物聯網技術的典型應用范文
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篇1
摘 要:通過物聯網技術可利用傳感設備實現對物品的識別、GPS定位、在線監控等功能。而將物聯網技術引入鋰電應用行業,則可實現電池信息的在線查詢、電池智能分選、智能倉儲管理及在線監測等功能,故可以對鋰電池行業發展起到一定推動作用。 文章給出了物聯網技術在鋰電池行業的應用方法。
關鍵詞:物聯網;鋰電池;射頻識別;在線查詢
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)05-0047-02
0 引 言
隨著信息技術的快速發展,物聯網技術應用范圍更加廣泛。物聯網(Internet of Things)技術主要是通過射頻識別(RFID)等傳感設備,按照通信協議要求,實現物品的識別、定位和在線監控等功能[1]。為響應國家節能減排的號召,鋰電池作為新型綠色能源,在國家“十二五”期間將越來越多地應用在電動汽車、儲能電站等行業。因此,引進物聯網技術,實現鋰電池信息在線查詢、電池智能分選、智能倉儲管理及在線監測查詢等功能,成為未來行業發展的熱點[2-5]。
1 系統概述
物聯網指的是將信息傳感設備(如射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統、射頻閱讀器等裝置)與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。其目的是讓所有的物品都與網絡連接在一起,以自動、實時地對物體進行識別、定位、追蹤、監控并觸發相應事件。
物聯網系統的技術架構可分為三層:感知層、網絡層和應用層,圖1所示是物聯網的技術架構圖。
圖1 鋰電池應用行業物聯網系統結構圖
其中,感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層主要功能是識別物體,采集信息。網絡層由各種局域網、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。
2 鋰電池行業物聯網實現方案
2.1 電池信息查詢
利用一維條碼和RFID技術,在生產工序建立電池生產數據庫,實現物料信息和電池測試信息的追溯功能,可對電池生產環節從配料到半成品工序實現“人、機、料、法、環”等環節全方位記錄和監控。
針對電池生產數據量大、實時處理、計算和操作較為復雜等因素,本系統采用基于.NET的C/S體系結構,系統具有強大的數據操作和運算能力。該系統所有邏輯業務采用Visual Basic.Net面向編程技術和SQL Sever2000數據庫技術及條碼技術設計與實現,可在不同生產工序開發客戶端軟件,實現單體電池物料信息和生產信息的采集和上傳。
根據企業生產流程,本系統功能模塊與企業ERP對接,其功能主要包括電池基礎信息管理、計劃管理、物料管理、單體電池管理、成品電池管理、電池標識管理和查詢管理等。
2.2 電池智能分選
根據客戶要求,利用電池信息數據庫、條碼技術及分選運算軟件,自定義添加分選條件,實現電池智能分選。其中,系統控制單元主要完成分選參數、算法運算、信號輸出與動作執行信號等功能。數據傳輸采用RS-485接口,采集到條碼信息后,分選系統控制部分對數據進行運算和處理,并將信號發送至分選設備執行系統,完成電池分選工作。
2.3 智能倉儲系統
智能倉儲主要由入庫、出庫、盤點、分揀等環節組成。成品電池附有RFID標簽,標簽內容包括產品ID、類別、測試信息、物料批次等信息。在倉庫入口/出口處安裝射頻標簽閱讀器,產品入庫/出庫時,閱讀器讀取電池條碼信息,并在立體庫系統中更新,實現單體電池、托盤及庫位的綁定。
業務系統基于Internet環境,采用C/S體系結構,基于Java平臺設計實現WMS業務,系統包括用戶信息管理、基礎數據維護、倉庫作業管理、數據查詢中心、任務管理、日志管理和接口管理。
3 電池管理系統的物聯網應用
3.1 GPS定位功能
電池組中每支電池配有唯一ID號的RFID標簽,RFID標簽和閱讀器構成物聯網基本節點,通過閱讀器能讀取電池制造信息、成組測試信息等關鍵指標。閱讀器內置3G通信接口,通過移動網絡和互聯網,將鋰電池的ID信息、地理位置,維修信息等發送至管理系統服務器,實現電池管理系統的GPS定位功能,具有一定防盜功能。
3.2 數據監測功能
結合物聯網技術,開發相應內置RFID芯片,同時通過ZigBee技術將實時采集的數據反饋至BMS監管平臺。系統每隔1 min將采集的電流、電壓和剩余電量繪制出鋰電池組充放電折線圖,并將數據上傳至管理系統數據庫,便于技術人員實時準確地掌握電池運行狀態。
3.3 換電運營模式
通過在電池管理系統安裝內置芯片,將車行里程器納入物聯網。汽車進站時,換電站內閱讀器讀取車程里程信息,同時將信息發送至運營管理中心數據庫。換電站實現電池信息聯網,當車載電池管理系統駛入其他站點時,閱讀器讀取電池里程信息,判斷電池狀態,實現電池換電服務。針對繳費問題,可通過安裝非接觸式RFID芯片,并在電動汽車運營管理系統建立用戶繳費信息,實現換電時自動扣款功能。
4 結 語
正如“智慧地球”概念的描述,將鋰電池行業引入物聯網概念,可通過物物相聯的巨型網絡體系,實現智能交通、智能安防、智能監控、智能物流以及智能在線診斷等功能,因此,可以預見,物聯網必將改變未來人類的生活方式,成為未來的行業發展趨勢[6]。
參 考 文 獻
[1] 王赫,張琳,陸嵐.基于產品追溯技術的倉儲管理信息系統設計[J].物流技術,2009,28(8):59-62.
[2] 芮曉玲,吳一凡.基于物聯網技術的智慧水利系統[J].計算機系統應用,2012,21(6):161-163.
[3]劉文珍,金鵬.電池管理系統故障自診斷的系統研究[J].電氣技術,2012(4):26-29,46.
[4] 曹閱,李云飛,陳良.基于物聯網技術的鋰電池故障在線測量和遠程診斷[J].蘇州大學學報,2012,32(2):1-9.
篇2
關鍵詞:物流信息化;物聯網技術;智能安全;信息化通道
中圖分類號:F253 文獻標識碼:A文章編號:1006-4117(2012)03-0187-02
引言:信息化高速發展的今天,如何通過信息化手段進行產業發展已經成為各行業面臨的重要問題,信息化手段的運用催生各種信息化產物的形成和發展,這些信息化產物又從反作用上來促進產業信息化的高度發展。在信息化向著高度集成和高度智能化方向發展的今天,如何通過有效的產品和媒介來反應信息化的優越性,是產業信息化開發和研究的重點,而在眾多的科研產物中,物聯網技術則是其中非常具有代表性的一類。物聯網技術是通過信息網路等媒介手段,通過建立統一的平臺,進行任何產品之間的交換,打破了傳統商品交易、信息傳遞的手段,為市場發展開辟了新的渠道和手段。所以,分析和研究物聯網技術能夠真正明確信息化高度發展過程中信息化手段對于促進產業發展所采取的具體手段,從而對于進一步市場前景預測帶來一定的參考。在物聯網技術的應用領域,物流產業是非常重要的組成部分,因為物聯網本身所要達到的效果就是通過信息化手段來達到商品的流通和交換,這也是對物流產業信息化發展的直接體現。因此,本文將從物聯網技術的基本分析與在物流產業中的應用兩個方面展開討論,為物流信息化的應用與發展研究帶來一定的參考。
一、物聯網技術及其發展狀況分析
物聯網技術是伴隨著社會信息化發展而發展起來的,因此,這種技術具有典型的信息化特點,在這一部分將從物聯網技術內涵及其產業體系等幾個方面展開分析,通過全面的討論來研究體現技術的優越性。
(一)物聯網的內涵及產業體系
與其他技術不同,物理網技術從提出和發展僅僅只有十五年的時間,但是在短短的十五年時間內,伴隨著信息化的高速發展,物聯網技術已經逐漸成為各行業發展的重要載體。在分析其他內容之前,必須要明確物聯網的內涵及其產業體系構成。
物聯網是以物物交換為中心的渠道聯系紐帶。以物聯網業內的概念來分析,就完全可以突出物聯網的內涵,物聯網即“物物相聯之網”,指通過射頻識別(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,把物與物,人與物進行智能化連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種新興網絡。物聯網不是一種物理上獨立存在的完整網絡,而是架構在現有互聯網或下一代公網或專網基礎上的聯網應用(network)和通信能力,強調智能應用。由此可以看出,物聯網的內涵或者本質就是一種無物交換的通道,只是通過信息化手段進行虛擬了。
物聯網技術體系具有明確的層次感。按照物聯網組成的層次來劃分,整個網絡體系可以分為應用層、網絡層以及感知層,如圖1所示。應用層是物聯網技術的主題,它是整個物聯網技術的物理基礎,在物聯網中涉及范圍較廣;網絡層是整個物聯網技術的網絡通道,在物聯網的建設和運行過程中所起到的是重要的紐帶作用;感知層是物聯網技術的重要數據處理和智能規劃層,是信息處理和物流通道控制的重要技術層次。
(二)物聯網核心概念——智慧安全
智慧安全是物聯網技術的核心,也是完全體現物聯網技術的信息化手段,要理解這一核心概念,要從三個方面進行分析。首先,智慧安全的概念。從表面層次上可以看出,智慧安全所能夠體現的就是在物物交換過程中信息通道的主要特點。從定義上來講,智慧安全是以互聯網、物聯網為基礎,通過城市安全信息的全面感知、各子系統間協同運作、資源共享,以建立統一的公共安全系統及應急處理機制,實現對公共安全的應急聯動、統一調度、統一指揮,達到對公共安全的智慧化管理;其次,智慧安全的核心應用價值。智慧安全的核心應用價值實際上就是物聯網技術的核心價值所在,具體而言,物聯網通過對信息的整合、加工處理,實現有效的預測、預警,并通過資源整合與聯動,實現高效、智能化的應急處理,整個過程能夠實現真正意義上的信息化操作;第三,智能安全的具體應用。在物聯網技術推廣過程中,智能安全作為核心技術被廣泛的應用。通過信息技術的廣泛應用及體制機制的創新,實現智慧化的預測、監測及有效的安全隱患避免。例如,通過攝像頭、傳感器、RFID等傳感設備在城市重要部位和關鍵節點的安裝布局,加強對城市安全信息的采集、處理,實現實時動態化的監測、預測,并有效避免安全隱患。
(三)國內物聯網創新商業模式分析
與國外相比,我國物聯網開展較晚,但是,近十年的時間里,我國物聯網應用得到了很大的推廣,形成了有效的商業模式。在行業的應用過程中,電信運營商物聯網商業模式屬于國內具有代表性的創新商業模式,如圖2所示,其創新性主要表現在兩個方面。第一,合作開發、獨立推廣。運營商主導型商業模式主要適用的用戶范圍是企業客戶,以采集類和定位類應用為主,應用范圍廣泛,具體可應用于環保監控、自動水電表抄送、智能停車場、電梯監控、物流監控、智能交通等領域;第二,客戶定制模式電信運營物聯網商業模式以客戶需求為主體,按照客戶的要求進行開發,電信運營商制定全套業務和解決方案,直接提供給客戶,而不與其他企業合作。目前國內實行這種模式的還比較少。
二、物聯網技術在物流產業中的應用
在信息化發展過程中,物流產業作為發展載體作用重大,這也是催生物聯網技術介入物流業發展的重要原因。本文的主要內容是物流信息化的應用,因此,將著重探討物聯網技術在物流產業的應用體現。
(一)物流業應用的物聯網主要技術
物聯網技術是信息化發展條件下的多種信息技術的合成,在不同的產業發展中,物聯網技術所體現的優點不同,對于物流業而言,所應用的主要技術有三類。第一,物聯網感知技術。感知技術是物聯網技術的重要組成,在物流業中,感知技術主要通過各種信號的識別將信息化手段引入物流業,從而達到對車輛、商品實時追蹤等,保證了商品運輸交換的安全,這方面的技術包括RFID技術、GPS技術、傳感器技術等;第二,網絡技術。網絡技術是物聯網技術的重要操作平臺和信息處理通道,只要是涉及信息化的技術,必然要通過網絡技術進行實際應用,這也是物流業物聯網技術應用的基礎,這類技術包括網絡技術:有線與無線局域網技術、互聯網技術、現場總線技術和無線通信技術等;第三,智能技術。智能技術是物聯網技術的核心,也是體現物聯網技術優越性的重要標志,在物流業中由于物品交換較為頻繁,無論是物品信息還是交換通道信息都非常多,如果沒有智能技術作為保障,將無法完成各種信息的采集、處理、加工,物流產業就無法良好的進行運轉,這類技術包括,智能計算技術、云計算技術、移動計算技術等。
(二)物流業中物聯網技術應用現狀
前文中分析了物流業中物聯網技術的主要應用技術,這三種技術已經成為現代物流業發展的支柱技術,其應用現狀分別如下。
第一,感知技術的應用現狀。根據對各種案例統計分析,中國物流信息化領域,應用最普遍的物聯網感知技術首先就是RFID技術,占38%;其次是GPS/GIS技術,占32%;視頻與圖像感知技術居第三位,占9%的案例中采用了視頻或圖像的感知技術,這一技術目前還停留在監控階段;傳感器的感知技術居于第四位,大約不到4%的案例采用了傳感器感知技術;其他感知技術在物流領域也有應用,不足4%;
第二,網絡技術。企業物流系統的網絡架構,以局域網為主體;社會物流往往是互聯網與企業局域網相結合。數據通信方面一般無線通信與有線通信相結合。根據不完全的對物流信息化案例的統計分析,采用互聯網技術的占68%,采用局域網技術的占63%,采用無線局域網技術的占24%,有的系統采用多種網絡技術;
第三,智能技術。根據相關資料統計分析,目前物流信息系統能夠實現對物流過程智能控制與管理的還不多,物聯網及物流信息化還僅僅停留在對物品自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、在線追蹤、在線調度等一般的應用。專家系統、數據挖掘、網絡融合與信息共享優化、智能調度與線路自動化調整管理等智能管理技術應用還有很大差距。目前只是在企業物流系統中,部分物流系統還可以做到與企業生產管理系統無縫結合,智能運作;在部分全智能化和自動化的物流中心的物流信息系統,可以做到全自動化與智能化物流作業。
(三)物流業中物聯網技術平臺的建設
隨著社會發展,物流業的業務類型已經不僅僅局限于速遞這樣的小型業務,大型的物流產品交換成為現代物流業發展的重要方向。各種物聯網技術平臺的建設使得物流業發展向著更快的速度發展。
1、智能物流貨運與配貨的信息化平臺
智能物流貨運與配貨的信息化平臺是物聯網技術在物流產業發展過程中所形成的最開始的物流信息化平臺,這種技術依托RFID、GPS/GIS、GPRS等物聯網技術集成應用,搭建物流貨運與配載信息化監控管理平臺,為客戶在線提供實時的貨物信息、返程配貨信息、導航信息、聯網監測等。目前中國已經出現多個這樣的物流信息平臺。物聯網時代建立智能物流貨運與配貨平臺,具有重要意義,也具有重大市場機遇,目前很多企業都在積極開拓在這方面應用。
2、集裝箱多式聯運智能信息化管理平臺
除了對物流通道的信息化平臺建設,在物流管理方面,所形成的集裝箱多式聯運智能信息化管理平臺也是物聯網技術在物流業應用的重要體現。這種技術主要是附屬于物聯網技術,建立一個面向集裝箱多式聯運全過程的物聯網服務平臺,為物流企業提供全程物流服務信息服務及綜合業務信息服務具有重要意義。在這一領域,最為典型的應用是上海港機包起帆牽頭在RFID技術基礎上建立的集裝箱物流全程實時監控平臺。這種系統實質上就是以集裝箱為跟蹤目標的一種物聯網,采用了電子標簽(RFID)與互聯網的結合,提供集裝箱在經過各物流節點時的實時狀態信息,對提高集裝箱物流的透明度、安全和效率具有重要的作用。
3、物流產業中物聯網技術的應用發展趨勢
物流產業是一個非常宏觀的概念,也是一類特點明確的物流交換平臺,物聯網技術的引入雖然極大的促進了物流業的發展,但是由于標準的不統一,使得物流產業發展并沒有形成統一完整的系統,相反,因為標準的不統一產生了各種問題。所以,建立統一的物聯網標準和技術平臺將是物聯網技術在物流業中的應用趨勢之一。
作者單位:廣西外國語學院國際工商管理學院
作者簡介:黃寧(1971.09— ),男,廣西外國語學院國際工商管理學院教師,高級經濟師、高級物流師,研究方向:物流管理、物流信息化。
參考文獻:
[1]王保云.物聯網技術研究綜述[J].電子測量與儀器學報,2009,12.
篇3
關鍵詞:物聯網 新技術 應用
一、物聯網技術概述
物聯網的概念在1999年正式提出,又名傳感網,英文名Internet of Things,簡稱IOT,主要是指將紅外感應器、激光掃描器及全球定位系統等多種信息傳感裝置與設備同互聯網相結合所形成的巨大網絡,以實現管理與識別的智能化,這種新興技術在業界得到了普遍而廣泛的關注。
物聯網主要包含兩層基本涵義:1.物聯網得以實現與發展的基礎為當前的互聯網、廣播電視網和電信網這三大網絡,并在這三大網絡的基礎上進行拓展與延伸;2.物聯網可將物體智能化,這也在很大程度上促進了用戶端由人和人的信息交流、通信拓展逐漸向人和物、物與物、物和人之間的連接與溝通的轉變?!拔锫摼W”的出現,是對物理基礎設施與IT基礎設施分離的傳統思想的打破與提升,它作為一個新的經濟增長點與技術創新點,得到國際與國內的業界人士的普遍認可。
二、物聯網的網絡和服務體系
當前比較有代表性的物聯網結構主要有日本支持的Ubiquitous ID(UID)物聯以及歐美支持的EPC GIobal體系架構,而作為國際標準化團體,其主要目的都是為了推進RFID的標準化,中國也正在積極努力的進行參與和制定。
(一)EPC Global體系架構
具有非營利性質,于2003年9月由美國統一代碼協會(UGG),國際物品編碼歇會(EAN)共同成立。EPC系統構成主要有三部分:EPC編碼體系(包括EPC代碼和標簽,用以對目標的特定代碼進行標識)、射頻識別系統(包括讀寫器和EPC中間件,對EPC標簽進行識讀)及信息網絡系統(包括對象名稱解析服務和EPC信息服務,主要對EPC系統進行軟件支持)。
(二)ID技術體系結構
主要由四部分組成:泛在識別碼(uCode)、泛在通信器、信息系統服務器、和ucode解析服務器等。UID結構具有開放性,面向大眾公開,其主要作用在于將全世界的場所和物品等各種實體和虛擬的相關信息進行聯系與結合,最終實現物物“互聯”。
三、物聯網的關鍵技術
(一)射頻識別技術
英文名radio frequency identification,簡稱RFID,這種電子標簽實際上是一種新型的無源電子卡片,可以將IC與天線封裝到塑料基片上,其主要優點是無線、無源、可以存儲大量數據、壽命較長、防水、防磁、小巧便捷以及安全防偽。
RFID主要由標簽(tag)、閱讀器(reader)、天線(antenna)三部分組成,其作為一種自動識別技術,可以借由射頻信號對目標對象進行自動識別,并獲得大量的相關信息與數據,具有典型的非接觸性,不需要人工進行干涉,可以在各種惡劣形勢下進行工作。通訊技術、互聯網與RFID技術的結合,可以在全球范圍內實現物品的跟蹤和信息的共享。
(二)無線傳感網絡
是物聯網的核心,主要職能為物聯網中信息感知問題的解決。對流動中的物品進行感知就需要傳感器網絡技術,它通過傳感器節點分散、遍布于特定領域內,建立一個具有信息采集、傳輸以及處理功能的復雜性網絡,并通過動態的自主組織方式對信息進行跟蹤、監控與決策支持等。
(三)職能嵌入式技術
綜合計算機、自動控制、通訊等多項技術,針對智能化幾點產品,實現故障診斷、自動報警、本地或遠程監控。嵌入式技術的廣泛應用,有利于物品的“信息生命化”,也有利于更智慧的服務于生產與生活。
四、物聯網技術的具體應用
伴隨著當代我國大力開展農業、工業信息化的發展趨勢下,物聯網技術成為農業、工業甚至是更多行業信息化建設過程中的重要突破口之一。物聯網將互聯網技術作為基礎,同時將衛星、RFID終端、紅外線傳感器、智能終端與生產、銷售、運輸等行業進行多方位融合。2005年,國際電信聯盟這樣描繪物聯網時代:司機出現操作失誤汽車會主動報警;衣服會“訴說”洗衣機對水溫和顏色要求。物聯網將新一代的IT技術充分應用于各行各樣之中,將感應器嵌入鐵路、隧道、公路、建筑等各種物體,實現物聯網與互聯網的整合,并在這個整合的網絡中對人員、設備、設施等進行實時的控制與管理,使生產與生活處于“智慧”狀態,有效達成資源利用率與生產力水平的提升,并實現人與自然關系的良好改善。
(一)智慧交通
物聯網廣泛應用于交通領域,在公路、車輛及橋梁上轉載感知裝置,通過全球衛星定位系統和高速計算機系統實現車輛的控制及導航。同時,可以實現緊急救援系統和智能導航系統的應用,這樣理想化的智慧交通系統的應用,可以沒有信號燈,也不會出現擁堵或事故等。
(二)智慧農業
物聯網技術在農業領域的應用,可以針對農業的生產、加工、儲存、運輸、銷售及消費等多方位、全方面進行信息采集,并實現網絡管理,和信息服務技術的支持。同時提供農業的集約、高產、高效、優質、安全與生態的技術支持,實現農業農村經濟的轉型、城鄉發展的統籌等。
物聯網未來的發展,主要對人、物及服務的信息傳遞模式進行轉變,為用戶帶來更便捷、安全、高效的服務,將更體現人性化。我國物聯網技術的快速發展,必然推動相關產業鏈的更全面、高效的共同發展,也將提升我國高新技術領域的國際地位。物聯網的發展,是下一代信息發展技術的典型代表,也必將對中國經濟的發展產生重要的意義和積極的推動作用。
參考文獻:
[1] 王保云,物聯網技術研究綜述[J]電子測量與儀器學報,2009,23(12):1-7
篇4
傳統的物流管理把各個維度的管理分隔開,運用各自為政的管理系統,實行不同的管理制度,使得溝通不順暢、各個業務維度之間不協調、產生信息孤島、效率低下。而引入物聯網技術,實施多維度協同管理,可降低物流管理成本,提高智能化水平和管理水平。
關鍵詞:
物聯網技術;多維度協同;物流管理
物聯網技術可以實現信息、軟件、硬件的共享,還可對共享的數據進行統一維護與管理。物聯網技術背景下的物流企業管理,是指物流企業為實現智能管理、遠程控制等目的,利用物聯網技術,對物流過程中的所有信息進行實時共享與處理的活動。運用物聯網技術,可使物流企業的管理更加具有時效性,也更易控制。同時,還可以有效降低企業的管理成本,提高企業的運轉效率。由此可以看出,物聯網技術主要為企業管理服務,這也是物流企業迎合時展的必然產物。
一、物聯網背景下的物流管理現狀
1.物流公司應用物聯網技術的現狀目前,許多先進的物流公司已將物聯網技術融入到日常管理中,但這些應用多是在日常工作、基礎信息化建設或企業辦公上。而對于物聯網最核心的技術———幫助企業進行管理決策的技術,卻還沒有得到充分應用。而且很多小型的物流企業,仍在使用傳統的信息系統進行管理。由此可見,物聯網技術在物流管理中的應用具有極大的發展潛力。
2.物流管理中物聯網應用存在的問題(1)目前,物流公司應用物聯網仍處于起步階段,物聯網的核心技術仍未得到充分的應用。特別是在一些中小型物流公司,對物聯網的應用只是流于表面,使物聯網技術的優勢在企業不能充分利用,沒有對企業的物流管理提供幫助。(2)在一些已應用物聯網技術的物流公司中,大多也只是一些初級功能的應用,如辦公平臺、管理軟件等,而缺少對RFID等的應用。(3)物流管理是一個系統的流程,每個公司都有一套自己的業務流程,這使得不同企業之間通過物聯網進行交流變得十分復雜。而近年來物流公司應用物聯網技術大多是向國外或國內典型的大公司學習,這種應用模式使得各個物流公司的物聯網應用功能變得單一,而不能充分發揮出其應有的作用。
二、物聯網背景下物流管理面臨的多維度協同問題
1.物流信息管理協同問題物流企業的管理范圍,隨著物聯網技術的應用,也從最初的生產層擴展到了管理層。范圍的擴大,導致企業在信息的傳遞過程中,不可避免地會遇到信息不對稱問題。信息是做好多維度協同的重中之重,信息的不對稱,會對企業的物流管理造成極大的阻礙。
2.物流戰略管理協同問題目前,許多物流企業的資源并沒有得到充分的運用,造成極大的資源浪費。如何合理規劃和配置物流企業的各項資源,使企業的設備和人力等資源發揮出最大的作用,建立起配送中心、各網點之間的信息互通、資源分配及協同合作,是目前物流公司亟需解決的戰略管理協同問題。
3.物流配送管理協同問題隨著城市化建設的持續發展和公眾生活水平的提高,道路上的私家車越來越多,導致道路普遍存在擁堵現象。而擁堵不僅使得物流的運輸時間成本變大,而且使得一些有時間限制的物流快遞無法按時送達。為此,如何在快遞配送過程中綜合考慮路況因素,將快遞配送和路況信息管理結合起來,形成協同效應,以使在不同的交通情況下,也可以實現用時間—人力成本最小的成本完成快遞配送,是目前物流公司亟需解決的物流配送管理協同問題。
4.物流服務質量管理協同問題隨著電子商務的持續發展,公眾對物流服務水平的要求也越來越高。許多物流企業已經把服務當作了一個戰略目標,有的物流公司甚至提出了“門對門服務”的理念,以期提高公司的競爭力,爭取更多的客戶。從目前情況來看,如何建立起一套較為完善的物流服務質量考核標準,將物流服務納入企業的績效考核中,與信息管理、戰略管理、配送管理形成協同,成為了目前物流公司亟需解決的服務質量協同問題。
三、物聯網背景下多維度協同物流管理框架
物聯網是由感知層、網絡層、應用層、管理層組成,與之相對應的物流管理幾個維度是,技術協同、信息協同、服務協同、管理協同。感知層對應的技術協同,包括物聯網關鍵技術在物理管理中的應用、應用標準建設等;網絡層對應的信息協同,包括物聯網的無線傳感網絡、組網方式、通信網絡等;應用層對應的服務協同,包括物流公司與上下游供應鏈公司之間的合作和競爭、公司為客戶提供的實時感知、智能投遞、人性化、增值化等的服務;管理層對應的管理協同,包括物流公司內部的管理和國家對行業的引導調控,主要體現為公司主系統對各個業務維度之間的協同管理,實現各個業務維度的優化協調和配置,建立一個結構完善、功能強大,遠遠優于原系統的物流管理平臺,以此達到協同效應,也就是1+1>2效應。
1.技術協同物聯網是一個較為廣泛的概念,涉及的技術范圍也十分廣泛,如無線傳感技術、RFID技術、組網通信技術、感知技術、安全密保技術等。技術維度的協同,是指通過這些物聯網技術,為物流管理平臺提供一個信息實時交互、共享的環境。其目的在于實現各個維度之間的同步運行和信息協同,增加維度與維度之間的透明度,幫助管理者進行決策,為信息協同、服務協同、技術協同提供技術支持和保障。
2.信息協同信息協同是物流管理中最基礎的協同需求,如果信息不協調,那么,其他所有協同都是無用功。傳統的分散式物流管理方式,很容易出現各個業務維度之間不兼容而導致信息不協同。而應用物聯網技術的協同管理,可以從物流管理的整體角度,解決物流管理中的信息傳輸與共享,實現信息的協同管理。
3.服務協同服務協同是物流管理平臺中較為宏觀的協同內容,包括了物流業務過程中所有和公司外部之間的信息交互和協同,如對外的海關、物流監管、財務銀行、合作企業、客戶等。一方面,服務平臺包括向外部提供物流產品和管理服務、訂單受理,以及通過GPS和GIS系統對運輸車輛進行調度和跟蹤;另一方面,建立面向外部的企業網站,根據具體物流企業的需求,建立一個門戶網站,方便客戶下達訂單、查詢物流信息、追蹤郵件等。
4.管理協同管理是物流公司的核心工作,傳統的物流行業在物流管理理念和技術方面較為落后,這主要是因為物流行業只是提供一些簡單的服務組合,而不能提供一個綜合性質的物流服務,而且物流公司對管理的重視性、要求度也不高。傳統的分散式物流管理理念,是建立在權責明確、分工清晰基礎上的,強調各個業務之間的獨立性,而忽視對整個業務流程的整體認識,只重視對內部資源的優化,而忽視各個業務模塊之間的協同。而在物聯網背景下的管理協同,則強調各個業務維度之間的協同、配合,并將內部資源與外部資源進行整合,使物流公司的信息傳輸流暢,以實現多維度協同的物流管理新方式。
參考文獻:
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[4]徐莉莉,孫亦峰,張濤.物聯網環境下的供應鏈信息協同研究[J].物流技術,2015(5):254-257.
篇5
去年,在國內一知名物聯網行業應用論壇上,某養魚企業詳細介紹了自己如何實現“手機養魚”的過程。該企業構建“手機養魚”信息化系統的經驗,已被當地視為“典型”的物聯網應用示范項目。但當臺下聽眾問及其應用規模時,演講者的回答卻是:“只有我們自己的幾個魚塘?!?/p>
雖然“手機養魚”式的項目確實是物聯網行業應用的案例,但它是否具備作為“典型”且“廣泛推廣”的價值,卻應該多畫幾個問號。我國將物聯網視為戰略性新興產業并加大相關投入的目的,是為了以物聯網技術應用為驅動帶動相關產業集群的發展,最終帶動經濟發展。很難想象,缺乏規模效應的“手機養魚”式項目如何能做到帶動產業集群的發展。“幾個魚塘”的物聯網應用,既不能帶來設備采購量的大幅提升,個性化的應用模式也未必能推廣到其他“魚塘”。隔行如隔山,將其應用模式復制到其他行業,更難有借鑒價值。如果國家投入的專項資金被用以復制這類物聯網項目,周邊產業集群的發展恐怕將永無可能。
什么樣的物聯網項目值得投入與推廣,搞清楚這個問題遠比急于投入重要。如果“手機養魚”變成一個省級、市級的應用,能服務于成百上千家類似企業,其物聯網應用就有價值。因為相關廠商絕不會為了一兩個企業的物聯網需求去開發定制的產品,但是如果是幾百幾千家企業的應用,就會成為可能。沒有應用的規?;?,根本談不上帶動產業集群的發展。
篇6
關鍵詞:農業物聯網;主要做法;問題;應用;銅山區
中圖分類號 F323.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)02-03-0080-02
按照國家關于“互聯網+農業”工作要求,貫徹落實農業物聯網技術發展規劃和措施,銅山農委結合實際情況,積極推進物聯網、云計算和虛擬化在農業領域的應用,截至2016年年底,農業物聯網技術應用面積比例達24.5%。
1 主要做法
1.1 因地制宜,制定2016―2018年農業物聯網發展規劃 根據農業部關于“互聯網+農業”工作部署,按照區委、區政府農村工作要求,區農委制定《銅山農業物聯網技術應用三年發展規劃》。其中2016年建設智能園區1個,智能溫室23.33hm2,自動化養殖場3個,新增漁業智能養殖面積6.67hm2,物聯網應用面積占比達到24.5%。2017年建設智能溫室6.67hm2,自動化養殖場5個,新增漁業智能養殖面積10hm2,物聯網應用面積占比達到27.2%。2018年新增漁業智能養殖面積13.33hm2,智能溫室33.33hm2,自動化養殖場5個,物聯網應用面積占比達到29%。
1.2 深入農村調查研究,督促農業物聯網工作進展 區農委高度重視農業物聯網技術應用發展工作,要求必須抓住機遇,因地制宜,做出銅山特色。研究制訂《銅山區“互聯網+農業”發展工作實施方案》,成立了由農委主任任組長,分管業務工作副主任任副組長,信息科科長及各鎮(辦事處)農技中心主任任組員的全區農業物聯網工作領導小組,負責該項工作的督查推進、考核獎懲等。工作組深入到農村田頭地邊、養殖圈舍和林場魚塘等地方,同老百姓親切交談,了解他們在種養殖方面面臨的困難,研究制定解決方案。另外,依托農業信息化工程,完成植保物聯網技術管理平臺建設,運用植保決策系統、移動工作系統及數據資料庫管理系統,實現農田病蟲情況的及時發現和預警,有利于廣大農戶提前做好病蟲害的防范工作。
1.3 組織各類培訓,為農業物聯網發展積蓄人才 區農委科教科和信息科積極配合,邀請各大院校教授、物聯網技術及系統集成專業人才,加強對大學生村官、復員軍人、農村創業青年、合作社負責人、回鄉畢業生等人員的物聯網技術及農業智能化方面培訓,為有效解決農業信息化發展積蓄人才,2016年累計培訓600多人次。通過培訓,銅山久久生態園技術人員熟練掌握蔬菜種植物聯網技術,并安裝了大棚物聯網設備,通過溫室傳感器獲取大棚的環境信息,然后將信息通過網絡傳到中央處理器,經系統自動分析后確定溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等指標是否在正常范圍內,基本實現了蔬菜種植自動化、智能化。
1.4 引導社會投資,推動農業物聯網技術應用 銅山區農委大力宣傳農業物聯網技術的作用,鼓勵社會資金用于物聯網技術方面的投資。徐州嘉祥草莓專業合作社位于徐州市南郊的臺上村,全村草莓種植面積約400hm2,合作社成員2 800多人,通過區農委牽線搭橋,與南京農科院合作建立草莓組培室,利用自有資金為智能溫室添置一套物聯網應用系統,根據草莓物聯網管理系統提供數據資源,研發草莓新品種獲得成功。而且將草莓新品種在全村統一種植,統一追肥以及防治病蟲害,節約了勞動成本,提高了收益。
2 存在的主要問題
2.1 農業物聯網投入成本大,運維技術要求高 國家對于農業各項建設給予財政支出力度逐漸加大,銅山區級財政支出也隨之水漲船高,但目前還遠不夠,要建設農業物聯網需要下大力氣支持,尤其是農業物聯網是高技術、高產業、高市場化的a業,要達到發達國家農業的程度沒有財政支持是不行的。
2.2 現階段農業物聯網技術不成熟,產品存在缺陷,集成運用不夠 目前我國農用傳感器種類不到世界的10%,國產化率低,性能不夠穩定,使得監測數據不夠準確,需要經常校正,而且器材壽命短。
2.3 物聯網應用技術人才缺乏,在農業上運用程度不高 農業物聯網在我國尚處于起步和轉型階段,一些人認識還不深,對于建設農業物聯網的做法更是有待進一步探討。
3 解決途徑
3.1 爭取財政項目支持,引導社會各方投資 要緊緊圍繞推進農業供給側結構性改革,按“政府引導、市場主體、多元投入、協調發展”總體思路,大力實施“互聯網+”現代農業行動。從生產、經營、服務方面入手,加快補齊生產信息化這一農業農村信息化首要任務的短板,利用互聯網、物聯網、大數據等發展精準農業、智慧農業,推行“專家+推廣單位+示范戶”模式,大膽探索租賃合作、政府購買服務、設備入股等應用機制。加大物聯網項目工作推進,整合社會投資,加強農業物聯網基礎設施建設,打通為農服務“最后一公里”。
3.2 利用現有技術設備資源,促進農業智能化生產 當前物聯網設備還不夠接“地氣”,在滿足農民使用需求方面還要繼續探索,銅山區農委正在研究建立農業信息補貼制度,加快推動將農業物聯網相關產品和裝備納入農機購置補貼目錄,以此鼓勵電信運營商和科研院校等社會力量的積極性,降低傳感器等儀器設備的成本,通過單項技術突破與集成應用并舉,逐步形成政府引導投資主體多元化、運行維護市場化的農業物聯網發展策略。
3.3 加強農業物聯網技術培訓,建設典型示范基地 農業物聯網需要新型的知識農民作為基礎,因此需要加大對農民的科技文化培訓,建設物聯網技術應用示范基地,通過現場參觀和教學,不斷提高其對農業物聯網技術的認知能力,逐步把他們培養成為懂科技、懂電腦、懂網絡、懂市場、懂管理、懂運營的新型知識農民。
4 發展方向
篇7
關鍵詞:物聯網;中小微企業;信息化;SWOT-PEST分析
信息化是現代中小微企業發展的核心動力之一,物聯網在企業信息化中有著十分重要作用.目前,安徽省中小微企業的信息化建設總體上處于初期階段.抓住機遇,在物聯網環境下廣泛而深入的采用信息技術,以提高效率、降低成本,增強競爭能力對廣大中小微企業而言很有必要.
1安徽省中小微企業信息化建設現狀
安徽省通過實施“數字安徽”建設,出臺了多個政策措施,基本建立起了基于廣電網電信網和互聯網為基礎的信息化支撐平臺,為全省信息化水平的提高奠定了堅實的基礎.但中小微企業的信息化水平普遍比較低,部分企業的信息化還處在起步階段,效率和服務水平還比較低,面臨較多的問題與挑戰,企業競爭力不強.存在著諸如:1.企業信息化意識淡薄.大部分中小微企業信息化意識淡薄,嚴重阻礙了物聯網信息技術在物流企業內的推廣應用.2.技術供給和需求的失調阻礙信息化發展.中小微企業的信息化需求差異較大,專業化信息技術供給市場不成熟,致使供給與需求不對稱,阻礙了企業信息化進程的加快.3.信息技術人才匱乏且技術不高.企業信息化建設需要既懂具體業務又懂管理的復合型人才,復合型人才的匱乏一直是困擾安徽省中小微企業信息化發展的重要因素.
2安徽省中小微企業信息化建設的SWOT-PEST分析
根據SWOT-PEST分析方法,筆者建立了安徽省中小微企業的SWOT-PEST分析矩陣,如表1所示:從表1可以看出,安徽省中小微企業發展面臨著諸多問題,由于受政策、技術、管理、人才等因素的局限,安徽省中小微企業的信息化發展水平較低,“散、小、弱”的問題仍然突出.在我國經濟快速增長,國家對中小微企業的重視和扶持下,安徽省要發揮自身的優勢,大力促進中小微企業信息化建設.
3實例:物聯網技術在A企業中的應用
A企業是一家小型物流企業,其信息化建設頗有成效,對物聯網技術的應用上一直走在同行的前列,是安徽省內中小微企業的典型代表.下面以A企業運輸車輛管理過程展示其物聯網技術的應用.一般而言,對于車輛的管理主要是為了解決以往在貨物運輸過程中出現的安全問題,對在途貨物進行有效的監控,使得貨物能夠及時、安全的抵達目的地.根據這些,A企業的移動載體綜合監控分系統實現了對車輛、司機和運輸過程中的貨物進行全方位的實時監控,并將監控信息通過3G無線網絡及時的傳遞到主控中心,若有任何的異常情況,主控中心會立即對車輛人員下達管理指令,最后將數據保存,以備后來的責任追溯或事故調查.到目前為止,這一項目已經應用于A企業的多個網點,企業管理過程的可視化充分實現.與此同時,該企業將業務項目與客戶進行對接,使得整體效率大大提高,企業管理全過程實現了透明化、可視化.
4結論
篇8
關鍵詞:電梯;遠程監控;物聯網
引言
隨著經濟的快速發展,城市化進程加快,高層建筑群越來越多,電梯的保有量也隨之增長,電梯的安全問題也日益突出。傳統的靠維保人員去發現故障和檢測故障的方式,一方面會增加維保人員的工作強度,降低效率,另一方面也會增加企業的運營成本。
電梯物聯網是綜合了互聯網技術、移動通信技術等多種信息技術,實現電梯、廠家、客戶、維保及政府部門之間的信息共享和數據交換,提升電梯的安全性、可靠性,降低電梯故障率。
1 物聯網架構
物聯網技術的層次由傳感層、傳輸層和應用層3個層次組成:
第一層:感知層。核心競爭力的網絡的整體感知,以電梯NFC和RFID,傳感器和其他傳感器技術為基礎,實現信息采集與識別,其關鍵在于有更準確、更全面的感知。
第二層:傳輸層。移動通信網絡的廣泛覆蓋是實現網絡基礎設施,通過現有的互聯網、通信網和各種接入網和專用網,實現數據的傳輸和計算,關鍵在于網絡和應用特性的優化和改進,形成協同傳感網絡。
第三層:應用層。提供豐富的基于互聯網的應用,如個人電腦、手機等終端設備,以及數據中心的系統或專用網絡,實現了廣泛的智能應用。
2 電梯物聯網關鍵技術
2.1 物聯網的概念
物聯網這有兩層含義:一是物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,網絡是互聯網的基礎上的延伸和擴展;第二,用戶終端的延伸和擴展到任何商品和物品,信息的交流和溝通是物理信息。物聯網通過智能感知、識別技術和普適計算、通信和傳感技術,廣泛應用于網絡融合,因此也被稱為繼計算機、互聯網世界信息產業發展的第三次。物聯網利用本地網絡或互聯網等通信技術,以傳感器、控制器、機械、人員等為對象,通過新的方式連接在一起,形成人與物聯網與物聯網的對象,實現信息技術、遠程控制和智能化管理網絡化浪潮[2]。
2.2 傳感器技術
電梯本身就是一個智能設備[3],其本身就包含了多種傳感器,如壓力傳感器、視頻設備、渦流傳感器、光電感應器、RFID讀寫設備、溫度傳感器。除了以上幾種,還有最重要的一個感知設備,就是電梯控制系統,它相當于機器人的大腦。
2.3 接入網技術
由于電梯控制柜一般放置在機房或者井道內部,有線網絡目前還是存在布線的客觀困難,無線網絡還是電梯物聯網優先考慮的互聯網接入技術。目前2G/3G/4G技術已經很成熟,覆蓋也很廣泛,其中4G的速率可達到幾十Mbps,隨著流量資費的不斷下降,視頻傳輸也可通過4G技術實現。
2.4 數據存儲、挖掘技術
隨著接入網帶寬的提高,電梯物聯網的數據量將急劇增大,數據的存儲、挖掘也是電梯物聯網的一個關鍵技術。目前,大型數據存儲技術有三種典型的方式:
第一是MPP架構模型的數據庫集群的使用,對于行業數據的集中,無共享架構,通過列存儲、粗粒度索引和大量的數據處理技術,結合MPP架構的分布式計算模型,用于分析應用的完整支持,低成本PC服務器運行環境,因為其擁有高性能、高擴展性的特點,在課堂應用中獲得了極為廣泛的應用企業。
第二是基于Hadoop的技術擴展和封裝,在Hadoop衍生的相關技術資料,與傳統的關系型數據庫處理難以處理的數據和場景,目前最典型的應用場景是通過擴展和封裝Hadoop實現支持互聯網數據存儲和分析。
第三是一個大數據的機器。這是一個專門設計用于數據處理和分析的軟件和硬件相結合的產品,由一組集成的服務器、存儲設備、操作系統、數據庫管理系統組成,擁有數據查詢、處理、分析、優化軟件等功能,各種機器的高性能數據具有良好的穩定性和縱向擴展性。
3 基于物聯網的電梯監控系統方案
3.1 方案介紹
根據電梯管理和監控的需求,設計了基于物聯網的電梯監控系統,為工廠、客戶和政府的需求設計。該方案集成了電梯監控、搶救、診斷、報告和現場問題處理,可以有效地提高現場人員處理問題和維護效率。
3.2 系統模塊功能
該方案的功能模塊功能如下:
(1)電梯模塊:主要利用各種傳感器,采集電梯各部件的動作參數,如曳引系統電機的電流電壓、門系統電機的電流電壓、機房的溫度等參數。
(2)通信模塊:主要利用有線/無線的通訊技術,將電梯數據傳輸到中心服務器。
(3)存儲單元:主要利用大數據的存儲方式,對數據進行存儲和分析。
(4)遠程監控模塊:實時展示電梯的運行狀態。
(5)預診斷模塊:對電梯部件數據進行挖掘分析,提前預判電梯部件可能出現的問題并通知現場維保人員,在下次維保時重點關注該部件。
(6)遠程救援:將電梯故障通過短信、電話、微信等方式通知現場維保人員,同時通過視頻、語音安撫受困人員。
(7)報表生成單元:將電梯整梯、部件的使用情況、故障情況,通過挖掘存儲單元的數據,形成報表,指導廠家檢討部件的質量,同時也可作為現場維保人員的維保指引,還能讓客戶了解電梯的狀態。
(8)現場接受、處理模塊:利用平板電腦、智能手機接收中心發出的故障信息、維保指令。根據指令信息,對電梯進行維保或救援。
4 結束語
各種單一技術都有各自的特點,隨著計算機技術、互聯網技術的興起,不同技術的融合、互補,將持續給電梯群控技術注入新的活力,使得電梯運行性能不斷提高?;谖锫摼W的電梯監控系統,能夠及時有效的檢測電梯的運行狀態,并能提前預判電梯部件的故障,提前對電梯進行維保,提高了電梯的安全性和可靠性。物聯網與電梯的結合,能提升電梯的管理水平,提高維保人員的工作效率,降低廠家的成本,具有良好的社會效益和經濟效益。
參考文獻
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篇9
Abstract: The effective promotion of Internet of Things application skills competition in recent years producing deep influence on practical teaching. Construction of practical training room for Internet of Things based on Skills Competition can help students learning and applying the technology of IOT deeply, improving skills and professionalism effectively.
Key words: skills competition; Internet of Things; construction of practical training room
1 概述
在物聯網產業作為“十二五”規劃七大戰略新興產業之一的背景下,高職院校物聯網應用技術專業建設從2011年開始陸續在全國開展,很快形成規模化。物聯網技術涉及計算機軟硬件、電子、通信、網絡等專業,學科交叉性非常強,給專業教學帶來了不小的困擾。高職院校的根本就是要培養學生的職業崗位能力,該特點突出體現在實訓實踐教學中。所以,要發展好物聯網專業,實訓室的建設顯得至關重要。
全國職業技能大賽物聯網技術應用賽項自2012年開始舉辦,近幾年的比賽都是圍繞著物聯網行業最典型的智慧城市、智慧生活、環境監控、智慧農業等主題進行開展的,內容涉及行業、生活的各個領域,模擬實際生活、項目中的真實案例,考察學生對物聯網應用知識的理解、物聯網設備安裝調試、物聯網應用開發等方面的主要技能和職業素養,以及對規范、質量、成本和效率的意識。在剛剛結束的2016年物聯網大賽中,更是增加了項目設計分解的內容,選手在比賽時就像在完成一個原始的真實項目,考驗選手在理解客戶需求、現場問題的分析處理、團隊協作等方面的綜合素質。大賽正朝著多元化、實用化、創新化的方向發展。
2 物聯網技能大賽對專業實踐教學的影響
2.1 以賽促教,教師的實踐教學能力得到提升
物聯網技能大賽的考點涉及感知層、傳輸層、應用層的各類安裝、部署和開發,需要指導老師根據學生的個體情況,綜合各種因素指定不同的方向并分配相應的任務,制定科學合理的訓練計劃,由易到難,由模塊練習到系統合練,再到不同應用場景的綜合演練。這就要求指導老師要具備扎實的理論知識和豐富的實踐經驗,老師通過指導學生參加技能大賽,自身也得到了鍛煉,提高了自身的實踐能力和教學水平,從而推動了專業的師資隊伍建設。
2.2 以賽促學,學生的職業能力得到培養
物聯網技能大賽不僅可以鞏固學生的理論知識,促進實踐技能的提高,更能喚醒學生的學習興趣和熱情。經過大賽磨煉的學生在專業認知、理論實踐、職業素養等方面的水平都得到大幅提升,同時為學校贏得了榮譽,給其他同學樹立了榜樣,以一種正能量帶動了追求技能提升的。隨著大賽連續幾年的積累,學生一屆帶著一屆,自然形成了知識和技能的傳承。
2.3 以賽促改,專業的教學改革得到推進
近幾年的全國物聯網技能大賽,拓寬了高職院校對物聯網行業和專業的認知,不再單純地認為物聯網就是多個專業課程的簡單堆疊,而是不同專業課之間有著很強的內在聯系,每個專業課程又有著它專屬的核心理念和技術。高職院校在制定和改革物聯網專業發展方向的時候,應該立足于現有相關專業,在此基礎上進行整合而不是孤立的發展物聯網專業。
通過對大賽賽題和設備進行分析研究,可以在一定程度上了解物聯網專業在各領域的應用情況,把握物聯網技術最前沿的動態,指出物聯網專業的建設的方向,推動物聯網專業的教學改革。
3 基于技能大賽的物聯網實訓室建設方案
物聯網專業建設初期,缺少專門的實訓室,主要依托于本校現有相近專業的實訓室,如利用計算機軟件實訓室、計算機網絡實訓室、嵌入式開發實訓室等給物聯網專業的學生完成一些計算機、電子、通信類課程的實訓教學。早期的物聯網實訓室通常由簡單的物聯網試驗箱組成,試驗箱內部通過模塊化的組件來完成部分物聯網概念的實驗,如溫濕度傳感器、光照傳感器、RFID模塊、霍爾傳感器、Zigbee模塊、二維碼等。這種實驗方式可以讓學生對物聯網的基本構成模塊有一個直觀的認識,但是認知深度尤其是系統級的認知是遠遠不夠的。
為了讓學生更好更深層次的理解物聯網,培養物聯網行業應用技能型的專業人才,高職院校的物聯網實訓室建設要立足高處,打破專業模塊的限制,緊密聯系實際應用將各個學科科學地融合起來開展實踐教學。
近幾年物聯網技能大賽就是以實際項目案例為藍本,以任務驅動的方式將各學科知識點巧妙地結合在一起,不僅考核學生的專業理論知識、系統集成開發能力,而且對團隊協作和職業素養也有很高要求。基于技能大賽的物聯網實訓室建設方案的設計可以包含以下幾個方面:
1)物聯網感知區,讓學生更直觀的認知物聯網
將各子系統模塊根據實際需求,有選擇性地組合在一起,展示出如智慧農業、智能小區、智能超市、環境監測等物聯網技術的應用實例,讓學生直觀的感受物聯網技術在實際生活中的應用,激發學生的學習興趣。
2)學生動手操作區,根據需求完成設計開發任務
該區域提供物聯網感知層、傳輸層、應用層綜合開發所需要的系統模塊、網絡設備、開發環境、PC等軟硬件設備,面向物聯網設備安裝配置、嵌入式系統應用開發、物聯網應用系統開發、物聯網應用工程實施、物聯網應用工程維護等職業崗位,培養學生物聯網應用技術的實際操作能力和團隊協作創新能力。具體包括:
① 物聯網應用環境的安裝部署:根據業務需求和實際的工程應用環境,利用實訓室提供的硬件設備、工具和技術文檔資料,對應用工程進行安裝調試,實現系統工程互聯互通。
② 物聯網感知層開發調試:根據業務需求和實際的工程應用,針對各類傳感器及執行器件進行安裝、連接、配置,對無線傳感網模塊進行開發、調試,實現對感知節點數據的采集和上傳。
③ 物聯網移動應用開發:基于Android開發平臺,綜合運用軟件工程、Android、嵌入式數據庫等基礎知識,完成Android嵌入式應用程序的開發,考察選手在傳感器技術、二維碼、ModBus協議等物聯網技術的綜合移動設計開發能力。
篇10
【關鍵詞】物聯網;方案設計;任務驅動
0 引言
物聯網技術發展迅速,預計將成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮。社會經濟的發展與產業的轉型是物聯網發展的巨大推動力,經濟全球化使得所有企業面臨著激烈競爭的局面,企業需要及時獲取世界各地對產品的銷售情況和需求信息,為全球的采購、生產制定合理的計劃,為了提高企業的核心競爭力,需要推進信息化與工業化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物聯網在內的新一代信息技術改造升級社會管理和民生服務行業,以提高社會管理、公共服務和家居生活的質量和效率。
當前,世界各國的物聯網基本都處于起步階段:美、日、韓、歐盟等都正投入巨資深入研究探索物聯網,并啟動了以物聯網為基礎的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物聯網行動計劃”等國家性區域戰略規劃。在中國,工信部于2012年2月正式了《物聯網“十二五”發展規劃》,規劃的為物聯網產業的發展提出了指導思想和發展目標。規劃指出,“十二五”期間,我國將攻克一批物聯網核心關鍵技術,在感知、傳輸、處理、應用等技術領域取得500項以上重要研究成果;研究制定200項以上國家和行業標準;培育和發展10個產業聚集區,100家以上骨干企業,一批“專、精、特、新”的中小企業,建設一批覆蓋面廣、支撐力強的公共服務平臺,初步形成門類齊全、布局合理、結構優化的物聯網產業體系。
物聯網技術正逐漸從實驗室階段走向實際應用,目前,物聯網在工業制造、國家電網、機場安保、現代物流、醫療衛生領域、數字農林、環境保護、智能交通、智能家居、水系監測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等各個領域都得到了廣泛的推廣和應用。而從產業規模來看,據工信部預測,2015年我國物聯網市場規模將超過5000億元,2020年將達到萬億元級,預計未來5年復合年均增長率超過30%。
物聯網“十二五”規劃的頒布,中國將物聯網產業的發展提高到了國家戰略層面,物聯網作為新一代信息技術的高度集成和綜合運用,具有知識密集度高、成長潛力大、帶動力強、綜合效益好的特點。巨型產業的發展都離不開人才的培養,沒有人才的支撐,這個行業就不能興旺繁榮,人才的培養是產業發展的基石。
物聯網領域人才需求的大量增長,給高校專業的發展與改造帶來了機遇和挑戰。
2011年,在《教育部關于公布2010年度高等學校專業設置備案或審批結果的通知》(教高[2010]4號)中,新增批準的物聯網工程專業25所,傳感器技術專業2所。兩年來共獲批準的專業64個,涉及高等院校59所。
除了本科院校設置物聯網專業外,目前,多所高職高專院校設置了物聯網技術應用專業。從無錫職業學院周志德教授對無錫物聯網創新示范區中的30多所企業的調研報告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高職學生除了在研發、設計、測試崗位中,從事測試與輔助設計工作外,可以作為物聯網設備維護、解決方案撰寫、項目實施管理、售后服務與維保、項目與產品市場營銷等多種工作崗位的中堅力量。
1 增設物聯網課程的可行性分析
物聯網技術既代表新一代信息技術的發展趨勢,又立足于傳統的學科之上,物聯網融合了計算機技術、網絡技術、電子技術、測控技術、電氣工程及自動化和通信技術等多個技術領域,其中,物聯網工程專業的主干學科為計算機科學與技術、通信工程、網絡工程。
物聯網的技術架構被公認有三個層次:感知層、網絡層和應用層。感知層利用RFID,傳感器,二維碼等及時地獲取物體的信息;網絡層則通過各種電信網絡與互聯網的融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去;應用層是利用云計算,數據存儲與數據挖掘等各種智能計算技術,對海量的數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。
由于新增物聯網專業需要較長時間的論證和審批,而基于物聯網的體系架構和目前就業市場對物聯網方向人才的崗位需求,優化并調整現有計算機網絡技術專業課程,適當地增加物聯網方向的專業課程,既可以補充學生在信息技術前沿領域的技能,又可拓寬畢業生在物聯網方向的就業市場。
目前的計算機網絡技術專業開設的核心課程主要有:計算機網絡技術,網絡服務器的配置與管理,網絡設備安裝與調試,局域網組建與管理,網絡安全與維護,網絡綜合布線與工程實施,C語言軟件開發,網絡存儲規劃與實施,網絡數據庫管理與應用等,這些課程已經涵蓋了物聯網的傳輸層和應用層的大部分技術要點,但是對于感知層的技術的學習相對較少。由于目前學生的學時較緊張,建議在高職的第四學期或第五學期開設一門物聯網基礎課程,一方面用來拓寬學生的專業知識,另一方面作為網絡技術專業的后續物聯網課程設置研究的試點。
2 物聯網課程建設的構想
2.1 課程定位
根據調研,目前物聯網方向的就業崗位主要集中在物聯網系統集成,產品設計、研發和測試,物聯網工程項目的實施、管理以及物理網的應用等。各相關企業也列舉了從事物聯網相關職位的職責信息(表2)。
在計算機網絡專業增設《物聯網技術》課程,該課程是計算機網絡技術專業根據專業培養目標和所面向的企業職業崗位要求而擬開設的一門專業課程,是基于物聯網相關工作任務的項目化課程。本課程設置的主要目的是結合企業和勞動市場的需求,培養學生從事物聯網設計、管理與維護的核心職業能力,使學生能夠分析、設計、部署中小型企業物聯網的網絡結構和應用服務,維護網絡安全,監控網絡性能,具備管理物聯網所需要的技術基礎和能力基礎。
表2 物聯網方向就業企業及工作崗位職責描述
2.2 課程內容開發
《物聯網技術》課程既是一門物聯網方向的基礎課程,又是一門涵蓋內容廣,技術綜合性強的課程,它涉及了物聯網的概念、架構、設計、組建、維護、應用等各個領域,采用工學結合模式的項目教學法進行設計,課程的開設將促進高職學生對新技術的理解與學習,又將在拓寬學生的就業領域等方面起到較好的作用。
《物聯網技術》課程按照學習領域認知、項目教學和綜合實訓的思路共設計了6個項目,18個任務,56個子任務,涵蓋了物聯網中的關鍵技術,主要包括:物聯網的概念與應用,物聯網的架構與技術體驗,基于無線射頻識別RFID的應用,無線傳感網的組建與維護,現場總線網絡的組建與維護,遠程網絡傳輸與多網絡融合,小型物聯網項目的設計與實施等內容。在每個項目中又提煉出各項關鍵技術的重要內容來設計成多個學習任務,例如在無線傳感網的組建與維護項目中,包含了:感受短距離通信網和無線傳感網,基于WiFi技術的傳感網絡,基于ZigBee的自組織網絡,基于藍牙技術的傳輸網絡,無線傳感網應用等任務,基本涵蓋了無線傳感網的重要知識點。圖1為本課程的項目及任務,其中項目6中的四個任務為任選其一即可。
2.3 教材開發
在對多家物聯網企業進行調研和對人才需求的充分分析的基礎上,準確把握物聯網人才的培養目標、就業崗位、典型工作任務及專業知識與技能,由學校和公司共同開發工學結合模式的校企合作教材。
2.4 師資培養
由于《物聯網技術》課程涵蓋的內容較廣,涉及到無線傳感網絡(WSN)、傳感器的應用與檢測、無線射頻技術(RFID)、現場總線技術、移動通信技術、物聯網的設計與應用等多種技術,教師可能難以在較短的時間內深入的把握各項技術的內涵,可以請企業的專家與學校的教師共同講述該課程,來培養教師的在教學內容和教學方法上的技能。
學校創造條件支持教師參與企業培訓、項目合作開發,做到教學信息和市場同步。
2.5 實訓室建設
物聯網技術實訓室的建設采用校企合作的模式,根據教學項目模塊,采用先進的物聯網產品進行設計、開發。它既可以為學生提供綜合實訓,也可以開展對外技術培訓、職業技能鑒定工作。
3 結論及展望
本課程方案主要針對高職院校計算機網絡專業的大專生,通過該課程建設可以拓寬學生對物聯網的認識及相關技術的掌握,為學生從事相關領域的工作奠定基礎。
隨著物聯網技術課程的開設,學生將進一步掌握信息技術的前沿知識,拓寬學生的就業市場,也為其它的物聯網課程的開設及物聯網專業的申報進行了探索和實踐。
【參考文獻】
[1]物聯網“十二五”發展規劃,工信部[Z].2012.
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