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[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高職物聯網應用技術專業建設自從2011年開始在全國迅速展開,經過近幾年的快速建設初步形成了一定的規模,積累了一定的經驗,但是由于物聯網技術是一項綜合性技術,涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術之大成,要真正建設好高職物聯網專業還有較大差距,特別是高職物聯網應用技術專業的實訓教學建設還有待進一步加強研究與深化。
高職教育是培養面向社會各行各業生產第一線的高素質技術技能型專業人才的高等職業教育,它的根本任務是培育學生良好的職業能力與可持續發展能力。職業化能力的培育是高職學生的重中之重,也是區別于應用型、研究型人才的顯著標志,職業能力的培養要靠高職院校實訓教學來保障和實現,只有建設規劃好物聯網技術實訓教學體系才能完成高職物聯網專業學生的職業能力與可持續發展能力的修成。隨著國家“互聯網+”、“工業4.0”等理念的提出與深化,物聯網技術的應用十分廣泛,如智慧農業、環境監測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根據國家“十二五”戰略規劃結合地區經濟發展特點,以智慧農業和環境監測作為高職物聯網技術實訓切入點,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,培養主要面向農業與環境行業的具有物聯網設備安裝調試、工程規劃與實施、系統服務與技術支持為主的高素質技術技能型物聯網技術人才。
1專業課程與實訓教學
1.1專業培養目標
高職院校是為國家培養技術技能型人才的高等學校。其培養的人才除了要有一定的理論基礎知識,重點是要培養學生具有較強的專業實踐操作能力和崗位就業適應能力,這就要求高職院校通過工學結合辦學模式,強化以職業能力為目標的實訓教學,最終實現物聯網應用技術人才培養目標的要求。
物聯網應用技術專業的培養目標是為培養德、智、體、美等全面發展,面向物聯網產業,服務區域與地方經濟發展,具有較好的物聯網專業基礎知識、較強的實踐能力、良好的團隊協作能力,可持續發展與創新能力,掌握物聯網應用技術,從事物聯網工程項目的規劃與施工管理、物聯網設備安裝與調試、物聯網維護與管理、物聯網設備營銷與技術支持,成為具備良好文化素養、職業道德和綜合職業能力的高素質技術技能型人才。
1.2專業課程體系
從職業崗位能力需要出發來分析物聯網應用技術專業的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構建課程體系和課程內容,在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓課程內容建設,努力做到“教學做一體化”教學過程中理論與實踐的相互促進和融合,最終使實踐教學來內化學生的理論知識,為拓寬高職學生的成長空間打下基礎。為此,設置了一定數量的通識教學課程和專業基礎課程,如高等數學、英語、高級語言程序設計、物聯網技術概論等。專業課程的設置更加體現職業崗位的特點要求,以智能農業、環境監測為系統實訓平臺出發,圍繞這兩大領域的物聯網技術應用展開,開設了一些有特色的專業課與實訓課。如RFID技術與應用、無線傳感器組網技術、農業食品溯源應用系統實訓、城市環境遠程監測系統實訓等課程。課程設置如下表所示。
物聯網應用技術專業課程表
公共素養課程
思想道德修養與法律基礎、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業發展與就業指導、大學英語、大學語文、高等數學(理)、大學生心理健康教育、體育
專業支撐課程
計算機組裝與系統維護、計算機技術基礎、電工電子技術基礎、高級語言程序設計、計算機網絡技術、物聯網技術概論、數據庫應用基礎、網絡設備配置技術
專業核心課程
無線傳感器網絡技術、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、物聯網系統應用實訓、物聯網工程設計與實施
專業拓展課程
綜合布線技術、移動應用開發、嵌入式系統與應用
1.3實訓教學體系
高職教學的根本就是培養學生具備良好的職業崗位就業能力,它的特點是突出職業能力所要求的實訓實踐教學,完備的實訓教學體系主要由三部分組成,包括專業實訓教學環節、校內實訓室建設、校外實訓基地建設。在設計物聯網應用技術實訓教學時,以知識與技能漸進式提高出發,按照“認知―技術技能―系統體驗” 路徑展開,“認知”主要是強調基礎性和啟蒙性實訓,“技術技能”主要側重專業核心課程的配套實訓,“系統體驗”主要是對前面實訓成果的系統綜合和應用,更加貼近物聯網技術的實際應用。物聯網應用技術實訓教學可以分為三個主要階段:技術基礎與專業認知實訓、專業技能實訓和物聯網系統應用實訓。校內校外實訓的有效結合來強化物聯網專業學生的技術技能和崗位適應能力。校外實訓基地主要解決學生的崗位適用能力,校內實訓室主要完成學生的專業技能的實操和理論知識的內化。
2基礎性實訓
俗話說得好,基礎不牢地動山搖。這說明基礎知識的學習與掌握是何等的重要。高職實訓也是同一個道理,也要從基礎性實訓抓起。物聯網應用技術基礎性實訓可以分成兩個層面:專業基礎實訓和專業認知實訓。
2.1專業基礎實訓
專業基礎實訓一般是指電子信息大類學生應具備的一些面向職業崗位的通用型技能實訓。如計算機基礎應用、高級語言程序設計、計算機組裝與維護等實訓,采用“教學做一體化”教學模式下,通過這幾門課的實訓讓學生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握,為后面的進一步學習打下良好基礎。計算機基礎應用和計算機組裝與維護這兩項實訓主要讓學生了解和認識計算機系統結構和基本工作原理,熟悉應用辦公軟件如Office,掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修,訓練高職學生使用計算機的基本技能。高級語言程序設計主要讓學生對計算機編程語言有一個基礎性的學習掌握,為下一步技術技能的實訓打下基礎,如C語言學習。
2.2專業認知實訓
專業認知實訓是開啟對物聯網技術應用大門的起初環節,目的是讓物聯網應用技術專業學生對物聯網技術的相關知識、相關設備、相關領域和相關應用有一個認識,拓寬學生的眼界,增強學生對專業學習的興趣,為專業技能實訓起到承上啟下的作用。由于物聯網技術涉及學科門類較多,職業面向行業應用面廣,因此不可能面面俱到,只能依據專業培養定位來開設認知實訓。針對面向農業與環境應用的特點,專業認知實訓突出了電子技術基礎和計算機網絡技術的學習,通過系統仿真和實際電路的調試,讓學生對基本的模擬、數字電路、計算機網絡應用有個較好認知;通過物聯網技術概論課程相關的實訓讓學生了解物聯網涉及的多類技術要素,了解物聯網三層體系結構及相關的感知、傳輸和信息處理與控制技術,在認知實訓中強調以感觀了解為重點,知識普及為重心,宜采用多種教學形式開展,如網上查閱、實地參觀、現場交流與訪談等。
3職業技能實訓
職業技能是高職學生面向社會就業之根本,也是體現現代高職教育之重心所在。高職教育的質量與特色大多體現在學生技能素質的培養上。從物聯網技術層面來分析,物聯網技術應用主要包括三個層面:感知技術、網絡傳輸技術和信息智能處理與控制技術,因此,我們結合面向農業與環境領域的應用從三層結構來組織物聯網專業技能實訓。
3.1感知技能實訓
感知技術主要是解決信息的獲取,為最終的行業應用提供信息與數據。它包括多方面的信息獲取技術,如各型傳感器、RFID系統、定位系統、條碼等十分廣泛。以農業與環境行業的應用為例,主要采用的也是前面所說的四大類設備,為此要建立感知技術應用實訓室,結合專業核心課程進行傳感器、RFID等方面應用技能實訓,讓學生了解各類型傳感器和RFID系統應用技能。傳感器方面:如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用,通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設備方面:如各型電子標簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓臺,讓學生掌握各型電子標簽的使用情況和基本工作原理,理解各頻段RFID系統的適用范圍,以電子標簽信息識別讀寫實訓讓學生對各類技術標準有一提高認識與消化。另外,也要適當增加控制方面的實訓,如智能農業方面的調節光照和控制水源和通風等。
3.2信息傳輸技能實訓
網絡傳輸是信息高速公路,負責把由前端感知設備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面:一是近距離無線網絡傳輸,二是遠程高速網絡傳輸。近距離無線網絡傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術,主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉發上傳到遠程網絡上。重點是實訓無線傳感網(Zigbee網絡)的組網與使用,讓學生了解與掌握無線傳感網的基本組成、相關設備與工作原理,通過如節點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網的使用。另外,結合計算機網絡技術實訓來強化學生對局域網、寬帶廣域網的應用以及網絡設備配置與管理。
3.3信息處理技能實訓
在物聯網三層體系結構中,最后一層是信息管理與應用(簡稱應用層)。應用層主要是完成經網絡傳輸層上傳到云端數據的接收、過濾與存儲,然后結合行業應用進行控制與管理。主要涉及專業課程有數據庫應用基礎、高級語言程序設計、移動應用開發等一些相關軟件應用方面?;谖锫摼W技術的應用系統離不開數據庫管理和前后臺應用軟件的開發,針對高職學生的特點,適當強化數據庫(如MSSQL)應用知識的掌握和實際應用,對數據庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯技術的迅速發展,移動終端在物聯網系統應用中已十分普及,目前移動開發平臺主要基于IOS和Android兩大系統,基于Android移動應用開發已占據主流,為此結合移動應用開發課程建設移動應用開發實訓室,在學習了Java語言后,通過“教學做”來培養學生開發小型App的能力。
4系統性實訓
物聯網技術的顯著特點是集多專業之大成,涉及專業知識面廣,容易給學生產生知識混雜和難學的印象,那么如何補救這一情況是專業教學研究的一大課題,為此,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑的理念,特別強化與設置了物聯網系統綜合實訓環節。
4.1智能農業應用實訓
物聯網技術在智能農業中的應用如火如荼,“民以食為天,食以安為先”,食品安全至關重要,農產品的質量管理特別是食品溯源系統已日益成熟。將農產品種(養)植、運輸、加工和流通的信息相關聯,形成完整的信息追溯鏈來確保農產品的安全性。整個系統涉及溯源標識技術、監裝技術、物流監控技術和數據采集與查詢技術。溯源系統以RFID、條碼技術的應用為基礎,是一典型的物聯網綜合應用系統。這一實訓系統基本涵蓋了物聯網應用技術專業所學的大部分專業知識,通過溯源系統的實訓體驗把原本分散的技術串聯起來,強化了學生對物聯網專業知識的理解和興趣,特別是強化了學生對RFID技術應用的認識。實訓的主要內容有網絡環境的搭建、服務器安裝與調試、電子標簽制作與識讀、數據庫管理與應用、PDA安裝與調試和APP應用開發等。
4.2環境監測實訓
基于無線傳感網的環境監測實訓是以傳感器與無線傳感網組建與應用開發為重點的專業實訓,通過此實訓讓學生達到對無線傳感網的系統設計,設備選型,傳感網組網及Zigbee協議的應用開發有一定程度深化,實訓重點要讓學生樹立起系統性的理念。下圖是物聯網環境監測實訓室功能總體框圖。
環境監測實訓系統
實訓系統包含三種數傳模式(WiFi、Zigbee、有線)環境監測傳感器,形成一套覆蓋三個層次的物聯網教學平臺。同時,其他內置WiFi模塊的各種手持設備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯網實驗設備的一部分;師生教學、科研實踐開發的其他感知模塊,通過與標準的WiFi設備服務器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。這些設備的靈活配置為學生提供了從數據采集、網絡傳輸到信息處理較完整的物聯網系統應用模型。包含的實訓:網絡組網與無線信號測試、Zigbee協議棧應用、Zigbee網絡拓撲、開發環境的搭建;IEEE 802.11協議介紹、接口程序代碼開發、串口WiFi設備服務器設計、傳感器數據采集與查詢顯示等,重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯動起來,讓學生充分體會到一個真實的無線傳感網系統的體驗,更加貼近了以后的工作崗位,增強學生就業信心。
5結論
物聯網應用技術實訓教學是培養高職學生技術技能型人才的核心所在。實訓教學必須以良好理念為先導,緊密結合人才培養目標,構建起符合學生就業崗位需要的實訓教學體系。本文以農業與環境應用為背景,從分析人才培養目出發,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,以知識與技能漸進式提高構建實訓教學環境,通過近兩年的探索與實踐,取得了較好的效果。
參考文獻:
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物聯網應用技術專業秉承厚基礎、重實踐、求創新的育人理念,在堅持全面發展的同時兼顧個性發展,培養具有良好的職業道德和敬業精神,掌握物聯網應用技術的基本理論知識和基本技能,接受校企合作實踐項目訓練,具備一定的物聯網綜合應用能力,能在物聯網技術應用的相關行業和領域中從事物聯網應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業,培養物聯網技術與物流企業進行產業對接時,所急需的掌握智能物流等相關專業知識的高級專門技術人才。
二 物聯網應用技術專業人才素質和能力要求
物聯網應用技術專業畢業生可在各行業、企業從事物聯網系統開發、系統集成、測試、銷售及物聯網產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一,思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀;踐行社會主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
第二,文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續學習和終身學習的能力;具有一定的創新意識、創新精神及創新能力;具有一定的人文和藝術修養;具有良好的人際溝通能力。
第三,專業素質。了解物流企業基本的運營知識,掌握從事物聯網產品集成、物聯網平臺運營、物聯網技術支持、物聯網產品營銷與策劃等工作所必需的專業知識;具有一定的工程意識和效益意識;具有一定的市場營銷能力。
第四,職業素質。具有良好的職業道德與職業操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五,身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質;擁有積極的人生態度和良好的心理調節能力。
2.能力要求
第一,職業基礎能力。良好的溝通表達能力;無線網絡基礎知識應用和常見故障的處理能力;單片機基本知識的理解能力;數據庫操作系統的基本操作能力;基本的程序設計能力;基本的市場營銷和策劃能力;常用辦公軟件、工具軟件的使用能力,利用Office進行項目開發文檔的整理(Word)、報告的演示(PPT)、表格的繪制與數據的處理(Excel)的能力,利用Visio繪制流程圖的能力;閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力;閱讀本專業相關英語技術文獻、資料的能力;熟練查閱各種資料,并加以整理、分析與處理,進行文檔管理的能力;通過系統幫助、網絡搜索、專業書籍等途徑獲取本專業幫助的能力。
第二,專業核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力;ZigBee、WiFi、藍牙等無線網絡的配置與維護能力;物聯網應用層開發、物聯網平臺的運營能力;智能物流平臺設計與維護能力;智能設備平臺的認知與維護能力;物聯網-ERP集成技術應用能力。
第三,其他能力。分析問題與解決問題的能力;應用知識能力;創新能力;工程實踐能力;人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力;組織管理能力。
三 物聯網課程體系構建
為了強化物聯網基礎教育,突出物聯網應用技術專業實踐能力的培養,對應用技術型專業培養模式進行改革和調整,將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業核心課和實踐教學課等4個階段,如下圖所示。通過改革和優化培養方案,強化物聯網理論教學、網絡物聯網工程實驗教學以及特色網絡課教學,建立了適應物聯網時代技術發展的整套課程體系。課程設置以能力為本位,依據課程間的關聯循序漸進地培養職業能力。
1.主要課程設置
第一,公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業學生必修的課程,課程體系將公共基礎課程劃分為三類,其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養等課程;公共基礎類課程包括計算數學、概率論與數理統計、信息技術基礎等課程;職業教育類課程包括入學教育、職業生涯規劃、職業道德等。
第二,專業基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數據庫技術、計算機網絡基礎等課程。
第三,專業核心課程。根據物聯網的三個層次(感知層、傳輸層、應用層),本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統開發、物聯網組網技術、網絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業ERP技術應用、物聯網系統集成等課程。
第四,實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業實驗為:行業認知實踐、職業規劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數據庫設計實驗、無線傳感器網絡設計實驗、RFID系統設計實驗、嵌入式系統開發實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯網綜合應用設計與實現、畢業實踐和畢業設計等。
2.主要實踐性教學環節
第一,行業認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業認知實踐。學生通過聽取物聯網技術發展報告,了解行業背景和發展狀況;通過走訪考察物聯網企業,了解崗位職業需求以及崗位技能與素質要求;通過專業教師對本專業課程體系的介紹,明確學習目標及就業取向,增強學生對專業的認同感和使命感。學生參加行業認知實踐必須做好相應的記錄,寫出相應的實踐報告,報告應包括行業認知、自我評估和職業定位等。
第三,職業規劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業規劃實踐。人才測評專家將學生的職業發展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業素質綜合評分、專業課成績、基礎課成績等原始數據與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配,給出職業素質評分報告和職業生涯規劃建議,學生根據評分報告和建議完成職業規劃報告。
四 物聯網應用技術專業實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一,程序設計實踐。在第1學期的教學周內,單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐,學生能更進一步理解C語言程序設計方法,在編程實現時要保持良好的程序設計風格,對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據程序設計實踐完成情況進行考核,并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二,數據結構實踐。在第2學期的教學周內,單獨利用一周時間開設數據結構實踐。要求學生利用掌握的數據結構知識,對各種典型的算法問題進行編程、調試,并分析其時間復雜度與空間復雜度,理解設計選型對軟件性能的重要性,撰寫設計報告。
第三,電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內,單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識,針對具體的實際問題或任務,全面地分析和設計出解決該問題的實施方案,最后完成電路的制作和測試。根據學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四,設計實踐。基于Web的數據庫設計實踐,在第4學期的教學周內,單獨利用一周時間開設基于Web的數據庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網絡數據庫編程,掌握利用.Net平臺進行網絡數據庫系統的設計能力。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五,無線傳感器網絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網絡設計實踐。要求學生運用所學知識,結合C51RF-WSN平臺,選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網絡解決方案。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統設計實踐
第一,RFID系統設計實踐。在第5學期的教學周內,單獨利用一周時間開設RFID系統設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現短距離通信,設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二,小型物聯網綜合設計與實現。在第6學期的教學周內,單獨利用一周時間開設小型物聯網綜合設計實踐。要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業實踐與畢業設計
第一,畢業實踐。第5~6學期安排18周的畢業實踐。實踐的形式包括企業考察與調研、參與短期項目開發、到企業進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后,寫出實踐報告或總結,指導教師根據學生實習情況對實踐進行評定。
第二,畢業設計。畢業設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環節。學生畢業設計題目可以源于教師科研項目、物聯網公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統設計、論文撰寫、論文答辯等環節。
物聯網應用技術專業是面向國家戰略性新興產業發展需要而設置的新專業,物聯網應用技術專業學生是物聯網產業人才的重要來源,核心能力對他們整個職業生涯來說起著至關重要的作用。物聯網專業學生核心能力的培養必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程,貫穿于教育教學的全過程,最終培養和訓練學生的職業核心能力。物聯網課程從根本上強化了網絡教學的先進性和實踐性,為培養具有網絡應用能力、工程實踐能力和創新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
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Key words: logistics industry characteristics; higher vocational colleges; internet of things; talent training
物聯網作為新興產業,近年來發展速度迅猛,很多高校開始開設了物聯網專業。高職院校成了培養物聯網“應用型”技術人才的“主戰場”。高職院校的物聯網專業是一個“行業應用性”很強的專業,如果物聯網專業缺乏行業特性它將如同一個人只有身軀沒有靈魂,是沒有生命力的。自教育部發文明確支持各個學校建設物聯網相關專業以來,全國高職院校開展了物聯網專業建設大潮,然而,由于各高職院校人才培養的行業側重點有差異,人才培養模式也大相大相徑庭。我們必須將物聯網技術應用技術的人才培養對接具體的行業特色和需求,開展特色專業建設,走行業特色之路,培養行業特色人才。
1 物聯網產業發展特點
物聯網產業體系基本齊全,部分領域已形成一定的市場規模,物聯網產業的發展的特點主要體現出以下四個字:“熟”、“深”、“新”、“合”。
“熟”主要體現在政策環境越趨成熟。2010 年,物聯網產業正式列入我國五大新興戰略性產業之一,國家及各省市又陸續出臺了針對涉及物聯網產業發展的若干項扶持及政策,物聯網產業發展越趨成熟的政策體系與環境,為產業各環節的發展做出了重要且必要的支持。
“深”主要體現在市場應用深化發展。在“應用示范激發市場需求,市場需求帶動產業發展”的政策牽引下,物聯網技術在智能交通、環境保護、地質災害監測、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、個人健康等多個行業領域中的廣泛得到了應用。
“新”主要體現在協同創新積極推進。物聯網與云計算、大數據以及移動互聯網等的應用創新及融合,使得物聯網信息化應用進一步深化,同時,產業鏈各環節的協同創新也日益加深。
“合”主要體現在產業整合日益加劇。物聯網產業加劇了各行業整合態勢,加速資源整合、優勢互補、合力集聚、形成突破,形成了整合發展新態勢,加速了傳統產業的轉型升級。
2 高職物聯網專業建設現狀
從物聯網產業鏈的角度來分析,物聯網產業主要有感知控制、數據傳輸和數據處理“三層”體系結構,各高職院校皆是根據物聯網產業“三層”體系結構培養對應專業人才,主要培養物聯網應用技術人員和研發人員,目前高物聯網專業的特點主要表現在:
1)物聯網專業技能知識的“復雜性”
物聯網是典型的交叉學科,涉及電子、計算機、測控與通信等多領域相關專業知識,物聯網不同于其它專業,是現有信息技術綜合集成化的產物,所以物聯網專業技能知識相當“復雜”。
2)物聯網專業培養需求的“多樣性”
物聯網融合了多種技術,由于多學科的交叉融合和影響,導致物聯網專業應用需求的多樣性,也使得新的技術創新成為可能。
3)物聯網專業學生就業的“寬廣性”
物聯網的廣闊前景引起了產業鏈上各行業的青睞,能夠在智能交通、智能醫療、智能家居、智能物流、智能電力等行業的從事系統集成與物聯網協議開發工作。
3 高職物聯網應用技術專業人才培養中存在問題
物聯網屬于典型的交叉學科,涉及到計算機、通信、控制、電子、信息安全等多個專業知識,所有的高職院物聯網專業都是從計算機、通信或電子專業演變而來,因此,很多高職院校在物聯網專業人才培養方面,存在以下問題:
1)專業建設“新瓶裝老酒”。由于高職院的物聯網專業從學院現有專業的演變而來,雖然是以物聯網應用技術專業進行教學,可是教學還是老套路,如從計算機專業演變而的還是以軟件開發為主,從電子專業演變而來還是以低層電子技術為主,不能系統性進行專業人才培養。
2)實訓室建設“重復無創新”。很多高職院校的物聯網實訓室是將原有的傳感器實驗室和網絡實驗室進行拓展或者是單組合起來,要么物聯網實驗室都以實驗箱為實驗平臺,實驗內容以傳感器、單片機、無線網絡通信等為主,缺少物聯網的綜合應用開發環境,無法完成對接行業的具體“應用性”開發。
3)課程實訓構建“仿真輕集成”。大都高職院校物聯網實訓室建設過多強調“技術仿真”,沒有接合具體的行業應用環境進行帶有開發性實訓室的建設,缺乏應用集成,實踐性不強。
4 對接物流行業特色高職物聯網應用技術專業人才培養的實踐與思考
高職物聯網應用技術專業建設根據物聯網技術及其應用的發展趨勢,以“行業應用”為重點,以行業市場對人才的需求為依據,是專業建設的發展方向,下面以湖南現代物流職業技術學院物聯網特色專業建設為例,分析該專業該如何對接行業特色,走特色發展品牌之路。
4.1學院物聯網應用技術專業基本情況
湖南現代物流職業技術學院根據學院的專業群的布局,依托物流行業和湖南省現代物流職業教育集團的優勢,2012年在湖南省高職院校第一個開設物聯網應用技術專業,專業主要面向物流及相關行業智能物流相關崗位,培養具備智能物流項目的規劃、設備安調、系統集成、售后服務等的高素質技能型人才。
4.2對接物流行業特色的專業職業能力培養
學院對接物流行業特色結合物聯網專業技術體系,構建專業物流行業特色的職業能力培養體系。
1) 對接物流行業特色的專業能力培養體系
物聯網的體系結構可歸納為由三個層構成:感知層(物流信息采集層)、網絡層(物流信息交換)和應用層(智能物流)三個層面。對接物流行業特色的高職物聯網專業能力體系如圖1所示。
在感知層,針對專業面向物流行業的具體特征,著重智能物流物聯網感知基礎應用能力;在網絡層,著重培養智能物流物聯網數據通信應用能力;在應用層,重點培養智能物流物聯網技術開發應用能力。
2)對接物流行業特色的專業職業崗位培養體系
學院物聯網專業對接物流行業特色劃分為:智能物流營銷策劃類、智能物流運營管理類、智能物流技術類等崗位;主要培養為物聯網企業及IT行業培養信息系統集成設計、物流自動化技術、物流信息系統開發、工程項目管理、售前技術支持、售后技術服務的特色專業人才,其對接專業職業崗位能力培養體系如表1。
在感知層智能物流物聯網技術基礎實訓室,重點訓練學生RFID感知技術、條碼感知技術、情景感知技術、傳感器技術以及無線網絡組網技術等物聯網基礎信息感知與采集技能。
在網絡層智能物流物聯網仿真實訓室,重點訓練專業學生把感知層的采集的物理事件和數據和應用層物流行業應用系統相互連接,能通過WIFI、移動網絡技術及Internet構成一個可以互通信息的系統的專業能力。
在應用層智能物流物聯網技術開發實訓室,對接智能倉儲、智能運輸及智慧供應鏈等物流業務中具體應用,通過具體項目實踐,訓練學生物聯網應用集成及項目實踐能力。
4.3對接物流行業特色的專業培養效果
在對接物流行業特色物聯網專業建設的輻射下,學院的物聯網應用技術專業建設取得了非常好的效果,具體如下:
1)共建工程研究中心,推進新技術研發
學院與國防科技大學聯合成立“物聯網感知技術與應用湖南工程研究中心”,共同研發湖南省“十三五”科技重大專項課題(超高頻電子標簽芯片研制與應用示范),積極開展新技術研究,為提升專業服務產業升級轉型注入新的動力。
2)承擔省級重點項目,打造專業品牌
中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)12-0240-02
傳統農業以人力為中心、依賴于孤立機械,而農業物聯網系統工程在農業服務業中開展應用后,通過基于物聯網的設施農業環境監控系統服務平臺可以有效改變生產模式,使農業生產轉向以信息和軟件為中心,提升農業生產效能[1-3]。通過建立物聯網遠程專家診斷指導系統,利用物聯網技術、通信技術和傳感技術,將日光溫室種植過程中關鍵的要素(空氣的溫度、濕度及土壤的溫度、濕度等)數據通過各種傳感器的采集,并利用網絡通信技術如以太網WEB、GPRS、3G等,將數據及時傳送到本地的設施農業物聯網控制室以及遠端的設施農業物聯網數據中心,使設施農業管理人員及時掌握農作物的生長環境,并及時采取控制措施,從而達到預防病蟲害、提高生產質量、提升勞動效率的目的。通過農業專家預警系統,調節適宜作物的設施內小環境,提高農產品的產量和品質,提高水肥利用率,降低人力消耗。通過實時監測數據,可以有效預測和預防風災、雪等自然災害,防止設施損害、農產品減產。在作物的不同生長階段,種養殖戶實時定量監控各環境因子,如光、溫、水、氣等,科學管理設施內作物的水、肥、氣等環境因子,降低人力消耗,實現了真正的精耕細作[4-5]。
1 總體思路
依靠無線網絡,對區域內分散的農業設施實行精細化管理,實時監控光、溫、水、氣、濕及病蟲等對作物生長有重要影響的因素,掌握其變化情況。此模式可以應用于畜禽養殖、大棚果蔬生產等。農民可以使用手機或電腦在該系統平臺上查詢自己的種、養情況,例如大棚和雞豬舍超過或達不到正常狀況隨時有短信提示。在了解種養過程中各項關鍵要素的實時變化情況后,可以通過專家系統進行關鍵因素的定時、定量分析,對病蟲害的發生和發展進行預測預警,以便農戶及時采取應對措施,為農業生產提供保障[6]。
2 技術方案
2.1 物聯網遠程專家診斷指導系統的目標
一是信息采集采用智能測控系統,依托物聯網監測農作物生產;二是對農業生產信息進行實時監控,應用智能產品檢測、控制作物;三是實現農業生產管理的科學化與智能化,通過智能產品中的專家知識和技術支持,保障農業生產,為農戶提供及時有效的服務。
2.2 物聯網遠程專家診斷指導系統的功能
2.2.1 環境監測。主要包括各項環境數據的采集,如溫度、光照、土壤水分、濕度等,監測范圍包括大棚及作物生產區域。通過單傳感節點獨立采集和多傳感節點匯集采集的數據先傳輸到主機,再轉至服務器(GPRS網絡),以此實現可視化展現、實時監測、歷史數據查詢,并對實時數據和日數據形成直觀曲線。
2.2.2 數據挖掘。進行知識庫服務器本地化,冀東半地下標準溫室揭簾時間為M1=TEXT[(21 300+56.33X)/24/3600, "hh:mm:ss"],蓋簾時間為M2=TEXT[(28 800-89X)/24/3600, "hh:mm:ss"],其中X為當日到6月22日之間的天數,TEXT為Excel函數,實現種養小環境內遠程精準可控化生產。
2.2.3 智能預警、報警。一是報警。對任意監測指標或者在此基礎上計算得到的二級指標設置警戒閾值,滿足一個或者多個報警條件時,系統通過短信、電子郵件等方式向農戶、管理員等發出警報,通知其及時采取應對和處理措施。二是預警。設置一定的條件,對監測數據進行計算更新,當監測指標以及二級指標被預測到未來將達到某一閾值,系統發出預先警報。以多種形式通知用戶,提醒其提前做好防范準備。
2.2.4 基地管理。主要包括基地(園區、片區)管理、大棚管理、設備(監測、控制設備,網關,設備參數)管理等。同時,可按以生產企業、合作社分布圖的方式進行查詢、統計。系統通過提供直觀的頁面為用戶查詢和控制提供便利。
2.3 物聯網遠程專家診斷指導系統的構成
系統硬件通過RF組網技術,完成各個傳感器的數據采集和設備控制,通過檢測各項參數實現生長環境數據的實時獲取。
2.3.1 工業控制專用計算機。專門為工業控制設計的計算機,在生產過程中監測與控制各個機器設備、生產流程以及數據參數。
2.3.2 傳感器。①光照傳感器。采用
2.3.3 物聯網網關。數據傳輸單元(DTU)主要用于匯集、打包多個采集節點的數據,發送至上位機及市級數據中心。網關與采集控制器組成基于RF射頻的無線傳輸W,傳輸距離 ≥1 000 m,1個溫室大棚部署1套采集控制器,則通過1個網關控制32個大棚的采集器。具有設備入網功能,與周圍無線采集器、無線控制組成網絡;不同的網關與周圍采集控制節點具有構成互不干擾的網絡。
2.3.4 采集器。1個采集控制器負責1個環境監測節點,負責收集溫室的各種數據,通常1個大棚部署1個采集節點(較大規模溫室可設置多套)。采集控制器具有LED顯示屏功能(圖1),可循環顯示采集到的溫度、濕度、土壤水分、二氧化碳等數據信息;采集控制器通過RF射頻向數據網管發送數據。
2.3.5 氣象哨。氣象哨可以采集露地和溫室外相應的環境參數,包括空氣溫度、濕度、風速、風向等,為種植管理者提供環境依據,為農業生產活動和決策提供幫助。
2.3.6 LED顯示終端。LED(0.35 m×1.00 m)陣列顯示屏,放置于安裝物聯網監測設備的溫室緩沖間外壁,可實時顯示該溫室的環境參數,方便生產管理者及時采取措施,確保溫室環境穩定。
3 主要技術創新點
通過對冀東半地下式棚室內多個傳感器大量數據的采集與分析,挖掘出本地設施內的溫、濕、水、氣等多種作物生長因子的變化規律,結合設施內當地的主栽品種,編制出相應作物的物聯網控制參數閾值(針對冀東地區半地下溫室,黃瓜頂風口單獨放風溫度閾值為25.5 ℃,西紅柿頂風口單獨放風溫度閾值為27 ℃,雙風口同時放風溫度閾值提高2 ℃),形成標準化的作業流程。
利用物聯網技術、手機移動應用APP技術,通過專家知識庫服務器遠程自佑Υ穡實現對冀東地區設施農業種植中的核心要素及畜牧養殖環境中的關鍵指標(如溫度、濕度、NH4濃度、CO2濃度、土壤水分)的遠程監測與控制能力。
進行知識庫服務器本地化,冀東半地下式標準溫室揭簾時間為M1=TEXT[(21 300+56.33X)/24/3600,"hh:mm:ss"],蓋簾時間為M2=TEXT[(28 800-89X)/24/3600,"hh:mm:ss"],其中X為當日到6月22日之間的天數,TEXT為Excel函數,實現種養小環境內遠程精準可控化生產。
整合多種資源,形成氣象+市場+物流=農產品生產,改善系統處理異常數據的容錯能力,實現物聯網系統對農業基礎設施的預判性控制。推廣微灌肥水一體化技術,利用控制器精準控制施肥量,可使肥料利用率提高40%~50%,春季黃瓜結果盛期,黃瓜棚每4 d隨水澆施純N 19.5 kg/hm2、P2O5 7.5 kg/hm2、K2O 37.5 kg/hm2。
4 效益分析
4.1 直接經濟效益
一是通過物聯網專家系統的精確溫濕度控制,保證適宜的水、肥、氣、熱等作物生長因子管理,做到科學種養,平均年增收2.1萬元/hm2。以種植溫室黃瓜為例,溫室黃瓜平均產量為105 t/hm2,平均增產8%(8.4 t/hm2),按平均價格2.4元/kg計算,實現增收2.016萬元/hm2。二是通過物聯網的自動化控制,使每個棚室每年減少用工時數18個,節省農藥、水肥成本90元,溫室平均可節約成本28 350元/hm2。
4.2 社會效益和生態效益
一是有效保護生態環境;二是節約了水肥資源;三是實現了農業生產管理的遠程化和自動化,減少了人工投入,從而使社會資源得到更合理的分配??梢灾苯哟龠M當地經濟的發展,并為農業信息化發展積累經驗。
5 參考文獻
[1] 閻曉軍,王維瑞,梁建平.北京市設施農業物聯網應用模式構建[J].農業工程學報,2012(4):149-154.
[2] 李作偉,丁捷,毛鵬軍.設施農業物聯網關鍵技術及工程化應用探討[J].農業工程,2012(2):35-39.
[3] 周小波. 基于物聯網技術的設施農業在線測控系統設計[J].太原科技大學學報,2011(3):182-185.
1.1智慧城市的概念
智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業之中的基于知識社會下一代創新(創新2.0)的城市信息化高級形態。智慧城市是基于互聯網、云計算等新一代信息技術以及大數據、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的創新應用。智慧城市實現全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯、智能融合的應用以及以用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特征的可持續創新。
1.2智慧城市的內涵
1.2.1 更透徹的感知,更全面的互聯互通
智慧城市基于無處不在的智能傳感器,實現對城市物理空間的全面、綜合的感知,動態的獲取城市的各種信息,對城市核心系統進行實施感測,實現“無所不在的連接”。
1.2.2 更深入的整合,更協同的運作
通過城市“三網”融合,再加上物聯網和基于云計算平臺的多元異構數據(多參考系、多語義、多尺度、多時相等)的整合,構建智慧城市的信息基礎設施。1.2.3 更多樣的服務,更積極的創新
智慧城市所構建的服務,是一種新的提供服務的體系結構,對所感知到的海量數據能夠進行不同深度的處理、挖掘與延伸,為人們提供不同種類、不同層次、不同要求的低成本、高效率的智慧化服務。同時智慧城市給了政府、企業、個人更多的創新的機會,鼓勵在智慧城市提體系內尋找新的經濟增長點,為社會進步、經濟發展、文明前進提供不息動力。
2.智慧城市實現的關鍵技術
2.1物聯網技術
物聯網的網絡架構可以分為三層:感知層、網絡層和應用層,如圖1所示。感知層對物理世界感知、識別并控制。網絡層實現信息的傳遞。應用層在對信息計算和處理的基礎上實現在各行業的應用。
圖1
2.2云計算
2.2.1云計算的定義
現今,廣為接受的是美國國家標準與技術研究院(NIST)定義:云計算是一種按使用量付費的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問, 進入可配置的計算資源共享池(資源包括網絡,服務器,存儲,應用軟件,服務),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務供應商進行很少的交互。
2.2.2云計算的特點
云計算是通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業數據中心的運行將與互聯網更相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統。特點如下:(1) 超大規模(2) 虛擬化(3) 高可靠性(4) 通用性(5) 高可擴展性(6) 按需服務(7) 極其廉價2.3物聯網與云計算的關系
目前物聯網的發展存在“信息孤島”現象,其在各個行業、各個小地域的應用互相隔離,不能形成城市范圍的一體化協作平臺。究其原因除,社會經濟層次上的困難外,主要是標準化程度較低,缺乏統一的中間件接口,以及各部門、各行業應用融合所帶來的海量信息存儲和計算的壓力,而云計算技術為后者提供了很好的解決方案。
3.智慧城市建設應用體系
3.1智慧公共服務體系:建設智慧公共服務和城市管理系統。通過加強就業、醫療、文化、安居等專業性應用系統建設,通過提升城市建設和管理的規范化、精準化和智能化水平,有效促進城市公共資源在全市范圍共享,積極推動城市人流、物流、信息流、資金流的協調高效運行,在提升城市運行效率和公共服務水平的同時,推動城市發展轉型升級。
3.2智慧城市綜合體:采用視覺采集和識別、各類傳感器、無線定位系統、RFID、條碼識別、視覺標簽等頂尖技術,構建智能視覺物聯網,對城市綜合體的要素進行智能感知、自動數據采集,涵蓋城市綜合體當中的商業、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會議、文娛和交通、燈光照明、信息通信和顯示等方方面面,將采集的數據可視化和規范化,讓管理者能進行可視化城市綜合體管理。國內公司也在“智慧地球”啟示下提出架構體系,如“智慧城市4+1體系”(圖2),已在城市綜合體智能化天津智慧和平區等智能化項目中得到應用。
圖2
3.3智慧政務城市綜合管理運營平臺:此類項目已有實際案例,天津市和平區的“智慧和平城市綜合管理運營平臺”包括指揮中心、計算機網絡機房、智能監控系統、和平區街道圖書館和數字化公共服務網絡系統四個部分內容,其中指揮中心系統囊括政府智慧大腦六大中樞系統,分別為公安應急系統,公共服務系統,社會管理系統,城市管理系統,經濟分析系統,輿情分析系統。
3.4智慧安居服務體系。開展智慧社區安居的調研試點工作,在部分居民小區為先行試點區域,充分考慮公共區、商務區、居住區的不同需求,融合應用物聯網、互聯網、移動通信等各種信息技術,發展社區政務、智慧家居系統、智慧樓宇管理、智慧社區服務、社區遠程監控、安全管理、智慧商務辦公等智慧應用系統,使居民生活“智能化發展”。
3.5智慧教育文化服務體系:積極推進智慧教育文化體系建設。建設完善我市教育城域網和校園網工程,推動智慧教育事業發展,重點建設教育綜合信息網、網絡學校、數字化課件、教學資源庫、虛擬圖書館、教學綜合管理系統、遠程教育系統等資源共享數據庫及共享應用平臺系統。
3.6智慧服務應用。組織實施部分智慧服務業試點項目,通過示范帶動,推進傳統服務企業經營、管理和服務模式創新,加快向現代智慧服務產業轉型。
智慧貿易:支持企業通過自建網站或第三方電子商務平臺,開展網上詢價、網上采購、網上營銷,網上支付等電子商務活動。積極推動商貿服務業、旅游會展業、中介服務業等現代服務業領域運用電子商務手段,創新服務方式,提高服務層次。
建設智慧服務業示范推廣基地。積極通過信息化深入應用,改造傳統服務業經營、管理和服務模式,加快向智能化現代服務業轉型。
4.智慧城市建設面臨的挑戰及未來展望
伴隨網絡帝國的崛起、移動技術的融合發展以及創新的民主化進程,知識社會環境下的智慧城市是繼數字城市之后信息化城市發展的高級形態。智慧城市建設需要技術和金融的創新,需要有統一的標準和完善的法規,更需要政府的引導和市場的主導。但是發展智慧城市要防止一哄而起,急于求成,炒作概念。希望我們智慧城市的建設能夠健康可持續的發展。我們相信我們通過城市的智慧的發展,我們一定會迎來一個幸福城市、智慧城市、綠色城市和和諧城市的時代。
然而,智慧城市建設必然會改變城市人的生活和生產方式。21世紀的“智慧城市”,能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息,從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應,為人類創造更美好的城市生活。
一、項目教學法的在課堂教學中的優勢
實訓教學的目標是提高學生的全面能力,使專業實訓更接近社會需求,最終能實現學生的零距離上崗。為此,研究了一種更貼近實際應用的教學策略――項目教學法。在項目教學法的具體實踐中,教師的作用不再是一部百科全書或一個供學生利用的資料庫,而成為了一名向導和顧問,幫助學生在獨立研究的道路上迅速前進,引導學生如何在實踐中發現新知識,掌握新內容。學生作為學習的主體,通過獨立完成項目把理論與實踐有機地結合起來,不僅提高了理論水平和實操技能,而且又在教師有目的的引導下,培養了合作、解決問題等綜合能力。同時,教師在觀察學生、幫助學生的過程中,開闊了視野,提高了專業水平??梢哉f,項目教學法是師生共同完成項目,共同取得進步的教學方法。在技工院校、職業教育中,項目教學法有其獨特的優勢,應進一步總結提高,大力試用推廣。
二、《物聯網應用技術》課實施項目教學法的必要性
(1)物聯網應用技術課程是一門實踐性很強的專業課程,具有指令多、理論知識抽象、編程思想復雜,但實踐性強等特點,學生在學習時常常感覺內容抽象,枯燥無味,不容易聽懂。在教學過程中采用項目教學法,能夠使學生在項目實踐中掌握物聯網應用技術課程的理論知識,提高物聯網應用技術操作技能水平,做到學、做合一,理實一體,最終達到培養技能型人才的目標。
(2)激發學生的學習興趣形成積極學習的態度。在教師精心創設的環境中,把學生帶入學習的主題,學生的共同興趣必然會相互促進形成積極向上的學習態度。而這些多個項目興趣的累積同時也會逐漸在學生中形成良好的興趣氛圍和學習氛圍。
(3)讓學生養成自主學習的行為習慣。學生在項目里不斷討論、交流、自主探索,必然能夠養成自主學習的行為習慣,這為陪養學生的學習能力提供了可靠的前提。誠然,學生能養成自主學習的行為習慣也是我們教學的一個目的所在,而實踐證明項目教學確實能達到這一目的。
(4)有利于提升教師自身的教學能力。將項目教學法應用于《物聯網應用技術》課程中,不僅僅對學生是一種考驗,對教師也是一種挑戰。高質量的教學效果要有高質量的師資作保障,在進行項目教學時,教師要了解和熟悉所選項目,并且要對可能出現的情況問題進行預測和分析,在項目進行過程中還要進行跟蹤并對學生進行指導。這就要求教師具備深厚的專業功底和廣博的知識,同時還要加強對相鄰學科的學習。因此,運用項目教學法有利于優化教師自身的知識結構和提升自身教學能力。
三、項目教學法在《物聯網應用技術》教學中的實施
(1)確定項目任務。在項目教學法中,教學的整個過程和內容都以項目為主線,項目確定后,整個教學過程也就確定了下來,所以項目的選擇是關鍵。但是項目的選擇要以教學內容為依據,它既要與書本知識緊密結合,又要能提供一定的想象空間,讓學生既能運用已有知識,又可以發揮創造力。就《物聯網應用技術實訓》課程,由教師提出項目任務設想,然后與學生一起討論,最終確定項目的目標和任務(詳見下表)。
(2)制定計劃。首先由學生組建團隊,這一步很重要,它是貫穿整個項目教學活動的基礎。筆者根據班級學生綜合情況,把班級學生劃分為三類:一類為VC編程較好的學生,另一類為eclipse編程較好的學生,第三類為動手能力較強的學生。每類出一個學生自由組合,三人組成一個小組。這樣利于學生的項目分工、合作、融洽等好處。每小組選舉產生組長,小組成員討論并制定項目實施計劃,根據個人特長分配不同的工作。小組制定一份完成“項目”的計劃書,其內容包括人力分配、完成項目所需時間計劃、使用材料計劃、所需模塊等。
(3)實施計劃。每個小組安排一臺物聯網綜合實訓設備及兩臺電腦,根據小組制定的計劃,完成對項目的功能拓撲圖、程序流程圖、程序設計、連接圖繪制、器件安裝、項目調試等。在實施過程中,學生會遇到各種各樣的問題,教師應鼓勵學生積極地探索和解決問題,并提供解決問題的思路,切忌走回教師講授、示范,學生完成實操的老路。學生遇到的集體性問題,教師應進行集中講解,但一定要把握切入的時機。教師恰到好處的講授,將有助于理論與實踐的結合,也可以擴充學生的相關理論知識,幫助學生解答疑難問題。總之在這個環節,教師的角色是輔助者、監督員,學生才是項目的完成者。在實施項目過程中,教師起到主持人的作用,而學生起到主導作用,引導學生邊做邊想,從不同的項目中去了解整個流程,從而培養學生動手能力、分析解決問題能力、小組溝通協調能力等。
四、項目評價
項目的評價是項目教學法的重要環節。針對所給出的項目,教師應設計出相應的評價標準,使其能夠客觀公正地對學生的學習成果給予評價。在設計過程中采用階段性評價與目標性評價相結合的方式,分階段、分目標地給出考核結果。同時建立小組自評、小組互評、相關專業教師綜合評定的多元評定機制。將學生的知識掌握程度、操作熟練程度、團隊合作意識、問題處理能力等各個方面有機結合起來,客觀地給出考核評價結果。
五、實施項目教學法的反思
項目教學法突破了傳統的教學模式,通過選取項目來創設情景,通過合作學習的方式開展學習,通過完成項目實現“意義建構”,通過解決現實問題促使學生學習知識與技能。這給學生足夠的空間,允許學生形成自己的看法,按自己的方式去研究,同時又培養了良好的團隊合作精神,充分體現以學生的全面發展為中心的教育思想。這種教學方法可以廣泛應用到技能實訓中,但在實施項目教學的過程中一定要重視以下幾個問題。
中D分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)01-0193-03
互聯網技術高速發展下,其技術逐漸開始縱深化發展,物聯網則是此類概念下誕生的技術之一。宏觀分析物聯網技術的應用,能夠加速經濟的發展,提供更多的新型就業崗位。微觀分析,其技術的發展可以降低企業的運營成本,從而達到提升企業收益的目的。在此現狀下,筆者針對當前物聯網趨勢下射頻識別技術的探討與實踐,進行簡要的剖析,以盼能為我國此類技術的發展提供參考。
1 物聯網
物聯網顧名思義其核心為網絡,實施的對象為各類物品。互聯網技術飛速發展下,物聯網技術則是新一代信息技術的重要組成模塊。物聯網按照其實踐應用的現狀可以分為兩個部分,一部分為溝通物品之間的網絡技術,另一部分則為應用物聯網技術的用戶。用戶通過網絡技術獲取物品的具體參數,并通過此類技術進行物品的交易,產生良好的技術體驗。當前物聯網技術的應用范圍較廣,其通過智能技術以及識別技術,快速完成了物品與網絡之間的結合。最終達到提高企業收益,便捷人們生活的目的。
2 物聯網技術的發展背景
互聯網技術經過數十年的發展,其技術已經到達了瓶頸狀態。在此現狀下,人們對于互聯網的應用也提出了更高的要求,除去網絡虛擬電子信息的交流外,人們對于物品聯網也產生了極大的興趣。前期利用藍牙技術,進行控制音響或多媒體設備的技術,也可以看成是物聯網技術的發展模型。但隨著各類科技產品的快速誕生,網絡技術中的無線網絡技術也隨之誕生。無線網絡技術的誕生,對于各類的科研項目產生了巨大的促進意義。因此使得物品之間長距離無線控制,有了實現的可能性。隨后隨著網絡技術的深化發展,物聯網技術概念則快速的誕生。并且在短時間內,產生了良好的應用效果。
2.1 國內物聯網發展現狀
互聯網技術起初誕生于西方國家,我國針對互聯網技術的應用和研發都較晚,因此關于物聯網技術的發展也較晚。物聯網概念最初于1999年由美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出,隨后該學院利用射頻識別技術,建立了自動識別中心。自此之后,西方國家開始了物聯網技術方面的發展。當前我國關于物聯網技術的發展,市場對此表露出了極大的發展興趣。大量的企業以及研究單位對此展開了實踐工作,并引起了政府部門以及其他行業的關注。例如當前我國最大的電子商務企業阿里巴巴,以及同行業的京東,則是大量應用了物聯網技術。
物聯網技術的應用,對于我國經濟的發展產生了較大的影響。但深入分析,此類技術的發展對于傳統行業的影響也較大。尤其是工廠中質檢方面的影響較大,但也因此產生了其附屬行業例如物聯網技術的相關的軟硬件生產商。
3 射頻識別技術
射頻識別技術英語為:Radio Frequency Identification,通常簡稱其為RFID。此類技術為通信技術的一種,通過無線電訊號以及內置識別參數,對相關數據進行讀寫和核準。并且在實際應用的過程中,不用進行物品與識別器之間的實際接觸。對于工作人員的實際操作產生了極大的便捷,提高了工作效率,一定程度上分析也提升了企業的收益。
射頻識別技術屬于微波射頻,其射頻范圍為1-100GHz,因此其適用的距離也較短。此外射頻識別器也在實際應用的過程中,分為兩種類型。一類為讀取裝置,另一類為識別裝置。讀取裝置為固定安裝,識別裝置則可進行移動。例如超市收款中利用的掃碼器,也屬于微波射頻技術的一類,固定裝置例如門禁系統等。
4 射頻識別技術對物聯網發展的影響
射頻識別技術的發展,一定程度上促進了物聯網技術的發展。兩者具備相輔相成的關系,其在發展的過程中,兩者通過軟硬件之間的結合,完成了用戶對于物品信息的了解,或對物品的購買。相較于傳統的購物方式,以及信息獲取方式,對用戶產生了較好的應用體驗。整體上分析物聯網技術屬于主干核心技術,射頻識別技術則屬于物聯網技術應用中的輔助應用技術。兩者結合下完善了物聯網技術的發展,并對物聯網技術的后期發展,產生了積極的作用。
5 射頻識別技術在物聯網發展中的應用
射頻識別技術的發展促進了物聯網技術的快速發展,完成了物聯網技術初期發展的基礎建設。當前兩者結合下產生了極佳的應用體驗,在此背景下筆者針對當前物聯網趨勢下,射頻識別技術在物聯網中的具體應用進行分析。其中具體的分析內容為:倉儲方面的應用實踐、物流方面的應用實踐、智能家居方面的應用實踐、物品質量檢測方面的應用實踐、數據采集方面的應用實踐。針對此類應用項目,筆者進行簡要的分析介紹。
5.1 倉儲方面的應用實踐
電子商務在近些年來發展迅猛,大量的電子商務企業進入此類行業中。在此背景下,商戶在進行商品交易的過程中,則需進行貨物的儲備以及轉移。在此過程中筆者提供一組數據:2015年淘寶雙11活動,最終的成交額為912.17億元,產生的包裹大約為:5億件左右。2016年淘寶雙11活動,最終成交額為1207億元,產生的包裹數量約為:10.5億件。如此龐大的交易額以及快件量,對于倉儲方面的要求極高,甚至極易引發嚴重的倉儲事故。
在此現狀下,阿里巴巴成立了菜鳥驛站,京東成立了京東物流。其在倉儲轉移中則是大量應用了射頻識別技術,射頻識別技術在其企業的倉庫中,形成了類似當前我國公安部門的天眼網絡。通過密集的射頻識別裝備,達到對貨物的快速識別以及快速的轉移。以此降低了倉儲的出錯率,提升了倉儲能力。
5.2 物流方面的應用實踐
物聯網技術在發展的過程中,其核心的內容除去互聯網技術的軟件方面外。還存在硬件,以及基礎設施方面的應用。關于其基礎設施方面的應用,主要為物流方面的應用。在此過程中,關于射頻識別技術的應用則較多。
例如人們在網絡平臺進行購物的過程中,網絡商鋪通過快遞公司進行發貨。在此過程中大量的快遞主要目的地相同,此類貨品首先用過倉Φ昶探行發出,之后通過快遞公司進行中轉分揀發送。前期物流公司針對此類分揀工作,主要通過人工分揀的方式進行規整。但隨著電子商務交易規模的逐漸變大,交易過程中產生的物品量也較大。此類現狀下,人工分揀不但出錯率高。而且成本較大效率也較低,射頻識別技術的應用,則是極大改善了此類現狀。
通過射頻識別技術,以及自動化技術的應用。物品得到了快速、準確的分揀和備貨。從而達到了提升效率,穩定企業收益的目的。
5.3 智能家居方面的應用實踐
近年來隨著互聯網技術的快速發展,各行各業都受到了其技術發展帶來的影響。其中家裝行業則是受益較多的行業之一,智能家居其核心技術為網絡技術。通過網絡技術,將家庭中的生活設備、門窗、燈具、多媒體設備進行互聯。其中射頻識別技術在應用的過程中,主要的應用范圍為:安防技術、門禁技術等。
例如當前市場中智能家居較多的一類智能門窗中,則是利用了射頻識別技術。此類技術將網絡技術與硬件進行相互結合,便捷了人們在生活中的使用,也提高了安全效果。例如射頻識別技術中的門禁技術,通過管理員模式將家庭成員的指紋或面貌,進行留存設置建立新用戶。在保持網路暢通的環境下,開門只需要按指紋或掃描面貌即可。并且在停電或斷網期間,其具備傳統門鎖的特點,可以利用鑰匙進行開門。射頻識別技術的應用,對于人們的財產安全提供了多一層的保護。
5.4 物品質量檢測方面的應用實踐
一項合格的產品從生產都成型,直至最后進行產品交易。其中最主要的環節即為質檢環節,產品的質檢方式對于產品后期的交易,以及產品的合格性影響重大。尤其是當前物聯網快速發展的背景下,質檢技術更是其中的重中之重。合格的產品質量能夠促進物聯網的發展,劣質的產品也能對物聯網的發展產生極其惡劣的影響。物聯網技術當前在我國的發展中,還屬于初期階段。因此關于其技術的穩定性以及安全性等方面,還是引起了較多人群的關注。射頻識別技術在物聯網物品質量檢測中的應用,則有效提升了產品質檢的效率。產品在進行質檢的過程中,首先對射頻識別裝置進行參數設置。之后通過流水線設備進行物品的傳遞,通過射頻識別技術進行質檢。通過固定數據質檢的比對,極短的時間內即可檢測出產品的質量現狀。以此減少因人工質檢產生的誤差現象,并且減少了企業的報損費用,提升了企業的經濟收益。
5.5 數據采集方面的應用實踐
物聯網技術在發展的過程中,數據對于其技術發展的影響重大。例如設備在使用的過程中,其正確的使用順序為:屏幕啟動-主機啟動-配件啟動。但在物聯網環境下,人工錯誤設置為:主機啟動-屏幕啟動-配件啟動。此類現狀下造成設備無法正常使用,設備開啟后設備配件無法啟用,無法加載到應用項。因此在物聯網發展的過程中,數據對于其發展的影響重大。射頻識別技術在發展的過程中,則存在數據采集的功能。前期在應用的過程中,射頻識別設備需輸入控件的相關參數,其內部數據在比對的過程中,按照設備參數會進行一定的調整。以此避免設備在啟動應用的過程中出現故障現象,降低了設備的故障率。
此外,物聯網技術在發展的過程中。其整體的技術具備一定的智能化,系統具備一定的學習能力。因此產生的現象為物聯網設備隨著應用時間的加長,其故障率以及出錯率逐漸降低,最終達到零失誤的效果。此類現狀下其核心問題即為物聯網技術進行數據的積累以及調整,其中針對數據積累和調整的主要技術即為射頻識別技術。
6 結束語
隨著我國經濟的快速發展,市場的發展也獲得了較大的成果。企業與企業之間,國家與國家之間的交流也更加頻繁。針對物聯網的角度分析,互聯網技術的誕生則是推動了全球經濟的快速發展。當前在物聯網技術快速發展的背景下,關于其輔助技術的發展也引起了人們的關注。其中最主要的輔助技術,射頻識別技術也得到了快速的發展。射頻識別技術配合物聯網技術,極大的完善了市場對物聯網發展的需求。一定程度上彌補了物聯網技術的不足之處,當前物聯網技術在發展的過程中,關于射頻識別技術主要的應用實踐方面為:倉儲方面的應用實踐、物流方面的應用實踐、智能家居方面的應用實踐、物品質量檢測方面的應用實踐、數據采集方面的應用實踐。物聯網技術通過對射頻識別技術的應用,極大促進了實際應用企業的發展,并且加強了應用企業的實際收益。在當前市場競爭激烈的環境下,更是促進了企業的核心競爭力。
參考文獻:
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引言:
隨著當前社會科學技術不斷向前發展,廣大群眾的生活逐步的邁向現代化和居住環境的舒適化等方向之中,在實踐當中,相關物聯網技術的發展,也使得廣大群眾的生活質量水準進一步的提升。在工作的開展過程當中一方面應當明確物聯網技術在智能家居中的應用的原則和核心的原理,另外也應當加強技術的創新與發展,逐步的對其中關鍵性的網絡通訊技術、布線技術以及自動控制技術等進行研究,以更好的實現應用水準的增強,為廣大群眾提供更加舒適的環境和居住氛圍。
1.物聯網技術在智能家居中的應用的原理和概念分析
明確物聯網技術的相關技術原則和技術的核心思想對于保證后期應用的效果和基本的質量有著關鍵性的意義,所以在實踐當中還應當重點的加強對此方面內容的深入分析,以更好的實現相關技術的革新與向前發展。隨著當前全球范圍之內的科學技術水準不斷提升,物聯網技術的發展也在呈現出不斷改進的趨勢,進而出現了一些智能化的相關概念,當前智能化以及自動化技術的不斷成熟發展,再加上智能家居建設水準不斷增強。
?從技術架構上來看,物聯網可分為三層:感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成,其主要功能是識別物體,采集信息。網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成,相當于人的神經中樞和大腦,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。在今后物聯網技術在智能家居中的應用和相關的發展也相當關鍵,在實踐當中不僅應當加強對物聯網技術在智能家居中的應用價值進行系統性的分析,在工作的開展過程當中應當明確物聯網技術在智能家居中的應用的原則和核心的原理,同時還應當加強對設計基本現狀的研究,進而使得設計的水準可以得到穩步的增強,為廣大群眾提供更加舒適的環境和居住氛圍。真正意義上實現相關科學技術的穩步向前發展。
2.物聯網技術在智能家居中的應用要點
根據上文針對當前物聯網技術的基本概念和實際的原則等進行分析可以明確其在實踐當中應用的思想環節。下文將針對物聯網技術在家居當中的應用基本現狀等進行分析,重點的對家庭控制中心、家庭娛樂中心以及數據中心的應用現狀等進行研究,旨在更好的促進物聯網技術向前發展和創新。
2.1家庭安防中心和數據中心
家庭數據中心,常見的諸如游戲資料、電影資料以及音樂數據等等,均可以通過物聯網存儲至服務器之中,進而可以幫助居住者可以隨時的進行查看,另外,在一些關鍵的數據中心之中還包含有家庭環境當中的必需品,使得其可以很好的與家庭當中的設備相互連接,彼此之間形成一種相互連接和相互交互的工具,進而使得交互的效應和應用的價值大大增強,更加的進行資料和數據的整合,保證最佳的物聯網連接狀態,幫助家庭成員之間很好的對相關資料和信息進行分享。
通過物聯網技術設計,可以使得物聯網技術在智能家居中的應用運作更加穩定和可靠,并且通過相關數據的分析和研究,通過對客觀資料的調查,可以初步的確定得出最佳的初始運營方案,進而使得數值的檢測以及對物聯網技術的分析更加可靠,在實踐當中應當加強對物聯網技術在智能家居中的應用價值進行系統性的分析,保證反饋的效益和質量,初步的修訂得出最佳的設計方案計劃,旨在以此為基礎更好的實現相關事業的整改和創新。保證控制技術可以得到妥善的發展。
2.2家庭娛樂中心和控制中心
常用的家庭信息,如天氣預報、咨詢信息等可以通過連接入網的家庭終端設備及時了解到。娛樂的內容也是涵蓋影視、音樂、游戲、通訊等眾多應用,并且內容的來源需包含來自專業機構制作的、來自親朋好友分享的、以及自己采集錄制的三大部分,有的需付費,有的可分享,甚至還有的可以去收錢。通過物聯網與外部的服務連接起來,才能真正實現服務與設備互動??偟膩碇v加強物聯網技術的改革,意義重大。自從進入新時代之后我國飛物聯網技術的發展進入到了一個嶄新的階段,并且很好的突破了技術發展過程之中存在的問題。但是需要注意的是,在今后還應當加強相關物聯網技術中關鍵性技術的分析,同時對應用的具體層面和應用過程當中應當掌握的重難點等進行集中性的分析,以更好的促進相關事業邁向成熟的發展局面。
3.結束語
總的來講加強物聯網技術在智能家居中的應用要點和基本思想原則的分析有著重大的意義,正如上文所分析到的,隨著當前社會科學技術不斷向前發展,廣大群眾的生活逐步的邁向現代化和居住環境的舒適化等方向之中,綜上所述,根據對當前現代化的物聯網技術和其在實踐當中的廣泛應用等進行系統性的分析,從實際的角度著手對今后工作的發展方向和一般性的思想原則等進行分析,旨在更好的實現物聯網技術在智能家居中的應用水準和效益的持續增強,為現代化的生活質量改善奠定堅實的基礎條件。
參考文獻:
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物聯網是一種應用于多種技術領域的新技術,通信技術是物聯網技術的關鍵。對物聯網技術的定位:物聯網是基于互聯網、EPC技術以及無線數據通信技術等構成的全球物品信息實時共享的實物互聯網。基于萬物互聯趨勢的發展,物聯網技術在智能行業中的應用越來越廣泛,物聯網技術擁有的商業價值也越來越大,因此研究物聯網技術的發展現狀及發展趨勢對促進我國互聯網+戰略具有重要的現實意義。
1物聯網技術的發展現狀
物聯網技術是繼計算機技術、互聯網技術發展之后興起的第三信息技術,物聯網技術最早是由美國麻省理工學院Ashton教授于1999年提出的,經過幾十年的發展,物聯網技術已經在社會行業中得到廣泛的應用,當前我國物流網技術發展呈現出以下特點:一是政府部門高度重視物聯網技術?;谖锫摼W技術巨大的商業價值,我國將物聯網技術納入新興產業發展規劃中,并且加大了對物聯網技術的研發力度,實現了物聯網技術在社會領域的應用;二是高校開設了物聯網專業課程,例如我院就針對物聯網應用技術專業建立了物聯網實訓室,其目的就是培養學生掌握物聯網技術的實踐能力,使其具備物聯網組建、管理、維護、應用等能力;三是物聯網技術不斷創新。NB-IoT技術重大突破,技術標準快速確立,該技術有效解決了物聯網技術此前無法進行長距離、大規模廣泛部署的技術空白,提高了我國通信技術的發展與應用水平。
2物聯網關鍵技術及發展瓶頸
物聯網技術在通信行業中得到廣泛的應用。據不完全統計,2015年,全球物聯網連接數量約為60億個,根據這一速度,在2025年前,物聯網連網設備數量將達到270億個,因此發展物聯網技術是當前經濟發展的重要方向。通過分析當前物聯網技術應用的需求,實現物聯網技術應用的關鍵技術為:一是傳感控制技術。傳感器是物聯網技術實現價值的關鍵部件,傳感器能夠對數據信息進行實時采集,并且將采集的信息傳遞給終端處理系統。二是中間件技術。中間件主要承擔的是為底層與上層之間的數據傳遞提供互動平臺,實現數據資源的共享,因此該技術的關鍵是對數據的處理。三是云計算技術。物聯網技術依托于互聯網技術,實現云計算,因此在智能技術時代背景下,云計算實現了數據的空間轉移,提高了智能家居的模式發展。當然,物聯網技術在快速發展的同時,實現物聯網技術應用價值還存在一些問題:首先是物聯網技術的標準規范有待統一。標準統一是物聯網產業發展的重要保障,然而目前各國對物聯網標準體系的規定還不統一,這影響到物聯網產業化、規?;l展。2015年國際標準組織(ISO/IEC)在比利時布魯塞爾召開物聯網標準化(WG10)大會,新成立的WG10物聯網標準工作組同步轉移原中國主導的物聯網體系架構國際標準項目(ISO/IEC30141),并由中國無錫物聯網產業研究院專家繼續擔任該體系架構項目組主編輯,這標志著我國繼續擁有國際物聯網標準最高話語權。其次信息安全和隱私保護有待解決。物聯網技術應用最大的瓶頸就是如何保護信息安全和用戶隱私,以智能停車場為例,雖然通過物聯網技術實現了自動控制,但是當前市場中存在的仿制門禁卡的現象也影響用戶的信息安全,因此如何解決安全問題一直是物聯網技術發展所要解決的主要問題。最后物聯網技術的終端設備性能、價格等也是影響其發展的瓶頸之一。
3物聯網技術應用前景展望
通過實踐觀察,在大力發展大數據技術的時代背景下,物聯網技術已經融入社會的各個領域,家居行業、交通行業、工業生產以及通信行業等等。結合物聯網技術的發展趨勢,物聯網技術應用將朝以下幾個領域發展:3.1通信行業目前基于物聯網技術的通信技術在全球范圍內得以開發與發展,尤其是低功耗廣域網通信技術成為最有發展前景的通信網絡技術。LoRaWAN的技術是物聯網領域最受關注的技術,實現了長期間的運作,并且具有低功耗、遠距離傳輸的特點,大大提高了物聯網技術數據傳輸的速度,進而滿足了公共資源數據傳遞的需要。3.2智慧城市建設當物聯網這一新興的信息技術日益成熟時,智慧城市建設中的技術問題便得到了有效解決?;谖锫摼W蓬勃興起的業務與應用逐漸成為智慧城市的主流應用,并且物聯網能實現產業優化升級,使城市環境完備智能、城市服務高效靈活、城市治理精準高效,使城市更加智慧,使人們的生活更美好,是提升城市競爭力的關鍵因素。當然物聯網技術還應用到智能家居建設中,將實現家居的智能控制。3.3智能工業制造石油天然氣與工廠環境工業領域是目前物聯網項目最多的應用領域。物聯網技術的遠程監控和優化重資產的能力,使得很多石油天然氣項目的實施和運行得到了技術與效益方面的支持。尤其近年來,國內傳感器市場持續增長,年均增長速度超過20%。在智能化電子產品不斷涌現、物聯網智能終端與整機產品制造市場穩定發展的帶動下,傳感器產品國產化需求不斷加大,為國內企業帶來了巨大的發展空間。
參考文獻:
為了確保大型醫用設備的合理有效的使用,應加強對設備的監管,嚴格采取相關措施加強對大型醫用設備的規范與管理。將物聯網技術應用大型醫用設備的監管中,使大型醫用設備的使用更加具有規范性與合理性,保障了患者的健康權益。
1物聯網技術的含義
物聯網是新一代信息技術中的重要組成部分,物聯網技術的出現及發展是信息化時代的重要發展階段。物聯網是在互聯網的基礎上進一步的擴展與延伸,其基礎與核心仍是互聯網,但是其用戶端擴展到了物品與物品之間,物聯網技術通過識別技術、智能感知等通信感知技術,將人、物、控制器、傳感器等聯在一起,進而實現遠程管理控制以及信息化與智能化[1]。物聯網的含義最初是在1999年提出的,即按照約定的協議,通過一系列信息傳感設備,利用互聯網將物品與物品之間的信息連接起來,對物品進行智能化的監管與追蹤等。
2物聯網技術應用于大型醫用設備監管的方案設計
2.1物聯網技術用于大型醫用設備監管系統架構
在大型醫用設備監管中應用物聯網技術,根據大型醫用設備的實際情況,設計出的在線監管信息系統架構如圖1所示。
2.2應用物聯網技術進行監管的內容及實現方式
(1)設備基本信息。安裝RFID電子標簽,在RFID電子標簽中寫入每個設備相對應的數字串符,這些數字串符是用來進行電子身份識別的,同時在大型醫用設備監管系統中存儲與該數字串符匹配的信息。(2)設備強制檢定信息。一些醫用放射源如DSA、CT、部分SPECT設備等,這些設備需要定期地進行檢定,將物聯網技術應用于大型醫用設備的監管系統中,可以將這些強制檢定設備的檢定信息進行收集并及時地提示醫療機構,以便于能夠定時及時地接受強制檢定。(3)設備工作量信息。通過非接觸式輔助映射傳感器獲取設備的使用狀態以及各項信息,并對數據進行統計分析等,以此來了解設備的使用效率。(4)設備操作人員信息。核發RFID操作證件,當設備的操作人員進行系統的操作時,則以刷卡方式,結合著設備現場RFID身份識別系統進行身份識別,操作證信息與持證人員信息匹配便可進行操作,同時采集傳輸設備操作人員的信息,并通過電子屏幕將信息公示,達到社會監督的效果[2]。
2.3物聯網技術的實踐應用
為當地試點CT設備安裝電子標簽、傳輸終端等,設備機房安裝RFID讀卡器,為醫務人員配發RFID工作證,將物聯網技術應用于大型醫用設備監管系統中,通過該系統采集所有的信息,遠程且實時的監控與管理設備的應用情況、運行狀況、人員的操作情況等。
3物聯網技術用于大型醫用設備監管的意義與局限性
3.1物聯網技術用于大型醫用設備監管的現實意義
3.1.1使監管效率得到提高物聯網技術的應用使得監管系統能夠及時動態的采集所有信息,若出現無資質人員操作、臨近檢定期限或者設備離線等現象,該系統則會提示預警信息,相關的管理部門便可以及時地采取措施來消除存在的那些安全隱患。物聯網技術在大型醫用設備監管中的應用,大大提高了衛生監管機構的監管效率,使監管機構在不影響醫療機構診療活動的基礎上詳細地掌握大型醫用設備的運行及應用狀況,確保了監管的及時性、有效性以及針對性。3.1.2補充并延伸了監管模式物聯網技術應用于大型醫用設備監管實現了對設備的智能化監管,改變了傳統監管模式中存在的弊端,物聯網技術的應用是對現場監管模式的一種創新與補充,拓寬了信息收集與監管的渠道,使得衛生監管機構更加科學高效地對大型醫用設備進行監管,緩解了衛生監管資源緊張與大型醫用設備不斷增加兩者間的矛盾,更加有利于大型醫用設備監管工作的順利開展。3.1.3豐富了服務形式與內容物聯網技術的應用為醫療機構提供了信息化管理的平臺,同時也為其搭建了一個與衛生監督機構之間良好的信息溝通平臺,醫院管理者可以通過在線監管系統中的醫院管理客戶端查看設備的使用情況并接受、分析、處理各種預警信息,而在線監管系統中所設置的公共服務客戶端起到了為社會公眾參與監督提供便利的作用,可以通過顯示屏動態地顯示大型醫用設備相關的各種信息,使患者在候診區及時詳細地了解設備的相關情況,參與到大型醫用設備監管的工作中去[3]。
3.2應用的局限性
物聯網在大型醫用設備監管中的應用具有非常重要的價值,但同時也存在著一些不可忽視的弊端。比如,醫療機構的大型醫用設備一些非物質屬性以及環境狀態的監管內容,難以進行采集與分析,這就在一定程度上影響了大型醫用設備的監管工作。同時,在信息技術飛速發展環境下,確保信息傳遞的安全性是非常重要的,一旦信息的安全性遭到破壞,便會對醫療機構造成嚴重的損失,因此,信息的傳遞的安全性有待提高。此外,醫務人員的依從性也直接影響了信息的采集情況,而刷卡操作缺乏嚴格有效的制度進行制約,這對于監管的效果以及信息的采集質量會有一定的不利影響。
4結語
物聯網技術在大型醫用設備監管中的應用,在實時遠程以及連續的監控管理方面發揮了較大的優勢與價值,豐富了衛生監管機構監管的方式及手段,大大提高了監管的效率。但不能忽略物聯網技術應用于設備監管中存在的局限性,應進一步創新及加強對物聯網技術的研究,提高設備質量安全管理的指標,更深入地挖掘與利用信息技術,最大限度地發揮物聯網技術在大型醫用設備監管中的效用。
[參考文獻]
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江蘇省無錫市是“感知中國”的一個中心,是當今物聯網技術研究與應用的“橋頭堡”,而筆者所在學校是江蘇省科學教育特色學校,有信息技術、機器人、物聯網等多個社團活動經驗,并在各類相關競賽中取得優異成績,故被推薦為無錫市物聯網實驗器材試點學校。在無錫市教科院和電教館的指導下,學校認真參照指導綱要有關精神,在六年級中開設以蘇科版小學信息技術6年級教材為主的物聯網基礎知識課程,并積極參與相關研討工作,參與公開示范課的錄制工作,積極反饋教材與相關實驗器材的意見與建議。由于內容新穎獨特,貼近生活,加上有相關教學資源和用具的相配套,受到師生的普遍歡迎,取得良好成效。
二、物聯網教學進課堂的實踐意義與理論價值
2014版江蘇省《小學信息技術》6年級教材的主要內容從信息感知、信息傳輸和智能應用三大方面結合現實生活中的實例對物聯網技術進行啟蒙,主體是傳感技術的生活應用,體驗運用物聯網技術解決生活實際問題的過程與方法,以培養學生的信息素養,也為以后初中進一步學習物聯網技術打下良好基礎。
1.“物聯網技術”的加入擴大了信息技術課程的內涵
物聯網技術加入信息技術課程,使“信息技術課”基本擺脫了“計算機課”或者“電腦課”的標簽,提高了師生對信息技術課程的認識,全面培養了學生的信息素養和運用信息技術解決生活實際問題的能力。
2.“物聯網技術”的加入凸顯信息技術課程的綜合性
教育部印發的《基礎教育課程改革綱要(試行)》指出:“從小學至高中設置綜合實踐活動并作為必修課程,其內容主要包括:信息技術教育、研究性學習、社區服務與社會實踐以及勞動與技術教育。強調學生通過實踐,增強探究和創新意識,學習科學研究的方法,發展綜合運用知識的能力。”物聯網技術這部分內容更全面地詮釋了當前信息技術課程是綜合實踐活動一大組成部分的屬性,要求在實驗器材和相關應用平臺的支持下開展體驗性實踐,學會研究、分析和分享的基本方法,評價身邊的物聯網技術系統的應用特點及其與實際生活的關系,并嘗試設計富有創意的物聯網應用方案。
3.“物聯網技術”的加入是信息技術課程發展方向的重大嘗試
信息技術課到底什么,業界一直在爭論不休,其內容也不斷變化。我國信息技術課程作為一門工具性和實踐性并重的學科,需要與時俱進。蘇教版教材歷經十多年的發展,實現了以軟件操作工具學習為主的計算機課程向信息技術課程的轉變,歷次改版后,加入了機器人課程、Scratch軟件學習等新內容,并大力支持國產軟件。這次在較短的時間內編寫出小學物聯網技術基礎課程更加貼近信息技術前沿和生活實際,是一次大膽實踐與嘗試,為信息技術課程的發展指明了方向。
三、物聯網教學進課堂需要解決的問題
1.物聯網技術是什么
筆者并不認同物聯網技術是一門新的技術,其基礎還是互聯網技術,核心是傳感技術,我國定義“物聯網”這一概念是為了增加高新技術產業的話語權,并制定推廣相應標準,提高我國知識產權的地位,抓住互聯網+時代的發展機遇。所以筆者認為在課堂教學過程中不必要過分注重定義“物聯網”這一概念,也不要過多涉及技術類的名詞術語與相關原理,應更多地讓學生能夠主動地發現并嘗試分析日常生活中的物聯網典型智能應用,體驗物聯網系統的特點。
2.物聯網技術能干什么和怎么干
物聯網教材的主要內容是熟悉幾種常見傳感器和電子標簽并了解其應用,通過對生活中的典型智能應用的開發與分析,以及對實驗器材的體驗性實踐,觀察、思考、嘗試、探究,使學生逐步了解物聯網技術的發展與相關知識,加深對信息感知的理解,提高學生的綜合信息素養,培養學生發現問題解決問題的能力。
執教者做好充分的課前準備,運用好教材配套的輔助教學光盤,引導學生觀察身邊典型的物聯網智能應用事例,提倡實物演示,避免傳統的大段講解。筆者在課堂教學中運用“比特實驗室”推出的與教材相配套的實驗器材,讓學生實際操作感知相關傳感技術的特點,進行相應的探究實驗,學會較為科學的研究方法,寓教于樂,學以致用,受到了學生們的歡迎。
3.物聯網技術實際效果的評價
信息技術發展的特點是數字化、小型化、網絡化、智能化和系統化,物聯網技術正是綜合了以上發展趨勢,在計算機、通信和自動控制三個領域相互聯系、不斷發展、集成應用,使整個社會普遍實現了自動化,并被廣泛應用于從政府辦公到企業運作再到家庭、個人生活的各個領域。那么我們在教學過程中應當通過與傳統方式的對比,以實際效果分析和評價身邊的物聯網系統的應用特點及其與實際生活的關系,并嘗試設計富有創意的物聯網應用方案。
四、物聯網教學進課堂的教學策略
盡管物聯網教學進課堂在江蘇省已經落地,取得了階段性成果,但作為一種嘗試,這只是個開始,并不代表著完全進入了正軌。筆者通過自己的教學實踐以及與同行的交流,對物聯網教學進課堂提出了初步意見。
物聯網教學進課堂需要領導的高度重視。由于地區和學校發展的不平衡,部分學校缺少對信息技術課程的經費和師資投入,特別是物聯網相關教學內容需要大量的實物和實驗器材購置,如果不解決這個問題,課堂教學只能變成干巴巴的說教,失去了此課程模塊開設的意義。所以上級領導主管部門應盡快制定和落實課程計劃和配套器材標準,解決物聯網技術真正走入課堂的器材投入問題。
物聯網教學進課堂也必須要有相關的師資支持。當前各個學校的信息技術教師相對不足,而物聯網技術的加入,使其缺少專業教師的問題更加突出。所以在不能增加編制的情況下,可以考慮從綜合實踐或科學學科方面引進師資,加強專業指導培訓,以解燃眉之急。無錫市通德橋小學成功地展示的一堂物聯網公開課,其執教者也是一名科學教師,該教師很好地面向全體學生,立足學生發展,突出科學探究,體現嚴謹、善于質疑的科學精神,對溫度傳感技術這一應用進行了廣泛的對比研究,取得了很好的課堂效果。