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網技術方向主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】移動物聯網 車聯網 低數據速率 GPRS CDMA 1X
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.017 中圖分類號:TN929.5 文獻標志碼:A 文章編號:1006-1010(2016)12-0078-04
引用格式:趙小江,祝海云,徐福新. 低速移動物聯網的移動通信技術發展和產業化方向[J]. 移動通信, 2016,40(12): 78-81.
1 引言
從手機和移動寬帶衍生發展而來的M2M模塊在行業應用信息化中得到大力應用,移動物聯網成為一個新興市場。戰略無線業務咨詢公司Northstream曾公布了它對2016年全球移動電信行業走勢的預測:預計“物聯網黃金時代”將拉開序幕。目前承載移動物聯網的主要無線傳輸網絡包括2G(2.5G)/3G/4G移動網絡、Wi-Fi網絡、ZigBee、藍牙等,并且大約70%的移動物聯網都是以低數據速率的低端通信模塊為主。本文將主要探索低數據速率移動物聯網的通信技術發展方向和產業化方向,并以車聯網為例進行探討。
2 車聯網結構
截至2015年6月底,全國機動車保有量達2.71億輛,電動自行車保有量也已突破2億輛。汽車、摩托車、電動自行車已經成為各個階層工作、生活中必備的交通工具,但被盜現象卻時有發生,因此用戶對車輛防盜、定位管理需求日益強烈。此外,一些快遞物流、外勤服務、車隊管理、汽車租賃管理等不僅需要車輛定位,而且使用軌跡輔助生產調度管理、里程數量統計、圍欄管理等應用。車輛的運行狀況也是車主非常期望掌握的,這通常需在汽車4S店或者車輛維修點才可以查看。而目前機動車車載自動診斷系統“OBD Ⅱ”已經可以提供外部接口車況檢測或者汽車廠家直接通過其ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)接口完成車況檢測,甚至電動自行車也已經結合控制器可以提供車況檢測和電池電量管理等功能。
車輛防盜定位、生產調度管理、車況檢測等都驅動了車聯網平臺的誕生。車聯網組成不僅包括車輛本身,而且還包括車聯網終端、用戶智能手機/電腦、GPS衛星定位系統、車聯網云平臺,并依賴移動通信數據網、互聯網完成,具體如圖1所示:
車聯網終端先通過GPS衛星實時獲取地面行駛車輛的位置信息,再通過移動通信數據網絡與車聯網云平臺之間建立通信。車聯網終端除了包括由單片機組成的控制模塊外,還包括定位模塊、通信模塊以及智能傳感模塊。
定位模塊以GPS芯片為基礎獲得車輛所在的地理位置信息,實時不斷地接收GPS衛星信號,提供車輛運動狀態數據,包括車輛經緯度信息、運行速度、運行方向、時間信息等。
通信模塊在圖1中可與車聯網云平臺和用戶手機/電腦終端進行數據交換,目前通信網絡和終端模式可以基于2G、3G、4G甚至Wi-Fi網絡。但考慮定位和車輛控制的交互數據量小(主要包括控制信令、GPS經緯度、車況檢測等數據),而且室外移動范圍廣,同時結合移動物聯網成本的考慮(終端2G通信模塊與終端4G通信模塊的價格約相差3至8倍),因此圖1中車聯網終端連接車聯網平臺所需的移動通信數據網絡主要基于2.5G移動網絡為主,這包括GPRS(GSM)網絡和CDMA 1X(CDMA)網絡。
智能傳感模塊包括防盜模塊和車體性能感知模塊。其中,防盜模塊在用戶設置防盜功能后,通常利用GPS位置信息形成電子圍欄和G-Sensor(重力傳感器)感知車輛被觸碰或劇烈震動通過系列算法觸發整車被盜報警,或者通過斷電感知電池被盜,即可向用戶手機發送報警信息,這種模式基本可以避免誤報警;車體性能感知模塊包括電池電量和車況檢測功能等,讓車況信息黑匣子可以向用戶直觀展現。
車聯網云平臺除了包括存儲車輛的各種數據檔案信息外,還包括軌跡、綁定智能手機和智能終端關系、車輛報警記錄等。用戶智能手機和電腦終端可以利用圖1中無線數據網絡(這可以是各類制式的2.5G、3G、4G移動數據網絡或者Wi-Fi網絡)或者有線數據網絡連接車聯網云平臺,實時查看車輛信息、接收報警信息或控制車輛,以確保報警的有效性和遠程可控性。
3 低數據速率移動通信相關技術和特性
在車聯網中的應用
在移動物聯網中,大量的應用如車聯網、抄表業務、智慧農業、工業自動化、可穿戴設備、安防等,由于沒有穩定的Wi-Fi覆蓋,只能基于移動通信網絡。2G網絡(GSM和CDMA)經過較長時間的建設運行維護,網絡覆蓋面廣、覆蓋質量佳,特別是2G終端芯片相比3G/4G價格低廉優勢明顯,因此結合低速需求和成本控制的要求,GPRS和CDMA 1X低速數據網絡還是大有用武之地。如果后期手機用戶大量遷移到4G VoLTE網絡,空余的2G頻率和網絡或許可以迎合快速發展的低速移動物聯網無線承載容量需求。由于3G網絡(CDMA EV-DO和WCDMA)通信模塊的價格始終無法靠近2G通信模塊,因此在低數據速率移動物聯網中很難找到應用的切入。在當前4G時代,LTE與移動物聯網之間總是存在一條難以跨越的鴻溝,其中成本是主因。
3GPP組織在LTE Release 13版本中所研擬的LTE-M標準目前暫時被各方看好,具備低功耗、低傳輸速率和高覆蓋率三項特點,該規格的目標是達到100~200 kbps的最高傳輸速率,但標準尚在制定中,最為關鍵的成本看是否能突破。下面將主要探討當前廣泛應用的GPRS和CDMA 1X相關技術及產業在車聯網中的應用發展態勢。
3.1 終端通信模塊開發
在車聯網中,車聯網終端在不同的通信制式中,主要是通信模塊上的差異,但其也是影響車聯網終端的重要成本。構成通信模塊主要是GSM芯片和CDMA芯片的差異。
GSM芯片廠家眾多,在MTK、展訊、互芯、Mstar等,GSM已經沒有專利費;而在CDMA芯片,目前主要有高通、英特爾(2015年收購了威睿電通),且專利主要集中在高通手中。由于高通專利費、入門費居高不下;CDMA支持廠家明顯弱于GSM,而且CDMA模塊套片價格也高,CDMA成本約高于GSM模塊2至3倍,因此基于CDMA 1X模塊的車聯網移動終端生產成本相對較高,CDMA 1X模塊在工業領域有較大幅度落后于GSM/GPRS模塊的應用。
目前在移動物聯網終端包括車聯網終端也出現一些新的開發模式,有些開發者摒棄采用模塊化開發的模式,改為采用芯片開發共享ARM和FLASH的方式,以大幅降低成本,但這種開發模式難度大、周期長、產品穩定性對開發者要求更高。
3.2 移動物聯網號碼開卡
我國手機終端普遍采用機卡分離的模式。中國移動和中國聯通的GSM手機終端通常采用SIM(Subscriber Identification Module,用戶身份識別卡)卡,是手機的一張個人資料卡;而中國電信CDMA手機終端通常采用UIM(User Identify Module,用戶識別模塊)卡,是接入網絡系統的標識和身份驗證。在移動物聯網終端應用中,通常也是采用SIM卡(UIM卡)+卡槽的模式。
但是在車聯網應用中,運行環境較差,耐高溫、低溫,抗劇烈震動等對移動物聯網終端要求較高。據統計,5%~10%的機械障礙與SIM卡(UIM卡)和卡槽的耦合有關,這也是部分用戶在使用車聯網終端中反饋質量問題的一個重要方面。目前,基于CDMA的車聯網移動物聯網終端已經重新啟用在北美較為廣泛使用的燒號開通號碼模式,這不僅節約了UIM卡和卡槽成本,而且較好地提升了產品質量的穩定性。另外,在一些統一運營的行業應用業務模式中,行業應用業務管理者或者經營者期望通過燒號,形成號碼與物聯網終端一體化,避免SIM卡被非法挪用產生額外費用和網絡違法行為。
目前CDMA燒號通常有兩種模式:OTA(Over-the-Air Technology,空中下載技術)燒號模式和電腦數據線手編燒號模式。具體如下:
(1)OTA模式:電信運營商提供的身份識別鑒權數據無線遠程傳輸到移動終端內。這通常需要終端撥打*228或*22800,通過系統支撐完成。*228或*22800等同于緊急特服,在協議中規定即使運營商中沒有開戶注冊,手機終端也可以有權限默認撥打。
(2)手編模式:完成移動物聯網終端號碼開戶后,從相關渠道獲取手機卡五碼數據,并且改ESN(Electronic Serial Number,電子序列號),然后通過電腦軟件寫入移動物聯網終端,使其具備注冊入網資格。在車聯網應用中,基于CDMA 1X終端只要三碼IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number,國際移動用戶識別碼)、AKEY(Authentication Key,鑒權碼)、ESN即可。
由于GSM沒有燒號協議支撐,因此SIM卡槽的質量要求顯得特別重要。為了提升產品的穩定性,有些開發者采用SIM卡與卡槽焊接的方法變通來解決SIM卡與卡槽之間松動造成的機械障礙和仿一體化問題。
3.3 移動網絡性能要求
(1)抗干擾性。車聯網或者其他移動物聯網所處的環境通常較為復雜,有人為無線干擾器或者其他應用的干擾。在通常的網絡設計和規劃中,對于基本相同的誤幀率要求,GSM系統要求到達基站的手機信號的載干比通常為9 dB左右,由于CDMA系統采用擴頻技術,擴頻增益對全速率編碼的增益為21 dB,所以對解擴前信號的等效載干比的要求小于-14 dB,GSM對底噪的要求更為嚴格。
(2)安全保密性。當前GSM網絡偽基站不僅對手機造成脫網影響,而且對所處的基于GSM模塊的移動物聯網終端造成脫網影響。此外,GSM手機短信、通話可被黑客監聽也一直困擾著GSM的安全。而CDMA網絡中手機與基站是雙向驗證,同時要在CDMA的42位PN碼中去猜測某一編碼有如大海撈針,可以有效保護空口安全,無線解密器無法攻破。
(3)2.5 G網絡吞吐率。在支持低速率物聯網應用上,GPRS(GSM)支持最大42.8 kbps、85.6 kbps上/下行數據傳輸速率,CDMA 1X(CDMA)支持最大153.6 kbps上/下行對等數據傳輸速率。在低數據速率應用中,CDMA模塊比GSM模塊可以支持相對更高的峰值速率。
4 結束語
車聯網應用已經在某些汽車、智能電動自行車、摩托車出廠中開始預安裝,也有部分行業應用用戶或者個人用戶后安裝車聯網終端,預測其今后將有廣闊的市場空間,而且用戶忠誠度相對較高。本文通過從車聯網應用分析來看低數據速率移動物聯網涉及移動通信技術應用發展態勢,雖然近年來高數據速率移動通信技術更新迭代非常快,但是低數據速率通信技術或許有更穩定且獨到的應用場合和應用空間。“技術為市場服務”,市場的需求將促使基于2.5 G的低速移動通信數據網絡可能伴隨著不斷更新的高速移動通信網長期并存。
參考文獻:
[1] 印欣. 移動物聯網的運營策略探討[J]. 通信世界, 2012(40): 22-23.
[2] 蔡祥春,王宜懷,周杰,等. 基于物聯網技術的電動車防盜系統[J]. 計算機工程, 2011(20): 236-238.
[3] 張遠文,董文宇. 電動車防盜定位裝置和系統[J]. 中國新通信, 2014(21): 104-105.
[4] 路致遠,趙明宇,儲毅,等. 基于云計算的電動汽車運營服務平臺設計[J]. 華東電力, 2013(1): 152-156.
[5] 王朝煒,王衛東,張英海,等. 物聯網無線傳輸技術與應用[M]. 北京: 北京郵電大學出版社, 2012.
[6] 魏穎琪,林瑋平,李穎. 物聯網智能終端技術研究[J]. 電信科學, 2015(8): 140-146.
[7] 曾憲武. 物聯網通信技術[M]. 西安: 西安電子科技大學出版社, 2014.
[8] 張宏君,高曉婧. 一種基于物聯網的智能配送終端系統設計[J]. 現代電子技術, 2014(21): 24-26.
[9] 馮發旗,鄒穎霄. 基于物聯網的海關三位一體船舶監管體系研究與實現[J]. 現代電子技術, 2014(6): 83-87.
[10] 張琨,劉春梅,彭景. 打造物聯網時代的智慧物流[J]. 移動通信, 2014(16): 77-81.
作者簡介
趙小江:高級工程師,碩士畢業于浙江工業大學,現任中國電信股份有限公司杭州分公司無線維護中心經理助理,從事CDMA、LTE移動網絡維護工作。
【關鍵詞】物聯網技術;智慧城市;建設
物聯網是在互聯網基礎上借助傳感設備、射頻識別技術、GPS定位系統等實現人與物、物與物之間互聯互通的新型現代技術,因此物聯網具有極強的互聯網特性、識別特征以及智能化特點,是實現智慧城市建設過程中不可或缺的重要技術。智慧城市是高階版的信息化城市,不僅能夠為人們提供更加智能、便捷的生活,而且需要各種先進技術的支持,物聯網技術就是其中之一。
一、物聯網技術在智慧城市建設中的基礎應用技術
物聯網技術在智慧城市建設中的應用主要是借助感知設備和互聯網,進而實現的人、物、機以及環境之間的連接,完成信息資源的快速傳遞、共享以及對于物的操作控制,并由此在城市中建立智能化服務管理系統,構建智慧城市。物聯網應用主要包括四個關鍵性技術,分別是RFID、傳感網、M2M以及量化融合。物聯網四大支撐技術與業務群關系如圖1所示。
二、物聯網在智慧城市建設中的應用優勢
智慧城市就是利用先進信息技術和通信技術手段等實現對于城市運行過程中各信息的感知、收集、整合和分析,進而結合城市民生、交通、環保以及各種公共服務等實際需求進行智能響應的現代化城市建設理念。智慧城市是新時期背景下信息化與城市化的深度融合,不僅是物與物的相連,更是人與物、人與環境、物與環境的連接,智慧城市如圖2所示。物聯網技術在智慧城市建設中的應用優勢主要體現在以下幾個方面。第一,通過物聯網技術,能夠進一步實現城市物物相連,擴大城市人、機、物以及環境之間連接的覆蓋范圍,進一步提升城市智能化水平。第二,智慧城市的建設是基于大數據、云計算技術基礎上形成的全新信息技術體系,而物聯網技術能夠為大數據技術和云計算技術的應用收集數據信息,提供可靠的數據基礎,確保大數據以及云計算技術作用的有效發揮。第三,城市是始終處于動態變化之中的,而物聯網技術能夠及時、準確的提供城市運行過程中相關動態數據,例如物流運輸方面、危險化學品管理方面,進一步提升城市管理水平,為城市順利、安全的運行提供有效保障。第四,隨著當前技術水平的不斷發展,物理網技術逐漸向著微型、便捷方向發展,在人們身體健康以及生產生活當中的各個方面都有著十分廣泛的應用,給城市居民生活帶來了極大的便利。第五,隨著信息化建設的不斷深入,物聯網技術在工業生產、制造等方面有著積極作用,極大的促進了傳統行業發展。
三、物聯網技術在智慧城市中的應用難點
(一)功耗
在建設智慧城市的過程中,需要借助物聯網技術與各個終端進行連接,進而實現數據的采集和應用,才能夠將其應用到實際的生產生活當中,實現智能化建設。在實際構建智慧城市的過程中,需要在很多場景安裝終端設備進行信息的采集和接入,但是由于實際環境的限制和影響,無法在其中接入外電,這就導致在使用終端設備的過程中無法連接電源,只能夠借助外用電池進行供能,這就使得終端的應用存在功耗問題,如果設備功耗較大,那么就需要經常更換電池,嚴重影響了物聯網功能的有效發揮,而且還增加了相關人員的工作量。例如,車檢器的應用就必須考慮終端設備的功耗情況,若出現電能供給問題,則可能會影響到設備功能的正常發揮。
(二)容量
隨著信息技術的不斷發展,當前人們的生產生活當中已然離不開互聯網以及信息技術,在此情況之下,人們對于互聯網以及通信服務的質量有了更高的要求。與此同時,在智慧城市構建的過程中,各種信息采集、終端以及生產生活當中應用的智能設備數量不斷增加,對城市網絡的容量和通信質量提出了更高的要求。因此,為保障智慧城市的建設效果,在實際應用物聯網技術的過程中,必須解決網絡容量的問題,當前我國正在逐步推廣和應用的5G網絡,正是為構建智慧城市而做出的重要準備。5G網絡和4G網絡的對比分析如表1所示。
(三)連接數
在實際應用物聯網技術的過程中,基于智慧城市建設的實際需求,對于物聯網技術有著更高的要求,物聯網技術想要得到良好的應用就必須能夠同時支持大量終端設備的運作和數據傳輸等,而且隨著城市建設腳步的不斷加快,智能化水平的提高,城市終端設備的密集程度將不斷提升。因此,在智慧城市建設的過程中,就必須考慮基站可承載的運行數量上線,以此保障設備終端能夠正常運行。
(四)覆蓋范圍
智慧城市的建設要求物聯網技術盡可能覆蓋更大的范圍,才能夠確保數據、信息的收集更加全面,使得城市中的數據資源能夠得到能充分的利用,才能夠進一步提高城市智能化水平,進而為城市中的生產生活提供更好的服務。因此,在智慧城市建設的過程中,需要盡可能擴大物聯網技術的覆蓋范圍,但就目前我國各方面的技術水平來看,在物聯網技術的推廣和應用過程中仍然會受到限制。例如,地下停車場等區域通訊信號的質量相對較差等,因此進一步擴大覆蓋范圍,也成為物聯網技術應用過程中所需要面對的難點之一。
(五)統籌規劃
智慧城市的建設并不是單純的將物聯網、大數據以及云計算技術與城市管理服務等結合在一起,而是要將先進的信息技術與城市化建設有機的融合在一起,充分發揮物聯網技術的應用優勢,提高城市的智能化水平,以此進一步提升城市資源的利用率,為城市人們的生產和生活提供更好的服務。因此,在實際構建智慧城市的過程中,必須將物聯網技術合理的融入到城市建設當中,充分考慮當前城市的實際情況,智能化水平以及后續智慧城市建設的主要發展方向等,科學合理的對于智慧城市建設進行統籌規劃。但是就目前我國智慧城市建設而言,存在一定的盲目性,并沒有形成科學系統的智慧城市建設體系,嚴重制約了城市資源的高效利用,物聯網技術的優勢難以得到有效發揮。
四、物聯網技術在智慧城市中的主要應用方向
(一)智慧交通
交通運輸是城市建設和穩定運行的重要部分,因此智慧交通是智慧城市建設的重要內容。在傳統交通運輸體系和系統當中,科學合理的應用物理網技術,進一步提升城市交通運輸管理的智能化水平,實現對于城市交通領域的全面監控,通過物聯網技術實現對于交通環境的感知、信息的傳輸以及遠程監控等,提高城市交通系統的精確性、實時性,進一步緩解城市交通運輸壓力,提高城市交通運行效率,為城市人們提供更好的交通運輸環境。智慧交通系統結構如圖3所示。
(二)智慧物流
在當前信息技術水平不斷提高的情況之下,我國電子商務行業異軍突起,物流產業也隨之得到了蓬勃發展,而且人們對于物流行業的要求也在不斷提高,因此智慧物流也將成為智慧城市建設當中的重要內容。借助物聯網技術,不僅能夠進一步優化物流運輸過程,還能夠有效降低物流行業工作人員的工作壓力,提高工作效率,進一步提升城市物流服務水平。例如,激光檢測、條碼識別、機器分揀、衛星定位等技術的科學應用能夠進一步優化物流服務水平。
(三)智慧醫療
隨著我國經濟水平的提升,老齡化程度不斷加深的情況之下,人們對于醫療服務方面有了更多的需求,智慧醫療的建設能夠進一步解決人們看病難的問題,為城市居民提供更好的醫療服務,不斷完善現代化醫療系統。例如,構建家庭醫療系統、(四)智慧社區社區是城市中的基本組成部分,也是城市建設和管理的重要單位,將物聯網技術與社區管理建設融合在一起是當前智慧城市建設的重要內容。通過物聯網技術建立智慧社區,能夠為社區居民提供更好的服務,有助于強化社區管理,而且在物聯網技術的幫助之下,能夠使得社區居民生活更加便利,有助于資源的高效利用。智慧社區系統結構如圖5所示。
結束語
綜上所述,在應用物聯網技術建設智慧城市的過程中,為確保智慧城市穩定可靠地運行,不得不面對功耗、容量、連接數量、覆蓋范圍以及統籌規劃等方面的問題,進一步發揮物聯網技術的優勢,確保智慧城市穩定運行,未來在物聯網技術的支持下,城市交通、物流、醫療以及社區等方面都會朝著更加智能的方向發展。相信隨著物聯網技術的深入研究和應用,我國智慧城市建設將會取得更好的成績。
【參考文獻】
[1]謝曉芩.物聯網技術在智慧城市建設中的應用[J].中小企業管理與科技(中旬刊),2021(03):189-190.
[2]趙羚志,謝輝,張國輝,王,楊舒.物聯網技術在智慧城市建設應用中的難點與疑點[J].長江信息通信,2021,34(03):216-218.
1.1制度標準不完善由于物聯網的架構相仿復雜,其架構涉及的技術領域廣泛,因而從整體上來看,各個制定技術標準的組織之間缺乏有效的溝通和協調,缺少完善的標準化工作,導致物聯網缺少完整的技術標準。例如外射頻識別技術。外射頻世界技術的國際化標準和國家的標準不一致,而且該技術在具體的生產和應用中也存在很多的區域行業標準的限制,并且這些標準都難以相互包容。物聯網技術的核心是建立在互聯網基礎之上,但是各個國家的設備在接入層面上也存在許多不同的協議類別,導致兼容性不足。因此,物聯網技術亟需制定國際化的制度標準。
1.2核心技術不高在構成物聯網的三個構架中,其最為關鍵的核心構架在于感知層。只有通過感知層去“感知”外在的信息,物聯網才能實現對外在物體的有效“控制”的功能。但是,感知層的技術缺失三個構架中發展最不成熟、最薄弱的技術,感知層技術的薄弱和不成熟嚴重制約了物聯網技術的發展和應用,也是制約發展和應用的關鍵。作為當前主要感知層技術的射頻識別技術,國家還需要突破成本和標準化兩個難題。并且射頻識別技術的發展,射頻識別技術將朝著高頻化、高兼容性、網絡化的方向發展。
1.3難以保障信息安全由于物聯網技術的不成熟和完善,物聯網技術信息傳輸過程中存在較多信息安全隱患,網絡安全難以得到保障。其中最大的信息安全隱患就是有關物品信息的電子標簽,一旦被惡意利用,輕則造成國家和個人的機密信息遭他人盜取或泄漏,重則導致企業難以正常運行,國家的基礎設施設備停止工作,影響社會秩序。因此,物聯網技術亟需解決信息安全問題,以保障用戶個人隱私、機密的安全,維護社會持續,保證社會正常運行。
1.4擴孔IP地址所有接入物聯網的物品都需要一個IP地址,而且物品的IP地址都是和其它物品不同,因此,新接入物聯網的物品都需要解決IP地址的問題。但是,但前的IPv4難以滿足物品地址的需求,雖然IPv6技術能夠滿足地址的需求,但是IPv4和IPv6存在兼容性問題,IPv4向IPv6轉型具有一定的難度[2]。因此,物聯網技術還需要解決IPv4和IPv6之間的兼容問題。
2物聯網技術發展趨勢
隨著物聯網相關技術的不斷發展,物聯網技術并將成為國家核心技術之一。并且在未來將具有很大的發展和創新的空間。設計層面,物聯網相關產品的設計創新離不開物聯網技術,產品的設計會隨著物聯網技術的創新而創新,因此,產品設計存在很大的創新空間;技術層面,物聯網技術包含計算機、傳感器、通訊等多項技術,物聯網技術的創新發展必定會帶動這些技術相關產業的創新和發展。在未來,各行各業要實現信息化,必須采用物聯網技術。在物聯網的逐漸普及后,與物聯網配套的傳感器接口裝置等設備的生產量和使用數量都將大大增長,并超過手機的使用數量。物聯網配套裝置和設備的使用量增加,極大的促進我國信息技術元件產業的發展,為我國創造更多的就業機會。而且根據物聯網技術特點,無線網絡的發展也將成為未來的趨勢。在今后的物聯網技術中,無線網絡將成為物聯網的基礎技術和設施之一,只用這樣,無線網絡才能隨時隨地將數字信號傳輸出去。物聯網技術代表了下一代信息技術的發展方向,并積極推動國家和社會的發展。
3結語
現代網絡技術的應用水平逐步提高,網絡技術應用程度拓展到社會生活中的各個領域,物聯網技術是基于互聯網信息傳輸技術的基礎上開展的一種新型識別檢測技術,物聯網技術在電力設備巡檢中的應用能夠可以提高電力巡檢的質量,降低巡檢人員的工作壓力,實現我國電力供應系統正常運行。
【關鍵詞】物聯網技術 電力設備巡檢 應用
隨著社會計算機研發水平和應用水平的逐步發展,基于互聯網技術的基礎上,結合RFID技術、紅外感應技術、全球定位技術以及激光技術于一體的物聯網技術。本文基于網聯網技術的電力設備巡檢系統的設計原理與實現過程,對物聯網技術在電力設備巡檢中應用進行研究,推進我國電力供應系統中技術手段的不斷創新應用。
1 物聯網技術概述
1.1 物聯網技術概念
物聯網技術是基于“互聯網技術”的基礎上,應用互聯網數據傳輸連接技術,充分結合射頻識別技術(RFID技術)、紅外線識別感應技術、GPS全球定位技術、遠程激光掃描技術等信息傳輸手段,進行識別檢測技術,這種綜合技術的智能化程度高,識別定位準確性高,被廣泛應用于社會生產生活的各個領域。物聯網技術在電力設備巡檢中應用,與傳統的電力設備巡檢方式相比,能夠擴大電力設備巡檢的范圍,巡檢技術能夠克服強磁力、高溫、水環境的檢驗,縮小了電力設備巡檢的安全隱患,同時物聯網的信息空間存儲范圍較大,存儲信息的安全性較高,使電力設備應用檢驗程度實現智能化發展。
1.2 物聯網技術的工作流程
物聯網技術的實現是通過計算機與外部檢測設別連接實現的。首先系統內部數據庫管理系統通過激光掃描技術對電力設備進行逐步狀態掃描;其次,結合RFID技術、紅外線檢測技術對電力運行設備進行全面掃描;再次,GPS系統對滇西設備中結合計算機網絡數據信息對電力設備中存在問題進行定位研究,分析設電力設備的檢測數據;最后,對設備中傳輸的數據進行網絡信息設備自動存儲,完成物聯網技術在電力設備巡檢中的應用,提高電力應用管理水平的應用和發展。
2 物聯網技術在電力設備巡檢中的應用
如圖1為物聯網技術在電力設備巡檢中應用流程圖。圖中將系統流程圖表表述為服務器到檢測系統的建立設備檢測傳輸,將物聯網技術在電力設備巡檢中的應用分為RFID技術、激光掃描技術、紅外線檢測技術、全球定位系統幾部分,分別討論技術在電力設備巡檢中的應用。
2.1 RFID技術進行電力設備應用狀態識別
RFID技術是應用紅外熱線感應技術進行物體設別狀態識別,應用RFID技術對電力設備的原始狀態進行掃描檢驗,RFID技術中藍牙傳輸功能對巡檢的電力設備情況轉化為電力信息直接輸入到計算機自動讀寫標簽中,對巡檢記錄進行初步記錄。例如:應用物聯網技術進行巡查檢驗,檢驗產品為輸電線設備操作設備,RFID技術的應用可以將輸電線設備操作設備生產合格標準進行轉化,并且輸出巡檢檢電力設備的最佳檢驗標準,巡檢人員確定本次檢驗程序的最優值,保障電力設備檢驗質量。
2.2 激光掃描技術進行電力系統信息數據管理
激光掃描技術的應用的主要作用是對電力設備應用的內在數據進行掃描管理,與RFID技術的工作原理存在一定的相同之處,這兩種技術都是通過外部掃描進行電力設備巡檢,但激光掃描技術中應用超射線光波進行檢驗,并且主要是對電力設備內部程序的正常與否進行檢驗,激光掃描技術的檢驗在技術范圍上突破了傳統只能對電力設備外部檢驗狹隘性,真正實現了對電力設備系統的全面檢驗。例如:某電力設備生產企業對電力生產產品進行巡檢,應用激光掃描技術對部分電力設備自動化程序進行檢驗,激光掃描技術能夠克服電力設備工作狀態下強電流,強電壓的工作運行環境,對電力設備的內部系統正常運行情況進行精確檢驗,大大提高了電力應用系統中的電力設備應用的安全性和可靠性,保障我國電力系統正常供電傳輸。
2.3 紅外線檢測技術進行電力設備應用情況掃描
紅外線檢測技術進行電力設備應用情況掃描。是應用紅外線監測技術對電力設備應用中強電壓環境中電流、電阻、電壓的穩定性進行檢驗。紅外線檢測技術在巡檢中的應用不僅僅局限于電力設備生產環境下的檢驗,同樣也對電力設備應用狀態下進行外部掃描控制,這種物聯網巡檢技術能夠降低巡檢人員的工作壓力,提高巡檢質量,為我國電力系統的正常運行提供可靠地安全檢測保障。
2.4 全球定位系統對電力識別應用定位識別
全球定位系統對電力識別應用定位識別是針對物聯網技術對設備巡檢進行點位處理,一方面,能夠對電力設備應用的地理位置進行精確定位,實現了電力設備巡檢的全面性;另一方面,結合網絡信息存儲系統自動化進行系統存儲,對電力設備檢測系統中存在的檢測問題和檢測結果進行董偉存儲,全球定位系統依據電力設備檢驗的空間位置進行信息存儲,保障了信息存儲的可靠性,實現了電力設備檢驗的全面、高效化發展。
3 結論
物聯網技術是現代科技水平逐步創新發展的重要體現,RFID等物聯網技術在電力系統相關設備巡檢過程中的應用,能夠擴大電力設備巡檢范圍,提高巡檢的精確度和安全度,為我國電力系統的創新發展提供了發展技術支持。
參考文獻
[1]高力,蘇廣文.基于射頻識別技術的大規模物聯網應用[J].物聯網技術,2013(09):79-81.
[2]王宏岳,張鋒國,劉忠武.物聯網技術在電力設備巡檢中的運用分析[J].物聯網技術,2014(10):29-32.
[3]曾妍,曾寶國,程遠東,等.基于物聯網技術的照明無線監控系統[J].物聯網技術,2014(10):53-55.
作者簡介
邵鰨1988-),浙江省寧波市人。畢業于合肥工業大學,碩士學位。中級職稱。研究方向為電力信息管理。
吳笑(1980-),浙江省寧波市人。中級職稱。研究方向為電力信息管理。
俞佳捷(1986-),浙江省寧波市人。中級職稱。研究方向為電力信息管理。
關鍵詞:技工院校;物聯網;調研
中圖分類號: G717 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)18-131-3
1 調研的目的和意義
通過調研掌握北京市及周邊地區物聯網行業發展現狀;掌握職業群對技能人才需求情況;科學定位技工院校物聯網技術應用專業人才培養方向和人才培養層次,為北京市技工院校開辦物聯網技術應用專業提供重要依據。
2 調研分析
2.1 物聯網行業發展現狀
2.1.1 物聯網全球發展狀況
1999年物聯網概念一經提出后,美國、歐盟、日本、韓國等世界主要經濟體紛紛提出基于自身經濟發展特點的物聯網發展規劃,如美國的“智慧地球”、歐盟的“歐盟物聯網行動計劃”,日本的“U-Japan”等,都將物聯網視為推動產業升級、經濟復蘇和確立全球競爭優勢的“發動機”,物聯網產業成為繼計算機與互聯網后席卷全球的又一次信息產業革命浪潮。根據美國研究機構Forrester預測,物聯網所帶來的產業價值要比互聯網大30倍,將會成為下一個萬億元級別的信息產業。
2.1.2 我國物聯網行業的現狀
在我國,中科院早在1999年就啟動了傳感網的研究(那時我們將物聯網稱之為傳感網),經過十幾年的發展已取得了豐碩科研成果。
2009年8月7日,國務院總理視察中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心時發表重要講話:提出了“在激烈的國際競爭中,迅速建立中國的‘傳感信息中心’或‘感知中國’中心”的重要指示。(圖1)
2011年工信部制定了《物聯網“十二五”發展規劃》,重點培養物聯網產業10個聚集區和100個骨干企業,實現產業鏈上下游企業的匯集和產業資源整合。在政策的扶持下,我國物聯網產業在近幾年處于高速發展期,2010年我國物聯網的總產值約1900億元;2011年的產業規模超過2600億元;2012年已經超過3650億元,年增速接近40%。2013年中國物聯網整體市場規模達到近5000億元,是2010年1900億元的2.59倍; 2017年將超過萬億元級。而未來3~5年物聯網核心細分產業將會維持35%以上的年復合增長率。(圖2)
2.2 物聯網行業發展目標
我國的物聯網技術在世界名列前茅,在參與國際分工上占有非常有利的條件,我國在發展物聯網產業不管是在市場規模還是在產業化等方面都具備一定的優勢。“物聯中國”強調,我國物聯網產業發展目標有三方面:
①自主創新能力明顯增強,攻克一批核心關鍵技術;
②具有國際競爭力的產業體系初步形成;
③物聯網應用水平顯著提升。
2.3 物聯網行業人才培養需求情況
2.3.1 我國職業教育中物聯網專業發展狀況
從物聯網產業發展整體來分析,物聯網產業主要包括感知控制、數據傳輸和數據處理三個環節。
①縱觀全國,本科及高職院校在幾年前就開始對物聯網行業的人才需求進行調查研究。目前全國招收物聯網專業的本科院校有北京理工大學、哈爾濱工業大學、南京航空航天大學、西北工業大學等200多所,其中北京有9所。并且已經實施人才培養,現在部分學校已經培養出從事物聯網產業設計開發人員。
②據不完全統計,開設有物聯網工程專業的高職高專學校有:北京電子科技職業學院 、天津電子信息職業技術學院等120多所學校,其中北京只有2所,天津6所,河北7所,京津冀三地總和也不過15所。
③北京市與此相關的中等職業教育則剛剛起步。目前,北京只有北京市信息管理學校、豐臺區職業教育中心學校兩所學校進行“物聯網技術應用”專業的招生。兩所學校每年各招收一個班,每班約30人。隨著北京市新功能定位及京津冀一體化不斷深化發展。在這一地區物聯網產業需要大量的一線操作、維修、維護等技能人才。然而,在2013年修訂的全國技工院校專業目錄中還沒能見到與 “物聯網”專業有關信息。因此,作為技工院校應培養社會急需的技能人才,通過內涵建設,不斷提升辦學能力,為地區技能人才建設做出貢獻。
2.3.2 對物聯網技術應用專業人才的需求
物聯網作為新興產業不僅是兩化的粘和劑也是經濟發展的催化劑。物聯網的應用領域非常廣,而且前景非常好,對國家的發展有非常重要的推動力。但是我國較發達國家的物聯網技術還是有一定的距離,主要一方面就是技術人才的缺失。
從以上數據來看,物聯網產業發展與行業應用催生出了許多新的工作崗位,并對原有崗位提出了新的技能要求,其中有許多崗位適合職業院校學生,涉及范圍非常廣泛,比如物聯網工程項目的實施、維護與管理,比如基于設備、系統和平臺的以客戶為中心的各類用戶服務等。
物聯網各主要領域上下游企業均急需大量人才,據工信部統計,以下領域未來5年對物聯網人才的需求量預估為:
智能家居:100萬人;
智慧交通:50萬人;
現代物流:20萬人;
智能電網:100萬人;
智能醫療:100萬人;
智慧農業:1000萬人。
還有大量急需物聯網應用型人才的領域不在統計之列。
2.3.3 京津冀地區相關單位對物聯網人才的需求
為了解北京市及京津冀地區物聯網應用型人才需求情況,物聯網專業課題組前往北京市相關部門及所屬市、區企事業和物聯網產業聯盟單位對物聯網技術應用人才需求展開調研,掌握北京物聯網企業對人才的需求量,并對京津翼進行人才預測,從而為各大院校提供可靠的數據。
產業發展,人才先行,人才是科技發展的關鍵。北京作為智慧型城市,對物聯網的人才需求更是巨大,“智慧北京”的建設涉及生活中的各個方面,所以將會產生出巨大的崗位需要和人才缺口。
京津冀協同發展,對物聯網應用型人才也提出了新的要求。天津濱海新區空港經濟區高度關注云計算的發展,把該中心建成國內最大的數字出版基地云計算中心,天津的港口物流在整個產業鏈中的占比很大,各個工作環節都離不開物聯網技術,所以港口物流行業也成了物聯網專業學生的就業方向之一。而且廊坊市在近5年的發展中對物聯網行業人才也在增長。
目前北京市場正加速實施物聯網技術應用,調研發現物聯網技術應用型人才的市場需求已大于研發人才。物聯網技術應用的人才結構需求分析如圖5所示:
2015年9月,在智聯招聘搜索北京物聯網招聘信息新增相關職位763個,職位覆蓋物聯網產品集成、產品研發和技術支持等。在前程無憂招聘搜索北京物聯網招聘信息新增相關職位459個,職位覆蓋物聯網產品集成、技術支持、應用和推廣等。從前程無憂和智聯招聘兩大權威的網站信息可以看出,物聯網專業面向產品的初中級研發、產品集成、推廣、銷售和技術支持的應用型人才需求十分旺盛。
2.4 技工院校物聯網專業開設的可行性分析
技工院校教育以培養工作一線的技能型人才為目標。可適合于具體以下幾類崗位:感知層終端設備維護、物聯網項目實施、系統終端設備維護、網絡線路設備維護、系統信道測試維護等。
2.4.1 相關專業實訓條件優越便于專業轉型
物聯網技術應用專業是學校長遠規劃重點發展專業,近年來不斷增加設施設備的資金投入,以改善教學條件、提高教學質量。現有教學實訓設備總值800多萬元。擁有計算機網絡實驗室、計算機房、電工電子技術實訓室、傳感器檢測與應用實訓室、物聯網技術基本技能實訓室、典型物聯網系統項目綜合訓練室。學校利用以上條件開發實訓項目,大力推行工學結合的教學模式,突出學生實踐能力的培養。
2.4.2 物聯網應用型人才緊缺
由于物聯網技術的迅猛發展和廣泛應用,相應的應用型人才需求量大,以智慧城市中涉及的智能家居、智能物業為例進行人才需求分析,智能樓宇管理主要集中在北京、上海、廣州、深圳、天津、寧波等大中城市,目前全國從業人員約70萬人,其未來5年人才市場需求將達到近100萬人。隨著我國城市數字化、信息化、智慧化的進程日益加快,作為龐大基礎支撐的物聯網將面臨大規模的建設,與此相關的各種崗位上的人才需求也會越來越大。
作為發展智能化城市的北京,更加迫切需求物聯網人才,尤其是初中級應用型人才短缺。在物聯網應用型人才需求中,初中級應用型人才尤為短缺。高職及本科院校的物聯網專業以設計、開發為人才培養目標。技工院校應以物聯網設備安裝、維護、項目實施、售后服務與維保、項目與產品營銷等多種工作崗位的中堅力量。因此技工院校開設物聯網專業的培養目標是高職及本科院校所不能替代的。
目前北京市開設此類專業的中等職業學校較少,而技工院校更是還沒有開設物聯網專業的學校。我們對相關中等職業學校專業進行了分析:各中職院校逐漸開始設置物聯網方向專業,由于物聯網為新型行業,因此,部分中等職業學校培養人才所開設的專業有限,招生較少,這些遠遠滿足不了市場對人才的需求。
2.4.3 物聯網技術應用專業人才就業前景廣闊
通過本專業的培養能夠了解并掌握物聯網的基礎知識、方法還有技能。并掌握高級工程師的各方面的專業技術跟操作技能。據統計,物聯網的產業規模是互聯網的20倍以上,物聯網領域的需求非常大,每年都需要百萬的專業人士,但是我國物聯網的人才很少,所以物聯網的就業前景非常的廣闊。
3 調研結論
3.1 人才培養定位及培養目標
3.1.1 人才培養定位
具初步調研,技工院校物聯網專業的培養目標應要考慮技校學生的特點及技工院校的辦學層次,依據企業對人才的需求,在經過充分的行業企業調研的基礎上確定適當的定位。技工院校物聯網專業的辦學定位應該確定在應用層面上,培養物聯網企業所急需的一線技術人才。
3.1.2 培養目標
中級技工人員必須具備以下幾點:
①了解并掌握科學文化基層知識;
②愛崗敬業,思想品德良好,具有良好的職業道德和創新精神;
③掌握本專業所以的知識和技能.
關鍵詞:中職教育;物聯網;計算機教學
當今社會,互聯網已經成為人們離不開的一樣東西,每時每刻人們都在網上尋找著自己想要的信息,搜索周邊的優惠。在中等職業學校計算機專業的教學中,要多加強實踐教學,盡量使教學信息化、網絡化,這樣才能適應不斷擴大的人才需求量,提高教學水平。在這種物聯網的大背景下,中等職業技術學校計算機專業有著廣闊的前景,但是,縱觀現在的中等職業技術學校的信息技術教育還存在諸多的問題,還不能為社會提供足夠多專業的計算機人才,因此,中等職業學校計算機專業的改革已經迫在眉睫。
一、物聯網的定義及其特點
物聯網就是通過各種信息傳感設備,去采集各種人們在互動、監控和鏈接過程中需要的信息,將其用互聯網進行結合,形成一個便捷的傳遞網絡。如此,便使得人與物體、物體與物體便捷地連接在一起,使人們在管理、控制這些物體的時候做得更好。通過把智能感知、各種識別技術、普適計算等技術應用到物聯網中,逐漸改變我們的生活。所以,物聯網被稱為在計算機、互聯網之后信息產業中的第三次發展浪潮。
物聯網與互聯網相對來說還是不同的。首先來說,物聯網就是各種感知的實際應用。在物聯網時代,各種感知最終通過互聯網相互連接,互聯網中的傳感器收集網絡或傳感器存在之地的各種信息,使得我們應用物聯網能夠隨著時間的推移,方便快速地更新所需要的信息。
其次,物聯網實際上是基于互聯網而形成的一個網絡,物聯網的核心技術其實就是互聯網的一部分,并且物聯網中人與物體、物體與物體之間傳遞信息靠的還是互聯網。物聯網中信息傳遞離不開網絡。但是,通常傳遞的信息量過于巨大,難以保證其傳遞的準確性與安全性,這就要求物聯網必須去適應各種異構網絡和網絡協議。
最后,物聯網就是提供一個人們自由交流的平臺,使得人與物體,人與人之間方便地連接,這種連接不受任何場景和時間的限制。而互聯網與物聯網的相互融合,會使物體的管理更加便捷,人們的交流更加方便。如此,人們便能夠深入地感受到物聯網在工作與生活中帶來的便利,引領人們去感受更智能、更便利的生活。
二、物聯網在計算機發展中的意義
隨著物聯網的不斷發展,物聯網技術日趨成熟,物聯網必將和互聯網一樣成為我們生活中必不可少的一部分,工業生產、環境監控、健康醫療、運動健身、交通運輸等方面必將出現越來越多的物聯網的身影,其涉及的范圍也將越來越廣。比如,蘋果公司的iWatch就可以收集佩戴者的運動量、心率、通話記錄、聯系人,等等,還可以便捷地通過iWatch與他人進行通話,iWatch可以和蘋果公司的iPhone相連接,實現物物互聯,為人們在通信上提供了諸多便利,有助于幫助使用者完成高效、便捷的通信。
新一代的物聯網技術還有諸多的作用,它必將改變我們未來的生活,在未來的各行各業中我們都將看到它的身影。如果我們將傳感器安裝到大橋、水壩、樓房、供電、供氣系統中,再將其用互聯網連接,將信息傳遞到整個網絡中去,實現人類社會與物理系統的整合,然后對所獲得的信息進行分析整理,并通過這種分析、研究,更好地對檢測對象進行管理、控制。這樣人們就可以用更加智能的方式管理生產和生活,人的生活必將更加便捷,人與自然的關系也將很好地得到改善,資源利用率和生產力水平也將大大提高。但是想達到這樣的目的,我們就需要有一個強大的中心計算機,使這臺計算機能夠很好地對傳感器獲得的信息進行很好的整理、分析、研究和控制,只有這樣,我們的設想才能夠實現。
在未來也許會出現這樣的情形:當家里的防盜門非正常打開時會自動報警,并打開家里的攝像頭;手機、鑰匙、錢包等會感應到與主人的距離,并會自動提醒主人隨時攜帶;衣服會感知周圍的氣溫自動調節溫度,等等。物流領域如果應用了物聯網技術,那么就有可能出現以下情況:當貨車超重時,貨車會告訴你超載了,還會報出超載的數字。此外,貨車還將就怎樣合理地配置貨物提出合理化的建議;當搬運人員卸貨時,一只貨物包裝可能會大叫“哎喲,好疼!”,或者說“寶貝,能不能輕點?”;當司機在和別人扯閑話,貨車可能會說:“親,我等不及了,能不能快點發車!”
就目前來看,我國網絡已經得到了大面積的覆蓋,高覆蓋率的優質網絡是物聯網發展的必要條件,一些安裝在各種設備上的傳感器都需要通過互聯網絡來實現傳遞,隨著科學技術的不斷發展,時代的不斷進步,使得物聯網中許許多多的物品產生的信息能夠很好地去分析、控制管理,使得便捷化、即時化的管理變成可能,相信隨著物聯網技術的不斷發展,人們的生產生活也將變得更加有趣、更加智能化。
三、未來物聯網發展趨勢
物聯網將是下一個推動世界高速發展的“重要生產力”,是繼計算機、互聯網之后的另一次信息技術革命。有專家認為,物聯網不僅可以為人們提供豐厚的收益,而且可以節約生產成本。尤其是在經濟形勢不好的情況下也許物聯網可以肩負起全球經濟復蘇的重擔。美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯網,我國也正在高度關注、重視物聯網的研究,工業和信息化部會同有關部門,在新一代信息技術方面正在開展研究,以形成支持新一代信息技術發展的政策措施。物聯網的推廣將會成為推進經濟發展的又一個驅動器,為我國的經濟發展作出貢獻。按照對物聯網的需求,需要數以億計的傳感器和電子標簽,這將大大推進信息技術元件的生產,同時增加大量的就業機會。物聯網擁有業界最完整的專業物聯產品系列,覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應用,包括產品服務、智能家居、交通物流、環境保護、公共安全、智能消防、工業監測、個人健康等各種領域。
四、物聯網時代下中職計算機教學的發展融合策略
在物聯網技術不斷發展的今天,中等職業技術學校信息技術教育必須進行改革與發展。下面我闡述一下對信息技術課程發展的一些建議:
1.為了適應物聯網技術的發展要求,我們有必要調整計算機專業結構及課程設置
中等職業技術學校要緊跟時代潮流,找準企業發展方向,了解物聯網技術人才的需求特點,積極地去建立新的培養體系,健全人才培養過程,大力度增強學生的實踐能力,從學生的特點入手,積極地去帶領學生學習新興技術課程,完善教學課程設置,讓學生所學的知識緊跟時代步伐,與時俱進,充分適應新時期對于物聯網技術人才的需要。
2.我們要培養優秀的教師
所謂“名師出高徒”,要想讓學生學到緊跟時代步伐的物聯網技術,我們必須要建立健全優秀的師資力量,定期舉行教師技能培訓,增強教師自身素質,在教學實踐中,舉行各種教學質量評比,對教學質量優秀的老師,學校要適當給予獎勵,對教學質量欠佳的老師,學校要努力幫助其找到問題所在,及時糾正錯誤。在增強教師教學能力的同時,還應加強對教師師德的培養,使教師努力做到“學高為師,身正為范”,用扎實的學術能力和良好的道德品質應對時展對物聯網技術人才的需求。
3.我們要努力建立一個完善的實踐教學基地
在中等職業學校的信息技術教學中,實踐是相當重要的一個方面,因為計算機技術不同于其他知識,課本只是輔助作用,只有在實踐中學生才能更好地掌握這些知識,要想使得實踐教學能夠很好地進行,我們必須建立一個完善的實踐教學基地,能夠培養學生的實踐能力,突出智能化、模擬化、數字化等特點。要對計算機專業人才進行一技多能的培養,必須通過物聯網實訓模擬設備來進行,利用模擬的工作環境和工作流程,切實提高學生對物聯網技術的實際應用能力,優化教學資源與環境,使傳統教學與虛擬教學相結合,讓學生以優秀的能力迎接物聯網時代輝煌的明天。
五、物聯網實踐教學平臺現狀
隨著物聯網技術的不斷發展,國內興起了許多開發應用于高校的物聯網實踐平臺,這些平臺存在著部分問題:一是由于公司研發人員沒有實踐教學經驗,其開發的軟件很難與學生所學專業相關課程緊密聯系在一起,導致實踐與課程脫節的現象。二是各公司開發的物聯網實驗平臺采用的都是高端的ARM處理器,而在我們的實踐教學中,開設的是51單片機課程。這些公司開發的軟件對于學生來說學習難度過大。三是各公司開發的物聯網實驗平臺都只提供物聯網感知層和網絡層的相關實驗,沒有應用層的相關實驗,即使個別的公司提供了這類實驗,但是實際上很難與信息技術課程中所學的東西聯系在一起。很難達到很好的教學效果。此外,各公司所開發的平臺大多價格昂貴,每套價格都在萬元以上,學校的資金投入比較大。
物聯網是時展的新趨勢、新方向。中等職業技術學校要通過社會考察、學習和調研,探究課題研究方向,緊跟物聯網行業發展趨勢,準確找好物聯網技術人才的培養方向,反思當下物聯網技術教學實踐中存在的許多不足,積極推進中等職業技術學校的信息技術教育改革,為信息技術專業向物聯網專業過渡打下堅實的基礎,中等職業技術學校信息技術教育工作者應緊抓物聯網蓬勃發展這一機遇,為未來龐大的物聯網產業輸送更多高質量的人才。
參考文獻:
[1]王超.基于物聯網計算機網絡技術專業課程體系研究[J].現代企業教育,2014(16).
[2]劉鑫國.淺析物聯網背景下中職計算機網絡技術專業課程設置[J].福建電腦,2013(4).
[3]高立靜.淺談物聯網產業背景下中職計算機的發展[J].職業,2013(14).
作為農業大國,我國一直以來都十分重視農業的發展。隨著物聯網技術的快速發展與壯大,農業在生產過程中也越來越多的應用到了物聯網技術。因此,為了更好的促進物聯網技術與農業生產的聯系,提升應用領域的深度。本文主要針對農業生產過程中物聯網的應用情況進行研究。
【關鍵詞】農業生產 物聯網 應用 推廣
1 引言
在我國,農業生產始終占據著十分重要的地位。隨著農業現代化的快速發展,其在生產過程中必然需要與更多的高科技技術相結合,不斷的改善現有的生產手段與生產方法,這樣才能夠更好的促進農業生產的發展。隨著互聯網技術的快速發展,由其演變而來的物聯網技術能夠很好的完成現代他的生產管理工作,被越來越多的生產管理企業所使用。建立起完善的運營環境,將網絡、智能等多種技術作為整體生產管理的基礎,以此來實現綜合信息平臺的建立工作,通過線上與線下的共同配合,便能夠很好的保障整體物聯網的快速、穩定運行。
農業生產過程中在使用物聯網技術的時候,一定要設置出完善的對象,可以將這些對象設置為牲畜養殖、蔬菜等大型的農業科技示范園。對相關對象進行篩選的時候,則一定要對對象進行綜合的考慮,以此來作為使用物聯網及其相關技術的重要依據,從而保證能夠建立起具有較高水平與智能化的生產模式,以此來保障整體生產工作的順利開展與進行。
另外,現階段我國對于食品安全的重視程度很高,隨著農業生產過程中物聯網技術應用的不斷提升,完全可以應用該技術的特點與優勢,根據國家相關法律法規的規定,從生產到使用都建立起完善的跟蹤體系,以此來確保農業產品的質量與安全。一旦某個農產品出現了問題,便可以根據需要找到該農產品整體的生產過程,最終找出問題所出現的環節,以此來保障我國每一位公民都能夠食用安全的食品。
2 物聯網技術在農業生產過程中的應用
2.1 在種植領域中的應用分析
在種植業中,隨著物聯網技術的不斷發展,其所能夠帶來的前景也被越來越看好,在種植業中也得到了很好的應用。比如在種植業中,可以使用物聯網技術實現對信息的采集與識別、對種植作物的實時監控、數據的快速傳送以及智能分析等,這些技術在種植領域的應用都很好的促進了種植業向現代化發展的速度。
在種植業當中,通過使用物聯網技術中的監測技術能夠很好的實現對作物的實時監控,這一過程可以涉及作物的全部生長周期中,由此可以保障相關人員對其進行有效的控制,從而達到最優化的控制,保證種植作物能夠始終處于最優的生長條件。在這一過程中,通過該技術的應用能夠通過實現對信息的實時采集、分析和處理,根據處理的結果制定出相應的解決策略與方法,從而以更加精細與智能的方式來達到控制生產的效果,從而保障了綠色種植的要求。
2.2 在養殖領域中的應用分析
隨著傳統畜牧業的快速發展,現階段已經有了較好的進步,特別是畜牧業與物聯網技術的結合,使得這兩個產業能夠很好的實現無縫對接,以此來解決傳統畜牧業在經營過程中存在的諸多問題,能夠很好的保證現代畜牧業建立起更加信息化與產生化的生產經營管理模式,以此來有效的促進傳統畜牧業向現代畜牧業的發展,從而促進整體畜牧業的快速發展。
畜牧業在與物聯網技術結合的過程中主要是使用了物聯網技術中的智能拓撲結構,通過該技術的使用以達到精細化養殖的效果,對養殖的家畜進行更加智能化的管理,將這些家畜生長過程中的環境信息、食物信息等進行綜合考慮,對所有的數據進行分析與處理,以此來實現整體過程的全監管,實現數字化管理工作。
2.3 在農業生長環境領域中的應用分析
農作物在生長過程中會受到諸多問題的影響,這些問題主要集中在天氣、土壤、空氣等方面,為了更好的保障農作物的健康成長,就需要對這些問題進行實時的監測與處理,以得到最佳的處理辦法,從而有效的幫助農作物的快速、健康成長。基于這些原因,物聯網技術便更加快速的應用在對農作物生長環境中各個數據的監測中來。
物聯物技術具有許多衍生技術,其中主要包括云數據技術、實時測控技術、智能傳感技術等,這些技術可以應用在我種不同的地區,而不同的技術又能夠實現對數據的監測、傳輸以及處理分析。通過這一系列科學的處理與分析之后,所得到的處理策略便可以作為農作物生長的最基本依據。
3 農業生產過程中物聯網技術的推廣
進入二十一世紀之后,科學技術發展的速度越來越快,以計算機網絡技術為基本的物聯網技術得到了長遠的發展,這些技術的應用給社會上其他許多領域都帶來了翻天覆地的變化,有效的促進了各個行業的快速發展。
而作為最重要的傳統產業之一的農業,隨著科技的發展也應當緊跟時代,在農業生產過程中加快物聯網技術的應用,同時在應用的過程中需要有更加多的技術作為該功能實現的重要支撐,以此來提升市場對于農產品的認可度。在具體實施的過程中,一方面應當加強在傳統農業指標中收益指標的有效提升,另一方面也應當根據現階段時展的需要,有針對性的提升整體農業生產效率,使得農業生產表現出更加高效的情形,進一步的降低農業生產所需要的成本,提升投入到產出效率的比例,實現更加智能化的生產管控。通過更加智能化的管控便能蠐行У拇俳對生產效率的提升。另外,在推廣該技術的過程中,也可以建立起完善的平臺,以此來實現從生產到食用的全方位把控,這也是今后整體農業生產所需要重點發展的方向與目標。
參考文獻
[1]朱洪波,楊龍祥,朱琦.物聯網技術進展與應用[J].南京郵電大學學報(自然科學版),2011(01).
[2]呂建東,馬睿翔.我國物聯網產業發展的機遇和挑戰[J].西安郵電學院學報, 2010(06).
[3]楊震.物聯網及其技術發展[J].南京郵電大學學報(自然科學版),2010(04).
[4]劉婧,楊曉冬.政府在實現物聯網過程中的對策問題研究[J].西安郵電學院學報, 2010(04).
[5]周國民.淺議智慧農業[J].農業網絡信息,2009(10).
作者簡介
任晶晶(1986-),女,山西省汾陽市人。碩士學歷。現為太原學院助教。主要研究方向為物聯網關鍵技術研究。
關鍵詞:物聯網;計算機網絡;技術發展;影響探究
一、計算機網絡技術的發展現狀探討
眾所周知,馮洛伊曼是計算機之父,自從計算機被他發明之后,我們利用計算機的功能,能夠進行有效的發展,比如,軍方利用計算機可以對武器進行模擬,使武器的殺傷力更大,研究飛行軌跡,有利于更好地獲得戰爭的勝利。其次,計算機在逐漸的發展中,也與人們的生活有了一定的聯系,使人們之間交流更加方便,在不斷研究進步的過程中,能夠建立分組協議。所謂分組協議就是把網絡傳輸中的信息進行連接,能夠使得計算機有一定的網絡標準。最初利用傳輸網速比較慢,現在進行內容傳輸的過程中,能夠傳遞一些復雜的信息,而且傳遞的速度越來越快,避免受到了一些限制因素的干擾,同時,光纖核心技術的發展,也在不斷的應用到網絡中,使得人們能夠獲得更多的便利[1]。
二、計算機網絡新技術的分析
隨著人們當前對計算機網絡系統的不斷研發與完善,更多的網絡技術在逐漸的萌發,最常用的是云計算大數據物聯網,云計算能夠具有對數據進行計算的能力,它也方便了人們的日常生活,只要利用一定的電子載體,就能夠將信息傳遞給網絡系統,對數據信息進行分析,再者是大數據技術,它能夠對大量數據進行合理的管理,依賴于云計算系統能夠整合出用戶需要的信息,而物聯網就是物物相關的互聯網系統能夠通過網絡操作對不同的設備進行控制,實現人際交互技術的應用,對知識進行拓展有效的連接,擴大應有的知識體系。
三、物聯網對計算機網絡技術發展的具體影響探討
在計算機網絡技術發展的過程中,利用互聯網能夠有一定的影響,所以我們從物聯網的感知、應用、傳輸等不同的層面來進行分析。
(一)從物聯網感知層面分析
在物聯網的層次中感知層數是最基礎的部分物聯網技術主要依靠感知層來進行實現,感知層對網絡區域中所擁有的數據和信息進行感知,從而獲得相關的資料,在利用網絡將這些信息數據進行有效的傳輸,主要是對一些網絡進行連接,對相關信息進行處理,能夠使得計算機運行更完善,提出更嚴格的要求,同時它也面臨著一些挑戰,在物聯網的發展過程中,網絡信息數據在逐漸的增加[2]。比如我們在進行信息收集處理的過程中,物聯網感知層要對信息進行感知,但是當前的物聯網技術仍然處在一個發展的階段,面臨著更多的挑戰,在逐漸應用物聯網科技的過程中所存在的業務量也在逐漸的增多,具體的運行情況需要計算技術來進行支撐,當前的計算機技術無法對物聯網的發展需求進行滿足,所以,在物聯網技術發展的過程中,我們要加強對計算機網絡技術的發展。
(二)從物聯網應用層方面進行分析
物聯網應用層就是在物聯網技術進行的過程中,將信息能夠傳遞給用戶,把信息作為一個參考資料,篩選最有力的數據,互聯網具備的功能可以對計算機的功能進行優化,使得計算機網絡技術能夠更好的發揮它的作用,滿足發展的需求。互聯網的更多發展需要應用物聯網應用層的特征來進行發展,但是在某些特征中,它會影響計算機網絡技術的發展。物聯網功能最基本的要依靠應用材料進行物品之間的管理,對其進行推動,整合資源,通過網絡基礎建立相關平臺,為物聯網的發展提供更良好的環境。
(三)從物聯網傳輸層方面進行分析
物聯網傳輸層主要把計算機網絡技術作為一個基礎來進行,網絡與感知層之間的融合,借助寬帶來實現它功能的發揮,在之前的通信網絡中,互聯網最主要的功能就是利用物聯網的傳輸層來進行,實現將各個節點進行整合進行統一的管理,能夠更好的發揮其作用,但是在當前的發展過程中,通信節點往往有一定的隱私性,適應物聯網技術不僅僅是為了對信息進行傳輸,更是對各種物品進行有效的連接,減輕物聯網工作的復雜性,能夠使得物聯網的工作和計算機網絡技術的發展進行融合。
四、計算機網絡技術的發展方向
在當前利用計算機網絡技術作為一個基礎而建立的物聯網,能夠打破傳統的互聯網技術,它不僅能夠進行信息后數據的傳輸,而且使得多種功能能夠得到發揮,從事物聯網技術的發展,對人們的生活水平進行提升,它自身的價值是非常大的[3]。尤其在進行人工智能應用的過程中,計算機網絡技術無法實現,物聯網能夠對人工智能技術進行改變,能夠實現更多有價值的事情,從事互聯網技術,只能對虛擬的信號進行傳輸,不能進行實際物品的關聯,而物聯網技術能夠與實際物品進行關聯,有效的促進實際問題的解決。
關鍵詞:物聯網 智能農業系統 現代化
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(c)-0-01
計算機網絡技術給世界人民生活帶來了極大的變化。為了解決網絡世界與人類社會生活相隔絕的現象,催生出了物聯網技術。它是接受信息和處理信息的一次巨大的革命,會給農業的現代化進程帶來前所未有的改變。
1 物聯網的技術定義
物聯網指的是將信息的采集設備,例如光聲電磁傳感器、射頻識別技術、3S技術、激光掃描技術等互聯網整合為一個巨大的網絡,通過操縱終端,實現對信息的采集、整合、處理,并最終實現智能化管理。物聯網的核心是互聯網,是互聯網向現實世界延伸擴展的一種網絡。
2 物聯技術在農業現代化上面的應用
2.1 農業培育方面的智能控制
在農業產區,進行安裝無線的傳感裝置和智能控制系統,對整個農業產區,進行生態環境的檢測,因而獲取農業產區環境的參數,根據參數的變化及時調整灌溉、保溫等系統,使農作物生長在最好的環境內,提高農作物的產量,保證農作物的質量品質。
2.2 農作物產品的質量系統化的監管
我國農業食品方面頻頻出現安全事故,究其原因是從農作物的生產到銷售渠道缺乏有力的監督和監管。因此,杜絕的食品安全事故的發生,一個重要的方面就是監管的力度。物聯網技術在監管環節發揮著重要的作用。例如當豬肉進入市場前,將電子芯片安裝在里面,可以跟蹤豬肉在生產、加工、銷售階段整個的環節。這個過程就是:消費者購買豬肉時,可以通過帶有食品安全的條形碼。追溯到生豬的來源、屠宰場和質量檢疫部門的信息。
2.3 快速的信息傳遞
現代農業的發展離不開信息的傳遞和整合,從天氣預報到選擇肥料和種子,從病蟲害預防到幼苗栽培直至收割。物聯網可以包含農業的各個方面,而且畜牧業、漁業也包含在內。物聯網能以快速的信息傳遞速度給人最新最快的農業方面的信息、
數據。
3 物聯網技術在農業方面的巨大應用潛力
物聯網技術可以用到農業生產的每個環節和部分,因此潛力巨大。在農作物開始種植期間,根據物聯網傳回的土壤方面的信息,選擇適合播種的農作物;在育苗階段實時監測環境的溫度、濕度、土壤水分。可以依靠電腦,對各種農業設備進行遠程的操控;灌溉階段,使用物聯網技術可以對水壩的閘。水位進行實時測控,全面掌握降水量、水庫存水情況,為合理灌溉提供依據;在農作物收獲時期,可以利用物聯網技術對成熟農作物進行定位,掌握各種收割器械的運行情況和位置,達到效率的最大化,降低農作物加工階段的成本,對綠色食品進行全程監控和溯源管理;農產品運輸過程,可以對車輛的位置信息實時了解,對車內的溫度和濕度也能了解很清楚。這樣就能避免儲存環境的溫度,對農產品的水分進行嚴格控制,防止農產品運輸途中腐爛變質。
4 物聯技術支持下的智能農業系統的構建和組成部分智能農業系統的組成
4.1 氣象信息收集檢測系統
農作物的生長是脫離不了自然環境的影響的。但是自然環境的變化是非常迅速的,所以能夠快速的找到應對氣候環境突如其來的變化是對農業生產非常關鍵的。物聯技術通過傳感器和無線網絡傳輸我們采集到的溫度、濕度、大氣壓、風速、太陽光照、降水量、能見度全天檢測。然后通過無線的終端GPRS/CDMA傳遞給管理平臺。農業管理人員通過手機和計算機能夠很快掌握天氣信息。
4.2 溫室大棚檢測控制系統
在物聯網技術支持下的農業大棚檢測系統,通過在大棚內安裝的傳感裝置時刻收集到農作物生長的各種環境變化。收集到的信息,通過手機通信技術實現對大棚內部溫度、濕度、光照、水分等數據遠程控制。并能夠遠程控制噴水、采光調節、風向、卷簾等。使農民的工作量大大的減輕,并實現了科學化的跟蹤管理,不受空間、時間、地域的影響,方便
快捷。
4.3 智能灌溉和用電信息實時監測
農業智能水稻灌溉用電及控制系統,是農業精準化、精細化的。稻田灌溉檢測系統可以對澆灌過程中許多參數做到實時監測,然后經數據發送到終端,技術人員通過軟件和手機可以隨時了解稻田的情況。并且,這種物聯網技術的智能電網系統可以隨時檢測電量,降低了能耗,達到了節能減排的要求和目的。
5 物聯技術在農業發展中的應用前景
物聯技術是人類信息技術第三次革命的突出代表。我們日常生活是離不開食品的安全質量。為了保證人類食品的綠色安全,讓更多的農民從繁重的勞動之中解放出來,并能夠隨時的了解農作物生長的各個環節,以及跟蹤農產品在加工、運輸、配送環節的質量問題,有了物聯技術,這一切變得很簡單。物聯技術會使我們的農業生產更快地邁入現代化的進程,能帶給我們的食品更多的安全和保障。物聯網技術,必將成為構建智能農業系統的基礎。它將我們人類把虛擬互聯網絡與人類的生產生活建立起了一個平臺,讓人類的農業生產真正實現了自
動化。
6 結語
我國現階段的農業發展處在從傳統農業模式向現代化農業模式的轉變過渡時期。因此很需要現代技術的支持和改造。物聯網技術為構建我國的現代化感知農業指明了發展方向。通過這種技術,會在現代農業的各個生產環節實現全面的感知、信息傳遞的及時快速化、食品安全問題的杜絕,最終實現農業智能化系統的
建立。
參考文獻