【关键词】物联网 理论概念 福祉问题
物联网(Internet of thing, IOT)被看作继计算机、互联网之后信息领域的第三次浪潮。随着通信、互联网、射频识别、数据处理等新技术的发展,物联网作为一种能够实现人与人、人与机器、人与物乃至物与物之间直接沟通的全新网络架构正日渐形成。“智慧地球”、“智慧城市”、“感知中国”等概念的出现,表明物联网正在用其多变的面孔改变我们的世界。
从一般的网站,技术报刊、行业报刊、电子读物、广告宣传、以及技术论坛、行业评估、股票等无一不在热议物联网。
1 物联网概述
物联网的感念并不是现在才出现的,其实在1999年比尔盖茨的《未来世界》的书中就提到了物联网的设想。但物联网本身是对互联网的一种高度的延伸和扩展。而真正影响物联网发展的关键技术在1998年诞生,即EPC技术(电子产品编码技术)。RFID(无线射频技术)的诞生使得物联网进入了快速发展时期。ITU(International Telecommunications Union,国际电信同盟)曾预测,未来的世界是无所不在的互联网的世界,大约到2017年地球上将存在70000亿个传感器为全球70亿人提供服务。这样巨大的未来价值促使各国投入大量的人力物力,深入研究探索物联网,我国也在高度关注、重视物联网的研究。工业和信息化部门都在通力合作,利用现有的信息技术资源打造一流的物联网建设研发团队,培养大量优秀的物联网研发人才。
2 物联网概念
我们今天提到的物联网并不是一个单一的概念,类似于相对论的概念一样,物联网分为狭义的物联网和广义的物联网。
2.1 广义的物联网
广义物联网之“广”,在于自然界中任何形式的物物信息交换、人物信息交换、人人信息交换都在广义物联网的范畴,并且这样的信息交换是在任何时间地点都可能出现。因此,如果将海量的信息交换用一种可以实现的技术进行实时监测和控制,可以想象是多么巨大的工程。广义物联网更像是我们对于未来的憧憬和向往,是一种人类高度利用、控制下的社会形态。
2.2 狭义的物联网
狭义物联网之“狭”,代表目前社会正大力发展并且在不远的将来必然收获成果的物联网模式,即利用传感器将每一个确定的数据采集对象进行设备“武装”,形成一个小型的信息收集装置,利用互联网实现采集数据的快速回收,充分发掘互联网的进行数据处理和分析。达到精确控制采集对象的目的。关于物联网的定义,几个专家口中便有几个不同的版本。因为目前对于物联网还没有一个共识性的解释和定义,但简单归纳一下就是通过RFID、Infrared Sensor(红外传感器)、GPS、扫描器等信息传感设备,按照统一制定的标准、规范,将自然界中数据采集对象反馈的信息准确无误地传送到互联网,让“物”纳入互联网的范畴,进而实现对对象本身智能化的跟踪、识别、管理、控制的一种新型网络。不难看出,物联网是互联网的一种泛化,无论从理论层面还是到技术层面都离不开互联网的支出,离开了互联网,物联网不过空中楼阁,缺乏现实意义。
互联网并不是物联网出现的主要因素,而是基于无线射频识别技术的成熟。无线射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,从实验室走向普通大众的日常生活,RFID只经历了短短几年的发展。现如今无论在生产车间看到的员工门禁卡扫描,还是在超市结账时需要条形码扫描器进行的商品价格采集,又或是大学生校园中流行的“一卡通”都是基于这种射频技术产生的。无线射频识别技术广泛应用于社会各种领域的同时会出现很多问题,即收集到数据的处理问题。依靠“单机”进行数据处理仅仅能满足小型企业或者个体的需求,这里的“单机”指没有接入互联网的数据处理设备。如果采集对象数量过于庞大,相应产生的数据也是几何倍数的增长,一旦采集数据量上升到PB级别,单机将无法满足执行这种操作的需求。由此催生出新的技术组合形式,即无线射频技术与互联网结合。带来的好处是显而易见的,处理能力极大的提高,存储成本也会大大降低,还为用户节省了大量人员维护的成本。最重要的一点,通过互联网不仅实现了人与人之间的沟通,还拓展为人与物之间跨地域的沟通。物联网正是这种由电子标签(射频标签)、读写器、数据处理系统、编码解析与寻址系统以及信息服务系统和互联网组成的。换一句话说,无线射频识别技术与互联网的碰撞产生了物联网的火花。
2.3 物联网体系架构
物联网体系架构主要分为三层。有下而上分别是感知控制层、网络传输层、应用服务层,这一点类似于互联网的OSI(Open System Interconnect)七层参考模型。
感知控制层按其功能划分可以分为两个部分,其一是由多媒体信息、RFID、二维码和基于各种原理的各式传感器构成的信息采集系统。另外为了与网络传输层实现互通,短距离通信技术和协同信息处理技术也是感知控制层不可缺少的部分,这部分用到的技术主要是蓝牙、ZigBee、红外线等。
网络传输层主要包含一些网络支撑技术,Internet、移动互联网、无线传感器网络构成了该层的基础。互联网覆盖范围的扩大同时加剧了物联网的扩张,互联网为物联网提供了大数据量的信息传输和远距离通信的安全和保障。
最高一层是应用服务层,其主要面对被服务的人群,即SOA架构。目前互联网世界广泛采用的分布式数据处理、数据挖掘等技术为服务的实效性、有效性提供保证。
3 结语
可以预见,未来社会中物联网的价值产出将远远大于其他科技产出。物联网的重要性也会凸显。首当其冲,在日益严峻的环境保护问题上,物联网可以提供更多及时可靠的气候检测报告帮助决策分析。其次将传感器置于每辆汽车内,利用实时传递回的路况信息提高道路运输效率。最后智能家居、智能医疗、智能物流、智能农业等领域的应用也将彻底改善人的生活品质。
作者信息
郭晨晨(1992-),男,山西省长治市人。现为山西师范大学数计学院硕士研究生。
【项目来源】黑龙江省教育厅高职高专院校科研项目;项目名称:高职高专物联网专业人才培养方案的研究;项目编号:12515157
物联网(Internet of Things,IOT)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网连接起来,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。物联网概念的引入,把互联网的应用延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是继计算机互联网与移动通信网络之后的又一次信息产业革命。
物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心(MIT AutoID Center)提出的。2005年,国际电信联盟(ITU)了一份题为《The Internet of Things》的年度报告,正式将“物联网”命名为“the Internet of Things”。2009年8月,总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心,明确要求尽快建立中国的传感信息中心,也就是“感知中国”中心。笔者从微控制器应用到ARM&Linux嵌入式系统,又回归到微控制器的研究教学,亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。下面就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况,望和大家一起探讨。
在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中,物联网相关专业就有700多所学校申报,最终28家IOT、5家WSN获批,共33所高校。其中70%设在计算机学院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物联网专业,这样全国现共有62所高校开设物联网专业。
物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础,而感知层更多依赖的是软硬件结合的嵌入式系统技术。物联网的传感器接口、RFID读写都涉及嵌入式技术,但实际上新技术含量很少,可看作是一个新袋子。
物联网主要涵盖RFID(>5.5)、无线传感器网络(>8.5)、M2M智能手机(
【关键词】物联网产业 现状 对策
物联网也称为传感网,誉为继计算机和互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,拥有广阔的开发应用前景。笔者就基于物联网概念的基础之上,通过分析当前我国物联网产业发展的现状,提出了促进物联网产业发展的对策。
一、物联网的阐述
(一)物联网概念的提出
简而言之,物联网是指遵守约定的协议,借助信息传感设备,实现任何物品与物联网的相互联系,达到信息的交流,从而实现智能化识别、监控及管理的一种网络。
物联网概念最早出现于比尔.盖茨在1995年所著的《未来之路》之中,然而,在当时未得到相关学术界的关注。之后,美国的Auto-ID第一次阐述了“物联网”的含义。直到国际电信联盟在2005年了《ITU互联网报告2005:物联网》将“物联网”的概念正式提出了,并骄傲地宣布“物联网的时代就要到来了。”
(二)物联网的核心技术及本质
一般而言,保障物联网运行的核心技术包括信息采集技术、远程传输技术、信息智能处理及控制技术等。具体来讲,信息采集技术是指借助传感器及电子标签进行信息参数的采集,之后对采集的信息进行识别;远程传输技术当前分为有限传输和无线传输两种途径;信息智能处理及控制技术是指应用最超前的信息处理技术,对收集到的信息进行存储、整理和分析,然后将结果及时反馈到物联网中枢控制系统,从而真正达到物与物的相联系。
从本质上来分析,物联网属于互联网在形式方面的一种延伸,同时要明确,物联网一定不是互联网的翻版。由于物联网技术在研发及运行过程中,融入到了大量的人性化设计,赋予没有生命物体智能化。
二、我国物联网产业发展的现状
(一)我国发展物联网产业的优势
1.政策优势
我国物联网产业最早起源于1999年,当时中科院开展了传感网的研究,成立了一支两千多人的团队,加大投资力度,从而促使在无线智能传感器网络通信、传感器端机等技术得到了显著突破。当前,我国已经拥有材料、技术、器件、网络一系列的产业链,成为世界上达到物联网产业化国家之一,同时也是国际标准制定的一支重要力量。
2.技术优势
物联网行业在我国起步较早,再加上国家在政策方面的扶持力度,促使我国物联网技术研发水平在国际上遥遥领先,具备重要的影响力。与此同时,我国物联网所呈现出的技术优势还突出表现为我国有机地将物联网技术由实验室研发转化为大规模商业化运作。在2009年10月,西安“唐芯一号”的成功开发,象征着我国物联网的核心技术达到了突破性进展。除此以外,我国还积极在网络、通信等方面申请具有自主知识产权的技术专利,从而为我国物联网产业发展提供了坚实保障。
3.市场优势
如今,我国已具备推广物联网的基础条件,而且无线网络也基本上达到了城乡区域的覆盖。再加上云计算技术的日益成熟,使得各类物品的动态管理成为了可能。据有关资料显示表明,我国在2012年物联网产业市场规划达到3000多亿元,在2015年我国物联网整体市场规模有望达到7500亿元,拥有广阔的市场前景。总而言之,由于我国庞大的人口基数和相对完善的物联网产业体系,为我国物联网产业的发展开拓了广阔的市场。
(二)我国发展物联网产业存在的问题
1.政府的政策扶持力度有待进一步提高
由于物联网技术属于一项对我国经济开发以及国家安全具有重要战略利益的高新技术产业,从而就需要政府加大政策扶持力度,从战略角度出发,在政策和法律方面给予物联网产业发展的保障。
2.产业链发展不均衡
我国的物联网产业链与美国相比,具有较大的差距。这主要是因为当前我国物联网产业发展还不成熟,产业链较薄弱,业务运作模式不成熟,这些都制约了我国物联网产业的发展。
3.缺乏核心技术自主知识产权
众所周知,物联网的技术包含传感、射频识别、通信网络以及统一编码等技术,而且传感技术及射频识别技术又居于核心。尽管我国低频、高频的射频技术较成熟,但是我国约90%多的高频射频技术芯片仍是以进口为主,缺乏核心自主知产权。
4.未建立起完善的安全管理机制
安全问题一直都是物联网产业关注的重点。这主要是因为在物联网的建设过程中,首先就是通过射频识别技术嵌入到相关产品中,从而所有物品的信息都会被记录其中,同时还不断发射信号。因此,如何保护拥有者的隐私不被射频识别技术侵犯成为物联网产业发展中的一项急需要解决的问题。此外,若与政府或者外企合作,保护国家机密或者企业商业信息显得尤为重要。从某种角度来分析,物联网产业发展不单纯地属于一项技术问题,而且关系到国家安全。
三、我国物联网产业发展的对策
如何促进我国物联网产业的发展,我们可以从以下几方面入手:
(一)健全政府政策导向,加大政策扶持力度
从而就需要政府相关部门组建领导小组,从而促进物联网产业的发展。首先,从宏观战略方面来分析,需要明确互联网产业发展方向,制定出发展规划及相关措施;其次,健全物流网产业发展的相关政策措施,建立起物联网企业技术中心、技术创新交流的沟通平台,以便最大限度降低研发成本,促使创新资源得到优化配置;再次,充分利用政府资源及社会资源,成立以物联网产业化发展的服务机构,从而进一步促进物联网技术产业化的应用。
(二)重视产业联盟,积极抢占产业发展制高点
众所周知,当前企业发展呈现出以下特点,即一流企业凭借的是卖标准在市场中立足,二流企业凭借卖服务在市场中立足,而三流企业凭借的是卖产品在市场中立足。也就是说,谁拥有产业标准,谁就有可能在未来激烈竞争市场中掌握主动权。从而就需要物联网产业牢牢把握标准的制定及采用的机遇,成立以当前龙头产业发展为核心,以政府的统筹协调为基础,运营商及相关科研院校共同参与的组织,加快产业技术联盟的建设,真正促使企业由内部创新发展演变为外部联合创新方向发展。
【摘 要】信息论与编码课程教学改革是课程体系适应教学发展过程,实现教学管理创新发展的必然过程。本文基于对课程体系重要性的认识,立足于教学实践过程和特点,从存在的问题出发,分析教学过程中存在的问题,并提出了相应的教学策略。
【关键词】信息论 编码 教学改革 分析研究
信息论与编码课程是一门理论性较强的学科。由于知识内容的抽象性,课程在教学过程中顾在着不少的问题。信息论与编码主要的目的是为了提高信息系统中信息传输的安全性、稳定性和可靠性,课程内容融入了概率论、随机课程体系以及数理统计等方面的内容和方法,侧重于对信息的存储、传输与编码处理。信息论与编码课程体系主要涉及到到计算机信息科学、网络技术、通信技术、编码技术等方面的处理。由于课程基础性和理论性都较强,因此在现代信息论与编码技术的研究中发挥着至关重要的作用。但从目前的教学过程来看,课程体系在授课过程中存在不少的问题,既有课程体系设计方面存在的缺陷和不足,也与学生们对课程的认识和感受有关。
一、课程在教学过程中面临的问题和挑战
(一)学生们对学习缺乏足够的兴趣
信息论与编码课程理论性较强,课程内容重视对学生理论性的培养,要求他们掌握一定的基础知识。由于该课程涉及到通信技术、计算机科学与技术、高等数学等方面的知识和内容。这些内容和知识对于学生们来说,可能是一个全新的领域。学生们在学习过程中难以有效掌握课程的内容,对知识的理解存在一定的难度。学生们在学习过程中由于遇到的新名词、技术术语过于专业等都增加了课程的难度。与法学、心理学、工商管理等专业相比,课程体系明显要复杂的多。并且由于课程性质等方面特点,决定了课程的实践教学环节也较少。教学实践的缺失、课程体系的复杂都无疑为增加学生的理解难度,也缺乏足够的动力去学习。
(二)理论体系复杂性和难度较大
课程体系的复杂性决定了教学难度。就该课程来说,信息论与编码涉及到信息的收集、处理和编码。这其中难免会用到大量的概率论与随机过程方面的东西和理论。这方面的内容在一定程度上加剧了学生们的学习难度。此外,由于与信息论与编码课程相关的其它学科教育的缺失,也为课程的开展增加了不少的难度。尤其是通信技术的缺乏,通信技术是一门技术性较强的课程体系,课程内容与电子技术等学科关联性又较强。电子课程的技术性知识的缺失不利于学生们知识的掌握。
(三)实践教学难以落到实处
教学实践是确保课程知识和内容运用到位的根本保障。而现实的教学情况下,很多学生能够理解和掌握一定的知识架构和基本技能。能够初步理解信息编码与处理的过程。但由于学校教学条件方面的局限性,很多教学实践活动都无法落实到位。学生们对知识的理解不全面,不透彻。没有真正将所学的知识运用于实践当中,通过不断的实践反思教学过程、检验知识的有效性和完整性。对于信息论与编码课程来说,情况更为复杂。同时由于教学条件的限制,教学手段和多媒体工具的缺失也导致教学过程存在不少的问题。
二、信息论与编码课程教学改革探析
(一)加强对学生的教育引导,培养学生们的学习兴趣
学生是学习的主体,在学习态度和知识的掌握方面具有显著的效果。因此,老师应当加大对学生学习的积极性的培育和掌握。由于课程内容和知识架构的特殊性和复杂性,老师应当加强对课程重要性认识的教育,使学生们认识到信息论与编码课程在其它学科中的基础性、关键性地位的认识。长期的教学实践表明,学生们对课程体系的不重视,往往与他们对课程的认识有关。信息论与编码课程是一些尖端技术领域的基础性学科,在当今技术快速发展的今天,信息论与编码基础体系的地位和作用尤其重要。同时,老师应当深挖课程的内容和架构,将抽象、复杂的课程内容进行简单化处理,尽量避免用过于专业的术语,通过浅显易懂的语言和教学方式,培养学生们获得知识的机会,善于在课程体系中找到结合点,从而培养学生们的学习兴趣。
(二)合理安排教学内容和方法,提高教学的实效性
信息论与编码课程体系部分内容对学生来说,其掌握和分析具有一定的难度。因此,信息论与编码课程体系在教学过程中应当合理安排课程体系。尽量避免连续信源理论、连续信道容量等方面的抽象内容。学生由于知识程度和理解能力等方面的限制,不具备相应的学习能力,因此,在教学过程中应将离散性的内容作为重点来探讨,而对连续信源理论、连续信道容量等方面作简单介绍。同时,老师在授课过程中,应当避免单纯的理论说教,应将抽象的理论课程通过推导直观化、理解简单化、概念直观化等方式确保学生们对知识的理解和掌握。
(三)创新教学方法和手段,加强多媒体教学工具的运用
传统的教学手段和方法过于强调老师的说教。老师、教材和学生在教学过程中的重点和主体。而在信息化高度发展的今天,信息化开始向教学领域逐渐渗透,多媒体教学在教学当中得到了普遍的运用。老师可以灵活运用声音、图像、动画、视频、文本等多媒体资料,变单纯的理论说教为现实的动画演示,使教学内容更加生动、形象、逼真。增加课程体系的立体感和有效性,提高教学的效率和水平。同时精心准备教学内容,将多媒体教学与传统教学方式有机融合,从而不断提高教学质量。
三、结束语
信息论与编码课程是抽象性较强,复杂度较高。同时,课程体系在整个教学过程中是非常重要的。这就决定了课程教学必须加大改革力度,改革传统的教学方式和模式,创新教学管理理念和方法,使课程体系既能确保学生的理解和接受能力,又能实现教学改革的需要。
参考文献:
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2009年12月16日,由宏霸数码科技(北京)有限公司(以下简称RCG)主办、中国自动识别技术协会支持的“全面感知/可靠传送/智能处理――2009物联网应用发展论坛”在北京顺利召开,工业和信息化部信息化推进司、商务部信息化司、科技部、中国物品编码中心、中国自动识别技术协会以及物联网产业相关企业、关注物联网发展的科研院所等组织的相关人士出席了会议。
物联网风潮
物联网是在计算机互联网的基础上,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备按约定的协议,把任意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。在这种网络中,物品或者是商品能够彼此进行交流,而无需人的干预,其实质是利用无线射频等自动识别技术,通过计算机互联网实现物品或商品的自动识别和信息的互联与共享。
2005年,国际电信联盟在互联网报中正式提出物联网的概念,国内尤其从2009年初北京的国际通讯展上,物联网这个概念和宣传如火如荼。业界预测,物联网将是继计算机互联网之后的又一次信息产业的浪潮,也有专家预测,未来十年内,物联网将会得到大规模的应用,而且会带来上万亿元规模的科技市场。
我国政府高度关注物联网的发展。总理曾提出重视物联网至少三件事情可以尽快去做,一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信息中心或者叫感知中国的中心。2009年11月3日,总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为“让科技引领中国可持续发展”的讲话,首度提出发展包括新能源、新材料、生命科学、生命医药、信息网络、海洋工程、地质勘探等七大战略新兴产业的目标,并将物联网并入信息网络发展的重要内容。10月11日,工业和信息化部李毅中部长在科技日报上发表题为《我国工业和信息化发展的现状与展望》的署名文章,首次公开提及传感网络,并将其上升到战略性新兴产业的高度。
物联网作为一个新兴产业,其产业链尚在逐步完善中,它的发展需要在多个领域获得突破,但其基础应包括三个部分,一是标识感知。二是传输,三是数字处理。
商务部信息化司石伟光先生表示,物流领域是物联网相关技术最有现实意义的应用领域之一。在贸易尤其是国际贸易中,物流效率一直是制约整体效率提升的关键环节,RFID物联网技术的应用将极大地提升国际贸易流通效率。如在集装箱上使用共同标准的电子标签,装卸时可自动收集货物内容的信息,从而缩短作业时间,并实时掌握货物位置,提高运营效率,最终减少货物装卸、通关、仓储等物流成本。基于感知的货物数据可建立全球范围内货物状态监控系统,提供全面的跨境贸易信息、货物信息和物流信息跟踪,帮助中国制造商、进出口商、货代等贸易参与方随时随地掌握货物及航运信息,提高国际贸易风险的控制能力。
借力物联网
RCG是领先的生物识别产品、无线射频识别技术及监控系统解决方案的提供商,致力于为企业级用户及个人消费者群体提供更高效可靠的安全解决方案,产品应用领域主要有RFID、生物识别与安防系统。自1999年成立以来,RCG于2004年在伦敦证券交易所另类投资市场上市,2009年在香港联合交易所有限公司主板上市。RCG在电信、金融、零售、交通、娱乐、医疗、航空、物流及房地产等一系列垂直市场领域获得了丰富的实施经验。RCG先后于北京、马来西亚、香港、深圳、澳门、迪拜、泰国设立了办事处,同时在这些市场上部署了广泛的渠道网络。
作为一家专业提供RFID产品与解决方案的企业,物联网的风行无疑为RCG带来了新的发展契机。
RCG独立非执行董事Seri Mohd Azumi表示,技术将更广泛地参与入的角色,技术会帮助人们避免不必要的危险,提高人们的生活质量,并且最终构建更好的社会架构。虽然物联网的应用目前仍处于刚刚起步的阶段,但是RCG已经有可能实现更高的目标,除了保持并继续深挖在娱乐、物流、基础设施建设、医疗、金融等垂直行业的应用,还将物联网的应用拓展到更多的垂直行业中去。
据RCG销售副总裁刘昊介绍,目前RCG正致力于物联网前期的建设。正如城市的建立需要从各个角度、各个地块修建一样,物联网的建设目前就像城市的兴建阶段,包括RFID在内的涉及物联网的各个关节都在建设中直到最后每个关节都修好并融会贯通后,物联网才从概念走到现实。
目前,RCG作为企业角色主要在推广基于EPC架构的物联网应用。
其实,在2004年,基于EPC架构的物联网已在市场出现。当时产生的原因是供应链的竞争讲究整个体系的优化,即无论在谁的手里,只要客户没有买单就是体系中的库存。为了应对低效高成本的供应链困境,基于EPC架构的物联网概念被寄予了很大的希望。企业对它的期望就像救世主,希望它能够解决供应链上所有的问题。但在实施中才发现,单个企业实施基于EPC架构的物联网很难见到明显的效益,要想产生效益的话,必须是供应链上下游共同使用才行。然而各个企业的发展程度不一样,信息化程度不一样,资金实力不一样,IT程度也不一样,很难共同使用一套体系。这就遇到了困境。
发展至今,物联网的概念跟以前的物联网已经有所不同。RFID不再是唯一的识别技术,它只是传感器技术中的一种,商品也不再是唯一被管理的目标,而是众多被管理目标之一。物联网的应用范围扩大了,但是进入门槛却降低了,不再全球协同就可以使用。一个单位、一个部门、一个企业都可以应用。如果不能大面积应用,单点应用也可以产生效益。对于提供物联网技术的众多企业来说,快速发展的机会终于到来了。
在大家才开始关注广义的基于EPC架构的物联网应用即现今的物联网概念时,RCG已经走在前列,成功实施了案例并积累了丰富的经验,并开始广泛推广。
“我总是有意克制自己对未来的想象,为了避免引起不必要的争议。”互联网进化论的提出者刘锋兴奋但略显忧郁地说道。
在他眼中的未来世界里活人可以隔着冥河,借助互联网和“死去的人”进行超越时空的交流。生命将在虚拟世界中得到永生。
世界将不会再出现类似梵高的惨剧。梵高可以死去,但他的大脑将被嵌入到网络之中,谷歌街景将成为他重新审视世界、发现美丽的眼睛,网络连接下的绘图仪将成为他手中新的画板和画笔……
在刘锋互联网进化论的框架下,所有“荒诞”的幻想都将成为逻辑推理下的“必然”。这样的“荒诞”幻想未必有人接受,但他的互联网进化论却被很多人所认可,甚至当刘锋将互联网进化论的相关论文提交到美国计算机学会(ACM)网站学术编辑手中时,无法否定这一理论的美国编辑也仅仅指出了论文中的语法错误和进一步探讨论证这一理论的方法意见……
刘锋和IBM的“抄袭”
“现实中的我可能和网络中的我有很大差异……”微微发福的刘锋有些拘谨地做了开场白。他脸上闪烁的微笑透出些许轻松和自信,相比他博客中指责IBM公司“智慧地球”抄袭的战斗“檄文”的气势,相去甚远。
2008年末IBM借着全球范围内“物联网”概念升温这股东风,伺机提出了“智慧地球”概念和经营战略。IBM所描绘的未来图景和2007年刘锋逐渐完善和成形的互联网进化论“不谋而合”。
事实上刘锋指责IBM抄袭并不是空穴来风。
根据刘锋创办并用来互联网进化论文章的个人网站IP访问监控显示,在IBM提出‘智慧地球’前的一年(2007年),大量来自IBM公司和IBM中国分公司的IP地址频繁地访问他的站点。
“这不能不让人怀疑IBM的学术剽窃,直到目前为止IBM方面依然没有回应我的质疑。”刘锋直言不讳道。
除了IBM外,刘锋把人类大脑引入互联网研究后,引起了世界上很多学术机构的关注。美国、新加坡、瑞典、英国一些大学也开始注意刘锋提出的新理论。
互联网是什么?过去的学术解释物理而且冰冷,不同的机构从不同角度对互联网这一“死物件”进行了描述。
互联网的边界到底在哪?难道仅仅是传统意义电脑终端吗?刘锋给出了自己的回答:他首次将“人”的因素添加到了互联网的新定义中。网络的边界不再是没有生命的电脑,而是电脑使用者的头脑――拥有生命的终端。整个互联网的运行,都是为了人类大脑中记忆信息的处理。
互联网一下变“活”了,成为一个拥有智慧的生命,而且这个生命体也会根据人类的新需求和技术进步发生“进化”。
在全新的视角下,互联网不再是物理技术的附庸,而成为了人类社会活动的一部分。
刘锋的新理论认为:互联网再加人人的因素后,在某种程度可以被认为拥有类似人类大脑的功能和组织结构。这一理论被刘锋冠名为:互联网虚拟大脑。2008年刘锋也早已绘制出了互联网虚拟大脑的结构图,这一图谱清晰地解构了互联网未来的发展方向。
与刘锋理论类似的是:IBM“智慧地球”概念也抛出了互联地球的人,机器和数据的观点。通过物联网和互联网的整合来实现人类社会与物理系统的结合。
“对于IBM提出的‘智慧地球’概念,其实他们也没有真正搞明白。尤其对于物联网和互联网的连接部分。”刘锋对“智慧地球”评价道。
在刘锋看来,互联网延伸的范围已经超越了地球这个概念,诸如火星探测等宇航活动已经将互联网的触角伸向了外太空领域,“智慧地球”的尺度显然已经“落伍”了。
即使是“智慧地球”这样的新概念,搭建这一概念的技术根基依然建立在现有的技术之上。IBM火热的新概念并没有伴随新技术的诞生和运用。
“IBM提出的‘智慧地球’是互联网虚拟大脑理论下的过渡产物,时间会证明它逃脱不了抄袭互联网虚拟大脑结构图的命运。问题只是谁来抄袭的问题?是IBM自己,还是IBM的科研伙伴?”虽然刘锋认定IBM抄袭了他的成果,但对于只是停留在纸面上的纯粹理论成果而言,问题仍将难有定论。
物联网的另一面
“时下最热的物联网,只能算是互联网的延伸……”和记者的交谈中,刘锋始终强调着这一论断。
2010年3月份美国《福布斯》杂志网站公布了世界最具创新力的公司排名,IBM公司拔得头筹。让很多人感到惊讶的是:拥有世界上最多专利数量的韩、日企业的创新力竟然被挤出了三甲之外,前三甲均被美国企业所包揽。
冷静和清醒的人们十分清楚地意识到:美国企业专利技术数量虽然未能称雄,但将专利技术转化为商业盈利能力的功夫却是一流,而IBM则是一流中的一流。
或许IBM的“智慧地球”并没有创新,但是IBM发现了“智慧地球”概念下的巨大商业价值。为了开拓新市场,IBM需要一个新的概念来进行商业包装。
美国太公司常常占据着市场和技术的制高点,这往往得益于他们常常能在科技发展的道路上占据着理论制高点。IBM提出了‘智慧地球’,作为抗衡中国相应提出了‘感知中国’。双方虽然都着眼于未来的物联网市场,但两者的胸襟和气度早已高下立判。这种制高点早已决定了在未来所占的市场份额。
“在这场竞赛中,我只是一只蚂蚁,我个人的力量十分微弱。我能够做的或许仅仅是在理论层面上,证明自己能够比IBM快一步……”语气略显无奈的刘锋道出了无奈的现实,当然他十分清楚:对于IBM而言一旦拥有前瞻性的理论指导,加上IBM在技术领域的深厚积累,能轻易地对“智慧地球”概念进行实现。现实中,IBM的“智慧地球”所包含的“智慧城市”中智能交通系统解决方案已经成功地出售给了沈阳市……
对于IBM的“智慧地球”的扩张,刘锋有着自己的忧虑。“智慧地球”所延伸到的领域都是关系到国计民生的重大行业。如果IBM服务的都是中国的国有大型企业,那么一个大企业往往挟持着一个行业,一个行业的安全可以上升到国家安全的层面……
“威客”的爆发
事实上刘锋之所以能发现并提出互联网进化论,归功于他的另一项概念的提出,那就是“威客”。
2007年包括中央电视台在内大多数主流媒体都在热烈讨论“威客”这一概念,“威客”甚至走进了那年高考的试卷,而这一概念的诞生却源自于刘锋第一次创业的冲动。
2005年还在中科院研究生院管理学院读书的刘锋,开始有了做开办商业网站经商的念头。
“在中科院的环境下,想做生意必须考虑自己有什么资源。我身边有很多的学者和专家,当时我就考虑能不能建设~个网站,来提供一个企业向中科院专家和学
者咨询或者提问的平台。”刘锋说道。
这种互动问答类的网站被刘锋命名为“威客”(wit-key,英文意思为智慧的钥匙,之后这一概念被延伸到那些应用自己的智慧和劳动通过网络来获取收入的人),他大胆地提出了一种新的商业模式,如同博客、电子邮件一样,每个人都会拥有自己的威客。
刘锋还为这种商业模式绘制出了一张“威客地图”,图中每个人都被各自所拥有的博客、电子邮件和威客连接起来,这种结构让刘锋联想到了神经元的结构,“威客地图”中的每个人如同一个个神经元。连接所有人的互联网自然成为了众多“神经元”的集合,从结构上看互联网和人类大脑是否相似呢?这一困惑让刘锋陷入了深思之中……
除此之外,刘锋发现了另外一个有趣的现象。
那年的暑假刘锋把自己彻底关在屋子里,来编写网站程序。他从网上下载了一套标准的BBS(电子公告牌)程序代码,在这套代码的基础上来编写自己的网站程序。
“当时脑子里很乱,并不知道自己要做一个什么网站,所以就在那套BBS程序上改来改去。让我吃惊的是:BBS程序可以任意变形成为其他形式的网站,包括是类似新浪、搜弧这样的新闻的门户网站、类似淘宝电子商务网站、个人博客、或类似维基百科这样的互动问答网站,需要什么网站我都可以在这套BBS程序的基础上改编出来。后来我查阅资料才发现:原来互联网的最初应用就是BBS。”刘锋回忆道。
这一看似“苹果落地”的现象,引起了刘锋的兴趣。互联网最初只是BBS的应用,随后分离出各种新的应用功能。这些功能应用的集合形成了互联网,那么从功能上互联网能否看成是一个人类大脑呢?
刘锋按照知识层面将人脑的功能分成为三个区域:共享知识区,例如现实中可以免费给人指路的信息,在互联网世界中如同是所有人都可以浏览的博客。
可交易知识区,例如现实世界中医生的专业知识必须等病人挂号后才能表达,在互联网世界中如同是智力互动问答的站点。
问题区,例如现实中学生不知道答案的数学难题,在互联网世界中同样可以看作是智力互动问答的问题。
隐私区,例如现实中个人或几个朋友之间的隐私信息,在互联网世界中如同是电子邮件只能由邮箱所有者查阅。
运动控制功能区,例如现实世界中人用筷子夹菜的能力或者用手指打键盘的能力,在互联网世界中如同网络软件,例如用户可以使用迅雷在网络搜索并下载电影。
把这些区域~一对应起来,似乎看到了物联网和人脑的某种相似之处,同时互联网和用户大脑又紧密地连接着。互联网用户大脑的知识功能区通过互联网个人空间被映射到互联网中。
当时刘锋洞开了“互联网大脑”领域的大门,但“威客”概念已经成形,那年夏天他将自己提出的“威客”概念写成在神州数码公司的企业内刊上。
后来对于当年的举动,刘锋回应道:“那时我不太在乎论文的质量,只要能证明那个时间段我的确做了这些工作就行。”
“威客”概念在那年诞生了,但是更大的疑惑却困扰着刘锋,以至于他在接受《世界博览》记者采访时感慨道:“当时我提出了‘威客’这个概念,现在回想起来觉得挺不好意思,因为那时关于‘威客’我并没有想太清楚。”
尽管按刘锋话说当时“没有想清楚”,但正是“威客”让他发现了一片广袤的“蓝海”。
互联网进化?
当刘锋还在为“互联网大脑”苦苦思考时,几次偶然的听闻让他的视野再次放大。
在一次中科院软件所和水利部组织的一次座谈会上,他得知2007年7月中国水利部开始在主要流域内的土壤,河流,空气中安放传感器,来及时将气温,湿度,风速等数据通过互联网传输到信息处理中心。
这些数据进行分析处理后,形成报告供防汛抗旱决策使用。
在自然界安装联网的传感器如同千里之外互联网用户的感知器官一样,让用户能够足不出户及时了解监测地区的各种环境信息。这一类似“躯体感觉神经系统”让刘锋迅速联想到他脑海中刚刚成型的“互联网大脑”。
2007年刘锋在和中科院一名同事一起吃饭聊天时,偶然得知同事亲属正在为某地的一个风景区开发一套可以实时观看景区风景的系统。景区各处安装摄像机,摄像机和服务器进行联网后,所有入住景区酒店的游客和旅行公司的办公室职员能够通过这一“眼睛”随时查看景区各处的情况。当然如果摄像头加上麦克,人们也可以听到景区各处的声音。
很快这套“视觉感知系统”和“听觉感知系统”毫无疑问地被刘锋归结进“物联网大脑”之中。同年Google也推出了“街景”服务,即在城市中安装多镜头摄像机,互联网用户可以实时观看丹佛、拉斯维加斯、迈阿密、纽约和旧金山等城市的风貌。
在刘锋找到“物联网大脑”的躯体感觉系统、视听觉系统后,也迅速找到了运动神经系统。早已经被很多人接受的“远程打印机和复印机”成为了最早的案例之一。到21世纪前十年,刚刚出现的医生通过远程网络进行手术的案例也趋于普遍。
“互联网大脑”是否存在自主神经系统呢?主要用于调节内脏的活动人体自主神经系统的活动不受人为意识的直接控制,很难像手臂运动一样,可以“随意”操控。
在互联网世界中,同样存在这种不受人为控制的活动,如Google的网络蜘蛛(Web Spider)通过一个网页的链接地址来寻找其他网页,并将其存入到google数据库的一种自动程序,最终结果实现对互联网数据的整理和归类。
最后的中枢神经系统在哪里?
人的中枢神经系统包括脑和脊髓,它有控制和调节人的整个机体活动的功能。
对应之下,刘锋认为:互联网的中枢神经系统就是核心服务器以及联结他们的路由器和交换机。在这些设备上,各种数据在这里交汇,其中就有那些各种感知类型的信息。
到底是什么推动着互联网不断成长为一个“虚拟大脑”呢?
“从人类发展史看,人类进步就是一部包含了其感觉和运动器官不断延长的历史,与此同时,人类大脑的延伸也一刻没有停止。”刘锋在《互联网进化论》中这样写道。
对应地他提出了两个问题,互联网的发展有没有规律可循?未来互联网发展的最终结果将会怎样?为此他以“互联网虚拟大脑”中各部分神经系统逐渐“成形”作出了解读。
关键词:电子商务概论 实践内容 商流 资金流 信息流 物流
电子商务专业是一个跨学科的新兴专业,《电子商务概论》是网络经济环境下一门开创性课程,是电子商务专业的核心课程,也是相关专业的必修课或选修课。该课程主要介绍与电子商务密切相关的基本知识和基本概念,重点讲解电子商务的交易模式、安全技术、网上支付、网络营销手段与策略等。这门课程是整个电子商务专业学习的基础,涉及多门学科,多个技术领域。而国内外关于电子商务的实践教学内容大多较散而杂,而且关于该课程的实践教材也较多,但不具有系统性和关联性。本文从电子商务“四流”的角度对实践课进行设计,以形成一个系统的、关联的电子商务概论实践内容,提高教学的目的性和实用性。
一、《电子商务概论》课程性质
《电子商务概论》是电子商务专业的一门专业必修课。同时也是会计学、财务管理、工商管理、市场营销及国际贸易等专业的选修课之一。该课程是一门融合了计算机信息技术(尤其是Internet技术)、管理学、经济学等方面知识的综合性、边缘性、交差性的新兴学科。该课程主要研究和介绍电子商务的基本概念、模式、基本原理、关键技术及其应用。本课程既可以让学生了解电子商务基本知识、基本理论,同时也是学习后续课程的基础,对学生系统掌握专业理论知识具有重要意义。
二、《电子商务概论》的实践教学内容
《电子商务概论》课程的课程性质决定实践教学一直是高职高专电子商务专业教学探讨的重点内容,讨论实践教学的教材和论文比比皆是,但是,总是没有一劳永逸的。因为,电子商务技术不断更新发展,要求不断地调整教学内容来适应电子商务发展的步伐,否则将失去应有的意义。
电子商务包括电子货币交换、供应链管理、电子交易市场、网络营销、在线事务处理、电子数据交换(EDI)、存货管理和自动数据收集系统。在此过程中,利用到的信息技术包括:互联网、外联网、电子邮件、数据库、电子目录和移动电话。[1]我们常常将他们归为商流、物流、资金流和信息流。这就是我们常讲的“四流”。
这“四流”构成了一个完整的流通过程,互为存在,密不可分,相互作用,既是独立存在的单一系列,又是一个组合体。将商流、物流、资金流和信息流做为一个整体来考虑和对待,会产生更大的能量,创造更大的经济效益。通过笔者近十年的教学经验,现将电子商务概论课程的实践内容从“四流”出发进行一个适当的归纳和总结。
(一)信息流的实践内容
信息流的广义定义是指人们采用各种方式来实现信息交流,从面对面的直接交谈直到采用各种现代化的传递媒介,包括信息的收集、传递、处理、储存、检索、分析等渠道和过程。信息流的狭义定义是从现代信息技术研究、发展、应用的角度看,指的是信息处理过程中信息在计算机系统和通信网络中的流动。在整个电子商务过程中都涉及到信息流,在这里我们主要实践内容是企业如何进行信息、管理和使用,以及企业如何收集和使用别人的信息。
具体的实训内容包括:
1.IE浏览器的设置方法:这是企业上网的第一步。
2.免费邮箱申请:这是企业和其他个人或企业进行交互的最常用的手段和方式。
3.常见电子商务网站浏览(B2B,B2C,C2C等类型):通过此方式寻找、收集资料。
4.企业网店或网站的制作:利用淘宝等平台进行网上开店,域名的申请、网站空间的申请和网站内容的构建,企业邮局的申请和使用。
5.企业网站或网站的推广:如搜索引擎的应用、网上信息的、邮件列表的申请和使用等。
RFID课程是物联网工程专业的核心课程之一,本文主要阐述了武汉工商学院开设的RFID课程的建设情况,为培养应用型物联网本科专业人才提供了参考和一定的借鉴。
关键词
RFID课程;应用型;课程改革
自2009年国务院将无锡列入国家物联网创新示范区后,物联网产业呈井喷态势发展;伴随着物联网产业不断扩大的规模,随之而来的是对物联网应用的高端技能型专门人才的持续增加的需求量。同时,在物联网被国家纳入“十二五”规划之后,各地高校从2010年起相继开设了物联网相关专业,而射频识别RFID技术是物联网专业的专业核心课程之一。
1RFID课程目前的状况
RFID课程作为物联网工程这种新兴专业的核心课程,开课历史很短,很多高校对其课程的建设也还在不断地探索中,当前,一些重点本科院校将物联网专业划为自动控制类别,作为其核心课程的RFID课程也多是倾向于理论研究及其芯片设计方面,这需要学生有很好的电子电路等电子类课程的基础,而我们学院是将物联网专业作为计算机科学与技术的子学科,并且倾向于应用型本科教育,这就需要我们探索一种更合适应用型物联网本科教育的RFID课程的教学内容和教学方式。
2课程规划
本课程是面向物联网工程专业的本科生,RFID课程讲解的内容以实用为主,在课程的建设中减少理论推导,注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。据本课程的教学目标,使学生通过理论教学和实践教学,能够全面了解RFID基本理论,通过RFID系统的组成部件来掌握RFID应用技术及方法,能够构建RFID应用系统。逐步培养学生掌握RFID射频识别技术的系统集成设计及分析能力,并通过典型案例来了解RFID射频识别技术在社会生产环节中的应用,为未来参加工作、增加就业竞争力打下良好的基础。
2.1课程基本情况
武汉工商学院计算机科学与技术系自2012年开始招收物联网技术及应用方向的本科生,并于2014—2015学年春季开始开设了RFID原理及应用课程;从2013年起开始招收物联网工程专业的本科生,至今开设了两年。RFID原理及应用课程采取理论教学和实践实验训练有机结合,对学生的成绩评定采用平时成绩(占40%)和期末考核(占60%)相结合,其中平时成绩包括了考勤、课堂表现、平时作业以及实验成绩,期末考核以闭卷笔试为主。实验教学以RFID的典型案例为研究目标,二者互为补充、相互促进。在教学手段上,采用PPT课件与黑板板书相结合,物联网设备与模拟软件相结合。根据每学年度的学生学习情况,年度期末考试情况,结合社会对人才的需求情况,及时更新补充教学内容,尤其是实验教学的内容,针对物联网专业的学习,要为后期的专业课程做好铺垫,同时充分利用学院网站,实现该课程的网上资源共享,网站包括的内容有教学大纲、教学课件、部分章节内容的教学PPT、习题库及解答、微课录像、课程录像及课程讨论等环节,通过网上资源共享以及学生的反馈信息完善课程的教学效果。
2.2课堂讲授的内容及安排
本课程的课堂讲授以理解并掌握射频识别技术的应用为主,目前本课程为40学时,其中24学时的理论课时,16学时的实践学时。第一讲,绪论(2课时)主要内容包括认识RFID技术,RFID识别技术与其他自动识别技术,RFID技术的发展;无线电信号的特征,无线电频率;无线电频谱的概念、特征,无线电传输的基本原理。这次课程主要是让学生总体上了解什么是射频识别技术,在教学过程中通过多媒体穿插一些图片及公司产品和宣传片,可以让学生更直观地了解,并且激发学生对RFID技术的兴趣。第二讲,射频识别系统(4课时)主要内容包括射频识别系统的组成、工作过程,射频识别系统的关键技术;电子标签的组成、工作原理;读写器的组成、工作原理。考虑到学生对象是属于计算机学科的,故而将工作原理部分更侧重于基本概念的介绍。第三讲,电磁场与电磁波(4课时)主要内容包括电场的概念、分类;磁场的概念、分类;电磁场与电磁波的概念及其关系。这部分内容概念性比较强,通过讲解让学生了解到RFID无线传播媒介。第四讲,天线基本概念与原理(2课时)主要内容包括三种典型天线的谐振电路,天线的作用,天线的工作原理;耦合天线的概念,耦合天线的工作原理及应用场合;辐射天线的概念,辐射天线的工作原理及应用场合。第五讲,数据通信技术(4课时)主要内容包括编码的定义,常用的编码方法;数据和信号,信道,调制和解调;数据通信协议,数据加密与解密,数据的完整性;防碰撞算法,防碰撞协议,碰撞检测。这讲的前部分内容涉及到通信和电子专业相关课程,在这里主要是让学生对这些基本的概念有所理解,课上重点讲述防碰撞算法的思想和分类。第六讲,射频识别应用系统(4课时)主要内容包括应用系统分析,识别系统分析;实施策略,存在的问题,解决方案;应用系统运行与维护。本讲的主要目的是让学生能够了解到应用系统中的一些基本的技术参数和应用系统的一些构建,尤其在实际操作中不能片面追求某一参数,而要综合考虑系统性能。第七讲,典型应用案例(4课时)主要内容包括低频RFID应用案例,高频RFID应用案例,超高频RFID应用案例,有源RFID应用案例;铁路车号自动识别系统概述,系统意义以及系统方案设计。在这一讲中会结合实验项目中几个比较典型的系统——考勤管理系统、人事管理系统和图书管理系统。
2.3实验教学的内容及安排
本课程的课堂教学积极采用多媒体等先进的教学手段授课,侧重于实践教学,物联网工程实验室配备了20台武汉创维特CVT-IOT-V综合实验平台以及20台电脑,有125kHz、13.56MHz与微波应用下阅读器、应答器和天线的设计,并提供了软、硬件的实现方法等,在实际教学中,按照课时的需求,精心挑选了四个实验内容,分别是125KHzRFID实验、13.56MHzISO14443实验、900MHzRFID实验和RFID系统应用实验,能满足学生基本实验的要求,也能为学生提高和设计性实验提供环境。实验内容的安排如下:
1)125KHzRFID实验(4课时)125kHz卡片分为两种,一种是只读卡,一种是可读可写卡。这个实验包括通过使用CVT-IOT-V综合实验平台识别125kHz只读卡卡号,观察只读卡读卡协议;对125kHz读写卡进行数据读写操作,观察读写卡读写数据协议。实验操作不是很复杂,通过成功实验可以让学生掌握125kHz只读卡和读写卡操作基本原理,了解125kHz只读卡协议和125kHz读写卡协议。在实验过程中尤其要注意的是:读写卡片的数据区分为16块,每一块有32位;块0存放卡片信息及通用码等,该块为只读块;块1存放卡片的身份识别码(UID),该块为只读块;块2存放卡片密码,该块为只写块,为了保护卡片密码,该块在本平台中不开放写权限;块3存放卡片保护字,用于控制卡片每块的读写权限,该块每一位都是一次性写入,写入后不可修改,为保证卡片正常使用,在本平台中不开放该块的写权限;块4存放卡片配置字,用于配置卡片每块的加密情况,该块可读可写,为保证卡片正常使用,在本平台中不开放该块的写权限;块5-块15为用户数据区,可读可写。
2)13.56MHzISO14443实验(4课时)13.56MHzISO14443实验包括ISO14443标签寻卡操作实验、ISO14443标签密码下载实验、ISO14443标签数据读写实验以及ISO14443TYPEB读取身份证卡号实验等。通过实验认识Mifareone卡;理解Mifareone卡操作基本原理;了解Mifareone卡通信协议和身份证卡通信协议。在实验过程要注意的是:此处读出的身份证卡号并不同于实际的身份证号码,身份证号码等信息已被公安部加密,需要相应的权限才能实现。
3)900MHzRFID实验(4课时)900MHzRFID实验包括了900MHz标签功率设置实验、对900MHz标签进行标签识别、对900MHz标签进行数据读写。通过实验可以了解到900MHzRFID卡的通信协议。
4)RFID系统应用实验(4课时)RFID系统应用实验包含了考勤管理系统、物流管理系统、图书管理系统这三个应用系统的使用,分别针对125kHz只读卡、ISO14443标签、125kHz只读卡/读写卡的应用。通过实验,使学生能够熟练掌握这三种应用系统的使用,同时能够深刻理解到RFID卡在社会生产中的应用。在这个实验的基础上,也可以增加一些扩充实验内容,结合C#和数据库的知识,开设RFID综合课程设计,让学生优化已有的应用系统或是开发出新的应用系统。前三个实验主要是通过对三种不同频率和协议的RFID卡让学生熟悉几种典型RFID卡的通信协议,第四个实验可以让学生了解到这几种卡在社会生活中的应用,进而可以利用CVT-RFID-III实验系统开发实现各种自动化智能管理系统和物品跟踪、识别、防伪、监控系统。在每次实验教学中,都会花费将近1个学时的时间给学生讲解有关实验中涉及到的相关专业知识用来补充课堂教学内容,并会对实验的相关内容及步骤进行说明。
3总结
通过一学期的课程教学,使得学生能够较轻松地掌握教学内容,并且激发了他们对RFID应用的兴趣,为后续地发展提供了一定的基础。只是从考核和学生反馈的情况来看,由于RFID技术是跨学科知识,其中有关原理和标准的部分包含了很多无线通信技术内容,学生们接受起来比较慢,而对于应用方面的内容,学生普遍比较感兴趣,相对来说,掌握起来也比较容易。RFID技术正处于快速发展的一个阶段,这也为我们的课程内容的设置提出了更高的要求,在未来的教学中,我们还要不断地补充本领域内新的研究进展和应用实例,并结合学生的掌握程度和反馈情况不断地修正教学内容和改进教学方法,不仅要加强实践教学,同时也可以组织学生积极参加课外竞赛,进一步提高他们的动手能力和学习能力。
作者:肖丹丹 刘芳 单位:武汉工商学院信息工程学院物联网工程系
参考文献
[1]武汉创维特物联网实验箱实验手册[Z].
[2]欧阳元新,刘睿,李超,熊璋.高校计算机专业开设“RFID技术及应用”课程的探索与尝试[J].计算机教育,2009(5):68-71.
关键词:物联网传感网云计算
物联网的英文名是Internet of Things(IOT),也称为Web of Things。它将互联网基础上的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,是物与物之间进行信息交换和通信的互联网。
一、物联网的发展史
1.物联网的定义
2009年9月,在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上,欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义:“物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的‘物’具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道,构成未来互联网。”
我国对物联网的定义是:“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,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。”
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围:①要有数据传输通路;②要有一定的存储功能;③要有CPU;④要有操作系统;⑤要有专门的应用程序;⑥遵循物联网的通信协议;⑦在世界网络中有可被识别的唯一编号。
2.物联网的发展史
(1)物联网最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售。
(2)1999年美国召开移动计算和网络国际会议,MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时提出物联网概念。
(3)1999年中国提出了“传感网”的概念,它与今天所说的物联网是同一概念。
(4)2003年美国《技术评论》提出传感网络是将改变人们生活的十大技术之首。
(5)2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。
(6)美国国防部在2005年将“智能微尘”(SMARTDUST)列为重点研发项目。国家科学基金会的“全球网络环境研究”(GENI)把在下一代互联网上组建传感器子网作为其中重要的内容。
(7)2005年4月,欧盟执委会正式公布了未来5年欧盟信息通信政策框架“i2010”,提出,为迎接数字融合时代的来临,必须整合不同的通信网络、内容服务、终端设备,以提供一致性的管理架构来适应全球化的数字经济,发展更具市场导向、弹性及面向未来的技术。
(8)2006年韩国提出了为期十年的U-Korea战略。在U-IT839计划中,确定了八项需要重点推进的业务,物联网是U-Home(泛在家庭网络)、Telematics/Locationbased(汽车通信平台\基于位置的服务)等业务的实施重点。
(9)2008年各国政府将目光放在物联网上;同年11月,中国举办第二届中国政务研讨会“知识社会与创新2.0”,以用户体验为核心的下一代创新形态形成。
(10)2009年奥巴马与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”,首次将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。
(11)2009年6月,欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》,以确保欧洲在构建物联网的过程中起主导作用。
(12)2009年7月日本IT战略本部提出I-Japan战略2015,目标是实现以国民为中心的数字安心、活力社会。在I-Japan战略中,强化了物联网在交通、医疗、教育和环境监测等领域的应用。
(13)2009年10月,韩通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网市场确定为新增长动力,确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。
(14)2009年,自提出“感知中国”,物联网被正式列为国家五大新兴战略产业之一,写入“政府工作报告”,已被贴上“中国式”标签。
(15)2010年将物联网形成支持新一代信息技术的一些新政策措施,推动经济发展。
(16)日本政府2010提出了“e-Japan战略”,计划到建成一个“任何时间、任何地点、任何人、任何物”都可以上网的环境。
(17)2011年10月20日在江苏无锡举行的第二届中国国际物联网(传感网)博览会上了《2010-2011年中国物联网发展年度报告》,该报告以美、欧、日、韩等经济体的物联网发展与中国物联网的现状发展做比较,并分析出中国物联网在发展中有着政策投入强劲、产业链成熟等特点。
3.物联网的实现
从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。
感知层由各种传感器以及传感器网关构成,比如二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网识别物体,采集信息的来源。
网络层由各种私有网络、互联网、有线或无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
目前,我国的无线通信网络已经覆盖了城乡。无线网络是实现“物联网”必不可少的基础设施,。“云计算”技术的运用,使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。
物联网的行业特性主要体现在其应用领域内,目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试,某些行业已经积累一些成功的案例。
二、当今遇到的难点
1.统一标准
物联网中,传感器的信息采集是一个关键,由于涉及不同的传感网络之间的信息解读,所以必须有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键。
2.数据处理能力
物联网最大的特点是实现万事万物的通信,由此带来海量的数据需要处理,相比于传统的人与人之间的通信,物联网产生的数据业务将会成几何级数增加,而云计算所具有的动态可扩展性,资源按需分配的特点能更好的切合物联网的业务。但云计算的应用才刚刚起步,普及云计算平台,还需要走一段很长的路。
3.安全、隐私
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