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物联网技术导论论文范文1
近年来,通信行业迅速发展,技术日新月异,3G这个名词已经为大家所熟悉,3G网络已经成为人们日常通讯娱乐的主要手段之一。物联网是互联网发展到一定阶段后人们将目光聚焦到物体网络互联而出现的一个新的概念,逐渐为人们所理解和关注。3G和物联网都是通讯、网络技术发展过程中新生事物,各不相同,又相互关联,在生产生活中发挥着积极的作用。
3G技术简述
第三代移动通信技术(3rd-generation,3G)是相对于第一代模拟手机(1G)和第二代数字手机(2G)而言的,是无线通信和多媒体通信紧密结合的支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。1G只能用于语音通话,目前已经被淘汰,2G增加数据传输的功能,3G较之以前的技术,主要区别在于无线空中速率大幅度提高,随之而来的一些2G手机上不能实现的应用都可以在3G手机上实现,主要表现在视频通信、高速上传/下载、流媒体传输等方面。现在3G的应用非常普遍,手机无线上网随时随地,收发邮件、查询信息、微博微信、在线视频等等,都已经为人们所熟悉,除此之外,3G利用卫星辅助定位技术,能够实现高精度的定位,定位精度可以达到5m到50m,有利于开展城市导航等精度相对要求高的定位业务。
物联网简述
物联网从字面上理解就是物体的网络互联,它通过一定的信息技术手段将物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,实现物体的识别、定位、跟踪和监控,实现人与物或者物与物的对话,使得所连接的物品都能实现智能化管理。它是互联网技术的延伸和扩展,通过无线传感、射频识别、红外感应、全球定位系统等对物体进行识别、定位和跟踪,再通过互联网连接起来。
物联网的应用非常广泛,交通运输、环境保护、公共安全、食品卫生、军事情报、工业监测等等。一个简单的例子可以帮我们更清楚的了解物联网:一个物流公司应用了物联网系统进行管理,物品搬运摆放时会自动提醒你是否要轻拿轻放,是否需要隔离处理,货车装载会自动提示超重和发车时间,运输过程可以跟踪监控等等。
3G与物联网融合
3G网络和物联网给人们的生活带来了巨大的变化,两网融合将是锦上添花,不仅可以是3G的内容更加的丰富,同时,也可以促进物联网技术的发展,二者互相促进,使得人类的生活更加的智慧和智能。
1、智能支付
在人们已经习惯了卡类支付、网络支付之后,手机支付受到了新的追捧,通过移动终端对所有消费进行支付,既方便又快捷,可以随时随地,轻松消费。物联网技术的加入使得这种消费支付方式成为现实。目前大家所熟悉的手机刷公交卡就是将RFID芯片与手机SIM卡合二为一,用户不仅可以打电话,还可以用其进行一些公共事物的消费,除了公交刷卡之外,也可以用于医院看病、超市购物、公园门票等,而且还可以用于身份鉴别、门禁管理等,真正实现一机在手,诸事不愁。其实现成本低,应用范围广,是一种低成本、高效率的新型移动电子商务服务。
2、智能应急
生活中难免会遇到各种各样的突发事件,火警和急救是社会应急的两大方式,急救信号一旦发出,就是和时间赛跑。所以,应急技术直接关系到人们生命和财产的安全。将应急车辆安装物联网系统,并且和3G定位系统进行融合,可以通过3G通信网络进行实时的视频传输,和3G卫星定位系统相结合,通过高速传输技术实时获取应急道路拥堵情况的信息,选择最佳最快的通行道路,赢取更多的应急时间。3G物联网物联网传感器还可以将病人体征数据和火险等级等现场情况及时传输到控制中心,方便控制中心进行综合判断和指导,提高远程施救的能力。
3、智慧交通
城市的道路越修越宽,车辆越来越多,特别是大城市,高峰期开车出行已经成为一件可怕的事情。由于交通的拥堵,选择公共交通工具出行的人越来越多,城市公交又重新受到众多上班族的青睐,3G和物联网联合打造的智慧交通能让人们的出行更加的顺畅和愉悦。公交站牌不在只是一个路标,车辆的位置信息将会动态呈现,某路公共汽车距离某站点最近的在哪,预计几分钟后到达将非常清楚,等候的乘客将不再焦虑。车辆管理和调度人员将能实时了解车辆的位置和运行情况,车内乘客的多少,是否需要增派车辆等等。同时,这些信息也可以通过3G手机网络准确获取,乘客可以踩着点坐车,让公交车变成带司机的私家车。
4、智慧管家
家是每个人心中的港湾,家的安全永远是人们心中所系,尤其是城市上班族,白天经常家里没人,防火防盗就更加的重要。3G和物联网的结合,共同打造安全网络,感应器可以将感应到的危险信号通过3G网络直接反映到手机上,主人可以通过手机直接控制家里的天然气阀门或预设安全措施,如有人为破坏,也可以通过视频掌握现场情况,及时拨打求救电话,就像家里有个管家长期看管一样,可以放心出行。
小结
3G和物联网融合是两网发展的必然趋势,融合的方式也不仅限于本文所例举出的几种形式将会是多种多样的,目前,这些应用都是刚刚起步,随着网络智能化终端的发展和普及,这些智能化的应用也将逐渐走近每一位普通民众,使得人们的生活真正实现智能和智慧。
参考文献
1 赵海阔,赵宇杰,石 蕊。3G技术综述,甘肃高师学报,2010, 5.
物联网技术导论论文范文2
物联网的核心是对信息数据的采集和处理,数据处理和智能决策是物联网技术的最终目标,所以“数据处理与智能决策”的教学更加需要采用丰富的教学手段和教学方法,做到点面结合、理论与实践相融、突出对学生专业知识的培养。本文通过分析“数据处理与智能决策”课程的现状、学科定位和培养目标,总结并提出了情境教学法在教学改革中的具体实现方法,注重培养学生的实践能力和创新能力,以此推动物联网工程专业的快速发展。
关键词
数据处理与智能决策;物联网;情境教学法
1引言
北京信息科技大学的物联网专业创办于2013年,是建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系,相关课程的建设也力求结合实际工程应用要求,加强学生实际应用能力的培养。我校的物联网专业重点突出我校在可靠通信传输与智能信息处理方面的技术优势,本专业开设的核心课程有:物联网工程导论、通信原理、自动控制基础、RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、数据处理与智能决策、物联网工程设计与实施、信息安全等。我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。
2“数据处理与智能决策”课程特色
当前社会对物联网行业智能信息处理方面人才培养的需求越来越旺盛,人才培养的任务日益紧迫。而我系开设的“数据处理与智能决策”课程,所要达到的目的就是使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论,并能够用课程中学到的知识,对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发;课程的社会需求也要求在教学的内容、方法、手段上做出相应的调整与改革,在理论教学上探索新的考核方法。“数据处理与智能决策”是物联网工程专业最重要的主干课程之一,开设在大三第二学期,是一门专业必修课,教学中全面地讲述了数据处理基本知识、数据分析体系以及相关理论,对数据处理的关键技术,如数据挖掘、数据处理模型、数据分析算法等进行了详细讲解,同时对智能决策技术也进行了深入的论述。“数据处理与智能决策”同物联网专业内容的关系如图2所示。
课程教学所要达到的目的是:使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论,并能够用课程中学到的知识,对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发;课程同时安排有相应的实践教学环节。我校物联网工程专业实践教学体系结构如图3所示。为了更合理地安排课程的教学内容,特别是为“数据处理与智能决策”这门课程积累更多的经验,笔者进一步对多所高校物联网专业相关课程进行了调研,北京科技大学相近的课程有“物联网与信息服务”,讲述的内容主要是物联网信息处理过程及信息服务模式;北京邮电大学相近的课程有云计算与物联网,主要以云计算和信息技术为主要内容进行授课;电子科技大学通信与信息工程学院物联网系主要以大数据为切入点,进行大数据理论和实践教学的安排;四川大学计算机学院物联网专业数据处理方面的课程主要以数据挖掘和算法应用为主;成都理工大学电子系安排有实践教学环节进行数据处理和传感感知的融合。
3情境教学法的具体应用
3.1研究内容和目标研究方法如图4所示,具体的研究内容和目标包括:
3.1.1精心设计,在教学中采用启发式教学一切教学活动都必须以调动学生的积极性、主动性、创造性为出发点,引导学生主动探索,积极思维。应用启发式教学方法,将以学生为本的思想始终贯穿于教学中的每一个过程,可以充分发挥学生的主观能动性,激发学生的积极内因,将新的教育理念融于教学的全过程,达到使学生掌握知识培养能力和思想教育的目的。在教学过程中,精心安排提问的时机,鼓励学生大胆发言,并及时点拨和引导。例如,在讨论数据处理具体算法K-means的用法时,通过国足排名进行计算,并提供多个数据的比较和验证,激发学生学习的兴趣。
3.1.2应用情境教学方法,通过联系生活和设置疑问创设情境在本课程的教学中从学生生活经验和已有知识背景出发,联系生活讲授物联网,将“数据处理与智能决策”对应的知识点同实际生活中的问题关联起来,使学生感到平时生活中充满着物联网应用的种种奥妙,使他们倍感亲切,内心感到课程技术的应用原来离我们这么近:比如今天需要去商城采购点日常用品,于是在手机中设定了目的地;路上怕堵车,于是设定路径选择为“时间最短”。出门后,手机上的导航软件自动根据最新的路况情况修正路径信息,从而避开了车辆拥堵端,这其中所用的就是典型的最优分析理论和路径优化算法,正是我们这门课所学内容之一。这种情境的创设,能极大地调动学生学习的主动性。
3.1.3引导学生参与互动,主动分析问题在教学过程中,鼓励学生提问,营造良好的课堂氛围。通过事先做好课堂教学设计,引导学生积极思考,分析问题,帮助他们解决问题。
3.1.4引入合作式教学,建立自学汇报答辩机制根据“授人以渔”的教学思路,培育学生积极的思维习惯和探究问题的意识。针对技术专题中感兴趣的具体技术,将学生分组,确定组内的明确分工,分头查阅资料、参考书、网络搜索等收集信息,撰写研究报告,内容要求包括专题技术背景、主要技术方法、研究思路等,课堂抽出时间进行答辩。这样可以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。
3.1.5改革考核方式,注重过程评价考试作为教学评价的重要手段,对学生学习和教师教学有着重要的导向作用。传统考试的主要形式是一次性定时闭卷笔试,这种考试会造成学生考试前临时突击现象,放松平时学习,也不利于全面考查学生综合运用所学知识解决问题的能力,难以发挥创造性思维能力。因此,本课程将改革考核制度。加大课堂互动、综合问题的讨论、专题小论文、作业质量的成绩比例,引导学生创新意识方面的培养,提高学生解决问题的能力。
4结论
本文总结了“数据处理与智能决策”课程的特点,提出了具体教学方法在“数据处理与智能决策”课程应用的模式和具体实例,在教学方法改革中贯彻卓越工程师培养———注重实训基本观念,教学方法注重启发学生掌握物联网基本概念和一般方法,结合实际问题,引导学生关注物联网的发展趋势,培养学生关注物联网领域的新知识和新技术。对现有的考核方式进行丰富,增加课题小组案例分析、模拟答辩等环节,提高学生自学参与的成绩比例。本文通过讨论情境教学法在“数据处理与智能决策”实现的具体内容和方法,形成具有北京信息科技大学特色的“数据处理与智能决策”专业课程教学方法,并具有借鉴意义,以期对物联网专业的发展起到一定的促进作用。
参考文献
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物联网技术导论论文范文3
[关键词]数字城市;县级城市;城管系统;数字城管
中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0287-01
0 引言
数字城管是指采用单元网格管理法和城市部件、事件管理法相结合的方式,整合地理编码、GPS定位、遥感、监控以及移动通信技术等现代科技手段,将城市管理的巡查发现、投诉受理、协调督办、综合评价、设施监控、指挥调度等工作纳入信息化管理,实现对城市管理的精确定位、快速处置和对城市全方位覆盖的城市管理模式。
自2005年住房与城乡建设部向全国试点及推广数字化城管建设以来,以北京、广州、杭州等为代表的经济发达省地级城市相继建设自己的数字城管系统,增强了城市管理综合协调性,提升了城市管理效率。经济欠发达县级城市在这种“大城管”的背景下,也加快数字城管建设步伐。以下以某县级城市的数字城管系统建设为例,探讨如何结合现有城市资源,建立信息化的数字城管系统。
1 数字城管的总体需求
某县结合自身城市管理实际业务需求,将数字城管系统的建设分步实施。第一阶段完成对数据普查及责权确认工作,完成数字化城市管理系统基础平台建设,实现与现有相关系统的对接与整合。本阶段重点以城市管理模式、运行模式、工作制度、队伍、信息化应用系统等建设为主。第二阶段建设拓展数字城管的范围,将数字城管推向深入,广泛应用物联网技术成果,实现智慧城管。
2 数字城管应用系统架构
应用系统架构是指支撑数字城管运行所用到的核心应用软件及支撑平台,主要包括无线采集、业务受理、协同工作、监督指挥、综合评价、地理编码、应用维护、基础数据管理和数据交换等子系统,以及领导督办、突发事件应急指挥等辅助子系统。整个应用系统架构从层次上分为用户接入层、应用层、业务支撑层、数据层及基础平台层,
(1)基础平台层。基础设施层为数据层、业务支撑层和应用层提供服务器、交换机、终端、安全及存储等软硬件、场地和网络通信环境。
(2)数据层。数据层为系统提供真实的数据资源和数据资源管理功能,建设一个数据度集中的空间和非空间数据库。包括反映城市基础设施的城市部件数据、业务数据、事件数据、基础地形数据和实景影像数据。同时提供支持不同应用系统、不同数据库之间基于不同传输协议的数据交换与信息共享,为各种应用和决策支持提供良好的数据环境。
(3)业务支撑层。业务支撑层通过引入各种中间件、消息服务组件以及通信协议组,完成应用层与数据层的消息转换流程。采用工作流技术、WebGIS技术等实现各级领导、监督中心、指挥中心和各个专业部门对问题的处理进行流程检查、监督和催办。
(4)应用层。应用层采用 SOA的框架方法来实现,实现国家相关部门规定的各个子系统的功能,同时,结合当地的实际发展需要,增加一些定制的业务子系统。应用层内部各个子系统通过控制服务总线(ESB)完成通信,通过Web Service 方式与各专业部门的应用系统进行通信,这种松耦合的方式有利于系统集成,并且具有可扩展性。
(5)用户接入层。接入层主要是用户通过包括城管通、PC、移动固定电话等接入城管系统,是数据采集机、监督和评价的一个入口。
3 网络拓扑结构
数字城管系统网络拓扑结构如下图所示。采用“接入+核心”架构进行网络设计,主要包括核心交换网络设施、应用服务器群、数据库服务器群、核心业务服务器群、大屏幕监控指挥系统以及存储设备等。(见图1)
(1)运营商无线网络。城管移动终端用户以专用APN号接入运营商的无线网络,进而连接至无线数据集系统,以及实现现场定位、短信收发、图像、视频等数据传输。无线数据传输接口采用专线方式接入数字城管系统,以满足业务带宽的需求。
(2)政务网络互连。视频专网通过政务网,将视频图像接入到城管系统的大屏幕监控指挥平台上,城管系统也可以通过视频监控提供的接口控制视频监控设备动作。同时,通过系统对外接口完成与其它各专业部门应用系统的数据交换与对接。
(3)安全防护。整个安全防护主要包括网络系统安全和应用主机系统安全。
网络系统安全需采取的安全措施为:在网络出口处部署防火墙系统,同时采用入侵检测检测系统组成一套完整的边界防护体系。部署网络安全管理平台,实现对终端机器、网络设备的监视及配置管理。
应用主机系统需采取的安全措施为: 主机安装网络版防病毒软件,部署操作系统安全补丁更新系统,关闭不必要的服务等,从而增强其抗攻击能力。同时,根据安全等级保护策略,通过建设统一认证管理系统,为用户提供统一的信任服务机制和身份认证手段,为城市管理平台构建完善的应用安全环境。
(4)存储与备份。存储与备份系统主要由主机系统、磁盘阵列、专业备份软件和虚拟带库等组成,数据存储的设计容量主要充分包含案件相关数据存储、普查数据的存储、GPS与视频监控等其他数据容量估算。
核心主机/服务器必须充分考虑到备份及冗余设计,数据备份方式用 SAN+LAN FREE备份,实现数据在线自动备份及灾难恢复。备份服务器、虚拟带库和自动备份阵列过光纤线缆连接入SAN架构中,自动备份阵列作为离线备份。
4 数字城管的机遇与挑战
目前大多地市、县级城市根据各自的财力状况单独建设一套数字城管系统,一般是政府主导,系统集成商、电信运营商、网络和设备提供商积极参与招投标建设。也有资金雄厚的具有强大技术实力的大企业出资推动建设与运维,政府租用数字城管系统的模式。在建设过程中积累了相互可借鉴的经验,为省地市“大城管”联网奠定了基础,也为落实住建部提出的2015年前在全国600个城市全面推行数字城管提供可靠依据,可以说市场前景一片大好。
当前的建设模式需要投入的资金巨大,存在一定的风险与挑战。行业人士结合云计算、云安全和云存储相关技术,提出了包含SaaS、IaaS、PaaS模式的各种解决方案,可以减少建设资金的投入,更好地促成省级地市县镇一体化数字城管系统,向智能化的城市管理迈进。
5 结束语
数字城管改变了传统城市管理模式中问题发现及处理不够及时、问题发现手段比较单一、缺乏有效的监督评价机制、部门协调比较困难以及管理方式粗放等问题。全国近10年来数字城管建设证明,通过数字化城市管理,极大地提高了城市管理的信息化水平,创新了城市管理模式。
参考文献
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