物联网技术导论论文
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物联网技术导论论文范文第1篇
关键词： “物联网工程导论”课程 实验教学 教学方法
“物联网工程导论”作为物联网专业的入门引导课程，旨在帮助大学新生了解专业性质，把握专业全貌，掌握专业学习方法，增强学生的学习热情。物联网是一个涉及多领域技术的交叉学科，兼具理论性与实践性，对于大学新生，凭借以往知识结构很难全面透彻理解本课程知识内容。笔者结合教学经验和实践，分析教学中存在的问题，并提出相应的办法与建议，以期提高教学质量。
一、课程目标
物联网作为国家新兴战略产业，涉及电子科学与技术、智能科学与技术、通信工程、计算机科学与技术等众多领域。本课程将介绍物联网的起源及发展现状，阐释物联网的关键技术及特点，介绍物联网技术的具体应用及相关产业发展方向。通过本课程的学习，学生要掌握物联网的含义，理解物联网的相关技术及应用现状，了解物联网发展面临的技术难题，把握物联网的技术调整方向。
在实际教学中，要根据大一新生认知水平和思维方式对教学内容进行适当增删，让学生宏观把握住本课程基本内容，掌握本专业学习重点和学习方法，讲授内容宜广不宜深，尽可能地激发学生的学习兴趣，为日后学习其他专业课程奠定良好基础。
二、教学中存在的问题
1.学生基础薄弱，认知理解能力有限。
“物联网工程导论”课程面授对象是大学一年级学生，在此之前他们没有进行过任何专业学习，没有一点理论基础，虽然充满好奇心与求知欲，但学习起来有难度，尤其是学习一些抽象理论的时候，学生学习起来会很吃力。此外，在讲课过程中提到一些名词，如路由器，学生几乎都听过，但大多都没见过实物，不利于学生学习。因此，要针对本课程开设相应的实验课程，以便提高学生理解力。
2.实践教学环节薄弱，实验室建设有待加强。
本课程是一门实践性很强的课程，学生实践动手能力的培养很重要。一方面一些高校单纯理论讲解，没有开设相关实验课程，另一方面一些高校虽开设有相关实验，但实验条件简陋，实验场地、实验设备数量不能满足教学需求，无法强化对学生科研能力、综合素质、创新意识的培养。
3.学生学习方法存在误区，考核方式陈旧单一。
学生习惯了以往中学学习方式，一方面过于依赖老师，课后自主学习意识不强，查阅文献资料少，另一方面死记理论，没有理解其内涵。这与传统陈旧单一的考核方式不无关系，长期以来采用“期末成绩+平时成绩”的考评机制，学生为应付考试，背诵记忆，不利于发散思维，也不能有效检测学生对知识的掌握程度。
4.学科建设不成熟，教师知识结构不完善。
物联网专业作为一个开设不久的新专业，存在学科建设不成熟、主干课程设置不合理的问题。物联网是一门综合叉学科，教师专业研究方向很难覆盖物联网的方方面面，这就需要教师通过自学、听讲座、学术交流等方式完善知识结构。另外，物联网涉及众多专业，可以将一门课由几名专业教师共同承担，发挥各个教师专业优势，力争提高教学质量。
三、教学方法探究
1.优化教学内容。
“物联网工程导论”课程内容丰富，针对物联网专业新生特点，教学中要注意以下几点：（1）选择教材时要考虑学生的接受能力，参考老教师的教学经验和建议，教材要难度适中，内容结构合理，语言浅显易懂，可以选择一些实例较多的教材，有助于学生理解课程内容和培养学习兴趣，教材每章节后面要附有练习题与思考题，便于巩固所学知识；（2）在开始每节课内容之前，将本节课的知识体系讲一下，让学生对本节课的脉络结构有一个宏观认识，讲课过程中注意知识点间的衔接贯通，帮助学生理清思路。内容讲完后，对本节课知识点进行串讲回顾，强化记忆与理解；（3）讲课过程中，少用专业词汇，尽量用浅显的语言进行描述，对于一些缩写词，如RFID（Radio Frequency Identification）、WSN（Wireless Sensor Network）等，要对缩写词原文进行说明，注重基本概念，开展基础技术的学习。
2.丰富教学方式。
在新时代下，要采用多元化的教学方式，注重激发学生的学习热情。（1）讲课过程中多采用案例，如比尔・盖茨最早提出了“物―物互联”的设想，可以以比尔盖茨智能家居为例，它实现了真正意义上的“物―物互联”，不但可以激发学生的学习兴趣，让学生了解一些前沿技术，而且对物联网概念有一个更深刻的认识。此外可以给学生多讲一些前沿科技产品，如谷歌智能眼镜，苹果iwatch智能手表等，揭秘其中的技术奥秘，开阔学生眼界，发散学生思维。（2）讲课过程中多与现实结合，如讲传感器时，可以结合智能手机，其中内置了多种传感器，包括方向传感器、距离传感器、光线传感器和压力传感器等。讲课中扩展一些课外知识，如教学生如何用手机控制电脑，这是通过现有一些简单设备很容易实现的，学生对科技带来的便捷会觉得神奇，也会有学习动力。（3）注重师生间的交流，建立平等师生关系，让学生不畏惧老师，敢于在课堂发问，关于这门课的疑惑或现实中遇到一些难题都可以提问，老师要给予及时回答。
3.开展实验教学。
物联网涉及大量全新复杂的概念与技术，开展实验教学有助于学生更好地理解一些抽象理论。（1）设计一些基础实验，如讲解RFID时，可以利用RFID教学实验箱进行RFID功能演示与学生；讲解数据采集时，可以利用数据采集板卡，实现数据的采集或利用开发软件模拟数据采集与处理；讲解无线区域网时，可以让学生利用手机蓝牙进行数据传输。（2）设计一些综合性实验，可以借助本校现有资源，如我校农学专业比较强，学校里有小麦中心研究基地，可以在小麦种植区部署一些传感器节点，每隔一定时间检测一次土壤湿度、温度或有害物数量，这就是物联网的一个典型实例，实现农业智能耕种。
4.完善考核机制。
传统考核方式多为试卷考试，新形势下新型专业考核机制要更合理全面。（1）课堂报告，不限题目，只要与该门课相关，学生可以根据自己的兴趣点搜集资料，进行课堂汇报与展示，并对讲解内容组织课堂讨论，对于积极参与的学生进行期末加分。（2）提交期中课程小论文，鼓励学生课下自主学习，根据论文立意、内容进行打分。（3）课程实践设计，提交实验报告，实验报告要包含实验目的、要求、设计内容、实验中问题、问题分析与解决。学生最终成绩应该是这些成绩的综合考量。
四、结语
笔者根据个人教学经验，分析了“物联网工程导论”教学中存在的若干问题，并从教学内容、教学方式、实验教学、考核机制四个方面给出详细的解决方案与建议，希望改进和完善现有的课程教学，指导后续课程的学习，培养出高精尖物联网专业人才。
参考文献：
[1]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2010.
物联网技术导论论文范文第2篇
关键词：物联网；智能电网；LED路灯；节能控制
中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）08-0070-03
0 引 言
物联网最先起源于1999年麻省理工学院（MIT）自动识别中心提出的网络无线射频识别（RFID）系统[1-2]。2005年ITU在突尼斯举行的信息社会世界峰会上正式提出了物联网的概念，并了《ITU互联网报告2005：物联网 》。ITU报告中指出将任何时间、任何地点、连接任何人，扩展到连接任何物品，万物的连接就形成了物联网[3]。
物联网被提出之后引起了广泛地关注，研究人员对其做了大量研究。从技术角度来看，文献[4]针对物联网海量数据问题，提出了一种面向物联网传感器采样数据管理的数据库集群系统构架IoT-ClusterDB，为物联网数据存储与查询处理提供了一种可行的解决方案[4]。文献[5]研究物联网的安全与隐私问题，利用可信计算技术和双线性对的签密方法提出了一个物联网安全传输模型，满足了物联网的ONS查询及物品信息传输两个环节的安全需求[5]。从应用角度来看，文献[6]将物联网技术应用于购物引导系统，大大提高了工作效率，为了顾客节省等待时间[6]。文献[7]将物联网技术应用于电动汽车智能充换电服务网络当中，实现了电动汽车电池高效有序的管理[7]。文献[8]提出基于物联网的远程智能家居控制系统，将家居中的电器产品连入网络，真正实现了智能化[8]。文献[9]针对多车道复杂车辆行驶状况，借助物联网解决方案提出利用改进边缘势场函数来描述车辆行驶中动态产生威胁关系的方法[9]。
随着计算机技术和通信技术的发展，路灯系统的功能越来越完善，智能化程度越来越高。而路灯系统所使用的传感器如光强度传感器、微波车辆检测传感器，不需要在所有的路灯上都安装或者不需要安装在路灯上。路灯节点与在其周围分布的传感器相互通信，构成一个无线传感网络，适合用物联网方案来解决。
1 物联网路灯体系构架
物联网路灯系统分为四层：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层[10]。在物联网路灯系统中，路灯节点（包括其中的各种检测、报警装置）、光传感器、微波车辆检测器、摄像头构成了传感层。ZigBee无线传感网络、GPRS网络、Internet构成了网络层。管理服务层包括数据中心、控制中心服务器、智能手机、平板电脑等。综合应用层包括智能电网、智能交通网络、智能路灯。
在感知识别层中，光传感器用于检测光照强度，对路灯进行光控。由于相邻路灯的光照强度基本相同，不需要每盏路灯都安装光传感器，系统中将路灯覆盖区域进行分区，每区中安装一个光传感器即可。凌晨时车辆很少，系统用微博车辆检测器检测车辆的出现，然后适时开启路灯。路灯上的摄像头采集道路交通信息，为智能交通提供数据支持。
网络构建层主要利用ZigBee、GPRS接入Internet。ZigBee终端节点和路由器将信息发送给协调器，协调器通过RS232与GPRS模块连接，GPRS通过网络将信息上传给服务器。
管理服务层包括服务器、手机、平板电脑，通过这些设备对数据进行处理，将大规模数据高效可靠地组织起来，为上层应用提供支持平台。
在综合应用层中，物联网路灯系统与智能电网进行交互，按照智能电网能耗要求进行亮度调节；同时系统将传感器和摄像头采集到的信息传递给交通管理系统，对数据处理后用于交通管理。图1为物联网路灯系统的构架图。
2 物联网路灯控制策略
凌晨车辆较少时，路灯系统不需要像傍晚车流量大时全功率开启工作，无车时可以以最低亮度进行照明；而当车辆出现时，由于车辆很少，也可以以低于标准的亮度进行照明以节约能源。本文综合考虑照明亮度和智能电网的节能要求，提出了物联网路灯系统的照明策略。
2.1 系统工作流程及相关参数计算
（1）确定节能要求
系统首先由智能电网根据城市节能要求提出路灯系统期望能耗要求W，然后根据城市历史车流量情况确定时刻t。在t之前车辆较多，路灯常亮；在t时刻之后车辆较少，路灯智能调节亮度。最后根据道路照明要求确定路灯常亮时的亮度A，并通过转换系数计算出能耗aA。
（2）智能调节时期期望能耗计算
t时刻之前路灯亮度不变，能耗也不变，路灯节能主要是在智能调节时期。定义W1为智能调节期间期望总能耗，定义T（n1，n2）为n1～n2时刻之间的时间长度。
（3）单车期望能耗计算
定义P为单车期望能耗，N为智能调节期间历史平均车流量，Ni为第前n天智能调节时期总车辆数目。根据智能调节时期期望总能耗W1和车辆历史数据，可以确定智能调节期间每辆车经过时期望的能耗。
（4）单车动态能耗计算
每天智能调节时期经过的车辆一般与历史平均数据不同，若车辆经过时以单车期望能耗对应的亮度照明，最终无法达到智能电网的能耗要求，所以要动态地调节路灯亮度。调节思想是，若当天智能调节时期车辆较多，路灯亮度就低一点（不能低于下限）；若车辆较少，路灯亮度就高一点，用第n辆车出现的早晚来预测当天车流量的大小。定义Q1为路灯亮度下限所对应的能耗，即出于安全考虑，路灯亮度不能低于Q1所对应的亮度。定义Q为单车动态能耗，Δ为波动调节参数，tn为第n辆车出现的时刻。用当天的T（t， tn）与历史平均数据TN （t，tn）比较，预测当天车流量情况。若当天车辆较多超出了历史数据，则超出的车辆以Q1对应的亮度进行照明。定义n{TN（t，tn）}为TN（t，tn）所对应n的值。
车辆数目不超过历史数值
车辆数目超过历史数值
2.2 能耗曲线
对于通过PWM方式调光的LED光源，其能耗正比于亮度，假设比例系数为a，智能电网对路灯系统能耗的要求为W，路灯从傍晚18点钟点亮，一直持续到第二天早晨6点。18点到t点由于车辆较多，路灯以标准亮度A持续照明，t点到6点车辆很少路灯采取动态照明。当W、A、t确定后，t到6点时间段内的能耗也可确定。无车时路灯以αA的亮度照明（α为无车状态亮度下限系数，0≤α
3 实验与仿真
为测量物联网路灯系统实际能耗与期望能耗之间的误差，本文对这一系统进行了仿真测试。N=30，并且由于在智能控制期间车辆出现的时刻完全是随机的，认为30天的平均数据汽车是等时间间隔出现的，则汽车出现的时刻为0.2，0.4，0.6，…，6。
每组实验需要产生2次随机数，第一次产生随机数n，表示当天智能控制期间出现的车辆数，25
4 结 语
本文提出的应用于智能电网的物联网路灯系统能够根据车流量和智能电网能耗要求智能地调节路灯亮度，实验仿真显示系统的累计误差较小，能够符合实际的工程要求。论文提出的单车动态能耗计算公式中参数Δ取值分别为5%、10%、15%，后续的研究中可以尝试对Δ进行动态取值，以求达到更好的调光和节能效果。仿真实验当中，认为30天平均历史数据中汽车是等时间间隔出现，可能会与实际情况有所差别，接下来的实验中可以对平均历史数据汽车出现时刻进行随机模拟，以更好地贴近实际情况。
参 考 文 献
[1]孙其博，刘杰，黎羴，等.物联网：概念、构架与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33（3）：1-9.
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物联网技术导论论文范文第3篇
关键词：新媒体；重塑；“90后”大学生；人际关系
随着时代的发展，“90后”开始占据各大高校大学生的主流。“90后”大学生思想活跃，易于接纳新事物，勇于接受新挑战。在当前形势下，新媒体因其内容丰富、方便快捷、自由时尚等独特的魅力，恰当地迎合了“90后”大学生的人格和心理特点，已成为当前“90后”大学生获取和交流信息、进行人际交往的重要渠道。各高校及广大教育工作者只有客观分析与探索新媒体给大学生人际交往带来的影响，努力构建适应大学生人际交往的体系，才能帮助大学生形成正确的交往观。
一、新媒体与大学生人际关系的变革
20世纪60年代，“ New Media（新媒体）”这一传播概念由美国CBS技术研究所所长P·戈尔德马克首次提出，用以指代和传统印刷媒介不同的、基于电波和图像传输技术的广播、电视、电影等媒介形态。[1]P15随着时展和科技进步，到了新世纪，新媒体的内涵和外延已发生了极大变化。今天所指的新媒体，是相对于报纸、广播、电视等传统媒体而言的新的媒体形态，包括网络媒体、手机媒体、数字电视、触摸媒体、博客、播客、维客、微博等，是指利用数字技术、网络技术，通过互联网、宽带局域网、无线通信网以及卫星技术等渠道，以计算机、手机、数字电视为终端，向用户提供信息和娱乐服务的传播形态。[2]P4以网络、数字电视、手机媒体为主要代表的新媒体，与传统媒体相比，主要具有以下三个方面的典型特征：跨时空性、强交互性、超虚拟性。[3]P10-11
互联网的迅速普及，引起整个社会生产、生活方式的深刻变化，互联网形成了人的第二生存空间——“网络社会”，也即构筑起了一个全球性、开放性、全方位性的“相互联系的人们总体”。[4]这是一个与现实社会相对应的“虚拟社会”，它使人类社会以往的交往方式发生了革命性的变革，给人类的交往带来了一个全新的时代。在当代，新媒体逐渐充斥着社会交往尤其是大学生人际交往的空间，大学生的思想观念和行为方式已深深地打上了新媒体的烙印。新媒体以其信息资源的丰富和交流的便捷，已成为大学生获取和交流信息的重要渠道，深受大学生的关注和喜爱，为当前大学生人际交往提供了新的平台和良好的环境。但随之而来的信息失控、人际关系脆弱等也给新时代大学生的人际交往带来了诸多挑战。
二、新媒体对大学生人际关系的影响
新媒体对大学生的人际交往带来了双重影响，在一方面带来的人际关系全新变化的同时，其产生的消极影响也是显而易见的。
（一）新媒体对“90后”大学生人际关系的正面影响
1、新媒体提供了全新化的交往方式
新媒体逐渐使人们摆脱了传统的交往和获取信息的方式，成为更贴近于现代信息时代的接收方式。充分调动了人们各种感官的自然平衡，使得接受信息变得越来越快捷，迎合了大学生对自由、自主、理想的生活方式的追求，更加符合大学生的交往需求。同时，数字化彰显网络科技魅力。这种数字化的交往方式，使信息的传递方式更具有时代性、时效性。信息通过网络以超快的速度进行传递，使大学生的人际交往更加快速和便捷，大学生的校园文化生活也更加丰富。
2、新媒体丰富了人际交往手段
传统的人际交流方式已经不能适应当今人际交往的需要。网络人际交往为大学生提供了一个便捷的交往方式，新媒体渗透在大学生学习生活的方方面面，网上聊天、购物、交友等，是大学生最常见的、使用最多的网络交往形式，网络不仅仅丰富了大学生们的学习和生活，还为大学生人际交往提供了便利的条件，极大的增强了大学生人际交往的热情。
3、新媒体培养了人际交往的平等性和自主性
在网络人际交往中，个体现有的社会身份、角色和地位等都可以得以隐藏。因此，网络人际关系某种程度上实现了一种现实社会不可能实现的“虚拟”平等和心理平等。同时，在虚拟性的交往中，大学生的自主性显著增强，相对于传统的人际交往，个体更容易在新媒体的交往中表现自己的个性和自我形象。
（二）新媒体对“90后”大学生人际关系的负面影响
1、新媒体的弱监控性助推大学生交往的信任危机
新媒体自身有虚拟性。 90后”大学生在交往中，由于缺乏丰富的人生阅历和正确的科学理论的指导，更容易受到网上不良信息的腐蚀，助推了大学生道德品质的滑坡。在虚拟的世界中，大学生可以伸缩自如地张扬自我，就导致了大量不负责任的言论，虚假信息等失范行为。网络开启了个性化的时代，在新媒体环境下，每一个公民都能担当“记者”的角色，任何人都可以通过新媒体信息和发表评论，使信息源头更广而难以控制。[5]
2、网络自律缺失导致大学生人格障碍频发，阻碍正常化的人际交往
大多数沉迷于网络的大学生很容易形成人格发展障碍，他们在“现实中达不到自己的理想状态，满怀失意。他们在网上寻找的是自己的理想，寻求的是一种虚拟的价值实现和幻想的成功，”“他们选择的是逃避，选择的是暂时的满足。”[6]P105大学生长期处于这种心理状态，很容易诱发各种人格障碍，突出的有两种：攻击性人格障碍和双重人格障碍。人格障碍问题反映到人际交往中，他们更容易选择攻击往以实现心理上的满足；他们可能会在交往中模糊或者混乱自己的角色定位，出现交往冲突和人际关系障碍，甚至导致交往能力弱化或严重退化。
3、社交网站弱化大学生人际沟通能力，影响交际质量
大学生处于一种渴求交往、渴求理解的心理发展时期，网络社交的自主随意性切合了大学生的心理需求，因此获得了广大学生的青睐。但是对于网络社交方式的过度依赖，大学生对于现实社交的漠视和疏远。不仅会引绪失落、丧失生活兴趣、精神萎靡等身体和心理问题，更会弱化其人际交往沟通能力。美国斯坦福大学学者诺曼尼就曾经指出：国际互联网会创造一个全是孤单者的世界。[7]
三、新媒体视域下 “90后”大学生和谐人际关系的重塑
大学生人际关系主要包括网络人际关系和现实人际关系，也可以简单概括为网络交往和现实交往。这两种方式既有内在联系，又有明显的区别。说到底，人际关系是在现实生活中形成的人与人之间的关系，传统面对面之间的交流、沟通是其固有的特征和重要形式。同时，网络人际交往作为建立人际关系的重要载体，也发挥着不可替代的作用。忽视任何一种交往形式，都会影响到大学生和谐的人际关系。
（一）积极引导，优化网络人际交往的形式和内容
1、倡导“慎独”精神，提高网络交往道德水平
儒家思想提倡“慎独”精神，它在本质上讲是一种自律精神。网络具有自主性。在网络环境中人们的道德呈现出了一种更少依赖特性和更多自主的性质，这种自主性必须呼唤“慎独”精神。同时，网络具有开放性，网络道德也从封闭的道德走向开放的道德，更需要“慎独”精神。“慎独”精神需要网络主体的大学生首先培养自我意识。自我意识是他律向自律转化的前提。其次，要强化责任意识。黑格尔认为，自由的实现，必须在责任的限制内发生。“责任意识是主体对自身所担负的义务、职责、使命意识，它是主体自主地从事道德活动的内在动力。”[8]P322最后，还要加强规范意识，把“慎独”精神贯穿于网络交往中，培养良好的网络道德。
2、优化校园网络育人环境，强化网络交往的监管和引导
优化校园网，营造安全的网络交往环境。强化校园网技术控制，借助技术手段，提升网络功能，建立防火墙，不断更新杀毒软件，屏蔽和阻挡不良信息的侵入，净化网上环境。[9]P161-162同时要从源头上减少、杜绝有害信息，强化正面引导，净化媒体环境。
（二）、探索创新，重塑现实人际交往的平台
1、建设高品位的校园文化
校园文化具有凝聚、引导、激励和约束的功能。要积极组织各种形式新颖、为大学生喜闻乐见的校园活动，为大学生科技创新活动、文化体育活动提供平台和条件，并逐渐形成丰富的校园文化。同时，在良好的校园生活中要注意渗透平等意识，积极鼓励、吸引有网络成瘾倾向的大学生参加各种校园活动，组织各种社团或兴趣小组，并定期开展活动，使他们获得现实人际交往的成功体验，这样不仅可以帮助他们脱离虚拟的网络世界，更可以使他们乐于现实生活，并逐渐提高自己适应环境的能力。
2、重塑和谐的校园人际关系
在大学校园里，师生关系、同学关系是大学生人际关系的重要组成单元。大学生人格障碍出现的原因很大程度上是人际关系处理不好，得不到老师的关心与关爱、得不到同学的认可与帮助，久而久之，使大学生产生自卑、孤僻的性格，影响其健康成长。所以，重塑和谐的校园人际关系，必须从这两种关系抓起。因此，一方面要大力提倡师生平等，尊重和爱护学生，进一步建立互相平等、相互关爱的师生关系。另外，要引导和谐的同学关系。积极营造同学之间互帮互让、团结和睦、友好和善的交往氛围，构筑相互尊重、相互激励、相互学习、平等互助的新型同学关系。
3、创新社会实践活动，从“小社会”走向“大社会”
大学校园生活是整个社会的一个缩影，可以称谓“小社会”。 学校内部的人际关系相对比较简单，教师与同学、同学与同学之间的相互交流目的比较单纯，很少有根本利益和利害关系的冲突。正因为如此，大学生对人性的复杂性和社会的复杂性认识有限，更多的是从书本上学习和了解，实践经验不足，适应社会的能力亟待加强。因此，要创新社会实践的形式，为大学生提供社会实践的平台，让更多的学生参加社会调研、社会志愿、社会公益活动等等，使更多的学生走出校园，以开放的胸怀、开阔的眼界走向“大社会”，磨练意志，砥砺品行。这样可以使大学生在现实社会中丰富人际交往的经验，掌握更多的人际交往技能，在实践中提高现实人际交往能力。
参考文献：
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