物联网课程设计论文

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。下面我们来看看关于物联网的论文内容吧。

引言

物联网技术发展迅速,预计将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。社会经济的发展与产业的转型是物联网发展的巨大推动力,经济全球化使得所有企业面临着激烈竞争的局面,企业需要及时获取世界各地对产品的销售情况和需求信息,为全球的采购、生产制定合理的计划,为了提高企业的核心竞争力,需要推进信息化与工业化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级社会管理和民生服务行业,以提高社会管理、公共服务和家居生活的质量和效率。当前,世界各国的物联网基本都处于起步阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。

在中国,工信部于2022年2月正式发布了《物联网“十二五”发展规划》,规划的发布为物联网产业的发展提出了指导思想和发展目标。规划指出,“十二五”期间,我国将攻克一批物联网核心关键技术,在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果;研究制定200项以上国家和行业标准;培育和发展10个产业聚集区,100家以上骨干企业,一批“专、精、特、新”的中小企业,建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台,初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。物联网技术正逐渐从实验室阶段走向实际应用,目前,物联网在工业制造、国家电网、机场安保、现代物流、医疗卫生领域、数字农林、环境保护、智能交通、智能家居、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等各个领域都得到了广泛的推广和应用。而从产业规模来看,据工信部预测,2022年我国物联网市场规模将超过5000亿元,2022年将达到万亿元级,预计未来5年复合年均增长率超过30%。

物联网“十二五”规划的颁布,中国将物联网产业的发展提高到了国家战略层面,物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。巨型产业的发展都离不开人才的培养,没有人才的支撑,这个行业就不能兴旺繁荣,人才的培养是产业发展的基石。物联网领域人才需求的大量增长,给高校专业的发展与改造带来了机遇和挑战。2022年,在《教育部关于公布2022年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知》(教高[2022]4号)中,新增批准的物联网工程专业25所,传感器技术专业2所。两年来共获批准的专业64个,涉及高等院校59所。除了本科院校设置物联网专业外,目前,多所高职高专院校设置了物联网技术应用专业。从无锡职业学院周志德教授对无锡物联网创新示范区中的30多所企业的调研报告及其中的'人才需求分析表(表1)可以看出,高职学生除了在研发、设计、测试岗位中,从事测试与辅助设计工作外,可以作为物联网设备维护、解决方案撰写、项目实施管理、售后服务与维保、项目与产品市场营销等多种工作岗位的中坚力量。

一、增设物联网课程的可行性分析

物联网技术既代表新一代信息技术的发展趋势,又立足于传统的学科之上,物联网融合了计算机技术、网络技术、电子技术、测控技术、电气工程及自动化和通信技术等多个技术领域,其中,物联网工程专业的主干学科为计算机科学与技术、通信工程、网络工程。物联网的技术架构被公认有三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层利用RFID,传感器,二维码等及时地获取物体的信息;网络层则通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;应用层是利用云计算,数据存储与数据挖掘等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。由于新增物联网专业需要较长时间的论证和审批,而基于物联网的体系架构和目前就业市场对物联网方向人才的岗位需求,优化并调整现有计算机网络技术专业课程,适当地增加物联网方向的专业课程,既可以补充学生在信息技术前沿领域的技能,又可拓宽毕业生在物联网方向的就业市场。

目前的计算机网络技术专业开设的核心课程主要有:计算机网络技术,网络服务器的配置与管理,网络设备安装与调试,局域网组建与管理,网络安全与维护,网络综合布线与工程实施,C语言软件开发,网络存储规划与实施,网络数据库管理与应用等,这些课程已经涵盖了物联网的传输层和应用层的大部分技术要点,但是对于感知层的技术的学习相对较少。由于目前学生的学时较紧张,建议在高职的第四学期或第五学期开设一门物联网基础课程,一方面用来拓宽学生的专业知识,另一方面作为网络技术专业的后续物联网课程设置研究的试点。

二、物联网课程建设的构想

2.1课程定位

根据调研,目前物联网方向的就业岗位主要集中在物联网系统集成,产品设计、研发和测试,物联网工程项目的实施、管理以及物理网的应用等。各相关企业也列举了从事物联网相关职位的职责信息(表2)。在计算机网络专业增设《物联网技术》课程,该课程是计算机网络技术专业根据专业培养目标和所面向的企业职业岗位要求而拟开设的一门专业课程,是基于物联网相关工作任务的项目化课程。本课程设置的主要目的是结合企业和劳动市场的需求,培养学生从事物联网设计、管理与维护的核心职业能力,使学生能够分析、设计、部署中小型企业物联网的网络结构和应用服务,维护网络安全,监控网络性能,具备管理物联网所需要的技术基础和能力基础。

2.2课程内容开

发《物联网技术》课程既是一门物联网方向的基础课程,又是一门涵盖内容广,技术综合性强的课程,它涉及了物联网的概念、架构、设计、组建、维护、应用等各个领域,采用工学结合模式的项目教学法进行设计,课程的开设将促进高职学生对新技术的理解与学习,又将在拓宽学生的就业领域等方面起到较好的作用。《物联网技术》课程按照学习领域认知、项目教学和综合实训的思路共设计了6个项目,18个任务,56个子任务,涵盖了物联网中的关键技术,主要包括:物联网的概念与应用,物联网的架构与技术体验,基于无线射频识别RFID的应用,无线传感网的组建与维护,现场总线网络的组建与维护,远程网络传输与多网络融合,小型物联网项目的设计与实施等内容。在每个项目中又提炼出各项关键技术的重要内容来设计成多个学习任务,例如在无线传感网的组建与维护项目中,包含了:感受短距离通信网和无线传感网,基于WiFi技术的传感网络,基于ZigBee的自组织网络,基于蓝牙技术的传输网络,无线传感网应用等任务,基本涵盖了无线传感网的重要知识点。图1为本课程的项目及任务,其中项目6中的四个任务为任选其一即可。

2.3教材开发

在对多家物联网企业进行调研和对人才需求的充分分析的基础上,准确把握物联网人才的培养目标、就业岗位、典型工作任务及专业知识与技能,由学校和公司共同开发工学结合模式的校企合作教材。

2.4师资培养

由于《物联网技术》课程涵盖的内容较广,涉及到无线传感网络(WSN)、传感器的应用与检测、无线射频技术(RFID)、现场总线技术、移动通信技术、物联网的设计与应用等多种技术,教师可能难以在较短的时间内深入的把握各项技术的内涵,可以请企业的专家与学校的教师共同讲述该课程,来培养教师的在教学内容和教学方法上的技能。学校创造条件支持教师参与企业培训、项目合作开发,做到教学信息和市场同步。

2.5实训室建设

物联网技术实训室的建设采用校企合作的模式,根据教学项目模块,采用先进的物联网产品进行设计、开发。它既可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训、职业技能鉴定工作。

三、结论及展望

本课程方案主要针对高职院校计算机网络专业的大专生,通过该课程建设可以拓宽学生对物联网的认识及相关技术的掌握,为学生从事相关领域的工作奠定基础。随着物联网技术课程的开设,学生将进一步掌握信息技术的前沿知识,拓宽学生的就业市场,也为其它的物联网课程的开设及物联网专业的申报进行了探索和实践。

物联网工程导论论文

近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注,“物联网”被称为继计算、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。目前较为公认的物联网的定义是: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。物联网实现了在任何时间、地点以及任何物质都能够进行顺畅通讯的泛在网。物联网中的关键技术是实现物与物之间的感知和通信,更是和人们的生活密不可分。

(一) 温室系统

理想的温室系统是一个小型恒定的密封环境。在以往的温室中,都是由人工凭借个人经验,固定的时间和固定的季节进行相对固定的操作,所形成的温室环境也是极其不稳定,不恒定的。人为因素产生了很大的影响,结果也是因人而异。

而有一种自动控制系统,能够很好的解决这些问题。提高温室系统的稳定性。其主要的结构和原理是:在温室环境中部署多种植物、环境、土壤传感器,如叶面温度、叶面湿度、环境温度、环境湿度、土壤温度、土壤水分、土壤PH值等传感器。加之与设施农业、精准农业相结合,产生了,新的现代化智能农业系统。在现场的终端传感器节点不断的将现场的传感器采集到的环境以数值化的方式通过(GPRS、WIFI、Zigbee等)上传到云端服务器。

云端对数据进行存储、分析、决定。产生相应的反应机制,下发给下位控制端。控制现场的环境调节节点。当下位调节节点接收到相应的命令之后做出相应的反应。比如,当现场环境温度传感器采集到的温度环境过低时,当把数据上传到云端,云端就会将这一温度做一比较处理,发现该温度低于警戒温度,那就会触发相应的机制,对下位控制加温措施,并将温度过低的警讯上

报给相应的工作人员。工作人员可以选择使用系统自动控制或者手动人工干预。时该温室系统时时保持在一个相对稳定的环境中。使植物更加稳定、健康的生长提高产量。

(二)渔业水质系统

长期以来,我国水产养殖生产经营者多以追求产量和近期经济效益为目标,养殖密度过高,加上保护养殖环境意识淡薄,养殖病害呈逐年加重之势,随之而来的.是药物滥用现象较为普遍,以至于水域环境遭到不同程度的破坏,水产品质量安全得不到有效保障,水产养殖业可持续发展受到严重影响。影响水产养殖环境的关键参数就是水温、光照、溶氧,氨氮,硫化物、亚硝酸盐、PH等,但这些关键因素即看不见又摸不着很难准确把握。现有的水产管理是以养殖经验为指导,稳定性极差。没有对鱼儿的生长环境有一个直观的认识。往往一些灾难性的突变之前水质中的相应的微量元素发生了极大的变化但是只是靠人的肉眼是无法加以识别的。因此给渔业养殖户门带来的极大的损失。

但同样可以为鱼场提供一个专业的个性化的养殖解决方案。比如,以水中温度、PH、溶解氧,电导率为采集终端,为客户提供了一个观察鱼的眼睛和窗口。当水中溶解氧过低时,云端就会开启增氧机,为鱼儿提供充足的氧气。用户还可以通过手机端、现场按键开关等等开启。当鱼儿需要进食时,会自动开启投食机,甚至可以开启远程诊断系统,由农业专家在远端通过看相应现场环境画面、传感器数据做出诊断,指导农户。

(三) 小型气象站系统

气象自古以来就是与人们生活息息相关,在几千年的人类进化过程中,人类从早期的听天由命到后期的利用天气。尤其是在农业生活中,看天吃饭的时代已经过去,人们可以提前预知天气,提前预防,将天气带来的灾害降到最小。 自动气象站在农业领域上有什么应用?农作物的生态环境不但给农产品的质量有着很大的影响,同时也给农民在种植农作物中最关心的一个问题。气象条件与农业生产息息相关 。因此农业小型气象站应运而生。他可以为农户了解当时天气情况。通过数据分析来采取下一步的

状况。不再盲目的看天、等天吃饭。农业小气象站主要有风速、风向、降雨量,光照度,温湿度等等。根据不同的需求来添加不同的传感器。

目前国内比较主流和先进的自动气象站主要采用的是GPRS无线传输模式,气象采集站通过信息平台可以看到这些数据。我们可以采用GPRS甚至是wifi ,zigbee 。传感器数量可以根据客户不断定制。采用太阳能供电,或者小型风力发电,做到无需人工参与,全自动。使您对天气有了一个更加直观的认知。

(四)花卉养殖系统

在温室系统种植经济作物中,花卉养植可以说具有很大的比重。每年中国甚至是世界种植作物中,观赏性植物占到了很大的市场份额。如何提高花卉的养殖质量,让花开的更加漂亮,更加持久,这里除了科学的种植方法,如何做到科学有效的种植环境也起到重要的作用,在智能温室基础上为花卉的种植做研究和开发,可以做到准确实时的观测花卉的生长和环境控制。

如今便可以智能养花,用数据来看花,通过植物杆径生长传感器就可以知道植物每天生长,叶面湿度,叶面温度,土壤肥料,土壤PH,土壤温度等等,这些眼睛在实时观察着植物生长的状况,让你无时无刻,只要想看一下现场温室的生长状况只需要拿出手机或者打开电脑,登录云端系统,进入自己的账户,就可以看到这些数据。

(五)智能养殖系统

家畜的养殖在人类生活中密不可分,人类驯化动物用以食用或者帮助人类生产,如今智慧农业已经到来,智慧养殖也就应运而生。

第一部分:数据采集部分

在养殖环境中,其生长需要一个相对比较稳定的环境。一些环境因素是主要参考,比如温度、湿度、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)、光照度等对动物生长起到了主要影

响,对其健康生长密切相关。沈阳智耕电子专门为养殖环境设计了适合于养殖环境的数据采集系统,采用无线Zigbee组网,传输距离远,穿透性强。该系统适合于圈舍的潮湿环境,具有高安全性、可靠性、稳定性。数据采集系统可以24小时不间断的工作,替您按上一双眼睛,无时无刻注意着圈舍环境。您只需要在云端观测现场环境数据即可。

第二部分:环境干预部分

由于圈舍内动物活动或者舍外大气环境的变化都会直接或者间接的影响圈舍内的环境变化,从而舍内环境不利于动物的生长,所以就需要环境干预部分的工作了。该部分与数据采集部分密切合作。数据采集部分采集到相应的环境因素,某一部分环境因素超过设定的阈值,就会告知环境干预部分进行相应的环境干预操作。比如当数据采集部分检测到舍内湿度过高超过了之前设定的阈值,那么接下就会启动环境干预部分进行开启通风窗进行放风,是湿度达到理想值之后又会关闭该通风窗使舍内湿度环境始终维持在一定的范围内。

第三部分:自动养殖部分

仅仅是环境适宜动物生长了那还是不够的,动物们的饮食、饮水。甚至是除便相应的饲养工作的进行才能使家畜动物的生长。该部分可以自动投水或者定时投水,集中喂食干净卫生。

关于物联网的论文

摘要:物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业革命的浪潮,是一个全新的技术领域。传感网于1999年最先被提出,在“互联网概念”的基础上随后引申为物联网这一概念,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。

RFID技术、云计算技术、国内3G发展、二维码技术、传感器技术等领域在物联网的出现基础之上将有空前的发展前景,为全世界信息产业带来又一次跨越式的产业变格,前景广阔,趋势诱人。中国当前发展物联网的时机已成熟,在一些发达的东部沿海地区率先得到了发展,这将为以后全国范围内的发展打下坚实的基础。

关键字:物联网、射频识别(RFID)、红外感应器、协议、信息交换、智能识别。

这是一篇介绍说明性的文章,主要是向大家介绍物联网这一个新的概念,让更多的人去理解什么是物联网。物联网发展如此迅速,很快在国内一些大中型城市得到快速的发展,那么更多的人去了理解物联网也就显得必要,这篇文章将引领您走进物联网的世界。将会介绍物联网是怎么一种运行模式以及物联网存在的必要性,物联网面临的机遇、挑战以及存在的一些问题。会让您明白物联网有哪些作用及其物联网的发展前景。您将看到物联网和互联网的区别,二者的联系。物联网的前发展过程等。

一、 历史溯源

1.1物联网的前身

物联网这个概念,在中国早在1999年就提出来了。不过,当时不叫“物联网”而叫传感网罢了。中科院早在1999年就启动了传感网的研究和开发。与其它国家相比,我国的技术研发水平处于世界前列,具有同发优势和重大影响力。

1.2物联网发展史上的重大事件

2022年11月27日,在突尼斯举行的信息社会峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2022:物联网》,正式提出了物联网的概念。

8月24日,中国移动总裁王建宙在台湾公开演讲中,也提到了物联网这个概念。 工信部总工程师朱宏任在中国工业运行2022年夏季报告会上表示,物联网是个新概念,到现在为止还没有一个约定俗成的,大家公认的概念。他说,总的来说,“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。

1.3物联网在发展过程中给人们带来的转变

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,另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在物联网时代,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。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。

1.4物联网在发展的过程中存在的一些分歧

不过,也有观点认为,物联网迅速普及的可能性有多大,尚难以轻言判定。毕竟RFID早已为市场所熟知,但新大陆等拥有RFID业务的相关上市公司定期报告显示出业绩的高成长性尚未显现出来,所以,对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是,在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下,物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中,一个比较现实的突破口。而且,RFID技术在多个领域多个行业所进行的一些闭环应用。在这些先行的成功案例中,物品的信息已经被自动采集并上网,管理效率大幅提升,有些物联网的梦想已经部分的`实现了。所以,物联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样,虽然发挥的作用有限,但昭示着的远大前景已经不容质疑。

二、物联网的定义

2.1对物联网的字面理解

根据物联网这三个字我们可以想到物体——物品——商品,网——网状——网络——互联网,联——联系——关联,由这些联想 可以大致理解为物联网就是能过一种类似网络的形式奖一些物品联系起来的体系结构,这种类似的网络应该和互联网差不多,此联系起来的主要目的是进行信息交换与通信。

2.2“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是: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相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

2.3中国式的物联网定义

物联网(Internet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,

如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

2.4物联网、物联网概念和互联网的关系

任何事物和该事物在人们头脑中形成的概念的关系都是相互依存的关系。该事物的概念是该事物在人们头脑中的本质属性的反映。物联网也是一种事物。因此,物联网和物联网概念的关系也是相互依存的关系。物联网概念离开了物联网,物联网概念就是无本之木,无源之水;有物联网必然在人们头脑中形成与之相对应的物联网概念,不会有:只有物联网,而没有物联网概念的情况出现。这就是物联网和物联网概念的辨证关系。当然,在科学实践活动中,在人们头脑中形成的科学概念,与前科学思维时期,人们认识周围事物最初所形成的日常生活概念有所不同,科学概念也可以作为表现某一认识阶段上科学知识和科学研究的结果、总结而存在。物联网概念也是一种科学概念。因此,它也可以作为某一认识阶段上科学知识和科学研究的结果、总结而存在。正如前面定义所述,物联网概念是在互联网概念的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与任何物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。它也是互联网知识和研究的结果和总结。

三、我国物联网产业现存问题分析

3.1缺乏核心技术自主知识产权

在物联网技术发展产品化的过程中,我国一直缺乏一些关键技术的掌握,所以产品档次上不去,价格下不来。缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。

3.2行业技术标准缺失

目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准:接口的标准化;数据模型的标准化。虽然我国早在2022年11月就成立了RFID产业联盟,同时次年又发布了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》,指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发,制定符合中国国情的技术标准。但是,现在我们可以发现,中国的RFID产业仍是一片混乱。技术强度固然在增强,但是技术标准却还如镜中之月。正如同中国的3G标准一样,出于各方面的利益考虑,最后中国的3G有了三个不同的标准。物联网的标准最终怎样,只能等时间来告诉我们答案了。

3.3产业链发展不均衡

和美国相比,国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。虽然目前国内三大运营商和中兴华为这一类的系统设备商都已是世界级水平,但是其他环节相对欠缺。物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合,所以要在我国发展物联网,在体制方面还有很多工作要做,如加强广电、电信、交通等行业主管部门的合作,共同推动信息化、智能化交通系统的建立。加快电信网,广电网,互联网的三网融合进程。产业链的合作需要兼顾各方的利益,而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍相当漫长。

3.4各行业间协作困难多

物联网应用领域十分广泛,许多行业应用具有很大的交叉性,但这些行业分属于不同的政府职能部门,要发展物联网这种以传感技术为基础的信息化应用,在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动,以开放的心态展开通力合作,打破行业、地区、部门之间的壁垒,促进资源共享,加强体制优化改革,才能有效的保障物联网产业的顺利发展。

3.5盈利模式无经验供借鉴

物联网分为感知,网络,应用三个层次,在每一个层面上,都将有多种选择去开拓市场。这样,在未来生态环境的建设过程中,商业模式变得异常关键。对于任何一次信息产业的革命来说,出现一种新型而能成熟发展的商业盈利模式是必然的结果,可是这一点至今还没有在物联网的发展中体现出来,也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。

目前物联网发展直接带来的一些经济效益主要集中在与物联网有关的电子元器件领域,如射频识别装置、感应器等等。而庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对最下游的如物流及零售等行业所产生的影响还需要相当长时间的观察。

3.6用户使用成本壁垒存在

物联网产业是需要将物与物连接起来并且进行更好的控制管理。这一特点决定了其发展必将会随着经济发展和社会需求而催生出更多的应用。所以,在物联网传感技术推广的初期,功能单一,价位高是很难避免的问题。因为,电子标签贵,读写设备贵,所以,很难形成大规模的应用。而由于没有大规模的应用,电子标签和读写器的成本问题便始终没有达到人们的预期。成本高,就没有大规模的应用,而没有大规模的应用,成本高的问题就更难以解决。如何突破初期的用户在成本方面的壁垒成了打开这一片市场的首要问题。所以在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。

四、物联网面临的机遇和挑战

4.1物联网面临的机遇

4.1.1首先可以率先借助世博会国家电网馆“魔盒”经验技术,发展风能、太阳能的并网运行;其次,建立智能电网系统,提高电力的利用率,缓解目前的用电压力;第三,研发利用超高压输电网络,降低电能的损耗。

4.1.2中国工业和信息化部通信发展司司长张峰指出,物联网是当前最具发展潜力的产业之一,将有力带动传统产业转型升级,引领战略性新兴产业的发展,实现经济结构和战略性调整,引发社会生产和经济发展方式的深度变革,具有巨大的战略增长潜能,是后危机时代经济发展和科技创新的战略制高点,已经成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导力。我国必须牢牢把握产业创新方向和机遇,加快物联网产业的发展。

4.2物联网面临的挑战

物联网的建立,将使城市生活变得更加智能、便捷,当然这也意味着对电力的依赖和要求更高。面临的挑战:不断完善智能化建设,提高电网的稳定性,增加清洁能源并网运行

五、物联网未来的发展前景

5.1物联网关键技术及未来发展前景展望

5.1.1物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。

5.1.2EPoSS在《Internet of Things in 2022》报告分析预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2022年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2022-2022年物体互联,2022-2022年物体进入半智能化,2022年之后物体终端进入全智能化。

5.1.3RFID是物联网发展的排头兵,RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术,最简单的RFID系统由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成,在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。2022年中国RFID市场规模将达到50亿元,年复合增长率为33%,其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。

5.2 MEMS传感器市场前景广阔

5.2.1MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是微机电系统的缩写,MEMS技术建立在微米/纳米基础上,是对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术,完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。

5.2.2MEMS传感器目前主要应用在汽车和消费电子两大领域。任天堂公司的Wii无线游戏机允许使用者通过运动和点击互相沟通和在屏幕上处理一些需求,其原理是将运动(例如挥舞胳膊模仿网球球拍的运动)转化为屏幕上的游戏行为。在苹果公司的iPhone中,通过对旋转时运动的感知,iPhone可以自动地改变其显示格式,以便消费者能够以合适的水平和垂直视角看到完整的页面或者数字图片。

5.2.3,根据ICInsight最新报告,预计在2022年至2022年间,全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率(CAGR),与2022年的41亿美元相比,五年后将实现97亿美元的年销售额。目前上市公司中歌尔声学已经掌握MEMS芯片设计、MEMS半导体封装等多项核心技术,2022年申请相关专利高达44项,主要应用在MEMS麦克风的生产制造。我们认为公司将在物联网时代MEMS传感器领域占据竞争优势。

5.3智能终端备受期待

法国Violet公司推出了Nabaztag小兔子,通过wi-fi路由连接网络,可为主人提供所需的各类新闻等,能够讲5国语言,在主人接收到邮件或信息时,会发出语音提醒。此外它还能识读Ztamps标签上的信息,并实时连网,随时呈现动态信息。我们认为随着物联网推进,家用电器的智能化将是未来发展趋势。上市公司中的拓邦电子是家电智能控制应用领域的行业先行者,未来发展值得关注。

5.4集成电路产业有望迎来发展新机遇

2022年我国集成电路市场规模达到3800亿元,占全球比重达25%,成为全球仅次于美国的第二大集成电路市场。32位CPU芯片、网络路由交换芯片、GSM/GPRS手机基带芯片、TD-SCDMA基带芯片、数字音视频和多媒体处理芯片、第二代居民身份证芯片等一批中高端产品相继研发成功并投入市场,产品设计能力达到0.18微米,集成度超过千万门;集成电路芯片生产线工艺水平达到12英寸0.13微米,90纳米工艺技术研发取得进展,与国外先进水平之间的差距明显缩小。

5.5电信设备商最受益于物联网

当下最大的投资机会在于电信设备商,物联网的商业建设尚处于萌芽阶段。电信运营商是物联网的积极推动者,物联网丰富电信网络的应用。就三家电信运营商而言,包含强势固网的全业务运营商中国电信和中国联通在行业用户的ICT(信息通信技术,Information and Communications Technology)建设中一直处于领导地位,其全业务模式十分便于将通信网络与物联网相关信息管理的企业内网实现对接,完成对物联网的全程管控。由于资源所限以及历史原因,单纯的移动运营商中国移动目前能够实现的物联网应用还处于初级阶段。具体而言,网络的升级换代对光纤产业将产生实质性利好,受益的公司包括烽火通信、中天科技、亨通光电、中兴通讯、光讯科技、三维通信等国内领先的光纤制造商、通信设备提供商。在物联网建设进程中,这些公司最先受益,确定性最高。

六、总结

当局域网出现的时候,和现在一样,有一种成为新兴产业浪潮的趋势,当时谁也没有想到它可以发展成为现在的互联网。而今,物联网和当时局域网一样的出现了,给我们带来了前所未有的发展前景,给我们带来了良好的发展机遇的同时,也为我们带来了无限的挑战,时代总是在这样的情况下发展起来。当第一次产业革命出现,我们来到了蒸汽时代,随后,我们进入了电器时代,第三次产业革命,我们步入信息科技时代,人们都说工业革命是变革世界的引擎,带来新的产物。

虽然物联网不是一次产业革命,但是它却有着与产业革命类似的效果,它的出现带来了许多新兴产业,将有一股强大的力量推动着人类前进的步伐,问题、机遇、挑战、前景,这样一系列的正反面问题的存在,将大大加速着社会的进步。物联网有利也有弊,相信,物联网最终会像互联网一样,成为人们生活的一部分。

物联网的技术论文

一、引言

城市轨道交通做为居民出行便捷设施已被大家广泛应用,扮演着重要的角色。随着信息技术和物联网技术的迅速发展,自动售检票系统逐步取代以往的人工服务,成为城市轨道交通运行中的重要组成部分,提高了城市轨道交通自动化水平,逐步实现网络化运营的目标。

二、物联网技术、城市轨道交通自动售检票系统概述

物联网技术为基于互联网环境下各类移动设备终端、工业系统、数控系统、家庭智能家居以及视频监控系统等智能系统的设备设施,包括有射频识别技术、传感技术、纳米技术、智能嵌入技术、云计算、云储存等前沿科技技术的综合应用,实现在线监控、远程控制、安保、远程办公等功能,满足客户的智能需求,已在医学领域、安防领域、城市交通、环保领域、建筑领域、电力领域广泛应用,取得了良好的应用效果,迎来了物联网的时代。物联网技术应用于城市轨道交通自动售检票系统中也不例外,不但节能了人、财、物的投入成本,降低了错误率,提高了工作人员的工作效率,而且使用户获得了更美好的用户体验。城市轨道交通自动售检票系统简称AFC系统,主要由清算管理中心、线路中心计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备等组成,涉及集成技术、信息处理技术、自动控制技术以及安全加密等技术构成的自动化售票、检票智能系统。使人们的购票、退票、检票等过程更加便捷。在以往城市轨道交通中采用机电一体化系统,这种系统注重硬件系统,无法对其软件系统更新换代,而且需要大量工作人员的辅助,基本处于工作人员操作设备来满足用户的需要。随着互联网、物联网技术的飞速发展,让人机交互成为可能,用户与机器进行交互应用就可以满足自身的需要。城市轨道交通自动售检票系统是电子收费系统的组成部分,目的是高效、准确的实现公共交通收费自动化和智能化的功能,根据用户应用技术的变化不断完善自动售检票系统的应用方式,例如微信支付、支付宝、网上银行等。

三、城市轨道交通自动售检票系统物联网技术的应用

1.射频识别技术的应用

射频识别技术通过射频信号来识别使用自动售检票系统的目标对象,并获取识别对象的相关信息,转换成数据并经处理后进行存储,实现信息共享,例如车站内的进出站时的刷卡、视频监控系统等。

2.传感技术的应用

自动售检票系统中的传感技术是利用换能器、传感器等进行信息识别、信息处理、信息传输等活动。在自动售检票过程中,通过传感技术可以发现当前系统中存在的不足,并进行升级完善,进一步优化人机交互的整个过程,应用范围很广。

3.智能嵌入技术的应用

自动售检票系统中的智能嵌入技术是利用接入或嵌入安全式技术将使用自动售检票过程的用户体验等信息进行加密,然后嵌入到应用系统当中。智能嵌入技术的作用是将自动售检票系统中的硬件与软件系统完美结合在一起,使具有信息计算功能和网络接入的智能物品进行有效信息传输。

4.电子标签以及终端设备的RFID技术应用

电子标签也叫智能标签,是采用具有小型天线的非接触式IC卡通过RFID技术以及存储芯片来进行智能读写和加密通信。电子标签做为用户使用的凭证,起到信息采集、用户识别的功能,在城市地铁、长途公交车中应用广泛。一个完整的RFID系统由读卡器、中间件、应用程序接口、标签4个模块组成。AFC系统中的自动售票机、半自动售票机、自动检票机的票箱结构基本相同、具有功能相似,承担进、出站时票卡循环使用的作用;另外自动售票机中的钱箱都是利用RFID技术进行编号处理,与计算机系统中的现金管理、收益管理等同等重要。再有在维修系统时AFC系统中的重要部件也是利用RFID的电子标签实现零部件的.编号处理,提高了维修效率。

5.存储单元技术的应用

存储单元主要分为储票箱、纸币钱箱、硬币钱箱三种。储票箱安装有存储单元,主要作用是存放票箱电子ID、票箱内车票数量、车票具体信息,通过车票回收、发售单元模块与设备主控进行通信。主控单元模块通过串口与回收或发售模块通信以储存储票箱中数据。纸币钱箱上安装有存储单元,作用是储存纸币钱箱电子ID、钱箱内钱数量(包括不同面值以及数量)等信息,通过纸币识别模块与设备主控单元进行通信。设备主控单元通过串口与纸币识别模块通信用来储存纸币钱箱中数据。硬币钱箱也是如此安装有存储单元,用于储存硬币钱箱电子ID、面值以及数量等信息,通过硬币识别模块与设备主控单元进行通信。设备主控单元通过串口与硬币识别模块通信以存取硬币钱箱中数据。

6.计算机系统的信息获取技术应用

一般在车站票务室的计算机上安装信息获取应用软件,外加串口连接车票回收/发售单元、纸币识别模块、硬币识别模块以及相对应的票箱、钱箱、硬币箱进行连接。由供货商提供存取协议权限,就可以传输对应的数据。

7.时钟同步技术的应用

自动售检票系统中的设备厂家不同,各厂家设置的系统时间每天会有1-9S的误差,为了确保各设备系统时间的误差减小到10ms以内,可以基于网络时间协议采取分层同步或是GPS卫星时间同步,来达到自动售检票系统中各设备时钟同步。

四、总结

随着我国城市人口的不断集中,城市轨道交通里程也在不断攀升,给轨道交通的运营带来了很大的挑战,结合物联网技术的AFC系统势在必行。物联网技术的应用不但降低了运营成本,而且提高了人们出现的便捷程度。需要注意的是物联网技术更新换代很快,还需要各单位结合实际运行情况进行更新和升级,推动城市轨道交通自动售检票系统的迅速发展。