物联网工程的含义范文
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导语:如何才能写好一篇物联网工程的含义,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
[关键词]物联网技术;粮食物流;应用
中图分类号:TD685 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0341-01
我国的粮食物流承载着国家的粮食安全、农民的增收和农村的发展等重要的职责。由于目前我国的粮食物流管理水平信息化程度较低且供应链不够协调,致使出现运用运作成本过高的情况。如果物联网技术可以在粮食物流中得以研究和应用,会在很大的程度上提高我国的粮食运作水平,为政府的粮食调控和粮食的安全做出可靠的保障。
一、物联网的含义和基本框架
(一)物联网的含义
比尔・盖茨曾经在《未来之路》这本书中提及了物联网的概念,那是没有很多的人予以关注。在2005年的时候,国际电信联盟正式提出了物联网的概念,这个概念才得以推向世界。在物联网认知的发展过程中,初期人们对于物联网的认知是对各个物体的植入芯片也就是指电子标签的认知。对物体的信息进行读入和读取,利用互联网达到物物相连的效果。此模式的物体信息是接受被动的进行读入和读取的。现今的物联网的含义已经超过了电子标签的范畴,发展到可以主动的感知的功能。可以运用多种的信息传感设备例如红外感应器、全球定位系统、射频识别装置等等和互联网相结合而组成的巨大网络。它可以让全部的物品都可以进行远程的感应和控制,并和现在的网络连接起来,促进更加智慧的生产活动的体系。
(二)物联网的层次和特点
物联网可以划分为:传输层、感知层和接受控制层三个层次。感知层运用感应器达到对物体的变化和性质的动态感知,并对感知的情况利用RIFD技术收集起来。传输层利用INTERNT技术把所感知的数据进行轻微的处理然后进行远距离的传输。接受控制层也就是用户端达到对物体感知结果的可视化,确保对感知物体和条件的控制。
和原来的互联网系统相比,物联网具有三方面的特点,一是具有主动感知的功能。传统的信息系统里面可以对信息实施记载,物联网可以达到对于物体进行主动的感知;第二方面,物联网可以达到对各个物品的随时了解和掌握,达到物物相连的情况;第三方面,物联网系统可以达到对物体的动态感知的能力,如果出现感知的情况超过了原有的预定值,物联网可以自动的做出反应。
二、物联网在粮食物流中的应用
(一)粮食物流是指粮食从收购储存到销售的全部步骤的实体运动和在粮食流通中的所有的增值和信息应用的环节。物联网技术的应用确保了粮食物流环节的提升。物联网技术通过感应器达到对粮食储存领域的感知,达到各个储量仓和储粮点相互联系起来。可以很好地对储粮的形态做出掌握和控制。物联网技术的使用可以更高效的提高粮食仓库的保管水平。第一步运用感知做到对粮食质量动态的监管,达到粮食的自动调节的条件;第二步可以做到对储粮食的动态感知,为了感知到粮仓中粮食数量的变化,可以在粮库的地面进行感应秤的设置,确保可以合理的控制库存的创造条件;第三步,运用物联网的红外感应的技术手段,感知虫类和仓管人员的入侵,进一步提高了粮食仓库的安全管理。所以,物联网的应用确保了全部仓库的可视化,在很大程度上使得仓库保管的质量不断提高,达到了仓库条件的自动调节。
(二)物联网技术在粮食运输中的使用,在很大程度上提高了粮食运输的效率。第一步,为了加大运输的效率,避免出现无效的运输情况,可以做到运输过程中的可视化,确保粮食运输车辆准确、及时的进行调度。第二步,为了确保粮食运输的质量安全,减少粮食运输途中出现的损失,可以对粮食运输的车辆纳入到物联网中达到对其动态感知的状态。第三步,物联网可以定义各个地区的粮食的物流情况进行动态的监控,确保可以对各地区实行合理的供需预测,也为政府在储粮和拍卖的时候提出了可靠地数据帮助,可以在最好的状态平抑粮价,进一步的提高我国的储粮安全性。第四步,利用从各个地区粮食节点的监控和感知情况,清楚的明白我国粮食物流的流向,进而减少了浪费的情况,为粮食物流的基础设施的投资出具有效的依据。
三、对于我国物联网在粮食物流应用中的建议
(一)由于粮食物流的主体具有多样性和复杂性,对于物联网技术的应用有一定的影响,政府可以加以引导,进一步加快物联网技术的分步实施。第一步,可以对国有的重点粮仓和粮食运输企业进行设置,进而对民营的粮食物流企业进行物联网应用的引导。可以运用政策的手段,把物联网技术的应用归入到考核民营企业的指标中去,一资金进行支持的方式不断的推行粮食物流行业的物联网工程的应用。也可以运用某些粮食大企业的影响力,确定其为粮食供应链中的主题位置,加快物联网在粮食物流中的应用。
(二)不断地对物联网技术和粮食物流的模式进行探索确保它们可以协调性的发展。对于粮食的四散化物流和粮食的散货性,可以对物联网的载体单元进行研究,可以把运输的设备、运输的工具和仓储的设施当成基础的物联单元,间接地达到对粮食的感知和物流条件的掌控,实现物联网技术为粮食的四散化物流而服务。也可以对新的粮食物流模式进行探索,确保可以更好的应用物联网技术,提高粮食物流的发展步伐。
(三)可以发挥政府作为物联网技术的主体性进行推广。在粮食物流的发展中,政府可以运用其自身的主体作用,加快物联网技术在粮食物流中的应用。可以把物联网技术在粮食物流中的研究进行加大,政府可以组织更权威的人以课题的方式展开对物联网技术应用的研究,加快物联网引入到粮食物流中的步伐。政府也可以对应用物联网技术的企业进行适量的补贴,更好的促进物联网技术的应用,在很大程度上方便了粮食物流信息的掌控和收集;也可以把物联网粮食物流的数据建立统一的数据库,对于所有的数据进行统一集中的管理,可以在做决策的时候有很好的参考依据,使得物联网的价值得以发挥。
结束语
物联网技术的应用为传统的行业带来了变革,粮食物流也该研究该技术在本领域的合理应用,确保我国的粮食物流运作水平不断上升,为国家实施粮食的调控提供依据。现今物联网技术在粮食物流应用中还需要不断的探讨改进。
参考文献
[1] 扈志峰,陈江.浅析物联网的安全性问题[J].科技经济市场.2011(10).
篇2
电脑后面那根双绞线能做什么?上网?没错,还有呢?物联网时代,这根线将带给人更多的想象空间。“原本网线中有一根是用来监听网络连通情况的,但在将来,这根预留的线还能检测电脑系统运转是否正常、是否有病毒攻击。”泰科电子高级副总裁兼中国事务委员会主席Gordon Hwang以此为例阐述了连接器可如何帮助实现系统功能的提升或创新。在泰科电子首届中国工程周期间,“下一代连接器技术及其在物联网领域的应用”更是引起了广泛的关注。
物联网现在还处于发展初期,清华大学电子工程系副系主任张林认为,当前中国物联网发展有三个瓶颈,首先是成本问题,目前的产品大多依赖芯片级集成,需要研制专用协议的芯片以降低成本; 在系统应用层面,不同的应用中协议定制开发过多,需要有共性技术提高开发速度; 在网际互联与数据共享方面,独立建设的传感器网络无互联,数据无法共享,使投资效益发挥不足,需要有统一标准的网际互联协议支持。作为全球领先的电子组件、网络解决方案、特种产品及海底通信系统的供应商,泰科电子同样在思考物联网给自己带来的机遇与挑战。
螺蛳壳里做道场
物联网火遍了全中国,它同样激发了像泰科电子这样的美国公司的创新热情。泰科电子2009财年全球销售收入达103亿美元,其中有14%来自中国。泰科电子分支机构遍布150个国家,拥有约7000名专业工程师团队,其设计、制造和销售的产品覆盖广泛的工业领域,包括汽车、数据传输系统及消费类电子、通信、航空航天、防卫与船舶、医疗、能源及照明。正是因为有这样广泛的用户基础,泰科电子本身,也成为最先感知到物联网的一个“传感器”。
泰科电子全球研发副总裁Dave Martin指出,随着互联网、物联网应用的发展,作为关键底层支撑技术之一的连接器技术正向着更高速、更智能的方向演进,以满足高效数据传输、超级计算和无处不在的内部和外部网络连接需求。泰科电子面临的一个重要挑战,就是需要在更小的空间里传输更多的数据。
消费类电子产品小型化和数据高速化的需求,让连接器施展拳脚的物理空间越来越小。“我们的电子设备都逐步走向小型化,没有太多的空间留给连接器,但性能却要求越来越高。”泰科电子通信与工业解决方案中国区工程总监Daniel Zhu直言。如今,电路密度越来越高,传输速度越来越快,新型电子元件正在向片式化、微型化、高频化、宽频化、高精度化和集成化方向发展,这正需要“螺蛳壳里做道场”的精神。
连接器虽小,但大有文章可做,将来的连接器产品不仅能提供电气连接,还能提供监测并搜集、汇报系统运行状态等其他功能,智能连接将成为未来物联网的桥梁。以汽车电子为例,车中有数以万计的接插件和传感器,它本身就是一个小型的物联网应用系统,车辆自身的温度调节、速度信息,以及车与车之间的距离感知等,都需要连接器的参与。同时,只有将接插件缩小、截面积减少,才能减轻车的自重,使得汽车更加节能环保。
物联网分为感知层、传输层和应用层,这些物联网的相关技术都将成为泰科电子在中国发展的机遇。在上海世博会期间,泰科电子就有三类产品大显身手,包括安装在世博园主题馆、中国馆及上海馆三座场馆顶部的太阳能面板; 应用于世博园区光纤网络架设及周边道路改建项目中的光纤网络解决方案; 还有应用在中国馆信息系统和上海移动世博园区营业点的触摸式显示屏。而这些,可能都会在将来的物联网应用中发挥作用。
下一代连接技术
泰科电子下一代连接器技术,很重要的特性之一就是实现智能连接,能够同时实现能量、能源和信息传输的连接技术,具有自动恢复、自动配置的功能,同时可以更加安全可靠地实现客户的超前需求。物联网要求传感器能够占据空间更小、工作在更加恶劣的环境下,因此,环保新材料和制造工艺的更新成为开发下一代连接解决方案的工程挑战,而泰科电子已在这些方面不断投入更多的研发力量,并取得很多业界领先的成果。
泰科电子的连接器主要传送数据和能源,下一代连接技术可以让通道更加顺畅。Gordon Hwang举例说: “比如海底电缆,硬件铺设是非常耗时耗力的,不可能经常改变,但是泰科电子的连接技术,就可以提供更智能的选择,通过软件来设定连接属性,拓宽带宽,或者关闭某条链路。”
连接器的未来将更智能、更小型、更高速、更环保、更可靠。智能化是连接器的必然趋势,智能连接器将集成接插件、传感器、可编程芯片等技术。泰科电子现有产品超过45万种,其业务收入的75%来源于在技术上领先同业的产品。
除了技术方面的挑战外,知识管理水平的提升也很重要,泰科电子的技术遍布于密封技术、专利材料、绝缘材料、传感器、嵌入式软件、电子封装、精密制造、物理链路管理、RF射频、高性能电缆电线中。每个分支都会随着用户需求的发展不断产生出新的知识资源,这是泰科电子的一大财富。比如汽车、通信和医疗三个业务分支上的工程师也许能够坐在一起,深度交流,看看各领域之间是否有连接的可能,是否有共同的技术创新点。
据中国区研发总监Donald Wood透露,他正在“招兵买马”,以每年20%以上的速度扩张团队,争取在4到5年内,将中国研发人员从目前的400人扩充到1100名。壮大规模的同时,泰科电子还通过各种渠道促进知识分享、技术储备和跨业融合,使研发人员能够胜任由物联网、智慧地球等新技术趋势带来的挑战性课题,从而更好地满足客户的创新需求。据了解,泰科电子每年用于研发和工程设计的投入超过了5.3亿美元,占销售总额的5%以上。
着眼于系统的连接解决方案
我们希望为客户提供的是连接器增值解决方案,而不仅仅是连接器产品本身。”Dave Martin解释说,人类社会从最早的电话,发展到电子邮件、互联网,以及现在的社交网络,甚至物联网,连接得越来越紧密。泰科电子的连接器,不光具有电子元器件工程方面的含义,还寓意着泰科电子利用广泛的客户群体,将各类行业应用融会贯通。
篇3
在我国提出“中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化”的“新四化”历史时期,现代信息技术与各行各业进入空前的深度融合,“北京可为”以服务于国家新型城镇化、信息惠民应用创新为战略方向,推动我国更具普遍意义的基层社会区域与城乡群体享有现代信息科技带来的跨越式发展机遇。
北京可为的命名顺应了环境发展,北京可为意为万事可为,信息技术与各个行业的深度融合,为社会变革与产业创新创造了前所未有的机遇,以信息的感知、整合、互联互通为基础的创新驱动着我国社会最核心的变革与转型,在这个伟大的进程中,空间无限、万事可为。
同时,北京可为的英文名称CoAware,由两个英文单词组成:“Co”与“Aware” 。Co是英文中常用词根,含义是“合作、协作”,如“Cooperation(合作)”,“Collaboration(协同)”等。 北京可为强调协同生态理念,在我国“新四化”的发展进程中,信息化与城镇化、工业化、农业现代化的融合是一个系统工程,从来不是仅政府、学术机构或某一企业得以单独完成,需要彼此间良性互动、协同协作。“Aware”的含义是“感知”。信息化的应用创新首先基于数据采集、信息感知、收集,获取资源要素状态,然后通过要素间互联互通,实现智能化。
篇4
关键词:物联网安全威胁; 危害度; 指标; 权重
1.引言
物联网(IoT,Internet of Things)
重要程度
不重要
一般重要
重要
很重要
极其重要
1.3危害性指标的定义
定义第一层危害性指标,它表示应用层影响、传输层影响、感知层影响和无形影响指标的值,i表示该指标是第一层指标的第几类影响,这几种影响的指标分别为F11、F12、F13和F14,其中,Harm表示危害值,如表2所示,Weight表示权重值,如表3所示。
定义第二层危害性指标,其中,i表示该指标属于第一层指标的第几类影响,j表示第i类影响指标下的第j个子指标,例如,服务对象影响的危害性指标为 F213,该层指标的取值含义与上述相同。
1.4安全威胁危害度计算
物联网安全威胁危害度计算的方法就是根据安全威胁危害性指标体系进行评分和逐层计算的过程,下面介绍该过程的三个步骤。
第一步,由专家按照危害性指标体系对物联网安全威胁的第二层危害性指标的危害值和权重值进行评分,并对第二层危害性指标的权重值进行评分,专家评分完成后,即可进行危害度数值计算。
第二步,根据第二层(最底层)指标的指标值计算第一层指标(四大类影响)的危害值,第一层指标的危害值取决于其下属第二层指标的危害值及其权重百分比。式(1)表示根据第二层指标值计算第一层指标危害值的计算方法,概括地讲,第一层指标F1i的危害值等于其下属第二层指标的危害值及其权重百分比的乘积之和。
(1)
其中,F1i表示第一层指标的第i类影响指标,n表示第一层指标中第i类影响下面的第二层指标的数量,j表示第i类影响指标下的第二层指标中的第j个危害性指标,例如,对于应用层影响指标,其危害值为服务范围、服务类型和服务对象三个危害性指标的危害值和权重百分比的乘积之和。
第三步,根据第一层指标中四大类影响的指标值计算物联网安全威胁的危害度,其中,第一层指标的危害值已由第二步计算得出,权重值已在第一步由专家评分得出。设物联网安全威胁的危害度为H,其计算方法如式(2)所示。
(2)
其中,F1i表示第一层指标的第i类影响指标。与第二步计算方法类似,概括地讲,危害度H等于第一层指标的危害值及其权重百分比的乘积之和。
2.讨论
本文提出的物联网安全威胁危害度计算方法,综合考虑了影响安全威胁危害度的各个指标。同时,在计算过程中,不但考虑了直接影响安全威胁危害度的指标危害值,而且考虑了同类指标之间的相对危害性(权重值),这使得计算出的危害度更接近于实际情况。相比现有的安全威胁危害度计算方法,本文提出的计算方法具有以下两个特性:
(1)针对性。目前,针对物联网安全威胁危害度的具体计算方法鲜有文献进行报道,本方法根据物联网的具体特征,建立了一种物联网安全威胁的危害性指标体系,对物联网安全威胁的危害度计算具有很强的针对性。
(2)可操作性。本方法依据具体的物联网安全威胁危害性指标体系,列出了影响安全威胁危害度的实际因素,并可以根据这些因素进行评分,从而为安全威胁危害度的计算提供数据来源,相对于其它理论计算方法,本方法具有更强的可操作性。
3.结束语
本文提出了一种针对物联网安全威胁危害度进行定量计算的理论方法,该方法综合考虑了应用层影响、传输层影响、感知层影响和无形影响,建立了物联网安全威胁危害性指标体系,逐层计算安全威胁的危害性指标值,并最终根据指标值计算出安全威胁的危害度值。本方法对基于主动策略的物联网安全技术具有重要的理论意义,通过该方法计算出的安全威胁危害度可用于物联网安全风险评估和入侵检测等物联网安全系统。
参考文献:
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篇5
物联网行业的发展对学生创新能力提出了更高的要求,而探究式教学模式是培养学生创新能力的有效教学方法。因此,针对现在教学中存在的问题,将探究式教学应用到《物联网通信技术》课程中。根据《物联网通信技术》课程的特点,实施探究式教学,包括问题情境的创建、情境问题的解决、应用与拓展以及评价。通过探究式教学改革,以期提高学生学习的主动性、团队合作精神和创新能力,从而使物联网专业的学生更符合企业的需求。
关键词:
探究式教学;教学改革;问题情境;物联网
1探究式教学的概述
探究式教学是20世纪50年代由美国著名科学家施瓦布提出的,它以学生为主体,教师则根据教学内容和要求创设问题情境,以问题的发现、探究和解决来激发学习者的求知欲、创造欲和主体意识,培养学习者的创新能力。学生可以通过个人或团队,利用所学知识和现代化的信息工具寻求、探索解决问题的方法。这样,学生从被动接受知识转变为主动地探究问题、解决问题,从而调动学生学习的积极性、主动性,培养团队合作精神和创新能力。探究式教学在中小学和高职教学改革中应用得比较多,在历史、数学、英语、体育等课程的教学改革中都有应用。随着智能终端的发展,大学生上课的注意力逐渐被分散,上课看视频、听音乐、玩游戏的现象非常普遍。另外,随着大学生就业压力的增大,国家鼓励提高大学生的创新创业能力。因此,为了吸引高校大学生的课堂注意力,提高学习的主动性、团队合作精神和创新能力,近几年,探究式教学也被应用到高校教学改革中。例如,史振华将探究式教学应用到《网络设备配置技术》课程中。课程改革的实际情况说明,探究式教学有利于培养学生学习的主动性、团队协作和创新精神。王树锋等人则对基于大数据的数据库课程的探究式教学方法进行了研究;杨月华则结合具体的JavaEE企业应用开发课程研究了探究式教学法在实践课程中的应用。
2《物联网通信技术》课程教改的必要性
物联网专业的培养目标之一就是自主创新能力明显增强,攻克一批核心关键技术。物联网专业作为一个处于摸索阶段的新兴专业,其教学方式也处于摸索阶段。《物联网通信技术》课程包括理论教学和实验教学。现在的理论教学借鉴了计算机类其他专业的教学方式,即教师讲授为主,学生被动接受。由于《物联网通信技术》课程包括的知识点多、涉及面广,学生容易混淆所学内容;由于教学方式单一,学生很容易失去学习兴趣。而实验课程既有程序调试,又有硬件操作,现有的教授形式多是教师直接将代码给学生,然后连接硬件设备,调试程序,观察结果。这样做,学生可能完全不了解代码的含义,只是简单地运行、调试,收获甚微。受篇幅的限制,《物联网通信技术》的教材上只给出了常见的应用领域,例如智能交通、智能医疗、智能家居、智能农业等,没有也未能涵盖物联网涉及到的其他领域。这些未知领域也正是物联网专业需要探索和开拓的部分。因此,培养学生学习的主动性和创新能力是《物联网通信技术》课程教学改革的目标。而探究式教学就是以学生为主体,教师为主导,侧重培养学生的学习主动性、团队合作精神和创新能力。这正符合《物联网通信技术》课程教学改革的需求。借鉴现有的研究成果,本文简要研究了探究式教学在《物联网通信技术》课程中的应用。
3探究式教学的实施
实施探究式教学的步骤如下。
3.1创建问题情境
问题情境的创建是实施探究式教学的第一步,也是最关键的一步。问题情境创建的合理度直接影响了探究式教学实施的结果。当前,物联网的主体网络包括计算机网络、移动通信网、固定电话网和传感器网络,它们彼此交织、相互连接。因此,将《物联网通信技术》课程内容设置为对应的4个问题情境,即计算机网络中的通信、移动通信网中的通信、固定电话网中的通信和传感器网络中的通信。这4个问题情境还包括网络中使用的传输介质、协议、拓扑结构、调制技术和与外网的连接技术等多个小知识点。教师根据课程中需要学生重点掌握的知识点来创建问题。情境问题需要具有开放性、探究性,且难易适中,解决问题的方案可以有多种。学生通过已有的基础知识、网络或与其他同学交流最终能够掌握解决问题的方法。为了提高学生的学习动力,教师可以通过成绩或其他奖励的方式激励学生。
3.2情境问题的解决
不管是在哪个领域,最简单的通信都会涉及到信息的发送方和接收方,在多跳通信中还会涉及到信息的转发,例如在计算机网络中,需要通过集线器、交换机或者路由器转发信息,在移动通信网中需要基站转发信息。因此,在“物联网通信技术”课程的教学中,团队合作是有必要的。为了提高学生的学习效率,分组采用自愿结合的方式,在特殊情况下,可以允许一组只有一个学生。每组成员的数量需要根据设置的问题不同而变化,例如,在计算机网络中实现TCP或UDP通信时,只涉及发送端和接收端,因此,每组只需要2个学生;在无线传感器网络中,为了将传感器采集的数据传送出去,并且消耗的能量最少,必须采用多跳通信技术,因此,需要有中间节点起到转发的作用,这时每组最少需要3个学生。在完成教师布置的任务时,组内自由分工,每个成员按照分工完成指定的任务。在分工时,要保证每个成员都要完成部分工作,防止出现整个任务是由组内个别成员或部分成员完成的情况。在问题或任务完成的过程中,学生可能会遇到各种各样的问题,教师则可以采用以下3个方法引导学生解决:①组织已解决问题的学生分享经验方法,以此启发其他同学。这样做,不仅可以使已解决问题的学生加深对已掌握知识的理解,还可以提高自身的成就感和自信心。②依托当前信息资源共享的时代特征,引导学生利用网络资源探索解决途径,而后交流汇报。③对于学生无法解决的问题,教师只需给出指导意见或解决问题的方法。例如,在实验过程中,仿真器可能由于某些原因无法工作,这时,教师可以告诉学生通过修复使仿真器重新工作,但学生需要自己去寻求修复的办法。
3.3应用和拓展
学生掌握了知识、技能和方法后,还需要对其进行巩固、应用和合理的拓展。教师可以鼓励并指导学生参加一些国家或者学校举行的比赛。学校每年都会举办大学生挑战杯大赛,难度不大,而且与学生学习的知识比较相关。学生可以自愿结队,在教师的指导下选择参赛的题目,在完成任务的过程中,当遇到无法解决的问题时,可以咨询指导老师或者请教其他同学。针对物理网工程专业的学生,从2013年开始,举办了全国高校物联网应用创新大赛;2015年,举办了首届“互联网+”大学生创新创业大赛。这些比赛都非常适合物联网工程专业的学生。学生可以拓展自己的想象力和创新能力,将已经掌握的《物联网通信技术》课程的知识应用到具体领域。例如,对啤酒发酵过程的无线监控、空调的远程控制等。另一方面,这些比赛会以奖金或荣誉证书的形式奖励优秀的同学,这不仅让学生有了成就感和荣誉感,而且在他们毕业找工作时会增加一些优势。因此,这些奖励增加了学生参赛的动力和热情。在比赛时,通过交流,学生能了解其他团队的研究成果,掌握更多物联网的应用。通过参加比赛,学生可以了解国家在物联网应用上新的研究方向,增加与其他学校的学生交流的机会。另外,参加比赛能够大大提高学生的自主学习能力、责任心和创新能力,从而进一步提高《物联网通信技术》课程教学改革的成效。
3.4评价
对学生完成的任务或问题质量的评价,主要是通过学生的学习成绩体现出来的。《物联网通信技术》课程的成绩组成包括三部分,即平时成绩、实验成绩和期末成绩。平时成绩是根据教师课堂上布置的任务或问题提交的纸质作业所获得的成绩,占总成绩的20%.平时成绩既要与《物联网通信技术》课程的知识紧密相关,又要与实际应用结合,从而提高学生探究问题的兴趣。例如,当网络带宽为100Mb/s时,学生在宿舍使用有线和无线2种方式接入互联网时,最高的网速分别能达到多少?手机及时注销后,盗窃者无法使用的原理是什么?实验成绩是根据学生的答辩结果给出的,占总成绩的20%.学生需要讲解解决问题的思路、代码、遇到的问题。其他学生在听取汇报时,既可以了解完成相同任务时其他同学的思路,也可以掌握由于分工不同而未实现的功能或任务的解决方法。例如,在完成2个传感器节点之间的通信时,一个学生负责发送端,包括从键盘读取数据、选择信道、设置发射功率等任务,而另一个学生只负责接收端,即对接收信息的显示。通过答辩,完成发送端任务的学生可以掌握接收端的实现方法,同样,完成接收端任务的学生可以掌握发送端的实现方法。期末成绩是期末考试试卷的成绩,占总成绩的60%.教学改革是为了提高学生学习的团队合作精神和创新能力,因此,卷面成绩占的比例越来越少。期末考试采用开卷考试的形式,考试内容要与实际情况相结合,且具有开放性,不设置标准答案,只设计参考答案。例如,在沙漠中布置使用Zigbee协议的无线传感器网络来监测温度的变化时,如何合理选择节点设备、网关设备和网关的接入方式?考试时,学生选做部分试题,例如,设计题包含8个问题,学生可以选做其中的4个。
4总结
根据物联网专业的培养目标和社会发展需要,本文主要研究了探究式教学模式在《物联网通信技术》课程中的应用,主要涉及问题情境的创建、情境问题的解决、应用与拓展和评价四方面的教学设计。通过问题探究式的教学改革,可以使课程培养目标朝着创新型、主动型、合作型方面进行有益的探索。另外,本文的研究成果对物联网工程专业其他课程的教学有较大的借鉴意义。
作者:史艳翠 郝宇 杨巨成 陈亚瑞 单位:天津科技大学计算机科学与信息工程学院 天津国土资源和房屋职业学院
参考文献
[1]史振华.探究式教学模式在《网络设备配置技术》课程中的应用[J].宁波教育学院学报,2015,17(6):30-32.
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篇6
关键词:物联网;云计算;智能处理
中图分类号:TP39
1云计算与物联网
1.1云计算的含义
云计算是一种满足资源使用和交付的形式的新奇的商业的计算模型,用户在这个网络里能获取他们所需要的平台或是软硬件等资源。云计算将来有可能软件产业,其应用能被随意的收买,许可也能被随时生效,然后应用到网络上,来进行资源共享。云计算所运用的关键技术包括:分布式的计算技术能够把庞大的任务分割成很多个子任务,同时把它们分别放在不同的计算节点上,然后再来运用与计算,这样大大加强了平台对大量数据的处理能力;弹性规模扩展技术能提供给各类应用框架以相应的集群类型,然后按照所需的扩展方式,增加一些资源;虚拟化技术能进行虚拟资源更换物理资源;分布式的存储技术能使用网络里的多台服务器里所存储的各种资源,来解决一台服务器无法满足存储要求的现状,同时统一的管理这些存储资源,确保数据使用时的可靠、安全;多租户技术满足很多个用户要同时使用相同的软硬件资源的需求,还能给相应的客户软件服务提供数据隔离、性能定制、架构扩展、客户化配置等功能。
1.2物联网的含义
物联网是一种新型的网络,它利用全球定位系统、红外感应器、射频识别器等传感设备,依照规定的协议,将事物与网络连接起来,以此来交换信息和通信,从而达到识别、跟踪、定位、管理和监控事物的目的。物联网的服务对象不断扩大,从人扩大到物,它是借助目前网络,把全新的IT技术应用到各个行业中去,仔细研究,就是在电网、桥梁、铁路、供水系统等各类社会设施中安装传感设备,然后通过RFID和无线数据通讯等技术手段,将人类社会环境和物理系统融合到一起,使信息资源得到充分利用,从而大大提高了生产力。现在,物联网已经形成了相应的产业链和固定的商业模式:在政府的引导下,运营商供应服务的,把运用解决方式当作主要任务,保障传输通信和计算能力以及基本的传感感知能力。有了政府的大力支持,很大程度地加快了物联网的发展速度。如今,物联网已经在各个领域得到应用。
2基于云计算物的物联网运营平台
2.1物联网的发展对电信运营商的影响
物联网的体系结构由感知层、传输层、存储层和控制层四部分构成的。感知层是利用“键盘”、“鼠标”等器件来探索力、热、电、光、位移等信息;传输层是用来给无线传感网和电信网传输信息的总线;存储层是用来将获取的湿度、温度以及电子标签编码等信息装备到传感网络节点中的存储设备;控制层是用来大规模快速处理信息的CPU。
传统的电信运营商就相当于物联网里面的传输层,它利用无线传输技术,给采集信息和接收信息牵线搭桥。但目前的运营商不仅能够提供信息通道,运营商还希望借助现有的技术、资源,把业务扩展到网联网里最核心部分控制层,把网络的运营能力最大程度地释放,然后供应给应用集成,为用户提供更为方便的服务。运营商通过销售信息所获得的利润远远大于传统的通信费和流量费。
电信运营商要想更好的迎合物联网的发展方向,就得好好发挥潜能,利用自己所拥有的网络客户,连接互联网和无线传网络,搭建物联网的运营平台,集合所有的产业链,为客户提供统一的电信级的物联网服务。但要想做到这一点,必须要求物联网有这些功能:(1)业务开通、受理、计费功能。作为客户物联网业务全面服务的供应商,必须制定针对厂商、客户和第三方应用提供商的完善的运营服务体系,对所有包含的服务采用开通、受理、计费等功能。(2)信息采集、计算、存储、显示功能。与互联网有所不同,物联网会包含很多巨型的动态数据,对采集来的事物的信息来进行处理和运算。例如我们现在运用的GPS导航、Google地球模式等设备,它们需要提供实时监测数据和物理地址,并及时作出反馈的服务,而类似这种应用生成的大量数据,都决定了物联网平台必须具有信息采集、计算、存储能力。(3)节点配置与控制功能。未来物联网需要物与物的相连,世间每一样东西都可能拥有独立的IP地址被接入到电信运营商的网络中,于是便建设了无数个传感网络节点,如果要对它们进行管理和监测,这时物联网就必须具备节点状态检测、合理参数配置、节点升级和节点网络拓扑等功能。
2.2云计算对物联网运营平台上的重要性
通过对物联网运营平台的特点和需求的分析,我们能看出物联网需要有大规模的资源和很强的计算能力,而对这样大数量数据的计算就需要运用到云计算技术。基于云计算的物联网的运营平台包括下面几个部分:
2.2.1物联网和云计算的基础设备与服务。云计算所运用的基础设备包括服务器、存储设备、网络设备和带宽等出售的设备。采用虚拟化技术处理物理资源,让物联网运营平台的行业间或是同一行业间各类客户能共享资源,而且不受地点和设备的约束,这样能够更加合理的利用资源,避免资源的浪费,大大地降低了成本,并且在一定程度上提高了使用质量。
2.2.2物联网和云计算的软件与服务。物联网和云计算利用虚拟的物理资源供应客户所需要的具体服务,也可以专门被第三方使用。第三方提供软件,然后云平台利用虚拟化技术分租给多个商户,同时让这些租户共享资源,按照所需来计费,大大降低了成本,提高了资源使用率。
2.2.3物联网和云计算的平台与服务。云平台是物联网的关键内容,具有配置与控制网络节点,采集与计算信息的功能,它利用分布式的计算技术、分布式的存储技术来分析大量的数据,提供大数据量数据实时处理服务。云平台能处理多项任务和多项业务,还能根据不同行业的特性,分离计算功能,制定最合理的计算模型,然后供云调用利用。
2.3物联网和云计算促进新产业的发展的表现
物联网的前进依赖云计算的海量数据处理能力,而云计算的前进离不开于物联网的拓展,它们二者密不可分。物联网提供人和物、物和物的信息交换与无缝接入,从而满足实时管理、控制世间万物的需求;而云计算是依附在互联网的基础上,利用虚拟化技术来进行信息资源共享,是一种花费少、可靠性高、扩展性高的服务模式。
物联网与云计算使人们的生活和生产方式焕然一新,让生产步骤变得更简单,让生产效益变得更高,促进了新材料、新能源、新信息等很多产业的发展。新材料产业发展的推动:物联网和云计算的硅材料产业;物联网纳米集成电路技术。新能源产业发展的推动:物联网和云计算掌控风能和太阳能;物联网与云计算的海洋能发电存储技术。新信息产业发展的推动:物联网和云计算的升天和落地模式;云安全技术引发的可信安全的知识产业萌发;促进智能交通、家居等产业的发展;促进增值服务产业的发展。
3小结
架构基于云计算的物联网运营平台,不仅让物联网满足了目前电信运营商发展的需求,同时促进了其他新型产业的发展,完全证明了建立这个平台是正确的。随着科技的发展,云平台不断的优化,云计算能力不断的提升,我们确信基于云计算的物联网运营平台的发展前景是很可观的。
参考文献:
[1]李新苗.物联网牵手云计算的“两大关键”[J].通信世界,2010,7.
[2]聂晓.基于云计算的物联网安全研究[J].工矿自动化,2013,4.
[3]梅海涛.基于云计算的物联网运营平台浅析[J].电信技术,2011,5.
[4]杨珂,郭晓军.云技术对物联网应用的影响探讨[J].现代物业(中旬刊),2012,6.
篇7
关键词:物联网;电力;通信网;应用
1、物联网的含义
物联网技术既是互联网技术的一个重要组成部分,同时又是其不断发展的一种延伸。物联网一词的概念是1999年在麻省理工大学被提出的,其表示的是互联网之间的一种物物相连的关系,由此可以看出,其是在原有互联网的基础之上对用户的范围进行了更为广泛的扩展,从而使得通信和信息都可以更好地在物品和物品之间实现更加快速的传递。随着智慧地球理念的提出,智能化的传感器在桥梁、道路以及建筑等各行各业都有了更加广泛的应用,基本已经实现了对资源的有效共享,从而使得利益最大化。
2、物联网在电力通信网中应用的关键技术
2.1、建立电力通信信息模型
电力通信系统对物联网技术的应用形成了电力物联网,其可以借助感知层的传感器来对各种数据进行有效的收集、整理以及识别,由于传感器本身具有比较好的性能,所以利用多样化的传感器可以对各个接口的信息进行很好的表达,可以又因为信息不仅数量庞大而且种类也比较多,这便造成了对传感器进行选择的时候相对比较困难,同时也会在一定程度上增加相关软件的开发难度,所以说物联网技术在电力通信行业的应用就显得非常重要。在建立电力通信信息模型的时候,还应该充分结合电力公司具体的现状,从而使得信息可以实现更好地交互,同时也为其在电力通信领域的应用提供了一个有效的基础保障。
2.2统一的通信规约
通信规约是物联网技术在电力通信行业当中进行应用的一项非常关键的技术,特别是近些年电力通信网终端的不断增加,相应地也就大大增加了对数据采集的难度,所以只有指定出统一的通信规约才能更好地对电力物联网的建设过程进行有效的管理。在对物联网通信规约进行具体选择的过程中,只有确保了其可行性才能更好地保证所有的信息模型映射都是向对应的,从而可以根据具体的电力设备和电力系统来对其进行最为科学合理的选择,有效提升其适应性,同时也实现了不同类型电力设备中各种信息模型之间更加紧密的连接。对于网络层的通信规约还需要对SCSM和APCI技术进行一定的借助才能更好地确保该网络和信息模型之间不会出现冲突,进一步促进电力通信网的快速发展。
2.3高并发系统实现技术
物联网在电力通信领域的应用,可以利用底层的传感器实现对相关数据的收集和整理,然后再利用网络层面来对其进行识别,这样便实现了对数据的初步处理,然后便可以根据数据类型的不同将它们分别发送到自己所属的模块当中,有了前面的预处理便大大减轻了模块的处理压力。现如今随着终端用户的不断增加,给数据的传输工作也带来了更大的传输压力,在一定程度上增加了数据传输的难度,这种情况会严重影响整个通信系统的发展。而统一接入方式的引入给整个数据库带来了更大的挑战,无论是对数据的访问还是对数据的写入环节都很容易引起整个系统的失灵,影响系统的正常运行。
3、物联网在电力通信网中的应用方案
3.1应用目标
为了将物联网更好地应用到电力通信系统当中,选择将其应用到配电线路当中,这样便可以实现对电力配电线路的实时监控。其实也就是在电力通信网当中安装一定的传感器,然后对整个电力配电网系统的具体运营状况进行有效的监控,特别是对于各个配电设施的监测,同时还应该充分结合现场的具体情况来对配电节点进行最为科学合理的安装,从而形成更加完整的配电网络。在监测过程中一旦出现任何问题都可以及时预警并进行处理。
3.2物联网在电力通信网中的具体应用方案
3.2.1已有网络情况(1)就我国目前的情况而言,已经基本实现了对电力企业数据的同步传输,同时还有效实现对整个电力公司的全范围覆盖,这样不仅很好地提升了宽带业务,而且还在一定程度上提升了其接入能力,更好地满足了整个电力系统对于物联网的实际需求。(2)我国大多数电力公司目前所采用的通信网络大多是以太网,该网络组织可以很好地实现对电力公司内部每一个配电节点的覆盖,也有效完成了对各个接口以及终端的处理,对各种业务实现了很好的处理。3.2.2接入方式在接入方式方面,应该充分结合电力公司的具体情况来对已有的通信网络和以太网进行评估,如果不符合实际需求则需要另建接入网络,在另建过程中只需要在原有网络的基础之上来进行,从而形成了更加完美的物联网网络层。然后再变电终端汇集处对无线传感过程进行有效的控制,同时还应该利用各种先进的监控手段来对各类数据进行有效的控制,并利用原有的通信网络对其进行传输。总而言之,随着社会经济的不断发展,人们对于通信技术有了越来越高的要求,这就要求通信系统具有更加完善的功能,想要使得通信技术实现更加长久的发展就必须依靠物联网技术的大力支持,所以电力公司必须对其引起足够的重视。
参考文献:
[1]张莉萍.试分析物联网技术和LTE无线通信技术的结合和发展[J].电子世界,2016,01:68-69.
[2]翟少磊,李博,张林山,唐标.电力物联网信息化控制中一种高效的认知通信方法[J].中国电力,2016,08:130-134.
[3]水恒华,沈卫康,张亮,赵永,李刚,顾阳.基于物联网技术的电力通信虚拟仿真实验室建设研究[J].南京工程学院学报(社会科学版),2016,04:74-77.
篇8
关键词:物联网;电子商务;发展模式
中图分类号:F313.36 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0062-01
在最近的十年来,我国的电子商务取得了前所未有的发展,无论是发展规模还是对经济社会产生的影响都被社会所共知。但是我国的电子商务的发展,却因多种因素的作用,在某些方面还存在着亟待解决的问题,在与发达国家相比之后我们发现,我国在基础设施、理论研究以及在人才培养等方面都难以符合电子商务的发展要求。可是在近几年来,物联网技术对经济社会的发展产生了积极的促进作用,在顾客购物、电子商务企业营销和管理等方面都起到了促进作用[1]。作为互联网与通信网的延伸与拓展,物联网将新一代信息技术进行了高度的集成与优化,甚至在某些领域已经为经济社会的发展做出了新的贡献,也对电子商务这一新型的经济模式产生了重大的推动作用。本文以此为视角,探讨了物联网的内涵和当前发展的瓶颈,并对物联网视域下电子商务的发展模式进行了分析。旨在通过本文的工作,为电子商务的发展提供一定的可供借鉴的信息。
一、物联网的内涵解析
物联网指的是通过装置于各类物体上的射频识别电子标签、红外线感应器、GPS、激光扫描器等,共同构成的智能传感器。因此,物联网实际上是这样一种网络,它能够通过接口和无线通信网络和因特网互联,完成人和物之间、物和物之间信息的智能化传递和获取,实现信息的智能传输和处理。从这个角度讲,物联网实际上包含着以下两层含义:(1)经过物联网的作用,用户端得到了极大的延伸与扩展,任何物品和物品之间都能够进行信息的交换与通讯,可以说,物联网为物品赋予了“生命”,使其真正成为了现实意义上的有机体;(2)物联网将“物”连接到了互联网上,因此,这一技术的核心部位与基础便是互联网或者其他类型的无线网络;此外,物联网的本质在于对信息的智能感知,而感知又包括基于传感器的信号采集、协同处理、智能组网和信息服务等,其目的在于最终实现对物品的智能控制和指挥[2]。
二、当前我国电子商务的发展瓶颈
我国当前电子商务发展的瓶颈主要体现在以下方面:(1)我国的目前的电子商务市场是以传统的零售市场为基础的,而传统的零售市场本身就存在着诸多缺陷,比如市场的自动化程度较低,商品生产和销售的规模化程度不高,对电子商务的支撑能力十分薄弱;(2)在基于电子商务的订单环节存在的瓶颈十分明显,基于网络的零售商多以中小卖家为主,在库存、物流、支付手段方面都显得及时性、更新性、安全性不够,使得订单确认、物流配送、资金安全等方面都浪费了大量的时间和精力;(3)在电子商务领域,交易双方在建立信任时,往往要花费较长的时间,但是基于在当前情况下,电子商务处于虚拟的环境之中,用户或者客户端是难以真正的感知商品的属性的,想取得信任就相对困难,基于电子商务的网络交易也就不再快捷。
三、物联网视域下我国电子商务的发展模式构建
(一)提高库存管理水平
通过物联网技术可以对库存商品信息进行实时的感知和传输,以此形成自动化的库存系统[3]。这样一来,就能够最大限度的降低库存管理成本,增加营销绩效。与此同时,库存中的任何一件商品都具有相应的电子标签,其中包含了大量的商品信息――尺寸、库存位置等。因此,在仓库中,商品能够实现按照尺寸进行有效的摆放,也能够按照销售数据进行摆放,比如,最畅销的商品可以摆放在靠近通道的货架位置,这样方便拣货和出货[4]。此外,还可以通过物联网,向贴有电子标签的商品发射信号,借助无线局域网技术把相关的数据传递到后台或者控制中心,使其能够自动接收商品的位置、数量等信息,提高库存管理水平。
(二)提高物流配送质量
通过物联网技术和GIS与GPS技术的有机融合,可以快速的响应物流,对货物的状态和在途信息进行实时的监控,以此实现智能的物流运行。比如,当网上订单到达后台系统之后,借助这些技术,能够及时的生成相关商品的库存位置和拣货清单。利用仓库传感技术还能够获取商品的库存位置等相关信息,以此实现快速的响应;而通过对传感器技术的采用,还能够完成对商品状态的监控,及时了解商品的破损信息等。
(三)实现对商品的溯源
通过物联网技术能够实现对商品的追踪和溯源,能够为任何一件商品贴上特定的标签,消费者或者用户只要通过网络查找商品的信息就能够获知其基本的属性。这样一来,不但能够保证商品的真实性,防止假货进入到消费领域;还可以做出以下预防:当交易的商品出现了质量问题时,能够相对快捷的获取供应链中出现问题的环节,并通过追根溯源,挽回消费者的损失,增强其对消费的信心与积极性。
四、结束语
随着电子商务时代的到来,我国经济社会从中获得了极大的发展,网络交易占现实交易的份额不断的增大,并在可预见的将来,电子商务的发展还会在多种现代技术的作用下实现更大的进步。而在当前情况下,物联网的运用,极大的推动了电子商务的信息化和电子化发展进程。此外,物联网技术作为世界信息产业新的浪潮,必定能够促使电子商务的各个环节、各个节点都高效的运行。本文以此为基础,对物联网视域下电子商务的发展模式进行了系统的分析,得出了一些结论。当然这些结论还是初步的,需要在后学的实践中不断的加以完善。
参考文献:
[1]崔艳清,曲云龙,陈伟卫.物联网技术对B2C电子商务模式的影响分析[J].商场现代化,2012,4:46.
[2]孙玮.物联网对电子商务发展的推动[J].合作经济与科技,2012,3:12-13.
篇9
【关键词】 信息革命 新一代信息技术 云计算 物联网 大数据 智慧化
人类历史上先后发生了5次推动人类文明飞跃发展的信息革命,目前正在进入第六次信息革命的新阶段。信息革命的根本就在于信息技术的发展。信息革命不仅为人类提供了新的生产手段,带来了生产力的大发展和组织管理方式的变化,还引起了产业结构和经济结构的变化。这些变化将进一步引起人们价值观念、社会意识和社会结构的变化,从而大大推动了人类文明的进程。可以说,自从人类出现那天起,便开始了信息文明因素的原始积累,推动了人类文明的不断升华和划时代飞跃。
一、人类历史上的五次信息革命
人类历史已先后经历过五次重大的信息革命,包括语言的产生、文字的创造、造纸和印刷术的发明、电报电话和电视的发明、计算机和互联网的诞生。
1.1 第一次信息革命:语言的产生
人类的原始语言大约产生于公元前10万年,正式语言约产生于公元前4万年。在最初的原始人群中,人们只能通过简单的动作和声音来互相传递信息,通过不断的磨练和积累,促使了器官的进化和完善,人们终于创造并使用语言,从而推动了交流和交往,更重要的是扩大了人们的记忆领域,刺激大脑的进化,促使了人类最初思维能力的升华。语言的产生是从猿进化到人的重要标志,是信息交换的第一载体,是人类历史上的第一次信息革命。语言结束了人们仅以动作做为表达交流意图的手段,使人们的思想、经验得以传播,并促进人脑发达。
1.2 第二次信息革命:文字的创造
新石器时代中期以后,我国出现了象形文字,大约距今五六千年。古埃及人在公元前2900年开始使用象形文字进行书写。公元前1600年的殷商时期中国人创造了甲骨文,公元前220年秦始皇统一了汉字,二者皆为现代汉字和简化汉字的发展奠定了基础。文字的创造是最重要的信息革命之一,在文字成为信息的载体之后,信息的存储和传递第一次脱离了时间和空间的限制,大大促进了信息的流动。文字是记录信息的符号和代码,是人类信息交流的第二载体。文字使口语传递的信息固定下来,储存在文字里,长期保存,逐步积累,并加以系统化形成知识。其伟大意义在于,它完成了人类文明从以天然物质为载体到以人工符号为载体的飞跃,使人类进入有史文明时代,它实现了人类抽象思维能力由第一信号系统到第二信号系统的跨越,加速了人类文明的进步与变革。
1.3 第三次信息革命:造纸和印刷术的发明
公元105年,我国汉朝的蔡伦发明了一套较为完善的造纸方法,使造纸技术有了飞跃的进步,并流传至世界各地。东汉末年,我国劳动人民在总结石刻和印章经验的基础上,创造了拓印法,后在隋朝发展成为雕版印刷。公元1041~1048年间,毕发明了活字印刷术,为现代印刷术和印刷机的发展奠定了基本原理,成为印刷术上的一次革命,它使人类文化传播上升到批量阶段,推动着人类信息大量生产、规模复制、加速交流和广泛传播,极大地推动了人类文明进步。造纸术和印刷术传入欧洲,在欧洲文艺复兴运动中成为科学复兴的手段,它们与火药和指南针一起被马克思称为资产阶级发展的必要前提,这次信息革命把人类社会带进了工业时代。
1.4 第四次信息革命:电报电话和电视的发明
1837年,美国人摩尔斯和两个英国工程师库克、怀斯顿几乎同时发明了电报,使得人类历史上第一次有可能克服距离的障碍而达到通信的目的。1876年,贝尔发明了第一部实用电话,其所采用的电声和声电变换技术成为后来各种各样的电子录音设备的基础。1923年,俄国出生的美国人日瓦金发明了光电摄像管和电视摄像机,大大地推动了广播电视技术的发展。电报、电话、电视逐步取代信件传递成为主要通信方式,由此开始,信息载体是每秒30万千米的电磁波。这是一次信息传递手段的革命性变革,成千上万倍加快了信息传递速度,使信息瞬间传遍全球,实现信息传递的“实时化”。使人们获得信息的能力显著提升,同时也催化了科学技术更加迅猛地发展,推动了工业社会的全面革新,使人类文明在短短几十年时间内超越了以前几个世纪。
1.5 第五次信息革命:计算机和互联网的诞生
1946年,第一台电子数字计算机在美国诞生,第五次信息革命由此开始。1969年,美国人发明了互联网。1971年,第一个微处理芯片成功发明。以计算机的数据处理技术与新一代通信技术的有机结合为开端,人类迎来了数字计算和数字化新时代。电子计算机使劳动工具从体力的延伸发展到脑力的延伸。计算机网络在社会生产、生活中的广泛应用,引起了从生产工具到劳动对象再到生产的组织管理的一系列变革,这已不但是一种科技现象,更是一种经济、政治、文化、社会现象,促进了生产力的飞跃。至此,人类历史上的第五次信息革命正式形成。
二、第六次信息革命的核心内容
进入21世纪以来,随着以云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术的产生,使人类社会进入了以云、物、移、大、智为核心的第六次信息革命新阶段。
2.1 云计算
2006年,Google首席执行官埃里克・施密特在搜索引擎大会上首次提出“云计算”的概念。云计算是一种新兴的共享基础架构的方法,可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。云计算既指IT基础设施的交付和使用模式,通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源;也指服务的交付和使用模式,通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。云计算在海量数据处理与存储,以及服务模式和运营模式创新等方面具有重要作用,其不仅能够提高运转效率和管理能力,而且将不断创新IT服务模式。云服务的核心理念就是无边界的信息资源共享,你的电脑硬盘上可能是一片空白,但只要连上电脑,你就将拥有整个信息世界。云计算是整个IT的一次重整,是从IT大国走向IT强国的历史机遇。
2.2 物联网
1999年,美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。2005年,国际电信联盟了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出物联网的概念。关于物联网有多个不同的定义,从技术角度来说,物联网就是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,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。通俗地说,物联网就是“物物相连的互联网”,是新一代信息技术的重要组成部分。继IBM提出“智慧地球”之后,2009年美国、欧盟和中国都将物联网列为振兴战略之一,这一年也成为“物联网元年”。物联网是智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,正在引发新一轮的生活方式变革,将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”。
2.3 大数据
大约从2009年开始,“大数据”成为信息技术行业的流行词汇。大数据指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具,在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助经营决策的资讯。在商业、经济等领域,各种管理服务决策将日益依赖于数据和智能分析。目前,几乎所有的世界级互联网企业,都将业务触角延伸至大数据产业;无论社交平台逐鹿、电商价格大战还是门户网站竞争,都有它的影子;大数据,正由技术热词变成一股社会浪潮,影响社会生活的方方面面。有媒体将2013年称为“大数据元年”。随着信息技术在社会管理服务中任务的不断加强,大数据的应用将更加深入。大数据可以帮助人们开启循“数”管理的模式,也是当下“大社会”的集中体现,将在经济、政治、文化等方面产生深远的影响。未来,三分技术,七分数据,得数据者得天下。
2.4 移动互联网
进入新世纪,随着宽带无线接入技术和移动终端技术的飞速发展,人们迫切希望能够随时随地乃至在移动过程中都能方便地从互联网获取信息和服务,2000年,移动互联网应运而生、雏形初现。移动互联网是移动通信技术与互联网技术融合的产物,是用户使用移动电话、平板电脑或者其他手持设备,通过各种无线网络接入到互联网中,开展语音、数据和视频等通信业务。2010年,移动互联网彻底从神坛走向了生活,成为互联网发展的新纪元。新闻阅读、电商购物、公交出行等热门应用都出现在移动终端上,在苹果和安卓商店的下载已达到数百亿次,而移动用户规模更是超过了PC用户。随着全球智慧化、互联化、移动化的发展,移动互联网技术必将得到快速发展和广泛应用。
2.5 智慧城市
智慧城市概念的提出最早可以追溯到1992年新加坡制定的IT2000-智慧岛计划(1992-1999)。2009年,IBM提出了“智慧地球”的理念,随后又重点推出了智慧城市的概念,进一步提升了智慧城市在全球的认知度,加快了智慧城市建设步伐。从技术应用层面看,智慧城市是以物联网、云计算、下一代互联网等新技术应用为基础,通过物联化、互联化、智能化的方式,让城市中各个功能模块彼此协调运作,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的发展新模式。智慧城市不仅具有数字城市、智能城市等共有的基本属性和功能,而且吸收了新的理念和应用成果,创新了城市建设运营模式,是把新一代信息技术充分运用在城市的各行各业之中的城市信息化高级形态。在不久的将来,人们将尽享智能家居、智能医院、智能交通等带来的便捷服务,“智慧城市”时代已经到来。
三、第六次信息革命的主要特征
每一次信息革命都有一个显著的特征:第一次信息革命的显著特征是人性化,第二次信息革命是符号化,第三次信息革命是载体化,第四次信息革命是实时化,第五次信息革命是数字化,第六次信息革命则是智慧化。同时,由于新一代信息技术的特点,第六次信息革命还具有融合化和协同化的特征。
3.1 智慧化
信息是实体的表现形式。信息世界的大量数据,通过分析、整合、挖掘,可加工形成智慧化的数据产品,通过返回到实体世界,对实体世界的发展起到优化提升的巨大作用,这就是智慧的具体表现。云计算、物联网、大数据等新一代信息技术的集成应用可以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控与管理,充分体现智慧化的特征。云计算、物联网、大数据技术的交融发展正在构建无所不在、人与物共享的关键智能基础设施,广泛分布的传感器、射频识别和嵌入式系统使物理实体具备了感知、计算、存储和执行的能力,利用信息技术赋予物以人的智慧,促进管理方法、管理模式升级,不断推动社会智能化和精准化发展已成为现实。云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术的应用被统称为智慧应用,这些应用已经涌入社会生产生活的各个领域,必将导致生产方式和经济形态的深度变革。借助其强大的驱动力,发展智慧应用,人类将可以建设智慧的系统、智慧的企业、智慧的国家,进而创造智慧的地球。
3.2 融合化
在第六次信息革命以前,数字世界一直无法走进自然世界的范畴,原因在于自然世界是实物组成的复杂世界,而数字世界是平行存在于自然世界之外的一个虚拟世界。物联网技术产生后,通过在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化,然后借助无线网络,实现人和物体“对话”,物体和物体之间“交流”,将人与人、人与物、物与物紧密的联系起来,数字世界找到了影响、融合自然世界的最佳途径,使得整个数字世界与自然世界成为一个有“生命”的“地球村”。
3.3 协同化
随着移动互联网等新一代信息技术的发展,互联网越来越宽、覆盖面也越来越广,在社会生活的任何一个地方,都有一个双向交流的网络存在,为人与人之间、人与物之间、物与物之间提供广泛的联系,彻底改变和提升了人们的学习方式、工作方式和生活方式。目前,利用物联网、移动互联网等构成的网络资源,越来越具有超强的环境感知能力和智能性,它以无所不在、无所不包为基本特征,以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标,为个人和社会提供强大的信息服务和应用。今天几乎每一个事件都可以在第一时间传播,今天的手机已不只是一个通信工具,它已经转变为我们社会关系的全部。而且,通过整合相关部门的管理资源,实现各个管理部门之间的网络互联和信息共享,使社会建设、管理和服务等各功能单位之间,人与物各主体之间更加协同,网络化,虚拟化、个性化、均等化的社会服务将无所不在。
四、第六次信息革命的对策行动
第六次信息革命的到来,使世界正在向“智慧”的方向大步前进。整个世界可以实现更透彻的感应和度量,更全面的互联互通,更深入的智能分析,帮助人类做出最科学的判断和决策,人类已经站在了一个新的发展门槛之上。各国、各行业、各领域正在为创造更加智慧的地球而不懈探索。以林业为例,国家林业局了《中国智慧林业发展指导意见》。智慧林业将在数字林业的基础上,全面应用云计算、物联网、大数据和移动互联网等新一代信息技术,通过感知化、物联化、智能化、协同化的方式,建设五大智慧体系,实现智慧的结构、智慧的感知、智慧的流程、智慧的管理、智慧的应用、智慧的服务。
4.1 智慧立体感知体系
按照“把握机遇、超前发展、基础先行、创新引领”的原则,坚持技术创新、模式创新,加快宽带网络及感知网络建设,重点建设五项工程,为智慧林业的发展创造良好的信息基础设施条件。一是下一代互联网建设工程。以国家下一代互联网计划及宽带中国战略的实施为契机,积极推进下一代互联网建设,为林业系统提供安全、高速的下一代互联网,为林业物联网的接入做好准备。二是林区无线网络提升工程。大力推进林区无线网络建设,引导区内电信企业加大投入力度,在办公场所、交通要道、重要监测点等区域实现无线宽带网络无缝覆盖。三是林业物联网建设工程。全面加强各种传感设备在林业资源监管、林产品运输等方面的布局应用,为动态监测植物生长生态环境、有效管理林业资源提供支撑。四是“天网”系统提升工程。有序推进以遥感卫星、无人遥感飞机等为核心的林业“天网”系统建设,打造高清晰、全覆盖的空中感知监测系统。五是应急感知工程。积极推进林业应急感知系统建设,打造统一完善的林业视频监控系统及应急地理信息平台,为国家、省、市、县等四级林业管理部门提供可视化、精准化的应急指挥服务。
4.2 智慧管理协同体系
按照“共建共享,互联互通”的原则,以高端、集约、安全为
目标,依托现有的基础条件,加强六项工程建设,提升智慧管理协同水平。一是中国林业云创新工程。通过统一规划、集中部署,加快中国林业云示范推广及建设布局,逐步将林业管理部门内部及面向社会提供公共服务的应用系统上传到云平台,实行集约化建设、管理和运行。二是林业大数据开发工程。大力推进林业基础数据库建设,建设林业资源数据库、林业地理空间信息库和林业产业数据库,推进林业信息资源交换共享机制,实现对全国林业地理空间数据库的有效整合、共享、管理及使用。三是中国林业网站群建设工程。全面推进中国林业网站群建设,建立架构一致、风格统一、资源共享的网站群,全面提高公共服务水平。四是中国林业办公网升级工程。建设智慧林业移动办公平台与智慧林业综合办公系统,推进政府办公智慧化,规范办公流程,提高办事效率。五是智慧林政管理平台建设工程。建设包含林业经营管理、林权管理、林木采伐流通管理和林业行政执法的多级行政管理平台,建立起行为规范、运转协调、公正透明、廉洁高效的林政管理审批机制。六是智慧林业决策平台建设工程。建立一体化的智慧林业决策平台,提供决策者所需的数据、信息和背景资料,为各类林业工作者提供网络化、智能化科学决策服务。
4.3 智慧生态安全体系
通过五项工程建设,加强生态安全体系建设,不断推动生态体系发展。一是智慧林业资源监管系统建设工程。以中国林业基础数据库和现有的资源监管数据库为基础,建立基于中国林业云的集森林、湿地、荒漠和沙地监管于一体的智慧林业资源监管平台,实现国家对林业保护和利用的有效监管。二是智慧野生动植物保护工程。借助现代信息技术,对野生动植物进行感知,并对海量数据进行灵活高效处理,以提高野生动植物资源监测、管理、保护和利用水平。三是智慧营造林管理系统升级工程。通过建设智慧营造林管理系统,实现对重点营造林进行核查和监督,及时获取林地真实情况,实现营造林全过程现代化管理。四是智慧林业重点工程监管工程。建设林业重点工程监督管理平台,及时准确的掌握工程建设现状,实现工程动态管理,提高工程管理的科学规范水平。五是智慧林业文化建设工程。加强林业文化传播,不断推动林业文化体系的发展,重点加快林业数字图书馆、博物馆、文化体验馆等信息化建设。
4.4 智慧民生服务体系
围绕全面建设民生林业的要求,着力解决林企、林农最关心、最直接、最现实问题,深化信息技术在林业智慧产业、林地智能分析、生态旅游等公共服务领域的应用,构建面向企业、林农及新型林区建设的综合性公共服务平台。一是智慧林业产业培育工程。加快高新技术与林业的有机融合,促进新技术、新产品和新产业的发展。二是智慧林业两化融合工程。以企业为载体,加强信息技术在生产、制造、流通、销售等各环节的应用,提升林业企业两化融合水平。三是智慧林地信息服务平台建设工程。加快建设全国统一的林地信息服务平台,基于林业地理空间信息库,建立智能、精准、便捷的林业资源分布图,为林业政府部门提供准确的林业资源查询管理服务。四是智慧生态旅游建设工程。建设智慧生态旅游公共服务平台,为广大消费者、林业生产者等提供便捷化、智能化、最优化的服务,全面提高林业旅游业发展的预测预警和动态管理水平。五是智慧商务拓展工程。通过林业智慧商务拓展工程的建设,构建一种市场信息畅通、规范、高效的林产品流通新模式,为林企和林农提供智能、便捷的服务,提高林业整体效益,促进林业产业的快速健康发展。六是智慧社区建设工程。通过信息基础设施和智慧社区综合管理服务平台建设等,构建一套线上、线下相结合的社区管理服务系统,全面提高林区民生质量。
4.5 智慧综合管理体系
根据智慧林业发展目标,按照国家行业标准及相关管理制度的要求,优先建设一套智慧林业标准、制度、运维、安全等为核心的综合保障体系。一是智慧林业标准体系建设工程。包括智慧林业总体指导标准、信息网络基础设施标准、信息资源标准体系、应用标准体系、管理类标准等。二是智慧林业制度体系建设工程。建立健全日常事务、项目建设实施、信息共享服务、数据交换与更新、数据库运行、信息安全、项目组织等 管理办法和制度,为林业信息化建设保驾护航。三是智慧林业运维体系建设工程。按照“统一规划,分级维护”的原则,制定智慧林业系统的运维体系。包括运维服务体系、运维管理体系、运维服务培训体系、评估考核体系。四是智慧林业安全体系建设工程。智慧林业安全的总需求包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、数据安全、管理安全等,确保信息的机密性、完整性、可用性、可控性和抗抵赖性,以及信息系统主体对信息资源的控制。
参考文献
[1]崔向华.2003.浅议信息与信息革命.理论学习,(10):25~26
[2]国家林业局.2013.中国智慧林业发展指导意见.中国林业网http:///20130826
[3]国脉互联中心.2010.物联网100问.北京:北京邮电大学出版社
[4]李海鹰.2006.信息文明论纲.天府新论,(5):101~107
[5]李世东.2012.中国林业信息化发展战略.北京:中国林业出版社
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本课的学习对象是小学五年级学生,这个年龄段的学生生性活泼、好奇心强,观察和分析能力较中年级时有了很大的提高,对事物的认知正逐步从形象思维向抽象思维过渡。具备了一定的合作学习能力,恰到好处的分工合作,能让每一位学生在合作中凸显自己的作用,感受自己存在的价值,在合作中体会团队的力量,领会组内互助的意义。
21世纪以来,互联网迅猛发展,五年级的学生一直在互联网环境中成长,对互联网的学习、娱乐、交流等功能有一定的体会。虽然物联网是一个全新的概念,但在日常生活中,学生都或多或少地接触过物联网,如运用手机“我查查”比价等,却不知道这就是物联网的应用,这些体验都将有助于学生理解物联网的概念。
教材分析
“走近物联网”是苏科版小学信息技术拓展模块III“物联网技术”学习单元的起始课。本节课主要学习内容有:①物联网概念:通过电子传感器、电子标签、摄像头等设备,将所有物品和互联网相连,实现物物相连,以方便识别、管理和控制;②物联网特征:全面感知、可靠传输、智能处理;③物联网应用:广泛应用于智能家居、智能安防、智能医疗、智能交通等各个领域。这三个学习内容层层递进,环环相扣。
教学目标
知识与技能目标:了解物联网的概念;能描述物联网的基本特征,如全面感知、可靠传输、智能处理;能体会生活中常见的物联网应用,如“我查查”、智能摄像头等。
过程与方法目标:在理解物联网特征的过程中,体会实验―分析―理解的学习方法。体会“分工”和“协作”,感受合作的意队的力量。
情感态度与价值观目标:在“体验物联网生活”的过程中,感受物联网生活带来的便捷。
教学重点、难点
重点:物联网概念及应用。
难点:物联网的基本特征。
教学策略
“物联网”对学生而言,是一个全新的概念,概念的建构需要一步步累积,从表层到内涵逐步丰富。在了解其基本含义的基础上,才能理解其特征,领会其应用。概念、特征、应用三个学习内容属于层层递进的关系,所以设计了层层递进的(初步感知,认识物联网―动手实践,理解物联网―智慧生活,体验物联网―畅想未来,展望物联网―思维导图,总结物联网)的学习过程,让学生经历远观―近瞧―进入―展望―总结的学习过程,让学生在做中学,学中思,真正创设“以学生为中心”的学习情境。
教学预设
1.课前谈话,回顾互联网
师:同学们,你们用过互联网吗?用互联网做什么呢?
生:查资料、玩游戏、上QQ……
师:你的父母用互联网做什么呢?
生:工作、购物、聊天……
师:互联网为我们提供了虚拟的学习和娱乐的空间,实现了人与人之间零距离的沟通。
设计意图:熟悉而又感兴趣的话题,容易激起学生的共鸣,使之产生愉悦的情感体验。用上网这个话题进行简单的课前谈话,活跃气氛,让学生以饱满的热情投入到学习中来。而互联网又是物联网的基础,谈论这个话题又为物联网的学习作好铺垫。
2.初步感知,认识物联网
师:你们想知道老师最近用互联网做什么了吗?
活动1:远程监控,感受物联网。
远程互动:将手机屏幕投射到学生机屏幕上,在手机上打开“小蚁摄像头”程序,远程连接,介绍这是老师的家,和家里的人打招呼……
师:老师用互联网做什么了?(远程视频、远程监控)是的,那老师家里肯定有个什么设备?(智能摄像头)对,它就是我的千里眼和顺风耳,我可以通过互联网,随时查看家里的情况,不用担心安全问题。手机,就是我的另一个智能大脑。老师刚才已经用互联网实现了一个新的领域的应用,这个领域叫物联网。今天,就让我们一起走近物联网的世界:①看到“物联网”这个名字,你感觉是个什么样的网?②物联网的英文是Internet of Things(IOT),看到这个英文名,你能判断出物联网中的“物”通过什么相连的?
设计意图:远程监控在家庭中还未普及,学生的知晓率还不高,用手机远程连接智能摄像头进行场内外互动,有效激发了学生的兴趣,同时和后面学习“物联网的特征”遥相呼应。“物联网”这个概念,对学生而言是陌生的,但“互联网”却是非常熟悉的,此处采用知识迁移引导学生根据中文名猜想“物联网是物物相连的网络”,再根据英文名判断通过“互联网”相连,初步建构物联网的概念。
活动2:视频学习,了解物联网。
师:这些物是怎样连入互联网的呢?请大家,边看边思考以下问题(如上页图1)。
①智能空调为什么能感受到人的移动?(安装了红外传感器和超声波传感器)
②智能冰箱为什么通过显示屏就可以知道冰箱里的库存食物?(食物上有电子标签)
③怎么知道产品的产地、价格等信息?(二维码和条形码)
师:老师的家是通过什么连入互联网,让老师的手机可以看到家里的情况?(摄像头)
小结,完善物联网概念:通过电子传感器、电子标签、二维码、条形码、摄像头等设备,将所有物品与互联网相连,实现物物相连,以方便识别、管理和控制。
设计意图:物联网中的“物”是智能的物,通过观看微视频,帮助学生理解正是电子传感器、电子标签、二维码、条形码等才使得这些物“拥有理解和传输信息的能力”,从而成为智能的物,再回顾远程监控的应用,进一步充实“物”的概念,理解物联网的目的是为了方便识别、管理和控制(如上页图2)。
3.动手实践,理解物联网
师:这些物体是如何进行识别、管理和控制的呢?我们通过实验来体会一下。
活动3:小组合作,理解物联网特征。
①指导实验,明确步骤。
实验分三步走。第一步,在组长的带领下,对照实验学习单了解实验内容,认识实验器材;第二步,根据实验学习单,分工做好实验准备;第三步,教师设置关联,合作完成实验过程,填写实验结果(如图3)。
②分组活动,感受物联网工作过程。
③分组汇报:实验内容、结果。
④引导类比:物联网的工作过程相当于一个人在智慧地处理问题(如图4)。
⑤总结特征:全面感知、可靠传输、智能处理。
设计意图:初步感知物联网后,学生对物联网的认识仅仅停留在概念层面,还不能理解物联网的本质。借助于实验,让学生亲身体验物联网“感知―传输―处理”的工作过程,再将其与“人处理信息的过程”进行类比,得出物联网“全面感知、可靠传输、智能处理”三个基本特征,变抽象为形象,从而深刻理解物联网的工作过程。
4.智慧生活,体验物联网
活动4:线上体验,交流感受。
师:物联网生活是什么样的呢?打开桌面上的“物联网智慧生活线上体验馆”(http:///jiajuanquan.aspx)快捷方式,一起体验物联网开启的智慧生活。
小组自由选择5个体验主题中的一个,体验要求:
①在选定的主题下,组内成员选择不同的场景体验。
②组内交流:说说你体验了什么场景。
③全班交流:小组推荐一名组员说说你们组认为最智慧的场景。
设计意图:智慧的物联网生活还没有普及,学生生活中的体验尚少,不能对物联网形成一个整体的认识,感受不到物联网生活带来的便捷。线上体验馆提供了5个主题多个场景的体验,让学生选择自己喜欢的场景进行体验,并进行组内交流、小组汇报,全面感受物联网给生活带来的巨大变化。再由线上到线下,感受物联网已悄然进入我们的生活。
5.畅想未来,展望物联网
师:如果你是物联网工程师,你最想做的事是什么?(播放视频)10年、20年以后,物联网下的我们会怎么生活呢?老师从你们的惊讶声中听出了你们对物联网生活的期待,而老师更对你们充满了期待。因为我坚信未来在你们手中,未来由你们掌控,老师期待智慧的你们,能为大家创造出更智慧的生活方式。
设计意图:心中有蓝图,天地更宽阔。让学生满怀憧憬,并朝这个方向努力,着眼于学生的终身发展。再通过未来物联网生活视频的播放,让学生深度感受“物联网”给人们生活带来的便捷,进一步激发学生学好“物联网”的决心。
6.思维导图,总结物联网
师总结:用思维导图理清物联网的概念、特征、应用和前景(如图5)。
设计意图:思维导图可以让学生迅速产生“头脑风暴”般的体验,将本节课的学习内容迅速串联起来,理清物联网的相关知识,并内化知识。
点 评
本课是一节以陈述性技术知识为主的信息技术课。陈述性技术知识虽然在小学信息技术课中所占比例不大,却是信息技术教学的一个难点。就“走近物联网”这一课而言,往往采用“讲授―复述”的方法来向学生讲解物联网相关的概念和应用,并没有关注学生是否真正理解,导致的结果就是学生不是“走近”物联网,而是离“物联网”越来越远。为了克服以往陈述性技术知识教学中的不足,帮助学生在充分理解的基础上掌握物联网的知识,执教教师做了多方面的尝试:
一是巧用微视频,解读抽象概念。微视频作为一种可以有效呈现教学内容的媒体形式,有着强烈的视觉冲击效果,有利于学生对复杂知识的理解。物联网中的物是如何连入互联网的呢?执教教师精心剪辑了一段介绍物联网的微视频,学生带着问题看完视频后,在交流汇报的过程中充实了“物”的概念,逐步理解物联网中的“物”是智能的物,从而完成知识的建构。
二是开展体验活动,深化概念理解。人类获取知识的途径主要有直接获取和间接获取,通过实验器材让学生从自身感官直接获取知识,是人与生俱来的技能,更能引起学生的学习兴趣。执教教师精选“海尔Smart Care智能家居套装系统”让学生体验、感受物联网的“感知―传输―处理”工作过程,帮助学生进一步理解物联网。在此基础上,借助“物联网智慧生活线上体验馆”,让学生选择自己喜欢的场景进行体验,全面感受物联网给生活带来的巨大变化。