第一篇：公有云在物聯(lián)網(wǎng)課程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

公有云在物聯(lián)網(wǎng)課程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要： 針對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)中存在的問題和工程領(lǐng)域?qū)υ搶I(yè)的應(yīng)用需求，對(duì)公有云平臺(tái)這一新技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教育實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行研究，通過研究和教育實(shí)踐，將主流的工程應(yīng)用與傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，通過對(duì)諸多云平臺(tái)的測(cè)試和應(yīng)用，選擇主流并適合于教育教學(xué)的平臺(tái)進(jìn)行重點(diǎn)的推廣應(yīng)用，并在人才培養(yǎng)、學(xué)科競(jìng)賽等方面取得一定的應(yīng)用成果。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)課程 公有云 實(shí)踐教學(xué)

隨著國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的重視和對(duì)相關(guān)人才的迫切需求，許多高校陸續(xù)開展了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。在2012年最新頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)屬于工學(xué)中的計(jì)算機(jī)大類，標(biāo)準(zhǔn)學(xué)制四年，畢業(yè)后授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。該專業(yè)是一門交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、電子技術(shù)、測(cè)控技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，以及管理學(xué)、軟件開發(fā)等多方面知識(shí)。作為一個(gè)處于摸索階段的新興專業(yè)，各校都專門制定了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。學(xué)生需要學(xué)習(xí)包括計(jì)算機(jī)系列課程、信息與通信工程、模擬電子技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)等幾十門課程[1]。

近年來，云計(jì)算大行其道，許多大的IT公司推出了面向工程應(yīng)用的公有云服務(wù)，如開放式開發(fā)平臺(tái)（如GAE、SAE、BAE）、源代碼云平臺(tái)（如github）、物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)（如YeeLink），這些創(chuàng)新服務(wù)為物聯(lián)網(wǎng)教育帶來新的機(jī)遇和變革[2]。借助這些優(yōu)秀的云計(jì)算平臺(tái)，將諸多的物聯(lián)網(wǎng)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)遷移到云端進(jìn)行，不僅能更好地促進(jìn)該學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐水平，而且能更好地使高等教育與工程實(shí)踐相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.公有云應(yīng)用情況

1.1開發(fā)云：SAE

Sina App Engine（以下簡(jiǎn)稱SAE）是新浪于在2009年11月3日正式推出第一個(gè)Alpha版本的國(guó)內(nèi)首個(gè)公有App Engine，SAE是新浪云計(jì)算戰(zhàn)略的核心組成部分。SAE作為國(guó)內(nèi)的公有云計(jì)算，從開發(fā)伊始借鑒吸納Google、Amazon等國(guó)外公司的公有云計(jì)算的成功技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并很快推出有別于國(guó)外公司并具有自身特色的AppEngine。SAE選擇在國(guó)內(nèi)流行最廣的Web開發(fā)語言PHP作為首選的支持語言，Web開發(fā)者可以在Linux、Mac或Windows上通過SVN或者Web版在線代碼編輯器進(jìn)行開發(fā)、部署、調(diào)試，團(tuán)隊(duì)開發(fā)時(shí)還可以進(jìn)行成員協(xié)作，不同的角色將對(duì)代碼、項(xiàng)目有不同的權(quán)限；SAE提供了一系列分布式計(jì)算、存儲(chǔ)服務(wù)供開發(fā)者使用，包括分布式文件存儲(chǔ)、分布式數(shù)據(jù)庫集群、分布式緩存、分布式定時(shí)服務(wù)等，這些服務(wù)將大大降低開發(fā)者的開發(fā)成本。

在相關(guān)課程教學(xué)過程中，引入新浪SAE公有云計(jì)算開發(fā)平臺(tái)，SAE在一定流量?jī)?nèi)免費(fèi)，足夠滿足教學(xué)實(shí)踐需要，要求每個(gè)學(xué)生開通新浪SAE賬號(hào)，將自己完成的個(gè)人主頁和其他Web開發(fā)課程的作業(yè)均通過版本控制工具上傳到云端，在課堂上，本人和學(xué)生一起對(duì)他們所完成的任務(wù)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，取得非常好的效果，不但節(jié)省教學(xué)時(shí)間，免去學(xué)生配置傳統(tǒng)服務(wù)的煩惱，更使其與當(dāng)前主流的工程應(yīng)用親密接觸。在該課程的后期，講授JSP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁階段，要求學(xué)生直接在SAE云端設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，取得良好的教學(xué)效果。

1.2實(shí)驗(yàn)云：實(shí)驗(yàn)樓

實(shí)驗(yàn)樓是一個(gè)IT在線學(xué)習(xí)的平臺(tái)，為用戶提供的不是視頻，而是配置好的虛擬機(jī)，通過虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)習(xí)者可邊看文檔邊動(dòng)手操作，從而提高學(xué)習(xí)者的動(dòng)手實(shí)踐能力，而且實(shí)驗(yàn)樓虛擬環(huán)境不僅是簡(jiǎn)單的在線編譯器，更可以支持廣泛的IT內(nèi)容學(xué)習(xí)，不再局限于編程領(lǐng)域，為用戶提供的是一站式的IT在線動(dòng)手實(shí)踐環(huán)境，學(xué)習(xí)者不用本地創(chuàng)造環(huán)境，只需一臺(tái)電腦，登錄實(shí)驗(yàn)樓網(wǎng)站即可。

實(shí)驗(yàn)樓平臺(tái)開通了諸多課程的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，包括但不限于《C程序設(shè)計(jì)》、《Java程序設(shè)計(jì)》、《Python語言》、《Android應(yīng)用開發(fā)》、《Linux操作系統(tǒng)》、《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》等物聯(lián)網(wǎng)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為學(xué)習(xí)者提供動(dòng)手實(shí)踐的環(huán)境。在最近幾學(xué)期的《嵌入式操作系統(tǒng)》和《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程中，授課教師要求學(xué)生申請(qǐng)“實(shí)驗(yàn)樓”云平臺(tái)賬號(hào)，布置任務(wù)，在線編程，在瀏覽器打開的虛擬環(huán)境下進(jìn)行程序的調(diào)試和驗(yàn)證，達(dá)到良好的教學(xué)效果，也使學(xué)生感受到在線實(shí)驗(yàn)的魅力。

1.3物聯(lián)網(wǎng)云：Yeelink

Yeelink是一個(gè)通用的物聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)，允許用戶將設(shè)備接入網(wǎng)站，提供傳感器數(shù)據(jù)的接入、存儲(chǔ)和顯示服務(wù)，用戶不用考慮服務(wù)器實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和運(yùn)維情況，即可擁有交付物聯(lián)網(wǎng)化的電子產(chǎn)品的能力。利用Yeelink提供開發(fā)接口，即可將傳感數(shù)據(jù)接入到Y(jié)eelink平臺(tái)。Yeelink提供了方便的物聯(lián)網(wǎng)云端接口，支持各類單片機(jī)開源硬件，為相關(guān)專業(yè)開設(shè)單片機(jī)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)、ZigBee、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等課程提供云端實(shí)踐平臺(tái)[3]。

在相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，授課教師給學(xué)生布置“基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)”的題目，題目要求基于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)完成當(dāng)前環(huán)境溫濕度的采集，通過WSN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在數(shù)據(jù)的顯示部分，提出按照物聯(lián)網(wǎng)云Yeelink的協(xié)議格式要求，將數(shù)據(jù)定時(shí)送往Yeelink平臺(tái)，以隨時(shí)隨地在云端實(shí)時(shí)檢測(cè)到被測(cè)環(huán)境的狀態(tài)和數(shù)據(jù)曲線，如下圖所示。

2.應(yīng)用效果

2.1人才培養(yǎng)

通過在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的課程中進(jìn)行云計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用，將目前主流的工程領(lǐng)域的開發(fā)方法引入教學(xué)實(shí)踐中，大大促進(jìn)理論與工程實(shí)踐的結(jié)合[4]。所培養(yǎng)的學(xué)生進(jìn)入工作崗位后，能夠迅速地進(jìn)入角色，在目前物聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)等技術(shù)廣泛應(yīng)用的時(shí)代，提前站穩(wěn)腳跟。根據(jù)部分學(xué)生的就業(yè)反饋，他們?cè)趯W(xué)校進(jìn)行的這些實(shí)踐活動(dòng)基本與當(dāng)前IT公司的路線一致，在相關(guān)的開發(fā)領(lǐng)域能夠迅速上手，得到用人單位的好評(píng)。

2.2學(xué)科競(jìng)賽

將公有云平臺(tái)應(yīng)用到學(xué)生的相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽中進(jìn)行，取得了良好的競(jìng)賽成績(jī)。

（1）2012年，在教育部舉辦的全國(guó)信息技術(shù)大賽中，我校學(xué)生利用公有云SAE完成的作品“校園一機(jī)通”取得了全國(guó)二等獎(jiǎng)的好成績(jī)，該作品后端采用當(dāng)時(shí)十分先進(jìn)的云計(jì)算平臺(tái)SAE進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和邏輯處理，前端使用移動(dòng)終端，采用JSON方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

（2）2014年，在教育部舉辦的全國(guó)大學(xué)生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽中，參賽作品“藍(lán)牙控制物聯(lián)網(wǎng)小車”利用手機(jī)控制藍(lán)牙小車，藍(lán)牙小車進(jìn)行環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送至物聯(lián)網(wǎng)云端Yeelink，在Yeelink端進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化和存儲(chǔ)，該作品充分利用Yeelink云提供的開發(fā)接口，具有一定的創(chuàng)新性，最終獲得大賽全國(guó)二等獎(jiǎng)。

（3）2015年，在教育部計(jì)算機(jī)教指委主辦的TI杯全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽中，參賽作品“手機(jī)控制物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)”利用TI的CC2530無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)采集和傳輸數(shù)據(jù)，Android智能終端作為數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，Yeelink云端進(jìn)行傳感數(shù)據(jù)的可視化，該作品最終獲得西北賽區(qū)二等獎(jiǎng)的成績(jī)。

（4）2015年，甘肅省首屆青年APP大賽中，所指導(dǎo)的參賽作品“校園移動(dòng)信息平臺(tái)”采用阿里云平臺(tái)進(jìn)行部署，最終獲得省級(jí)三等獎(jiǎng)。

2.3教學(xué)相長(zhǎng)

在云平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐課程的結(jié)合應(yīng)用過程中，相關(guān)授課教師可獲得很大的收獲，教學(xué)思路由原來的傳統(tǒng)觀念逐步向主流的工程應(yīng)用角度轉(zhuǎn)變，動(dòng)手能力也得到增強(qiáng)，這都為以后教學(xué)工作的開展帶來了有益幫助。

3.結(jié)語

借助云計(jì)算的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，將無線網(wǎng)專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)踐逐步遷移到云計(jì)算平臺(tái)。通過研究和教育實(shí)踐，將主流的工程應(yīng)用與傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，通過對(duì)諸多云平臺(tái)的測(cè)試和應(yīng)用，選擇主流并適合于教育教學(xué)的平臺(tái)進(jìn)行重點(diǎn)的推廣應(yīng)用，并在人才培養(yǎng)、學(xué)科競(jìng)賽等方面取得一定的應(yīng)用成果。實(shí)踐表明，該項(xiàng)應(yīng)用能夠促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)模式和教學(xué)手段的創(chuàng)新，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的提高起到促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李爽.基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究[D].合肥：安徽大學(xué)，2014.[2]朱靜宜.基于云計(jì)算的高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源平臺(tái)構(gòu)建研究[J].中國(guó)教育信息化，2012（9）：33-35.[3]李凱.基于YeeLink物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的校園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].保定：河北大學(xué)，2015.[4]鮑宇暉，崔德鳳，張永紅.云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”教學(xué)模式的探討[J].北京教育（高教），2014（4）：75-76.基金項(xiàng)目：甘肅省“十二五”教育科學(xué)規(guī)劃課題（GS[2013]GHB0938）；蘭州工業(yè)學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2013-17）。

第二篇：對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用及對(duì)教學(xué)的影響

劉春苗

[摘要]數(shù)字化教學(xué)設(shè)備的選擇與應(yīng)用，是教學(xué)設(shè)計(jì)過程中一個(gè)重要的組成部分，作為教學(xué)設(shè)計(jì)的要素之一，它同時(shí)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生很大的關(guān)聯(lián)作用。如何對(duì)于現(xiàn)代與傳統(tǒng)的教學(xué)媒體采取不同設(shè)計(jì)與應(yīng)用就顯得尤其重要了。[關(guān)鍵詞]數(shù)字化教學(xué)媒體；教學(xué)方式；影響；對(duì)策；

引言：隨著信息化產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，技術(shù)領(lǐng)域也出現(xiàn)了亙古未有的變化，為教育行業(yè)了福音，正無形中改善著課程教學(xué)，改變著師生的學(xué)習(xí)方式。[1]。

一、數(shù)字化教學(xué)設(shè)備的到來

傳統(tǒng)教學(xué)是教師通過書本及以往的經(jīng)驗(yàn)經(jīng)行傳授，通過黑板展示給學(xué)生來看，是一種流水線式的教學(xué)方式。教師再根據(jù)學(xué)生的反饋情況，了解學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握情況，并把經(jīng)驗(yàn)記入備課筆記。這種教育方式有其魅力所在，在于教師的個(gè)人講課魅力。這種教學(xué)方式與現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求是不相符合的，是跟不上時(shí)代發(fā)展的要求的，這種模式也就完成不了培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)造性人才的目標(biāo)。

隨著數(shù)字化教學(xué)技術(shù)的到來，現(xiàn)代教學(xué)的方式也隨著變化，將數(shù)字教學(xué)信息通過圖像、聲音、圖表、文字等多種形式，生動(dòng)地作用于學(xué)生感覺器官而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。這種數(shù)字化教學(xué)能將文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、聲音等多種媒體融為一體，因而在教學(xué)過程中有助于營(yíng)造出一個(gè)理想的學(xué)習(xí)氛圍與學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)教學(xué)過程形成強(qiáng)有力的支撐作用。這樣，在現(xiàn)代教學(xué)中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，能夠有效增加教學(xué)信息，優(yōu)化教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力[2]。

二、利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)容易出現(xiàn)的問題

1、數(shù)字化“講稿”化

利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，主要是利用數(shù)字化聲畫并茂、形象直觀的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行教學(xué)，這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生對(duì)問題的理解和接受。然而，在教學(xué)中卻發(fā)現(xiàn)有的教師所用的課件純屬一般性的講稿，只是把教材中整段的文字和圖片搬到“數(shù)字化課件”上來，相當(dāng)于書本搬家，課件從內(nèi)容到例題與教材相差無幾，授課時(shí)，教師只顧對(duì)著屏幕“照本宣科”，根本看不到學(xué)生的表情，更談不上與學(xué)生互動(dòng)，課件讀完了“課也講完了”。這樣的授課又有什么意義呢? “數(shù)字化”在這樣的教學(xué)中又能起到什么作用呢？只能說明教師對(duì)所授教學(xué)內(nèi)容不熟或課前準(zhǔn)備不足。

2、信息量過大

由于數(shù)字化教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)播放課件，免去了教師大量的板書過程，教師不需要去現(xiàn)場(chǎng)寫、畫，因此教學(xué)節(jié)奏比傳統(tǒng)教學(xué)方式快，如果教師在授課過程中將課件的圖像切換頻率加快，每課規(guī)定的內(nèi)容很快就“播放”完畢，課堂時(shí)間往往會(huì)大大節(jié)余。于是，有的教師不是靠發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性去組織課堂教學(xué)，而是想方設(shè)法將可使用完，這就出現(xiàn)兩種情況：一是將兩次課、甚至三次課的內(nèi)容在一次課完成；二是把所有能收集的可有可無的資料塞進(jìn)課件中，結(jié)果是課堂容量過大，重點(diǎn)不突出。在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生接受知識(shí)的容量是有限的，如果不結(jié)合學(xué)生學(xué)生的思維水平和思維速度進(jìn)行教學(xué)，沒有給學(xué)生留足思維活動(dòng)時(shí)間，學(xué)生很難理解和掌握相關(guān)知識(shí)，課堂上看似聽懂了，實(shí)際上并沒有弄通所學(xué)知識(shí)，使學(xué)生“吃多了不好消化”，反而加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

知識(shí)的掌握是一個(gè)逐漸積累的過程，數(shù)字化教學(xué)手段的運(yùn)用給知識(shí)的陳述提供了很大的自由空間，但在實(shí)際教學(xué)中，不管是貪多也好，還是怕時(shí)間用不完而硬塞進(jìn)許多內(nèi)容也好，最終都會(huì)造成課堂容量過大，其結(jié)果必然會(huì)造成學(xué)生走馬觀花，過猶不及，當(dāng)然也就無教學(xué)效果可言了。

3、課件設(shè)計(jì)喧賓奪主

課件畫面的美觀，是數(shù)字化課件的基本條件和要求。然而過多的修飾界面，使畫面過于華麗，盲目追求課件的美觀，而忽略了教學(xué)內(nèi)容及目的，將許多與教學(xué)內(nèi)容毫不相關(guān)內(nèi)容嵌入課件，學(xué)生可能會(huì)把興趣放在課件上，而放松對(duì)講述內(nèi)容的注意力，從而分散學(xué)生的精力。應(yīng)當(dāng)指出，計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)只能作為教學(xué)的輔助手段。在課件制作時(shí)，要重視主要教學(xué)內(nèi)容，恰當(dāng)處理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，做到主次分明，重點(diǎn)突出。所以課件制作要簡(jiǎn)潔、最主要的是實(shí)用，畫面的配置要以有利于教學(xué)內(nèi)容的理解和接受，不能喧賓奪主，更不能畫蛇添足。

三、利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)應(yīng)采取的對(duì)策

我們必須清楚的認(rèn)識(shí)到，數(shù)字化技術(shù)在院校課堂教學(xué)中，它只能是課堂教學(xué)的輔助手段，不能也不可能完全取代傳統(tǒng)的教學(xué)模式和手段。從這點(diǎn)出發(fā)，我們?cè)谑褂脭?shù)字化進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)注意把握好以下策略：

1、科學(xué)合理地利用數(shù)字化技術(shù)

利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)和傳統(tǒng)的教學(xué)一樣，需要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和要求，結(jié)合學(xué)生的具體情況，對(duì)授課過程進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分析學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)內(nèi)容，確定出需要用什么樣的數(shù)字化技術(shù)來展示教學(xué)過程，使數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用更加科學(xué)、合理。數(shù)字化技術(shù)需要通過教師制作課件展示給學(xué)生，而課件的制作必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容精挑細(xì)選，不是所有的教學(xué)內(nèi)容都需要或都可以運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)來展示的。首先，課件的內(nèi)容必須來源于教材，不能與教材脫離，嘩眾取寵。其次，課件的制作以粗不宜細(xì)，不能把課本上的內(nèi)容照搬到課件中。再次，教師在運(yùn)用課件時(shí)，需要對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，讓學(xué)生去推理、思考，而不能簡(jiǎn)單的將內(nèi)容展示給學(xué)生。

教學(xué)實(shí)踐證明，利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，只是改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式與方法，就目前而言，它還不可能完全取代傳統(tǒng)的教學(xué)模式，二者應(yīng)當(dāng)有機(jī)地結(jié)合。利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，雖可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中的效率低的不足，但我們有時(shí)還必須利用傳統(tǒng)教學(xué)中慢條斯理的分析和講解的特點(diǎn)來彌補(bǔ)數(shù)字化技術(shù)節(jié)奏太快的不足，學(xué)生也可以利用其間隙時(shí)間進(jìn)行思考和思維整理。解決一些較難解決的抽象問題時(shí)采取數(shù)字化教學(xué)效果較好，而諸如數(shù)學(xué)推導(dǎo)、邏輯推理等，采用傳統(tǒng)的“黑板式”的教學(xué)手段效果同樣較好。傳統(tǒng)的教學(xué)手段通過教師與學(xué)生的直接交流，能夠?qū)⑺季S的發(fā)生、形成乃至發(fā)展的過程“原汁原味”的傳授給學(xué)生。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，傳統(tǒng)教學(xué)手段更有利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。

2、把握適度的原則，防止信息濫用

利用數(shù)字化進(jìn)行教學(xué)，拓展了學(xué)生的視野，拓寬了學(xué)生的思維。但在教學(xué)過程中只是一味增加信息量，結(jié)果可能導(dǎo)致信息泛濫。久而久之，就會(huì)使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣。因此，在教學(xué)中要注意做到：

⑴教師在課堂上要注意學(xué)生的反應(yīng)，不斷的與學(xué)生進(jìn)行交流。⑵教學(xué)過程中，信息要適量，以留給學(xué)生足夠的思考空間。⑶教師要依據(jù)學(xué)生的接受能力進(jìn)行教學(xué)，一味的追求效率和信息量的增大只能達(dá)到事倍功半的效果。

3、加強(qiáng)培訓(xùn)，不斷提高教師運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)的能力 在課堂教學(xué)中，由于數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使得教師的角色發(fā)生了變化，課堂上教師由原來的主講者轉(zhuǎn)變成為利用多種媒體進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的組織者和設(shè)計(jì)者，這對(duì)教師的自身素質(zhì)就提出了更高的要求，要求教師不僅對(duì)自己所授知識(shí)內(nèi)容要全面、細(xì)致、熟練的掌握，而且還必須具備現(xiàn)代教育觀念和技能。教案也不是以前的純文字形式，而是具有現(xiàn)代教學(xué)特色的數(shù)字化課件和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教材。

教師制作數(shù)字化課件的技能，直接關(guān)系到授課質(zhì)量。就像傳統(tǒng)教學(xué)中教師的教案一樣，準(zhǔn)備的充分與否，教案的內(nèi)容粗細(xì)都會(huì)反映到教學(xué)過程中。教師只有具備了一定的媒體開發(fā)知識(shí)與媒體素材，才能將教學(xué)設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)與開發(fā)工具的技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來。因此，教師必須要了解和掌握教學(xué)設(shè)備的基本工作原理，熟練使用并掌握數(shù)字化教學(xué)設(shè)備的操作技能。但是，就目前來講，很多高校教師雖然結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐和需求，制作了一定數(shù)量的教學(xué)課件，但普遍感到力不從心。就像寫教案那樣，對(duì)這種新的教案不知道怎么寫才是合格的教案，這種教案在課堂上怎么使用效果更好。究其原因是制作數(shù)字化課件的技能欠佳。有的只能用PowerPoint部分功能制作課件。有的就是將word文檔當(dāng)“課件”使用，諸如Authorware、Flash等工具軟件均不會(huì)使用，更從何談及多種媒體有機(jī)結(jié)合的能力。因此，從各級(jí)教學(xué)主管部門到各院校都應(yīng)采取有力措施，加大對(duì)教師制作數(shù)字化課件制作技能的培訓(xùn)，提高教師數(shù)字化課件制作技能。

總之，科學(xué)、合理地在教學(xué)中利用數(shù)字化進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)該是一種行之有效的方式之一。當(dāng)然，在使用過程中，結(jié)合自身的實(shí)際教學(xué)情況進(jìn)行改進(jìn)，力爭(zhēng)做到數(shù)字化課堂教學(xué)的生動(dòng)豐富，同時(shí)要將數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)模式有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)揮它在教學(xué)過程中的積極作用，以提高教學(xué)效果。相信通過我們的努力探索，數(shù)字化技術(shù)會(huì)在課堂教學(xué)中大放異彩。

[1]趙富榮

多媒體技術(shù)對(duì)課堂教學(xué)的影響及對(duì)策

[2]王利,張景生,高國(guó)元,徐恩芹.淺談多媒體課堂教學(xué)中的互動(dòng)

[3]侍松門 李征宇 徐明 數(shù)字化多媒體教學(xué)設(shè)備在課堂教學(xué)中的運(yùn)用

第三篇：傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

提到智能時(shí)代，不得不提的就是物聯(lián)網(wǎng)和傳感器，物聯(lián)網(wǎng)就是整個(gè)的智能網(wǎng)絡(luò)，傳感器則是一個(gè)重要的組成部分。如果將物聯(lián)網(wǎng)比作一個(gè)人，那傳感器就是神經(jīng)末梢，是全面感知外界的最核心元件。傳感器就是將外界的各種信息轉(zhuǎn)換為可測(cè)量可計(jì)算的電信號(hào)，經(jīng)過設(shè)置的程序輸出結(jié)果，發(fā)送指令使各種事物可以不由人控制而只是由外界條件的變化自覺地調(diào)整行為。

物聯(lián)網(wǎng)，傳感器早已滲透日常生活中的每一個(gè)領(lǐng)域，上至宇宙海洋，下至醫(yī)學(xué)日用，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器?，F(xiàn)在只是智能技術(shù)的最初階段，例如：圖像傳感器，指紋傳感器，壓力傳感器等，人類需求的不斷提升，必然導(dǎo)致其技術(shù)的不斷進(jìn)步創(chuàng)新。

一、物聯(lián)網(wǎng)概念與定義

物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

現(xiàn)在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義至少有幾十種,都是不同領(lǐng)域?qū)＜覐牟煌I(lǐng)域定義的,我們?nèi)追N有代表性的供大家參考: 1.英語中“物聯(lián)網(wǎng)”一詞:InternetofThings,可譯成物的互聯(lián)網(wǎng)。

2.2005年ITU關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義:是一個(gè)具有可識(shí)別,可定位的傳感網(wǎng)絡(luò)。3.經(jīng)過與無線網(wǎng)絡(luò)(也含固定網(wǎng)絡(luò))連接,使物體與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通和對(duì)話,人與物體之間實(shí)現(xiàn)溝通與對(duì)話。能實(shí)現(xiàn)上述功能的網(wǎng)稱為物聯(lián)網(wǎng)。

4.作者比較贊成一種基于泛網(wǎng)及其多制式、多系統(tǒng)、多終端等綜合的物聯(lián)網(wǎng)的定義——或稱為廣義物聯(lián)網(wǎng)。

二、國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

從國(guó)際上看,歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作,并且已作了大量研究開發(fā)和應(yīng)用工作。如美國(guó)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶,所以非常重視物聯(lián)網(wǎng) 和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,它的核心是利用信息通信技術(shù)(ICT)來改變美國(guó)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)(金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等),改變政府、企業(yè)和人們的交互方式 以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。按歐盟專家講,歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)先于美國(guó),確實(shí)歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用作了不少創(chuàng)新性工作。在北京全球物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議上,他們 介紹了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》(Internetofthings-AnactionplanforEurope)其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引 領(lǐng)世界。

我國(guó)在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后,我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃《新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)》中有重點(diǎn)專項(xiàng)研究開發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”,國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。

在溫總理關(guān)于“感知中國(guó)”的講話后我國(guó)“物聯(lián)網(wǎng)”的研究、開發(fā)和應(yīng)用工作進(jìn)入了高潮,江蘇省無錫市一馬當(dāng)先率先提出建立“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、運(yùn)營(yíng)商、知名大學(xué)云集無錫共同協(xié)力發(fā)展我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)。

三、傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

一說到傳感器,可能大家就會(huì)往小的方面想,在物聯(lián)網(wǎng)的大概念下,一個(gè)泛在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),隨著參照物的不同,傳感器可以是一個(gè)“大”的“智能物件”, 它可以是一個(gè)機(jī)器人、一臺(tái)機(jī)床、一列火車,甚至是一個(gè)衛(wèi)星或太空探測(cè)器。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注傳感器的實(shí)際應(yīng)用,下面是按應(yīng)用方式進(jìn)行的分類。

1.液位傳感器:利用流體靜力學(xué)原理測(cè)量液位,是壓力傳感器的一項(xiàng)重要應(yīng)用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量。

2.速度傳感器:是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓膫鞲衅?適應(yīng)于速度監(jiān)測(cè)。

3.加速度傳感器:是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備,可應(yīng)用在控制、手柄振動(dòng)和搖晃、儀器儀表、汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、地震檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)、玩具、結(jié)構(gòu) 物、環(huán)境監(jiān)視、工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析,以及鼠標(biāo),高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。

4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜?？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾?元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監(jiān)測(cè)。

5.氣敏傳感器:是一種檢測(cè)特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳?xì)怏w、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測(cè)等。

6.壓力傳感器:是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。

7.激光傳感器:利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。

8.MEMS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機(jī)械電子傳感器,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和非電測(cè)量等。

9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測(cè)量的傳感器,常用于無接觸溫度測(cè)量、氣體成分分析和無損探傷,應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等。

10.超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等。

11.遙感傳感器:是測(cè)量和記錄被探測(cè)物體的電磁波特性的工具,用在地表物質(zhì)探測(cè)、遙感飛機(jī)上或是人造衛(wèi)星上。

12.視覺傳感器:能從一整幅圖像捕獲光線數(shù)以千計(jì)的像素,工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)和分撿。

雖然,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈包括傳感器和芯片供應(yīng)商、應(yīng)用設(shè)備提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)及服務(wù)提供商、軟件與應(yīng)用開發(fā)商和系統(tǒng)集成商。但是,作為“金字塔”的 塔座,傳感器將會(huì)是整個(gè)鏈條需求總量最大和最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)?！皞鞲衅魇俏锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐、應(yīng)用的支撐和未來泛在網(wǎng)的支撐,傳感器感知了物體的信息,RFID 賦予它電子編碼,傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演變是信息技術(shù)發(fā)展的階段表征?！?/p>

0905094128 劉繼源

第四篇：物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用

鄭繼偉，周偉智，鐘源，趙延

（計(jì)算機(jī)研究生六班）

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)給中國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域帶來深刻變化和深遠(yuǎn)的影響。本文主要闡述和分析了物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)——RFID射頻識(shí)別技術(shù)，以及它的工作原理，并且通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸行業(yè)領(lǐng)域中的早期的應(yīng)用實(shí)例，提出了物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的發(fā)展方向和推廣方案。期望在未來的鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域信息化中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠得到更廣泛，更深入的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)，鐵路信息化，RFID射頻識(shí)別，車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

The Application of IOT in Railway-Transportation ZHENG ji-wei, ZHOU wei-zhi, ZHONG yuan, ZHAO yan

(Graduate Class 6)

Abstract: The development of Internet of things technology will bring about profound changes and far-reaching effects in the field of railway transportation.This paper mainly describes and analyzes the key technology of The Internet of things – RFID, and its working principle, and put forward the development direction and some promotion schemes in the area of railway transportation from some early applications.We look forward The Internet of things to be more extensive and deeper application in the informatization construction of railway transportation.Keyword: The Internet of things, Railway Infomationization, RFID, ATIS 1.引言

縱觀鐵路發(fā)展歷史，從1825年鐵路在英國(guó)誕生以后，鐵路經(jīng)歷了從大發(fā)展到被冷落的過程。但現(xiàn)如今，鐵路又成為全球發(fā)展的熱點(diǎn)。在全球鐵路的飛速發(fā)展中，我們中國(guó)的表現(xiàn)令世界驚嘆。近幾年來，中國(guó)鐵路系統(tǒng)的發(fā)展更是有著相 當(dāng)大的增長(zhǎng)后發(fā)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)有機(jī)會(huì)建設(shè)世界最領(lǐng)先的鐵路系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)資料顯示，截至2010年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到9.10萬公里，居世界第二。其中，高鐵投入運(yùn)營(yíng)里程達(dá)8358公里，高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程高居世界第一。

回顧鐵路的發(fā)展，我們可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)鐵路在全球化的進(jìn)程中走向世界也成為必然趨勢(shì)。我國(guó)鐵路正在朝著高速鐵路、客運(yùn)專線方向發(fā)展。未來5至10年，我國(guó)快速鐵路和高速鐵路將會(huì)有很大的發(fā)展。目前大力推進(jìn)實(shí)現(xiàn)信息化是推動(dòng)鐵路和高速鐵路發(fā)展的迫切和必然要的需求。在不同的發(fā)展時(shí)期，鐵路信息化的目標(biāo)是不同的，而未來的幾年中，基于RFID射頻技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸當(dāng)中的應(yīng)用將會(huì)是21世界鐵路現(xiàn)代化的最重要任務(wù)。

2.研究背景和現(xiàn)狀

鐵路運(yùn)輸信息化建設(shè)的目標(biāo)就是將信息技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代鐵路的運(yùn)輸生產(chǎn)、管理和營(yíng)銷，從而提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障運(yùn)營(yíng)安全。由于傳統(tǒng)鐵路信息管理系統(tǒng)的不足，隨著鐵路系統(tǒng)的多次提速，客戶對(duì)于信息量的需求以及信息的實(shí)時(shí)性有了更高的要求，而且伴隨著RFID射頻技術(shù)以及傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，基于這些技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在高速鐵路運(yùn)輸上的全面應(yīng)用也變?yōu)榭赡堋?/p>

鐵道部已經(jīng)成功實(shí)施了一個(gè)信息系統(tǒng)——車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，其中采用了RFID技術(shù)，通過把RFID技感應(yīng)安裝到鐵路、橋梁及一些關(guān)鍵的設(shè)施利用物聯(lián)網(wǎng)使現(xiàn)有的信息網(wǎng)整合起來實(shí)現(xiàn)對(duì)于鐵路的設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施全面的管理，實(shí)現(xiàn)鐵路客運(yùn)管理的智能化推進(jìn)信息組織建設(shè)。還有紅外線列車軸溫檢測(cè)系統(tǒng)，通過在鐵路沿線區(qū)間設(shè)置的紅外線軸溫探測(cè)設(shè)備，將熱軸故障及時(shí)通過傳輸回線將信息傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中心，有效地跟蹤檢測(cè)軸溫變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱軸故障。這些都是目前國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)輸上的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。當(dāng)然，隨著3G建設(shè)和其在鐵路覆蓋的完善，為公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入鐵路物聯(lián)網(wǎng)世界提供了網(wǎng)絡(luò)和鐵路應(yīng)用服務(wù)的基礎(chǔ)。

3.物聯(lián)網(wǎng)與鐵路運(yùn)輸?shù)年P(guān)系

鐵道部信息技術(shù)中心擁有強(qiáng)大的初級(jí)物聯(lián)網(wǎng)信息資源。信息技術(shù)中心擁有充沛的網(wǎng)站資源，能提供豐富的業(yè)務(wù)接口；擁有以6E（電子貨票、電子運(yùn)單、電子查詢、電子保價(jià)、電子理賠、電子支付）為核心的信息管理手段；擁有LAIS 系統(tǒng)、5T系統(tǒng)、紅外線實(shí)時(shí)貨車、貨運(yùn)追蹤信息等獨(dú)有的IT產(chǎn)業(yè)，為貨物的實(shí)時(shí)追蹤提供支持；擁有全國(guó)統(tǒng)一IT網(wǎng)絡(luò)，虛擬網(wǎng)與實(shí)體網(wǎng)統(tǒng)一，可以建設(shè)統(tǒng)一數(shù)字通訊網(wǎng)，為現(xiàn)代物流提供遠(yuǎn)程支持；擁有鋪設(shè)世界一流傳感網(wǎng)的能力與手段；擁有為各中小企業(yè)或各企直通提供私有云計(jì)算平臺(tái)和建設(shè)虛擬信息中心的能力；擁有與網(wǎng)絡(luò)廠商和媒體的合作優(yōu)勢(shì)，與阿里巴巴、經(jīng)濟(jì)網(wǎng)、人民鐵道網(wǎng)有很密切的合作關(guān)系；擁有建設(shè)新型Home Office系統(tǒng)的能力，鐵路運(yùn)輸本身即含綠色、環(huán)保、低碳、創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的意義。

物聯(lián)網(wǎng)在鐵路物流很多方面都起到重要作用。首先，能顯著提高倉儲(chǔ)與包裝整理的安全效率。通過計(jì)算機(jī)和無線射頻識(shí)別技術(shù)管理，實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)化，一般統(tǒng)計(jì)，可減少存儲(chǔ)量17%，提高工作人員效率32%。庫存貨物堆碼實(shí)行分層疊加，提高倉庫利用率2至3倍，并實(shí)現(xiàn)了庫存貨物的實(shí)時(shí)管理，大大提高了倉庫周轉(zhuǎn)率。其次，貨物的裝卸搬運(yùn)煥然一新。無線射頻識(shí)別技術(shù)好像是為物流業(yè)量身定做的：原先商品的存貨量統(tǒng)計(jì)缺乏準(zhǔn)確性，填寫的貨物訂單往往不規(guī)范，不能及時(shí)清點(diǎn)貨物，不知道貨物在哪個(gè)環(huán)節(jié)損失或被盜竊了，需要耗費(fèi)許多人來清點(diǎn)和短途搬運(yùn)貨物。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)管理后，電子標(biāo)簽自動(dòng)引導(dǎo)裝卸機(jī)械作業(yè)或傳送帶裝卸作業(yè)，大幅度地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。然后，能使配送環(huán)節(jié)與物流各要素融為一體。如果物流配送過程中應(yīng)用了無線射頻識(shí)別技術(shù)，它能縮短作業(yè)流程，增加物流中心吞吐量；同時(shí)操作透明化了，這大大改善了作業(yè)質(zhì)量，任何物品出廠后，一直處于被跟蹤的范圍，流轉(zhuǎn)中大大減少可能的遺漏和差錯(cuò)；它還降低了流轉(zhuǎn)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)無紙操作，極大提高了管理水平。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用無線射頻識(shí)別技術(shù)，可減少庫存10%~30%以上，降低損耗50%左右，提高存儲(chǔ)率，銷售收入增加2%~10%。物流配送更加順暢合理，節(jié)約成本。最后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了人物相聯(lián)、物物相聯(lián)，它能把電子商務(wù)提升到新階段。

4.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)又叫傳感網(wǎng)，指的是將各種信息傳感設(shè)備，如RFID射頻識(shí)別裝置，紅外感應(yīng)器，GPS全球定位系統(tǒng)，激光掃描器等各種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，從而給物體賦予智能，實(shí)現(xiàn)人與物體之間的互聯(lián)，或者是物體與物體之 間的互聯(lián)。

物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。當(dāng)時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識(shí)別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”（簡(jiǎn)稱物聯(lián)網(wǎng)），這也是在2003年掀起第一輪華夏物聯(lián)網(wǎng)熱潮的基礎(chǔ)。

和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)具有鮮明的特征：

首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。

其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

另外，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同的用戶不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

支撐物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)主要有以下四種，他們之間的關(guān)系如圖Figure 1所示：

Figure 1物聯(lián)網(wǎng)四大支撐業(yè)務(wù)群

1.RFID射頻技術(shù)：一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

2.傳感網(wǎng)：借助于各種傳感器，探測(cè)和集成包括溫度、濕度、壓力、速度等物質(zhì)現(xiàn)象的網(wǎng)絡(luò)。具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)督監(jiān)控和信息共享與存儲(chǔ)管理等功能。傳感網(wǎng)技術(shù)使得目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的功能得到極大的拓展，使通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控各種環(huán)境、設(shè)施及內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理等成為可能。3.M2M：廣義上M2M可代表機(jī)器對(duì)機(jī)器（Machine to Machine）人對(duì)機(jī)器（Man to Machine）、機(jī)器對(duì)人（Machine to Man）、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器(Mobile to Machine)之間的連接與通信，它涵蓋了所有實(shí)現(xiàn)在人、機(jī)器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術(shù)和手段。

4.兩化融合：兩化融合是信息化和工業(yè)化的高層次的深度結(jié)合，是指以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路；兩化融合的核心就是信息化支撐，追求可持續(xù)發(fā)展模式。5.RFID射頻識(shí)別技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是利用無所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來的，其中最重要的技術(shù)就是RFID(Radio Frequency Identification)射頻識(shí)別技術(shù)。RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(Tag)，即射頻卡，由耦合元件及芯片組成，芯片中存儲(chǔ)著由管識(shí)別對(duì)象的信息，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信；閱讀器是用于讀取或者寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備；天線用于在標(biāo)簽和讀取器之間傳遞射頻信號(hào)。

RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：閱讀器會(huì)通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽(Tag)進(jìn)入該信號(hào)場(chǎng)后，接受閱讀器(又說解讀器)發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量將標(biāo)簽(即射頻卡)內(nèi)存儲(chǔ)的信息發(fā)送出去；然后，閱讀器通過接受天線接受到從標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號(hào)，并對(duì)接受的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后，送到后臺(tái)中央信息主系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理；最后，主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算推斷該卡的合法性，針對(duì)不同設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。如圖Figure 2。

Figure 2 RFID基本工作原理和基本組成

關(guān)于射頻卡的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由于目前生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的很多公司都采用自己的標(biāo)準(zhǔn)，所以國(guó)際上還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前可供射頻卡使用的標(biāo)準(zhǔn)有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。應(yīng)用最多的是ISO14443和ISO15693，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都由物理特性、射頻功率和信號(hào)接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部分組成。

6.RFID射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用

早在2001 年，RFID 技術(shù)就已經(jīng)運(yùn)用在鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中，成為物聯(lián)網(wǎng)目前在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域運(yùn)用最早的成熟典范。過去車號(hào)的抄錄和匯總?cè)靠谀?、筆記、手抄的人工方式進(jìn)行，錯(cuò)漏多、效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于漏抄車號(hào)造成了鐵道部貨車占用費(fèi)的大量流失。此外，鐵路用貨車數(shù)量龐大，車輛分散于全國(guó)各地，鐵道部每年都需要抽調(diào)大量人力、物力進(jìn)行清查、盤點(diǎn)，耗時(shí)費(fèi)力。在采用車號(hào)識(shí)別技術(shù)以后，鐵路車輛管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)的實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化，降低了管理成本。

該系統(tǒng)主要由車輛標(biāo)簽、地面AEI設(shè)備、車站CPS設(shè)備、列檢復(fù)示系統(tǒng)、鐵路局AEI檢測(cè)中心設(shè)備、標(biāo)簽編程網(wǎng)絡(luò)等部分組成。其工作流程是：先將車號(hào)信息及車輛的技術(shù)參數(shù)信息輸入車輛標(biāo)簽內(nèi)部存儲(chǔ)器(裝載在機(jī)車底部)；由地面的AEI設(shè)備實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地完成對(duì)列車車輛標(biāo)簽信息的采集，并將采集的信息進(jìn)行處理，通過專線傳輸?shù)杰囌綜PS設(shè)備；CPS 管理設(shè)備完成AEI 采集數(shù)據(jù)的處理，并向列檢復(fù)示系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，為車輛管理和設(shè)備維護(hù)提供可靠信息。在此期間，由鐵路局AEI監(jiān)控中心設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)地面AEI 的工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)、指揮AEI 設(shè)備維護(hù)，確保AEI 設(shè)備良好運(yùn)用，并實(shí)時(shí)接收AEI 采集的列車、車號(hào)數(shù)據(jù)和每臺(tái)AEI 產(chǎn)生的故障信息和設(shè)備狀態(tài)信息，通過對(duì)故障信息和設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行分析，及時(shí)了解地面AEI 設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)故障及時(shí)處理，同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)貨車標(biāo)簽的工作狀態(tài)。標(biāo)簽編程網(wǎng)絡(luò)的主要功能是在標(biāo)簽安裝前，將車輛信息寫入標(biāo)簽內(nèi)存的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，防止出現(xiàn)錯(cuò)號(hào)、重號(hào)車，并對(duì)丟失損壞的標(biāo)簽進(jìn)行補(bǔ)裝。

ATIS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，如圖Figure 3。

Figure 3 ATIS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)的投入使用，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車車次、車號(hào)的自動(dòng)識(shí)別、實(shí)時(shí)跟蹤和故障車輛的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、動(dòng)態(tài)管理等主要功能，大大提高了車輛利用水平和運(yùn)輸組織效率，同時(shí)也為我國(guó)鐵路探索更加科學(xué)化、現(xiàn)代化、智能化的管理模式提供了有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的普遍應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

7.物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向

近年來，隨著我國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專線建設(shè)步伐的加快，對(duì)鐵路信息化水平的要求越來越高，鐵路通信信息網(wǎng)絡(luò)也正朝著數(shù)據(jù)化、寬帶化、移動(dòng)化和多媒體化的方向發(fā)展，各方面的條件已經(jīng)基本滿足了物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。其中，在以下幾個(gè)方面尤為值得關(guān)注和期待：

1.客票防偽與識(shí)別：如果鐵路客票采用RFID 電子客票，其電子芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)是加密的，只有特定的讀寫器可以讀出數(shù)據(jù)，這將是對(duì)造假者以沉重打擊。同時(shí)車站及車上的檢票人員只需通過便攜式的識(shí)讀器對(duì)車票上的RFID 電子標(biāo)簽進(jìn)行讀取，并與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)就可以辨別車票的真?zhèn)?，大大加快了旅客進(jìn)出站的速度，為方便車站組織旅客乘降提供了便利。

2.站車信息共享：目前鐵路在站車信息共享方面還很不成熟，造成的經(jīng)濟(jì) 8 損失以及旅客列車資源浪費(fèi)的現(xiàn)象還比較嚴(yán)重。如果利用RFID 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息共享性，可以及時(shí)將車站的預(yù)留客票發(fā)售情況反饋給車上，同時(shí)將車上的補(bǔ)票情況反饋給車站，就可以清楚的知道有哪些車站的預(yù)留車票是沒有發(fā)售完的，從而方便車上的旅客及時(shí)補(bǔ)票。此外，通過該系統(tǒng)中乘坐人員的信息與車站售出車票信息對(duì)比，還可以查看是否有用假票乘坐列車的現(xiàn)象。

3.集裝箱追蹤管理與監(jiān)控：集裝箱運(yùn)輸是鐵路貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向，是提高鐵路服務(wù)質(zhì)量非常有效的運(yùn)輸方式，蘊(yùn)藏著巨大的增長(zhǎng)空間，具備很強(qiáng)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)際上集裝箱的管理基本都是使用箱號(hào)圖像識(shí)別，即通過攝像頭識(shí)別集裝箱表面的印刷箱號(hào)，通過圖像處理形成數(shù)字箱號(hào)采集到計(jì)算機(jī)中，這種方法識(shí)別率較低，而且受天氣及集裝箱破損的影響較大。如果將RFID 技術(shù)應(yīng)用到鐵路集裝箱，開發(fā)出信息化集裝箱，不僅能夠隨時(shí)觀測(cè)到集裝箱在運(yùn)輸途中的狀態(tài)，防止貨物丟失和損壞，也能大大提高鐵路集裝箱利用的效率和效益。

4.倉庫管理：在鐵路的貨運(yùn)倉庫管理方面，RFID 也可充分發(fā)揮其電子標(biāo)簽穿透性、惟一性的特點(diǎn)，借助嵌在商品內(nèi)發(fā)出的無線電波的標(biāo)簽所記錄的商品序號(hào)、日期等各項(xiàng)目的信息，讓工作人員不用開箱檢查就知道里面有幾樣物品。同時(shí)也可以防止貨物在倉庫被盜、受損等情況。

5.高速鐵路檢測(cè)：高速鐵路安全體系，有穩(wěn)定性要求，擴(kuò)展性要求，和移動(dòng)性要求。未來要達(dá)到的話，建立一個(gè)基于光纖無線融合傳感技術(shù)，構(gòu)建高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)檢測(cè)傳感物聯(lián)網(wǎng)，利用固定傳感、巡檢車傳感以及洞徹車載傳感等多種方式，實(shí)現(xiàn)全程動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，提供運(yùn)行安全態(tài)勢(shì)預(yù)警。

8.物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的愿景——IBM智慧鐵路

當(dāng)前全球范圍內(nèi)鐵路服務(wù)需求的增加，給現(xiàn)有的鐵路運(yùn)輸能力和基礎(chǔ)設(shè)施帶來前所未有的壓力。然而，日益老化的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)實(shí)踐往往無法解決這些問題。通過積極地采用新技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)來獲取整個(gè)鐵路網(wǎng)的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和分析，可以讓鐵路部門變得更加高效靈活，從而建立一個(gè)響應(yīng)速度更快、更加靈活的運(yùn)作環(huán)境。

IBM和Cisco 聯(lián)合設(shè)計(jì)鐵路行業(yè)智能解決方案提供了一個(gè)基于智能化信息 網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一信息系統(tǒng)，解決了運(yùn)營(yíng)中心、移動(dòng)車輛、車站和其他機(jī)構(gòu)間的有效的信息共享和管理流程集成。它是幫助鐵路行業(yè)提高運(yùn)營(yíng)效率的重要手段，也是鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)化的下一個(gè)方向和目標(biāo)。該套方案可以幫助鐵路運(yùn)營(yíng)單位通過一個(gè)結(jié)合了現(xiàn)有系統(tǒng)和新技術(shù)的開放架構(gòu)，來迎接新的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、客戶服務(wù)與運(yùn)輸安全的挑戰(zhàn)。

智能化的列車的解決方案可以支持以下功能：

集成和增強(qiáng)的通信功能——聯(lián)網(wǎng)的列車可以受益于覆蓋車輛內(nèi)外的集成多頻通信系統(tǒng)。這可以幫助我們有效地集成生產(chǎn)運(yùn)輸信息和提高獲取生產(chǎn)運(yùn)輸信息的準(zhǔn)確性，包括車號(hào)識(shí)別，車輛跟蹤，預(yù)防性維護(hù)和修理信息，車輛和乘務(wù)人員調(diào)度信息，列車編組，預(yù)確報(bào)信息和視頻監(jiān)控信息等，并且可以通過顯示屏和話音廣播播放提供乘客關(guān)心的信息（如準(zhǔn)、晚點(diǎn)預(yù)告，票額情況）。

數(shù)據(jù)采集——通過在預(yù)定的維護(hù)時(shí)間從車輛的關(guān)鍵系統(tǒng)搜集車輛運(yùn)行信息（例如軸溫檢測(cè)，剎車系統(tǒng)，車速等），實(shí)施地或者在在每天結(jié)束時(shí)將來自列車的運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到車輛管理和指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)生成實(shí)時(shí)的故障報(bào)告，提醒維修管理人員對(duì)存在問題的列車進(jìn)行維修，通過人工檢測(cè)和自動(dòng)檢測(cè)相結(jié)合，進(jìn)一步避免可能出現(xiàn)的故障隱患，提高列車的安全運(yùn)輸水平。

車載互聯(lián)網(wǎng)接入——通過為乘客提供更加有效、愉悅的乘車體驗(yàn)，可以增加上座率和提高乘客的滿意度。通過在列車中部署無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，鐵路行業(yè)運(yùn)營(yíng)單位可以為乘客和城間列車的乘客提供安全的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，一方面提高了乘客的滿意度，另一方面也獲得了基于服務(wù)費(fèi)用的新創(chuàng)收機(jī)會(huì)。

車載多媒體終端——通過車載的和可以網(wǎng)絡(luò)控制的多媒體終端，可以實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控車輛的運(yùn)行情況，提供增值的廣告發(fā)布手段，增加新的服務(wù)機(jī)會(huì)和收入。

構(gòu)建“智慧鐵路”愿景，包括以下幾個(gè)解決方案：

可感應(yīng)，可度量的解決方案——列車停運(yùn)的機(jī)率由于自診斷子系統(tǒng)的存在而大大降低。智能的傳感器在列車停運(yùn)甚至出軌前，就能發(fā)現(xiàn)潛在的問題。車廂可以監(jiān)控自身的狀況。

視頻監(jiān)控解決方案——智慧鐵路提供了一種更智慧的方法去協(xié)助人工監(jiān)控。IBM的先進(jìn)視像識(shí)別技術(shù)將可以把從攝像頭所收集到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和篩選，協(xié)助發(fā)現(xiàn)潛在危機(jī)，打造更好的安全鐵路。

遠(yuǎn)程傳感解決方案——運(yùn)用先進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在每節(jié)車廂的關(guān)鍵點(diǎn)處安裝傳感器，持續(xù)監(jiān)控車廂的情況并在火車改組時(shí)自動(dòng)檢測(cè)其編組，這些措施可推動(dòng)制訂一個(gè)可行解決方案以檢測(cè)，甚至預(yù)測(cè)潛在的災(zāi)難性故障。

資產(chǎn)管理解決方案——智慧的鐵路將可以實(shí)時(shí)收集并分析來自鐵路設(shè)備資產(chǎn)的信息以及性能的趨勢(shì)，并以此作為施行預(yù)測(cè)性維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，在優(yōu)化設(shè)備性能的同時(shí)最小化對(duì)于乘客的影響。

智能化的智慧鐵路解決方案——可感知和互聯(lián)互通的對(duì)象與流程和復(fù)雜的商務(wù)系統(tǒng)可以彼此對(duì)話，深度挖掘數(shù)據(jù)，分析相關(guān)性，連續(xù)而實(shí)時(shí)的進(jìn)行決策。智能被注入每一個(gè)系統(tǒng)以及流程，從而進(jìn)行與產(chǎn)品和人有關(guān)的生產(chǎn)、銷售、流通及服務(wù)。

商務(wù)智能解決方案——通過對(duì)供應(yīng)鏈、旅客出行模式等方面進(jìn)行智能分析，不但可以實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)力的提升以及鐵路資源的利用率，更可以減少鐵路的擁擠情況以及最小化對(duì)環(huán)境的影響。

而IBM提出構(gòu)建智慧的鐵路愿景，就是要利用其更透徹的感知和度量、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化三大特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能信息的網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而在整個(gè)鐵路系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部以及合作伙伴之間實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)和共享。在這個(gè)基礎(chǔ)上，感知和度量可幫助鐵路公司收集信息，進(jìn)而更好地監(jiān)控運(yùn)營(yíng)，而信息整合、復(fù)雜的分析可將戰(zhàn)略決策與新銳洞察結(jié)合起來，幫助鐵路系統(tǒng)提高服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)安全性、服務(wù)可靠性并節(jié)約成本。這個(gè)策略是鐵路信息化實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展的一條路徑，可以幫助打造安全、高效、綠色、智能的鐵路。

9.結(jié)束語

自2009年8月溫家寶總理提出―感知中國(guó)‖以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一寫入―政府工作報(bào)告‖，物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)受到了全社會(huì)極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國(guó)、歐盟、以及其他各國(guó)不可比擬的。雖然現(xiàn)如今關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展勢(shì)頭很猛，但很多關(guān)鍵的技術(shù)依舊處于探索階段。尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域，雖然我們國(guó)家在這方面已經(jīng)取得了一定的研究成果，但是要實(shí)現(xiàn)真正的鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)，以及所謂的―智慧鐵路‖還有很長(zhǎng)的道路要走。當(dāng)然，隨著RFID射頻技術(shù)以及傳感網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn) 步，相信不遠(yuǎn)的將來，在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域也能隨時(shí)隨出的感覺到物聯(lián)網(wǎng)帶來的深刻變化。

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第五篇：物聯(lián)網(wǎng)在公安系統(tǒng)中的應(yīng)用

淺談物聯(lián)網(wǎng)在公安系統(tǒng)中的應(yīng)用

——長(zhǎng)安分局政工科劉青劍

摘要：本文在物聯(lián)網(wǎng)呼之欲出的大背景下，結(jié)合公安工作的實(shí)際情況，從物聯(lián)技術(shù)在公安內(nèi)部管理和安全保衛(wèi)方面的應(yīng)用、物聯(lián)技術(shù)在博物館等重點(diǎn)場(chǎng)所管理方面應(yīng)用、物聯(lián)技術(shù)在野外救援和公安特殊任務(wù)中的應(yīng)用等三個(gè)方面淺析了物聯(lián)網(wǎng)在公安系統(tǒng)中的應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things），是指將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等多種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，將從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物（Human to Thing）和物與物（Thing to Thing）之間的溝通連接。

通過在物品上嵌入電子標(biāo)簽、條形碼等能夠存儲(chǔ)物體信息的標(biāo)識(shí)，通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式將其即時(shí)信息發(fā)送到后臺(tái)信息處理系統(tǒng)，而各大信息系統(tǒng)可互聯(lián)形成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)。從而可達(dá)到對(duì)物品進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、監(jiān)控等智能化管理的目的。通俗來講，物聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)人與物之間的信息溝通。溫家寶總理在《讓科技引領(lǐng)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展》的講話中，特別指出要著力突破傳感網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后IP時(shí)

代的相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，邁向信息社會(huì)的發(fā)動(dòng)機(jī)，將物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。

目前，物聯(lián)技術(shù)開始應(yīng)用于家居生活、數(shù)字化城市、安防、物流等多個(gè)領(lǐng)域。在公安業(yè)務(wù)方面，采用物聯(lián)技術(shù)的系統(tǒng)已經(jīng)率先應(yīng)用于交通管控、證件防偽、旅館人口管理等多個(gè)警務(wù)領(lǐng)域，如何更好的依托物聯(lián)網(wǎng)和傳感技術(shù)提升現(xiàn)代化警務(wù)的戰(zhàn)斗能力和服務(wù)水平是我們應(yīng)該研究的重要課題。

公安物聯(lián)網(wǎng)是將物聯(lián)技術(shù)和傳統(tǒng)警務(wù)進(jìn)行融合、應(yīng)用的平臺(tái)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最具發(fā)展?jié)摿Φ捻?xiàng)目。近年來物聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，不僅實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)、批量的對(duì)信息進(jìn)行采集，更為重要的是可以對(duì)物品進(jìn)行單項(xiàng)管理，全程跟蹤和信息溯源。大幅提升了傳統(tǒng)的管理模式，給現(xiàn)代化警務(wù)的多個(gè)方面提供了更為先進(jìn)的管理模式。今天我們主要來談?wù)勎锫?lián)時(shí)代到來時(shí)，物聯(lián)設(shè)備在公安系統(tǒng)中的應(yīng)用。

本文將從以下幾個(gè)方面淺析物聯(lián)技術(shù)在公安業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用：

一、物聯(lián)技術(shù)在公安內(nèi)部管理及安全保衛(wèi)方面的應(yīng)用

（一）物聯(lián)技術(shù)在公安停車場(chǎng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用

在這里我們要先引出一個(gè)概念，無線射頻識(shí)別（RFID）是一種高級(jí)的非接觸性識(shí)別技術(shù)。

其特點(diǎn)是1.）無需可視讀取，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別。2.）可識(shí)別靜止物體也可識(shí)別移動(dòng)物體。3.）可實(shí)現(xiàn)多個(gè)同時(shí)識(shí)別，識(shí)別率較高。4.）存儲(chǔ)容量大，可存儲(chǔ)相對(duì)較多的信息。其工作原理是：RFID標(biāo)簽在通過識(shí)讀器發(fā)出的射頻區(qū)域時(shí)，識(shí)讀器發(fā)出詢問信號(hào)，并讀取芯片中的信息到服務(wù)器，服務(wù)器也可同時(shí)通過識(shí)讀器寫入信息到RFID標(biāo)簽內(nèi)部。可做到雙向反饋。其標(biāo)簽內(nèi)部的（EPC代碼）為每一件物品建立全球唯一的開放性代碼，可實(shí)現(xiàn)追蹤、溯源，是物品全球唯一的身份識(shí)別ID。

公安停車場(chǎng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)就是基于RFID技術(shù)的一種物聯(lián)網(wǎng)管理模式，通過RFID傳感技術(shù)將車輛信息（包括車輛的牌號(hào)、車架號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)）存儲(chǔ)于標(biāo)簽中，當(dāng)車輛到達(dá)停車場(chǎng)識(shí)別區(qū)域，RFID電子身份證通過識(shí)別器向后臺(tái)服務(wù)器發(fā)送車輛信息，服務(wù)器通過系統(tǒng)比對(duì)確

認(rèn)車輛是否有通過權(quán)力，并確定是否放行。對(duì)放行車輛自動(dòng)安排泊車位置，完成整個(gè)泊車過程。（如圖所示）

本系統(tǒng)還可結(jié)合全球地理信息系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行交通引導(dǎo)管理和定位服務(wù)。交通引導(dǎo)服務(wù)可解決在處警過程中的交通擁堵，提高處警的時(shí)間。例如：上下班高峰期某小區(qū)發(fā)生了一起殺人案件，接到報(bào)警后，到達(dá)小區(qū)的路線有四條，但不能確定那條路不堵車，本系統(tǒng)可引導(dǎo)警車走最容易到達(dá)的路線，并隨時(shí)指揮車輛進(jìn)行改道，從而達(dá)到優(yōu)化處警線路的引導(dǎo)服務(wù)；定位服務(wù)可加強(qiáng)對(duì)警車的管理，可隨時(shí)掌控巡邏車輛的巡邏路線，解決公車私用等警務(wù)車輛管理問題。

（二）物聯(lián)技術(shù)在公安辦公場(chǎng)所自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用

本系統(tǒng)包括公安辦公場(chǎng)所管理，公安人員內(nèi)部管理，公安內(nèi)部保衛(wèi)管理，公安槍支、案件物證管理。

以一座大型的辦公樓為例，其內(nèi)部包括日常辦公區(qū)域、餐廳、健身區(qū)、槍械庫、物證室等區(qū)域。本解決方案是將RFID射頻技術(shù)和銀行卡相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)一卡多用的目的。

舉例說明：

1.當(dāng)一個(gè)警員開始一天的工作，早上上班到大樓門口識(shí)別區(qū)域后，識(shí)別器將電子身份證內(nèi)信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)授權(quán)決定放行與否。并確定進(jìn)入時(shí)間進(jìn)行考勤。對(duì)于沒有電子身份證的人員需要進(jìn)入辦公大樓的，可在門衛(wèi)處辦理臨時(shí)電子身份證，取得臨時(shí)電子身份證后可進(jìn)入大樓，如無電子身份中而暴力闖入的話，系統(tǒng)會(huì)反饋給后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警后保衛(wèi)人員可根據(jù)報(bào)警進(jìn)行相應(yīng)的處理。這樣即優(yōu)化了傳統(tǒng)的上下班考勤制度又解放了門衛(wèi)人員，并能夠有效的防止閑雜人等進(jìn)入辦公大樓。2008年上海閘北分局如果能夠使用本系統(tǒng)也不會(huì)發(fā)生警察局內(nèi)警察被殺事件。

2.進(jìn)入辦公區(qū)，不同的辦公室人員有不同的授權(quán)，根據(jù)授權(quán)不同可進(jìn)入不同的辦公室，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)會(huì)有相應(yīng)的授權(quán)，在授權(quán)范圍內(nèi)對(duì)工作進(jìn)行督導(dǎo)、檢查。

這樣就會(huì)有效的防止在工作時(shí)間，無正常交涉 的情況下，不同崗位的民警相互串門、聊天。

3.在用餐時(shí)間警員可用銀行卡到餐廳刷卡進(jìn)行消費(fèi)，每月的餐補(bǔ)可定時(shí)打入銀行賬號(hào)。可優(yōu)化財(cái)務(wù)人員的工作流程，又可使用餐簡(jiǎn)便化。

4.在健身區(qū)，警員在固定時(shí)段可進(jìn)入健身區(qū)進(jìn)行健身。由于健身器材有限，健身區(qū)不宜容納過多的健身人員，所以多健身時(shí)段和人員出入進(jìn)行授權(quán)。如：刑偵大隊(duì)每周四下午4:00——6:00之間，緝毒大隊(duì)每周五晚上6:00——8：00之間。規(guī)定時(shí)間內(nèi)授權(quán)人員可進(jìn)入健身區(qū)，其他人員則不能進(jìn)入，這樣即合理的安排了健身房人員調(diào)配，又可充分發(fā)揮健身房的作用，更好的維護(hù)健身設(shè)備。

5.在槍支保管方面，當(dāng)執(zhí)行任務(wù)需要攜帶槍時(shí)，在槍械庫領(lǐng)取槍支時(shí)，每個(gè)槍支將會(huì)有唯一的電子射頻標(biāo)簽（即槍支的編碼），警員有自己的電子身份證。槍支出庫時(shí)，服務(wù)器通過識(shí)讀器將槍支的電子射頻標(biāo)簽和警員的數(shù)字身份證進(jìn)行綁定，綁定后服務(wù)器可跟蹤記錄槍支和警員的行蹤，確保一人一槍，當(dāng)槍支和使用人分離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在后臺(tái)進(jìn)行報(bào)警提示。任務(wù)執(zhí)行完畢，槍支歸還槍械庫，解除綁定，即完成一次槍支的使用。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：能夠隨時(shí)掌握警員使用槍支的過程，做到槍不離人，并優(yōu)化了槍支的出入庫過程。達(dá)到自動(dòng)化管理。

6.在物證管理方面，制作專用的物證保管袋，對(duì)每個(gè)案件的物證進(jìn)行分類保管，對(duì)每一案件的物證建立RFID電子標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)案件的發(fā)案時(shí)間、地點(diǎn)、性質(zhì)、內(nèi)容簡(jiǎn)介及案件的物證名稱。當(dāng)警務(wù)人員要借案件的物證時(shí)，物證管理人員將警員電子身份證和物證電子標(biāo)簽讀入后臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器進(jìn)行關(guān)聯(lián)完成借出管理，使用完成后警員歸還物證到物證室，服務(wù)器解除兩者的關(guān)聯(lián)并做相應(yīng)記錄，完成一次借出、歸還。

以上是物聯(lián)技術(shù)在公安日常辦公場(chǎng)所的幾點(diǎn)應(yīng)用，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

二、物聯(lián)技術(shù)在博物館等重點(diǎn)場(chǎng)所管理方面應(yīng)用。

眾所周知，博物館等重點(diǎn)場(chǎng)所因特殊性決定了其對(duì)安全的要求級(jí)別較高，傳統(tǒng)的安全保衛(wèi)措施已經(jīng)不能很好的適應(yīng)當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的需求，多年前在電影《縱橫四?！分锌吹降谋I竊名畫的片段中應(yīng)用的紅外安保技術(shù)已經(jīng)不是什么高科技技術(shù)了，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給重點(diǎn)場(chǎng)所安保提供了新的技術(shù)支持。

這里我們探討，如果將物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用于博物館等重點(diǎn)場(chǎng)所的安全保衛(wèi)工作，博物館安保管理系統(tǒng)從架構(gòu)上來說，前段設(shè)備分為三個(gè)方面，第一是給每一件

文物建立一個(gè)RFID射頻標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)包括（文物名稱、館藏、簡(jiǎn)介等信息）；第二是在館內(nèi)區(qū)域安裝紅外攝像頭，攝像頭要求不留死角；第三是建立紅外光柵對(duì)射報(bào)警設(shè)備。三種前段設(shè)備與后臺(tái)服務(wù)器相連接，當(dāng)有不明物體入侵博物館時(shí)，紅外光柵會(huì)立即報(bào)警，當(dāng)入侵者破壞紅外報(bào)警系統(tǒng)后進(jìn)入館內(nèi)，紅外攝像頭會(huì)記錄入侵者的入侵軌跡，監(jiān)控設(shè)備也會(huì)在監(jiān)視端顯示并做處理。假設(shè)監(jiān)控設(shè)備也被事先破壞，RFID射頻標(biāo)簽將發(fā)揮終極作用，當(dāng)入侵者將貼有RFID標(biāo)簽的物體移動(dòng)時(shí)，后端服務(wù)器會(huì)給報(bào)警設(shè)備發(fā)出報(bào)警指令。如果館內(nèi)文物被盜走，警務(wù)人員也會(huì)根據(jù)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行追蹤，在最短的時(shí)間內(nèi)將丟失文物追回，這樣，三重保險(xiǎn)將絕對(duì)保證館內(nèi)文物的安全。

三、物聯(lián)技術(shù)在野外救援和公安特殊任務(wù)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，近幾年參加戶外探險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)的人群越來越多，在野外走失的人群也隨機(jī)增加。這樣公安部門的深山搜救成了一門新的課題。如何能確保搜救的同時(shí)保障搜救人員的安全呢？深山地形的復(fù)雜性和多變性決定了搜救的隨機(jī)性和危險(xiǎn)性，很多搜救隊(duì)員在搜救未果的情況下自己卻遇到了困難，由于大多數(shù)搜救團(tuán)體在深山內(nèi)沒有更好的溝通方式，隊(duì)員往往因延誤救治時(shí)間而產(chǎn)生更大的傷亡。而物聯(lián)技術(shù)能夠很好的解決這一問題。我們可以為每一個(gè)隊(duì)員建立一個(gè)RFID電子身份證，確?？梢噪S時(shí)監(jiān)控每一位隊(duì)員的所在位置，當(dāng)遇到極端天氣或者一些不可預(yù)見的狀況時(shí)，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)隊(duì)員的所在位置并對(duì)其進(jìn)行營(yíng)救。

另外由于犯罪的復(fù)雜性和多樣性，很多案件都有臥底存在，打入敵人內(nèi)部往往是最危險(xiǎn)的事情。如果能夠?qū)㈦娮由漕l技術(shù)和臥底相結(jié)合起來，我們就能隨時(shí)掌握臥底人員的動(dòng)態(tài)，保證其安全性。在這一點(diǎn)上我們值得研究和探討。

所以物聯(lián)時(shí)代將是下一個(gè)后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，如果說互聯(lián)網(wǎng)改變了當(dāng)代人們的生活，那么物聯(lián)時(shí)代將改變當(dāng)代人的思維方式。當(dāng)然物聯(lián)時(shí)代的到來也要求更高 的網(wǎng)絡(luò)安全。沒有堅(jiān)固的網(wǎng)絡(luò)安全，所有的物聯(lián)技術(shù)將會(huì)面臨隨時(shí)癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)，人類生下來就有自私的欲望，很所不法分子都在窺探網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的后門，都幻想能夠入侵到別人的系統(tǒng)中，從而達(dá)到自己不可告人的目的。所以我輩應(yīng)該在這一領(lǐng)域進(jìn)行認(rèn)真探索。這里就不做過多的贅述。

物聯(lián)時(shí)代呼之欲出，能否響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，做到科技強(qiáng)警，用科技武裝我警的各個(gè)領(lǐng)域，將物聯(lián)技術(shù)更多的應(yīng)用到公安工作中來是我輩應(yīng)該認(rèn)真思考并努力探索的課題。