物联网岗位结构（精选7篇）
物联网岗位结构 篇1
摘要：自从物联网概念的提出, 其技术的得到了快速的发展, 应用范围也非常广泛。本文简要叙述了物联网概念的提出, 物联网技术的发展状况以及物联网的结构框架, 并且为物联网构建的应用系统和应用实例提供了简单的理论知识基础。
关键词：物联网,结构框架,概述
1 物联网概念的提出与发展现状
把用以表达连接互联网与信息传感设备以实现智能化地识别与管理的概念称之为物联网 (The Internet of Things, 简称Io T) , 此概念最初由美国麻省理工学院 (MIT) 的自动识别中心 (Auto-ID Labs) 于1999年首次提出。物联网的提出受到了世界各国广泛的关注和研究, 经过十几年的发展已经成为当前信息领域的重要组成成分, 是信息技术的一次重大发展和变革, 是最为关注的热点之一。物联网的提出和建设对解决现代社会问题作出了巨大的贡献。用射频识别技术替代条形码识别技术, 实现了物流管理的智能化、系统化。
“物联网”概念的初步确立是在2005年11月举行的信息社会世界峰会 (WSIS) 上提出的, 该峰会由国际电信联盟 (ITU) 主办, 并且发布了一份关于物联网的报告——《ITU互联网报告2005:物联网》, 该报告描绘了物联网运用的新模式, 确立了物联网的概念, 并指出即将来临的物联网通信时代无所不在, 世界上所有人或物体都能通过因特网实现人与人、人与物、物于物的连接[1]。在这个过程中, 推动了射频技识别技术、纳米技术等高科技技术广泛的使用, 同时物联网如雨后春笋般不断兴起。
2006年3月, 在欧盟举行了名为“From RFID to the Internet of Things”会议, 该会议对物联网的概念和发展方向进一步做了描述, 并且还制定了未来物联网研究策略路线图。
2009年1月, 美国总统奥巴马积极回应了IBM首席执行官Samuel J.Palmisano提出的“智慧地球 (Smarter Planet) ”的概念, 并提出把各种类型和功能的传感器嵌入装备到像铁路建设、公路建设、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、电网建设、大坝工程、供水系统、石油管道等各类与人民现实生产生活相关的各种建设应用中, 使得管理智能化系统化, 成为美国在21世纪保持竞争优势的方式。
2009年8月, 国务院总理温家宝在江苏无锡考察时, 参观了该地区的微纳物联网工程技术研发中心, 当时曾提出建设“感知中国”的物联网发展理念, 并指出发展物联网要把传感系统和3G系统相结合建立传感信息中心, 开始了我国物联网发展战略。
由此可知, 物联网是在互联网技术的基础上建立起来的人与物相结合的泛在网络, 在人与人的基础上扩展延伸到了物与物、人与物的信息通信和交流。所以, 可以把物联网具体定义为:通过射频识别 (RFID) 、全球定位系统 (GPS) 、红外传感器、激光扫描器等信息传感设备, 按照约定的协议, 把所有物体与互联网相连接, 进行信息通信和交换, 从而实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等为一体的网络[1]。如图1为物联网的概念模型图。
由该图可以看出物联网通过二维码, 传感设备, 激光扫描, GPS系统等设备或系统, 并通过物联网实现人与物的信息交流沟通。
2 物联网结构框架
从结构框架上看, 物联网可以分为三个层次, 即感知层、网络层和应用层。如图2所示。
感知层的主要功能是全面感知、识别物体和采集数据, 即通过各种种类的传感器针对周围的物体、环境、状态等静态或动态的信息进行多角度、多方面、大规模、分布式的采集和辨别, 然后将获得的信息转化为数据, 并通过传感网设备将所采集的数据信息上传到网络层。就相当于人的耳鼻喉眼等感官器官和神经末梢, 可以从获得外界物体的各种属性一样。由此可知, 感知层是由各种传感器网关构成的, 包括RFID标签、二维码标签、GPS、温度传感器、红外传感器、湿度传感器、重力传感器、压力传感器、磁敏传感器、声敏传感器等类似触觉、味觉和嗅觉的感知终端。
网络层的主要功能是通过各种私有网络、移动通信网、互联网、无线接入网、有线通信网、网络管理系统、卫星网等网络设备平台, 实现感知数据和控制指令信息的双向交流, 笼统的说就是网络层主要对感知层获得的信息进行实时传递、存储和处理。如, 手机内置的RFID设备可以识别图书的二维码, 通过识别采集图书的书名、编号、书架号等信息保存在手机中, 方便学生查找图书。因此, 网络层相当于人体的神经系统。
应用层就是用户和物联网进行信息交换的借口, 构建各行业的实际需求应用, 如地震监测、车辆监控、物流运输等, 实现物联网的智能应用, 用户可以利用物联网提供经过分析的感知数据来享受特定的服务。由此可知, 应用层是物联网发展的目的。
3 结论
本文只是简要的叙述了物联网概念的提出, 发展现状以及对物联网的技术结构, 但真正的物联网结构要更加的复杂, 而且其结构的设计和应用的方式需要与实际情况相结合, 根据不同的情况选择适合的应用方式。
参考文献
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物联网体系结构研究 篇2
发展物联网的关键是体系结构关系链[1]。本文拟就在分析现有物联网技术文献和体系结构实例的基础上,探讨物联网的一种层次性体系结构。
1 物联网的自主体系结构
为了适应于异构的物联网无线通信环境需要,Guy Pujolle提出了一种采用自主通信技术的物联网自主体系结构[2],如图1所示。所谓自主通信是指以自主件(Self Ware)为核心的通信,自主件在端到端层次以及中间节点,执行网络控制面已知的或者新出现的任务,自主件可以确保通信系统的可进化特性。
由图1可以看出,物联网的这种自主体系结构由数据面、控制面、知识面和管理面4个面组成。数据面主要用于数据分组的传送。控制面通过向数据面发送配置信息,优化数据面的吞吐量以及可靠性。知识面是最重要的一个面,它提供整个信息网络的完整视图,并且提炼成为网络系统的知识,用于指导控制面的适应性控制。管理面协调和管理数据面、控制面和知识面的交互,提供物联网的自主能力。
在如图1所示的自主体系结构中,其自主特征主要是由STP/SP协议栈和智能层取代了传统的TCP/IP协议栈,如图2所示。其中STP(Smart Transport Protocol)为智能传输协议,SP(Smart Protocol)为智能协议。物联网节点的智能层主要用于协商交互节点之间STP/SP的选择,用于优化无线链路之上的通信和数据传输,满足异构物联网设备之间的联网需求。
这种面向物联网的自主体系结构涉及的协议栈比较复杂,适用于计算资源较为富裕的物联网节点。
2 物联网的EPC体系结构
随着全球经济一体化和信息网络化进程的加快,为满足对单个物品的标识和高效识别,美国麻省理工学院的自动识别(Auto-ID)实验室在美国统一代码协会(UCC)的支持下,提出要在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线通信技术,构造一个覆盖世界万物的系统,同时还提出了电子产品代码(Electronic Product Code,EPC)的概念。即每一个对象都将被赋予一个唯一的EPC,并由采用无线射频识别技术的信息系统管理、彼此联系;数据传输和数据储存由EPC网络来处理。随后,国际物品编码协会(EAN)和美国统一代码协会(UCC)于2003年9月共同成立了非营利性组织EPC Global,将EPC纳入了全球统一标识系统,实现了全球统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完善结合。
EPC Global关于物联网的描述[3]是,一个物联网主要由EPC编码体系、射频识别系统及信息网络系统3个部分组成。
2.1 EPC编码体系
物联网实现的是全球物品的信息实时共享。显然,首先要做的是实现全球物品的统一编码,即对在地球上任何地方生产出来的任何一件产品,都要给它打上电子标签。在这种电子标签里携带有一个电子产品编码,并且全球唯一。电子标签代表了该物品的基本识别信息,譬如,表示“A公司于B时间在C地点生产的D类产品的第E件”。目前,欧美支持的EPC编码和日本支持的UID(Ubiquitous IDentification)编码是两种常见的电子产品编码体系。
2.2 射频识别系统
射频识别系统包括EPC标签和读写器。EPC标签是编号(每一个商品唯一的号码,即牌照)的载体,当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中时,该物品与EPC标签中的产品电子代码就建立起了一对一的映射关系。EPC标签从本质上来说是一个电子标签,通过RFID读写器可以实现对EPC标签内存信息的读取。这个内存信息通常就是产品电子码,产品电子代码经读写器上报给物联网中间件,经处理后存储在分布式数据库中。用户查询物品信息时只要在网络浏览器的地址栏中,输入物品名称、生产商、供货商等数据,就可以实时获悉物品在供应链中的状况。目前,涉及这部分的标准也已制订,包括电子标签的封装标准,电子标签和读写器间数据交互标准等。
2.3 EPC信息网络系统
EPC信息网络系统包括EPC中间件、发现服务和EPC信息服务3个部分。
(1)EPC中间件。要实现每个小的应用环境或系统的标准化以及它们之间的通信,在后台应用软件和读写器之间,须设置一个通用平台和接口,通常将其称之为中间件。EPC中间件实现RFID读写器和后端应用系统之间的信息交互,捕获实时信息和事件,或上行给后端应用数据库系统以及ERP系统,或下行给RFID读写器。EPC中间件采用标准的协议和接口,是连接RFID读写器和信息系统的纽带,目前,已在制订应用级别事件(Application Level Event,ALE)标准。
(2)发现服务(Discovery Service)。EPC信息发现服务包括对象名称解析服务(Object Naming Service,ONS)以及配套服务,基于电子产品代码,获取EPC数据访问通道信息。目前,根ONS系统和配套的发现服务系统由EPC Global委托Verisign公司进行运维,其接口标准也正在形成之中。
(3)EPC信息服务(EPC Information Service,EPC IS)。EPC IS即EPC系统的软件支持系统,用以实现最终用户在物联网环境下交互EPC信息。关于EPC IS的接口和标准也正在制订之中。
可见,一个EPC物联网体系架构[3,4]主要应由EPC编码、EPC标签及RFID读写器、中间件系统、ONS服务器和EPC IS服务器等部分构成,如图3所示。
由图3可以看到一个企业物联网应用系统的基本构架。该应用系统由3大部分组成,即RFID识别系统、中间件系统和计算机互联网系统。其中RFID识别系统包含EPC标签和RFID读写器,两者通过RFID空中接口通信;EPC标签贴于每件物品上。中间件系统含有EPC IS、PML以及ONS及其缓存系统,其后端应用数据库系统还包含ERP系统等,中间件系统与计算机互联网相连,能够及时有效地跟踪、查询、修改或增减数据。
综上所述,EPC系统是在计算机互联网基础上,通过EPC中间件、对象名称解析服务(ONS)和EPC信息服务(EPC IS)来实现全球物物互联的。
3 物联网的UID技术体系架构
鉴于日本在电子标签方面的发展,早在20世纪80年代中期就提出了实时嵌入式系统(TRON),其中的T-Engine是其体系架构的核心。在T-Engine论坛领导下,泛在ID中心设立在东京大学,于2003年3月成立,并得到日本政府经产省和总务省以及大企业的支持,目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电、东芝、夏普、富士通、NTT、Do Co Mo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等诸多企业。组建UID中心的目的是为了建立和普及自动识别“物品”所需的基础技术,实现“计算无处不在”的理想环境。
UID是一个开放性的技术体系架构,由泛在识别码(u Code)、泛在通信器、信息系统服务器和u Code解析服务器等部分构成。UID使用u Code作为现实世界物品和场所的标识,UC从u Code电子标签中读取u Code获取这些设施的状态,并控制它们,UC类似于PDA终端。UID能在多种行业中得到广泛应用,UID是将现实世界用u Code标签的物品、场所等各种实体和虚拟世界中存储在信息服务器中各种相关信息联系起来,实现物物互联。
4 架构物联网体系结构的建议
物联网概念的问世,打破了传统的思维模式。在提出物联网概念之前,一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人计算机、宽带等。在物联网时代,将把钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,这种意义上的基础设施像是一块新的地球工地,世界在它上面运转,包括经济管理、生产运行、社会管理以及个人生活等。研究物联网的体系结构,首先需要明确架构物联网体系结构的基本原则,以便在已有物联网体系结构的基础之上,形成参考标准体系结构。
4.1 物联网体系结构架构原则
物联网有别于互联网,互联网主要目的是构建一个全球性的计算机通信网络,而物联网则主要从是应用出发,利用互联网、无线通信网络资源进行业务信息的传送,是互联网、移动通信网应用的延伸,是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。当物联网概念与近程通信、信息采集与网络技术、用户终端设备结合后,其价值才将逐步得到展现。因此,设计物联网体系结构时应该遵循以下几条原则。
(1)多样性原则,物联网体系结构须根据物联网的服务类型、节点的不同,分别设计多种类型的体系结构,不能也没有必要建立起统一的标准体系结构。
(2)时空性原则,物联网尚在发展之中,其体系结构应能满足在物联网的时间、空间和能源方面的需求。
(3)互联性原则,物联网体系结构需要平滑地与互联网实现互联互通;如果试图另行设计一套互联通信协议及其描述语言将是不现实的。
(4)扩展性原则,对于物联网体系结构的架构,应该具有一定的扩展性设计,以便最大限度地利用现有网络通信基础设施,保护已投资利益。
(5)安全性原则,物物互联之后,物联网的安全性将比计算机互联网的安全性更为重要,因此物联网的体系结构应能够防御大范围内的网络攻击。
(6)健壮性原则,物联网体系结构应具备相当好的健壮性和可靠性。
4.2 一种层次性物联网体系系统结构
以上分别从某个具体应用角度讨论介绍了物联网的系统结构,这类结构无法构成一个通用的物联网系统。根据物联网的服务类型和节点等情况,下面给出一个划分为由感知层、接入层、网络层和应用层组成的4层物联网体系结构,如图4所示。
(1)感知层。
感知层主要功能是信息感知与采集,主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器、视频摄像头等。如温度感应器、声音感应器、震动感应器、压力感应器、RFID读写器、二维码识读器等,完成物联网应用的数据采集和设备控制。
(2)接入层。
接入层由基站节点(Sink节点)和接入网关(Access Gateway)组成,完成应用末梢各节点信息的组网控制和信息汇集,或完成向末梢节点下发信息的转发等功能。也就是在末梢节点之间完成组网后,如果末梢节点需要上传数据,则将数据发送给基站节点,基站节点收到数据后,通过接入网关完成和承载网络的连接;当应用层需要下传数据时,接入网关收到承载网络的数据后,由基站节点将数据发送给末梢节点,从而完成末梢节点与承载网络之间的信息转发和交互。
接入层的功能主要由传感网(指由大量各类传感器节点组成的自治网络)来承担。
(3)网络层。
网络层包括各种通信网络与物联网形成的承载网络。承载网络主要是现行的通信网络,如2G网络、3G网络、3G网络、4G网络,或者是计算机互联网、移动通信网、企业网等,完成物联网接入层与应用层之间的信息通信。
(4)应用层。
应用层由各种应用服务器组成(包括数据库服务器),主要功能包括对采集数据的汇聚、转换、分析,以及用户层呈现的适配和事件触发等。对于信息采集,由于从末梢节点获取了大量原始数据,且这些原始数据对于用户来说只有经过转换、筛选、分析处理后才有实际价值;这些有实际价值内容的应用服务器将根据用户的呈现设备不同完成信息呈现的适配,并根据用户的设置触发相关的通告信息。同时当需要完成对末梢节点控制时,应用层还能完成控制指令生成和指令下发控制。
应用层要为用户提供物联网应用UI接口,包括用户设备(如PC、手机)、客户端等。
除此之外,应用层还包括物联网管理中心、信息中心等利用刚络的能力对海量信息进行智能处理的云计算功能。
5 结束语
物联网是一个十分复杂而又庞大的系统,其体系结构是影响未来发展应用的关键所在,需要分阶段有计划地开展深入的科学研究。本文对物联网的体系结构进行了初步研究,提出了一种具有感知层、接入层、网络层和应用层的4层次参考模型,并对各层所实现的主要功能进行了讨论。
摘要：通过对现有物联网技术文献和体系结构实例的分析,探讨了物联网的体系结构。在总结物联网特征的基础上,提出了一个层次性物联网体系结构和系统模型。
关键词：物联网,物品电子代码,体系结构
参考文献
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物联网体系结构、关键技术及应用 篇3
关键词：物联网,RFID,传感网技术,中间件技术
0 引言
物联网 (Internet of things) 是指物品通过各种信息传感设备如射频识别RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置, 按约定的协议, 把物体与互联网连接起来, 进行信息交换与相互通信, 以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控的一种巨大网络[1]。通过物联网, 未来我们可以将世界上所有物品都连接起来, 并对远程物品加以识别与管理, 从而对经济社会发展产生重大影响。毫无疑问, 物联网将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
物联网有三大本质特性, 即:全面感知、可靠传输、智能处理。物联网具有感知性, 它可以感知人们所处的环境, 最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便作出正确的判断, 并将判断结果可靠地进行传输。物联网使人们所处的物质世界得以极大程度地数字化、网络化, 使得世界中的物体不仅以传感方式也以智能化方式关联起来。
1 物联网的体系结构
物物联网的体系结构大致被公认有三个层次:底层是用来感知数据的感知层, 第二层是用于传输数据的网络层, 最上面则是与行业需求相结合的应用层。结构如图一所示。
1.1 感知层
感知层是物联网的皮肤和五官, 用于识别物体、采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等。
感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。它首先通过传感器、数码相机等设备, 采集外部物理世界的数据, 然后通过RFID、条码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术传递数据。感知层所需要的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说, 附着在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器都属于物联网的感知层。在这一类物联网中被检测的信息就是RFID标签的内容, 现在的电子收费系统 (Electronic Toll Collection, 简称ETC) 、超市仓储管理系统、飞机场的行李自动分类系统等都属于这一类结构的物联网应用。
1.2 网络层
网络层能够对感知到的信息进行传输, 实现互联。这些信息可以通过INTERNET、INTRANET、GSM、CDMA等网络进行可靠、安全地传输。在网络层, 主要采用与各种异构通信网络接入的设备, 如接入互联网的网关、接入移动通信网的网关等。因为这些设备具有较强的硬件支撑能力, 所以可以采用相对复杂的软件协议设计。网络层的作用相当于人的神经中枢和大脑, 负责传递和处理感知层获取的信息。
1.3 应用层
应用层是物联网和用户的接口, 它与行业需求相结合, 实现物联网的智能应用。根据用户需求, 应用层构建面向各类行业实际应用的管理平台和运行平台, 并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。为了更好地提供准确的信息服务, 必须结合不同行业的专业知识和业务模型, 以完成更加精细和准确的智能化信息管理。其应用包括智能交通、绿色农业、智能电网、手机钱包、智能家电、环境监测、工业监控等。
2 物联网关键技术研究
物联网是继互联网后又一次技术革新, 其关键技术包括RFID、传感网技术、M2M技术和中间件技术。
2.1 RFID技术
RFID是Radio Frequency Identification的缩写, 意思是射频识别, 俗称电子标签, 是物联网最关键的一个技术。它是利用射频信号实现无接触信息传递, 并通过所传递的信息达到识别目的的技术。由于它是一种非接触式的自动识别技术, 因此识别工作无须人工干预, 可应用于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作方便快捷。
RFID系统一般由读写器、标签及信息处理系统三个部分组成。标签是一个内部保存数据的无线收发装置, 负责发送数据给读写器。读写器是一个捕捉和处理标签数据的装置, 同时还负责与后台处理系统接口。信息处理系统则是在读写器与标签之间进行数据通信所必需的软件集合。
在RFID中要实现物体之间的互联就必须给每件物体配备一个识别编码, 也就是用于身份验证的ID。每个物品都有一个ID来证明它的唯一性。正是RFID对物体的唯一标识性, 使其成为物联网的热点技术。而作为条形码的无线版本RFID技术有条形码不具备的防水、防磁、耐高温、可加密等优点。
2.2 传感网技术
传感网由大量部署在监测区域内的传感器节点构成的多个无线网络系统, 即无线传感网 (WSN) , 它能够实时检测、感知和采集感知对象的各种信息, 并对这些信息进行处理后通过无线网络发送出去[2]。物联网正是通过各种各样的传感器以及由它们组成的无线传感网来感知整个物质世界的。
在物联网中, 首先要解决的就是获取准确可靠的信息, 而传感器是获取信息的主要途径与手段。传感器是一种检测装置, 用来感知信息采集点的环境参数, 例如声、光、电、热等信息, 并能将检测感知到的信息按一定规律变换成电信号或所需形式输出, 以满足信息的传输、处理、存储和控制等要求。
传感网是物联网的底层和信息来源, 因此需要对其运行状态及信号传输的通畅性进行监测, 以实现对网络的有效控制。传感网除了具有一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改等多种威胁外, 还面临节点容易被操纵的威胁, 因而在通信前进行节点的身份认证很有必要。
2.3 M2M技术
M2M通过实现人与人 (Man to Man) 、人与机器 (Man to Machine) 、机器与机器 (Machine to Machine) 的通信, 让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息。M2M技术的应用几乎涵盖了各行各业, 通过“让机器开口说话”, 使机器设备不再是信息孤岛, 实现对设备和资产有效的监控与管理。
M2M产品主要由无线终端、传输通道和行业应用中心三部分构成。无线终端是特殊的行业应用终端, 传输通道是从无线终端到用户端的行业应用中心之间的通道, 行业应用中心是终端上传数据的集中点。
M2M包括硬件和软件平台。其硬件是使机器具有通信或联网能力的部件, 能够从各种机器、设备处获取数据并传送到通信网络硬件厂商。M2M的软件包含中间件、通讯网关、实时数据库、集成平台、构件库及行业化的应用套件等。
2.4 中间件
中间件 (Middleware) 是处于操作系统和应用程序之间的软件。它屏蔽了底层操作系统的复杂性, 使程序开发人员面对一个简单而统一的开发环境, 减少程序设计的复杂性, 将注意力集中在自己的业务上, 从而大大减少了技术上的负担。中间件带给应用系统的, 不只是开发的简便、开发周期的缩短, 也减少了系统的维护、运行和管理的工作量。
物联网的理念是要实现任何时间、任何地点及任何物体的连接, 这个特点决定了屏蔽底层硬件的多样性及应用的复杂性[3]。中间件的特性正好提供了良好的平台, 以实现各类信息的关联、融合与互动。
关于物联网的应用, 中间件的研究应着重于支持多种传感设备的数据采集和处理功能, 向上层应用提供终端能力调用接口等。
3 物联网的典型应用———智能物流
智能物流是将RFID技术、数据通信传输技术、控制技术及计算机技术等应用在物流配送系统中, 帮助实现物品跟踪与信息共享, 提高物流企业的运行效率, 实现可视化供应链管理, 提升物流信息化程度。智能物流示意图如图二所示。
其中, RFID作为前端的自动识别和数据采集技术, 被应用在物流的零售、存储、运输、配送/分销和生产等各主要作业环节, 是实现智能物流的重点。
3.1 提高物流基础设施的信息化和自动化水平
通过将RFID标签放置在货柜、集装箱、车辆等物流基础设施内, 在物流企业仓库内部、出入库口、物流关卡等安装RFID读写器, 实现物品自动化出入库、盘点、交接环节中的RFID信息采集, 达到对物品库存的透明化管理。通过RFID技术与物流运输设备的结合, 可以进行物流基础设施信息化的升级, 提高其信息化和自动化水平。
3.2 促进物流功能的整合
通过RFID技术整合物流系统的功能, 提升原系统效率。RFID有助于实现物流系统内部多个业务环节之间的信息共享和自动化, 整合多个业务功能, 从而有效提升系统的整体运作效率。
3.3 提高物流市场流通效率, 规范物流市场秩序
RFID技术能够快速、准确地采集相关数据, 保证企业及供应链内数据信息的及时性、可靠性、有效性和安全性, 实现对各类数据信息的全程监管, 改善诸多领域 (如粮食物流、应急物流、食品安全) 缺乏有效监管的现状。此外, 将RFID与传感器技术及无线通信技术相结合, 还能够实现对重要物品 (如危险品、药品) 的在途监控, 便于进行管理和监督。
3.4 智能物流的发展重点
3.4.1 货运集装箱追踪与管理
实时记录箱、货、流信息, 开关箱时间和地理位置信息, 实现集装箱物流信息的全程实时在线监控。
3.4.2 货运车辆的跟踪与管理
给道路货运车辆贴上RFID标签, 标签中记录车牌号、运输起讫地点、运输线路、车辆所属运输企业、货物基本信息等。
3.4.3 配送中心管理
在货品包装箱外加贴RFID标签, 并在配送中心收货处、仓库入口/出口处等地安装固定RFID读写器, 在搬运设备上安装移动RFID读写器, 以及配合使用手持读写器, 实现对配送中心货物的出入库管理。
3.4.4 航空集装设备及行李追踪
通过使用RFID电子标签和读写设备, 机场可以建立起自动管理行李的新流程, 用以追踪旅客行李, 保证其安全流动, 同时缩短行李处理时间, 提升行李标签的识别率。
4 结束语
通过对物联网概念与体系结构、关键技术及其典型应用的介绍, 说明了物联网正在改变着我们的生活, 未来物联网的发展, 将会走进人们生活的各个领域。物联网必将成为继计算机、互联网之后信息技术的第三次革命。
参考文献
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[2]田宝勇, 张景伟.物联网及其技术体系研究[J].电脑知识与技术, 2011, (08) :45-47.
物联网岗位结构 篇4
1 物联网体系架构
本文结合现有物联网的分成架构, 裁剪物联网的层次的划分以便于更加适合智能家庭系统。通过对物联网三层架构的研究与分析, 并结合智能家庭系统的应用方向, 本文裁剪并重新规划了三层架构中的细节问题, 如图1物联网体系架构所示。
(1) 感知层通过数据采集获取数据信息, 即通过传感器、RFID和条形码等采集模块获取, 组网与信息处理主要完成节点组网、数据压缩、数据预处理和降低信息的冗余度等任务。
(2) 网络层承担感知层节点设备的信息网络传输和基础网络环境, 网络层中的业务网是业务实现能力和系统运营支撑的核心网络。
(3) 应用层主要针对行业背景、行业领域和行业特色, 设计物物相连的应用方案, 本文主要针对智能家庭系统结构。
2 智能家庭的应用系统
基于物联网的启发, 智能家庭可创造物联网控制平台, 其控制平台可实现常用电器远程控制、室内远程监控和远程医疗等服务最终建设有线接入的安防、医疗、娱乐、教育和购物等的综合服务系统。智能家庭将物与物相连的家庭, 内部安装物联家电, 可随时无线控制, 也可通过网络远程控制, 外部连接有高速数据通信线路。家庭人员可通过电脑控制室内设备, 也可通过手持终端控制, 当出现异常现象时, 可智能向用户和物业报警, 用户也可通过手持终端远程控制室内设备。
本文基于物联网的智能家庭系统主要分为三大子系统, 即家庭物联医疗子系统、家庭物联视频监控子系统和智能电器控制子系统。基于物联网的智能家庭系统结构如图2所示。
(1) 家庭物联医疗子系统。社会的发展以及计划生育的实践, 造成很多孤寡老人一人在家, 而孤寡老人的健康问题将成为一大问题。中国的老龄化加快, 也必然对医疗提出更多要求, 即家庭物联医疗子系统。家庭物联医疗子系统可对孤寡老人或者不方便去医院的人员进行每天监测和实时监测, 免除病人就医难的问题。
(2) 家庭物联视频监控子系统。家庭物联视频监控子系统主要完成对家庭室内的实时监控, 当遭遇盗窃异常现象时, 家庭物联视频监控子系统则将相关视频信息发送给用户或物业管理部门, 其有效的制止盗窃事件的发生, 同时家庭物联视频监控子系统要确保视频内容的安全和用户个人的隐私问题。
(3) 智能电器控制子系统。智能电器控制子系统则完成家用电器的远程控制, 可通过手持终端对家用电器远程控制, 并能够实时查看家用电器使用状况。
3 结语
本文裁剪物联网的三层架构细节内容, 并设计基于物联网的智能家庭系统结构, 逐步深入研究设计家庭物联医疗子系统、家庭物联视频监控子系统和智能电器控制子系统。
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物联网的体系结构与相关技术研究 篇5
1物联网的研发背景
物联网这一概念, 最早是在20世纪末由美国人在网络与移动国际会议上提出的概念, 直到2008年, 物联网这一概念才在全球得以广泛普及, 据相关资料统计显示, 2009年, 物联网谷歌搜索量大于 “第三代移动通信” 搜索量, 相当于 “传感器” 和 “商品房市场价格” 搜索量, 小于 “奥运会” 和 “互联网技术” 搜索量。 物联网体系结构和相关技术已经得到了社会各界的广泛关注, 重视程度越来越高。 物联网产业大致被分为4个环节, 表现、 感知、 处理信息和信息传递, 物联网已经广泛应用于农业, 并且衍生出智慧农业、 制药领域、 市场销售方面、 物流方面等, 都收到了一定的良好效果。 据相关专家分析预测, 到2020年人们将完全进入物联网时代, 同时也是智能化的代表, 基于此应该清楚地认识到, 物联网体系以及相关技术已经逐渐成为目前最有潜力和影响力的新型技术[3]。
2目前我国物联网的体系结构组成
随着信息技术的不断发展, 新型科学技术的发展推动了创新2.0时代的到来, 与此同时创新2.0时代又反过来影响作用于新型科学技术的形成与发展, 物联网体系结构包括数据识别和感知、 数据传递网络、 数据应用, 这同时也是对云计算、 物联网、 大数据和社会计算进行重塑。 物联网随着信息通信技术的不断深入发展也发生了新的形态的变化, 它自身的演变与社会发展共同作用。
2.1数据识别和感知
数据识别和感知作为整个物联网体系结构的重要组成部分, 具有基础性作用, 它主要是利用识别器、 GRS、 GPS、 录像摄像头等工具进行信息和数据的搜集, 然后用蓝牙、 ZB等无线网络技术或者高新技术设备将搜集的数据进行传递, 然后设备才能够对信息和数据进行分析、 处理[4]。
2.2数据网络传递
物联网的数据网络传递主要是在互联网网络基础上实现的, 其在整个物联网体系结构中占有十分重要的地位, 通过将识别感知层搜集的信息进行传递, 不仅实现了远距离传播, 同时还能保持信息的实效性。 但物联网数据网络传递对互联网技术提出了更高的要求, 目前互联网技术有待提高, 这从一定程度上限制了物联网的发展, 因此相关研究人员必须提高现有的互联网技术水平, 对其进行新一轮的升级和换代。
2.3应用系统
应用系统是发展物联网的终极目标, 因此它也是物联网体系结构的核心关键组成部分, 应用主要是指运用数据网络传递对搜集的信息进行接收、 处理、 分析, 然后判断进行正确的判断及处理, 将其应用到不同的领域, 这样便可以实现对物联网体系结构的有效管理。 应用主要分布两种, 即设备应用和应用程度, 它们共同作用于物联网整个体系, 并且在各行各业中发挥着优势。
3物联网相关技术的应用
3.1网络共享技术
网络共享技术的优势就是结合了互联网传递信息的功能, 能够依据不同的具体应用环境, 分析制定灵活的网络形式,为广大使用者提供一种高效的网络系统, 在未来物联网的发展将不再是现在传统的单一的网络模式, 其会朝着网络共享的方向进行发展。
3.2传感器感知技术
传感器感知技术是整个物联网系统中重要的应用技术, 其主要适用于信息数据的搜集环节, 同时也是物联网体系中必不可少的信息搜集方法, 其主要利用了微电子技术达到信息搜集的目的, 而且还能够探知温度、 热度、 光、 电、 以及声音等多种信息, 属于加工工具, 能够为数据信息加工提供原始资料。
3.3 ZIGBEE技术
ZIGBEE技术属于一种新型无线传递信息技术, 它是介于无线标记技术与蓝牙技术之间, 其主要是通过调频和分组标识来实现的信息数据的传递。 ZIGBEE技术的优点有网络容量大、 安全性可靠性高、 消耗低、 灵活等, 如今, 此技术已经广泛应用于各行各业, 但由于ZIGBEE技术的相对信息传递范围较小, 一般应用于承载信息较小的行业中[5]。
3.4蓝牙技术
蓝牙技术属于一种短距离的无线传感新型技术, 主要是能够实现多地址、 高调频、 短距离通信。 蓝牙技术能够简化为计算机和移动设备二者之间的信息交流和传递, 传递范围十分广, 而且方便快捷, 已经得到了广泛的应用。
3.5数据处理技术
数据处理主要能够实现人机对话, 同时也是与物联网有关的重要技术手段, 它能够对搜集到的数据进行智能化的分析, 将分析处理后所得的记过以最简单的形式呈现在用户眼前, 实现了物联网发展应用的终极目标。
3.6 RFID技术
RFID技术也属于感知技术的一种, 是物联网结构体系中的重要组成部分之一, 它能够实现信息数据的贡献和交流。 其组成部分有3个, 电子、 天线、 以及读写设备, 3个组成部分紧密配合, 才能实现信息和数据的储备。 RFID的优势主要有识别信息速递迅速、 自动化信息技术高、 网络环境适用能力强, 发展前景广阔。
4提高物联网技术水平的有效策略
针对目前物联网体系结构和相关技术水平发展现状, 中共中央在近年来颁布了相关文件, 即 《物联网十二五发展规划》, 该文件中明确提出:“要加大物联网技术的合理化和标准化建设, 推进物联网体系的建立, 积极进行物联网核心技术的创新, 将物联网技术作为重中之重, 建立示范应用工程, 要将物联网技术广泛应用于未来社会的发展中, 从根本上促进物联网技术的应用[6]。” 党和国家要采取积极有效的措施, 促进我国物联网事业的不断向前发展。(1) 政府应该加快建设物联网相关技术的示范基地, 促进产业的融合, 建立统一的相关规范和标准, 完善物联网信息的标准, 包括研发标准、 数字实施标准、 信息共享标准、 接口标准。(2) 建立健全物联网技术的基础设备, 提高物联网技术的信息化程度, 建立统一的公共信息共享服务平台, 完善整合物联网体系结构的信息通信体系, 使企业彼此之间都能实现有效的沟通, 共享信息资源。(3) 利用物联网技术大力开发物联网信息研究标准、 物联网基础设施等示范平台,(4) 相关单位还应该培养高素质专业人才, 对物联网技术人员进行再培训, 从而提高物联网技术的应用能力和创新能力, 加快建设和扩大人才队伍, 相关技术人员也转变思维, 与时俱进, 开拓创新, 在实践的基础上创新, 在创新的基础上实践, 从而满足社会人才发展的要求。
5未来物联网体系结构与相关技术的发展方向
随着科学信息技术的迅猛发展, 物联网体系结构和相关技术已经走进了千家万户, 并且应用于各行各业之中, 其为信息全球化提供了一个数据信息公共共享平台, 同时也是数据信息传播途径变革的关键时期, 一种被成为物联网时代的传播手段悄然出现[7]。 物联网技术不同于传统的网络技术, 尤其是在应用行业、 相关技术手段多方面都与传统的网络技术大相径庭。 现代科技使物联网迅速升级从而各个方面改变了人们的生活。 未来物联网应该朝着下一代网络化方向发展, 可以实现在任何不同的实践、 地点进行物品、 信息的传递和交流。 未来物联网将无处不在, 例如: 手机之间的互相连接、 汽车之间的互相连接、 将农业发展为智慧农业、 传感器之间的弧线连接等, 这些都预示了物联网下一代网络化的发展方向, 未来物联网的发展能够真正推动人类社会的进步与发展。
6结语
物联网岗位结构 篇6
物联网技术的成熟,实现了教育信息化的大跨越,面向移动学习和大数据时代,高职院校在数字化教学资源平台建设的基础上,陆续探索和实践智慧教室的建设工程,尤其采用物联网感知实现信息的识别、智能处理和共享推送,为信息化学习、移动学习和多样化学习奠定基础,而智慧教室建设必须充分考虑技术的稳定性、数据实时性、控制自动化、系统集成性[1,2],必须充分考虑传感节点设备、物联网通信和信息资源处理的有效整合,实现智慧教室与教学资源平台的实时对接。为此,本文将主要讨论基于物联网技术的高职智慧教室建构体系和建设方案。
2物联网技术(Technology of internet and things)
物联网技术是计算机网络、Internet的技术升级,按照协议规定,可以将任何物体与互联网连接,实现智能化、自动化的互联和交互,为人们生活、生产、学习带来了更加便利的服务,涵盖了信息识别、读取、传送、处理、存储、应用的全过程,尤其是终端智能设备、传感设备的作用得到了充分发挥和利用,为教育信息化、自动化、现代化提供更加理想的解决方案。
物联网主要包括RFID、中间件、互联网应用三部分构成,RFID主要提供信息识别,从终端节点设备获取信息,然后通过中间件(Savant)对信息进行分析、传输、存储,通过Internet网络实现个性化的应用服务,整个物联网分为感知层、网络层、应用层,感知层是物联网的底层,是有无数个节点(各类传感设备)构成,通过WIFI、Zig Bee等方式接入互联网[3],完成信息分析、传输、存储,最后通过应用层软件进行数据挖掘、处理、操作和信息决策,为用户提供各种操作服务[4,5,6]。物联网结构如图1所示。
3基于物联网的智慧教室建构体系(Construction system of smart classrooms based on construction of internet and things)
智慧教室将成为现代教育重要平台和手段,是未来课堂的主要形式.诸多院校都有多媒体教室、理实一体化机房、智能录播室等具有一定信息化的场室,这些场室具有一定信息化,但缺乏“智慧性”,即自动化、系统化、协同化,将繁琐的教学资源和信息通过半人工方式收集显然不能满足现代职业教育教与学的需求[7],必须借助物联网、移动互联、大数据等技术,构建以智慧教室为载体的智慧学习平台,成为高职教育信息化教学改革主要目标和任务,通过物联网将课堂教学活动、教学内容记录、存储,并与教学资源平台、移动学习平台无缝对接成为智慧教室建设重点,结合苏州健雄职业技术学院智慧教室建设基础,考虑现有多媒体教室、智能录播室、理实一体化机房中的各种设备有效地控制、协同工作,从整体到局部进行智慧教室建构。
3.1架构原则
(1)充分利用现有设备和条件
现有教学场室已经实现了信息化教学,具有半智能化功能,多媒体教室、机房、智能录播室已经具备高清数字电视、电子白板、短焦投影仪、实物展台、无线麦克、智能变焦、智能录播软件、音响设备、摄像头、空调等硬件,必须基于这些设备[4],采取优化、改进和补充的方式,进行智慧教室的集成性设计。
(2)准确定位智慧教室的功能
智慧教室主要功能是记录、收集、存储授课过程和内容,提高学习效率、易于课堂控制、方便学生多样化学习,方便与教学资源平台对接,实现资源共享,智慧教室的功能定位如图2所示。
(3)以物联网技术为核心
智慧教室主要实现物与物的互联、人与设备的识别、自动交互,只有使用物联网技术将智慧教室的设备、物品连接成一个智慧教室系统,才能实现智慧化教学控制、管理[5]。
(4)与信息化教学平台对接
智慧教室录制的优质教学资源,要及时在信息化教学平台更新,满足学生课外巩固学习、移动学习的需要,才能彰显它强大的教育功能。
(5)方便设备接入与扩展
师生自己的手机、笔记本电脑、平板等终端设备应很容易接入,成为智慧学习的辅助工具实现教学过程控制、交互和信息通讯的教具。
(6)配备智能录播和信息采集软件
智慧教室的智慧性就是由完美科学的中控软件,对摄像、监控头、声音、人员行为能够智能识别、区别记录、自动存储等功能,必须配备一定的智慧软件才能实现,可以说智慧软件是智慧教室管理、协同和控制的核心。
3.2智慧教室设备组成
智慧教室的主要设备包括:灯光、摄像头、音箱公放、采集话筒、电子白板、变焦摄像头、电脑、笔记本、中央处理器、实物展台、移动设备(接口)等,还要包括空调、通风、隔音等辅助条件。智慧教室场室属于智慧教室的感知层,主要用来信息采集、控制,如图3所示。
3.3基于物联网的智慧教室层次架构
(1)智慧教室感知层设计
在智慧教室机柜中安装RFID系统,用射频IC卡、手机、指纹等手段验证身份,可以使用智慧教室[6];在教室安装2—3个变焦摄像头和多个监控摄像头,实时根据教师和学生移动、动作自动捕捉教学场景,配备计算机、投影仪、电子白板、功放、电动窗帘、教室前排灯光、音响、实物展台等感知设备;RFID、摄像头和传感器所构筑的智慧教室感知层随时监视教学情况,通过传感器设备监测教室设备状态和运行参数,全方位“实时感知、动态控制和智慧处理智慧教室中各个教学环节和场景。如图4所示。
(2)智慧教室网络层设计
作为中间层,网络层将感知层采集获取的信息通过以太、无线、移动等网络进行实时传送,实现智慧教室通讯网络的优质计算、点对点高效通信、无线传输,主要采用IPv6作为通用协议,比IPv4具有更加稳定的通信能力,同时考虑与校园网的对接,为进一步集成现有的教学资源平台、课程资源平台甚至为魔课、SPOC提供支持,网络层通信的主要目的是服务好应用层,完成人与物、物与物的智慧通信。
(3)智慧教室应用层设计
智慧教室场室多、设备多、连接复杂、数据多样,必须采取云计算技术进行应用层管理与控制,通过云计算节点控制平台对智慧教室系统进行实时监测、控制和故障分析,同时通过云数据分析和处理技术[6],将不同的智慧信息和数据分类发送到不同平台用户进行处理,将智慧教室的优质资源分享给广大学习者。
4智慧教室建设方案建议(Recommendations of smart classroom construction program)
4.1硬件装备
智慧教室首先是计算出每个场室需要设备的类型、数量以及报价,同时考虑对场室基本环境的改造要求,例如:空调、窗帘、隔音墙、弱点强点布线等工程造价,再统计场室数量,整体进行设备采购套数、数量、规格进行界定,设计设备采购表。
4.2软件子系统配备
结合不同设备集成后的功能,建设一个综合物联网智慧教室应用系统,智慧教室系统应包括以下子系统[8]:(1)授课管理系统:实现师生交互式课堂管理与教学;(2)教学展示系统:用于显示上课课程、班级、教师、到课率和各传感器数据信息;(3)考勤管理系统:采用RFID标签(校园卡)或手机进行考勤,识别学员身份,支持远程考勤与打印等;(4)设备管理系统:对场室设备实时监控、能直接识别非法设备;(5)灯光控制系统:根据人员活动进行自动调整,尤其是教室走动到哪里,又该有灯光跟随;(6)窗帘控制系统:能够自动来开关闭,能根据光线强度自动拉动补光或全关闭;(7)温湿度控制系统:通过温湿度传感器监测室内温度,自动关闭、开启、停歇空调和加湿器;(8)安全保护系统:实施对窗户的自动监视和报警;(9)通风控制系统:根据CO2浓度,自动开启或关闭抽风机;(10)视频录制系统:分为界面视频录制和教学活动监控,教学活动有局部变焦监控和全场定焦监控[9]。
4.3通过招标聘请专业人员施工
智慧教室的施工对系统是否稳定、是否通畅有重要的作用,尤其对设备参数配置、设备连接、设备调试、设备整体优化影响较大,因此,高职院校建设智慧教室在明确目标要求前提下,通过招标采购正品设备、招聘专业施工队进行智慧教室建设至关重要。
5结论(Conclusion)
智慧教室是高职信息化教学改革和智慧校园建设核心工作,也是目前高职教学改革的热门话题,同时也是IT行业新型服务业务,智慧教室必须充分考虑智慧性,将物联网、云计算等现代信息技术综合应用,与现有教学资源系统等平台对接,才能发挥出智慧教室的智能性,智慧教室实施最重要的就是建构方案,不仅考虑教学的便利性、高效性,更要考虑信息交互的通畅性,场室的安全性和舒适性,智慧教室建设还处于起步阶段,有待于不断探索和创新。
摘要：针对智慧教室智慧性要求,结合高职现有多媒体教室、理实一体化机房、智能录播室建设基础,提出了基于物联网结构的智慧教室建构体系,并从智慧教室建构原则、功能、基于物联网的架构体系等方面进行设计,给出了基于物联网三层结构的智慧教室架构,对感知层智慧场所设备、网络层通信服务和网络协议、应用层系统总控和对外继承等方面,进行明确说明和设计,对物联网智慧教室建设方案给出了几点建议,该建构体系更适合高职院校进行智慧教室建设。
关键词：智慧教室,物联网,建构体系
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物联网岗位结构 篇7
物联网则是近年来信息产业界提出的重要概念, 被称为继计算机、互联网之后, 世界信息产业的第三次浪潮。
一、物联网工程专业学生知识结构的组成要素
物联网工程专业学生应具有扎实的自然科学基础和较好的人文社会科学基础及外语综合运用能力, 要系统地掌握本专业所需的相关学科的基础理论和基础知识, 掌握物联网感知与标识的理论与技术及信息处理技术, 其组成要素如图1所示 (见上页) 。
二、物联网工程专业学生知识结构的现状分析
作为一个战略性新兴产业相关专业, 物联网工程专业的课程体系, 师资力量、实验条件等还有待进一步完善。这里, 主要分析本专业学生的知识结构上存在的一些问题。
(一) 数学与物理等基础学科知识不足
由于多年来计算机学院各专业学生的就业形势较好, 一些用人单位只要求毕业生具有良好的计算机操作和维护能力, 这种使得部分在校学生只重视“计算机操作”, 而对于数学和物理等基础学科应付了事。物联网工程专业作为我校计算机学院的新开设的专业, 也同样存在上述问题。但是, 根据目前物联网工程专业的就业需求和一些物联网工程的实际项目的开发需求, 物联网工程专业必然会用到大量的数学和物理等基础学科的知识。如:要求能够运用数学语言, 描述工程实际问题, 并建立适当的数学模型进行科学和工程的分析和处理。这就要求学生具备良好的数学基础知识, 并能把数学知识运用的物联网工程专业的实际应用中。
(二) 人文社会科学基础教育薄弱
目前, 理工科大学生普遍存在重理轻文的心理, 物联网工程专业的学生也不例外。而且, 一般理工科院校的课程体系设置过分强调理工科方面的专业基础知识和专业课程, 忽视人文社会科学基础课程的安排。在这种课程体系的培养下, 大学生的知识结构往往是不合理的。从而, 培养学生的人文社科基本素养, 并将这些基本素养与物联网工程专业知识素养结合起来, 形成一个全面的、合理的知识结构。
(三) 动手能力不强
物联网工程专业涉及的学科领域不仅仅是计算机科学与技术, 还涉及到数学、物理、电子科学与技术、通信工程等学科领域, 这是一门新兴的学科, 学校的办学条件、实验设备相对其他专业滞后, 能让学生动手设计与组装的元器件很少, 加之学生本身的主观因素, 中学阶段在高考“指挥棒”的压力下只攻读考试学科, 很少实践, 因此, 动手能力较差是普遍现象。而本专业却非常需要学生具备较强的创新实践能力, 这与目前的学生实际情况形成了较大的反差。在这种状况下, 如不能充分利用现有实验室设备, 改善实验环境, 并加强学生的工程实践锻炼, 学生的动手能力的差距将更大。
(四) 外文专业文献资料的阅读能力较弱
由于学生大多注重专业课程的学习, 忽视了人文基础学科包括外语工具学科的学习, 因而, 外文水平不高的现象也颇为普遍, 无论是阅读理解能力还是写作翻译能力都不尽人意。尤其表现在外文专业文献资料的阅读上, 理工科学生很少接触相关专业外文文献资料的阅读, 而且在通用英语教学中未涵盖很多专业英语的词汇, 此外, 一些专业名词翻译成中文后含义模糊, 难以理解。这样就导致了学生们外文专业文献资料的阅读能力普遍较弱。这与一名优秀的工程技术人才的要求是不相称的。因此, 笔者认为, 要提高物联网工程专业学生的外文专业文献资料的阅读能力, 首先应引导他们提高认识, 激发学习兴趣, 多读多练;其次, 可在一些专业课程的教学中使用双语教学, 使学生们在专业课的学习中逐步掌握大量专业英语词汇, 由此可达到事半功倍的效果。
三、思考或建议
要改善和优化物联网工程专业学生的知识结构, 培养高素质的具有创新精神的物联网工程专业人才。必须从课程体系, 师资力量、教学方法、实验条件等方面人手, 切实推进教育改革与教学改革。
(一) 构建动态课程体系
课程体系是实现人才培养目标和使命的主要载体, 是学生知识结构优化的重要保证。构建一个合理的动态物联网工程课程体系是计算机教育本身发展的要求。合理的动态课程体系要求课程内容充分满足通识教育的要求。同时, 能够培养学生具有应对社会变化、科技更新的适应能力。动态课程体系还应正确把握“量”与“度”, 整合、重组教学内容, 既注重基础, 又能够将现代科技发展的新动态、新成就融合到课程知识中。此外, 动态课程体系还须突出工程实践教学体系, 以培养学生的创新精神和工程实践能力。总之, 应当基于上述思想, 深入分析研究课程设置、时间顺序、课程内容、教材内容的动态更新, 以构建合理的动态课程体系。
(二) 提高教师综合素质
优化学生的知识结构, 关键在教师。要提高教师的综合素质, 首先, 要树立办学以教师为本的理念。尊重教师, 尊重教师的劳动, 积极引导教师爱岗敬业, 乐教奉献;其次, 要着力提高教师的职业素质和工程实践能力, 有计划地选派教师尤其是青年教师出国进修或访学, 分期分批安排教师到企业、行业参加工程实践, 增强教师培养学生实践的指导水平和能力;再次, 要不断完善对教师工作业绩考核的评价体系。全面、合理、客观地评价教师的工作绩效。既要注重科研成果, 更要看重教师的实际教学水平、教学实际。
(三) 改进教学手段与方法
应遵循“以学生为主体、教师为主导”的原则, 积极引导学生自主学习、创新学习;要充分利用现代教学手段诸如多媒体教学、构建网络平台等, 把抽象的知识形象化、枯燥的知识生动化;在实践教学中突出“做中学”的理念, 实行校内教师和企业导师共同培养的做法, 提高学生的工程实践能力;根据计算机技术快速发展的特点, 学校教育管理部门要给教师提供更多的相互交流、共同切磋教艺的机会, 并充分利用教学课件可复制特点, 合作制作一些可动态更新的优秀的教学课件, 达到资源共享的目的, 同时也利于教学水平的共同提高。
(四) 建立工程实践中心, 提高学生动手能力
为提高学生的动手能力, 更好地培养出高素质物联网工程人才, 目前我校已在原有的实验室条件基础上, 申报了物联网工程实践教育中心, 以期为物联网工程专业学生提供一个培养平台。该平台建设依据所需要培养的工程师的层次和目标分为三个层次:综合系统设计实践平台主要为物联网工程专业学生提供初始工程实践能力的培养提供系统的培养平台。课题工程设计主要为特别优秀、具有专门才能的学生提供平台, 该层次平台主要结合科研课题而建设, 平台会随着课题的不同而有所变化。产品及技术研发平台主要针对公司的产品开发, 完全将物联网工程专业教育融入到系统设计和产品开发中。通过构筑课程综合、工程设计、技术研发三个层次的平台, 可推进工程实践与创新教育实践的融合, 构建创新型人才培养的实践教学体系。
(五) 实施企业阶段实践方案
实践教学是全日制本科院校培养合格的工程技术人员的极其重要的环节。实行校企合作是物联网工程专业“产学研”结合的有效途径, 也是校企双赢的重要举措。因此, 实施企业阶段的实践方案是一个重要的教学环节。是学生熟悉企业需求、培养锻炼实际工程能力的核心步骤之一。在确定具体的实习实践内容时主要采取以下方式: (1) 企业和学校 (校内导师) 共同协商一个工程领域的课题; (2) 企业依据自身发展需要, 通过立项合同的形式, 与学校 (校内导师) 研发一个具体的项目; (3) 安排实习生到企业从事实际的产品调研、研发、调试、运行、生产、管理或服务等工作。通过企业阶段实习实践, 培养学生的系统集成能力、解决实际问题能力、技术创新能力、适应需求变化能力, 以及初步的企业管理能力等。
物联网工程专业是顺应国家战略性新兴产业的发展需要而设置的专业。构建合理的物联网工程专业的知识结构是培养该专业人才的前提, 也是紧跟经济社会发展的必然要求。我们必须以科学发展的眼光, 面向未来, 面向新兴产业的发展前景, 积极、谨慎地构建合理的物联网工程专业的知识结构、课程体系, 不断探索新兴产业所需人才的培养途径, 为国家现代化建设输送更多物联网工程技术的优秀人才。
摘要：随着物联网产业的迅速崛起, 人才需求已成当务之急, 物联网工程专业便在高校应运而生。为保证人才培养质量, 本文阐述了物联网工程专业学生的知识结构的组成要素及相关要求, 分析了该专业学生知识结构现状, 并就如何构建合理的知识结构进行了探索与研究。
关键词：物联网工程专业,知识结构,现状
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