物聯網技術實踐范文
時間:2023-10-10 17:43:09
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隨著經濟的繁榮,我國對外貿易取得了極大的發展進步,集裝箱吞吐量逐年增長,集裝箱運輸成為當前國際貿易發展中十分理想的多式聯運方式,尤其是在大宗貨物運輸上,不僅有著較高的安全性,更能實現高效化和便捷化運輸。在集裝箱運輸發展中,信息化程度的提升對于提升集裝箱物流管理有著重要的意義。
一、集裝箱物聯網概述
1.集裝箱物聯網定義
物聯網作為一種網絡,其實現的主要功能是智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理,其工作原理是按照已經約定的協議,通過信息傳感設備如射頻識別、紅外感應器等,實現對信息的及時交換和有效通訊。就當前的集裝箱物流發展基本情況來看,將物聯網作為一個系統,集裝箱物聯網可被看作是一個子系統,工作原理同樣是按照約定協議通過信息傳感設備實現對集裝箱物流信息的采集,同時借助互聯網的作用進行對箱、貨、流信息的記錄,以便能夠實時化查詢開地理位置信息等集裝箱狀態。綜合來講,在集裝箱運輸發展中,集裝箱物聯網能為其物與物的傳感提供無限的上穿與下行的延伸空間。
2.集裝箱物聯網的主要支撐技術
集裝箱物聯網的主要支撐技術分為三類:一是云計算技術。云計算作為一種計算模型,是物聯網發展的基礎,可以滿足海量處理需要。二是傳感網絡技術。這是一種自組織網絡系統,可以完成數據的采集量化。同時,在集裝箱管理中,傳感網絡技術還能夠對采集數據進行融合,并實現采集數據的傳輸。三是智能集裝箱電子標簽。不僅可以完成對EDI信息數據包的及時錄入,還能夠實現集裝箱物流信息的自動化記錄,實時跟蹤集裝箱物流位置信息。同時,還可以記錄危險品集裝箱的溫度、濕度等信息。
二、集裝箱物流管理存在的問題
當前,從集裝箱物流管理發展來看,主要存在著三方面的問題:一是沒有較高的信息化水平。主要表現在集裝箱供應鏈缺乏實時性的跟蹤監控,不能及時獲悉集裝箱物流狀態,而且流通管理信息孤立,無法實時反映集裝箱物流位置,這對于集裝箱運輸發展是較為不利的;二是存在著較大的貨物失竊問題,經常會造成不小的損失。而且即使已經有嚴厲的政策處罰措施,但仍然無法杜絕偷渡和走私事件;三是信息采集缺乏較高的效率。大部分都采用半自動化的辦法或者是人工抄錄的辦法進行集裝箱運輸信息的采集,不僅沒有較高的工作效率,且存在著十分嚴重的資源浪費問題,由此產生的堆場及設備浪費情況急需解決。所以,從當前集裝箱物流管理存在的問題來看,必須強化信息化水平的提升以及物聯網技術的有效應用,實現實時性的跟蹤監控,做到自動化識別,將信息和物流有機聯系起來,做到在集裝箱運輸過程中,港口、用戶、貨代、船代等眾多服務對象可以實現信息化共享,從而優化集裝箱物流管理,更好促進集裝箱運輸的發展。
三、物聯網在集裝箱管理中的實踐
1.基于物聯網的集裝箱管理系統體系架構
基于物聯網的集裝箱管理信息系統,其體系架構由三個層次組成,即感知層、網絡層和應用層。其中,感知層用于感知和接受數據,網絡層用于傳輸數據,而應用層主要用于實際管理中的應用。
2.集裝箱管理中物聯網技術應用分析
(1)集裝箱物流全程實時在線監控系統在線監控系統采用的是RFID技術,利用這一技術實現集裝箱物聯網自動識別與信息互聯共享,準確、完整記錄集裝箱物流信息數據。同時,結合全球網絡環境感知、集裝箱物流全過程,大幅度提高服務客戶的能力。其中,集裝箱物流全過程涵蓋集裝箱、貨物信息兩部分,而貨物信息又包括集裝箱和貨物跟蹤信息、管理信息和調度信息。在集裝箱物流過程中,上述各類信息均被寫入電子標簽,并通過無線網局域網或者GPRS/CDMA公網傳輸至互聯網。這些帶有明顯電子標簽的集裝箱,經碼頭閘口、堆場、堆高機、正面吊吊起和岸邊橋吊裝船時,并由固定讀寫器讀取最新數據,實時傳輸至集裝箱信息系統管理平臺,一直到集裝箱到達目標港口。在這個過程中,均可從網絡平臺查詢到集裝箱的實時狀態,便于調度管理。(2)集裝箱電子標簽自動識別系統自動識別系統采用射頻識別技術,在Internet讀寫設備上可與智能標簽對話,在集裝箱的任意一點,均可將對話信息實時傳輸至系統網站。同時,也能自動記錄開箱、關箱門時間、地理位置信息。對于未經授權的操作,對于不安全事故的處理,均能兼顧到位。在碼頭上,還允許錄入EDI信息數據包,以及自動記錄集裝箱校驗信息,還能夠利用多種方式讀取信息,比如利用移動讀寫設備和固定讀寫設備讀取信息。自動識別系統上基于物聯網技術的集裝箱管理系統的重要組成部分,對于系統發揮作用起著至關重要的作用,建設一個基于物聯網技術的集裝箱電子標簽自動識別系統很有必要。
3.海鐵集裝箱多式聯運管理
海鐵集裝箱多式聯運管理,是指綜合利利用電子標簽、GPS技術、AIS技術和讀寫器、無線網絡等技術,搭建一個“電子鏡像”,它是一個具有唯一身份認證體系的、涵蓋集裝箱、車船等各類交通要素的系統。聯運管理還依托EDI、電子口岸等,建立一個綜合的交通信息交換平臺體系,以此來實現各類信息的實時傳播和無縫銜接。
4.集裝箱定位追溯及報警聯動
在集裝箱的整個物流過程中,加強防盜管理很有必要,防盜性質智能集裝箱設備會及時發現盜竊行為,啟動報警的功能,避免遭受損失。尤其是對開門盜竊,感光傳感器的監控更為有效,可做到及時報警,制止盜竊行為;對于整箱盜竊,GPS可按照線路偏差及時報警。在集裝箱被非法打開的情況下,電子標簽也會自動鎖定目標方位,及時將信息傳輸至信息管理系統,發出紅色警報,防止因責任不清而造成不必要的經濟損失。
四、結語
近年來,我國對外貿易的深度和廣度不斷加深,集裝箱吞吐量的增長速度年均突破30.0%,一片繁榮景象,但同時也給集裝箱管理提出了更高的要求。信息技術水平在集裝箱管理中的應用,為集裝箱管理效率及水平的提升提供了可能性。在集裝箱管理中,加強物聯網技術應用很有必要。在本文中,對集裝箱管理中存在的問題做了分析,并提出了構建集裝箱管理信息化系統的方案,對于提升集裝箱物流管理水平具有重要的意義。
參考文獻:
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關鍵詞:數據中心 中間件訪問 主數據 模塊化
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)11-0000-00
1 現階段企業數據中心中物聯網技術的應用意義
從目前的情況來看,在各大企業當中數據中心的作用就是數據信息進行集中和交流的地方,這就要求數據中心在進行運行的時候要做到有著運行穩定和安全可靠的網絡機房進行有效的支持,不單單如此,還需要系統管理人員有著豐富的管理經驗以及容量帶寬較高的網絡容量。在每一個企業的數據中心當中在設備支持方面都有著比較嚴格的要求,在設備機房當中對于機房中的溫度以及濕度也有著較為明確的指標以及規范。為了有效的保證網絡資源方面的需要就需要保證有著足夠的網絡寬帶來對其網絡機房的運行提供相應的支持以及各個地區的企業數據中心之間的交換和網絡連接。在現代化信息發展的社會企業中的數據中心已經成為了發展的必然產物,但是想讓企業的數據中心可以進行良性的運作就必須著強大的技術支持以及優秀的技術性人才進行管理,完善企業數據中心的管理機制,最終為企業的運行提供更加高效的服務,保證企業在當今競爭如此激烈的市場中保持優勢地位。
2 企業數據中心物聯網系統的硬件構架設計
為了保證企業中企業數據中心的物聯網系統可以有序穩定進行運行,也就是說在一個模塊中出現了問題的話也不會對其他模塊運行產生影響,阻礙其他模塊的正常運行。在本文中所提到的物聯網系統數據中心的分布架構模式設計就是可以保障系統可以進行良好的運行和擴展能力。采用數據中心的分布構架設計有效的將整個數據中心物聯網系統進行劃分,其中就包括集中管理層、現場設備采集測層以及現場控制層,與此同時,在這個系統中的各個模塊都是互不影響,各司其職的。
集中管理層:在整個系統構架當中,集中管理層就是對整個現場的監控層進行有效的管理,并且其具備有雙機冗余的功能,對整個系統中的現場數據進行有效的分析,并且制成統一的報表。將集中管理層作為基礎,在其智商還可以有效的實現多種的高端應用管理功能,高端應用管理功能就包括:報警管理功能、報表管理功能、運維管理功能以及授權管理功能等多種功能。
現場控制層:在整個系統當中現場監控層主要的任務就是負責數據信息的收集工作。每一層的數據都是根據現場的總線數量、信息終端的信息處理能力以及設備機房中物理區域的劃分等方面進行設計從而得到多個數據采集終端。這個數據采集終端具有數據信息處理、視頻數據采集、實時報警功能以及網絡協議轉換功能,總的來說是一臺結合多功能為一體的一種監控服務器。這套設備裝有內部鑲嵌Web服務,從而可以支持遠程瀏覽器服務。與此同時這款數據采集器可以同時對機房中的溫濕度參數、安全系統以及相關設備進行有效的管理,最終滿足于用戶的各種需要。
現場采集設備層:數據中心的物聯網系統中的現場采集設備層主要是由l/O采集模塊以及通信轉換模塊進行組合而成的,它與被監控的設備以及傳感器進行有效的連接,從而有效的保證被監控的目標與監控平臺始終保持數據信息的連接?,F場設備采集層中的硬件設備全部都是模塊化架構,l/O采集模塊在得到傳感器所傳輸過來的信息之后,再進行相關的系統配置,從而有效的實現了對全部傳感器中數據的相互匹配與對應,通信轉換模塊就是對智能設備以及現場監控進行直接連接的有力保障。
3 物聯網系統數據中心的軟件構架設計
在企業當中數據中心的物聯網系統的開發是按照一定規則進行開發的,該系統屬于開放性系統。在整個系統當中為了有效的促使各個模塊之間可以進行無縫的整合,就需要一臺核心的服務器對整個系統進行調度,整個服務器的構架設計也是全部采用了模塊化的架構設計。
在企業數據中心物聯網系統當中的各個業務邏輯板塊還可以進行系統規模的擴大,將每一個服務器的模塊部署從而實現分布式的支持服務,并且與此同時采取多級冗余、雙機冗余以及負載平衡等多種技術來對物聯網系統數據中心的性能進行提高。
一般情況下企業中數據中心物聯網系統的監控平臺都是由多個子系統和一個集成平臺進行組合實現的,在這個系統當中每一個子系統都是可以獨立進行運行的,然后按照監控系統進行管理并且進行統一的劃分,最后再由集中管理平臺進行集成。在整個物聯網數據中心系統中主要是分為七層架構,然后通過設備層以及網絡層對其進行統一的信息交流,在這七層構架當中很大程度上保證了系統的可靠性、穩定性以及安全性。
(1)接入層:接入層主要是考慮設備、客戶端、短信電話、網頁瀏覽以及企業分公司和語音報警的接入。
(2)用層:主要是負責企業資產系統、報表管理系統以及專家知識庫系統的正常通信。
(3)應用支持層:主要的作用就是應用于用用戶的登陸、授權喲及Web服務和相關參數的管理。
(4)據層:數據層主要的作用就是對各個系統中的數據進行有效的管理比如:參數配置數據、門禁管理系統數據等。
(5)系統層:在系統層中主要分為兩個部分,就是系統基礎設施以及系統服務。系統基礎設施主要負責的就是對各個服務器的承載以及儲存。而系統服務再分為兩個部分就是安全管理以及基礎服務。
(6)網絡層:就是將信息以太網的形式進行傳輸,支持網絡傳輸協議,并且網絡的寬帶速度不能低于10Mbps。網絡層的應用不僅如此,此外它還可以提供與其他系統之間進行交流的接口。
(7)物理設備層:系統中的物理設備層對現場總線有一定的要求,它要求現場總線有著一定的抗干擾能力,并且具有一定的可靠性。物理設備層可以支撐SNMP以及RFID等多種的常用標準協議,在一定程度上可以有效的保證集成第三方提供的設備。
4 數據中心RFID資產管理模塊的設計
從目前的情況來看,RFID管理模塊屬于是具有較高安全級別以及穩定性較好的系統。RFID管理模塊中的設備信息可以有效的和實際中的設備進行相互對應,最終形成一套智能化管理。
我們可以有效的將RFID管理模塊的特點進行利用,在服務器設備以及設備存放柜當中安裝上三個RFID電子標簽,在網絡機房的出入口上分別安裝上RFID識別監測設備,然后與系統監控管理平臺進行結合,從而可以對資產信息進行更加全面的記錄與更新,在很大程度上對資產的流動方向進行監控,實現對其的精準查詢。
將RFID管理模塊防止到資產管理當中,就可以讓管理人員對每一個設備的實時情況進行快速的掌握,與此同時還可以對出入機房的情況進行有效的查看,在對機房進行巡視的時候還可以使用相關手持設備對機房的每一個設備信息進行查詢,從而有效的保證了資產設備信息以及數量信息的準確。
5 結語
根據上文所述,我國企業中物聯網技術在數據中心的管理上可以有效的提高企業設備的管理質量以及效率,對于機房設備的運行環境也有著很大程度上的改善,對企業當中國的資料進行整合有著促進的意義。采用物聯網系統可以在很大程度上對企業資產設備的正確使用進行了保證,而且對企業人力物力的成本進行了降低。
參考文獻
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國外金融危機引起的增長低迷還沒有消退,但大量圍繞電力、通信、交通、環境的智慧型基礎設施依然加緊實施?;A性的關鍵技術研究不斷進步,如美國加州大學、麻省理工學院、奧本大學、賓漢頓大學、克利夫蘭大學等在極低功耗無線傳感網絡、自組織傳感器網絡、傳感器網絡系統的應用層設計、基于IP的移動網絡和自組織網絡方面、結合無線傳感器網絡等方面開展研究,新加坡國立大學在無線傳感器網絡方面進行研究,物聯網標準也在加快研究。另外,RFID技術、GPS/GIS技術的應用持續升溫,IPv6、M2M、3GPP等技術的研究漸趨成熟,近距離無線通訊、傳感器網絡、泛在網絡等網絡技術也隨物聯網技術應用而快速成長,這也顯示了物聯網技術研究的不斷進步。國內最早于1999年啟動傳感網工程,由中科院對物聯網技術工程項目進行專門研究。近年來有更多的科研院所參與了物聯網的研究,在物聯網無線傳感器網絡節點方面研究突出的有南京郵電大學的UbiCell系列節點、中國科學院計算技術研究所的GAINS系列節點、香港科技大學的無線傳感器網絡節點;在無線傳感器網絡的軟件及平臺方面突出的有:南京郵電大學無線傳感器網絡研究中心開發的基于移動的無線傳感器網絡中間件平臺、南京郵電大學的無線傳感器網絡集成開發平臺MeshIDEMeshIDE、中國科學院寧波計算所的無線傳感器網絡分析與管理平臺。在物聯網理論研究方面提出許多具有創新性的想法的有,南京郵電大學、哈爾濱工業大學、清華大學、上海交通大學、北京郵電大學。歸納總結上述研究不難看出,第一類屬于基礎性研究,如標準、節點、網絡、平臺等等,這類研究會對今后物聯網應用提供支撐;第二類屬于技術應用研究,如RFID、GPS/GIS、IPv6、M2M、3GPP等等,技術比較成熟,但更需要要研究整合應用;第三是理論方面研究,也有待于實踐的驗證。然而,上述三方面都不屬于完整的物聯網系統研究,該課題正好是要從一個完整的物聯網出發去對物聯網系統進行研究。
二、研究目標和內容
課題的研究,是根據智慧實驗室建設的環境對感知、控制的具體要求以及使用人的功能要求,研究設計在小規模試驗的環境下建立一個可供體驗、實訓、研究的物聯網技術支撐平臺及網絡架構。1.研究智慧實驗室建設傳感網網絡架構,根據新校區智慧實驗室建設,各智慧教室的空間分布情況及功能分布情況進行相關的研究設計,提出完整的傳感網網絡架構方案。2.物聯網技術支撐平臺,研究傳感及控制系統集成模塊、管理系統模塊及智能處理模塊三個部分集成為一個整體的物聯網,構成物聯網技術支撐平臺方案。該課題研究的核心內容是由感知及控制系統集成模塊、管理系統模塊及智能處理模塊三個部分集成后形成的物聯網。該系統不僅將三個部分疊加到一起,還將三個部分有機的集成,特別是智能處理模塊要達到智能化的功能,要隨時訪問另外兩個模塊的數據,并根據訪問的數據分析處理做出準確的判斷,輸出控制信號到控制系統交給執行機構執行。因此,要解決的重點問題是構成由三個系統模塊組成的有機集成系統——物聯網。要突破的難點問題是如何按照智慧實驗室建設環境下對感知、控制的具體要求及使用人的功能要求,設計出有機集成的三個系統模塊方案,并使其達到功能要求的智能化。
三、研究方法和實施步驟
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【關鍵詞】物聯網 檢測技術 無線傳感器
物聯網作為一個新興產業,它是繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第三次浪潮。物聯網作為智慧網絡,是各類傳感器和現有互聯網相互銜接的一種新技術[1]。完美融合各種高新技術,實現物、人、計算機互通互聯、信息同步、信息共享的功能[2]。為了更好的培養學生系統的概念和工程實踐能力,結合檢測技術實驗室建設實際情況,國家級電工電子實驗示范中心在學校和學院的支持下,依托示范中心的師資力量,面向各種無線傳感器網絡應用環境,組建了基于物聯網的檢測技術實驗室。目的在于持續培養一批基于物聯網信號檢測與控制方面的軟硬件開發人才,為學院的教學科研和學生的綜合素質培養提供了良好的指導模式。
1 物聯網概念
物聯網依托日益發達的科學技術,構建一種新興網絡協作平臺,它為為設備供應鏈提供的解決方案前所未有的、近乎完美,也就是說,企業通過物聯網能夠及時準確知道每個設備在設備供應鏈上任何時間的位置信息,并且物聯網能為為管理決策提供更加準確有效的支持[3]。物聯網又稱為EPC( 電子產品代碼 )系統 ,是一個非常先進的、綜合性的、復雜的系統,該系統的其最終目標是為每個設備建立全球的、開放的標識標準,主要由以下6個方面組成:EPC編碼標準、EPC標簽、識讀器、應用層事件、對象名解析服務、EPC信息服務。物聯網的發展不僅能夠對設備進行實時跟蹤,而且能夠優化整個供應鏈,因此,物聯網實質就是實現物-物通信、物-物聯動,使連接到物聯網上的所有物品、設備能夠自由地互相通信、共享信息、互通狀態。
2 檢測技術實驗室建設現狀
檢測技術實驗室主要是通過各種傳感器的應用來培養學生信號檢測與控制方面的能力。傳感器是機器感知物質世界的”感覺器官”,可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號,為網絡系統的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。隨著科學技術的不斷發展,傳統的傳感器正逐步實現微型化、智能化、信息化、網絡化,正經歷著一個從傳統傳感器(dumb sensor)智能傳感器(smart sensor)嵌入式Web傳感器(embedded web sensor)的內涵不斷豐富的發展過程[5]。目前,面向物聯網的傳感器網絡技術研究包括:
(1)先進測試技術及網絡化測控綜合傳感器技術 、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術等,協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理、傳送;
(2)智能化傳感器網絡節點研究;
(3)傳感器網絡組織結構及底層協議研究;
(4)對傳感器網絡自身的檢測與控制;
(5)傳感器網絡的安全;
基于物聯網的檢測技術實驗室建設主要偏重于上述的1、2、4點進行研究。在研究星形組網的基礎上,采用CC2530芯片智能處理傳感器轉換來的信號,利用無線傳感網絡完成對信號的檢測與控制。
3 檢測技術實驗室建設內容
中心堅持“三個面向” 的人才培養定位,育人為本,理論教學與實驗教學并重,促進學生知識、能力、素質協調發展,為石油行業和區域經濟建設培養高素質實用型工程技術人才。在檢測技術實驗室建設過程中一直秉承這一宗旨,重點培養學生的工程實踐能力。
3.1檢測技術實驗室硬件建設
實驗室建設中,物聯網系統采用自主研發,外包加工的原則。自主研發分為硬件和軟件二部分。硬件部分包括了強大的嵌入式網關、ZigBee模塊、4類通訊接口模塊、11類工控參數的傳感器模塊,完全滿足檢測技術實驗室的需求。軟件部分包括基于Z-STACK的星型網絡協調器程序、星型網絡子節點程序(包括溫濕度,光敏,超聲波,溫控箱,紅外,酒精節點)、上位機程序。
3.2檢測技術實驗室軟件建設
檢測技術實驗室軟件建設主要是探究其管理機制與運行模式。基于物聯網的檢測技術實驗室是結合行業生產實際,形成具有石油電氣信息應用特色的檢測、處理、傳輸、控制和執行5個實驗模塊,推行“導師引導,探究學習” 的新模式,吸引更多的學生參加教師課題研究,為了更好的推行這一模式,檢測技術實驗室采用開放實驗室的運行管理體系 。結合檢測技術實驗室的情況 , 經過幾年的探索和實踐 , 建立起“導師引導、探究學習、保證措施到位”的管理模式 ,
采用導師引導,學生探究的新模式。在管理上,采用團隊管理值班模式,即每個老師帶領的團隊輪流管理,一方面有利于管理的人性化,另一方面可以培養學生團隊合作精神。
物聯網技術是個新興的、不斷發展中的、強調實踐應用的學科,它的研究發展和應用推廣將會對人類生活的各個領域產生巨大影響。基于物聯網的檢測技術實驗室建設中強調物聯網應用為核心,通過自主研發無線傳感網絡與檢測技術緊密結合;推行導師引導,學生探究新模式,培養學生物聯網應用能力;采取實驗室開放與學生自主管理,讓學生參與實驗室建設與維護,提高學生主動性和積極性。基于物聯網的檢測技術實驗室建設中實現了無線傳感器網絡的星型連接,在無線傳感器網絡的其它拓撲結構應用還有待提高。在未來檢測技術實驗室建設中,進一步加強實驗室管理的同時要努力完善拓撲結構和進一步擴大物聯網推廣應用。
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關鍵詞:物聯網應用技術;師資隊伍;建設思路
作者簡介:曾寶國(1982-),男,四川南充人,四川信息職業技術學院物聯網研究中心,講師。(四川廣元628017)
中圖分類號:G715 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0118-02
繼2010年多所本科院校申辦物聯網相關專業以來,2011年成為了高職高專院校開辦物聯網應用技術專業的元年。雖然物聯網的定義簡單,但卻是射頻識別技術、傳感器技術、網絡技術、信息技術、數據庫技術、中間件技術、自動控制技術以及M2M應用技術等的綜合應用,使得物聯網應用技術專業的培養目標、課程設置眾說紛紜,支撐專業發展的師資隊伍更是基礎薄弱,表現為發展規劃不清晰、學緣結構不完善、培養途徑不豐富等等。[1]如何在專業建設、項目研究、技術應用中建設結構合理、教學水平高、應用能力強的師資隊伍,是高職院校需要重點研究的內容。
一、物聯網應用技術專業的培養目標
由于物聯網產業鏈長而分散,每一環節規模效益不夠,沒有形成規模產業鏈,故而人才需求變化較大,無法形成成熟準確的人才需求。[2]因此,物聯網應用技術專業人才培養目標需根據區域物聯網應用情況、學院的行業特色和高職人才需求特點準確定位。行業特色顯明的高職院校,可選擇某個領域培養專才;行業特色不突出的高職院校,可側重基礎培養通才。高職物聯網應用技術專業通才型培養方向可定位為:培養掌握嵌入式、射頻識別、無線傳感器網絡技術等信息領域寬廣的專業知識,具有較強的實踐能力與創新能力,能夠從事智能設備、智能監控、智能家居等領域的生產管理、工程技術、技術支持和應用開發等崗位相關工作的高素質技能型人才,如表1所示。[3]
二、物聯網應用技術專業師資隊伍的結構及應具備的素質
為實現表1所示的人才培養目標,高職高專物聯網應用技術專業在課程設置上一般都以電路為基礎、軟件為支撐、通信為輔助、工程應用為龍頭,因此對專業教學團隊的學緣結構提出了很高的要求,一般以金字塔梯隊配置為宜。以一個年級兩個班(80~100人)的教學規模為例,應配備副高以上職稱、碩士以上學位、具備“三師”素質的專業帶頭人1名、校內“雙師”素質教師6名、企業兼職教師12名。[4]專業帶頭人應具有豐富的企業實踐經驗、團隊意識和創新精神,具有較強的把握專業發展方向的能力、項目開發能力、組織協調能力和教學科研能力。校內6名“雙師”素質教師應做到學歷和職稱高低搭配,知識結構應覆蓋嵌入式、通訊、射頻識別、傳感器等領域,具備物聯網項目規劃、新技術開發、工程管理能力,獲得相應資格認證證書。在上述能力中,要特別強調電路設計、軟件開發和工程管理能力的培養,為研發和應用做好準備。12名企業兼職教師的主要工作是為學校專職教師和學生提供技術咨詢、科研支持,參與到學生的項目實訓、科技創新、畢業設計和頂崗實習中,他們應是企業一線的項目經理或高級工程師。
三、物聯網應用技術專業師資隊伍建設思路
高職高專物聯網應用技術專業起步晚、基礎薄,專業建設宜堅持“校企合作、課程先行、科研引領、成果孵化”的基本原則。其中,師資隊伍建設是關鍵,需要學校、教師、企業三方共同投入,將校企“師資互嵌”落到實處,不能簡單的搞“企業工程師請進來,學校教師派出去”的模式,要從制度、科研應用、教育教學多方同步推進,最后才能實現學校、教師、學生、企業多方共贏。
1.校企聯合整合資源,建立校內物聯網應用研究中心,為物聯網師資的發展建立載體
物聯網應用技術專業是通信技術、電子信息技術、計算機網絡技術等多專業的融合與提升,需要多專業課程的匯聚與結合,只有那些在計算機類、電子信息類和通信類專業有較好基礎和較強實力的高職院校才有能力思考開設物聯網相關專業。[1]建立校內物聯網應用研究中心,通過整合各專業師資、課程、科研資源,是實現物聯網應用技術專業又快又好建設的重要途徑。[5]
以四川信息職業技術學院為例,為促進物聯網應用技術專業建設,學院于2010年5月將電子信息、通信、網絡、軟件、樓宇智能化專業進行資源整合,成立了“物聯網工程技術應用研究中心”。中心的工作思路如圖1所示,詳述為:堅持“聯合、應用、發展”的基本原則,以涵蓋水質監測、樓宇智能、礦情監測等領域的省、市、院級科研項目及中小型物聯網工程改造項目為載體,通過與企業的緊密合作,培育高水平且有影響力的科研團隊,促進學院物聯網工業化、信息化融合的科學研究和實際應用的深入開展,帶動電子信息類專業特別是物聯網應用技術專業的建設和發展,并為進一步創建物聯網企業提供堅實的技術后盾。
經過一年多的發展,中心已經成功申報立項省部級項目4項、院級項目7項,獲取國家專利3項,培養專業骨干教師4名、培育復合型學生十余人,獲得社會服務資金40余萬元,實現了“以專業為載體、培養物聯網人才;以科研為載體,提升師資水平和技術應用能力;以唯誠信息等合作企業為載體,促進成果孵化和服務社會”的三贏目標。
2.圍繞專業實訓環節和課程建設,大力開展院級科研項目,提升教師技術水平
目前,各高職院校物聯網應用技術專業教學的主力軍仍是校內專職教師,如何快速提升專職教師水平,是專業師資建設的重中之重。目前各院校采取的主要措施包括短期培訓、下企業實踐鍛煉、訪問交流或者出國進修等。但關于物聯網應用技術的培訓很多都是時間短、內容淺,下企業實踐鍛煉難以進入開發崗位,訪問交流止于表面,難以在根本上提升校內專職教師的水平。因此,在求知培訓不力、取經企業不易的背景下,依托學校和教師自身的投入,開展大量圍繞專業實訓環節和課程建設的教育教學科學研究乃是有效途徑。以四川信息職業技術學院為例,在2010~2011年,先后開展了“創意之星機器人競賽及實訓平臺研究”、“無線智能卡教學系統研發”、“嵌入式實訓平臺研究”、“基于RFID的移動基站維護管理系統研究”、“RFID+ZigBee無線考勤系統研究”、“物聯網照明監控系統研究”、“物聯網模擬地震調度系統”、“物聯網應用技術專業《ZigBee無線傳感器網絡》教學資源庫建設”等多項院級科研項目研究。在研究中,以物聯網應用技術專業師資團隊為主體的研發隊伍,系統地學習和應用了嵌入式技術、RFID技術、ZigBee技術、GPRS技術、自動控制技術,開發了大批可用于專業實踐教學的資源,達到了“精煉內功、建設資源、促進教育”的目的。
四、結論
物聯網已成為國家戰略性產業,大量物聯網人才需求使人才培養勢在必行。高職院校應抓住機遇,明確人才培養目標,通過校企合作、課程建設、科學研究、社會服務等多種形式,積極培養物聯網師資隊伍特別是專職教師隊伍,為物聯網應用技術專業建設和培育物聯網人才奠定基礎。
參考文獻:
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Abstract: Campus integration refers to the high integration and collaborative development of the vocational colleges and college student entrepreneurship parks and jointly boosting regional industrial development and professional upgrading by the two. Through constructing the college student entrepreneurship park, the college student entrepreneurship parks and higher vocational colleges are integrated, the professional employment service platform of the application technology of Internet of things is constructed and the improvement of the students' employability is taken as a link to carry out the construction of entrepreneurial practice base, entrepreneurship curriculum system, entrepreneurial service system and entrepreneurial incubation capacity to create a good entrepreneurial atmosphere for the students of application technology of Internet of things.
關鍵詞:校園融合;物聯網應用技術專業;創業服務平臺
Key words: campus integration;application technology of Internet of things;entrepreneurial service platform
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)14-0206-02
0 引言
物聯網基于互聯網和傳統電信網等信息承載體,已經成為當前社會經濟發展極具潛力的發展手段,受到了全社會的重視與關注。物聯網的迅速發展,實現了物質世界和虛擬世界的連接,不僅包含著推進經濟快速發展的新動力,而且形成了基于物聯網模式下的創業熱潮。作為培養物聯網應用技術人才的高職院校,在人才培養與社會服務的過程中,更要利用物聯網技術優勢和創業教育背景,通過與大學生創業園進行廣泛的合作與融合,創設良好的創業氛圍,建立物聯網應用技術專業創業服務平臺,以提高學生創業就業能力為紐帶,培養學生創業精神與實踐能力,實現其未來的可持續發展。
校園融合是將高職院校與大學生創業園高度融合、協同發展,促進物聯網創業人才的培育和物聯網應用技術專業的提升。大學生物聯網創業園通過建設校內實訓基地、科研實驗基地、創業見習基地、創業實踐基地和創業崗位基地等五大基地,為物聯網應用技術專業學生設立真實的創業情境,提供優質的創業服務,營造良好的創業環境。高職院校通過基于知識資源優勢,利用創業園集聚的物聯網產業優勢,將物聯網企業嵌入到高職院校物聯網創新人才培養的全過程中,同時發揮高職院校物聯網應用技術專業在人才培養與應用研究上的勢,為創業園及企業發展提供智力支持。
1 創業實踐基地建設
創業教育是素質教育的重要內容。建設創業實踐基地,讓大學生近距離接觸物聯網企業運營的全過程,為實現創業而積累實踐經驗。創業實踐基地的建設主要包括校內實訓基地、科研實驗基地、創業見習基地、創業實驗基地和創業崗位基地等。其中校內實訓基地建設是培養學生實踐能力和創新能力的重要依托,使學生在真實的工作環境設施中實踐,融“教、學、做”為一體,培養科學的工作態度和創新精神;科研實驗基地建設是促進理論與實踐轉化的重要教育基地,讓學生接觸物聯網技術研發,開展物聯網技術的創新性實驗,培養學生創新實踐能力;創業見習基地是通過讓大學生親身感知物聯網企業的各個崗位及職責的重要教育場所,使學生通過短時間的接觸,產生長期有效的震撼,幫助大學生樹立創業意識,發展創業品質,培養創業精神;創業實習基地是讓大學生結合物聯網應用技術專業所學知識,開展創業訓練的實踐場所,使大學生把所學理論應用于實踐,逐漸內化為自己的專業技能和創業能力;創業社團實踐基地是通過建立物聯網創業社團,開展創業學習與實踐的第二課堂,使學生利用課余時間投入到創業的學習與實踐當中,培養創業意識、提高創業能力;創業崗位基地是為大學生個體創設實踐崗位的創業活動場所,培養大學生實現創業所需要等品質,提高創業風險防范與心理承受能力。
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坦白來講,物聯網的本質還是互聯網,只不過終端不再是計算機(PC、服務器),而是嵌入式計算機系統及其配套的傳感器。這是計算機科技發展的必然結果,為人類服務的計算機呈現出各種形態,如穿戴設備、環境監控設備、虛擬現實設備等等。
在第九屆中國信息主管年會物聯網分論壇上,工信部電子元器件行業發展研究中心總工程師郭源生提到,物聯網的核心技術就是傳感器,它既能感知微觀世界,也能感知宏觀世界,而其也是一個國家軍事、科技水平的重要標志。
物聯網生態環境下
的關鍵訴求
物聯網技術的核心在于傳感器,那么其應用落地的關鍵點又在哪里呢?在會上,世存信息技術總經理張圃很好地解釋了這個問題。他說:“在物聯網生態環境下,物聯網技術發展的關鍵在于網絡、海量數據以及共享與價值三個方面?!?/p>
智能傳感器是任何“物”之間被聯接和溝通的基礎,而無所不在的網絡構建了“物”之間的聯接。只有推動傳感器平臺的標準化、智能化,讓物與物之間的聯接和溝通更簡單,才能創造出更大的價值。同時,不同物體對聯接也有著不同的要求。例如,在智能抄表場景中,超長待機對智能電表非常重要;而視頻監控、無人駕駛等場景更需要的是移動寬帶和超低時延。最好的解決方案是搭建泛在的網絡,實現不同場景的不同需求。
另外,物聯網的最終目的不只是“物”之間的互聯,而是互聯產生的數據價值創造。數據價值創造依賴于垂直行業知識與ICT技術的融合。不同行業知識背景和溝通語言不一樣,以汽車業為例,其所涉及的行業知識與ICT技術領域迥異,因此需要不同的合作伙伴一起把ICT技術和行業整合起來,以實現物聯網的數據價值。
在這個過程中,世存信息找準了自己的定位,就像張圃所說,“我們希望用信賴的技術和優秀的解決方案設計的能力,并通過海度數據蜘蛛、 HULFT IoT等產品和技術,給大家帶來有關社會民生,以及一些新的技術訴求點方面的解決方案和思路?!?/p>
物聯網時代下的數據集成
之前提到,物聯網生態環境下的一個重要的訴求就是海量數據。而物聯網技術的框架可以細分為以下五個方面:數據生成、數據傳輸、數據接收、數據處理和數據活用。郭源生表示,數據是客觀存在的,而用什么標準、什么樣的技術以及什么樣的功能去獲取,是產業界值得探索、挖掘、創新和摸索的著力點。
HULFT市霾Horino提到:“新技術的應用越來越廣泛,作為世存來說需要連接到的不同生態,不同平臺也會越來越多。對于數據集成、數據轉換和數據安全的角度來說,我們都有相應的產品給予支持。另外,數據的集成可能是如今信息化工作當中一個非常重要的工作,數據集成從本質上來說,需要的最重要的幾個要素是靈活性、性能和敏捷性?!?/p>
在這方面,HULFT很好地做到了數據流程的管理。數據流程管理就是對數據的供應方提供的數據在后續的流向全過程的管控,在這個過程當中,HULFT 相關技術都可以保障數據傳輸的完整性、數據移動過程中的可視化、數據業務開啟的可視化以及數據安全,從而及時地獲得各種狀況和傳輸的狀態。
與此同時,Appresso產品部Yoshida也表示,智慧能源、自動駕駛、工業4.0和智慧健康都是物聯網技術的應用場景。實現這些應用場景,重點在于數據的整合和集成。而數據傳輸和數據收集工具――HULFT IoT能夠把文件連接的數據通過HULFT的品質直接用于IoT的系統,使各系統的整合成為一種可能。
布局智慧養老和智慧農業
在會上,張圃還提到,政府、企事業單位、金融、養老以及農業等是世存面向的主要領域。其中智慧養老和智慧農業作為新的發展方向已經有了很好的技術和應用落地。
世存信息技術總監孫小祥表示,世存在智慧養老領域的具體應用是將傳統的線下社區綜合理念做了一個互聯網的新思路的拓展,以線上為主,線下為補充,兩個方向相結合。通過智慧養老服務平臺,做到生活服務、居家運行、社區服務、照料服務等有效互聯,另外通過線上收集一些基礎信息,包括健康檔案信息、護理信息、養老服務的信息等,通過評級定級之后,形成照料的體系。
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關鍵詞:物聯網;智能安防;視頻監控系統;應用
中圖分類號:TP277;TP391.44;TN929.5
基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統,也就是說,借助于物聯網技術,來構建出智能安防視頻監控系統,實現對于物體的二十四小時的實時監控,能夠明確把握物體的具置以及狀態信息,也可以對于這些信息加以綜合分析和整理,以便獲取物體的一個綜合安全指數,在此基礎上,就能夠設計出科學有效的安防響應策略。
1 物聯網技術的智能安防視頻監控系統總體架構設計及技術平臺
1.1 智能安防視頻監控系統總體架構設計
物聯網的主要構成部分包括下面的三個層次:各種末端網、通信網絡和應用層,其中,物聯網末端經常使用的就是傳感器網絡。
基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統的總體架構如下所述。第一層是傳感網絡,主要涵蓋了智能家電、監控終端、門禁終端、rf讀寫器等,通常情況下,這些設備具備RFID讀寫器、藍牙、GPRS等配備數據通信模塊的傳感器,可以實現底層的監控數據采集工作;第二層是傳輸網絡,其負責完成寬帶網絡與安防物聯網平臺的傳送、電信網關的物聯網傳送等工作,能夠傳輸以及計算數據;第三層是應用網絡,其作用就是實現物聯網平臺應用、網關的物聯網應用和由物業安全監控平臺等組成的第三方應用。第三方應用的目的就是為了對于具體的安全管理異常實施跟蹤。
1.2 智能安防視頻監控系統技術平臺
基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統需要良好的技術支持,這離不開傳感器技術、傳感網絡相關的通信技術、傳感器網絡技術、通信網絡技術、總體架構、物聯網平臺技術,能量源獲取和低功耗、安全和隱私、行業標準化等等一系列的技術。其中,傳感器的主要功能就是用來進行智能安防視頻監控系統信息的采集工作,能夠對于物體的狀態進行感知和獲取。傳感器網絡存在著各種各樣的通信傳輸接口形式。
與此同時,在基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統中,一定要保證人和物的隱私不要出現未被授權的識別與跟蹤的問題?;谖锫摼W技術的智能安防視頻監控系統也面臨著能量的獲取和低功耗問題,主要就是能量的獲取、存儲以及利用。
2 基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統應用功能實現
基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統的目的是打造一個智能安防視頻監控系統,在這個智能安防視頻監控系統上,能夠保證門禁系統、防盜報警系統、智能設備的安全運行,構建出一個以有線接入(cable)、寬帶接入(光纖和以太網)、電話接入(固話和移動)等各種技術接入的智能安防視頻監控平臺。智能安防視頻監控系統的功能,具體就是進行監控數據的采集,在處理數據后產生報警信號,同時,將信息發送給用戶,以便對于緊急事件給予及時地處理,而且,用戶也可以遠程監控安防事件。本文設計的基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統,基于無線傳感器網絡,主要由一些安防執行機構、傳感器節點、網關和路由器節點構成。
其中,安防執行機構在最底層受到傳感器節點的控制,其具體功能就是執行解決各種各樣的安防問題,具體來說,在煤氣泄漏的情況下,作為執行機構的排氣扇能夠在傳感器節點的自動控制下進行開啟。而傳感器節點的主要功能就是進行各種各樣的安防傳感器數據的采集以及處理,并且,能夠控制執行機構執行安防問題。路由器節點一方面可以作為傳感器節點,另一方面,也可以管理網絡,可以為其子節點分配網絡地址,也可以幫助其它的節點路由數據以送至目的節點,從而可以最大限度地拓寬網絡的范圍。網關作為基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統的整個區域網絡的監控中心,可以對于整個基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統的運行情況與報警信號進行實時性的監測,也可以通過intemet與gsm網絡與遠程客戶端之間進行交互,從而通知用戶報警事件的發生,在這一過程中,用戶也可以通過intemet和gsm網絡對于整個基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統的運行情況進行監控,也可以遠程控制執行機構,所有的監控數據以及報警事件都在網關的數據庫服務器中進行存儲。
基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統應用功能實現具體如下所述:
2.1 智能物聯網通信網關的功能實現
智能物聯網通信網關的功能如下所述:應用系統平臺數據接口子系統、傳感數據分發子系統、內網處理子系統、傳感網接口子系統、usb等設備接口。這些子系統的具體功能實現如下所述。
應用系統平臺數據接口子系統:這一子系統是處理物聯網應用平臺和網關的接口,能夠發送和接收各種各樣的傳感數據,能夠接受內網處理子系統的指令,同時以返回值的形式作出相應的響應,它是物聯網和物聯網應用平臺的數據通道。
傳感數據分發子系統:這一子系統是物聯網數據的中轉發送中心。其中,平臺接口子系統和內網處理子系統可以在傳感數據分發子系統中實現數據的注冊,并且構造出數據分發子系統的數據處理路由表。按照這一路由表,傳感數據分發子系統就能夠明確在傳感網中得到數據的具體流向。另外,這一子系統也能夠將產生于內部處理子系統的數據和指令向傳感網絡進行發送,實現數據的有效傳輸。
內網處理子系統:這一子系統是實現網關的應用功能的重要子系統。這一子系統能夠獲取到產生于傳感網的數據,同時,結合這些數據來給予適當的反饋,能夠對于室內物聯網起到非常良好的閉環控制的作用。
傳感網接口子系統:這一子系統能夠和各種各樣的協議的智能設備之間實現相互之間的信息傳遞,能夠獲取各種各樣的智能設備所形成的數據信息,與此同時,也能夠在傳感網設備和網關之間起到非常良好的數據交互作用。這一子系統存在著相對統一的通信協議格式。這一子系統能夠和多種形式的RFID讀寫設備、智能設備之間的協議實現數據交換和傳遞。
由此看來,智能物聯網通信網關功能實現了物聯網運營平臺和內部的物聯網之間的數據交換和傳輸。另外,也能夠進行物聯網內部的自我管理工作。同時,用戶也能夠在一定程度上來擴展具體的應用,以便能夠實現更多的功能。
2.2 視頻監控服務子系統的功能實現
在基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統之中,必須能夠實現遠程音頻、視頻的實時互動,這就要求通過視頻監控服務子系統,來在監視端的音頻、視頻終端實現數據的壓縮編碼,在此基礎上,借助于特定的協議來科學有效地加密和封裝各種各樣的網絡數據,并且保證各種各樣的網絡數據的可靠發送和接收,在客戶端,則應該實現對于數據的解碼和數據的同步處理工作。視頻監控服務子系統對于網絡的狀態的要求也是非常高的,必須保證較高的網絡可靠性,并且能夠實時結合網絡的狀態來確定科學有效的數據壓縮方法,從而能夠保證在各種各樣的網絡狀態之下都能夠取得非常良好的網絡數據的傳輸效果,避免出現網絡數據的損失和破壞,真正保證智能安防視頻監控的效果。
3 結束語
總而言之,本文進行了基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統應用研究?;谖锫摼W技術的智能安防視頻監控系統,是對于以往的安防技術的更新和變革,借助于物聯網的“物物相連”的主要特征,打造出系統全面的智能安防視頻監控系統,能夠實現非??煽啃缘谋O控,非常有利于確保公共場所的安全性,對于廣大的人民群眾的生命健康安全以及社會的和諧穩定能夠起到不可忽視的作用。
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關鍵詞:物聯網技術,智慧城市,應用。
中圖分類號: C39 文獻標識碼: A 文章編號:
一、物聯網的定義
從專業角度來講,物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描等信息傳感設備,按約定的協議,把物與物,人與物進行智能化連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種新興網絡。通俗的講就是“物物相連”。物聯網不是一種物理上獨立存在的完整網絡,而是架構在現有互聯網或下一代公網或專網基礎上的聯網應用(network)和通信能力,強調智能應用。國家工信部也給出這樣的定義:物聯網是互聯網和通信網的網絡延伸與應用拓展,具有整合感知識別、傳輸互聯和計算處理等功能,是對新一代信息技術的高度集成和綜合運用。物聯網通過信息共享和業務協同,將人與人之間的信息交互溝通向人與物、物與物擴展延伸,它的應用為優化資源配置、加強科學管理、緩解資源能源約束提供了可能,拓寬了道路。
二、物聯網智慧城市
1、智慧城市的內涵
智慧城市是以物聯網、互聯網等通信網絡為基礎,通過物聯化、互聯化、智能化的方式,讓城市中各個功能彼此協調運作,以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務高效便民為主要特征的城市發展新模式。
2、智慧城市的特征
一體化:要進一步實現信息系統的整合,進一步將虛擬世界與物理世界融為一體;進一步將信息化與工業化、城市化、市場化、國際化、生態化融為一體。
協同化:要使城市規劃、建設、管理、服務等各功能單位之間,城市政府、企業、居民等各主體之間更加協同,在協同中實現城市的和諧發展。
互動化:要更好地進行物物互動、人物互動、人人互動,進行政府、企業、居民之間的互動,在互動中實現城市治理模式創新和城市創新發展。
最優化:城市資源配置利用最優,經濟社會活動要做到成本更低、效益更好、速度更快、精度更高、滿意更多。
3、智慧城市的目標
信息網絡架構高端:大力推進光纖到戶、三網融合、無線城市、物聯網和智能管網等建設,形成高端化、系統化的信息網絡,加強信息資源的開發利用,真正實現信息城市,隨時隨地共享信息、感知和被感知,為智慧城市建設奠定堅實基礎。
公共管理服務高效:打造政府云計算中心和公共管理服務平臺,加強智慧政府建設,加快信息資源共享、城市管理模式和理念的轉變,創新發展智慧社會保障、智慧醫療衛生、智慧教育文化、智慧社區、智慧交通等,實現公共管理服務能力與水平的提升。
產業體系融合發達:充分利用智慧城市建設契機,積極運用下一代信息技術、新一代網絡技術和智能技術,大力發展智慧產業、戰略新興產業和現代服務業,促進傳統產業高端化發展,推動產業結構轉型升級,打造全面融合、發達的現代產業體系。
生活環境和諧友好:圍繞生態宜居發展目標,發揮高新技術在環境建設方面的作用,積極發展低碳經濟和循環經濟,推進生態環境與城市發展相互促進、資源節約與可再生資源開發利用并舉,進一步凸顯城市自身特色,實現城市環境生態化、人文化、科學化,形成一個環境和諧友好的城市。
城市系統智慧開放:抓住信息技術引領的城市管理變革機遇,以信息技術、智能技術為手段,抓好專家體系、計算機體系、數據信息體系的綜合集成,高標準規劃、高起點建設,大力加強城市的綜合管理與協調,實現城市系統的智慧開放,全面發揮城市的集聚力和輻射力,最終成為智慧開放的城市。
三、智慧城市的發展現狀
1、國外發展情況
荷蘭阿姆斯特丹:建設可持續的居住、工作、運輸環境和公共空間。美國迪比克市:以節能減排,建設“可持續發展的迪比克”為主題,重點建設水資源智能管理系統、智慧能量云系統、智慧旅游交通系統等,以智能城市建設為契機減少對資源的消耗和環境的影響,建立起了與自然環境和諧共處的可持續發展城市社會環境。
日本橫濱:制定了《CO-DO3O》橫濱市托溫暖化行動方針,實施了智能電網項目、北九州市加強環境保護、發展環保產業等項目,開展了北九州智慧社區創建項目。
韓國首爾:建設親民政府、智慧科技園區、再生經濟、安全社區環境、平衡全球、領導地位、生態工業建設、現代化社會建設、透明化技術建設等。
2、我國發展情況
北京:2011年1月16日,《北京市國民經濟和社會發展十二五規劃》提出要建設智慧城市,把北京建設成運行安全、環境整潔、生活便利的宜居城市。
北京建設了城市管理智能化、基礎設施智能化、社會智能化和生產智能化,包括有智能小區、智慧交通、智慧旅游等等。
深圳:2011年3月,《深圳市國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出將加快建設“智慧深圳”。建設內容:啟動一站式智慧門戶工程、智慧市政工程、智慧交通工程、智慧醫療工程、智慧食品安全工程、智慧環境工程、智慧物流工程、智慧警務工程等一系列示范工程。
廣州:2011年4月1日,《廣州市國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出建設“智慧廣州”。建設內容:智能型基礎設施、產業智能化發展、城市智能化管理、“5+1”工程,即一頁、一卡、一庫、一臺、一城。
上海:2011年9月7日,上海市提出了《上海市推進智慧城市建設2011-2013年行動計劃》。建設內容:寬帶城市、無線城市、通信樞紐、三網融合、功能設施以及信息感知和智能應用領域、新一代信息技術產業領域、信息安全保障領域。
四、智慧城市物聯網面臨的挑戰
1、法律法規是首要關注的因素
同電信法一樣,我國通信事業的發展已經走過了相當遠的路,但是相比歐美國家,我們的法律休系尚未建立。目前,尤其是歐洲針對物聯網的架構、監管和隱私等行政和法律層面的問題已經提上日程,而我國似乎還沒有多少動作。法規體系將會成為智慧城市物聯網發展的制約因素。
2、關鍵技術是發展的瓶頸
我國物聯網發展還處于初級階段,目前還沒有形成產業。在物聯網發展起步較早的歐美和日本掌握著物聯網關鍵環節的技術(傳感、傳輸網絡和應用計算)和核心專利。如目前80%左右的傳感核心芯片都來自歐美和日本。在這一點上我們應該看到差距和不足。
3、標準是發展的核心問題
標準是一種交流規則,關系著智慧城市中不同類型網絡、基礎設施和環境間的信息溝通。目前標準仍然相對分散,缺乏統一標準體系,標準化程度低,互通性差,涉及大量國際組織,難協調。沒有統一的標準和規范,將造成智慧城市物聯網開發、集成、部署和維護的高成本,制約物聯網業務的規模應用。
4、資源共享是發展的重要條件
智慧城市物聯網的發展目標是促進信息技術與其它行業的深度融合,這種融合必然會觸及到芯片商、傳感設備商、系統解決方案商、移動運營商等企業的業務流程等,而在各方利益機制和商業模式尚未成型的背景下,物聯網普及仍很漫長。物聯網時代,“融合”變得愈發重要,亟需整合智慧城市產業鏈的上下游。
5、安全隱私困擾應用推廣
無處不在的網絡基礎設施建設,使海量的城市基礎部件信息自動進入網絡,信息采集和交換設備大量使用,數據泄密也成為越來越嚴重的問題。智慧城市中,黑客有可能遠程控制他人物品、操縱城市供電系統等。安全與隱私保護問題直接關系到智慧城市物聯網服務能否得到真正的推廣應用。
五、智慧城市物聯網發展策略
1、出臺法律法規,優化產業發展環境
政府主管部門要在影響物聯網產業發展的若干關鍵環節上,抓緊制定相關的法律法規,為產業發展提供堅實法律保障;加快研究、制定促進物聯網產業發展的財政、人才、資金方面的政策,為產業發展創造良好政策環境;打破行業和區域壁壘,營造內容相對開放、數據資源共享的良好環境。智慧城市物聯網是國家物聯網戰略中需求較迫切的一部分,開展和建設智慧城市物聯網的示范工程,對于城市可持續性發展以及提高居民的幸福指數意義重大。
2、突破核心技術,提高產業競爭能力
實現核心技術的突破和自主產品的產業化,有利于占領產業發展制高點,為整個產業的安全可控和可持續發展打下良好基礎。在感知層面,主攻傳感技術、RFID 技術和傳感器自組網技術;在傳輸層面,主攻傳感網與通信網的融合、大信息量傳輸通信網和三網融合相關技術;在處理層面,主攻中間件技術、基于云計算的應用處理和系統集成技術;同時還應該加快物聯網架構和包括信息通信、計算機網絡等技術在內的共性支撐技術的研發。
3、制定標準體系,推動產業規模發展
中國物聯網標準聯合工作組2010 年6 月8 日在北京成立,聯合工作組由全國11 個部委及下屬的工信部電子標簽標準工作組、全國信標委傳感器網絡標準工作組等19 家相關標準化組織自愿聯合組成,還包括12 家觀察員單位。聯合工作組的成立,將從大的層面改變各自為戰、互不兼容的局面,強化以物聯網關鍵資源、體系架構和核心技術標準為重點的頂層設計和統籌協調。而各地也應因地制宜加快建設資源共享、互聯互通、統一規范的物聯網標準體系。
4、推動技術創新,確保自主安全可控
智慧城市規劃中,政府有關主管部門要大力支持開展擁有自主知識產權的核心關鍵技術的研究,推進自主產品研發和產業化,提升我國物聯網產業的核心競爭力,保障我國物聯網產業安全。同時,研究異構資源管理技術、聯合準入訪問技術、聯合負載均衡技術、聯合切換管理技術、節點設備鑒權技術和網絡行為檢測控制技術等安全管理關鍵技術,以促進智慧城市物聯網在中國的安全發展。
5、打造示范工程,帶動產業快速起步
產業鏈各方要通過制訂一種有利于產業化推進的應用組織方案,由政府主導,行業協會組織,集中各種資源力量,推動和打造一批示范工程。有實力的電子信息企業、電信運營商等應該密切結合智慧城市試點項目的需求,組織力量加快研發技術性能符合要求、建設成本和運營維護費用相對低廉、性價比較高的解決方案,成功建設一批應用項目。通過試點項目的成功建設和運營,不斷拓展市場,為智慧城市在全國的大面積普及推廣積累成功經驗。
六、結束語
隨著信息化程度的逐步提高,以計算機網絡為基礎的物聯網將促使我們的城市不斷的智能化,公共管理高效化,經濟發展綠色化,日常生活數字化,公共服務網絡化,最終成為智慧城市。
參考文獻
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篇10
【關鍵詞】空間信息 移動通信 集成應用 探討
目前,GPS等空間信息技術呈現出高速發展的狀態,因而實現空間技術與移動通信技術的集成應用,將會進一步擴展移動通信的服務領域,同時也使得各種服務變得更加的方便快捷,這是當前信息技術發展下的必然趨勢。
一、實現二者集成應用的價值
空間信息能夠準確的獲取選定地理位置的相關信息,而移動通信則能夠使用戶獲取空間信息,也就是說移動通信是用戶獲取信息的媒介,而通過這一媒介,用戶能夠滿足自身的特定需求。因此,實現空間信息與移動通信的集成應用,將會進一步豐富移動通信的服務業務,進而使用戶獲取更多的服務信息,滿需當前用戶的不同需求。
二、空間技術與信息技術實現集成應用所需具備的技術基礎
2.1 移動互聯網接入技術
所謂的移動互聯網接入技術指的是將互聯網上的信息與服務通過移動設備傳輸給用戶端。移動互聯網接入技術包括WAP、SMS等,其中WAP能夠使用WML來實現對WAP頁的處理,而SMS可是實現對多個網絡系統的存儲。移動互聯網技術的接入能夠打破時間與空間的局限,使用戶隨時隨地獲得所需要的信息與服務,從而為用戶提供更為便捷的服務。
2.2 無線接入技術
無線接入技術包括MMDS,LMDS和WCDMA三種。
1、MMDS接入技術。當前MMDS多路微波分配系統已經成為了有線電視系統的重要組成部分,主要的目的就是對電視節目進行傳送。隨著數字圖像、數字聲音技術的不斷完善與高數數據需求的不斷增加,MMDS技術正向著數字化的方向不斷發展。MMDS接入技術的優點主要包括雨衰忽略不計、設備成本低、器件成熟,缺點主要為寬帶有限。2、LMDS接入技術。當前,LMDS是較為重要的無線寬帶接入技術。LMDS系統中主要包括本地光纖骨干網、網絡運營中心、基站系統、用戶端設備四個部分,采用一點多址方式。LMDS的特點產要包括以下幾個方面:LMDS寬帶能夠與光纖相比擬,能夠實現“無線光纖”到樓;LMDS傳輸速率可以達到155Mb/s,僅次于光纖傳輸速率;LMDS可以對所有主要的話語與數據傳輸標準進行支持。3、WCDMA接入技術。WCDMA技術能夠為用戶帶來較高的數據傳輸速率,能夠為計算機中是任何媒體提供傳遞的無線網絡。WCDMA技術的優勢主要為碼片速率較高,能夠對頻率選擇性分集與空間的接收、發射分集等進行有效的利用,從而解決多徑問題與衰落問題。WCDMA能夠為3G運營提供較為良好的技術基礎,通過對寬頻帶的利用一方面實現了聲音、圖像數據處理的順暢性,另一方面能夠與MPEG-4技術相互結合對真實動態圖像進行處理。
三、空間技術與移動通信技術的集成應用