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關(guān)鍵詞:交通安全設(shè)施 交通標(biāo)志 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 信息集成 傳感器技術(shù)
中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2015)03-0000-00
1 引言
交通標(biāo)志是用圖形、符號(hào)、文字、顏色像駕駛?cè)思靶腥藗鬟f特定信息,用以管制、警告以及引導(dǎo)交通的安全設(shè)施。目前,交通標(biāo)志顯示內(nèi)容單一,僅能顯示一種固定信息,不能隨時(shí)根據(jù)需要在同一塊標(biāo)志上轉(zhuǎn)換,導(dǎo)致相應(yīng)限制、提醒等信息得不到及時(shí),給道路行車安全帶來(lái)隱患等問題。而國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路上對(duì)于即時(shí)信息的主要采用LED顯示屏的,雖然這種交通誘導(dǎo)屏有較好的警示效果,能夠給駕駛?cè)艘粋€(gè)應(yīng)急響應(yīng)的提示,但是此顯示屏需要鋪設(shè)光纖電路,對(duì)于架設(shè)地點(diǎn)存在一定局限性,且LED顯示屏造價(jià)高,經(jīng)濟(jì)性不佳。
本設(shè)計(jì)根據(jù)道路條件、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及道路安全情況,在特定路段設(shè)置相應(yīng)傳感器,通過無(wú)線傳輸將傳感器檢測(cè)的信息傳送至智能標(biāo)志牌的單片機(jī)控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)可利用事先建立的氣候環(huán)境條件與車速的模型,計(jì)算出相應(yīng)的限速值,系統(tǒng)通過控制LED燈的點(diǎn)亮與熄滅將相應(yīng)的警示標(biāo)志與限速標(biāo)志反映在標(biāo)志牌上,即時(shí)相應(yīng)不利行車條件的提醒與限速信息。
2 智能交通標(biāo)志設(shè)計(jì)概述
2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
本系統(tǒng)考慮根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件及道路安全情況,在特定時(shí)間段在特定路段安裝布設(shè)無(wú)線氣象傳感器(例如:溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、降雨量傳感器、能見度傳感器等),把各個(gè)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)利用Zigbee無(wú)線模塊傳輸,由智能標(biāo)志牌的單片機(jī)控制系統(tǒng)接收分析,根據(jù)交管部門事先設(shè)定參數(shù)信息或者直接由單片機(jī)編入的公式程序輸出相應(yīng)路況提醒信息。一方面,傳送給控制指示牌的單片機(jī),由其控制標(biāo)志牌上LED點(diǎn)陣,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交通指示牌的自動(dòng)控制;另一方面,經(jīng)自主網(wǎng)絡(luò)Zigbee無(wú)線傳輸給PC上位機(jī),存儲(chǔ)并建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù),給交管部門對(duì)道路信息情況的管理、控制提供一個(gè)智能aa化的平臺(tái)。
2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)
2.2.1信息監(jiān)測(cè)傳感器模塊
傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量對(duì)象,并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。在此控制系統(tǒng)中,采用性價(jià)比合理的氣象傳感器對(duì)不利天氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并將信息及時(shí)傳送給單片機(jī)處理。與傳統(tǒng)的人工檢測(cè)相比,傳感器具有檢測(cè)精度高、范圍廣、樣本容量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
2.2.2單片機(jī)及無(wú)線通信模塊
集成度高且功能強(qiáng)大的單片機(jī)是智能交通標(biāo)志的控制中心,其主要功能是將傳感器所測(cè)得的各種電信號(hào)進(jìn)行獲取、處理,并計(jì)算出相應(yīng)的工程量,按一定的格式存儲(chǔ)。單片機(jī)能夠測(cè)量多路由傳感采集到的模擬信號(hào),通過編程控制,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。將與標(biāo)志牌牌邏輯關(guān)系對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及傳輸,即智能控制。
單片機(jī)的輸出數(shù)據(jù)可通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主傳輸。Zigbee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。為智能控制而建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò),具有簡(jiǎn)單、使用方便、工作可靠的特點(diǎn),主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性的數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。
JN5121是一款兼容IEEE802.15.4的低功耗、低成本無(wú)線微型控制器。該模塊內(nèi)置了32位的RISC處理器,配置有2.4GHZ頻段的IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線收發(fā)器。系統(tǒng)內(nèi)部帶有64KB的ROM和96KB的RAM,為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)提供了多種多樣的解決方案,同時(shí)高集成度的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)成本。JN5121內(nèi)置的ROM存儲(chǔ)器集成了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信與網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)的完整協(xié)議;而內(nèi)置的64KB的RAM存儲(chǔ)器,可以支持網(wǎng)絡(luò)路由和控制器功能而不需要外部擴(kuò)展任何的存儲(chǔ)空間。內(nèi)置的硬件MAC地址和高度安全的AES加密算法加速器,減小了系統(tǒng)的功耗和處理器的負(fù)載。它還支持晶振休眠和系統(tǒng)節(jié)能功能,同時(shí)提供了大量的模擬和數(shù)字外設(shè)的相互操作支持,可以方便的連接到智能標(biāo)志的外部應(yīng)用系統(tǒng)。
2.2.3數(shù)據(jù)庫(kù)模塊
上位機(jī)是指可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī),一般是PC,屏幕上可以顯示各種信號(hào)變化。上位機(jī)接收到下位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中,便于對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,日后對(duì)此道路標(biāo)志牌的設(shè)置更加科學(xué)。
2.2.4布有LED點(diǎn)陣的標(biāo)志牌部件
標(biāo)志牌:按照《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》GB5768-2009規(guī)定的道路交通標(biāo)志的分類、顏色、形狀、字符、尺寸、圖形等的要求設(shè)計(jì)、制作交通標(biāo)志牌,粘貼反光膜。
LED點(diǎn)陣:對(duì)于警告標(biāo)志和禁令標(biāo)志分開合理設(shè)置LED點(diǎn)陣,根據(jù)標(biāo)志牌的圖案或字符特點(diǎn)選擇合適孔徑和孔間距,保證在特定環(huán)境條件下能清楚顯示標(biāo)志牌內(nèi)容。
電源:DC12V,由太陽(yáng)能電池供給。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能標(biāo)志應(yīng)用前景
(1)拓展空間大:可以在溫濕度傳感器的基礎(chǔ)上,安裝降雨、降雪、橫風(fēng)等其他傳感器,達(dá)到更為全面的交通警示效果,提高道路行駛安全性。也可以通過無(wú)線模塊的信息傳輸,把傳感器獲得的路段信息與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,通過廣播、短信等方式提前告知駕駛?cè)恕?/p>
(2)成本低:智能交通標(biāo)志在一塊標(biāo)志牌上實(shí)現(xiàn)了多種指示功能,相當(dāng)于設(shè)置了多個(gè)不同的交通標(biāo)志,節(jié)約資源和成本;通過無(wú)線模塊傳輸信息無(wú)需通訊費(fèi)用,與傳統(tǒng)LED顯示屏相比造價(jià)低、經(jīng)濟(jì)性好。
(3)在地理?xiàng)l件復(fù)雜設(shè)置:智能交通標(biāo)志和普通標(biāo)志一樣,無(wú)需布設(shè)通訊線路,因而都能在地理情況比較復(fù)雜的路段布置。而與普通LED蝸啾齲智能交通標(biāo)志能實(shí)現(xiàn)針對(duì)道路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋的功能,且更能適應(yīng)復(fù)雜的地理?xiàng)l件。
(4)可在危險(xiǎn)路段連續(xù)設(shè)置:智能交通標(biāo)志可以在無(wú)線覆蓋范圍內(nèi)(2―4km)進(jìn)行連續(xù)布置,對(duì)道路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的提醒,尤其是在氣候多變、路況復(fù)雜、道路設(shè)計(jì)采用極限值的區(qū)域,可使駕駛?cè)藢?duì)整個(gè)路段情況都有比較全面的把握,提高行車安全和行車效率。
(5)作為臨時(shí)交通警示牌:在道路進(jìn)行維修施工或道路局部出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí),可以臨時(shí)設(shè)置智能交通標(biāo)志牌,能在較遠(yuǎn)的距離進(jìn)行預(yù)警,使車輛減速或者繞道行駛。
4 結(jié)語(yǔ)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能標(biāo)志牌實(shí)現(xiàn)高度集成化,將多種標(biāo)志集合在一塊標(biāo)志板上,克服了傳統(tǒng)交通標(biāo)志指示信息單一,LED顯示屏造價(jià)高等缺點(diǎn)。并且依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸信息,利用Zigbee無(wú)線雙向傳輸技術(shù),無(wú)需布設(shè)線路,尤其在交通條件以及硬件設(shè)施條件受到限制的情況下有良好的應(yīng)用前景。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算及信息全過程智能化,無(wú)需人工干預(yù),避免了更換不能反映實(shí)時(shí)信息的標(biāo)志牌的人工操作,智能可靠,節(jié)約人力。
參考文獻(xiàn)
[1]交通部公路科學(xué)研究院.公路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2009.
[2]胡玉峰.自動(dòng)氣象站原理與測(cè)量方法[M].北京:氣象出版社,2004.
[3]王汝林.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)及應(yīng)用(第一版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.
關(guān)鍵詞:物流網(wǎng);智能交通;應(yīng)用研究
中圖分類號(hào):F50 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Abstract: This paper mainly introduces the meaning of the internet of things and the working principle of the system, and focus on logistics network technology in the practical application in the field of urban intelligent transportation way. At the same time, the internet of things technology is also successfully solves the traffic security, traffic fee, transportation and information collection of outstanding problems, for the establishment of the intelligent traffic management and service system provides powerful information support and assurance.
Key words: logistics network; intelligent transportation; application research
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,人們購(gòu)買私家車的數(shù)量越來(lái)越多,由于城市規(guī)劃和道路建設(shè)還不夠完善,這就造成了城市的道路交通越來(lái)越擁堵、交通事故頻繁發(fā)生、環(huán)境污染嚴(yán)重、能源消耗較高等諸多現(xiàn)象,為了緩解這些現(xiàn)象提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的城市智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用方案。
1 物聯(lián)網(wǎng)介紹
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設(shè)備,如傳感器、射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外線感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù),實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)具有的特點(diǎn)
物聯(lián)網(wǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,方便識(shí)別、管理和控制。和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。
首先,它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器,每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性,按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息,不斷更新數(shù)據(jù)。
其次,它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng),通過各種有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于其數(shù)量極其龐大,形成了海量信息,在傳輸過程中,為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性,必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
再次,物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù),擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù),以適應(yīng)不同用戶的不同需求,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的工作原理
物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用RFID、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”,而無(wú)需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別(RFID技術(shù),通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品(商品)的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID,正是能夠讓物品“開口說(shuō)話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中,RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息,通過無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物品(商品)的識(shí)別,進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享,實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。
2 智能交通介紹
2.1 智能交通的涵義
所謂的智能交通系統(tǒng)是指將先進(jìn)的信息技術(shù)、電子通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機(jī)地運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系而建立起的一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。它是由若干子系統(tǒng)所組成的,通過系統(tǒng)集成將道路、駕駛員和車輛有機(jī)地結(jié)合在一起,加強(qiáng)三者之間的聯(lián)系。借助于系統(tǒng)的智能技術(shù)將各種交通方式的信息及道路狀況進(jìn)行登記、收集、分析,并通過遠(yuǎn)程通訊和信息技術(shù),將這些信息實(shí)時(shí)提供給需要的人們,以增強(qiáng)行車安全,減少行車時(shí)間,并指導(dǎo)行車路線。同時(shí)管理人員通過采集車輛、駕駛員和道路的實(shí)時(shí)信息來(lái)提高其管理效率,以達(dá)到充分利用交通資源的目的。
2.2 智能交通的特點(diǎn)
智能交通系統(tǒng)具有以下兩個(gè)特點(diǎn):一是著眼于交通信息的廣泛應(yīng)用與服務(wù),二是著眼于提高既有交通設(shè)施的運(yùn)行效率。與一般技術(shù)系統(tǒng)相比,智能交通系統(tǒng)建設(shè)過程中的整體性要求更加嚴(yán)格。這種整體性體現(xiàn)在:(1)跨行業(yè)特點(diǎn)。智能交通系統(tǒng)建設(shè)涉及眾多行業(yè)領(lǐng)域,是社會(huì)廣泛參與的復(fù)雜巨型系統(tǒng)工程,從而造成復(fù)雜的行業(yè)間協(xié)調(diào)問題。(2)技術(shù)領(lǐng)域特點(diǎn)。智能交通系統(tǒng)綜合了交通工程、信息工程、控制工程、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等眾多科學(xué)領(lǐng)域的成果,需要眾多領(lǐng)域的技術(shù)人員共同協(xié)作。(3)政府、企業(yè)、科研單位及高等院校共同參與,恰當(dāng)?shù)慕巧ㄎ缓腿蝿?wù)分擔(dān)是系統(tǒng)有效展開的重要前提條件。(4)智能交通系統(tǒng)將主要由移動(dòng)通信、寬帶網(wǎng)、RFID、傳感器、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)作支撐,更符合人的應(yīng)用需求,可信任程度提高并變得“無(wú)處不在”。
3 智能交通體系應(yīng)用
作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分,智能交通具有行業(yè)市場(chǎng)成熟度較高,行業(yè)傳感技術(shù)成熟,政府扶持力度大的特點(diǎn),在建設(shè)“數(shù)字城市”和“智慧城市”的口號(hào)中,智能交通系統(tǒng)在許多城市已經(jīng)開始規(guī)?;瘧?yīng)用,市場(chǎng)前景廣闊,投資機(jī)會(huì)巨大,將成為未來(lái)幾年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。
3.1 高速公路電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)
ETC是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載器與在收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理,從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的,且所交納的費(fèi)用經(jīng)過后臺(tái)處理后清分給相關(guān)的收益業(yè)主。在現(xiàn)有的車道上安裝電子不停車收費(fèi)系統(tǒng),可以使車道的通行能力提高3~5倍。
該系統(tǒng)的使用可大大提高公路的通行能力;公路收費(fèi)走向電子化,可降低收費(fèi)管理的成本,有利于提高車輛的營(yíng)運(yùn)效益;同時(shí)也可以大大降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放。由于通行能力得到大幅度的提高,可以縮小收費(fèi)站的規(guī)模,節(jié)約基建費(fèi)用和管理費(fèi)用。另外,不停車收費(fèi)系統(tǒng)可以避免月票制度和人工收費(fèi)的眾多弱點(diǎn),有效提高這些市政設(shè)施的資金回收能力。
3.2 交通信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS)
ATIS是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的。交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場(chǎng)上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備,向交通信息中心提供各地的實(shí)時(shí)交通信息;ATIS得到這些信息并通過處理后,實(shí)時(shí)向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場(chǎng)信息以及與出行相關(guān)的其他信息;出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進(jìn)一步,當(dāng)車上裝備了自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí),該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動(dòng)選擇行駛路線。
該系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高道路網(wǎng)通行能力、設(shè)施效率與有效調(diào)控交通需求;提高交通安全水平,降低事故、避免事故、減輕事故損害程度和減輕堵塞;降低汽車運(yùn)輸環(huán)境影響。
3.3 公共交通系統(tǒng)(APTS)
APTS的主要目的是采用各種智能技術(shù)促進(jìn)公共運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,使公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全便捷、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)量大的目標(biāo)。如通過個(gè)人計(jì)算機(jī)、閉路電視等向公眾就出行方式和事件、路線及車次選擇等提供咨詢,在公交車站通過顯示器向候車者提供車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。
該系統(tǒng)在公交車輛管理中心的應(yīng)用,可以根據(jù)車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)合理安排發(fā)車、收車等計(jì)劃,提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量。
3.4 緊急救援系統(tǒng)(EMS)
EMS是一個(gè)特殊的系統(tǒng),它的基礎(chǔ)是ATIS、ATMS和有關(guān)的救援機(jī)構(gòu)及設(shè)施,通過ATIS和ATMS將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機(jī)構(gòu)聯(lián)成有機(jī)的整體,為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場(chǎng)緊急處置、拖車、現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)、排除事故車輛等服務(wù)。具體包括:(1)車主可通過電話、短信、翼卡車聯(lián)網(wǎng)三種方式了解車輛具置和行駛軌跡等信息;(2)車輛失盜處理:此系統(tǒng)可對(duì)被盜車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程斷油鎖電操作并追蹤車輛位置;(3)車輛故障處理:接通救援專線,協(xié)助救援機(jī)構(gòu)展開援助工作;(4)交通意外處理:此系統(tǒng)會(huì)在10秒鐘后自動(dòng)發(fā)出求救信號(hào),通知救援機(jī)構(gòu)進(jìn)行救援。
3.5 車輛控制系統(tǒng)(AVCS)
目前還處于研究測(cè)試階段,從當(dāng)前發(fā)展看,可以分為兩個(gè)層次:一是車輛輔助安全駕駛系統(tǒng),該系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分:車載傳感器(微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像機(jī)、其他形式的傳感器)、車載計(jì)算機(jī)和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)等,行使中的車輛通過車載的傳感器測(cè)定出與前車、周圍車輛以及與道路設(shè)施的距離和其他情況,車載計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,對(duì)駕駛員提出警告,在緊急情況下強(qiáng)制車輛制動(dòng)。二是自動(dòng)駕駛系統(tǒng),裝備了這種系統(tǒng)的汽車成為智能汽車,它在行使中可以做到自動(dòng)導(dǎo)向,自動(dòng)檢測(cè)和回避障礙物,在智能公路上,能夠在較高的速度下自動(dòng)保持與前車的距離。必須指出的是,智能汽車在智能公路上才能發(fā)揮出全部功能,如果在普通公路上使用,它僅僅是一輛裝備了輔助安全駕駛系統(tǒng)的汽車。
3.6 交通管理系統(tǒng)(ATMS)
ATMS有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統(tǒng),但是ATMS主要是給交通管理者使用的,用于檢測(cè)控制和管理公路交通,在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。它將對(duì)道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視,依靠先進(jìn)的車輛檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù),獲得有關(guān)交通狀況的信息,并根據(jù)收集到的信息對(duì)交通進(jìn)行控制,如信號(hào)燈、誘導(dǎo)信息、道路管制、事故處理與救援等。該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用有利于為出行者指示下游道路的交通狀況,讓出行者選擇合適的行駛道路,既為出行者提供了出行誘導(dǎo)服務(wù),同時(shí)調(diào)節(jié)了交通流的分配,改善交通狀況。
總之:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通已成為星火燎原之勢(shì)?;谖锫?lián)網(wǎng)的智能交通將使交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大的效能。隨著政府的大力扶持與技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的成熟,智能交通物聯(lián)網(wǎng)會(huì)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要領(lǐng)域,將朝著大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化、集成化和面向服務(wù)化發(fā)展,成為智慧城市的重要組成部分。
參考文獻(xiàn):
[1] 楊鐵軍. 智能技術(shù)在交通物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用和探討[J]. 吉林交通科技,2011(4):54-56.
[2] 張莉莉,史鵬飛,陳劍. 物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用研究[J]. 應(yīng)用技術(shù),2010(25):179.
[3] 蘇紹玉. 淺議我國(guó)智能交通的發(fā)展動(dòng)向[J]. 黑龍江交通科技,2011(9):25-26.
關(guān)鍵詞:普適計(jì)算;現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育;互動(dòng)性
作者簡(jiǎn)介:王小妮(1977-),女,山東威海人,北京信息科技大學(xué)理學(xué)院,講師;(北京100192)北京科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生;郝媛(1983-),女,蒙族,內(nèi)蒙古包頭人,北京科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生。(北京100083)
基金項(xiàng)目:本文系“北京市教委科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目”(項(xiàng)目編號(hào):KM201110772018)的研究成果。
中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)06-0113-02
當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),人們對(duì)教育的需求日益增加。現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育作為一種新的教育模式,是提高全民族科學(xué)文化素質(zhì),促進(jìn)教育思想、內(nèi)容和方法改革,推動(dòng)教育現(xiàn)代化,滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的終身學(xué)習(xí)需求的重要手段。
遠(yuǎn)程教育是指使用電視及互聯(lián)網(wǎng)等傳播媒體將課程傳送給課堂外的一處或多處學(xué)生的教學(xué)模式?,F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育則是指通過音頻、視頻以及實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)把課程傳送到課堂外的教育。它突破了時(shí)空的界線,對(duì)于業(yè)余進(jìn)修者可以隨時(shí)隨地上課,不需要到特定地點(diǎn)上課。
現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育一般是通過有專職技術(shù)人員在場(chǎng),負(fù)責(zé)切換主講人講課和看PPT的視頻界面。有的攝像機(jī)只能錄制固定區(qū)域范圍內(nèi)影像,主講人在講課時(shí),只能坐在固定位置以便視頻的錄制。也有的攝像機(jī)可以自動(dòng)捕捉主講人的面孔,當(dāng)主講人移動(dòng)時(shí),鏡頭可以通過轉(zhuǎn)動(dòng),繼續(xù)錄制主講人的影像。但這樣的系統(tǒng)是不允許現(xiàn)場(chǎng)有其他人員走動(dòng)的,一般有其他人員走動(dòng),攝像機(jī)就有可能跟蹤了其他人員蹤跡,進(jìn)行了錯(cuò)誤的錄制。
針對(duì)上面提到的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育遇到的弊端,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就可以很好的解決此類問題。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)即“物物互聯(lián)”,是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型計(jì)算模式,建立在嵌入式系統(tǒng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、分布式計(jì)算、通信網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟的基礎(chǔ)上,將各種物體充分聯(lián)接,通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將采集到的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息傳送到中央服務(wù)處理中心,進(jìn)行匯總、分析、處理、顯示和控制[1]。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入,主講人就可以不用端坐在電腦旁,只通過鼠標(biāo)、鍵盤與學(xué)生交流,他可以自由的在教室走動(dòng),可以通過手勢(shì)和語(yǔ)言與現(xiàn)場(chǎng)以及場(chǎng)外的學(xué)生交流,遠(yuǎn)程教育和現(xiàn)場(chǎng)教育融為一體,遠(yuǎn)程學(xué)生可以無(wú)障礙的學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容,聽教師講解,看教師板書、手勢(shì)動(dòng)作及通過在PPT等課件上的標(biāo)注或幻燈等多種多媒體手段教課方式。利用物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算方式設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)可以作為精品課程及網(wǎng)上教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及遠(yuǎn)程教育平臺(tái)。
一、物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算提供了經(jīng)由網(wǎng)絡(luò),使用各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備,訪問后臺(tái)數(shù)據(jù)、應(yīng)用和服務(wù)的功能。無(wú)論使用何種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備,用戶將能輕易訪問信息,得到服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算降低了設(shè)備使用的復(fù)雜性,幫助提高在外辦公人員的效率和人們的日常生活水平。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算的目標(biāo)需要以下一些關(guān)鍵技術(shù):場(chǎng)景識(shí)別、資源組織、人機(jī)接口、設(shè)備無(wú)關(guān)性技術(shù)、設(shè)備自適應(yīng)技術(shù)等。
物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算包括:
(1)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備:各種移動(dòng)設(shè)備或嵌入式設(shè)備,如PDA、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、智能卡、智能手機(jī)、POS銷售機(jī)等。
(2)傳感設(shè)備及其互聯(lián):適合普適計(jì)算的新型網(wǎng)絡(luò)、傳感、設(shè)備、終端等,及其互聯(lián)互通問題,包括位置、溫度、壓力、生化等傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織、低能耗、通信等支撐技術(shù);嵌入式、便攜式、可穿戴、專用化等新型用戶終端設(shè)備和交互設(shè)備,設(shè)備間的信息互換方式和標(biāo)準(zhǔn)化[2]。
(3)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算的軟件技術(shù):在操作系統(tǒng)和中間件上支持在異構(gòu)動(dòng)態(tài)多樣的計(jì)算環(huán)境中有效完成用戶任務(wù)的支撐技術(shù),包括軟件平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)建模式、開發(fā)與編程模式等;資源和服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、重組,運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的重構(gòu),安全保障。
(4)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算應(yīng)用:智能空間如智能家庭、智能汽車、智能交通、智能會(huì)議室等;老年人智能家居,及其它物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)。
馬希榮等人在文獻(xiàn)[3]中提出,計(jì)算機(jī)在某種程度上是可以對(duì)人的情感進(jìn)行定性和定量分析的,通過傳感器監(jiān)控,使用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理和傳回。圖1設(shè)計(jì)了基于情感捕捉的物聯(lián)網(wǎng)智能化教學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)[4]。
二、物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的應(yīng)用
在該系統(tǒng)中,主要從計(jì)算智能和分布式傳感器系統(tǒng)著手研究,將物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算和遠(yuǎn)程教育相結(jié)合,建立物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的引入使得物理教學(xué)環(huán)境的每個(gè)物件都具有連通性、技術(shù)性、智能性、嵌入性的特性,可以隨時(shí)捕捉、分析教師和學(xué)生信息,并進(jìn)行反饋,提供一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)智能化的教學(xué)系統(tǒng)。
1.教學(xué)過程實(shí)時(shí)記錄
在物聯(lián)網(wǎng)智能化教學(xué)系統(tǒng)中,教師的操作包括調(diào)用課件、在電子黑板上作注釋、與遠(yuǎn)方的學(xué)生交流等。系統(tǒng)能根據(jù)對(duì)教師動(dòng)作的理解,在不同的場(chǎng)景下向遠(yuǎn)方的學(xué)生轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的視頻鏡頭或電子黑板內(nèi)容,并自動(dòng)記錄上課的內(nèi)容。此外該系統(tǒng)通過臉部表情捕捉,如聽課專注情況、眉頭舒展情況、眼睛跟隨情況等,可以了解學(xué)生當(dāng)時(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài),實(shí)時(shí)將課堂教學(xué)效果進(jìn)行反饋,教師可以根據(jù)相關(guān)信息調(diào)節(jié)教學(xué)進(jìn)程。
2.教材聯(lián)網(wǎng)
在教材中加入RFID標(biāo)簽,這樣使教材就置身物聯(lián)網(wǎng),具有物聯(lián)網(wǎng)中連通性、技術(shù)性、智能性、嵌入性的特性。通過教室里安裝的RFID 閱讀器,可以將教材信息顯示在顯示屏上或遠(yuǎn)程傳送到遠(yuǎn)方學(xué)生的電腦顯示屏上[5]。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生可以實(shí)時(shí)看到教材顯示信息,并且可以隨時(shí)查看關(guān)聯(lián)信息,如果出現(xiàn)疑問,也可以通過物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器系統(tǒng)將問題反饋到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。此平臺(tái)將自動(dòng)把問題的答案顯示在電子屏幕上,老師也可以隨時(shí)查看相關(guān)問題并解答。
3.實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)教學(xué)
通過物聯(lián)網(wǎng)可以方便地把遠(yuǎn)端的景象帶到課堂里,尤其是學(xué)生平時(shí)上課由于安全性或時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等條件限制接觸不到的一些實(shí)戰(zhàn)演練:如海洋生物專業(yè)或農(nóng)業(yè)相關(guān)專業(yè),通過物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器系統(tǒng)可以將海洋生物或農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程錄制下來(lái)或?qū)崟r(shí)傳送到課堂里,進(jìn)行生動(dòng)教學(xué)。通過這種實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),學(xué)生猶如身臨其境的學(xué)習(xí),打破了傳統(tǒng)教學(xué)的局限性,通過各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境的虛擬或演示,加速學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。
4.調(diào)節(jié)上課環(huán)境
通過光線傳感器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)窗簾高度及教室內(nèi)照明系統(tǒng)亮度和計(jì)算機(jī)屏幕及教室顯示屏幕的亮度。通過溫度及濕度傳感器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)教室內(nèi)溫濕度,使學(xué)生能在一個(gè)舒服的環(huán)境里更好地學(xué)習(xí)。
物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù)從人機(jī)系統(tǒng)對(duì)無(wú)處不在計(jì)算開展了工作,著重研究人和計(jì)算機(jī)一起工作的方式和技術(shù),從人機(jī)系統(tǒng)的層次研究人機(jī)交互,將嵌入式及傳感器領(lǐng)域所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中。
物聯(lián)網(wǎng)智能化教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo):(1)利用傳感網(wǎng)絡(luò),捕捉視頻鏡頭;(2)通過網(wǎng)絡(luò)顯示黑板及教材內(nèi)容,并自動(dòng)記錄上課內(nèi)容;(3)與遠(yuǎn)方學(xué)生交流。
物聯(lián)網(wǎng)智能化教學(xué)系統(tǒng)方式靈活,可以在課后通過遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)對(duì)課堂教授的沒有理解的地方重新學(xué)習(xí)??梢酝ㄟ^BBS和老師同學(xué)進(jìn)行交流,學(xué)習(xí)時(shí)間也比較自由。通過物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算的引入,使遠(yuǎn)程教育更直觀:(1)將物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算與遠(yuǎn)程教育相結(jié)合,實(shí)時(shí)再現(xiàn)課堂內(nèi)容;(2)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù)的研究,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育交互空間;(3)充分利用傳感器網(wǎng)絡(luò),逐步建立“傳感器+網(wǎng)絡(luò)”的教學(xué)模式。
三、應(yīng)用效果
使用物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù)的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)能根據(jù)對(duì)教師動(dòng)作的理解,在不同的場(chǎng)景下自動(dòng)向遠(yuǎn)方的學(xué)生轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的視頻鏡頭或電子黑板內(nèi)容,并自動(dòng)記錄上課的內(nèi)容。通過現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,教師可以將事先編制好的文字教材或多媒體計(jì)算機(jī)輔助教材給學(xué)生,學(xué)生利用文字教材或多媒體教材進(jìn)行自學(xué);調(diào)用課件、在電子黑板上作注釋、與遠(yuǎn)方的學(xué)生交流;可以對(duì)布置的作業(yè)進(jìn)行一些有益的提示;學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題后可以及時(shí)向老師提出,老師對(duì)學(xué)生提出的問題迅速給予指導(dǎo)。能隨時(shí)檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程和效果,可以隨時(shí)將編好的測(cè)試題發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生直接在“試卷”上答題,然后發(fā)送給老師,老師收到后可以直接在學(xué)生的“試卷”上批改,然后將批改過的“試卷”發(fā)還給學(xué)生。
在考核實(shí)驗(yàn)操作能力時(shí),物聯(lián)網(wǎng)智能化教學(xué)系統(tǒng)更能體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榇蠖鄬?shí)驗(yàn)班級(jí)的學(xué)生數(shù)量比較多,如20個(gè)學(xué)生,如果要學(xué)生分別將整個(gè)實(shí)驗(yàn)從頭至尾做完,一個(gè)一個(gè)演示給老師看,1個(gè)實(shí)驗(yàn)2個(gè)課時(shí),需要40個(gè)課時(shí),即需要超過1個(gè)星期的時(shí)間來(lái)考核這些學(xué)生。所以傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核很難對(duì)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作過程進(jìn)行監(jiān)控,大多是通過學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及答辯的形式進(jìn)行??己私Y(jié)果不能全面、準(zhǔn)確地反映教學(xué)的實(shí)際效果。而進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)智能化教學(xué)系統(tǒng)后,學(xué)生的操作通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行跟蹤,物聯(lián)網(wǎng)對(duì)學(xué)生的每一步操作都能實(shí)時(shí)反饋到終端,老師可以很容易看到學(xué)生操作過程,從而使考核結(jié)果更準(zhǔn)確有效。
四、結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的新的發(fā)展,是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了生活的所有方面,成為生活的一部分。將物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域,提高遠(yuǎn)程教育質(zhì)量,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,加深學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)和理解,成為新一代的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn):
[1]朱近之.智慧的云計(jì)算:物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.
[2]趙海.普適計(jì)算:計(jì)算混沌形式[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2005.
[3]馬希榮,王志良.遠(yuǎn)程教育中和諧人機(jī)情感交互模型的研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2005,(9):182-194.
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);學(xué)科知識(shí);融合;“云智能盆‘載’”;學(xué)習(xí)方式;創(chuàng)新人才
中圖分類號(hào):G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1008-3561(2016)29-0070-02
“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐課程”是徐州市第三中學(xué)承擔(dān)的2015年江蘇省前瞻性教學(xué)改革建設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目是以物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用為載體,創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)情境,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)創(chuàng)新人才機(jī)制的前瞻性教改課程。其中,如何促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與學(xué)科知識(shí)的深度融合,是項(xiàng)目需要解決的核心問題之一?;谡n程的視角,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的特征、物聯(lián)網(wǎng)涉及的學(xué)科知識(shí)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的教育意義等對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)與中學(xué)學(xué)科知識(shí)融合的路徑”進(jìn)行探討。
一、為何選取物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為課程媒介
時(shí)至今日,“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)成為影響當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大因素,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”必將成為推動(dòng)教育改革發(fā)展的關(guān)鍵因素。就像美國(guó)著名未來(lái)學(xué)家阿爾溫?托夫勒說(shuō)的:“誰(shuí)掌握了信息,控制了網(wǎng)絡(luò),誰(shuí)就擁有整個(gè)世界?!?由于多媒體具有集成性、可控性、交互性、信息非線性化和信息空間立體化的特點(diǎn),必將對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)“工業(yè)化”模式產(chǎn)生極大沖擊,帶來(lái)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、教學(xué)時(shí)空的拓展、教學(xué)內(nèi)容的生動(dòng)化和教學(xué)形態(tài)的變化,從而導(dǎo)致教學(xué)價(jià)值觀、知識(shí)觀、師生觀、實(shí)踐觀等都隨之而重新構(gòu)建。
在這樣的背景下,作為中學(xué)教育工作者,如何讓“互聯(lián)網(wǎng)走進(jìn)中學(xué)生的世界”,用互聯(lián)網(wǎng)再造教育?我們選擇了“物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用”這一方向,設(shè)想通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)解決“實(shí)際問題”的“創(chuàng)意制作”活動(dòng)過程,促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)與學(xué)科知識(shí)的深度融合,從而轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新發(fā)展,是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的技術(shù),其核心理念就是將人、物、網(wǎng)相互聯(lián)結(jié)。南京郵電大學(xué)校長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師楊震教授說(shuō),世界上的萬(wàn)事萬(wàn)物,小到手表、鑰匙,大到汽車、樓房,只要嵌入一個(gè)微型感應(yīng)芯片,把它變得智能化,這個(gè)物體就可以“自動(dòng)開口說(shuō)話”。再借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),人們就可以和物體進(jìn)行“對(duì)話”,物體和物體之間也能“交流”,這就是物聯(lián)網(wǎng)?!叭绻锫?lián)網(wǎng)再搭上互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)橋梁,在世界任何一個(gè)地方,我們都可以即時(shí)獲取萬(wàn)事萬(wàn)物的信息。可以這么說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)加上互聯(lián)網(wǎng)等于智慧地球。”
為什么選擇物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為本課程的媒介呢?從物聯(lián)網(wǎng)的定義來(lái)看:物聯(lián)網(wǎng)是一種通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按照約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。這也告訴人們,物聯(lián)網(wǎng)并不是單純的一項(xiàng)技術(shù),其應(yīng)用的過程還會(huì)涉及到物理、化學(xué)、生物、地理、藝術(shù)等許多其他學(xué)科的知識(shí),并能創(chuàng)新教育情境,從而產(chǎn)生巨大的教育力量。如圖1所示。
正因?yàn)榻鉀Q具體的問題既需要物聯(lián)網(wǎng)知識(shí),又需要其他學(xué)科知識(shí),所以,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用就成為營(yíng)造促進(jìn)知識(shí)融合的新學(xué)習(xí)情境的媒介。
二、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與學(xué)科知識(shí)的融合
“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐課程”是以問題解決為前提,借助物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用營(yíng)造學(xué)習(xí)情境,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)與學(xué)科知識(shí)融合的課程。那么,這種課程真的能夠促進(jìn)學(xué)科知識(shí)與物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)的深度融合嗎?下面結(jié)合實(shí)際案例,剖析一個(gè)由學(xué)生社團(tuán)制作的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目,探討如下:2015年7月15日-18日,在第十三屆全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)中,徐州市第三中學(xué)選送的作品“云智能盆‘載’”奪得了“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)”賽團(tuán)體組全國(guó)一等獎(jiǎng)第一名的好成績(jī)。三名學(xué)生獲得NOC的最高獎(jiǎng)項(xiàng)――第十三屆中小學(xué)NOC活動(dòng)全國(guó)決賽恩歐希教育信息化發(fā)明創(chuàng)新獎(jiǎng)?!霸浦悄芘琛d’”作品是由三位學(xué)生相互協(xié)作共同研制的,在“云智能盆‘載’”的創(chuàng)意、制作過程中,三位學(xué)生各展所長(zhǎng),既有分工又有合作,采取了典型的合作學(xué)習(xí)范式;他們常常為解決一個(gè)問題而苦思冥想、查閱資料、修改方案,許多時(shí)候還需要翻閱教科書、上網(wǎng)搜集信息、向?qū)W科教師咨詢技術(shù)性知識(shí)、物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)、學(xué)科知識(shí),等等。這是典型的自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)方式的體現(xiàn)。在研制的過程中,他們自覺地將物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)和其他學(xué)科知識(shí)相融合,用在作品創(chuàng)作上,并產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)。如表1所示。
創(chuàng)意制作物聯(lián)網(wǎng)作品的過程,不僅需要用到許多學(xué)科知識(shí),如果指導(dǎo)教師抓住其中關(guān)鍵的知識(shí),并及時(shí)地加以引導(dǎo),那么還能深化學(xué)生對(duì)這一部分知識(shí)的理解。比如,教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在制作“云智能盆‘載’”時(shí),多次咨詢“流速與壓差關(guān)系及其控制”的問題,就為他們做了一次專門的“壓強(qiáng)與流速關(guān)系”的講座,從而加深了學(xué)生對(duì)這一部分物理知識(shí)的理解。
三、物聯(lián)網(wǎng)作品制作過程的教育意義
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)17-0126-02
一、前言
物聯(lián)網(wǎng)可以說(shuō)是當(dāng)今世界的一個(gè)發(fā)展?jié)摿薮蟮膶I(yè),對(duì)人類生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變起到了重要的作用?,F(xiàn)在市場(chǎng)上我們能夠見到各種各樣的智能穿戴產(chǎn)品,眼鏡、手套、衣服及鞋等這些智能穿戴設(shè)備功能齊全,可以不依賴智能手機(jī)就能獨(dú)立進(jìn)行工作,為人們的生活帶來(lái)了極大的便利,因此智能穿戴技術(shù)在未來(lái)具有廣闊的發(fā)展前景。在物聯(lián)網(wǎng)工程中,對(duì)人才的需求不僅僅是理論方面,對(duì)于其實(shí)踐能力的同樣重視,因此在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的過程中應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,提高其實(shí)踐能力。
二、創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室
創(chuàng)客一詞是源于英文單詞“Maker”那種將創(chuàng)意努力轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),但是卻不以贏利為目的,來(lái)共同分享創(chuàng)意成果的人。創(chuàng)客們是一群具有著創(chuàng)意和實(shí)踐能力的人才,具有著創(chuàng)客精神,通過成果共享來(lái)幫助更多的人。創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室是在信息技術(shù)時(shí)代,通過應(yīng)用創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步而產(chǎn)生的共同產(chǎn)物,其具有著自己的工作室和加工車間,具有著極大的開放性,在這里創(chuàng)客可以將自己的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為創(chuàng)客們提供了一個(gè)新的空間,在這里能夠輕松地將自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建立幫助物聯(lián)網(wǎng)人才提供了更為廣闊的平臺(tái),這些創(chuàng)客在一起能夠相互之間進(jìn)行創(chuàng)意的交流,對(duì)實(shí)驗(yàn)室的資源進(jìn)行共享,同時(shí)還會(huì)有一些專業(yè)的教師進(jìn)行指導(dǎo)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式,讓物聯(lián)網(wǎng)工程的學(xué)生將自己的理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐,人人都有動(dòng)手學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),通過自己的創(chuàng)造性思維來(lái)解決實(shí)際問題。在創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生能夠?qū)ψ约旱呐d趣進(jìn)行發(fā)展,對(duì)于應(yīng)用型人才和復(fù)合型人才的培養(yǎng)有著重要的意義。
三、智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性
現(xiàn)在高校比較重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),這種創(chuàng)新教育是我國(guó)高等教育的主旋律,這種創(chuàng)新教育對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用。在近幾年,各大高校都在探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè),相繼地涌現(xiàn)出了一些創(chuàng)新性的綜合實(shí)驗(yàn)室,這些實(shí)驗(yàn)室以項(xiàng)目為載體,利用導(dǎo)師制,來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)就是具有代表性的。在物聯(lián)網(wǎng)工程中,建設(shè)智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室主要是對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力進(jìn)行培養(yǎng),想要進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)需要知識(shí)、能力以及一些意志品質(zhì),而智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)就是為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生提供創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室主要是對(duì)教育理念的改變,將一些標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)進(jìn)行減少,盡量培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,這是一種新的教學(xué)方式,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力進(jìn)行培養(yǎng)。在智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中,學(xué)生作為創(chuàng)客成為實(shí)驗(yàn)室的主體,在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中,智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室不僅僅是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí),更是要培養(yǎng)學(xué)生的工程思維,在學(xué)習(xí)的過程中自己掌握學(xué)習(xí)的進(jìn)度,提高自己解決問題的能力,這種實(shí)踐能力的培養(yǎng)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是有著極大的意義。這種創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的教育方式已經(jīng)在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家引起了一種新的教育風(fēng)潮,這也是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的必須環(huán)境,在近幾年我國(guó)的很多高校都先后建立了這種創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,滿足了很多愛好動(dòng)手的同學(xué),對(duì)我國(guó)科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
四、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)必須結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點(diǎn)來(lái)建設(shè),培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才,而創(chuàng)新人才的培養(yǎng)應(yīng)該放在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上來(lái)進(jìn)行,在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)中,利用具體的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)如下:
1.完善實(shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)施建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是在軟硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)的,尤其是對(duì)于智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),更加需要投入資金,來(lái)完善一些必要的設(shè)備,例如智能穿戴(腕表)開發(fā)板、心電開發(fā)板、環(huán)境/運(yùn)動(dòng)感知開發(fā)板、藍(lán)牙血壓計(jì)、藍(lán)牙血氧儀、藍(lán)牙血糖儀、藍(lán)牙體重秤等。這些設(shè)備的功能不同,有的是用來(lái)醫(yī)療保健、智能提醒、防水定位,而有的功能是負(fù)責(zé)娛樂、健身、信息共享等,想要培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,這些設(shè)備都是最基礎(chǔ)的,在完善的軟硬件設(shè)備的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中,學(xué)生能夠自由地發(fā)揮自己的才華,將創(chuàng)新的思想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。
2.建立虛擬公司制度。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教師可以對(duì)一些智能穿戴的企業(yè)或公司進(jìn)行調(diào)查研究,根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的公司規(guī)章制度,在創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中建立相應(yīng)的規(guī)章制度體系,這樣的模擬公司制度是為了讓學(xué)生能夠更好地適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展的行情,對(duì)企業(yè)的要求更加了解。為了提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,教師完全可以將物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)作流程應(yīng)用到創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中,同時(shí)對(duì)學(xué)生提出要求,為其提供一個(gè)設(shè)計(jì)方向,從一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新項(xiàng)目的創(chuàng)建到研發(fā),最后投入運(yùn)營(yíng)進(jìn)行操作,讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)生命周期中的每一個(gè)具體的環(huán)節(jié)。制度是一個(gè)企業(yè)生存的原則,在智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中,應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)室中的各項(xiàng)規(guī)章制度分為入駐、變更、運(yùn)營(yíng)、考核與獎(jiǎng)勵(lì)、退出、權(quán)力與義務(wù)等,如下圖所示。
在虛擬公司規(guī)章制度下,學(xué)生要提高自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力,利用智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中的資源來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新研究,將生活中一些奇思妙想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí),在這一過程中學(xué)生能夠體驗(yàn)到創(chuàng)新的樂趣,對(duì)于其積極性的提高也是大有幫助。
3.校企合作,加強(qiáng)智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提高離不開教師的引導(dǎo),一些經(jīng)驗(yàn)豐富的講師就是學(xué)生前行路上的指明燈,學(xué)校可以通過與一些物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)共同合作的方式來(lái)加強(qiáng)智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。在創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中,會(huì)有一些優(yōu)質(zhì)、成熟的項(xiàng)目,學(xué)??梢詫⑦@些項(xiàng)目交給物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行運(yùn)營(yíng),而企業(yè)為學(xué)校提供一些經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員,定期為學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),解答疑問,這些專業(yè)化的項(xiàng)目指導(dǎo)、項(xiàng)目推廣、融資、投資、培育、孵化等持續(xù)性的服務(wù),能夠幫助其快速地成長(zhǎng),邁好創(chuàng)業(yè)的第一步。在校企合作的模式下,學(xué)校還可以為企業(yè)提供相應(yīng)的人才,將一些優(yōu)秀的學(xué)生送到企業(yè)的機(jī)構(gòu)中,為企業(yè)的發(fā)展添油助力,也在一定程度上解決了學(xué)生的就業(yè)問題,是一種雙贏的合作模式。
五、結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)智能穿戴創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)將創(chuàng)新教育、體驗(yàn)教育等新思想結(jié)合在一起,基于學(xué)生好奇心和創(chuàng)造力的天性,給予了學(xué)生一個(gè)能夠自由發(fā)揮自己的空間,對(duì)學(xué)生的工程思維也是一種培養(yǎng),對(duì)高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用型、復(fù)合型人才的培養(yǎng)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn):
[1]馮云霞.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式探討――以青島科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)為例[J].計(jì)算機(jī)教育,2012,(21).
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);遠(yuǎn)程開放教育;泛在學(xué)習(xí);“4A”通信
中圖分類號(hào):G727
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1009—4156(2012)11-061一03
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)受到各國(guó)的廣泛關(guān)注。根據(jù)ITU的描述,在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,人類在信息與通信世界里將獲得一個(gè)新的溝通維度,從任何時(shí)間、地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。本文基于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念、特點(diǎn)的分析,針對(duì)目前遠(yuǎn)程開放教育中存在的問題,探討物聯(lián)網(wǎng)在遠(yuǎn)程開放教育中的應(yīng)用。
一、物聯(lián)網(wǎng)概念和特征
物聯(lián)網(wǎng)(The Intemet of Things),顧名思義就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)物品的互聯(lián),被看做一種通過各種信息傳感設(shè)備使現(xiàn)實(shí)世界中各種物件互為連通而形成的網(wǎng)絡(luò),物聯(lián)網(wǎng)將解決廣域或大范圍的人與物、物與物之間信息交換需求的聯(lián)網(wǎng)問題,物聯(lián)網(wǎng)采用各種不同的技術(shù)把物理世界的各種智能物體、傳感器接入網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過接入延伸技術(shù),實(shí)現(xiàn)末端網(wǎng)絡(luò)(個(gè)域網(wǎng)、汽車網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)、小物體網(wǎng)絡(luò)等)的互聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的通信,在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,機(jī)器、物體和環(huán)境都將被納入人類感知的范疇,利用傳感器技術(shù)、智能技術(shù),所有的物體將獲得生命的跡象,從而變得更加聰明,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字虛擬世界與物理真實(shí)世界的對(duì)應(yīng)或映射。
物聯(lián)網(wǎng)具備以下四個(gè)特征:一是連通性:連通性是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征。國(guó)際電信聯(lián)盟認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)的“連通性”有三個(gè)維度:任意時(shí)間的連通性、任意地點(diǎn)的連通性、任意物體的連通性;二是全面感知,即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息;三是可靠傳遞,通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去;四是智能處理,利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。
2010年9月,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分而被列為國(guó)家重點(diǎn)培育的中國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),從而被提到國(guó)家戰(zhàn)略高度。物聯(lián)網(wǎng)將引發(fā)的第三次IT產(chǎn)業(yè)化浪潮,必將引起產(chǎn)業(yè)間、地域間甚至國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)格局的重大變化。
二、遠(yuǎn)程開放教育的特點(diǎn)和現(xiàn)狀
當(dāng)今人類社會(huì)的主要經(jīng)濟(jì)形態(tài)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,終生教育和構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)已成為共識(shí)。開放與遠(yuǎn)程教育被認(rèn)為是應(yīng)用信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)終生教育,加速人力資源開發(fā),推動(dòng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的教育形態(tài)。我國(guó)的開放與遠(yuǎn)程教育由于信息傳送方式和手段不同,其發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:一是以郵件傳輸?shù)募埥橘|(zhì)為主的函授教育階段;二是以廣播電視、錄音錄像為主的廣播電視教學(xué)階段;三是通過計(jì)算機(jī)、多媒體與遠(yuǎn)程通信技術(shù)相結(jié)合的網(wǎng)上遠(yuǎn)程教育階段。每一種遠(yuǎn)程教育形式的發(fā)展和壯大都和當(dāng)時(shí)的信息通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用有著密不可分的聯(lián)系。
這三種形式目前存在的主要問題有:函授面授課時(shí)短且學(xué)生工學(xué)矛盾突出;電大是單向傳播,學(xué)生處于受眾角色,師生交互差;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)部分解決了師生交互問題,但是其所提供的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境以人機(jī)交互為主,學(xué)習(xí)者缺乏與現(xiàn)實(shí)世界的交互,而物理教學(xué)環(huán)境與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合也容易停留在表層。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,遠(yuǎn)程教育理論也相應(yīng)發(fā)展。因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展使得基于認(rèn)知學(xué)習(xí)和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的網(wǎng)絡(luò)教育得到了普及。當(dāng)前,泛在學(xué)習(xí)已經(jīng)成為許多遠(yuǎn)程教育工作者研究的重要課題。泛在學(xué)習(xí)(U—Learning)是指任何學(xué)習(xí)者可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間獲取自己所需要的任何信息的一種學(xué)習(xí)方式。泛在學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)是情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論。情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)的本質(zhì)是個(gè)體與他人、環(huán)境參與實(shí)踐,構(gòu)成群體之間的合作與互動(dòng)的過程。知識(shí)和概念都只有通過社會(huì)化的運(yùn)用才能得到充分的理解,個(gè)體參與實(shí)踐活動(dòng)與環(huán)境相互作用是學(xué)習(xí)得以發(fā)生的根本機(jī)制。它關(guān)注物理的和社會(huì)的場(chǎng)景與個(gè)體活動(dòng)的交互作用,認(rèn)為學(xué)習(xí)不可能脫離具體的情境而產(chǎn)生,情境不同,學(xué)習(xí)者受到具體的情境影響也不同。情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào):學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)要以學(xué)習(xí)者為主體,內(nèi)容與活動(dòng)的安排要與人類社會(huì)的具體實(shí)踐相聯(lián)通,最好在真實(shí)的情景中,通過類似人類真實(shí)實(shí)踐的方式來(lái)組織教學(xué),同時(shí)把知識(shí)和獲得與學(xué)習(xí)者的發(fā)展、身份建構(gòu)等統(tǒng)合在一起。
由于物聯(lián)網(wǎng)“4A”通信的特點(diǎn),只要接入物聯(lián)網(wǎng)就能夠?qū)崿F(xiàn)了數(shù)字虛擬世界與物理真實(shí)世界的感知和控制。通過物聯(lián)網(wǎng),不但使得現(xiàn)實(shí)世界的物體互為連通,而且實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)物理世界與數(shù)字化虛擬世界的相互連通,能夠更加有效地支持人機(jī)之間的交互、人與現(xiàn)實(shí)物體之間的交互以及人和人之間的社會(huì)互?;谖锫?lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程開放教育使得現(xiàn)實(shí)教學(xué)環(huán)境中的每個(gè)物理物件都具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特性,因此可以無(wú)縫地和數(shù)字化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行連通與整合,可以即時(shí)地捕捉、分析師生的教與學(xué)的需求信息,并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,為師生提供智能化的教學(xué)環(huán)境與教學(xué)資源。物聯(lián)網(wǎng)的思想與泛在學(xué)習(xí)和情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的核心思想不謀而合,物聯(lián)網(wǎng)可以為泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)提供更好的技術(shù)支持,而情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論則為泛在學(xué)習(xí)提供了理論支持。
三、物聯(lián)網(wǎng)在遠(yuǎn)程開放教育中的應(yīng)用及思考
(一)基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程開放教學(xué)實(shí)現(xiàn)模式
我們?cè)O(shè)想可以把基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程開放教學(xué)實(shí)現(xiàn)分為兩種模式:一是學(xué)校直接面向?qū)W習(xí)者,可以利用移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商提供的M2M業(yè)務(wù)平臺(tái),學(xué)校只負(fù)責(zé)建設(shè)相關(guān)基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)者使用智能移動(dòng)通信終端可以隨時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。物聯(lián)網(wǎng)智能移動(dòng)通信終端能提供更為智能化、全面化的通信服務(wù),只要接入網(wǎng)絡(luò)就能實(shí)現(xiàn)智能化的人與人、物與物、人與物之間的有效通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)能更好地支持泛在學(xué)習(xí)和移動(dòng)學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn),徹底解決傳統(tǒng)遠(yuǎn)程開放教育的工學(xué)矛盾問題。二是通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)點(diǎn)組織教學(xué),此時(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)點(diǎn)的地位相當(dāng)于傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育中的函授站和網(wǎng)大教學(xué)點(diǎn),對(duì)于智能移動(dòng)通信終端無(wú)法解決的復(fù)雜教學(xué)內(nèi)容,如實(shí)體遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、研究性學(xué)習(xí)等可以通過這種方式進(jìn)行。
(二)物聯(lián)網(wǎng)在遠(yuǎn)程開放教學(xué)的應(yīng)用
互動(dòng)反饋是教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),有助于教師及時(shí)了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況并相應(yīng)調(diào)節(jié)教學(xué)進(jìn)程。而教學(xué)過程中師生交互差恰恰是傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育方式存在的主要問題之一?;谖锫?lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程教學(xué),可以利用學(xué)習(xí)者手中的智能終端進(jìn)行實(shí)時(shí)教學(xué)測(cè)評(píng),如統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)者聽課、答題、測(cè)評(píng)投票等情況。在教師端分析實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)結(jié)果并有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)進(jìn)度與內(nèi)容。隨著技術(shù)發(fā)展,還可以利用物聯(lián)網(wǎng)智能終端的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)者的多種體征數(shù)據(jù),如血壓、體溫、眨眼頻率、腦電波等,實(shí)時(shí)感知學(xué)習(xí)者的注意力、緊張度、用腦情況、疲勞程度等。教師端根據(jù)這些反饋信息及時(shí)調(diào)整教學(xué),真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)與學(xué)習(xí),還可以有效幫助教師修改教學(xué)計(jì)劃調(diào)整教學(xué)活動(dòng),促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間交流和互動(dòng)。
(三)物聯(lián)網(wǎng)在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用
對(duì)于理工科專業(yè)學(xué)生而言,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。理工科許多課程很枯燥,如果沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),就很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且理工科一些課程很難學(xué)懂,有些理論知識(shí)必須通過一定的實(shí)驗(yàn)才能理解。可以說(shuō),實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力,開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力起著不可替代的作用。而在傳統(tǒng)遠(yuǎn)程開放教育領(lǐng)域始終無(wú)法有效解決遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題。目前,常用的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段如下:
1 錄像或CAI課件實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此種方式學(xué)生利用錄像或CAI教學(xué)課件來(lái)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟及特點(diǎn)等。但是學(xué)生并不能實(shí)際動(dòng)手操作,只能算是看實(shí)驗(yàn),達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果。
2 集中到各地教學(xué)點(diǎn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此種方式可以給學(xué)生提供基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。但是要求學(xué)生集中教學(xué),工學(xué)矛盾比較突出。而且由于各遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)點(diǎn)條件的限制,對(duì)于一些需要大型精密貴重儀器設(shè)備完成的實(shí)驗(yàn)或者存在安全性問題的大型實(shí)驗(yàn)無(wú)法為接受遠(yuǎn)程開放教育的學(xué)生提供親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的條件。當(dāng)前,雖然很多高校建有開放實(shí)驗(yàn)室,但普遍存在分散管理、封閉使用、無(wú)法提供遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)服務(wù)的問題。
3 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境。虛擬實(shí)驗(yàn)建立在一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境(平臺(tái)仿真)之上,而注重的是實(shí)驗(yàn)操作的交互性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的仿真性。此方式結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)。在此種方式下,虛擬實(shí)驗(yàn)通過數(shù)學(xué)模型的抽象來(lái)表達(dá),利用計(jì)算機(jī)軟件模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)的過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果過于程式化、理想化,不能真實(shí)有效地反映實(shí)驗(yàn)過程中有可能出現(xiàn)的各種情況與問題。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果也大打折扣。
目前,大部分的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在教學(xué)效果上都不很理想,并且很難取得有效性的突破。究其原因,遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了在教學(xué)過程中存在直觀性、真實(shí)性、互動(dòng)性不足的缺點(diǎn),最主要的問題還是學(xué)生在進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有身臨其境動(dòng)手操作的感覺和真實(shí)的實(shí)驗(yàn)感受,缺乏現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。這個(gè)問題在進(jìn)行遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)得尤為突出。心理學(xué)研究揭示,在知識(shí)學(xué)習(xí)中,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率受多方面因素的制約,概括起來(lái)主要有智力、非智力、環(huán)境、教師指導(dǎo)等因素。對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō),學(xué)生的非智力因素(狹義上來(lái)說(shuō),即為心理因素)甚為關(guān)鍵,如何幫助學(xué)生克服身處異地與教師缺乏交流、無(wú)法面對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備而帶來(lái)的不真實(shí)感,從而調(diào)動(dòng)其積極性完成教學(xué),是遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索中一個(gè)重要的問題。
基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生提供一個(gè)安全的、共享的、智能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。由于物聯(lián)網(wǎng)的物物相連的特性,接人教學(xué)實(shí)驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備利用自身傳感器實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并傳送給進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,學(xué)生也可以遠(yuǎn)程控制異地接人物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的操作和數(shù)據(jù)信息也被傳感器實(shí)時(shí)采集,并傳送給實(shí)驗(yàn)設(shè)備和指導(dǎo)教師。在這個(gè)過程中,學(xué)生進(jìn)行的是真實(shí)實(shí)驗(yàn)而不是虛擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)與操作都是真實(shí)發(fā)生的,而教師的指導(dǎo)也更加有針對(duì)性和實(shí)時(shí)性。尤其對(duì)于需要大型精密貴重儀器設(shè)備完成的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn),利用物聯(lián)網(wǎng)可以有效開展真實(shí)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】信息處理;物聯(lián)網(wǎng);智能家居
0 引言
物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“The Internet of Things”。從物聯(lián)網(wǎng)的名稱可以看出,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。主要包含有兩層意思:一方面,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò);另一方面,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備[1],按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[2]。
1 建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室的意義
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大學(xué)教學(xué)的重要組成部分,在人才培養(yǎng)中具有不可替代的作用。目前許多高校已著手建立自己的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng),這些實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的建立,為進(jìn)一步提高我過高校實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)代化管理水平[3],起到了積極的推動(dòng)作用。長(zhǎng)期以來(lái),由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一,實(shí)驗(yàn)室管理方式陳舊,同時(shí)我們也應(yīng)該看到高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理工作十分復(fù)雜。以致在一定程度上影響了學(xué)生的主動(dòng)性與積極性的發(fā)揮,不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng),同時(shí)也不利于充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。為推動(dòng)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè),對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行信息化管理,應(yīng)從實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的實(shí)際管理需要出發(fā),針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的現(xiàn)狀,開發(fā)的一個(gè)綜合、實(shí)用的信息管理系統(tǒng)。便于學(xué)校培養(yǎng)出更符合企業(yè)用人需求的創(chuàng)新人才。
首先,高校實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校的一個(gè)重要組成部分,它的質(zhì)量高低直接影響著教學(xué)質(zhì)量與科研質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)室水平是反映一個(gè)學(xué)校教學(xué)水平、科學(xué)技術(shù)水平和管理水平的重要標(biāo)志之一。時(shí)代在發(fā)展,科技在進(jìn)步,新時(shí)代的科學(xué)研究就要具備高新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。這就要求我們高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要有超前意識(shí)。高校要想擔(dān)當(dāng)起新形勢(shì)下物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng),建設(shè)一個(gè)設(shè)施齊全、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室迫在眉睫。
其次,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生深層次的接觸物聯(lián)網(wǎng),學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng),研究物聯(lián)網(wǎng),讓學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,并且給予學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目上技術(shù)和資料的支持??梢耘囵B(yǎng)學(xué)生合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)、具備扎實(shí)的電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高頻和微波技術(shù),有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信理論[4]、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論,掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層,傳輸層與應(yīng)用層關(guān)鍵設(shè)計(jì)等專門知識(shí)和技能,并且具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識(shí)、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。
最后,物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)小產(chǎn)品,也不是只是一個(gè)小企業(yè)可以做出來(lái),它不僅需要技術(shù),它更是牽涉到各個(gè)行業(yè),各個(gè)產(chǎn)業(yè),需要多種力量的整合。這就需要國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策和立法上要走在前面,要制定出適合這個(gè)行業(yè)發(fā)展的政策和法規(guī),保證行業(yè)的正常發(fā)展。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。目前,美國(guó)、歐盟、中國(guó)等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國(guó)也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究,工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。此外,在“物聯(lián)網(wǎng)”普及以后,用于動(dòng)物、植物和機(jī)器、物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機(jī)的數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會(huì)成為推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,為產(chǎn)業(yè)開拓了又一個(gè)潛力無(wú)窮的發(fā)展機(jī)會(huì)。按照目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求,在近年內(nèi)就需要按億計(jì)的傳感器和電子標(biāo)簽,這將大大推進(jìn)信息技術(shù)元件的生產(chǎn),同時(shí)增加大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。而物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)就是一個(gè)開始,為整個(gè)社會(huì)人才的培養(yǎng),從而為整個(gè)社會(huì)的發(fā)展與繁榮建立良好的人才儲(chǔ)備。
2 智能家居實(shí)訓(xùn)
物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室典型性的應(yīng)用是智能家居,智能家居是一個(gè)居住環(huán)境,是以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境,實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過程就稱為智能家居集成。智能家居集成是利用綜合布線技術(shù)[5-6]、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備集成。
智能家居實(shí)訓(xùn)臺(tái)包含的主要子系統(tǒng)有[7-8]:智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)。其中,(中央)控制管理系統(tǒng):對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)傳來(lái)的信息進(jìn)行處理,并發(fā)出相應(yīng)指令。家居照明控制系統(tǒng):控制家庭所有照明燈系統(tǒng),根據(jù)傳感器探測(cè)人的存在,從而控制燈的開與關(guān)。家庭安防系統(tǒng):家庭安防系統(tǒng)包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容:門磁開關(guān)、緊急求助、煙霧檢測(cè)報(bào)警、燃?xì)庑孤秷?bào)警、碎玻探測(cè)報(bào)警、紅外微波探測(cè)報(bào)警等。家庭環(huán)境控制系統(tǒng):控制窗簾、噴霧器等,確保室內(nèi)的溫度與濕度,控制室內(nèi)環(huán)境永遠(yuǎn)保持在最舒適的狀態(tài)下。
3 總結(jié)
目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還屬于一個(gè)新興技術(shù),正在快速發(fā)展,學(xué)習(xí)與掌握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)理論,發(fā)展方向及其行業(yè)應(yīng)用是目前高等教育的核心目標(biāo)。2010年最新的教育部已將物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn),開始鼓勵(lì)各高校申報(bào)相關(guān)專業(yè)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]蘇占東,楊炳濡,游福成.基于信息挖掘的智能決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2012,20(05):12-14.
[2]黃莉.智能信息與網(wǎng)絡(luò)處理探究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2011,10(8):158-159.
[3]劉麗珍,王函石,王旭仁,等.智能信息處理精品課程群建設(shè)思考[J].計(jì)算機(jī)教育,2012(18):49-52.
[4]劉翠紅,陳秉巖,王建永,等.基于學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(1):151-152.
[5]童曉渝,房秉毅,張?jiān)朴?物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展分析[J].移動(dòng)通信,2010,09:16-20.
[6]楊堤.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2012,21:16-17.
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng):智慧校園;感知識(shí)別
[中圖分類號(hào)]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [論文編號(hào)]1009-8097(2011)06-0123-03
引言
2009年8月總理提出“感知中國(guó)”以來(lái),物聯(lián)網(wǎng)受到了全社會(huì)極大的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的不斷成熟,將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)校園的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。一物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征
1 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵
從字面含義看,物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,這句包含了二層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識(shí)別(ILFID,Radio FrequencyIdentification)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)可分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,其主要功能是識(shí)別物體,采集信息,并且將信息傳遞出去;網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息;應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口,它與行業(yè)需求結(jié)合,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行過程:
(1)標(biāo)識(shí)物體屬性,屬性有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)屬性,靜態(tài)屬性直接存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽中,動(dòng)態(tài)屬性可由傳感器檢測(cè):
(2)由閱讀器讀取物體的屬性,同時(shí)將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式;
(3)將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?,再由處理中心完成物體通信的相關(guān)計(jì)算。
2 物聯(lián)網(wǎng)的特征
(1)連通性
連通性是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。無(wú)論是專網(wǎng)、無(wú)線、有線或者是感知物體,都必須體現(xiàn)“連通”狀態(tài),并且和互聯(lián)網(wǎng)連接在一起,這樣才能體現(xiàn)出真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。國(guó)際電信聯(lián)盟認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)的“連通性”有四個(gè)維度:一是任意時(shí)間的連通性:二是任意地點(diǎn)的連通性;三是任意物體的連通性:四是任何人的連通性。
(2)物物相聯(lián)
在互聯(lián)網(wǎng)中,人們利用電腦實(shí)現(xiàn)人與人之間相互交流:物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物與物的交流?;ヂ?lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人與人的遠(yuǎn)程交流,而物聯(lián)網(wǎng)完成了人與物、物與物的即時(shí)互動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了由虛擬世界向現(xiàn)實(shí)世界的連接轉(zhuǎn)變。
(3)智能化
智能化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象能夠智能監(jiān)控和智能控制,從這個(gè)角度看,物聯(lián)網(wǎng)是智能化的重要環(huán)節(jié),物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動(dòng)智能化的進(jìn)程。它使得世界中的物體不僅以傳感方式也可以智能化方式關(guān)聯(lián)起來(lái)。物聯(lián)網(wǎng)具有智能化感知性,它可以感知人們所處的環(huán)境,最大限度地支持人們更好地洞察、利用各種環(huán)境資源以便做出正確的判斷。
二 智慧校園
2008年11月,IBM公司正式提出“智慧地球”理念,2009年1月,“智慧地球”成為美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略的一部分。2009年8月7日,國(guó)務(wù)院總理在無(wú)錫視察時(shí),指示要迅速在無(wú)錫建立中國(guó)的“感知中國(guó)”中心?;谶@種“智慧”的理念,學(xué)校作為知識(shí)與信息服務(wù)機(jī)構(gòu)的前沿,應(yīng)該抓住機(jī)遇,通過物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)化發(fā)展與應(yīng)用,打造智慧校園。
智慧校園是通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)改變師生和校園資源相互交互的方式,以便提高交互的明確性、靈活性和響應(yīng)速度,從而實(shí)現(xiàn)智慧化服務(wù)和管理的校園模式。具體的說(shuō),智慧校園是把感應(yīng)器嵌入和裝備到食堂、教室、圖書館、供水系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室等各種物體中,并且被普遍連接,形成“物聯(lián)網(wǎng)”,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái),實(shí)現(xiàn)教學(xué)、生活與校園資源和系統(tǒng)的整合。
三 物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用主要包括校園生活和教學(xué)管理兩方面,如圖2所示。
1 校園生活
包括食堂管理、浴室水控管理、考勤管理、智能照明控制等。
(1)食堂管理
食堂管理是智慧校園重要組成部分,基于RFID技術(shù)的食堂管理系統(tǒng)主要分成三部分:
含RFID電子標(biāo)簽的飯卡:師生每人擁有一張這樣的飯卡,卡里面包含了用戶信息。
RFID閱讀器:在每個(gè)食堂售飯窗口安置一個(gè)RFID閱讀器,將讀到的信息傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,讀取卡上金額,并扣除消費(fèi)金額。
后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng):將用戶的注冊(cè)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中,可以方便管理員對(duì)食堂消費(fèi)業(yè)務(wù)的查詢。
(2)浴室水控管理
基于RFID技術(shù)的浴室水控管理,可以實(shí)現(xiàn)用水自動(dòng)化管理,主要功能以:
信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示:當(dāng)RFID卡位于閱讀器感應(yīng)區(qū)時(shí),閱讀器就顯示卡上余額,然后可立即進(jìn)入用水計(jì)費(fèi)狀態(tài)。
消費(fèi)模式:消費(fèi)模式采用實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)模式,即讀卡就出水,并根據(jù)用水量實(shí)時(shí)進(jìn)行扣費(fèi);
計(jì)費(fèi)方式:按使用的流量計(jì)費(fèi),即外接脈沖流量表,可根據(jù)計(jì)算產(chǎn)生的流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
(3)考勤管理
學(xué)生考勤是學(xué)校日常教學(xué)過程中必不可少的一個(gè)組成部分。常規(guī)考勤工作主要都由教師承擔(dān),花費(fèi)教師額外的時(shí)間與精力。
基于RFID技術(shù)的考勤管理工作流程:每次上課前,學(xué)生用含RFID標(biāo)簽的校園卡(或手機(jī)卡)刷卡進(jìn)教室,教室內(nèi)的設(shè)備在接收到讀卡器發(fā)送來(lái)的學(xué)生刷卡記錄數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器;遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中;然后,教務(wù)人員或者教師通過瀏覽器登錄到考勤查詢網(wǎng)站,可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程查詢某一節(jié)課或某一位學(xué)生或某個(gè)教室在某一段時(shí)間內(nèi)的考勤情況;學(xué)期結(jié)束時(shí),每門課程學(xué)生的出勤情況或者某個(gè)學(xué)生在一個(gè)學(xué)期的出勤情況可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出來(lái)。
(4)智能照明
智能照明是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使校園內(nèi)的燈能夠無(wú)線自主組網(wǎng),使每一盞燈都能遙測(cè)和遙控,教室和道路的燈接受控制中心的命令,反饋燈的各種狀態(tài),根據(jù)光強(qiáng)度和時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度。例如對(duì)教室照明智能控制,當(dāng)教室光照比較暗,燈自動(dòng)亮;當(dāng)光照比較強(qiáng)時(shí),燈自動(dòng)關(guān),如果發(fā)現(xiàn)教室里沒人,可以遠(yuǎn)程控制燈的開關(guān)。
2 教學(xué)管理
包括日常教學(xué)、智慧圖書館和實(shí)驗(yàn)室管理等
(1)日常教學(xué)
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于建立全面和主動(dòng)的教學(xué)管理體系,利用RFID技術(shù)的支持,可以完善教學(xué)管理的組織系統(tǒng)、評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng),從而對(duì)教學(xué)的質(zhì)量建立保障和監(jiān)控體系;有利于拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力,物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等提供支撐環(huán)境。例如,無(wú)錫市感知生長(zhǎng)校園數(shù)字化農(nóng)植園系統(tǒng),就是讓學(xué)生通過“感知”動(dòng)植物生長(zhǎng)情況,利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)收集、處理和觀測(cè)信息,交流種植經(jīng)驗(yàn),展示研究成果,從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
(2)智慧圖書館
智慧圖書館通過物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧化的服務(wù)和管理。
它的理想模式就是無(wú)需人工服務(wù)。目前物聯(lián)網(wǎng)在圖書館中的應(yīng)用,主要是RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用,以智能書車為例來(lái)說(shuō)明。
智能書車是一種移動(dòng)式RFID文獻(xiàn)歸架管理設(shè)備,具有查詢、定位、書架智能導(dǎo)航等功能,可實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)架位信息收藏、文獻(xiàn)分揀、新文獻(xiàn)上架等功能。具體流程:書籍揀到書車上,通過閱讀器識(shí)別書籍的RFID中存儲(chǔ)的信息,記錄并顯示文獻(xiàn)在書車上的位置,同時(shí)根據(jù)獲取的書籍存儲(chǔ)架位信息,將需要進(jìn)行上架工作的位置和書車上對(duì)應(yīng)的書的存放檔位對(duì)應(yīng)起來(lái),并在書車的顯示屏幕上按照書庫(kù)的位置將該車書的具體上架位置顯示和指引出來(lái),方便工作人員進(jìn)行高效率歸架。
(3)實(shí)驗(yàn)室管理
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室中主要包括設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)過程管理和智能插座等。
設(shè)備管理:RFID存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本屬性等信息,利用閱讀器方便地獲取相關(guān)信息,然后再利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
實(shí)驗(yàn)過程管理:首先,RFID可以幫助學(xué)生方便地獲取實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)、使用幫助等信息。其次,在實(shí)驗(yàn)過程中,使用不當(dāng)時(shí)能自動(dòng)警告并中斷實(shí)驗(yàn)過程,避免不必要的損失。另外,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實(shí)驗(yàn)者,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。
智能插座除了擁有傳統(tǒng)電源插座功能外,它能夠?qū)⒏鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的耗電量信息實(shí)時(shí)反饋給實(shí)驗(yàn)室管理員,管理員能隨時(shí)開關(guān)插座,實(shí)現(xiàn)插座與人的對(duì)話,起到高效節(jié)能的作用。
四 結(jié)束語(yǔ)
智慧校園是通過物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧化的校園服務(wù)和管理,它通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了校園內(nèi)任何人、任何物、任何信息載體、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)互通,海量信息在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的聚合而產(chǎn)生新的信息,從而給廣大師生提供了智慧化的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式。
毫無(wú)疑問,智慧校園為師生帶來(lái)了極大便利,同時(shí)也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是成本問題,建設(shè)智慧校園首先要有一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),包括有線與無(wú)線雙網(wǎng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;其次是師生隱私安全問題,由于物聯(lián)網(wǎng)可以跟蹤用戶的行動(dòng)、習(xí)慣以及偏好等,信息資源及師生隱私如何得到保護(hù)成為創(chuàng)建智慧校園亟待解決的問題;最后,管理機(jī)制尚不完備,物聯(lián)網(wǎng)如何維護(hù)、如何管理、如何使用都是很大的問題。目前,智慧校園還處于摸索階段,前景不明朗,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊,智慧校園一定會(huì)像浙江大學(xué)在信息化“十二五”規(guī)劃中描繪的那樣:無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。
參考文獻(xiàn)
[1]The Internet of Things[EB/OL].
[2][15]李青校園物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)向標(biāo)[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò),2010,(12):43-44.
[3]王曉靜,張晉物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,37(1):37-38.
[4]李盧一,鄭燕林物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2010,20(2):8-10.
[5]李一,陳火峰,關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的研究思考[J].價(jià)值工程,2010,(8):126-127.
[6][11][14]嚴(yán)棟,基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館[J].圖書館學(xué)刊,2010,(7):8-10.
[7]何印,劉施羽等淺談RFID技術(shù)在高校食堂管理中的應(yīng)用[J].科技資訊,2009,(26):212-213.
[8]王斌基于RFID的水控管理系統(tǒng)[J].中國(guó)電子商務(wù),2009,(12):28.
[9]浦敏,李云飛等,基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線照明控制系統(tǒng)[J].照明工程學(xué)報(bào),2010,21(2):86-87.
[10]鄧趙紅,桑慶兵,物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用與思考[J].無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,9(4):48-51.
關(guān)鍵詞:中職;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);軟件技術(shù);實(shí)訓(xùn)教學(xué)
前言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命,涉及的領(lǐng)域廣,其理念也日趨成熟。從整體來(lái)看,中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)主要份額有智能工業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)和智能家居等行業(yè)。2009年8月,“感知中國(guó)”的講話把我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展推向了,我國(guó)在無(wú)錫建立了“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、電信運(yùn)營(yíng)商和多所大學(xué)在無(wú)錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu),越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才,加大物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)各級(jí)人才培養(yǎng)力度,已經(jīng)成為當(dāng)前職業(yè)教育相關(guān)專業(yè)改革與發(fā)展的一項(xiàng)重要和緊迫任務(wù),中職業(yè)學(xué)校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置應(yīng)該著眼于社會(huì)的發(fā)展需要,增加在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng),在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)訓(xùn)上增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí)與技能實(shí)訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)的知識(shí)技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,適應(yīng)社會(huì)信息化產(chǎn)業(yè)新趨勢(shì)的發(fā)展。
1中職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀
目前,全國(guó)大多數(shù)本科、高職院校都開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)專業(yè),并把該專業(yè)作為重點(diǎn)規(guī)劃和發(fā)展專業(yè),學(xué)科知識(shí)體系及課程設(shè)置都在研究與探討,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)處在摸索、實(shí)踐階段,沒有成熟的體系、成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。中職學(xué)校也積極創(chuàng)造條件開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè),但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個(gè)學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展技術(shù),主要涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和電子技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用,而大多數(shù)中職學(xué)校學(xué)科體系不夠完善、受學(xué)制,專業(yè)師資和教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備等因素限制,如何在學(xué)?,F(xiàn)有師資、課程、實(shí)訓(xùn)設(shè)備的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建能滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)的需求、又具有本校特色的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),是各個(gè)學(xué)校急需解決的問題。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的建設(shè)與人才培養(yǎng)上采用兩步走的方式來(lái)實(shí)現(xiàn):第一步,各中職學(xué)校將結(jié)合學(xué)校學(xué)科專業(yè)體系的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)在電子技術(shù)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)專業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的基礎(chǔ)課程和實(shí)訓(xùn)課程,進(jìn)行探索與實(shí)踐。第二步,整合相關(guān)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)資源,制定統(tǒng)一、完善的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)方案,使之形成一個(gè)整體。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置
目前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)課程與教學(xué)實(shí)踐都是基于普通計(jì)算機(jī)之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù),而物聯(lián)網(wǎng)是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個(gè)學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展綜合技術(shù)。主要涉及電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用技術(shù),知識(shí)系統(tǒng)非常龐大,必須進(jìn)行研究與梳理,依據(jù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位,考慮中職學(xué)制與學(xué)生學(xué)習(xí)能力,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程架構(gòu)與知識(shí)體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí),進(jìn)行適時(shí)課程的設(shè)置調(diào)整,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù),課程設(shè)置如圖1所示,使學(xué)生掌握新的知識(shí)與技術(shù),從而擴(kuò)大就業(yè)面,提升在就業(yè)中的優(yōu)勢(shì)而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)置中已經(jīng)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層知識(shí)領(lǐng)域,只需要增加的主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層的相關(guān)核心課程。具體是在專業(yè)基礎(chǔ)課增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》,專業(yè)課上增加感知層《傳感技術(shù)與檢測(cè)》、《RFID技術(shù)與應(yīng)用》、《傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)》課程和《網(wǎng)站建設(shè)與管理》、《數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用技術(shù)》應(yīng)用層課程。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)體系設(shè)置
對(duì)于中職學(xué)生而言,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的定位應(yīng)體現(xiàn)在工程實(shí)踐性,學(xué)生需要有知識(shí)理論的學(xué)習(xí),更要注重工程能力的實(shí)踐,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過程構(gòu)建實(shí)踐體系,設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程的應(yīng)用技能,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置,結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)與設(shè)施情況,確定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)體系,確定實(shí)訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容。(見表1)
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐
中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)受學(xué)制(三年)和學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)訓(xùn)條件、師資等因素限制,課程調(diào)整的空間較小,在明確專業(yè)人才培養(yǎng)定位,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程架構(gòu)與知識(shí)體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí)教學(xué)與實(shí)訓(xùn),系統(tǒng)的增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí),適當(dāng)調(diào)整專業(yè)課程,一方面將物聯(lián)網(wǎng)傳輸層新技術(shù)與知識(shí)“嵌入”到原有的課程教學(xué)中,比如:將傳感器技術(shù)和RFID技術(shù)知識(shí)作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的內(nèi)容,無(wú)線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)加入到網(wǎng)絡(luò)課程中,將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)知識(shí)融入網(wǎng)站建設(shè)與管理課程中。另一方面,進(jìn)行適時(shí)課程的設(shè)置調(diào)整,在有限的學(xué)時(shí)上增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn),進(jìn)行典型的應(yīng)用系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn),如智能家居與智能安防監(jiān)控綜合實(shí)訓(xùn)。
5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)建設(shè)有完善的網(wǎng)絡(luò)布線實(shí)訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實(shí)訓(xùn)室、系統(tǒng)搭建實(shí)訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)訓(xùn)室,能完成網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)踐教學(xué)實(shí)訓(xùn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室可以對(duì)原有的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行改造,規(guī)劃和購(gòu)置物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)模塊設(shè)備,模擬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程環(huán)境和實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,構(gòu)建“理實(shí)一體化”物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室,拓展原有實(shí)訓(xùn)室的功能,提供課程教學(xué)實(shí)訓(xùn)從理論知識(shí)學(xué)習(xí)、講解到演示、基本技能訓(xùn)練、工程項(xiàng)目實(shí)踐等多層次教學(xué)實(shí)踐。借鑒網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐體系,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過程構(gòu)建實(shí)踐體系,設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程的應(yīng)用技能。因此,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程、實(shí)訓(xùn)體系設(shè)置、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐及實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的研究和探索,我們可以在中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí)與技能實(shí)訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的知識(shí)技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,擴(kuò)寬計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)渠道,提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)教育.中等職業(yè)學(xué)校專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)---信息技術(shù)類(第一輯)[M].高等教育出版社,2015.
[2]黃永前,劉凌.中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程設(shè)置探索[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2016.
[3]李翔宇,曾燕清,陳志德.基于崗位需求的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系建設(shè)思考[J].福建電腦,2016.