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物联网研究范文1
关键词:物联网;体系架构;应用;
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-12-0191-03
物联网(Internet of things)被认为是继计算机、互联网和移动通信网络之后的第三次信息化产业浪潮。一时之间,许多发达国家纷纷出台物联网发展计划,进行相关技术与产业的研究与开发。继美国推出“智慧地球”的战略计划之后,我国也相应的提出了“感知中国”的口号,并上升到战略地位。
一、物联网的起源
1.物联网的由来
1995年,比尔·盖茨在《未来之路》一书中,提出了“物-物”相联的物联网雏形。但是限于当时的技术条件,比尔·盖茨关于物联网的设想并没有引起太多的关注。
1998年,英国工程师Kevin Ashton在宝洁公司的一次演讲中提出了“物联网”的概念,认为物联网就是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与因特网连接起来,实现智能化识别和管理[1]。之后,在保洁公司和吉列公司的赞助下,Kevin Ashton与美国麻省理工学院的数位专家一起创立了一个RFID研究机构——自动识别中心(Auto-ID Center),对物联网的概念进行了补充。他们提出,在因特网的基础上,利用RFID、无线传感网络、数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“物联网”,在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无须人为干预[1]。
2005年国际电信联盟在的《ITU互联网报告2005:物联网》报告中指出:无所不在的“物联网”通信时代即将到来。ITU在报告中指出,我们正站在一个新的通信时代的边缘,信息与通信技术(ICT)的目标已经从满足人与人之间的沟通,发展到实现人与物、物与物之间的连接,无所不在的物联网通信时代即将来临[2]。
2.物联网的概念
目前,不同国家和机构组织对物联网都有不同的理解和定义。我国对物联网的定义是指“通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,它是在互联网基础上延伸和扩展的网络”[3]。
简而言之,其实质就是“物物相连的互联网”[4]。我们可以把它看作是互联网在现实世界的延伸和扩展,在利用原有的全球互联网的基础之上,给现实中的事物贴上标签,利用各种标识和传感技术,把现实事物的动态信息虚拟化;然后,利用互联网把这些虚拟化的信息传送到特定主机上去;再利用计算机进行各种分析、处理;最后,向原标识标签做出反应,从而达到智能化远程控制的目的。也即,可以实现现实生活中的物物相连,物物相通[5]。
二、物联网体系架构
目前公认的物联网体系架构是:感知层、网络层和应用层的3层结构;感知层用来感知事物的实时数据,网络层用于传输数据,应用层则是面向各种用户需求的应用。
1.感知层
信息感知为物联网应用提供了信息来源,是物联网应用的基础。数据收集是感知数据从感知节点汇集到汇聚节点的过程[6]。简单来说,就是通过各种感知技术(RFID、二维码、传感器技术等)感知物体,采集物体的实时状态数据。在传感技术方面,目前的传感器件是依靠敏感器件,而距离广泛应用要求还远远没有达到,解决传感器件朝着功耗更低、敏感度更高、稳定性更好、成本更低的方向发展是现在一个急需解决的问题。
图一 物联网体系架构简图
2.网络层
网络层能够把感知到的信息进行传输,实现互联。感知层感知到的大量信息都需要通过网络层进行传输,才能实现对这些信息的处理,以达到智能化管理和监控的目的。物联网的核心应是以IPV6为基础的互联网,但不排除物联网节点能通过互联网的双向翻译网关或隧道机制与传统的IPV4终端主机通信[7]。经过十多年的快速发展,移动通信网、互联网等技术已经比较成熟,基本上能够满足物联网数据传输的需要。
3.应用层
伴随着物联网在不同领域中的普及,网络中的数据量将成几何倍数增长,应用层必须提高对这些数据的及时计算和反馈。如何有效的改进已有的技术和方法或提出新的技术和方法来高效地管理和处理这些海量数据将是从数据中提取信息并进一步融合、推理和决策的关键[8]。应用层是物联网与用户的接口,根据不同用户的不同需求,在物联网感知层和网络层的基础之上,我们可以开发各种不同的应用,来解决生活中的各种问题,给我们的生活带来便利,实现更加精细和准确的智能化管理。例如:手机钱包、智能家电、绿色农业、智能交通等。
三、物联网研究进展
1.国内研究进展
2005年,我国RFID产业联盟正事宣布成立;2008年无锡市与中科院共同组建中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心;2009年6月,中科院了“创新2050科学技术与中国的未来,中国至2050年信息科技发展路线图”描述了物联网的发展战略图;2010年3月,旨在打造具有国际影响力的物联网创新基地和高端物联网产业链的中国首个物联网中心——上海物联网中心正式成立;2011年3月,重庆市首个国家级物联网示范基地正式落户南岸茶园新区。从2009年提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家的五大新兴战略性产业之一。但是,我国的物联网发展仍有许多不足之处,主要包括:观念问题,物联网的发展不是一朝一夕之事,我们应该做好长期、持久的准备,切勿急功近利[1];技术问题:物联网是一个现有技术的融合,是互联网、移动通信网发展的产物,我们不能把它与现有的技术分离开来,在现有传感器等技术的基础上,融合与完善各种感知、通信技术,实现物物相连的智能化管理与控制[9];导向问题:物联网是一个涵盖全球的计划,对于物联网的大的发展方向,政府应该起到导向的作用。然后在各个行业、领域内得到完善,逐步实现由小到大、由具体领域到全行业的推广实施,最后发展到全球化的物联网。
2.国外研究进展
2008年底,IBM提出“智慧地球”概念,建议将下一代的IT技术运用在各行各业之中,将传感器嵌入和装备到全球各个角落的铁路、电网、桥梁、隧道、公路等各种物体中,并且普遍连接起来形成“物联网”,而后通过超级计算机将整个“物联网”整合起来,使人类能以更加精细和动态的方式管理生产、生活,最终形成“物联网+互联网=智慧地球”[10]。美国政府对此给予积极回应,将发展物联网视为新的经济增长点,刺激经济复苏的钥匙。
2009年6月,欧盟宣布了《欧盟物联网行动计划》,确保欧洲在构建物联网的过程中起到主导作用[11]。2009年10月,欧盟《欧盟物联网战略研究线路图》,提出到2010年、2015年、2020年的三个阶段的物联网研发路线图,提出物联网在航空航天、医药、能源等18个领域的应用[9]。
2009年8月,日本在继“e-Japan”、“U-Japan”后提出了“i-Japan”的国家信息化战略,主要目的是通过大力发展电子政府和地方自治体,推动医疗、健康和教育的电子化,开拓支持日本中长期经济发展的新型产业[12]。韩国也相应的提出了“u-Korea”战略,建立有智能网络、先进的计算技术以及其他领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态[13]。
四、物联网的应用
1.物联网在物流方面的应用[14]
在某种意义上说,物联网可以看成一个大的智能物流。在物流业中物联网主要应用于如下四大领域:一是基于RFID等技术建立的产品的智能可追溯网络系统,如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等等。这些智能的产品可追溯系统为保障食品安全、药品安全提供了坚实的物流保障;二是智能配送的可视化治理网络,这是基于GPS卫星导航定位,对物流车辆配送进行实时的、可视化的在线调度与治理的系统。很多先进的物流公司都建立与配备了这一网络系统,以实现物流作业的透明化、可视化治理;三是基于声、光、机、电、移动计算等各项先进技术,建立全自动化的物流配送中心,实现局域内的物流作业的智能控制、自动化操纵的网络。如货物拆卸与码垛是码垛机器人,搬运车是激光或电磁到人的无人搬运小车,分拣与输送是自动化的输送分拣线作业、进库与出库作业是自动化的堆垛机自动化的操纵,整个物流作业系统与环境完全实现了全自动与智能化,是各项基础集成应用的专业网络系统;四是基于智能配货的物流网络化公共信息平台。
2.物联网在其他方面的应用
物联网在车辆监管、企业安全生产、智能图书馆等方面都有着广泛的用途。
在车辆监管中的应用,通过传感器设备对城市车辆实时数据(包括道路运行车辆和停车场静止车辆)进行收集,并在已收集数据的基础上进行套牌、超速、限行等多种违法车辆的自动识别计算。
在企业安全生产中的应用,企业安全生产的关键问题在于安全事故的提前预警,在事故发生之前能够做出及时的处理。瑞丰集团的化工生产安全监控系统通过视频监控、红外设防、温湿度、烟感、水浸、电源、易燃气体、重要生产设备等安全实时监控,系统采用B/S结构,工作人员可以通过PC机、智能手机等手持终端浏览器登录系统管理界面实时监控,当出现问题时,分析系统根据问题的级别选择不同的报警方式,工作人员可以在安全事故发生之前进行处理,并且分析系统也会根据分析结果进行相应的调整,以免事故的发生。
在智能图书馆中的应用,目前国内大部分图书馆采用传统的条形码识别与磁条以及计算机网络相结合的数字化管理模式存在诸多问题,如:借还、查找、乱架图书的整理等。首先,感知层通过RFID技术,实现图书智能识别以及信息跟踪,并且在各个书库通过安装RFID芯片组成传感器网络,可以实时监控馆内的环境情况;然后,接入层利用现有的各种通信技术(3G网络、WIFI等)对实时监测的信息进行交互,实现“物与物的交流”,汇总传输到管内机房并更新数据;再次,智能信息处理层负责物联网的云图书馆系统的管理、维护、操作等;最后,应用层提供图书馆业务的管理、维护、操作等Web借口,如:图书编目、图书归架、自助图书借还等功能。
五、总结与展望
1.总结
物联网的研究和发展目前还处于起步阶段,国内外对物联网的概念和特征的理解还没有达成统一,物联网的系统架构仍没有形成统一的标准。在继计算机、互联网、移动通信网之后,我国再次迎来物联网时代的挑战。从计算机、互联网和移动通信网的发展来看,物联网的发展也不会是一帆风顺的,必然会走一些的弯路。对此,应该注意以下几个方面:
第一,保持开放的姿态,坚持对外合作。物联网是一个全球性的课题,不是某一个地区,某一个国家的事情。它是关系到全世界70多亿人口的事情,只有保持对外开放,吸收各国先进研究成果的同时,努力在关键技术上攻破难关,才能使自己在物联网时代的前沿保持不败之地;第二、保持国家重视,上升到战略性意义。自从来,我们看到了对外开放的成果,国家引领社会,国家带动民众,只要政府保持对物联网的高度重视,积极引导各行各业对物联网的投入,相信在不久的将来,我国物联网的发展一定可以立于世界先进水平的行列;第三、针对感知层的信息安全的研究。与传统的因特网相比,物联网带来的信息安全问题主要集中于感知层,而无线传感器网络必然是感知层的重点。在环境监测、医疗卫生、智能家居、国防军事等领域,无线传感器网络有着广阔的应用前景,但是在实际应用过程中面临着严重的隐私数据泄漏或被篡改的威胁,这些潜在的威胁影响了无线传感器网络的应用发展,研究和解决传感器网络中的数据隐私保护问题,对传感器网络的大规模应用具有重要的意义。
2.展望
物联网把传统的信息通信网络延伸到了现实世界中去,做到真正的“物”与“网”的融合,为信息化产业大发展带来了又一轮的,对全球经济发展和社会生活生产具有深远影响。但是,物联网的发展正处于起步阶段。对我国物联网发展而言,既是机遇又是挑战。针对各国物联网技术的不断发展,我国只有积极吸收各国先进技术,始终保持对外开放,关注世界各国物联网产业的发展,在物联网信息化产业大发展中一定可以跻身于先进国家之列。
参考文献
[1]董耀华,佟锐,孙伟,董丽华.物联网技术与应用[M].上海科学技术出版社,2011-12
[2]International Telecommunication Union,Internet Reports 2005:The Internet of things[R].Geneva:ITU,2005.
[3].2010年政府工作报告.http://gov./2010lh/connet
_1555767.htm
[4]孙其博,刘杰,黎羴,范春晓,孙娟娟.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[A].北京:北京邮电大学学报,2010-6.
[5]European Research Projects on the Internet of Things(CERP-IoT)Strategic Research Agenda(SRA).Internet of things--strategic research roadmap[EB/OL](2009-09-15)[2010-05-12].http://ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/in_cerp.pdf.
[6]胡永利,孙艳丰,尹宝才.物联网信息感知与交互技术[A].北京:北京工业大学计算机学院多媒体与智能软件技术北京市重点实验室.计算机学报.2012年6月.
[7]胡光武,陈文龙,徐恪.一种基于IPV6的物联网分布式源地址验证方案[J].北京:清华大学计算机科学与技术系.计算机学报.2012年3月.
[8]刘正伟,文中领,张海涛.云计算和云数据管理技术[A].济南:高效能服务器和存储技术国家重点实验室.计算机研究与发展.2012年6月.
[9]刘勇燕,郭丽峰.物联网产业发展现状及瓶颈研究[A].北京:科学技术部信息中心.
[10]袁国智,董毅明.我国物联网产业现状及其发展对策分析[J].商业时代.2011.4
[11]杨晓丹.物联网,区域发展新战略[J].浙江经济,2010.6
[12]刘军伟.物联网在物流方面的应用[S].百度文库:2011-10月
物联网研究范文2
从09年开始,一场物联网的风暴就席卷了世界各地,奥巴马总统提出了"智慧地球"的理念;同一年我国总理发表了重要的讲话,制定了"感知中国"的新型产业计划,从那时候开始,物联网在中国就得到了飞速发展,它打破了人类传统的思想,被归为国家重点研究的领域。可以广泛的被应用与教育与科研、军事与安全、医疗、环境与交通等各行各业。
2物联网的概念
物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品通过互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。由此可见,物联网和互联网有着非常紧密的联系,它是以互联网为基础,对其进行扩展和延伸的网络;它的用户端可扩展到任何事物与事物之间的信息交换和联系。物联网主要分为三个层:第一层是感知信息层,主要包括条码识别器、传感器、RFID、多媒体等各种设备,相当于计算机的输入设备,通过高中速和低速短距离传输、协同信息处理等技术来采集和识别信息;第二层次是传输信息层,其任务就是用来对第一层的信息进行传输以及处理,主要包括异构网融合、资源和存储管理、M2M无线接入等;第三层是应用信息层,该层主要负责提供解决方案来满足人们最终所需要的结果,可以应用到各个领域。
3物联网在校园管理中的应用
近几年来,物联网技术在不断的成熟发展,电子设备硬件成本呈现不断下跌,物联网在学校教育中的前景也受到人们的关注。在校园本来目前已经普及的校园网的基础上,可以利用射频识别、无线数据通信、传感器等技术,构建出一个比校园网更加有实用价值的校园物联网。通过校园物联网,系统可以及时的、全自动的对物体进行识别、定位、追踪、监控,触发相应事件。物联网突破原来校园网的管理的现状,使校园发展更加数字化、智能化,从而提高管理的水平和效率。
物联网研究范文3
关键词:物联网;高校研究与应用
1物联网的提出和历史背景
1.1提出
物联网就是“物物相连的互联网”。物联网的定义是:通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
1.2历史背景
物联网的概念是在1999年提出的,当时基于互联网、RFID技术、EPC标准,在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网(简称物联网),这也是2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。
传感网是基于感知技术建立起来的网络。中科院早在1999年就启动了传感网的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些适用的传感网。1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。”2003年,美国《技术评论》提出,传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。
在物联网的世界里,物物相连、天罗地网。有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。据悉,物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。EPOSS在Internet of Things in 2020报告中,分析预测未来物联网的发展将经历四个阶段:2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域;2010~2015年物体互联;2015~2020年物体进入半智能化;2020年之后物体进入全智能化。
2物联网的应用
2.1应用原理
物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造的一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网中非常重要的技术是射频识别技术。RFID是射频识别(Radio Frequency Identification)技术的英文缩写,是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。
3物联网高校的研究
物联网在中国高校研究的聚焦点是北京高校和南京高校。作为“感知中国”的中心,无锡市2009年9月与北京高校就传感网技术研究和产业发展签署合作协议,标志中国“物联网”进入实际建设阶段。协议声明,无锡市将与北京高校合作建设研究院,内容主要围绕传感网,涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域。此外,相关的应用技术研究、科研成果转化和产业化推广工作也同时纳入议程。
为积极参与“感知中国”中心及物联网建设的科技创新和成果转化工作,保持、扩大学校在物联网研究领域的优势,南京高校召开物联网建设专题研讨会,及时调整科研机构和专业设置,新成立了物联网与传感网研究院、物联网学院。2009年9月10日,全国高校首家物联网研究院在南京高校正式成立。新华日报记者探访了南邮的“无线传感器网络研究中心”,这里的研究者与“物联网”打交道已有五六年。在实验室,一些“物联网”产品已经初见雏形。此外,南邮还有系列举措推进物联网建设的研究:设立物联网专项科研项目,鼓励教师积极参与物联网建设的研究;启动“智慧南邮”平台建设,在校园内建设物联网示范区等。
物联网研究范文4
关键词:物联网 标准寻址层 寻址技术 物品编码标准
一、物联网的概况介绍
物联网是在计算机互联网的基础上,利用射频自动识别(RFID, radio frequency identification)、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”,其核心技术之一就是RFID技术。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
(一)物联网的组成
互联网可以把世界上不同角落的人紧密地联系在一起一样,采用RFID技术的Internet也可以把世界上所有物品联系在一起,而且彼此之间可以互相“交
流”,从而组成一个全球性实物相互联系的“物联网”。典型的物联网由三大部分组成,即RFID系统、中间件Savant系统和Internet系统,如图1所示。其中RFID系统主要包括RFID电子标签(tag)、阅读器( reader)及数据交换和管理系统(processor)软件;中间件savant系统由Savant服务器、ONS(objectnaming service)服务器、PML(physi-calmarkup language)服务器及相应的数据软件等组成; Internet系统通常由计算机系统和网络服务器等组成。
(二)物联网工作原理
物联网系统中的RFID阅读器可控制射频模块向电子标签发射读取信号,并接收标签的应答信号,同时可对电子标签的对象标识信息进行解码,从而将对象标识信息连带电子标签上的其他相关信息传输到Savant系统以供处理。通常其工作频段和电子标签上频率是一致的。
二、支持任意物品编码标准的物联网通用寻址技术研究
(一) 物品标准寻址层的物品标准寻址系统
根据物联网资源寻址模型可知,物品标准寻址层以标准识别码或者标准识别码和物品编码的结合共同作为原始输入,最终向物品编码寻址层输出资源地址信息。由于每个寻址层可以由若干个物联网通用寻址层次组成,每个寻址层次中的物品标准寻址系统可以各异,除了位于最底层的寻址层次中的物品标准寻址系统向物品编码寻址层输出资源地址信息外,位于上层的寻址层次中的物品标准寻址系统输出的资源地址信息需要用作其下寻址层次中原始资源名称的转换信息。因此物品标准寻址系统需要能够输出两种资源地址信息,即标准资源地址信息是指物品标准寻址层输出的用于物品标准寻址层转换原始资源名称的转换信息。编码资源地址信息是指物品标准寻址层输出的用于物品编码寻址层转换原始资源名称的转换信息。
(二)物品标准寻址层的资源地址信息
1、参数指定机制
参数指定机制是指将资源地址信息划分为若干参数,各参数的含义需要转换函数事先能够理解,这样通过给各参数赋值的方式实现资源地址信息的描述。
由于资源地址信息中的标准分级结构信息和扩展分级结构信息均需要对外声明其所对应的原始资源名称的类型以及编码格式。本文定义Standard_Code表示标准识别码,Thing_Code表示物品编码,Binary表示二进制编码格式,Decimal表示十进制编码格式,Hexadecimal表示十六进制编码格式。定义属性表示资源地址信息对应的原始资源名称的类型,属性表示原始资源名称的编码格式,此处本文使用不甚严格的ABNF(Augmented Backus-Naur Form,扩展的巴科斯范式)对它们赋值的语法描述表示如下:
=""""(1)
=""Standard_Code""""Thing_Code""(2)
=""""(3)
=""Binary""""Decimal""""Hexadecimal""(4)
属性与相应的赋值表明某参数对应某项属性具有的特性。属性为空时,表示资源地址信息不需要对任何原始资源名称做转换,其本身即为资源地址,可以作为其他资源寻址系统的输入或作为资源的物理地址;参数为Standard_Code时,表示该资源地址信息对应的原始资源名称的类型为标准识别码;属性为Thing_Code时,表示该资源地址信息对应的原始资源名称的类型为物品编码;属性为Binary、Decimal或Hexadecimal时,分别表示该资源地址信息对应的原始资源名称的编码类型为二进制编码、十进制编码或十六进制编码。
2、正则表达式机制
正则表达式描述机制是指通过正则表达式实现资源地址信息的描述,其可被所有支持正则表达式处理功能的转换函数理解和处理。
正则表达式描述了一种字符串匹配的模式,可以用来检查一个字符串是否含有某种子字符串,并可将匹配的子字符串进行替换,或者从某个字符串中取出符合某个条件的子字符串等操作。资源名称相当于字符串,因此正则表达式可以实现资源名称的分段、替换、排序等操作,从而可以实现对于扩展分级结构信息和标准分级结构信息的描述。然而对于资源地址信息所需对外声明其所对应的原始资源名称的类型,正则表达式不能提供较好的支持。因此对于原始资源名称的类型、编码格式以及资源地址信息的类型的声明描述依旧采用参数指定机制。
(1) 扩展分级结构信息
扩展分级结构信息可以直接采用正则表达式描述,假设扩展分级结构信息对
物联网研究范文5
关键词:物联网教学评价;评价要素;评价体系
一、物联网教学评价的涵义
物联网教学评价是指在物联网环境中,依据一定的教学目标,借助物联网技术与工具,采用相应的评价方法,对物联网教学过程及其结果进行测量,并作出价值性判断。物联网教学评价一般包括对物联网教学过程中教师、学生、教学内容、教学方法、教学环境、教学资源、教学支持服务和教学管理等诸因素的全面评价,但通常情况下的物联网教学评价,主要是对学生的学习、教师的教学及教学资源支持服务系统等的评价。
二、物联网教学评价的特点
物联网教学与传统教学相比有其独特个性,使得物联网教学评价具有不同于传统教学评价的特点即:评价结果的效益性、评价对象的广泛性、评价过程的动态性、评价主体的多元性。
三、物联网教学评价的原则
(一)客观性原则。从测量的标准和方法,到评价者所持的态度,特别是最终的评价结果,都应符合客观实际,不能主观臆断或掺杂个人情感。
(二)整体性原则。评价要对组成教学活动的各个方面作多角度、全方位的评价,而不能以点代面,以偏概全。因此要真实的反应教学效果,必须对教学活动从整体上进行评价。
(三)导向性原则。通过评价使评价对象的思想和行为不断向评价标准靠拢,不仅使被评价者了解自己的优缺点,还对评价的结果进行认真分析,从不同角度查找因果关系,并通过反馈信息,使被评价者明确今后努力的方向。物联网教学评价的导向性原则主要体现在两个方面:物联网教学应体现当前物联网教学的发展趋势,体现全面发展的培养目标;物联网教学评价标准应体现现代教学理论。
(四)科学性原则。评价不能仅靠经验和直觉,而要依据科学的分析,只有科学合理的评价才能对教学发挥指导作用。科学性原则不仅要求评价标准科学,而且要求评价程序和评价方法科学。
(五)有效性原则。物联网教学评价的有效性指物联网教学评价一方面要能够体现物联网教学的内在要求,另一方面又能够得到从事物联网教学的人员的认可。即物联网教学评价的结果应既能反映物联网教学的目的,又能体现物联网教学的内在的规律和物联网教学自身丰富多样的个性。
(六)开放性原则。物联网教学评价应该是开放的,不仅要为评价者在评价过程中具体掌握标准留有一定余地,更要具体问题具体分析,为教师和学生留有广阔的创造空间。
四、物联网教学评价要素
(一)对学生的评价
(1)学生学习过程的评价
在物联网教学评价中,对学生学习活动(过程)的评价尤为重要。
1、发现学习者在学习过程中遇到的困难与问题,为改进教学、及时反馈提供依据。
2、通过对学习者在学习活动中的表现进行监控评价,为学习者提供个性化的服务与帮助。
3、对活动或过程的评价能够帮助学习者发现其学习的现状,找到努力的方向,从而促进学习者的学习效果。
对学生学习过程的评价主要包括一下三个方面:
1、对学生参与学习活动情况的评价,如交互程度、答疑情况、解决问题的策略与能力等;
2、对资源利用情况的评价,包括对物联网教学平台及其中资源的使用情况;
3、对学生学习态度的评价,学习态度是指习得的、影响个人对学习做出行为选择的、有组织的内部准备状态或反应的倾向性。
(2)学生学习结果的评价
通过对学生学习结果的评价,我们可以获得教学对学生所产生的影响。对学生学习结果的评价主要是对通过物联网教学完成后的各种学习结果的评价,依据这些评价,我们可以判定物联网教学在教育教学中的效用,其主要包括学习目标达成度、任务完成情况、达标测试、实践作品、信息素养、创新精神六个方面。
(二)对教师的评价
(1)教学活动的组织。物联网教学评价应重视教师对教学活动组织的评价,具体可从以下几方面进行:1、教师是否能及时调整和引导学生行为、激发学生学习兴趣;2、是否关注学生的各种学习表现;3、是否针对不同学生的能力为其设计不同程度的作业;4、是否及时批改学生作业并给予适当的反馈意见;5、是否在学生遇到疑难时给予及时的引导与帮助;6、是否有效地组织学生参与讨论区和聊天室的讨论;7、是否对学生发言人数、发言量、发言时间和讨论情况进行记录和分析;8、是否根据分析的数据对学生提供有针对性的关注和恰当的教学方法与策略。
(2)学习资源的提供。物联网教学主要是学生的自学和小组的协作学习,为此,学生学习效果的好坏在一定程度上与以下条件有关:教师是否上传有效的学习资源,使学生获得更多的知识和技能;是否提供与课程或专题相关的扩展性资源,来帮助学生深入探究某个问题;是否及时更新有关的学习资料有关。学习资源的量上,教师要为学生提供大量丰富的扩张性资源;学习资源的质上,教师要对资源的加工与整理,去粗取精、去伪存真,并使之逻辑化、序列化。
(3)学生成绩。学生成绩在一定程度上反应了教师教学的水平和能力。为此,可以结合以下内容对教师进行评价:教师是否根据学生平时的练习、电子作品、考试成绩进行多元评价?是否结合了多种评价方式对学生成绩进行评定?等等。
(三)对物联网教学资源的评价
物联网构建的教学环境使学生的学习不再受时空限制,物联网学习资源成为整个教学活动实施的主线,也是开展物联网教学的基础。丰富的资源和便捷的资源获取方式也是物联网教学的突出优势。物联网教学资源的质量是反映物联网教学质量的重要指标,它是学习内容的集合,是学习者直接与之发生交互的对象,因此对其评价主要包括一下五个方面:对目标与内容的评价;对结构与功能的评价;对超链接与导航的评价;对多媒体表征与素材质量的评价;对技术规范的评价
(四)对物联网学习支撑与服务系统的评价
(1)物联网教学支撑平台的评价
技术系统即物联网系统,是为教学提供的技术平台,指系统的安全性和传递系统的稳定性和可靠性。教学系统指平台能够实现自主学习、协作学习、讨论学习和探究学习。收集评价数据主要包括系统稳定工作时间、系统工具利用率、系统资料的丰富程度等,这些数据可以通过管理员、教师、学生的反馈和问卷调查来获得。
(2)物联网学习服务系统的评价
物联网研究范文6
[关键词]物联网;移动;核心网;融合;研究
中图分类号:TM442 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0376-01
物联网是通信业“十三五”规划中重要的组成部分,也是经济发展的基础。随着物联网的不断发展,更多终端集中地接入到网络中,并且一起将信息传递到物联网应用平台上,这会对移动核心网会产生一定影响。同时,物联网的推广对于核心网的演变提出了新的要求,本文主要分析两者的结合。
一、物联网和移动核心网的定义
物联网是现代化信息技术的重要内容,也是信息时展的重要时期。其英文名称为“Internet of things(IoT)”,其主要是说,物联网就是物物相连的互联网,且包含了两种意思,一方面是指物联网的中心和基础依旧是互联网,是依据互联网的基础上拓展的网络项目,另一方面是指应用端拓展到一切物体与物体之间,实施信息沟通和通信,也就是说物物相吸。
移动核心网技术包含了2G核心网技术、3G核心网技术以及4G核心网技术。
二、核心网的演变
随着物联网的不断推广,核心网的演变可以分为以下几个时期:第一,依据现阶段核心网拥有的物联网工作内容。不需要构建物联网平台,促使物联网工作融入到2/3G网络中的GGSN或4G网络中的SAE-GW中,可以减少成本支出。但也存在一定的缺点,如真实性较低,占据现有网络资源,同时物联网在发展到一定规模时会受到约束。这一阶段出现在物联网发展的基础时期,此时工作数量较少,需求低。第二,构想物联网平台,且物联网平台与核心网应用的是内部接口,运营商提供物联网工作,这一阶段确保了服务工作质量,且可以全面应用现阶段的核心网信息资源,有助于现阶段多样化网络的结合,满足物联网发展的要求。第三,应用混合组形式,物联网服务上提供接口。运营商除去供应自身的物联网工作之外,还可以融入其他物联网服务供应商的工作内容,且核心网支持其他物联网工作提供商的接口。这一时期满足物联网发展的成熟时期。
现阶段,物联网发展正处于第二阶段,拥有两种发展方案,一种是建设物联网的核心网,另一种是优化现阶段核心网达到物联网工作需求。对比两种方案,前者的工作内容包含了短期容易部署和长期需要分析核心网的结合;网络构成包含了新增网元,且过于复杂,融合难度较大;在实际发展中优化现阶段的支撑系统;短期内成本支出不高,在长期发展中要深入分析投资可能性;是专属网元,确保QoS;在实际发展中可以进行整体规划,有助于网络长期演变。而后者初期满足要求,物联网成熟之后难以满足需求;演变的思路非常清晰明了,可以很容易的融合;共同享受现阶段系统信息资源,但是在长期发展中需要进行优化;可以保护资源发展;同时在实际发展中需要关注现阶段网络构建发展需求[1]。
物联网发展的初级阶段,结合此时物联网工作量较低,核心网依据实现工作功能为方向,结合现网优化也不会对现网设施产生数量上的影响。物联网发展到中后期,对网络承载量和质量要求较高,核心网难以满足工作数量提升的需求,可以在这一阶段构建新的核心网网络。
三、物联网的演变方案
(一)引进新技术
其主要分为两方面,一方面是引用分布式HLR。HLR就是归属位置寄存器,是移动通信网中移动应用者的信息系统。现阶段网络HLR主要由集中式向分布式发展,集中式HLR从数量和拓展上难以满足物联网储存的要求。因此,物联网发展需使用分布式HLR。另一方面应用引人3G Direct Tunnel技术。其实依据将控制和承载划分,在RNC和GGSN两者之间构建应用者面渠道,应用者面流量选择在RNC和GGSN中实施信息的传递,从而减少SGSN的应用者面流量压力。在引用3GDT技术之后,管理面信令依旧是依据SGSN完成,并且依据SGSN明确什么时间构建直接连接渠道和对渠道优化和更新等内容。
(二)物联网与现有网络融合
(1)2G/3G/4G网络与物联网结合分析
物联网与2G/3G/4G网络的结合也是发展的一种形式。移动业务的2G网络用户正在逐步萎缩,3G/4G网络特别是4G网络正在大力发展。移动的各项增值项目和网络的各项工作都可以在3G/4G网络中达到目标,3G/4G网络是物联网最优质的载体。鉴于物联网只能处于移动核心网的PS域中,物联网与移动核心网融合的重点是为了引用新式硬件架构的大容量GGSN/SAE-GW设施,在传递以往信息资源接入技能的过程中,还要提升设施的性能,应用安全管理技能、支持QoS商议和工作研究水平。同时为了满足物联网工作发展的需求,GGSN/SAE-GW还需要拥有与第三方网络和ASP的互联技能[2]。
(2)IMS网络与物理网结合组网
IMS是IP多媒体子系统,也是一种新式的多媒体工作形式,其可以达到现阶段终端客户要求更现代化、更多元化多媒体工作的目标。
IMS支持开放化的网络构成和多样化的工作优化能力,为了达到工作创新的目标奠定了有效的基础。IMS构架提出了一个安全、开放、可以拓展能力、多样化的工作平台,保障了物联网新工作内容应用的快速开发设定和新工作网络多次建设消耗的最小化。对于多样化的物联网工作应用来说,IMS系统应用标准化的开放接口,可以不断提升产品兼容性,促使物理网行业得到有效的发展。并且可以有效提升供应各项物理网工作应用的速度,促使工作更好的结合,满足开放的工作供应形式需求。
物联网与IMS结合主要分为以下几点工作内容:第一,控制融合。主要是依据现阶段IMS网络融入到M2M网络,以此成为M2M控制网对其工作内容是实施全面管理。第二,工作融合。M2M应用是IMS应用中的组成部分,可以为应用者和工作内容提供多样化的信息资源,IMS应用者和工作可以拓展到多个场景当中。第三,全面融合。将M2M与IMS两者应用结合到一起,依据一样的应用服务器解决问题,并且结合现阶段存在的IP承载网达到IMS网络和物联网融合的目标[3]。
四、结语
总而言之,本文主要是对物联网和移动核心网的定义和演变实施了分析,且结合现阶段科技技术发展需求,分析了物联网与移动核心网融合的形式。由此,在实际发展的过程中,需要结合现实需求,不断分析了两者融合的网络构架,且依据规定不断的完善。
参考文献
[1] 韦乐平.电信网技术发展的趋势和挑战[J].现代电信科技,2015,Z1.