智慧交通和智能交通的区别范文
时间:2023-12-05 18:05:51
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篇1
智慧交通依靠大数据、云计算、物联网及移动互联技术支持,实现对城市交通、居民出行和物流运输的智能化管理,是智慧城市建设的重要组成部分,最终达成提供更高效的出行效率、降低交通成本、创建更绿色环保的城市空间和更舒适的出行体验。交通部2019年9月24日《交通强国建设纲要》明确提出到2035年我国基本建成交通强国的目标,到本世纪中叶全面建成“人民满意、保障有力、世界前列”的交通强国,体现了当下交通管理的复杂性和解决问题的迫切性出发,成为我国政府管理部门对于智慧交通布局的前瞻性规划。从已有文献的研究来看,智能交通建设领域的研究从顶层规划、技术探讨开始向更为多元化的方向向发展,涉及理论、技术、实践等多个方面内容,对智慧交通建设的规划发展、核心技术、技术应用多有研究。智慧城市的发展需要以人为本,对民众生活的环境质量、食品药品安全、交通安全等方面实时监测十分重要。[1]西方国家和一些城市业已确立了智慧交通发展路径,从这些国家和城市今年来在智慧交通发展规划、智慧路灯和车辆信息系统方面的创新进行对比,为国内城市智慧交通建设提供了借鉴。
1国外智慧交通建设的规划转向
西方国家从上世纪六七十年代开始涉足智能交通的研究,将交通运输的信息化建设作为重要方向。国外城市从政策规划到基础设施建设上充分发挥技术优势和城市现状相结合,展现出不同的发展特点。西方国家在建设智慧交通过程中结合先进技术来进行交通拥堵治理,收集大数据平台所需的海量数据信息,提供人性化的公共服务和城市管理,政府部门在这一发展过程中起到了关键性的推动作用。美国2015年ITS战略计划,计划在2019年完成网联化与智能化的双重升级。在无人驾驶汽车发展上,美国出台了一系列法规鼓励和约束自动驾驶汽车发展,2016年《自动驾驶汽车政策指南》时起从法律层面上肯定自动驾驶的合法性并将其纳入联邦法律框架,战略方案从1.0到3.0的引导与展望鼓励各州重新评估现有交通法律法规,为自动驾驶技术在全美的测试和部署清除法律障碍,落实推动该项技术与地面交通系统运输模式的融合。欧盟第一个协调部署智慧交通的法律性基础文件是2010年欧盟委员会制定的《ITS发展行动计划》,这是欧盟范图内第一个协调部署ITS的法律基础性文件,确立欧盟2020智能交通系统(ITS)三大目标为交通可持续、竞争力和节能减排。之后,欧盟主要在电动汽车、道路安全、智能交通系统、市场准入以及CO2排放等领域提出了战略实施方案,计划加强各国交通科研领域的国际科技合作。欧盟目前对于车辆信息互联的技术标准还未最终确定,围绕WIFI技术和5G技术两大技术系统的企业目前处于争执不下阶段。日本政府高度重视自动驾驶汽车、车联网和智能交通领域发展。早在2013年,日本内阁便了日本复兴计划《世界领先IT国家创造宣言》,其中智能网联汽车成为核心之一。以此为蓝本,日本内阁制定国家级科技创新项目《SIP战略性创新创造项目计划》,将自动驾驶系统的技术研发升级为国家战略高度,并提出自动驾驶商用化时间表以及《ITS2014-2030技术发展路线图》,计划在2020年建成世界最安全道路,在2030年建成世界最安全和最畅通道路。日本非常关注自动驾驶汽车的发展规划,不仅在《2017官民ITS构想及路线图》确立这一领域技术的推进时间表,还通过《自动驾驶相关制度整备大纲》明确自动驾驶汽车的责任划分和事故赔偿原则,对自动驾驶汽车的安全条件进行了明确规定。目前,在亚洲地区初步形成了以中国、日本和韩国等国家协同发展的智能网联汽车生态体系。从西方国家对于智慧交通整体规划来看,美国、欧盟、日本以及其他一些国家在智慧交通发展战略上着力点都有区别,但在自动驾驶汽车的发展上都非常重视。美国智慧交通发展规划基于国家强大的技术支持和人才培养基础,由国家进行统一规划,在充足的人力和财力投入下发展迅速。日本由于地小人多,在已有VICS系统和ETC技术使用下开始注重自动驾驶汽车。欧盟强调各国合作和标准化、强调综合运输系统智能化、重视通信和车载设备等。
2国外智慧交通应用领域的创新
2.1智慧路灯的升级打造。智慧交通的实施目的是为了能够为城市提供更为人性化的公共服务,让行人、车辆和城市道路之间能够找到一个相对协调的平衡点进行良性地系统运作。以往在交通管理上主要侧重对机动车和各类车辆的控制和管理,因为设备的局限性难以为行人提供个性化的需求和体验,智慧交通能在规范行人的交通行为同时保障行人安全、满足公共服务诉求,当城市路灯在城市中的使用与先进传感器结合以后,智能路灯成为了目前国外城市首要尝试的设备。新加坡近年来在原有交通管理系统基础上大力发展以“智慧国家2025”为主导的智慧交通方案,新加坡陆路交通部提出对公共照明进行“智能化+LED”升级改造的方案,预备将全国现有的路灯改造成含智能控制系统的智能路灯,其中60万个路灯将会在装备传感设备的情况下完成城市公共服务的同时进行数据的收集。美国城市洛杉矶、芝加哥、纽约、西雅图、圣地亚哥等城市都已开始安装智能路灯。洛杉矶在该市大范围内安装智能路灯设施,将大数据和物联网技术结合路灯配备的传感器,从而收集交通数据、分析信息并进行共享。芝加哥通过“路灯杆装上传感器”,进行城市数据挖掘。在人们的生活里,无处不在的传感器被应用在了芝加哥市的街边灯柱上。通过“灯柱传感器”,可以收集城市路面信息,检测环境数据,特别是空气质量和噪音,但不会侵犯个人隐私。西雅图路灯可以改变色温,根据周围环境改变路灯亮度,与环境能有机和谐成为一体。圣地亚哥与通用电气和ATT公司合作,在路灯上安装了摄像头、麦克风和传感器,具有找停车位和监测社区枪击声音等功能,集智能安防、微基站、新能源电动汽车充电桩等使用功能于一身。英国MiltonKeynes、德国林、法国里昂、荷兰海牙都对当地路灯进行升级改造。英国MiltonKeynes在当地的MK体育场安装的路灯同样具有监控摄像、WIFI以及电动汽车充电功能,体育场内的售票处和商店门口路灯还安装了闭路电视、公共广播,必要时可作远程连接。德国柏林电线杆成为了电动汽车的充电桩,约占德国一半数量的电线杆都能提供这项服务。斯图加特市在对本市路灯进行LED路灯升级,配合智能控制系统进行统一管理控制。海牙在当地一个海滩上安装智能灯柱,装有摄像头、传感仪和数据传输网络,能够调节灯光的亮度、检测空气和噪音、控制交通,并帮助游客寻找空余的停车位。2.2车载终端的广泛采用。在车载终端使用领域日本和新加坡属于最为典型的国家,地少人多,有限的空间局限性催生了更为高效的城市车辆信息系统构建,均已建立了完善的车载终端设备开发。日本独特的VICS系统(VehicleInformationandCommunicationSystemCenter)由日本道路交通情报中心建设和管理,通过汽车上安装的车载设备接收VICS中心提供的实时交通信息,信息内容遍及全国交通信息播报。数量庞大的车载终端意味着高额的运行经费,这些经费主要由政府拨款和车载设备销售,生产企业每台需向VICS中心交纳2000日元的费用,因此VICS中心每年获得16亿元收益,最终用于基础设施建设和提升服务管理水平。在日本,紧急车辆和公交车辆在道路通行中享有优先权,城市交通管理控制系统中心通过车上的车载优先系统调节路口信号灯,以缩短紧急车辆和公交车辆的通行时间。东京市是日本率先采用全自动智慧交通控制系统的城市,133台计算机对全市多个路口红路灯进行智能控制;静冈市智慧交通控制系统通过1台主机和16台分机控制全市大部分信号灯。新加坡的车辆同样装有车载设备,通过城市交通管理系统ERP(电子收费系统)在划定的控制区域进行监测,当车辆经过电子收费站时通过在车辆上安装的车载设备实行自动扣费。2.3违法行为的识别技术。违法行为识别以往只能监测汽车闯红灯等交通违法行为,在人工智能的技术支撑下,车辆识别技术得以对车辆和行人进行信息的识别、分类和统计,提升了违法识别效率,在治理城市拥堵、缓解交通压力时发挥了巨大作用。在交通出行方面,拥堵时段收费是国外较为常见的使用方式,如新加坡、伦敦和斯德哥尔摩都采取了拥堵收费的方式。新加坡实行交通拥堵收费的历史由来已久,在城市道路的十字路口、交通要塞、高速公路和公共区域都装备了电子眼,不仅对车辆闯红灯和超速能够准确记录,对行人的违法行为也一视同仁。伦敦从2003年采用车辆自动识别技术对车辆的出行路线进行判别,在市区核心范围进行拥堵收费,如果在伦敦中心区域的道路上看到一个红色的“C”,代表车辆已经进入到收费区域。伦敦在拥堵区域征收每天11.50镑的拥堵费,时间是周一到周五早上7点到晚18点,周末、法定节假日不收费。收费对象主要是私家车和货车,本区域居民公交车、出租车、消防车等紧急救援车辆及残障人士等特殊驾驶群体车辆不征收费用。斯德哥尔摩在通往市中心的道路上设置了18个路边监视器,利用射频识别、激光扫描和自动拍照等技术,实现了对一切车辆的自动识别,缩短了违法行为识别的处理时间。
3结语
智能交通的创新和探索提供了新的发展方向和思路,我国目前将智慧交通建设更多纳入智慧城市的打造过程,从成本来看智慧路灯的落地实施可能性较大,智慧路灯在支持智慧交通建设基础上也能不断发挥城市管理、能源环保等方面的积极作用。车载终端因运营成本的问题,在5G技术发展情况下更容易被手机手段所取代。拥堵收费制度在治理城市交通拥堵上的效果明显,但在推行过程中遇到的阻碍往往较大。美国纽约市议会2008年表决通过了曼哈顿区征收交通拥堵费的提案,因反对者众多而不得不搁置。北京市2016年曾讨论过拥堵收费政策,最终未能实施。交通拥堵收费政策要收到良好的效果非常依赖于完善发达的公共交通系统。从征收拥堵费缓解拥堵的有效性角度看,交通拥堵费对缓解交通拥堵起作用的重要方式之一就是改变市民的出行结构。[2]国内城市智慧交通建设仍需根据自身城市特点进行建设。
【参考文献】
篇2
在“十”报告全篇中,提及城镇化多达7次,其中有两处表述较为重要,一处是在全面建成小康社会经济目标的相关章节中,新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化成为全面建成小康社会的载体。另一处是在经济结构调整和发展方式转变的相关章节中,提出“必须以改善需求结构、优化产业结构、促进区域协调发展、推进城镇化为重点,着力解决制约经济持续健康发展的重大结构性问题。”
其实,“十”之前,对于城镇化建设,“十六大”提出了“走中国特色的城镇化道路”,“十七大”的进一步补充是,“按照统筹城乡、布局合理、节约土地、功能完善、以大带小的原则,促进大中小城市和小城镇协调发展”。
在近年的城镇化探索中,“家家小洋房,户户大宅院;门前水泥路,屋后大花园;水电气光纤,直通家里边”已经是众多农民家庭的理想生活。城镇化是什么?应该是人们来到一个地方追逐梦想。他们用智慧、用力气创造出财富,这财富能留下来,在法律上形成清晰的产权。年复一年,这些人努力营建着自己的家,努力营建着自己生活的城镇。于是,在这一片土地上,城镇将会星罗棋布,人口分布合理,而不会是只向着几个大城市汇集,致种种大城市病根本无法解决。
可见,城镇化不仅是扩大内需的最大的潜力,还是人们生活方式、消费行为以及社会价值观念的一次重大改变。它不是简单的城市人口比例增加和面积扩张,而是要在产业支撑、人居环境、社会保障、生活方式等方面实现由“乡”到“城”的转变。
如果说之前的中国对于城镇化建设还处于探索阶段,那么现在,一场席卷全中国的新型城镇化浩大工程正全面展开。这场工程,以绿色和智慧为特点,将为中国诸多产业带来无限商机。 绿色环保
近日,国务院转发了国家发改委、住房和城乡建设部的《绿色建筑行动方案》,该方案提出了中国绿色建筑行动的主要目标:对新建建筑,“十二五”期间新建绿色建筑10亿平方米,2015年城镇新建建筑中绿色建筑的比例达到20%。同时还对“十二五”期间绿色建筑的方案、政策支持等予以明确。这是城镇化发展由速度扩张向质量提升“转型”的一个标志。
正如国家发改委城市和小城镇改革发展中心主任李铁表示的:中国需要告别以短期行为促进城镇发展的时代,通过改革来促进城镇治理和规划的完善,实现城镇发展方式的转型。
而城镇化的绿色低碳发展是其趋势,这必将为绿色人居、建筑节能产业带来巨大的发展机会。“城镇化与产业化是城市发展的双行线。健康的城镇化与产业化是相互匹配、均衡发展的过程。如果城镇化发展落后于产业化发展,就会导致很多城市经济发展水平较高,但城市形象、面貌、环境质量较差。”中国房地产研究会人居环境委员会执行主任王涌彬对《商业价值》说。
绿色建筑是指在建筑的全寿命期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。按照《绿色建筑行动方案》提出的绿色建筑的具体任务,包括政府投资的国家机关、学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等建筑,直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房,以及单体建筑面积超过2万平方米的机场、车站、宾馆、饭店、商场、写字楼等大型公共建筑,自2014年起全面执行绿色建筑标准。
这是一个巨大的市场空间。根据《“十二五”建筑节能专项规划》显示,截至2010年底,全国共有337个项目取得国家绿色建筑标识认证,建筑面积超过4000万平方米。但是与每年约20亿平方米的新增建筑面积相比,显然是杯水车薪。业内人士认为,中国绿色建筑产业链较长,将有效带动新型建材、新能源、节能服务等产业发展,其潜在的市场规模将超过万亿元。而且,据记者获悉,绿色建筑将获得财政、税收、金融、土地等全面政策支持,目前相关部委正在研究制定支持政策的配套细则,并有可能陆续出台。 美国2001年诺贝尔经济奖获得者斯蒂格利茨认为,中国的城镇化与美国的高科技并列为影响21世纪人类发展进程的两大关键因素,并认为新世纪对于中国有三大挑战,居首位的是城镇化。 智慧高效
让更多城市、城镇、城区纳入到智慧城市的范畴内,正是全面实现“信息化水平大幅提升”的一个重要途径,亦是国家大力发展智慧城镇的一大积极信号。
不久前,住房和城乡建设部办公厅关于开展国家智慧城市试点工作的通知,并印发《国家智慧城市试点暂行管理办法》和《国家智慧城市(区、镇)试点指标体系(试行)》两个文件。值得注意的是,此次试点并未局限于城市范畴,而是将区、镇也纳入其中。根据规划,首批智慧城镇试点将在2013年初正式启动。这也意味着,在目前中国如火如荼的智慧城市建设队伍中,将出现首批“小兄弟”。
“智慧城镇”是一个全新的概念。在建设智慧城镇的过程中,运营商无疑扮演着一个重要的角色。智慧城镇是一个受统一智慧大脑指挥的巨型系统,从最初的布局到实际建设,再到后期运营服务,环环相扣,而 “明确的解决方案”加“适合的数字系统”则是其核心。
与智慧城市建设不同,智慧城镇建设在基础设施规划、规模大小、资源支持上与智慧城市有着本质的区别。相较城市而言,城镇、区县政府的管理还会更弱,这会导致许多执行、实施上的问题。正如北京邮电大学教授宋俊德指出的,“城市希望开发出统一的信息平台,那么作为国家试点的城镇在建设的时候就会面临两难的局面:城镇所建平台需要上级单位(市级)批准,平台所需资料也得向上级单位申取,而自身又有独立的发展思路,不能完全按照上级单位的步骤建设。”
于是,有人认为城镇、城区因其固有的硬件限制,在起跑线上便远远落后与大城市,对于企业而言,吸引力明显不够,对于人才也缺乏诱惑力,自然而然对其前景并不看好。
然而,虽然目前来看,智慧城镇由于小,吸引力暂时比较弱,但由于中国城镇的基数庞大,后续发展的空间更大,鉴于其巨大的需求量,智慧城镇战略带来的产业裂变机会将呈现几何级增长。而且,城镇虽然小、经济相对落后,但是却比城市有更好的自然环境,更少的交通问题,只有这样的“白纸”,才能在上面画出最美的“图画”,创造更好的商业环境。
在综合权衡之下,目前行业形成的共识是,在智慧城镇应用中,前景较确定、有望率先发展的细分领域中,与城镇建设管理紧密结合在一起的平安城市、智能交通、数字城市这3个方面最具发展潜力。仅以智能交通为例,从上下游产业链的角度,传统智能交通企业分为产品供应商、子系统集成商、综合系统集成商都将从中获益。
另外,不管是智慧城市还是智慧城镇,作为城市居民也好,城镇(区)居民也罢,所希望的是一个便利的生活环境,尽力去简化各种步骤,建设智慧城市(区、镇)同样也有这方面诉求,方案厂商没必要把城市和城镇的建设区别。
篇3
车联网市场迅速火爆
“车联网”是一种基础性强、覆盖面广、市场空间巨大的典型物联网应用。汽车上安装传感器、雷达,可以感知防止交通事故;安装GPS等定位系统,可以实现在途跟踪与路径优化,结合道路监控传感器,可以发现和优化交通流量;汽车与远程控制中心的信息交互可以实现远程启动或锁死,防止汽车被盗抢等。作为物联网颇具发展前景的应用之一,其规模效应和产业带动作用强,车联网正成为物联网示范应用的首选。
据权威机构的数据显示:从2005年至今,中国车联网用户数已从5万增长至50万户,而预计到2015年,这一数字将为1000万户,占彼时汽车用户总数的将近10%。从全球主要的市场来看,市场规模持续上扬的增长曲线也证明了各大汽车厂商发展Telematics已经成为趋势,其中发展最为迅猛的是北美市场。车联网在中国三大电信运营商中得到了较大的发展,“截至2011年4月,中国联通的智能汽车系统已经应用在了全国118个城市的28.8万余辆汽车上,开展的业务包括车辆定位、车辆调度、信息等。”中国联通上海市分公司副总经理李爽表示。
智能交通亟待建立以车为节点的信息系统车联网。车联网就是综合现有的电子信息技术,将每辆汽车作为一个信息源,通过无线通信手段连接到网络中。运用物联网可以计算出市区路网实时交通速度,对拥堵路段和路口进行自动监测和报警,及时信息,引导司机疏散,将有效缓解城市堵车难题。伴随着智能交通的进一步发展,人们的出行将更加便捷,智能交通将让城市变得更通畅。
北京畅联万方科技有限公司常务副总经理李才玉乐观地认为,中国汽车电子市场预计将在2012年超过美国,到2015年我国汽车产量规划达到2500万辆,车联网的市场规模有望突破1500亿。此说法得到了中国车联网产业技术创新战略联盟理事长、北京邮电大学副校长杨放春的认同。他表示,车联网是我国物联网产业“十二五”规划的重要融合推广和示范应用领域。“车联网的兴起,符合我国现代服务业的发展潮流,将在我国未来的产业发展和社会经济发展领域带来深刻的变革。”
据了解,国家行业主管部门高度重视车联网这一领域的发展。工信部近年编制的物联网规划和有关政策将智慧交通列入重点示范领域,其中车联网应用等项目成为重要的切入点。工信部还将通过专项资金等多种方式支持面向智能交通和车联网的技术研发,促进相关技术产业的发展。
据有关专家介绍,车联网项目已被列为国家重大专项(第三专项)中的重要项目。《国家“十二五”科学和技术发展规划》中的重大专项第三项要求:加快突破移动互联网、宽带集群系统、新一代无线局域网和物联网等核心技术,推动产业应用,促进运营服务创新和知识产权创造,增强产业核心竞争力。而车联网项目作为物联网领域的核心应用,第一期资金投入达百亿元级别,扶持资金将集中在汽车电子、信息通信及软件解决方案领域。
标准仍需早日制定
未来车辆联网以后,只需要下载一个App,就可以实现上游的数据分析和下游采集数据。这归功于新的嵌入式平台,给开发者带来了极大便利。这样的结果是,汽车公司外包汽车电子系统的相关汽车零部件企业将受到冲击,而谷歌、苹果和微软很可能会取代他们。或者说,计算机联网以来所发生的变化都会发生在汽车上,如果汽车企业不跟上这个潮流可能会失去很多机会。
比如汽车联网以后,汽车维修方式也会发生变化,所有的检测在网上随时能够看到,检测分析调整都可以在线完成,发生故障救援的时候,已经能够事先知道汽车问题所在。4S店也许不需要现在这么多停车位,工位也可以大大减少,消费信贷、汽车保险的格局将彻底被改变。汽车保险不会再每个人交一样的费用,而是通过对驾驶行为模式的分析,经常经过的道路,周边的环境来判断一个人需要交的保费数额。
与此同时,产业链条上还在出现新的势力和全新的思路。比如,很多人不理解谷歌为什么要研发和生产无人驾驶汽车。而这并非互联网行业内人士的盲目扩张。实际上,这与谷歌把人类历史上能找到的书都进行扫描的思路是有相通性的,其核心的目的是通过一套自己的系统,把人类的信息和知识提炼出来,而这些信息和知识越多,机器就会变得越聪明。
但是车联网的打造,一方面需要解决一系列技术问题,比如有些传感器还不太理想,另一方面涉及的部门、行业较多,由谁来负责,如何运行,还有一系列管理问题需要磨合解决。更为重要的是,事关行业健康发展的政策、标准、市场、盈利模式等等,目前其实都是一片空白。特别是标准的缺失,使车联网的概念没有真正为消费者所接受,难以区分互联网、车联网和车载通信平台之间的区别。
篇4
【关键词】智慧城市;大数据;数据挖掘;数据分析
【Abstract】With the development of urbanization and spatial distribution, wisdom city construction has become the hot issues in current study, large data is the cornerstone of wisdom city construction, is a key of city construction, management decision. We introduce the large data play in the role of wisdom City, lay the foundation for further study on Application of big data technology, provides the reference for the building wisdom city digital platform.
【Key words】Wisdom City; Big data; Data mining; Data analysis
0 引言
大数据时代的到来打破了数据的垄断,信息源的扩大化和丰富化是大数据时代的重要特点。在未来,大数据将遍布城市各个角落,不管是人们的衣食住行,还是城市的运营管理,都将在大数据支撑下走向“智慧化”,而大数据将为智慧城市提供“智慧引擎”。
1 大数据的含义以及特征
大数据又被称为巨量数据,指的是所涉及的数据规模巨大,以至于无法在合理时间内通过人工截取、管理、处理并成为人类所能解读的信息[1]。这些数据来自方方面面,比如传感器采集的气候信息、数字照片和视频、购物交易记录、手机信号等。
大数据具有四个特征:
(1)数据量大,大数据的起始计量单位至少是P、E或Z。
(2)数据类型繁多,包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息等,因而对数据的处理能力提出了更高的要求。
(3)价值密度相对较低,信息海量但是要完成数据的价值“提纯”难度较大。
(4)巨大的数据价值,包括商业价值、社会价值、科研价值等。
2 大数据与智慧城市建设
近年来,国内外掀起了智慧城市建设的热潮,仅我国明确提出创建智慧城市行动计划及发展战略的城市已有200多个。大数据为智慧城市建设提供了新的技术、路径、要求和机遇。
2.1 大数据是智慧城市建设的关键技术
智慧城市相对于数字城市概念,最大的区别在于对感知层获取的数据进行大数据处理,从而获得支撑和保障智慧城市顺利运营的多元信息。
要实现对数字信息的智慧处理,前提是引入大数据处理技术,从而来整合分析跨地域、跨行业、跨部门的海量数据的处理,将特定的信息应用于特定的行业和特定的解决方案中。
智慧城市的应用过程实际上就是对数据采集、分析、存储和利用的过程[2],大数据是智慧城市各个领域都能够实现“智慧化”的关键性支撑技术。
2.2 大数据在智慧城市中有广泛的应用领域
大数据在智慧城市中的落脚点是为智慧城市的各个领域提供强大的决策支持,大数据就像血液一样遍布智慧交通、智慧医疗、智慧生活等智慧城市各个应用系统,科学治理城市。
在智慧交通系统中,通过对道路、车辆、天气、行人等大量交通信息的实时挖掘,能有效缓解交通拥堵,并快速响应突发状况,为城市交通的良性运转提供科学的决策依据。
在智慧安防系统中,通过平安城市、智能交通管理、环境保护、危化品运输监控、食品安全监控等大数据的挖掘,可以及时发现人为或自然灾害、恐怖事件,提高应急处理能力和安全防范能力等。
在智慧城管系统中,通过对不同时间段、不同区域、不同部门获得的大量监测数据进行实时采集、实时处理及深度挖掘,实现对城市管理实时监控与长期管理优化。
2.3 大数据对智慧城市建设提出了新的要求
大数据为智慧城市建设提供了新的技术和手段,同时也为智慧城市建设提出了新的要求。
一是,要更加注重信息共享。我国智慧城市建设的一个瓶颈在于“信息孤岛”效应[3],各政府部门间不愿公开、分享数据,无法产生数据的深度价值和综合价值。在大数据时代,智慧城市建设应大力推进大数据基础平台和基础网络建设,积极推进信息资源数据交换和共享体系建设,使大数据真正产生“大智慧”。
二是,要更加注重信息安全。大数据时代,数据资产化成为趋势,企业内部运行数据和客户资料成为宝贵的数据资产,而且很多智慧城市应用系统涉及公民财产安全甚至国家安全,数据价值很高,因此信息安全问题成为大数据时代智慧城市建设重要难题。
三是,要更加注重大数据产业的发展。智慧城市必然催生大数据运营行业的快速发展,包括大数据的采集、储存、分析、挖掘等相关技术并且市场潜力十分巨大。未来三年我国智慧城市大数据应用市场年均将翻番。因此,在智慧城市建设过程中,要高度重视、积极培育围绕大数据运营管理的相关产业和龙头企业。
3 智慧城市与大数据实践经验
从国家政策来看,中国“863计划”智慧城市项目总体技术体系架构在科技部863计划“智慧城市(一期)”项目的支持下,提出了“六横两纵”的智慧城市技术框架。“六横”层层递进,最下层的是城市的感知层,再是传输层,再上面依次分别是处理层、支撑服务层、应用服务层,最上面是智慧应用层,贯穿全局的是安全保障体系以及标准与评测。而要真正实现智慧城市,必须引入大数据技术,主要包含以下三大方面的需求。
3.1 大数据融合技术
我国智慧城市建设面临的重大挑战之一,是城市系统之间由于标准问题无法有效集成,形成信息孤岛。因此,在大数据融合技术领域,一方面要加强大数据标准建设,另一方面要加强海量异构数据建模与融合、海量异构数据列存储与索引等关键技术研发[4],给予底层数据集成的信息共享提供标准和技术保障。
3.2 大数据处理技术
大规模数据在智慧城市系统流动过程中,出于传输效率、数据质量与安全等因素的考虑,需要对大规模数据进行预处理。大数据处理技术往往需要与基于云计算的并行分布式技术相结合,这也是目前国际产业界普遍采用的技术方案。
3.3 大数据分析和挖掘技术
相比于大数据融合和处理技术,大数据分析与挖掘技术更为复杂,是国际学术界和产业界面临的极具挑战性的技术难题。
4 大数据时代推进智慧城市建设的几点建议
4.1 强化对大数据的研究
引导科研院所和相关企业成立大数据技术创新联盟,进一步加强对大数据发展前沿技术和信息的持续跟踪研究。积极开展以社会需求为导向的大数据科学研究,建立大数据分析平台,努力推出具有自主知识产权的大数据分析设备、软件和服务,加速大数据理论、技术和应用的创新。
4.2 优化大数据形成机制
加强政府部门在管理和服务过程中对数据的主动采集,在构建人口、法人、自然资源与空间地理、宏观经济等基础数据库,经济社会重点领域的信息资源综合数据库和专业数据库的基础上,建立政府大数据库。鼓励制造业企业和商业机构加强对生产经营活动中的数据采集,形成覆盖生产过程和商业各环节各流程的数据库。推进无线识别技术、传感器、无线网络、传感网络等新技术的广泛应用,提高数据采集的智能化水平。强化对大数据建设工作的组织协调,打破地区和部门数据壁垒,实现数据资源联合共建、广泛共享。
4.3 加快大数据产业发展
出台大数据产业发展与应用规划纲要,规划建设大数据产业基地,出台专项政策,成立产业发展基金,搭建研发创新平台,吸引电信运营商、知名大数据企业以及互联网领军企业落户。积极培育本地大数据企业,进一步培养和引进大数据专业人才、领军人才、应用型人才,重点发展数据获取、存储、集成、挖掘、管理、融合、安全、可视化、建模等技术以及大数据一体机、新型架构计算机、大数据获取工具、大数据管理产品、大数据分析软件等硬件装备和软件产品。
4.4 推进大数据普及应用
从推进大数据商业化应用、推动政务大数据应用两方面入手,大力促进大数据普及应用。在政务方面,重点选取医疗卫生、食品安全、港口物流、智慧交通、公共安全、科技服务等具有大数据基础的领域,建设大数据公共服务平台,强化大数据在智慧城市建设应用系统中的应用。
在商业方面,实施典型应用示范工程,支持和鼓励行业协会、中介组织开发深度加工的行业应用数据库,建立行业应用和商业服务大数据公共服务平台,提供数据挖掘分析和商业智能等大数据应用服务。推动大数据在生产过程中的应用,鼓励有条件的企业运用大数据开展个性化制造,创新生产管理模式,提高企业竞争力。
4.5 加强大数据规范管理
研究大数据产业相关的政策法规,提出数据资源权益、隐私保护等方面的法规细则建议,制定大数据相关标准,并提出技术解决手段,在保护数据资源的同时,促进数据资源合理有序地开发利用。在人才、财税、科技金融等方面出台有利于数据人才和数据产业发展的政策,逐步建立有利于大数据研究与发展的制度法规体系。重视大数据及其信息安全体系建设,加大对大数据信息安全形势的宣传力度,明确大数据的重点保障对象,加强对敏感和要害数据的监管,加快面向大数据的信息安全技术的研究,培养大数据安全的专业人才,建立并完善大数据信息安全体系。
5 结束语
智慧城市是城镇化进程的下一个阶段,是城市信息化的新高度,是现代城市发展的远景。无线城市、数字城市、平安城市、感知城市是智慧城市的必要条件。诚信城市、绿色城市、健康城市、人文城市是智慧城市应有之意,智慧城市产生大数据,大数据反过来支撑智慧城市。智慧城市与大数据技术相结合一定会有璀璨的明天。
【参考文献】
[1]李小龙.基于MapReduce的电子商务个性化推荐研究[D].北京:北京交通大学,2014.
[2]王静远.以数据为中心的智慧城市研究综述[J].计算机研究与发展,2014,51(2):239-260.
篇5
关键词:物联网;车联网;监控和管理
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A文章编号:1008-4738(2013)02-0109-04
IBM前首席执行官郭士纳的“十五年周期定律”,计算模式每隔15年发生一次变革。1965年前后的“大型机”;1980年前后的“个人计算机”;1995年前后的“互联网”;2010年前后“物联网”。美国权威咨询机构Forester预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1[1],因此,“物联网”被称为是下一个10万亿元级的大市场。
1物联网的定义和发展历程
1.1物联网的定义
通过射频识别(RFID)、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。
国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
1.2物联网概念的意义
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
1.3物联网应用实例
酒类信息系统:通过扫描酒类饮品的电子标签,利用手机或其他智能手持设备可以在网络上寻找并显示这一酒类的详细介绍和价格对比,方便用户采购。
对象识别系统:该系统通过摄像头取景,可以辨识出所拍摄景物并给出相关详细信息,可应用于旅行和迷路情况下产品追溯系统:在医药、农产品、食品、烟草等行业领域,产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用。
智能交通[2]:上海交通大学的TIG项目在2005年开始运作。通过收集上海四千辆出租车的实时信息,结合历史数据来计算实时路况。该系统还有计算最优路径,公交车到站时间等应用。
医疗辅助系统:让病人身穿带有射频识别和传感器的衣物,可以得到病人的心跳电压等健康信息并上传网络,医生可以通过PDA等设备进行远程即时诊断并安排护士帮助病人治疗。
2车联网介绍
2.1车联网概念
是指综合应用射频识别(RFID)、全球定位系统、车用信息采集、道路环境信息感知等信息传感设备,对人/车/路的静、动态信息进行采集、识别、传输、融合和利用,从而能够将人/车/路与互联网连接起来,并根据不同的应用需求,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种物联网。
2.2车联网的发展
2.2.1Telematics概念
Telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统,通过Telematics提供的服务,用户不仅可以了解交通信息、临近停车场的车位状况,确认当前位置,还可以与家中的网络服务器连接,及时了解家中的电器运转情况、安全情况以及客人来访情况。也就是说:综合上述所有功能的车载计算机系统叫Telematics。
在车联网提出之前,“Telematics”已经在国外进行商业运作。Telematics由Telecommunications与Informatics组合而成,可以理解为利用无线通信技术、卫星导航系统、信息技术等为汽车用户提供导航、监控、娱乐、安全等各种服务的车载信息服务平台。
2.2.2Telematics在国内外的应用情况
美国是Telematics产业[3]的先行者,早在1997年,通用汽车公司就已经开始推行Onstar(安吉星)服务,而福特汽车则推出了Wingcast车载互联网服务,与之竞争。目前,各大汽车生产厂商都在Telematics方面推出了自己的系统,如通用安吉星OnStar系统、BMW的ConnectedDrive系统、奥迪的MMI-nav-plus系统、福特的SYNC系统、丰田的G-book系统等。
中国的Telematics业务在近两年集中爆发。丰田先将G-Book引入中国;紧接着,上海通用也开始向凯迪拉克车主提供安吉星服务,并迅速向下覆盖至旗下多个品牌。本土厂商上汽推出了首个基于联通3G网络的前装Telematics服务——INKANET;吉利在2011年上海车展上推出新一代3G“智能汽车”。
2.2.3车联网的诞生
在Telematics方兴未艾之时,随着物联网的兴起,作为Telematics的扩展,车联网应运而生。2010年10月28日在无锡举行的中国国际物联网(传感网)大会传出消息,车联网项目将被列为我国重大专项第三专项“新一代宽带无线移动通信网重大专项”中的重要项目。财政部也于2011年4月制定了《物联网发展专项资金管理暂行办法》,而车联网被认为是最容易形成系统标准、最具备产业潜力的物联网应用。
2.3车联网典型应用
车车协同式安全保障:车路协同环境下,营运车辆在运行过程中实时与周围他车进行信息交互,使司机及时了解前后左右车辆的拐弯、超车、并道的行为,避免追尾、刮蹭碰撞事故。
隧道内危险环境感知:车路协同环境下,营运车辆在隧道内运行过程中实时与周围他车、道路基础设施进行信息交互,实时感知行车环境,以免造成车载危险货物的泄露、爆炸而引发二次事故。
交叉口行车安全辅助:交叉口行车环境复杂,通过车车、车路通信,车辆在行经交叉口时实时与周围他车、道路基础设施进行信息交互,实时感知行车环境,避免事故发生。
车用自组织网络:我国每年交通事故的损失巨大,以汽车安全为突破口,研究车辆网络体系和关键技术,以提高车辆主动安全性,降低交通事故发生,具有重要的学术价值、应用价值和广阔的市场前景。
3车联网核心技术
与物联网类似,车联网技术也涉及四个层次,分别是感知层、传输层、平台支撑层和应用层。 主要涉及的技术有射频技术和通信技术。
3.1射频识别技术与无线传感网络技术
车联网中的射频识别技术用于标识物体和对客观环境的物理属性的传感;现有的射频识别标准不统一需要首选解决全局标识问题,如RFID与WSN融合的问题。
无线传感网络技术主要包括各种感知设备,这些设备要求低功耗、低成本、体积小、高集成度。而通信与网络技术将标识和传感信息接入自组织网络或者互联网,在整个车联网中会涉及诸多问题如:网络地址需求与分配(IPv6),频谱分配与空间频谱复用、自动组网和接入和无线Mesh网络,传输控制与无线多媒体等。
3.2车联网的硬件和软件技术
车联网硬件需求:车联网的终端设备一般使用嵌入式集成系统,要求低功耗、小型化、易安置、低成本。而服务器设备要求高性能集群同时具有先进计算功能。
车联网的软件需求,包括嵌入式操作系统和各类应用软件,需要解决的关键问题有统一的语义体系,中间件技术,数据处理技术,面向物联网的搜索引擎等。
3.3车联网的安全隐私
车联网处于一个开放的网络中安全隐私问题是一个必须要考虑的问题,在互联网上所面临的安全问题在物联网中同样存在如:密码分析、拒绝服务攻击、扫描、病毒和蠕虫、木马等。同时由于无线网络的广播特性,安全问题更为突出。此外还涉及个人隐私保护(个人信息、行为模式) 。
3.4车车交互关键技术
车联网的核心技术包括:随机车辆间信息交换技术、编队车辆间信息交换技术、车路协同关键技术、远程车网关键技术、车-路-中心关键技术。
随机车辆间信息交换技术:为道路上快速移动的车辆之间建立一个支持多跳灵活组网、快速网络切换、实时数据交换等特性的无线网络,实现车辆间位置、安全等信息的实时共享。
编队车辆间信息交换技术:研究大型车辆编队中车辆间的无线通信、可靠组网、安全通信、决策支持等关键技术,为车队在复杂路况和恶劣环境下的高效安全行进提供有效的通信和决策保障。
车路协同关键技术:是将多种先进技术有机地运用于整个交通系统,通过车路信息交互和共享,实现车路智能协同与配合,保障交通运输系统的协调运行和安全。通过车辆与道路(基础设施)之间通讯联系的建立,研究新一代交通信息采集和交通管理手段,在此基础上发展新一代交通理论和应用。
远程车网关键技术:研究移动车辆快速接入路边网络基础设施的关键技术,解决车辆移动过程中的漫游切换、路由寻址、异构信息实时交换等关键问题,为车辆与互联网服务中心信息共享提供网络基础条件。
车-路-中心关键技术:通过车、路及交通数据管理中心之间的交互通信,进行车路协同一体化研究,最终仿真实现并展示其在交通安全、效率和排放等方面的影响。
4 物联网和车联网的未来
4.1 CPS(信息-物理融合系统)
CPS是一个综合计算、网络和物理环境的复杂系统,通过3C(Computation、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现现实世界与信息世界相互作用,提供实时感知、动态控制和信息反馈等服务[4]。CPS在信息方面就像一面镜子通过传感技术与通信技术将现实世界与信息虚拟世界一一对应起来。它的控制反馈功能又把镜子两侧的世界互动了起来。信息世界可以控制物理世界的事物或环境,物理世界亦可以影响信息世界的事物或环境。
4.2CPS应用实例
MIT的分布式机器人花园:在小规模花园中,传感器收集温度、湿度、光照等信息。计算系统根据这些信息来自动控制撒种、松土、灌溉、施肥的时间和量,让植物在无人照看的情况下顺利的生长[5]。
任天堂的WII游戏机:2006年推出。通过玩家在传感设备的输入,来控制虚拟游戏,让玩家在参与到游戏中时拥有更高的体验感。
4.3物联网和CPS的区别
物联网和CPS常被混淆,因为两者的关键技术相近,有共同的应用领域,其中物联网受到工业界的关注,而CPS更吸引学术界的目光。但是,二者是不同的,从概念上,物联网强调网络连通作用,而CPS更强调循环反馈作用;从信息标识上,物联网以物体标识和传感信息为基础,而CPS无需记录所有标识和传感信息;物联网是规模化的信息整合,需要人的参与,而CPS能自适应调整。
4.4物联网的未来:CPI(信息-物理网)
物联网有着自身的不足,仅仅物物相连是不够的,物联网需要向控制方向纵深发展,而CPS也需要向大规模方向扩散发展。两者融合后的CPI是物联网与CPS优势的结合,同时具有将现实世界中任意对象及其属性联接到网络的特性和通过计算与网络通信对物理世界作用的特性。
CPI是大势所趋,物联网与CPS有其各自优势和不足,单独发展不足以完全支撑起下一次信息产业的浪潮。它们的融合,即CPI,才是未来发展的大势所趋。通过CPI,现实与信息世界的链接和相互作用不再局限于一个小的时空范围,而是拥有全球性的宏观监控,达到真正意义上的智慧地球。典型应用如:平衡全世界的生态系统,统一合理调度国际航班的起降时间迅速应对自然灾害、传染病等突发状况。
4结论
车载产品的发展才刚刚起步,其政策、资金、技术及支撑的产业链条仍不完善成熟,因此政府要构建一个博弈环境,引导汽车业、电子业、通讯业等企业协同,共同打造未来车联网价值的增长点,才能吸引更多的人来参与和开发车联网市场。
[参考文献]
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篇6
关键词:大学;智慧课堂;移动终端;Android;手机App
中图分类号:TP312 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)15-0187-03
Abstract: For college students in class play phone, sleep, less teacher-student interaction and other practical problems, this project is based on the Android platform, client / server model, based campus wireless WiFi network, we developed an interactive classroom teaching university wisdom system. Student in the classroom with teachers App mobile terminal APP mobile client to communicate using a wireless network, to achieve student attendance, teacher name, quizzes students answered promptly, usually results and other records and statistics functions. Practice shows that the wisdom of interactive classroom teaching interactive classroom system can help teachers' organizations, to promote students to actively participate in interactive help students master a thorough knowledge, improve classroom teaching management efficiency, improve classroom teaching result.
Key words: University; Wisdom classroom;Mobile intelligent terminal;Android;App
1 引言
随着智能设备的快速发展和普及,人们对智能化环境有了一个崭新的认识。 为此,人们也希望使用智能化环境来改变本身的生活、工作和学习。 如今,智能都市、智能交通、智能医疗、智慧校园等智能化环境正离我们越来越近,教育工作者对“智慧课堂”的研究也开始展开。 目前,有于智慧课堂的研究已经得到了各国政府、全球各地知名企业、高等学府以及中小学校等机构的关注,智慧课堂的研究已经成为了教育研究的一个新研究范畴。
智慧课堂是当前教育信息化研究的一个热门课题,是互联网技术与教学深度融合的结果。智慧课堂的关键在于用最新的技术革新和改进大学课堂教学,打造智能、高效的课堂。当今社会是一个大数据的时代,社会各个领域也将会因为大数据的出现而产生深刻影响。在教育领域也不例外[1]。
智慧课堂的出现也将带动传统教学模式的变更,使得教学模式获得更新。提高课堂教学效率,提升学生的学习效果。给传统学生评价体系一个质的变更,使得评价系统更加准确更加有意义。在今后智慧课堂能得到普及对于教育教学都是非常有价值的。
2 构建大学智慧课堂的必要性
随着移动互联网应用的快速崛起,智能手机应用开发作为一个新兴产业崛起已经成为势不可挡的趋势。现在的生活中手机已经成为了必不可少的一样工具了。人们的出行工作学习都离不开手机了。而我们的学生群体中,几乎人手一部手机,而手机越来越向智能的方向发展。随着功能的逐渐完善,手机已经不仅仅局限在发短信和打电话方面了,而成为一部随身的智能处理终端。
一方面,目前一些在校大学生在课堂上不专心听讲,而是使用智能手机在玩游戏或上网聊天,做一些与学习无关的事情,严重影响了教学效果和学习效果,败坏学风。由于课程教学任务重,班级学生容量大,老师在课堂上不能有效监控每个学生的学习情况,师生互动太少,教学质量得不到有效保证。一个学校的教学质量很大程度上取决于大多数老师的课堂教学质量,如何提升课堂教学质量,如何让老师实时了解学生的上课情况,与掌握知识的程度是非常重要的。另一方面在移动设备中以开源的Android操作系统占大部分市场。
目前学校对学生的评价都是属于终结性的评价,平时教师对于学生的评价较少,主要来自于课后作业和上课的点名,缺少合理性,这就导致学生缺乏对平时学习的重视,而仅仅在期末的时候去突击复习,因此学习效果较差[2]。而本项目在平时上课的时候就会记录学生的每节课的学习情况,到期末通过累计形成对学生一个学期的评价,这样对学生的评价相对客观一些[3]。同时,也能让学生的注意力放到平时的课堂学习中,在平时就能脚踏实地去学习。
然而还处于研究起步阶段的大数据分析技术,很多的研究还是概念性的,真正可以供教学使用的数据分析工具还很乏[4]。
另外,教师在上课后很难及时得到学生的反馈。上课时的哪些知识点学生没有掌握,哪些又是模糊不清的。所以在这里需要一个反馈的功能。本项目针对这点提出了学生论坛提问的模块,学生可以在论坛中反馈自己的疑难点,当很多学生都有相同的疑难点问题时,就说明教师在上课的时候,这个知识点讲的不到位。通过反馈模块,可以使教师及时了解学生对知识点的掌握情况,便于教师及时调整教学策略和进度,从而提高课堂教学效果。
3 构建大学智慧课堂的方法
在考虑到在如今的大学校园的无线网络有着良好的覆盖,以及学生几乎人人拥有智能设备的情况下。以一种基于移动设备的课堂互动系统为实现方式,总体架构采用C/S与B/S的混合模式,由教师端App、学生端App以及后台管理器组成,来构建大学智慧课堂。
教师用户端App具有如下功能模块:
登录模块。教师使用该模块登录系统,并选择相应的课程。
上课模块。教师点击“上课”按钮,使得学生端App与教师端App建立连接。
查看管理出勤情况。教师可以查看学生的出勤情况,分为“请假”、“迟到”、“旷课”三种情况。系统自动将学生的出勤情况记录到后台服务器数据库中,作为今后对于学生评价的依据。
提问模块。教师在上课讲完某个知识点后,若要了解学生的掌握情况,可以及时通过提问模块提出问题,让学生通过app回答,在学生提交选项之后,教师可以统计回答结果。在教师下发问题内容之后,由学生完成题目的答题并提交答案,并及时进行相关数据的分析处理,使得教师可以在课堂内及时反馈矫正。
教师端App模块图如图1所示。
学生用户具有如下功能模块:
(1) 注册模块。注册学生的信息。
(2) 登录模块,学生可以通过此模块输入学号和密码进行登录操作。并选择相应的课程。
(3) 签到模块。学生在手机终端进行签到操作。签到后,教师可以及时了解出勤情况。
(4) 答题模块。由教师提出问题,并提供相应的选项由学生选择。学生在根据自己的情况作出选择之后。将结果反馈给教师端App。
学生端App模块图如图2所示
4 构建大学智慧课堂的技术选择与使用
学生端App基于Android手机,使用Android应用框架中的HTTP Client组件从服务端的HTTP API接口接收数据,然后交由Android UI界面层渲染界面并最终展示出来。对于服务端,在HTTP API接口和MySQL数据库之间有一个API Debug后台,用于调试服务端的API接口,如图3 整体架构图所示。
5 大学智慧课堂的后台管理
智慧课堂的后台管理系统,也是一个重要的组成部分。当大量的学生信息和反馈数据存入到数据库中的时候,后台管理系统就要承担数据统计和分析的任务。而分析的结果将作为学生的学习评价的重要依据。
后台管理包括的功能:教师、学生的个人信息管理,对课程信息的管理。对数据库中存放的学生的答题记录进行数据分析,等到一个直观的图形,从而教师可以很方便知道学生对课堂知识点的掌握情况。对于学生的考勤分析,是生成学生期末评价的一个关键信息。
教师,学生信息的管理模块:对教师,学生个人信息的进行增加,删除修改等功能。
课程信息的管理模块:课程信息的修改,保证教师在上课时所使用的课程信息的正确性。
学生答题记录的分析模块:核心模块,从数据库中提取学生上课时在APP端产生的答题信息。在后台系统中统计后,计算出一个直观的图形,反馈给教师。基于智慧课堂的教学模式对学生的行为数据进行真实记录,利用大数据技术和智能算法对每一个学生的学习情况进行分析,根据学生在作业中反映出来的薄弱知识点,定向推送学习内容和测试题目,有助于学生知识与技能的获得,提升学生的学习效率。[5]
学生的考勤分析模块: 核心模块,通过每天教师上课的点名情况。结合不同班级,不同课堂,不同教师,可以得到很多有价值的信息。对于学校教务处,教师个人还有学生群体都是一个很有价值的信息。教务处可以根据大数据分析出课程的调整,时间的调整。在教务管控中采用信息技术的,采用了计算机辅助的方式,提高教务管理的效率,实现了教务的标准化管理。[6]教师可以调整上课的方式等等。更可以督促学生的学习状态改善,对于学生的平时成绩,是一个非常有参考价值的数据。
6 智慧课堂案例展示
课程:计算机网络管理与系统集成
6.1传统上课模式
1)教师讲解书本知识点,结合书本上的案例具体讲解。
2)教师在讲解的过程中很难与学生进行沟通,教学效率低下。(原因有如下:⑴学生在课堂上喜欢使用智能手机来消磨时间,导致不能很好得听课。⑵大多数学生不愿意与教师进行交流与互动,导致教师不能掌握学生的学习程度。)
3)在学期末的时候,常常需要进行学生的终结评价。即学生的平时成绩。学生平时成绩的产生往往没有特定的标准,有些教师采用上课点名,课后作业,上课提问的方式作为平时成绩的依据。但是这个成绩的产生往往不能准确得反映学生真正的学习情况。(原因有:⑴上课点名存在有虚假的情况,而教师往往不能知晓。⑵上课点名浪费时间,使得本来紧张的时间越来越短。⑶上课提问的方式不能覆盖整个学生群体。)
6.2 智慧课堂的上课模式
1)教师讲解书本知识点,结合书本上的案例具体讲解。
2)教师在讲解知识点的时候,可以推送一个关键性的问题给学生端的App,学生在App上进行作答,在反馈给教师端,进过统计和计算后,教师能很直观得知道学生的掌握情况。从而可以决定是否要再次讲解一遍。(区别于传统的教学模式,智慧课堂能有效得提高教学效率。)
3)为了针对学生上课玩手机的现象。在使用App的同时需要连接学校的校园网,在使用校园网的时候不能访问外网资源。从而可以限制大部分智能手机工能。达到限制学生玩手机的目的。(区别于传统的教学模式,智慧课堂能有效得提高学生的学习效率。)
4)智慧课堂的平时成绩形成。在教学过程中使用智慧课堂,产生的数据包括:学生的签到情况,学生回答问题的正确率等,都可以作为平时成绩产生的依据。使用智慧课堂能产生更加的准确的学生评价。
7 总结
基于对于现实中大学课堂的现状,因此在未来的课堂中随着智慧课堂的推广和应用,以及移动网络和数据库的发展,对于课堂效率的提升和对学生的个人随堂成绩的统计和评价我们相信会比现在的偏主观评价会更有价值。这将对于学生个人发展和学校的综合发展都有着不可限量的结果。学生在学习中积累的相关数据和存储积累,经过后台算法的分析处理,可以为大学课堂教学提供更具有针对性、指导性的教学建议,而这样又促进教师积极参与到教学资源的丰富、优化的工作中去,促进教师专业成长。
基于数字化的智慧课堂互动教学系统的研究中,让教师在教学和学生子在学习变得更有意义,课堂教学效果不断提升,教育教学质量可以得到明显的提升[8]。加强智慧课堂的研究将有助于我们对课堂进行重新认识和设计[9]。
学生可以实时得到来自教师的教学反馈,具体直观地了解自己的课堂学习情况,准确查漏补缺,促进了每一个学生的发展。[8]
参考文献:
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篇7
提起《指导意见》的背景,印·希尔咨询高级咨询师刘秀丽认为,经过近几年的发展,我国物联网在技术研发、标准研制、产业培育和行业应用等方面初步具备了一定基础。2012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元,比2011年增长了38.6%。不过在迅速发展的同时,产业基础薄弱、关键核心技术有待突破、网络信息安全存在潜在隐患等问题依然突出,亟需加强引导和加快解决。
从物联网全球竞争形势来看,物联网目前仍处于起步阶段,在全球还没有成熟的技术和标准,发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术,另一方面不断加快标准制定和产业化进程,积极谋求在未来的物联网大规模发展及国际竞争中占据有利位置。基于物联网的战略地位及其在国内的发展现状,我国政府亟需大力推动行业标准制定。因此,在此前颁布的政策的基础上,细化和明确产业发展指导规范,是物联网发展的当务之急。
“物联网产业链分布广,具有很强的行业示范作用,在政策支持下,这一新兴行业将吸引众多投资者进入,此次《指导意见》出台,物联网产业链上的行业,如无线通信、有线通信、设备和芯片等都会成为受益者,这无疑会推动中国物联网市场快速发展。”刘秀丽如此评价《指导意见》。
物联网促终端融合
以长虹为代表的家电企业,近年在以“智能家居系统”为代表的物联网智能技术研发及重大应用等领域,持续发力,走在行业的前列。
“和iPhone和iPad的风靡一样,智能电视为人们提供了一种全新的生活理念,也代表了未来智能家居的发展方向”,长虹相关负责人介绍,“目前长虹做的就是将智能家电整合为一个开放性的应用平台,不仅能够提供硬件终端,还可以提供应用软件、内容和服务等整体解决方案。”依托无线网络这一平台,一举实现了3C产品、智能家居系统的互联、管理以及数字媒体信息的共享。“整个家电行业已经表现出互通、互联、共享的趋势,物联网冰箱肯定是未来大型家电企业必争的领域之一。”消费电子产业观察家梁振鹏认为。
长虹还将物联网技术应用到智慧家庭中,使新一代的信息技术与消费者的生活需求紧密结合起来,集中反映了我国物联网产业在应用示范、技术研发等方面所取得的阶段成果和未来发展的考虑。长虹表示,未来将以智能家电为基础,逐渐开展智能小区和智能家居系统方案设计服务,提供成套解决方案,并建设运营维护E家平台,为消费者提供各种个性化服务,如远程教育、团购、缴费等服务。
鼓励民间资本进入物联网
《意见》明确,到2015年,要实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用,突破一批核心技术,初步形成物联网产业体系。意见提出多项保障措施,要求加强财税政策扶持,支持符合条件的物联网企业按规定享受相关税收优惠政策。鼓励金融资本、风险投资及民间资本投向物联网应用和产业发展。加快建立包括财政出资和社会资金投入在内的多层次担保体系。积极支持符合条件的物联网企业在海内外资本市场直接融资。
新兰德首席投资顾问徐充认为,物联网概念是这个时代一个特有的产物。国务院此次支持鼓励民间资本投向物联网应用,是对物联网企业的重要支持,或将出现一批具有相当实力的上市公司。金融界资深分析师马小东认为,有了财税政策以及资金等必要条件支持,物联网产业有望真正进入高速发展期,相关子行业将蕴含巨大创新空间。
对于此次投资策略,徐充表示,物联网概念具备极强的题材和炒作性,建议投资者关注具有核心竞争力的企业,如远望谷、新大陆、软控股份、同方股份、东信和平、新开普等。可重点关注国民技术,该公司具备高研发、高自主的特点,并涉足多方面的物联网技术。二级市场上,在本轮大反弹中并未完全释放出其题材本身的独特性,具备明显补涨需求。
马小东认为,在具体投资方面,相关关键设备需求规模较大,其中传感器、芯片处于产业链上游,是物联网金字塔的塔座,在物联网发展初期受益比较明显,将是整个物联网产业中需求量最大和最基础的环节。在传感器、RFID方面,可关注远望谷。远望谷是国内RFID产业的龙头企业,公司在超高频及微波芯片设计方面优势明显,符合“十二五”规划的技术重点。另外,随着城镇化、城市的快速发展,相关交通、安防等需求将大幅增加。在智能交通方面,可关注银江股份、赛为智能等。公共安全方面,可关注大华股份、海康威视等。
安全问题较突出
值得注意的是,本次《指导意见》重点提及了安全保护。“强化安全意识,注重信息系统安全管理和数据保护。加强物联网重大应用和系统的安全测评、风险评估和安全防护工作,保障物联网重大基础设施、重要业务系统和重点领域应用的安全可控。”《指导意见》这样提及。
对于物联网安全问题的重要性,中国联通物联网办公室主任马彦这样认为,物联网的某些应用,如车联网和移动医疗等,可能会涉及人生安全,一旦出现安全问题,后果将不堪想象。因此物联网的安全标准要远远高于互联网的安全标准。
不过,现实情况是,目前国内外的物联网安全都还处于起步阶段,虽然在无线传感器网络和射频识别领域有一些针对性的研发工作,但是统一标准的物联网安全体系尚未正式形成。国内外较为流行的无线通信协议均采用为不同安全等级应用配置不同加密等级策略的思路,对如何为物联网划分安全等级的研究还较少。
“从物联网安全需求和特点可以看出,物联网安全将是其能否真正普及的决定性因素,物联网的发展已经开始加速,对安全的需求日益迫切。”刘秀丽表示。
网络层和应用层应区别对待
对于如何构建物联网安全保障体系,《指导意见》提出:“完善安全等级保护制度,建立健全物联网安全测评、风险评估、安全防范、应急处置等机制,增强物联网基础设施、重大系统、重要信息等的安全保障能力,形成系统安全可用、数据安全可信的物联网应用系统。”
对于安全等级保护制度,中国移动研究院首席科学家杨景认为,首先是应用层和网络层建立不同的安全等级保护制度。因为网络的应用层面跟传统信息安全风险评估差距不大,但是网络传输使用到专用网关设备与网络环境,所以物联网安全保障体系的重点应该是物联网专网及相关协议。其次,计算体系和信息存储体系的可用性,以及对生命周期中各种活动的安全评估和处理,也都是物联网安全运营所必须考虑的。
刘秀丽认为,与互联网安全相比,物联网安全呈现出平民化、轻量级、非对称和复杂性等特点。
篇8
现代物流业是融合了运输、仓储、商贸和信息等产业的复合型服务产业,现代物流业的发展对推动区域经济发展、促进产业结构调整和转变经济发展方式具有重大意义。随着物流产业的规模化和集约化发展,物流业逐渐开始呈现集聚发展趋势,并在港口、机场等交通运输枢纽周边集聚,初步形成物流产业集群,在物流产业集群内部,市场专业化分工越来越细,专业化的物流服务提供者越来越多,借助区域物流信息平台,物流产业集群中越来越多的物流服务提供商对外进行物流服务能力的,以支持客户对物流服务的查找和选择。同时,随着服务外包及物流业与其他产业的联动发展,越来越多的制造企业、商贸企业开始把自身的物流服务外包给专业的物流服务提供商,物流需求市场不断扩大。在物流服务外包的同时,客户对专业化、一体化物流服务及物流增值服务提出了更高的需求,即客户需求的已经不仅仅是运输、仓储等单一的物流功能服务,而是聚合了多项功能服务的一体化物流解决方案;同时,随着物流产业集群环境下区域物流市场上物流服务越来越多,物流需求量越来越大,如何快捷、低代价地建立物流供需双方的联系已经成为现代物流产业集群发展迫切需要解决的问题。物流服务创新和云物流为解决上述问题提供一种新的思路,即在物联网、云计算等信息技术和平台的支持下,结合客户的个性化需求,把分散的、由不同物流服务提供商提供的多项物流服务,通过一种新的服务理念和服务流程进行整合,形成新的大粒度的物流服务,以创造新的客户价值和客户体验。
2 物流产业集群服务创新的需求分析
在物流产业集群环境下,集聚了大量提供各类物流功能服务的独立物流服务提供商,它们通过在区域物流信息平台上物流服务能力信息以吸引潜在的客户,并通过平台为客户提供必要的物流运作信息;同时,物流服务需求者在区域物流信息平台物流需求信息寻求合适的物流服务提供商,以满足其一体化的物流服务需求。如何快捷、低成本地实现供需双方的合作并满足客户对一体化物流服务的需求是区域物流产业集群迫切需求解决的问题,结合物流产业集群的业务运作实际,物流产业集群服务创新的需求主要体现在以下几个方面:
(1)如何快捷、准确地实现供需双方建立供需关系,即作为客户如何快速地找到合适的物流服务提供商,同样,物流服务提供商如何以最低的代价吸引更多的客户;
(2)由于客户对物流服务的需求往往是由多项功能服务组成的一体化物流解决方案,如何对多个物流服务提供商提供的服务进行聚合以形成满足客户个性化需求的新的服务;
(3)在物流服务的提供过程中如何实现客户与物流服务提供商之间的交互,以及一体化物流解决方案下多个物流服务在业务、系统等方面的交互和互操作;
(4)如何确保在物流服务过程中具有较高的服务质量和客户满意度。
从上面的分析可以看出,客户对物流服务的需求越来越体现出快捷化、个性化、按需服务、多服务聚合、高服务质量和满意度的要求,这就客观上要求整合先进的物流服务理念和新一代的信息技术,通过为区域物流产业集群构建第三方的物流服务平台,通过市场的运作机制集聚大量的物流服务提供商和客户信息,通过一种全新的服务理念和流程在服务提供商和客户之间建立一种可信的快速交流、交易渠道,并支持后续的服务协同运作和服务绩效评价过程。
3 云物流的概念和特点
作者所在的课题组在对浙江省临港物流产业集群业务运作现状及宁波四方物流市场和智慧物流建设分析的基础上,提出了一种基于云计算的物流服务创新运作模式——云物流。云物流是一种面向服务、高效智能和集成的现代物流运作模式,它以客户的一体化物流需求为基点,融合了供应链管理、物流专业化分工、资源整合、服务外包、虚拟经营等管理技术以及云计算、物联网、语义Web、高性能计算、数据挖掘等信息技术,通过把各类物流资源的虚拟化和物流能力的服务化,以物流服务链的方式进行统一的智能化管理和运营,实现智能化、高效的信息共享与过程协同,为物流的全过程提供可按需获取和使用、安全可靠以及质量保证的物流服务。
云物流作为一种创新的物流服务模式,通过创新物流服务理念和应用先进的信息技术,能够整合分散、异构的物流资源和物流能力,根据客户的需求按需提供物流服务。区别于传统的物流运作模式,云物流具有以下特点:
(1)整合。云物流不仅整合了物流产业集群环境下大量的物流资源和物流能力,同时有效地整合了市场物流需求,并为物流服务供需双方提供了便捷、低成本的物流服务交易渠道和平台。
(2)集成。围绕客户一体化的物流服务需求,云物流通过服务聚合等方式有效集成了不同物流服务供应商提供的物流服务和能力,以透明、高效的方式为客户提供个性化和一体化的物流服务。
(3)协同。云物流提供了业务运作过程的协同平台,从而使物流服务提供商之间、服务提供商与客户之间在服务过程中实现了信息、流程和管理的协同,以确保物流服务执行过程中全程的监控和管理,尽可能提升服务的质量和服务价值。
4 基于云物流的物流产业集群服务创新模式框架
物流产业集群服务创新的核心是应用供应链一体化的管理理念和新一代信息技术,进行服务创新,即运用新的物流服务理念,基于先进的信息技术和物流技术,创新物流服务流程和管理模式,为客户提供一揽子的物流服务解决方案,为客户创造价值。物流服务创新涉及到知识、技术、关系网络等多种因素,包含物流价值链创新、物流产学研合作创新及物流产业集群与环境的协同创新。作为一种全新的物流服务运作模式,基于云物流的物流服务创新包含复杂的内容体系,其核心内容由服务理念创新、服务组织创新、服务功能创新、服务流程创新以及服务技术创新等构成。从服务创新业务运作的角度,基于云物流的物流产业集群服务创新模式由客户方、物流服务提供商和云物流平台构成,如图1所示。
图1 基于云物流的物流产业集群服务创新模式框架
在基于云物流的物流产业集群服务创新模式框架下,物流产业集群中大量的客户(如制造企业、供应商、经销商等)和物流服务提供商(如运输公司、仓储公司、货代公司、船运公司等)都集聚在云物流平台上,客户通过云物流平台其个性化、一体化的物 流服务需求,而物流服务提供商则向云物流平台各类异构的物流资源和物流能力信息,通过虚拟化后形成虚拟服务资源池,作为物流云服务单独地或作为物流云的组成部分为客户提供相应的物流服务。云物流平台则充当客户和物流服务提供商之间建立服务供需关系和进行服务交互的中介平台,云物流平台根据客户的物流服务需求,将不同物流服务提供商提供的物流资源和能力进行整合,形成符合客户需求的物流云向客户提供服务,并在物流服务的全生命周期通过物联网和云计算平台对物流服务质量进行全程监控,从而为客户和物流服务提供商创造不断优化的新的服务价值。
5 基于云物流的物流产业集群服务创新
根据上述的基于云计算的物流产业集群服务创新模式框架,下面分别对云物流支撑下的物流产业集群服务理念创新、服务组织创新、服务功能创新、服务流程创新以及服务技术创新的内涵和支撑技术进行研究。
(1)服务理念创新。物流产业集群环境下基于云物流的物流服务理念创新的核心就是围绕客户的物流服务需求,通过为客户提供新的服务内容和服务方式,创造新的客户价值。首先,在服务内容方面,以物流云的方式为客户提供其所最关心的服务项目和内容,客户不需要关心服务提供者的具体信息;其次,客户感受到的是个性化的服务,即客户感受到的是云物流平台为其一个人服务,并按照其习惯的方式开展服务;最后,能够根据客户的意愿建立快捷易用的服务交互界面,为客户提供个性化的服务门户和界面。
(2)服务组织创新。云物流的运作模式是以聚合的物流云的方式为客户提供一体化的物流服务解决方案,物流云整合了物流产业集群中多个物流服务提供商的独立服务,区别于传统的第三方和第四方物流,其运作的组织模式实质上是基于云物流平台建立起来的面向特定客户需求的虚拟物流动态联盟,是一种虚拟公司的组织模式,其运作过程涉及基于特定任务的合作伙伴选择、评价、物流服务虚拟公司组建、运作和业务协同等。基于云物流的服务组织创新涉及到客户关系网络、信息网络、供需网络以及物流组织网络的创新。
(3)服务功能创新。传统的第三方物流在功能上主要是为客户提供专业化的物流服务,如运输、仓储、流通加工、包装、配送等基础服务以及基于上述基础服务的组合服务。而云物流模式则是为客户提供适应性的物流服务解决方案。基于云物流平台,云物流能够为客户提供多种可选择、可配置的物流服务解决方案,以满足客户的个性化需求,根据不同的客户类别,不同的服务定价和服务水平为客户提供适应性的服务解决方案,同时,基于云物流平台能够实现对服务提供商的服务质量和信用的管理,大大拓展了传统物流服务的功能。
(4)服务流程创新。在传统的物流服务模式下,客户只能选择有限的服务提供者,执行相对固定的业务流程,而在云物流模式下,云物流平台整合了物流产业集群的所有物流资源形成虚拟物流资源池,通过服务聚合以物流云的方式为客户提供服务解决方案。其业务流程的构建可以通过静态聚合和动态聚合的方式实现,形成的复杂物流服务流程通过使用BPEL或BPEL4People等服务流程执行语言进行描述,并通过相应的工作流引擎解释执行。在流程的执行过程中,通过RFID、传感器等物联网技术对物流服务进行动态感知,通过云计算平台分析处理后,对服务流程进行控制和绩效评价。
(5)服务技术创新。先进的信息技术和物流装备技术的不断应用,是推进物流服务模式创新重要的支撑,如云计算、智能交通技术、GPS、RFID、传感器、自动立体仓库、电子商务技术、数据挖掘技术、信息安全技术等技术的应用极大地提升了物流服务质量和水平,引发了物流服务模式的创新。同时,基于云物流的物流服务模式的创新也极大地促进了物流信息技术和物流装备技术的创新和广泛应用。
在基于云计算的物流产业集群服务创新模式框架下,物流产业集群服务理念创新、服务组织创新、服务功能创新、服务流程创新以及服务技术创新相互作用,某一项服务创新的内容需要通过其他内容的支持,通过服务理念、服务功能、流程和技术等方面的协同创新,为客户提供新的服务价值和服务体验。
6 结束语
篇9
【关键词】物联网;ZigBee;GPRS;远程教育
0 引言
物联网远程教育[1],是利用传感技术,将一枚大至手机或小到指甲片大小的传感器固定在教室或者讲堂,传感器的一个终端嵌入和装备到教育教学检测设备中,教师通过自己的手机或电脑连接到另一终端后,可随时随地实现对受教育者的受教情况、作业情况和意见反馈。
1 物联网基本原理
物联网是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。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,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,如图1所示。阅读器在接收到来自电子标签的载波信息,并对接收信号进行调节和解码后,会将其信息送至计算机中的中间件Savant系统软件进行处理,处理后传送到Internet,然后再在Internet上利用ONS找到这个物品信息所存储的位置,由ONS给Savant系统指明存储这个物品的有关信息的服务器,并将这个文件中的关于这个物品的信息传递过来[2]。
2 ZigBee模块
ZigBee,是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术,是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。它采用DSSS扩频技术,使用的频段是2.45GHz的超高频段,抗干扰能力强,传输速度快,主要适用于智能交通、环境保护、政府工作、智能家居、工业监测、远程教育等领域,可以嵌入到各种设备中,还支持地理定位功能。
ZigBee是一个低成本、低功耗的无线网络标准。首先,它的低成本使之能广泛适用于无线监控方向的应用;其次,低功耗使之能有更长的工作周期;最后,它所支持的无线网状网络使之能有更强的可靠性和更广的覆盖范围[3]。本文把ZigBee模块嵌入到RFID系统中,具有更可靠的安全性和更好的组网特性。
3 GPRS模块
GPRS是通用分组无线业务,通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道,提供中速的数据传递,能提供比现有GSM网9.6kbps更高的数据率。因此,在GSM系统的基础上构建GPRS系统时,GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动,只需作软件升级。
GPRS具有许多GSM系统所不具备的独特优势。GPRS采用分组交换技术,允许用户在端到端分组转移下发送接收数据,区别与电路交换的GSM。特别适用于频繁的、少量的数据传输,当然亦可用于传输大量数据,正适合工业测量领域频发、少量、实时性高的数据传输;数据传输率高,最高可达170kbps左右;用户一直处于在线方式,接入时间缩短为少于1s,能提供快速即时的连接,可大幅度提高一些事务的效率。
4 物联网教育系统构建
物联网远程教育监控系统主要是利用各种传感器对受教育者所处的环境参数进行检测,并对检测到的数据进行本地处理或者通过网络传输到远程教育监控中心。主要由三个部分组成:检测到的有无人员在教育场所走动、学生讨论所发出的声音分贝的高低、学生频繁发生的肢体动作图像等参数监控仪;无线监控终端监控数据存储、显示及用户管理的远程教育监控中心。
传感器节点通常是一个嵌入式系统,由于受到体积、价格和电源等因素的限制,其数据处理能力、存储能力和通信能力均相对较弱,通信距离相对有限。
参数监控仪包括有无人员在教育场所走动、学生讨论所发出的声音分贝的高低、学生频繁发生的肢体动作图像以及用于无线传输组网的Zigbee模块。该部分具有适应性强、使用方便、体积小、功耗低等特点。使用Zigbee技术使参数监控仪和无线监控终端分离开, 进一步减小了监控仪的体积, 便于使用者随时携带和安装。
无线监控终端主要用于数据的传输,包括Zigbee通信、GPRS 通信、数据记录、液晶显示、电源管理等模块。该部分包括两个流向的数据。从监控仪发出的采集数据到达无线监控端,经过一定的处理后可以显示、保存数据或者通过GPRS通信进行上传;从远程监控中心发出的查询数据到达无线监控终端,经过一定处理后通过无线方式到达监控仪端,监控仪按照查询条件上传符合要求的数据。
远程监控中心通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,本文采用B/S模式的技术开发的远程监控中心系统,使专业教育人员以动态网页的形式浏览、查询并对受教育人员作出判断。该系统平台将上传的数据与正常的基本教室环境信息进行绑定,结合教育专家知识库系统,对数据进行研究分析,并在监控中心终端上以动态网页形式展示。专业教育人员通过展示的信息和分析结果对数据进行判断,通过操作平台界面发出符合一定格式的教育建议信息,经由呼叫中心、短信中心系统等通知用户。该监控系统运行维护比较简便,能使专业教育人员方便地对后台数据库、分布式数据库进行添加、删除、修改、查询等操作,且能够实现分页技术,用户对海量数据的查询一目了然。
5 结束语
随着物联网技术的日益成熟,势必在教育系统中得到广泛的应用,将对实现全球范围的“智慧教育”起到积极有效的推动作用。本文介绍了物联网技术的基本原理,物联网应用中所涉及到的短距离和远程无线通信技术,最后,提出一种新的基于物联网的远程教育监控系统,利用插件式监控方式,实现多种环境参数的实时监控。该系统可以改善公众教育尤其是偏远地区的教育条件,节约了受教育的时间和教育成本,均衡利用了优势教育资源,提高了教育水平与效率。
【参考文献】
[1]高飞,薛艳明.物联网核心技术――RFID原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.
篇10
【关键词】物联网;5G通信技术;应用
1物联网和5G通信技术的相关概述
1.1物联网
所谓物联网,就是将物和物之间的网络相连在一起。从技术层面来看,就是将微型感应芯片加入到物体中,使互联网络的智能化水平得以提升,利用网络使物与人、物与物间的沟通得以实现。本文认为,物联网就是通过传感设备的应用,以严格的协议为基础,把不同类型的网络连接在一起,使信息之间能够交互,使通信更加的稳定,使信息的精准定位、跟踪等目的得以实现。当前,物联网技术的应用范围非常宽,同时它有着较强的适应性,在社会发展过程中各方面都涉及,例如智能交通、智慧城市等等。由于城市化进程的推进,物联网的应用范围还会不断地加大,同时,5G网络的产生,也会对物联网的发展产生一定的推进作用。
1.25G通信技术
所谓5G,就是我们所说的第五代移动通信技术,它将会在2020年面世。国际电信联盟,把5G叫做IMT-2020,这就是说5G标准化工作会在2020实现。与4G进行比较,5G技术的变化以能力指标的变化为主,也就是我们所说的Gbps用户体验速率,通过这一技术,能够在28吉赫的超高频段,数据传送速度会达到一秒1Gbp以上,其传送速度非常快。此外,在传输距离上也有很大的改进,能够在2km范围内将数据进行传输,使数据传输的空间约束得以有效的打破。当前,全世界最先进的通信技术之一就是5G技术,全世界对这一技术十分的关注。以5G通信技术应用为基础,能够使数据传统速度大大提升,使传统的空间限制得以有效的消除。对于5G通信技术来说,其研发主要有三个阶段:①关键技术的试验;②技术方案验证;③系统验证。
1.35G通信技术的特点
截至目前,5G通信技术的定义还没有达成一致,然而理论界一致认为其技术特点主要有五个方面,具体见图1。(1)数据流量增加。由于网络需求的不断上涨,现阶段移动网络套餐中的流量想要使人们的需求得以满足是很难的,在同时下载、上传数据量的过程中,就会出现网络不稳定的情况。但是5G通信技术可以对超大量的数据流动进行承载,与4G网络吞吐量进行比较,其要高出一千倍以上。就算是在网络拥堵时,最低也能达到每平方千米100吉字节每秒的速度。(2)联网设备数量增加。联网设备数量对互联网信息传送速度和质量有着直接的影响,设备数量多一些,网络质量就要好一些,覆盖面也要广一些。然而因为联网设备造价不低,同时在4G通信技术下需求量不多,使得当前设备数量不多。但图15G通信技术的特点是在十年后,联网设备会大大增加,例得信号质量、稳定性增加,今后5G覆盖面也会增长,会达到4G网络的一百倍。(3)峰值速率高。所谓峰值速率,就是在网络运行过程中,速度最高峰或最低峰的速率。在4G网络运行过程中,峰值速率一般是每秒600兆字节。但是在5G通信技术下,这一速率会提高超过十倍,达到每秒10吉字节。同时,单个用户数据流量峰值速率也会达到每秒10吉字节。从传送速度来看,它有了巨大的提升。(4)延迟短。5G通信技术与4G相比较,其网络延迟更短,能提高五到十倍,从而使人们在延迟上消耗的资源大大降低,同时,针对财产安全等方面,其可靠性高,可以达到99.99%以上。
2物联网下5G通信技术的应用
2.1高频段传输技术
在物联网形势下,各行各业的发展必须有足够的网络容量、传输速率支撑。拿当前移动通信系统来说,系统频段基本在3吉赫之内,可以将日常简单的需求得以满足,倘若出现大范围的线上活动,在短时间内使用数量快速上涨,频段资源就会不足,网络出现拥挤的情况,使得用户的使用受到影响。然而在高段频传输技术中,宽带能够达到284.7吉赫,这一数字是微波全部带宽的十二倍。也就是说,微波和毫波叫法虽然差不多,然而范围却有很大的区别。毫波与微波进行比较,其要小一些,毫米波频率一般在27.3~350吉赫,因为尺寸不大,其可以使小型化得以实现,从而将体积更小、耗材更小的设备制作出来。此外,还可以使超高速短距离通信得以实现,同时与5G相结合,其兼容性也十分好。
2.2密集网络技术
对于5G通信技术来说,其提供的流量与4G网络进行比较,是后者的千倍以上。5G通信技术是将多种无线接入技术有机联系在一起,覆盖范围较小,想要使更小的分割得以实现基本是不现实的,因此,在这一条件下,密集网络技术的应用是十分关键的。对于密集网络技术来说,其主要有两个方面的内容:①在宏基站外部,将很多的天线进行设置,通过这一方式使室外空间得以拓宽,同时,使系统容量增加的目的得以实现,更重要的是,它可以使系统灵活性得到很大的提升。②在室外,将很多密集网络进行设置,能够使不同网络节点间的协调、合作得以推进,这样,就能够使相邻节点的准确性大大提升,从而还会使信噪比增益得到很大的改进。可以看出,在5G通信技术中,密集网络技术的使用,能够使网络空间增加,使时间动态变化得以实现,使网络覆盖面积不断加大,使网络优势得以充分发挥出来。
2.3智能化技术
今后5G通信技术必然会需要将多元化的服务进行提供,同时还会有很多复杂的数据向中心网络进行传输。从本质上来看,5G通信技术的中心网络就是一个云计算平台,其是由大型服务器构成的,其计算能力是非常强的。这一技术能够利用交换机网络和其它设备与其它基站连接在一起,针对较强时效性的数据、以及大量的数据来说,它也可以有效的应对。能够将其向云计算中心进行提交,将其进行网络处理,这样能够细化数据,同时将其按照不同的类别进行划分、归档。对于中心网络来说,它的外部还有很多中端和基站,其存在的形态各不相同。对于网络中心来说,可以结合不同的业务类型,将不同的频段进行选择。在用户体验过程中,网络连接方式更加的多样。想要对这样复杂、大量的业务进行应对,就一定要使智能化水平提升,使识别、分类以及选择的能力提升,因为在5G通信技术中,最关键的技术之一就是智能化技术。
2.4SDN/NFV技术
在5G通信技术中,最关键的一个应用技术就是可扩展技术,云计算服务的产生、三网融合产业的不断深入,使得5G通信网络的安全性也得到提升,而且对于5G通信技术将技术发展规划制定也是非常有帮助的。对于SDN/NFV技术来说,就是软件定义网络/网络功能虚拟化,尤其是在5G移动通信网络中,虚拟化、软件化的实现,在控制数据分离方面的效果非常突出,这对5G通信技术的发展有着巨大的推进作用。对于SDN/NFV技术来说,它是5G通信技术的基础,根据网络能够将通信的基础、控制和应用层进行构建,使程序上的调用得以实现,成功地将手动配置进行取代,在5G通信技术管理方面的作用十分突出。想要使网络系统得以优化,5G通信网络就要使转发分离的功能得以实现,这一功能能够使5G通信网络在运行时能够被控制。通过SDN/NFV的结合,可以将虚拟网络架构有效的建立,使不同业务对网络的需求得以满足。
2.5设备间直接通信技术
现阶段,移动通信系统能够利用分布的固定站点将通信网构建。大多是以基站为核心,向四周进行扩散,使市区网络覆盖得以实现。5G网络技术在设计时,就对4G通信技术的缺陷进行全面的考虑,对以基站为核心的移动网络建设,不可能将用户的需求得以满足的这一情况正确的认识,因此,将直接通信技术进行建立,使移动网络接收设备可以在无基站的条件下,将网络进行接收,使得通信设备的直接通信得以实现,这对于今后网民数量突增的情况是非常适用的。这一技术能够使接入方式、网络连接方式等得以开脱,从而网络传播的有效性会更突出。