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物聯網信息技術的產生已經成為世界上所發生的第三次技術革命,由于它涵蓋面非常之廣泛,從人們目前生活中所用的電、移動通訊、交通到各個監控系統、智能服務和醫療方面等,所以物聯網技術于2009年開始就受到來自世界各地的政府部門和信息技術研究者等的高度關注。根據有關專家的預測,物聯網信息技術所能帶來的價值將是互聯網信息技術的四十倍,其發展的前景將是非常的客觀。我國政府也積極的組織相關人才進行研究,而且還制定了多項政策性文件。
1何為物聯網
所謂物聯網就是運用射頻技術(RFID)、傳感設備、激光掃描技術等[1],運用互聯網技術把物與物之間、物與人之間連接起來,使它們能夠在網絡中實現各種資源的共享。在這個定義中,主要有兩點:①物聯網的核心仍然是互聯網信息技術,只是物聯網將物與物的連接更加緊密,從這個角度理解,物聯網可以稱為是互聯網在資源共享上的擴展。②物聯網的在終端上更為廣泛的發展到了任意的物體之間,它們都可以順利的進行交換和通信。
2我國對物聯網技術的研究現狀
在我國,于1999年就開始此項研究工作,并且將其命名為傳感網,到了2009年之后,物聯網信息技術得到廣泛的關注,出現了對其進行研究的,于2010年物聯網信息技術正式被寫入我國政府的工作報告中。但是,就目前物聯網的產業結構、產品、市場、相關的技術和標準仍然屬于發展中的初級階段。
2.1物聯網的發展得到國家的高度重視
在2009年,總理在走訪考察無錫時,曾明確指出:要積極的推進物聯網的發展,并在無錫設立了“感知中國”的研究中心。時隔一年后,物聯網作為新型的信息技術被上升到發展戰略的高度,我國將對它進行重點的支持和培養。后來物聯網信息技術成功的進入《國家中長期科學技術發展規劃(2016~2020年)》[2]。
2.2積極建設物聯網的標準
如果沒有對物聯網設定一定的標準,那么它將很難得到較快的發展。我國從2009年開始,物聯網信息技術就得到我國政府的大力支持,積極從事物聯網的標準制度研究。到了2010年,我國成立了中國物聯網標準聯合工作組,這就標志著物聯網的標準在我國的研究工作進入的新的階段。在2012年,由我國組織并制定的《物聯網概述》通過了國際電信聯盟的審議工作,并且順利的進入了草案研究計劃階段,這意味著物聯網的標準制定已經是指日可待。
2.3高校積極的參與并培養相關的人才
基于物聯網信息技術的潛在價值之巨大,我國各大高校正在積極的申報工作,為未來物聯網的發展培養相關的專業人才。2010年,已經要兩批高校參與申報,最后有六十多所高校獲得我國相關部門的批準,于2011年,我國已經開展的首批物聯網專業的招生工作,這預示著為物聯網的發展所培育的專門人才工作已經啟動,在未來,他們將極大的推動物聯網的較快發展。
3物聯網信息技術的應用實踐
3.1應用于各種檢測活動
物聯網技術將多種傳感器進行廣泛地和科學化地布陣,將能夠很好的對特定對象實行有效的監控,例如通過全球定位系統可以對車輛信息進行監控,可以很好的幫助出行人們對路況的把握,更好的避免交通擁堵。再如,利用探頭檢測聲音,當某個地方的聲音較大時,可以通過此監控系統進行觀察,從而提出較為準確的改善措施。
3.2通過準確對信息的計算,使人們的決策更加科學
物聯網是在充分利用計算機的云運算系統和智能網絡系統的優勢,再通過傳感器收集數據信息,經過云端計算從而輸出結果,為人們做出決策時提供可靠依據。例如在設置交通信號燈時,根據天氣或明或暗的變化,實現對信號燈的及時調整,更好指導交通運行和行人的安全。
3.3為人們的居家提供便利
目前,在互聯網的廣泛應用中,人們越來越多的追求安逸和舒適的生活享受,期待實現居家的智能化服務。而物聯網信息技術就是在通過遙感進行遠程控制,結合互聯網的信號傳輸系統,幫助人們較快的改變有線網絡而實施無線網絡的運用,這樣不僅幫助人們節約生活成本,而且還使得千千萬萬的家庭享受新型信息技術所帶來的便利。
4結束語
物聯網信息技術正在發展的初級階段,同時也是良好的機遇和巨大的挑戰并存著。所以這要求各個研究機構要精誠合作,爭取對物聯網核心技術的早日突破。首先是抓緊制定物聯網的標準制定工作,只有當此項標準誕生后,才能更好的推進物聯網的產業化和規模化的發展,從而實現物聯網經濟價值的目標。其次,要政府的大力支持,為物聯網的發展提供人力研究的資源和資金的支持。最后,加強物聯網的安全建設工作,切實的保護用戶的隱私。通過這些方面的建設,幫助物聯網的快速發展,使它能夠更好的為人們的生產帶來巨大的經濟價值,為人們的生活帶來更加便利的服務。
參考文獻
[1]黃麗軍.物聯網技術及其在教育領域的應用探究———開放教育工科實踐教學探析[J].福建廣播電視大學學報,2014,04:34~38.
關鍵詞:物聯網 港口物流 RFID信息采集技術 應用實踐
1.對物聯網概念本質的幾點認識
目前我對物聯網給出一個清晰的定義仍較為困難,但對物聯網本質的認識基本形成。物聯網是通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息自動采集設備,按約定的協議,根據需要實現物品互聯互通的網絡連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統。物聯網主要有三層架構:即:感知層、網絡層和應用層。
物聯網的本質概括起來主要體現在三個方面:一是互聯網特征,即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
物聯網是現代信息技術發展到一定階段的必然產物,是多項現代信息技術的聚合性應用與技術提升,將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用,是信息技術系統性的創新與革命,是現代物流發展到高級階段不可或缺信息技術
物聯網技術集成將借助于新的傳感技術、RFID技術、GPS技術、視頻監控技術、移動計算技術、無線網絡傳輸技術、基礎通信網絡技術和互聯網技術的發展,推動現代物流發展。
2.港口現代物流應廣泛采用物聯網技術
物聯網技術雛形實際早已在港口物流中得到應用,有些港口物流系統采用了紅外、激光、無線、編碼、認址、自動識別、傳感、RFID、衛星定位等高新技術,已經具備了信息化、網絡化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可視化等先進技術特征;新信息技術在物流系統的集成應用是物聯網在物流業應用的體現。目前物聯網在港口物流領域應用主要為:
(1)物流過程的可視化智能管理網絡系統:這是基于GPS衛星導航定位技術、RFID技術、傳感技術等多種技術,在物流過程中實時實現車輛定位、運輸物品監控、在線調度與配送可視化與管理的系統。
(2)智能化的企業物流配送中心:基于傳感、RFID、聲、光、機、電、移動計算等各項先進技術,建立的全自動化的物流配送中心。借助配送中心智能控制、自動化操作的網絡,實現商流、物流、信息流、資金流的全面協同。目前一些先進的自動化物流中心,基本實現了機器人隊碼垛,無人搬運車搬運物料,分揀線上開展自動分揀,計算機控制堆垛機自動完成出入庫,整個物流作業與生產制造實現了自動化、智能化與網絡化系統。
(3)企業的智慧供應鏈;在競爭日益激烈的今天,面對著大量的個性化需求與訂單,如何精細化管理、全天候滿足客戶產品部件加工供應需求,使生產企業物品“零”庫存,需要智慧物流和智慧供應鏈的后勤保障網絡系統支持。
(4)產品的智能可追溯網絡系統;目前,在港口滾裝船商品汽車、鋼材、水產品、農產品、食品等物流領域,產品追溯體系發揮著貨物追蹤、識別、查詢、信息采集與管理等方面的巨大作用。
目前,港口企業積極探索物聯網在物流領域應用的新模式,隨著物流業一體化的發展使得企業的采購、倉儲、銷售、配送等協作關系日趨復雜,企業間的競爭已不僅是產品性能和質量的競爭,也包含物流能力的競爭。利用物聯網信息技術代替實際操作,減少浪費,節約時間和費用,從而實現供應鏈的無縫對接和整合為實現物流流程信息化管理,采用信息化管理手段對公司的倉儲、物流信息等進行一體化管理,以促進數據共享、貨物和資金的周轉率、提高工作效率,實現與現代化物流企業管理同步的信息化流程。
3.RFID信息采集技術在港口物流中的應用實踐
RFID技術和傳感技術和是物聯網中重要的物流信息采集技術,在現代物流領域應用較廣。采用遠距離RFID射頻識別技術及網絡信息技術對企業物流貨品進行智能化、信息化管理,可實現自動記錄貨品出入庫信息、貨物配送、配載出庫、卸貨中轉、貨品盤點信息。物聯網RFID信息采集技術在廣州港新沙公司、新港公司及珠海港達供應鏈有限公司物流企業已成功應用與實踐;主要技術方案及功能如下:
(1)RFID信息采集技術系統組成。RFID信息采集技術系統是集射頻自動識別技術、無線通信技術、計算機控制技術、網絡技術于一體的集成。
系統硬件主要由固定式閱讀器、平板天線、貨物電子標簽、無線手持式閱讀器、管理服務器組成。固定式閱讀器與天線一起安裝在倉庫出入口處,以獲取物品上電子標簽的信息并通過局域網(或者RS485總線)把所讀取到的電子標簽信息傳送到管理服務器上進行處理,手持式閱讀器用于物品盤點時,讀取物品電子標簽信息,并通過無線方式把電子標簽信息傳送到管理服務器上進行處理。
(2)RFID信息采集技術在港口物流實踐中實現的功能。
①物品入庫貨品入庫前,在其外包裝上粘貼一張柔性電子標簽,并寫入物品信息,物品入庫時通過閱讀器讀取后,通過局域網講這些信息顯示在屏幕上,讓操作人員根據其信息進行存放。
②散貨配送。散貨在收貨稱量完畢后,通過無線手持式閱讀器在管理中心數據庫尋找空閑車輛的信息,為該貨品分配運輸車輛。車輛到達并裝貨后,再通過無線手持式閱讀器輸入車輛信息、貨品信息、到達目的地及時間、貨主名稱等信息,并通過手持式閱讀器的無線功能傳送到中心數據庫中進行確認和保存。
③配載出庫;操作人員根據客戶的出庫計劃制作出貨清單,同時通過車輛的GPS信息找到空閑車輛,分配運送該清單上的貨品,然后在倉庫中找到所需貨品進行出庫作業。
④卸貨中轉;貨品達到目的地(或中轉地)卸車后,采用手持式閱讀器讀取貨品上電子標簽信息。了解產品的情況。
⑤貨品盤點;盤點時,工作人員可采用手持式閱讀器,在倉庫內采集物品上的電子標簽信息,完畢后,把所采集到信息通過無線方式傳送到中心數據庫上進行對比、保存,形成盤點報表。
廣州港新沙公司通過RFID信息采集技術實現跨區域集中式管理、分布式操作和實時監控功能;高效地完成各種業務操作,改進倉儲管理,提高物品出入庫過程中的識別率,確保實物與單據數量保持一致,提高出入庫效率。
4.物聯網技術在現代物流中的應用發展趨勢
物聯網技術在現代物流領域中將會廣泛應用,其應用發展趨勢:
①智慧供應鏈與智慧生產融合;隨著RFID技術與傳感器網絡的普及,物與物的互聯互通,將給企業的物流系統、生產系統、采購系統與銷售系統的智能融合打下基礎,而網絡的融合必將產生智慧生產與智慧供應鏈的融合,企業物流完全智慧地融入企業經營之中,打破工序、流程界限,打造智慧物流企業。
②智慧物流網絡開放共享,融入社會物聯網;物聯網是聚合型的系統創新,必將帶來跨行業的應用。如產品的可追溯智能網絡就可以方便地融入社會物聯網,開放追溯信息,讓人們方便地實時查詢、追溯產品信息。今后其他的物流系統也將根據需要融入社會物聯網絡或與專業智慧網絡互通,智慧物流也將成為人們智慧生活的一部分。
物聯網作為繼計算機、互聯網之后,世界信息化發展的第三次浪潮,已成為國家科技發展戰略的重要組成部分,是未來戰略性新興產業的主導力量之一。物聯網是指通過信息傳感設備(包括射頻識別、紅外感應、衛星定位、激光掃描和視頻監控等),按照約定的協議,把物品與網絡連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,可以應用在城市應急管理信息的采集、傳輸、分析和應用等環節,在城市應急管理領域具有良好的發展前景。
北京市委、市政府高度重視物聯網產業發展和應用建設,提出要發展物聯網產業,優先應用于城市安全運行和應急管理,進一步提升政府管理和服務水平,為此制定了《北京市城市安全運行和應急管理領域物聯網應用建設總體方案》,根據應急管理體系和應急指揮技術支撐系統現狀,結合數據實時獲取、預測預警、智能研判、信息共享、應急聯動和輔助決策等需求,提出北京市安全運行和應急管理領域物聯網應用“1+1+N”的總體框架,即:一個市應急指揮平臺、一個市物聯網應用支撐平臺、多個由部門和區縣建設的物聯網應用管理系統和平臺,規范物聯網應用建設,實現城市日常管理與應急管理的有機結合。其中,北京市應急指揮平臺作為全市城市安全運行和應急管理的綜合指揮平臺,接入城市安全運行和應急管理物聯網信息,進行匯總和綜合展示,為領導全面掌控城市安全運行和應急管理情況提供服務,為開展科學決策提供輔助支撐;物聯網應用支撐平臺是北京市應急指揮平臺獲取各單位物聯網信息的總渠道,也是城市安全運行和應急管理部門開展信息共享交換的總樞紐,實現各類物聯網信息的規范接入、有效整合,支撐跨部門、跨區域的資源共享;各部門、各區縣建設物聯網應用管理系統和平臺,應用物聯網技術,通過各類感知設備,實時獲取物聯網管理對象的感知信息,進行實時化、精細化、智能化管理。
一、物聯網技術在應急管理中的應用
2011年3月,《北京市人民政府辦公廳關于印發北京市城市安全運行和應急管理領域物聯網應用建設總體方案的通知》(京政辦發【2011】14號),正式開始建設城市安全運行和應急管理領域的物聯網應用示范工程,包括城市安全運行和應急管理物聯網應用輔助決策系統工程、物聯網應用支撐平臺工程、春節期間煙花爆竹綜合管理物聯網應用示范工程、“城市生命線”實時監測物聯網應用示范工程、安全生產物聯網應用示范工程、“政治中心區”綜合管理物聯網應用示范工程、軌道交通安全防范物聯網應用示范工程、極端天氣條件下保持道路交通暢通物聯網應用示范工程、城市運行保障和應急搶險車輛衛星定位管理物聯網應用示范工程、區縣和社區綜合監管物聯網應用示范工程等。
通過上述示范工程建設,完善應急指揮平臺,針對應急管理重點領域開展物聯網技術應用,進一步提高監測管理水平和應急處置能力,為深化物聯網技術應用、創新管理模式奠定基礎,實現城市安全運行和應急管理物聯網信息的接入、匯總和綜合展示,為全面掌控城市安全運行和應急管理情況提供服務,為開展科學決策提供輔助支撐。
北京東方正通科技有限公司是北京市政府參與投資的物聯網應急領域高科技企業,在2012年中標承擔“北京市城市安全運行和應急管理領域的物聯網應用示范工程”的安全生產物聯網應用示范工程、軌道交通安全防范物聯網應用示范工程。
“安全生產物聯網應用示范工程”在高危行業和領域開展示范建設應用,實時監測重大危險源和其他高風險場所、裝置的各類實時監測信息,進行綜合加工并開展智能分析,建立生產安全事故風險源動態監控系統,提高安全監管部門和相關單位的安全生產日常監管、風險管理、預測預警和應急處置能力,有效降低安全生產事故率。在支撐安全監管業務的同時,通過市物聯網應用支撐平臺,以系統接入和數據共享的方式接入市應急指揮平臺,為市領導和相關單位提供信息服務,并為市領導掌控本市安全生產總體情況提供服務。
具體做法是,在煤礦加裝氣體濃度、定位、壓力等傳感器和數字攝像頭,實時監控井下環境參數、人員位置和設備運行狀態信息,進行窒息、機械傷害和冒頂等事故的預測預警。在金屬非金屬礦山和尾礦庫加裝位移、水位等傳感器和數字攝像頭,實時監控環境狀態參數和關鍵設備工作參數,進行邊坡坍塌、透水、冒頂等事故的預測預警。在危險化學品生產企業、加油站和油庫等單位內部及周邊加裝液位、氣體濃度和溫濕度等傳感器和數字攝像頭,實時監控危險源狀態參數和風險點圖像信息,進行爆炸、氣體擴散等事故的預測預警。在冶金、建材、食品等重點工業企業重要生產裝置及周邊加裝氣體濃度、溫度等傳感器,監測生產運行參數和環境狀態參數,進行爆炸、氣體擴散等事故的預測預警。在支撐安全監管業務的同時,通過市物聯網應用支撐平臺,以系統接入和數據共享的方式接入市應急指揮平臺,為市政府和相關單位提供信息服務。
“軌道交通安全防范物聯網應用示范工程”重點針對軌道交通運行中的大客流沖擊、極端天氣和治安防范等事件開展,建設物聯網監測系統,接入各類感知信息,開發軌道交通安全保障綜合分析系統,及時掌握部分地鐵車站的站前廣場、主要地下換乘站和重點區域車站的實時信息,加強與地面交通和公眾的信息互動,為相關部門及時準確掌握本市軌道交通運行情況提供服務,提高地面交通與軌道交通的協調聯動水平,降低大客流沖擊造成的影響,增強突發事件的應對能力。并通過市物聯網應用支撐平臺,以系統接入和數據共享的方式接入市應急指揮平臺。
具體做法是,在試點的軌道交通大客流沖擊嚴重的車站、重點換乘通道和換乘站,增設數字攝像頭,智能監控人流密度、人流量和人員非法越界等異常行為,并實現智能分析與預測預警功能。在試點站增設核輻射、煙氣、溫度等傳感器,獲取煙氣、溫度、有毒有害氣體、核輻射等感知信息,對危險品違法攜帶等行為進行智能識別和分析,并開發治安防控預警系統。在重點車站安裝可變情報板等設備,及時向公眾軌道交通運營狀況信息。
通過上述示范工程建設,針對應急管理重點領域開展物聯網技術應用,完善了應急指揮平臺,進一步提高了監測管理水平和應急處置能力,為深化物聯網技術應用、創新管理模式奠定了基礎。
二、物聯網技術在應用示范工程中的特點與創新
在物聯網應用示范工程的設計和建設中,充分體現了物聯網的技術特點,采用靈活的平臺架構,實現海量物聯網數據接入能力,實現各類用戶數據共享。利用實時數據處理技術,實現監測數據的自動實時采集匯聚,通過前端感知設備和高效的實時數據庫,實現各類傳感監測數據、視頻數據的自動采集、匯聚。借助多種智能化分析工具實現監測數據的多維度分析與動態展現,物聯數據的多時態、多維度的動態展現。為應急管理提供全面、準確、及時的數據分析和展現。利用專業分析模型實現預測預警和后果評估,提供以智能化監測預警為核心的預警調度應用,為安全生產監管和軌道交通安全防范提供智能化分析手段。
物聯網應用示范工程實現了物聯網數據在應急領域的應用創新,將物聯網技術與應急管理業務相結合,在監測預警、應急準備、應急管理、事故調查等各個應急管理環節,實現了物聯網數據與業務流程關聯應用,解決了以前無法解決的問題,為管理部門提供了實時、先進、直觀的技術手段。例如,在安全生產管理方面,通過示范工程建設,預警系統可以根據采集氣象信息,當預計出現大風、暴雨、雷電天氣時,自動向高空作業等特種作業人員發出預警信息,提示停止作業。將來特種作業人員配置定位偵測系統后,可以對特種作業人員的位置和狀態進行自動檢測,發現仍在作業的人員,向管理部門做出提示。在軌道交通監測管理方面,通過示范工程建設,對地鐵的大客流監測從以往人工經驗推斷,升級到精準判斷、智能預警。通過分布在地鐵出入口、站臺、換乘通道的客流感知設備和視頻圖像智能分析系統,實現客流密度實時監測,結合專業客流分析模型,可以提前15分鐘測算出會出現大客流的車站,并向管理部門做出預警提示。
三、物聯網技術前景展望
作為溝通客觀物理世界和主觀感知世界的載體與橋梁,物聯網最大的優勢在于,通過廣泛分布的傳感監測系統,以更直接、更精確的方式對環境信息進行全面監測,進而實現對復雜環境或復雜事件的精確感知。在應急平臺中,構建基于物聯網的信息采集、分析和預警系統,一方面可以實現對突發災難性環境(如環境污染、?;钒踩⒌罔F、廣場等人群密集區域的火險及地震等災難事件)的精確監測;另一方面,可利用網絡中具有定位和通信模塊的多模移動信息采集終端,提供設備和救援人員的實時定位跟蹤;結合電子地圖,將現場動態信息與應急平臺綜合數據庫和模型庫的各類信息融合,依據事件專業分析模型,形成較為完備的事件態勢圖,對突發性公共安全事件的蔓延方向、蔓延速率、危險區域、發展趨勢等進行動態預測,進而為輔助決策提供科學依據。
[關鍵詞]物聯網技術;實訓教學;職業能力;專業建設
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高職物聯網應用技術專業建設自從2011年開始在全國迅速展開,經過近幾年的快速建設初步形成了一定的規模,積累了一定的經驗,但是由于物聯網技術是一項綜合性技術,涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術之大成,要真正建設好高職物聯網專業還有較大差距,特別是高職物聯網應用技術專業的實訓教學建設還有待進一步加強研究與深化。
高職教育是培養面向社會各行各業生產第一線的高素質技術技能型專業人才的高等職業教育,它的根本任務是培育學生良好的職業能力與可持續發展能力。職業化能力的培育是高職學生的重中之重,也是區別于應用型、研究型人才的顯著標志,職業能力的培養要靠高職院校實訓教學來保障和實現,只有建設規劃好物聯網技術實訓教學體系才能完成高職物聯網專業學生的職業能力與可持續發展能力的修成。隨著國家“互聯網+”、“工業4.0”等理念的提出與深化,物聯網技術的應用十分廣泛,如智慧農業、環境監測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根據國家“十二五”戰略規劃結合地區經濟發展特點,以智慧農業和環境監測作為高職物聯網技術實訓切入點,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,培養主要面向農業與環境行業的具有物聯網設備安裝調試、工程規劃與實施、系統服務與技術支持為主的高素質技術技能型物聯網技術人才。
1專業課程與實訓教學
1.1專業培養目標
高職院校是為國家培養技術技能型人才的高等學校。其培養的人才除了要有一定的理論基礎知識,重點是要培養學生具有較強的專業實踐操作能力和崗位就業適應能力,這就要求高職院校通過工學結合辦學模式,強化以職業能力為目標的實訓教學,最終實現物聯網應用技術人才培養目標的要求。
物聯網應用技術專業的培養目標是為培養德、智、體、美等全面發展,面向物聯網產業,服務區域與地方經濟發展,具有較好的物聯網專業基礎知識、較強的實踐能力、良好的團隊協作能力,可持續發展與創新能力,掌握物聯網應用技術,從事物聯網工程項目的規劃與施工管理、物聯網設備安裝與調試、物聯網維護與管理、物聯網設備營銷與技術支持,成為具備良好文化素養、職業道德和綜合職業能力的高素質技術技能型人才。
1.2專業課程體系
從職業崗位能力需要出發來分析物聯網應用技術專業的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構建課程體系和課程內容,在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓課程內容建設,努力做到“教學做一體化”教學過程中理論與實踐的相互促進和融合,最終使實踐教學來內化學生的理論知識,為拓寬高職學生的成長空間打下基礎。為此,設置了一定數量的通識教學課程和專業基礎課程,如高等數學、英語、高級語言程序設計、物聯網技術概論等。專業課程的設置更加體現職業崗位的特點要求,以智能農業、環境監測為系統實訓平臺出發,圍繞這兩大領域的物聯網技術應用展開,開設了一些有特色的專業課與實訓課。如RFID技術與應用、無線傳感器組網技術、農業食品溯源應用系統實訓、城市環境遠程監測系統實訓等課程。課程設置如下表所示。
物聯網應用技術專業課程表
公共素養課程
思想道德修養與法律基礎、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業發展與就業指導、大學英語、大學語文、高等數學(理)、大學生心理健康教育、體育
專業支撐課程
計算機組裝與系統維護、計算機技術基礎、電工電子技術基礎、高級語言程序設計、計算機網絡技術、物聯網技術概論、數據庫應用基礎、網絡設備配置技術
專業核心課程
無線傳感器網絡技術、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、物聯網系統應用實訓、物聯網工程設計與實施
專業拓展課程
綜合布線技術、移動應用開發、嵌入式系統與應用
1.3實訓教學體系
高職教學的根本就是培養學生具備良好的職業崗位就業能力,它的特點是突出職業能力所要求的實訓實踐教學,完備的實訓教學體系主要由三部分組成,包括專業實訓教學環節、校內實訓室建設、校外實訓基地建設。在設計物聯網應用技術實訓教學時,以知識與技能漸進式提高出發,按照“認知―技術技能―系統體驗” 路徑展開,“認知”主要是強調基礎性和啟蒙性實訓,“技術技能”主要側重專業核心課程的配套實訓,“系統體驗”主要是對前面實訓成果的系統綜合和應用,更加貼近物聯網技術的實際應用。物聯網應用技術實訓教學可以分為三個主要階段:技術基礎與專業認知實訓、專業技能實訓和物聯網系統應用實訓。校內校外實訓的有效結合來強化物聯網專業學生的技術技能和崗位適應能力。校外實訓基地主要解決學生的崗位適用能力,校內實訓室主要完成學生的專業技能的實操和理論知識的內化。
2基礎性實訓
俗話說得好,基礎不牢地動山搖。這說明基礎知識的學習與掌握是何等的重要。高職實訓也是同一個道理,也要從基礎性實訓抓起。物聯網應用技術基礎性實訓可以分成兩個層面:專業基礎實訓和專業認知實訓。
2.1專業基礎實訓
專業基礎實訓一般是指電子信息大類學生應具備的一些面向職業崗位的通用型技能實訓。如計算機基礎應用、高級語言程序設計、計算機組裝與維護等實訓,采用“教學做一體化”教學模式下,通過這幾門課的實訓讓學生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握,為后面的進一步學習打下良好基礎。計算機基礎應用和計算機組裝與維護這兩項實訓主要讓學生了解和認識計算機系統結構和基本工作原理,熟悉應用辦公軟件如Office,掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修,訓練高職學生使用計算機的基本技能。高級語言程序設計主要讓學生對計算機編程語言有一個基礎性的學習掌握,為下一步技術技能的實訓打下基礎,如C語言學習。
2.2專業認知實訓
專業認知實訓是開啟對物聯網技術應用大門的起初環節,目的是讓物聯網應用技術專業學生對物聯網技術的相關知識、相關設備、相關領域和相關應用有一個認識,拓寬學生的眼界,增強學生對專業學習的興趣,為專業技能實訓起到承上啟下的作用。由于物聯網技術涉及學科門類較多,職業面向行業應用面廣,因此不可能面面俱到,只能依據專業培養定位來開設認知實訓。針對面向農業與環境應用的特點,專業認知實訓突出了電子技術基礎和計算機網絡技術的學習,通過系統仿真和實際電路的調試,讓學生對基本的模擬、數字電路、計算機網絡應用有個較好認知;通過物聯網技術概論課程相關的實訓讓學生了解物聯網涉及的多類技術要素,了解物聯網三層體系結構及相關的感知、傳輸和信息處理與控制技術,在認知實訓中強調以感觀了解為重點,知識普及為重心,宜采用多種教學形式開展,如網上查閱、實地參觀、現場交流與訪談等。
3職業技能實訓
職業技能是高職學生面向社會就業之根本,也是體現現代高職教育之重心所在。高職教育的質量與特色大多體現在學生技能素質的培養上。從物聯網技術層面來分析,物聯網技術應用主要包括三個層面:感知技術、網絡傳輸技術和信息智能處理與控制技術,因此,我們結合面向農業與環境領域的應用從三層結構來組織物聯網專業技能實訓。
3.1感知技能實訓
感知技術主要是解決信息的獲取,為最終的行業應用提供信息與數據。它包括多方面的信息獲取技術,如各型傳感器、RFID系統、定位系統、條碼等十分廣泛。以農業與環境行業的應用為例,主要采用的也是前面所說的四大類設備,為此要建立感知技術應用實訓室,結合專業核心課程進行傳感器、RFID等方面應用技能實訓,讓學生了解各類型傳感器和RFID系統應用技能。傳感器方面:如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用,通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設備方面:如各型電子標簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓臺,讓學生掌握各型電子標簽的使用情況和基本工作原理,理解各頻段RFID系統的適用范圍,以電子標簽信息識別讀寫實訓讓學生對各類技術標準有一提高認識與消化。另外,也要適當增加控制方面的實訓,如智能農業方面的調節光照和控制水源和通風等。
3.2信息傳輸技能實訓
網絡傳輸是信息高速公路,負責把由前端感知設備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面:一是近距離無線網絡傳輸,二是遠程高速網絡傳輸。近距離無線網絡傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術,主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉發上傳到遠程網絡上。重點是實訓無線傳感網(Zigbee網絡)的組網與使用,讓學生了解與掌握無線傳感網的基本組成、相關設備與工作原理,通過如節點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網的使用。另外,結合計算機網絡技術實訓來強化學生對局域網、寬帶廣域網的應用以及網絡設備配置與管理。
3.3信息處理技能實訓
在物聯網三層體系結構中,最后一層是信息管理與應用(簡稱應用層)。應用層主要是完成經網絡傳輸層上傳到云端數據的接收、過濾與存儲,然后結合行業應用進行控制與管理。主要涉及專業課程有數據庫應用基礎、高級語言程序設計、移動應用開發等一些相關軟件應用方面?;谖锫摼W技術的應用系統離不開數據庫管理和前后臺應用軟件的開發,針對高職學生的特點,適當強化數據庫(如MSSQL)應用知識的掌握和實際應用,對數據庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯技術的迅速發展,移動終端在物聯網系統應用中已十分普及,目前移動開發平臺主要基于IOS和Android兩大系統,基于Android移動應用開發已占據主流,為此結合移動應用開發課程建設移動應用開發實訓室,在學習了Java語言后,通過“教學做”來培養學生開發小型App的能力。
4系統性實訓
物聯網技術的顯著特點是集多專業之大成,涉及專業知識面廣,容易給學生產生知識混雜和難學的印象,那么如何補救這一情況是專業教學研究的一大課題,為此,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑的理念,特別強化與設置了物聯網系統綜合實訓環節。
4.1智能農業應用實訓
物聯網技術在智能農業中的應用如火如荼,“民以食為天,食以安為先”,食品安全至關重要,農產品的質量管理特別是食品溯源系統已日益成熟。將農產品種(養)植、運輸、加工和流通的信息相關聯,形成完整的信息追溯鏈來確保農產品的安全性。整個系統涉及溯源標識技術、監裝技術、物流監控技術和數據采集與查詢技術。溯源系統以RFID、條碼技術的應用為基礎,是一典型的物聯網綜合應用系統。這一實訓系統基本涵蓋了物聯網應用技術專業所學的大部分專業知識,通過溯源系統的實訓體驗把原本分散的技術串聯起來,強化了學生對物聯網專業知識的理解和興趣,特別是強化了學生對RFID技術應用的認識。實訓的主要內容有網絡環境的搭建、服務器安裝與調試、電子標簽制作與識讀、數據庫管理與應用、PDA安裝與調試和APP應用開發等。
4.2環境監測實訓
基于無線傳感網的環境監測實訓是以傳感器與無線傳感網組建與應用開發為重點的專業實訓,通過此實訓讓學生達到對無線傳感網的系統設計,設備選型,傳感網組網及Zigbee協議的應用開發有一定程度深化,實訓重點要讓學生樹立起系統性的理念。下圖是物聯網環境監測實訓室功能總體框圖。
環境監測實訓系統
實訓系統包含三種數傳模式(WiFi、Zigbee、有線)環境監測傳感器,形成一套覆蓋三個層次的物聯網教學平臺。同時,其他內置WiFi模塊的各種手持設備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯網實驗設備的一部分;師生教學、科研實踐開發的其他感知模塊,通過與標準的WiFi設備服務器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。這些設備的靈活配置為學生提供了從數據采集、網絡傳輸到信息處理較完整的物聯網系統應用模型。包含的實訓:網絡組網與無線信號測試、Zigbee協議棧應用、Zigbee網絡拓撲、開發環境的搭建;IEEE 802.11協議介紹、接口程序代碼開發、串口WiFi設備服務器設計、傳感器數據采集與查詢顯示等,重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯動起來,讓學生充分體會到一個真實的無線傳感網系統的體驗,更加貼近了以后的工作崗位,增強學生就業信心。
5結論
物聯網應用技術實訓教學是培養高職學生技術技能型人才的核心所在。實訓教學必須以良好理念為先導,緊密結合人才培養目標,構建起符合學生就業崗位需要的實訓教學體系。本文以農業與環境應用為背景,從分析人才培養目出發,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,以知識與技能漸進式提高構建實訓教學環境,通過近兩年的探索與實踐,取得了較好的效果。
參考文獻:
[1]王風茂.高職院校物聯網應用技術專業實訓體系的構建與實施[J].青島職業技術學院學報,2012,25(6):49-52.
[2]鄒洪芬.高職院?!皩I對接園區,科研反哺教學”的物聯網專業建設探索[J].職業技術教育,2014,35(26):12-14.
[3]張新.高職物聯網應用技術專業建設探索與思考[J].物聯網技術,2014(5):80-82.
[4]劉雪梅.民辦高職院校實訓體系的建構和機制研究[J].職教論壇,2012(11):18-20.
一 物聯網應用技術專業培養目標
物聯網應用技術專業秉承厚基礎、重實踐、求創新的育人理念,在堅持全面發展的同時兼顧個性發展,培養具有良好的職業道德和敬業精神,掌握物聯網應用技術的基本理論知識和基本技能,接受校企合作實踐項目訓練,具備一定的物聯網綜合應用能力,能在物聯網技術應用的相關行業和領域中從事物聯網應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業,培養物聯網技術與物流企業進行產業對接時,所急需的掌握智能物流等相關專業知識的高級專門技術人才。
二 物聯網應用技術專業人才素質和能力要求
物聯網應用技術專業畢業生可在各行業、企業從事物聯網系統開發、系統集成、測試、銷售及物聯網產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一,思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀;踐行社會主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
第二,文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續學習和終身學習的能力;具有一定的創新意識、創新精神及創新能力;具有一定的人文和藝術修養;具有良好的人際溝通能力。
第三,專業素質。了解物流企業基本的運營知識,掌握從事物聯網產品集成、物聯網平臺運營、物聯網技術支持、物聯網產品營銷與策劃等工作所必需的專業知識;具有一定的工程意識和效益意識;具有一定的市場營銷能力。
第四,職業素質。具有良好的職業道德與職業操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五,身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質;擁有積極的人生態度和良好的心理調節能力。
2.能力要求
第一,職業基礎能力。良好的溝通表達能力;無線網絡基礎知識應用和常見故障的處理能力;單片機基本知識的理解能力;數據庫操作系統的基本操作能力;基本的程序設計能力;基本的市場營銷和策劃能力;常用辦公軟件、工具軟件的使用能力,利用Office進行項目開發文檔的整理(Word)、報告的演示(PPT)、表格的繪制與數據的處理(Excel)的能力,利用Visio繪制流程圖的能力;閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力;閱讀本專業相關英語技術文獻、資料的能力;熟練查閱各種資料,并加以整理、分析與處理,進行文檔管理的能力;通過系統幫助、網絡搜索、專業書籍等途徑獲取本專業幫助的能力。
第二,專業核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力;ZigBee、WiFi、藍牙等無線網絡的配置與維護能力;物聯網應用層開發、物聯網平臺的運營能力;智能物流平臺設計與維護能力;智能設備平臺的認知與維護能力;物聯網-ERP集成技術應用能力。
第三,其他能力。分析問題與解決問題的能力;應用知識能力;創新能力;工程實踐能力;人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力;組織管理能力。
三 物聯網課程體系構建
為了強化物聯網基礎教育,突出物聯網應用技術專業實踐能力的培養,對應用技術型專業培養模式進行改革和調整,將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業核心課和實踐教學課等4個階段,如下圖所示。通過改革和優化培養方案,強化物聯網理論教學、網絡物聯網工程實驗教學以及特色網絡課教學,建立了適應物聯網時代技術發展的整套課程體系。課程設置以能力為本位,依據課程間的關聯循序漸進地培養職業能力。
1.主要課程設置
第一,公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業學生必修的課程,課程體系將公共基礎課程劃分為三類,其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養等課程;公共基礎類課程包括計算數學、概率論與數理統計、信息技術基礎等課程;職業教育類課程包括入學教育、職業生涯規劃、職業道德等。
第二,專業基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數據庫技術、計算機網絡基礎等課程。
第三,專業核心課程。根據物聯網的三個層次(感知層、傳輸層、應用層),本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統開發、物聯網組網技術、網絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業ERP技術應用、物聯網系統集成等課程。
第四,實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業實驗為:行業認知實踐、職業規劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數據庫設計實驗、無線傳感器網絡設計實驗、RFID系統設計實驗、嵌入式系統開發實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯網綜合應用設計與實現、畢業實踐和畢業設計等。
2.主要實踐性教學環節
第一,行業認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業認知實踐。學生通過聽取物聯網技術發展報告,了解行業背景和發展狀況;通過走訪考察物聯網企業,了解崗位職業需求以及崗位技能與素質要求;通過專業教師對本專業課程體系的介紹,明確學習目標及就業取向,增強學生對專業的認同感和使命感。學生參加行業認知實踐必須做好相應的記錄,寫出相應的實踐報告,報告應包括行業認知、自我評估和職業定位等。
第三,職業規劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業規劃實踐。人才測評專家將學生的職業發展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業素質綜合評分、專業課成績、基礎課成績等原始數據與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配,給出職業素質評分報告和職業生涯規劃建議,學生根據評分報告和建議完成職業規劃報告。
四 物聯網應用技術專業實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一,程序設計實踐。在第1學期的教學周內,單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐,學生能更進一步理解C語言程序設計方法,在編程實現時要保持良好的程序設計風格,對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據程序設計實踐完成情況進行考核,并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二,數據結構實踐。在第2學期的教學周內,單獨利用一周時間開設數據結構實踐。要求學生利用掌握的數據結構知識,對各種典型的算法問題進行編程、調試,并分析其時間復雜度與空間復雜度,理解設計選型對軟件性能的重要性,撰寫設計報告。
第三,電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內,單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識,針對具體的實際問題或任務,全面地分析和設計出解決該問題的實施方案,最后完成電路的制作和測試。根據學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四,設計實踐?;赪eb的數據庫設計實踐,在第4學期的教學周內,單獨利用一周時間開設基于Web的數據庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網絡數據庫編程,掌握利用.Net平臺進行網絡數據庫系統的設計能力。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五,無線傳感器網絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網絡設計實踐。要求學生運用所學知識,結合C51RF-WSN平臺,選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網絡解決方案。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統設計實踐
第一,RFID系統設計實踐。在第5學期的教學周內,單獨利用一周時間開設RFID系統設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現短距離通信,設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二,小型物聯網綜合設計與實現。在第6學期的教學周內,單獨利用一周時間開設小型物聯網綜合設計實踐。要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業實踐與畢業設計
第一,畢業實踐。第5~6學期安排18周的畢業實踐。實踐的形式包括企業考察與調研、參與短期項目開發、到企業進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后,寫出實踐報告或總結,指導教師根據學生實習情況對實踐進行評定。
第二,畢業設計。畢業設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環節。學生畢業設計題目可以源于教師科研項目、物聯網公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統設計、論文撰寫、論文答辯等環節。
物聯網應用技術專業是面向國家戰略性新興產業發展需要而設置的新專業,物聯網應用技術專業學生是物聯網產業人才的重要來源,核心能力對他們整個職業生涯來說起著至關重要的作用。物聯網專業學生核心能力的培養必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程,貫穿于教育教學的全過程,最終培養和訓練學生的職業核心能力。物聯網課程從根本上強化了網絡教學的先進性和實踐性,為培養具有網絡應用能力、工程實踐能力和創新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
[1]馬忠梅、孫娟、李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統應用,2011(10)
[2]孫興華、梁俊花.基于Android的物聯網課程體系探索[J].河北北方學院學報(社會科學版),2013(6)
[3]李佳、胡漢輝、李健.高職物聯網專業課程體系建設研究初探[J].湖南工業職業技術學院學報,2013(1)
關鍵詞:物聯網技術食品安全監管對策
近年來國內發生的諸多惡性食品安全事件,造成惡劣社會影響。重大食品安全事件的成因紛繁復雜,其中監管信息化和現代化水平低是導致執法監管乏力不容忽視的原因。如何充分利用現代高新技術,提高食品安全監管水平亟需探討和研究。物聯網的興起,加之已在民生領域大展身手,讓人們看到依靠物聯網技術應對食品安全問題的新途徑和新希望。
1 物聯網及其應用
1.1 物聯網概念
物聯網就是“物物相連的互聯網”,百度百科將這一概念定義為,通過射頻識別(Radio Frequency Identification,簡稱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,把物品與物品連接起來,使物品與物品、人與物品之間能夠進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
“物聯網”的概念早在1995年就被提及,但物聯網真正引起世人廣泛關注,是2009年初奧巴馬總統對IBM提出的“智慧地球”作了積極響應,此后美國、歐盟、日韓等發達國家開始把物聯網作為下一代網絡的重要組成部分列入發展戰略規劃中。
1.2 物聯網技術主要功能特點
物聯網是現代信息高技術融合的產物,涉及的技術涵蓋了射頻識別、互聯網、云計算,傳感器、全球定位、智能嵌入、數據通信等諸多行業領域。
(1)全面感知。支撐這一功能實現的最重要的技術是RFID技術,這種非接觸自動識別技術具有體積小、容量大,壽命長、穿透力強、可重復使用的特點,它的誕生和大規模應用使得物聯網由概念轉向實用。把存有物品屬性信息的電子標簽(RFID卡,又稱“智能身份證”)嵌入物品中,傳感設備猶如物聯網的“眼睛”、“鼻子”感知品屬性信息,并傳輸出去,從而實現物品之間的信息“交流”。
(2)超級運算。無數的物品必然產生海量的信息,海量信息的處理必需強大的數據處理系統,云計算技術以其超大規模、高性能、低成本、通用性的特點,承擔了運算任務。物聯網數據處理系統相當于物聯網的“超級大腦”,執行“記憶”、“思考”和“發號施令”的功能。
(3)實時監控。多種無線、有線電信網絡與互聯網融合而成立體網絡,構成物聯網的“中樞神經”,實時傳遞著物品位置信息,狀態信息和運算中心指令信息,借助定位系統、傳感和高清視頻采集設備,“生存”于這種“天羅地網”中的物品,其“一舉一動”一目了然。
(4)智能管理。凡事只要設定好目的或者目標,物聯網會用最高效的方式來實現這個目的或者目標,系統會按照指令智能處理復雜問題,作出預判、預警,甚至決策,人們只要動動手指按按鍵,就可以隨時隨地了解事情進展,看似復雜的工作變得輕而易舉。物聯網的智能管理能力展現出跨行業或者垂直行業應用的廣闊前景。
1.3 物聯網技術的行業應用
物聯網目前的應用主要集中于傳感技術所推動的各垂直產業鏈,包括物流、電網、交通、精細農業等等民生領域。
(1)物流管理。物流領域是物聯網技術最早應用的供應鏈行業。通過在物流商品中引入傳感節點,可以從采購、生產制造、包裝、運輸、銷售到服務的供應鏈上的每一個環節做到精確地了解和掌握,對物流全程傳遞和服務實現信息化的管理,最終減少物流成本,提高物流效率和效益。
(2)智慧電網。智慧電網是目前物聯網第重要的運用。它利用物聯網技術,構建具備智能判斷與自適應調節能力的多種能源統一入網和分布式管理的智能化網絡系統,可對電網與客戶用電信息進行實時監控和采集,且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶。
(3)智能交通。利用物聯網技術實現對交通的實時控制與指揮管理,是緩解交通擁堵、提高行車安全和通行效率的重要途徑。智能交通系統中,車輛可以按預先設定的目的地實現無人駕駛,公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態,交通管理人員對道路資源、車輛的行蹤“看”得一清二楚。
(4)智能農業。通過識別、傳感等物聯網技術對農業生產環境信息和農作物生長信息的感知、傳遞和對所提取信息的智能處理與判斷,可以實現農業生產方式由依靠經驗定性判斷,粗放型管理到依靠傳感設備定量判斷、精細化管理的轉變。
2 物聯網技術將為食品安全監管帶來一場革命
2.1 食品安全監管迫切需要技術支撐
食品產業鏈涉及種植、養殖、加工、儲存、運輸、銷售、消費等社會化大生產的諸多環節,鏈條很長。由于食品由原料生產到最終消費的中間環節較多,不僅加大了食品安全問題產生的概率,而且也為不法之徒提供了投機的空間。另外,環節的增多,參與管理的部門必然增多,加上現行管理體制自身缺陷,尤其監管技術水平不高,部門之間的高度協同就無法保證,這就使食品安全監管難上加難。食品安全監管對技術支撐的需求越來越強烈。
2.2 物聯網技術的行業應用經驗為食品安全監管提供充分借鑒
物聯網技術在民生領域應用的成功實踐表明,它可以使復雜的生產過程以及跨領域、跨行業的垂直產業鏈監管更加嚴密、透明、高效,而食品產業涉及的行業之多、產業鏈條之長、生產過程之復雜、監管之難恰恰適合物聯網的功能“胃口”。而且農業、流通業、交通運輸業與食品產業鏈息息相關,物聯網技術在這些行業的應用完全可以為食品安全監管提供充分借鑒。這樣,依靠物聯網技術實現食品安全全鏈監管的一場革命就成為可能。
2.3 可追溯系統的誕生已為物聯網技術在食品安全領域應用打開突破口
可追溯系統(TraceabilitySystem)是建立在供應鏈管理思想基礎上的質量保障系統,在有效應對和控制食源性食品安全問題,推動食品安全科學監管等方面發揮了重要作用,這種作用發揮的主要功勞應記在射頻識別技術上,而射頻識別技術正是物聯網關鍵核心技術之一。說明物聯網技術在食品安全領域的應用已經實現突破,為物聯網其它核心技術的集成應用打下基礎。
3 基于物聯網技術的食品安全監管對策
3.1 切實推動物聯網技術應對食品安全問題
3.1.1 牢固樹立科技“支撐發展”指導思想
2006年初我國提出了未來十五年科技發展的“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”16字指導方針。2012年6月國務院下發《國家食品安全監管體系“十二五”規劃》,“科技支撐體系”成為“十二五”期間國家重點建設十大體系之一,而且明確提出要加強“食品安全科技支撐能力建設”。這就表明,依靠現代科學技術提高食品安全監管能力和水平是對國家科技發展指導方針的貫徹和落實。
3.1.2 做好基于物聯網技術的食品安全監管專題規劃
科技支撐食品安全監管是一個龐大的系統工程,必須搞好頂層設計,在調查研究的基礎上,做好基于物聯網技術的食品安全監管的專題規劃制定工作。當前,在物聯網產業已經納入國家戰略性新興產業規劃以及國家食品安全監管體系“十二五”規劃早已出臺的背景下,啟動基于物聯網技術的食品安全監管專題規劃工作已迫在眉睫。
3.1.3 在統一標準規范體系上下功夫
物聯網本身是一個傳感器,集網絡通信、數據處理、綜合信息服務等多種技術于一身,而食品安全監管又涉及了作物(動物)生活環境信息、生長信息、食品加工、物流倉儲管理、市場銷售等多學科、多行業的協同工作機制,加之信息的多源性、數據的異構性、食品產業鏈的復雜性,沒有統一的標準和規范體系制約,必將限制物聯網技術在食品安全領域的應用和推廣。
3.1.4 組織開展物聯網核心技術攻關
據悉,當前物聯網技術上傳感器、芯片、關鍵設備制造等高端市場70%以上被國外企業占有。必須立足自主創新,通過政府扶持引導+企業參與的模式,在RFID、傳感器、智能芯片、中間件、新一代通信和下一代互聯網、高端計算設備和高端軟件等領域開展共性關鍵技術研究攻關,并加快產業化進程,以降低在食品安全領域的應用推廣和普及成本。
3.2 建設基于物聯網技術的食品安全監管系統
基于物聯網技術的食品安全監管系統的建設與應用是提高食品安全監管質量和水平的核心內容。
3.2.1 搞好基于物聯網技術的食品安全監管系統設計
系統設計應把握好以下幾點:
(1)系統功能。應堅持五大原則:
是數據和視頻信息采集、傳輸、處理到查詢調取實時進行;二是系統能對感知信息做出智能判斷,及時預報或預警:三是實現某個區域內多品類多條產業鏈協同監管以及多途徑登錄系統查閱跟蹤食品安全信息:四是具有強兼容性、可接入性和互動性:五是具有高度的安全性和絕對權威性。
(2)結構層次。物聯網由感知層、網絡層、應用服務層3部分組成,基于物聯網技術的食品安全監管系統也不例外。其中,感知層承擔食品安全信息的感知和識別,處于整個系統的最底層:其次是網絡層承擔各種信息的處理和傳輸;應用服務層位于最上層,主要是利用經過分析處理的感知數據,為食品安全生產和監管提供豐富的基于物聯網的應用和服務。
(3)運行流程。系統運行需要四個步驟來實現。第一,通過感知層感知。讀取、拍攝、定位獲取食品生產、加工、倉儲、運輸、銷售相關信息:第二,上述信息通過網絡層傳輸至物聯網支撐服務平臺;第三步,網絡層的云計算系統完成海量信息的分類、存儲、分析和處理:第四步,通過應用服務層面為食品安全監管機構、監管人員和終端消費者,以及食品生產商、加工商、倉儲商、運輸商和銷售商服務。
3.2.2 組建食品安全監管專用網絡
食品安全監管網絡作為基于物聯網技術的食品安全監管系統運行的主干網絡,通過該網絡,把已經建成運行的安防監控網絡、道路監控網絡、質檢網絡、物流網絡、食品追溯局域網絡、風險監測網絡等等與食品安全有關的網絡以及食品行業、企業所建系統整合并接入進來。
3.2.3 搭建物聯網支撐服務平臺
物聯網支撐平臺是基于物聯網技術的食品安全監管系統硬件設施的重要組成,是系統運行和應用服務的基礎平臺。海量數據的采集、存儲、交換、計算、分析以及系統的管理和應用服務皆需這個平臺支撐完成。國家食品安全監管體系“十二五”規劃已對“國家食品安全信息平臺”建設工作進行了部署,食品安全監管物聯網支撐服務平臺可以納入國家信息平臺建設中,二者建成統的平臺。
關鍵詞:專業群;教學內容;實踐能力;業務水平
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)26-0161-02
技能競賽是對學生學習的一種檢驗,通過競賽可以對學生的綜合能力以及素質進行全方位的考察,競賽可以促進教學,教學成果也能夠通過競賽成績體現出來。遼寧輕工職業學院計算機系的物聯網應用技術專業是東北地區開設較早并招生的高職院校,我校連續參加了兩屆全國職業技能大賽物聯網應用技術賽項并取得了較好的成績,該賽項參加人數為3人,是一個團體賽項,不僅在專業技術上要求較高,在團隊合作上也要默契,因此要求參賽選手不僅在知識技能上要掌握熟練,同時也考察選手的綜合素質。在組織和培訓學生參加和訓練的兩次經歷中,探索出一些依托物聯網技能競賽對促進物聯網專業群建設,以及以賽促教、以賽促學的心得,下面進行詳細說明。
1 促進專業群建設
物聯網是一個典型的交叉學科,涉及的技術比較雜,具體有網絡技術、傳感技術、通信技術、RFID智能識別技術等核心技術。因此物聯網應用技術專業群涵蓋計算機網絡技術、電子信息技術、通信技術、軟件技術等多個專業。課堂講解的內容大多是所在學科的專業知識,是單獨的,沒有和其他學科進行交叉,要對這么多的學科和專業的知識進行融合和貫通,最有效的方法就是讓學生參與到技能競賽活動中。
物聯網技能大賽考核的知識點比較多,該競賽涉及工程部署;局域網的搭建和配置;無線傳感器網絡參數的配置;物聯網上層應用軟件的開發,其中包括利用C#語言或Android完成RFID設備的讀寫、一維及二維條碼的識度及生成;數據庫的操作;網站及建立;拓撲圖的繪制等諸多方面,總體來說,一次物聯網賽項的知識點涵蓋了不僅物聯網,更包括電子、計算機網絡、通信、軟件技術等物聯網相關專業的各種方面,通常在競賽中,對于知識點的考察大多是跨專業的知識運用。 通過技能競賽,不僅提升了物聯網應用技術專業建設,更是帶動了關聯學科的專業群的建設和發展。
2 優化教學內容
由于是交叉學科,因此學生學習的內容比較多,而各個領域的學科不是所有的知識點對于物聯網技術都是有用處的,如何進行區分就顯得比較重要。技能競賽對于各個知識點的考察都有明確的要求,教師可以參照競賽題目對于所講授的課程進行二次重組,對于物聯網技術關聯比較大的部分進行詳細講解,對于關聯小的可以少講或者不講,這樣對課程做到重點突出,有的放矢,最大程度的優化教學內容,賦予教學全新的生命力。
拿C#程序設計課程為例,技能競賽中涉及對RFID設備的讀寫,那么在教學中就要著重講解如何引入動態鏈接庫、如何調用類庫上,并且熟悉數據庫操作,熟悉硬件的基本知識,熟悉軟件和硬件信息交互。
3 提高學生的實踐操作能力
對于高職學生而言,實踐操作能力是非常重要的。在課堂教學中融入實踐操作,可以提高學生解決問題的能力,學生也積極參與,如何設計實踐題目就顯得比較重要了。物聯網技能大賽以實踐操作為主,并且是多學科交叉運用,因此把競賽題目提煉出來,作為每門課程的實訓題目,既可以鍛煉學生的綜合運用知識的能力,同時也為競賽選拔優秀人才做鋪墊。具體可以采用分組的形式進行,每組之間進行比較,互相檢查,互相監督,通過這種方式既提高了學習,又加強了學生的團隊意識。課堂教學就在輕松愉快的氛圍中度過,學生也不會覺得枯燥和乏味。
4 提升教師業務水平
技能大賽不僅能考察學生的水平,同時對于教師也是一種考驗。由于教師通常對于某個知識領域熟悉,但是對于物聯網技術這樣的交叉學科而言,全面掌握才是關鍵,要想有效地指導學生參加比賽,必須要求教師提高自身業務水平,努力學習涉及的相關學科,同時在知識的掌握上要理解透徹,能夠進行深入研究,否則是無法勝任的。因此,通過技能大賽不僅能考查學生運用知識的能力,同時對于教師而言也是一種競賽,要想取得好成績,提升教師水平非常重要。
以上是這兩年的物聯網技能大賽總結的一些心得體會,并且在教學內容上已經運用,實踐證明,效果明顯,尤其是以競賽題目講解理論知識部分和實踐操作部分更被學生歡迎,課堂教學效率顯著提高,因此值得推廣應用。
參考文獻:
[1] 肖?;?,等.“以賽促學、以賽促訓、以賽促教”教學模式的應用[J].中國成人教育,2013(6).