前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的物聯(lián)網(wǎng)工程的定義主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)傳感器
一、物聯(lián)網(wǎng)概念與定義
物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
現(xiàn)在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義至少有幾十種,都是不同領(lǐng)域?qū)<覐牟煌I(lǐng)域定義的,我們?nèi)追N有代表性的供大家參考:
1.英語(yǔ)中“物聯(lián)網(wǎng)”一詞:InternetofThings,可譯成物的互聯(lián)網(wǎng)。
2.2005年ITU關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義:是一個(gè)具有可識(shí)別,可定位的傳感網(wǎng)絡(luò)。
3.經(jīng)過(guò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(也含固定網(wǎng)絡(luò))連接,使物體與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通和對(duì)話,人與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通與對(duì)話。能實(shí)現(xiàn)上述功能的網(wǎng)稱為物聯(lián)網(wǎng)。
4.作者比較贊成一種基于泛網(wǎng)及其多制式、多系統(tǒng)、多終端等綜合的物聯(lián)網(wǎng)的定義——或稱為廣義物聯(lián)網(wǎng)。
二、國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
從國(guó)際上看,歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作,并且已作了大量研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。如美國(guó)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶,所以非常重視物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,它的核心是利用信息通信技術(shù)(ICT)來(lái)改變美國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)(金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等),改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。按歐盟專家講,歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)先于美國(guó),確實(shí)歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用作了不少創(chuàng)新性工作。在北京全球物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議上,他們介紹了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》(Internetofthings-AnactionplanforEurope)其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引領(lǐng)世界。
我國(guó)在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后,我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃《新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)》中有重點(diǎn)專項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”,國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。
在溫總理關(guān)于“感知中國(guó)”的講話后我國(guó)“物聯(lián)網(wǎng)”的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作進(jìn)入了,江蘇省無(wú)錫市一馬當(dāng)先率先提出建立“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、運(yùn)營(yíng)商、知名大學(xué)云集無(wú)錫共同協(xié)力發(fā)展我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)。
三、傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
一說(shuō)到傳感器,可能大家就會(huì)往小的方面想,在物聯(lián)網(wǎng)的大概念下,一個(gè)泛在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),隨著參照物的不同,傳感器可以是一個(gè)“大”的“智能物件”,它可以是一個(gè)機(jī)器人、一臺(tái)機(jī)床、一列火車,甚至是一個(gè)衛(wèi)星或太空探測(cè)器。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注傳感器的實(shí)際應(yīng)用,下面是按應(yīng)用方式進(jìn)行的分類。
1.液位傳感器:利用流體靜力學(xué)原理測(cè)量液位,是壓力傳感器的一項(xiàng)重要應(yīng)用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量。
2.速度傳感器:是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓膫鞲衅?適應(yīng)于速度監(jiān)測(cè)。
3.加速度傳感器:是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備,可應(yīng)用在控制、手柄振動(dòng)和搖晃、儀器儀表、汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、地震檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)、玩具、結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視、工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析,以及鼠標(biāo),高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。
4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜。空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后,元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監(jiān)測(cè)。
5.氣敏傳感器:是一種檢測(cè)特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳?xì)怏w、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測(cè)等。
6.壓力傳感器:是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。
7.激光傳感器:利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。
8.MEMS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機(jī)械電子傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。
9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量、氣體成分分析和無(wú)損探傷,應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等。
10.超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等。
11.遙感傳感器:是測(cè)量和記錄被探測(cè)物體的電磁波特性的工具,用在地表物質(zhì)探測(cè)、遙感飛機(jī)上或是人造衛(wèi)星上。
12.視覺(jué)傳感器:能從一整幅圖像捕獲光線數(shù)以千計(jì)的像素,工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)和分撿。
雖然,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈包括傳感器和芯片供應(yīng)商、應(yīng)用設(shè)備提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)及服務(wù)提供商、軟件與應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)集成商。但是,作為“金字塔”的塔座,傳感器將會(huì)是整個(gè)鏈條需求總量最大和最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)?!皞鞲衅魇俏锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐、應(yīng)用的支撐和未來(lái)泛在網(wǎng)的支撐,傳感器感知了物體的信息,RFID賦予它電子編碼,傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演變是信息技術(shù)發(fā)展的階段表征?!?/p>
參考文獻(xiàn):
[1]張應(yīng)福.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[J].通信與信息技術(shù),2010,(1).
[2]張群.對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的深度剖析[J].通信企業(yè)管理,2010,(1).
[3]孔曉波.物聯(lián)網(wǎng)概念與演進(jìn)路徑[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2009,(12).
[4]王保云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究綜述[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào),2009,(12).
[5]趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用[J].北京:電子工業(yè)出版社.
[6]陳艾.敏感材料與傳感器[M].北京:高等教育出版社.
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)傳感器
一、物聯(lián)網(wǎng)概念與定義
物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
現(xiàn)在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義至少有幾十種,都是不同領(lǐng)域?qū)<覐牟煌I(lǐng)域定義的,我們?nèi)追N有代表性的供大家參考:
1.英語(yǔ)中“物聯(lián)網(wǎng)”一詞:InternetofThings,可譯成物的互聯(lián)網(wǎng)。
2.2005年ITU關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義:是一個(gè)具有可識(shí)別,可定位的傳感網(wǎng)絡(luò)。
3.經(jīng)過(guò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(也含固定網(wǎng)絡(luò))連接,使物體與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通和對(duì)話,人與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通與對(duì)話。能實(shí)現(xiàn)上述功能的網(wǎng)稱為物聯(lián)網(wǎng)。
4.作者比較贊成一種基于泛網(wǎng)及其多制式、多系統(tǒng)、多終端等綜合的物聯(lián)網(wǎng)的定義——或稱為廣義物聯(lián)網(wǎng)。
二、國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
從國(guó)際上看,歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作,并且已作了大量研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。如美國(guó)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶,所以非常重視物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,它的核心是利用信息通信技術(shù)(ICT)來(lái)改變美國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)(金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等),改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。按歐盟專家講,歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)先于美國(guó),確實(shí)歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用作了不少創(chuàng)新性工作。在北京全球物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議上,他們介紹了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》(Internetofthings-AnactionplanforEurope)其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引領(lǐng)世界。
我國(guó)在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后,我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃《新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)》中有重點(diǎn)專項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”,國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。
在溫總理關(guān)于“感知中國(guó)”的講話后我國(guó)“物聯(lián)網(wǎng)”的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作進(jìn)入了,江蘇省無(wú)錫市一馬當(dāng)先率先提出建立“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、運(yùn)營(yíng)商、知名大學(xué)云集無(wú)錫共同協(xié)力發(fā)展我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)。
三、傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
一說(shuō)到傳感器,可能大家就會(huì)往小的方面想,在物聯(lián)網(wǎng)的大概念下,一個(gè)泛在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),隨著參照物的不同,傳感器可以是一個(gè)“大”的“智能物件”,它可以是一個(gè)機(jī)器人、一臺(tái)機(jī)床、一列火車,甚至是一個(gè)衛(wèi)星或太空探測(cè)器。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注傳感器的實(shí)際應(yīng)用,下面是按應(yīng)用方式進(jìn)行的分類。
1.液位傳感器:利用流體靜力學(xué)原理測(cè)量液位,是壓力傳感器的一項(xiàng)重要應(yīng)用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量。
2.速度傳感器:是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓膫鞲衅?適應(yīng)于速度監(jiān)測(cè)。
3.加速度傳感器:是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備,可應(yīng)用在控制、手柄振動(dòng)和搖晃、儀器儀表、汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、地震檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)、玩具、結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視、工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析,以及鼠標(biāo),高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。
4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜??諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾?元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監(jiān)測(cè)。
5.氣敏傳感器:是一種檢測(cè)特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳?xì)怏w、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測(cè)等。
6.壓力傳感器:是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。
7.激光傳感器:利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。
8.MEMS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機(jī)械電子傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。
9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量、氣體成分分析和無(wú)損探傷,應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等。
10.超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等。
11.遙感傳感器:是測(cè)量和記錄被探測(cè)物體的電磁波特性的工具,用在地表物質(zhì)探測(cè)、遙感飛機(jī)上或是人造衛(wèi)星上。
關(guān)鍵詞 產(chǎn)教結(jié)合 物聯(lián)網(wǎng) 無(wú)線傳感器
1重慶工程學(xué)院產(chǎn)教結(jié)合背景
重慶工程學(xué)院由重慶正大軟件集團(tuán)舉辦,學(xué)院與集團(tuán)各子公司形成產(chǎn)教結(jié)合辦學(xué)模式。在長(zhǎng)期的教育教學(xué)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)不斷的探索,學(xué)院實(shí)行集團(tuán)+學(xué)校、學(xué)院+公司的產(chǎn)教緊密結(jié)合的教學(xué)模式,專門成立產(chǎn)教結(jié)合指導(dǎo)委員會(huì),學(xué)院和對(duì)接公司形成了“專業(yè)建設(shè)與行業(yè)需求相結(jié)合,專業(yè)教學(xué)與企業(yè)案例相結(jié)合,專業(yè)實(shí)訓(xùn)與實(shí)際項(xiàng)目相結(jié)合,專業(yè)實(shí)習(xí)與企業(yè)崗位相結(jié)合,專業(yè)教師與企業(yè)員工相結(jié)合”的“五結(jié)合五支撐”專業(yè)能力培養(yǎng)體系。并在學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)過(guò)程中“將素質(zhì)教育融入課堂、融入活動(dòng)、融入生活、融入社會(huì),學(xué)生自主互動(dòng)和學(xué)分激勵(lì)相結(jié)合”“四融入一結(jié)合”的辦學(xué)特色。
2重慶工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的思考
應(yīng)用型本科院校課程開(kāi)設(shè)既要區(qū)別于211等研究型傳統(tǒng)本科院校,也要區(qū)別于高職類專業(yè)院校,應(yīng)以培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng),知識(shí)水平足,可持續(xù)發(fā)展的“實(shí)用創(chuàng)新人才”為主。
在“五結(jié)合五支撐”培養(yǎng)體系框架下,作為培養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)化以及承載的專業(yè)課程,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)該緊密的貼合行業(yè)應(yīng)用,始終抓住“應(yīng)用型”這個(gè)魂,努力打造切合市場(chǎng)需求的課程教學(xué)環(huán)境。該課程作為物聯(lián)網(wǎng)在感知層中較為重要的應(yīng)掌握的核心能力模塊,其課程建設(shè)就顯得尤為重要,針對(duì)該課程建設(shè)的方法可概括為一下基本步驟,該方法也值得在其它類似課程建設(shè)借鑒:
(1) 通過(guò)企業(yè)調(diào)研,梳理出物聯(lián)網(wǎng)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊所必需的具備共性的關(guān)鍵工作流程,歸納出相關(guān)的核心能力主線。
(2) 通過(guò)崗位能力主線,明確主線所需的并能支撐崗位工作關(guān)鍵技能。
(3) 結(jié)合關(guān)鍵技能形成關(guān)鍵的知識(shí)技能點(diǎn),串聯(lián)技能及知識(shí)點(diǎn),形成完整的針對(duì)行業(yè)的知識(shí)體系。
(4) 最終選取具備代表性的工作任務(wù)作為教學(xué)主線。專業(yè)教學(xué)與企業(yè)案例相結(jié)合。結(jié)合具有代表性的案例或項(xiàng)目,通過(guò)項(xiàng)目作為載體,在強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)同學(xué)動(dòng)手能力的同時(shí),對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生滿足行業(yè)、企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才的需求的同時(shí)兼顧具備可持續(xù)發(fā)展的知識(shí)體系;在保證學(xué)生較大縮短就業(yè)適應(yīng)期同時(shí)滿足應(yīng)用型技術(shù)人才今后的技術(shù)創(chuàng)新理論需求。
2.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程的核心能力主線
通過(guò)走訪重慶本土物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),結(jié)合專業(yè)建設(shè)的調(diào)研,梳理出核心能力主線。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及現(xiàn)代傳感器、嵌入式、近場(chǎng)無(wú)線通信以及分布式技術(shù)等領(lǐng)域,是一類涉及技術(shù)交叉,更新快,掌握難度大的知識(shí)。正由于涉及面廣,所以必須得結(jié)合市場(chǎng)需求定義好“應(yīng)用型”本科課程所培養(yǎng)的能力。在定義核心能力主線時(shí)首先應(yīng)定義好課程邊界,以便于各個(gè)相關(guān)課程能有機(jī)的形成關(guān)聯(lián)以便于支撐起培養(yǎng)方案的整個(gè)框架。與其關(guān)聯(lián)的有傳感器技術(shù),嵌入式系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)課程,因此該部分應(yīng)以近場(chǎng)無(wú)線通信作為主線,重點(diǎn)培養(yǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信的部署、調(diào)試以及開(kāi)發(fā)能力。
2.2無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程的崗位工作關(guān)鍵技能
實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線傳感器中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)的布置,節(jié)點(diǎn)的調(diào)試,節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸控制(溫濕度等數(shù)據(jù)以及視音頻信號(hào)的傳輸,控制信號(hào)的傳輸)。
2.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程的知識(shí)體系及教學(xué)主線
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟之一的智能家居作為載體,進(jìn)行教學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備,可形成如下的教學(xué)主線:智能家居?WSN選型(包含知識(shí)點(diǎn):節(jié)點(diǎn)架構(gòu),硬件組件、能量消耗、操作系統(tǒng)及智能家居環(huán)境);智能家居?WSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)(包含知識(shí)點(diǎn):設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化);智能家居WSN的構(gòu)建和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)(包含知識(shí)點(diǎn):相關(guān)協(xié)議,仿真平臺(tái)及開(kāi)發(fā)平臺(tái),時(shí)間同步技術(shù)及節(jié)點(diǎn)定位,安全及容錯(cuò)技術(shù);)。
參考文獻(xiàn)
[1] 柯立新,陳家琪,吳開(kāi)軍.基于web的智能網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2010(02).
[2] 張念春,楊壽保.因特網(wǎng)與電信智能網(wǎng)的比較與互通方案分析[J].計(jì)算機(jī)工程,2002(04).
[3] 宋樹(shù)成,殷月明.智能網(wǎng)與因特網(wǎng)互聯(lián)方案的探討[J].電信科學(xué),1998(05).
[4] 孫暉.安全需成體系――談華為3Com構(gòu)建企業(yè)智能網(wǎng)[J].每周電腦報(bào),2004(03).
[5] 朱于軍,劉玉璋,龍新電.智能網(wǎng)業(yè)務(wù)生成環(huán)境的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)[J].高技術(shù)通訊,1997(04).
[6] 馮雷,劉波,賈懷義.CTI技術(shù)及其應(yīng)用[J].四川通信技術(shù),1998(02).
[7] 陳晉.廣域虛擬群的規(guī)劃與實(shí)現(xiàn)[J].科學(xué)之友,2011(24).
[8] 風(fēng)河全新IP智能網(wǎng)關(guān)平臺(tái)[J].計(jì)算機(jī)安全,2011(12).
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)能對(duì)物品進(jìn)行智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,因而被譽(yù)為下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”。目前,物聯(lián)網(wǎng)已在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療、空間等領(lǐng)域投入應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)生活設(shè)施的智能化需求日趨強(qiáng)烈下,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高建筑的智能化程度迫在眉睫。
2、物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)最初的概念是1999年麻省理工學(xué)院Kevin Ashton教授提出的,以標(biāo)示為特征的,RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)應(yīng)用于日常物品中,形成的一個(gè)“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”。2005年的信息社會(huì)世界峰會(huì)上,物聯(lián)網(wǎng)的定義更新為通過(guò)RFID和智能計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全世界設(shè)備互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。2009年IBM論壇中,IBM進(jìn)一步提出把傳感器設(shè)備安裝到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,并且普遍形成網(wǎng)絡(luò),即“物聯(lián)網(wǎng)”。因此,物聯(lián)網(wǎng)將成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以后推動(dòng)世界高速發(fā)展的又一重要生產(chǎn)力。近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵理論、技術(shù)和應(yīng)用成為業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn),涵蓋了從信息獲取、傳輸、存儲(chǔ)、處理直至應(yīng)用的全過(guò)程,主要包括4個(gè)方面關(guān)鍵性技術(shù):標(biāo)簽物品的射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification RFID)、感知事物的傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Sensor Technologies)、思考事物的智能技術(shù)(Smart Technologies)、微縮事物的納米技術(shù)(Nano Technology)。物聯(lián)網(wǎng)從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)講可分為三層,分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[1]。
3、智能建筑
什么叫智能建筑?人們普遍認(rèn)同“美國(guó)智能建筑學(xué)會(huì)”(AIBI)的定義,即智能建筑是將建筑、設(shè)備、服務(wù)和經(jīng)營(yíng)四要素各自優(yōu)化、互相聯(lián)系、全面綜合并達(dá)到最佳組合,以獲得高效率、高功能、高舒適與高安全的建筑物。中國(guó)智能建筑建設(shè)始于1990年,隨后便在全國(guó)各地迅速發(fā)展,在北京、上海、深圳、廣州、南京等地都建成了智能大廈。但是建筑智能化發(fā)展還不成熟,智能建筑還存在諸多問(wèn)題,比如工程建設(shè)水平不高,設(shè)計(jì)思路保守,智能化系統(tǒng)不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),導(dǎo)致大量人力、物力的浪費(fèi),很多智能大廈無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。
智能建筑是多學(xué)科、多專業(yè)、多技術(shù)綜合運(yùn)用集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之大成的產(chǎn)物,隨著傳感技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、信息通信、自動(dòng)化控制、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,對(duì)建筑智能化提出了更高的要求,需要更合理地配備現(xiàn)代化的設(shè)備和設(shè)施,以滿足人們對(duì)的安全、可靠、實(shí)用、高效的建筑環(huán)境需求。在修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2006)中,對(duì)智能建筑有了比較完善的定義,“以建筑物為平臺(tái),兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等,集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體,向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境”,強(qiáng)調(diào)了對(duì)信息采集、傳遞、管理和應(yīng)用,也提出了節(jié)能、環(huán)保和健康等更人性化的概念[3]。
4、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用
4.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居,表現(xiàn)為利用信息傳感設(shè)備(同居住環(huán)境中的各種物品松耦合或緊耦合)將家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起,并與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行監(jiān)控、管理信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)家居智能化。其包括:智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、終端(家居傳感器終端、控制器)、家庭網(wǎng)絡(luò)、外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、信息中心等?;谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居,表現(xiàn)為利用信息傳感設(shè)備(同居住環(huán)境中的各種物品松耦合或緊耦合)將家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起,并與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行監(jiān)控、管理信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)家居智能化。其包括:智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、終端(家居傳感器終端、控制器)、家庭網(wǎng)絡(luò)、外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、信息中心等[4]。
4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在周界安防系統(tǒng)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)周界安防系統(tǒng)是一套通過(guò)在防護(hù)區(qū)域布設(shè)多個(gè)或多種探測(cè)器,探測(cè)器自治組網(wǎng)、協(xié)同感知,達(dá)到理想探測(cè)效果的防入侵系統(tǒng)。系統(tǒng)可有效記錄和識(shí)別各種入侵方式,并加以區(qū)分。報(bào)警時(shí),系統(tǒng)立即聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng),值班人員可迅速直觀地看到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。
4.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能停車系統(tǒng)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)智能停車管理系統(tǒng)是基于RFID 技術(shù)的車輛管理系統(tǒng),可以為車輛的通行提供獨(dú)立、不間斷的系統(tǒng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的方便管理。具有可靠性高、識(shí)別率高、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn),無(wú)須人工干預(yù),自動(dòng)完成一系列現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、比較和開(kāi)關(guān)閘控制工作等。節(jié)省人力,提高工作效率,減少人為干預(yù)。該系統(tǒng)包括智能停車場(chǎng)系統(tǒng)、出入口智能管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
4.4 物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用
通過(guò)給家里的體弱老人攜帶便捷的身體檢測(cè)系統(tǒng),由微型傳感芯片組成的檢測(cè)系統(tǒng)可以隨時(shí)提醒您休息、吃藥等保健功能,并能檢測(cè)病人的體征指標(biāo),如體溫、脈搏、心跳、血壓等,從而能得到及時(shí)的治療,更反映出對(duì)家人的關(guān)愛(ài)。系統(tǒng)還可以與醫(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)網(wǎng),可根據(jù)自身情況預(yù)約體檢診療時(shí)間等。
5、結(jié)語(yǔ)
盡管由于缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系、傳感器技術(shù)有待提高等短板的制約,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于發(fā)展的瓶頸時(shí)期。但是目前全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),勢(shì)必將影響智能建筑的發(fā)展方向。我們期待運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的各種先進(jìn)技術(shù),讓建筑更加的節(jié)能、環(huán)保和智能化。
參考文獻(xiàn)
[1]潘曉.物聯(lián)網(wǎng)――中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最強(qiáng)音[J].科技智囊,2010,(04).
[2]沈驥革,沈曉霞.基于應(yīng)用層的智能建筑控制模型[J].系統(tǒng)工程,1998,(05).
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 海警學(xué)院 網(wǎng)上自助 訂餐系統(tǒng)
1 研究背景和相關(guān)概念
公安海警學(xué)院的前身是公安海警高等??茖W(xué)校。公安海警高等??茖W(xué)校原名為“武警水面船艇學(xué)校”,始建于1983年7月(國(guó)務(wù)院[1983]149號(hào)文件),當(dāng)時(shí)隸屬于武警總部,1985年9月開(kāi)始招生開(kāi)學(xué)。1993年8月,學(xué)院移 交公安部領(lǐng)導(dǎo),歸口公安部邊防局管理,更名“公安邊防水面船艇學(xué)?!?。1996年開(kāi)始組織申辦專科的籌備工作,1997年9月終止中專招生、依托武警學(xué)院(廊坊)實(shí)施大專教學(xué)。1997年下半年,由教育部組織的在長(zhǎng)沙召開(kāi)的會(huì)議上,順利通過(guò)全國(guó)高校設(shè)置評(píng)議委員會(huì)評(píng)審。1998年3月教育部下發(fā)《關(guān)于同意建立公安海警高等??茖W(xué)校的通知》(教發(fā)[1998]18號(hào)文件),學(xué)校更名為“公安海警高等??茖W(xué)?!?,成為公安部直屬的一所普通學(xué)校。近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海警學(xué)院網(wǎng)上自助訂餐系統(tǒng)在海警學(xué)院正式運(yùn)行。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
隨著信息領(lǐng)域及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,不同領(lǐng)域的研究者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)思考所基于的起點(diǎn)各異,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的描述側(cè)重于不同的方面,短期內(nèi)還沒(méi)有一個(gè)權(quán)威、完整和精確的物聯(lián)網(wǎng)定義。
大多數(shù)比較偏向的物聯(lián)網(wǎng)定義是信息空間與物理空間的融合,將一切事物數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,在物品之間、物品與人之間、人與現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間實(shí)現(xiàn)高效信息交互方式,并通過(guò)新的服務(wù)模式使各種信息技術(shù)融入社會(huì)行為,是信息化在人類社會(huì)綜合應(yīng)用達(dá)到的更高境界。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù),這也體現(xiàn)出了物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)基本特征,即全面感知、可靠傳輸和智能處理。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海警學(xué)院網(wǎng)上自助訂餐系統(tǒng)物理基礎(chǔ)
訂餐系統(tǒng)采用了160×98點(diǎn)陣的顯示屏和超小的輸入鍵盤,整個(gè)機(jī)身小巧美觀,重量只有70克。無(wú)線數(shù)據(jù)下載功能,無(wú)需使用連接線即可進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的下載,真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)線雙向通信。采用了國(guó)際先進(jìn)的信號(hào)放大技術(shù),使其空曠通信距離可達(dá)1000多米室內(nèi)可達(dá)200米以上。采用了國(guó)際通用的ISM頻段,不需要申請(qǐng)無(wú)線頻率、無(wú)需支付信道使用費(fèi),具有通信穩(wěn)定可靠、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了餐飲業(yè)向規(guī)范化、智能化、現(xiàn)代化的飛躍,具有高可靠性、穩(wěn)定性、無(wú)線集成等特點(diǎn),利用RFID射頻技術(shù),在每一個(gè)餐具底部植入RFID射頻芯片,餐具進(jìn)入結(jié)算區(qū)后(射頻天線感應(yīng)區(qū)),通過(guò)對(duì)餐具底部RFID射頻芯片進(jìn)行讀寫操作,借助于計(jì)算機(jī)及其通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理,實(shí)現(xiàn)快速結(jié)算。主要為學(xué)校食堂、企事業(yè)單位餐廳、快餐連鎖店等提供自選式快速結(jié)算服務(wù),通過(guò)在餐盤底部植入射頻芯片的方式,實(shí)現(xiàn)快速結(jié)算,與傳統(tǒng)的結(jié)算方式相比,智盤系統(tǒng)具有速度快、核算準(zhǔn)、體驗(yàn)佳、無(wú)人值守等特點(diǎn)。
該方案采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù),涵蓋用戶自助開(kāi)臺(tái)、自助選菜、自助結(jié)算、自助服務(wù)功能,通過(guò)智慧餐臺(tái)對(duì)餐廳進(jìn)行智能化布控,全方位升級(jí)改造,有效降低餐廳運(yùn)營(yíng)成本、提升顧客用餐感受,打造智能化、現(xiàn)代化的餐廳。
2.1 方案介紹
基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及云計(jì)算技術(shù)的智慧餐臺(tái)智能結(jié)算綜合解決方案。主要通過(guò)讀取智慧餐具中RFID標(biāo)簽的方式,進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)價(jià),并通過(guò)一卡通賬戶中的卡片進(jìn)行支付。數(shù)據(jù)信息交予一卡通系統(tǒng)進(jìn)行匯總管理,智慧餐臺(tái)通過(guò)液晶顯示屏將各類圖文信息直觀形象的展示給客戶。
集成一系列智能化、自主化的應(yīng)用設(shè)備,并應(yīng)用在充值、結(jié)算、就餐等各環(huán)節(jié),對(duì)餐廳實(shí)施智能化布控,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)結(jié)算、自助充值等功能,節(jié)省餐廳人工,降低運(yùn)營(yíng)成本,打造智能化、現(xiàn)代化的餐廳,可廣泛應(yīng)用在學(xué)校食堂、企事業(yè)單位餐廳及快餐連鎖店。
系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行,故障率低,并且能確保在發(fā)生故障時(shí),交易流水等重要數(shù)據(jù)不丟失。系統(tǒng)具備快速支付、安全高效等特點(diǎn)。
2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)――分為兩大部分
智慧餐具:智慧餐臺(tái)系統(tǒng)的重要組成部分,有各種色彩的碗碟,每一種色彩對(duì)應(yīng)一個(gè)價(jià)格,內(nèi)置RFID標(biāo)簽,供智慧餐臺(tái)讀取菜品和價(jià)格信息進(jìn)行結(jié)算。
智慧餐臺(tái)結(jié)算系統(tǒng):在每一個(gè)餐具底部植入RFID射頻芯片,餐具進(jìn)入餐臺(tái)結(jié)算區(qū)后(射頻天線感應(yīng)區(qū)),通過(guò)對(duì)餐具底部RFID射頻芯片進(jìn)行讀寫操作,借助于計(jì)算機(jī)及其通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理,實(shí)現(xiàn)快速結(jié)算。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海警學(xué)院網(wǎng)上自助訂餐系統(tǒng)特點(diǎn)
由于打印系統(tǒng)所使用的串口通訊線路較長(zhǎng),很容易受外界電磁脈沖的干擾(如大型用電設(shè)備開(kāi)啟與關(guān)閉的瞬間都會(huì)產(chǎn)生高壓脈沖),會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸失敗或燒壞打印機(jī)和電腦設(shè)備,針對(duì)此問(wèn)題特別自行設(shè)計(jì)制作了光電隔離器(打印長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器)。系統(tǒng)特點(diǎn)為:
3.1 人機(jī)交互
系統(tǒng)界面通過(guò)色塊對(duì)各類信息進(jìn)行區(qū)分,重要信息將在界面上突出顯示,我們?yōu)槟尸F(xiàn)更多精彩;觸控操作靈動(dòng)流暢,強(qiáng)大功能,一觸即發(fā);可自定義的語(yǔ)音提示,伴隨整個(gè)流程。
3.2 安全穩(wěn)定
工業(yè)級(jí)的系統(tǒng)環(huán)境,8mm厚度的鋼化玻璃臺(tái)面,臺(tái)身采用高強(qiáng)度冷軋鋼板靜電噴塑,輕松應(yīng)對(duì)高溫、潮濕、油污,為您全天候待命;數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)并自動(dòng)上傳服務(wù)器,支持脫機(jī)使用,數(shù)據(jù)安全雙重保障;內(nèi)置工業(yè)級(jí)讀頭天線,信息讀取更穩(wěn)定,更靈敏!
3.3 操作簡(jiǎn)單
智慧餐臺(tái)使用全中文觸控操作,具有良好的人機(jī)交互界面,功能操作簡(jiǎn)單,前端操作員數(shù)量少,員工只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單快速的培訓(xùn)就能立刻上崗,整套系統(tǒng)運(yùn)作不會(huì)因員工流動(dòng)和缺乏培訓(xùn)受到影響。
3.4 安裝方便
智慧餐臺(tái)由于采用工業(yè)級(jí)硬件配置,具有良好的環(huán)境適應(yīng)性和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn),只要接通電源,連接網(wǎng)線,智慧餐臺(tái)就能正常工作。
參考文獻(xiàn)
[1]瞿中,熊安萍,蔣溢.計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論(第3版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010(03).
[2]Peter Norton著;楊繼萍,錢偉等譯.計(jì)算機(jī)導(dǎo)論(第6版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009(01).
[3]郭衛(wèi)斌,楊建國(guó).計(jì)算機(jī)導(dǎo)論[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,2012(08)。
[4]吳功宜,吳英.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,2012(07).
[5]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2011(03).
[6]張凱,張?chǎng)╂?物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012(04).
作者簡(jiǎn)介
王宇舟(1994-)男,黑龍江省牡丹江市人?,F(xiàn)為公安海警學(xué)院大學(xué)本科生在讀。研究方向?yàn)殡娮有畔⒐こ獭?/p>
互聯(lián)網(wǎng)之父看好腦機(jī)接口
2007年3月,來(lái)華訪問(wèn)的互聯(lián)網(wǎng)之父溫頓•瑟夫首次接受中國(guó)媒體獨(dú)家專訪(見(jiàn)中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)《溫頓•瑟夫:讓每位網(wǎng)民心存感激的人》)。本報(bào)記者問(wèn)道:“如今,互聯(lián)網(wǎng)的邊界就是人機(jī)界面。但未來(lái)隨著芯片植入人腦,你認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)還會(huì)有邊界嗎?”
瑟夫在肯定了這一問(wèn)題后說(shuō),他的夫人聽(tīng)力完全喪失,十年前在耳部嵌入了人工耳蝸,才得以部分恢復(fù)聽(tīng)力。瑟夫希望能夠?qū)θ斯ざ佭M(jìn)行重新編程,使語(yǔ)音信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng),而來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的信息也可以轉(zhuǎn)換成神經(jīng)信號(hào)脈沖。這樣,瑟夫夫人就可以對(duì)著電腦熱烈地“交談”。
瑟夫?qū)π酒踩氤种С謶B(tài)度。他表示,他本人彌補(bǔ)自己記憶力下降的方式是Google搜索,但他希望有一種可以植入體內(nèi)的存儲(chǔ)芯片,能夠讓他的記憶力更好一些。瑟夫還興奮地談道,未來(lái)科技的發(fā)展,或許可以通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)相連的方式來(lái)修復(fù)人的感官功能。
今天,我們可以把PC、上網(wǎng)本以及各種各樣聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)電子產(chǎn)品視為互聯(lián)網(wǎng)的邊界。幾乎可以說(shuō),互聯(lián)網(wǎng)的邊界就是這些產(chǎn)品的顯示屏、揚(yáng)聲器與麥克風(fēng),音、視頻是人們與互聯(lián)網(wǎng)交互的主要途徑。
但是,這種人機(jī)界面還處于人機(jī)分離的狀態(tài)。也就是說(shuō),來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化的信息,必須借助于顯示器或者揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào),再通過(guò)光波和聲波傳輸,才能被人們的眼睛和耳朵所接收,之后再通過(guò)視網(wǎng)膜和鼓膜轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào),通過(guò)視神經(jīng)和聽(tīng)神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X。
未來(lái),一旦我們可以將芯片嵌入人體,或者出現(xiàn)其他半嵌入、非嵌入式的解決方案,互聯(lián)網(wǎng)與人體之間就能形成直接通信,來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的信息不用再借助傳統(tǒng)的光學(xué)和聲學(xué)通道,同樣可以直接進(jìn)入人們的神經(jīng)系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的人機(jī)合一。這就是腦機(jī)接口,又稱為腦機(jī)界面。
腦機(jī)接口把互聯(lián)網(wǎng)與人直接連在一起,因此當(dāng)前很多人也開(kāi)始把腦機(jī)接口納入了物聯(lián)網(wǎng)的邊界。
人工耳蝸:腦機(jī)接口的雛形
根據(jù)維基百科的定義:腦機(jī)接口是在人或動(dòng)物腦(或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物)與外部設(shè)備間創(chuàng)建的直接連接通路。在該定義中,“腦”一詞意指有機(jī)生命形式的腦或神經(jīng)系統(tǒng),而并非僅僅是抽象的“心智”(mind)?!皺C(jī)”意指任何處理或計(jì)算設(shè)備。
如同物聯(lián)網(wǎng)迄今沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義一樣,類似人工耳蝸這類設(shè)備到底算不算腦機(jī)接口,業(yè)界也還存在分歧。嚴(yán)格意義上說(shuō),人工耳蝸屬于神經(jīng)修復(fù)領(lǐng)域,而神經(jīng)修復(fù)是指用人造裝置來(lái)替換原有功能已經(jīng)消弱的部分神經(jīng)或感覺(jué)器官,其中并沒(méi)有指明一定要與大腦相連。但是,由于神經(jīng)修復(fù)與腦機(jī)接口,采用了相似的實(shí)驗(yàn)方法和以外科手術(shù)為主的技術(shù)手段,特別是兩者均是以恢復(fù)人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)甚至認(rèn)知能力為目標(biāo)的,因此二者常常被混為一談。至少,我們當(dāng)前可以把人工耳蝸視為腦機(jī)接口的早期探索,因?yàn)檫@樣更有助于我們對(duì)腦機(jī)接口的了解。
根據(jù)百度百科聽(tīng)覺(jué)條目,聽(tīng)覺(jué)的形成過(guò)程為:外界聲波通過(guò)介質(zhì)傳到外耳道,再傳到鼓膜。鼓膜振動(dòng),通過(guò)聽(tīng)小骨傳到內(nèi)耳,刺激耳蝸內(nèi)的纖毛細(xì)胞而產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng),神經(jīng)沖動(dòng)沿著聽(tīng)神經(jīng)傳到大腦皮層的聽(tīng)覺(jué)中樞,從而形成聽(tīng)覺(jué)。
只要我們反過(guò)來(lái)看,就不會(huì)被這些名詞所困擾:大腦通過(guò)聽(tīng)神經(jīng)接收的生物電信號(hào),最初是由耳蝸將聲波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的,因此可以把耳蝸視為人的聲傳感器。
與助聽(tīng)器對(duì)聲信號(hào)放大的原理不同,人工耳蝸的工作原理是:聲波信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),再經(jīng)語(yǔ)音處理器濾波后,將有效信號(hào)送到發(fā)射器,接收器接收到音頻信號(hào)后,經(jīng)由電刺激器傳輸?shù)铰裨诙伾系碾姌O上,由于電極與聽(tīng)神經(jīng)末梢相連,最終,音頻信號(hào)將會(huì)傳輸?shù)酱竽X聽(tīng)覺(jué)中樞。
從人工耳蝸到腦電波
盡管人工耳蝸已經(jīng)有20多年臨床應(yīng)用的歷史,但時(shí)至今日,它依舊只能部分地恢復(fù)患者的聽(tīng)力,這還是在需要對(duì)患者進(jìn)行訓(xùn)練的前提下,加之費(fèi)用高達(dá)上萬(wàn)美元,人工耳蝸的普及一直受到限制。
除了人工耳蝸外,研究人員還在視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能的應(yīng)用上取得了可喜的進(jìn)展。獲得2003年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)提名的Dobelle,在2002年首次將第二代視覺(jué)腦機(jī)接口應(yīng)用于臨床,盲人患者術(shù)后竟然可以在醫(yī)療中心周圍慢速駕車觀光。2005年,Cybernetics公司將腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用于四肢癱瘓的病人,使其能夠控制機(jī)械臂。
然而,上述應(yīng)用都是將腦機(jī)接口裝置植入人體,通過(guò)與神經(jīng)末梢直接連接來(lái)傳遞信息的,難免會(huì)引發(fā)感染或來(lái)自人體免疫系統(tǒng)的排異反應(yīng)。所以,基于腦電波的非植入式腦機(jī)接口成為研究的熱點(diǎn),除了不會(huì)造成創(chuàng)口外,這種技術(shù)還可以“讀取”更多來(lái)自大腦的信息。
清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)系神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室走在了前列。據(jù)清華大學(xué)網(wǎng)站報(bào)道,受美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金委員會(huì)(NSF)等機(jī)構(gòu)的委托,專業(yè)評(píng)估機(jī)構(gòu)WTEC(世界技術(shù)評(píng)估中心)在2006~2007年間,對(duì)全球主要的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了評(píng)估。WTEC認(rèn)為,高上凱教授領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室,在全球腦機(jī)接口研究中處于領(lǐng)先地位。
另?yè)?jù)清華大學(xué)網(wǎng)站報(bào)道,今年6月,美國(guó)IEEE《神經(jīng)系統(tǒng)與康復(fù)工程匯刊》以封面文章的形式,發(fā)表了神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室的最新研究成果,該實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)了一種準(zhǔn)確率達(dá)到85%的新型聽(tīng)覺(jué)腦機(jī)接口。該項(xiàng)成果,將能夠幫助與物理學(xué)家史蒂芬•霍金一樣的神經(jīng)“漸凍癥”患者,通過(guò)聽(tīng)覺(jué)腦電活動(dòng)來(lái)表達(dá)自己的思想并與外界溝通。
腦機(jī)接口的挑戰(zhàn)
腦機(jī)接口當(dāng)前遇到的最大挑戰(zhàn)還是來(lái)自技術(shù)。在Gartner公司2009年公布的技術(shù)成熟度曲線上,腦機(jī)接口的成熟應(yīng)該是十年之后的事情。事實(shí)上,人類尚未完全認(rèn)識(shí)自身,更不用說(shuō)極為復(fù)雜的大腦以及思維意識(shí)活動(dòng)。因此,從人機(jī)界面(Man Machine Interface)到腦機(jī)接口,注定還有漫長(zhǎng)的路要走。
人機(jī)合一也在帶來(lái)文化、隱私方面的挑戰(zhàn)。在人工耳蝸的應(yīng)用上,反對(duì)聲一直沒(méi)有停歇。出人意料的是,在美國(guó),最大的反對(duì)群體卻來(lái)自聾人社區(qū)中自幼失聰?shù)娜巳?他們認(rèn)為人工耳蝸影響到了聾人文化。而遙遠(yuǎn)的未來(lái),更大的挑戰(zhàn)則來(lái)自隱私方面,人們無(wú)法控制腦電波,又不可能總讓自己處于對(duì)電磁波屏蔽的空間。當(dāng)設(shè)備接收的靈敏度,有朝一日提高到可以在一定距離內(nèi)接收腦電波,而且傳送到互聯(lián)網(wǎng)上,再通過(guò)認(rèn)知模擬技術(shù)去解讀腦電波時(shí),其引發(fā)的問(wèn)題將更為嚴(yán)重。
“Kurzweil寫了《奇點(diǎn)臨近》一書,他相信到了2030年,計(jì)算機(jī)的心智將超過(guò)人類……我對(duì)此持懷疑態(tài)度,但是萬(wàn)一他要是說(shuō)對(duì)了呢?”瑟夫在回答本報(bào)記者“未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的智力是否會(huì)超越人類”時(shí)如是說(shuō)。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 進(jìn)展
中圖分類號(hào):TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)04-0252-01
作為世界信息業(yè)的第三次跨越,據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),物聯(lián)網(wǎng)在2022年可能得到全面普及,跟物-物之間的互聯(lián),人與人之間的通信進(jìn)行比較,比例為30:1。因此,將來(lái)萬(wàn)億級(jí)的信息產(chǎn)業(yè)就是物聯(lián)網(wǎng)。
1 物聯(lián)網(wǎng)的含義
物聯(lián)網(wǎng)就是指利用全球定位系統(tǒng)、射頻識(shí)別、激光掃描器以及紅外感應(yīng)器等一些傳感設(shè)備,根據(jù)規(guī)定的協(xié)議,連接互聯(lián)網(wǎng)和物品,對(duì)信息進(jìn)行交換及通信,從而實(shí)現(xiàn)識(shí)別、監(jiān)控、跟蹤、管理以及定位智能化的一類網(wǎng)絡(luò)概念。物聯(lián)網(wǎng)的原理是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)及各種類型的傳感器進(jìn)行連接的一種新型技術(shù)。同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)也是根據(jù)現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信等一些新型技術(shù),從而形成一個(gè)涉及所有事物的物聯(lián)網(wǎng)。物品之間可以在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行相互之間的溝通,而不需要人進(jìn)行作用。
物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是根據(jù)射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù),利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)商品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,并對(duì)信息進(jìn)行互聯(lián)和共享。同時(shí),射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)也是可以使物品進(jìn)行表現(xiàn)的一種新型技術(shù)。在射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的標(biāo)簽里對(duì)規(guī)范且互用性強(qiáng)的信息進(jìn)行儲(chǔ)存,利用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將其進(jìn)行采集,對(duì)商品進(jìn)行識(shí)別,利用開(kāi)放的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行共享及交換,對(duì)物品進(jìn)行合理的管理。
2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)如果想對(duì)物品之間的感知、通信及識(shí)別等一些功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn),就必須有先進(jìn)的新技術(shù)進(jìn)行支持。現(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)包括的關(guān)鍵技術(shù)有:對(duì)事物進(jìn)行感知的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對(duì)事物進(jìn)行聯(lián)系的互聯(lián)及組網(wǎng)技術(shù),對(duì)事物位置進(jìn)行判別的全球定位系統(tǒng)以及對(duì)事物進(jìn)行思考的智能技術(shù)。(1)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感器就是指機(jī)器對(duì)物質(zhì)世界進(jìn)行感知的器官,對(duì)外界的物理?xiàng)l件、化學(xué)組成以及外界的信號(hào)等進(jìn)行感受,對(duì)這些獲得的信息進(jìn)行傳遞?,F(xiàn)在,對(duì)傳感器技術(shù)進(jìn)行研究主要是對(duì)微型嵌入式、傳感器以及射頻等技術(shù)進(jìn)行研究,對(duì)這些進(jìn)行研究的重點(diǎn)則是傳感器技術(shù)。因?yàn)閷?duì)傳感網(wǎng)的信息進(jìn)行預(yù)處理數(shù)據(jù)以及采集的核心與基礎(chǔ)是傳感器節(jié)點(diǎn)技術(shù),而其實(shí)現(xiàn)的前提條件是傳感器技術(shù)。伴隨著技術(shù)的繼續(xù)向前發(fā)展,以前的傳感器已經(jīng)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、微型化以及信息化的方向前進(jìn)。(2)組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)。對(duì)傳感器進(jìn)行組網(wǎng)及互聯(lián)的技術(shù)是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的連接器,其研究的主要方向有:對(duì)新型的無(wú)線傳感組網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建;對(duì)動(dòng)態(tài)分組技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新;對(duì)冗余技術(shù)進(jìn)行高可靠性的實(shí)現(xiàn);對(duì)無(wú)線接入、網(wǎng)絡(luò)平衡及斷開(kāi)技術(shù)進(jìn)行研究。(3)全球定位系統(tǒng)。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)就是根據(jù)通訊和衛(wèi)星技術(shù),測(cè)距及測(cè)時(shí)物體并精確的定位物品。用戶使用的GPS信號(hào)接收機(jī)、在空間利用的GPS 星座以及地面監(jiān)控系統(tǒng)是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三個(gè)重要組成部分。(4)智能技術(shù)。智能技術(shù)就是對(duì)相關(guān)技術(shù)及辦法等進(jìn)行綜合運(yùn)用,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期成果智能化的目的。對(duì)物品進(jìn)行植入新型的智能系統(tǒng),不僅使物品實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的智能化,而且可以使其和客戶進(jìn)行主動(dòng)或者被動(dòng)的溝通,這也是物聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)之一。對(duì)其進(jìn)行研究的主要內(nèi)容或者方向有:對(duì)人工智能的理論進(jìn)行研究,同時(shí)對(duì)新型的人機(jī)結(jié)合技術(shù)、對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理以及對(duì)智性進(jìn)行控制的技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行研究。
3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
如果要將物聯(lián)網(wǎng)定義為網(wǎng)絡(luò),還不如定義為應(yīng)用。經(jīng)過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的原理、定義和特征等進(jìn)行理解,使我們意識(shí)到,物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)具有很強(qiáng)適應(yīng)性、豐富以及立體的系統(tǒng)。在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行推進(jìn)的過(guò)程中,根據(jù)不同的原因以及不同的時(shí)期,既要與我國(guó)的創(chuàng)新規(guī)劃相符合,也要與我們國(guó)家的信息通信業(yè)以及工業(yè)的前進(jìn)方向及發(fā)展?jié)摿ο噙m應(yīng),并根據(jù)我國(guó)在世界上的競(jìng)爭(zhēng)地位,確定適合我國(guó)發(fā)展的良好道路,從而推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展。
(1)物聯(lián)網(wǎng)在智能城市中的應(yīng)用。我們國(guó)家很多地方已經(jīng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)。例如,上海的移動(dòng)公司已經(jīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)采集、處理以及傳輸,并根據(jù)自身的特色形成了一套綜合利用方案。根據(jù)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)顯示,已經(jīng)有11萬(wàn)個(gè)芯片被裝在出租車以及公交車上,從而使物聯(lián)網(wǎng)在所有行業(yè)中得到了充分的應(yīng)用,對(duì)城市的正常運(yùn)作進(jìn)行了保證。(2)物聯(lián)網(wǎng)在能源管理與公共事業(yè)中的應(yīng)用。據(jù)估計(jì),中國(guó)將在2025年將發(fā)展成為國(guó)際最大的能源消耗國(guó)家之一。因?yàn)榇嬖陔娋W(wǎng)體系效率很低的問(wèn)題,在發(fā)電以及輸電的過(guò)程中存在很嚴(yán)重的浪費(fèi)問(wèn)題。目前,無(wú)論是安裝的計(jì)量器還是發(fā)電機(jī)的渦輪都是根據(jù)先進(jìn)的技術(shù)對(duì)事物進(jìn)行合理的感知及度量。其感知及度量可以幫助我們對(duì)信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的收集,根據(jù)最新的分析工具對(duì)智能化進(jìn)行洞察,然后再對(duì)決策進(jìn)行良好的決定。鑒于儀表管理技術(shù)的重大進(jìn)步,讓企業(yè)及個(gè)人根據(jù)能源的時(shí)間與方式進(jìn)行選擇,這也就為對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等進(jìn)行利用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)電力的智能化也就對(duì)電力的質(zhì)量及可靠性進(jìn)行了反映,對(duì)停電的問(wèn)題進(jìn)行恢復(fù)的時(shí)間越來(lái)越短,從而對(duì)生產(chǎn)率進(jìn)行提高,同時(shí)也對(duì)電力隱藏的問(wèn)題進(jìn)行保護(hù),對(duì)需要進(jìn)行替換的設(shè)備和支付進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì),停電智能及智能電表管理技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)得到了應(yīng)用。(3)物聯(lián)網(wǎng)在交通管理中的應(yīng)用。對(duì)交通進(jìn)行規(guī)劃的工作人員已經(jīng)開(kāi)始對(duì)多個(gè)系統(tǒng)的集成進(jìn)行應(yīng)用,對(duì)許多國(guó)家、城市或者地區(qū)的費(fèi)用及服務(wù)進(jìn)行整合。如果有了智能的交通管理系統(tǒng),就可以對(duì)人們之間的距離進(jìn)行縮短,同時(shí)也可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。(4)物聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)中的應(yīng)用。物流成本在我國(guó)的GDP中所占的比例一直比發(fā)達(dá)國(guó)家高,這就直接的導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)效率較低的問(wèn)題發(fā)生。例如,在2007年,物流成本在我國(guó)的GDP中占的比例為20%,但是日本才占10%,歐盟占8%,美國(guó)占9%。20%的物流成本中光運(yùn)輸成本就占了60%以上,儲(chǔ)存的成本占25%左右。我國(guó)供應(yīng)鏈效率比較低的主要原因有運(yùn)營(yíng)、法規(guī)以及基礎(chǔ)設(shè)施等三個(gè)主要的方面,這就不僅對(duì)我國(guó)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了削弱。同時(shí),對(duì)我國(guó)物流和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的擴(kuò)大進(jìn)行了妨礙。
4 結(jié)語(yǔ)
我國(guó)與其他西方發(fā)達(dá)國(guó)家在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)方面都處于同一起點(diǎn),我們必須根據(jù)現(xiàn)在的機(jī)遇,對(duì)某些核心及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行突破,形成具有自己特色的技術(shù)體系,提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行推廣是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)主要?jiǎng)恿?,其在我?guó)的應(yīng)用前景非常廣闊。
參考文獻(xiàn)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)等飛速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用也得到快速發(fā)展,并越來(lái)越引起各國(guó)的高度重視。物聯(lián)網(wǎng)甚至被稱為繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)革命。美國(guó)于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多個(gè)典型智能解決方案已經(jīng)在全球推廣;歐盟于2009年6月了全球首個(gè)國(guó)家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃;韓國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰(zhàn)略,其核心內(nèi)容都是利用無(wú)所不在的泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間連接,讓民眾可以隨時(shí)隨地享有科技智慧服務(wù)。我國(guó)政府于2009年8月提出“感知中國(guó)”的戰(zhàn)略構(gòu)想,并由政府、科研院所和企業(yè)建立相關(guān)研究基地和成立物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。可見(jiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為各國(guó)下一個(gè)必爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。而任何一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的發(fā)展,都需要大量的專門技術(shù)人才,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展同樣也不例外。目前,我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才還非常緊缺,人才的培養(yǎng)還處于起步階段,而大批專門人才培養(yǎng)主要依靠高等學(xué)校來(lái)承擔(dān)。在這樣一個(gè)大的環(huán)境和背景下,國(guó)家教育部于2010年批準(zhǔn)在35所高校設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程和傳感網(wǎng)技術(shù)本科專業(yè),并于2011年開(kāi)始招生。另外,全國(guó)有將近20所高職高專院校以及獨(dú)立學(xué)院開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科高度交叉的新興專業(yè),如何培養(yǎng)出合格的、符合市場(chǎng)需求的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才是高校面臨的一個(gè)主要問(wèn)題。南于物聯(lián)網(wǎng)本身技術(shù)復(fù)雜、牽涉面廣,涉及多學(xué)科的交叉,這就必然對(duì)人才的培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)都需要進(jìn)行全新的考慮。筆者結(jié)合安徽理工大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)和實(shí)踐,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)丁程專業(yè)人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè)進(jìn)行了一些初步的探索,為高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)提供指導(dǎo)和參考
2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的研究?jī)?nèi)容
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的概念是1999年美國(guó)Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。現(xiàn)在普遍認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化特征的網(wǎng)絡(luò)。從物聯(lián)網(wǎng)的定義可以看出要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要具有感知、通信與計(jì)算能力的智能信息傳感設(shè)備等實(shí)現(xiàn)全面感知,借助現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠傳輸,以及數(shù)據(jù)的智能處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的互聯(lián)互通和智能信息服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用劃分為4個(gè)層次:感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層。其中感知層是物聯(lián)網(wǎng)信息的來(lái)源,包括各種類型的傳感器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、智能手機(jī)、智能家電以及智能測(cè)控設(shè)備等;網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,包括有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接人層、會(huì)聚層和核心交換層;管理服務(wù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理的和智能決策服務(wù)等,包括中間件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等;綜合應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)的綜合應(yīng)用,包括智能物流、智能電網(wǎng)、智能交通、智能環(huán)保、智能醫(yī)療等。物聯(lián)網(wǎng)4層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和研究?jī)?nèi)容
由物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu)圖可以看出:感知層是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ),位于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最底層,也是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)、短距離無(wú)線通訊技術(shù)等主要關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層與具體的應(yīng)用領(lǐng)域不同存在很大的差異,需要根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)設(shè)計(jì)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及管理服務(wù)層涉及的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等各種支撐技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和研究過(guò)程中涉及的主要技術(shù)和內(nèi)容。
由于物聯(lián)網(wǎng)的研究?jī)?nèi)容比較寬泛而且涉及多學(xué)科的交叉,開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的高?,F(xiàn)有學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)設(shè)置以及研究?jī)?nèi)容的側(cè)重點(diǎn)都會(huì)有所不同,因此在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置以及培養(yǎng)方案方面會(huì)存在的一定的差異。由物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu),可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)置不同的研究方向,如電子技術(shù)和嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于感知層設(shè)計(jì)和應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)較好的高??梢詡?cè)重于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層和信息服務(wù)層,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ)較好的高??梢詡?cè)重于網(wǎng)絡(luò)層和管理服務(wù)層,還有各相關(guān)交叉專業(yè)設(shè)置較為全面、研究基礎(chǔ)較好的高校則可以在物聯(lián)網(wǎng)的各層都平衡發(fā)展。具體設(shè)置什么樣研究方向和培養(yǎng)方案,各高校需要根據(jù)自身的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)和特點(diǎn)以及高校的行業(yè)背景,設(shè)置具有自己特色和優(yōu)勢(shì)的培養(yǎng)方案和側(cè)重研究方向。安徽理工大學(xué)是一所具有煤炭行業(yè)背景和醫(yī)學(xué)特色的理工類高校,目前設(shè)有相關(guān)的專業(yè)有:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子技術(shù)與儀器、網(wǎng)絡(luò)信息安全、自動(dòng)化、電子信息工專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動(dòng)化等,具有較好的相關(guān)專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ),尤其是面向煤礦自動(dòng)化和信息化應(yīng)用領(lǐng)域有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。因此,基于學(xué)校的行業(yè)背景和專業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)的感知層設(shè)計(jì)和應(yīng)用,兼顧管理服務(wù)層的相關(guān)技術(shù)研究,如中間件等。重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是礦山物聯(lián)網(wǎng)以及智能移動(dòng)醫(yī)療,結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)信息安全和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè),制定符合學(xué)校實(shí)際和充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置
3.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
在高等學(xué)校本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究?jī)?nèi)容和市場(chǎng)需求定位,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是:具有寬厚扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能,具備網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識(shí),具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)中信息獲取、傳輸、處理問(wèn)題的能力,能夠從事物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)線傳感器、電子標(biāo)簽射頻識(shí)別、信息安全等產(chǎn)品及系統(tǒng)的科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)管理與設(shè)備維護(hù)等工 作。
通過(guò)相關(guān)課程的學(xué)習(xí),掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機(jī)、RFID技術(shù)等知識(shí)和專業(yè)技能;掌握基本物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理,無(wú)線自組織組網(wǎng)、有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约熬W(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù);熟練并系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)集成、物聯(lián)網(wǎng)硬件與軟件設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等,具有綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)工程中實(shí)際問(wèn)題的能力,包括:工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和技術(shù)管理中的實(shí)際問(wèn)題等能力;掌握基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、推廣等知識(shí),具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題的能力、綜合試驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐能力;熟悉礦山物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境和關(guān)鍵技術(shù),并能夠進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā);熟悉物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù),并在現(xiàn)有醫(yī)院信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行移動(dòng)醫(yī)療的智能終端、醫(yī)療傳感設(shè)備、中間件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)等。此外,還應(yīng)具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維能力,能綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)、技術(shù)和現(xiàn)代工程工具,將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到其他行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置
由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是綜合多學(xué)科的新興專業(yè),在課程的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的安排上還不夠成熟和穩(wěn)定,還處于探索階段。需要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)際教學(xué)情況,不斷地調(diào)整和優(yōu)化課程的設(shè)置。目前,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程設(shè)置基本上在現(xiàn)有較成熟的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)上,增加與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的核心課程,但側(cè)重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用。結(jié)合學(xué)校相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程分為以下幾個(gè)主要模塊:(1)公共基礎(chǔ)模塊;(2)專業(yè)必修課程模塊:(3)專業(yè)核心課程模塊;(4)專業(yè)任選課程模塊;(5)跨學(xué)科課程模塊;(6)實(shí)踐課程模塊;(7)素質(zhì)拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。
在課程的設(shè)置上既考慮了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心研究?jī)?nèi)容和專業(yè)特色,同時(shí)考慮到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一門新興的專業(yè),還沒(méi)有專門的碩士和博士學(xué)位點(diǎn),目前基本上都是作為計(jì)算機(jī)或相關(guān)學(xué)科的一個(gè)研究方向,而計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生入學(xué)考試的專業(yè)課實(shí)現(xiàn)國(guó)家統(tǒng)一命題,因此,在課程的設(shè)置上要能夠和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,使得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生能夠輕松實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步深造的愿望?;谶@樣的一種現(xiàn)狀,學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開(kāi)設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等相關(guān)的課程,同時(shí)開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID原理與應(yīng)用,能夠滿足學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和考研深造的需要。為了突出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí),在專業(yè)任選課程模塊中開(kāi)設(shè)了大量與物專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)相關(guān)和當(dāng)前最為熱門的課程,充分體現(xiàn)了該專業(yè)方向的知識(shí)面寬、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)??鐚W(xué)科課程模塊的設(shè)置為進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面,了解煤礦行業(yè)的生產(chǎn)背景和主要技術(shù)裝備,為以后從事煤礦物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字礦山建設(shè)打下基礎(chǔ)。實(shí)踐課程模塊的設(shè)置是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié),是達(dá)到學(xué)以致用的主要途徑,是整個(gè)教學(xué)過(guò)程不可缺少的內(nèi)容。素質(zhì)拓展模塊通過(guò)組織多種形式和內(nèi)容的第二課堂教學(xué)活動(dòng),以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,促進(jìn)個(gè)性發(fā)展,提高綜合素質(zhì)。
4 人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè)
4.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)
高等學(xué)校的使命是培養(yǎng)人才,高校需要根據(jù)市場(chǎng)的需求和自身優(yōu)勢(shì)以及綜合其他因素來(lái)確定人才的培養(yǎng)模式。因此,對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位能夠全面反映高校對(duì)合格人才的理解和時(shí)代需求。安徽理工大學(xué)是行業(yè)特色鮮明、理工類為主的綜合型大學(xué),學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)是:結(jié)合煤炭行業(yè)特色,培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力、善創(chuàng)新”的創(chuàng)新型人才和高級(jí)專門人才。在人才培養(yǎng)過(guò)程中要構(gòu)建多元化、多目標(biāo)的培養(yǎng)模式,同時(shí)充分考慮學(xué)生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和繼續(xù)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(yǎng)體系。在學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下,借助現(xiàn)有相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)模式和經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點(diǎn),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)采用校企聯(lián)合培養(yǎng)的模式。
安徽理工大學(xué)是第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校,目前在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及其他電子信息類專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃和方案制定過(guò)程中積累了一定的經(jīng)驗(yàn),其核心培養(yǎng)方式是采取的3+X培養(yǎng)模式,主要措施是其中3年時(shí)間在學(xué)校進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)課和理論課的學(xué)習(xí),至少1年時(shí)間采取校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,通過(guò)將企業(yè)納入到人才培養(yǎng)主體地位,可以進(jìn)行訂單式培養(yǎng),大大增強(qiáng)學(xué)生對(duì)企業(yè)需求的了解和實(shí)踐動(dòng)手能力。真正體現(xiàn)“卓越計(jì)劃”的3個(gè)特點(diǎn),即行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程;學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才;強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要是培養(yǎng)工程類的專門型應(yīng)用人才,可以按照“卓越工程師”的培養(yǎng)模式進(jìn)行培養(yǎng)。一方面是在現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)核心課程內(nèi)容的教學(xué),另一方面加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),尤其是引入相關(guān)企業(yè)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,聯(lián)合培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才,由參與的公司提供相關(guān)課程的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的平臺(tái),并且公司有優(yōu)先挑選優(yōu)秀畢業(yè)生的權(quán)利。另外,安徽理工大學(xué)與附屬醫(yī)院安徽淮南東方醫(yī)院集團(tuán)也簽訂了合作協(xié)議,共同研究和制訂數(shù)字移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)方案。移動(dòng)數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)施可為學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師和學(xué)生提供了參與設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的機(jī)會(huì),同時(shí)也會(huì)為學(xué)生的培養(yǎng)提供很好的實(shí)習(xí)場(chǎng)所和平臺(tái)。另外,安徽理工大學(xué)與兩淮煤礦企業(yè)都建立了很好的合作關(guān)系,有著很好的合作基礎(chǔ),雙方都在積極準(zhǔn)備聯(lián)合培養(yǎng)礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)人才,進(jìn)行校企深度合作,為拓展學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)提供了很好的實(shí)踐和就業(yè)機(jī)會(huì)。此外,學(xué)校還與一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的相關(guān)企業(yè)建立實(shí)習(xí)基地,如上海、深圳、無(wú)錫、蕪湖等,為學(xué)生進(jìn)入工作崗位前提供深入企業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),為進(jìn)一步就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。校企合作模式的效果已經(jīng)在學(xué)校的一些專業(yè)取得了很好的效果,校企合作是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)較為理想的模式。
4.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng),除了有定位準(zhǔn)確的培養(yǎng)目標(biāo)和合適的培養(yǎng)模式之外,還需要有配套的軟硬件教學(xué)資源的支撐,教學(xué)資源是培養(yǎng)合格人才的重要保證。一個(gè)專業(yè)辦學(xué)水平的高低往往與該專業(yè)的師資、實(shí)驗(yàn)室、教材、實(shí)習(xí)場(chǎng)所等建設(shè)水平有關(guān)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)這樣一門新興專業(yè),面臨的專業(yè)教學(xué)問(wèn)題更為嚴(yán)重和急迫。學(xué)校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)過(guò)程中,相應(yīng)地采取了一些有效措施來(lái)保證高水平的教學(xué)資源。
(1)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)。這是所有教學(xué)資源中最為重要的部分,沒(méi)有好的師資很難想象能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。因此,學(xué)校和學(xué)院都非常重視教師的培養(yǎng),培養(yǎng)的方式主要是從學(xué)院中挑選出一部分對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感興趣而且嵌入式技術(shù)以及軟件開(kāi)發(fā)能力過(guò)硬的教師組建成物聯(lián)網(wǎng)科研團(tuán)隊(duì)和教學(xué)團(tuán)隊(duì),通過(guò)申專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課題展開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)理論和應(yīng)用研究,目前已有2項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,5項(xiàng)省部級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課題,多項(xiàng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用橫向課題,通過(guò)科研課題工作的深入展開(kāi)和研究,大大提高了教師對(duì)物聯(lián)網(wǎng)理論的理解和實(shí)踐應(yīng)用水平,對(duì)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)水平起到明顯的促進(jìn)作用。除此之外,學(xué)院利用寒暑假時(shí)間組織部分教師到北京、無(wú)錫、長(zhǎng)沙等地參加“全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)和研討”“高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)工程師物”等教學(xué)和專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn),通過(guò)培訓(xùn)進(jìn)一步提高教師的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)水平和專業(yè)技能,然后再通過(guò)校內(nèi)的研討和講座帶動(dòng)更多教師物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)水平的提高。
(2)教材建設(shè)也是辦好專業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新建專業(yè),雖然已經(jīng)出版了一些不錯(cuò)的物聯(lián)網(wǎng)方面的圖書,但適合作為本科教學(xué)的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術(shù)類或普及類。因此,在教材的建設(shè)方面還有很多的工作需要做。我們根據(jù)開(kāi)設(shè)的課程和目前已有教材的現(xiàn)狀,挑選出相對(duì)較好的基本教材和參考書,通過(guò)大家閱讀討論,然后根據(jù)制定的教學(xué)計(jì)劃,來(lái)確定講授的內(nèi)容和學(xué)生需要自學(xué)的內(nèi)容,并整理教學(xué)講義和課件,為后續(xù)教材建設(shè)做好準(zhǔn)備。通過(guò)這一環(huán)節(jié),充分提高了對(duì)教學(xué)內(nèi)容細(xì)節(jié)的掌握和理解,也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)掌握得更為全面。
(3)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有力保障。為了能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,學(xué)院對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入了大量的建設(shè)經(jīng)費(fèi),實(shí)驗(yàn)室采購(gòu)了北京西普陽(yáng)光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),并向安徽福訊信息技術(shù)有限公司訂制了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)建設(shè)過(guò)程中,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)全程參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程,對(duì)系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行都進(jìn)行全面掌握;專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net并邀請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的T程技術(shù)人員給教師做專門的技術(shù)培訓(xùn)和講座,進(jìn)一步提高了教師的理論水平和實(shí)踐水平。通過(guò)師資、教材和實(shí)驗(yàn)竄3個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè),目前學(xué)校已經(jīng)具有較高水平的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和完善的教學(xué)配套資源,完全能夠按照既定的教學(xué)目標(biāo)和計(jì)劃來(lái)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)。當(dāng)然,任何一個(gè)新的專業(yè)的開(kāi)設(shè),都需要一定時(shí)間的建設(shè)和完善,在建設(shè)的過(guò)程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經(jīng)驗(yàn),及時(shí)修正不合理的方面。
5 結(jié)語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè),是所有高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在辦學(xué)過(guò)程中需要考慮和解決的問(wèn)題,而特色人才培養(yǎng)模式和高水平教學(xué)資源建設(shè)是辦好物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的前提,因此,各個(gè)高校應(yīng)根據(jù)各自不同的辦學(xué)基礎(chǔ)和行業(yè)特點(diǎn),著眼于市場(chǎng)需求和自身的辦學(xué)優(yōu)勢(shì),在體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)共同特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,要突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的行業(yè)特色,這樣培養(yǎng)出的人才更能滿足市場(chǎng)需求和具有更寬的就業(yè)面。
參考文獻(xiàn):
[1]吳功宜,吳英.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012:1-5.
[2]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2011:3-6.
[3]吳功宜.對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)的思考[J].計(jì)算機(jī)教育,2010(21):26-29.
何謂“智慧校園”
智慧校園的建設(shè)離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。據(jù)了解,智慧校園有三個(gè)核心的特征:一是為廣大師生提供一個(gè)全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái),提供基于角色的個(gè)性化定制服務(wù);二是將基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學(xué)校的各個(gè)應(yīng)用于服務(wù)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作;三是通過(guò)智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái),為學(xué)校與外部世界提供一個(gè)相互交流和相互感知的接口。
中國(guó)教育與科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)華南地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心主任陸以勤介紹說(shuō),校園建設(shè)有別于智能交通等其他行業(yè),是一個(gè)比較特殊的領(lǐng)域,其中主要包括教學(xué)、科研、管理等方面的內(nèi)容。據(jù)陳博士介紹,物聯(lián)網(wǎng)在校園中的應(yīng)用范圍較廣泛,每個(gè)領(lǐng)域都有涉及。首先,在教學(xué)方面有類似智能家居的智能教室。目前很多教室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電教化,物聯(lián)網(wǎng)在Power Point、作業(yè)批改、遠(yuǎn)程教育、課堂互動(dòng)等方面都能發(fā)揮較大的作用。其次,在科研方面,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以輔助科學(xué)研究,同時(shí),科研也可以更好的去研究新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。最后,就是管理方面,現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在管理上已經(jīng)有了一定的應(yīng)用實(shí)例,像一卡通、安防、監(jiān)控等都已經(jīng)在校園里面實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持,在校園管理中可以達(dá)到流程化、更高效的作用。
當(dāng)前,校園建設(shè)中更注重實(shí)現(xiàn)校園的信息化,校園信息化是利用信息科技把一些教學(xué)、科研、管理流程做得更好、更加高效。那么,校園信息化下一步的計(jì)劃就是云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。陸以勤指出,物聯(lián)網(wǎng)在校園中的應(yīng)用屬于剛剛起步階段,但是不排除一些先知先覺(jué)的學(xué)校已經(jīng)采取了一些應(yīng)用模式來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)校的安保、節(jié)能,甚至是更好的科研教學(xué)等功能。但是目前校園建設(shè)在架構(gòu)上還沒(méi)有一個(gè)比較系統(tǒng)的規(guī)劃,只是點(diǎn)的應(yīng)用。所以在不影響學(xué)?,F(xiàn)有的信息化路徑的情況下,如何把物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算融合到校園信息化建設(shè)中,是目前需要研究的課題,這也是一項(xiàng)大有作為的工作。
但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用是一個(gè)逐步摸索的過(guò)程,在將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到校園中時(shí)要考慮兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是載體的接受程度,一個(gè)是建設(shè)成本。
從接受程度方面來(lái)講,學(xué)校普遍要比企業(yè)接受程度高。一方面是因?yàn)槟壳皩W(xué)校的信息化水平高,學(xué)校的科研水平、研發(fā)力量不但可以推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校內(nèi)部孕育出更好的創(chuàng)新技術(shù),還可以身先士卒,率先將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到校園中予以實(shí)踐。另一方面,學(xué)校老師、學(xué)生對(duì)新生事物接受能力相對(duì)較強(qiáng),有助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園中的應(yīng)用。
就成本而言,這是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在各行業(yè)中都必須要考慮的問(wèn)題。例如,RFID傳感器達(dá)到一定的規(guī)模后,成本降低才能大規(guī)模的普及。因此,學(xué)校在實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)要量力而行,根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定目標(biāo),切忌做打腫臉充胖子,一步登天的事。
泛在學(xué)習(xí)
“2011年9月新學(xué)期開(kāi)學(xué)時(shí),4個(gè)示范學(xué)校的‘智慧校園’樣板教室就能正式啟動(dòng)了”,在今年5月份的“智慧校園”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)上,佛山“智慧校園”示范工程總設(shè)計(jì)師蔣家傅如是說(shuō)。在課室里打開(kāi)電子書包的按鈕,就可以自動(dòng)“簽到”、晚自習(xí)時(shí)點(diǎn)一下電子書包登錄網(wǎng)絡(luò),可以回顧老師講課的視頻、老師用手觸屏,就可在“電子白板”上調(diào)出視頻等多媒體課件為學(xué)生講課。
記者從禪城區(qū)教育局了解到,該局實(shí)施的“智慧校園”示范工程選取了佛山三中、汾江中學(xué)、佛山市實(shí)驗(yàn)學(xué)校、南莊中心小學(xué)四所學(xué)校作為“智慧校園”試點(diǎn)學(xué)校。這些課室已在2011年下半年投入使用,從2012年起,通過(guò)師資的培訓(xùn)和招標(biāo),智慧教室會(huì)在更多的學(xué)校進(jìn)行推廣。
從“智慧校園”示范工程試點(diǎn)學(xué)校佛山三中的智慧教室“樣板房”可以看到,智慧教室的裝修現(xiàn)代科技感十足,過(guò)去伴隨著我們幾代人的黑板不見(jiàn)了,取而代之的是兩塊超大屏幕的“電子白板”,課室里的課桌也大變樣,六張連成一排的課桌上,一體化傾斜向上延伸,上面有一塊空格,可以讓學(xué)生在上課時(shí)安放“電子書包”。
禪城區(qū)“智慧校園”項(xiàng)目課題組組長(zhǎng)蔣家傅教授表示,學(xué)生們只要進(jìn)入課室,在格子中安放電子書包后開(kāi)機(jī),就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)考勤。課堂上,學(xué)生再也不用“奮筆疾書”抄板書,課件可以直接發(fā)送到學(xué)生屏幕上。下課后,學(xué)生們可以拿走電子書包,在校園內(nèi)外“移動(dòng)學(xué)習(xí)”。
如果學(xué)生錯(cuò)過(guò)一節(jié)課也不要緊,因?yàn)橹腔壅n室擁有的智能教學(xué)錄播系統(tǒng),會(huì)在每節(jié)課上把老師講課的內(nèi)容全部錄下,并儲(chǔ)存在教育網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。此外,智慧課室還體現(xiàn)在其智能環(huán)境控制系統(tǒng)上,老師可以通過(guò)手機(jī)上網(wǎng),看到課室內(nèi)的情況,并可以控制課室內(nèi)燈光的開(kāi)關(guān),以及溫度的調(diào)節(jié),方便校方對(duì)各個(gè)課室進(jìn)行管理。
“現(xiàn)在的孩子書包挺重的,里面除了課本外,還要裝練習(xí)題、課外讀物,背起來(lái)還對(duì)孩子脊椎不好影響發(fā)育。”家住南海的岳先生稱贊“電子書包”為學(xué)生減負(fù),而借助孩子對(duì)電子產(chǎn)品的興趣,能夠提升孩子學(xué)習(xí)積極性。