信息交換的自由。標準制定問題、隱私和安全問題 、有關物聯網的政策與法規、管理平臺的建立和完善及物聯網的應用開發等問題都是物聯網發展亟待解決的問題 。

因此,“物聯網應用實訓室”的建設不可能一步到位,必然要留有升級和改造的空間。短期內我校主要加快物聯網應用實訓室一期建設,努力引進物聯網行業內領先的企業共同建設,吸納省教育廳批復的計算機網絡技術專業(物聯網應用技術方向)的建設性建議,努力打造成五年制高職層次當前背景下的物聯網標準化實訓室、樣板實訓室;二期建設及時跟進,不斷完善物聯網應用實訓室功能促進良性發展、緊跟物聯網發展的步伐、保持不偏離物聯網行業的發展方向和趨勢。

建設好“物聯網應用實訓室”,更要用好“物聯網應用實訓室”,物聯網專業師資是關鍵。因此,需要同步加快物聯網專業師資的培養,緊密聯系物聯網相關企業,鼓勵教師下企業鍛煉、到院校學習,為師資培養、教師學習、產學研開發提供政策和資金保障。

與物聯網相關的技術范文第3篇

關鍵詞:物聯網;課程體系;本科院校

一、引言

自2009年8月同志提出“感知中國”以來,物聯網已成為國家戰略新興產業的重要組成內容。2013 年2 月,國務院提出了關于推進物聯網有序健康發展的指導意見。物聯網是繼互聯網之后的又一次信息技術浪潮,具有廣闊的應用前景和難得的發展機遇。在教育領域,自2010年7月教育部批準30余所高校院系建設物聯網工程專業以來,2011年,教育部又批準了27所高等院校設立物聯網工程的申請;2013年4月,我校物聯網工程專業獲得教育部批準。在學科發展方面,中國電子學會物聯網專家委員會、教育部電子信息與電氣學教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會一直高度關注物聯網及相關專業建設。全國高校物聯網及相關專業教學指導小組組織高校在物聯網專業的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養等方面進行了一系列的探索,國內高校也根據自身的情況對物聯網工程專業的課程體系進行了探索。作為國家倡導的新興戰略性產業,物聯網備受各界重視,并成為就業前景廣闊的熱門領域,該專業主要就業于與物聯網相關的企業、行業,從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、信息安全等的設計、開發、管理與維護,就業口徑廣,需求量十分大。但是,在眾多高校積極申報的專業的同時也面臨一個十分嚴峻的問題,物聯網目前屬于新興產業,中國高校剛剛開始開設物聯網工程專業,沒有成熟的經驗可以借鑒。本文通過分析物聯網工程專業的知識體系、主要知識領域,提出了物聯網工程專業課程體系的基本思路,以期為兄弟院校物聯網相關專業課程規劃拋磚引玉。[1]

二、物聯網專業涉及的關鍵技術

物聯網是互聯網的拓展應用和網絡延伸,它利用多種不同的感知技術對現實物理世界進行感知后,通過網絡完成對數據的傳輸,然后進行數據挖掘、分析、決策,最終實現人與人、人與物、物與物之間的信息交流,最終達到對物理世界進行管控、決策的目的。因此,常規意義上物聯網可以分為三個層次:感知層、網絡層和應用層。[2]

1、感知層關鍵技術

感知層是物聯網發展和應用的基礎,RFID技術、傳感和控制技術、 短距離無線通訊技術是感知層涉及的主要技術,主要負責物品的標識、信息感知采集。該層的關鍵技術包括:傳感器網絡、射頻技術、傳感器技術。

2、網絡層關鍵技術

網絡層將建立在現有的移動通訊網和互聯網基礎上,其主要功能是直接通過現有的互聯網或移動通信網(如GSM、CDMA)、 無線接入網(WiMAX)、無線局域網(WiFi)、衛星網等基礎網絡設施,負責物聯網感知層感知信息的接入、融合、交換與傳遞,是實現數據交互、物物相連的關鍵,在物聯網三層架構中起到承上啟下的作用。物聯網最終將實現異質網絡互聯互通,因此通信技術將是網絡層的核心技術,包括藍牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相關技術。

3、應用層關鍵技術

應用層對網絡層傳輸過來的信息進行處理,主要由業務支撐平臺、服務支撐平臺、網絡管理和信息處理等平臺構成,共同完成對信息的分析、計算、存儲、挖掘等處理操作,供決策者使用和決策。應用層核心技術包括中間件技術、云計算、海量數據存儲、挖掘、檢索以及虛擬技術等。

三、物聯網工程專業核心課程構成

物聯網是典型的交叉學科,涉及到網絡工程、自動化、電子工程、計算機、通信工程、信息安全等多個學科。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,所以物聯網工程專業包含的知識點較多,課程涉及基礎課模塊、感知類課程模塊、網絡與通信類課程模塊與數據處理與領域應用類課程模塊。

基礎類課程為:數理類課程,如高等數學、概率論與數理統計、線性代數、離散數學、大學物理等;電路類課程,如數字邏輯、電路與電子技術、高頻電子線路等;程序算法類課程,如C語言程序設計、Java語言程序設計、數據結構與算法等。

感知類課程為:RFID原理及應用、傳感器原理及應用、模式識別與狀態監控、微機原理與接口技術、數據獲取與信息處理系統等。

網絡與通信類課程為:計算機網絡、通信原理、物聯網通信技術、無線傳感器網絡、短距離無線與移動通信網絡、物聯網數據庫技術等。[3]

數據處理與領域應用類課程為:物聯網工程導論、操作系統、嵌入式系統設計、物聯網信息安全、海量數據存儲、物聯網工程設計與實施、物聯網系統綜合設計、移動應用開發、智能物流等。

四、物聯網工程專業課程體系構建

物聯網工程專業是以應用為驅動的專業,專業人才的培養根據專業共性和我校其他相關優勢專業的特點,以達到能服務區域經濟發展為目的。因此我校物聯網工程專業確立了以智能物流和智能家居兩個應用方向,在后期應用類課程突出物聯網技術在這兩個方向的工程應用,且物聯網專業建設要緊密聯系社會、學生、專業發展的需求,統籌兼顧其“專業新、對應產業鏈長、相關技術門類差異大”的特點,深入研究,準確定位,根據計算機類專業工程教育關于課程體系的總體要求和專業的目標定位設置科學的課程體系,注重課程體系的交叉融合。本專業將相關主干學科的核心課程和專業課程統籌結合,與物聯網專業知識體系相對應,將專業課程按照以上不同類型進行了梳理,制定出了初步的課程體系,具體層次關系如圖1所示。

圖1 物聯網工程專業課程體系結構圖

五、結束語

物聯網工程專業是面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置的,作為為國家培養人才的高校,應站在國家發展戰略的視野來看待專業建設。根據本文提出的物聯網的技術體系、培養目標和課程體系,我校在物聯網工程專業的建設過程中,高度凝煉專業特色,認真把握本專業綜合性強,學科交叉等特點,加強師資隊伍和實驗室等建設,改革人才培養方案,強化實踐教學,以推進物聯網工程專業建設與人才培養。

參考文獻

[1]吳國民.地方工科院校物聯網工程專業人才培養的研究[J].現代計算機.2011(07):35~37

[2]馬忠梅,孫娟,李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統應用,2011,(10):1~4.

[3]熊曙光.物聯網工程專業人才培養模式與課程體系研究[J].科教文匯.2012,(11):45~46.

與物聯網相關的技術范文第4篇

關鍵詞:物聯網技術;基本內涵;應用要求;應用問題;解決措施

物聯網技術本身與傳媒技術相關,也可以說物聯網技術起源于傳媒領域。在信息技術高速發展的今天,技術人員應明確物聯網技術的優勢,結合時展特點,將物聯網技術與各類科學技術結合起來,尤其是無線傳輸技術等通信技術。物聯網技術的設施需要借助比較完整的系統,此系統應具有較好的通信功能、無線信息傳導功能以及數據處理能力。另外,在大數據技術以及人工智能技術的支持下,物聯網系統也具備了一定的智能識別和自動化處理能力,從而促使物聯網系統可同時具備感知能力、網絡傳輸能力以及個性化的應用能力。

1物聯網技術的基本內涵與應用要求分析

1.1物聯網技術的基本內涵分析

物理網技術是一種綜合類型的技術,涉及傳感器技術、信號識別技術、定位技術以及紅外感知等各類技術,并且需要與各類技術對應的硬件系統的支持。在應用物聯網技術時,系統需要根據初始設計參數,實時采集系統數據,包括監控數據、智能家居設備連接數據、物體發生發光數據以及熱力數據和電氣數據等。物聯網中的“物”一般指具有一定智能化特性的家居電氣或者公共基礎設施,借助物聯網系統,物與物之間、人與物之間可形成有效的溝通網絡,并借助高速率的無線傳輸技術,實現信息的交互與共享。從此角度也可看出,物聯網技術基于互聯網,并且需要以傳統的電信網絡為信息的主要載體,進而可使不同功能的物聯系起來,共同實現物聯網的功能,滿足用戶的功能性需求。

1.2物聯網技術的應用要求分析

物聯網技術旨在實現物與物相連,甚至實現萬物互聯,這就要求在應用物聯網技術時,首先,技術人員應使用非常穩定的無線互聯技術,做好物與物之間的連接工作;其次,技術人員應明確物聯網技術的本質,物聯網技術的本質與互聯網相關,物聯網是基于互聯網的設備控制網絡,可以將物聯網理解為互聯網技術的發展和擴充;再者,技術人員在設計物聯網系統時,一定要注意強化系統的安全性。這是因為在用戶使用物聯網技術時,往往會被要求上傳用戶的一些敏感信息,例如指紋信息或者臉部、聲音等信息,而此類信息具有非常強的私密性。為此,為了保護用戶的隱私,在應用物理網技術時,技術人員一定要做好系統監管工作;另外,由于物聯網系統的布置需要借助各類傳感器,此時的傳感器其實更像一個傳感器系統,系統內部各傳感器之間的數據也具有共享特性,為了提高信息共享的效率,設計人員應正確編寫系統層的通信協議,保障物聯網中的各類硬件設備可形成安全有效的通信系統。

2物聯網技術的應用范圍分析

2.1醫療領域

醫療領域的物聯網技術應用程度比較深,但整體應用范圍并不廣泛,基于物聯網技術的醫療系統一般在一些大城市的公立醫院中可以見到。從系統層面分析,病人從掛號到取藥的整個過程中,可應用物聯網技術實現醫療信息的互通和整合。具體而言,首先,在病人掛號時,可提前使用微信或者掛號憑條直接預約醫院的看病序號,在到達醫院之后,可直接掃碼或者出示相關的預約記錄,即可取號看病;其次,在看病時,病人可根據掛號科室,根據醫院的指示牌前往對應的樓層,在到達預定地點之后,病人可在等待區等待候診。一般而言,醫院的醫療系統會在病人看病之前,通過手機短信為用戶發送相關的提示信息,提醒用戶完成候診;再者,在病人開始看病之前,系統會根據病人的號碼在大屏幕上顯示相應的名字信息,并會使用系統直接叫出病人的名字,提醒病人進入相應的診室。在這個過程中,病人的信息會被醫院的醫療信息準確抓取,在看病時,醫生可從系統中直接調取病人的信息,并在看診時完善信息。如果需要為病人開取藥物,醫生可直接在病人的檔案中直接填充藥物信息,病人在繳費完成后,即可到指定的窗口取藥。醫療領域的物聯網主要是將病人、醫療系統以及醫生三方聯系起來,并通過具有指向性的措施,提高三方信息共享的有效性。

2.2安防領域

安防領域的物聯網技術主要與公共安全相關。在經濟發展新時期,城市建筑規模不斷擴展,人們的居住空間之間的聯系越發緊密,一些比較密集的居住區其實存在較為明顯的安全隱患。為了解決城市居民居住安全問題,技術人員可利用物聯網技術,在居民區布置各類傳感器,在居民區出現險情時,報警器會及時報警,提醒居民逃離危險區域;同時,基于物聯網技術的安防系統會自動報警,向警方以及消防單位傳遞相應的求救信號,消防人員在收到信號后,會根據險情及時制定相應的消防方案。另外,從公共安全的角度分析,海洋污染、大氣污染以及山林火情等均屬于比較大型的安全事件,預防、檢測此類污染或者險情的實際狀態也可使用物聯網技術。此間,技術人員可根據當地的氣候特點,利用物聯網系統實時檢測相關污染數據,為系統設置初始參數,從而在發現問題時,物聯網系統可及時啟動相關的檢測設備,對險情進行進一步檢測。此過程的數據收集效率較高,設計人員在設計物聯網系統時,也應結合具體的防治要求,切實提高安防工作的整體質量。

2.3智能家居領域

物聯網技術在智能家居領域的應用最為廣泛,應用質量也比較高,人們對智能家居的認可度也比較好。物聯網技術之所以在智能家居領域可獲得比較快速的發展,一方面由于家居廠商為了適應新時期人們家居的新需求,在物聯網領域不斷創造創新,豐富了家居產品的物聯網功能;另一方面,在經濟發展新時期,物聯網技術的實現也有賴于小型智能家用電器的推廣。換言之,正是由于家居電器的智能化,促使物聯網技術可借助無線網絡技術實現對家居設備的控制,并可深度適配消費者的個性化需求,為消費者提供個性化的家居電器應用方案。在手機、平安電腦等設備應用非常普及的今天,物聯網技術可將智能化設備與智能家居設備聯系起來,為用戶提供遠程控制的條件。用戶在工作單位或者回家的路上即可完成對相關設備的控制,這樣不僅可提升物聯網技術的應用范圍,也可強化物聯網技術的功能性,在為人們提供便利的生活條件的同時,也在改變著人們的生活習慣。

3物聯網技術的應用問題及相應的解決方法分析

3.1平臺管理問題分析

平臺管理問題主要與物聯網系統的構成要素相關,一般而言,物聯網系統中的各類設備本身具有其特定的屬性,這些屬性在出廠時即被設定完成,相應的廠商會根據設備應用實際需求對設備的外形或者功能進行個性化設計。但是當此類設備被加入具體的物聯網系統中時,設備便成了系統的一部分,其應具有較好的系統適應性,可為系統中信息的共享和傳輸提供基礎性條件。但在物聯網技術的實際應用過程中,由于不同行業執行的產品設計標準差異性明顯,導致不同設備產生的信息質量不同,相互之間存在一定的交互滯后性。即使不同廠家和平臺的設備之間可以實現互相流通信息,但也會經常出現信息反饋不及時或者系統命令執行錯誤的情況,例如基于安卓系統的家居設備和基于IOS系統的設備之間的互通性就很不理想。為此,技術人員應開發統一性的系統管理平臺,并可促使各類設備在統一的管理協議的引導下,可執行統一的操作,進而實現高效率以及高質量的物聯網技術應用過程。

3.2技術應用成本問題分析

成本問題是物聯網技術能否得到廣泛應用的關鍵問題,雖然一些物聯網技術可以實現具體應用,但由于應用成本過高,無法實現量產,導致消費者對此類設備存在一定的消費偏差,實際的應用效果也不能達到預期的應用效果。例如可實現RFID的電子標簽技術本身比較簡單,但受限于硬件設備的產量,實際的生產成本很高,一些企業根本不會積極發展相應的產品線,導致與此類硬件設備相關的物聯網技術無法得到有效普及。另外,物聯網技術還要基于傳感器技術,而傳感器本身對周圍環境的判斷與環境的實際特點相關,一些傳感器的判斷效果容易受到環境的影響,甚至環境的溫度、濕度均會對傳感器的判斷效果產生影響,這就導致物聯網系統中的信息損失掉了一定的可靠性和真實性。為此,技術人員在布置物聯網系統時,應結合用戶的實際情況和需求合理選擇具體的傳感器類型,并為用戶編寫與傳感器相關的使用說明。實際上,物聯網技術之所以還沒有完成質變,與傳感器技術的發展密切相關,為此,傳感器行業也應積極創造創新,大力發展傳感器技術,提高傳感器的工作質量。

3.3安全性問題分析

安全性問題主要與用戶個人的隱私數據相關,傳感器作為物聯網中的關鍵設備,若要提高傳感器的應用質量,收集有效的物聯網數據,需要用戶提供真實的數據信息,此類數據信息不僅包括用戶的位置信息,甚至還包括用戶的指紋、聲音以及面部信息。但此類信息具有私密性,用戶的信息不允許被隨意泄露。物聯網系統的高效運行還需要網絡技術,而網絡技術依托的網絡本身并非局域網,雖然設置了一些相應的防火墻,但由于設備本身的運行平臺不同,執行的行業標準存在差異,這就導致不同設備執行的安全協議本身也不同,雖然設備各自可完成信息的監控和監管,但從系統整體的角度分析,信息的泄露依據是系統運行最大的安全隱患。為此,在設計物聯網系統時,設計人員應在保密協議方面進行優化設計,可從底層標準方面與廠家進行溝通,盡量做到系統層面的統一性,這樣才可進一步解決用戶隱私泄露的安全性問題。

4結束語

總之,本文在分析了物聯網技術的基本內涵與應用要求的基礎上,進一步分析了物聯網技術的應用問題及相應的解決方法,主要論述了平臺管理問題、技術應用成本問題以及安全性問題。技術人員在設計物聯網系統時,一定要結合用戶的實際需求,并且應參考物聯網技術的應用標準,以保護用戶信息為重,提高物聯網技術的應用質量。另外,為了優化用戶的應用體驗,在選擇智能家居設備時,設計人員也應選擇具有統一操作平臺的智能家居設備,這樣可在一定程度上消除平臺不匹配造成的信息共享類問題。除此之外,智能設備廠商也應積極應用物聯網技術,收集并分析用戶的反饋和意見,以用戶的實際需求為準,優化系統操作界面,將物聯網技術的應用過程人性化,進而切實提高物聯網技術的應用質量。

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與物聯網相關的技術范文第5篇

隨著計算機技術、互聯網技術、無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術等飛速發展,物聯網的研究和應用也得到快速發展,并越來越引起各國的高度重視。物聯網甚至被稱為繼計算機和互聯網之后的又一次信息產業革命。美國于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多個典型智能解決方案已經在全球推廣;歐盟于2009年6月了全球首個國家級物聯網發展戰略規劃;韓國和日本等發達國家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰略,其核心內容都是利用無所不在的泛在網絡技術實現人與人、物與物、人與物之間連接,讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。我國政府于2009年8月提出“感知中國”的戰略構想,并由政府、科研院所和企業建立相關研究基地和成立物聯網產業聯盟。可見物聯網技術以及相關產業已經成為各國下一個必爭的戰略制高點。而任何一個新興產業和行業的發展,都需要大量的專門技術人才,物聯網的發展同樣也不例外。目前,我國物聯網專業人才還非常緊缺,人才的培養還處于起步階段,而大批專門人才培養主要依靠高等學校來承擔。在這樣一個大的環境和背景下,國家教育部于2010年批準在35所高校設立物聯網工程和傳感網技術本科專業,并于2011年開始招生。另外,全國有將近20所高職高專院校以及獨立學院開設了物聯網工程專業。物聯網工程專業是一個多學科高度交叉的新興專業,如何培養出合格的、符合市場需求的物聯網專業人才是高校面臨的一個主要問題。南于物聯網本身技術復雜、牽涉面廣,涉及多學科的交叉,這就必然對人才的培養和專業建設都需要進行全新的考慮。筆者結合安徽理工大學物聯網工程專業建設和實踐,對物聯網丁程專業人才培養和教學資源建設進行了一些初步的探索,為高校物聯網工程專業人才培養和專業建設提供指導和參考

2 物聯網工程專業的研究內容

2.1 物聯網的體系結構

物聯網的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過射頻識別等信息傳感設備把所有物品與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。現在普遍認為物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通對象實現互聯互通,具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化特征的網絡。從物聯網的定義可以看出要實現物聯網需要具有感知、通信與計算能力的智能信息傳感設備等實現全面感知,借助現有的互聯網和電信網來進行數據的可靠傳輸,以及數據的智能處理,進而實現人與人、物與物、人與物之間的互聯互通和智能信息服務。物聯網的體系結構可以根據信息生成、傳輸、處理和應用劃分為4個層次:感知識別層、網絡層、管理服務層和綜合應用層。其中感知層是物聯網信息的來源,包括各種類型的傳感器、RFID標簽和讀寫器、智能手機、智能家電以及智能測控設備等;網絡層實現數據的傳輸,包括有線和無線網絡的接人層、會聚層和核心交換層;管理服務層實現數據存儲、處理的和智能決策服務等,包括中間件、數據存儲與處理、數據挖掘與智能決策等;綜合應用層實現不同行業的綜合應用,包括智能物流、智能電網、智能交通、智能環保、智能醫療等。物聯網4層體系結構如圖1所示。

2.2 物聯網關鍵技術和研究內容

由物聯網的4層體系結構圖可以看出:感知層是物聯網應用的基礎,位于物聯網應用的最底層,也是物聯網區別于傳統互聯網的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術、無線傳感器網絡和控制技術、短距離無線通訊技術等主要關鍵技術。物聯網的應用層與具體的應用領域不同存在很大的差異,需要根據具體的應用來設計。物聯網網絡層的數據傳輸技術、無線通信技術以及管理服務層涉及的數據存儲、云計算、數據挖掘等各種支撐技術都是物聯網應用和研究過程中涉及的主要技術和內容。

由于物聯網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的交叉,開設物聯網相關專業的高校現有學科基礎、專業設置以及研究內容的側重點都會有所不同,因此在物聯網工程專業的課程設置以及培養方案方面會存在的一定的差異。由物聯網的4層體系結構,可以根據實際情況對物聯網工程專業設置不同的研究方向,如電子技術和嵌入式技術基礎較好的高校可以側重于感知層設計和應用,計算機技術基礎較好的高校可以側重于物聯網應用層和信息服務層,網絡技術和通信技術基礎較好的高校可以側重于網絡層和管理服務層,還有各相關交叉專業設置較為全面、研究基礎較好的高校則可以在物聯網的各層都平衡發展。具體設置什么樣研究方向和培養方案,各高校需要根據自身的學科專業基礎和特點以及高校的行業背景,設置具有自己特色和優勢的培養方案和側重研究方向。安徽理工大學是一所具有煤炭行業背景和醫學特色的理工類高校,目前設有相關的專業有:計算機科學與技術、電子技術與儀器、網絡信息安全、自動化、電子信息工專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動化等,具有較好的相關專業建設基礎,尤其是面向煤礦自動化和信息化應用領域有著較強的優勢。因此,基于學校的行業背景和專業基礎現狀,物聯網工程專業的側重點是物聯網的感知層設計和應用,兼顧管理服務層的相關技術研究,如中間件等。重點應用領域是礦山物聯網以及智能移動醫療,結合現有的網絡信息安全和計算機科學與技術等相關專業,制定符合學校實際和充分利用現有教學資源的物聯網工程專業的培養方案。

3 物聯網工程專業培養目標和課程設置

3.1 物聯網工程專業培養目標

在高等學校本科人才培養目標的前提下,根據物聯網專業的研究內容和市場需求定位,物聯網工程專業培養目標是:具有寬厚扎實的基礎知識,系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能,具備網絡技術、傳感技術、射頻識別技術、嵌入式技術、通信技術以及計算機技術等信息領域寬廣的專業知識,具有綜合運用所學知識解決物聯網中信息獲取、傳輸、處理問題的能力,能夠從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、無線傳感器、電子標簽射頻識別、信息安全等產品及系統的科學研究、工程設計、產品開發、技術管理與設備維護等工 作。

通過相關課程的學習,掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、RFID技術等知識和專業技能;掌握基本物聯網節點、網關、網絡協議棧,有線和無線網絡技術原理,無線自組織組網、有線和無線網絡拓撲以及網絡安全技術等基礎理論和關鍵技術;熟練并系統地掌握物聯網應用系統集成、物聯網硬件與軟件設計、互聯網應用等,具有綜合應用所學知識解決物聯網工程中實際問題的能力,包括:工程設計、設備制造、網絡運營和技術管理中的實際問題等能力;掌握基于無線傳感器網絡的物聯網業務的開發、測試、推廣等知識,具有較強的綜合應用信息網絡相關知識解決問題的能力、綜合試驗能力與工程實踐能力;熟悉礦山物聯網的架構、應用環境和關鍵技術,并能夠進行系統設計和開發;熟悉物聯網在智能醫療領域的應用技術,并在現有醫院信息系統的基礎上,進行移動醫療的智能終端、醫療傳感設備、中間件、數據存儲、應用系統的設計和開發等。此外,還應具有較強的創新意識、創造性思維能力,能綜合運用多學科知識、技術和現代工程工具,將所學內容應用到其他行業和應用領域。

3.2 物聯網工程專業課程設置

由于物聯網工程專業是綜合多學科的新興專業,在課程的設置和教學內容的安排上還不夠成熟和穩定,還處于探索階段。需要根據專業培養目標和實際教學情況,不斷地調整和優化課程的設置。目前,物聯網專業課程設置基本上在現有較成熟的計算機科學技術和電子信息類專業的基礎上,增加與物聯網相關的核心課程,但側重點是物聯網技術及應用。結合學校相關專業課程設置現狀,物聯網專業課程分為以下幾個主要模塊:(1)公共基礎模塊;(2)專業必修課程模塊:(3)專業核心課程模塊;(4)專業任選課程模塊;(5)跨學科課程模塊;(6)實踐課程模塊;(7)素質拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。

在課程的設置上既考慮了物聯網專業的核心研究內容和專業特色,同時考慮到物聯網專業是一門新興的專業,還沒有專門的碩士和博士學位點,目前基本上都是作為計算機或相關學科的一個研究方向,而計算機專業研究生入學考試的專業課實現國家統一命題,因此,在課程的設置上要能夠和計算機科學與技術專業核心課程實現無縫對接,使得物聯網工程專業培養的學生能夠輕松實現進一步深造的愿望。基于這樣的一種現狀,學校物聯網工程專業在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設了數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統等相關的課程,同時開設了物聯網導論、無線傳感器網絡、RFID原理與應用,能夠滿足學生專業學習和考研深造的需要。為了突出物聯網專業知識,在專業任選課程模塊中開設了大量與物專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net聯網和計算機相關和當前最為熱門的課程,充分體現了該專業方向的知識面寬、技術先進等特點。跨學科課程模塊的設置為進一步拓寬學生的知識面,了解煤礦行業的生產背景和主要技術裝備,為以后從事煤礦物聯網和數字礦山建設打下基礎。實踐課程模塊的設置是培養學生動手能力和學習興趣的重要教學環節,是達到學以致用的主要途徑,是整個教學過程不可缺少的內容。素質拓展模塊通過組織多種形式和內容的第二課堂教學活動,以培養學生創新精神和實踐能力,促進個性發展,提高綜合素質。

4 人才培養和教學資源建設

4.1 物聯網工程專業人才培養

高等學校的使命是培養人才,高校需要根據市場的需求和自身優勢以及綜合其他因素來確定人才的培養模式。因此,對人才培養目標的定位能夠全面反映高校對合格人才的理解和時代需求。安徽理工大學是行業特色鮮明、理工類為主的綜合型大學,學校人才培養目標是:結合煤炭行業特色,培養“厚基礎、高素質、強能力、善創新”的創新型人才和高級專門人才。在人才培養過程中要構建多元化、多目標的培養模式,同時充分考慮學生就業、創業和繼續深造等不同要求,努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養體系。在學校人才培養目標的指導下,借助現有相關專業的培養模式和經驗,并結合物聯網工程專業的特點,對物聯網工程專業的人才培養采用校企聯合培養的模式。

安徽理工大學是第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校,目前在計算機科學與技術專業以及其他電子信息類專業的卓越工程師培養計劃和方案制定過程中積累了一定的經驗,其核心培養方式是采取的3+X培養模式,主要措施是其中3年時間在學校進行相關基礎課和理論課的學習,至少1年時間采取校企聯合培養模式,通過將企業納入到人才培養主體地位,可以進行訂單式培養,大大增強學生對企業需求的了解和實踐動手能力。真正體現“卓越計劃”的3個特點,即行業企業深度參與培養過程;學校按通用標準和行業標準培養工程人才;強化培養學生的工程能力和創新能力。物聯網工程專業主要是培養工程類的專門型應用人才,可以按照“卓越工程師”的培養模式進行培養。一方面是在現有教學資源的基礎上,加強物聯網專業基礎理論和專業核心課程內容的教學,另一方面加強實踐教學環節,尤其是引入相關企業的參與。目前,我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網絡技術有限公司簽訂了戰略合作協議,聯合培養物聯網專業人才,由參與的公司提供相關課程的教學和實踐環節的平臺,并且公司有優先挑選優秀畢業生的權利。另外,安徽理工大學與附屬醫院安徽淮南東方醫院集團也簽訂了合作協議,共同研究和制訂數字移動醫療系統方案。移動數字醫療系統的實施可為學校物聯網專業教師和學生提供了參與設計和開發的機會,同時也會為學生的培養提供很好的實習場所和平臺。另外,安徽理工大學與兩淮煤礦企業都建立了很好的合作關系,有著很好的合作基礎,雙方都在積極準備聯合培養礦山物聯網建設人才,進行校企深度合作,為拓展學校物聯網專業人才培養提供了很好的實踐和就業機會。此外,學校還與一些經濟發達地區的相關企業建立實習基地,如上海、深圳、無錫、蕪湖等,為學生進入工作崗位前提供深入企業實習機會,為進一步就業打下了堅實的基礎。校企合作模式的效果已經在學校的一些專業取得了很好的效果,校企合作是物聯網專業人才培養較為理想的模式。

4.2 物聯網工程專業教學資源建設

物聯網專業人才的培養,除了有定位準確的培養目標和合適的培養模式之外,還需要有配套的軟硬件教學資源的支撐,教學資源是培養合格人才的重要保證。一個專業辦學水平的高低往往與該專業的師資、實驗室、教材、實習場所等建設水平有關。對于物聯網專業這樣一門新興專業,面臨的專業教學問題更為嚴重和急迫。學校在物聯網專業建設過程中,相應地采取了一些有效措施來保證高水平的教學資源。

(1)物聯網專業師資隊伍的建設。這是所有教學資源中最為重要的部分,沒有好的師資很難想象能夠培養出優秀的人才。因此,學校和學院都非常重視教師的培養,培養的方式主要是從學院中挑選出一部分對物聯網感興趣而且嵌入式技術以及軟件開發能力過硬的教師組建成物聯網科研團隊和教學團隊,通過申專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net請物聯網相關課題展開物聯網理論和應用研究,目前已有2項物聯網相關的國家自然科學基金項目,5項省部級物聯網應用課題,多項企業物聯網應用橫向課題,通過科研課題工作的深入展開和研究,大大提高了教師對物聯網理論的理解和實踐應用水平,對推動物聯網專業的教學水平起到明顯的促進作用。除此之外,學院利用寒暑假時間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯網專業教學和研討”“高級物聯網開發工程師物”等教學和專業技術的培訓,通過培訓進一步提高教師的物聯網教學水平和專業技能,然后再通過校內的研討和講座帶動更多教師物聯網專業水平的提高。

(2)教材建設也是辦好專業必不可少的環節。由于物聯網專業是新建專業,雖然已經出版了一些不錯的物聯網方面的圖書,但適合作為本科教學的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術類或普及類。因此,在教材的建設方面還有很多的工作需要做。我們根據開設的課程和目前已有教材的現狀,挑選出相對較好的基本教材和參考書,通過大家閱讀討論,然后根據制定的教學計劃,來確定講授的內容和學生需要自學的內容,并整理教學講義和課件,為后續教材建設做好準備。通過這一環節,充分提高了對教學內容細節的掌握和理解,也對物聯網技術掌握得更為全面。

(3)實驗室建設是實踐教學環節的有力保障。為了能夠滿足物聯網實驗教學的需求,學院對物聯網實驗室建設投入了大量的建設經費,實驗室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識別實驗教學系統,并向安徽福訊信息技術有限公司訂制了無線傳感網絡教學系實驗系統。在物聯網實驗建設過程中,物聯網專業教學團隊全程參與整個實驗室建設過程,對系統的安裝、調試、運行都進行全面掌握;專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net并邀請物聯網實驗系統開發的T程技術人員給教師做專門的技術培訓和講座,進一步提高了教師的理論水平和實踐水平。通過師資、教材和實驗竄3個環節的建設,目前學校已經具有較高水平的物聯網專業教學團隊和完善的教學配套資源,完全能夠按照既定的教學目標和計劃來進行物聯網專業人才的培養。當然,任何一個新的專業的開設,都需要一定時間的建設和完善,在建設的過程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經驗,及時修正不合理的方面。

5 結語

物聯網工程專業的人才培養和教學資源建設,是所有高校物聯網工程專業在辦學過程中需要考慮和解決的問題,而特色人才培養模式和高水平教學資源建設是辦好物聯網專業的前提,因此,各個高校應根據各自不同的辦學基礎和行業特點,著眼于市場需求和自身的辦學優勢,在體現物聯網工程專業共同特點的基礎上,要突出物聯網工程專業的行業特色,這樣培養出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業面。

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