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关键词:物联网 现状 趋势
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)05-0000-00
物联网作为一门新兴的交叉学科,一经提出就得到世界各国学术界和工业界的重视,目前已被纳入到世界各国的重大战略计划中,其在军事领域、工业领域及社会生活领域的应用得到了各国的推动。物联网正在通过融合射频识别(RFID)、互联网、嵌入式系统等技术引导全球信息产业的第三次革命,不断刷新人们对于当前信息社会的认知。另一方面,目前,物联网技术尚处在发展阶段,不管是从科学研究,还是实际应用的角度,都要存在一些亟需思考和解决的问题。
1 物联网概述
1.1物联网的定义
信息技术不断深刻的改变着人类的生产生活方式,而物联网则是传统信息技术不断发展的阶段性产物。事实上,到目前为止,物联网都尚未有一个完全被公认的定义,这主要是由于相关的理论体系还未被完全建立,不同领域的研究者尚未达成共识。通过对互联网、传感网等技术的对比研究,可以将物联网认为是一种互联网、传感网等传统信息网络的信息承载体。
1.2 起源与发展
物联网概念最早由美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授于1991年提出,没过多久,在1999年,Kevin Ashton教授在研究射频识别技术时明确阐明了物联网的基本涵义,人们开始逐步重视物联网概念。直到2009年1月,“智慧地球”已被IBM提出并作为美国的发展战略,受到了时任美国总统的奥巴马的积极回应,而德国政府则紧随其后,于2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出“工业 4.0”这一高科技战略计划。毫无疑问,物联网已经成为各国相互竞争和争抢的重要领地。
目前,国内也非常重视物联网的发展和应用,将物联网相关技术和行业视为新的经济增长点。2015年3月,总理在政府工作报告中也将物联网技术的发展与应用提升到国家战略层面,而在2016年3月的政府工作报告中,中国政府也明确将“促进大数据、云计算、物联网广泛应用作为十三五”时期强化创新的引领作用,为发展注入强大动力的重大举措。
2物联网关键技术及应用领域
物联网错综复杂,涉及的学科较多,不同领域有着不同的认知,为了更好的认识和理解物联网理念,可以从物联网的架构、关键技术及其应用领域对其进行研究。
2.1 物联网四层架构
不同领域可以将物联网划分成不同的层次,如果从信息处理角度看,沿着信息流通的渠道,从信息生成、传输、处理和应用四个方面,可以建立物联网四层架构,主要包括:综合应用层、管理服务层、网络构建层、感知识别层。其中,感知识别层主要用来联系每个物体;网络构建层则是用来传输下一层感知到的信息;管理服务层将在高效计算技术的支撑下,管理各项数据及相应的服务;综合应用层则是面向各领域的应用,实现物物互联这一目标。
2.2关键技术
根据物联网四层架构,结合国内外物联网技术的发展现状,目前,物联网的关键技术包括RFID技术、数据处理、安全隐私这三个方面。
(1)RFID技术:RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术,是物联网领域中非常重要的技术之一, 操作快捷方便,具有无接触、抗干扰能力强以及可同时识别多个物品等优点,目前已被广泛应用在各行各业。
(2)数据处理技术:目前,物联网相关数据的数据量呈井喷式增长,这些数据的高效安全的存储与处理是各行各业都密切关注的重要技术。另一方面,由于数据处理的安全性和实时性是推动物联网深入应用的重要技术之一,因此搭建安全、高效、实时的数据处理平台是目前,物联网发展的关键技术之一。
(3)安全隐私技术:随着万物互联的逐步实现,物联网每条信息的可靠性、可用性、保密性以及可控性都要达到一定范围内,开展安全隐私相关技术的研究势在必行,这也是未来物联网发展遇到的挑战。
2.3 应用领域
一直以来,物联网技术在美国、欧洲等发达国家的应用程度处于国际前沿领先地位,被广泛应用于工农业自动化、智能家居、智慧交通等领域。在国内则还处于初步应用阶段,在快速发展当中。
军事方面,通常以物联网技术为基础,构建涵盖战场感知、军事训练与指挥、军事物流等核心军事应用的网络体系,服务于国家国防和军队建设事业;工业应用方面,深化物联网在制造领域的应用,成为推动制造业全面升级的重要手段;社会管理方面:物联网技术可以被广泛应用在公共安全、公众服务等方面,为人们提供更加便捷的生活。
3 物联网发展趋势
3.1物联网技术标准规范工作深入推进
为了促进物联网更加快速的发展,工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定了《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》提出将要制定包括“物联网总体技术 智能传感器可靠性设计方法与评审”等在内的13项国家标准。
3.2物联网相关技术人才培养亟需加快
随着物联网的发展和应用,大量新技术及新设备的研发制造,需要相关知识和业务技能的人员完成相关工作,以适应物联网技术带来的新趋势和新挑战。现有的相关技术人才比较稀缺,尤其是国内,相关专业的开设相对国外比较晚,因此,加快相关技术人才培养势在必行。
3.3物联网安全隐患日益成为关注焦点
安全问题是物联网发展过程中的一把双刃剑。目前,网络安全水平落后于信息化发展,使物联网发展成果具有脆弱性。因此,在技术研发、产业发展等方面,要同步重视物联网安全隐患的解决方案。
4 结语
物联网是一种复合型网络,在发展过程中,需要坚持不断创新的原则,开发研究新技术推动整个物联网技术的发展,及时更新物联网的管理模式,随着人们坚持不懈的共同努力,“万物相连万物生”这一目标迟早会实现。
参考文献
[关键词] 煤矿信息化; 物联网; RFID; 关键技术
互联网技术已经在生活当中很普及了,但是物联网确实一种新型技术,悄然在人们的生活当中发展起来,这个概念出现的频率也不断在增加。但是我们发现,物联网在定义上较为模糊,很难完整的定义出它的真正含义,只是通过一些媒介进行表达出来。在煤矿安全的过程中,认为使用计算机传感系统、无线红外系统和全球定位系统的网络就是物联网,物联网也是通过信息之前的交换来完成的,网络的联接可以使得信息在交流中实现无缝对接。使用计算所网络和电脑自身的硬件功能对信息的处理,以达到对整个物理世界的实施控制、目标管理和最终的科学有效的决策。
一 物联网的发展过程概况
物联网的概念是上个世纪九十年代由美国麻省理工学院Kevin Ashton教授最早提出来的,它是Kevin Ashton教授在研究RFID时偶然发现的一种技术,物联网的技术提出很好的弥补了通信技术在交流中的一大空缺。2005年在突尼斯举办的电信联合会中,联合会成员发表了关于物联网的发现和使用技术的介绍,这就意味着物联网技术得到了世界最高领域的一致认可,同时在对于物联网的相关技术方面也做出了详细的分析,并对该技术的未来发展趋势做出了一定的预测。
按照ITU 2005 的定义:物联网是通过较小范围内的通信器材的信号之间的关联模式,该距离内的信号资源可以在小范围内形成接受发功能,比如完成人和人之间、人和物之间、物和物之间的一种信息转换方式,对于这样的全新形式、全新领域的发展方式可以大大的改善以往的交流模式,形成一整套更加完善的交流方式,彻底打破了时间和空间的束缚。
物联网是继个人电脑、局域网络、互联网、射频信号接收技术后的再次信息化的改革方式,同时对于以往的信息化进程有了彻底的改变,对这样的改变有现在的发展趋势来看就有跨时代意义,具体表现都是一些积极向好的作用。物联网的发展可以在信息科技水平的基础上增加更多的智能化体现模式,对于信息化的改革做出了巨大的贡献。就现有的物联网使用的模式来看,可以将其功能细化为:物联网在互联网中的信息弥补和扩展,这是在原有的计算机因特网的基础上增加的更多智能化终端系统的模式改良,对于实现全球资源一体化的信息感知、语音操作、智能转换和信息的识别具有很好的效果,完成了信息资源分享快捷方便的作用。
二 煤矿信息化中基于RFID的物联网系统
目前,煤矿信息化研究中,物联网的研究和开发还处于初级阶段,国内外对物联网的技术的应用也仍处于试探阶段。业界主要是研究通过传感网网络并利用RFID标签感知物体的信息。因此,RFID射频识别技术是物联网系统的核心技术,是物联网规模化识别能否成功应用的关键。
2.1 RFID射频识别技术
RFID射频识别技术是利用无线设备的收发信号功能,加之有无线电磁感应的共同干预,使用读写设备和电子标签进行非接触写入或读取等双向数据传输,以实现自动目标识别和数据交换目的。RFID系统主要包括电子标签、阅读器和计算机信息系统。
RFID系统中的阅读器将信息可以借助外界线路向外发射出去。电子标签进入阅读器的射频场后,天线接受此信号;射频模块会对接收的信号进行接收、调制、解码、比对、传输,并在这些工作完成后答复主机命令,包括对于信号正确性的判断、密码的验证、重新编码的作用。控制模块将所有信息经加密、编码、调制后,再通过天线发送给阅读器。阅读器的天线接收信号;射频模块对接收到的信号进行调制、解码、解密等处理后送至计算机信息系统;读写模块根据计算机信息系统发出的命令请求对电子标签进行读、写等各种操作。通过这种方式,计算机信息系统实现了信息加密或安全认证等具体的系统应用功能。
2.2 基于RFID的物联网架构
ITU 2005提出了由感知层、接入层、网络层、中间件层和应用层组成得物联网的五层架构,但是目前业界普遍认同以现有的无线传感网络网络为基础,向下添加物联网的感知层,向上添加物联网的应用层,从而形成基于RFID的物联网三层基本结构:物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。
物联网感知层的主要作用是通过在物体上安装唯一标识物体并存储物体相关信息的RFID标签,用阅读器把物体的各种数据和信息实时读取下来。物联网网络层主要是指无线传感网络网络,用来完成信息的传递,把物联网感知层采集到的数据和信息传递到上层应用。物联网应用层将网络层传递的物体信息进行分析处理和决策,完成特定的智能化应用和服务任务,从而实现物与物、人与物之间的识别与感知,发挥智能作用。
三 煤矿信息化中物联网技术的方案研究
1. 人员、设备定位与管理系统人员定位系统
在物联网技术使用中,安全系统由主要标识卡、读卡器、网络传输系统、上位机与系统软件组成,标识卡由个人佩带,目前国内的煤矿企业大都已经安装了人员定位系统,可以接入到物流信息化系统管理平台,设备定位与管理系统与人员定位与系统相同,共用读卡器、网络传输系统、上位机与系统数 据库软件,以标识卡的不同分组来区分人与设备,标识卡悬挂或粘贴在设备上。
2.机车定位与管理系统
目前我国煤矿井下机车定位主要以有线通信方式为主, 对于有轨机车, 目前采用最多的是定位继电器+有线通信的方式的实现,由于技术、成本与现场安装环境的限制,定位继电器无法高密度大量安装,所以只能在道岔、车站等少数关键位置实现定位,机车运行途中的精确定位无法实现;近年来有些使用WiFi或Zigbee 技术进行定位的尝试,但由于这些定位技术的核心为基于对无线信号场强相对强弱的分析来实现定位, 由于煤矿井下的特殊性,定位环境为链型的封闭巷道环境, 难以象地面一样通过对多基准点的无线信号场强的测量与计 算获得精确的定位, 被定位物体在一个地点只能探测到1~2 个基准点,现场环境中的遮挡、环境中的移动物体与电磁干扰导致定位精度很差,对移动机车的定位精度非常低。
3.炸药流向与运输监控管理系统
炸药流向管理系统采用二维码识别与管理技术, 二维码由于成本低廉, 同样适用于企业对低值设备或材料的日常管理。 炸药流向管理以煤矿企业从公安部门取得炸药为起始点, 由 煤矿企业为领到的炸药加贴二维码标签并进行相应后续领用、运输、下井等流程的管理至炸 药按规程使用完毕。
炸药的流向管理与人员定位系统可以协同工作,管理炸药的出入库、领用;领用人员的 身份鉴别;使用炸药的火工人员的运行轨迹;放炮时间点危险区域内人员、车辆隔离等工作,实现安全生产管理的功能。矿区内炸药运输车辆管理系统采用具备GPS 定位、Wi-Fi 传输功能的车载DVR系统实现,可以实时监控与记录炸药运输车辆的位置、工况、运输物品及驾驶人员的视频,也即通常意义上的“黑匣子”。
4.有线与无线网络的整体性调试连接信号
通信信号是矿山通信中最为重要的载体,也是保障生产安全最有重要的手段,通过使用有线与无线网络的整体性调试连接信号可以将现有的视频通信、监控方案、人员定位和应急救援方案做出详细的规划,在企业内部的以太网中,将有线和无线的网络相互连接在一起,可以方便技术人员对于现场情况进行调度,决策者也可以根据具体的操作方式来下达具体的工作命令,完全可以在生产中利用物联网达到无缝隙交流的作用。
四 结束语
在本文当中,介绍了物联网的起源与发展,给出了物联网的定义,根据RFID的工作方式提出了基于RFID的物联网体系架构,重点探讨了当前基于RFID的煤矿安全物联网研究的关键技术及主要问题。物联网是由各种技术融合而成的新型技术体系,需要煤矿技术人员在不断的研究探寻中找到更为合理的理论要求,对于技术问题也不断的解决,通过使用物联网技术更好的控制煤矿生产中的安全,不断的将人工化的操作变成智能化的管理模式,切实的保障煤矿生产中的人身、财产安全,并提高煤矿生产的效率。
[参考文献]
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【关键词】物联网 技术 应用
一、什么是物联网
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IOT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。
二、物联网的起源
1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机――Networked Coke Machine。
1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网,但未引起广泛重视。
1999年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。
1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。
2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。
2004年日本总务省(MIC)提出u-Japan计划,该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接,希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。
2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。
2006年韩国确立了u-Korea计划,该计划旨在建立无所不在的社会(ubiquitous society),在民众的生活环境里建设智能型网络(如IPv6、BcN、USN)和各种新型应用(如DMB、Telematics、RFID),让民众可以随时随地享有科技智慧服务。
2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,描绘了物联网技术的应用前景,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,促进物联网的发展。
三、物联网的关键技术
传感器网络技术:这也是计算机应用中的关键技术。目前的传感器可以将接收到的重要信息随时随地的传递给其它装置。伴随着科技的飞越快速发展,传感器将实现智能化、微型化、信息化及网络化的发展模式。传感器的主要功能是实现感受外部的有用信息的动态变化,可探测、识别相应的信号,感知物质的组成成分。
RFID标签技术:它也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术。RFID可以识别高速运动的物体,在同一时间多个标签可以被辨别,操作迅速便于运行。RFID技术的应用是可以不需要人为的干预就能实现在某种严重的环境中分析相关数据信息来进行识别操作。
嵌入式系统技术:它是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。
四、物联网的主要应用
智能家居。智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体,将各种家庭设备通过智能家庭网络联网实现自动化,通过宽带、固话和3G无线网络,可以实现对家庭设备的远程操控。智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具。
智能医疗。智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备,对家中病人或老人的生理指标进行自测,并将生成的生理指标数据通过固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求,网络服务商还提供相关增值业务,如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。
智能交通。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能,对公交运行状态进行实时监控。智能公交站台通过媒体中心与电子站牌的数据交互,实现公交调度信息数据的和多媒体数据的功能,还可以利用电子站牌实现广告等功能。
车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术,将车辆的位置与速度,车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理,有效满足用户对车辆管理的各类需求。
测速E通通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台,同时结合交警业务需求,基于GIS地理信息系统通过3G无线通信模块实现报警信息的智能、无线,从而快速处置违法、违规车辆。
关键词 物联网 信息化产品 云计算
中图分类号:F120.4 文献标识码:A
一、物联网产业的发展与应用趋势
(一)物联网产业的发展现状。
自从物联网概念提出到现在的10多年间,世界各国都在加大力度投入研究,物联网也被很多国家称为信息技术革命的第三次浪潮。整个物联网的产业链分为三个层次:首先是传感网络,以二维码、RFID、传感器为主,实现物的识别;其次是传输网络,通过现有的互联网、广电网络、通信网络或者未来的NGN网络,实现数据的传输与计算;最后是应用网络,即输入输出控制终端,可基于现有的手机、PC等终端进行。
美国权威咨询机构forrester预测,到2020年,全球物物互联的业务,和人与人通信的业务相比,将达到30:1。根据预测,到2035年前后,我国的传感网终端市场将达到数千亿个;到2050年,传感器将在生活中无处不在,在物联网普及后,用于动物、植物和机器、物品的物联网终端产品数量将大大超过手机的数量,这将大大地推动信息技术的发展与普及。
虽然物联网发展潜力无限,但就物联网产业链的发展而言,物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业已经成熟或基本成熟,而下游的实际应用仍不明显。物联网的发展需要提升市场认知并拓展需求空间,从而带动产业链的共同努力,实现上下游产业链的联动,从而带动整个物联网产业链的发展,形成良好的商用模式。
(二)当前物联网终端产品的特征。
发展物联网并不是时髦的理念吹捧,而是社会发展的实际需求。通过物联网终端产品的应用,人类社会将实现方便管理和精确管理,极大地提高管理的效率和准确率。物联网终端产品在食品溯源管理、零售业的应用、RFID票务、智能交通等行业方向已得到初步应用,广大家电厂商也纷纷提出基于物联网技术的家电产品。总体而言,当前阶段物联网终端产品的主要特征如下:
第一、实用不多需求不足。一些终端产品目前还主要停留在概念性产品阶段,消费者对此需求并不大,相关产品至今仍在演示厅和实验室里度日,实用不多需求不足的缺陷为一触即发的物联网长远发展埋下了隐患。
第二、规模应用不明显。现阶段的终端产品只是在某些行业的单体应用,产品多样性、行业应用的深度和广度都会对应用规模产生影响,如何实现规模化还有待商讨。
第三、信息化整合程度不高。现有终端产品局限于某一行业方向的应用,在信息资源整合方面力度还不够,提升产品附加值的增值服务等也有所不足。
二、物联网时代的产品信息化
物联网对各行业的发展有强大的推动力,未来物联网的应用将在提升管理水平、降低生产成本、提高服务水平、实现节能环保、改善人们生活质量等方面作出巨大贡献。但是物联网的这些应用优势不能停留在概念上的推广,更要注重通过终端产品来体现。终端产品要以信息化的手段实现资源的整合与共享,使得用户能够真切地感知物联网带来的便捷。如何提高物联网时代的终端产品信息化程度,可以从以下几个方面来考虑。
(一)以需求为导向。
物联网的价值不仅仅在于它是一个可感、传、知、控的网络,更重要的是能够积极调动各行业参与应用。不同的应用方向会有不同的应用需求,因而需要广泛地了解各个领域对于物联网的实际需求,对需求主体、需求内容、需求特点等方面进行深层次的调研分析,在了解实际需求的基础上,准确且有针对性地提供物联网信息服务。这样,更多的传统行业就会感受到物联网的意义,明确物联网有可能带来的商业价值,从而把自己的应用及业务与物联网结合起来,不断推动物联网的行业化、规模化应用。
(二)以行业为应用。
物联网产业发展要求行业化,也会导致行业化。从目前我国的物联网技术应用来看,中国移动在食品生产加工领域与牧区合作,进行食品溯源,确保食品安全。上海浦东机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,多种传感手段组成一个协同系统,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器的运行状态进行实时监测,一年降低电损1.2亿千瓦时。可见,物联网的行业化趋势越来越明显。
在我国“十二五”规划中,“物联网”被正式列为国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。未来物联网将把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,在绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、环境监测等领域获得广泛应用。面对行业化应用日益明显的趋势,需要针对每个行业的应用提出解决方案,引领行业“物联网”时代的未来。
(三)以规模为目标。
规模化是运营商业绩的重要指标,是出效益、降成本的必然要求。中国移动研究院提出了“四个统一”,其中包括统一系统架构、统一通信协议、统一业务平台以及统一物联网模块,来推进物联网规模化的广泛应用。规模化的应用一方面能够降低应用成本,另一方面也能够统一部署实施,便于提升信息化的应用程度和水平。
三、提升物联网产品的附加值
为了让消费者成为自己忠实的品牌消费群,不仅需要从产品技术层面竞争和价格的竞争,更要在于提高自身产品和品牌的综合附加值。对于物联网终端产品而言,也需要不断提高产品的附加值,增强客户的粘性消费。具体可以从以下几个方面来考虑。
(一)明确商业模式,提高可运营性。
商业模式就其最基本的意义而言是指做生意的方法,一种能够为企业带来收益的模式。物联网本身就是一个全新的研究领域,虽然它对技术的研究和验证已经成功,但是能不能大规模和可持续地应用,还取决于其商务模式的创新,需要深入研究它的产业链问题和价值链问题,研究产业链、价值链环节的互动关系。在明确商业模式的基础上,不断提高整个网络的可运营性,进而促进产业链和价值链的良性均衡发展。
(二)创新思维,以业务应用为核心。
随着物联网技术的不断推广应用,业务应用已经向个性化、差异化的方向发展,各行各业的物联网应用也包含了政策法规、行业标准以及应用习惯、发展环境等诸多方面的内容。这就需要我们创新思维,以业务应用为出发点,提供个性化的服务,注重不同应用平台的建设以及相关增值业务的研究,以业务应用拉动用户持续性消费。
(三)联手云计算,推动资源共享。
随着物联网的大规模应用,海量业务数据和终端关联数据会给业务应用平台性能造成巨大的压力,随着大规模业务的驻留,这种性能瓶颈会更加明显。云计算作为炙手可热的信息技术,当物联网与云计算牵手时,一方面能够提高对海量数据和信息的分析及处理能力,显示物联网的智能处理特征;另一方面,物联网与云计算的结合无疑会通过各种信息资源共享、业务快速部署、人物交互新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进带动整个产业链和价值链的升级与跃进。
四、总结语
随着物联网技术的不断发展,物联网终端产品的规模化应用也会越来越广泛。物联网终端产品应该以更加多样的信息化手段,提供个性化、差异化的应用服务,在提高产品信息化程度的同时提升产品的附加值,最终实现以信息化带动智能化,让物联网技术的普遍应用给人们的生活带来更多的便捷。
(作者:黄春林,华北电力大学硕士,现为江苏省邮电规划设计院有限责任公司高级咨询师、项目经理;黄志华,南京邮电大学硕士,江苏省注册咨询专家,现为江苏省邮电规划设计院有限责任公司高级工程师、高级项目经理;杨天开,南京航空航天大学硕士,江苏省注册咨询专家,现为江苏省邮电规划设计院有限责任公司高级咨询师、高级项目经理)
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【关键词】物联网;感知;智能;高校
【Abstract】This article is based on the meaning of things,characteristics and research situation of certainty,comparing the Japanese U-Japan,South Korea U-Korea,found that at present only in Wuxi,China "perception of education" project is designed to promote the teaching and learning and build The. Thus,further study of things in the future of higher education.
【Key words】of things; perception; intelligent; University
【中图分类号】G434【文章标识码】A【文章编号】1326-3587(2011)04-0001-03
物联网被誉为后IP时代信息产业新一轮竞争的制高点,其应用价值正受到全世界的高度重视和普遍关注。今年两会政府工作报告中首次明确提出要“加快物联网的研发应用”。高等教育如何顺应经济社会发展趋势,服务国家战略性新兴产业发展的需要,是实现教育跨越式发展的题中之义。
一、物联网概念及其发展概况
(一)物联网概念。
1、物联网。物联网概念起源于1999年美国麻省理工学院Auto-ID 实验室,2005年国际电信联盟把物联网定义为一个4A网络,即任何时间、任何地点、任何人及任何物的联网,通过在数量众多的日常物体中内置的短波移动传感器,为人和物体及物体之间创造了一种新型的网络。从这个意义上讲物联网就是“物物相连的互联网”。它是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2、物联网的特征。
全面感知:利用RFID,传感器,二维码等随时随地获取物体的信息。
可靠传递:通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去。
智能处理:利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
(二)国内外物联网发展概况。
1、国外物联网发展概况。
日本政府自20世纪90年代中期以来相继制定了“E-Japan"、“U-Japan”、“I―Japan”等多项国家信息技术发展战略,从大规模开展信息基础设施建设入手,稳步推进,不断拓展和深化信息技术应用,以此带动本国社会、经济发展。日本政府早在2004年就推出了“U-Japan”计划,着力于发展泛在网及相关产业,并希望由此催生新一代信息科技革命。2009年8月日本提出“智慧泛在”构想,将传感网列为其国家重点战略之一,致力于构建一个个性化的物联网智能服务体系,充分调动日本电子信息企业积极性,确保日本在信息时代的国家竞争力始终位于全球第一阵营。为了让数字信息技术融入每一个角落,首先将政策目标聚焦在三大公共事业:电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育。提出到2015年,透过数位技术达到“新的行政改革”,使行政流程简化、效率化、标准化、透明化,同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。同时,日本政府希望通过物联网技术的产业化应用,减轻由于人口老龄化所带来的医疗、养老等社会负担。物联网在日本已渗透到人们衣食住中:松下公司推出的家电网络系统可供主人通过手机下载菜谱,通过冰箱的内设镜头查看存储的食品,以确定需要买什么菜,甚至可以通过网络让电饭煲自动下米做饭;日本还提倡数字化住宅,通过有线通信网、卫星电视台的数字电视网和移动通信网,人们不管在屋里、屋外或是在车里,都可以自由自在地接受信息服务。
韩国政府自1997年起出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策,重点支持泛在网络建设。其最终目的,除了运用IT科技为民众创造食衣住行以及娱乐等各方面无所不在的便利生活服务之外,也希望扶植IT产业发展新兴应用技术,强化产业优势与国家竞争力。2009年10月,韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网市场确定为新增长动力。该规划提出,到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标,并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。
此外,法国、德国、澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网经济发展战略,加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。
2008年,IBM提出“智慧地球”概念。2009年,欧盟委员会以政策文件的形式对外了物联网战略,提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球。
2、物联网国内发展情况。
我国发展建设物联网体系,国家部委以RFID广泛应用作为形成全国物联网的发展基础。自2004年起,国家金卡工程每年都推出新的RFID应用试点工程。2009年8月7日,总理视察无锡微纳传感网工程技术研发中心并发表重要讲话之后,“物联网”概念在国内迅速升温。与国外相比,我国物联网发展在最近几年取得了重大进展。目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳,传感网标准化工作已经取得积极进展。2009年9月11日,经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。
二、物联网在教育中的应用――无锡“感知教育”工程
目前,国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。美国是物联网技术的主导和先行国之一,较早开展了物联网及相关技术的研究与应用。比较美国、日本、韩国,笔者发现:只有中国无锡的感知教育是专为教育而构建的。无疑,在物联网与教育结合这方面,我国已经走在了世界的前列。
2010年8月首届物联网技术教育应用现场观摩会在江苏无锡举行,作为无锡市政府批准的12个物联网技术应用示范工程之一,“感知教育”自去年2009年9月启动以来,深入学校,深入课堂,为无锡教育高位均衡发展增添了一抹亮色。无锡市电化教育馆现场展示了“感知教育”包含的六大工程:感知普及、感知课堂、感知学习、感知课程、感知校园和感知信息。
“感知普及工程”面对广大师生,通过选修课、科技活动、专项研究等活动,将物联网知识逐步渗透、普及到日常教学的方方面面。
“感知课堂工程”以重点研发感知黑板为抓手,从课堂出发,积极探索未来学校课堂的模式,做到教学内容在课中可实时感知,在课后可随时感知。
“感知学习工程”目前主要包括“感知生长”、“仰望星空”、VCT应用实验三个项目,通过物联网技术的应用,使学习技术手段和学习研究方法实现双飞跃,促进素质教育。
“感知课程工程”立足创设带有情境感知、实时真实的学习产品,让学生通过寓教于乐的益智游戏以及随时随地的移动学习轻松畅游知识的海洋。
“感知校园工程”旨在将物联网技术应用于学校电视技防监控、防盗报警、节电节水控制、计算机网络机房感测等方面,使平安校园、节约校园的建设水平不断提高。
“感知信息工程”目前主要推行网络化学生电子身份管理技术的应用,逐步普及含有学生各项基本信息的“学生教育信息卡”,帮助广大学生实现校内考勤、借阅、素质考核,校外远程学习、公交乘坐、市民读书等活动“一卡通”。
加快物联网技术教育应用步伐,实施感知教育六大工程,不仅是技术手段上的创新,更将对素质教育的科学发展、良性发展起到重要的推动作用感知,让视觉更无限;智慧,让管理更精细;低碳,让校园更绿色。
三、高校应用物联网的路径
2009年8月5日总理在江苏考察时,参观中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时说,“当计算机和互联网产业大规模发展时,我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”。那么,高校如何实现教育与物联网的有效对接?笔者认为除了借鉴无锡“感知教育”工程以外,还要从以下几个方面入手:
一是利用现有校园网整合物联网。校园网资源从系统整合到数据整合,再到业务融合。校园网无线有线一体化建设实现统一接入,任何人、任何地点、任何时间和终端都依托IP智能网络动态管理。高等院校具有得天独厚的“产、学、研、用”协同创新,建设物联网技术产业标准体系的优势,校园网络也是最佳的温床和试验田。便捷的统一认证计费、远程教职人员通过互联网安全接入内网、用户侧与网络侧边界自动防御,构成统一的安全管理策略。学生可以通过手机下载学习资源,浏览视频学习资料,去图书馆借书还书;教职工通过手机处理公务、收发邮件、安排日程;科研人员通过感知平台,在工作中与他人进行沟通与交流,在科研项目中更好地进行协调,避免重复劳动或资源浪费;校内重要场所的出入门禁管理、会议签到、考勤信息管理、停车场管理等等,都可以借助无线移动的感知平台实现。
二是创新实验系统,丰富实验教学。物联网创新实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源、教材(实验手册)等四大部分。硬件设备包括微型无线传感器、通用传感器及被控对象、嵌入式网关、GPRS网络设备、蓝牙等配套设备。软件资源包括无线传感器网络软件,嵌入式网关软件,PC数据管理与分析软件,实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、等网络通讯实验、及组件控制实验等,通过对这三部分资源的充分利用,并能通过不同传感器的特性,可以丰富实验教学。物联网的介入可以为实验教学提供一个安全的、共享的、智能化的实验教学环境。
三是构建智能化教学环境。根据物联网的三层特征,可以利用物联网的全面感知层进行教学。加强基础技术教学,贯穿主要知识点的原则,实现物联网、传感网、泛在网和嵌入式教学开发的融会贯通,可以在高校完成教学和科研。依托资源丰富的课程网络平台,拓展课程教学内容,建成网上试题库、习题库和在线学习自测等特色系统,为学生提供了教学内容与工程实践、课内学习与课外拓展、课程学习与自测自评相结合的集成学习环境,大力推进了教学方法和教学手段的改革,加强了学生实践与创新能力的培养。
四是利用物联网,实现高校管理信息化。手机UIM/SIM卡作为身份鉴别和刷卡消费的电子钱包,提高使用的便捷性。学校的学生或老师,可以使用该卡来考勤、支付水电费用、支付食堂餐费等。智能校园卡主要功能包括近距离刷卡服务、身份识别服务(RFID):可随身携带的安全的电子钱包(M~WALLET ):多种充值方式,包括银行转账、POS机充值、空中充值等。校园信息化,实现学生管理电子化、老师排课办公无纸化、学校管理系统化。通过特定的手机卡,新生可以在家完成网上注册、缴纳费用,了解班级情况、课程设置以及宿舍安排,有效简化入学手续,提高工作效率。
【参考文献】
1、中国标准化协会EPC和物联网标准化应用工作组 全球EPC和物联网技术应用是企业发展的必然道路
2、物联网技术教育应用现场观摩会在锡举行[N]现代快报 2009-08-12
3、温泉、黄于鉴等,物联网在高校的应用前景[J]中小企业管理与科技.2010-7(下旬)
4、温希强等,十年内中国经济十大猜想 网络生活进入物联网阶段[N]经济参考报 2009-09-29