物聯網技術論文范文
時間:2023-04-04 13:15:19
導語:如何才能寫好一篇物聯網技術論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1.1消防產品生命周期管理系統該種系統主要以產品的生命周期理論為主要指導理念,并利用現代信息技術、計算機技術和無線網絡和有線網絡技術,實現對消防產品生命周期內的全時間跟蹤管理,實時動態的獲取相關產品的生命周期、空置時間以及相關的其他有效信息,為科學的管理的這些消防產品提供有效地、合理的管理手段和管理方法。消防產品生命周期管理系統主要貫穿于產品使用的全過程,是面向各種消防產品生產、銷售、施工和維護管理以及質量監督管理的開放性的平臺。利用系統的掃描技術可以實時的對相關產品的標簽進行掃描,能夠辨別消防產品的質量和生產、運輸、安裝和維護等各個環節的信息和數據采集過程。在掃描過程中,由于各種消防產品都是以自己獨特的編碼和數據錄入到系統中,因此操作者可以利用這個系統很方便的實現對消防產品質量的監督和管理。同時,該種系統還實現了對消防產品從生產到使用到維護和報廢等各個階段的監督和控制,為各種用戶提供了一個綜合性能較高的信息查詢平臺,這個平臺的好處就是任何的消防產品一旦出現任何的問題,利用該種信息平臺可以及時的查詢到是哪一個流程或者環節出現了問題。
1.2消防設施遠程監控系統消防設施遠程監控系統在我國有著廣泛的應用時間和范圍。該種系統剛開始時只是應用于消防火警報警系統中,通過火災自動報警監控裝置可以自動的獲取系統中報警裝置的故障和發生火災的地方,隨著我國信息技術的進一步發展以及我國消防系統的未來發展的需求,不少省市的消防部門已經開始嘗試將其應用到其他消防設施的監控中去,但是從總體應用情況來看,不容樂觀,應用的效果還有待提高。利用物聯網技術對消防設備進行全過程的監督和控制,是將來消防物聯網系統應該重點研究的領域。消防設備運行情況的良好與否,直接關系到火災預警系統和火災及時撲救的效果,其重要行不需要重點說明。但是在我國現今的消防系統中,各種消防設備的種類和功能繁多,其基數比較大,管理方面存在粗放管理現象嚴重,在使用過程中缺乏有效地監督管理手段。對于未來消防設備的遠程監控系統,應該積極的使用傳感技術、計算機技術和互聯網技術對這些設備進行遠程的實時監督和控制,及時的掌握消防設備的運行現狀,對于其中的問題要及時發現,及時處理,及時解決,顯著提高消防系統的應急處理時間,保證各種消防設施運行的完整和有序,有效地抑制火災的發生和提高火災撲救的工作效率。
1.3危險區域監督管理以及預警系統危險區域監督管理以及預警系統是一個復雜而龐大的系統工程,主要涉及到消防環境、消防設施、消防人員以及消防管理等很多方面。國內外關于該種系統的研究已經取得了比較多的應用成果。根據我國消防系統的實際需求,危險區域監督管理以及預警系統的建設應該尋找到計算機危險的臨界點,能夠有效地預測危險以及造成危險的各種后果,以便能夠形成有效的預警對策和監督管理措施。同時,消防人員要將計算機處理出來的結果和危險性進行有效地分析和研究,在最大程度上降低火災的發生率和事故后果的損失情況,提高危險區域的監督和管理水平,以便為消防部門提供更加科學、合理、詳細、有針對性的對策。
1.4現場態勢信息系統消防部門滅火救援的現場態勢信息系統只要包括了現場環境監測、消防人員定位感知、消防車輛動態監測、現場消防設備與物資監督管理等內容,該種系統能夠有效地提高消防部門滅火救援的質量,能夠有效的提高救援信息的傳遞和災情信息的資源共享,在最大程度上保證消防部門及時的掌握火災的態勢和消防部門警力調動的情況,提高消防決策的能力等,為消防部門打造現代化的消防信息系統提供堅實的技術支撐。
2.結語
篇2
危險品運輸車輛現代化程度普遍不高,有相當一部分運輸危險品的車輛是由普通車輛經過簡單改裝而來,對于危險品缺乏切實有效的隔離防護處理措施,易造成危險品泄露或變質。從業人員素質不高,處于節省成本等原因,裝載?;凡话匆幎ú僮?,由于各種人為的原因、管理上的漏洞,以及客觀原因等引發的事故時有發生[2]。運輸過程中對于危險品的掌控僅由駕駛員一人負責,駕駛員可能缺乏在緊急情況正確處理危險品的技術方法,尤其是在城際間道路上,技術指導和救援不能及時到達,駕駛員若采取錯誤的施救措施會造成更大的安全隱患和事故。近年來,車載監控設備發展速度較快,危險品運輸企業普遍采取車載嵌入式監控和車輛行駛記錄儀的方式來監控運輸車輛的行駛狀態和行駛路徑,通過GPS與無線通信技術相結合的方法實現對車輛的定位和通信,已經實現了一定的對城際運輸車輛監控的能力。但監控系統構成比較簡單,系統各部分是獨立工作的,只能進行基礎的數據采集,數據分析和處理缺乏時效性。存在諸如定位精度不夠、定位有偏差;山區間信號覆蓋強度不足,數據信號丟失等問題。實時監控能力的不足可能造成對潛在隱患發現不及時,增加事故發生風險,若事故在城際間的道路上則會延誤最佳救援時機。另外,對于運輸危險品的實時監控、危險實時預警也是亟待解決的問題。
2物聯網技術
物聯網(InternetofThings)技術的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術叫做物聯網技術。物聯網技術的特點是感知全面、傳遞可靠和智能處理。物聯網典型體系構架分為三層,自上而下依次是感知層、網絡層和應用層。結合城際危險品運輸實際需求,每個層級有各自的功能劃分。感知層由各種有感知功能的傳感器和檢測器組成,包括監控記錄攝像頭、GPS全球定位系統、RFID標簽及讀寫器、胎壓監測器等設備,用于識別和檢測運輸車輛的胎壓、車速、地理位置、海拔高度、行駛路徑等指標,也用于監控所運輸危險品的實時狀態,如液體和氣體濃度、溫度、壓力、有無泄漏和變質等指標及狀態。感知層用以采集各項狀態信息,是物聯網體系的基礎和信息來源。網絡層對感知層的所收集的信息進行數據傳遞,利用互聯網、移動通信網、無線接入網及無線局域網等基礎網絡設施進行傳輸[3],如3G/4G/Wi-Fi等技術手段。網絡層的主要作用是信息數據的傳遞。應用層用于連接物聯網和用戶,將物聯網技術結合到實際的危險品運輸行業中,對資源加以整合開發利用,使行業專業應用實施智能化,推出更為全面具體的低成本且高質量的問題解決方案。
3系統中主要應用的物聯網技術
3.1傳感技術
主要指各類傳感器,通過各類傳感器采集車輛及危險品的物理信息及指標,它是構成物聯網的基礎單元。目前最新的MEMS傳感器技術的快速發展為系統的建設提供了技術支撐。系統主要應用的傳感器包括傾角傳感器、速度及加速度傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、壓力傳感器、閥門開關傳感器和泄露濃度傳感器以及其它MEMS傳感器等[4]。
3.2物體識別技術
RFID技術是物體識別技術的代表,RFID讀寫器能自動識別讀取RFID的標簽信息,標簽進入磁場后,接收解讀器發出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息,或者由標簽主動發送某一頻率的信號,解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理。能高效識別運輸車輛身份和所運輸危險品的類型等各種基本信息。具有識別速度快、數據容量大、標簽數據可動態更改、動態實時通信等優點。實現對車輛及危險品的智能監控。
3.3位置識別技術
GPS是目前較為成熟,運用范圍廣泛的定位技術,在全球范圍內應用的比重達到40%以上。GPS定位系統具有在軌衛星數量多、定位速度快、精度高等優點。而我國研制開發的北斗衛星導航系統也逐漸趨于成熟,北斗衛星導航系統相較于GPS具有通信和目標定位等新興優勢。
3.4地理識別技術
以GIS地理信息系統為代表,具有強大的數據采集、管理、存儲、分析處理以及輸出空間數據的能力,將GIS系統與車輛運行情況相結合,提供車輛位置可視化的地理位置等信息,基于GIS地理信息系統集成已經成為物流發展的必然趨勢。
3.5無線通信技術
無線通訊技術發展勢頭迅猛,3G標準的TD-CDMA技術已經成熟,最新的4G標準的TD-LTE技術相較于前幾代技術在數據傳輸速度上有很大提高,100MB的理論下載速度、50MB的理論上傳速度,能夠適應高速移動的車輛的數據傳送,具有很強的時效性,且可以與云端存儲完美結合,隨著網絡覆蓋的廣泛化和深入化,4G技術能夠勝任物聯網的數據傳輸需求。
4城際危險品運輸安全監控系統結構
城際危險品運輸安全監控系統由三部分組成,分為車輛及危險品綜合工況信息采集系統、信息數據傳輸系統和遠程監控調度指揮中心系統。實現對危險品狀態的監測與安全預警、位置跟蹤、運輸過程信息記錄等功能。安全監控系統結構如圖1所示。
4.1車輛及危險品綜合工況信息采集系統
城際之間道路形式多種多樣,有路況良好的國道及高速公路,也有路況差的鄉道縣道等道路。運輸空間跨度較大,距離少則一百公里,多則上千公里。危險品運輸車輛需要在復雜的道路條件和氣候環境條件下長距離長時間行駛,對車輛及危險品的各項指標進行實時監控顯得尤為重要。車輛工況信息采集系統主要完成車輛車況的采集和集中處理工作,是整個車載系統的核心,該系統由各種傳感器和數據變換設備組成[4]。根據制定的危險品運輸規則,對車輛的行駛速度、加速度、地理位置、海拔高度以及車輛所在的道路環境,氣候溫度進行實時監測;對于所運輸的危險品的溫度、濕度、濃度、震動情況以及是否泄漏等信息進行實時數據采集;對于駕駛員和車輛前方的路況使用攝像頭進行錄制,將采集的數據發送給駕駛員和監控指揮中心,如果有信息數據的異常情況和檢測導致危險的因素,駕駛員和監控中心能及時做出反應,排除安全隱患。若運輸車輛已經發生突然事故,系統也能及時通報駕駛員和遠程監控中心,給出發生問題的原因,為監控中心迅速派出救援和指導駕駛員正確救災提供便利。車輛及危險品工況采集流程如圖2所示。
4.2信息數據傳輸系統
通過衛星及無線數據通信技術,使采集的信息得以傳輸到駕駛員端和遠程監控調度中心,同時使車輛控制終端和遠程監控中心實現實時通信?;贕PS全球定位系統和3G技術,加上北斗系統作以輔助。能夠有效傳輸信息采集系統收集的數據,在發生緊急情況的時候,信息傳輸速度以及信號強度具有重要的意義??焖俚男畔鬏斔俣群透邚姸鹊木W絡信號是緊急情況下指導及救援的重要保證。3G技術的成熟度已經很高,在傳輸數據和聲音速度上相較之前的GPRS制式網絡有了質的提升,適用于對于采集數據的傳輸和緊急通話。隨著3G網絡覆蓋面的加深和4G網絡的普及,即使在城際間復雜的地形中,如山區之間和隧道內部,都能保證信息和數據的順利傳輸。若在通信網絡不佳的極端條件下,北斗衛星導航系統也可用于緊急通信,駕駛員通過車載終端能及時與遠程監控中心取得聯系,同時能標定運輸車輛及危險品所在位置,作為常規通訊手段的輔助和保障,多重手段保證通訊不中斷,及時發現問題,迅速排除危險。
4.3遠程監控調度指揮中心系統
遠程監控調度指揮中心是整個系統的關鍵部分,起到信息匯總、數據分析、通信傳輸、信息管理、監控與指揮的作用。通過接收從車載終端發回的信息數據,隨時監控運輸車輛的行駛狀態諸如速度、位置、海拔高度等信息,通過攝像頭和無線網絡能實時檢測駕駛員的狀態,是否有超速及吸煙等違反規定易觸發危險的行為。同時能監控危險品的各項參數指標,配置各類服務器、專用的應用管理程序等,用于數據的周轉和數據分析以及指導解決方案的導出。配以救援調度系統,結合詳盡的突發事件應急預案,與運輸車輛鄰近城市救援系統聯動,對發生事故或危險的地點及時派出救援力量,規劃出最佳路徑,在最短時間內到達現場進行救援工作。通過查詢事故發生前的車輛及危險品狀態的信息記錄,加上專業軟件技術人員的分析,能推導出事故的誘因或直接原因,使得在責任認定時證據充分、更準確更直接,也對后續運輸工作方案及操作流程提出警示和整改方案。
5結論
篇3
1.1實驗室資源共享由于測控專業學生相對較少,所以大多高校都不愿花大量經費去建立測控專業的實驗室,基本都采用共享其它專業實驗室的方式,這也限制了測控專業的發展。我們學院也同樣存在這個問題,目前針對測控技術與儀器專業開放的專業實驗室有傳感器實驗室、自動控制實驗室和計算機仿真實驗室,沒有專門的虛擬儀器實驗室。之前學生只能在計算機仿真實驗室里做些虛擬儀器課程的基礎實驗,無法做專業實驗,在將物聯網技術引入之后,我們摸索出了實驗室資源共享的模式,也就是將不同實驗室的資源共享使用,以此完成虛擬儀器課程的專業實驗教學任務。其中傳感器實驗室擁有近20種傳感器、30套ZigBee模塊(WSN的一種)和30套GPRS模塊(無線傳輸技術的一種)等設備;計算機仿真實驗室擁有50臺計算機和配套虛擬儀器軟件,可以完成虛擬儀器課程的所有基礎實驗。在教學安排上只要將傳感器技術和虛擬儀器課程分在兩個學期,就可以實現兩個實驗室的資源共享,學生就可以借助于傳感器實驗室的資源完成虛擬儀器課程的大多數專業實驗。
1.2科研成果轉化虛擬儀器技術是利用高性能的模塊化硬件,結合靈活高效的軟件來完成各種自動測試、測量應用。將虛擬儀器技術和物聯網技術結合起來,在自動測試測量、無線通信、故障診斷和遠程測控等方面有著極大的應用價值和應用前景。目前,國內很多高校和科研機構積極致力于這兩者結合模式的研究,如天津大學、華北電力大學等。我們學院在這方面也開展了很多研究,譬如開展了“基于LabVIEW和物聯網的風光互補電站監控系統的研究”、“虛擬儀器與GPRS無線通信測試研究”等多項校廳級項目,并取得了一些成果。我們已經將項目涉及的無線傳感器技術、GPRS無線數據傳輸技術應用到虛擬儀器課程當中,對整個虛擬儀器課程的教學起到了很大的推動作用。
2物聯網技術的應用體現
物聯網技術在虛擬儀器課程中的應用體現在實驗教學環節,主要針對專業實驗。因為基礎實驗僅依靠軟件編程就可以實現,譬如學生編程練習數組函數、結構等知識。但對于專業實驗,必須要有硬件配套才能完成,借助于傳感器實驗室的WSN和GPRS將傳感器測量的信號傳給計算機仿真實驗室的上位機,再通過上位編程對各種參數進行分析處理,就實現了一套從數據采集、數據傳輸、數據分析、數據存儲、遠程監控的完整流程,讓學生體會到虛擬儀器作為自動測試測量領域專業開發工具的優勢所在,掌握到該領域的一些前沿技術,此類專業實驗的實驗流程如圖1所示,只要改變傳感器類型、ZigBee組網方式和數據中心程序,就可以完成不同的專業實驗。在實驗內容安排上,我們追求量少質高。開設了幾個目前科研應用中比較常用的無線通信、遠程測控和故障診斷方面的實驗。譬如開設的“虛擬儀器與GPRS無線通信測試”實驗,就是由校級精品實驗項目轉化而來,旨在通過借助虛擬儀器的實驗平臺,快速搭建一套GPRS無線通信系統,模擬實際工程中無線通信的全過程,通過LabVIEW編程,設計出友好的人機交互界面,將無線通信的原理和過程直觀形象地展現出來,讓學生充分理解無線通信的原理和設計思想,在實驗室里就能接觸到要在科研項目或企業里才能用到的新技術。同時在課堂教學上將實驗中涉及到的物聯網技術進行講解,譬如ZigBee組網選擇、ZigBee組網協議、用于GPRS通信的TCP/IP協議等,講解時可結合項目實例進行,課堂上現場演示利用GPRS技術通過簡單編程實現手機短信和彩信的收發,讓學生能直觀地感受到所學課程的實用性和前沿性,讓學生從心底里產生要將這門課學好的沖動。
3教學效果
引入物聯網技術之前,由于無法開展專業性的實驗,使得很多理論無法得到實踐運用和驗證,學生只能通過編程練習數組函數、結構等基礎實驗,普遍感覺實驗比較空洞、枯燥,積極性不高,學生感覺不到該課程的工程應用價值,也體會不到虛擬儀器作為自動測試、測量領域專業開發工具的優勢所在。在將物聯網技術引入之后,使這一問題得到很大改觀。開設的實驗項目涉及的內容是目前很流行的無線通信領域,而且GPRS通信中還可以實現手機短信的接收和發送,所以學生的積極性都很高。另外,在項目的實驗過程當中,每組學生會對程序界面的設計和調試過程進行探討,所以實驗氛圍也很好。另外該類項目要求學生要對所做內容有個清晰的思路和具體實現方案,要求學生具備一定的編程能力和程序調試能力,所以對學生實踐能力的鍛煉,創新意識的培養、探究性思維的啟發都起到一定作用。
4結語
篇4
現今的醫院有諸如規模大、設備多的特點,那么傳統的醫院資產管理的方式不能完全的滿足需求。為實現更高效的的管理,以及為了保障所有醫院資產的安全,謹防醫院資產的流失,從而就出現應用物聯網的技術在資產管理中這樣一個設想,并對整體系統主要部分有一個設計概念,即三個層次的管理構想。網絡層上有無線網及以太局域網構成,主要是把識別器得到的標簽信號發送至后臺的應用管理系統。應用層上由應用軟件和dbms組成,主要承擔任務的處理與數據存儲。感知層上考慮到成本的問題,選擇rfid無線射頻識別技術和條碼技術進行操作實現。通過物聯網的技術在醫院資產管理系統的應用。這種新系統明顯地可以有效提升資產管理的效率,并且保障醫院資產的安全性,更便于實現設備位置共享,讓醫院的資產管理不再繁瑣,而是更系統化,簡便化。減輕管理人員的繁復無謂的工作。當然也可以想象到跟著科學技術的進步以及物聯網未來的推廣,rfid能在整個資產管理范圍中更受推崇,能夠使得所有設備的智能化得以實現。
2物聯網在病患信息管理的應用
目前,根據目前醫院的服務和其工作性質與一般行業的不同性,醫院方面亟需能夠明物聯網技術在醫院管理中應用的研究文/張玉軒隨著近幾年我國經濟發展水平和科學技術不斷的提高,人們對于物聯網技術也有了更高的關注度,在交通方面,零售行業,餐飲行業等行業之中對此都有了一定的實踐和應用。在現代醫院的管理方面,本文通過對于醫院資產管理,病患信息管理以及在將來逐步形成的智能化醫療管理的分析,來探討物聯網技術在現代的醫院管理的應用。摘要確患者的位置、用藥和醫用垃圾的追溯方法。首先確定患者位置可以有效保障患者出現突發狀況時能夠獲得及時的搶救。用藥追溯可以使得藥物的使用和存儲更系統化,科學化,也可以謹防藥物缺失與召回。而追溯醫用垃圾是為了能夠判定醫院或垃圾運輸公司的責任,有效避免違規垃圾傾倒,從而發生醫療垃圾污染環境的大問題。物聯網的出現和應用將為醫院的患者信息管理做出極大的貢獻。在手腕上佩戴了rfid即射頻識別標簽腕帶的患者,以及使用了rfid標簽藥盒和醫療用垃圾袋,全部都可以通過無線網的全球無線定位的功能明確追蹤到具體的位置信息。除了管理之外,值得一提的就是無線技術應用可以方便醫院覆蓋無線網絡,提供給患者和其家屬更好的網絡服務。藥物作為一種極其特別的商品,患者如果遇到了醫院錯誤用藥,使用了假藥、偽劣藥品或是過期的藥物,不僅醫療效果大打折扣,更有可能危及生命安全。據可靠的相關統計,就在中國,一年至少會發生20萬人因為醫院錯誤用藥,用藥失誤而發生死亡,用藥出錯的人數占了用藥總人數的兩成左右。因為這種重要的問題,諸多國家都開始使用高科技方式來針對藥物進行追溯控制和監測,從而起到嚴厲打擊假藥,劣質藥。物聯網技術的出現無疑可以對整個醫療過程之中每一個藥物進行唯一性檢驗,使用rfid的射頻識別技術,有效的針對無法實時監控的藥物原料采集,對中間半成品及其屬性作出全程覆蓋監控管理,避免了過去藥物的條形碼容易受潮、極易被損壞,條形碼數據修改的許多問題。由此方法可以保證藥物信息準確,便于共享追溯。而在醫療用品追蹤方面,對所有的手術器械包中貼有rfid標簽,用于收集與儲存涵蓋了手術器械的種類,具體到每個器械的編號、總數量、包裝人員的工號、消毒日期等具體的手術器械使用信息。而管理系統將由這些信息來針對器械包的回收環節、清洗環節、包裝環節、消毒環節、發放環節都進行記錄,并且實行監控手術包使用信息,可以有效和盡力減少手術器械安全隱患,明確到了每一個環節人員責任,實現了責任到人的目的,方便出現了感染事故責任追溯環節。經歷非典之后,我國的醫用垃圾處理問題受到廣泛的關注,根據最新的《醫療廢物管理條例》,已經將醫用垃圾處理管理采納進了法制方式。醫用垃圾的管理不單單是醫院的管理問題,也直接關系到了公共衛生問題。由于如今信息化的管理已成為大趨勢,醫院以及醫療垃圾處理公司信息處理的能力逐漸提升,現在醫用垃圾的rfid標簽管理和實時監測等管理技術,逐漸實現了由過去傳統的人工處理轉而走向了現代化智能管理模式。物聯網技術的有效合理使用已經實現了對于醫用垃圾的運輸控制,并且能夠及時定位的醫用垃圾去向額rfid監控系統也開始投入使用,這種物聯網結合醫院信息管理系統能夠為有關部門高效監控醫用垃圾做了更好的信息技術支持。
3對于物聯網未來在醫療領域的應用
因為物聯網未來將會在醫療領域大范圍的應用、其中的流程十分復雜,為了面向醫療領域的物聯網能夠真正實現所有民眾的醫療信息管理問題,急迫地需要解決異構信息的互相聯接、互相聯通以及互相雙向操作的希望,在未來的醫院管理體系結構一定需要結合現在使用的醫院管理信息系統,而且一定要采用一種統一的標準來實現所以數據得交換、存儲,共享。這種新的架構框架一定需要有包括兼容性、開放性及可擴展性等特性。但是,因為需要廣泛普及物聯網技術在醫院管理之中的應用,就出現了如下幾個問題還需論證和解決:比如如何解決面向醫療領域的物聯網應用場合的問題,如何選擇底層網絡中的設備更節約管理成本問題,還有物聯網技術與現在使用的醫院信息化基礎設施相互融合的問題。
篇5
目前,隨著我國各城市不斷推進“智慧城市”建設,對于建筑能源的管理已經從原來的單個建筑的管理發展到面向整個城市建筑的能源綜合性管理。目前,不管是城市的有關管理部門還是能量使用單位,都需要建立有效的建筑能源管理體系,在對建筑能源消耗監測的基礎上進行能源的審計,最終實現建筑的節能。
2物聯網技術
物聯網,簡單的理解就是物與物之間相連的網絡。物聯網是信息技術和工業化時展的產物。物聯網技術主要由傳感技術、控制技術和信息通信技術融合而成,能夠借助互聯網將生活中的一切物品的識別、定位、遠程控制和管理等通過專用的傳感器設備進行互聯互通。物聯網技術是對互聯網的一種拓展和延伸,是一種在21世紀全面互聯互通的智能化網絡。在如今,由于不斷有各種不同領域的物聯網解決方案的形成,促進了物聯網技術的發展。在智能建筑的能源管理中,應用物聯網技術之后,進一步提升了建筑的能源管理能力,節約了更多的能源資源。
3智能建筑能源管理系統與物聯網的融合
智能建筑作為信息技術在建筑領域廣泛應用而產生的一種新型產物,主要是以建筑物為平臺,依靠相關的建筑設備和對象,借助智能化的技術,為人們提供一種全方位的舒適的建筑環境,體現了建筑的安全性、高效性、節能性和環保性。時代的發展,對于建筑智能化集成管理就必須對建筑的能源進行管理,將各種系統進行綜合、協調和控制,實現對建筑的統一管理,提升建筑內整體的能耗水平的下降。在智能建筑中,能源管理系統的結構主要為三層結構,分別為現場層、網絡層和管理層。在現場層中,主要包含的是現場采用的各種設備,如傳感器、智能儀表等。在現場層中,通信一般采用的是現場總線標準。網絡層則是現場層與管理層之間進行有效通信的橋梁,實現設備的采集指令的發送和采集信息的傳送功能。管理層則主要是實現對現場設備統一的監視、控制和管理,并將現場采集到的各種信息數據進行保存,此外,還具備報警功能。智能建筑能源管理系統的三層結構,對于實現智能建筑能源管理系統與物聯網的融合奠定基礎?,F場層能夠采用物聯網技術所需的各種智能化設備。網絡層能夠實現不同方式的通信,滿足物聯網的遠程監控和管理需求。管理層能夠有效采用物聯網技術中的云計算技術進行數據的處理。在物聯網技術與智能建筑能源管理系統進行良好融合的過程中,一方面需要對當前智能建筑能源管理系統進行分析然后采取措施進行完善,另一方面需要將完善后的智能建筑能源管理系統接入到物聯網平臺,這樣才能有效發揮出物聯網技術的優勢,實現智能建筑能源管理系統與物聯網技術的融合。
4物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用實例
物聯網技術作為當前最新型的技術,在智能建筑的能源管理系統中,目前已經得到了較為廣泛的應用。從前文論述可知,物聯網技術能夠與能源管理系統的三層結構進行有效的融合,在實踐過程中,也驗證了上述說法。本文以某小區的能源管理系統為例,分析物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用。
4.1能源管理應用方案架構
某科技園區的能源管理應用方案進行分析。其能源管理系統的架構圖如圖1所示。
4.2能源管理系統功能
在此能源管理系統中,能夠按照三層架構模式進行設計,實現了如下幾個方面的工作。(1)能夠對建筑物內的各分項能耗進行計量,例如對水、電、煤氣、溫度、濕度、冷熱流量等信息的采集。(2)對建筑能耗進行公示。在數據采集之后,一方面將數據傳入能源管理系統供有關人員分析并提出合理的節能措施,另一方面,能夠將相關信息借助顯示屏顯示,方便喚起公眾對建筑能耗的關注。(3)對建筑的環境以及重點的設備進行監控。引入相關的傳感器設備,實現對建筑內的給排水、空調、照明、電梯等系統的運行進行監控,方便遠程進行節能診斷。(4)便于進行能耗審計。(5)對節能效果進行評估分析并遠程控制有關設備的運行狀況。
4.3應用效果
篇6
1.1水資源及水環境管理方面
主要把社會水循環過程作為主要監控對象,這個過程由“取水-輸水-供水-用水-排水-回用”等環節構成。在監控時,通過監測點——包括取用水戶、入河排污口、水源地、地下水監測井等,以及對線包括河流、水功能區等的信息,進而掌握面包括行政區、水資源分區以及地下水分區等的情況。接下來,通過把取用水戶的取水和排水數據和行政分區的入境水量和出境水量數據以及地下水數據等進行互相校核,再加上數據信息(包括統計信息、監測信息、流域及區域水循環模型等)的互相校驗,可以為實行“總量控制,定額管理”提供有力的支撐,進而實現水資源的科學、精細管理。應用物理網技術,有助于水利行業準確掌握水資源狀況,并在此基礎上實現社會水循環過程(包括取水-輸水-供水-用水-排水-回用)和自然生態系統中的天然水循環過程(包括降雨-蒸散發-產匯流-入滲)之間的合理匹配,實現水資源的高效利用,并優化其配置以做到科學保護,實現經濟、自然及社會的可持續、協調發展。
1.2防旱防風防汛決策管理方面
主要是分別針對這三類信息的采集系統(主要是工情信息采集系統、水雨情信息采集系統以及災情信息采集系統)實現信息采集,網絡、數據庫將作統一建設。物聯網技術應用于防旱防風防汛的預警,主要是以計算機網絡、監測技術、信息處理及多媒體技術為支撐,在深入研究防汛抗旱監控特點的基礎上,使流域內及相關地區的水情、工情、旱情、雨情、災情等要素可以構成一體化數字集成平臺、虛擬環境,可以做到在可視化條件下為預警提供決策支持,以增強決策的預見性和科學性。如在防洪預警預報中,主要包括兩個系統:前端水雨情采集系統和預警信息系統。前端水雨情采集系統主要通過應用基于物聯網M2M通信技術的無線RTU實時采集現場的水雨情信息,這些信息包括單位時間內的降雨強度和降雨量,河流水速,水庫放閘水速、水量以及河流水庫的水位等各種水文數據。然后通過GPRS/CDMA網絡將這些信息傳輸到預警主控中心,以便為主控中心提供原始的水文數據。預警信息系統的設備主要包括喇叭、LED顯示屏以及無線預警廣播等設備。無線預警廣播設備接收預警信息有三種通信方式:一,通過GPRS/CDMA網絡保持與控制中心的鏈接,以實時偵聽控制中心發出的預警通告;二,通過語音通道為緊急災害情況提供直接的語音通告;三,通過短信通道控制中心及移動電話的終端,向預警廣播設備及時預警信息。對于沒有GSM/GPRS/CDMA網絡的那些區域,預警信息則可以通過調頻網絡得以傳到預警現場。
1.3在傳統農業及灌溉方面
應用物聯網技術實現對土壤養分以及水質的檢測,以實現對水文環境及水生態的監控,以取得一定的經濟效應。
2水利信息化中物聯網技術的應用
篇7
關鍵詞:物聯網;高職院校;人才培養;思路
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)09-0081-02
0 引 言
物聯網的英文名稱叫“the Internet of things”,就是“物物相連的互聯網”。有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將物聯網與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。物聯網技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。
1 高職院校物聯網人才培養之路
科技發展,人才是基石,物聯網這個信息化社會發展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創造和服務。2010年年初,教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知,眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯網工程、傳感網技術和智能電網三個物聯網相關的專業。全國物聯網相關人才缺口量在18萬以上,所以物聯網工程、傳感信息工程專業的畢業生就業前景廣闊。
1.1 物聯網企業人才需求分析
按照圖1所示的物聯網三層體系結構,可以將感知、傳輸、應用按物聯網產業分為感知產品制造業、傳輸產品制造業、應用產品制造業和系統集成四大類。
對應的具體企業大致有如下四個子產業:一是傳感器與RFID 的生產制造與測試;二是傳感器節點與嵌入式軟硬件無線網關設計、生產與測試;三是物聯網應用軟件設計與測試;四是物聯網系統集成與網絡服務。
圖1 物聯網的三層體系結構
支撐企業的崗位需求大致有以下五類:
(1)集成電路制造業,包括物聯網電子產品集成電路的PCB板的輔助設計、電子產品的生產、工藝、封裝、測試與管理和生產設備的管理維護等崗位;
(2)電子產品制造業,包括電子元器件的輔助設計、生產、工藝、封裝、測試與管理、貼片機等設備的管理維護;
(3)網絡通信產品的生產和服務,包括3G和4G通信服務、無線通信技術服務(WiFi、GPRS、Zigbee等)、有線網絡通信服務、GPS或北斗衛星通信服務;
(4)數據庫/中間件服務業,包括物聯網數據庫/中間件的安裝、調試、維護與管理工作;
(5)軟件服務外包業,包括物聯網傳輸層通信軟件開發、物聯網應用層軟件開發等。
1.2 物聯網企業對高職院畢業生的要求
根據無錫職業技術學院周志德教授的物聯網企業調研分析數據可以看出,物聯網企業在大專高職院校的學生需求主要集中在產品生產、測試、運維、銷售和項目管理等崗位。表1所列是物聯網企業工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯網專業群建設
物聯網技術不是一個全新的技術,它是計算機、通信和網絡技術的綜合體。所以物聯網技術專業也不是一種專業技術所能覆蓋,而必定是一個專業群才能支撐。物聯網技術是現有計算機應用技術、應用電子技術、電子信息工程技術、通信技術和軟件技術等專業的交叉結合技術。筆者考查了無錫職業技術學院物聯網學院的專業建設和機構設置,覺得很有創新價值和指導意義。表2所列是無錫職業技術學院的物聯網專業機構設置。
這種設置通過將計算機技術系和電子信息系合并,從而實現了教師、實驗實訓室的共享,打破了教師資源、硬件資源的分割,解決了硬件資源重復建設的浪費問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業。
3 以項目為導向、實踐為綱的培養模型
高職辦學的生命就是職業技能教育,培養物聯網技術人才就是要培養為物聯網企業和行業服務的技術型或技能型人才。這兩樣人才的培養需要進行大量的項目實踐鍛煉,所以高職院校不可能走脫離實際、只講書本理論的老路,必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實訓實踐項目做支撐。
以物聯網市場需求為導向,因此,實訓實踐項目的開展就要圍繞以下幾個方面:
(1)物聯網設備安裝、調試、維護,工程項目施工管理;
(2)傳感器等感知元件輔助設計、生產工藝、封裝、測試、維護和管理;
(3)嵌入式應用網關等產品輔助設計、生產制造、封裝、測試、維護和管理;
(4)物聯網應用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護與數據庫管理;
(5)智能樓宇弱電項目施工管理,弱電設備與自控設備的安裝、調試、檢測、驗收與維護。
所以,開展的實訓可以分為基礎模塊實訓和綜合模塊實訓?;A模塊實訓如電子工藝實訓、PCB實訓、電子產品制作實訓、物聯網項目綜合布線實訓、傳感節點實訓、數據通信實訓、應用程序實訓等。綜合模塊實訓如物聯網項目綜合實訓、物聯網項目規劃實施實訓等。
在基礎模塊實訓注重一步步圍繞專業技能打下良好的動手基礎,并且進一步鞏固所學基礎知識點。在綜合模塊要模擬工廠環境或者研發企業環境,從熟悉工程項目招投標、預決算、設備采購到編制項目實施計劃,協調資源并按計劃推進項目實施。這些角色由項目經理負責協調指揮。硬件小組負責硬件原理圖繪制、PCB圖設計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負責底層開發、應用層開發等。最后,項目所有成員進行統調測試,編寫項目技術要求書、需求規格說明書等技術性文檔。
4 結 語
在校企合作上,最好是企業能夠向學生提供實習崗位,提供企業中的實際問題作為論文研究的題目或設計任務完成畢業論文或設計,教師參與企業的科技攻關項目等。這樣,教師通過合作科研、提供咨詢、參與產品或解決方案的開發,服務于企業;學生通過實習、實踐項目,完成畢業論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作,使物聯網這樣的朝陽產業在人才培養上不斷檔、不斷層,最終學校和企業都能夠良性互動,可持續發展。
參 考 文 獻
[1]鄭小發. 物聯網工程專業中高職院校教學課程實驗體系研究[J]. 物聯網技術, 2012,2(2): 83-85.
[2]陳志峰,施連敏. 高職院校物聯網技術專業特色資源庫建設實踐[J] 中國教育信息化,2011(9):31-33.
[3]程遠東 . 物聯網發展趨勢與高職院校人才培養思考[J]. 物聯網技術, 2012,1(2): 47-49.
篇8
關鍵詞:郵政速遞物流;業務流程優化;物聯網技術
中圖分類號:F618 文獻標識碼:A
Abstract: This paper first studies the present situation of study on China Postal Express & Logistics Co. Ltd., and then discusses theories and methods related to business process optimization and reorganization, and finally studies on the application of internet-of-things management technology and internet of things in business process optimization and reorganization. It lays theoretical and methodological foundations for the study on the process optimization of China postal express & logistics business based on the internet of things.
Key words: postal express & logistics; business process optimization; the internet of things
1 我國快遞業發展現狀
1.1 我國快遞業發展潛力巨大卻競爭激烈
據統計調查,歐美快遞業收入占到GDP收入的1%左右,而我國占比僅為0.16%,還有很大的增值空間。據預測,我國在2015年GDP將達55.8萬億元人民幣,城鎮化率也將提高至51.5%,伴隨持續的經濟規模擴大和城鎮化率提高,信息流、物流和資金流等活動日趨頻繁,對快遞服務的需求也將持續增長;到2105年,我國電子商務將突破18萬億元,網絡零銷售額占社會消費品零售總額9%以上,這將推動人們消費方式的轉變,促使網購快遞需求快速增長;2015年我國快遞業收入將會達到38.708億美元,將占全球市場份額的13.19%。
快遞業務屬于競爭型行業,我國未設置市場準入限制,因此有眾多企業從事快遞業務。據統計,我國注冊的物流公司目前有70多萬家,其中快遞公司7 500多家。順豐、圓通等民營快遞公司運作效率較高,構成對中國郵政速遞物流公司的巨大競爭壓力。中國郵政速遞物流公司的市場份額從原有的94%已降至目前的30%左右。而隨著對外開放,美國UPS、荷蘭TNT等快遞企業進駐中國搶占市場份額,由于運作效率和質量的領先優勢,對國內快遞企業形成了巨大競爭壓力。
1.2 中國郵政速遞物流公司業務流程效率低下急需優化
當前中國郵政速遞物流公司較其他快遞企業效率低下且服務質量較差,掉包、毀損頻發,顧客投訴率呈不斷增長的趨勢,每百萬件快遞申訴從2010年的2.9件增加到2011年的8.3件。在國內外的嚴峻競爭壓力下,優化業務流程、提高服務質量,已成為中國郵政速遞物流公司的當務之急。
1.3 物聯網技術有利于業務流程優化和重組
物聯網是繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第三次浪潮,利用物聯網全面感知、安全傳輸、智能處理等優勢進行物流業務體系及流程再造,可有效提高物資的使用效率及物流管理水平[1]。
2 郵政速遞物流研究綜述
薛蓉娜、趙會娟(2006)[2]建立了快遞產業的評價指標體系,將郵政速遞物流公司同國內外競爭者對比發現體制改革是提高競爭力的關鍵途徑。王同聚(2006)[3]從業務運作、客戶開發、網絡資源優化與協作研究了郵政速遞物流公司業務層面的資源全面整合問題。陳爭輝,王倩,樸明燮(2011)[4]驗證出了響應性、可靠性、價格和有形性是郵政快遞服務質量的四個因子,對品牌形象和滿意度產生顯著影響。張振旺(2006)[5]認為EMS對外面臨四大國際快遞公司競爭;對內面臨私營公司的競爭,導致競爭力不足。EMS由于受政策保護,在企業規模、物流網絡、網點覆蓋等方面具有優勢,卻面對高價、低質量的劣勢。
隨著郵政速遞物流公司即將上市,所處外部環境變化更大,競爭更激烈,而我國大部分研究還注目在2005年,研究成果無法滿足外部環境變化要求。對于中國郵政速遞物流公司來說,競爭力提高的最直接表現就是市場份額的提升,影響因素主要是顧客滿意度,而影響滿意度又是服務質量。那么對于服務質量來說,如何在動態環境下對中國郵政速遞物流公司的價格、速度、貨損率等因素的業務流程進行優化便是當前研究目的?;谥袊]政速遞物流公司的特殊地位,本文擬在物聯網環境下對中國郵政速遞物流公司的業務流程進行優化重組。
3 業務流程優化和重組研究綜述
流程在《朗文當代詞典》中的解釋為:一系列相關的人類活動或操作,有意識的產生一種特定的結果。Davenport對流程的定義為:“流程是系列的工作,有一個起點,有一個終點,有明確的輸入資源與輸出結果?!币虼?,流程必將是由一系列的行動或者活動而必將產生結果的執行。
達文?波特將業務流程定義為跨越時間和空間的有序工作活動,它有起點和終點并有明確的輸入和輸出。我國學者彭東輝認為業務流程是企業為了向顧客提供有價值的產品或服務所進行的各種有序的活動。蔣志青認為業務流程優化為在進行產品或服務改進時,企業不需要改進基本業務流程,只是隨著產品或服務改進而改善業務流程;在實施新產品、新市場建設時,由于產品和服務發生變化,企業必須重新構建業務流程。
部分學者對企業業務流程重組的實施框架進行了研究,Hamid從影響 BPR實施的組織因素進行研究, 這些因素可以根據客戶、員工和組織的關注點不同進行管理;Reijiers(2004)[6]提出以工作為中心的BPR框架,作者提出了客戶、產品/服務、流程、參與者、信息系統和技術。該框架中參與者、信息系統、技術與流程密切相關,以支撐產品或服務為目的,最終滿足客戶的需要;其他學者提出了徹底變革的概念模型,并指出四個關鍵成功因素是:創造力、洞察力、標桿和IT;而Kettinger和Grove(1995)[7]將流程重組和流程改進的思想結合起來,提出了業務流程變革管理的理論框架模型。
也有學者對業務流程重組的實現方式進行了探討,Nelson和Coxhead(1997)[8]提出BPR概念可以引申出各種術語:流程變革、流程再設計、業務流程轉型及核心流程再設計,根據BPR的各種定義總結出了流程的變革范圍為流程改進流程簡化流程重組業務重組業務范圍重組公司轉型; 其他學者認為可以將業務流程重組分為演進式和革命式,并針對流程演進式和革命式變革列出了其變革的元素,提出一般BPR在設計階段采用革命式方法,而實施時采用演進式方法。
還有學者對業務流程重組的評價方法也進行了研究?!镀髽I再造》一書中明確指出:BPR的目的就是在成本、質量、服務和速度等衡量企業業績的這些重要的尺度上取得顯著的進展,并提出顯著進展不是要在業績上取得點滴的改善或逐漸的提高,而是要在經營業績上取得顯著的改進;Sarkis等人(2002)[9]采用網絡決策層次的方法來評價制造業組織實施BPI結果,評價分成戰略性評價和運作層評價,戰略性評價包括成本、質量、時間和柔性, 這些因素之間是會相互影響的。運作評價包括報廢、反饋、初始成本、循環成本、交付時間、新產品開發時間、產品柔性和數量彈性等。
4 關于物聯網的研究綜述
4.1 物聯網概念
物聯網(the internet of things)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、光熱敏器件等信息傳感設備,按約定的協議將物件與互聯網連接起來進行信息交換和通信,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能的一種網絡。
4.2 物聯網與業務流程優化
高婧等(2011)[10]根據物聯網技術應用對物流配送業務的技術改進,在作業調度配載、在途監控等作業環節進行改進優化,實現配送過程信息化、智能化,并與上下游業務進行物資資源整合和無縫連接。宋昕等(2010)[11]研究了物聯網技術在推進散雜貨港口生產業務流程優化,提高企業生產效率方面的積極作用,并從系統的設計角度,提出了基于物聯網技術的散雜貨港口汽車提貨管理系統的設計框架。石瑋(2011)[12]認為將RFID、3G等物聯網技術應用在物流上,將會提高物品在運輸途中的安全,減少因安全問題給企業和個人帶來的損失。
4.3 物聯網技術在物流中的應用研究
對于物聯網在物流中的應用,國內學者大多做了闡述性的描述。龍江等(2011)[13]研究了物聯網視角下快遞業服務品質提升研究,作者認為快遞業要準確了解物聯網標準的基礎上,使快件信息的編碼方式與物聯網的主流編碼方式保持一致。馮東(2005)[14]研究了RFID在供應鏈管理中的應用,作者認為RFID幫助供應鏈上下游企業之間協同工作,減少信息不對稱、信息失真,使供應鏈的透明度大大提高,從而提高整個供應鏈的運營表現。
5 結 論
多數研究認為物流速遞公司在競爭中處于內外夾擊狀態。沒有從根本上考慮如何提高競爭力。如何在兼顧郵政速遞物流公司作為國有企業在進行業務變革的時候會受到多方面的利益抗衡,但整個大環境又要求中國郵政速遞物流公司必須進行改變。因此,本文在此基礎上提出具有前瞻性的研究,采用物聯網技術對公司進行變革。采用物聯網對公司業務流程進行優化,避免了直接和公司固有的利益進行抗爭,能夠成功的概率較大。
在進行業務流程優化和重組的過程中,國內外的研究還是比較豐富的。但隨著技術的進步,環境的變化,越來越多的先進技術將會采用。應用具體的物聯網技術對某個公司進行研究還沒有發現。因此,作為國有企業,作為中國即將上市的快遞物流公司,面臨著巨大的機會,同時也面臨著巨大的威脅和競爭,采用新技術對該公司業務流程進行優化,對于其提高競爭力就顯得十分重要了。其一是開拓新的方式對國有企業的低效率進行變革;其二是對物聯網技術在快遞物流企業的應用進行探討。
參考文獻:
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[10] 高婧,史方彤,崔茜. 基于物聯網的物流配送業務流程再造研究[J]. 物流技術,2011,30(12):25-27.
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[12] 石瑋. 面向物聯網的在途物流管理優化研究[J]. 長春工業大學學報(社會科學版),2011,23(4):44-46.
篇9
隨著計算機技術、互聯網技術、無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術等飛速發展,物聯網的研究和應用也得到快速發展,并越來越引起各國的高度重視。物聯網甚至被稱為繼計算機和互聯網之后的又一次信息產業革命。美國于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多個典型智能解決方案已經在全球推廣;歐盟于2009年6月了全球首個國家級物聯網發展戰略規劃;韓國和日本等發達國家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰略,其核心內容都是利用無所不在的泛在網絡技術實現人與人、物與物、人與物之間連接,讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。我國政府于2009年8月提出“感知中國”的戰略構想,并由政府、科研院所和企業建立相關研究基地和成立物聯網產業聯盟??梢娢锫摼W技術以及相關產業已經成為各國下一個必爭的戰略制高點。而任何一個新興產業和行業的發展,都需要大量的專門技術人才,物聯網的發展同樣也不例外。目前,我國物聯網專業人才還非常緊缺,人才的培養還處于起步階段,而大批專門人才培養主要依靠高等學校來承擔。在這樣一個大的環境和背景下,國家教育部于2010年批準在35所高校設立物聯網工程和傳感網技術本科專業,并于2011年開始招生。另外,全國有將近20所高職高專院校以及獨立學院開設了物聯網工程專業。物聯網工程專業是一個多學科高度交叉的新興專業,如何培養出合格的、符合市場需求的物聯網專業人才是高校面臨的一個主要問題。南于物聯網本身技術復雜、牽涉面廣,涉及多學科的交叉,這就必然對人才的培養和專業建設都需要進行全新的考慮。筆者結合安徽理工大學物聯網工程專業建設和實踐,對物聯網丁程專業人才培養和教學資源建設進行了一些初步的探索,為高校物聯網工程專業人才培養和專業建設提供指導和參考
2 物聯網工程專業的研究內容
2.1 物聯網的體系結構
物聯網的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過射頻識別等信息傳感設備把所有物品與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。現在普遍認為物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通對象實現互聯互通,具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化特征的網絡。從物聯網的定義可以看出要實現物聯網需要具有感知、通信與計算能力的智能信息傳感設備等實現全面感知,借助現有的互聯網和電信網來進行數據的可靠傳輸,以及數據的智能處理,進而實現人與人、物與物、人與物之間的互聯互通和智能信息服務。物聯網的體系結構可以根據信息生成、傳輸、處理和應用劃分為4個層次:感知識別層、網絡層、管理服務層和綜合應用層。其中感知層是物聯網信息的來源,包括各種類型的傳感器、RFID標簽和讀寫器、智能手機、智能家電以及智能測控設備等;網絡層實現數據的傳輸,包括有線和無線網絡的接人層、會聚層和核心交換層;管理服務層實現數據存儲、處理的和智能決策服務等,包括中間件、數據存儲與處理、數據挖掘與智能決策等;綜合應用層實現不同行業的綜合應用,包括智能物流、智能電網、智能交通、智能環保、智能醫療等。物聯網4層體系結構如圖1所示。
2.2 物聯網關鍵技術和研究內容
由物聯網的4層體系結構圖可以看出:感知層是物聯網應用的基礎,位于物聯網應用的最底層,也是物聯網區別于傳統互聯網的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術、無線傳感器網絡和控制技術、短距離無線通訊技術等主要關鍵技術。物聯網的應用層與具體的應用領域不同存在很大的差異,需要根據具體的應用來設計。物聯網網絡層的數據傳輸技術、無線通信技術以及管理服務層涉及的數據存儲、云計算、數據挖掘等各種支撐技術都是物聯網應用和研究過程中涉及的主要技術和內容。
由于物聯網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的交叉,開設物聯網相關專業的高?,F有學科基礎、專業設置以及研究內容的側重點都會有所不同,因此在物聯網工程專業的課程設置以及培養方案方面會存在的一定的差異。由物聯網的4層體系結構,可以根據實際情況對物聯網工程專業設置不同的研究方向,如電子技術和嵌入式技術基礎較好的高??梢詡戎赜诟兄獙釉O計和應用,計算機技術基礎較好的高??梢詡戎赜谖锫摼W應用層和信息服務層,網絡技術和通信技術基礎較好的高??梢詡戎赜诰W絡層和管理服務層,還有各相關交叉專業設置較為全面、研究基礎較好的高校則可以在物聯網的各層都平衡發展。具體設置什么樣研究方向和培養方案,各高校需要根據自身的學科專業基礎和特點以及高校的行業背景,設置具有自己特色和優勢的培養方案和側重研究方向。安徽理工大學是一所具有煤炭行業背景和醫學特色的理工類高校,目前設有相關的專業有:計算機科學與技術、電子技術與儀器、網絡信息安全、自動化、電子信息工專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動化等,具有較好的相關專業建設基礎,尤其是面向煤礦自動化和信息化應用領域有著較強的優勢。因此,基于學校的行業背景和專業基礎現狀,物聯網工程專業的側重點是物聯網的感知層設計和應用,兼顧管理服務層的相關技術研究,如中間件等。重點應用領域是礦山物聯網以及智能移動醫療,結合現有的網絡信息安全和計算機科學與技術等相關專業,制定符合學校實際和充分利用現有教學資源的物聯網工程專業的培養方案。
3 物聯網工程專業培養目標和課程設置
3.1 物聯網工程專業培養目標
在高等學校本科人才培養目標的前提下,根據物聯網專業的研究內容和市場需求定位,物聯網工程專業培養目標是:具有寬厚扎實的基礎知識,系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能,具備網絡技術、傳感技術、射頻識別技術、嵌入式技術、通信技術以及計算機技術等信息領域寬廣的專業知識,具有綜合運用所學知識解決物聯網中信息獲取、傳輸、處理問題的能力,能夠從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、無線傳感器、電子標簽射頻識別、信息安全等產品及系統的科學研究、工程設計、產品開發、技術管理與設備維護等工 作。
通過相關課程的學習,掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、RFID技術等知識和專業技能;掌握基本物聯網節點、網關、網絡協議棧,有線和無線網絡技術原理,無線自組織組網、有線和無線網絡拓撲以及網絡安全技術等基礎理論和關鍵技術;熟練并系統地掌握物聯網應用系統集成、物聯網硬件與軟件設計、互聯網應用等,具有綜合應用所學知識解決物聯網工程中實際問題的能力,包括:工程設計、設備制造、網絡運營和技術管理中的實際問題等能力;掌握基于無線傳感器網絡的物聯網業務的開發、測試、推廣等知識,具有較強的綜合應用信息網絡相關知識解決問題的能力、綜合試驗能力與工程實踐能力;熟悉礦山物聯網的架構、應用環境和關鍵技術,并能夠進行系統設計和開發;熟悉物聯網在智能醫療領域的應用技術,并在現有醫院信息系統的基礎上,進行移動醫療的智能終端、醫療傳感設備、中間件、數據存儲、應用系統的設計和開發等。此外,還應具有較強的創新意識、創造性思維能力,能綜合運用多學科知識、技術和現代工程工具,將所學內容應用到其他行業和應用領域。
3.2 物聯網工程專業課程設置
由于物聯網工程專業是綜合多學科的新興專業,在課程的設置和教學內容的安排上還不夠成熟和穩定,還處于探索階段。需要根據專業培養目標和實際教學情況,不斷地調整和優化課程的設置。目前,物聯網專業課程設置基本上在現有較成熟的計算機科學技術和電子信息類專業的基礎上,增加與物聯網相關的核心課程,但側重點是物聯網技術及應用。結合學校相關專業課程設置現狀,物聯網專業課程分為以下幾個主要模塊:(1)公共基礎模塊;(2)專業必修課程模塊:(3)專業核心課程模塊;(4)專業任選課程模塊;(5)跨學科課程模塊;(6)實踐課程模塊;(7)素質拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。
在課程的設置上既考慮了物聯網專業的核心研究內容和專業特色,同時考慮到物聯網專業是一門新興的專業,還沒有專門的碩士和博士學位點,目前基本上都是作為計算機或相關學科的一個研究方向,而計算機專業研究生入學考試的專業課實現國家統一命題,因此,在課程的設置上要能夠和計算機科學與技術專業核心課程實現無縫對接,使得物聯網工程專業培養的學生能夠輕松實現進一步深造的愿望?;谶@樣的一種現狀,學校物聯網工程專業在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設了數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統等相關的課程,同時開設了物聯網導論、無線傳感器網絡、RFID原理與應用,能夠滿足學生專業學習和考研深造的需要。為了突出物聯網專業知識,在專業任選課程模塊中開設了大量與物專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net聯網和計算機相關和當前最為熱門的課程,充分體現了該專業方向的知識面寬、技術先進等特點??鐚W科課程模塊的設置為進一步拓寬學生的知識面,了解煤礦行業的生產背景和主要技術裝備,為以后從事煤礦物聯網和數字礦山建設打下基礎。實踐課程模塊的設置是培養學生動手能力和學習興趣的重要教學環節,是達到學以致用的主要途徑,是整個教學過程不可缺少的內容。素質拓展模塊通過組織多種形式和內容的第二課堂教學活動,以培養學生創新精神和實踐能力,促進個性發展,提高綜合素質。
4 人才培養和教學資源建設
4.1 物聯網工程專業人才培養
高等學校的使命是培養人才,高校需要根據市場的需求和自身優勢以及綜合其他因素來確定人才的培養模式。因此,對人才培養目標的定位能夠全面反映高校對合格人才的理解和時代需求。安徽理工大學是行業特色鮮明、理工類為主的綜合型大學,學校人才培養目標是:結合煤炭行業特色,培養“厚基礎、高素質、強能力、善創新”的創新型人才和高級專門人才。在人才培養過程中要構建多元化、多目標的培養模式,同時充分考慮學生就業、創業和繼續深造等不同要求,努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養體系。在學校人才培養目標的指導下,借助現有相關專業的培養模式和經驗,并結合物聯網工程專業的特點,對物聯網工程專業的人才培養采用校企聯合培養的模式。
安徽理工大學是第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校,目前在計算機科學與技術專業以及其他電子信息類專業的卓越工程師培養計劃和方案制定過程中積累了一定的經驗,其核心培養方式是采取的3+X培養模式,主要措施是其中3年時間在學校進行相關基礎課和理論課的學習,至少1年時間采取校企聯合培養模式,通過將企業納入到人才培養主體地位,可以進行訂單式培養,大大增強學生對企業需求的了解和實踐動手能力。真正體現“卓越計劃”的3個特點,即行業企業深度參與培養過程;學校按通用標準和行業標準培養工程人才;強化培養學生的工程能力和創新能力。物聯網工程專業主要是培養工程類的專門型應用人才,可以按照“卓越工程師”的培養模式進行培養。一方面是在現有教學資源的基礎上,加強物聯網專業基礎理論和專業核心課程內容的教學,另一方面加強實踐教學環節,尤其是引入相關企業的參與。目前,我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網絡技術有限公司簽訂了戰略合作協議,聯合培養物聯網專業人才,由參與的公司提供相關課程的教學和實踐環節的平臺,并且公司有優先挑選優秀畢業生的權利。另外,安徽理工大學與附屬醫院安徽淮南東方醫院集團也簽訂了合作協議,共同研究和制訂數字移動醫療系統方案。移動數字醫療系統的實施可為學校物聯網專業教師和學生提供了參與設計和開發的機會,同時也會為學生的培養提供很好的實習場所和平臺。另外,安徽理工大學與兩淮煤礦企業都建立了很好的合作關系,有著很好的合作基礎,雙方都在積極準備聯合培養礦山物聯網建設人才,進行校企深度合作,為拓展學校物聯網專業人才培養提供了很好的實踐和就業機會。此外,學校還與一些經濟發達地區的相關企業建立實習基地,如上海、深圳、無錫、蕪湖等,為學生進入工作崗位前提供深入企業實習機會,為進一步就業打下了堅實的基礎。校企合作模式的效果已經在學校的一些專業取得了很好的效果,校企合作是物聯網專業人才培養較為理想的模式。
4.2 物聯網工程專業教學資源建設
物聯網專業人才的培養,除了有定位準確的培養目標和合適的培養模式之外,還需要有配套的軟硬件教學資源的支撐,教學資源是培養合格人才的重要保證。一個專業辦學水平的高低往往與該專業的師資、實驗室、教材、實習場所等建設水平有關。對于物聯網專業這樣一門新興專業,面臨的專業教學問題更為嚴重和急迫。學校在物聯網專業建設過程中,相應地采取了一些有效措施來保證高水平的教學資源。
(1)物聯網專業師資隊伍的建設。這是所有教學資源中最為重要的部分,沒有好的師資很難想象能夠培養出優秀的人才。因此,學校和學院都非常重視教師的培養,培養的方式主要是從學院中挑選出一部分對物聯網感興趣而且嵌入式技術以及軟件開發能力過硬的教師組建成物聯網科研團隊和教學團隊,通過申專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net請物聯網相關課題展開物聯網理論和應用研究,目前已有2項物聯網相關的國家自然科學基金項目,5項省部級物聯網應用課題,多項企業物聯網應用橫向課題,通過科研課題工作的深入展開和研究,大大提高了教師對物聯網理論的理解和實踐應用水平,對推動物聯網專業的教學水平起到明顯的促進作用。除此之外,學院利用寒暑假時間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯網專業教學和研討”“高級物聯網開發工程師物”等教學和專業技術的培訓,通過培訓進一步提高教師的物聯網教學水平和專業技能,然后再通過校內的研討和講座帶動更多教師物聯網專業水平的提高。
(2)教材建設也是辦好專業必不可少的環節。由于物聯網專業是新建專業,雖然已經出版了一些不錯的物聯網方面的圖書,但適合作為本科教學的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術類或普及類。因此,在教材的建設方面還有很多的工作需要做。我們根據開設的課程和目前已有教材的現狀,挑選出相對較好的基本教材和參考書,通過大家閱讀討論,然后根據制定的教學計劃,來確定講授的內容和學生需要自學的內容,并整理教學講義和課件,為后續教材建設做好準備。通過這一環節,充分提高了對教學內容細節的掌握和理解,也對物聯網技術掌握得更為全面。
(3)實驗室建設是實踐教學環節的有力保障。為了能夠滿足物聯網實驗教學的需求,學院對物聯網實驗室建設投入了大量的建設經費,實驗室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識別實驗教學系統,并向安徽福訊信息技術有限公司訂制了無線傳感網絡教學系實驗系統。在物聯網實驗建設過程中,物聯網專業教學團隊全程參與整個實驗室建設過程,對系統的安裝、調試、運行都進行全面掌握;專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net并邀請物聯網實驗系統開發的T程技術人員給教師做專門的技術培訓和講座,進一步提高了教師的理論水平和實踐水平。通過師資、教材和實驗竄3個環節的建設,目前學校已經具有較高水平的物聯網專業教學團隊和完善的教學配套資源,完全能夠按照既定的教學目標和計劃來進行物聯網專業人才的培養。當然,任何一個新的專業的開設,都需要一定時間的建設和完善,在建設的過程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經驗,及時修正不合理的方面。
5 結語
物聯網工程專業的人才培養和教學資源建設,是所有高校物聯網工程專業在辦學過程中需要考慮和解決的問題,而特色人才培養模式和高水平教學資源建設是辦好物聯網專業的前提,因此,各個高校應根據各自不同的辦學基礎和行業特點,著眼于市場需求和自身的辦學優勢,在體現物聯網工程專業共同特點的基礎上,要突出物聯網工程專業的行業特色,這樣培養出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業面。
參考文獻:
[1]吳功宜,吳英.物聯網工程導論[M].北京:機械工業出版社,2012:1-5.
[2]劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2011:3-6.
[3]吳功宜.對物聯網工程專業教學體系建設的思考[J].計算機教育,2010(21):26-29.
篇10
1物聯網的應用研究現狀
1.1物聯網的應用研究
物聯網用途廣泛,遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、體育競賽與體育訓練、教育培訓、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域[3]。
1)物聯網在社會經濟與生活中的應用楊子江(2010)提出物聯網對環境保護的推動作用,認為借助物聯網技術可對生產的節能減排進行全程監控。王粉花等(2010)研究以物聯網中無線通信技術為基礎的人體運動狀態監測系統的設計方案,以滿足老齡人護理需求。朱小妹(2010)設計了基于物聯網技術的農業生產智能管理系統,通過在各農作物領域應用傳感器,實現各種數據的自動采集。李盧一(2010)基于對物聯網研究現狀的把握,探討物聯網在構建智能化教學環境、豐富實驗教學、輔助教學管理、拓展課外教學活動方面的作用。李勝廣(2010)提出將物聯網技術應用于城市應急預警系統中,實現感知城市的功能。王建冬(2010)提出物聯網的出現催生了第四代生產業,提出生產業發展的4階段模型,其技術維度依次為數字計算機、微機、互聯網與物聯網。物聯網在企業方面的應用研究:賈凱(2005)搭建了物聯網在醫藥流通中的應用框架。劉建生(2007)分析了基于物聯網的藥品流通流程再造措施。溫平(2010)設計了基于物聯網技術的新型干法水泥生產設備運行狀態監測系統,監測設備的溫度、振幅,實現信息的及時上報與報警。梁正平(2010)提出基于三維編碼的全流程食品追溯系統,結合物聯網技術,實現信息的采集與查詢和追溯。朱帥(2010)在“物聯網對未來零售業的影響”一文中提出“技術催生革命”、“信息分析是增值點”、“機遇和挑戰并存”。此外,不少學者也從不同角度就物聯網自身發展進行了研究。焦泉(2010)闡明物聯網與知識產權的關系,提出加快我國物聯網知識產權保護創新的思路。寧煥生(2010)提出中國物聯網網絡管理協議結構(RFID-MP),為中國物聯網的架構、信息服務系統和網絡管理協議的發展和研究提供了參考。顧晶晶(2010)設計了基于無線傳感器網絡拓撲結構的物聯網定位模型。楊斌(2010)提出基于面向服務架構(SOA)的物聯網企業應用基礎框架,該框架利用射頻標識構建的物聯網對企業產品全流程進行監控,通過SOA實現海量數據資源共享和高效利用,為企業資源整合提供一種可行的解決方案。張云霞(2010)對物聯網領域現有商業模式進行分析,指出適合電信運營商的物聯網商業模式。這些研究都為我國當前物聯網產業的發展提供了探索的思路。
2)物聯網在物流方面的應用
物聯網在物流方面的應用主要集中在物聯網對物流的影響以及物聯網在物流操作、物流信息及供應鏈物流管理等方面的應用。關于物聯網對物流的影響,趙昱(2010)展望了物聯網對物流活動的影響。王繼祥(2010)提出物聯網在物流業中的應用,包括:產品的智能可追溯網絡系統、物流過程的可視化智能管理網絡系統、智能化的企業物流配送中心、企業的智慧供應鏈。沈旭明(2010)提出物流屬于物聯網帶動產業,提出智能物流的概念。左斌(2010)提出物聯網時代物流企業的轉型升級為供應鏈網絡管理組織的主導企業,物聯網催生新的物流運作模式———專業化“物聯網服務商”。戴定一(2010)認為物聯網時代的“智能”是基于網絡的,或者說是依托“基于網絡的集中式數據處理和服務中心的”;物聯網促進物流智能化;“數據中心”是網絡經濟社會的一個創新的經濟主體,存在“商務模式”運作等困惑。關于物聯網技術在物流操作中的應用,潘金生(2007)提出基于物聯網的物流信息增值服務。朱文和(2010)提出基于物聯網技術實現供應鏈全過程的智能化物流配送服務。李霞(2010)分析了物流信息技術與物聯網的關系。薛飛(2010)提出把物聯網融入物流園區的建設中,利用物聯網在不同物流園區間搭建一個互通互利的網絡結構。王曉亮(2010)提出物聯網可用于我國鐵路運輸的客票防偽與識別、站車信息共享、集裝箱追蹤管理與監控及倉庫管理。物聯網在物流信息系統中的應用,一方面表現為RFID技術在物流中的應用,另一方面為基于物聯網的物流信息系統的設計。羅秋科(2007)提出EPC(ElectronicProductCode,產品電子代碼)系統及其在現代物流中的應用。余雷(2006)提出基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統。王德玉(2007)提出RFID技術在軍事物流領域的應用研究。ChristianDecker(2008)設計了SmartItems(智能物料項目)應用于供應鏈管理。Vin-cent(2009)研究了RFID與物聯網的關系,提出二者有助于救市。金鑫(2010)提出RFID發揮優勢物聯網助力春運,實現車票實名制管理。王燁(2010)提出基于RFID技術的物聯網在物流安全領域的應用。荊心(2010)研究基于物聯網的物流信息系統體系結構。俞靈(2010)提出港口口岸物聯網體系結構規劃設想。AntonioJ設計了基于物聯網的醫院智能信息系統,用于檢測過敏及副作用。ReinerJedermann提出基于智能嵌入式標簽物流中泛在計算的應用。在供應鏈物流管理方面,樊世清(2010)討論物聯網對供應鏈管理的影響。李旸(2010)提出物聯網對商業銀行供應鏈金融產品的影響。畢明光(2010)提出基于物聯網技術的物流供應鏈研究。張佶(2010)提出物聯網提升紡織供應鏈管理水平。周受欽(2010)提出“物流裝備物聯網”的概念,即物流裝備智能化加上傳輸網絡及管理系統與運營系統。
1.2我國物聯網應用研究現狀評述
我國對物聯網的發展與應用的研究非常多,這些研究豐富了物聯網的理論研究領域,對我國物聯網的理論體系完善起到添磚加瓦的作用,滿足了當前我國物聯網發展的特定需求。
1)上述文獻中提出的主要觀點本文僅對物聯網應用方面的文獻作梳理,未涉及大量關于物聯網技術的文章。上述文獻從物聯網應用的各個角度展開,形成一些明確的、共識性的觀點:①物聯網的廣泛應用將是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息革命,或稱為信息產業革命的第三次浪潮;②互聯網與物聯網的整合,改變了人類的生產和生活,實現全球“智慧”狀態;③物聯網帶來了新的產業革命,可利用物聯網信息通信技術改變未來產業發展模式和結構;④作為信息技術與網絡技術,物聯網可廣泛應用于各行各業,實現信息的共享、反饋;⑤物聯網將是一個新興產業,物聯網產業是具有萬億元級規模的產業;⑥當前我國物聯網發展的障礙集中于安全、成本、效率、標準化、整體規劃等方面??傮w而言,文獻較客觀地描述了我國當前物聯網的發展現狀,闡述了發展物聯網的益處,對我國未來物聯網產業的發展前景進行預測,同時探討了物聯網在各行業、各領域的應用方向。此外,關于物聯網的應用研究角度非常豐富,研究人員眾多,不僅限于高校、企業,還包括政府人員;同時研究視角奇特,既包括新興低碳經濟與物聯網的關聯,也包括傳統的科學發展觀、與物聯網的關系分析。
2)研究可能存在的不足物聯網畢竟是新興事物,因此,不可否認當前物聯網理論與應用研究的作用與貢獻。但是也應看到上述研究的不足,總體表現為研究內容較空、雷同,學術界對此的討論非常熱烈,但是多浮于表面,實踐應用不足。部分研究仍然僅著眼于物聯網的基本概念和細微的應用點,研究內容也不夠深入,僅是對物聯網技術的套用。部分文章文不對題,對物聯網的分析、應用有些牽強附會。應用研究性的文章“為應用而應用”,缺乏應用的基礎分析,提出的措施空泛。物聯網應用性文章研究從點著手,但是也僅限于點,而非線、面。例如研究主題為“物聯網應用于物流管理”的多數論文僅是對采購、生產、配送、銷售、回收(召回)等供應鏈過程各個環節的監測,缺少全過程的協作,同時側重于信息的共享,缺失物聯網產業鏈各主題對實物智能管理的協作。研究物聯網技術應用于監測,而無后續支持:僅是安全防范,未能做到控制處理。多數論文均將物聯網作為信息技術和網絡技術進行分析,對物聯網商業模式與產業運營的研究較少、較淺。關于物聯網產業鏈中物流配套支持的理論研究較少。
2對物聯網的認識
關于物聯網的現實存在性、必要存在性和物聯網的重要性,學術界和企業界依然存在不同看法。借鑒互聯網的發展,本文認同物聯網存在的必要性,認為其發展大有前途。物聯網的信息技術、政府關注都不再是問題或者障礙,同時隨著突發事件、消費者便利性、企業的合作、智能化控制等方面的需求,物聯網由此應運而生,滿足基于智能物體處理與互聯的網絡需求。當前關注的不應該是物聯網的機遇,而是如何引導、創造物聯網市場需求。在一些高端領域,如軍事、醫藥、應急體系中率先開展物聯網的理論和實踐研究,在技術、經濟、管理等方面先行先試,從而為未來物聯網的普遍實施奠定理論基礎和實踐經驗。關于物聯網的本質(或者特征),從以下幾方面進行探討。
2.1物聯網技術的綜合性
物聯網技術包括信息、網絡以及IC技術,這些是業界公認的,同時物聯網還是一項經濟技術與管理技術的交叉學科。要成為真正“物物相連”的網絡,前期投資非常大,在關鍵領域的物聯網實踐可能要面對高投入低產出。此時物聯網的應用研究應更多關注其適用性與實用性,而弱化其經濟學效用分析。隨著未來物聯網呈現為“泛在網”,物聯網將涉及各行各業和千家萬戶,而控制區域物聯網的經濟運營就成為經濟學者亟待解決的難題[4]。物聯網“泛在網”的萬物智能管理也存在同樣的問題。
2.2物聯網是未來經濟發展的外部環境
物聯網的性質和運作類似電子商務,都是提供了一個經濟發展的平臺和商務環境。物聯網具有服務(應用)功能,因此可將物聯網劃分為第4代生產業[5]。物聯網開創了一種新的商業模式,主要反映為新的產業鏈,其實用性和盈利性必須得到關注和體現。物聯網作為一種新的商業模式,其研究應側重經濟學角度,即引導、擴大規模性的需求。在當前物聯網商業模式的確立與發展中,政府發揮著引導作用,可促進在國家公共領域(交通控制、應急管理等)物聯網技術和管理對程序性的事務實踐的應用,為未來民用、市場化的物聯網實踐積累經驗。
2.3物聯網表現為一種網絡集合
物聯網是萬物相連的網絡,是信息網絡和實體網絡的集合。其中信息網絡是萬物信息流的載體,物體實體網絡是萬物發生關聯時的實物移動網絡,其部分與現有物流網絡重合。物聯網運營的目的是萬物智能處理,智能信息是手段,物體控制是過程,物體處理是結果。物聯網的實質是一個網絡,其信息網絡和實物網絡都是物聯網運營的經濟網絡。在物聯網運營中網絡應發揮實物信息溝通與實務移動功能,規模經濟是物聯網物流的經濟學原理,在未來物聯網規劃上應加強物聯網基礎設施的建設。
3辨析物聯網與物流的關系
基于上述分析,將物聯網看成一種社會經濟發展模式和獨立的產業來看,物聯網與物流的關系就較明確了。物聯網與物流的關系如同電子商務與物流的關系,主要表現為物流支持物聯網各種物的移動(處理)活動,同時物聯網產業擴大物流的服務市場以及物聯網對智能物流發展的推動。物聯網對智能物流發展的推動表現為當前物聯網技術在物流中的應用。
3.1物流管理支持物聯網的運作
物流是最早接觸物聯網理念的行業之一,RFID、EPC技術也都在物流領域有實踐應用。在物聯網這種新的信息環境、產業結構和商務模式下,物流發揮著實物流通的基礎設施、派生需求與支持服務的作用。物聯網借助信息技術和網絡技術,將萬物相連,實現對物的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。物聯網中對物的智能處理要求物是移動的、流通的,而不是固定不動的,這就需要物流節點、運輸線路等支持物的轉移與暫存之間的協調,甚至會需要物流中心這樣的大型物流節點實現區域內物聯網物的智能處理的全部活動。因此由物流節點與運輸線路構成的物流網絡是物聯網運作的基礎設施。物聯網的價值不是表現為可傳感的網絡,而是各個行業的參與和應用。物聯網應用需根據行業的特點,進行深入的研究和有價值的開發,提供滿足不同行業的需求,諸如平安家居、智能消防、環境監測、老人護理、食品溯源等。物的智能管理是各個行業物聯網運作的本源性需求,這些智能管理相應地產生物的操作,例如轉移、加工、回收或召回等活動,并繼續派生出運輸、儲存、配送、流通加工等物流活動。物聯網任務的完成派生出大量的物流活動,物流表現為物聯網運作的派生需求。物流的本質是一種服務,實現物的迅速流轉,物流管理在物聯網運作中亦發揮服務支持的作用。隨著制造業的全球化,產品的生產制造、流通擴大到了全球范圍,因而基于制造產業的物聯網不可避免地涉及到零部件及成品的全球化供應鏈物流管理。物聯網與企業供應鏈管理的融合將成為企業信息發展的趨勢,物聯網的應用將進一步推動供應鏈各個環節間的無縫集成和產業間的整合。物流作為供應鏈管理的主要內容之一,其在物聯網的服務支持表現為:一是在具體節點、區域內以及區域間物流活動,支持物聯網的具體物的操作,二是通過物流外包實現物流服務的專業化,三是跨區域物流的物流企業協作,以降低服務成本。
3.2物聯網產業擴大物流的服務市場
物聯網是“物物相連的互聯網”,可以理解為:物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡;物聯網的用戶端延伸和擴展到任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。物聯網是基于互聯網的應用,其所到之處皆有可能成為物流服務的市場或者潛在市場。物聯網產業擴大物流服務市場表現在3個方面:1)物聯網產業本身的發展需要物流服務。物聯網將成為全球信息通信行業的萬億元級新興產業,目前物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業在發展的同時還將帶動傳感器、微電子、視頻識別一系列產業的同步發展。隨著物聯網產業的芯片制造、工程實施、平臺建設與系統運維的逐步推進,將形成完善的物聯網產業鏈。物聯網產業鏈涉及大量的物資采購、安裝,隨之將產生巨大的物聯網工業物流服務需求。2)物聯網應用帶來的物流服務需求。物聯網不是孤立的網絡或平臺,應用是其根本,物聯網的應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。當前物聯網行業的應用需求和領域非常廣泛,潛在市場規模巨大。物聯網的這些應用領域都涉及物的智能處理,因此可以看成是物流服務的需求方。3)基于物聯網應用帶來的新的物流服務需求。物聯網的發展給人們的生活帶來方便,降低了生產成本。從價值工程的角度看,物聯網的“價值”是“對象所具有的功能與獲得該功能的全部費用之比”。只有不斷提高其功能,降低成本,物聯網的“價值”才能提高,該產業才能夠得到更好的發展[6]。當前與未來物聯網的應用主要側重關乎國計民生的領域,例如國防軍事、環境監測、智能電網等。物聯網的應用需要高服務質量的物流支持。一方面需要物流附加增值活動滿足特定領域的智能管理,另一方面需要跨地域的物流協作來降低物聯網的運作成本。
3.3物聯網與物流網絡結合,實現物的智能化管理
物聯網的目的是追求物的智能化處理,是通過標識物體屬性、識別屬性、轉化為信息、采集信息、信息傳輸、信息處理以及發出指令等動作實現的,最終達到對物體的實時在線監測、定位追溯、信息聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、決策支持等管理和服務功能[2]。物聯網實現對萬物的“高效、節能、安全、環?!钡摹肮?、控、營”一體化,因此,物聯網運作是具有經濟性的管理活動。雖然物聯網管理的媒介是信息,但是管理的對象是實物。物聯網的信息共享與處理是借助互聯網絡實現的,而具體到實物的智能化管理則需要借助物流網絡的支持。物流網絡作為基礎設施,保障物品流通過程中的集中存儲、集并運輸與共同配送的組織與操作,實現物流管理的規模優化目標。對于物聯網應用企業而言,適宜的物流管理外包與物流網絡的完善,可以實現物流的專業化分工和規?;\作,從而降低整個物聯網應用企業的運營成本。與其說物聯網是網絡,不如說物聯網是業務或應用,物聯網是基于互聯網應用的拓展[7]。物聯網通過信息網絡將需要的物品相連,并將智能化的操作指令反饋于物品,其運作與物流網絡密切相關。物流網絡包括3個層面[8],即物流基礎設施網絡、物流信息網絡和物流組織網絡,它們與物聯網有著千絲萬縷的關聯。從技術架構上來看,物聯網可分為3層:感知層、網絡層和應用層[2]。感知層是物聯網的神經末梢,負責物品的識別和信息采集。而物流基礎設施網絡由物流節點和運輸線路構成,其是物品流通活動與物流活動的載體。物聯網感知層需涵蓋物流基礎設施網絡的各個節點與線路,從而同時獲得物品在流通過程和物流過程的初始信息和過程信息。物流信息網絡不僅傳輸物流信息,同時與供應鏈其他企業進行信息交互,其與物聯網中的網絡層相吻合。應用層是物聯網和用戶的接口,實現物聯網的智能應用。而物流組織網絡是物流企業與其他企業實現協調與統一的平臺。物聯網應用層為物品提供智能化的管理方案,必然需要物流組織網絡中各方的參與與支持。簡而言之,物聯網通過互聯網信息平臺實現物物相連,物流網絡構成物聯網運作中實物操作的基礎設施和組織管理網絡,物聯網、互聯網、物流網絡“三網合一”,三者協作共同實現物體智能管理的目的。