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序論:在您撰寫物聯網及應用技術時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
[關鍵詞]:課程體系;職業能力;教學組織;質量監控
[中圖分類號]G712[文獻標識碼]A
自物聯網作為我國國家發展戰略以來,物聯網技術及應用迎來了高速發展時期,從而導致大量物聯網人力資源的短缺。各大高校及職業院校紛紛設立物聯網學院、專業或專業方向來培養物聯網相關專業人才。然而,高職院校的物聯網技術應用專業的人才培養目標是什么,課程體系究竟怎么構成,如何進行教學組織是擺在廣大高職院校面前的一道難題。我院在骨干院校建設過程中,進行了一些探索,以便與同行探討。
一.課程體系構建過程
1.1 職業能力分析
職業能力分析就是將本專業所對應的職業或職業群所涉及的職業活動分解為若干獨立的任務領域,再對任務領域進行分析,獲得完成每個工作項目的具體工作任務,根據對具體工作任務的分析,可以得到完成這些任務學生應該具備哪些能力,掌握哪些知識和技能,從而分析得出對應的專業核心課程。針對物聯網技術應用專業,我們通過向重慶、成都、北京、廣州、上海等100多家電子通信類企業發放調查表,獲得物聯網技術應用專業所對應的工作崗位及主要工作任務如表1所示:
表1 業職業崗位及典型工作任務
根據對工作崗位主要工作任務的細化分析,我們可以得到針對這些工作任務所需要的職業能力是什么。如表2所示。
表2 崗位―能力對應表
1.2 確定人才培養目標
經過對職業崗位工作任務、工作內容以及能力要求的詳細分析和論證,得到學生培養目標為:通過工學結合辦學模式培養適應社會主義現代化建設需要的,德智體全面發展的,具有基礎扎實,實踐能力強,掌握物聯網信息技術的基本理論知識和基本技能,受到嚴格的科學實驗和科學研究初步訓練;能在項目工程師指導下,從事物聯網工程項目規劃、施工管理;從事物聯網設備安裝、調試和維護;物聯網項目售后服務、維護保養與管理;物聯網智能終端產品的生產制造與輔助設計的高素質技術技能型人才。
1.3 崗位能力對應的課程分析
根據對崗位進行分析,得到對應工作崗位需要學生掌握什么樣的能力,針對這些能力要求,對應著哪些核心課程,如表3所示。
表3 崗位―能力―課程對應表
1.4 課程體系形成
作為新一代高職學生應該具備五個方面的良好素質:思想政治素質、文化科技素質、專業素質、職業素質、身心素質。我們在課程體系設計過程中,除了要培養學生的專業素質之外,還要培養學生正確的世界觀、人生觀,培養學生如何正確分析和解決在人生發展過程中遇到各種問題的能力。因此,最終的課程體系包含三大模塊:通識教育模塊、專業教育模塊和選修模塊(如圖1所示),其中:
通識教育模塊包括三個部分:公共類課程(體育、英語、計算機基礎等),思想政治理論類課程(如思想和中國特色社會主義理論體系概論等),職業類課程(如心理健康,職業生涯規劃等)。
專業教育模塊包括專業基礎類課程(如電子技術基礎、通信技術基礎、物聯網技術概論、計算機網絡、程序設計基礎等),專業核心課程是針對職業崗位方向的課程(如傳感器安裝與調試、自動識別產品安裝與維護、網絡設備安裝管理與維護、物聯網工程布線、物聯網工程規劃與實施、物聯網系統管理與維護等課程)。
圖1 物聯網應用技術課程體系框架
選修類課程包括專業選修課(如Android程序設計等提高學生興趣及拓展知識面的課程),公共選修課程(如音樂欣賞等用于提高學生人文素質的全校選修類課程)。
另外,根據高等職業教育的特點,實踐課程與理論課程教學課時比例約為1:1。
二、教學組織與考核
2.1 在教學方法上,充分運用行動導向教學法,采用了項目教學法、小組協作學習、角色扮演教學法、案例教學法、引導文教學法、頭腦風暴法、卡片展示法、模擬教學法、自主學習等多種教學方法。
2.2 在教學模式上,根據專業課程改革采取以實踐為主線來組織課程內容開展教學的特點,專業教學模式廣泛采取理論與實踐教學的一體化、教室與實訓室的一體化。教學內容采用企業的真實項目,實現以“一體化、開放式”、“項目導向式”等為主要的教學模式。
2.3 在教學組織上,采用三學期制的大模塊課程組織方式,即學生在學習完一門課程后,即可完成對應崗位的相關工作,同時可以考取相應的資格證書。同時,如果合作企業聯盟中相關企業物聯網應用項目比較多的時候,學生可以安排到實際的工作場景進行企業實踐,完成相關項目后,再回到學校學習。反之,如果企業工程比較少,學生則留在學校學習,同時聘請企業工程師到校為學生教授部分課程。這種模式我們稱為“旺入淡出”模式。
三、質量監控
與合作企業共同建立和完善專業教學核心環節的制度及考核評價標準。通過有效的教學管理,強化師生自我監控意識,充分發揮廣大教師的積極性、主動性和創造性,激發學生內在動力,調動學生自主學習的積極性,全面提高教學質量,教學質量監控和評價體系從四個方面進行。
3.1 完善教學過程監控
按照ISO9000質量管理體系,加強教學過程的控制。包括對各環節尤其是實驗、實訓、頂崗實習三大關鍵實踐教學環節的監控。
3.2 完善教學質量反饋
強化教學質量反饋,包括每周的學生意見反饋,每學期進行1次教師測評等,對教學質量進行監控。
3.3 完善實訓評價體系
構建各類現場實習實訓評價體系,與企業共同實施實踐教學的考核與評價。
3.4 完善質量追蹤機制
將就業水平、企業滿意度作為衡量人才培養質量的核心指標。引入“麥可思”專業調研公司,收集人才市場和用人單位的信息,在畢業生人數較多的單位建立教學信息反饋點,每年進行畢業生跟蹤調查,召開招生、就業研討會,將有關信息及時反饋到各教學環節中。不斷總結經驗,結合新情況,探索教學質量監控與評價的新方法,逐步形成較為完善的教學質量監控與評價體系。
四、總結
我院在物聯網應用技術專業建設中,經過大量詳實的調研,通過職業崗位能力分析,從而形成專業課程體系,在教學組織與教學方法上大膽創新,并嚴格規范地對人才培養過程進行質量監控,引入買可思人才滿意度評價機制,并反饋到人才培養方案及教學組織過程等環節進行改進,形成了一個科學有效的人才培養機制。在實踐過程中,取得了一定的效果。
參考文獻
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【關鍵詞】物聯網;體系結構;技術體系結構;應用
1 物聯網概述
1.1 物聯網定義
1)物聯網(INTERNET OF THINGS)這一概念最早于1999年由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出。它是指利用產品電子代碼EPC、射頻識別技術,通過網絡實現在任何時候、任何地點對任何物品的識別和管理,即物品的互聯互通。
2)國際電信聯盟的定義,2005年11月,國際電信聯盟在信息社會世界峰會上對物聯網的定義是主要解決物品到物品,人到物品,人到人間的互聯。
3)歐洲智能系統集成技術平臺(EPoSS)的定義,2008年5月EPoSS對物聯網的定義是由具有標識、虛擬個性的物理/對象組成的網絡,這些標識和個性等信息在智能空間使用智慧的接口與用戶、社會和環境進行通信。
4)2010年我國政府工作報告中的定義是物聯網是通過傳感設備按照約定的協議,把各種網絡連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
總的來說物聯網的定義,從狹義上是指連接物品到物品的網絡,實現物品的智能化識別和管理;廣義上可以看做是信息空間與物理空間的融合,將一切事物數字化、網絡化,在物品之間、物品與人之間、人與現實環境之間實現高效的信息交換方式。[1]
1.2 物聯網的特征
物聯網的基本特征可以概括為全面感知、可靠傳送和智能處理。全面感知即利用射頻識別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測量技術,隨時隨地對物體進行信息采集和獲取。可靠傳送是指通過將物體接入信息網絡,依托各種通信網絡,隨時隨地進行可靠的信息交互和共享。智能處理是指利用各種智能計算技術,對海量的感知數據和信息進行分析并處理,實現智能化的決策和控制。[2]
物聯網與互聯網相比,有如下主要特征:海量信息,接入設備繁雜,網絡架構繁雜,網絡管理資質,智能物物互聯,物理安全威脅,能量獲取多樣;設備制造的小型微型化。
1.3 物聯網與“智慧地球”
2009年IBM提出“智慧地球”這一概念。智慧地球戰略的主要內容是吧新一代IT技術充分運用在各行業之中,通過互聯網形成“物聯網”,而后通過超級計算機和云計算將物聯網整合起來,人類能以更加精細和動態的方式管理生產和生活,從而達到“全球智慧”狀態,最終形成“互聯網+物聯網=智慧地球”。
2 物聯網體系結構
2.1 物聯網系統結構
國內許多專家學者將物聯網系統劃分為三個層次:感知層、網絡層、應用層。
1)感知層。感知層是物聯網架構的基礎層面,主要是完成信息采集并將采集到的數據上傳的目的。感知層把所有物品通過一維/二維條碼、射頻識別、傳感器、紅外線感應器、全球定位系統等信息傳感裝置自動采集到與物品相關的信息,并傳送到上位端,完成傳輸到互聯網前的準備工作。比如,粘貼在設備上的RFID標簽和用來識別采集RFID信息的識讀器就屬于該層。
2)網絡層。該層在整個物聯網架構中起著承上啟下的作用,是物聯網中不可或缺的架構組成部分。它是搭建物聯網的網絡平臺,建立在現有的移動通信網、互聯網和其他專網的基礎上,通過各種接入設備與上述網絡相聯。如手機付費系統中由刷卡設備將內置手機的RFID信息采集上傳到互聯網,網絡層完成后臺鑒權認證并從銀行網絡劃賬。
3)應用層。該層是利用經過分析處理的數據,為用戶提供豐富的特定服務,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。比如,通過感應器感應到某個物理觸發信息,然后按設定通過網絡完成一系列動作。
2.2 物聯網的技術體系結構
物聯網技術涉及多個領域,這些技術在不同的行業具有不同的應用需求和技術形態。在這個技術體系中,物聯網的技術構成概括起來有以下五個方面:[3]
1)感知技術。指能夠用于物聯網底層感知信息的技術。通過它可以感知溫度、壓力、位移、加速、震動、聲音、光線、位置及污染等。感知技術包括RFID技術、傳感器技術、機器人智能感知技術、遙測遙感技術、現場總線技術、IC卡與條形碼技術、信息融合與協同信息處理技術、多媒體技術和中間件技術、GPS定位技術、納米嵌入技術等。
2)網絡傳輸技術。指能夠匯聚感知數據,并實現物聯網數據傳輸的技術,它包括各種專網技術、異構網融合技術、M2M無線接入、遠程控制技術、互聯網技術、地面無線出阿叔技術以及衛星通信技術。
3)支撐技術。指用于物聯網數據處理和利用的技術,它包括云計算與高性能計算技術、智能技術、數據庫與數據挖掘技術、GPS技術、公共中間件技術等,對感知到的信息進行語意的理解、推理和決策。
4)應用技術。指用于直接支持物聯網應用系統運行的技術,它包括物聯網信息共享交換平臺技術、物聯網數據存儲技術以及各種行業物聯網應用技術與應用系統等。
5)公共技術。指感知、傳輸、支撐和應用等四層都需要的技術,它包括標識解析、安全技術、應用管理技術和網絡管理技術。
3 物聯網應用
國外對物聯網的研發、主要應用集中在美、歐、日、韓等少數國家。最初的研發方向主要是條形碼、RFID 等技術在商業零售、物流領域應用。隨著RFID、傳感器技術、近程通信以及計算技術等的發展,近年來其研發、應用開始拓展到食品安全、農業生產和流通、校園管理、環境監測、生物醫療、智能基礎設施等眾多領域。[4]下面主要介紹在食品安全、農業生產、校園安全方面的應用。
3.1 物聯網在食品安全方面的應用
物聯網技術的迅猛發展在應對食品安全問題方面起到了關鍵作用。通RFID等物聯網技術,可以實現對物品位置的跟蹤、原料溯源、庫存盤點、出入庫等信息化流程,尤其是可以實現對物理的全程監控。
3.2 物聯網在農業方面的應用
1)在農田、果園等大規模生產方面。通過在農業園區安裝生態信息無線傳感器和其他智能控制系統,可對整個園區的生態環境進行檢測,從而及時掌握影響園區環境的一些參數,并根據參數變化,適時調侃灌溉系統、保溫系統等基礎設施,確保農作物有最好的生長環境,以提高產量并保證質量。
2)在農業信息傳送方面。對于農業發展領域,天氣預報是農戶最關心的信息之一,此外還可以包括施肥選擇、從種子遴選到病蟲害防治、從幼苗培育到收割入庫等方面的信息都可以通過物聯網及時傳遞。
3.3 物聯網在校園管理方面的應用
數字校園的建立,使“一卡通”在學校得到了廣泛的應用。隨著物聯網的進一步普及,校園管理的需求有了更多的變化。校園物聯網主要是在傳統校園信息化的基礎上,一信息網絡為依托,利用數值化手段借助物聯網技術對校園環境、資源、活動等各個方面和環節進行綜合管理,運用豐富的軟件信息系統,高效、便捷地實現學校的教學、科研、管理和服務等活動的全過程。
物聯網的發展面臨巨大的機遇也面臨著挑戰,首先是技術標準化問題,其次是數據和隱私的保護問題。但隨著網絡技術、傳感技術、數據庫技術、云計算、移動計算等技術的發展,智慧城市、智慧地球必將成為現實。
【參考文獻】
[1]張毅,等物聯網綜述[J].數字通信,2010(8).
[2]馬靜.物聯網基礎教程[M].清華大學出版社,2012,12.
隨著物聯網技術的快速發展,在社會眾多行業領域中有應用,有利于推動社會發展和進步。醫院是我國醫療衛生事業的重要載體,肩負著確保人們生命健康的重任。當前,物聯網技術在醫院中有應用,不僅能夠提高醫院醫療水平,而且有助于醫院為患者及其家屬提供更好的服務。本文首先對物聯網技術進行概述,其次對該技術在醫院中的應用實踐進行分析。
關鍵詞:
物聯網技術;醫院;應用
前言
近年來,物聯網技術逐漸受到社會各界人士的廣泛關注,且該項技術的應用范圍逐漸擴大,為我國行業發展提供有力的技術支撐。就醫院而言,對物聯網技術的有效應用,可以為臨床和病患人員提供優質的服務,同時進一步提高醫院管理水平。所以,有關人員有必要對物聯網技術在醫院應用實踐問題進行有效研究,為應用拓展奠定基礎。
1物聯網技術的概述
物聯網是指,在與互聯網連接的作用下,能夠通過信息交換、通訊而實現識別、定位、跟蹤、監管的網絡,它是互聯網技術的拓展和延伸,由感知層、網絡層、應用層構成。物聯網的關鍵性應用技術主要有四種,分別為射頻識別技術(RFID)、傳感網絡技術、智能技術、納米技術,分別用于標簽事物、感知事物、思考事物、微縮事物。當前,在醫院領域中應用最為廣泛的物聯網技術,當屬RFID技術[1]。
2物聯網技術在醫院中的應用實踐
2.1應用于人員管理
物聯網技術在醫院的應用,表現在人員管理方面。①對醫護人員、患者進行定位和追蹤中,可將腕式RFID標簽佩戴于手腕上,有助于相關部門人員對醫務工作人員、患者進行必要的追蹤和定位。與此同時,腕式RFID可以與醫院重要基地的門禁控制系統相融合,可保證指定人員進入其中,如高危區域、藥房等。②基于物聯網技術的腕式RFID具有防拆卸的作用,防止病人對其進行拆卸或造成破壞等。③患者佩戴腕式RFID,在遇到緊急情況時,可進行按鈕呼叫,系統控制人員在第一時間對病人全部身份信息加以了解,包括姓名等基本信息、既往病史等,對提高醫療效率發揮重要作用。
2.2應用于醫療監護
物聯網技術在醫院醫療監護中有應用,有助于醫務工作者對病人生命體征信息加以采集,并監視病理狀態。基于物聯網技術,工作人員可對病患生命體征進行實時的、持續的監測。在物聯網技術應用之前,院方通過系列監護新設備、監護系統,對病人的生理參數信息獲取,以進一步提出具體的治療方案。然而,在物聯網技術應用中,對病患佩戴腕式RFID,能夠使醫院實現智能化醫療監護系統的構建,實時傳輸病人檢查信息、身體各項參數等。此外,物聯網技術在醫療監護中的應用,可對人的生命體征信息加以采集、監測等,有助于提高醫療水平。
2.3應用于醫藥管理
物聯網技術在醫藥管理中有應用。對于醫院而言,藥品是特殊商品,對癥下藥,能夠幫助病人解除病痛,反之,則可能為病人帶來致命風險。根據相關調查顯示,盡管我國醫療衛生事業發展水平逐漸提高,但每年因用錯藥致死的案例數不勝數,約為用藥總人數的15%以上。物聯網技術在醫院的應用中,能夠借助標簽事物的RFID做索引,分別針對藥品進行唯一的標識,并追蹤患者用藥后的身體變化情況等。如此,能夠滿足醫院對藥品信息及時采集、有效共享的需求,有利于提高醫藥管理水平。此外,在生物制劑管理中,物聯網技術發揮重要作用。由于生物制劑的蛋白質十分不穩定,受溫度條件影響較大。但在RFID標簽應用的作用下,能夠對生物制劑進行更為有效的管理,可規避變質問題[2]。
2.4應用于醫療設備和器械管理
物聯網技術應用于醫療設備、器械管理中,可提高醫院管理水平。在RFID標簽的應用中,能夠對醫院醫療設備的維護、維修、巡檢信息進行合理的記錄,并使設備處于實時監控的狀態下,可實現醫療設備的智能化管理。手術器械對滅菌消毒流程有著較高的要求。在物聯網技術應用中,可利用RFID標簽,對系列手術器械包流程信息加以記錄,使系統能夠對器械包的相關信息加以存儲,有助于醫務工作者更好開展器械管理工作,同時對降低感染事故隱患發揮著重要作用。
2.5應用于垃圾處理
醫院發展中,對清潔度有著較高的要求,對于醫院的醫療廢物處理,應嚴格遵循一定的處理程序而開展工作,避免對醫院造成二次污染。當前,醫院醫療垃圾處理問題逐漸成為社會公眾所廣泛關注的問題。物聯網技術在醫院垃圾處理中有應用。如醫療廢物的電子標簽化管理、電子監控與在線監測信息管理技術等,可推動醫院垃圾處理的智能化管理進程。在此過程中,醫院應積極構建醫療廢物的RFID監控系統,保證環保部門工作者對醫院垃圾處理進行全過程監控[3]。
3結論
物聯網技術在醫院應用實踐中,能夠將終端設備接入醫院內部,具有可移動、靈活等特點,打破傳統醫院工作方式、管理等方面的束縛,從根本上提高醫院工作效率、服務能力。當前,物聯網技術雖然在醫院人員管理、醫療監護、醫藥管理、醫療設備和器械管理、垃圾處理中有應用,但其依然未能得到普及應用。基于此,我國相關部門應致力于對物聯網技術應用問題的研究,為人類造福。
參考文獻:
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【關鍵詞】物聯網 技術 應用
一、什么是物聯網
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分,也是“信息化”時代的重要發展階段。其英文名稱是:“Internet of things(IOT)”。顧名思義,物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思:其一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,也就是物物相息。
二、物聯網的起源
1990年物聯網的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網絡可樂販售機――Networked Coke Machine。
1995年比爾蓋茨在《未來之路》一書中也曾提及物聯網,但未引起廣泛重視。
1999年美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯網的概念。
1999年美國麻省理工學院建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,提出“萬物皆可通過網絡互聯”,闡明了物聯網的基本含義。早期的物聯網是依托射頻識別(RFID)技術的物流網絡,隨著技術和應用的發展,物聯網的內涵已經發生了較大變化。
2003年美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。
2004年日本總務省(MIC)提出u-Japan計劃,該戰略力求實現人與人、物與物、人與物之間的連接,希望將日本建設成一個隨時、隨地、任何物體、任何人均可連接的泛在網絡社會。
2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)《ITU互聯網報告2005:物聯網》,引用了“物聯網”的概念。
2006年韓國確立了u-Korea計劃,該計劃旨在建立無所不在的社會(ubiquitous society),在民眾的生活環境里建設智能型網絡(如IPv6、BcN、USN)和各種新型應用(如DMB、Telematics、RFID),讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。
2009年歐盟執委會發表了歐洲物聯網行動計劃,描繪了物聯網技術的應用前景,提出歐盟政府要加強對物聯網的管理,促進物聯網的發展。
三、物聯網的關鍵技術
傳感器網絡技術:這也是計算機應用中的關鍵技術。目前的傳感器可以將接收到的重要信息隨時隨地的傳遞給其它裝置。伴隨著科技的飛越快速發展,傳感器將實現智能化、微型化、信息化及網絡化的發展模式。傳感器的主要功能是實現感受外部的有用信息的動態變化,可探測、識別相應的信號,感知物質的組成成分。
RFID標簽技術:它也是一種傳感器技術,RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術。RFID可以識別高速運動的物體,在同一時間多個標簽可以被辨別,操作迅速便于運行。RFID技術的應用是可以不需要人為的干預就能實現在某種嚴重的環境中分析相關數據信息來進行識別操作。
嵌入式系統技術:它是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。經過幾十年的演變,以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見;小到人們身邊的MP3,大到航天航空的衛星系統。嵌入式系統正在改變著人們的生活,推動著工業生產以及國防工業的發展。
四、物聯網的主要應用
智能家居。智能家居產品融合自動化控制系統、計算機網絡系統和網絡通訊技術于一體,將各種家庭設備通過智能家庭網絡聯網實現自動化,通過寬帶、固話和3G無線網絡,可以實現對家庭設備的遠程操控。智能家居不僅提供舒適宜人且高品位的家庭生活空間,還將家居環境由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具。
智能醫療。智能醫療系統借助簡易實用的家庭醫療傳感設備,對家中病人或老人的生理指標進行自測,并將生成的生理指標數據通過固定網絡或3G無線網絡傳送到護理人或有關醫療單位。根據客戶需求,網絡服務商還提供相關增值業務,如緊急呼叫救助服務、專家咨詢服務、終生健康檔案管理服務等。
智能交通。公交行業無線視頻監控平臺利用車載設備的無線視頻監控和GPS定位功能,對公交運行狀態進行實時監控。智能公交站臺通過媒體中心與電子站牌的數據交互,實現公交調度信息數據的和多媒體數據的功能,還可以利用電子站牌實現廣告等功能。
車管專家利用全球衛星定位技術(GPS)、無線通信技術(CDMA)、地理信息系統技術(GIS)、中國電信3G等高新技術,將車輛的位置與速度,車內外的圖像、視頻等各類媒體信息及其他車輛參數等進行實時管理,有效滿足用戶對車輛管理的各類需求。
測速E通通過將車輛測速系統、高清電子警察系統的車輛信息實時接入車輛管控平臺,同時結合交警業務需求,基于GIS地理信息系統通過3G無線通信模塊實現報警信息的智能、無線,從而快速處置違法、違規車輛。
1.1物聯網介紹
1.1.1物聯網概念
物聯網是指利用射頻識別技術(RFID)、全球定位系統(GPS)、傳感器等技術將物體與互聯網連接在一起的技術,物聯網可以實現信息交流與通信,是互聯網技術的深入應用[2]。物聯網被視為互聯網未來發展趨勢之一,其中物聯網中的每個物體都是有標識、屬性的個體,利用智能接口,按照一定的通信協議連接到互聯網中。
1.1.2物聯網主要特征
1)標識與感知。物聯網可通過RFID、傳感器等技術標識物體,并能通過上述技術感知或捕獲研究目標,采集該物體的相關信息。
2)信息處理。物聯網獲取的信息可以利用計算機進行大數據計算與分析,從而獲取極具價值的信息,以供決策與控制。
3)信息交流。物聯網與互聯網技術一樣,可以實現數據的實時共享,及時將系統信息數據通過網絡傳輸到系統中心。
1.1.3物聯網關鍵技術
物聯網技術一般可分為感知層、網絡層以及應用層三大環節,每一個環節都對應有關鍵技術。感知層關鍵技術包含RFID技術、二維碼、傳感器技術等,利用上述技術能夠實現對物體的標識與感知[4]。網絡層關鍵技術包含計算機技術、互聯網技術、云計算技術、大數據處理技術等,是信息處理、數據管理的核心。應用層關鍵技術包含智能芯片等,是信息處理的應用執行層面。近年來,隨著物聯網技術的不斷發展,出現了許多新型技術或多種技術融合的綜合性技術,如PML開發技術、嵌入式技術、傳感器網絡技術、信息安全技術等,這些技術的應用顯著提升了物聯網的性能。
1.2智能電網介紹
1.2.1智能電網概念
所謂智能電網,其本質是電網的智能化發展,以物理電網為基本框架,充分結合測量技術、傳感技術、信息化處理技術、決策系統技術、計算機技術、互聯網技術等智能化技術而形成的綜合性智能電網。智能電網的應用,將資源開發、電能應用、電網管理等各個環節實現了智能化集成,不僅實現各個環節的無縫連接,而且提升了電網的工作效率及可靠性,因此,具有極大的經濟效益。
1.2.2智能電網主要特征
1)自愈性。智能電網具備自我修復能力,當電網中出現故障,可以容錯重組,實現系統自愈。
2)激勵性。智能電網可以激發用戶參與到電網的運作過程中,從而提高電網的工作效率。
3)安全性。智能電網相比普通電網具備更高的安全性,尤其是在利用智能化技術下,電網的抵御能力更強,電網安全性更高。
4)兼容性。智能電網可以兼容各種形式的發電、供電、蓄電,因此電網的兼容性更好。
5)優化性。智能電網能夠優化各種電網設備的運行,降低電網的運行成本,優化性能優越。
1.2.3智能電網關鍵技術
智能電網未來發展趨勢,是集合了多種技術于一體的綜合性智能化系統工程。智能電網所包含的關鍵技術主要有可處理大量數據的信息處理技術;高效、實時的通信技術;電網能源分布式接入技術;系統容錯技術;傳感器網絡技術;智能規劃技術等。
2物聯網技術與智能電網技術融合
物聯網技術與智能電網技術的融合是信息化技術發展的必然,也是電網發展的趨勢。采用物聯網技術的智能電網,能夠在資源整合、通信提升、電力信息化等方面的發展提供重要的支撐。此外,物聯網技術的應用,能夠提高智能電網的自動化、智能化,對提高智能電網的管理,提高電網的工作效率,降低運行成本等方面具有重要意義。為了研究物聯網技術與智能電網技術的融合,筆者分別從感知層、網絡層、應用層三方面進行介紹。
2.1感知層
感知層包含了各種傳感器、智能芯片等信息識別與采集設備,從而實現對物體屬性、行為的監測,并能夠獲取物體的基本信息數據,通過網絡技術、通信技術將數據傳輸到數據處理中心。在智能電網中,采用物聯網技術可以對輸電線路、電氣設備等電網目標進行識別與監控,并通過光纖通信技術或無線通信技術將獲取的數據傳輸到數據處理中心。
2.2網絡層
網絡層是利用互聯網技術實現數據傳輸與共享的關鍵環節。在智能電網中,主要以光纖網絡為主要的網絡層,并以無線通信網絡、無線寬帶網絡為輔助,將感知層獲取的數據進行實時傳輸。在智能電網的應用過程中,為了保證系統的安全性,因此對數據的傳輸提出了更高的要求,智能電網的信息傳輸主要通過電網系統的內部網絡,只有在特殊環境下,才可以部分依靠公共網絡。此外,為了保證智能電網的應用,電力系統的通信網絡應該以骨干光纖網絡為主,這樣不僅能夠保證數據傳輸的實時性,而且能夠提高數據的容量。以光纖網絡為主,輔助以無線寬帶網絡、電力線載波網絡、無線數字通信網絡等通信技術,實現雙向寬帶通信的智能電網與物聯網的融合。
2.3應用層
應用層是物聯網對相關信息或處理結果進行應用的層面,在智能電網中,應用層主要是各種電力基礎設施、電力資源的應用等方面。電力基礎設備將為物聯網技術提供重要的信息數據,同時也為物聯網技術提供數據處理與計算的基礎設施,保證各種數據、設備的接口資源,為物聯網提供各種適應性極強的應用。此外,應用物聯網技術后,智能電網的在智能計算、大數據處理、模式識別等技術方面有了更有效的解決方案,能夠應用物聯網技術實現智能化決策,對提升電網的管理水平具有重要意義。
3物聯網在智能電網中應用展望
物聯網技術在物體識別與感知、信息處理、控制與決策等方面的能力,能夠對智能電網的發展提供極大的推動作用。以目前的發展趨勢來看,物聯網技術與智能電網技術的結合與應用將不斷的深入與完善,尤其是在以下幾方面的應用,將成為物聯網技術、智能電網技術融合的重要方向。
1)輸電線路可視化。利用物聯網技術的遠程識別與感知技術,能夠對輸電線路進行可視化監控,結合無線通信技術、全球定位技術等,對輸電線路冰凍、震動、故障等問題進行實時在線遠程監控,提高智能電網輸電線路的感知能力,縮減解決故障的反應時間。
2)電力生產智能化。利用物聯網技術,能夠實現電力生產的智能化管理,尤其是將RFID技術、傳感器網絡技術應用到電力現場作業,能夠對誤操作、非法進入等安全事件進行遠程監管,可以對電力生產設備進行智能化管理,減少電力生產的安全隱患,結合用電信息情況,智能規劃生產計劃。
3)用電信息智能采集。傳統用電信息通過電表人工采集,實時性、準確性均難以保證。應用物聯網技術,可以建立遠程用電信息采集系統,并將采集的數據通過通信網絡實時反饋到管理中心,可實現用電信息的實時管理,提高智能電網的智能化,適時進行調峰調頻,提升用電效率。除此之外,物聯網技術還能在電力設備管理、電力設施全壽命周期管理、用電巡檢等方面提供重要的應用技術保障,能夠有效提高電網的可靠性,提升客戶服務滿意度。
4結語
(一)信息系統分散,食品冷鏈物流實時監控性差
目前,僅有為數不多的大型企業在冷鏈物流管理中全程應用了先進的一體化低溫控制系統。眾多企業在冷鏈加工車間和庫房能夠進行很嚴格的溫度檢測控制,卻無法在冷鏈全程中進行信息管理系統的統一監管。且每個冷鏈合作企業所使用的信息系統基本都是獨立的,合作部門與企業間的信息無法進行實時傳輸,導致食品冷鏈物流實時監控性差。這導致冷鏈物流管理效率低下,無法及時對問題食品進行追溯,加大了食品冷鏈相關企業的安全隱患。
(二)標準化程度不高,食品冷鏈物流協調性弱
食品冷鏈的時效性要求將冷鏈物流活動中的采購、生產、銷售、運輸、庫存及相關的信息流動等活動打造成動態的一體化系統。中國農業的產業化程度不高,大多數中小冷鏈合作企業缺乏配套的冷藏物流設備和現代的冷鏈物流技術,無法實現標準化管理規范和全程可控的一體化冷鏈物流體系,導致食品冷鏈物流整體協調性較差。
(三)冷鏈流通比例低下,食品貨損率高起
我國食品冷鏈流通的比例遠遠低于發達國家,物流途中耗損嚴重,直接導致零售終端價格昂貴。根據近幾年中國物流與采購聯合會冷鏈物流專業委員會公布的統計數據,全國農產品僅有15%進入冷鏈物流中,其中果蔬的流通腐蝕率高居第一位,達20%-30%,水產品位居第二位,達到15%,肉類也達到了12%。與中國相比,發達國家食品損耗率要低得多,農副產品的流通損耗率普遍為5%-6%左右。
二、食品冷鏈物流環節對物聯網技術應用的需求分析
冷鏈物流管理信息化、標準化、全程一體化的需求,催化了對新型物流技術應用的管理需求,其中物聯網技術應用的巨大效應最引人關注。物聯網“Internetofthings”縮寫為“IOT”,指物物相連的互聯網,是一種建立在互聯網上的泛在網絡,并在互聯網基礎上進一步延伸和拓展,可使物與物之間具有通信功能,進行快捷的信息交換、傳輸和自動識別。物聯網具有巨大的經濟和社會效益。美國權威咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,物聯網產值將是互聯網的30倍,其創造的經濟價值將達到萬億級。物聯網從技術和產業的角度,應用技術手段來解決傳統的食品冷鏈物流面臨的許多問題,滿足食品冷鏈物流不同環節的管理需求:
(一)食品冷鏈物流加工環節均衡生產的需求
由于無法對整條食品冷鏈物流加工環節進行全程跟蹤和識別,不能及時獲得補貨信息,導致加工產品數量不準確,難以有序控制進行均衡生產。物聯網技術的應用可輔助定單生產,實現流水線均衡生產,定量完成食品加工任務。
(二)食品冷鏈物流運輸環節智能調度的需求
傳統的食品冷鏈物流運輸環節,多依賴運輸司機對運輸路線和冷藏食品的人工控制,難以做到全程跟蹤管理和實時監控。通過物聯網技術的電子標簽和接收裝置,可實現運輸環節全程可視化監控。同時,可利用物聯網采集的數據計算行車路線,進行多種路線和聯運方式的綜合調度,實現食品冷鏈物流運輸高效管理環境下的智能調度。
(三)食品冷鏈物流配送環節協同管理的需求
利用物聯網技術先進的信息定位系統,能考慮到實時交通路況,使得各食品冷鏈物流配送中心的配送管理與信息管理形成協同效應,在不同交通路況下,以成本最低、時間最短的方式完成配送工作,實現配送路徑的最大優化。
(四)食品冷鏈物流倉儲環節低庫存成本管理的需求
傳統倉儲管理模式,效率低,耗時長,人工失誤率高,容易造成倉儲貨損。物聯網FRID技術能自動識讀產品標簽,完成庫存盤點,同步傳輸至數據中心,快捷高效地管理庫存數量,降低食品冷鏈物流庫存成本。應用物聯網技術不僅能提高供應商庫存管理效率,還能有效識別假冒偽劣產品,進行智能化庫存成本管理,提升食品冷鏈物流庫存管理水平。
三、食品冷鏈物流管理中物聯網技術應用的優勢分析
食品冷鏈物聯網技術運用主要分為三個層次:食品冷鏈物流感知層、網絡層和應用層。食品冷鏈物流感知層主要是感知設備的配置和運用,比如:核心傳感技術二維碼技術、RFID技術等設備的數據采集處理。食品冷鏈物流網絡層主要是通過各種通訊技術將感知層收集的大量數據進行處理與傳輸。食品冷鏈物流應用層則是針對食品冷鏈行業通過之前感知層和網絡層的資源整合,提出實現冷鏈食品行業的解決方案。通過以上三層次的共同作用,物聯網技術在食品冷鏈物流管理中的應用優勢有:
(一)物聯網技術有助于食品冷鏈物流信息的標準化
食品冷鏈物流營運時產生的信息量非常巨大,且食品冷鏈物流系統對信息處理的準確性和及時性要求較高,高效的信息流動是整個冷鏈物流系統運作的基礎。傳統的食品冷鏈信息系統存在數據格式不統一、各子系統不兼容、信息孤島等信息不協同現象。為解決多個冷鏈物流子系統協同運作的問題,信息標準化是當前行之有效的關鍵方法之一。物聯網技術在食品冷鏈物流領域的應用,通過食品冷鏈企業內部各職能管理部門間信息互通、高效傳送和企業外部與上下游廠商、競爭對手、合作伙伴之間的信息共享,實現整個冷鏈物流系統數據的采集、傳輸、、共享和融合的信息標準化,保障整個食品冷鏈物流系統運行的穩定性和高效性。
(二)物聯網技術有助于提高食品冷鏈物流信息反饋效率
冷鏈食品的最終質量取決于冷鏈儲藏與流通時間、溫度和產品的耐藏性,冷鏈食品流通時間的有效管理,直接決定了冷鏈物流系統運營的效益。通過廣泛在食品冷鏈企業中應用物聯網感知層RFID技術,可實現對冷鏈食品的唯一標識,保障冷鏈食品信息在加工、運輸、配送、倉儲和銷售環節涉及的眾多冷鏈企業中無障礙流轉。例如,物聯網傳感器技術融合多種類型的感知節點,實現物體信息及其所處環境信息的動態感知。冷鏈物聯網移動GIS技術可以觀測冷鏈食品的運動軌跡,實現實時溫度監測,并監管冷鏈企業冷鏈中斷等問題。物聯網數據采集技術,實現了對感知商品的大批量信息采集,替代了手工錄入的繁瑣,提高了冷鏈物流系統營運效率。因此,采用新型物聯網技術后能幫助冷鏈食品物流信息的反饋效率得到很大提高。
(三)物聯網技術有助于提升食品冷鏈物流的服務水平
傳統食品冷鏈物流服務僅僅是以滿足生產者和消費者不斷增長的物流需求為目標,缺乏物流服務方式創新,無法提供個性化和智能化物流服務。物聯網三層面技術的應用,提供了個性化智能物流服務解決方案。物聯網感知層識別技術(RFID)能夠實現高度的物流信息化、自動化和便利化,確保基礎性食品冷鏈物流服務的有效實施。物聯網網絡層數據處理與傳輸技術,在冷鏈物流上下游實體中快速反映客戶的服務需求和期望,能準確、及時調整物流計劃,實現物流服務能力的最佳匹配,提供以客戶為中心的冷鏈物流優質增值服務。物聯網應用層技術利用計算機、網絡和通訊等現代信息技術,對區域內物流作業、物流過程和物流管理的相關信息進行資源整合,滿足客戶的訂單生產、銷售頻率等個性化服務需求,實現物流流程需要同客戶服務需求無縫對接,實現整個冷鏈系統的高度組織協調性。
四、食品冷鏈物流主要環節中物聯網技術的應用研究
物聯網技術在食品冷鏈物流的業務流程和物流環節的廣泛應用,實現了食品冷鏈物流技術和業務模式的創新。
(一)物聯網技術在食品冷鏈物流采購環節中的應用
通過在食品冷鏈物流企業中廣泛使用電子標簽和FRID讀寫器,能優化食品冷鏈物流的采購方案,確保冷鏈食品的精準化采購水平。首先,通過對所有冷鏈食品原料粘貼電子標簽,讓每個標簽含有符合EPC(ElectronicProductCode產品電子代碼的縮寫)規則的商品信息。當買方輸出食品原料采購訂單前,通過FRID讀寫器對采購食品原料進行電子標簽識別,就可以獲得有關采購食品的所有信息,還能獲悉采購食品原料在整個冷鏈物流中的流轉情況和變化信息,為優化采購方案提供精確的數據支持。同時,數據還能幫助買方掌握食品原料準確的消耗量,精準制定合適的采購時間、采購周期和采購數量。此外,物聯網技術還確保賣方所供給食品原料的數量、質量和品類符合要求,并極大縮短食品原料檢測時間。這不僅使采購作業更加科學,而且節約采購時間和資源,降低食品冷鏈企業采購成本。
(二)物聯網技術在食品冷鏈物流生產環節中的應用
當帶有電子標簽的食品原料進入冷鏈物流生產環節時,生產工序流水線上的讀寫器裝置就會對其進行識別,并將每道工序的具體信息數據寫入電子標簽,最終產成品的電子標簽會集合所有的加工信息。這些數據上傳到企業生產管理信息系統,為企業了解自身產能、合理安排生產計劃、制定精準的生產周期而提供基礎信息保障。在日常生產管理活動中,物聯網技術能幫助生產企業準確獲知生產訂單的執行情況,進行生產進度跟蹤與控制,監督產成品質量完成狀況。這不僅優化生產流程,為交貨期預測提供決策支持,還為員工績效考核提供參考,提升食品冷鏈物流生產企業的生產力。
(三)物聯網技術在食品冷鏈物流倉儲環節中的應用
物聯網技術在食品冷鏈物流倉儲業務流程中的應用,能大大縮短倉儲作業時間,同時提高冷藏食品的庫存精確度。采用物聯網技術的倉庫出入口處,安裝有讀寫器和紅外線接收器,主動對通過出入口帶有電子標簽的貨物進行掃描,將貨物信息傳輸到物流倉儲后臺管理系統,實現物品出入庫控制智能化。縮短出入庫流程消耗時間的同時,避免人工操作的繁雜業務,使出入庫作業更加便捷、準確、快速。通過在倉庫的每個區域安裝位置讀寫器,能幫助倉儲管理人員迅速、精確地進行儲位貨物定位。當倉庫進行貨物盤點時,倉儲工作人員僅需通過手持式讀寫器進行倉儲貨物掃描,貨物信息將自動傳輸到倉儲管理數據系統,繁重的貨物清點工作變得便利、高效和精確。
(四)物聯網技術在食品冷鏈物流運輸環節中的應用
[關鍵詞]物聯網技術RFID公安工作
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)05-0328-01
1物聯網的概念
1.1起源
物聯網(Internet of Things)的概念的起源最初是1991年美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出的。比爾蓋茨在1995年出版的《未來之路》一書中提及物物互聯的概念。1998年麻省理工學院提出了當時被稱作EPC系統的物聯網構想。1999年,在物品編碼技術的基礎上Auto-ID公司提出了物聯網的概念。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,其中指出“物聯網”時代的來臨。
1.2概念
物聯網,顧名思義是在傳統互聯網、電信網等基礎上,實現物與物的信息互聯與交換,達到物與物之間的通信與互動。物聯網是傳統網絡的延伸,通過感知技術將傳統網絡的終端擴展到物。這是一個將物質世界數字化的變革,每一個普通物理對象都可以作為物聯網的一部分,可以被獨立尋址通過網絡互聯互通。
1.3感知方式
將網絡終端由傳統意義上的機器延伸到物理對象的過程中,重要的一步是傳感器技術,傳感器技術可以將物理對象的信息轉化為計算機能夠處理的數字信號,是實現物與物通信的前提。目前常見的傳感設備和技術有二維碼識讀設備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等。通過這些傳感器技術,可以將任何需要互聯的物體信息數字化,實現物聯網由機器終端到普通物體終端轉變。
2物聯網的特征和傳統的網絡相比,物聯網有其鮮明的特征。
2.1各種感知技術的廣泛應用。
物聯網上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性,按一定的頻率周期性的采集環境信息,不斷更新數據。
2.2數據量極其龐大
物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,形成了海量信息。
2.3地址需求龐大
物聯網要求作為物聯網終端的每一件物品有自己獨立特有的物理地址,目前互聯網使用的IPv4協議所提供的地址資源遠遠不能滿足物聯網的需求。其龐大的地址資源需求會在下一代互聯網的IPv6協議中得以實現。
2.4智能技術的應用
物聯網不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合,利用云計算、模式識別等各種智能技術,擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據,以適應不同用戶的不同需求。
3物聯網技術的典型應用
物聯網早已不僅僅只是一個概念,從它的概念提出至今的十幾年中,它已經在我們身邊或大或小的領域中有運用。我國的第二代居民身份證就采用了內置RFID技術,采用國內自主嵌入式微晶片,是全球最大的RFID應用技術。
4物聯網帶來的安全風險
物聯網的基礎是互聯網等傳統網絡,將傳統網絡的終端擴展至人與物,這樣一來就會將傳統網絡所面臨的安全風險與危害放大,互聯網所面臨的病毒攻擊,黑客攻擊等危害在物聯網中也存在。
另外,物聯網的感知層將成為一個新的安全隱患點,物聯網的傳感器采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,在傳輸過程中,為了保障數據的正確性和及時性,必須適應各種異構網絡和協議,而在物聯網發展的目前階段,各種接口協議都還很混亂,對于物聯網的監管與保障幾乎沒有,個人隱私、情報在采集和傳輸階段面臨很大的安全性問題,所以這將是公安工作中的一個新問題。
5物聯網在公安領域的應用
目前階段下,物聯網技術應用到公安領域中,還存在很多困難和阻礙。將物聯網技術應用于現有的資源平臺,可以在應用實踐中帶動公安物聯網發展。
5.1新一代警務通系統
新一代的警務通系統采用了結合的物聯網技術,內置的第二代身份證讀卡模塊,采用了非接觸式的讀卡技術,公安民警可將二代身份證放置感應區,公民身份信息包括文字、數據、個人相片等信息顯示或提示在彩色液晶屏上,并且還可通過云計算平臺與公安專網進行互聯核查。
配備GPS系統,與警用地理信息系統配合,實現對警力部署或重點車輛的可視查詢、定時定位、自動跟蹤、區域監控、路徑優化、軌跡分析,提高了公安機關的警務工作效率和實戰能力。
5.2車輛管理系統
基于無源射頻識別技術的區域性車輛安全監管系統,通過在車輛內安裝RFID電子標簽和GPS使被標識車輛的靜態身份信息與動態運行信息有機地結合在一起。以車輛自動識別與認證服務為基礎,實現在開放性道路交通環境下對車輛運行信息和事件信息的自動采集,提供滿足不同應用環境的全天候涉車監管服務。該系統還能實現交通需求預設,路網資源的分配管理,交通流量自動統計,車輛運行狀態的實時回傳等功能。目前上海,南京就采用類似的系統對特定車輛進行管理。
6物聯網時代公安工作的展望
物聯網時代即將到來,物聯網技術對社會的改變是公安工作新的機遇和挑戰,在可預見的將來,物聯網在公安工作中將發揮極其重要的作用。
將物聯網技術引入地理信息系統(GIS)和GPS、電信運營商的無線電信網絡相結合,將是一個改變公安工作模式的改革。在突發事件和處理以及各種刑事、民事和交通案件處理時,實現對警力資源的及時高效合理地調度與充分使用,有效縮短出警反應時間,減少警務處理的盲目性,實現對警務現場的實時全方位多角度的監控及指揮調度。
物聯網技術使得具體物理對象成為公安工作的出發點,對于成為網絡終端的人、車、物的管理與控制上升到了一個新的高度。配合現有的監控、管理和資源系統,將任何需要成為物聯網終端的物理對象納入公安工作的管理之中,將在維護社會穩定,社會治安管理和打擊刑事犯罪方面起到非常重大的作用。
7總結
總體而言,物聯網技術已經完成從技術到產業的轉變,