物联网技术与应用实践汇总十篇

时间:2023-08-18 17:39:04

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物联网技术与应用实践

篇(1)

北京市委、市政府高度重视物联网产业发展和应用建设,提出要发展物联网产业,优先应用于城市安全运行和应急管理,进一步提升政府管理和服务水平,为此制定了《北京市城市安全运行和应急管理领域物联网应用建设总体方案》,根据应急管理体系和应急指挥技术支撑系统现状,结合数据实时获取、预测预警、智能研判、信息共享、应急联动和辅助决策等需求,提出北京市安全运行和应急管理领域物联网应用“1+1+N”的总体框架,即:一个市应急指挥平台、一个市物联网应用支撑平台、多个由部门和区县建设的物联网应用管理系统和平台,规范物联网应用建设,实现城市日常管理与应急管理的有机结合。其中,北京市应急指挥平台作为全市城市安全运行和应急管理的综合指挥平台,接入城市安全运行和应急管理物联网信息,进行汇总和综合展示,为领导全面掌控城市安全运行和应急管理情况提供服务,为开展科学决策提供辅助支撑;物联网应用支撑平台是北京市应急指挥平台获取各单位物联网信息的总渠道,也是城市安全运行和应急管理部门开展信息共享交换的总枢纽,实现各类物联网信息的规范接入、有效整合,支撑跨部门、跨区域的资源共享;各部门、各区县建设物联网应用管理系统和平台,应用物联网技术,通过各类感知设备,实时获取物联网管理对象的感知信息,进行实时化、精细化、智能化管理。

一、物联网技术在应急管理中的应用

2011年3月,《北京市人民政府办公厅关于印发北京市城市安全运行和应急管理领域物联网应用建设总体方案的通知》(京政办发【2011】14号),正式开始建设城市安全运行和应急管理领域的物联网应用示范工程,包括城市安全运行和应急管理物联网应用辅助决策系统工程、物联网应用支撑平台工程、春节期间烟花爆竹综合管理物联网应用示范工程、“城市生命线”实时监测物联网应用示范工程、安全生产物联网应用示范工程、“政治中心区”综合管理物联网应用示范工程、轨道交通安全防范物联网应用示范工程、极端天气条件下保持道路交通畅通物联网应用示范工程、城市运行保障和应急抢险车辆卫星定位管理物联网应用示范工程、区县和社区综合监管物联网应用示范工程等。

通过上述示范工程建设,完善应急指挥平台,针对应急管理重点领域开展物联网技术应用,进一步提高监测管理水平和应急处置能力,为深化物联网技术应用、创新管理模式奠定基础,实现城市安全运行和应急管理物联网信息的接入、汇总和综合展示,为全面掌控城市安全运行和应急管理情况提供服务,为开展科学决策提供辅助支撑。

北京东方正通科技有限公司是北京市政府参与投资的物联网应急领域高科技企业,在2012年中标承担“北京市城市安全运行和应急管理领域的物联网应用示范工程”的安全生产物联网应用示范工程、轨道交通安全防范物联网应用示范工程。

“安全生产物联网应用示范工程”在高危行业和领域开展示范建设应用,实时监测重大危险源和其他高风险场所、装置的各类实时监测信息,进行综合加工并开展智能分析,建立生产安全事故风险源动态监控系统,提高安全监管部门和相关单位的安全生产日常监管、风险管理、预测预警和应急处置能力,有效降低安全生产事故率。在支撑安全监管业务的同时,通过市物联网应用支撑平台,以系统接入和数据共享的方式接入市应急指挥平台,为市领导和相关单位提供信息服务,并为市领导掌控本市安全生产总体情况提供服务。

具体做法是,在煤矿加装气体浓度、定位、压力等传感器和数字摄像头,实时监控井下环境参数、人员位置和设备运行状态信息,进行窒息、机械伤害和冒顶等事故的预测预警。在金属非金属矿山和尾矿库加装位移、水位等传感器和数字摄像头,实时监控环境状态参数和关键设备工作参数,进行边坡坍塌、透水、冒顶等事故的预测预警。在危险化学品生产企业、加油站和油库等单位内部及周边加装液位、气体浓度和温湿度等传感器和数字摄像头,实时监控危险源状态参数和风险点图像信息,进行爆炸、气体扩散等事故的预测预警。在冶金、建材、食品等重点工业企业重要生产装置及周边加装气体浓度、温度等传感器,监测生产运行参数和环境状态参数,进行爆炸、气体扩散等事故的预测预警。在支撑安全监管业务的同时,通过市物联网应用支撑平台,以系统接入和数据共享的方式接入市应急指挥平台,为市政府和相关单位提供信息服务。

“轨道交通安全防范物联网应用示范工程”重点针对轨道交通运行中的大客流冲击、极端天气和治安防范等事件开展,建设物联网监测系统,接入各类感知信息,开发轨道交通安全保障综合分析系统,及时掌握部分地铁车站的站前广场、主要地下换乘站和重点区域车站的实时信息,加强与地面交通和公众的信息互动,为相关部门及时准确掌握本市轨道交通运行情况提供服务,提高地面交通与轨道交通的协调联动水平,降低大客流冲击造成的影响,增强突发事件的应对能力。并通过市物联网应用支撑平台,以系统接入和数据共享的方式接入市应急指挥平台。

具体做法是,在试点的轨道交通大客流冲击严重的车站、重点换乘通道和换乘站,增设数字摄像头,智能监控人流密度、人流量和人员非法越界等异常行为,并实现智能分析与预测预警功能。在试点站增设核辐射、烟气、温度等传感器,获取烟气、温度、有毒有害气体、核辐射等感知信息,对危险品违法携带等行为进行智能识别和分析,并开发治安防控预警系统。在重点车站安装可变情报板等设备,及时向公众轨道交通运营状况信息。

通过上述示范工程建设,针对应急管理重点领域开展物联网技术应用,完善了应急指挥平台,进一步提高了监测管理水平和应急处置能力,为深化物联网技术应用、创新管理模式奠定了基础。

二、物联网技术在应用示范工程中的特点与创新

在物联网应用示范工程的设计和建设中,充分体现了物联网的技术特点,采用灵活的平台架构,实现海量物联网数据接入能力,实现各类用户数据共享。利用实时数据处理技术,实现监测数据的自动实时采集汇聚,通过前端感知设备和高效的实时数据库,实现各类传感监测数据、视频数据的自动采集、汇聚。借助多种智能化分析工具实现监测数据的多维度分析与动态展现,物联数据的多时态、多维度的动态展现。为应急管理提供全面、准确、及时的数据分析和展现。利用专业分析模型实现预测预警和后果评估,提供以智能化监测预警为核心的预警调度应用,为安全生产监管和轨道交通安全防范提供智能化分析手段。

物联网应用示范工程实现了物联网数据在应急领域的应用创新,将物联网技术与应急管理业务相结合,在监测预警、应急准备、应急管理、事故调查等各个应急管理环节,实现了物联网数据与业务流程关联应用,解决了以前无法解决的问题,为管理部门提供了实时、先进、直观的技术手段。例如,在安全生产管理方面,通过示范工程建设,预警系统可以根据采集气象信息,当预计出现大风、暴雨、雷电天气时,自动向高空作业等特种作业人员发出预警信息,提示停止作业。将来特种作业人员配置定位侦测系统后,可以对特种作业人员的位置和状态进行自动检测,发现仍在作业的人员,向管理部门做出提示。在轨道交通监测管理方面,通过示范工程建设,对地铁的大客流监测从以往人工经验推断,升级到精准判断、智能预警。通过分布在地铁出入口、站台、换乘通道的客流感知设备和视频图像智能分析系统,实现客流密度实时监测,结合专业客流分析模型,可以提前15分钟测算出会出现大客流的车站,并向管理部门做出预警提示。

三、物联网技术前景展望

篇(2)

近年来国内发生的诸多恶性食品安全事件,造成恶劣社会影响。重大食品安全事件的成因纷繁复杂,其中监管信息化和现代化水平低是导致执法监管乏力不容忽视的原因。如何充分利用现代高新技术,提高食品安全监管水平亟需探讨和研究。物联网的兴起,加之已在民生领域大展身手,让人们看到依靠物联网技术应对食品安全问题的新途径和新希望。

1 物联网及其应用

1.1 物联网概念

物联网就是“物物相连的互联网”,百度百科将这一概念定义为,通过射频识别(Radio Frequency Identification,简称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,把物品与物品连接起来,使物品与物品、人与物品之间能够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。

“物联网”的概念早在1995年就被提及,但物联网真正引起世人广泛关注,是2009年初奥巴马总统对IBM提出的“智慧地球”作了积极响应,此后美国、欧盟、日韩等发达国家开始把物联网作为下一代网络的重要组成部分列入发展战略规划中。

1.2 物联网技术主要功能特点

物联网是现代信息高技术融合的产物,涉及的技术涵盖了射频识别、互联网、云计算,传感器、全球定位、智能嵌入、数据通信等诸多行业领域。

(1)全面感知。支撑这一功能实现的最重要的技术是RFID技术,这种非接触自动识别技术具有体积小、容量大,寿命长、穿透力强、可重复使用的特点,它的诞生和大规模应用使得物联网由概念转向实用。把存有物品属性信息的电子标签(RFID卡,又称“智能身份证”)嵌入物品中,传感设备犹如物联网的“眼睛”、“鼻子”感知品属性信息,并传输出去,从而实现物品之间的信息“交流”。

(2)超级运算。无数的物品必然产生海量的信息,海量信息的处理必需强大的数据处理系统,云计算技术以其超大规模、高性能、低成本、通用性的特点,承担了运算任务。物联网数据处理系统相当于物联网的“超级大脑”,执行“记忆”、“思考”和“发号施令”的功能。

(3)实时监控。多种无线、有线电信网络与互联网融合而成立体网络,构成物联网的“中枢神经”,实时传递着物品位置信息,状态信息和运算中心指令信息,借助定位系统、传感和高清视频采集设备,“生存”于这种“天罗地网”中的物品,其“一举一动”一目了然。

(4)智能管理。凡事只要设定好目的或者目标,物联网会用最高效的方式来实现这个目的或者目标,系统会按照指令智能处理复杂问题,作出预判、预警,甚至决策,人们只要动动手指按按键,就可以随时随地了解事情进展,看似复杂的工作变得轻而易举。物联网的智能管理能力展现出跨行业或者垂直行业应用的广阔前景。

1.3 物联网技术的行业应用

物联网目前的应用主要集中于传感技术所推动的各垂直产业链,包括物流、电网、交通、精细农业等等民生领域。

(1)物流管理。物流领域是物联网技术最早应用的供应链行业。通过在物流商品中引入传感节点,可以从采购、生产制造、包装、运输、销售到服务的供应链上的每一个环节做到精确地了解和掌握,对物流全程传递和服务实现信息化的管理,最终减少物流成本,提高物流效率和效益。

(2)智慧电网。智慧电网是目前物联网第重要的运用。它利用物联网技术,构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统,可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集,且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户。

(3)智能交通。利用物联网技术实现对交通的实时控制与指挥管理,是缓解交通拥堵、提高行车安全和通行效率的重要途径。智能交通系统中,车辆可以按预先设定的目的地实现无人驾驶,公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态,交通管理人员对道路资源、车辆的行踪“看”得一清二楚。

(4)智能农业。通过识别、传感等物联网技术对农业生产环境信息和农作物生长信息的感知、传递和对所提取信息的智能处理与判断,可以实现农业生产方式由依靠经验定性判断,粗放型管理到依靠传感设备定量判断、精细化管理的转变。

2 物联网技术将为食品安全监管带来一场革命

2.1 食品安全监管迫切需要技术支撑

食品产业链涉及种植、养殖、加工、储存、运输、销售、消费等社会化大生产的诸多环节,链条很长。由于食品由原料生产到最终消费的中间环节较多,不仅加大了食品安全问题产生的概率,而且也为不法之徒提供了投机的空间。另外,环节的增多,参与管理的部门必然增多,加上现行管理体制自身缺陷,尤其监管技术水平不高,部门之间的高度协同就无法保证,这就使食品安全监管难上加难。食品安全监管对技术支撑的需求越来越强烈。

2.2 物联网技术的行业应用经验为食品安全监管提供充分借鉴

物联网技术在民生领域应用的成功实践表明,它可以使复杂的生产过程以及跨领域、跨行业的垂直产业链监管更加严密、透明、高效,而食品产业涉及的行业之多、产业链条之长、生产过程之复杂、监管之难恰恰适合物联网的功能“胃口”。而且农业、流通业、交通运输业与食品产业链息息相关,物联网技术在这些行业的应用完全可以为食品安全监管提供充分借鉴。这样,依靠物联网技术实现食品安全全链监管的一场革命就成为可能。

2.3 可追溯系统的诞生已为物联网技术在食品安全领域应用打开突破口

可追溯系统(TraceabilitySystem)是建立在供应链管理思想基础上的质量保障系统,在有效应对和控制食源性食品安全问题,推动食品安全科学监管等方面发挥了重要作用,这种作用发挥的主要功劳应记在射频识别技术上,而射频识别技术正是物联网关键核心技术之一。说明物联网技术在食品安全领域的应用已经实现突破,为物联网其它核心技术的集成应用打下基础。

3 基于物联网技术的食品安全监管对策

3.1 切实推动物联网技术应对食品安全问题

3.1.1 牢固树立科技“支撑发展”指导思想

2006年初我国提出了未来十五年科技发展的“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”16字指导方针。2012年6月国务院下发《国家食品安全监管体系“十二五”规划》,“科技支撑体系”成为“十二五”期间国家重点建设十大体系之一,而且明确提出要加强“食品安全科技支撑能力建设”。这就表明,依靠现代科学技术提高食品安全监管能力和水平是对国家科技发展指导方针的贯彻和落实。

3.1.2 做好基于物联网技术的食品安全监管专题规划

科技支撑食品安全监管是一个庞大的系统工程,必须搞好顶层设计,在调查研究的基础上,做好基于物联网技术的食品安全监管的专题规划制定工作。当前,在物联网产业已经纳入国家战略性新兴产业规划以及国家食品安全监管体系“十二五”规划早已出台的背景下,启动基于物联网技术的食品安全监管专题规划工作已迫在眉睫。

3.1.3 在统一标准规范体系上下功夫

物联网本身是一个传感器,集网络通信、数据处理、综合信息服务等多种技术于一身,而食品安全监管又涉及了作物(动物)生活环境信息、生长信息、食品加工、物流仓储管理、市场销售等多学科、多行业的协同工作机制,加之信息的多源性、数据的异构性、食品产业链的复杂性,没有统一的标准和规范体系制约,必将限制物联网技术在食品安全领域的应用和推广。

3.1.4 组织开展物联网核心技术攻关

据悉,当前物联网技术上传感器、芯片、关键设备制造等高端市场70%以上被国外企业占有。必须立足自主创新,通过政府扶持引导+企业参与的模式,在RFID、传感器、智能芯片、中间件、新一代通信和下一代互联网、高端计算设备和高端软件等领域开展共性关键技术研究攻关,并加快产业化进程,以降低在食品安全领域的应用推广和普及成本。

3.2 建设基于物联网技术的食品安全监管系统

基于物联网技术的食品安全监管系统的建设与应用是提高食品安全监管质量和水平的核心内容。

3.2.1 搞好基于物联网技术的食品安全监管系统设计

系统设计应把握好以下几点:

(1)系统功能。应坚持五大原则:

是数据和视频信息采集、传输、处理到查询调取实时进行;二是系统能对感知信息做出智能判断,及时预报或预警:三是实现某个区域内多品类多条产业链协同监管以及多途径登录系统查阅跟踪食品安全信息:四是具有强兼容性、可接入性和互动性:五是具有高度的安全性和绝对权威性。

(2)结构层次。物联网由感知层、网络层、应用服务层3部分组成,基于物联网技术的食品安全监管系统也不例外。其中,感知层承担食品安全信息的感知和识别,处于整个系统的最底层:其次是网络层承担各种信息的处理和传输;应用服务层位于最上层,主要是利用经过分析处理的感知数据,为食品安全生产和监管提供丰富的基于物联网的应用和服务。

(3)运行流程。系统运行需要四个步骤来实现。第一,通过感知层感知。读取、拍摄、定位获取食品生产、加工、仓储、运输、销售相关信息:第二,上述信息通过网络层传输至物联网支撑服务平台;第三步,网络层的云计算系统完成海量信息的分类、存储、分析和处理:第四步,通过应用服务层面为食品安全监管机构、监管人员和终端消费者,以及食品生产商、加工商、仓储商、运输商和销售商服务。

3.2.2 组建食品安全监管专用网络

食品安全监管网络作为基于物联网技术的食品安全监管系统运行的主干网络,通过该网络,把已经建成运行的安防监控网络、道路监控网络、质检网络、物流网络、食品追溯局域网络、风险监测网络等等与食品安全有关的网络以及食品行业、企业所建系统整合并接入进来。

3.2.3 搭建物联网支撑服务平台

篇(3)

中图分类号:TP391

物联网最早提出在麻省理工学院,其后在比尔盖茨著作中有得到进一步完善,比尔盖茨认为物联网综合表述为,把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,最终实现互联网识别和管理的职能目标。经过社会的发展,物联网得到进一步的完善,物联网的原理普遍被接受,人们把利用条码、射频识别,自动传感系统、激光扫描、全球定位系统等信息传感设备按照约定的协议,实现人与人、人与物、物与物在任何时间、任何地点的连接,从而进行信息的转换和交替,最终实现跟踪、定位等活动的庞大网络体系称之为物联网体系。

1 物联网综述

物联网的发展具有一定的新兴性,较之发达国家发展起步晚但是发展迅速,发展过程中不断借鉴外国先进技术经验,不断地在应用互联网领域开拓创新。

1.1 物联网的定义和特征。物联网原理在社会生活领域普遍被人接受,主要原理体现在其利用射频识别等主要信息传感设备,按照先前设定的网络协议约定,实现任何时间、任何地点、任何物体、任何主体之间连接,在此基础上进行信息的转换和交替的信息网络系统。作为未来网络的整体部分,是互联网在发展过程中的延伸和拓展。通过条码、激光扫射、全球定位等先进系统设备的应用实现决策智能化和应用智能性。

综合来看物联网特征表现明显,主要表现在两个方面:

第一,物联网作用条件具有层递性。物联网发挥作用要经历三个阶段:感知阶段、传输阶段和智能阶段。在全面感知阶段,物联网通过射频识别、传感器、二维码等识别设备全面了解物体的动态信息。再通过可靠传输,将了解到的信息进行可靠全面的及时传送。最后经过智能阶段,通过计算机互联网的应用将海量的信息进行分类汇编,真正实现人与人之间、物与物之间的智能沟通。

第二,物联网能够有效模仿人的综合感知能力。去联网能有效模拟人类对外界物体及环境的感知。其中包括由射频识别、二维码、激光扫描等识别技术表现的对物体静态数据和属性的感知、由传感器网、GPS等表现的对物体动态属性的感知和由视频探头表现的对环境模糊信息的感知。其中这些设备也有效地相互合作相互配合,不仅促进了信息的感触透彻度,还极大的提高了信息感知的效率。

1.2 物联网发展过程和应用现状。物联网产生于20世纪90年代,在2005年提出“物联网”全新概念。经过十多年的发展,物联网发展到十分普遍的境地,深入到社会生活各个角度。物联网的快速发展得益于各方面的因素,经济危机的推手作用、触感技术的成熟和网络接入和信息传感能力的大幅度提高。改革开放以来,随着我国经济技术的发展,我国紧随世界发展潮流,不断地发展自身,在互联网发展过程中不断创新,发展物联网实现全国物流事业的大幅度发展。通过对物联网的研究和物联网相关人才的培养,我国已经荣升为物联网国际规则制定的主导国之一。

2 物联网核心技术分析

2.1 射频识别技术。射频识别技术是物联网应用过程中重要的识别技术。射频识别技术俗称电子标签,通过射频符号自动识别射频对象,对其进行存储、标识、登记和管理。其中射频识别系统由电子标签、读写器和天线组成。当带有电子标签的物品经过特定的信息读写器时,无线电波可将将标签中存储信息通过天线迅速传递到相应的电子网咯当中。于此相适应,每个产品都有自身独特的编码,当射频识别系统使用不同标准时,物品的识别就受到了不同程度的限制。射频识别系统广泛应用于物流、零售、服装业、制造业、医疗、防伪、身份识别、交通等各个领域。

2.2 无线传感技术。所谓无线传感技术是指大量传感器节点通过无线通信连接的方式形成的无线网络系统,其目的是通过各个传感器的协作和感知不断地整合搜索各个传感器地域内的对象信息,它基本能实现数据的采集量化、处理融合和传递应用。其中传感器原理由敏感原件和转换原件组成,其体系也逐渐表现为平面拓扑结构和逻辑分层结构,无线传感系统优势比较明显,特点显著,它是大规模网络、自组织网络、动态性网络、可靠的网络、应用相关的网络并且是与以数据为中心的网络。但与此同时,其在应用过程中也有相应的限制,比如电源能量的有限性、通信能力的有限性,和存储计算能力的有限性。无线传感技术是在传感器原理上有意义的一次重大突破,虽然现阶段有些局限,但是随着技术的进步终会超越瓶颈,更加发挥技术的有效性,造福人类。

2.3 中间件。物联网要实现人和物体之间相互连接、相互影响的特殊效果,就注定要忽略和隐藏其下层技术应用的复杂应用性和上层技术的广泛适应性。这就需要承接上下层之间桥梁,这种设备就称之为――中间件。中间件为底层设备提供了很好的交流平台,实现各种技术之间的交流、关联、整合、协作。中间件技术的优化更加提高了技术的应用效率,加大了资源的转化能力,一定意义上避免了资源的不合理浪费。

2.4 安全保护隐私技术。安全保护隐私技术是互联网发展过程中比较注重的一项技术,在保护客户人身财产利益方面,互联网技术投入了大量的人力物力资源,相应地,在物联网的发展过程中也更加注意隐私安全的保护。安全设施的建立,安全保护措施主要体现在编码的有序性和唯一性,由于每个编码对应一个产品,使其更大程度上提高了效率,也保障了安全。

2.5 其他关键技术。在物联网的发展过程中,出现了大大小小的难题。当物联网发展成熟,就会需要大量的数据接口,这时移动网络就会发挥特殊作用;与此同时,在互联网发展过程中,互联网作为其发展主要基础和保障也将会有更大的发挥空间。随着物联网全群范围内的推广,云计算等先进互联网技术也不断渗入到强大的物联网,为其提高效率做出强大的动力支持。

3 物联网应用前景展望

物联网发展始终以实用家居目的为核心。在未来的社会生活中,追求舒适安逸生活更成为人类发展目标,经济的快速发展更将成为人们享受良好生活的重要物质保障。物联网应用于家庭,会有智能电力、智能家居等通过一系列智力组合而成的庞大家居智能网络。还会有帮助治理社会治安的智能城管等,利用现代技术避免、解决人与人之间的不必要的矛盾和冲突。同时,二维码等检测系统的应用也给生活带来更加广泛的保障,例如,羊肉、牛肉的二维码应用能后让消费者通过扫描二维码知道此种动物的生长历程,更加保障消费者民益。

4 结语

物联网发展是既互联网发展过程的又一大新兴网络产业,物联网有其不可替代的优势,但是也有相应的局限,比如针对这种新兴网络相关的法律法规和规范还没有得到完善,技术和相应的规范指导得不到统一,同时物联网技术自身也有不可避免的局限,射频识别系统有待进一步的完善,无线感应系统也需要进一步扩大网络覆盖面积等等。物联网的发展必然会推动相应经济的发展,应正视其在发展过程中的局限和瓶颈,不断地进行技术创新,推动技术和经济的双重发展。

参考文献:

[1]顾鹏,任家富,吴贵莎.基于RFID技术的物联网安全问题研究[J].仪器仪表用户,2011(05).

[2]刘陈,景兴红,董钢.浅谈物联网的技术特点及其广泛应用[J].科学咨询(科技・管理),2011(09).

[3]刘建周.物联网的概念及发展[J].中国科技术语,2011,05.

[4]涂强,王雷.物联网技术在超高层建筑中的应用分析与展望[J].现代建筑电气,2010(07).

篇(4)

随着IT技术综合应用,带宽电力通信网络不断扩大规模、发展较为完善的通信专网技术,该技术也是带宽电力生产中的重要支撑网络技术,它与带宽电力生产调度网络有着极密切的联系。带宽电力通信网能否安全稳定的运行,是为提高检修效率和检修管理水平,运用对射频识别自动识别技术和移动终端技术的技术现状及应用情况进行调研,设计并实现了一套基于射频识别技术的带宽电力通信检修系统[1]。物联网是运用射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备约定的协议,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、GPRS定位、跟踪、监控和管理的一种网络新型自组织拓扑结构。

1物联网应用在变电站设备巡视中的基于重要性与稳定性研究

随着我国国民市场经济的快速发展,各个行业对电网能源的依赖性也逐渐提高,同时对国家电网中的带宽电力安全稳定运行提出了新的要求与融合,提出大规模物联网应用于射频识别技术与掌上电脑PDA智能采集技术应用等现代通信网络技术融合与共同实现监测巡视带宽电力数据的现代化、信息化、规范化[2]。由于科技技术的各种先进的控制、监测设备快速发展应用在智能变电站内。为了进一步加强物联网应用在变电站的设备巡视及缺陷管理是提高物联网在变电站的运行管理水平和有效地为评估设备状态、确定合理的运行方式、及时安排检修提供可靠、详细的数据副本技术处理。

2大规模物联网应用在物联网应用在变电站设备巡视中的基于发展现状研究

2.1物联网应用在设备巡视研究。定期巡视是运行值班员对管辖的物联网应用在变电站进行设备日常巡视,运行班长定期对管辖下各物联网应用在变电站进行全面巡视检查。特殊巡视是在遇到气温骤变时,高温、浓雾、大风、雷雨、洪水、冰雹、降雪和设备过负荷或带缺陷运行期间及之后,设备发生了事故、障碍或异常,开关切断过短路故障或有穿越性故障之后,物联网应用在变电站担负特别重要的供电任务时所增加的巡视。夜间巡视是主要是在设备重负荷运行或在浓雾、阴雨天气时进行,巡视的目的主要是检查设备接头有无过热、发红、大活现象,绝缘子表面有无闪络、弧光等现象的发生。检查性巡视是由运行班长、专员或上级有关部门领导组织进行,其目的是为了解设备的运行情况,检查指导运行人员的工作,并对有疑问的缺陷进行会诊分析,这种巡视应形成制度,既要有一定的周期性、灵活性融合设备实际情况随时组织进行。

2.2物联网应用在设备巡视主要内容研究。物联网应用在主变压器音响、油位、油温是否正常,外壳是否有清洁,有无渗漏油,瓷套管有无破损,气体继电器应充满油,防爆管有无裂纹,冷却系统是否正常。物联网应用在所有变压器、电压互感器、电流互感器、油断路器等充油设备有无渗漏油和瓷套管破损现象。物联网应用在所有高压的电气设备搭接点是否有过热或放电现象,熔断器熔管或熔丝是否完好正常。物联网应用在全站继电保护装置、直流充电机、蓄电池组、通信和自动化系统、防误闭锁装置以及全站工作照明系统和事故照明系统是否正常。

2.3阻碍物联网应用在变电设备巡视质量研究。规章制度的执行力不够。很多规章制度只是挂在墙上或存在文件里,并没有逐条落实,因此习惯性违章时有发生。巡视路线不清晰。物联网应用在巡视路线图指定的不合理,极易造成巡视设备不到位。同时由于物联网应用在变电站改扩建,设备技术改造和新设备投运没有及时修订巡视路线图以及设备场地巡视路线标志脱落,方向指示不明都会造成设备漏巡。巡视设备时重点不突出。物联网应用在变电站内设备众多,占地面积大,巡视时间长。每次巡视都执行相同的内容而不根据设备的运行情况、负荷情况、天气情况而调整巡视重点。这样降低了运行人员对设备某些细小变化的判断和反应,从而大大降低巡视时发现缺陷的几率,例如夜间的熄灯夜巡,比白天更容易发现接头发热、绝缘放电等现象。思想认识不足,责任心不强。物联网应用在运行人员对设备巡视的重要性没有充分的认识。对每次巡视检查就是例行公事,久而久之就产生了厌倦思想。应该发现的问题也就发现不了。有的运行人员为了省事有意抄近路缩短巡视路线,漏掉一些设备巡视,特别是在高温、寒冷、大风的天气。技术素质需提高。随着我们的带宽电力事业的飞速发展,不断有新技术和新设备投入运行。同时不断有新人加入到工作中,因此,对员工的技术培训工作非常迫切。实践证明技术素质高运行经验丰富的人巡视设备时发现缺陷的几率高。而新参加工作和运行经验低的人发现设备缺陷的几率低。人员的生理状况以及心理和精神状态等因素都会影响巡视设备的效果。如感冒时嗅觉不灵敏,设备故障时发出的焦味不能发觉。还有巡视时精神不集中,不能仔细的观察设备的每一个部位,并运用听、闻、看的方法发现设备故障。

3大规模物联网中的基于射频识别技术应用研究

射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号运用空间耦合实现无接触信息传递并运用所传递的信息达到识别目的的技术。电子标签是由耦合原件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在设备上标识目标对象;读取器是读取标签信息的设备,一般采用手持式。射频识别标识系统将特殊的信息编码写入电子标签,标签被粘贴在需要识别的资料上。当电子标签进入磁场区域后,接收的读取器发出信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息或者主动发送某一频率的信号;读取器读取信息并译码后,送至中央信息采集系统进行相关处理,实际应用中往往还需要其他软硬件的支持。

4大规模智能物联网应用中的基于变电站巡视系统信息数据库应用研究

巡视系统的信息数据库的建立采用目前在数据库市场上占有主要份额的Oracle数据库作为数据服务的主要工具。首先将每个物联网应用在变电站的每个单元的每台设备均赋予一个ID号作为身份识别象征,这个ID号不可以共用,具有唯一性。由运行人员运用终端机访问巡视管理系统,提前在系统中定义巡检性质和巡视模板,包括正常巡视、夜间巡视、特殊天气巡视等巡视任务。巡视模版中应包括各站的设备,并可以运用PDA识别,同时扫描至相关设备时,PDA能体现相关设备的ID号和其它基础信息,巡视当天根据要开展的巡视类型在巡视系统管理网络下载巡视任务,包括物联网应用在变电站设备巡视顺序、设备台帐、巡视项目、巡视人员等内容,巡视人员根据下载内容逐步巡视,运用PDA记录巡视中发现的缺陷并暂存,带全部巡视完毕后,将巡视结果运用终端机回传至巡视管理网络。

5结束语

变电巡检系统应用改变带宽电力巡检的传统模式实现信息化技术规范信息采集,建立巡视项目库和缺陷库的标准化,为物联网应用在变电站向实现数字化管理的目标和电网安全运行保障性。

参考文献:

篇(5)

中图分类号: S625;TP277 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.13.001

随着科技的发展,人们对生活工具的要求也越来越高,希望各类生活工具都变得更加快捷。我国是农业大国,传统的农业生产模式不仅需要大量的人力去观察农作物的生长,而且影响农作物生长的各环节,也需要农民靠自己的经验去感知,这非常不利于我国农业的快速发展[1]。随着物联网技术的发展,基于物联网技术的温室大棚监测系统可以很好地解决传统生产模式的弊端[2]。本文所介绍的温室大棚监测系统采用物联网技术,利用CC2530单片机对传感器采集到的各类信息进行处理,通过Zigbee无线通信技术形成一个可监测温室大棚的温度、湿度、气体等参数的星型的无线传感网络。

1 系统设计

基于物联网技术的温室大棚监测系统是由一个协调器(ZigBee中心节点)和4个终端节点(ZigBee终端节点)构成。协调器的作用是将连接终端节点的温度传感器、湿度传感器等采集到的信息,传输给上位机和手机APP[3]。本系统的上位机和手机APP都可以随时查看温室大棚的实时信息,并远程控制温室大棚。具体工作原理是监测系统电源开关打开后,传感器先采集温室大棚的温度、湿度等信息给Zigbee终端,Zigbee终端通过无线网将信息传送给Zigbee协调器,进而再传送给上位机和手机APP[4]。根据环境要求的不同,通过键盘设定各类温室大棚监测信息的最高值,上位机和手机APP通过与输入设定值进行比较,控制协调器驱动蜂鸣器报警。

2系统构成

本系统主要由CC2530单片机构成主控部分,进行信息处理、外部指令接受、控制信号形成和信息记录等功能。本系统中土壤湿度传感器类型为DHT11,空气温湿度传感器类型为DS18B20,二氧化碳传感器类型为M-Q2。Zigbee终端节点会不时读取各个传感器采集的信息(模拟信号),并将各类模拟信号转换成数字信号反馈给Zigbee协调器。Zigbee协调器和上位机通过串口RS232进行通信,上位机和手机通过路由器wife通信,只要上位机和手机在同一个局域网内,当上位机打开管理系统、串口和网络服务,手机上的APP就可以连接上Zigbee终端,这样传感器采集的各类信息就可以同时在手机和上位机上显示[5]。

3系统测试

3.1 上位机信息采集测试

温室大棚各类信息通过Zigbee终端节点到达Zigbee协调器后,经过串口RS232把各类信息的数字信号传输到上位机中,在上位机中进行显示、保存和处理,然后上位机再将处理后的数据传输给手机用户APP软件上。其中,上位机中一个终端的显示信息,如图1所示。

3.2手机APP软件信息采集测试

手机APP通过蓝牙方式接受上位机的数据,最终各类信息也可以在用户APP软件上同时显示,显示信息如图2所示。

4结语

随着物联网技术的快速发展,使得基于Zigbee的温室大棚监测系统的设计与研究非常具有实用价值和研究价值,基于Zigbee的温室大棚监测系统一方面节省了人力物力财力,另一方面可提高农业温室大棚的收益和效率,加快现代农业的发展,提高人们的生活质量。

参考文献

[1]孟庆海.基于物联网技术的温室大棚监控系统的设计与实现[D].天津大学,2014.

[2]郭青,薛亮.基于ZigBee和Android的h境监控APP的设计与实现[J].科技创新与应用,2016,(08).

篇(6)

[DOI] 10.13939/ki.zgsc.2015.24.051

中国是农业和人口大国,农业生产在国民经济发展中有着举足轻重的作用。在国家大力发展现代化大农业的宏观背景下,农业生产过程的绿色环保、精准智能正在逐步成为主流发展方向。

利用物联网技术,可以实现实时远程监控大棚土壤含水量与酸碱度,棚内光照、温度与湿度,甚至监测病虫害情况。配合相应的控制系统,可以实现棚内环境的远程控制和自动控制,为农作物营造最适宜的生长环境,实现温室作物生产精细化的调控与管理,提高作物产量,提升生产水平,推动现代化农业建设。

1 ZigBee技术及无线传感器网络的建立

ZigBee技术是一种在控制器件或传感器之间的无线通信技术。与其他通信技术相比,ZigBee技术具有成本低、功耗小、能够自动组网等优点,但同时也存在传输速率低、覆盖范围小等缺点,如果在系统中要求的传输的速率不是很高的情况下ZigBee技术就比较适合。

ZigBee技术有自己的无线电标准,主要为自动化控制数据传输而建立,在传感器构建的网络里依靠ZigBee技术可以实现节点之间的信息传递。所传递的信息以无线电信号的形式向外辐射,在信息传递中需要的功耗非常的低,并以接力的形式传递增加了传递的可靠性。

无线传感网络技术是在传感器、无线通信和低功耗嵌入式系统的基础上发展起来的。它在完成环境信息感知的同时以其低功耗、低成本、白组织的特点进行工作。我们在需要环境信息监控的位置布置对应的传感器节点,再把它们组织成一个网络。物联网智能温室控制系统在无线传感器网络技术的基础上完成数据采集功能(温湿度数据采集、光照度数据采集、安防信息数据采集)和自动控制功能(风扇控制、加湿器控制、加热器控制),通过ZigBee协议实现无线传感器网络中的数据通信。

无线传感网络节点采用模块化设计,共四部分,分别是核心板、传感器模组、控制模组、主板等。结构化的设计方便用户更换器件,最大程度地满足实际设计的需求。其中核心板、传感器模组、主板组合为数据采集节点,核心板、控制模组、主板三者组合为控制节点。

2 智能温室系统整体设计

应用无线传感器网络技术实现数据控制与采集功能的物联网智能温室控制系统选用ZigBee协议来组建无线传感器网络;GPRS和Intemet网远程访问与控制功能、数据显示功能、视频监测功能,均选用Lmux操作系统的嵌入式网关技术运行的载体来完成。

无线传感器网络采集的数据由嵌入式网关完成数据的存储,存储的位置在数据库中并对其进行管理,按照系统的需求调取相关数据。液晶显示器完成显示数据功能;驱动USB摄像头完成视频监测功能。在GPRS模块的作用下网关可以将数据以无线的形式上传到GPRS网络上实现资源共享,通过无线网卡和无线路由将数据共享到Intemet网中,实现了农业温室环境信息与人之间的交互即物联网。

3 智能温室系统测试与分析

整个温室系统可以工作在自动控制和手动控制两种模式。在自动控制模式下,嵌入式网关将根据用户设定的各项作物生长环境参数进行自动调节,比如用户设定的温室内温度不低于25℃,当检测到温度低于25℃时,系统会自动开启加热器,提高环境的温度;在手动控制模式下,用户可以通过嵌入式网关界面打开或关闭风扇、加热器、加湿器这些位置,还可以通过控制卷帘的展开和收缩人为调节光照度。系统上电后默认工作在自动控制模式。

(1) 在自动控制模式下可以设定系统的各项自动调节阈值。

(2) 可以设置的项目包括温度阈值(自动加热的温度下限)、湿度阈值(自动加湿的湿度下限)、光照度(自动通风的光照上限)以及卷帘每天自动打开和自动收缩的时间。每一项设置在自动控制模式下的具体作用:①温度:当系统检测到温室环境温度低于此值时,会自动开启加热器,否则加热器保持关闭。②湿度:当系统检测到温室环境湿度低于此值时,会自动开启加湿器,否则加湿器保持关闭。③光照度:当系统检测到光照度高于此值时,会自动开启风扇,否则风扇保持关闭。④卷帘工作时间:系统自动控制卷帘的状态,当处于设定的时间范围内保持收缩,否则展开卷帘。

4 结论

篇(7)

引言

物联网技术是随着信息产业的第三次革命而逐渐兴起的一项技术,涵盖的领域较广,在我国的发展也逐渐趋向于成熟。我国的智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业以及智能家居等行业中都有物联网技术的身影,物联网技术上上述各行业中应用都取得了一定的成效。早在09年,温总理就在感知中国的讲话中提到了物联网技术的应用。随后物联网技术就迎来了发展的春天,随着物联网研究机构的逐渐建立,现阶段我国各行业的发展都急需物理网技术人才。因此,中职学校应具备一定的大局观,顺应社会发展的需求,加强对物联网技术人才的培养,为社会培养更多的物联网技术人才,进而推动物联网技术在各领域中的应用,最终促进我国社会与经济的深入发展。

1、物联网技术专业的教学现状

现阶段,物联网技术专业受到了我国大多数高校的重视,专门开设了物联网工程技术专业,并将其作为重点专业。但是当前物联网技术教学在我国仍处于探索与实践的阶段,体系还没有发展成熟,也没有太多的先进经验能够借鉴。与此同时,中职学校也逐渐加强了对物联网技术专业的规划与设置。而物联网技术本身具有一定的复杂性,这是因为物联网技术是以计算机网络技术为基础并融合了多种技术而形成的一种新型计算机技术。但是,当前我国的中职院校学多存在学科体系不全面、师资力量较薄弱、教学实训设备较落后、学生基础薄弱以及学制时间较短等问题,使得物联网技术教学质量难以保证。因此,如何在现有条件下,提高物联网技术的教学质量是当前中职学校关注的重点问题。

2、加强物联网技术教学实训的探索与实践

2.1加强对物联网技术教学内容的控制

当前中职学校中物联网技术专业教学的内容不仅包括电子专业中的传感器、电子电路以及单片机编程基础等课程,还包括计算机专业的网页编程、数据库、网络配置以及安卓编程基础等课程,同时还包括电子专业与计算机专业都涉及到的常用软硬件设备课程,这门课程相对来说,具有更加简单实用的特点。2.1.1传感器课程学生通过这门课程的学习,能够对主流的传感器进行有效的识别,并对其基本功能与原理进行全面的理解,以便学生在将来的工作中能够根据实际需求,进行合理的传感器选择。由于传感器是物联网获得数据的重要来源,教师应重视对这一课程的教授,让学生能够对不同传感器拥有的功能进行了解,以便学生在将来工作时,能够根据实际需求,对不同的传感器进行合理利用。2.1.2电子电路课程教师还应重视电子电路课程的教学质量,让学生能够对电子电路相关知识进行有效掌握,并在以后的工作中能够根据实际需求,对电子设备及电路进行正确的识别、安装、应用及测试等。而现阶段我国的电子产品具有较高的集成度以及较好的稳定性,因此,教师在对中职学生进行电子电路课程的教学时,应注重对学生动手能力的培养,确保学生能够安全的进行电线电路的连接,确保电线电路的连接能够达到牢固、美观的目标。2.1.3单片机编程基础课程而单片机编程基础这一课程要求学生能够对简单的编程技术进行掌握,同时还要求学生能够掌握程序的写法,让学生在今后的工作中,能够对其进行简单应用。但是还应注意的是,单片机编程这一课程是高校计算机专业学生的课程,具有难度较大的特点,因此,中职教师在对学生进行基础教学中,应降低对学生的要求。一般来说,中职学生只需掌握单片机编程基础知识即可。某些同学如果对这门课程比较感兴趣,可以在掌握基础知识后,自行深入学习。2.1.4网页编程课程学生能够灵活的运用C#语言在IIS平台上制作动态网页,已适应社会发展的需求。由于C#语言作为现阶段动态网站开发过程中使用最多的编程语言之一,具有丰富的功能,使用较为简便,具有极强的扩展性,因此,学生通过对C#语言的学习与掌握,不仅能够进行物联网的搭建,同时还能够在网络公司与软件公司中得到有效的应用,进而为学生拓宽了就业面。2.1.5数据库课程教师应加强对数据库课程的教学,确保学生能够完成数据库服务器的搭建,并确保数据库服务器能够安全稳定的运行,完成简单的数据表的创建,以满足测试、调试的需求。而数据库在实际工作中的应用与管理都对工作人员的学历具有较高的要求,因此,中职学生应将学习的重点放在数据库基础知识的学习上。应将MSSQL、MYSQL和ACCESS等作为主要学习的数据库,这些数据库软件具有操作方便且实用性强的特点。2.1.6网络配置课程教师还应加强对网络配置课程的教学,确保学生能够对常见的网络进行配置与管理。这门课程主要包括交换机、路由器、防火墙、VPN和无线设备等方面的知识,这些知识在物联网技术中的应用具有较大的弹性空间。2.1.7安卓编程基础课程教师还应加强对安卓编程基础课程的教学,确保学生在完成这一课程的学习后,能够在安卓环境中,进行相关APP的制作开发。这就要求学生要能够对各种网络程序的资源进行应用,还要求学生能够利用美化操作来优化APP。这是因为安卓系统是我国应用最普便的开发环境,不仅存在于手机中,同时还存在各种智能电视与相关平台中。鉴于此,学生应重视这一课程的学习,以实现对安卓系统的有效应用。人们通过对安卓系统的使用,能够对传感器与网络中的数据进行有效的查询、汇总与管理。因此,中职学生应对安卓编程基础课程进行全面的学习与掌握。2.1.8常用软硬件设备课程教师还应重视常用软硬件设备课程的教学,让学生能够对实际工作中可能会用到的各种常见的软硬件设备具有一定的应用能力。比如对LED展示屏、RFID设备、打印机、开关量采集器以及模拟采集器、串口服务器等的应用。这些常见的软硬件设备的使用已经十分普及,这是由于上述软硬件设备具有应用便捷的特点,特别是有些而且已经具有了完善的软件与配置程序,因此,被广泛应用于各行各业中。

2.2加强对物联网技术教学实训的探索

中职学校还应加强对物联网技术教学实训的探索与实践,在现有条件下,提高对物联网技术教学实训的力度,对现有的网络专业课程进行合理的调整。首先,中职学校应对现有的学科进行调整,比如,可以将物联网技术教学加入到现有的计算机网络技术、计算机软件以及电子技术应用等专业。其次,中职学校还应加强对物联网技术相关专业的教学资源与实践的有机整合,制定出一套全面完整的物联网技术专业教学课程及实训实践的方案,为物联网技术人才的培养指明方向。最后,中职学校还应根据企业对物联网技术应用的实际要求,对实训课程进行调整,确保中职学生能够满足要求。同时学校可以定期举办物联网应用技能比赛,通过比赛能够加强中职学生对物联网知识的理解、掌握和应用,提升综合创新应用设计水平和就业竞争力,帮助学生顺利实现由学校毕业生到企业所需人才的转变,掌握最新的市场脉搏。

2.3加强对物联网技术的实训室的配置

中职学校还应加强对物联网技术实训室的配置,为学生进行物联网技术实训提高较好的硬件条件。首先,中职学校应对现有的网络工程的实践教学配备进行合理的改造与应用,并合理的购置物联网实训模块相关设备来实现对物联网应用工程环境与实际应用环境的模拟,最终形成理论与实践一体化的物联网技术实训室,进而对中职学生进行系统的物联网技术应用的培训。其次,校方还可以与企业加强联系与合作,通过企业提供的支持来建设实训室,并与企业建立人才培养合作计划,提供实训教学质量,甚至可以定向向企业输送人才。最后,校方应满足企业对才的实际需求,在设置实训课程时,可以对企业的相关意见进行合理参考,确保为企业培养优秀的物联网技术人才,确保其在日后的工作中能够为企业带来经济效益,而这也是企业对实训室建设进行投资的主要目的。结语综上所述,随着物联网技术在我国各行业中应用的普及,当前物联网技术相关人才严重缺乏,中职学校应以此为出发点,加强对计算机网络技术专业物联网技术教学实训的实践与探索,通过加强对物联网技术涉及到的各门课程的教学,提高学生对物联网技术知识的掌握与应用能力,同时加强对物联网技术教学实训的实践与探索,并加强对物联网技术教学实训室的配置,进一步提高学生对物联网技术的应用能力,进而提高学生的就业竞争力,最终达到提高就业率的目标。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育.中等职业学校专业教学标准---信息技术类(第一辑)[M].高等教育出版社,2015.

篇(8)

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)12-0084-02

0 引 言

物联网产业已被正式列入我国五大新兴战略性产业之一。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,许多本科(如江南大学、南京邮电大学等)和高职院校(如无锡职业技术学院、常州信息职业技术学院等)都开设了物联网技术专业。随着物联网相关专业的开设,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。然而,由于各高校人才培养的侧重点有差异,技术标准选择的不同,物联网实践基地的建设并没有一个完整、成熟、统一的方案,需要根据高校自身的特色和需求,构建基于专业特色的物联网实践基地。

1 物联网概述

1.1 物联网的定义

物联网是指通过射频识别(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,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它实现了物品到物品(Thing To Thing,T2T)、人到物品(Human To Thing,H2T)、人到人(Human To Human,H2H)之间的互连。

1.2 物联网人才需求分析

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]:

(1)电子设备技术和芯片设计技术人才,工作岗位主要有感知设备或芯片设计等。

(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。

2 高职院校物联网实践基地建设要求

2.1 结合专业群建设 构建有特色的实践基地

高职院校一般都有着显著的行业或专业特征,能体现高职院校的办学特色和能力,江苏省各高职院校以特色专业为基础,开展专业群建设。因此,物联网专业的建设能够与专业群建设相结合,将物联网技术应用到特色专业中去,二者的融合,不仅可以促进物联网技术专业的发展,还可以进一步提升学校的知名度。

2.2 培训师资力量 提升教学质量

物联网技术涵盖了多学科,涉及多专业领域,因此要通过培训各专业教师,加大物联网师资的培养力度。教师在掌握理论知识的基础上,动手实践体验物联网技术的开发与应用,提升专业教学技能,提高教学质量。

对于学生,由于物联网应用领域和覆盖面都比较大,通过实践基地,学生可以更加全面掌握物联网技术的应用情况,实现理论与实践的结合,提高学生解决问题的能力,培养其正确的思维习惯。

2.3 满足物联网人才培养目标的要求

根据高职人才培养目标,高职院校物联网相关专业应培养具有物联网基本理念,具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,具有较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力,能从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。

3 高职院物联网实践基地建设方案构建

3.1 建设目标

实践基地的建设应基于真实的行业或者领域应用,符合企业的实际应用和需求。通过项目化应用环境,以任务为驱动,完成专业教学目标和人才培养目标的要求。

3.2 物联网基本架构的实现

物联网的基本架构如图1所示,包括了感知控制层、网络传输层及应用服务层。实践基地的建设要实现基本架构,构建完整的物联网实现过程。

3.3 关键技术的实现

物联网关键技术的实现,主要应体现相关专业教学特点。物联网实现的关键技术主要有RFID技术、ZigBee技术、组网技术、微机电系统技术及智能软件开发技术等。通过关键技术的实现,实践基地才能满足相关各专业的实验实训要求。

3.4 具体行业应用案例的实现

物联网应用的领域非常之广,其中典型的应用案例有智慧校园、车联网、智能家居、智能电网、智能监控、智能装备制造及智慧城市等。各高职院校的物联网实践基地的建设应与具体的行业应用相结合,利用自身的专业特点和优势,选择具体的行业应用案例。以实践基地为基础,通过具体的行业案例的实现,完善实验实训的相关课程建设,全面提升教学效果和行业竞争力,也可提升学校品牌。

3.5 实践基地应能满足分组教学的需要

物联网实践基地应包含多个实验系统来构建完整的物联网应用环境,将学生实施分组,不同分组的学生完成不同的实验,交替进行。不仅提高实践基地的利用率,而且更多地促进了分组学生间的相互交流与学习,对物联网技术掌握得更加全面。

3.6 实践基地应有较强的扩展性能

根据实际发展的需要,物联网技术的应用领域将会逐渐地扩大,具体的行业案例也会改变或增加。因此,实践基地的建设应具备较强的可扩展性,以最小的成本实现实践基地的扩展、升级及改造。

4 结 语

本文分析了高职院校的物联网人才培养目标的特点,提出了实践基地的建设不仅要实现物联网的基本架构,满足相关专业的实验实训教学要求,更要通过行业案例的具体实现,明显体现高职院校的行业特色和优势,打造学校品牌效应。

参 考 文 献

[1]杨从亚.高职物联网专业探索[J].职业技术教育,2010(35):5-7.

[2]付永贵.基于分组教学的高校物联网实验室构建研究[J].中国教育信息化,2011(5):65-67.

篇(9)

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0119-02

网络技术的快速发展,极大地促进了经济的发展。经济的快速发展也提升了网络技术的发展速度,两者相互促进下,物联网的概念随之诞生。如何以网络技术的运用更好地进行经济活动的发展,成为研究人员长期研究的课题。笔者针对当前物联网信息感知与交互技术,进行简要的剖析,以盼能为我国此类技术的发展提供参考。

1 物联网发源及定义

我国互联网技术发展较晚,因此在此后一系列网络技术的发展中,也落后于美国等西方国家。物联网这一概念,最早由美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ashton教授首次提出。随后美国麻省理工学院进行了此类技术的基础实践活动,当前物联网技术在世界范围内发展迅速,我国也开展了相关技术的实践。

一般情况下,物联网可以理解为通过芯片技术,连接互联网形成的物品网络。具体指对物品植入电子芯片,并通过有线或无线技术连接互联网,最终形成以互联网为核心技术的物品网络。

2 信息感知与交互技术

互联网技术在发展的过程中,用户与互联网之间的互动与信息感知,只存在于音频、视频、文字等方面的阅读和浏览编辑。信息感知方面的技术发展较好,但关于交互方面的技术发展则较少。物联网中信息感知与交互技术,具体指通过网络连接具体物品或商品,物品芯片中则记录了物品的外在形象、触感等方面的数据。用户在进行物品浏览的过程中,配合相关的软硬件,能够对物体外观质量等方面数据进行充分了解,以此达到对信息感知与交互方面的体验,对于人们的生活习惯产生了较大的改变,有助于提升日常的工作效率。

3 当前物联网信息感知与交互技术的发展现状

我国当前关于物联网技术的发展,尚处于前期发展阶段。由于国外此类技术的发展较为成熟,我国物联网方面的有关企业在发展的过程中,通过技术进口或付费使用专利的方式进行发展。前期的发展现状较为良好,但由于缺乏基础技术以及相关的产业链,我国关于物联网技术方面的发展还存在较大的提升空间。其中物联网产业链方面的建设还应着重进行发展,针对此类问题,我国政府方面也出台了较多的鼓励政策。但由于基础技术以及人才方面的缺乏,我国此类技术的发展有较多的攻坚课题。

物联网技术在发展的过程中,其通过互联网技术连接相关的物品。在实际应用的过程中,其具备操作简便、用户体验好、效率高等方面的特点。

4 当前关于物联网信息感知与交互技术发展的具体应用

物联网信息感知与交互技术在发展的过程中,对于物品的应用范围较广,应用对象也较为复杂。笔者针对当前关于物联网技术应用的主要对象以及实际作用进行简要的分析。其中具体的分析对象为:VR技术、智能家装技术、用户与网络之间的交互、物联网社群的形成。针对此类应用对象以及技术实际作用,笔者进行简要的分析介绍。

4.1 VR技术

VR为Virtual Reality的缩写,具体的意思为虚拟现实。此类概念最早出现于1999年美国国家科学基金资助的交互式系统项目工作组的一项报告中,随着当前技术的发展,此类技术逐渐被实践并投入制作。随后出现了例如VR眼镜等硬件设备,此类设备在人机互动的实验研究中效果明显。当前在物联网技术的发展和提升中,一般将VR技术看作物联网技术的入口。通过VR设备进行互联网商品或其他资源的浏览编辑。

4.2 智能家装技术

当前随着物联网技术的快速发展,此项技术进入到了多个行业中,并且取得了较好的发展效果,其中关于家装行业的应用效果较为明显。经济在不断发展的过程中,人们对于物质条件的要求也逐渐提升。家庭是人们长期生活居住的环境,关于物联网的应用,研究人员也进行了较多的实验实践。当前应用效果较好的如无线控制空调、灯具、电脑、电视、门、沙发、用电开关等。此类技术的应用获得了广泛的认可,短期内便产生了较大的需求人群。

4.3 用户与网络之间的交互

物联网技术在发展的过程中,其核心技术为网络技术。物联网通过特殊设备将用户与互联网设备进行连接,用户通过特殊设备进行网络冲浪。在应用的过程中,物联网技术能够实现用户与网路数据之间的互动,实现智能化体验。对于用户体验以及技术的革新意义重大,用户能够根据交互数据,进行互动从而达到较好的体验效果。

4.4 物联网社群的形成

随着物联网技术的快速发展,其相关的附属产业也快速产生。政府部门对此类产业的发展,也提供了较大的支持。随着物联网技术的逐渐发展,其技术在实践的过程中形成了以指定物、网络、若干用户之间多方交互的现象。此类现象的产生,最终形成了物联网社群现象。物联网社群现象的出现,对于人们的生产生活习惯影响重大。但在此类现象出现的过程中,也产生了两种效果。较好的方面为提升了工作效率、沟通效率;不良的方面为技术过度发展,人们生产生活无法跟进技术的发展,最终对于物联网产业,形成了较多的影响。

5 展望

物联网技术依托互联网技术进行发展,因此其也具备互联网技术的相关特性,例如:信息传播的快速性、信息的复杂性以及感染病毒的可能性。此类技术基于互联网技术进行发展,因此难以避免产生中毒现象。但由于物联网技术的直接关联物为智能家居、私人用品、保险物品等,对于人们的财产以及个人安全影响重大。因此为了保障物联网技术的后续发展,在技术的发展中除去实用性、先进性的发展,还应注重安全性的发展。只有在保障安全性的前提下,此类技术才能得到更快的发展。

6 结语

当前物联网信息感知与交互技术的整体发展较为良好,我国此类技术的发展也处于快速发展的阶段。由于良好的用户体验,此类技术在发展的过程中,获得了广泛的支持,但在实际发展的过程中,还存在产业链不完善等现象。国家政府部门对此也进行了较大的政策支持,当前关于物联网技术在发展中主要的应用对象以及实际作用为:VR技术、智能家装技术、用户与网络之间的交互、物联网社群形成。此类技术在发展的过程中,由于具备一定的网络特性,因此在未来的发展中还应注重安全性方面的研究和提升,以此保障技术的快速发展,并达到促进经济发展的作用。

参考文献

篇(10)

The research of the professionals’ training to the Internet of things

Yu Jinrong,Huang Gang

(College of the Internet of things, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing, Jiangsu 210003, China)

【Abstract】The progress of the Internet of things’technology will become the driving force for economics development of the next round world.And the professionals’ demands to the Internet of things’ technology certainly increase year by year.But currently in our country the special subject for the Internet of things’technology have not establishmented,and the professionals are very deficient.This article elaborated the present situation of the demand for the professionals to the Internet of things, the comprehensiveness of the professionals’ training to the Internet of things,and the some measures for how to train the high quality professionals to the Internet of things.

【Key words】the professionals of the Internet of things;the professionals’ training to the Internet of things

【中图分类号】 C96 【文献标识码】B 【文章编号】 1001-4128(2011) 09-0260-02

1 引言

“物联网”是指通过射频识别(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。它是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。国际电信联盟指出,物联网通信时代即将来临。未来几年,伴随国内物联网技术的迅猛发展和逐渐成熟,必将推动经济社会的全面进步,对未来经济社会发展将发挥至关重要的作用,物联网技术的进步将成为下一轮世界经济发展的驱动力。[1]

2 物联网人才的需求现状

为了顺应国际形势以及我国中长期科学和技术的发展需要,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》在“亟待科技提供支撑”的国民经济和社会发展重点领域中选择了68项任务明确、有可能在近期获得技术突破的优先主题,其中明确提出要重点发展传感器网络及智能信息处理。由于“感知中国中心”在江苏无锡的建设,带动了江苏省及“长三角”地区对物联网与传感网技术的人才需求。同时随着国家战略性新兴产业的推进,全国各地对物联网与传感网技术的人才需求将呈指数性增长。

产业的需求无疑带动了人才的需求,国内支柱产业及高技术产业发展对物联网与传感网技术人才需求不断扩大导致此类人才成为企业的注目焦点。物联网与传感网技术专业培养的学生主要从事物联网与传感网技术及相关领域内的科研、教学、应用、开发、生产、管理工作。同时,物联网与传感网技术专业涉及国民经济发展的多个领域,随着国内战略型新兴产业发展对信息网络技术需求的不断扩大,人才市场对此类人才的需求是持续增加的。[2]

根据美国权威咨询机构Forrester预测,到2020年,世界上物-物互联的业务和人-人通信的业务相比,将达到30比1,意味着物联网产业要比互联网大30倍。因此,物联网被称为是“下一个万亿级的通信业务”。根据江苏省人才市场招聘需求信息,2007年计算机/互联网/通信专门人才的需求总数为319168,其中研究生需求数22960,本科生需求数143765;2008年计算机/互联网/通信专门人才的需求总数为401127,其中研究生需求数13122,本科生需求数200493;连续两年列第二位,且不断增加。随着全国物联网技术应用和产业的大规模发展,以及政府对物联网产业的大力支持与推动,相关专门技术人才的需求将会有进一步的提高。由此可见,物联网与传感网专业技术人才的需求量是巨大的。相关的物联网专业技术人才即将走俏。南京邮电大学于2009年9月率先成立了物联网与传感网研究院和物联网学院,开展人才队伍的培养。本文就高素质物联网专业人才的培养提出几点想法。

3 物联网人才培养的综合性

物联网广泛涉及RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等应用领域。物联网的应用技术主要包括:物体的标识与识别技术、物体感知的传感网络技术、物体“思考”的智能技术等,涵盖了计算机、现代通讯、新材料、智能控制等前沿尖端技术。因此在人才培养方面,需要培养具有以下三大类综合性专业基础技术的物联网人才:[3]

计算机软硬件、网络及通信类:计算机与通信技术应用涉及物联网的各个领域,主要从事物联网通信系统与网络的理论、技术及应用研究。具体包括:数据挖掘与采集、软件开发、系统设计、嵌入式软硬件设计、模拟硬件研发等。其中,嵌入式软硬件的应用最为广泛。具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统等各种物体中,然后将物联网与互联网整合。因此嵌入式软硬件设计技术是物联网人才培养的关键。

应用物理/应用数学类:应用物理的测控技术、光学精密测量、遥感遥测、纳米技术及光学工程,应用数学的计算数学、组合数学等专业在物联网领域中都有重要应用。这些相关技术成为物联网人才培养的基础。

电子/电气/自动化类:电子(尤其是微电子)、电气、自动化类的微纳机电系统、微传感器与微执行器、微机器人与微装配系统等技术成为物联网科学研究、设计制造、产品研发需求的重点。

有机地整合上述相关专业知识,以形成一个有效的知识体系,用以支撑物联网与传感网的技术与应用需求是物联网与传感网技术专业的核心问题。

4 物联网人才培养的措施

物联网在国内尚属于新兴专业,人才培养结合社会需求也是近年来提出、尚未真正解决的难题。作为为社会输送人才的主要来源地的高校,应将物联网人才培养的教学体系、教学实践、社会需求结合起来研究,充分利用各项资源,将课程与实践相结合,把高校自身教学优势和企业用户整合起来,开创出实用的物联网专业建设和人才培养措施。

*设置合理的教学体系:

根据物联网所需高素质人才的综合性,在设立高等教育课程体系时应分别侧重于上述三个方向。以信息网络为主干学科,涉及计算机科学与技术、信息与通信工程、电子科学与技术、控制科学与技术、应用数学与物理技术等交叉学科;设立电子识别技术与应用、传感器与测控技术、通信系统原理、通信与计算机网络、无线传感器网络技术、物联网技术与应用、传感器件与编程技术、ZigBee协议与应用、物联网中间件技术、网络协议及网络互连、嵌入式系统原理与应用、智能信息处理、CPS原理与应用、数据库原理与技术、无线通信与网络技术和软件工程等主干课程。根据物联网技术的发展,以及市场需求不断变化的特点,保证教学内容紧紧跟随国际主流物联网技术的发展。[4]

*理论与实践相结合的教学模式:

教学的方式方法是多种多样的,在众多的教学方法中,寻找能让学生尽快掌握教学内容和形成技能的有效的教学方式方法成为了人们追求的目标。将学科基础理论和专业方向理论贯穿于课程实验、课程设计实践中,构成日趋完善的实践教学模式。根据物联网技术的应用特殊性,可考虑通过校企合作,研究和建设开放的物联网平台,建立物联网技术及应用实验室,进行物联网相关平台的构建及关键技术的研究,南邮物联网学院将主要着重以下5个方面的研究重点:

1、物联网组网技术与协议的研究:开展物联网组网相关理论与协议的研究,为中国通信业的物联网建设提供技术支撑。

2、接入C网的无线传感器网络多功能网关设备研制:研制无线传感器网络接入移动通信网络、无线局域网和Internet等网络的多功能网关设备。

3、服务构件化的嵌入式空间智能感知系统的研制:构建面向目标人的嵌入式智能服务节点(包括摄像头、激光及声源节点),使这些空间分布的服务节点形成网络化智能环境系统,实现该系统下有效的目标活动、行为及声音等方面的检测及识别,为人提供多方位的智能服务。

4、物联网隐私保护与信息安全技术研究:开展物联网安全技术的研究,为物联网的大规模应用提供安全、可信的环境。

5、物联网示范应用系统的开发:开展物联网应用系统的研发并力争实现产业化,为中国通信业的物联网建设提供应用示范,并推动江苏物联网产业发展;

通过实验与实践保证学生在动手能力得到锻炼的基础之上,又有所拔高,经过这一遍遍的专业培养或专门训练,可以成为具备物联网专业知识的应用型人才。同时校企之间通过整合人才和设备资源,突破关键技术和核心技术,加强创新能力、先进制造能力、市场服务能力建设,形成具有自主知识产权的成果和可持续竞争力,最终完成从互联网时代到物联网时代的产业升级。

5 总结

目前,中国物联网的研究和应用与国际同步,具有同发优势,处于同等水平,并做到了部分领先。有关专家表示,物联网将很大程度上改变人们的生活方式,而中国也将率先感受到物联的世界和智慧的地球。随着物联网的发展,对物联网与传感网技术专业人才的需求必将逐年增加,预计这种需求将保持持续增长的趋势。然而,当前我国还没有专门的物联网与传感网技术专业设置,专业人才匮乏。因此,设置物联网与传感网技术专业,培养具有创新意识和实践能力,系统掌握物联网与传感网基础理论和专业知识,能在信息网络等领域从事科学研究、教学、技术开发、生产及经营管理等方面工作的高级专业技术人才是非常必要也是非常迫切的。

参考文献

[1] 李江.物联网的瓶颈以及未来分析[J].射频世界,2010,(02):48-50.

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