时间:2023-05-24 08:52:19
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关键词:农业;物联网;智能农业
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)07-0250-02
1物联网的概念
“物联网”翻译成英文是“TheInternetofThings”由此可见,“物联网”的重点就是物品与物品之间的交流,物联网是继互联网以及计算机发展之后的第三次大规模的科技发展的时刻。在运用现代物联网技术的基础上,在红外线探测技术的帮助下对农作物的发展情况进行实时监测以及实时采集被测农作物的信息,这些信息将在短时间内被集合完毕发送给检测者。这种正在建设中的新型的物联网技术,能够实现物理世界、计算机世界以及人类社会这三个世界的联通以及发展,对物联网技术的普及具有战略意义。而同时也给人们的生活提供了便利。物联网的重中之重是对信息的采集,在经济飞速发展的今天,信息对于经济的发展具有决定性的作用。互联网技术高速发展,人与人之间交流往往更多地依赖互联网。而物联网的出现也印证了这一点,经济的飞速发展带动了人们各种方面的需要飞速增长。而相较于互联网来说,物联网的优势就是能够将触手伸到互联网所不能企及的方方面面。在互联网上,人们往往只能感受到一个非常平面的形象,但是运用了物联网之后,人与人之间将可以全方面的感知对方,这种感知不再是单一平面的,而是立体以及三维的。由此可见,物联网的产生将会为整个社会经济结构带来一次较大的改革。而物联网也将为互联网的进一步发展提供可供选择的方向。总而言之,物联网就是通过现有的先进技术并将其运用到物品的传递以及监控过程中,将物品的任何细节都与互联网连接起来,进行信息的第一手传达。以便于实现物品的交换和传递。智能化的物品传达也能实现迅速的定位以及跟踪。物联网的快速发展也将为我国的科学发展提供一个新的平台,让世界的目光都注意到我国科技的进步。而我国作为一个农业大国,在农业高速发展的今天,对物联网的需求则更为明显。物联网的发展也将给我国农业结构带来调整,为传统农业的升级起到了巨大的推动作用。
2物联网在农业中的应用现状
在关注我国物联网发展的同时我们也要将目光注视到欧美各国的物联网发展,欧洲的物联网被分为很多个层次,且在物联网的发展过程中,农业以及养殖业的物联网发展最为重要。为了使得农业发展过程中,农作物的发展情况被第一时间获知,作物的生长形式、水土状态以及是否有虫害,这些在物联网发展中都是需要解决的细微的问题。在信息传输层中,传感器获取各类数据的功能被放大,信息应用系统将会制定科学的管理模式以及定时定量的肥料施加都体现了对生产过程的严格控制。这些年来,为了适应社会经济结构的变化,欧美一些国家率先开展了农业领域的更新以及变革,实现了物联网在农业领域的大范围使用,形成了一批良好的产业化应用模式,推动了相关新型产业的大规模发展。农业物联网的发展也促进了其他物品在物联网的发展,为物联网的全方位发展奠定了基础。而我国作为一个农业大国,在农业物联网的发展方面具有较大的需求,为了保证农作物在传递过程中的实时消息反馈,物联网将会渗透到物品的传输、检验等多个环节,实现成本的节省以及农作物收获之后的高效流通,在农作物物联网这个方面还有很多功能正在探索过程中。
2.1农业资源利用
在农业资源探测以及监控方面,我国可以利用卫星对土地的实时信息进行探测并将探测效果传递给各级监测系统,实现信息的整合以及分析,经过层层监控和分析之后,将会最大限度的农业范围的统筹与规划。对农作物的事实情况的把握也将会十分清晰而明了。与此同时,为了方便农作物的采集,实现农业资源信息的及时反馈,GPS定位系统也将会运用到农作物的定位之中来。只有这样才能实现农业资源的不浪费。目前,在农业资源整合、农业资源的探测、土壤成分的检测以及害虫的防疫当中都使用了GPS技术,GPS技术也就是定位技术利用卫星,对大面积的农作物能起到很好的检测作用。为了使得有机农作物的生长更加健康也有利于农作物整体的把握,而且从国外引进的新型技术也可以对农田里的各种情况都能制定出一套完美的应对政策,对突况进行监控并且及时反馈到监控者那里。特别是如今的农业发展已经进行到一个精细农业的状态,对由于环境变化引起的农作物的变化都需要有效的应对。在检测区域中构建基础网络和安装传感器,用于采集水温、PH值、电解质等等多种参数,及时的水况反应能够将水环境参数上传至检测中心并进行分析。
2.2农业生态环境监控
农业生态环境监控是保证农作物安全以及生态安全的重要基础,为了对农业生态的环境进行全方位的监控,还需要做到以下几点。一方面,要加强立法,完善的相关政策法规才能解决在生产过程中的诸多问题。也对许多重要问题的解决提供模范的解决方式。另一方面,在建立农业物联网的同时,对农业生态环境监测网络的构建也必不可少。因此国家必须要运用高科技手段融合互联网实现对农业生态的自主监控,为了农业的可持续发展做出自己的努力。我国的生态环境在形势趋于变好的今天仍然存在很大的问题,因此对环境监控方面仍然不可松懈,对大气环境,对河流污染以及草木覆盖程度的监控形势都比较严峻。经分析研究后发现,地面监测站与遥感技术的结合是组成我国环境监控的主要手段。在前期卫星不曾覆盖的地点进行人口测量,在无线传感技术发展的同时开展了无数的网络监测站点。星星之火可以燎原,在星星点点的检测站的建设下,我国的环境检测形成了一个巨大的网络,这些系统依靠传感器以及无线通信技术,是我国农业发展的强大后备军。
2.3农业生产精细管理
建立农业物联网的前提是实现对精细农业的管理。只有将农业的生产环节与高新技术发展结合到一起,才能最大限度地为农业的发展带来帮助。在集成了信息技术以及GPS技术以后,农作物的生产环节变得无限透明,对农业生产信息的获取,对生产环节的管理以及突发事情的应对决策都显得十分智能。
3农业物联网的技术创新
农业物联网的技术创新主要表现在以下几个方面:1)数据收集:在农作物的生长过程中,对农作物生长环境中的温度、湿度、PH值、二氧化碳含量都实现了实时监控。在上述所测数值出现超出常态的变化时,监控者可以第一时间发现,并且在物联网络上找到解决方案,并且对作物生长环境中的设备进行调控。2)视频监控:在物联网迅猛发展的今天,用户只要拥有一个手机或者电脑等等其他的移动设备,就可以实时关注自己所订购的农作物的生长情况,也可以根据监控室内的作物实际情况实施远程想法的传达。3)数据存储:在物联网监控过程中所产生的农作物的数据往往能反应农作物生长中的种种问题从而为以后农作物的生长提供素材,在农业物联网中实现一个档案的存放。4)数据研究:系统将会在收集到数据之后,第一时间实现报表的制作,让用户第一时间感受到农作物的生长情况以及空间分布情况。5)远程控制:由于物联网的便利性以及可操作性,用户可以在任何时间、任何地点进行农作物的监控以及对温度、湿度的操控。6)错误报警:系统将会给用户权限设定一些警戒线,超出警戒线,物联网将会第一时间通知用户,让用户能接触到农作生长的每一个环节以达到自己的理想生长情况。
4推动农业物联网进程的建议和展望
我国幅员辽阔,并且由于农作物生长范围较大,因此建议物联网建立专业的工程专项,在农业发展优势区域实施新型农业经营主体的应用需求,在已有试点区域的基础上,扩大物联网试点的范围。与此同时,物联网作为一个新兴产业,政府在一些措施以及政策的制定和实行上还不是非常的完善,而物联网又具备高投入、高风险的特点,为了支持物联网的发展,政府应该在税收等方面对物联网发展进行减免、甚至补贴。并且根据种植作物的不同实现不同的补贴限额。物联网技术在我国的很多领域发展还不够成熟,但是在大环境下,我们在政策的支持下或许能够奋起直追,与欧美国家站在同一起跑线上。目前,在农业育秧阶段已经实现了物联网的渗透,可以预见的是,在不久的将来,互谅网将会发展到农作物生长的方方面面。由于手机、pad、电脑等等用品的普及,用户的实时监控也不再是梦想。利用物联网技术,结合政府设立的无数监测站可全方位地掌控我国生态环境中的雨、水、干旱、大雪等等问题。为农作物的生长提供及时的预警报告,为农作物的及时保护提供了方案支持。而到了农作物成熟阶段,用户可以直接在家里实现对收割机等大型农业设备的监控以及同GPS技术对它们的位置进行实时掌握,不仅如此,强大的物联网还能实现用户对实时路况的掌握以便于达到农用设备资源的不浪费,为他们实现运行效率的最大化提供最大的帮助。与此同时,用户还可以对收割机内部的温度进行控制。因此,物联网在农业发展中的前途不可限量,几乎方方面面都可以运用到物联网,而未来的农业在物联网技术的支持下,也会更加的智能,这对我国农业的发展拥有者巨大的作用,对人工成本的降低将会是一笔巨大的财富。
参考文献:
[1]葛文杰,赵春江.农业物联网研究与应用现状及发展对策研究[J].农业机械学报,2014(7).
[2]秦怀斌,李道亮,郭理.农业物联网的发展及关键技术应用进展[J].农机化研究,2014(4).
[3]李瑾,郭美荣,高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报,2015(S2).
[4]彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电学院学报,2012(2).
关键词:互联网技术;服务业;转型升级
当前是一个信息化和科技化高度发展的社会,人们的生产与生活离不开互联网。现代产业的升级和转型依靠的主要动力就是互联网在传统产业中的渗透,这一转型标志着传统产业向着智慧化、数据化和信息化方向发展。
1互联网技术创新促进服务业转型升级的路径
1.1消费服务的升级和转型通过互联网技术创新实现
在经济发展的过程中离不开消费的带动。当今互联网快速发展,这样一来有助于传统消费由之前局部单一的模式快速向全球化、多样化的模式转变。以下是消费服务升级和转型的几点重要表现。首先,促进服务消费偏好快速优化。消费者需要的产品信息能够通过互联网安全并且及时地获得,虽然售卖者与消费者之间的信息存在一定程度的不对称,但是消费者的偏好得到了一定程度的优化。其次,服务消费成本得到有效节省。互联网存在很多优势,首先利用其购物的时间较为自由,另外购物的成本较少,能够购买的商品种类较多,消费的成本也能够得到有效降低。最后,服务消费市场得到有效开拓。总而言之,当前互联网技术不断创新,能够更加便捷安全并且快速传播有效信息,传统的消费服务的一些缺陷能够通过现代的平台得到及时弥补,从而实现便捷化、专业化、个性化以及智能化。
1.2生产服务的升级和转型通过互联网技术创新实现
生产过程服务化通过一系列互联网技术创新得以实现,诸如智能机器人、大数据以及云计算等,以下是生产服务升级和转型通过互联网技术创新得以实现的几个重要方面。首先,智能化的产品研发过程可以通过互联网技术来实现。对产品进行分析的相关数据的自动整理收集的过程可以通过互联网技术来实现,同时产品性能的相关参数也可以根据消费者的偏好进行及时的修改,从而使产品的研发和设计更加符合相关政策标准和用户的需求。其次,智能化管理的产品生产过程可以通过互联网技术来实现。产品的相关信息可以通过无线传感器及时获取,同时还可以根据相关数据的随时更替及时调控系统,从而保证健康安全的产品生产过程。再者,智能化监控产品的流通过程可以通过互联网技术来实现。通过互联网技术,能够可视化调控产品的质量信息和生产流通过程,从而实现远程连锁智能化销售大规模多种类的产品。
1.3公共服务的升级和转型通过互联网技术创新实现
当前我国人口老龄化以及城市化现象较为严重,随之而来的便是严重的基本公共服务的严重缺失和不足,诸如养老、医疗、教育等。利用互联网创新技术,可以有效提高公共服务资源配置的效率,从而实现公共服务的快速转型和升级。首先,不同区域的公共服务的需求偏好可以通过互联网技术进行有效分析。通过网上调查问卷的方式及时收集不同区域的消费偏好以及公共服务的需求,从而均等化配置基本公共服务。其次,智能化、个性化的供给公共服务可以通过互联网技术来实现。监控、传递并交换公共服务消费信息可以通过现代互联网通信技术来实现,同时智能化供给公共服务信息也可以通过互联网技术来实现。消费者可以通过网络平台及时评价公共服务的质量,为相关政府部门提供更加合适的公共服务提供有效参考,从而使公共服务的资源配置效率得到有效提高。
2互联网技术创新促进服务业转型升级的对策
2.1传统服务企业应积极引入“互联网+”新元素,全面迎合互联网技术创新
传统服务业与互联网技术在“互联网+”背景之下进行了深度的融合,进而促进了新经济模式的产生,服务资源的配置效率得到了全面的提升。对于服务企业来说,应及时积极地应用互联网技术,只有这样才能够深度融合互联网技术与传统服务业,进而促进现代服务互联网消费平台的建立,从而进一步促进分享经济的快速发展。在互联网发展过程中,信息技术是核心,服务企业应及时加强信息技术的业务培训工作,诸如数据处理、软件、信息等,同时还要注意现代信息技术应用型人才的培训和引进,从而促进传统服务内容与企业自身信息技术的进一步融合。随着平台经济和分享经济的快速发展,对于服务企业来说应不断提升自身全面融合信息技术的能力,从而快速构建满足市场需求和具有行业特征的经济平台,进而促进平台的品牌效应进一步扩大。对于传统服务业企业来说,应重视“互联网+”新元素的及时引入。传统服务业包括养老、医疗、住宿、餐饮、流通以及商贸等应积极尝试分享经济新模式,它全面融合了服务、营销和管理,可以大幅度提升企业自身的服务效率。有效利用互联网技术有助于特色应用软件的开发,从而促进特色专业分享经济平台的建立。除此之外,还有助于现货交易电子商务平台的建立,进而有助于传统服务业升级转型。
2.2政府应逐步完善保障机制以促进互联网技术创新与分享模式应用
上层建筑推动和保障各类事物的正常、有序发展,互联网作为一项重要技术,首先就需要通过制度和政策加以引导和给予支持,这样才能实现技术进步和革新。例如,在2015年底提出要想实现技术的发展和创新就要认识到互联网的重要性和关键地位,强力支持微型和小型企业,在服务范围之内和制度允许的情况下,尽可能提供给用户所需的各种服务,这不仅是革新技术,更是变革移动数字网络通信技术的尝试,归根结底,就是需要政府出台相应政策推动数字信息技术的发展,这样做的附加价值就是保证衍生值的出现,造成利益边际化和最大化,保证新常态经济的飞跃式发展。首先,全面融合科技、服务、金融于一体的生态链的构建离不开政府的支持,政府应全面支持分享经济平台型企业的信贷和互联网企业。其次,重视转型升级中小服务企业以及传统服务行业的相关公共服务云平台的建立,全面集资,从而设立互联网技术人才创新创业所需要的基金,进而促进创新创业平台的建立。最后,加快创新型企业集群以及“互联网+”服务业创新区的构建,我国要全面发挥大国服务业具备的优势,进而进一步打造互联网创新经济带。另外,还要重视智能服务业创新区的打造,重视包括移动互联网服务以及电子商务在内的新业态的改造。
3结语
综上所述,随着我国社会发展速度不断提升,互联网代替了传统的信息运营产业,并在短期内形成发展新模式,这样保障了信息时展的速度,服务业等产业面临转型升级,互联网技术成为服务业不断创新、进步的动力,只有不断创新、持续创新,才能确保我国服务行业的快速发展。
参考文献
[1]陈丽丽.移动通信与互联网的融合技术分析[J].科技传播,2016,8(10):91-92.
[2]刘唯.“互联网+”时代中国产业转型升级的路径研究[J].工业经济论坛,2016,3(4):380-388.
作者简介
李晓妍
2007年毕业于中国防空兵指挥学院。2011年创立上海微上文化传播有限公司,是一家专注与物联网产业的访谈媒体。目前公司有《物联网与云计算》杂志和在线访谈i访谈,在业内已有重要影响力。2016年,公司开始以“联动元素”为品牌,致力于成为物联网产业具有影响力的媒体,以及大的企业内容制作及推广平台。
目录
第1章物联网,重新定义社会生态
1.院士的忠告
2.磨砺6年,终成社会新生态引擎
3.物联网免费商业模式初探
4.物联网时代的“智慧三农”探索
5.重构人与建筑的交互方式
6.从系统集成到物联网差一个思维模式
7.行走于转折瞬间的第四方物流
第2章传感器觉醒,物联网基石稳固
8.传感器--人类感官的延伸
9.气体传感器龙头问鼎物联网生态系统
10.传感器供应商向数据服务商的悄然蜕变
11.物联网时代的光纤传感新定位
12.国际传感器巨头演绎“端”的逆袭
第3章云计算获市场认可,物联网发展加速
13.第一位完整诠释云计算的中国人
14.七十年来风雨兼程,一朝云起浪潮凸现
15.微软从“云”到“端”,物联网化繁为简
16. 7年与时俱进,吃透云计算助力物联网
17.人工智能借云得善价,捷通华声蓄势待飞
18.智慧生活的“幕后”推手
19.二十载传感器厂商,一朝翻手触云忙
第4章智能硬件爆发,物联网概念落地
20. MiCO--全球首款物联网操作系统
21.中国本土智能眼镜产业教父的养成
22.方案商转做智能眼镜,欲领跑下一代计算机
23.可穿戴设备,为改变用户习惯而生
24.十年专注位置服务,室内定位监狱称王
25.借力智能汽车,重新定义物联网
第5章互联网应用高度细分,物联或成企业新拐点
26.修苹果手机这个小生意
27.“互联网+”照进现实,大学生欲改变传统物业
28.国产第一智能血糖仪的理想与现实
29.健康管理平台的软件结合之路
30.微知健康,一个慢病患者的情怀凝聚
31.统战停车平台,已不能单靠互联网
第6章大数据,所有物联网故事的落脚点
32.数据服务价值初体现
33.让心脏监测走进家庭的5年探索
34.以解决问题的姿态玩大数据
35.健康大数据服务企业的四年迂回
36.但见万物皆是数据,定战略前瞻三十年
随着信息技术的不断发展和革新,越来越多的高科技技术应用与农业中,其中农业物联网技术在农业中的应用日益受到关注。农业物联网能够运用到农业中的众多领域当中,且加快促进农业现代化和信息化的进程,不断提高农民的生活水平,但是随着我国农业领域的飞速发展,农业物联网已无法满足农业发展的需求,因此加强农业物联网的创新发展至关重要。本文主要从农业物联网技术在农业中应用及存在的相关问题进行分析,进而对存在的问题进行创新发展路径研究,以求在农业中得到更好的发展利用。
【关键词】农业物联网 技术 应用 创新
1 引言
物联网(The Interned of Things)作为世界公认的信息产业第三次巨大变革,其是一种可以实现人与人、物与物以及人与物之间全面互联的网路,其重点是物与物之间的互联。而农业作为物联网技术的重点应用领域之一,其通常则是将传感器各个节点构成能够观察的监控网路,并通过各种传感器采集农业资源、农作物、禽畜养殖等信息,从而帮助农民及时发现其中的问题,并确定问题发生的具体地点,是技术人员能够及时解决问题,在很大程度上摆脱了以前农业以人力为中心,极度依赖机械生产的模式,从而使农业得到更好、更快的发展。
农业物联网主要是在计算机的基础上,利用无线数据通信、射频自动识别(RFID)等技术,将识别的信息进行网上共享。农业物联网具有实时监测、远程控制、查询及警告等功能,其应用及创新性发展日益受到世界各地技术人员的密切关注。
2 农业物联网技术的应用
2.1 农业物联网技术在农业育种中的应用
在农作物的生长中,种子的好坏直接关系到农作物以后的生长状况,因此育种的好坏对于农作物的生长至关重要。物联网技术通过采集、检测不同品种的种子的数据如育种温度、湿度及营养状况等,培育出品质、发芽率及形态等良好的种子。当前,利用物联网技术育种已经应用与许多国家和地区,并取得了非常显著的效果。同时,技术人员不断开发和利用新的育种软件,也快速推动了农作物育种的集约化、流程化和规模化管理。
2.2 农业物联网技术在设施园艺生产中的应用
目前大棚技术越来越多的应用与培育花卉、果蔬中,应用物联网系统中的湿度传感器、光传感器、温度传感器、CO2传感器、PH值传感器等可以对大棚中的相对湿度、光照轻度、温度、CO2浓度、PH值等植物生长所必须的条件的参数进行控制。通过设置好的系统对大棚内的环境进行自动控制,为大棚中的花卉、果蔬等提供良好的生长环境,进而改善作物品质、提高作物产量及提高农民的经济收入。同时能够减轻农民的体力劳动和避免人员浪费。
2.3 农业物联网技术在禽畜养殖化管理中的应用
农业物联网技术已经广泛应用与水产养殖、家禽养殖等行业,在使用过程中,主要通过物联网系统中的传感器采集和处理养殖的禽畜的进食量、生长周期、个体体征等数据,制定出符合禽畜生长的最优条件并设置好系统,实现自动化喂养。另外,物联网还可以实时监测和分析养殖的禽畜体温、行为特征等数据,对禽畜个体生理信息进行精细化管理,从而预防和及时处理禽畜疾病或疫情的发生,避免重大经济损失。
2.4 农业物联网技术在农产品质量检测中的应用
当今社会食品造假问题越来越严重,严重危害到了人们的身心健康,因此政府有关部门鼓励企业和农民在养殖禽畜和农作物时使用农业物联网技术,其可以通过信息传输技术、信息处理技术、RFID技术、传感技术等实时记录和检测禽畜及农作物在养殖过程中的各项数据,从而可以对食品生产中所用的原料追根溯源,保证了食品的质量,避免了食品安全问题的发生。
2.5 农业物联网技术在资源调控中的应用
单单依靠劳动密集、粗放型农业以无法满足农民的日常生活需要了,农业物联网技术可以通过其特有的系统部署有效的监测和控制农场中农作物的生长状况并对农场中的环境作出相应改变,合理优化配置资源,减少浪费,为农作物生长提供最佳条件。
3 农业物联网技术创新发展路径研究
3.1 提高r业物联网信息感知与识别技术
对于农作物生长、水产养殖、禽畜养殖、资源环境等方面均需要加快信息感知与识别技术。从各方面的基本情况着手,研究和分析各方面的缺陷并提出有效措施进行有效改正以达到提高农业物联网技术信息感知与识别技术的目的。
3.2 加强农业物联网信息传输和自组网络技术
技术人员加强自组网络的全方位构造,降低不同时期农作物生产的生命特征的信息传输信号的损失。分析和探讨空气界面、土壤之间的电磁波传输规律,找到不同环境下最适宜的传感网络节点位置,创建全面、有效的网络体系。
3.3 提升农业物联网云端计算技术
创新发展物联网多种信息融合技术,不断开发新的、有效的技术。云端计算和云平台可以随时存取信息,在农业物联网中具有独特的作用。农业物联网的云端计算技术能够根据所收集的农作物产品价格、气候变化、国家政策等数据,为农业生产提供科学、正确、有效的建议。不断提升云计算的编程模式和数据管理尤为重要。
4 结语
我国正处于“四化同步”发展的重要时期,信息技术在各行各业中均具有十分重要的作用。农业物联网技术不仅仅能够智能化、自动化的控制农业产品的生产、生长,同时还可以加快我国现代化进程,因此必须充分发挥物联网技术在农业中的应用并不断进行创新改革,促进我国现代化进程的脚步,优化农业产业结构。
参考文献
[1]张鹏.渭南市农业物联网技术应用与发展对策研究报告[J]农业与技术,2014(09).
[2]彭志莲.基于SPSS评估的农业物联网技术应用与优化――以山东省为例[J].长江大学学报(自科版)石油/农学中旬刊,2014(04).
[3]樊雅君.农业物联网技术应用正当时.中国公共安全(综合版),2012(09).
[4]戴起伟,曹静凡.燕面向现代设施农业应用的物联网技术模式设计[J].江苏农业学报,2012(05).
作者简介
李智庆(1965-),男,浙江省嘉兴市人。大学本科学历。现为嘉兴职业技术学院讲师。研究方向为软件与信息技术。
近年来,物联网产业发展迅猛,作为物联网发展的重要基础性支撑资源,无线电频谱资源越发紧张,已成为制约物联网发展的重要因素,如何解决频谱资源的短缺问题已直接关系到物联网未来的发展[1-2]。
当今可用的无线电频谱资源越来越匮乏,形势日趋严峻,主要的原因有:第一,目前国内尚未对物联网发展进行有效的;第二,随着物联网的迅猛发展,无线通信技术的成熟以及大量无线设备应用的普及,剧增的频谱使用需求和紧缺的频谱资源之间的矛盾不断增加;第三,无线电磁环境日益呈现复杂恶劣的局面,不同系统间的干扰也越来越严重。
为此需要对如何提高系统容量和频谱利用率的技术手段进行研究,现阶段主要的技术有抗干扰技术、认知无线电技术、编码技术、多址技术等,其中,无线抗干扰技术在提高频谱利用率中有着重要的价值。本文以无线抗干扰技术为重点研究,从技术层面阐述了无线抗干扰技术与物联网业务之间的联系,探讨了物联网的不同业务适合采用的无线抗干扰技术。
1无线抗干扰技术分类及对比分析
1.1扩展频谱抗干扰技术
在极端恶劣通信条件下,扩频通信(spread spectrum communications)技术被认为是一种能够有效抵抗干扰、抗多径衰落、降低截获概率、易于实现码分多址(CDMA)、提高通信距离的重要手段。近年来,由于其高频谱效率所带来的高经济效益而得到越来越广泛的应用。
扩展信号频谱的方式有多种,如直接序列扩频(direct sequence spread spectrum,DSSS)、跳频扩频(frequency hopping spread spectrum,FHSS)、跳时扩频(time hopping spread spectrum,THSS)、线性调频和它们的混合方式。在物联网无线通信中最常用的是直接序列扩频、跳频扩频以及它们的混合方式扩频。本文主要介绍直接序列扩频、跳频扩频的基本原理及特点。
1)直接序列扩频技术。
直接序列扩频主要思想是直接利用具有高码率的扩频码序列,采用各种调制方式在发端扩展信号的频谱,在接收端用相同的扩频码序列进行解码,把扩展为宽的扩频信号还原为原始的信息[67]。该技术具有抗窄带干扰和抗多径干扰能力强、易实现RAKE接收的特点。
2)跳频扩频技术。
跳频扩频是指载波工作的中心频率按某种跳变规律(跳频序列)在很宽的频带范围内不断跳跃改变,而噪音和干扰信号的中心频率通常不会改变,或噪声和干扰频率的变化速度跟不上跳频系统频率的变化[8]。利用跳频序列的随机性和为数众多的跳频频点,使得它和干扰信号的频率发生冲突的概率大为减小。因此,跳频扩频技术是靠躲避来主动避免外界干扰。只要收、发信机之间按照固定的数字算法产生相同的伪随机码,且两端载频同步跳变,就可抑制噪音和其他干扰信号。
1.2非扩展频谱抗干扰技术
非扩展频谱类的抗干扰技术有很多,例如智能天线技术、正交频分复用技术、多输入多输出技术、分集技术、交织与纠错、时域均衡、频域均衡、频率冗余、功率自适应、频率自适应等。这些非扩展频谱抗干扰技术可降低接收机要求的信噪比,增加系统增益和信号的隐蔽性。其中,智能天线技术、正交频分复用技术和多输入多输出技术是目前最常用的抗干扰技术。
1)智能天线技术。
智能天线(smart antenna,SA)是天线阵和智能算法结合的产物,利用信号在传播方向上的差别区分同频率、同时隙的信号。通过天线自适应地构成波束方向,可选择性接收特定方向的无线信号,而对其他方向的干扰信号进行抑制或消除。该技术不仅可以抗多径干扰、减少衰落,而且能成倍地扩展通信容量。当智能天线技术与其他复用技术结合使用时,能最大限度地利用有限的频谱资源。
2)正交频分复用技术。
正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)在频域把给定的信道分成若干正交的子信道,每个子信道独立使用一个子载波进行调制,且各子载波并行传输,相当于把频率选择性衰落信道划为多个并行的平坦衰落信道。OFDM系统允许频谱重叠的正交子载波作为子信道,可实现小区内用户间的正交性,从而有效减小用户间干扰,增大系统容量,提高频谱利用率,但对频偏和相位噪声敏感。此外,通过灵活地选择适合的子载波进行传输,OFDM系统可实现动态频域资源分配,充分利用频率分集和多用户分集,以获得最佳的系统性能。
3)多输入多输出技术。
多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,信息被分解在多个载波信号中传输。因此,即使某个频域的信号受到干扰,也可通过其他频域信号进行恢复,而不至于因单一载波受到干扰而影响到整个信号的传输。总之,它能够利用天线阵列增益、分集增益和复用增益,有效提高抑制信道干扰的能力,降低信道误码率,提高抗衰落和抗噪声性,增大数据传输率和系统容量。MIMO技术的实现同时需要OFDM、空时编码、分集接收等技术的协调使用。
实践表明:将扩频通信技术与非扩频类通信技术有机结合,可充分发挥每种技术的优势,弥补单一抗干扰技术的不足,显著增强通信系统的综合抗干扰能力[9]。
1.3无线抗干扰技术对比
综合前文对无线抗干扰技术的分析,归纳得到表1中所示的无线抗干扰技术及其技术特征,它为后文研究物联网在不同业务下无线抗干扰技术的选择奠定了理论基础。 表1无线抗干扰技术与其技术特征
无线抗干扰技术技术特征智能天线技术系统容量大;抗干扰抗衰落能力强;低时延OFDM技术系统容量大;传输速率高;灵活性强;抗干扰、抗多径衰落能力强、对频偏和相位噪声敏感MIMO技术系统容量大;传输速率高;抗干扰能力强、低信道误码率直接序列扩频技术抗干扰、抗多径衰落能力强;传输速率高;灵活性强;安全性高;保密性强跳频扩频技术抗干扰、抗多径衰落能力强;灵活性强;安全性高;保密性强跳时扩频技术抗干扰、抗多径衰落能力强;安全性高;保密性强
2物联网业务分类
ITU在《IMT2000以及超IMT2000系统的地面部分未来发展的频谱需求的计算方法》 中,提出了IMT2000(international mobile telecom system2000)服务类别SC(service category)的划分方法,即服务类别为业务量等级和服务类型的一个组合,它们分别反映一个服务可能的业务量配置文件和可行峰值数据速率。ITU从用户角度定义了服务类型的4种等级:会话级服务、互动级服务、流媒体级服务和背景级服务,区分这些指出,3GPP根据业务的内在技术要求把3G业务划分为4种业务类别,即会话类业务、交互类业务、流媒体类业务和后台类业务。
在2009年国际通信展上,中国移动总裁王建宙表示,物联网将为3G带来至关重要的应用。因此,本文参考前人关于3G业务的划分方法,将物联网的业务归纳为会话级业务、互动级业务、流媒体级业务和背景级业务4种。
1)会话级业务。
此类业务多为交互式的音频/视频业务,涉及对延迟非常敏感的应用,例如,多媒体会议业务、可视对讲业务等。其特征为可接受传输延迟的限值十分严格,时延的重要性高于误码率、丢包率,同时无明显的突发性特征,具有较好的持续性,对数据率的要求相对较低。
2)交互级业务。
此类业务基于经典的Client/Server模式,主要包括传统的数据通信业务、终端用户(人或机器)在线从远端设备(如业务器)请求数据业务,例如,ITS智能交通系统导航业务、ETC电子不停车收费业务、远程在线视频教学业务、远程医疗可视电话业务等。其特征为对传输时延要求较低,对误码率、丢包率要求较高,同时具有显著的突发特征,对数据率要求不高。
3)流媒体级业务。
此类业务无交互性,主要用于用户终端看(或听)实时视频(或音频),例如,智能家居视频监控、智能公路中的数字视频联网监控业务等。为保持流媒体信息实体之间的时间关系,其应具有的特征为可接受的延迟变化比人类感知极限所给定的延迟变化要大得多,同时丢包率决定了此类业务流数据的稳定性和持续性,其重要性明显大于传输时延。
4)背景级业务。
此类业务是对传送时间最不敏感的等级,主要由传统的非交互业务组成,例如电子门票防伪、门禁控制业务等。其特征为时延要求较低,具有较强的数据突发性、较低的误码率,同时对数据率和丢包率敏感[12]。
本文将物联网业务的QoS(quality of service)需求特征划分为5个参数:实时性要求,丢包率要求,吞吐量要求,容量要求和数据突发性。不同类别的物联网业务具有不同的QoS需求,具体见表2。
3物联网不同业务的无线抗干扰技术选择基于物联网不同业务分类的无线抗干扰技术选择,需将应用层的业务QoS与物理层的无线抗干扰技术结合,即问题的本质是物联网网络节点的跨层优化,提供满足多类业务需求的服务质量保证。基于多类业务的QoS涉及到通信的各个层,比如物理层、传输层、TCP层、网络层和应用层等。其中,实时性要求、容量要求、数据突发性对应其应用层,丢包率要求对应其网络层,而吞吐量对于物理层、TCP/IP层、应用层均有要求。
4结语
物联网产业是一个新兴产业,目前在全球范围内尚处于起步阶段。本文通过回顾已有研究,分析归纳出常用无线抗干扰技术的系统容量、灵活性、安全性、保密性强等技术特征。参考IMT2000服务类别(SC)和3G业务的划分方法,将物联网业务归纳为会话级业务、互动级业务、流媒体级业务和背景级业务4种。针对不同业务在QoS需求上的差异,提出了物联网在每种业务下适合采用的无线抗干扰技术,为物联网无线通信提供了一些可供参考的抗干扰技术。例如,采用智能天线技术的多媒体会议业务可更好地满足其QoS要求;电子门票防伪业务更适合采用直接序列扩频技术或跳频扩频技术,与MIMO技术有机结合可进一步提高QoS。
从无线通信抗干扰技术的发展趋势来看,无线抗干扰技术将向着多元化、综合抗干扰的方向发展。但多种技术有机结合将增大系统的复杂度,不利于设备的简化及成本的降低,因此,还有待进一步研究和探讨适合在物联网无线通信中使用的抗干扰性能突出且实现简单的抗干扰技术。
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【关键词】古建筑;消防;物联网;管理创新
古建筑是指古人遗留下来的距今有较长历史年代且具有历史价值的建筑。它是研究古代社会政治经济、文化艺术、的历史资料,是国家文明的重要标志,同时也是不可再生的珍贵的历史文化遗产。古建筑根据其地理环境、结构、平面布局等不同的特性,与现代建筑相比,在防火安全保护上有着截然不同的重要特性,而如何把传统的建筑与消防物联网技术结合起来,在服从它的整体性、观瞻性的前题下,消除火的隐患,保证消防安全,是我们值得研究的课题。随着我国旅游业的蓬勃发展,古建筑已成为旅游和宗教活动的场所。在古建筑旅游开发极大的带动和促进城市经济增长的同时,也给消防安全带来了隐患。《文物法》规定:“文物保护工程必须遵守不改变文物原状的原则,全面地保存、延续文物的真实历史信息和价值。”
一、古建筑群防火特性
1.地理环境。我国古建筑除少量建造在城市市区或近郊外,绝大部分建造在远离城市的高山深谷中,建造时一般都充分利用地形地物,建筑峻峭,随城就势,院落相错,通路曲折逶迤,构建在山腰和山顶或处于深山环抱中,且建筑物比较分散,(如山西的五台山、陕西华山等)人员徒步到达都非常困难,更不要说对消防设施的检查、管理和维护了难以综合管理,一旦发生火灾,只能自救,从而丧失了有效控制火势的机会。
2.结构特性。古建筑有独立建筑或建筑群,其结构多为砖木或纯木结构的三、四级耐火等级的建筑,耐火性能差。而古建筑中的各种木材构件,又具有良好的燃烧和传播火焰的性能。如古建筑屋顶严实紧密,在发生火灾时屋顶内部的烟热不易散发,温度容易积聚,迅速导致“轰燃”;再如古建筑的梁、柱、椽等构件表面积大,木材的裂缝多,火灾发生后,火势蔓延快,燃烧猛烈。另外古建筑中的木材经过多年的干燥,含水量很低,特别是一些枯朽木材,经过多年干燥,质地疏松,在干燥的季节,遇到火星也会起火。
3.平面布局特性。古建筑一般在总平面布局上成组、成
群,对称布置,形成格局。殿堂之间往往用木质廊子相连,层层叠叠,组成四合院和廊院两种格局,即以间为单位构成单座建筑,以单座建筑组成庭院,以庭院为单元组成形式多样的建筑群,其规模壮观,气势雄伟。但由于廊道相连,建筑相连,建筑群内缺少防火分隔和安全空间,如果一处起火,火势不能得到有效控制,则毗连的建筑很快出现大面积燃烧,既不利于安全疏散,又容易形成火烧连营的局面。
二、古建筑的火灾事故分析
1.生活用火。主要反映在做饭、采暖、照明等用火过程中不慎引起的火灾,约占古建筑火灾的40%。
2.电气火险。此方面引起的火灾约占古建筑火灾的20%,主要有线路老化,绝缘破损;电气设备使用时间过长,温度过高;照明灯距离木屋架或可燃物等过近,因长时间烘烤而起火;随意增加用电负荷,因导线截面过细难以承受较大的电流作用,以及随意在古建筑的可燃结构上铺设不符合安全规定的电线引起火灾。
3.宗教活动用火。民用佛教信徒进行烧香拜佛等宗教活动者甚众,而古建筑古寺庙是民间宗教活动的重要场所。宗教活动常见的用火形式主要有烧香化纸、燃点蜡烛、供龛上的植物油灯,喇嘛庙宇中的酥油供灯、灯节等大型用火活动。此外,还有定时的庙会,临时性的超度道场等宗教用火活动。无形之中埋下了众多火灾隐患,此类型火灾约占古建筑火灾的10%以上。
4.其它原因。主要是柴草堆积时间过长引起的自燃;集会燃放烟花爆竹,危险品引起的爆炸,以及人为因素如小孩玩火、报复纵火、放火等原因引起的火灾。
综合以上一、二点的情况分析得知,首先古建筑的特性决定了对消防设施的安装与施工必须要求对古建筑的伤害降至最低;其次即便是已经安装了少量的消防系统,各系统间也是相互独立运行,缺乏集中管理。
三、消防物联网技术在古建筑上的应用
1.无线的火灾报警与电气火灾监控系统。在建筑物早期火灾探测报警和电气火灾的早期预防上,火灾自动报警系统和电气火灾监控系统无疑扮演着极其重要的角色。而针对古建筑的建筑特点,无线的监控系统是比较好的实现方式之一。无线监控报警技术的发展直接受益于近10年来移动电话市场的推动,微电子技术和蓄电池技术的进步使“无线监控”这一要求成为可能。该技术最大的优点就是基本无需电缆布线。没有布线要求,就无须破坏建筑物结构,无需埋设任何管线,这一点对古建筑来说尤为重要。
2.无线消火栓监控系统。消火栓系统是为消防部队灭火是提供水源的重要保障,一旦在火灾发生后其管网内没有水或压力不足,就会直接影响火灾的扑救效果。所以通过物联网技术对其压力实时检测是非常有必要的。
3.一键报警系统。将“一键报警机”连接到消防物联网平台,组成“一键报警系统”。“一键报警机”具有一键紧急报警功能、GPS定位和通话功能;主要配发给古建筑内的巡查人员,用于突发事件的紧急报警和求助。它的应用可以进一步加大安全监管工作力度,加强各文物保护单位应急处置能力,提高文物安全防范水平,保障文物安全工作秩序稳定,杜绝火灾、文物失盗等事故的发生;可以全面提升全国重点文物单位的安防水平,规范安保人员管理,提高基层文保单位应急处置能力,加大文保单位的安全系数。
4.手机应用终端。手机应用终端可以为监控中心领导、中心管理员、消防领导、消防监督员、消防检测员、维保工程师、文物主管领导、文物部门分管领导等角色配备,实现手机随时消防监控和管理、作业。
5.热成像火灾预警系统。它是一种新型火灾预警系统,以检测10KM距离4平方米大小温度超过280度所需求为基础,输出8bit或14bit数字视频信号,采用自动动态图像优化算法每秒8次检测,多协议自适应网络接口,I/O信号联动报警输出,准确度在96%以上,漏报、误报率低。具有火情智能识别、火灾自动预警功能和自然物燃烧临界温度探测智能温感预警功能。不仅对已经发生的明火火灾具有精准的识别功能,而且对烟雾状态的暗火具有很强的识别预警功能。该预警系统主要是采用国际先进的非制冷氧化钒(VOx)微热探测器技术,其特点主要有恶劣天气适应性强、24小时全天候巡航、探测距离远(半径10公里)、可预设温度报警阈值等。
四、应用特点及好处
1.提前火灾预警时间。在现有技术上,无论是电气火灾报警系统、普通火灾报警系统还是视频监控系统,它们在监测到火警时,只是向值班人员发出声光报警,最终向消防队报警的都是人工电话报警,这样就势必造成时间上的延误。接入消防物联网后,报警系统在发出声光报警的同时,信号也通过上位机向消防物联网和消防部门发出报警信息,极大地缩短了报警时间,同时为火灾的扑灭争取了宝贵的时间。
2.提高古建筑综合防灾水平。消防物联网技术在古建筑中应用以后,不但可以同时监控火灾报警系统和电气火灾监控系统的实施数据,而且还可以监控到消火栓系统内水压和重要位置的视频图像是否有异常情况;同时,又增加了巡逻人员的”一键报警系统”,既能对文物犯罪行为进行有效遏制,又能对初期火灾的确认和报警做出迅速反应。使得监控更全面、更立体,提高了古建筑综合防灾的水平。
3.促进古建筑防火管理的信息化水平。首先,古建筑消防物联网的应用将原来的面型对象由消防控制的值班人员直接扩展至对古建筑来说最主要的两个部门,即文物部门和消防部门。其次,古建筑消防物联网的应用终端形式主要是电脑和智能手机,加之其平台是B/S结构,整个服务项目(火警受理、数据查询与统计、视频图像、消防设施运行状态、人员定位、紧急呼救设施档案管理等)都可以在授权的情况下打开IE浏览器进行监管和查询,大大提高了对古建筑防火管理的信息化水平。
五、消防物联网监控系统建设的系统构架
一、专业人才培养目标的确定
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》(以下简称《刚要》)明确指出,“加强学校之间、校企之间、学校与科研机构之间合作以及中外合作等多种联合培养方式,形成体系开放、机制灵活、渠道互通、选择多样的人才培养体制。”
本研究以《刚要》为指导方针,依托国家实行“大交通”的行业背景和目前高职院校现有办学条件,将物联网技术与应用高职本科专业人才培养目标确定为:适应社会经济发展和物流行业发展需要,面向物流行业物联网管理与技术应用岗位,培养了解物联网相关法规和发展动态,懂得现代物流管理相关知识、物联网基本理念和物联网核心技术原理,能够熟练运用计算机、网络信息技术和物联网应用软件从事物联网系统规划、管理与应用等工作,具备规划、运行和维护物联网的基本能力、物联网项目实施管理能力的专业基础扎实、综合素质优良、职业道德高尚、操作能力和专业发展能力突出、专业特长鲜明的高素质高技能物联网复合应用型人才。
二、“校企融合”专业办学模式
1.建立多方参与的专业指导委员会
聘请行业、企业专家建立具有职业特色的专业指导委员会,广泛吸纳行业、企业全方位、全过程参与专业的人才培养工作。专业指导委员会定期或不定期针对行业发展变化、职业岗位需求、职业能力要求对专业发展方向、专业人才培养定位、专业课程体系进行把脉,确保专业建设和发展方向与职业岗位紧密对接。
专业指导委员会将在专业建设、课程建设、教材开发、师资队伍培养、教学方式方法改革等方面制定和实施科学的质量评价标准,建立行业企业参与的质量评价机制。
2.实行柔性化教学改革
聘请高层次专家团队和客座教授,把企业、行业的新知识、新理念、新技术带入课堂,不断更新和拓展教学内容。以现有校外实习实训基地为基础进行深层次的产学融合,实现校企共赢。
与相关行业协会形成紧密互动,在技能证书和员工培训、科研、实习、招聘等方面为行业发展、企业发展提供服务。
三、“四融合”人才培养模式
1.人才培养目标与行业企业需求相融合
依托物流行业,根据行业企业物联网复合应用型人才需求制定专业人才培养目标,对行业企业发展和人才需求的变化做出及时响应,以需求为导向修订专业人才培养目标,使专业人才培养目标与行业企业需求深度对接。
2.课程体系与职业标准相融合
基于物流领域的物联网技术与应用高职本科专业课程体系的构建应综合考虑国家物流师职业标准和物联网技术与应用职业标准,依据职业标准制定专业职业能力标准。专业职业能力标准包括:专业基础能力、专业核心能力、专业拓展能力,并以专业职业能力标准为依据设计课程体系。
3.教学过程与工作过程相融合
以“工作过程”为导向开发项目课程。课程开发来源于企业典型工作岗位,课程内容来源于实际工作任务和工作情境,将教学过程和真实工作过程进行“融合”。
4.理论教学与实践教学相融合
理论知识来源于实践积累和总结,又反过来指导实践,实践是培养学生职业能力的有力支撑。因此,不但要在课程内、课程间、学期间将理论教学与实践教学内容相融合,设计课内实践、集中实践、课外实践,还要在课程考核中实行课程内、课程间、学期间专业系列化课程的理论教学与实践教学“双合格”考核制度。
四、课程体系构建
基于物流行业的物联网技术与应用高职本科专业,课程体系要充分考虑专业的理论基础和物流行业发展需要,因此课程设置需要整合相关交叉专业的特点,以“宽、专、交”的知识体系为目标,注重课程体系的交叉融合。针对本专业人才培养目标,加强与物流企业的互动合作,以工作任务为中心、以项目课程为主体,通过职业岗位调研、职业能力探析、职业情景搭建,引入行业企业技术标准,构建“物流企业管理与物联网技术应用相结合”的课程体系。
课程体系结构主要划分为通识课程、专业课程及实践课程三大类。其中,专业课程根据专业知识学习的承接性和重要性又分为专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程,突出“复合应用型”人才培养。如图1所示。实践课程为凸显高职类院校应用型本科专业特色,与本科院校物联网相关专业实行“差异化经营”,加大了实践课程比重,将实践课程又分为课内实践课程、集中实践课程、课外实践课程,在课程体系设计中具体体现与本科院校相区别的“理实交互”特色,即课程内部理实交互、课程之间理实交互、课程体系理实交互。
图1 课程体系结构图
1.通识课程
通识课程主要包括:政治与国防教育、体育、高等数学、线性代数、大学英语、计算机应用等。通过通识课程的学习,使学生具备当代大学生应有的思想政治觉悟,对事物有着正确的审美观,有良好的身体素质,健康的心理,积极向上的精神,对英语、计算机应用、网络技术等现代信息技术有较好掌握,并能熟练应用。
2.专业课程
专业课程主要包括专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程三部分。
2.1专业基础课程
专业基础课程主要包括:计算机硬件技术基础、计算机网络基础、数据库原理与应用、管理信息系统、物流经济学、管理学原理、C语言程序设计、现代物流管理、物联网导论,使学生达到本专业培养目标所必须的专业基础知识。
2.2专业核心课程
专业核心课程包括:物联网技术原理与应用、传感器原理与应用、无线通信原理与应用、物联网信息管理与维护、物联网终端设备选配、数据备份与恢复技术、嵌入式应用系统、射频识别技术与应用、物联网安全与管理、物流信息技术、ERP原理与应用、二维条形码技术原理与应用、仓储与配送管理、物流供应链管理、物联网应用案例、多媒体技术与应用等,使学生达到本专业培养目标所必需的核心知识。
2.3专业拓展课程
专业拓展课程包括:物流统计、市场营销、运筹学、电子商务物流、物联网英语、管理与沟通等,使学生在达到专业培养目标所需知识的基础上,具有一定的知识拓展和能力上升空间。
3.实践课程
实践课程包括:课内实践课、课外实践课和集中实践课。集中实践课主要包括:管理基本技能实训、供应链业务实训、ERP业务实训、职能仓储管理实训、智能物流供应链管理实训、车辆调度实训、立体苦点、线、面业务实训、企业物联网构建方案设计等。通过实践课程,使学生具备本专业培养目标的核心能力。
关键词:物联网创新班;专业能力培养;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)20-0106-02
湖北工业大学作为我省第一批物联网本科教育单位,一直走在物联网专业课程建设的前端。通过四年的课程建设,我们建立了物联网创新班,其中集合了计算机大类专业素质优秀的学生,针对他们实施物联网专业较为完善的课程体系和专业能力培养方案,旨在培养能够满足国家“十三五”产业转型发展需要的人才,适应和引领未来的信息技术及物联网技术方向的工程师。
一、物联网创新班
物联网作为我国“十三五”高新技术的信息产业发展的重点,培养优秀的创新物联网人才是我们高校的重要职责。经过近五年的物联网人才培养工作,我们逐步总结了物联网专业人才培养的路子,在利用现有信息及计算机学科力量的同时,应尽快形成更加专业、更高水平、更国际化的物联网师资队伍和课程体系建设。同时,要与国际接轨,开拓创新,扩大知识来源,将学科建设与相关产业的科学发展统一起来。具体而言,物联网专业应该培养具有扎实软件开发技术、现代传感器技术、无线网络技术、有线和无线网络通信理论、大数据信息处理技术、系统工程等基础理论与专业技能的专业人才。因此,我们于2014年建立了物联网创新班,其中集合了计算机大类专业素质优秀的学生,学院要求对物联网创新班的课堂教学内容进行整合优化,突出物联网的专业特色,让学生全方位理解专业知识并掌握课程的核心知识点。[1-3]
二、物联网创新班课程体系建设
目前我校的物联网创新班本科相关课程规划如表1所示,其涵盖不仅有计算机科学与技术的专业课也有计算机网络的专业课,同时针对物联网的相关新技术也开展了《物联网导论》、《传感器技术》和《物联网软件工程》等专业课。
首先授课教师可以通过课前资料共享、课中话题讨论、课后实验辅导这三个基本步骤循序渐进,使学生能够掌握物联网专业的最新、最优知识,更好地进行物联网专业知识的学习。例如,物联网工程专业的特点是最新、最前沿的技术发表在当年的国际学术会议上,因此讲授《物联网软件工程》课程的教师应该注意从最新的物联网软件引导学生对本门课程的兴趣,然后通过相关软件的应用过程并将最新的物联网软件技术开发论文中选取部分相关内容介绍给学生。[4-6]这样的“专业课+实践应用”模式可以循序渐进地将学生带入对每门专业课程的学习过程中,同时教师也可以向学生介绍一些与专业知识有关的最新技术发展及应用等,开拓学生的视野,增加学生学习物联网相关专业课程的兴趣和积极性。
三、结语
随着信息技术就业需求和高校教学理念的不断更新,物联网专业的教学改革成为各大高校改革的重点课程体系之一,在湖北工业大学计算机学院的物联网创新班教学改革中,我们深切体会到采用因材施教分类培养的教学理念是教学改革的核心;采取“弱化教师课堂、加强实验实践动手环节,鼓励自主创新学习,推行课外创新结合课内教学的教学模式;实施“淡化考试约束,强化实践过程的二元考核方式并行”的教学模式。通过近四年的课程建设,我们的物联网创新班,其中集合了计算机大类专业素质优秀的学生。他们无论是在专业课程学习还是各类创新创业大赛上都取得了优异的成绩,同时表明我校计算机学院的物联网创新班的专业课程建设和专业能力培养等相关改革是成功的,我们也将继续努力完善并为国家高新技术产业输送更多的人才。
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