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物联网智能教育范文1
关键词:智能交通控制 物联网 嵌入式 模糊控制
中图分类号:U495 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(b)-0015-02
1 物联网概念及结构组成
物联网(theIntemetofthings)在维基百科的定义是:把感应器和装备嵌入到隧道、铁路、建筑、电网、公路、桥梁、供水体系、大坝、油气管道以及家用电器等各式物体上,并接入互联网,用特定的软件程序运行,实现远程控制。
物联网有三个特征:一是全面感知,即利用RFID、二维码、传感器等实时地获得物体的信息;二是可靠传递,通过电信网络与互联网的结合,实时准确地将物体的各种信息传达出去;三是智能处理,利用云计算、模糊控制等各种智能计算技术,分析和处理物体进行智能化地控制。
2 智能交通
智能交通系统是在比较健全的道路硬件设施基础上,将先进的电子技术、传感器技术、信息技术和系统工程技术集成运用于地面交通管理所建立的一种高效、准确、实时、全方位、大范围发挥作用的交通管理系统它是充分利用现有交通基础设施的能力,增加运输效率,保证交通安全,减少交通拥挤的有力措施。
世界上公认较好的城市交通控制系统是SCOOT(英国)系统和SCAT系统(澳大利亚),这两种系统早在20世纪80年代中期就已经被我国引进引,但实际效果并不乐观。两种系统的基础均为精确的数学模型或预设的方案,而我国城市的交通车辆种类繁多、随机性大、影响因素多,尤其是中小城市,很难通过用精确的数学模型来描述。
分布式人工智能的一个重要部分是多智能体系统,其目的是将复杂的大系统构造成简单的小的子系统,各子系统之间为能够相互连接、相互协调,便于控制管理。进而复杂系统的控制问题可以通过子系统的自治和相互协调来解决。正是由于城市交通网络的实时性和复杂性等特点,应用多智能体系统结构进行智能控制是一种比较明智的选择。本文按照该结构设计智能交通控制系统(结构如图1所示)。其中,进行车流量信息检测利用的是RFID技术,结合嵌入式技术设计开发交通信号控制器,通过各种智能算法之间的比较,最终采用模糊控制。在该结构图中,路口信号控制器能够实时更新单个路口的车流量数据,并给相连接的路口提供交通流数据用于信号配时;区域信号控制器通过分析区域交通流信息能够使路段之间交通流达到动态平衡;信号控制中心管理智能体统一协调各区域交通运行。
3 RFID技术的概述和发展
RFID(RadioFrequencyxDentifieation)是一种非接触式的自动识别技术,即无线射频识别。它是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,辨识目标获取相关的信息。射频识别技术的优点是:无需直接接触、无需人工干预、无需光学可视即可完成数据的通信和处理,并且便于操作。能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗等需要大量收集和处理数据的应用领域。
RFID最早出现在第二次世界大战时期,当时它被应用在空中作战行动中进行敌我识别。因此,RFID并不是一个全新的技术,它在国外的发展比较迅速,RFID产品种类很多,像摩托罗拉、德州仪器、西门子等世界著名厂家都生产RFID产品,而且都各有特色。虽然我国的RFID技术的开发较晚,但经过长时间的努力已经开发出了具有自主知识产权的特色产品。
4 交通信号机
交通控制系统的一个重要组成部分就是交通信号机,且交通信号控制算法的硬件载体也是交通信号机。随着32位单机的功耗和价格的不断走低,国人对它的认可越来越多。实时多任务的嵌入式操作系统的使用也被应用到各种领域,并且受到越来越多的重视。应用了嵌入式操作系统的产品市场也日趋活跃起来。今后市场的主导必然嵌入式系统在智能交通控制领域上的应用。本文目的是建立一种基于RFID技术和ARM处理器为对象的嵌入式智能交通控制系统,对城市交通进行实时高效的智能控制。
本系统的信号控制采用的是嵌入式模块,处理器选择的是拥有200 MHz的ARM920T内核的EP9315处理器,它是高度集成,能够满通控制高效实时运算要求。该模块集成了多种通信接口,与流量数据检测设备,信号控制机的通信可以通过串口或者CAN口实现,由以太网接口完成与控制中心的通信。人机交互部分是工作人员在特殊或紧急情况下进行现场调试的重要组成部分,输入部分包括8×8键盘阵列,PS/2接口和触摸屏,输出部分包括LCD,VGA显示器,IDE和CF卡槽以及USB接口。JTAG及串口调试部分提供了系统开发调试时实现程序下载、运行调试等功能。
5 模糊控制器
模糊控制(FuzzyControl)是以模糊化的语言变量、模糊化的集合论以及模糊逻辑推理为基础,它是智能控制的一种重要方法。它的设计方法主要来取决于操作员的实际经验,对于处理一些非线性的系统,模糊控制是非常合适的。模糊控制器的设计包括:确定模糊控制器的结构,即根据具体的系统确定其输入、输出变量;输入输出变量的模糊化,即把输入、输出的精确量转化为对应语言变量的模糊集合;模糊推理决策算法的设计,即根据模糊控制规则进行模糊推理,并决策出输出模糊量;对输出模糊量进行解模糊判决,即通过各种解模糊方法完成由模糊量到精确量的转化,实现对被控对象的控。
交通需求通常用路口停车线前的排队长度即停车线前相隔一定距离(通常为80~100 m)的两检测器之间的车辆数来表示。建立模糊表如表1和表2所示。
6 结语
随着物联网技术的不断成熟,交通控制朝着智能化的方向发展已经是大势所趋,智能交通系统是交通事业的一场革命。通过有效的结合与应用先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术,使人、车、路之间的相互作用关系以最优的方式呈现,进而实现高效、准确、实时、安全、节能的目标。本文的主要研究工作为:通过对物联网和智能交通知识的学习,了解了物联网和智能交通领域的新技术,新概念,了解了物联网技术在智能交通领域的应用。学习RFID技术,了解RFID的发展和特点以及优势,设计了基于ARM嵌入式系统的交通信号机,并采用模糊控制算法对交通信号灯进行实时高效的控制。
参考文献
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物联网智能教育范文2
关键词:智能交通控制;物联网;RFID;嵌入式;模糊控制
中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)10-2375-02
Things Related Technology Based on Intelligent Traffic Control System
ZHANG wei
(Faculty of Information Science and Technology, Baotou Teachers College, Baotou 014030, China)
Abstract: Intelligent Transportation System is currently the leading edge of transportation research, but things are a major information technology development and opportunities for change, there will be areas of Things RFID, embedded and other related technologies used in Intelligent Traffic Control System , fuzzy control method is more efficient and stable traffic control.
Key words: intelligent traffic control; things; RFID; embedded; fuzzy control
随着城市化程度的提高,交通问题已经成为经济社会发展中普遍面临的重要问题,交通流与道路上的车辆数密切相关,目前,我国机动车保有量近2亿辆,经常发生交通堵塞,如何保证交通的畅通和安全已成为政府部门进行社会管理的一个关键议题。目前我国面临的交通问题说明交通控制在经济社会发展中的重要性,智能交通系统的设计应用的现实意义凸现出来。通过提高智能交通控制系统的设计水平可以减少交通事故,增加交通安全;缓和交通拥挤,提高交通效益;减少环境污染,降低能源消耗。物联网技术作为当今世界信息技术研究领域的热点已得到各国的重视,其应用十分广泛,将对人类的生产生活产生巨大的影响。智能交通系统是一个涉及面广、综合各种高新技术的研究领域,自然也成为了物联网技术研究应用的重点。下面着重介绍基于射频识别(RFID)技术、嵌入式技术等物联网相关技术的城市智能交通控制系统的设计。
1 物联网及其应用
“物联网”(Internet of Things)是指将各种信息传感设备及系统,如传感器网络、射频标签阅读装置、条码与二维码设备、全球定位系统和其它基于物-物通信模式(M2M)的短距无线自组织网络,通过各种接入网与互联网结合起来而形成的一个巨大智能网络。如果说互联网实现了人与人之间的交流,那么物联网可以实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的连接和交互。物联网被看作信息领域一次重大的发展和变革机遇,它将被广泛应用于物流管理、智能交通、智能电网、智能家居、安防监控等领域。2009年以来,一些发达国家纷纷出台物联网发展计划,进行相关技术和产业的前瞻布局,我国也将物联网作为战略性的新兴产业予以重点关注和推进。
2 智能交通系统结构
城市道路交通控制系统可以从不同的角度进行分类。从空间关系上可以把城市交通系统分划为“点、线、面”三个层面,即单交叉口、交通干线和区域网络三种控制;由于所采用的技术方法的不断发展又把城市交通控制分为定时控制、感应控制、智能控制等。
智能交通系统是将人工智能的理论和方法用于解决交通问题的一套综合系统。人工智能理论的快速发展为智能交通系统的研究提供了智能方法,利用这些方法可以解决交通控制领域中很多过去无法解决的问题。本系统利用视频识别(RFID)、嵌入式、模糊控制等物联网相关技术按照多智能体系统结构对交通系统进行设计。
多智能体系统是分布式人工智能的一个重要分支,目标是将复杂的大系统构造成小的子系统,各子系统之间为便于管理,能够相互通信、相互协调。通过子系统的自治和相互协调可以来解决复杂系统的控制问题。由于城市交通网络的复杂性和实时性,比较适合应用多智能体系统结构进行智能控制。本文按照该结构设计智能交通控制系统结构如图1所示。其中,利用RFID技术进行车流量信息检测,利用嵌入式技术设计开发交通信号控制机,智能算法采用模糊控制。
在该交通系统结构图中,路段智能体能够实时更新单个路段的流量数据,并将交通流数据提供给相连接的路口用于信号配时;区域智能体通过分析区域交通流信息来协调路段之间交通流的动态平衡;位于交通控制中心的管理智能体统一协调各区域交通运行。
3 基于RFID的流量检测技术
RFID是利用射频信号通过空间电磁耦合在无接触的情况下实现信息识别和传递的技术。RFID系统作为一种无线系统,仅有两个基本器件,再结合EPC编码技术,使得每个射频标签都具有唯一的编码,非常适用于海量物品的检测、跟踪和控制。该技术易于操控,简单实用,并且可同时识别多个标签以及可识别高速运动的情况。现在,RFID技术已经在交通领域得到越来越多的应用。
应用RFID技术的车流量检测系统是在交叉路通信号灯上游安装阅读器,阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,装有RFID标签的车辆进入天线工作区域时产生感应电流,送出自身信息。接收天线接收到标签发送来的信息,由阅读器读取信号并对其进行处理,得出车辆通行的频率,再将数据传给智能控制系统,智能系统根据反馈的信息,作出如何调整交通信号灯转换周期的决策。
4 基于嵌入式技术的信号控制器
为了满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式技术应运而生,各种针对性的芯片不断出现,其中ARM公司的ARM系列芯片应用较为广泛。ARM是Advanced RISC Machines的缩写,它在工作温度、抗干扰、可靠性等方面都做了各种增强,并且只保留和嵌入式应用有关的功能。随着物联网产业的不断发展,对各种小型智能设备的需求不断增强,嵌入式技术已经越来越得到人们的重视,特别在智能交通领域,交通现场环境对智能开发平台的软硬件有比较具体的要求,嵌入式技术由于其高度的灵活性已经成为一种最优选择。嵌入硬件平台可以很好地实现现场数据的采集、传输、控制、处理等功能,并具能够进一步扩展。嵌入式软件系统主要包括嵌入操作系统、系统初始化程序、设备驱动程序、应用程序4个模块。
本系统采用嵌入式模块进行信号控制,采用拥有200 MHZ的ARM920T内核的EP9315处理器,是高度集成的片上系统处理器,能够满通控制实时运算需求。该模块集成了多种通信接口,与流量数据检测设备及信号控制机的通信可以通过串口或者CAN口实现,由以太网接口完成与控制中心的通信。人机交互部分是工作人员在特殊情况下进行现场调试的重要组成,输入部分包括8×8键盘阵列,PS/2接口和触摸屏,输出部分包括LCD,VGA显示器,IDE和CF卡槽以及USB接口。JTAG及串口调试部分提供了系统开发调试时的接口,以实现程序下载、运行调试等功能。
5 交通信号模糊控制
对路段智能体而言,当单个交叉通需求较小时,信号周期T应短一些,但一般不能少于P×15s(P为相位数)以免某一相位的绿灯时间tgi小于15s使车辆来不及通过路口影响交通安全。当交通需求较大时,信号周期T则应长一些,但一般不能超过120s,否则某一方向的红灯时间将超过60s,驾驶员心理上不能忍受。当交通需求很小时,一般按最小周期运行。当交通需求很大时,只能按最大周期控制,此时车辆堵塞现象已不可避免。
模糊控制器的设计包括:确定模糊控制器的结构,即根据具体的系统确定其输入、输出变量;输入输出变量的模糊化,即把输入、输出的精确量转化为对应语言变量的模糊集合;模糊推理决策算法的设计,即根据模糊控制规则进行模糊推理,并决策出输出模糊量;对输出模糊量进行解模糊判决,即通过各种解模糊方法完成由模糊量到精确量的转化,实现对被控对象的控制。
交通需求通常用交叉口停车线前的排队长度即停车线前相隔一定距离(通常为80~100m)的两检测器之间的车辆数来表示。建立模糊表如表1和表2所示,根据日常控制经验可得如表3所示模糊控制规则表。表中L表示车辆排队长度,G表示绿灯时间。
6 结束语
智能交通控制系统是一个涉及面较广,需融合各种高新技术的研究领域。本文结合RFID、嵌入式等物联网相关技术,提出了一套基于模糊控制算法的多智能体城市交通控制方案。不仅为实现智能交通控制提供一种借鉴,同时为相关工程技术方法的推广应用进行了尝试。未来智能交通系统整体水平的提高需要集合各种专业技术手段,而物联网相关技术的发展必将显著提高城市交通的智能化控制水平。
参考文献:
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物联网智能教育范文3
【关键词】物联网应用 教育 智能校园
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)09-0249-01
一、物联网的概念及其特征
1.物联网的概念
物联网的英文名称为“The Internet of Things”,简称:IOT。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、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相连接,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。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。
2.物联网的鲜明特征
和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。
首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。
其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。
还有,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
此外,物联网的精神实质是提供不拘泥于任何场合、任何时间的应用场景与用户的自由互动,它依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件,弱化技术色彩,强化与用户之间的良性互动,更加的用户体验,更及时的数据采集和分析建议,更自如的工作和生活,是通往智能生活的物理支撑。
二、高校物联网的研究现状
我国于2009年制定了“感知中国”的战略性新兴产业规划,将物联网列为重点研究领域。无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署的合作协议,标志中国“物联网”进入实际建设阶段。2009年9月10日,全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。2010年6月10日,江南大学信息工程学院和江南大学通信与控制工程学院合并组建成立的“物联网工程学院”是全国第一个物联网工程学院。2010年8月,教育部审批通过了140个高等学校战略性新兴产业相关本科新专业,在新增本科专业名单中,“物联网”成为最大热门,35所高校获批开设物联网相关专业,新设专业将自2011年开始招生。
物联网在高校校园中的应用已经初见端倪。在国内高校中,现已较为广泛的使用RFID技术,常用的有校园一卡通。校园一卡通系统的实施为高校师生的就餐、门禁系统、购物和图书借阅等日常工作和学习提供了便捷的生活方式,说明物联网在高校区域中的实现具备了一定的基础。
三、物联网在教育中的应用
物联网在教育中的应用大概可以分成下面几个领域:
1.信息化教学
利用物联网建立泛在学习环境。可以利用智能标签识别需要学习的对象,并且根据学生的学习行为记录,调整学习内容。这是对传统课堂和虚拟实验的拓展,在空间上和交互环节上,通过实地考察和实践,增强学生的体验。例如生物课的实践性教学中需要学生识别校园内的各种植物,可以为每类植物粘贴带有二维码的标签,学生在室外寻找到这些植物后,除了可以知道植物的名字,还可以用手机识别二维码从教学平台上获得相关植物的扩展内容。
2.教育管理
物联网在教育管理中可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面。
例如,带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况以及行动路线。又如使用智能书车进行图书管理,智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备,具有查询、定位、书架智能导航等功能,可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态,利用阅读器方便的获取相关信息,然后再利用网络进行统一管理。
3.智慧校园
智能化教学环境,控制物联网在校园内还可用于校内交通管理、车辆管理、食堂管理、校园安全、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。
四、有待解决的问题
毫无疑问,物联网给学校带来相当大的便利和巨大的发展前景,同时也面临着许多挑战。
物联网的技术标准不统一。物联网主要是跨行业、跨领域的应用,各行业应用特点和用户需求不同,没有统一的标准和规范,可能造成物联网开发、集成、部署和维护的成本升高,制约物联网业务的应用规模。
物联网的信息安全问题。物联网在教学中应用时,教学设备间联系更紧密,设备和用户也连接起来,使得信息采集和交换设备大量使用,这些大量的数据及用户隐私如何得到保护,就成为有待解决的问题,普及物联网就要加快信息安全立法进度,完善信息安全法律体系是保障信息安全的根本。
学校物联网的基础设施和管理机制尚不完备。教学物联网如何维护,如何管理,如何形成网络,如何使用都是很大的问题。
从长远来看,物联网应用前景相当广阔。作为新兴战略性产业的代表,物联网的出现将会促进教育信息化的进一步发展,带来更多的创新应用和服务,引起校园教学环境及管理模式的变革,最终将提升教育信息化水平,有利于教育质量的提高。
参考文献:
物联网智能教育范文4
关键词:汽车专业 互联网汽车 汽车互联网+
一、“汽车互联网+”渐行渐近
互联网汽车是“汽车互联网+”的衍变,目前来看分为智能汽车、电动汽车和无人驾驶汽车。
1.智能汽车
这类车中网络公司着重研究智能车载系统,利用物联网技术,让汽车与移动终端设备互联互通成为一体,实现人对车更智能化的控制。
2.新能源汽车
随着能源危机日益加深,互联网公司在注重智能汽车开发的同时,加入环保理念,充分利用新能源作为动力。相当多的企业都在研究开发新一代含智能、新能源等多种元素的汽车。
3.无人驾驶汽车
这种车是集自动控制、人工智能、视觉计算等众多技术于一体,能够通过车载传感器来感知路状况,自动调整行车路线,自动到达目的地的一种智能汽车。
物联网技术与车联网思维对汽车行业旧有的格局和模式产生了深远的影响,众多国内外世界知名汽车企业联合互联网企业纷纷开始涉足“智能化”“车联网”“新能源”“自动驾驶”等多个领域。依托于互联物、物联网技术的发展,有未来4G甚至5G等高速通信新技术的支撑,发展“汽车互联网+”,正在逐步演变成一种趋势。车联网“大数据”平台下的“智能化交通”正逐步改变人们的出行生活。
2015年2月,易到用车、奇瑞汽车和博泰集团共同出资成立新公司,共同打造互联网智能汽车共享计划;2015年3月,富士康与腾讯、和谐汽车共同签订合作框架协议,将在“互联网+智能电动车”领域展开合作;2015年12月,百度与宝马合作的无人驾驶车国内首次实现城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶;2016年3月,阿里上汽合造的互联网汽车2016年4月北京车展亮相。
二、汽车专业如何进行转型升级
越来越多的报道充分显示“汽车互联网+”渐行渐近,汽车行业正在发生巨大的变化,同时,学校相应的汽车专业转型升级也就迫在眉睫了。笔者认为学校可以从以下几个方面逐渐推进汽车专业的转型升级。
1.提升“教育互联网+”速度
自《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》颁布以来,虽然各级各类学校以及电化教育场所软硬件设施不断更新,但教育信息化管理服务平台仍需不断完善,优质课程资源库要不断增加,相应的管理措施、人才团队也要不断跟进。
“教育互联网+”是一项综合性系统工程,包括软件部署、硬件部署与应用技术培训、开发完善、使用习惯养成、应用推广等环节,影响广泛,投入巨大。“教育互联网+”一般要具备这样几个要素,一是要搭建各类优质的教育资源库;二是要搭建无处不在的,随时可用的学习与教学的网络,学生和教师都能通过网络访问资源库或是互联网;三是要搭建充分利用网络来学习和教育的理念,实现在学习与教学过程中的普遍使用;四是要搭建安全使用“教育互联网+”的安全制度,确保学生和教师实名使用网络,要建立在遭受自然灾害和人为灾害等特殊情况下的应急机制。
总之,只有把教学实践与互联网技术的深度融合落实到每个学生和教师的日常学习与教学活动中,才能提升“教育互联网+”的融入深度和速度,才能为汽车专业适应“汽车互联网+”,为汽车专业转型打下基础。
2.与一些成熟的“汽车互联网+”应用型企业建立长期友好合作
学校应选择有丰富互联网技术经验和优秀导师资源的企业,并和其建立长期友好校企合作关系。学校想要提升汽车专业的含金量,提升汽车专业与行业的紧密结合,就必须要了解汽车行业的发展方向,紧跟发展潮流,要了解汽车行业的新技术,不断培养企业需要的人才。在这方面有些学校已经走在了前列。
如,新华网北京2015年6月1日电,阿里巴巴集团1日在北京启动“百城千校”计划,宣布将与有关高校、企业、培训机构等多方联合,力争三年内培育出100万名跨境电子商务领域人才,助力中国外贸转型升级。
3.专业建设也要与时俱进
当“互联网+”的思维进入交通和汽车,旧的格局正在被打破,旧的教学形态也同时要打破。
(1)课堂形式“+”点什么?有了“教育互联网+”的平台,旧的课堂形态将被打破,学生可以通过平台自己选择“课程”和“教师”,教育变得更智慧,私人定制成常态。
学生可以通过各种终端(例如手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑),进入学校搭建好的平台,私人定制自己的课程及教师。
比如,学分制实施过程中,汽修专业学生在选择选修课时是选择汽车营销实务还是选择碰撞估损知识等,而对待具体一门课,是选择哪位任课教师,学生可以自由选择。这样,一是可以倒逼教师要提高授课质量,否则没人来听课;二是学校可以通过平台看到,哪些选修课是学生最想学的,从而整体提高学生的学习积极性,提升学校的办学质量。
数据化管理,教师与数据产生化学反应。“互联网+”时代,学生的试卷、学生的特点、弱点会被大数据快速细致地分析,全部智能化。
比如汽修专业学生在技能测试的时候,可以对发动机曲轴主轴颈径向和轴向间隙检测、轿车空调冷媒回收、加注及控制电路故障诊断与排除、载货汽车电路图识读等模块学生的考试结果输入“教育互联网+”数据平台,通过平台的自动分析得出学生在每个模块的掌握情况,从而对一体化教学课时进行微调。
(2)教师教学“+”点什么?一是 “+”点数字信息化的素养和技能。教师能够熟练利用互联网根据需要选择、使用信息技术和设备,能够通过互联网获取教学资源进行管理加工表达交流,能够利用网络资源解决教学及学习中的实际问题,能够利用信息化平台对学生个体进行快速的数据分析,结合数据分析有针对性地进行教学。二是“+”点创新,创新是汽车专业转型的核心力量。互联网时代的课堂不仅仅是利用先进的设备,不仅仅是光有科技知识,更需要教师的创新创意。比如利用微博、微信、QQ、云平台等第三方软件来激发学生学习的兴趣,改变传统的从头到尾灌输式的教学为互动式学习。
(3)教学实施计划“+”点什么?专业教学要紧盯行业先锋,开创新的教学模式,要维绕“互联网”和“汽车”两个核心制订教学实施计划,围绕市场需求和行业发展来办专业。
例如,修改汽车专业原有的教学实施计划,可以在公共文化课程或是专业基础课程或是在任选课程中,加一些互联网、物联网、车联网相关性课程,如互联网及其应用,汽车网络技术课程,大数据与物联网,物联网软件、标准、与中间件技术,车联网技术基础,车联网技术及应用,现代汽车与汽车文化等。
三、小结
物联网智能教育范文5
关键词:物联网;传感器;网络;实验室
中图分类号:TP391
从“智慧地球”到“感知中国”,从新的经济增长点到政府支持鼓励的一系列措施,从国家中长期科学与技术发展规划到各高校、科研院所的研究,都可以看出物联网在当今科学技术领域的重要地位。物联网并非新技术,而是将现有的传感技术、计算机网络技术、通信技术以及自动控制技术等各种技术的高度融合。作为培养市场需求人才的各类高等院校,职业教育院校及培训机构,开设物联网相关专业及课程,或在现有专业中引入物联网技术,建设物联网相关实验室,成为当务之急。本文将从实验室建设的核心理念、特色、内容等方面对感知实验室的建设提出符合我院实践教学需求方案。
1 实验室建设核心理念
物联网实验室在教育行业的地位无容置疑,但目前各个学校实验室的发展存在着偏重单项技能和素质的培养,实验课程实用性不强,并且多为验证性实验等问题。针对以上问题,本文以“把握发展趋势,提高应用能力”为目标,提出物联网信息平台及应用实验室解决方案,其意义在于:提高教学科研水平、提高学生应用能力、促进学生就业、提升学校竞争力,其建设和发展的理念主要体现在:“充分体验、激发兴趣,应用为先、提升能力,三个层次、全面覆盖”。高职学生与普通高校的学生培养定位不同,高职院校主要培养的是应用型人才,以满足经济社会对高素质劳动者和技能型人才的需要,学生对于科研、开发等方面基础相对薄弱,因此,高职院校实验室建设应突出在应用层方向。
2 实验室建设特色
从“智慧地球”到“感知中国”,从“感知校园”到“感知实验室”。所谓“感知实验室”,一方面突出物联网是感知网络,是物与物之间的网络;二是突出学生感知实验室环境,在真实环境下去实践,去学习。在进行感知实验室建设过程中,应该着力改变实验室环境,改变实验建设思路。高职院校的教学重在培养学生的应用能力,在教学中首要问题是要激发学生兴趣,而兴趣主要来源于体验。在实践过程中,应该让学生感知到物联网的存在,而不能空洞的去讲如何去应用,如何去验证,而是当指令发出物体后,能够目睹其结果,让大家感知到网络的作用,电脑、网络和实物联系在一起的效果。因此,物联网感知实验室的建设应该体现“在现实中学习、在开放的环境中学习、在应用中学习”等特色。
3 实验室建设内容
3.1 实验室系统组成
感知实验室由智能安全系统(防盗报警系统、视频监控系统、门锁门禁系统),环境控制系统(制冷取暖系统、通风控制系统、除尘控制系统、智能灯光控制系统)、智能家具控制系统(窗帘控制系统、窗户控制系统、电视控制系统等),智能识别与条码系统、智能供电系统五个子系统组成。
智能安全系统:进行身份识别与认证管理,非法用户进入时报警,刷卡或指纹识别系统进入实验室、开启管理设备,以及对实验室设备及人员动作情况进行监控;以及电子标签识别功能,对室内设备设施出入实验室进行监控。
环境控制系统:利用温度、温度、光等传感器对环境进行全面感知,根据环境探测结果,启动制冷取暖系统、通风控制系统、除尘控制系统、智能灯光控制系统等,对室内环境进行全面控制,以达到理想的环境状态。
智能家具控制系统:通过电脑、遥控器或手机对家电、门窗等进行控制,体验物与物相连的效果。
智能识别与条码系统:对室内设备进行电子标签标注,以便于管理与使用。
智能供电系统:在物联网应用中,网络传输是以传感网络为主体,在传感网络中最大的难题是供电问题,节点分布分散,难以实现有源电源,在实验室内部可采用有源供电。
3.2 实验室系统功能
认知与体验功能:物联网是一个空洞的概念,大家对其非常模糊,通过对整个实验室的体验,可感知到物联网的存在,物与物相连的整个过程以及智能控制的实现,提高学员对物联网的认知能力,明确物联网领域实用性所在。
系统集成化功能:绝大部分物联网实验室是以实验箱或实验台为主体,只能进行模块化的实验,系统集成化低,缺乏关联性。在本实验室中,可进行集成化系统的开发,提供系统化教学方案,能使学员了解系统开发的整个流程,整体设计理念与思想,实用性强。
多功能化:在此实验室内包括智能安全系统、环境控制系统、智能家具控制系统、智能识别与条码系统以及智能供电系统,通过对这些系统的使用与验证性开发,能够培养实用性多方位人才。
三层覆盖功能:利用传感器、RFID进行数据采集,通过无线传感网络进行数据传输,使用电脑、遥控器或手机终端设备进行控制,三层覆盖,实现数据采集、网络传输、终端控制过程系统化。
3.3 实验室系统工作流程
本实验室是一个全面感知、全智能控制的实验室,人员进入时进行身份识别,身份正常允许进入,关闭报警系统,启动供电系统,对室内设备进行供电,进入全面工作状态;感知设备启动,进入全面感受知,对室内环境进行监控,根据环境情况来开启灯光、通风、除尘、排湿、取暖、制冷等相关设备,控制室内环境。
室内人员可通过电脑、遥控器或手机等对室内所有的设备(电视、空调、窗帘、窗户等)进行控制,体验智能控制效果。监控系统对其进行全面监控,保证设备设施安全。
人员离开实验室,智能控制系统将自动关闭实验室,关闭门窗,关闭供电系统,开启警报系统。具体工作流程图如图1所示。
4 结束语
物联网有着极大的发展空间,它必将成为中国及世界经济的一个新的增长点,它将极大地影响和改变着人类的生活方式。目前我国大多数高校,特别是作为直接服务于市场经济的高职院校,物联网专业建设尚不完善,实验室建设几乎都是实验箱式的实验环境。因此建设感知实验室是物联网教学必须的,也是可行的。
参考文献:
[1]梁湖辉.高职院校设置“物联网”专业可行性探讨[J].成人教育,2011.
物联网智能教育范文6
关键词:物联网;RFID;实训管理;管理平台
目前高校正在紧追时展的步伐,将物联网技术引入到高校很多学科教学实践中,因物联网具有实时性、远程网络集成管理体系,是教师在教学过程中,可以借鉴物联网实施可视教学,通过远程就可以云集实践操作的实验数据,促使新时代的高校大学生更加科学智能化的接受学习知识,使学习的情绪更加积极附有挑战性和刺激感,促使了高校大学生愿意学习理论知识的同时更加愿意演练实践技术操作。在国家新教改的大方向支持下,在高校高度重视物联网的背景下,物联网技术正以自身多元化的优势,以辅助智能化校园发展、智能化图书馆借阅藏一体化集成管理系统、智能化管理和调度教学设备及设施、智能化校园安全环境监控安全隐患预案系统、网络远程技术安全技术健康管理及监控技术平台以及启动智能化校园安保等诸多开发实践应用等多元化智能管理的趋势,给数字化校园管理与教学带来了创新式的模式进程,从而促使物联网技术引领高校智能云计划管理的实施与广泛应用。
1物联网构建管理框架的背景
人们目前熟悉的物联网(IoT,InternetofThings),最初是由麻省理工的专家提出的集成化智能管理技术,发展到了今天已经成为大众了解的全面感知技术、安全可靠性远程传递、智能化管理平台的特点,并广泛运用在交通及物流、保健安全、智能环境等个人和社会等诸多方面领域。
1.1物联网进入高校的优势
目前,我国高校也已经建立物联网教学管理系别,抽出相邻专业的教师进行更深度的学习培养,争取把物联网技术早日广泛应用在高校全能教学实践当中,尽快实现数字化进程管理系统校园。物联网实现了网络远程编程管理数据库和互联网技术+设备辅助集成运用实现终端直接管理的人工机控管理模式,使高校教学管理、远程网络继续教育课堂、慕课、微课、云学习、云图书馆、云存储、校园内一整套管理模块等大数据集成智能化管理的实现,大大提高了高校集成数字一体化管理的进程。目前如何采取不同的先进技术手段解决OTO式用户需求的实体物联网编程技术中存在的设计框架及程序问题,已经引起了国内外以及中国高校教育各界同仁的广泛关注,毕竟实战设计并实施构建完成实例才是培养高校大学生物联网实验实训的技能强化实质。
1.2物联网在高校运用的意义
目前,我国物联网已经步及很多领域,高校也正在实施并建设物联网技术教学结合实践研发的阶段,物联网以多特色的优势正在广泛应用于高校各学科的领域当中。通过实战教学设计实例,掌握了物联网中的RFID射频识别技术和无线传感网的技术特点,总结分析提出了高校依托现有实验实训基地,科学合理的搭建智能化实训实践管理的系统研究思路,结合实例要求设计出高校智能化管理集成网络服务传输体系结构,初建各种功能模块的框架。运用物联网技术理论与实践相结合的实例操作来运行实训智能化管理中技术,高科技水平化的提升了高校大学生实验实训管理水平模式的发展。
1.3物联网的三层技术的互联互通
物联网具有应用层、感知层、网络层的实物框架智能化管理的环境条件。一是因此将物联网的感知层结合RFID标签技术设计并研发出智能管理实物框架的管理平台,通过物理仪器温度湿度传感器以及烟雾传感器来采集实物信息的相关数据,继而获取实物整体规划的档案信息,促使搭建智能化管理框架的优质环境信息。物联网的关键技术就是感知层,也就是RFID技术。RFID技术是一项利用无线射频的空间耦合或反射的传输特点来对实物进行自动扫描识别记忆的编程远程网络集成智能化管理技术手段,可以结合实物的具体地点、内容、来源等信息借助电子标签、读写器、无线天线基本安装部件进行组合,使用开发RFID技术开发出适当的数字化管理体系。管理体系不仅能够提升高校数字化安全管理、加快教学实践操作的进程、促进高校大学生多实践多操作的开发技术能力,使高校教育教学管理以及日常安全监控全面进入校园整体规模管理平台当中,促进了高校整体规划的发展,减少了教学设施及器材调度不当的不利,加快了高校教育体系高科技模式的飞速发展。;传感器技术只要是借助敏感元件和转换元件是Control,媒体访问控制)层和物理层组成。二是物联网的网络层则凭借移动通讯网络、互联网+、信息网络管理中心实现获得用户信息、实物管理并监控信息、远程智能化管理的安全系数保障、云计算海量数据的快速存储和计算的可靠传递;三是实战技术的应用层,主要是构建云计算平台创建智能化安全管理系统、采用RFID编程数据设计集成一体化管理系统、多种信息档案的智能化集成管理系统,通过云计算处理平台实现对海量数据的存储计算以及信息共享或互通有无。应用层关键技术就是云计算平台。按照公开服务的标准分为公有云、私有云和混合云三种类型。高校教学实体设计物联网案例实践中一般是公开的校园信息,人人事管理部门的档案则是涉及到个人隐私权是不方便透漏的,因此校园物联网模式多采用混合云的云计算平台处理实现校园智能化管理系统服务。其主要应用形式可采用基础架构即服务)、平台即服务、软件即服务等多元化智能管理形式。
1.4物联网的智能化发展趋势及存在的不足
物联网实施的前提,首先结合高校现有网络技术的现状,集中整合不同区域的楼宇进行精准周密的部署,集合功能各异的无线传感设备,通过有线、无线网络实现感知信息的传感互联互通,集中处理系统中央监控管理中心的数据云集及安全处理编程设置,通过编程语言设计出一整套集成化的智能管理系统,从而实现对高校教学以及综合管理的监控搭建数据库管理平台。物联网的高效智能化管理手段以及涉及到的安装工具,用其飞速的发展趋势必将带给高校教学及系统智能化管理引领一场飞跃的革命。构建物联网存在的不足:首先是标准问题,这包括需要制定一系列的集成标准;其次是费用问题,费用昂贵亟需高校领导高度重视资金来源的拓展及取得社会同仁的支持与援助;再次是RFID技术设计编程与网络安全隐患问题。最后是高科技管理人才的引进,是真正培养高校高素质人才的有效方案之一。选派专人经过专业机构培训、真正学会物联网技术的尖端部分,回到校园认真负责的开展实施物联网实战教学模式构建,把物联网技术教学打造成职业类高校目前盛行的精品课程,加强学生实验实训操作实际演练,使学生在校期间能够学会、学懂、学通物联网理论编程设计及实战操作构建完成效果展示等形式进行成绩汇报。从多方面多角度调动学生的思维想象力、调动学生们针对不同用户设计不同的物联网程序,积极调动学生的操作技能实践性,使高校大学生在校期间取得同等专业的毕业证和职业资格鉴定证书的同时,真正学会技能走出学校,为社会和企业培养技术过硬的技术性人才。
2物联网技术在高校教学和管理中的广泛应用
随着物联网技术在高校教育领域的广泛应用,其前景也越来越受到广大师生以及社会需求亟需的重视。物联网利用校园网搭建平台构造自动智能化的校园物联网。通过管理系统对实物的锁定进行识别、定位追踪、监控安保,触发相应事件预案等,打破以往传统校园化管理的局限性,促进高校数字化、智能化校园管理的健康发展。具体陈述几点不同的建议:
2.1课堂教学及时互动反馈
课堂教学互动反馈是教学过程中教师了解学生掌握知识及技术深度的重要环节,既有助于教学气氛又提高教学技术质量。
2.2实时云集实验数据
高校中存在很多不同类别的大数据,亟需定期进行拷贝及存储,通过整理大数据的过程中对教学及日常管理也是一项调查研究和验证的巨大工作,需要由专人来长期管理并实施。
2.3实现泛在学习促进智能化校园建设完成
通过“泛在学习”培养高校师生随时随地都利用物联网进行终端学习,构建成人性化的良好教育环境平台,尽快实现智能化校园建设体系。
2.4智能化图书馆建设
高校达到评估的标准及规模,就要将图书馆智能化集成建设列在首要亟需解决的问题上来,提高创新服务、提升创新管理、强化创新工作理念,使图书馆从自身到全体整个有一个质量的跃进。
2.5智能化设备监控校园环境
高校内由专人管理的物联网集成智能管理系统,可以促进高校科学合理的统一调度,有效防止仪器设备的丢失、闲置、损坏等无用现象。
2.6远程网络安全健康管理
目前,网络安全问题已经被高校高度重视,这里面涉及到一些相关的人员信息、档案信息、财务信息等重要信息的安全隐患问题,需要专业技术人员设置高强度的安全管理系统,才能确保高校教学和日常工作的稳定发展。
2.7智能校园安保
高校的安全隐患问题是大问题,比教学事故还要重中之重。做好校园的安检和安保工作是推进高质量教学的高度保障。
引用:
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