美章网 精品范文 物联网工程的应用范文

物联网工程的应用范文

物联网工程的应用

物联网工程的应用范文第1篇

关键词:物联网;工程机械;监控

1物联网

1998年KevinAshton第一次提出物联网这一概念,在2005年信息社会世界峰会正式确定了这一概念,并对这一概念的特征、技术、发展前景等进行了相关阐述,之后欧美各国均提出了本国发展物联网技术的规划,我国物联网技术发展起步与2009年总理提出的“感知中国”。物联网技术是以各种信息传感技术为基础,对需要监控、连接、互动的物体进行信息采集,最终形成一个巨大的网络,实现物与物、人与人、物与人之间的网络连接,极大的方便管理和控制。该技术是对互联网技术和通信网技术的外延,是将多项技术与应用结合的产物。物联网技术具有实现全面感知、信息传送、智能处理的特征。所谓全面感知就是利用各种信息传感器和识别工具对物体进行相关的信息收集;信息传送就是通过互联网和通信网络对信息进行传递和共享;智能处理就是将这些信息进行自动化的分析处理,最终实现智能化的控制和决策。

2工程机械物联网体系与技术

工程机械领域的发展受到各国的重视,因为该领域的发展水平代表着国家制造业的发展水平,尤其是物联网技术提出后对机械智能化的要求越来越高。当前物联网技术已经进行了小范围的应用,例如智能交通、智能家居等。工程机械物联网体系的构建和相关的技术如下。

2.1工程机械物联网体系构建

工程机械物联网体系分为三个层次:感知、传输、应用。感知层是工程机械物联网中网络和现实的枢纽;传输层就是对数据进行传输和交换,使信息能够进行相关的传送和共享;应用是核心,对已经收集和传输的信息进行相应的处理,最终发挥物联网的作用。工程机械物联网有自己的特点,这些特点和工程机械领域的特性有关。工程机械物联网感知层主要有压力传感器、液体传感器、RFID标签与读写设备,运动控制器、IO控制器、工业遥控器等核心驱动部件和负责机械设备定位和数据传输的移动终端,并且需要信息采集、信息融合、短距离传输等核心技术的支撑。传输层不仅包含互联网和通信网结合的长距传输网络,还有包括蓝牙、WiFi等短距传输网络,实现企业内部、企业与客户、客户与客户之间的信息传输。应用层中包含高性能的服务器和处理软件,实现海量信息的处理,为工程机械企业打造智能化的决策处理平台。

2.2工程机械物联网技术

工程机械物联网技术与工程机械物联网体系相关,也是分为三个方面,及感知层、传输层、应用层都有各自需要的技术。感知层需要的技术主要是感知识别技术,工程机械物联网需要通过感知层获取机械设备自身的状态和机械设备工作的环境的信息。要提高工程机械设备的利用率、使用寿命,并对工程机械设备进行有针对性的保养,这些都需要获取精准的工程机械设备的工作环境。工程机械使用的环境差别很大,这也就要求工程机械设备需要更为精确的传感器进行信息的采集。感知层传感器主要分为采集机械设备位移、角度、速度的运动传感器;采集能耗、运行等工作状态的检测传感器;采集机械设备工作位置、环境因素的工作环境类传感器。采用相对灵敏、全面的传感器,才能较好的利用感知设别技术将工程机械物联网所需要的信息进行收集。传输层需要即插即用的标准化通信协议,建立工程机械物联网会涉及到很多的通信网络,同样也会有较多的接入方式,缺少统一的标准化通信协议会导致这些通信网络无法进行交互工作,影响数据信息的传输。因此在传输层需有一个统一的能满足这些通信协议的标准化通信协议。工程机械设备作业时会被较为复杂的因素影响,这就需要机械设备物联网要有即插即用的快速识别和通信协议,便于在复杂条件下进行工程机械设备的准确识别。工程机械物联网在应用方面要有企业控制中心,通过该控制中心对各种工程机械进行监管、故障排除、快速服务。这种控制中心需要有两方面的职能,一种是面向企业研发的,可以通过收集和传输的各种信息对机械设备的设计进行改进,研发更多的新型设备;一种是面向客户服务的,可以建立相应的租赁、故障维修、设备分析等服务。

3物联网在工程机械领域的应用及展望

物联网在工程机械领域的应用主要是通过GPS、GPRS、互联网等技术,将工程机械的工作状态、工作位置、工作环境、运行情况等进行信息的收集,并通过智能处理系统对这些机械设备进行管控和服务、研发。物联网运用于工程机械领域可以实现对工程机械的全寿命周期智能化管控。物联网在工程机械领域的应用及展望如下:

3.1利用物联网进行工程机械远程监测

利用物联网可以对工程机械的工作运行状态进行实时监测,一旦工程机械发生故障还可以进行远程的诊断。对机械进行远程监测需要车载终端、数据传输、远程监控平台三个部分发挥作用。车载终端包括GPS、GPRS、RFID、GPRS,可以完成对机械运行的数据收集和上传。数据传输主要由互联网和GPRS组合而成,将车载终端上传的机械运行数据传送至远程监控平台,同时也可以传输远程监控平台指令。远程监控平台包含地理信息系统、设备信息系统、远程故障诊断和维护保养系统。远程监控平台通过这些信息系统完成对工程机械的运行状态查询、故障预警、故障诊断、故障日志、维修保养日志等内容。如果单纯的通过智能化的物联网系统无法将故障排除,那么远程监控平台还可以推送相关的地理信息使工程技术人员尽快达到。

3.2物联网应用于工程机械租赁

工程机械设备租赁与按揭付款在该市场较为流行,但是资金回收困难、用户骗车逃跑等问题会给承租方带来较大的损失。利用物联网技术可以对工程机械安装相关终端,一旦发生不偿还资金、骗车逃跑等问题,可以直接实现工程机械的定位、锁车等功能。物联网技术应用于机械租赁可以较好的保护承租方的利益。

3.3利用物联网技术建立手机服务平台

目前智能手机的普及率越来越高,利用物联网技术和手机软件开发等手段,开发智能手机客户端,为客户建立手机监控平台。采用这样的方式可以让客户通过手机就能够掌握其机械设备状况,同时也便于机械设备制造商联系用户进行相关服务和技术指导。

3.4大数据利用

通过物联网技术可以搜集大量工程机械相关信息数据,这些基础数据有较大的利用价值。企业通过对这些数据的分析和挖掘有助于找出工程机械的不足加以改进,进而提高工程机械的品质;同时根据机械设备的使用状况制定相应的制造和销售计划,更好的贴合市场;最后可以根据机械设备位置分析,在机械设备集中的区域有针对的设立服务网点。

4结束语

我国的物联网技术和工程机械智能化的起步均较晚,物联网技术在工程机械领域的运用还较少。物联网技术在我国工程机械领域具有非常广阔的应用前景。远程监控、检测和诊断是工程机械走向全面服务型制造的重要一步。

参考文献:

[1]孙其博,刘杰,黎羴,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2014,33(3):2-9.

[2]李瑚,雷蕾.开启工程机械智能时代[J].发明与创新,2013,(3):20-21.

物联网工程的应用范文第2篇

物联网技术是一项具有巨大影响力的新技术,各个国家都在物联网技术的研究上进行了巨大的投入。就信息业技术来说,物联网技术属于信息业的第三次革命性的发展,这会极大的加快信息产业的更新换代,同时也带动很多的新兴产业。随着物联网技术的发展,信息业与工业化的结合也日益紧密,工程机械智能化也逐渐成为行业的主流。物联网技术将会是未来推动机械智能化,实现工程机械产业升级的关键技术。

关键词:

物联网;工程机械;监控

1物联网

1998年KevinAshton第一次提出物联网这一概念,在2005年信息社会世界峰会正式确定了这一概念,并对这一概念的特征、技术、发展前景等进行了相关阐述,之后欧美各国均提出了本国发展物联网技术的规划,我国物联网技术发展起步与2009年总理提出的“感知中国”。物联网技术是以各种信息传感技术为基础,对需要监控、连接、互动的物体进行信息采集,最终形成一个巨大的网络,实现物与物、人与人、物与人之间的网络连接,极大的方便管理和控制。该技术是对互联网技术和通信网技术的外延,是将多项技术与应用结合的产物。物联网技术具有实现全面感知、信息传送、智能处理的特征。所谓全面感知就是利用各种信息传感器和识别工具对物体进行相关的信息收集;信息传送就是通过互联网和通信网络对信息进行传递和共享;智能处理就是将这些信息进行自动化的分析处理,最终实现智能化的控制和决策。

2工程机械物联网体系与技术

工程机械领域的发展受到各国的重视,因为该领域的发展水平代表着国家制造业的发展水平,尤其是物联网技术提出后对机械智能化的要求越来越高。当前物联网技术已经进行了小范围的应用,例如智能交通、智能家居等。工程机械物联网体系的构建和相关的技术如下。

2.1工程机械物联网体系

构建工程机械物联网体系分为三个层次:感知、传输、应用。感知层是工程机械物联网中网络和现实的枢纽;传输层就是对数据进行传输和交换,使信息能够进行相关的传送和共享;应用是核心,对已经收集和传输的信息进行相应的处理,最终发挥物联网的作用。工程机械物联网有自己的特点,这些特点和工程机械领域的特性有关。工程机械物联网感知层主要有压力传感器、液体传感器、RFID标签与读写设备,运动控制器、IO控制器、工业遥控器等核心驱动部件和负责机械设备定位和数据传输的移动终端,并且需要信息采集、信息融合、短距离传输等核心技术的支撑。传输层不仅包含互联网和通信网结合的长距传输网络,还有包括蓝牙、WiFi等短距传输网络,实现企业内部、企业与客户、客户与客户之间的信息传输。应用层中包含高性能的服务器和处理软件,实现海量信息的处理,为工程机械企业打造智能化的决策处理平台。

2.2工程机械物联网技术

工程机械物联网技术与工程机械物联网体系相关,也是分为三个方面,及感知层、传输层、应用层都有各自需要的技术。感知层需要的技术主要是感知识别技术,工程机械物联网需要通过感知层获取机械设备自身的状态和机械设备工作的环境的信息。要提高工程机械设备的利用率、使用寿命,并对工程机械设备进行有针对性的保养,这些都需要获取精准的工程机械设备的工作环境。工程机械使用的环境差别很大,这也就要求工程机械设备需要更为精确的传感器进行信息的采集。感知层传感器主要分为采集机械设备位移、角度、速度的运动传感器;采集能耗、运行等工作状态的检测传感器;采集机械设备工作位置、环境因素的工作环境类传感器。采用相对灵敏、全面的传感器,才能较好的利用感知设别技术将工程机械物联网所需要的信息进行收集。传输层需要即插即用的标准化通信协议,建立工程机械物联网会涉及到很多的通信网络,同样也会有较多的接入方式,缺少统一的标准化通信协议会导致这些通信网络无法进行交互工作,影响数据信息的传输。因此在传输层需有一个统一的能满足这些通信协议的标准化通信协议。工程机械设备作业时会被较为复杂的因素影响,这就需要机械设备物联网要有即插即用的快速识别和通信协议,便于在复杂条件下进行工程机械设备的准确识别。工程机械物联网在应用方面要有企业控制中心,通过该控制中心对各种工程机械进行监管、故障排除、快速服务。这种控制中心需要有两方面的职能,一种是面向企业研发的,可以通过收集和传输的各种信息对机械设备的设计进行改进,研发更多的新型设备;一种是面向客户服务的,可以建立相应的租赁、故障维修、设备分析等服务。

3物联网在工程机械领域的应用及展望

物联网在工程机械领域的应用主要是通过GPS、GPRS、互联网等技术,将工程机械的工作状态、工作位置、工作环境、运行情况等进行信息的收集,并通过智能处理系统对这些机械设备进行管控和服务、研发。物联网运用于工程机械领域可以实现对工程机械的全寿命周期智能化管控。物联网在工程机械领域的应用及展望如下:

3.1利用物联网进行工程机械远程监测

利用物联网可以对工程机械的工作运行状态进行实时监测,一旦工程机械发生故障还可以进行远程的诊断。对机械进行远程监测需要车载终端、数据传输、远程监控平台三个部分发挥作用。车载终端包括GPS、GPRS、RFID、GPRS,可以完成对机械运行的数据收集和上传。数据传输主要由互联网和GPRS组合而成,将车载终端上传的机械运行数据传送至远程监控平台,同时也可以传输远程监控平台指令。远程监控平台包含地理信息系统、设备信息系统、远程故障诊断和维护保养系统。远程监控平台通过这些信息系统完成对工程机械的运行状态查询、故障预警、故障诊断、故障日志、维修保养日志等内容。如果单纯的通过智能化的物联网系统无法将故障排除,那么远程监控平台还可以推送相关的地理信息使工程技术人员尽快达到。

3.2物联网应用于工程机械租赁

工程机械设备租赁与按揭付款在该市场较为流行,但是资金回收困难、用户骗车逃跑等问题会给承租方带来较大的损失。利用物联网技术可以对工程机械安装相关终端,一旦发生不偿还资金、骗车逃跑等问题,可以直接实现工程机械的定位、锁车等功能。物联网技术应用于机械租赁可以较好的保护承租方的利益。

3.3利用物联网技术建立手机服务平台

目前智能手机的普及率越来越高,利用物联网技术和手机软件开发等手段,开发智能手机客户端,为客户建立手机监控平台。采用这样的方式可以让客户通过手机就能够掌握其机械设备状况,同时也便于机械设备制造商联系用户进行相关服务和技术指导。

3.4大数据利用

通过物联网技术可以搜集大量工程机械相关信息数据,这些基础数据有较大的利用价值。企业通过对这些数据的分析和挖掘有助于找出工程机械的不足加以改进,进而提高工程机械的品质;同时根据机械设备的使用状况制定相应的制造和销售计划,更好的贴合市场;最后可以根据机械设备位置分析,在机械设备集中的区域有针对的设立服务网点。

4结束语

我国的物联网技术和工程机械智能化的起步均较晚,物联网技术在工程机械领域的运用还较少。物联网技术在我国工程机械领域具有非常广阔的应用前景。远程监控、检测和诊断是工程机械走向全面服务型制造的重要一步。

参考文献:

[1]孙其博,刘杰,黎羴,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2014,33(3):2-9.

[2]李瑚,雷蕾.开启工程机械智能时代[J].发明与创新,2013,(3):20-21.

物联网工程的应用范文第3篇

关键词:网络工程;物联网;机械电子工程;生产

引言

计算机的诞生,大大的帮助人们减少了计算的工作量,渐渐地,人们开始想办法把计算机连接在一起,于是网络便这样诞生了。网络就像是一张大网一样把我们个人使用的或者公司企业使用的计算机连接在一起,使得计算机互相之间可以联系沟通。网络的产生,帮助人们足不出户便可以了解世界,了解发生在我们周围甚至很远的地方发生的事情。网络的大力发展催生了很多跟网络相关的技术,每一个技术都能改变人们的生活方式。于是人们开始想象能否给生活中的每个物品一个单一的“身份证号”,这样就可以把每个物品都连接到互联网中,应用互联网的便利来控制生活中的每个物品。于是物联网就这样诞生了,物联网旨在连接我们生活中的每一个物件。渐渐地,工业生产也开始接触物联网,便发现物联网可以精准的控制生产,远胜于人力。尤其是一些精密机械电子工程的生产过程。

一、计算机网络

世界上第一台计算机在1946年诞生后,由于计算机造价昂贵,计算机还不能大量生产,于是早期的计算机就设计成一个计算机跟若干个终端连在一起,这样大家就可以共用一台计算机,节省资源,早期的计算机网络就是这样为了节省成本形成的。后来,计算机的大量普及,使得大家都渴望从别人那里取得资源,于是互相连接起来的愿望变得很强烈,计算机就这样被一个一个互相连接在一起。逐渐形成我们现在使用的互联网,我们坐在自己的办公室便可知道世界上每个连接在互联网中计算机发出的消息。

二、物联网

互联网的大力发展,促使了物联网的形成,物联网的形成起因是为了方便把家用甚至一些电子器件能够连接在互联网中,是的人力可以借助互联网的力量去远程管理这些物件,甚至能从物件那里得到一些反馈信息,从而人们可以更好的分析得到的信息从而给这些物件一些控制信息,使得它们能够更好的运作。比如说像如果我们给每个行驶在路上的汽车安装一个传感器,使得这个汽车能够随时收集自己周围的信息,然后把这些信息通过网络发送给控制中心,控制中心便能够根据它发来的信息从而生成一些控制信息发回给他。这样做的最终结果便是可以实现汽车的自动驾驶。也许未来的某一天我们可以从驾驶室中彻底解放出来,我们只要给汽车一个指令,汽车便能够按照我们想去的地方,寻求最佳路线,自己把我们送到我们想去的目的地。

三、机械电子工程

机械电子工程也被称作机电一体,是一种将机械工程与电子工程自动化结合在一起的系统。我们生活中很多像机械电子工程的产物,比如说自动贩卖机,自动售票机,无人驾驶磁悬浮等等。日本将这项技术实现的非常淋漓尽致,日本的街头非常非常多自动贩卖机,人们几乎可能从自动贩卖机买到想要的大部分东西。但是这个系统是一个跨学科的技术,对于机械工程,电子工程,自动化,计算机网络,物联网等都有非常高的要求,需要这几个学科很好的配合起来才能完成一项工程。

四、物联网在机械电子工程中的应用

将物联网应用到机械电子工程中,不管是在生产过程中还是在应用中都有非常好的效果。比如说在应用中的贩卖机,以及电子售票机等,如果都可以用自动化的方式解决,那么将极大的解放劳动力,是的人力从这些繁琐的重复劳动中解放出来,更加专注在更加高级的脑力劳动,计算机不能代替的工作中。如果是被应用在电子机械生产中,那将比人力更加的精准,比如说,富士康现在很大部分的手机代工生产中就用到了机械自动化,从而近几年的富士康劳动力被解雇了好多,甚至达到了百分之六七十的人都被解雇了,这样就使得这一部分人能够出来寻求更加高级的工作,更加需要人而不是机器的工作,从而促进人类的进步与发展。

五、结语

计算机,网络,互联网,物联网的极大发展给生活中的方方面面提供了生长的温床与沃土。使得更多的技术能够在这些高新技术的帮助下得到更好的发展。机械电子工程就是应用物联网发展的一个非常好的事例。现在的技术,小到贩卖机,达到遥感卫星等等,都有用到机械自动化,可以说机械自动化带领人类走向了一个更高的阶层。

参考文献

[1]从风廷,迟建山,主编,组合机床设计,第二版,上海:科学技术出版社1993.

[2]肖斌,薛丽敏,李照顺,对人工智能发展新方向的思考[J],信息技术2009.

物联网工程的应用范文第4篇

关键词 物联网技术 信息工程安全监理

中图分类号:TU998 文献标识码:A

1信息工程安全监理的物联网构架

信息工程中,必不可少的就是安全监理体系,而物联网则是通过无线射频识别技术,辅助安全监理体系对信息工程进行监督,利用物联网的技术,将一些信息工程中的风险与安全问题及时的通知业主,这个构架的主旨即是:对于信息工程中的安全隐患及风险进行有效的控制,最终实现信息工程中安全隐患的可操作性。

由于信息化安全监理的领域覆盖面比较广,安全指标比较高,连续性也比较高,人们便利用物联网技术实现对信息工程的改造及建设是存在的风险与安全问题进行及时的监管。信息化工程安全监理的目标是:特定物品的安全监管,生产中的安全监管,重要设备的安全监测以及事故应急处理等。

2物联网技术

物联网的英文名称是“The Internet of things”,顾名思义,第一,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;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。严格而言,物联网的定义是: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。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

也就是说,物联网是将物品与互联网连接的一个渠道,人们通过物联网将物品与互联网连接在一起,为重要物品打下一个标识,即电子产品代码(EPC),利用物联网的无线射频识别技术,将信息工程的每一个步骤都发送到网络中,只要通过EPC,就可以查到产品在每一个阶段的生产信息都能够清楚的查询到,是否有着安全问题一目了然,实现了信息工程的安全监理和数据分析。

3人工神经网络

人工神经网络是一种类似于大脑中神经突触连接进行信息、数据处理的一种网络结构,是一种数学运算模型,由大量的节点和节点之间的连接所构成。这是一种被用于物联网中的运算模型,每一种物品都是一个节点,而每一个节点都会汇集到一个汇聚节点中,也即是互联网中,人们通过人工神经网络将其连接并进行运算,感知及观察。

4物联网技术信息交互安全问题

伴随物联网技术应用服务范畴的持续拓宽,感知网络应对处理的信息呈现出更为多元化的态势,甚至涵盖政府管理、国防建设、军事服务以及金融市场等较多领域。

而因此印发的信息工程安全问题则需要我们重点关注,对于网络以及节点的有限数量,利用正常的成熟的安全建立措施可能常常不能直接用在物联网技术上。因此,我们应该运用以下几种措施来应对:运用信息加密技术、安全路由管理协议、管控存取以及数据融合等技术,提升物联网技术在信息工程安全监理中的应用安全水平。信息加密应用技术中的密钥管理极为重要,因为这个应用技术肩负着密钥的产生、分发、保存、更新与处理,在全局预制应用方案的基础上,我们可依据无线感知系统网络结构体系、节点规划以及安全管理需求,创建更为丰富的密钥管理策略。

利用预分布处理方案,可在脱机状态下形成一个密钥箱,每个节点可以随机获取密钥形成密钥环,规划完成后,只要相应节点拥有相对密钥,则可成为安全通道的一部分。因为无线感知系统网络体现了节点对等以及多跳传输的实践特征,如果网络攻击方进行恶意节点布设,便较易形成路由篡改、选择转发影响,导致黑洞以及蠕虫病毒感染问题。所以,应该以无线感知体系网络特征和物联网技术应用需要为基础,分析并且合理地制定安全路由网络协议,可利用冗余路由的相关网络协议预防节点被恶意攻击,提升物联网系统技术的安全水平。

数据融合为物联网信息交互和信息感知的核心手段,如果其节点被不良俘虏,就比较容易出现融合节点无法分清正常信息和恶意数据的问题。尤其对融合节点影响攻击,不仅会对下游节点信息形成不良破坏,还会对发送至汇聚节点信息形成负面影响。为此,物联网的数据融合阶段应全面考虑信息的安全应用问题,通过随机抽样以及数据信息的互相验证,令用户位于节点遭遇捕获状况,仍旧可判定汇聚节点信息数据安全有效性。

基于节点中的隐私信息的暴露, 会对检测目标的安全性造成的负面影响,我们应该创建物联网中有效的安全保护对信息存储机制的全面管控,可利用定位协议,使得信息节点正确的获取正确位置的信息,预防不准确定位导致的负面影响,进而全面提升物联网交互以及感知信息综合安全水平,创建优质发展环境。

5结束语

安全应用物联网技术,可持续提升信息工程安全监理的效率,使得信息工程能够更好地建立与应用,利用物联网技术,对整个信息工程的进度、质量、安全隐患的控制,保证了信息工程的安全进展。而物联网技术的应用随着技术水平的提升,将会被运用得更加广泛。

参考文献

[1] 李梦寻,刘宏志.基于物联网的食品安全监理模型研究[J].北京工商大学学报(自然科学版).2011(02).

[2] 臧劲松.物联网安全性能分析[J].计算机安全.2010(06).

物联网工程的应用范文第5篇

关键词:信息工程安全监理;物联网技术;应用;安全;技术问题

近年来在互联网快速发展下,有效的带动了物联网技术的发展,将物联网技术在信息工程安全监理中进行应用,其通过构建一个有效的信息工程安全监理架构,及时发现信息工程中存在的安全隐患,确保信息工程的顺利进行。在物联网技术应用过程中还存在着安全问题,因此将其在信息工程安全监理中进行应用时,还需要解决这些问题,从而有效的保证信息的安全性。

1物联网技术在信息工程安全监理的应用

1.1物联网技术的实际应用

在信息工程安全监理系统中,物联网发挥着非常重要的作用,其作为系统的核心所在,主要是依托于网络平台,利用统一的物品编码手段、射频识别处理技术和无线通信手段等,可以对广阔范畴内的各类单件产品进行追溯和跟踪。将其在信息工程安全监理中进行应用时,主要是通过对各处应用设施器具设置EPC标志,并采用无线射频手段,实现对工程各个阶段的信息在网络系统中进行传输,监理人员依据EPC标签即能够获取到产品各阶段包含的信息,从而对生产流程中的不安全因素进行判断。即这其中通过利用射频识别技术来全面采集有用的信息数据,并对其进行分析和汇总,运用移动计算手段来数据库系统来实现对信息工程安全进行监管。近年来物联网技术在多个领域进行广泛应用,但在具体应有过程中安全性一直是人们关注的重点。在传统的安全监理系统中由于物联网的某些系统无法直接引入相关信息,因此信息加密方法得以产生。在具体提升信息安全监理过程中,设置密钥管理时要做好节点设备和规划工作,实现对无线感知网络系统的综合应用,构建密钥箱,形成密钥环,应用专用的密钥来解锁每一个节点,从而更好的体现出信息和安全性。

1.2数据融合

数据融合作为物联网系统中一个重要的科学模式,而且在实际应用过程中具有较强的感知及交互能力。当节点受到破坏时,则会造成融合节点无法对正常信息及恶意数据进行分辨,因此在物联网数据融合过程中需要对信息安全应用问题进行分析,并制定具体的融合管理办法,加强对数据信息的验证,这样即使节点受到破坏,用户也能够分辨出正常信息和恶意信息。同时还要进一步对物联网信息存储机制进行完善,这样就可以通过可信定位,从而使节点能够获取到正确的位置信息,提高物联网感知信息的安全水平,全面提升信息工程安全监理质量。

1.3路由定位协议设置

由于在节点位置存在许多具有较强隐私性的信息,因此需要有效的提升其安全性能,因此在物联网系统中需要应用到科学的安全机制,实现对信息的全面监测和保护,并对重要的信息和数据进行及时处理和分析。这就需要在实际工作中要应用到路由定位协议,从而使节点能够准确对信息的真实位置进行确定,并降低由此而产生的不利影响。而且通过设置路由定位协议,能够使信息交互和感知更具高效性,全面提升信息工程的可靠性,并构筑出一个稳定的系统环境,进一步促进系统的完善。

2物联网技术在信息工程安全监理中应用的技术问题

2.1信息加密技术

在信息工程安全监理物联网系统中,由于网络和节点数量有限,如果单纯的采用普通的安全监理方法则会存在数据无法引入物联网系统的现象,因此在实际处理中,通常会采用信息加密、安全路由协议、数据融合和管理存取等手段,进一步优化信息工程安全监理物联网技术水平。在具体应用信息加密技术过程中,要对密匙进行有效保管,并对全局方案进行预制,并设计多元化的密匙管理措施。通常情况下会采用预分布工作方案,密匙箱在脱机的环境下生成,而且各个节点随机分配到密匙环。通过合理规划,使每一个节点都与相应的密匙对应,从而形成的一个安全通道。另外,还需要将安全路由协议设置在无线感知网络及物联网系统中,这样当网络攻击并设置了恶意节点,可以利用冗余路由网络协议的方式来应对恶意节点攻击,以此来全面提升物联网系统的安全性和可靠性。

2.2数据融合技术

数据融合技术是物联网系统感知信息和交互信息的一种科学模式,如果有节点受到病毒的俘获,便会生成一些节点令到系统不能够正确的辨别信息是正常的还是带有恶意攻击性的,特别是对融合节点的攻击性更大,它不但会对下游节点数据产生破坏性,还会对传输到汇聚节点的数据信息产生不良的影响作用。因此,在信息工程安全监理物联网技术应用过程中,需要有效的对数据融合技术进行掌握,在数据融合过程中要对信息的安全应用情况进行全面衡量,并采用随机抽样并对相互之间的信息进行验证处理,从而有效的提升用户在节点上的捕获水平,对萍聚在节点信息的可靠性和安全性进行辨别。

2.3采用定位协议技术做好信息储存管理

如果一些节点内出现了隐私内容的暴露,监测目标的可靠安全性将会受到不良的影响,所以在设计构造物联网系统的时候要采用合理保护机制,做好信息储存管理、优化全面管控的处理。一般采用的是具体的定位协议技术,保证信息节点能够精准的获取到实际的位置信息,避免由于定位不准确而产生的不良影响,从而确保物联网系统交互能力和感知数据信息的整体安全性,促使系统环境的全面优化。因此,必须充分考虑物联网融合过程中的信息安全,要求融合节点须具有分辨数据有效性的机制和措施。

结束语

在信息工程安全监理工作中,物联网技术的应用可以有效的提高安全监理工作的效率,实现以信息工程具体实施进程的全面掌握,实时对整体工程质量进行监测,及时发现信息工程实施过程中存在的安全隐患,从而为信息工程的顺利开展奠定良好的基础。因此在实际物联网技术应用过程中,需要针对其具体应用进行分析,并对信息工程安全监理中物联网技术的安全问题进行深入分析,以便于能够制定出科学、高效的应对策略,全面提高信息工程安全监理的质量,确保物联网系统具有较好的可靠性和安全性。

参考文献

[1]朱东华.技术监测在技术创新项目管理中的应用研究[J].科学与科学技术管理,2010(3):45.

[2]邓超.信息系统工程监理实施模型和技术标准[J].信息技术与标准化,2011(10):22.

物联网工程的应用范文第6篇

【关键词】信息化 质量监控 管理服务平台 监管效率

近年来,随着我国经济的发展、社会的进步,人民生活居住条件的改善,施工过程中工程质量的检测和监管越来越重要[1]。目前在工程质量检测过程中,随着信息化技术在其中的渗透及应用推广,工程化效率不断提高。物联网技术是一种信息化技术,发展迅猛,其在工程质量检测及监控管理工作中将发挥巨大的作用[2]。

1.工程质量检测的信息化趋势

21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。随着信息技术的飞速发展,经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现工程质量检测已是大势所趋[3]。特别是微型计算机技术的突飞猛进,从2005年以来,工程质量检测技术在自动化方面也有了较大的发展[4-5]。工程质量检测(试验)测试的数据是工程结构安全得到保证和工程质量达到合格标准的主要判断依据,保证其真实性、准确性和公正性非常重要[6-8]。

2.物联网应用于工程质量检测管理中

物联网在工程质量检测应用具体地说,就是把感应器嵌入和装备到检测的对象中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,从而实现工程质量检测现象整合[9-10]。

2.1 加强施工过程中的质量监管

工程现场质量规范化管理工作涵盖工程建设的全过程,是质量管理的基础工作,做好这项工作,有利于提高参建单位管理水平、人员素质和劳动效率,有利于提高工程质量管理水平。利用物联网的全面感知和即时传输能力,质量监督管理部门建立各工程项目施工、参建单位的档案,以便随时查阅发现问题,使监管过程更加透明化,公众化,避免人为因素影响工程质量[11-12]。

2.2 加强质量检测程序监督

利用物联网技术加强工程质量检测过程的监督检测和监督抽测,利用质量检测结果与标准结果对比,最后得出结论,根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求,达到要求后重新检测[13]。

2.3构建建设工程质量安全管理的长效机制

建立健全工程质量检测信息和诚信体系建设工作,形成建设工程质量检测信息共享机制。利用物流网技术进一步规范和加强质量检测监督过程中的停工、限期整改、不良行为记录、行政处罚等监管手段,建立各参建单位质量诚信平台,在信息系统中予以公示,做到对实体质量、从业人员质量行为与企业质量诚信的监管有机结合起来,实现现场监管与市场监管的联动[14-15]。

3.工程质量检测综合化管理服务系统的建立

3.1系统的组成

工程质量检测综合管理服务系统是以物联网技术为手段,以常规检测方法为基础,集四个方面管理于一体的信息系统,见图1。

该系统成功应用于工程质量检测管理方面,按照图1的框架图可知,主要有四个方面的应用,下面逐一介绍:

3.1.1检测流程管理

该部分前面做了介绍,利用物联网技术加强工程质量检测过程的监督检测和监督抽测,利用质量检测结果与标准对比,最后得出结论,根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求,达到要求后重新检测[16]。检测流程分三个步骤:

(1)检测结果的归档、整理及备份;

(2)标准结果的查找与对比;

(3)结论的得出及评估。

管理人员通过物联网技术检测到的现场结果由步骤1归档、整理及备份后,寻找相关检测数据库找出标准结果与检测结果对比。按照结论对比的结果并结合国家相关法律法规作出评价和判断。根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求,在规定时间内完成[17]。

3.1.2 项目档案管理

项目管理主要有工程备案、工程质量跟踪和工程质量评价三个部分组成。工程备案是对工程施工过程中的文件及过程进行备案,作为存根以便后期查找[18]。质量跟踪是企业向用户交付产品后,跟踪用户的使用情况,及时整理收集产品使用信息,就产品使用过程中存在的问题及时反馈到企业,建立产品问题数据库,在后续工程(产品)施工过程中加以改进。质量评价是根据建设任务、施工管理和质量检验评定的需要将工程划分为单位工程、分部工程和分项工程,依据质量检验评定标准对分项工程利用物流网技术进行智能评分,根据评分结果得出改进措施等[19]。

3.1.3单位及人员资料档案管理

单位及人员资料档案管理工作是一项重要的基础性工作,通过物联网技术可以对建设、施工及检测人员的资质、素质等方面进行管理,防止三无人员上岗工作,引起工程质量及人员安全问题。对于一直未出现问题的单位可以降低监督的力度,减少检查的次数;而对于问题常出的单位要加大监督的力量,检查要常态化[20]。

3.1.4 公共服务管理

公共服务管理主要是针对工程服务对象的,为他们提供工程质量信息的查询及投诉,使信息透明化。对事实清楚、责任明确、能够确定处理意见的一般质量缺陷,由投诉处理监督机构责成责任单位提出处理方案,向责任单位提出整改,并督促其限期整改[21]。

3.2综合化管理服务系统的运作模式

综合化管理服务系统可以独立运用于单一检测机构,也可以与其他系统综合化应用。物联网技术是以互联网为基础,如果没有互联网体系的支持,物联网技术就不能发挥作用。综合化管理服务系统主要是利用质量标准对各种工程进行检验[22]。

3.2.1 质量检测人员现场设备操作

检测人员通过现场检测设备等对工程进行检测,检测所得数据迅速传到外网,随之传到管理系统[23]。质量监督人员可通过网络及时查询检测过程及结果。在检测结果与标准对比无不同时,系统会自动形成权威质量检测数据报告,供质量检测及监督人员参考。

3.2.2 互联网及移动通信网络支持

互联网及移动通信网络正加速向各行业、各领域渗透融合,在我国经济和社会发展中的影响和地位日益突出[24]。互联网及移动通信网络目的主要是为了工程质量检测数据的传输和为监督人员提供相关服务的网络支持[25]。在物联网在工程质量检测过程中,网络及移动运营商利用现有的网络资源对检测信息进行处理,实现物联网技术与互联网及移动通信网的对接。

4.结论

本文通过对物联网的趋势,应用及与互联网等技术对接的介绍后,研究了物联网技术在工程质量检测综合化的应用,证实了物联网技术强大的应用能力及较广的应用范围。分别从检测流程、档案管理等方面详细介绍了物联网技术的应用。综合服务系统主要由四个方面组成,通过该系统的建立,可优化工程质量监管过程,极大的提高监管效率。

5.致谢

本论文得到十二五科技支撑计划项目《绿色磷矿山建设关键技术集成及综合示范》(2013BAB07B06)经费的大力支持,在此表示感谢。

参考文献:

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物联网工程的应用范文第7篇

关键词:物联网;工程管理;信息技术;智能化应用

一、引言

近年来物联网可谓是愈演愈烈,已慢慢渗透到人们生活和工作的方方面面,物联网是继互联网之后的一次技术性革命,能够有效实现物体与物体之间、环境、状态信息实时的共享,并进行智能化的收集、传递、处理、执行等多种指令,给现代生活和工作带来了很大的便利性,得到了社会上下各方人员的关注和重视。我国目前已将物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位,可见发展物联网产业意义重大。建筑业是国民经济的重要支柱产业,随着科技进步,建筑结构形式复杂化,高科技含量、高使用要求使得建设工程施工工艺复杂、工序增加,这就要求建设工程不断提高生产效率,实现管理精细化、高效化。传统的工程管理理念和手段已经难以满足人们对建设工程日益增多的要求。基于物联网技术的信息化技术的应用,建设工程管理应寻找新的管理模式,可以很好地处理建设工程中的大量信息、将各施工阶段信息资料联系起来、避免信息孤岛与信息回流现象;也可以很好地解决不同组织、不同专业、不同过程之间的信息壁垒等问题,实现高效管理。

二、物联网技术应用于建设工程管理的系统要素

建设工程管理涉及的信息及相关影响因素量大、面广、琐碎,对建筑材料的全流程检测涉及大量时间与空间信息,对建筑物全寿命检测需要在建筑物每个主要承重构件上布置几个到十几个RFID。因此,在建设工程信息管理中需要大量的传感器和庞大的数据存储与处理系统。云计算的出现使得存储和处理数据的价格大大下降,传感器价格迅速下降,这使得在建设工程中大量使用传感器、实现建设工程管理智能化成为可能。

2.1感知层

感知层是指通过RFID采集信息,使物体携带自身信息并实现流动数据更新累加。在建筑材料全流程监控管理中,感知层采集的信息主要包括:建筑材料的产品信息,运输中形成的物流信息链,经手人员信息等。在建筑物全生命周期检测中感知层主要采集的信息涉及主要承重构件的设计信息、验收情况、使用中检测信息等。

2.2传输层

传输层即网络传输技术,用于解决网络层的网络接入、传输、转化及定位等问题。由于无线局域网具有高移动性、抗干扰、安全性能强、扩展能力强、建网容易、管理方便等诸多优点,而建设工程信息量大、施工环境复杂,考虑到要实现对建筑物全生命周期检测,应尽量采用较为先进的技术手段作为传输层,方便日后系统更新换代。以目前的科技水平看来,可以采用无线局域网作为建设工程管理的传输层平台。

2.3应用层

应用层是展现物联网应用巨大价值的核心架构,它旨在实现信息的分析处理和控制决策以及完成特定的智能化应用和服务的业务,从而实现物与物、人与物之间的感知,发挥智能作用。建设工程中,要求应用层具有海量存储、数据管理与智能分析等功能。因此,应以云计算技术作为应用层集合分散在各地的高性能计算机上,为物联网在建设工程管理中的应用提供服务平台。物联网应用于建设工程管理的构成要素如图1所示。

三、建设工程管理中物联网技术应用分析

3.1建筑材料全流程监控管理

建筑材料全流程监控管理指的是在建筑材料出厂时便在每个单元材料中埋入RFID,记录材料的产品信息。在运输中,以时间和空间信息形成物流信息链,直到建筑材料进场、投入使用。管理人员通过扫描RFID清楚地了解这批建材的全部信息。在进场时接收材料的管理人员要对产品质量进行初步评定,将检查结果录入RFID,进一步保证了进场材料的质量。当某单元建材出现问题时,通过扫描RFID可以明确责任人,减少责任推诿,提高管理人员的管理积极性。具体建筑材料全流程监控管理信息录入如图2所示。其中,使用部位指的是建筑材料具体用于建筑物的哪些部位,旨在方便日后管理。产品信息包括产品属性、质量等级、生产日期、生产厂家等内容。

3.2建筑物全生命周期检测

建设工程全生命周期检测的具体做法是将具有应力感应功能的RFID在不影响构件结构功能的前提下放入主要承重构件中,如框架梁、框架柱等。根据构件的受力要求,RFID应布置在拉、压应力较大处,并且录入其对应的构件基本信息,如设计信息、建设单位信息、施工单位信息等。随着工程的进行,不断录入新信息:验收时录入每个构件的验收情况与验收人员信息,投入使用后实时检测每个构件,记录每个构件的受力情况,消除安全隐患,使建筑寿命合理化。

3.2.1录入基本信息

录入基本信息是为之后验收工作、安全测评工作及建筑物合理寿命鉴定服务的。基本信息主要包括项目建设单位信息、设计信息、施工单位信息。这个环节是实现建筑物全生命周期检测的前提,录入的信息越翔实、越条理,之后的工作就越省力。项目建设单位信息包括项目名称、建设场地地址、建设单位名称等,根据日后需要按需录入。设计信息包括每个主要承重构件的图纸编号、构件编号、混凝土级别、配筋信息、截面尺寸、设计单位、构件受力的设计限值等。施工单位信息主要包括施工单位名称、项目负责人、具体某片区域管理人员等。录入这些信息可以加快施工现场管理人员之间信息流通速度,明确责任人,提高工作效率与工程质量。

3.2.2提高验收效率

工程验收时,监理人员首先在RFID中录入验收日期、验收单位及监理人员个人资料。验收时扫描RFID,将构件设计信息与现场检查结果核对,记录自己对该构件的质量验收结果。这样可节省大量查阅图纸的时间,减少由于管理人员素质等原因造成的质量问题,现场验收结果有据可查,验收质量得到保证。

3.2.3减少使用中的安全隐患

当工程竣工投入使用后,具有应力感应功能的RFID可实现建筑物全生命周期的监测。当构件应力超过允许值时发出警报,这样可以及时发现有问题的构件,尽早做好维护措施,实现基于预防性的、有针对性的维护,在建筑物出现安全问题之前进行加固等措施。而不是浪费大量时间进行常规检修,这就意味着零计划外故障时间,即如果没有突发性事件,建筑物不会出现安全问题。由于有些检测需要局部破坏建筑物,采用RFID避免了原本没有必要的破坏。由于可以及时解决安全隐患,所以采用RFID间接提高了建筑物使用寿命。

3.2.4建筑寿命合理化鉴定

当建筑物达到其设计使用寿命时,进行一次全方位的数据收集,即对建筑物体检,根据RFID收集的检测数据、汇总之前存入RFID的信息,分析该建筑物能否继续使用或者需要何种维修措施,从而合理延长建筑使用寿命。在资源日益紧张的今天,人为规定建筑物使用寿命的做法无疑是一种资源浪费,重复建设造成大量人力物力的浪费。采用RFID可以使建筑寿命合理化,实现建筑物经济效益最大化。

四、结语

物联网作为一种新型技术手段,已经得到越来越广泛的应用,但在建设工程管理中的应用较少。以物联网的感知层、传输层、应用层为平台,初步构思了建筑材料全流程监控管理和建筑物全生命周期检测这两种物联网应用模式,以期将物联网应用于建设工程管理,实现建设工程的智能化管理。

参考文献:

[1]智慧城市的愿景与架构[J]. 许庆瑞,吴志岩,陈力田.管理工程学报. 2015(04)

[2]物网产业价值链发展研究[J]. 陈芮娴.电脑迷. 2016(09)

物联网工程的应用范文第8篇

关键词:物联网技术;临海;矿山工程;施工管理;作用

1 物联网技术的概述

物联网技术是新一代的信息技术,是在互联网基础上的延伸和扩展,其用户端延伸和扩展到了物与物之间的信息交换和通信。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。截至2010年,发改委、工信部等部委正在会同有关部门,在新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施,从而推动我国经济的发展。本论文依托温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目,分析了物联网技术在矿山施工管理过程中的作用。

2 物联网技术在数字矿山中应用的必要性

露天矿山开采施工具有环境恶劣、安全隐患多、通信联络困难等特点,这对数字化矿山的建设提出了较高的要求。数字化矿山的建设不仅能够保证矿山开采施工安全,也能够提高矿山生产效率,同时提高了管理效率与管理水平。

温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目的环境以及安全隐患分析。在当地海区属正规半日潮地区,一昼夜分两高潮和两低潮,装船赶潮施工(涨潮时满船离码头,空船进入码头),施工时间随潮汐变化。矿山开采范围1.04平方公里,开采作业面多,开采平台至山岗背码头运输道路已经形成环路,坡陡运距长,需横穿乡村道路。料场山岗背现有码头数量30个且两两相连,地磅称重系统4套。下游收料标段数量多达9个,运料平板船59条。种种因素导致矿山开采现场施工管理及计量工作繁重、难度较大,无法对各施工平台进行24小时监管,投入的施工管理人员数量及成本相应增加。因此,在温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目提高物联网应用水平,是实现生产管理的现代化、信息化的迫切需求。2012年11月,温州市瓯飞料场引入了以物联网技术为支撑的综合管理系统项目,经过近两年的项目实施,于2014年10月完成了料场矿场工程数字化综合管理系统的建设。

3 物联网技术在数字矿山中的具体应用分析

结合温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目,矿场工程数字化综合管理系统综合采用了工业光纤环网技术、工业光纤通讯技术、zigbee无线识别技术、微功率通信技术、WIFI无线网络技术、IP视频监控技术、GIS技术、GPS定位技术及网络编程技术。实现了对矿山开采施工、车辆运输以及船舶运输的24小时监控,同时对过磅车辆能够进行自动计量,并生成各类报表。为给内网和外网的多用户网络并发访问提供服务,系统配置了一台流媒体服务器。

3.1视频监控系统。矿山开采受条件限制,一般在生产环节中无法及时发现异常情况并采取有效的措施,因而导致生产指挥滞后资源利用率下降、严重时甚至引发重大事故的问题。建立实时监控系统,采用IP视频监控技术、WIFI(一种局域网内的无线传输协议)等技术,构建矿山智能感知网络体系。利用射频、红外、激光等传感器,实时感知人员、设备、环境状况,以及爆破、出矿和运输三个关键工序中的生产状态。通过多信息源数据融合共享,实现矿山综合监控系统,解决采矿安全生产过程的可视化,生产作业计划的最优化和调度指挥决策的智能化问题。

结合温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目,物联网技术采用当今世界最先进的工业光纤环网技术,通过工业光纤通讯技术、WIFI无线网络技术、IP视频监控技术与网络编程技术的融合,实现施工现场24小时监控的功能。施工现场情况可全部在监控中心大屏进行实时显示及保存,并可控制前端设备进行全方位监控。在日常办公电脑上安装客户端软件,接入监控网并输入账户,就可以对系统中的所有实时监控画面及保存的录像进行浏览。视频监控区域分为码头区域和矿山区域。视频监控点主要设置在路口、转弯处、码头以及全局查看方位,基本能够满足矿山施工过程的全方位实时监控。

考虑到施工环境问题,为避免矿山爆破作业产生的震动以及车辆运输对系统造成的不利影响并保证能够对爆破作业及装车作业进行实时监控,矿山区域的视频监控信息采用无线传输,为保障无线传输信号的稳定以及移动监控点的使用方便,无线传输采用全向天线,并设置两个可移动的监控点对矿山爆破施工区域进行监控。矿山区域的视频监控网络在山岗背码头处与码头的视频监控系统合并,监控信息一并传输至系统流媒体服务器进行保存、转发。

3.2海上船舶监测监控系统。通过GPS定位技术与网络编程技术的融合,实现了船舶24小时监控、语音通讯及偏航报警等功能。系统基于GIS平台,对地图进行二次开发,设置了电子围栏,船舶驶出电子围栏或者未到达卸料地点而停留亦或者船舶监控终端设备无信号,系统将会产生报警信息,提示管理人员核实船舶的相关信息。船舶监测监控系统的运行,首先要在运输船舶上安装GPS定位监控调度终端,GPS定位监控调度终端安装前需以将要安装的船舶参数以及设备自身配置的电信CDMA卡的信息为依据进行参数配置。终端安装完成后,还需在系统中添加此设备作为该船舶的身份证明,配置、调试、添加完成的设备需24小时供电。终端经GPS卫星定位后,船舶监控系统实时接收GPS定位信息,并将定位信息采用移动通讯传输至服务器进行保存及转发,监控中心通过网络终端对船舶位置进行监控,并对船舶进行船舶信息查询、船舶航行轨迹记录及查询、语音通讯、偏航报警等监控功能。

3.3自动计量系统。自动计量系统设置在山岗背码头区域,利用码头视频监控系统已建成的工业以太环网进行数据传输。自动计量系统采用zigbee无线识别技术,通过工业光纤通讯技术、微功率通信技术与网络编程技术的融合,实现磅房自动计量的功能。基于zigbee无线技术,系统为运输车辆开发了专用的电子车牌,作为运输车辆的"身份证"。每辆自卸车必须安装电子车牌,同时在各地磅房及码头泊位安装电子车牌定位读卡器,自卸车过磅时电子车牌内存的车辆身份信息被地磅系统的无线识别系统自动识别,并与地磅称重系统联动将车辆载重信息传入信息系统,然后根据调度计划,在地磅称重完成后指引车辆去往相应的泊位卸料,车辆调度信息通过磅房外的LED大屏显示给车辆驾驶员,并通过无线将卸载泊位写入电子车牌。车辆完成地磅计量后,根据车辆调度信息驶入卸料泊位,完成计量。若泊位读卡器读取到错误车辆驶入,则会通过电子车牌对驾驶员进行语音提示,指引其去往正确的泊位进行卸料。自动计量系统能够自动生成单船报表、日报表、周报表以及月报表,并支持车辆运输统计及船舶运输统计等查询功能。

4 结束语

通过物联网技术在依托工程施工管理过程中的成功应用,提高临海矿场工程施工管理水平,确保了水、陆运输安全,提高了效率,降低了成本,经济社会效益明显,具有推广应用价值。随着我国经济突飞猛进的发展,越来越多范围更广、管理难度更大、环境更为恶劣的工程项目即将实施,综合管理系统能有效地进行施工工地的管理,监测施工安全、质量和进度,实时调度现场生产,综合管理系统必定有更为广阔的应用空间。

参考文献:

[1]管孝强. 数字矿山和矿山信息化建设探析[J].数字化用户,2014

物联网工程的应用范文第9篇

[关键词]新疆油田;TD-LTE技术;油气生产物联网系统

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.18.055

[中图分类号]TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)18-00-03

油气生产物联网系统(A11)是中国石油天然气集团公司“十二五”重点建设项目之一。2012年,中国石油信息化工作会议将A11系统建设作为集团公司三大标志性工程之一,为中国石油生产经营平稳较快增长和发展方式的转变提供有力支撑。

2008年,新疆油田全面建成数字油田;2010年,在全国率先启动智能油田建设,具有丰富的油田数字化建设经验。通过油气生产物联网系统示范工程的建设,能进一步促进新疆油田公司数字化建设程度,发挥示范工程的引领效应。

油气生产物联网系统分为采集与监控子系统、数据传输子系统及生产管理子系统三层架构,通过传感、射频、通讯等技术,对油气水井、计量间、油气站库等生产对象进行全面感知,实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及区域监控中心集中管理和控制。系统围绕油气生产运行需要,以实现生产操作自动化和优化生产管理流程为目标,通过搭建规范、统一的数据管理平台,支持油气生产过程管理,提高生产工作效率,优化劳动组织用工,服务油田生产的精细化管理,进一步提高油气生产决策的及时性和准确性。

1 TD-LTE技术介绍

1.1 TD-LTE技术简介

TD-LTE(Time Division Long Term Evolution)即分时长期演进,是基于OFDMA技术的新一代宽带无线通信网,是由3GPP组织制定的全球通用标准,包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱,其主要性能包括以下几个方面:在20 MHz频谱带宽能提供下行100 Mbps、上行50 Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟;支持100 km半径的小区覆盖;能为350 km/h高速移动用户提供超过100 kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱;采用全IP化的网络体系。TD-LTE技术的应用,为新疆油田油气生产物联网示范工程提供高速、可靠的数据传输通道。

1.2 无线网络技术演进路线

TD-LTE,也就是以TDD为基础的LTE技术逐渐成为全球公认、使用非对称频谱的解决方案。LTE标准是未来无线通信技术发展的方向,其具体架构如图1所示。

无线通信网络技术的演进发展经历了第一代模拟蜂窝系统(1G)、数字移动系统(2G)、第三代移动通信系统(3G)之后,正在进入LTE及以后的第四代移动通信系统(4G)时代。LTE是无线通信技术演进的主流方向,并将最终演进到单一网络。

1.3 TD-LTE的优势

(1)支持1785-1805 MHz,相关设备已获得工信部(国家无委)颁发的1800 MHz频段产品型号核准证(入网证)。(2)建设1.8 G TD-LTE的专网,频段专用,可靠性、安全性更高。(3)支持5 MHz、10 MHz、20 MHz带宽,支持用户数多。(4)延迟短,端到端延时≤5 ms,更适合自动化控制、视频监控等实时性业务。(5)速率高,下行速率最大100 Mbps,上行速率最大50 Mbps,支持灵活的上/下行时隙分配,适合油田业务开展。(6)TD-LTE基站采用8通道天线,每通道功率可达12 W,有效增加覆盖,节约基站、配套的数量,有效节约投资。(7)LTE是无线通信技术体制的演进方向,代表无线通信技术的未来。

1.4 TD-LTE关键技术

1.4.1 OFDM技术

OFDM即正交频分多路复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing),与传统多载波调制(MCM)相比,OFDM调制的各个子载波间可相互重叠,并且能保持各子载波之间的正交性。它是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流,在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号,构成一个OFDM符号。

OFDM技术有以下优点:第一,可以消除或减小信号波形间的干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高频谱利用率;第二,各子信道上的正交调制和解调可以采用IDFT和DFT实现,运算量小,适合高速数据传输;第三,所有子信道不会同时处于频率选择性深衰落,通过动态子信道分配充分利用信噪比高的子信道,增强抗衰落能力,提升系统性能。

1.4.2 多天线技术

多天线(Multiple-Input Multiple-Out-put,MIMO)技术是TD-LTE系统的关键技术之一,通过在发送端和接收端同时使用多根天线,扩展空间域,充分利用空间扩展所提供的特征,从而提高系统容量。

MIMO信号可以通过两种不同的方式来改善无线通信:一种是分集(Diversity),另一种就是空间复用(SpatialMultiplexing)。在信干噪比较低的区域,常采用分集提高信号增益;在信干噪比较高的区域,多采用空间复用提高流量。

1.4.3 小区间干扰协调(ICIC)技术

小区间干扰协调技术,基本思想是以小区间协调的方式对资源的使用进行限制,包括限制哪些时频资源可用,或在一定时频资源上限制其发射功率。ICIC从资源协调方式上可分三类:FFR(Full Frequency Reuse)全频率复用,SFR(Soft Frequency Reuse)软频率复用,FFR(Fractional Frequency Reuse)部分频率复用。三种模式中,软频率复用在频谱利用率和调度复杂度上达到很好的平衡,目前业界主要研究使用的是SFR。

1.4.4 灵活的调度策略

TD-LTE系统是时、频二维调度,调度器对系统的性能具有显著影响,主要表现在较强的小区间同频干扰情况下对服务质量(QoS)的保证上。其调度主要通过以下方法实现。

(1)根据信道质量、历史吞吐率、QoS要求和公平性策略决定用户的调度优先级及用户内各业务的调度优先级;(2)根据用户业务量、信道质量、QoS要求、公平性策略、用户位置信息及邻区干扰信息等分配时频资源、空域资源或功率资源;(3)根据用户的信道质量、发射功率、空间相关信息等,最终确定MCS等级、传输方式等。

1.4.5 HARQ

HARQ(混合自动重传请求)是一种前向纠错FEC和重传ARQ相结合的技术,通过第一次传输发送信息bit和一部分冗余bit,而通过重传发送额外的冗余bit,若第一次传输没有成功解码,则可以通过重传更多冗余bit降低信道编码率,从而实现更高的解码成功率。若加上重传的冗余bit仍然无法正常解码,则进行再次重传。随着重传次数的增加,冗余bit不断积累,信道编码率不断降低,从而可以获得更好的解码效果。HARQ与AMC配合使用,为LTE的HARQ进程提供精细的弹性速率调整。

1.4.6 基于全IP技术的核心网

TD-LTE系统核心网EPC是一个基于全IP的网络,并支持IPv6技术,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务,能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种窄中接口接人核心网;同时,核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后,所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。

1.5 与现有无线技术对比分析

目前主流的无线网络接入技术包括以下几种。第一,WIFI(Wireless Fidelity)即无线保真,目前可使用的标准有IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE 802.11g和IEEE802.11n。第二,3G第三代移动通信,分为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种。第三,LTE(Long Term Evolution),长期演进。LTE也被通俗的称为4G,是目前所有主流无线通信技术的演进方向。LTE标准分为TD-LTE和FDD-LTE两种,TD-LTE是时分双工的LTE,FDD-LTE是频分双工的LTE。TD-LTE技术可以灵活利用频谱,提高频谱利用率,支持非对称业务,上下行带宽可以不同,比较适合上行流量多的物联网应用,如政府、企业无线专网等。油田分配的可用频段有限,而FDD-LTE技术需要采用对称的频率组网,在此只对比TD-LTE技术。WIFI、3G、TD-LTE技术性能对比如表1所示。从表1可以看出,TD-LTE在无线宽带接入技术中具有领先优势。

2 TD-LTE在新疆油田A11示范工程的应用

新疆油田是集团公司油气生产物联网系统(A11)示范工程的试点单位之一,确定在风城油田作业区、采油二厂开展油气生产物联网示范工程建设。新疆油田A11示范工程的数据传输子系统采用TD-LTE技术,可以为油气生产物联网系统中的采集与监控子系统和生产管理子系统提供一条可靠、高速、及时、安全的信息数据传输通道。TD-LTE网络具备安全性高、覆盖范围广、百兆级带宽、低时延、上下行速率灵活调整、我国自主知识产权等优势,非常切合油气生产物联网系统对数据传输宽带接入的需求。

2.1 建设和应用目标

TD-LTE无线宽带专网紧密围绕A11工程的总体目标,立足新疆油田通信特点和需求,在充分整合和利用油田现有资源的基础上,针对油区内的油井分布状况,结合智能感知技术及监测终端,深入开展物联网建设,建设高速、移动、安全的无线网络。

新疆油田A11示范项目数据传输子系统使用TD-LTE无线网络系统,由基站、核心网、终端组成,网络结构示意图如图2所示。

如图2所示,核心网设备基于全IP技术,提供包括用户位置信息的管理、网络特性和业务的控制、信令和用户信息的传输机制等功能。提供用户数据的传输、系统接入控制(接入控制、拥塞控制、系统信息广播)、无线信道的加扰解扰、移动性管理(切换、位置定位)等功能。建设在新疆油田数据公司中心机房,便于网络管理与维护。

TD-LTE基站采用分布式架构,由基带单元BBU与射频单元RRU组成,BBU与RRU通过光纤连接,BBU安装在室内,RRU通过光纤拉远到铁塔顶端安装。基站采用三扇区配置,即每个基站配置1个BBU+3个RRU。BBU采用集中放置方式,通过光纤将RRU拉远到基站站点的铁塔顶端安装进行无线覆盖,采用8通道定向天线,三扇区定向覆盖。

终端由CPE(提供FE接口、RS232接口、RS485接口)和移动热点MIFI(将4G信号转换为WIFI信号)两种终端组成。

该系统主要实现油气生产物联网中以下几个方面的应用。(1)数据采集。油井无线数据回传、计量间无线数据回传与远程控制、中转站无线数据回传、配注间无线数据回传与远程控制、注水井无线数据回传与远程控制等数据采集。(2)油井视频监控。在油田行业中,不法分子偷油、破坏现象时有发生,以提高生产效率、促进安全生产为内容的石油信息化工作已成为油田急需开展的一项工作。(3)可视化生产调度,满足生产调度要求。(4)油田信息化。通过无线的延伸,可以将企业信息化的终端由传统仅能到办公室延伸到操作现场,从而解决原始信息直接实时进入企业管理系统,提升企业管理系统的准确性和实时性,提升企业管理系统的效率。(5)视频应急(抢修)通信。在突发事件情况下,可以通过TD-LTE无线网络视频应急(抢修)通信车,把事件现场情况通过视频进行反馈并应用通信车上的会议电视系统进行电视会议,解决现场困难。(6)移动巡检。通过TD-LTE无线网络,方便移动巡检,将巡检结果实时反馈到后台,并通过定位系统对巡检人员进行准确定位。

2.2 应用效果

依托覆盖新疆北部四环一星的骨干承载传输网络,已在新疆油田风城油田作业区、采油二厂建成一张高速、移动、安全的4G无线宽带网络,覆盖风城作业区、采油二厂所有示范生产区域。4G网络的应用,使新系统的生产数据及时性、完整性、安全性和可靠性均大幅提升,不但确保对油气水井、计量间、油气站库等生产对象全面感知数据和生产指挥中心及区域监控中心集中管理控制数据高速传输,还可以解决井场视频监控、移动视频监控等系统受之前无线网络传输带窄和传输距离短限制难以实施的问题。

新疆油田TD-LTE无线宽带网络,通过4G的CPE终端为RTU等智能装置提供高速网络接入端口,进行设备信息采集、控制指令和音视频数据的传输,其具体结构如图3所示。MIFI移动热点设备将TD-LTE网络转换为WIFI信号,供手持巡检终端设备接入到巡检管理系统,实现操作员工对巡检任务的管理、数据的自动采集录入、异常或故障设备的图像采集传输、巡检轨迹查看等应用,满足采油岗、热注岗、集输岗、SAGD岗日常巡检的需求,并实现全流程工艺生产监控、远程指挥、指令下达、实时通讯等功能。

TD-LTE无线网络系统提供标准的网络接入端口,具有高带宽、覆盖广等特性,为油田生产发展、应用和推广更先进的智能装置提供可靠、高效的传输通道。为油田信息化和工业化的深度融合提供有力的基础支撑。

3 结 语

TD-LTE技术在新疆油田的首次应用,构建了油田无线宽带传输网络,提升油气生产数据传输的可靠性和实时性,满足油气生产物联网系统对数据传输子系统的需求,为油气生产对象的全面感知提供基础数据传输、采集保障。将在新疆油田业务不断发展和智能油田建设中全面发展。

主要参考文献

物联网工程的应用范文第10篇

【关键词】物联网 物联网应用技术 专业建设 课程体系

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)01-0012-03

一 前言

自2010年7月教育部首次批准多所高校(院系)建设物联网技术专业以来,教育部及相关部门一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、应用实践和人才培养等方面进行了一系列的探索,国内高校也根据自身的情况对物联网相关专业的课程体系进行了探索。但物联网目前属于新兴产业,各高校都是刚刚开始设立物联网相关专业,没有成熟的经验可以借鉴。福建信息职业技术学院(以下简称“我院”)成为首批获批物联网应用技术专业的高职院校之一。虽然专业设立起来了,但事实上,对于我院来说,如何建立科学的物联网专业人才培养体系、如何把控物联网人才的培养方向、物联网专业的核心课程如何设计等问题却成为困扰我们的难点。笔者近年来致力于物联网应用技术专业建设,分析物联网应用技术专业的知识体系及核心知识领域,力求归纳物联网应用技术专业建设的专业共性,并结合我院特色,构建了以“三线并重”为核心的物联网应用技术专业课程体系,希望能通过我们的实践,给其他院校一些启发和借鉴,共同推动物联网应用技术专业及课程体系建设的健康发展。

二 物联网应用技术专业设置的必要性和可行性

物联网被公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,开发应用前景巨大。业内专家认为物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、无线传感器网络(WSN)、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。

《福建省建设海峡西岸经济区纲要(修编)》指出:海西建设的目标之一是“利用现代网络技术,加快宽带通信网、数字电视网和下一代互联网建设,推进‘三网融合’,建设宽带接入网和业务支撑网,统筹3G移动网络建设,积极发展物联网。”

福建的物联网产品在全国城市网络、网格管理、智能监控、食品追溯、水质监测等系统应用较为广泛;与此同时,在电子回执、2.4G射频识别、自助终端、物联网操作系统级中间件平台、智能家居系统等领域的技术研发位居国内领先水平。依托厦门大学、集美大学、福建信息职业技术学院,已经成立了3个RFID应用研究中心,并将技术研发与市场运用紧密地结合在一起。200多亿的销售额使这一产业成为福建新兴产业中的老大,而备受各方的重视。

物联网用途广泛,主要涉及十大重点领域,包括智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事。未来十年物联网重点应用领域投资可达到4万亿,产出8万亿,形成就业岗位2500万个。产业发展,人才先行,物联网人才需求将急剧增加,需要高校开设并发展物联网相关专业。

作为首批开设物联网应用技术专业的院校之一,我院在近两年的时间里,在专业建设、人才培养方案制定以及课程体系建设方面做了很多工作,为办好“物联网应用技术”新专业打下了良好基础。我们认为新专业将以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》为指南,以智能化的物联网系统为载体,围绕“物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护”三个主要方向,紧密结合社会发展与经济建设的重大需求与发展战略,整合我校及校内外合作团队的优势资源,建立符合我院特色的“物联网应用技术”专业,为实现福建省政府颁布的《福建省加快物联网发展行动方案(2010~2012年)》目标,为促进信息产业的发展做出贡献。

三 物联网的技术体系

1.感知层

感知层是物联网的“皮肤和五官”,主要功能是识别物体、采集信息。感知层通过传感器、条码识别、射频识别、无线定位等手段感知与采集物理世界中发生的物理事件和数据,这些数据包括各类物理量、标识、音频、视频数据等;

2.网络层

网络层类似于人体结构中的神经系统,主要承担着把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,实现更加广泛的互联功能。它主要是建立在现有的通讯网(包括有线和无线通信网)、广播电视网和互联网基础上。物联网感知层通过各种接入设备与上述网络相连,它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内,尤其是远距离的传输问题。

3.应用层

应用层位于感知识别和网络传输层之上,是物联网智慧的源泉。人们通常把物联网应用冠以“智能”的名称,如智能电网、智能交通、智能家居等,其中的智能就来自这一层。应用层解决数据如何存储(数据库与海量存储技术)、如何检索(搜索引擎)、如何使用、如何不被滥用(数据安全与隐私保护)以及设备的智能控制等问题。

应用层是物联网发展的目的,通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用技术,实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能,从而支持物联网技术在工业、农业、环保、医疗等行业领域的应用。

物联网各层次间既相对独立又紧密联系。公共技术与物联网技术架构的感知层、网络层和应用层都有关系,其包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量管理等,不属于物联网技术的某个特定层面。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体应用,各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的,也不一定所有层次的技术都需要采用;即使在同一个层次上,对可供选择的技术方案也可以进行按需配置。

四 物联网应用技术专业知识体系

专业知识体系就是把一个专业领域内的专业知识组织成专业干线清晰、知识点层次分明、结构衔接完整的一个知识框架。在分析物联网技术体系的基础上构建物联网应用技术专业的知识体系,物联网应用技术知识结构中的专业知识部分应能体现物联网整体框架及其关键技术。因此,物联网应用技术专业知识体系应包括感知层、网络层、应用层的知识和系统整体架构与优化的知识。对应的核心知识领域为:对应于感知层为射频识别(RFID)技术、传感器技术与无线传感器网络技术等;对应于网络层为通信与网络技术、网络设备配置与管理等;对应于应用层为数据存储与处理技术、应用系统开发和云计算等;对应于物联网整体的框架为信息管理技术、物联网工程布线技术等。

根据上述分析,物联网应用技术专业的知识体系要能实现这样的培养目标:培养造就具有物联网技术基础理论、计算机网络技术、应用系统开发技术等相关专业知识;主要面向物联网工程建设、物联网应用软件开发、物联网产品制造以及物联网技术应用等方面企事业单位,在生产、服务及管理第一线能从事物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护等岗位的工作;并在创新和创业意识、团队合作与人际沟通以及资料查询与组织能力等方面有良好的素养,能适应国家战略性新兴产业建设需要,具有职业生涯发展基础,德、智、体、美全面发展的高技能应用型人才。

五 物联网应用技术专业课程体系建设基本思路

本专业课程体系建设充分吸收世界先进的CDIO工程教育理念,以物联网工程项目的规划、设计、实施和管理维护生命周期为载体,建立“做中学”的教育模式,研究开发符合本地区特色的物联网应用技术专业课程体系,培养学生具有较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力,并能系统地掌握物联网应用技术。

第一,校企深度合作,面向市场需求,培养学生具备“智能家居、智能交通、产品追溯”三个应用领域的基本应用能力。按照学生职业岗位的能力,从初学到熟练的成长过程,以培养职业岗位技能为目标,基于工作过程进行物联网应用技术专业课程体系的建设。

第二,通过充分的社会调研,联合企业,聘请专家,找出上述三个领域中所有的代表性工作任务,选择完整的、对职业成长起关键作用的、有较大开放性和代表性的工作任务,从中提炼出典型的工作任务,再对所需的职业能力进行教学分析,研究提炼出适应“物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护”三个典型工作岗位的课程体系。

第三,通过“校企合作,工学结合”办学模式,进一步了解当前物联网企业的人才需求规格,培养满足企业实际需求的高技能人才,基于“以职业能力为目标、以项目为导向”的人才培养模式;“以服务为宗旨,以就业为导向”的指导思想,建设“教、学、做”三位一体的课程体系。

通过对上述“三个应用领域”、“三个典型工作岗位”及“三位一体的教学模式”的深入研究,结合本地区企业发展方向及学院实际情况,研究建设“三线并重”的物联网应用技术专业课程体系。

物联网应用技术专业课程的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点,应尽可能多地覆盖本专业的知识体系,将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑,打破学科体系的约束,遵循职业教育的特点,根据工作过程和知识结构将上述专业课程分成公共基础课程、职业平台课程、职业能力课程、实验实训课程、能力拓展课程五部分。详细课程分类见附表。

七 结束语

物联网应用技术专业是以应用为驱动的专业,专业人才的培养根据专业共性知识和福建省物联网领域的区域特色,发挥我院在计算机网络技术等学科的传统优势,使学生有兴趣、有目的、有实践地学习专业领域的知识,逐步地、系统地增长应用实践能力和创新能力。在课程设置中,把行业应用特色纳入个性化课程或专业课中,形成理论型和实践型两套既有共性又有个性的课程体系。该课程体系坚持以“物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护”为主导,夯实基础教学,为学生的未来发展创造条件,以方向选修课为平台,拓宽学生的知识和认知视野,妥善化解突出特色和拓宽视野间的矛盾。

参考文献

[1]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010(16):1~3

[2]揭秘北京邮电大学物联网工程专业课程体系[EB/OL]. http://:8080/zgwlcyw/mainnews/szyw_zw.jsp?NewsID=107705&Classid=23

[3]朱金秀、韩光洁、、吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[J].中国电力教育,2012(16)

[4]崔艳荣、陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[J].长江大学学报(自然科学版),2010(2)

物联网工程的应用范文第11篇

关键词:物联网工程;知识体系;课程体系

作者简介:朱金秀(1972-),女,江苏常州人,河海大学计算机与信息学院(常州),副教授;韩光洁(1972-),男,黑龙江伊春人,河海大学计算机与信息学院(常州),副教授。(江苏常州213022)

基金项目:本文系国家“物联网工程”特色专业建设项目、江苏省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究规划课题“‘卓越计划’课堂有效教学方法”(KT2011174)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)16-0067-02

物联网(Internet of things,IOT)的概念是在1999年提出的,根据2005年国际电信联盟(ITU)的定义,[1]物联网主要解决物到物(Thing to Thing,T2T)、人到物(Human to Thing,H2T)、人到人(Human to Human,H2H)之间的互联。这一高度交叉的新兴前沿领域在国际上备受关注,美国IBM公司基于物联网提出“智慧的地球”概念;中国科学院早在物联网概念诞生之初就启动了传感网研究。2009年,无锡物联网产业研究院成立,总理考察时提出“感知中国”的概念。2010 年3 月9 日教育部网站发出通知:我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业,在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业,以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。

自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来,中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学科教学指导委员会、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等方面进行了一系列的探索,国内高校也根据自身的情况对物联网工程专业的课程体系进行了探索。[2-4]2010年7月,河海大学(以下简称“我校”)成为首批获批物联网工程专业的30所大学之一;2011年3月,我校物联网工程专业成为第七批国家特色专业。物联网目前属于新兴产业,中国高校刚刚开始开设物联网工程专业,没有成熟的经验可以借鉴。笔者近年来致力于物联网工程专业建设,分析物联网工程专业的知识体系及核心知识领域,力求归纳物联网工程专业建设的专业共性基础,并结合我校特色,构建了物联网工程专业的课程体系,以期为兄弟高校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。

一、物联网的技术体系分析

在业界,物联网大致被公认为有三个层次,[1,5-7]底层是用来感知数据的感知层,第二层是数据传输的网络层,最上面则是内容应用层。

感知层包括传感器等数据采集设备,包括数据接入到网关之前传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。

网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上,其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网(如GSM、TD-SCDMA)、无线接入网(WiMAX)、无线局域网(Wi-Fi)、卫星网等基础网络设施,对来自感知层的信息进行接入和传输。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。

物联网应用层利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的特定服务。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网网络层的重要组成部分,也是应用层众多应用的基础。

物联网各层次间既相对独立又紧密联系。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体应用,各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的,也不一定所有层次的技术都需要采用;即使在同一个层次上,对可供选择的技术方案也可以进行按需配置。

二、物联网工程专业知识体系分析

所谓专业体系就是把一个专业领域内的专业知识组织成专业干线清晰、知识点层次分明、结构衔接完整的一个知识框架。在分析物联网技术体系的基础上构建物联网工程专业的知识体系,“物联网工程”知识结构中的专业知识部分应能够构成物联网整体的框架并体现其关键技术。因此物联网工程专业知识体系应包括感知层、网络层和应用层的知识和系统整体架构与优化的知识。对应的核心知识领域为:对应于感知层为射频识别技术与无线传感器网络的技术;对应于网络层为通信与网络技术、异构网络互联与协同技术;对应于应用层为数据处理技术和信息安全技术;对应于物联网整体的框架为物联网应用系统设计和物联网工程规划与设计。

基于以上讨论,物联网工程专业的知识体系要能实现这样的培养目标:培养造就具有物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等相关专业知识;具有物联网及其相关领域的系统、网络、终端、协议等方面的研究、设计、开发能力以及组织和实施物联网应用项目的能力;并在创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面有良好的素养,能适应国家现代化与信息化建设需要,为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型高等工程技术与管理人才。

三、物联网工程专业核心课程构成

物联网工程专业课程体系应尽可能多地覆盖本专业的知识体系。围绕物联网工程专业涉及的学科知识领域和知识点,该专业知识部分由四个部分组成:基础类、感知类、网络与通信类、数据处理与领域应用类。

基础类课程为:数理类课程,例如高等数学或离散数学、线性代数、概率与统计、物理等;电路类课程,例如电路、模拟电子技术、数字逻辑与系统、高频电子电路等;程序类课程,例如程序设计语言C、数据结构与算法、Java语言程序设计等。感知类课程为:射频技术(RFID原理及应用)、传感器技术(与设计)、微机原理与接口、模式识别与状态监控、物联网定位技术、数据获取与信息处理系统等。网络与通信类类课程为:计算机网络、射频技术与无线通信、通信原理、无线传感器网络原理、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。数据处理与领域应用类课程为:物联网工程导论、信号与系统、数字信号处理、嵌入式系统设计、云计算与云存储、定位应用开发技术、物联网工程规划与设计、物联网系统综合设计、移动开发等。

四、物联网工程专业课程体系构建探索

物联网工程专业是以应用为驱动的专业,专业人才的培养根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色。因此我校培养模式坚持以水利特色为主导,发挥水利学科的传统优势;整合优化专业课程体系设计包括学科基础课程群、物联网工程专题课程群,使学生有兴趣、有研究、有实践地学习专业领域的知识,逐步地、系统地增长工程实践能力、创新能力与科学研究能力。

学科基础课程群:按基础类、感知类、网络类、应用类将相关课程分为四大课程群,有效克服每门课程各自为阵造成的“内容重复、衔接不紧”等弊端。物联网工程专题课程群:根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色,重点建立无线传感网技术、物联网应用开发两个方向,明确制定各方向的课程体系,为学生提供充分的选课空间和时间,使学生的个性得到充分发挥。

1.无线传感器网络

该方向侧重无线传感器网络与应用的研究,强调物联网传输与网络层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式,学生将掌握扎实的无线传感网络的基础理论,具有无线传感网络及应用软件的开发和研究,方向重点是物联网网络层和感知层的研究与设计。

2.物联网应用开发

该方向侧重物联网应用技术的研究,强调物联网应用层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式,学生将掌握扎实的物联网技术的基础理论,系统掌握物联网基础及应用软件的开发方法和开发工具,方向重点是物联网网络层和应用层的研究与设计。并增加水声通信技术、水联网及水环境检测应用作为我校的行业特色。

综上所述,我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。

在课程设置中,把行业应用特色纳入个性化课程、专业课模块,形成学术型和技术型两套既有共性、又有个性的课程体系。该课程体系坚持以水利特色为主导,夯实基础教学,为学生未来发展创造条件,以方向选修课为平台,拓宽学生的知识和认识视野,妥善化解突出特色和拓宽视野间的矛盾。

五、结束语

物联网工程专业不是以理论为主导,重点是工程应用,教学应该由应用来驱动,时刻做好准备,不断调整教学内容。课程设置及内容应重在特色,在实施过程中,将高度重视特色专业点建设工作,大力加强课程体系和教材建设,改革人才培养方案,强化实践教学,加强教师队伍建设,紧密结合国家经济社会发展需要,推进专业建设与人才培养,切实为同类高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。

参考文献:

[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[R/OL]..

物联网工程的应用范文第12篇

关键词:天津市经济需求;物联网工程;培养方案

物联网技术是推动当今世界科技和经济快速发展的关键技术之一,根据物联网产业特征优化产业结构,可以提高天津市的整体技术水平和经济实力,而培养具有高水平专业技术的物联网人才正是整个战略的基础和关键。

一、天津市经济产业现状调查和物联网人才需求分析

(一)天津市经济产业与物联网产业现状分析

天津是我国老工业基地,自滨海新区开发开放以来,在巩固和提升传统和支柱产业的同时,发展了以航空航天为代表的新型支柱产业。物联网提供的集硬件、网络、平台、应用、流程耦合为一体的高端综合集成服务能力具有重大的应用潜力。

针对物联网的研究和应用起步在天津是比较早的。在计算机、传感器、应用集成和信息安全等领域初步形成了完整的产业链,将发展物联网产业、推广物联网应用、搭建物联网平台、突破物联网技术作为四大重点任务,积极推进物联网产业在天津市社会经济中的发展。

(二)企业物联网技术人员情况分析

目前,社会企业中缺少真正能将物联技术与跨行业产业紧密结合的专业技术人才。造成这一现象的根本原因在于物联网是互联网到物的感知与控制的延伸,计算机与通信专业的人才对传感和控制不熟悉,而电子电气和自动化等专业的人才对通信网络不熟悉。物联网应用向新兴产业发展的趋势越来越明朗,因此需要大量具有计算机、通信网络、传感、控制等专业知识的多学科复合型物联网技术人员。

二、天津市物联网专业人才培养情况分析

天津市高等院校中,天津大学于2010年获得教育部批准开设物联网工程专业,天津理工大学和天津工业大学也于2012年获批开设物联网工程专业,南开大学和天津科技大学于2013年获批开设物联网工程专业。由于物联网的相关研究处于起步阶段,且具有交叉学科的特征,物联网工程专业在不同的学校办学学院也不同,如天津大学该专业在电子信息学院,而我校则隶属于计算机与通信工程学院,因此,天津市物联网专业人才培养的主要问题就在于针对不同学校的情况及特点,建设有各自特色的物联网工程专业。

三、物联网工程专业人才培养方案的设计

(一)专业定位和培养目标

物联网工程专业属于综合性专业,融合了计算机、网络、通讯、控制等不同专业领域,其理论体系覆盖了信息感知、传输、处理及应用等方面。我校的物联网工程本科专业依托计算机与通信工程学院已有的扎实理论基础和领域应用经验,秉承“为天津市社会经济发展服务”的人才培养理念,既重视人文素养和职业素质,同时关注专业理论知识和特色技术专长。

(二)培养模式

我校物联网工程专业学生采用3+1联合培养模式,即大学一、二、四年级在天津理工大学培养,主要负责专业基础课和实践环节的教学培养工作;大学三年级在中华大学培养,负责物联网专业课的教学与学生培养工作;最后成绩合格的学生颁发天津理工大学毕业证、学位证,该模式自2013级开始实施。

(三)教学计划主体框架

根据本专业总体培养目标,在社会、企业、高校等各方面进行了深入调研,充分了解物联网工程专业国内外教育发展现状,依托我校计算机、通信工程、物流等专业优势与特色,构建了一种模式、二个方面、四种能力、六个模块和八个课程群的“分层次、互动式、工程化”培养方案。即确立了一种“与台湾中华大学3+1的联合办学”模式;从“强化理论教学和实践教学”两个方面;围绕着“具备并能应用与本专业相关的科学、数学、工程技术基础知识能力、具有本专业分析问题与解决问题的个人能力和专业能力、能在实际多学科合作团队里工作并进行有效交流能力、具备一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验构建能力”四种能力;搭建了包括“数理课模块、人文管理模块、学科基础课模块、专业基础课模块、专业课模块和集中实践课模块”六个模块;“数理基础课程群、学科基础课程群、应用层课程群、传输层课程群、信息处理课程群、感知层课程群、集中实践课程群、人文社科学基础知识课程群”课程群的“分层次、互动式、工程化”的培养方案。

(四)课程设置

1.课程体系与课程群设计。我们首先把专业课程划分为四个知识模块,然后将其分为若干个课程群,按照课程群组织教学和进行课程建设(如图1)。其中感知层课程群包括传感器原理、单片机原理及接口技术、数字信号处理、Linux操作系统、物联网控制技术、嵌入式系统和数字图像处理;信息处理层课程群包括人工智能、JAVA程序设计、定位技术与应用、数据库课程设计、辨识技术概论、物联网信息处理技术、云计算平台技术和物联网软件开发设计;传输层课程群包括物联网通信技术、基于IPV6的网络、物联网控制技术、无线Ad hoc网络技术、网络与协议、物联网安全与验证技术和模式识别与状态监控;应用层课程群包括物联网中间件技术、智能物流信息系统与设计、物流与供应链管理和物联网应用系统综合设计。

2.实践教学体系设计。物联网工程专业强调工程应用,培养过程中的实践教学至关重要。我校的物联网工程专业以学生为主体,理论教学以问题驱动模式组织。实践教学从具体实验开始,经过课程设计、综合设计、竞赛和毕业设计等,培养学生逐步具备基础能力、综合能力、应用能力和创新能力,辅助不同层次的评价机制,力求培养适应物联网产业需求的工程应用人才(如图2)。

四、结语

物联网工程专业在21世纪的工业革命潮流中属于新兴学科,市场需要大量优质的物联网人才,如何培养出满足社会需求、真正服务社会的物联网特色人才是目前亟须解决的问题。各个高校基础不同,地方人才需求层次方面也不尽相同,只有着眼自身条件,发挥自身优势,充分调研市场需求,有的放矢地进行物联网教学内容优化,才能在物联网专业发展大潮中找到自身的定位与价值。

参考文献:

[1]隋博文.广西物联网产业发展的机遇、挑战及对策建议[J].物联网技术,2013,3(5):74-75.

[2]郭惠.物联网专业人才培养模式的探究[J].微型电脑应用,2011(10):10-11.

物联网工程的应用范文第13篇

关键词: 物联网 关键技术 专业建设

一、物联网产业发展现状及应用领域

物联网被称为继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮,物联网具有应用需求广泛和产业发展迅速等趋势,它具有庞大的产业集群效应。据权威机构预测,物联网在公共安全、环保、智能交通、智能电力、智能家居、智能医疗等诸多领域的市场规模均超过百亿甚至千亿,到2020年,物物互联业务将非常普遍,它与现有的人人互联业务之比将达到30∶1,物联网产业被称为下一个万亿级规模的产业[1]。

社会各行各业都涉及物联网技术的应用,国家“十二五”规划中明确的重点物联网应用领域:智慧城市、智能农业、智能家居、智能工业、智能交通、智能电网、智能医疗、商业与服务、公共安全与公益事业等。以上每一个智能应用领域,都会涉及传感、RFID、电子、通信、自动化控制及GPS或GPRS,这些技术整合将最终构成基本的智能传输及分析系统,多个单个智能系统的整合将构成智能物联网[2]。

二、物联网的人才需求及岗位分析

人才服务于产业,也制约着产业发展。物联网涉及众多行业应用领域,在未来几年,物联网产业发展的主要动力是行业应用。据国家相关部门统计预测,未来几年,在智能交通、智能物流(现代物流与智能仓储)、智能电网、智能医疗、智能工业、智能家居等方面的物联网应用型人才需求都将达到百万以上;在智能农业方面,甚至有近1000万的人才需求。物联网应用技术人才需求巨大,高等职业教育需加大人才培养力度以满足行业产业人才需求[3]。

高职物联网应用技术专业培养具有物联网工程布线、系统联调、传感器安装与调试、自动识别产品安装与调试和软件产品安装能力;能进行物联网工程项目的运行维护、管理监控、优化及故障排除;能进行物联网产品生产、物联网工程施工、物联网设备或产品维护维修、物联网项目辅助研发等一线工作的发展型、复合型、创新型技术技能人才。可从事物联网企业物联网产品的生产、物联网工程施工、物联网设备或产品维护维修、物联网项目辅助研发,以及计算机硬件、网络产品的销售和技术服务、中小企业网络管理等工作。

三、联网专业的技术体系

物联网应用技术专业具有覆盖面广、知识体系大等特点,它涉及信息技术众多前沿领域,如自动化控制、移动互联开发、网络通信、应用电子、多媒体等技术领域。物联网技术架构可以分成三层,即感知层、网络层、应用层。

1.感知层

主要功能是识别物体、采集信息,通过短距离通信网络进行数据传输,关键技术包括:传感器技术、二维码技术、RFID技术、GPS技术等。

2.网络层

主要负责把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送。基础通信,数据传输,关键技术包括:无线通信、有线通信等。

3.应用层

主要负责通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用技术,实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享和互通,从而支持物联网技术在工业、农业、环保、医疗等行业领域的应用[4]。关键技术包括:数据融合、云计算等。

四、课程体系建设

1.人才培养模式

物联网应用技术专业人才培养应符合应用性、先进性、实践性原则,紧密与区域内相关企业的合作,建立针对职业岗位群的人才培养模式。以能力本位构建三重能力的课程体系,针对岗位需求设置岗位课程,基于工作过程整合课程内容,针对高职课程的特点,积极探索教学改革,采用“项目引导、任务驱动”的教学模式,实施理实一体的项目导向式教学改革,提高人才培养的针对性和适应性。在具体课程实施过程中,推行项目化教学改革,建设课程项目库,项目选取采用虚实结合,注重项目载体的选择;项目采用工作流程进行任务分解,每个项目变的是教学内容,不变的是工作流程;学生以小组为单位进行项目及任务实施。教学过程体现学生中心地位,教师采用引导、辅助、鼓励与点评等方式进行教学。学生以竞赛、评优、考核等方式进行项目团队学习,可以培养学生的自信心和学习兴趣,提高学生团队协作、自我学习等能力。

2.课程开发

物联网是门交叉学科,涉及电子技术、通信技术、传感技术、网络技术、嵌入式技术等,知识系统非常庞大,在进行课程设置时需要综合考虑相关交叉学科的特点,应尽可能多地覆盖本专业的知识体系,根据工作过程和知识结构,形成“两个平台”(公共基础课程、专业基础课程)、“三个方向”(物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护)的课程体系。

3.实训室建设

物联网产业发展人才需求不仅在技术上,更多的是在应用领域。通过实践教学可以培养学生的应用能力和创新思维等。因此,在物联网应用技术专业建设时,完善实验、实训室建设尤为重要。在实验、实训室建设过程中,首先,突出虚拟仿真性,即在实验、实训过程中全方位模拟日后的工作流程、工作环境和职业岗位,提高学生的操作技能和职业能力[5];其次,关注功能模块的实际完整性,即针对具体应用配置齐全相关设备;最后,兼顾前瞻性和扩展性,即支持实训项目的拓展。

4.教学资源库建设

教学资源库建设是一种高技术、高投入的建设,资源库建设应立足专业特色,重视资源共享,强调技术应用,为培养合格人才提供坚实保障。所以研究适应职业教育发展,适合职业院校专业特色,且有利于职业院校之间资源共享的标准化、科学化、开放化的职业教学资源库建设。通过此平台,教师、学生可以根据自己的个性需求,通过Web方式浏览、查询、下载、使用和上传资源,并自主组织学习效果的测试与评价,实现师师、师生和生生之间的交流互动。

五、师资队伍建设

高职物联网应用技术专业起步晚、基础薄,专业建设宜坚持“校企合作、课程先行、科研引领、成果孵化”的基本原则。其中,师资队伍建设是关键,需要学校、教师、企业三方共同投入,将校企“师资互嵌”落到实处,不能简单地搞“企业工程师请进来,学校教师派出去”的模式,要从制度、科研应用、教育教学多方同步推进,最后才能实现学较、教师、学生、企业多方共赢[6]。

总之,高职院校开设物联网应用技术专业,是机遇也是挑战。学校将根据区域特色,紧密结合省和扬州市“十二五”发展规划实施要求,整合学校及行业内的优势资源,全力推行物联网应用技术专业建设。只要不断更新观念,进行课程体系和教学模式改革与创新,加强教师队伍建设,提高专业办学水平,就一定能培养出更多高端技能型物联网应用技术专门人才,为促进物联网产业的快速发展作出贡献。

参考文献:

[1]张琴.焦万亿超级产业的未来[EB/OL].,2012-12-06.

[3]刘青.基于岗位的物联网应用技术专业人才培养与专业建设研究.菏泽学院学报,2013,10.

[4]赵雨境.以“三线并重”为核心的物联网应用技术专业课程体系研究.学园|ACADEMY.2013(1).

物联网工程的应用范文第14篇

【关键词】物联网人才 教学方法 服务型人才

【中图分类号】G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2015)02C-0183-03

一、农业物联网人才需求情况概述

我国经历三十多年的改革开放,工业和服务业都得到极大发展,已是全球制造业大国,相比而言,农业的发展稍显滞后,随着我国工业化现代化及城市建设发展进行到一定阶段,当前我们亟需大力发展与投入的是新农村的综合性、全方位的建设。我国农村一直实行包产到户,土地流转工作才刚启动,处于经济和体制转型的关键时期,“三农”问题近些年一直得到国家各界的高度重视,而农业信息化建设正是解决此问题的关键。适逢此时,物联网产业恰好兴起。物联网( Internet of Things,IoT),即“物物相连的互联网”,被称为信息产业的第三次浪潮,自其被提出之日起,短短数年已在世界各国广泛采用,并渗透到各行业中去。随着物联网产业的发展进步,物联网在农业生产、流通、管理等领域也得到越来越广泛的应用。从生产领域来说,农业物联网利用传感器、通信网络、智能决策系统,对养殖、种植对象进行环境监控、养料供给等,以实现降低成本、减少耗损、提高质量、改善环境的目的。此外,在农产品流通环节可建立起信息管理系统,建立从源头到消费终端的管理体系。

在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》里,明确提出“加快发展面向农村的职业教育”“强化职业教育资源的统筹协调和综合利用,推进城乡、区域合作,增强服务‘三农’能力”“加强涉农专业建设,加大培养适应农业和农村发展需要的专业人才力度”。未来农业的发展必将向信息化、现代化、网络化、科技化方面发展,农业物联网是现代农业发展的引擎,目前,我国农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段。高等院校才刚刚有物联网专业的毕业生,直接面向农业的物联网人才培养尚未正式启动,而我国幅员辽阔,大部分土地是农村,大多数人口是农民,因此,面向农业信息化建设方面的物联网人才市场缺口巨大。仅“十二五”期间,估计农业物联网方面的人才需求就有大约1000万人。

农业物联网专业人才可分为研发型人才和应用技术服务型人才。研发型人才主要是指从事农业物联网新技术的开发及相关设备生产工作的人员;应用技术服务型人才则主要指利用现有的农业物联网技术和设备,直接面向终端用户,服务于农业生产第一线的人员,其在整个农业物联网人才需求数量中所占的比例也是最大的。本文主要针对农业物联网服务型人才的培养展开研究,以期对面向农业的物联网人才培养模式进行探讨,为农业物联网培养知识面广、综合素质高的复合型人才。

二、农业物联网服务型人才培养目标

开展农业物联网应用技术服务型人才培养,首要明确人才培养目标。目前,国内高校的物联网工程专业的培养计划普遍还处于探索阶段,培养目标不明确,培养方案、教学模式趋于相同,由于物联网的应用领域广泛,就农业物联网而言,要想做好这方面的工作,不仅需要具备物联网技术、产品知识,还要对农业生产知识有所了解。因此,目前各高校探索性的物联网人才培养方案普遍是缺乏针对性的,并不能满足农业物联网人才培养的实际需要。在专业设置和建设的探讨过程中,通过对多所院校的物联网专业人才培养方案进行分析,及与相关教师进行交流,笔者也发现,普遍存在着对物联网人才培养的方向模糊,对物联网产业链人才需求未来状况预估不足的现象。

首先,当物联网作为一个新兴的巨大产业来临之际,我们要对它的未来产业链发展状况有个预估,才能与之相适应地去进行合适比例的人才培养。纵观其它高科技产业的发展历程,也可以看出,许多产业在人员需求上以应用型人才为主。譬如,电子信息产业,真正投入研发领域工作的,只是集中在大城市,只需要少数高端型人才,面向全国范围的、需求量较大的仍是以应用型人才为主。这是一个“橄榄型”的产业链人才需求结构,研发和制造人才需求少,分别占两端,中间多数为应用型人才需求。物联网产业也具有这样的特质,更何况它本身就是一个应用创新型产业,其产业巨大的生命力也体现在应用上。然而,目前大多数院校,包括很多高职高专院校,在物联网专业的人才培养上,仍过于注重研发设计能力的培养,忽视应用领域综合能力的培养,这是与产业链人才需求状况不相吻合的。

其次,物联网是向各产业、行业渗透的一个基础性产业,其必然带有跨行业的性质。譬如,农业作为第一大产业,它涉及的领域是很广的,仅是农业物联网对人才的需求就是巨大的,可是目前的物联网专业普遍都没有体现出这种行业的针对性,学生就业时,仍将面临着对行业领域知识的一个再培训过程。

根据前文论述,我们在进行农业物联网人才培养中,应以培养物联网应用型人才为主要出发点,并结合农业生产、流通、管理等行业背景知识,进行知识全面能力较强的综合型人才培养。这样才能培养出农业知识丰富的物联网人才,有利于满足社会的需求,有利于解决人才的就业问题,极大地推动物联网在农业领域的应用创新发展。

对于农业物联网方向的高职高专学生培养,我们提出以下几点专业能力目标:掌握物联网工程专业的基本知识和基本原理;熟悉农业物联网产品软硬件配置,能从事物联网解决方案的设计、管理和维护工作;掌握农业现代科技、农产品生产流通基础知识、农业物联网应用技术、工程施工基础知识,具备农业物联网应用系统设计实施能力;了解物联网工程技术的技术前沿、应用前景和最新发展动态。

三、农业物联网服务型人才培养专业课程体系构建

农业物联网服务型人才培养的课程体系应当围绕着培养目标展开,除公共基础课、选修课程及实践课程外,以下详细例举专业基础课和专业核心课程的构建。

(一)专业基础课

1.农业现代科技技术概论

主要介绍介绍国内外农、畜、林三业的生产、储藏、加工、消费、市场现状与发展趋势;现代育种目标、育种技术和育种方法;现代种植(养殖)技术;农产品采收、包装、储运、加工、流通等产后现代商品化处理技术;现代农业生物技术、信息技术等高新技术的应用情况。

2.电子技术基础

通过本课程的学习,使学生掌握电子技术各种基本功能电路的组成、基本工作原理、性能特点,熟悉电子技术工艺技能和电子仪器的正确使用方法,初步具有查阅电子元器件手册、正确使用元器件、读识常见电子线路图、测试常用电路功能及排除故障的能力。能复述逻辑门电路的功能,并能利用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路,并能分析简单时序逻辑电路的功能。

3.嵌入式技术

主要讲述嵌入式系统的基本概念、界面设计、应用编程等知识。通过学习该门课程可以使学生能够编写、调试嵌入式程序。

4.物联网数据库应用及管理

重点培养学生数据库基本技能,通过本课程的学习,学生能应用数据库应用软件对物联网工程中所需数据进行管理、查询、维护等操作。

5.农产品生产管理流通概论

课程介绍农业产品生产管理流通基本理论,从农产品生产到销售的过程为出发点,介绍不同农产品在生产销售流通等活动中的基本情况,应用的现代化技术、信息技术等情况。

6.计算机网络与通信技术

结合TCP/IP协议深入讲授计算机网络体系结构、分层原理、数据通信、网络协议、点一点网络、广播网络、交换网络、网络互连、差错控制、流量控制、拥塞控制方面的基本问题。

7.循环农业生产与管理

主要介绍农业生产管理中与环境保护的相互关系、掌握循环农业生产与管理的关键技术,了解农村节能减排的政策、技术措施等内容。

8.物联网与供应链管理

主要介绍应用物联网技术的供应链系统的概念及功能、物流的发展、物流管理原理、物流运输管理、仓储管理、包装与装卸、农产品供应链等内容。

9.工程进度与质量管理

通过学习本门课程,学生掌握建设物联网工程质量与安全管理的基本程序与方法,物联网工程质量验收标准,施工安全生产技术规范,物联网工程质量安全事故的处理,解决物联网工程监理过程中遇到的实际问题。

(二)专业核心课

1.无线传感器网络技术

全面系统地阐述当前各种主流的无线网络的基本原理,结合多种工业现场传感器和多功能的上位机软件,深入浅出地讲解无线网络的基本技术。

2.物联网射频识别技术

主要介绍物联网RFID系统概述、RFID工作频率及无线传输、天线技术、射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、RFID中间件、RFID标准体系、物联网RFID应用实例,以及物联网RFID技术现状和标准体系。

3.工程线路识图

主要介绍工程设计绘图基础知识、基本理论,主要培养学生识读电器元件的结构形状的能力,同时了解相关工程的国家标准,识读图样,了解物联网工程绘制图样所需的机器、仪表和设备的结构和性能。

4.综合布线与网络工程实施

使学生能掌握网络综合布线的国家标准和行业规范,并能熟练地运用于网络综合布线工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节,培养学生综合布线系统设计、系统安装与实施的职业能力,并掌握综合布线的基础知识。

5.ERP运营维护

课程主要从物联网工程的角度介绍物联网工程系统中的主流程体验、销售管理、采购管理、存货管理、产品结构管理、物料需求计划管理、工单与委外管理、工艺管理、应收应付管理、财务管理等学习任务,掌握ERP系统的主业务流程和操作技能。

从以上课程体系的构建中可看出,在实际进行农业物联网课程体系的建设时,注重突出实际应用领域特色,学生既要学习电子信息技术,又要学习农业科技和农业生产技术,还要求掌握工程领域的基础知识,注重综合性能力的培养。考虑到农业物联网的项目一般偏小,各地点分散,其应用服务人才不可能专业划分过细,否则任何一个点都需要物联网、农业、工程安装等不同领域的人员组成团队配合工作,这对于偏小的农业物联网项目来说是不实际的,必然要求建设及维护人员具备多专业综合的能力素质。

四、改革教学方法,优化师资队伍

(一)改革教学方法

在教学方法上力求突破,当前所流行的行动导向、慕课均是可采取的方式,无论哪种方式,主导思想将贯穿以学生为中心的教学方法来进行实施。由于农业物联网服务型人才培养的专业特性、跨学科特性,带领学生进行现场学习将是必不可少的教学环节。此外,农业物联网在实际工作领域的实施,往往以一个个项目的形式来进行,因此,案例教学也是必然要采用的教学方法,在案例教学过程中注重对学生进行启发式教学引导,亦有利于学生兴趣的调动和综合设计实施能力的培养。

(二)优化师资队伍

从课程体系的构建可以看出,要做好农业物联网服务型人才的培养,师资队伍应具备物联网知识能力、农业生产流通和管理知识能力、工程实施等方面的知识能力,在实际建设中,各校可根据自身状况进行优化。同时,基于农业物联网应用创新的特质,应大力开展校企合作,引进更多的企业兼职教师来补充师资队伍。由于物联网本身(下转第186页)(上接第184页)是个新兴产业,农业物联网又兼有跨行业的特性,因此,教师的培训学习也是队伍建设中不可缺少的一环。

五、满足实验与实习条件,建设实训基地

应根据院校重视面向农业领域专业应用能力的培养思路,坚持基础和应用协调共进的原则,通过农、学、企相结合的方式,建设相应的实训平台,如企业提供最新的设备支持、学校提供专业人员、农业终端用户提供场地,搭建起一个真实的现代农业物联网应用平台。在实训过程中,学生收获了丰富的实战经验,为日后就业打好基础;企业获得了充足的人力资源,充分解决了农业物联网服务企业人员匮乏的现状;而农户则在合作中体验到农业物联网技术给农业生产带来的种种好处,为农业物联网的大力推广增强了信心。

其次,建立一个以农业物联网为背景的技术服务及农产品流通实训平台,通过该平台,培养出农业物联网领域的信息化人才,为技术服务的推广和农产品的流通打好基础。

通过利用实训基地对物联网服务型人才进行深入培养,可培养出一大批技术过硬、经验丰富的专业人才,以缓解目前农业物联网缺少此类人才的局面。同时也为农业物联网技术在我国大范围推广打下坚实基础。

物联网浪潮的来临,为现代农业发展创造了前所未有的机遇,改造传统农业、发展现代农业,迫切需要运用物联网技术实现对各种农业要素的全面感知、可靠传输以及智能处理。因此,对农业物联网服务型人才的培养具有重大实际意义和价值,人才培养模式就是其中一项迫切而又重要的研究工作。所以,应尽快在分析农业物联网发展现状的基础上,结合我国的实际国情对农业物联网人才培养过程中涉及的管理模式、技术模式、商业模式展开分析和探讨。在政府的引导下,在相关企业的积极参与下,建立一个多方共赢的人才培养模式,为农业物联网的长远发展提供长效动力。

【参考文献】

[1]于娜,郭鹏,李乃祥.农业物联网人才培养模式研究与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2014(16)

[2]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)

[3]谢秋丽,黄刚.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊,2011(3)

物联网工程的应用范文第15篇

关键词:中职;计算机网络技术;物联网技术;软件技术;实训教学

前言

物联网技术作为信息产业发展的第三次革命,涉及的领域广,其理念也日趋成熟。从整体来看,中国物联网市场主要份额有智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能家居等行业。2009年8月,“感知中国”的讲话把我国物联网领域发展推向了高潮,我国在无锡建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、电信运营商和多所大学在无锡建立了物联网研究机构,越来越多的行业和企业需要物联网技术人才,加大物联网工程技术各级人才培养力度,已经成为当前职业教育相关专业改革与发展的一项重要和紧迫任务,中职业学校的计算机网络技术专业课程的设置应该着眼于社会的发展需要,增加在物联网技术应用型人才培养,在课程设置、教学内容以及实训上增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,适应社会信息化产业新趋势的发展。

1中职物联网技术专业现状

目前,全国大多数本科、高职院校都开设物联网工程技术专业,并把该专业作为重点规划和发展专业,学科知识体系及课程设置都在研究与探讨,物联网专业教学与实训处在摸索、实践阶段,没有成熟的体系、成功的经验可以借鉴。中职学校也积极创造条件开设物联网技术应用专业,但是物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展技术,主要涉及计算机网络技术、计算机软件开发和电子技术等综合的学科应用,而大多数中职学校学科体系不够完善、受学制,专业师资和教学实训设备等因素限制,如何在学校现有师资、课程、实训设备的基础上,创建能满足物联网产业企业的需求、又具有本校特色的物联网专业,是各个学校急需解决的问题。在物联网技术专业的建设与人才培养上采用两步走的方式来实现:第一步,各中职学校将结合学校学科专业体系的特点与优势在电子技术应用、计算机网络技术、计算机软件技术专业增加物联网技术方向的基础课程和实训课程,进行探索与实践。第二步,整合相关专业教学实践、教学资源,制定统一、完善的物联网专业课程体系和人才培养方案,使之形成一个整体。

2物联网技术的专业课程设置

目前,计算机网络技术专业所开设的专业课程与教学实践都是基于普通计算机之间互联的网络工程技术,而物联网是物与物相连的互联网,是互联网的延伸,物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展综合技术。主要涉及电子技术、网络技术和软件技术等综合的学科应用技术,知识系统非常庞大,必须进行研究与梳理,依据人才培养的目标定位,考虑中职学制与学生学习能力,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识,进行适时课程的设置调整,根据物联网技术系统层次结构特点和关键技术,课程设置如图1所示,使学生掌握新的知识与技术,从而扩大就业面,提升在就业中的优势而计算机网络技术专业标准课程设置中已经涵盖了物联网技术网络层知识领域,只需要增加的主要是物联网感知层和应用层的相关核心课程。具体是在专业基础课增加《物联网技术导论》,专业课上增加感知层《传感技术与检测》、《RFID技术与应用》、《传感网组网技术》课程和《网站建设与管理》、《数据库的应用技术》应用层课程。

3物联网技术实训体系设置

对于中职学生而言,物联网技术应用的定位应体现在工程实践性,学生需要有知识理论的学习,更要注重工程能力的实践,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能,根据物联网技术专业课程的设置,结合计算机网络技术专业的实训教学与设施情况,确定物联网技术专业课程的实训体系,确定实训教学的内容。(见表1)

4物联网技术教学实训的实践

中职计算机网络技术专业受学制(三年)和学生学习能力、实训条件、师资等因素限制,课程调整的空间较小,在明确专业人才培养定位,根据网络专业的课程架构与知识体系,合理组织增加物联网技术的知识教学与实训,系统的增加物联网技术的知识,适当调整专业课程,一方面将物联网传输层新技术与知识“嵌入”到原有的课程教学中,比如:将传感器技术和RFID技术知识作为电子技术基础的内容,无线传感网组网技术加入到网络课程中,将数据库技术知识融入网站建设与管理课程中。另一方面,进行适时课程的设置调整,在有限的学时上增加《物联网技术应用》课程教学与实训,进行典型的应用系统综合实训,如智能家居与智能安防监控综合实训。

5物联网技术实训室设计

计算机网络技术专业建设有完善的网络布线实训室、网络设备配置实训室、系统搭建实训室、网络安全实训室,能完成网络工程的实践教学实训。物联网技术实训室可以对原有的网络工程实训室进行改造,规划和购置物联网实训模块设备,模拟物联网应用工程环境和实际应用环境,构建“理实一体化”物联网技术应用实训室,拓展原有实训室的功能,提供课程教学实训从理论知识学习、讲解到演示、基本技能训练、工程项目实践等多层次教学实践。借鉴网络技术的项目教学实践体系,根据物联网工程的工作过程构建实践体系,设计教学实训内容,注重培养学生实际工程的应用技能。因此,通过物联网技术专业课程、实训体系设置、实训实践及实训室建设的研究和探索,我们可以在中职计算机网络技术专业增加物联网技术的知识与技能实训,培养既掌握计算机网络专业的知识技能,又懂得物联网技术的复合型技术人才,扩宽计算机网络专业的学生就业渠道,提高学生就业竞争力。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育.中等职业学校专业教学标准---信息技术类(第一辑)[M].高等教育出版社,2015.

[2]黄永前,刘凌.中职计算机网络技术专业物联网技术课程设置探索[J].物联网技术,2016.

[3]李翔宇,曾燕清,陈志德.基于岗位需求的物联网工程专业实训教学体系建设思考[J].福建电脑,2016.