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[6]吴信才,白玉琪,郭玲玲.地理信息系统(GIS)发展现状及展望[J].计算机工程与应用,2000(4).
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关键词:网络通信工程;发展趋势;研究
目前,人们对网络通信工程的要求也越高越高,不管是在互联网方面还是在手机3G方面,我国都做出了前所未有的进步。在未来的发展趋势上,网络通信工程也将在技术和服务上面改善,争取做到一个深受和便利全国民的通信网。在应用和发展趋势方面本了着重分析。
1 网络通信工程在传输技术上的应用
长途干线传输网和本地传输网,还有在宽带局域网和接入网,可以构成通信工程传输技术上的应用。在早期,有较优越性能的SDH一直受到用户的欢迎。但是,由于扩大网络容量的成本大大增加。主要原因是MSC之间的距离很长,其次SDH产品在色度色散,在满足网路的高要求反射方面无法满足。为了解决这个问题,增加新的波长信号,将SDH和WDM结合,将传输容量扩大。随着EDFA的商业化,利用WMD的大容量和远距离传输能力,以及ASON的宽带容量和敏捷性,在结合ASON和WDM的方式,可以形成一个更加强大功能更加齐全的网络一体化。在目前,个人用户进入因特网和有线电视最主要的方式就是Modem、ASDL和HFC等,企业用户采用LAN接入,以SDH接入传输网等接入方式,根据不同宽带用户的需求利用ADM提供灵活的接入口[1]。目前通信工程传输所采用的技术是MSTP,是一个多业务的传送平台。ATM和MPLS技术都涵盖其中,还包含以太网和RPR技术。根据客户的要求利用MSTP来提供相应的技术和服务。
2 网络通信工程发展趋势
2.1 从技术上面分析
在90年代,计算机网络通信技术在这时期是发展迅速的时代,以光纤传输技术和计算机技术为中心,在发展方向多倾向于高速和多媒体通信方面,由于现在广泛普及了模拟信号数字化计划的应用,现在的语音,视频等系统的模拟信息通信可以和以往的单独的计算机数据通信想结合,在单一化的通信体系方面,使电话、传真和广播电视和计算机通信相结合。而目前,数字网络(ISDN)技术在综合业务上已经成熟,多种绞线对电缆,电路交换和分组交换;有线和无线信道,同轴电缆、光缆、地面微波和卫星信微信道相互结合,形成复合的通信网络,在全球范围内传播信息,跨越了时空限制[2]。因特网通信应该是最具有代表性的,其在单机的通信技术上因特网结合了WAN、LAN等,是目前世界上覆盖率范围最广、规模最大、通信节点数最多的全球性通信网络,其也逐渐成为人们生活中必不可少的一部分。
2.2 拓宽技术领域
在新的发展领域方面,通信技术将不断开辟新的道路。在未来的发展空间,通信技术也有更加广阔的前景,在实现网络传播速度方面,通过光的高速传播以及宽带光的转接节点的交换这一流程,在提升人们的工作效率和时间的节约方面起到更大的作用。计算机云技术在今后的发展也很广阔,计算机的应用功能更加广泛。比如:以后在解析癌细胞可以通过云技术,基因图的定序,将DNA结构进行科学分析;其次,在未来的推广和普及方面物联网技术也将更加渗透,在提升整体社会的工作效率以及社会的安全性方面,可以通过对“物”融合一定的技术,如射频识别技术。以便更加便捷人们的生活。
2.3 更全面的服务趋势
通信工程将在未来的发展进一步拓宽网络通信技术的服务范围。为了可以促使3G技术,进一步的发展以及完善的基础上,不管是在移动手机的服务内容和范围,还是在计算机网络服务内容方面,都要进一步的拓宽发展道路。在计算机网络服务方面才,随着速度越来越快,也将进一步提升服务的安全性能,将服务程序做的更好,在服务形式上也将追求多样化,在更加精细的服务内容下不断满足不同需要的人们。在未来的发展中,要更加净化服务的环境,在服务内容上实现成人和青少年的区别对待[3]。随着通过相关计算机识别功能,技术上的普及和发达,保证青少年在接受服务内容的安全性。让不良网络内容远离青少年。从而在一定程度上减少青少年的网络犯罪有着积极作用。在技术方面也将为现在人们的工作生活提供了不少的现代化需求。也为我国的现代化发展做出了贡献。
3 结语
随着科技的不断发展和技术的创新,人们的生活节奏和科技信息方面不断的更新,网络已经成为人们日常生活中最主要的的交流和沟通方式。在为以后的文化和科学的传播,信息咨询乃至人们生产、工作和生活甚至全球范围内的新闻通信,创造了一系列的通信条件。通信技术的发展也越来越受到更多人的关注,不但能推动经济不断向前发展,还能给人们带来便利,具有两全其美的双赢意义!
[参考文献]
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关键词:温室;设施农业;物联网;应用研究
中图分类号:TP393 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong, QIAN Chun-yang, SONG Zhi-wen, WANG Jian-chun, LYV Xiong-jie, LI Feng-ju, LIU Shao-wei
(Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China)
Abstract:This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem, put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends, mainly in five aspects, including the data accumulation and analysis, research suitable application model, development for making a fool of Internet management system, study agriculture IOT application standards, strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words: greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。它利用各类感知设备,采集农业生产、农产品流通以及动植物本体的相关信息,通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网传输,最后通过智能化操作终端,实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务[1]。
近年来,随着物联网技术的不断发展,其应用已经涉及水产养殖与畜牧业、种植业、农产品加工、运输与流通等农业领域。由于设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产,更有利于物联网技术助力设施农业实现精准高效,因此设施农业物联网技术的推广应用成效最为显著,前景十分广阔。
1 物联网技术应用于设施农业的历史及现状
发达国家设施农业物联网发展较快,20世纪后期就已经有基于网络化、分布式的温室环境控制系统研发的报道,这与他们先进的生产管理水平密切相关。英国研发出用于储藏室或花园温室的入侵警报系统和霜冻系统、通风加热控制系统、远程无线洒水系统等系列无线设备;日本研究开发出“Open Plannet,OP”双向远程监控系统,利用基于以太网的嵌入式网络技术实现了温室环境和视频的实时动态监控[2]。荷兰向花卉培育者提供植物生长控制系统,可以实现复杂环境下温室植物的个性化追踪管理。在美国,20%的精细农业都应用感知技术,在农业生产信息获取、生产管理、辅助决策、智能实施中发挥了关键作用。美国加州研发出的“草莓培育物联网系统”能够实时监测植物的生长状况,根据土壤和环境空气的动态变化,自动启动施肥浇水或温度调节等智能设施。近年来,随着一些发达国家大面积推广精细化、自动化的农业生产技术,对农作物的生长环境进行监测,并针对作物生长需要进行生长环境、农业机械的自动控制,使得物联网技术可以无缝接入,应用环境较为完善[3]。著名的系统有英国开发的农业管理与决策选择系统、美国的作物决策管理系统等[1]。有此作保证才能真正实现农业生产管理的智能决策与控制。这其中,欧美发达国家尤其值得我们学习的是农业知识处理与应用系统开发方面,他们通过集成大量知识和农业生产流通第一线数据,来为品种选择、土壤营养诊断、水肥管理、病虫害诊断、农产品加工、流通等农业生产全过程提供信息化服务。
我国物联网的研究几乎与国外发达国家同步进行,在农业上的研究应用领域也较为广泛。2011 年,农业部了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,包括北京市设施农业在内的三大国家级物联网应用示范工程开始启动, 2013年,上海、天津、安徽3个省市被农业部列为农业物联网区域试点[4],我国农业物联网发展驶入快车道。迄今全国已有8个省(区、市)(另外还有黑龙江、内蒙古、新疆)承担的国家物联网应用示范工程和农业物联网区域试验工程先后启动实施,并取得了阶段性成果,也带动了各地农业物联网的发展。
成绩较为突出的如:北京市重点开展了农业物联网在农业用水管理、环境调控、设施农业等方面的应用示范,开发了与农业技术结合的墒情监测系统,为政府决策、农户技术指导、公众消费和设施蔬菜生产管理提供了便利,实现了设施农业环境监测和农业用水精细管理[5]。江苏省则开发了基于物联网的智能农业管理平台,侧重对设施农业、猪舍生产环境进行监控,一定程度上实现了对农业设施的自动化管理,并逐渐开始进行规模推广[6]。天津市建成了国际先进的农业物联网平台,实施了农业生产经营物联网智能化控制与管理工程。应用种植业设施环境信息监测、智能化控制与管理等物联网技术,建设了总面积逾667 hm2的核心试验基地,开展了约1 000栋节能温室的示范应用。此外,国内许多企业也加入到农业物联网研发行列,如北京昆仑海岸传感技术有限公司、大唐移动通信设备有限公司、上海顺舟网络科技有限公司等在开发产品的同时,还提出了设施农业物联网体系解决方案来构建设施农业智能控制系统,以适应各种类型和不同规模的生产需要 [7]。
2 物联网技术在设施农业应用的发展瓶颈
虽然农业物联网技术在我国设施农业中的应用成效较为显著,但农业物联网是项复杂的工程,在我国总体上尚处于试验阶段,目前主要在示范型农业、科研温室等系统中有所应用,距离大规模商业化应用还需要一定时间。促进农业物联网蓬勃持续发展,必须面对制约其发展的瓶颈问题。目前,我国设施农业物联网发展中的主要问题可以概括为以下3个方面。
一是优质农业专用传感器的缺乏。农业部信息中心主任李昌健说:“目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间[4]。”而且,国内产农用传感器良莠混杂,质量参差不齐,性能不够稳定,使得监测数据不够准确,又没有权威的评价标准,因此农业生产者很难信赖物联网设备。
二是资金投入大、回报周期长。农业物联网基础设施建设不仅一次性资金投入大,需要长期更新维护,而且回报周期长。目前,我国仍以小农户分散经营为主,农业整体比较效益低下,对于普通农民来讲,物联网设备价格偏高[4],过于“高大上”,很难大面积推广。只有规模经营或者高效种养殖业才更有利于物联网技术的推广应用。
三是应用研究缺乏,急需“接地气”的生产应用参数及软件产品研发。目前国内农业物联网的市场需求仍然是以设备采购、网络接入为主,在设施农业生产上还主要停留在监测与初步分析环节,没有真正意义实现科学决策和智能控制,根本原因在于对数据分析及其生产应用的研究不够重视。
综合分析三方面问题,首先对于设备问题,我国的企业、科研机构普遍较为重视,相信随着科技的迅猛发展,大批低成本、低功耗、性能好的各类农业传感器很快会在市场上涌现。其次对于资金问题,当前还是政府投入引导为主,随着设备成本的降低,政府补贴的实施(据报道,有关部门正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录[4]),将会引入电信运营商、企业、科研单位、高校等社会力量的加入,逐步形成政府引导、投资主体多元化、运行维护市场化的格局。因此,制约农业物联网技术在我国推广应用的最大瓶颈无疑是采集数据如何应用,物联网如何为农业生产带来实实在在的效益,即如何打破“拿上来一大堆数据,却不知道干什么用”的窘况。重视“应用层”这个顶层设计,以应用为导向来做研发,是农业物联网发展到今天必须引起重视的核心原则和目标。
3 设施农业物联网技术应用研究方向
设施农业物联网应用研究涉及的领域较为广泛,确立研究方向要结合生产实际和未来发展趋势,可以重点从5个方面研究入手。一是注重数据的积累与分析,通过分析各类型数据发现农业生产规律,建立设施作物水肥管理模型、病虫害发生预警模型等,用于指导生产;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各种类型设施的应用模式,包括研究设施内网络节点的布控、设备系统的集成等;三是开发适用于当地设施生产实际、扩展性好、操作简便的物联网管理软件,结合专家模型的嵌入,成为农民身边的技术管家;四是以农业物联网技术应用研究为基础,制订操作性强的农业物联网应用标准,如针对不同设施蔬菜种植制定物联网栽培管理应用标准、蔬菜环境监测系统集成规范等,便于推广应用;五是加强作物生理生态信息的监测与研究,从长远来看,研究作物生理生长模型是提高设施作物生产潜力的根本和核心技术,有必要及早开始规划并实施[8-9]。
综上所述,随着科技的不断发展,农业物联网技术设备将会日臻成熟,但要大规模推广应用,得到市场的认可,还必须与各地区农业生产实际相结合,不能操之过急。要优先从基础好、规模化程度高、产值高的行业入手,但更为关键的是要提升数据分析能力,加强应用层面的把控与研究,才能充分发挥农业物联网的优势。
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关键词:物联网;培养体系;课程体系;校企合作
中图法分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)04-0076-03
0 引 言
物联网是继计算机、互联网和移动通信网之后的又一次信息技术革命,在2011年、2012年物联网先后纳入国家“十二五”规划和国家战略性新兴产业,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。我国物联网发展总体还处于起步阶段,就产业发展情况而言,完成《物联网“十二五”发展规划》的任务还很艰巨。目前,整个产业面临标准不统一、核心技术不成熟、商业模式不清晰以及存在潜在的安全隐患等问题,而人才短缺则是今天物联网发展的重大瓶颈。因此,解决物联网发展的关键还在于培养物联网领域的专业人才。
自2010年起,国内已先后有200多所本科高校和400多所专科学校经教育部批准后开设了物联网相关专业,目前与物联网相关专业的本科和大专学生共计5万多名,并且数量在逐渐增加。物联网产业的迅速发展给物联网教育带来前所未有的机遇,同时也给物联网人才的培养带来新的挑战。现阶段高校产出的专业对口学生远远无法满足旺盛的物联网产业需求,大部分毕业生仅能支持产业的初级工作,能够胜任研发、设计、管理、应用核心等方面的复合型人才十分紧缺。显然,经过三年的教育尝试,目前高校仍然处在物联网教育的探索阶段,人才培养体系还不完善,在为国内物联网产业输送大量专业人才方面所发挥的作用还有待进步。
1 国内高校物联网专业教育现状与问题
目前,国内高校物联网专业教育普遍面临以下问题:
(1)培养目标和专业定位不明确。物联网是计算机、电子、通信、自动控制、软件、管理工程等多个学科的融合,国内开设物联网专业的高校都是首次试水,国外也没有相关的经验可供借鉴,多数院校的物联网专业是由计算机、通信或电子信息等背景的老专业发展而来的,不像其它比较成熟的专业有明确的培养目标和专业定位。高校对于如何开设物联网专业,学生应该学习哪些知识,社会需要哪些技能人才并不十分清晰。作为用人方,许多企业渴望借助物联网东风,在物联网发展浪潮中能够分一杯羹,为自己企业的高速发展或战略转型提供一个良好的平台,但整个物联网产业链尚未形成,物联网技术标准未统一,行业、企业对物联网技术人才的需求量大,但对岗位需要哪些知识与技能不清晰。因此高校也只能根据行业、企业的预测信息培养物联网技术人才,无论从实践还是理论研究上,物联网专业目前都还处于探索阶段[1]。
(2)课程设置体现不出专业特色,缺乏行业应用支撑。当前物联网专业的课程设置大多是将各个交叉学科的课程直接设置在物联网专业的课程体系之中,比如计算机专业相关的课程、通信专业相关的课程以及电子技术相关专业的课程。导致课程体系复杂、内容繁多、缺少层次,真正体现物联网特色的课程少之又少,体现不出专业的特色。另外,在很多院校物联网专业的课程体系中缺乏行业应用,物联网虽然是刚刚兴起的新专业,但是很多概念和技术已经在各个相关行业应用多年,是各行各业更深层次应用的必然产物,行业应用和背景对物联网专业的发展至关重要,如果没有行业应用的支撑,物联网专业的人才培养将失去目标和方向。
(3)教学实践环节差,实验条件不完善。物联网工程实践性强,对实验设备要求高,高校的实验实训条件有待完善与加强。大部分高校还停留在传统理论的培养上,严重缺乏实践环节的设置,所搭建的物联网实验室仍停留在过去的单片机、嵌入式实验环境,缺乏综合性的实训室。在一些传统的实验教学体系中,往往重理论轻实验,重验证轻设计。部分教师本身就缺少生产或工程一线的实际工作经验,难以真正做到联系实际的工程问题展开实验教学。加上实验教学过程中需要用到一系列不同复杂程度的仪器设备,或者需要亲自设计实验场景,对教师的技能要求也更高,导致一些教师在编写课程大纲或设计实验教学体系时,有意无意地缩减一些难度较大的实验环节[2]。由于缺乏实验实训,导致学生即使学习了再多的理论知识,将来在步入工作岗位时也容易眼高手低,在解决实际的问题时无从下手。
(4)师资力量薄弱,师资培训投入不够。由于物联网专业出现的时间短,各院校物联网课程教学体系的建设还在探索之中,其教师和实验技术人员大都是从其它专业调整过来的,不具有物联网行业相关企业的从业经历,缺乏物联网应用的实践经验。物联网应用是跨专业、跨学科、高难度、深层次的应用,需要多个学科的融合,因此,物联网专业教育对师资要求高,由于跨专业、跨学科,需要学习、补充新知识,师资培养有一个较长的周期。学校对师资培训的投人不够,师资培养缺乏针对性、连续性和有效性。
(5)校企合作不够深人,缺乏清晰的合作模式。学校目前比较闭塞,校企合作意识不强,缺乏专门的校企合作机构和专门发展资金。虽然也有很多高校针对物联网专业采取了校企合作培养模式,但多数停留在很浅的表面,局限于向企业输送实习人员,深入发展的动力不足。企业迫于市场竞争压力,忙于生存和发展,往往过度重视短期收益,采取的多是短期的、单一形式的合作,缺乏长期的、多种形式的合作。学校和企业之间缺乏清晰的利益关联模式,造成校企之间缺乏深度交流与合作,仅停留在教学层面,缺乏科研项目合作,无法充分整合学校和企业之间的资源优势,难以真正实现优势的互补与共同发展。
2 对物联网人才培养体系的思考与建议
2.1 明确物联网专业定位和培养目标
每所院校都有自己的强势学科、优秀的课程教学资源以及与其培养目标相适应的实验环境、师资条件,教学资源建设与积累的基础,都必然有自己有别于其他高校的教学特色[3]。有的院校在传感器和射频识别等信息感知领域的教学和研究方面具有优势;有的院校在计算机网络与通信技术研究方面具有优势;有的院校在计算机应用与软件理论研究方面具有优势。各院校在物联网专业建设中,应该充分利用和发挥自身的优势,扬长避短,在满足基本与共性要求的基础上,同时结合学校所在区域的经济优势,形成不同院校在物联网专业建设中的特色。
各院校物联网专业要找准自己的定位,明确其专业要培养什么样的人才,其优势和特色是什么。高校应将工作重心放到物联网人才培养环节上来,应深入了解企业需求,进行广泛的物联网人才需求调研,对岗位职业能力进行系统分析,前瞻性地预测并充分认识到社会对物联网专业人才的真正需求,合理制定招生计划和培养方案,保证最终培养出来的学生在数量和质量上能和物联网产业发展趋势相吻合。
2.2 完善课程体系建设
物联网技术具有覆盖面广、学科交叉性强与综合性高等特点,在课程体系的建设过程中要充分保证物联网技术专业基础知识的合理性,为学生提供多样的专业方向。应从现有支撑物联网的专业着手,以就业为导向,根据物联网产业发展的实际情况做出实时调整,重点培养学生的物联网技术应用专业技能。课程体系的建设可遵循以下原则:
(1)以物联网技术的感知层、传输层、应用层3个层次所涉及的核心技术为基础;
(2)由浅入深的课程建设原则,注重保持学生接受和学习新知识的积极性;
(3)充分挖掘和利用现有的课程及教师资源,与高校现有课程紧密结合;
(4)结合物联网应用的行业背景,注重培养学生了解物联网技术在行业中的应用;
(5)掌握物联网技术的发展趋势,合理的进行课程安排;
(6)合理的配置理论实践课和专业技能课程的比例;
(7)结合学校的传统专业优势和当地的区域经济优势。
2.3 加大物联网实验室建设
在物联网专业人才培养过程中的实践教学环节非常重要,高校物联网实训基地建设及实验设备配备是高校物联网专业建设的当务之急,是提高物联网专业教育质量的根本保证。高校物联网实训基地建设及实验设备配备要有计划性和前瞻性。
对于实验室的建设,部分基础课程实验室依托现有的计算机专业、通信专业或电子技术专业实验室,通过重用相关设备、调整有关配置来实现实验环境的构建,完成实验教学。同时需要结合行业应用,建设物联网综合演示实训室,构建完整的集传感层、网络层、应用层的物联网应用系统。
物联网实验室要兼顾教学、实训、创新、应用与科研于一体,以物联网技术为核心,兼顾当前流行技术的发展趋势,注重各种技术之间的融合与灵活应用,理论联系实验,实验联系工程项目,既可满足日常教学要求,同时注重创新实验及项目实践,能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。
2.4 加强师资队伍建设
物联网是一个多学科领域,在物联网专业人才培养体系的构建中,要特别重视师资队伍建设,各院校应广泛探索加强师资队伍建设的方法和途径,为该专业师资队伍的快速成长找到一条有效的途径,可参考以下措施:
(1)整合现有人才资源,将计算机、电子信息和通信工程等专业的教师资源整合起来,实现人才资源共享。
(2)聘请国内外高校物联网专业知名教授和物联网、传感网高级技术专家做兼职教师,对教学团队形成有益的补充。
(3)选派专业带头人和骨干教师到物联网相关培训机构参加培训,学习和提高物联网相关理论。或聘请专家对校内教师进行培训,以提高师资水平。
(4)尽可能多争取或申报一些物联网相关的科研项目,为教师创造一个良好的科研环境,以教学促进科研,以科研指导教学,进一步将理论与实际需求相结合。
2.5 深化校企合作培养模式
校企合作培养模式在高校人才培养中已经发挥了很多积极作用,不仅有利于高校充分了解社会需求,保持旺盛的创新能力,更有利于巩固和维持毕业生就业市场,在毕业生就业时发挥积极作用[4]。物联网人才的培养对物联网产业的发展具有重要的支撑和引领作用,而物联网行业对从业人员的专业和经验要求很高,为适应物联网应用技术发展的需要,进一步创新和深化校企合作培养模式,充分发挥双方各自的优势,实现互惠互利、资源共享,加快物联网人才的培养。
在师资建设方面,学校可邀请企业的管理人员、技术人员担任特聘教授或实习指导教师,为学校课程开发、教材编制及专业建设提供建设性意见。同时鼓励高校教师到物联网企业锻炼以及参加物联网项目,提高专业应用能力。
在人才培养方面,从招生、培养到实习、就业,都可以和企业联合,共同制定计划和方案,提高人才质量,增强学生的市场适应能力,保障学生就业。
在科研方面,高校和企业共同参与物联网技术理论及应用项目,使其技术应用获得更好的理论指导,提高科研成果转化效率,同时也能获得更多的科学技术科研经费。
3 结 语
物联网产业正在蓬勃发展,人才紧缺问题已越来越明显,高校是培养人才的摇篮,物联网行业要想快速发展必须培养大批的物联网专业人才,而这一重担就落在高校肩上。当前高校物联网专业教育还处于探索阶段,存在专业定位不明确、课程体系设计不合理、师资力量薄弱、实验条件不完善等问题。高校物联网专业的建设和发展任重而道远,需要各院校结合自身办学特色、优势以及学生特点,进一步明确培养目标和专业定位,加强师资力量建设,充分发挥校企合作的联合人才培养模式,积极探索创新课程体系,帮助学生提高实际运用能力,为物联网产业培养真正需要的复合型人才。
参 考 文 献
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关键词:建筑智能化 智能建筑 生态建筑 发展趋势
中图分类号:TU198 文献标识码: A
随着现代计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代建筑技术的发展,建筑工程智能化的浪潮席卷全球,并成为一种势不可挡的历史趋势,出现了诸如智能建筑、智能小区、智能家庭、智能工厂、智能街区、智能城市等信息技术与建筑技术相结合的产物。毋庸置疑,建筑工程智能化给建筑环境的改变和人们生活带来很大的方便,但是在智能建筑工程建设和使用过程中还存在不少问题,比如:智能化系统的设计、安装与土建设计施工之间的配合协调不够、建筑设备智能化水平不高、智能建筑管控手段单一、能耗较高、信息化程度较低等。上述问题成了制约建筑工程智能化的发展瓶颈,因此,本文对智能建筑目前的现状和存在的问题进行分析,并提出了笔者对建筑工程智能化的发展方向的见解。
1 智能建筑的发展现状
自20世纪80年代初期在美国出现第一座智能建筑以来,智能建筑就受到了世界各国的广泛关注和大力提倡,并在世界各地建造了大量的智能建筑。近10年来智能建筑技术在国内发展迅猛,北京、上海、广州、深圳等地己建成了许多具有代表性的智能建筑。
1.1智能建筑的特征
虽然智能建筑已取得广泛的应用,但是国际上关于智能建筑还没有统一的定义。我国的《智能建筑设计标准》(GB/T 5C314-2000)对智能建筑的定义是“以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合于一体,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。
智能建筑(如图1所示)包括以下几个基本部分:建筑设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)、办公自动化系统(OAS)。即通常所说的3A。后来又增加了智能防火监控系统(FAS)和保安自动化系统(SAS),所以又称5A系统。其中,建筑设备自动化系统是智能楼宇设计最基本和最重要的组成部分。
图1 智能建筑系统组成
1.2 智能建筑的存在的问题
目前智能建筑的发展对于提高建筑环境的舒适度等方面有着非常重要的作用,但是智能建筑行业的发展还存在一些问题。(1)建筑智能化系统设计与土建设计施工配合不到位。这往往是由专业之间的限制造成的。建筑智能化系统一般是由自动化或计算机专业的设计人员完成,他们对土建的设计施工等不太熟悉,容易造成两者的分离。(2)建筑智能化设计施工管理混乱。随着智能建筑的普及,出现了大量的建筑智能化系统设计施工公司,这些公司良莠不齐,对设计施工质量管理混乱,造成设计图纸资料不规范、建筑智能化系统使用寿命过短、智能建筑的功能无法得到充分的利用、系统故障频发、能耗较高等问题。(3)智能建筑的能耗过高。一部分智能建筑实现其智能功能是以高能耗为代价的,而对建筑节能方面很少考虑。(4)智能化水平不高。目前建筑智能化系统主要采用集中控制的方式对建筑环境中的设备进行管控,实现人们所要求的目标。这从严格意义上讲还算不上真正的智能建筑,仅仅是智能建筑的初级阶段,而智能建筑的高级阶段应该是利用人工智能技术实现自适应、自诊断、自修复等较高级的智能行为。
2 智能建筑的发展方向
鉴于上述对目前建筑智能化发展存在问题的分析,笔者认为建筑智能化应向一下几个方向发展。
2.1 建筑结构本体的数字化、智能化
从智能建筑的定义可以看出建筑智能化主要是对建筑环境、设备及人们日常服务等方面的智能化管控,而对建筑本体的数字化、智能化却没有考虑。建筑结构作为智能建筑的主体,其健康安全状况等对于建筑智能化的实现起着至关重要的作用。因此,未来的建筑智能化应包括建筑土木结构的数字化、智能化,可利用生物智能技术,将智能传感器、驱动材料、修复材料运用于建筑土木结构,实现建筑结构健康安全状态自监测、自诊断、自适应、自修复等特异功能。
2.2 “云服务、物联网”在建筑智能化中的应用
随着信息技术的日新月异的发展,云服务和物联网等新技术已在各大行业取得了广泛应用。将其用于建筑智能化的建设,对于提高智能建筑设备的管控、资源信息共享等具有显著的作用。因此,智能建筑的设计施工、建筑设备管控和日程服务等方面可考虑运用云服务和物联网等信息技术,促进建筑工程智能化的革新。
2.3 生态智能建筑
目前存在一部分智能建筑实现其智能功能是以高能耗为代价的,而对建筑节能方面很少考虑。这与当前倡导的节约型可持续发展社会不符,下一步的建筑智能化必须以可持续发展的思想为宗旨,在合理利用信息化、网络、控制、绿色生态等技术的基础上,实现建筑环境的安全性、健康性和舒适性,最大限度地降低能源消耗、减少环境污染、提高建筑本身利用率的新型生态建筑。
3 结语
本文探讨分析了目前建筑工程智能化发展存在问题,并提出了建筑本体结构智能化、云服务、物联网等新技术在建筑智能化中的运用以及生态智能建筑三个方面的发展趋势,对于突破目前智能建筑的发展瓶颈,促进智能建筑的发展具有一定的作用。
参考文献
[1] 张丽琼,潘峰. 智能建筑综述. 2011山西省电工技术学会学术年会,2011.
关键词:电子信息技术;应用;发展
随着电子信息技术的快速发展,信息技术、电子技术、计算机技术、微电子技术及通信技术等多种新型技术也在不断地涌现,改变了我国传统的生产生活方式。当前,随着我国科学技术的不断发展与创新,电子信息技术已应用在各个行业及领域中,促使我国市场经济的发展和提高人们的生产方式、生活质量、技术水平等多方面都发挥了十分积极的作用。因此,电子信息技术已经成为学者研究的热点内容,专业人士也经常探讨其发展。下面,对电子信息技术在实际应用中的特点以及未来的发展方向进行探究。
1电子信息技术概述
1.1电子信息技术的内涵信息是体现事物状态的一种传递形式,描述一些事物运动轨迹的变化状态,信息一般是以信号、数据、图像、文字等内容传递和处理的一门技术。信息技术主要通过互联网平台、计算机应用技术和电子信息应用技术进行信息传递和处理的。电子信息技术主要是利用信息核心技术来识别、分析研究、处理、传递信息具体内容,信号处理科学与技术、通信应用技术、传感器应用技术、计算机科学技术、现代电子技术是这些信息的核心技术。电子信息技术与社会现代化和生产力创新已经密不可分了,在互联网建设、多媒体产业、通讯器材产品应用、计算机、制造业、自动化、应用程序等领域被广泛运用。1.2电子信息技术实际应用电子信息技术在生产生活实际应用中,包括操作功能控制、信息存储、信息分析、信息处理和信息传递。超市销售商品时在结账的过程中,利用了电子信息技术建立商品的详细的销售信息,只需工作人员扫描商品外包装上条形码即可。目前,我国互联网技术的普及和覆盖越来越大,如何将电子信息技术与互联网技术更加紧密融合是发展趋势,此项技术能够实现对信息的远程控制和操作,也可以做到信息资源共享功能,从而有效地完成对信息进行智能监控。截至目前,影响建设电子信息工程质量和技术的关键是提升电子信息硬件产品及计算机网络的利用。在实际应用的过程中,电子信息技术必须与电子硬件、计算机应用程序、通信技术及电路进行组合,才能实现真正的产品。
2电子信息技术具有的特点
2.1电子信息技术具有集成化、微型化的特点,在实际应用中旧的理念下设计出的产品体积大,功能不完善,已经无法适应人们的生产生活所需。采用电子信息技术可以实现在设计时将电路集成在一起,这样可以大大缩小电路功能模块占用空间,从而使产品在使用过程中操作较方便。2.2电子信息技术在现实中应用主要体现网络化、数字化、现代化,目前,电子行业研发的内容是如何提升产品的数字化和网络化,因此在设计、生产电子产品时一定将产品的功能与网络技术深度融合,产品的网络化、数字化是决定产品能被市场和消费者接受的关键点。将网络化与智能化应用在电子产品的设计中,可以使得用户在使用时能体验到电子产品功能更加多样化,从而改善人民的生活方式。2.3电子信息技术在实际应用时具有智能化和集约化的特点,目前,在应用电子信息技术时将网络技术、信息技术等多种技术整合在一起,在设备操作时应用自动化相关技术,根据所要达到的技术要求来确定与之对应的设备使用功能,大大地提升电子产品的实际使用效率。结合电子信息技术的智能化特点,现在也将电子信息技术运用到通讯设备里,用户利用网络可以提升通信设备使用功能的多样化。2.4电子信息技术在实际应用中具有效率高、快捷方便的特点,相比旧的信息传递方法,采用电子信息技术,可以改变信息传递方式,这种信息传递主要通过互联网来完成,信息资源共享与查询更加方便,提升信息传输的准确率,信息的传递速度大大提升。同时,在任何地点都可以进行传递信息和接收信息,例如,手机已经改变人们的生活,手机在使用时拨打电话和信息收接保持非常快速的速度,同时在任何时间和任何地点都可以实现,使消息能够快速及准确的在人们之间传递。2.5电子信息技术和集成电路技术的快速发展,目前采用了先进的技术和高新材料的传感器也正在发生革新,传感器的设计比以前小了许多。此项技术的进步,使电子信息技术应用产品也随之变得越来越小,使人们携带的方便程度有很大的提升。例如,现在人们生活必备的手机和笔记本电脑,在以前人们是不可能方便的携带它,但是现在很方面的携带,随时随地使用,同时电子信息技术的发展也促使电子的产品成本的降低,使一些高科技产品也能走进百姓的生活中,应用更加广泛。
3电子信息技术的发展趋势
3.1光电子技术是电子信息技术的发展趋势,也是电子信息技术的核心技术,电子信息技术已经经历了两个重要阶段,主要是光电子学和电子学,以后光电子学将成为电子信息技术研究与发展的新阶段。可以搭载信息和能量传递,在应用发展中,光子学又细分为能量光子学和信息光子学,根据市场的实际需求,发展中光电子信息产业及光电子已经成为一门新兴学科,因此光电子技术在未来的发展趋势中将成为电子信息技术的重要技术。3.2电子信息技术的发展趋势是如何使系统更加集成化,集成电路的制造技术决定系统集成化的关键,在电子信息技术的发展中也扮演着非常重要的角色。目前,集成电路制造技术在我国发展较快,但与国外技术还是有差距的,在电子产品中有广泛应用,智能卡和及计算机中央处理器等都是用集成电路制造技术来完成的。目前微电子技术越来越成熟。将来集成电路的产品集成化将大大提升、芯片功能更加完善,体积越来越小。3.3电子信息技术的发展趋势是如何拓展计算机技术应用,使计算机技术更加智能化、多媒体化方向发展,计算机技术的拓展包括移动计算机技术、网络技术、服务器、电子硬件及一些附加产品的设计开发技术、智能多媒体技术。并行处理技术在计算机中的广泛应用,大大提升计算机的性能及处理效率。3.4光电子技术快速进展,前景较为广阔,目前光电子技术还处在发展期阶段,技术还不是特别成熟,但从目前的技术成果看光电子技术是电子信息技术的研究方向。电子技术和光子技术的融合就是光电子技术,包括光存储技术、光传输技术、光处理技术等内容。光电子技术与电子技术相比具有速度更快、安全性能更高、节能环保等特点。而且对于我们还没有探测到的领域及关键技术,利用光电子技术是有可能实现的,例如深海资源开采、太空探索、军工、核心技术等。光电子技术都有很大的发挥空间。3.5目前,电子技术发展较为快速,已经达到了纳米级技术,CPU的制造过程主要采用了这一技术。通过利用纳米级技术是产品更加集成化,改变的以前产品大体积的问题,可以将电子元件集成到一块芯片上,使产品的体积大大降低。纳米技术对于电子信息技术发展发挥至关重要的作用,是电子信息技术以后研究和发展的重要的方向。同时也促进了通信技术的快速发展,现在通信技术改变人们的生活方式,利用卫星系统导航技术应用到我们日常生活的各个领域,GPS通信设备及技术已经比较完善了。现在国家正在实现全方位的光纤,想要用光纤替代以前的有线通信,而光纤也将成为应用最广泛的通信媒介。移动通信技术越来越先进,移动通信速度、宽度都有大幅提升,满足人们生活的实际需求。总之,社会科技的发展,人民生产生活的实际需求变化,电子信息技术在促进国家现代化及强国的建设中发挥至关重要的作用。电子信息技术的进步都标志着国家科技的进步,创新的成果,技术的水平。因此,当前国家发展互联网+,电子商务成为经济的新增长点,提升电子信息技术的研究及应用水平,我们一定要更加充分研究电子信息技术应用的特点的背景下探讨在实际应用中电子信息技术应用方向和发展趋势。
参考文献
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[2]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).
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[4]方静.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].信息与电脑,2011(1).
摘要:通过全国职业技能大赛促进课程改革,将课程体系与技能竞赛内容和行业标准相结合,构建以职业技能竞赛为平台、以学生技能培养为中心的课程体系。
P键词:职业技能大赛;课程体系;物联网应用技术
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0070-02
自2009年8月同志提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入“政府工作报告”,物联网在中国受到了全社会极大的关注。在政策的培育下,物联网产业在近几年处于高速发展期。为适应全国物联网产业的发展需要,各大高校逐步成立物联网专业。2013年江苏省率先开始招收物联网应用技术专业的学生,该专业核心技术涉及传感与检测技术、RFID技术、无线组网、嵌入式技术、计算机网络、通信技术、物联网系统集成等。截止2014年,全国已经有超过600所院校开设了物联网专业,其中高职院校占212所。
武汉软件工程职业学院物联网应用技术专业于2012年底申报成功,并于2013年开始招生。由于物联网应用技术专业是新兴的专业,专业知识面广,涉及行业多,深度要求不高,因此专业建设上没有成熟的体系和成功的经验可以借鉴。
职业技能大赛作为推动工学结合人才培养模式的改革,促进职业教育专业调整与教学改革的重要手段,因此本专业将课程体系制定思路定位为以职业技能大赛为纲,以专业共建委员会为辅,实现专业与产业企业岗位对接、课程内容与职业标准对接,构建基于专业项目驱动型的人才培养体制和针对性的课程体系。
课程体系的形成要经过产业背景分析、人才需要状况分析、就业岗位分析之后才能确定,而职业技能竞赛内容都是根据国家职业标准或行业标准设置的,因此我们首先分析职业技能竞赛内容所涉及的知识点,以2015年全国职业技能大赛高职组“物联网技术应用”赛项为例,赛项分值分布为:物联网行业应用标准和知识占10%,物联网工程环境安装部署占25%,物联网感知层设备配置调试占20%,PC端物联网应用开发与调试占20%,移动端物联网应用开发与调试占20%,职业素养占5%。然后通过赛项中的知识结构要求和职业能力要求,划分出基于物联网产业岗位需求的核心岗位和相关岗位,如表1所示。
我们根据以上工作岗位以及典型工作任务中的技能点,和专业共建委员会的企业专家共同讨论,根据本地物联网行业企业的需求,归纳出对应的知识类型、课程类型和相关课程,如表2所示。
2016年是物联网2.0时代,主要有三大发展趋势:一是物联网与移动互联融合的消费性物联网,例如可穿戴设备;二是生产和消费混合型物联网,例如车联网、智能家居;三是物联网综合集成应用平台,例如智慧城市。因此在后续的课程体系改革中,我们还将加入物联网智能家居综合实训、物联网智能商业应用实训等综合实训课,以及与物联网技术密切相关的移动互联技术、云计算、物联网与信息安全等选修课程。职业技能竞赛引入了行业的新技术、新设备,企业全程参与竞赛项目设计、标准制定、技术支持、设备的提供等,实现了职业教育与企业的零距离对接,推动了工学结合人才培养模式的改革,促进了职业教育专业调整与教学改革。高职院校要进一步加强与企业之间的合作,尤其要关注行业发展动态和技术更新信息,以便能够及时调整人才培养的方向,构建以职业实践为主线、以能力为本位、以项目课程为主体的职业教育课程体系,培养适应地方经济和社会发展的技能型人才。
参考文献:
[1]吴健,以职业技能竞赛引领高职教学改革的几点思考[J].教育探索,2013,(4):75-76.
关键词:物联网;信息技术;远程信息管理系统
1背景及意义
过去的十年间,互联网技术和应用取得巨大突破。随着全球信息技术革命的深入和3G网络的建设,物联网近来正受到广泛关注。物联网是近几年工程机械行业热度比较高的一个词语,从中能体会到物联网对于工程机械的重大意义。基于物联网的远程信息管理系统是以安装在机械设备上地终端机为基础,采用了全球卫星定位(GPS)技术和GPRS无线通讯技术,集数据采集、实时控制、GIS地理信息系统等技术手段,实现远程监视和管理,分析市场动态,提升产品品质,保证资产安全等功能。
2关键技术
2.1无线通信技术
无线通信技术将是21世纪全球信息技术发展的重要目标之一。随着社会的发展,人们期望能随时随地进行信息交流和通信,只有无线移动通信才能满足要求。其中CDMA、GPRS等技术纷纷被开发用于无线网络的接入。
2.2地理信息及定位技术
地理信息系统也叫GIS,是20世纪60年代开始建立,并在近几年迅速发展起来的地理学研究新技术。全球定位系统GPS是美国从20世纪70年代开始研制,具有在海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
2.3MVC技术
MVC架构是企业级开发首选的开发技术,Model、View和Control三层分布架构可以使系统开发更加灵活和低耦合。使用SSI整合框架可以很好的实现MVC的架构,增强了代码的健壮性和可重用性,加快了开发速度。
2.4WebService技术
WebService技术能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件,就可相互交换数据或集成。依据WebService规范实施的应用之间,无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么,都可以相互交换数据。
3系统实现
3.1通信服务器的架构
通信服务器是工程机械车载终端和管理系统之前信息交互的桥梁。通信服务器支持GPRS车载终端接入方式,通过接入Internet与GPRS网络的GGSN节点连接支持,通过TCP/IP建立通信链路,完成终端与服务器的信息交互。
3.2数据库的选择和设计
SQLServer2008数据库是目前流行的几个主要的数据库管理系统之一。由于Windows操作系统占领着主导地位,选择SQLServer2008会在兼容性方面取得一些优势。数据结构有三类:通信数据相关表、业务数据相关表和系统管理相关表。通信数据相关表主要负责保存通信数据。业务数据相关表用来存放根据不同的业务需要,对通信数据进行分析处理后的数据。系统管理相关表是用来对用户,权限及其他管理项进行管理的表。
3.3业务系统间数据联动
运用WebService技术,将业务系统中的数据接入到系统中,使系统不再是独立的信息孤岛,成为销售、市场、债权管理的辅助系统。通过系统间数据的共享,使系统的功能更加丰富,提升系统的价值,更好的服务于企业的发展。
3.4系统功能模块
系统功能模块划分为以下几个。综合信息:装备目录,装备详细信息。开动分析:省别开动分析、机种别开动分析、燃油效率分析。分布信息:地图分布信息、区域管理。健康管理:装备别故障信息、终端报警现况统计。债权管理:债权装备列表、逾期装备开动信息。
3.5系统架构
系统的整体架构如图1所示,大部分的远程信息管理系统都是以这种架构进行设计和实现的。运用J2EE开发平台,使用SSI整合框架,进行系统的设计、开发、测试和上线运行。
4发展趋势
对于整个物联网来说,工程机械的物联网应用是在不断向前发展的,有很多新趋势。
4.1服务目标向后市场转移
一是降低主机厂的服务成本,有很多企业的服务机构并不是属于自己的体系,是外包给第三方的一些公司做的。包给第三方的服务机构里面有很多漏洞,很难管控,每年给主机厂带来的损耗非常大。这些完全都可以通过物联网手段进行管控。二是提升客户的满意度,售后服务到达的及时率,服务维修解决的时效性都是关键。
4.2大数据应用
一是提升产品品质,根据各种诊断数据分析产品缺陷,帮助研发、质量管控部门提升产品品质。二是营销战略的辅助决策,通过物联网可以清楚的了解到设备在各地的使用情况,当地经济发展情况可以通过大数据分析清楚地了解出来。三是售后服务的辅助决策,通过机器的使用情况来分析某个区域哪些机种比较多,使用情况怎么样,推出适合该区域的售后政策。
5总结
基于物联网的远程信息管理系统的建设是依靠巨大的数据资源展开的。对数据的整理和分析,可以帮助主机厂提升品质,辅助营销,加强售后。让客户可以随时了解到设备的位置和工作情况,抓住客户就保证了企业发展的根基。工程机械物联网的发展还有广阔的空间,对企业有很大的帮助,对它的研究具有很大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]周翔,何明,等.物联网与工程机械[M].北京:电子工业出版社,2012.
[2]宁焕生,张瑜.中国物联网信息服务系统研究[J].电子学报,2006(12).
[3]张鸿涛.物联网关键技术及系统应用[M].北京:机械工业出版社,2011.
[4]刘卫军,李占民,文显武.基于GPS的远程监控系统在工程机械上的应用[J].筑路机械与施工机械化,2007(6).
物联网在中国的蓬勃发展,印证了他的说法。
国家金卡办主任、工信部电子科技委副主任、中国信息产业商会执行会长张琪在“2013中国国际物联网博览会”开幕式暨RFID与物联网国际峰会上给出的一组数字,很具有说服力:2012年,我国物联网产业规模达到3650亿元;传感器24亿只,市场规模超过900亿元;2012年M2M终端数已超过2100万,年均增长超过80%;中国RFID产业快速成长,2012年市场规模达236.6亿元。
产业的兴旺得益于技术的发展,反过来更需要技术不断创新。工业和信息化部电子科学技术情报研究所在2013中国国际物联网博览会期间主办的“2013中国物联网技术发展趋势论坛”,邀请了多位国内物联网领域的专家、企业代表,共同交流、探讨,寻求创新研发之路。
虽然我国已初步形成完整的物联网产业体系,但与发达国家相比,我国的物联网发展还存在核心技术和高端产品研发能力与创新不足,高端综合集成服务能力不强;缺乏骨干龙头企业,物联网技术应用水平较低,规模化应用少;信息安全方面存在隐患等不足。要解决这些问题,亟需物联网产业链各厂商、专家及消费者的集体智慧。
工业和信息化部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生的看法是,物联网产业链应协同发展。他给出的三条建议是,发挥政策引导和协调作用;确立行业整体发展的指导思想和发展目标;建立以企业为中心的技术研发机构,拓展和开发新的应用领域,推动和促进产业化进程。
在IBM中国研究院主任研究员、上海实验室总监孙伟看来,开放的物联网架构是成功的基础。他对物联网的认识是,将人、物体和系统相互联接的整体系统,它以低成本、可灵活扩展的技术为支撑,通过全面的数据收集、智能联网、预测性分析和深入优化,更好地管理现实世界。
孙伟对智慧的物联网给出了三个关键词:开放、合作、创新。他认为物联网应用有个三个成功要素:明确及细化具体业务目标;注重数据感知、收集、展示之上的分析挖掘;加强业务整合以推动管理优化;建立高可靠、可扩展、可管理的物联网基础设施及平台。