时间：2022-09-22 01:18:24
1物联网在医院资产管理时的应用
现今的医院有诸如规模大、设备多的特点，那么传统的医院资产管理的方式不能完全的满足需求。为实现更高效的的管理，以及为了保障所有医院资产的安全，谨防医院资产的流失，从而就出现应用物联网的技术在资产管理中这样一个设想，并对整体系统主要部分有一个设计概念，即三个层次的管理构想。网络层上有无线网及以太局域网构成，主要是把识别器得到的标签信号发送至后台的应用管理系统。应用层上由应用软件和DBMS组成，主要承担任务的处理与数据存储。感知层上考虑到成本的问题，选择RFID无线射频识别技术和条码技术进行操作实现。通过物联网的技术在医院资产管理系统的应用。这种新系统明显地可以有效提升资产管理的效率，并且保障医院资产的安全性，更便于实现设备位置共享，让医院的资产管理不再繁琐，而是更系统化，简便化。减轻管理人员的繁复无谓的工作。当然也可以想象到跟着科学技术的进步以及物联网未来的推广，RFID能在整个资产管理范围中更受推崇，能够使得所有设备的智能化得以实现。
2物联网在病患信息管理的应用
目前，根据目前医院的服务和其工作性质与一般行业的不同性，医院方面亟需能够明物联网技术在医院管理中应用的研究文/张玉轩随着近几年我国经济发展水平和科学技术不断的提高，人们对于物联网技术也有了更高的关注度，在交通方面，零售行业，餐饮行业等行业之中对此都有了一定的实践和应用。在现代医院的管理方面，本文通过对于医院资产管理，病患信息管理以及在将来逐步形成的智能化医疗管理的分析，来探讨物联网技术在现代的医院管理的应用。摘要确患者的位置、用药和医用垃圾的追溯方法。首先确定患者位置可以有效保障患者出现突发状况时能够获得及时的抢救。用药追溯可以使得药物的使用和存储更系统化，科学化，也可以谨防药物缺失与召回。而追溯医用垃圾是为了能够判定医院或垃圾运输公司的责任，有效避免违规垃圾倾倒，从而发生医疗垃圾污染环境的大问题。物联网的出现和应用将为医院的患者信息管理做出极大的贡献。在手腕上佩戴了RFID即射频识别标签腕带的患者，以及使用了RFID标签药盒和医疗用垃圾袋，全部都可以通过无线网的全球无线定位的功能明确追踪到具体的位置信息。除了管理之外，值得一提的就是无线技术应用可以方便医院覆盖无线网络，提供给患者和其家属更好的网络服务。药物作为一种极其特别的商品，患者如果遇到了医院错误用药，使用了假药、伪劣药品或是过期的药物，不仅医疗效果大打折扣，更有可能危及生命安全。据可靠的相关统计，就在中国，一年至少会发生20万人因为医院错误用药，用药失误而发生死亡，用药出错的人数占了用药总人数的两成左右。因为这种重要的问题，诸多国家都开始使用高科技方式来针对药物进行追溯控制和监测，从而起到严厉打击假药，劣质药。物联网技术的出现无疑可以对整个医疗过程之中每一个药物进行唯一性检验，使用RFID的射频识别技术，有效的针对无法实时监控的药物原料采集，对中间半成品及其属性作出全程覆盖监控管理，避免了过去药物的条形码容易受潮、极易被损坏，条形码数据修改的许多问题。由此方法可以保证药物信息准确，便于共享追溯。而在医疗用品追踪方面，对所有的手术器械包中贴有RFID标签，用于收集与储存涵盖了手术器械的种类，具体到每个器械的编号、总数量、包装人员的工号、消毒日期等具体的手术器械使用信息。而管理系统将由这些信息来针对器械包的回收环节、清洗环节、包装环节、消毒环节、发放环节都进行记录，并且实行监控手术包使用信息，可以有效和尽力减少手术器械安全隐患，明确到了每一个环节人员责任，实现了责任到人的目的，方便出现了感染事故责任追溯环节。经历非典之后，我国的医用垃圾处理问题受到广泛的关注，根据最新的《医疗废物管理条例》，已经将医用垃圾处理管理采纳进了法制方式。医用垃圾的管理不单单是医院的管理问题，也直接关系到了公共卫生问题。由于如今信息化的管理已成为大趋势，医院以及医疗垃圾处理公司信息处理的能力逐渐提升，现在医用垃圾的RFID标签管理和实时监测等管理技术，逐渐实现了由过去传统的人工处理转而走向了现代化智能管理模式。物联网技术的有效合理使用已经实现了对于医用垃圾的运输控制，并且能够及时定位的医用垃圾去向额RFID监控系统也开始投入使用，这种物联网结合医院信息管理系统能够为有关部门高效监控医用垃圾做了更好的信息技术支持。
3对于物联网未来在医疗领域的应用
因为物联网未来将会在医疗领域大范围的应用、其中的流程十分复杂，为了面向医疗领域的物联网能够真正实现所有民众的医疗信息管理问题，急迫地需要解决异构信息的互相联接、互相联通以及互相双向操作的希望，在未来的医院管理体系结构一定需要结合现在使用的医院管理信息系统，而且一定要采用一种统一的标准来实现所以数据得交换、存储，共享。这种新的架构框架一定需要有包括兼容性、开放性及可扩展性等特性。但是，因为需要广泛普及物联网技术在医院管理之中的应用，就出现了如下几个问题还需论证和解决：比如如何解决面向医疗领域的物联网应用场合的问题，如何选择底层网络中的设备更节约管理成本问题，还有物联网技术与现在使用的医院信息化基础设施相互融合的问题。
4结束语
通过以上对于物联网技术在医院管理应用的分析以及讨论，我们可以更好的了解到，在对于医院资产管理，病患信息管理以及在将来逐步形成的智能化医疗管理之中，物联网的技术已经成为一种大势所趋。该技术的应用也能使医院在其管理工作中有了更高效，更科学的出色表现。
作者:张玉轩单位:兰州市中医医院
生长环境的好坏决定着农产品的质量，植物的健康成长更是与其环境息息相关。除此之外，自然因素对植物的生长有着决定性的作用，最主要的则表现在：光线的强度及阳光照射时间的长短、土壤环境、二氧化碳浓度、水分的控制等等，这些都共同决定了植物的生长状况。现代科学技术还可以在一定程度上改变植物的生长环境，通过改变其土壤中的养分及空气中二氧化碳的浓度，来对植物的正常生长环境进行合理的控制，通过这种方法可以在某种程度上提高果实的结果率，再利用现代化生物技术等来提高农产品质量，从而为企业迎来更好的发展。
2物联网技术的实施方案
2.1传感器单元物联网技术农业专家系统想要获得更好的应用效果，在传感器方面，需要做到对症有效。
2.1.1气体温度传感器在国外的先进国家这种传感器技术已相对纯熟。我国主要采用瑞士公司推出的单片数字温湿度传感器，来对空气温度进行传感探究。这种高端传感产品具有可靠性和稳定性等特点，可以在一定程度上大幅降低了获取数据的难度，并有效增强了其抗干扰能力，做到低能耗、高灵敏、高性价比等特点。在实际的农业栽培培养技术中，可以利用这种气体温湿度传感器来更加准确的获取环境信息，并为以后的农作物生长提供相应的材料资源。
2.1.2土壤水分温度传感器该传感器主要利用时域反射原理进行设计，并通过将其埋藏在土壤的方法，更好地检测土壤中水分的分布情况。土壤水分温度传感器可以与采集器结合使用，利用这2种现代科技可以对土壤中各种理化性状、气温变化及人为水分管理进行合理化监测。除此之外，这种传感器可适用于各种土壤环境，并对其土壤水分情况进行精确的判断，并将数据及时上传到数据库中，以便人们对其合理控制。
2.1.3光照传感器这种传感器的主要特点在于，其体型较小、使用时间长、密封性好、精准性高、可控效果好，可以更好地抵御因自然环境造成的干扰，从而对现代温室环境进行合理监测。
2.2数据采集单元
2.2.1无线传感器采集器通过传输数据的方式将采集器所采集到的信息及时传送到管理系统当中，使人们可以在第一时间对农作物生长情况做出准确的监测及处理。采集器主要包括数据采集和传输2方面，其特点则表现在安装简便、使用成本低等。对采集器的电路本身而言，其主要包括信息处理电路、复位电路、A/D/D/A转换器、晶振电路、显示电路等等。
2.2.2多通道无线数据采集器这种多通道数据采集器可以采集多种信号，而信号则主要表现在物理模拟信号和数字信号2种。通过这种采集方式可以有效解决传统的人力、物力和资源等问题，除此之外，还具有防水、防晒、安全采集、防雷击等优点。物联网农业专家系统可以实现在数据上的多种显示技术，在数据采集、打印、存储等方面更是具有突出的特点。
3结论
通过给货箱或旅客行李贴上RFID标签，在机场柜台、行李传送带、安检处、货仓处等地方分别安装RFID读写器，利用RFID读写器获取RFID标签信息[9]，利用ZigBee无线通讯的自定义传输协议传输数据，完成了对航空货物的查询与管理，了解货物的状态、位置及配送地方，并实时、准确的定位跟踪。并且进入货仓后，针对某些特别重要的物品可以绑定ZigBee终端，直接通过将ZigBee终端传输协议自定义为唯一的编码方式，直接通过ZigBee终端设备将物品的信息传递给服务器，实现多方式对货物的定位跟踪，更加实时与精确。服务器、数据库和航空物流管理系统之间数据交互通过局域网进行，采用UDP网络编程进行数据传输。
2系统设计与实现
航空物流管理系统的设计由硬件设计、软件设计和网站设计三部分组成，采用模块化化设计思想，完成整体方案设计。
2.1硬件设计与实现随着RFID传感器技术的普及率的提高，RFID标签廉价并可重复使用。数据传输方便，并且可以基于用户的要求处理自定义加密算法[10]。本系统RFID-ZigBee主从节点模块包括RFID标签、RFID读写器和ZigBee无线网络。其中RFID读写器射频模块采用的TI公司生产的TRF7970A，并将900M天线连接到读写器天线端口，微处理器采用的是超低功耗MSP430F2370，微处理器通过SPI总线接口方式连接射频模块，并通过RS232连接到ZigBee终端模块。ZigBee无线网络模块微处理器采用的是TI公司生产的CC2530，它符合2.4GHzIEEE802.15.4标准的第二代片上系统，提供一流的选择性、共存性、出色的链路预算、高达125°C的工作温度和低压工作性能，ZigBee采用自组织网实现数据传输通信[11]，CC2530的接口电路如图1所示。
2.2软件设计与实现RFID协议设计是在IAR嵌入式工作平台Kickstart环境下完成的，Kickstart是一种集成开发环境（IDE），用于为MSP430微控制器构建和调试嵌入式应用。调试器完全集成，用于源和反汇编级调试，支持复杂代码和数据断点。RFID读写器功能是在VisualStudio2008集成开发环境下，采用MFC（MicrosoftFoundationClasses，微软基础类库）提供的基于对话框的应用程序框架进行程序开发。RFID读写器根据ISO15693标准规范协议和指令实现寻卡、读写、锁定、复位等功能，RFID读写器与PC通过RS232连接，操作界面如图2所示。ZigBee无线射频模块数据通信软件设计用IAREmbeddedWorkbench工具开发的，IAR软件是一套用于对汇编、C语言或是C++语言程序编写能进行编译、调试并完成下载的嵌入式开发软件。协调器的组网，终端设备和路由设备发现网络以及加入网络。协调器：给予ZDO层网络形成反馈信息，发送网络启动事件到ZDApp层，接着转到ZDApp_event_loop（）函数，启动网络事件；终端器和路由器：当发现有网络存在时，网络层将给予ZDO层发现网络反馈信息。然后由网络层发起加入网络请求，如加入网络成功，则网络层将给予ZDO层加入网络反馈。数据库可在MicrosoftSQLSever2005开发环境下，根据设计需求完成建立，主要对象有客户（Customer），订单（Order），人（Agent），机场（Airport），航班（Flight），其关系如图3所示。
2.3网站设计与实现网站是在VisualStudio2010集成开发环境下，采用VisualC#中的Web应用程序进行开发设计，采用的数据访问技术来实现网站与数据库数据的交互。为保证系统软件的灵活性，软件核心与网页应尽量分离。航空物流管理系统主要使用者是物流客户、人和机场，网站主要功能有登陆、注册、人管理和机场管理，（如图4所示）。网站首页用于客户查询、用户登陆及注册，机场管理员页面可以查看所有通过自己机场的货物信息，选择是否通过安检，并对物品进行定位跟踪管理，人管理员页面可以根据日期、客户和订单号查询自己的货物信息，并且有添加客户货物信息的功能。
3系统测试
经过测试，系统能基本满足设计要求。对错误信息的处理方面，在网页中用语言来提醒用户该输入何种信息，并在后台程序中规定信息的格式并在误输后弹出提示信息直到输入正确，具有一定容错能力。
4结语
鄞州区共辖24个镇（乡、街道）社区卫生服务中心，所有社区卫生服务中心均开设预防接种门诊，按日或按周开展疫苗预防接种工作。所有接种门诊按月上报下月疫苗使用计划，区疾控中心根据下级上报计划数按月运送疫苗至镇（乡、街道）接种门诊。疫苗配送运输设备为冷链车，车中放温度计进行温度监控。区疾控中心疫苗储存在冷库，接种门诊疫苗储存在普通冰箱和低温冰箱。区疾控中心冷链测温采用一般温度监控仪，接种门诊冷链测温采用人工记录，按照卫生部印发《预防接种工作规范》规定，冷链设备管理人员需每天2次查看冷链设备温度并填写温度记录表。区疾控中心不定期下乡检查基层冷链管理工作质量。因所有工作基本靠工作人员手工进行，所以存在如下问题：①疫苗冷链监管工作看似简单，实则繁琐，需工作责任心强，每天必须实地查看冰箱温度，双休日也无法例外；②监管体系中需要大量的按部就班式的温度信息采集和记录工作，全部用人工完成。如果工作责任性不强，其准确性和真实性就难以保证。有的地方的温度记录连续几个月都为同一温度，与上级检查时的即时温度相差较大［2］，更有可能因为技术和管理不当造成损坏［3］；③由于疫苗的流通、储存是分布在全区不同地点，无法进行全区层面的温度数据的集中化的实时查看、监管、汇总、分析；④如遇疫苗异常反应需提供疫苗冷链环节依据时，手工记录因真实性不强难以避免来自外界的质疑；⑤疫苗运输途中温度由人工采集记录，效果难以保证；⑥如遇停电，白天尚能采取冷链保障应急措施，晚上则无法获悉电力供应情况，如果整晚停电，则疫苗冷链堪忧。
2基于物联网技术的冷链监测系统介绍
2．1物联网涵义
物联网是基于互联网、传统电信网等信息的承载体，使所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。具体是指通过射频识别（RFID）、无线传感网（WSN）、全球定位系统（GPS）、红外传感器、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。从物联网可分外在形式和内在本质两种情况来看，外在形式可被视作是射频识别、无线传感网、全球定位系统、红外线传感器、云计算、各种系统软件等技术的融合体，但从内在本质可认为是“网式JIT思想”的体现。“网式”是针对点、线（链）而言，用来形容各种节点间错综复杂关系的状态。“JIT（justintime）”是指信息的快速准确采集、信息的实时更新、信息的快速传送、信息的快速分析处理等要求，能够在主体需要时刻刚好响应，几乎无时滞［4］。物联网的“网式JIT”对疫苗冷链储存及运输的影响是变革性的。
2．2系统应用
现在物联网技术的发展，可以利用物联网技术建设疫苗冷链实时监测系统，通过信息化手段实时掌握冷链系统各环节的实际运行状况，利用各种通信网络进行自动监测处理，从而确保疫苗冷链始终处于受控状态，消除冷链失控而带来的各种隐患。鉴于物联网原理，鄞州区应用无线温度传感器（RFID）、网关、服务器等设备，结合相关软件组成了一套覆盖全区24个接种点的基于物联网技术的疫苗冷链实时监测系统。将采用物联网技术的无线温度传感器放置在区疾控中心冷库和每个接种点的冷藏设备中，通过无线方式将冰箱的实时温度传送到RFID网关，RFID网关设备可以收集多个无线温度传感器的实时数据，并且将该数据打包发送到中心服务器，中心服务器将数据进行保存，并且根据预设的温度告警范围判断是否超限。如果超限则通过短信系统自动发送告警提示短信给接种点的相关负责人，以便其及时处理。RFID网关与中心服务器间通过发送心跳信号来监测网络中断、停电等故障，当服务器在一定时间内没有监测到接种点的RFID网关心跳信号，就判断为接种点发生通信或停电故障，自动发送接种点故障或停电的短信到工作人员手机上。见图1。其中冰箱内的无线传感器采用型号为RF100T,其测温范围为50℃～零下50℃，测量精度达到±0．5℃，无线传送距离放置在冰箱内可以至少达到20米，其内置电池可以连续工作3年以上。RG1000E无线网关则提供了100M网络接口，同时支持GSM无线网络传输，可以同时接收100个的RF100T无线传感器设备的实时数据，完全满足实际需要。对于疫苗配送过程的温度跟踪，通过将带记录功能的无线温度传感器放置入冷链包内，在疫苗放入冷链包的时刻启动温度记录，在运输过程中按照一定的时间间隔记录温度，在疫苗配送完成后，通过无线网关将温度传感器内的数据自动下载到服务器。全区24个接种点的所有冰箱内均安装了RF100T无线温度传感器设备，并通过RG1000E无线网关实时传输数据到疾控中心服务器，在疾控中心内部网络的所有电脑上，均可以通过浏览器的方式访问，根据权限可以查询到各接种点的冰箱实时温度数据和历史温度数据。图2示鄞州区某镇社区卫生服务中心接种门诊冷链设备某段时间温度曲线。
3应用效果
运用物联网技术建设疫苗全流程冷链监测系统，在疫苗冷链工作中具有如下优势：①相比较于人工记录而言，利用物联网技术进行温度监测是实时的，RFID在不停的采集温度数据并自动记录，每一个疫苗冷链冰箱均有一条属于自己的温度曲线，数据真实、准确、有效；②疫苗存放在冷库或冰箱时，RFID会把实时的温度信息传送到监测系统中，管理人员即使坐在办公室或休息在家，只要登陆系统或访问互联网网址，就能获悉冷链设备实时温度，管理人员不必再实地查看冷链设备温度；③当冷链车出发送苗始，放入冷链包的RFID在忠实地记录着疫苗温度的变化，送苗结束可以获得完整的送苗过程中的温度监测曲线，解决了疫苗配送过程中的冷链监测问题；④工作人员即使休息在家，亦无需担心冷链室冰箱温度失控，假如冰箱温度超过规定设置（常温2℃～8℃；低温零下18℃～零下22℃），系统会自动告警，发送短信到工作人员手机。工作人员接到短信，可及时采取相关措施，保障疫苗冷链安全；⑤便于日常工作质量管理，区疾控中心需检查和督导基层冷链管理工作质量时，登录系统就一目了然，可看到各镇（乡、街道）接种门诊冷链室内所有用于存放疫苗冰箱的实时温度数据，此举不但节省了路途的时间成本和汽车耗费成本，且可真实提高日常工作质量；⑥工作人员可从繁琐的业务当中脱身，将精力更多地用在对特殊情况的处理及更高层次的管理。
4分析与讨论
一、国内外研究现状
国外金融危机引起的增长低迷还没有消退，但大量围绕电力、通信、交通、环境的智慧型基础设施依然加紧实施。基础性的关键技术研究不断进步，如美国加州大学、麻省理工学院、奥本大学、宾汉顿大学、克利夫兰大学等在极低功耗无线传感网络、自组织传感器网络、传感器网络系统的应用层设计、基于IP的移动网络和自组织网络方面、结合无线传感器网络等方面开展研究，新加坡国立大学在无线传感器网络方面进行研究，物联网标准也在加快研究。另外，RFID技术、GPS/GIS技术的应用持续升温，IPv6、M2M、3GPP等技术的研究渐趋成熟，近距离无线通讯、传感器网络、泛在网络等网络技术也随物联网技术应用而快速成长，这也显示了物联网技术研究的不断进步。国内最早于1999年启动传感网工程，由中科院对物联网技术工程项目进行专门研究。近年来有更多的科研院所参与了物联网的研究，在物联网无线传感器网络节点方面研究突出的有南京邮电大学的UbiCell系列节点、中国科学院计算技术研究所的GAINS系列节点、香港科技大学的无线传感器网络节点；在无线传感器网络的软件及平台方面突出的有：南京邮电大学无线传感器网络研究中心开发的基于移动的无线传感器网络中间件平台、南京邮电大学的无线传感器网络集成开发平台MeshIDEMeshIDE、中国科学院宁波计算所的无线传感器网络分析与管理平台。在物联网理论研究方面提出许多具有创新性的想法的有，南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学。归纳总结上述研究不难看出，第一类属于基础性研究，如标准、节点、网络、平台等等，这类研究会对今后物联网应用提供支撑；第二类属于技术应用研究，如RFID、GPS/GIS、IPv6、M2M、3GPP等等，技术比较成熟，但更需要要研究整合应用；第三是理论方面研究，也有待于实践的验证。然而，上述三方面都不属于完整的物联网系统研究，该课题正好是要从一个完整的物联网出发去对物联网系统进行研究。
二、研究目标和内容
课题的研究，是根据智慧实验室建设的环境对感知、控制的具体要求以及使用人的功能要求，研究设计在小规模试验的环境下建立一个可供体验、实训、研究的物联网技术支撑平台及网络架构。1.研究智慧实验室建设传感网网络架构，根据新校区智慧实验室建设，各智慧教室的空间分布情况及功能分布情况进行相关的研究设计，提出完整的传感网网络架构方案。2.物联网技术支撑平台，研究传感及控制系统集成模块、管理系统模块及智能处理模块三个部分集成为一个整体的物联网，构成物联网技术支撑平台方案。该课题研究的核心内容是由感知及控制系统集成模块、管理系统模块及智能处理模块三个部分集成后形成的物联网。该系统不仅将三个部分叠加到一起，还将三个部分有机的集成，特别是智能处理模块要达到智能化的功能，要随时访问另外两个模块的数据，并根据访问的数据分析处理做出准确的判断，输出控制信号到控制系统交给执行机构执行。因此，要解决的重点问题是构成由三个系统模块组成的有机集成系统——物联网。要突破的难点问题是如何按照智慧实验室建设环境下对感知、控制的具体要求及使用人的功能要求，设计出有机集成的三个系统模块方案，并使其达到功能要求的智能化。
三、研究方法和实施步骤
1.准备阶段，完成课题研究方案的设计、论证与申报；确定课题组成员及其分工，建立课题研究网络，完善课题管理办法；进行课题支撑理论的学习与培训，制订课题实施预案；建立原始档案。2.设计阶段，根据初步方案进行系统的设计，系统设计中修改初步方案中不合理的内容，确定实施方案。3.编程阶段，根据实施方案设计数据标准、底层数据库及三个模块的程序流程图，并建立系统模型；根据设计阶段的实施方案中标准、数据库及程序流程图，并依据模型进行三个模块的系统编程。4.调试阶段，三个模块分别编程，并且相互连接，以及进行相应的模拟仿真调试；在仿真调试没有问题的情况下，分块连接各智慧教室设备进行分别调试，对照前述的功能及关系进行系统集成调试。5.总结阶段，系统分析过程资料，提炼、整合研究成果，撰写课题研究工作报告和结题报告，形成课题成果。6.前期研究及资料准备，从2009年起，我校对物联网系统开始进行研究，并主持2011年的校级重点课题《关于物联网发展方向的跟踪及相关专业设置的研究》，成果之一就是物联网智慧校园体系结构的设计。团队根据对物联网研究的成果、对物联网发展方向的研究及物联网人才需求的调查研究，成功申报了贵州商专物联网应用技术新专业。课题成果构成实训中心物联网技术的应用系统方案，该课题的后续课题可升级为学校实训中心系统，在前面的基础上升级为智慧校园系统。主要用作物联网应用技术专业的实训系统，同时也作为亮点供校内外师生体验物联网的概念，还可作为物联网研究的系统平台。
作者：张树军 单位：贵州商学院
有线传输和无线传输是变形监测物联网数据及指令传输采用的2种主要方式。有线传输由于受到传输距离的限制，其应用范围有限；无线传输目前主要采用基于GPRS／CDMA的无线数据通信方式，GPRS(GeneralPacketRadioService，通用分组无线业务)和CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）是在GSM系统上发展起来的新的数据通信技术，其特点与优势就是将移动通信与因特网这两大热门技术联合了起来，带动了物联网领域向全IP网络的方向发展，为远程监测、区域大、布线困难、数据流量小的应用场合提供了很好的应用机会。本系统的数据传输是通过CDMA或GPRSDTU(DataTransferUnit，数据传输单元)的无线终端设备实现的。一般地，常常采用2种工作模式实现数据传输，一是传输两端均为DTU设备的点对点模式；二是一端为DTU、一端为无线数据服务中心的中心对多点模式，此时仅需保证现场具有良好、强烈的信号，保证传输效果即可，故对现场设备并无特殊要求。考虑到城市轨道交通内不同区域信号强度不同，通信信息覆盖范围也有差别等情况，中心对多点的工作模式被确定为本系统的工作模式，而现场的CDMA或GPRSDTU则通过设置于采集计算机的无线数据服务中心实行集中管理。
2变形监测物联网应用层的软件配置
DAMS-IV型智能分布式工程安全监测系统是本系统的应用层，该系统是在WindowsNT网络环境下，基于Windows98/NT工作平台开发的一款工程安全自动化监测系统，具有较广泛的使用功能，例如，演示学习系统、在线安全评估、辅助工具、文档资料、测值的离线性态分析、报表制作、监控模型／分析模型／预报模型管理和帮助系统等日常工程安全管理的所有常规内容。
3静力水准系统工作原理
静力水准仪利用连通液的原理，多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面，通过测量不同储液罐的液面高度，经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。
4工程应用
本工程为宁波轨道交通某新建车站基坑近接某既有车站开挖工程，新建车站为明挖地下4层岛式车站，设计埋深为32.22m，覆土厚度3m，与既有线车站主体建筑的水平距离约16～24m。新建车站基坑埋深大，地质条件复杂，施工风险大，为实时掌握新建车站基坑施工对既有线车站线路变形的影响情况，保障既有线路安全运营，对本工程采用变形监测物联网系统进行线路变形沉降静力水准监测。
4.1测点布设
根据新路变形沉降监测需要，分别在既有运营线路车站的左、右线路中线各布设1条监测线，每条监测线布设10个监测点，监测点间隔12m，共布设20个静力水准监测点。每条监测线对应1个基准点，基准点采用独立坐标系统，布设在离最外侧监测点40m左右的轨道结构外侧，远离变形区域。监测点的平面布设位置如图4所示。
4.2数据通信
信号通信设备由通信电缆、供电电缆、标准RS-485现场总线、电源箱等组成，现场RJ-S型智能电容式静力水准仪通过RS-485现场总线与标准型模块化智能数据采集单元DAU2000实现通信，DAU2000数据采集单元通过GPRSDTU通信模块实现与因特网的连接。DTU的基本用法是在DTU中放入1张开通GPRS/CDMA功能的SIM卡，DTU上电后先注册到GPRS/CDMA网络，然后通过GPRS/CDMA网络和数据处理中心建立连接，将数据采集单元获取的数据传输到控制中心的PC机上。
4.3数据采集及分析
关键词 物联网导论 课程改革 过程化考核 实践化教学
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.11.028
Introduction to Networking Technology Process
and Practice-oriented Reform
WANG Juan， ZHANG Luqiao
（College of Information Security Engineering， Chengdu University of Information Technology， Chengdu， Sichuan 610225）
Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with， and it is important for students to build things technical framework and application process， it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience， we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program， the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.
Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching
1 问题与研究现状
1.1 研究对象
作为“智慧中国”的重要组成部分，物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势，培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才，教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。
物联网技术导论作为物联网工程专业的核心课程，是物联网专业学生接触的第一门专业课程。主要讲授物联网从感知层，传输层，数据处理层到应用层的整体技术流程，以及每层的关键核心技术，对学生建立正确的专业概念，整体的专业技术框架有重要意义。
1.2 实践教学中的现有问题
目前对物联网技术导论课程的教学方法主要是以讲授为主，平时留有课后作业，课程考核方式以期末闭卷考试为主，期末卷面成绩占总评成绩的70%。该教学模式在教学实践中出现以下问题：（1）单一讲授的教学模式不能适应物联网多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映物联网涉及学科非常多，仅每个学科简单理论概念的讲解，就已经非常庞杂，学生很难把握其脉络。且现有技术的应用与行业背景密切联系，单纯的理论讲授效果不佳。反映在课堂提问中学生往往答非所问，或者完全无法理解题目意思。（2）一考定论，平时不学，考前突击现象突出。但是由于知识点繁杂，突击背诵效率不高，且不及格率较高。（3）死记硬背现象突出，对技术理解不深。对于物联网产业环境和应用流程的理解和技术在应用中的创新上，有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。在平时的考查中，我们发现学生对死记硬背的技术点掌握得尚可，但是碰到综合应用题，大部分同学就不知所措。
面对以上主要问题，现有的物联网技术导论课程教学方法和思想必须改变。否则，不光是导论课应有的目的不能达到，还直接影响后续物联网专业课程的教学。
1.3 国内研究现状
目前对物联网技术导论课程的改革成果总体来说并不多，公开文献较少，这与物联网工程本身是新专业，物联网导论课程本身涉及技术较多，知识体系复杂都有关系。已有的一些改革方案如下：
文献[1]提出物联网导论的课堂要引入启发式教学法，即将课程内容归纳提炼，提出问题启发学生思考。其次，采用案例式教学法，把生活中物联网的实际应用案例渗透到整个教学内容中。还强调应用交互式教学法，运用多媒体教学环境辅助教学，例如播放物联网相关理论与技术相关视频和短片，加强互动，提高学习兴趣，拓展知识面。
文献[2]提出适当增删教学内容，讲授内容忌深、忌细，引导学生转变学习方法，促进良好学习习惯的养成，注重培养学生的综合能力。
文献[3]提出改进课程大纲设计、提升教师能力、改进教学资源等多个方面，以提升物联网导论课的教学质量。
文献[2]与文献[3]所提措施，对物联网技术导论课和其他课程都适用。实际上，在已进行的几届学生的教学中，我们已经使用过上述方法，事实证明，此类广泛适用于一般课程的方法并不能解决物联网技术导论课程中的具体问题。而文献[2]所提改进课程大纲、教学资源等，其实是涉及到物联网技术体系架构的问题，已经有教育部牵头的教学指导组在负责梳理，本文暂不讨论。
文献[1]提出了一些比较具有操作性的课程教学方法，总结起来就是提问启发，案例讲解，多媒体互动教学。实际上我们在授课的时候已经使用了这些方法，但是教学效果仍然不够理想。例如：提问启发，如果问题简单，学生还基本能够回答，如果问题真的是启发式问题，而且是书上和网上都查不到现成答案的问题，则大部分学生表现出完全没有思路，更不要说回答问题。案例和多媒体互动在本校理工类课程中的使用也已十分广泛，物联网技术导论课程也不例外。上课过程中也给同学们播放了相关视频短片，行业应用短片，对比没有播放这些案例的情况，学生的理解程度确实有所提高，但是提高幅度也比较有限。如果是跟播放视频直接相关的设计类问题，学生根据视频还能回答部分内容，但是要求学生从该视频的技术方案做延伸，更换应用场景，则大部分学生又非常茫然。例如：课程中有播放精细化农业的相关技术解决方案，从感知、传输到最后数据处理与反馈服务都做了说明。学生观看后，如果问该应用领域问题，比如前端要用什么传感器，部署在哪里，学生还能回答。但是，要学生变化技术的应用场景，将技术应用在另一森林防火场景中时，部分学生还能把类似要用的传感器列举出来，但是不知如何部署。这说明要加深学生对物联网知识体系的理解程度，仅靠观看案例、提问启发是不够的，物联网技术导论课程的教学改革还需要进一步深入。
2 过程与实践化的课程改革方法
2.1 原因分析
根据课下座谈，统计课程出勤率，考试通过率等方式获取的信息，我们认为影响学习效果的主要原因有二：其一，理论和实践相脱节，虽然已经用案例视频，多媒体互动等教学方式，但明显还不足以让学生理论联系实际。其二，虽然有课程作业，平时提问和抽查，但是平时努力学习的学生仍然只占少数，大部分学生的学习积极性不高。针对这两个主要问题，我们提出过程与实践化课程教学改革方法。
2.2 方法的具体内容
对学习自觉性强的学生，提供多种课外实践参观机会，帮助学生理解技术在实际中的应用，理论与实践融合;对学习自觉性差的同学，采用过程化考试方法，督促其平时努力学习。
（1）实践化教学：物联网是多交叉学科，知识点非常多，光靠课堂教学肯定不能尽善尽美，所以要加入实践教学环节。
①在课外布置思考与设计题目，指导学生自学，并自主解答问题、动手设计简单的物联网应用。如果有较为优秀的学生，让其在课堂上讲解自己的设计方案。
②建立完善的课程考核体系，增加实践能力考核环节。将作业、演讲、课外参加的比赛情况等都当作考核方式，按合理比例计入总评成绩。改变以往期末卷面考试这种单一的考核方式。
③在条件允许的情况下，可建立物联网实训实验室，并配备相应的器材等。我们与四川省成都市物联网产业联盟形成良好合作关系，借他们的物联网技术展示厅让学生实地了解物联网技术及其应用。
（2）过程化考核：以上考核方式加上学院的过程化考试系统，分阶段进行上机考试，最大程度避免一考定论、突击应付等不合理现象。目前的具体操作是：当讲完一阶段（感知，传输，处理）即上机考试本阶段技术要点，成绩以比例计入总分，最后课程完结还有一次总体性考试，4次考试成绩的加权总和才是本门课程的考试成绩，并算上平时作业、提问等平时成绩作为最后总评成绩。这样一来，12周课程，每隔三周就有一次阶段考试，加上平时的抽查与作业，有效督促了学生的平时学习。
2.3 方法实施的效果
2011年本学院设定物联网专业，2012年开始开设物联网技术导论课程，2013年进入实践化教学，14年引入过程化考核，图1显示了历年课程的考试情况，以60分以下为不及格，80分以上为良好。图1很清楚的显示，刚开始时物联网技术课程的不及格率高达约30%，后来引入实践化教学后下降至12%，到最后引入过程化考核后直接下降到7%左右，而良好率逐年上升，连续2年保持在70%左右，达到了改革的目的。
3 总结与展望
经过四年物联网技术导论课程的教学实践，提出了物联网技术导论课的过程与实践化改革方案，从理论联系实践的角度，帮助学生从整体上理解单个技术在物联网应用流程中的作用与在技术框架内的位置。并用作业、抽查、过程化考核，督促了学生的平时学习。实际的考试成绩反映该方案取得了比较理想的效果。最后，在和后继课程老师的交流中，发现导论课对技术框架的讲解和物联网应用解决方案的设计要强加，否则学生在学习后继课程中会陷入具体技术问题，而忽略整体应用，导致技术路线不清，不知道自己应该深入学习哪些知识。
参考文献
[1] 周璀.《物联网概论》课程教学改革与研究.科技教育，2013：35，198.
关键词：物联网技术与应用 教学目标 知识体系 内容安排 教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0162-03
物联网（Internet of Things，IoT）概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，随着技术和应用的发展，物联网内涵不断扩展[1]。目前业界普遍认为：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[2-5]。
物联网可以广泛应用于经济社会发展的各个领域，引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革，成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎[6]。近年来，在“两化融合”和“感知中国”等国家战略背景下，物联网发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。我国经济社会各领域蕴含巨大的物联网应用潜能，众多行业对物联网技术人才需求旺盛[7]。为此，中国传媒大学于2012年通过教育部审批，依托理工学部信息工程学院网络工程系开办物联网专业方向，成为全国较早面向本科生开设物联网专业方向的高校之一。
1 课程教学目标
《物联网技术与应用》是网络工程系物联网技术专业方向学生学习的第一门专业课，其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术，对物联网在各个领域的典型应用有所认识，在此基础上了解物联网系统的整体框架，明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系，为后续的学习打好基础，同时激发学生的学习兴趣[8]。因此，《物联网技术与应用》课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量，进而影响到我国物联网技术发展的进程[9]。
2 课程知识体系及内容安排
2.1 知识体系
物联网的架构分为3个层次：感知层、网络层和应用层，如图1所示[1]。
感知层是物联网的“皮肤”和“五官”，用于识别物体、采集信息，是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。感知层中的自动感知设备包括：RFID标签与读写设备、传感器、GPS、智能家用电器、智能测控设备等；感知层中的人工生成信息设备包括：智能手机、智能机器人等。
网络层分为接入层、汇聚层与核心交换层。接入层通过各种接入技术连接最终的用户设备。汇聚层的功能为：汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换；根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理，以及安全控制、地址转换、流量整形等处理；根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境。汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线路构成了传输网。
应用层可以进一步分为管理服务层和行业应用层。管理服务层通过中间件软件实现了感知硬件与应用软件物理的隔离与逻辑的无缝连接，提供海量数据的高效、可靠地汇聚、整合与存储，通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算，为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务。行业应用层由多样化、规模化的行业应用系统构成，包括：智能电网、智能环保、智能交通、智能医疗等。
此外，涉及感知层、网络层与应用层的共性技术包括信息安全、网络管理、对象名字服务与服务质量保证等。
2.2 内容安排
《物联网技g与应用》课程的内容安排[10-12]如图2所示，其中，各部分包含的主要内容有[1-6]以下几方面。
物联网概论：物联网发展的社会背景、技术背景；物联网的定义与主要技术特征；物联网体系结构；物联网关键技术与产业发展。
RFID技术：自动识别技术的发展背景、条形码简介、磁卡与IC卡的应用、RFID、RFID应用系统结构与组成、RFID标签编码标准。
传感器技术：传感器；智能传感器与无线传感器；无线传感器网络；无线传感器网络通信协议与标准。
嵌入式技术：智能设备的研究与发展；集成电路；嵌入式技术的研究与发展；RFID读写器与中间件软件设计；无线传感器网络节点设计；可穿戴计算研究及其在物联网中的应用；智能机器人研究及其在物联网中的应用。
移动通信技术：通信技术的发展；移动通信技术的研究与发展；3G技术与移动互联网应用的发展。
定位技术：位置信息与位置服务；物联网中的位置服务；定位系统；移动通信定位技术、基于无线局域网的定位技术、基于RFID的定位技术、无线传感器网络定位技术。
数据处理技术：物联网数据处理技术的基本概念；海量数据存储技术；物联网海量数据存储与云计算；物联网数据融合技术；物联网中的智能决策。
信息安全技术：物联网信息安全中的四个重要关系问题；物联网信息安全技术研究；RFID安全与隐私保护研究。
物联网的应用：智能电网；智能交通；智能医疗；智能物流。
3 课程教学方法
自2014年春季学期《物联网技术与应用》课程首轮授课起至今，笔者已从以下几方面做了有益尝试，取得了良好的效果。
3.1 采用“翻转课堂”模式将课堂内外相结合
翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。该教学模式需要学生在课后完成自主学习，即自主规划学习内容、节奏、风格和呈现知识的方式，可以通过看视频讲座、听播客、广泛阅读各种书籍、与其他同学讨论等方式进行。教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习体验。翻转课堂是对传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆。
在该课程的讲授方式上，笔者尝试引入“翻转课堂”模式，转变以往授课过程中教师“满堂灌”、学生只是被动接受的传统教学模式，利用教学实践中小班授课、学生人数较少的优势，使每位同学都有机会走上讲台，轮流充当“教师”的角色，过一把“教师瘾”，从而充分调动学生的学习积极性和主动性。具体的实施过程为：首先，请每名学生选取物联网学科中自己较为感兴趣的一项具体技术作为自己的讲授对象，通过广泛查阅书籍文献资料、上网搜索最新科技资讯等方式了解该项技术的来龙去脉、前世今生及发展前沿。然后，请学生自制课件，通过文字、图片、视频等方式形象生动地向大家讲解艰涩枯燥的具体技术内容。其间，其他同学可以随时提问，形成良好的互动效果，极大地活跃了课堂气氛，同时也锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力。最后，由教师点评学生的表现，指出其讲解的优缺点，并补充完善知识点内容。学生的个人表现很大程度上决定了该门课程的个人结课成绩。通过3年来具体的实践，笔者发现学生们搜集资料的深度和广度都远远超出了笔者的预期。作为老师，在授课的同时也收获了很多新知识，达到了教学相长的目的。
3.2 教学与科研相结合
教师授课过程中应避免简单生硬地照本宣科，而应以自身的科研经历和科研体会现身说法，以激发学生的学习兴趣。物联网作为一门新兴学科，发展日新月异。每轮备课时都要加入新的科技进展，对于教师来讲，在科研方面需要不断地关注科技前沿动态，及时更新知识，极具挑战性。就笔者而言，由于一直从事数据挖掘领域的研究，在讲授第八章《物联网数据处理技术》时，就结合目前正在进行的有关电视节目受众收视情况的数据挖掘研究课题，以实验中具体的数据、模型为例，为学生讲解数据挖掘技术的具体流程和其中的关键步骤，从而进一步加深学生对该技术的理解程度。
3.3 “走出去”与“引进来”相结合
“走出去”是指教师应当经常参加国内外相关教研机构组织的高校物联网专业建设的培训班、研讨会等，广结同行，吸取其他兄弟院校专业建设、课程改革的成功经验，达到“它山之石可以攻玉”的目的。此外，还可以与国内一些专业从事物联网技术的企业建立良好的合作关系，建立学生实习、实训基地。学生可以到企业实地参观相应的产品生产线，以便与课堂中学到的知识点概念、原理联系起来，获得感性认识，从而加深理解。同时，学生可以利用寒暑假时间到企业实习或选派学生到企业进行毕业设计，不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式，还可以为企业提供专业的人才，拓展学生的就业渠道[13]。
“引进来”是指教师应当定期邀请国内外物联网专业的权威教授、相关技术人员走进课堂、走上讲台，为学生带来最新的行业发展信息。此外，在教材选择方面，教师应当不局限于国内出版的一些经典教材，还应当广泛引进国外的外文教材，追踪国际领先的前沿技术[14]。
综上所述，文章从“物联网技术与应用”课程的教学目标、知识体系及内容安排、教学方法等方面进行了探讨。由于物联网技术是近年来的新兴技术，该课程也是中国传媒大学理工学部信息工程学院网络工程系自2014年首次引入的新课程，一切还在逐步摸索过程中，因此，探寻一套适合本专业学生的课程教学方案任重道远。
4 结语
此文是笔者近3年来参加物联网专业建设研讨班培训、备课、授课的心得体会。由于笔者的验有限，考虑问题难免有失偏颇，望与各位读者共同探讨。作为一名青年教师，笔者未来仍然需要逐步沉淀，不断思考、总结、实践，为培养出社会需要的物联网专业人才贡献力量。
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【关键词】 物联网 RFID WSN M2M
一、物联网定义与意义
物联网的现状和研究进展分析：从美物联网发展历程图中可得，美国在世界领先的研发实力的支撑下，采用了从基础研究、应用研究到市场开发的“长线”信息技术发展模式，不仅抢得了信息技术发展的先机，而且，还不断地实现了新的技术飞跃，引领着信息技术革命的潮流和发展方向，掌控着信息技术国际标准制定权。这对于我国物联网的发展可以借鉴两点：第一，在加大物联网应用的同时，丝毫不能放松物联网基础研究，第二，抓住新一轮新兴科技的先发优势，参与国际标准的制定。欧洲的信息科技建设和经济发展一直不甘落后于美国，虽然近期欧洲地区正面临整体经济衰退、人口严重老龄化、气候变暖问题等诸多问题，但欧盟一直致力于推动欧洲共同体的统一发展。
二、物联网技术
最近，越来越多的文献谈论物联网的事情，所以我们列出了一些如下。
文献[1]提出了物联网的定义是，通过无线射频识别（射频识别）、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，根据合同协议，将任何商品与互联网连接，进行信息的交流和沟通，目的是实现智能识别、定位、跟踪和监控和管理。
文献[2]提出的互联网的定义，是一种基于网络的协议标准和交互交流的动态的全球网络基础设施能力的自我配置，在事物的物理和虚拟的范围之内物体的特性有如身份特点、互联网的物理特性，拟人化的特性，他们可以通过综合信息网络连接。
文献[3]提出物联网的定义是，通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网进行信息交换和通信，这个网络的目的是实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
文献[4]提出的物联网的特点是可以针对每个对象，每个对象网络都可以被控制，每一个空间网络都可以沟通。
文献[5]提出了物联网是刚刚过去的大量的网络和互联网连接更进一步深入，是他们具体应用的区域划，是很多增值服务的新一代在广阔的网络平台的集合。在技术方面，它是传感器，传感器网络和RFID等感知技术、通信网络技术、智能计算技术等的集成，实现全面感知、可靠传输，聪明的理察，是一个网络连接的物理世界，智能化、高清，将成为物联网关键词。
文献[6]提出近年来物联网技术受到人们广泛的关注，我国“十二五”规划中已明确将物联网作为战略性新兴产业来培育发展。作为物联网核心技术之一的RFID技术，将决定着物联网的发展程度。
文献[7]深入分析MES重构需求和监控需求，提出以模块粒度维和信息粒度维为主线的可重构制造执行系统体系结构（Reconfigurable Manufacturing Execution System Architecture，RMESA），系统研究了 MES 实现快速重构和实时监控的理论和方法。
文献[8]主要从路径检查、所有权转让、标签群组证明以及中继攻击四个方面对基于RFID技术的供应链系统的安全和隐私问题进行了初步的探索，从而提出了两个新的供应链路径检查协议PSAM和PCOMS，并且提出了一个基于可信第三方的所有权转移方案FIT，以及提出了两个新的标签群组证明协议GPO和GPI。
文献[9]中无线 Ad Hoc 网络以其无中心、自组织、多跳路由的特点在众多无线网络中独树一帜，并且在军事和民用等领域得到了广泛的应用。然而，事物总是具有两面性。无线 Ad Hoc 网络研究中，面临着网络拓扑动态变化、节点能量有限、信道带宽有限等诸多挑战。
文献[10]提出无线传感器网络本质上是一类资源受限的网络。通常情况下，无线传感器网络节点采用电池供电，有限的能量限制了网络生存期。作为一个嵌入式系统，节点的计算能力和存储能力都较小；节点间通信带宽也比较低。
文献[11]中无线传感器网络（Wireless Sensor Network， WSN）的能量严重受限。对WSN进行剩余能量实时监测（Residual Energy Real-time Monitoring， RERM），是了解WSN生命周期情况的根本途径。RERM 对设计和检验节能算法/协议具有重要意义。针对现有 RERM 研究中常见的脱离实际问题，对面向应用的 RERM 进行了系统、深入的研究。
文献[12]中在移动多媒体应用驱动下，以高速无线个域网为背景，从媒体访问控制（MAC）层协议优化、通信协议的高层次设计以及系统级的低功耗设计方法等方面，对无线个域网多媒体片上系统（SoC）进行了深入研究。
文献[13]提出在无线通信，特别是卫星通信和下一代移动通信系统（3G）中，数据传输占有越来越重要的地位。反观无线信道，由于大气环境、地形和移动的多重影响，信道的状态极其不稳定，这给数据传输的可靠性带来了极大挑战。自动请求重传（ARQ）技术，特别是混合ARQ（HARQ），在提高传输的可靠性方面发挥了巨大的作用。
文献[14]提出网络编码通过将多个数据包组合在一起，并利用数据包之间的相关性来解码，网络编码巧妙解决了有向网络中组播最大流等经典的理论难题，大大提高了网络容量和资源的利用效率，并在优化网络管理和提高网络的安全性等诸多方面都具有重要价值。无线信道的广播特性使得网络编码在无线网络中有很大的应用潜力。
文献[15]研究无线网络中的公平性调度问题，针对三种典型的网络结构，分别研究在无线衰落信道下，如何在保证公平性的前提下高效率的利用有限的系统资源。面向不同设计目标，设计了不同的公平性调度策略。
文献[16]提出无线网络编码是网络编码技术研究的一个重要方向，而具有本地化特性的机会网络编码则是无线网络编码技术领域中一个简单实用的分支。针对无线机会网络编码吞吐性能优化的基础性问题，从理论框架、调度算法和应用改良三个层次系统性地展开了理论和应用研究，从而提出了一套理论框架，提出了一个有常数界保障的近似算法，提出了一套实用的译码缓存机制。
文献[17]提出在无反馈信道的条件下，基于数据分割和不等错误保护，提出一种在无线网络中可靠传输 H.264/AVC码流的联合信源信道方法。根据 C 型数据对错误传播影响的程度将其分为若干子型，对 A、B 和 C 型数据提供不等重错误保护，并采用基于迭代改进的双向局部搜索算法。随着丢包率增加，可提供更平稳的重建视频质量。
文献[18]围绕着 RFID 读写器中一个重要部件-功率放大器（PA）的关键技术及应用展开讨论。首先对 CMOS 功放技术进行了总结，着重分析了 CMOS PA 应用于 RFID 中的关键技术。在此基础上，以一个单片 CMOS 功放的实现为起点，围绕两个常用的 RFID 通信协议，就相应的读写器中发射机前端关键电路的实现展开了研究。另一方面，将 RFID 技术进一步推广到零待机功耗无线开关的设计中，最后还研究了便携式读写器中的功率控制技术。
文献[19]提出无线传感器网络是物联网的基础和主要组成部分。
文献[10]对无线传感器网络分布式调度方法进行研究。本文对无线传感器网络分布式调度方法进行了深入的研究，并针对无线传感器网络能量受限的特点，提出了四个分布式调度方法。首先，提出了一类实用的、协作分布式的调度方法。其次，提出了一种 WSN 分布式自学习调度方法。最后，提出了一种 WSN 分布式进化自学习调度方法。
物联网前沿技术主要包括RFID（射频识别技术），WSN（无线传感器网络），ITS（智能交通系统），GPS（全球定位系统），Lorawan技术（低功耗广域网规范），云计算技术，物联网感知层IPV6技术，嵌入式技术。
中国物联网100个前沿技术报告汇编指出的内容主要包括如下方面：智能机器人在物流方面的应用情况和前景，物联网技术框架，物联网体系结构，智能农业，智能健康医疗监护，物联网助力煤矿行业，数字化油田，智能楼宇，智能网络夜视，物联网技术框架与标准体系，智能机器人在物流行业的应用，物联网安全性能分析，MEMS（微机电系统）传感器，TCP/IP的智能家居系统，RFID标准，智能安防，智能RFID在工业控制住的应用，智能建筑中的消防自动报警系统，基于GPS技术的冷链物流解决方案，浅析ABB智能照明系统在智能建筑中的应用，LTE（长期技术演进，4G LTE）承载解决方案及分析，5G关键技术，ZigBee组网技术在电力SCADA中的应用，虚拟化技术能否开启云计算之门，物联网技术发展与低碳经济，三网融合，物联网技术之GPS导航仪分类及说明，试论物联网发展对C网演进路线与策略的影响，无线传感器网络的建模分析，无线传感器网络技术及其仿真平台分析，红外传感技术面面观，数字化、网络化、智能化―DVR发展趋势，物联网时代车载信息系统技术发展方向，南京新建地铁售检票系统后台维护用上物联网技术，光纤宽带推广中的困局与解困之道分析，航空领域RFID技术应用与分析，无所不在的无线网络无所不能的智慧城市，电容式触摸传感器的技术与应用，手机视频监控技术应用，机动车超速检测系统，采用LabVIEW和NI无线传感器网络监测名胜古迹。由此，我们知道物联网的关键技术有RFID技术，传感器技术，无线传感器网络技术，LoraWAN技术等等，主要应用在医疗方面，交通方面，家居方面，环能方面，机器人方面等等。
三、物联网的实际应用
物联网主要包括组播网，ZIGBEE网络，WSN网络，LORAWAN网络，蓝牙网络，红外网络等等。群体软件工程是实现云计算，物联网，大数据的途径。云计算源于大数据，物联网可以通过云计算来实现。群体软件工程是实现大数据的重要途径，尤其数据分析，数据仿真和数据挖掘技术。大数据促进了科研第四范式的出现和发展。在科学发现领域，第一范式，是指以实验为基础的科学研究模式。第二范式，即理论研究为基础的科学研究模式。第三范式，即利用电子计算机对科学实验进行模拟仿真的模式。第四范式，主要针对非结构化数据。
数据密集型科学发现（Data-Intensive Scientific Discovery），也就是现在所称的“大数据”。 物联网标准化工作非常重要，物联网标准化是规范物联网应用的重要手段和必要条件。
群体软件工程的群体特性可以促进物联网标准化问题的解决。2005年，国际电信联盟（ITU）在《The Internet of Things》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，除 RFID 技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。物联网实际上是指面向一个特定领域或者行业的、拥有超量数据的一个复杂信息系统，比如智能交通、智能电网、现代物流、医疗健康、信息栅格都是物联网的典型应用。
物联网的这些典型应用决定了必须使用群体软件工程的方法去实现物联网。首先，可行性研究和需求分析。其次，概要设计。然后，详细设计。最后，编码和测试维护。由精英进行上层规划，再众包给大众完成。群体软件工程普遍应用于智慧城市，智慧医疗，现代国防，智能交通，智慧森林，智慧农业，智能家居，航天等等之中，由上层精英规划和执行较难部分，其他部分由大众一起完成，设计者就是使用者，运用大众的力量，将软件工程普及推广[20]。
致谢：
感谢北京工业大学和软件学院博士奖助学金的资助和培育。首先，感谢导师侯义斌学习科研生活各个方面的帮助和指导关心！无论是课程选择和课程授课，还是开题报告撰写，侯老师都倾注了大量的心血，也给予了很耐心的指导和帮助，并提供良好的学习和科研环境，使我在愉悦的学习科研中授人以渔的学会了科研的方法。同时，感谢提供和搭建的自我实现价值的平台。侯老师智慧敏锐，洞察力超前超高，他渊博的专业知识，丰富的科研经验，严谨的治学态度，精益求精和不辞辛苦的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己，宽以待人的崇高风范，朴实无华，平易近人的人格魅力深深感染我并使我由衷的敬佩！不仅在专业方面教导我如何去做科学研究，还让我知道了许多待人接物和做人做事的道理。在此，向侯老师及其家人表示感谢。同时，感谢所有鼓钗业男У讲┦康睦鲜γ呛屯学们和朋友们，感谢工大和软件学院和8楼和我所在的实验室的老师们和同学们，感谢软件学院专家教授对我的各种宝贵建议，感谢我所在的校院级研会和班级宿舍以及党总支等组织。然后，感谢实习单位北京海军总医院等等。其次，感谢家人王印付，王桂芬等等，感谢石家庄铁道大学，燕京理工学院，迁安一中等等。最后，感谢文后所有参考文献的作者。
参 考 文 献
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关键词：物联网；管理信息系统；实践教学；实验项目；课程设计
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）13/14-0138-04
“管理信息系统”课程是一门综合性、交叉性课程。内容涉及信息技术、系统工程、管理学、行为科学等诸多学科。其中信息技术是管理信息系统设计和实施过程中的重要影响因素。物联网是信息技术发展的新浪潮和未来趋势。物联网技术将会成为管理信息系统开发的重要技术基础。李瑶、陈磊等探讨了物联网在物流管理信息系统开发中的应用。[1-4]物联网在信息系统方向相关课程的实践教学改革也得到了较多的关注，常杰提出了基于物联网的物流实训中心的构建方案[5]，赵婉鹛以“智慧物流”的实验构建为实例，提出将物联网引入高效商科类实验的基本思路、方法和途径[6]，赵刚探讨了面向物流工程专业的物联网实验系统的建设。[7]但以物联网技术为主题的“管理信息系统”实践在教学研究中尚不多见。在“管理信息系统”课程中如何有效融入物联网技术是一个值得探究的课题。
问题描述
当前，在管理科学与工程类专业开设的“管理信息系统”课程中，教师讲授与信息技术有关的内容存在如下问题。
1.知识点分散
“管理信息系统”课程中关于信息技术基础部分的介绍，主要包含数据库技术、网络技术、条码技术、EDI技术、RFID技术、GPS/GIS技术等。由于课程性质和课时的限制，教师在介绍上述内容时，既难以对每块技术内容进行全面深入的介绍，也缺乏对这些技术内容之间的关系的有效梳理。新的信息技术，如云计算、移动互联网、大数据、人工智能等知识大都以专题的形式介绍给学生，知识点繁杂，又缺乏一个基本的知识框架进行整合，导致所学习的知识片段不容易联接成一个整体。
2.理论和实践部分联系不够紧密
“管理信息系统”课程教学内容主要偏重于理论内容的讲授和学习，由于学生缺乏实践经验，对内容的理解不够全面，达不到应有的深度。通过学习，学生没有形成足够的信息素养和信息意识，也不具备足够的信息技能，在具体的业务领域面临问题时难以系统、高效地利用现代信息技术和先进的管理思想和管理方法构建合适的信息系统解决方案，造成院校培养的学生的能力水平与社会需求的期望值之间存在一定的差距。
研究思路
1.加强实践环节
借助现代信息技术条件和手段开展的专业实验教学，成为高校专业课程教学的重要和必要的补充，增加实验学时比例，用实验教学带动理论教学符合管理科学与工程学科中专业教学的发展趋势。[8-9]在“管理信息系统”课程教学中增加实验和实践教学环节，在实践中应用理论，用理论指导实践，使学生深刻理解专业理论知识的同时，提高其专业实践技能。
2.以物联网技术框架整合信息系统技术基础知识点
在管理信息系统的技术基础中，包含网络技术、数据库技术和程序设计语言等内容，完成数据的采集、传输、存储、处理和应用。但在传统的管理信息系统中，数据的采集环节主要由人工完成，使用者利用设备把获取的现实物理世界中的数据输入到系统中，并对数据进行处理转换成为信息支持组织中的计划、组织、领导和控制等管理职能；物联网技术融入到管理信息系统中，传感器、条码、RFID等技术自动采集数据，将会降低管理人员，特别是基层管理人员的工作强度，减少人工干预，提高数据采集的效率，也为管理人员的决策提供及时全面的信息。
开发和实施基于物联网的管理信息系统，开发人员需要了解诸如传感器、条码、网络、移动通信、数据库、数据挖掘、程序设计等诸多技术内容。
在“管理信息系统”课程的技术基础部分，教师将分散的技术知识点放入物联网技术框架中，有助于学生认识各种技术的作用及其之间的关系。物联网具有全面感知、可靠传输和智能处理等特点，物联网技术框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。[10]表1中列出了各种信息技术在物联网技术框架中的位置。
3.基于信息流程设计的物联网实验系列
为了综合利用物联网技术，笔者设计了一个信息处理流程：传感器从现实世界自动采集数据，经过上位机的处理，进入传统的信息系统工作层，管理人员通过固定或移动终端使用传感器数据完成管理工作（如图1）。
该信息流程包含信息的采集、传输、存储、处理和使用等功能。信息的采集主要通过传感器、RFID、摄像头等感知智能设备完成；信息的传输主要采用ZigBee短程无线传输技术、GPRS远程无线传输技术以及有线网络传输技术等；信息的存储主要通过使用SQL Server、Oracle、Access等数据库管理系统实现；信息的使用既可以在本地显示，如在窗体中以图表的形式呈现，也可以通过远程网络实现，如网页、短信、微博等，还可以通过数据的深度处理，产生新的信息，如产生报警信息等。
传感器数据的采集和传输在IAR环境中用编程来实现，上位机对传感器数据的处理和存储功能通过Visual Studio编程环境来实现，数据的远程应用可以在Dreamweaver环境中用编程来实现。为了完成该信息流程，笔者设计了六个单项实验，每一个实验可以完成数个信息处理环节。
4.综合课程设计项目设计
六个分项实验主要从技术的角度了解物联网在信息系统中的作用。在管理信息系统的构建和实施中，使用者不仅要考虑技术因素，更要利用信息技术解决现实业务领域中存在的问题。技术内容与具体的业务结合起来，才能提高管理人员的管理水平，为全面理解物联网技术在管理信息系统中开发、实施的作用，还需要通过课程设计环节、学生分组、协作分工，以某个业务领域为背景，综合运用管理知识、业务流程重组理论和方法以及信息技术知识选择一种信息系统开发方法，按照系统分析、系统设计和系统实施的工作阶段完成系统的开发，以解决管理业务中面临的问题。[11-12]
实验项目简介
本文设计的六个分项实验可以逐步完成从数据自动采集、数据传输和存储到使用数据的信息流程，并且涉及物联网技术框架中各部分的内容。各实验的内容、类型和课时分配如表2所示。
在六个实验中共使用了IAR、SQLSERVER、Visual 、Dreamweaver四个软件开发平台，以及串口调试助手和远程短信软件（remote SMS）两款工具软件。实验者可以通过IAR软件和串口调试助手完成传感器数据采集和传输实验；通过SQL Server完成数据库的建立和使用；通过Visual 集成开发平台使用语言开发窗体应用程序来完成对数据的存储、显示和调用，建立传感器采集模块与数据库之间的联系，并利用Remote SMS软件进行短信报警；通过Dreamweaver网站编辑软件完成动态网页设计实验。
综合课程设计示例
在单项实验的基础上，笔者通过完成一个综合型的课程设计项目，综合利用掌握的物联网技术解决现实中的某个问题；在选题上一方面提供数个备选题，另一方面也鼓励学生自行选题。下面笔者以物流领域中的仓储环境管理系统的开发为例介绍基于物联网的信息系统的开发。
1.管理业务需求分析
某仓储中心仓储环境监测的手段和监测数据处理方法存在数据处理不及时、监测手段落后、无法远程监控等问题。结合物联网技术特征，笔者对管理活动做了如下改进：及时采集传感器数据并存放到数据库中，以便进行数据的分析和处理；设置临界值，预警处理；使用短信远程获取预警信息。
2.系统目标
本系统的设计目标为分析和设计仓储环境监测系统软件及数据统计分析，从而对仓库的温度和湿度进行监控，免去耗时耗力的人工监控，使管理人员能够随时掌握仓储现场环境，以便进行合理的管理。
3.基于物联网的仓储环境监测信息系统的体系结构
系统分为上位机系统和管理平台两个子系统。上位机系统获取、保存和传输传感器数据；管理平台负责在监测服务器上接收所有上位机上传的数据，分析处理数据，并将处理的结果以不同方式展现给监测人员（如图2）。
4.系统主要实现功能
本系统利用物联网技术实现采集监测点的数据，并将数据上传至管理平台。管理平台分析处理上传的数据后，判断数据是否超标，如果超标，则进行预警或报警，同时通过短信通知监测人员，以达到对突发事件及时、有效的处理。系统主要实现功能是：①上位机实时监控监测点，接收传感器传输的数据，并将数据通过网络传输给管理平台；②管理平台具有数据存储，数据库管理和对数据进行处理的功能；③管理平台能够有效地管理和共享监测数据，使监测人员能够方便、快速地可视化各种数据信息，包括信息查询、信息修改等。
结语
本次教学实践关注物联网的技术框架，以传感器采集数据、网络传输数据和管理人员使用数据的信息流程为指引，设计了分项实验项目，并结合专业领域的业务知识进行课程设计。笔者通过引导学生掌握物联网关键技术，提高他们的信息素养，利用最新的信息技术构造信息系统解决现实中面临的管理问题。本实践在物流工程专业硕士“高级物流信息系统”教学中已实施了两届，取得了较好的教学效果，理论和实践的有效结合有助于学生把握物流系统的信息化和智能化的发展趋势，紧跟时代潮流，在科研学术活动中融入更多的物联网元素。
在教学过程中，笔者也发现了一些不足，如传感器实验平台稳定性不够，由于经费限制无法购买多套设备且无法及时升级等。随着移动互联技术的成熟与普及，教师可以使用智能手机代替实验传感器实验平台，使用4G技术或即将商用的5G技术，连接云计算平台，不仅可以在传统的Internet网络环境下使用数据库，也可以在云端进行数据存储和数据处理。新的技术方法和手段的运用将会帮助学生掌握最新的理论知识，激发他们的学习兴趣，构建其与时俱进的知识结构。
参考文献：
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[2]陈磊.基于物联网的物流管理信息系统优化研究[J].价格月刊，2014（08）：76-79.
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[6]赵婉鹛，李医群，章学拯.物联网相关技术与应用引入商科类实验的构想[J].实验室研究与探索，2013（06）：394-397
[7]赵刚.面向物流工程专业的“物联网概论”实验系统建设探讨[J].中国电力教育，2014（08）：168-169.
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[10]王志良，王粉花.物联网工程概论[M].北京：机械工业出版社，2011.
[11]郭宁，郑小玲.管理信息系统[M].北京：人民邮电出版社，2010.
【关键字】物联网;移动通信;4G
2009年，在无锡，温总理提出了“感知中国”示范中心的建立，标志着我国物联网产业的启动。物联网是我们国家重点发展的战略技术，如果在物联网方面落后了，我们在下个世纪，在未来的100年，就会全面落后。物联网的发展，受制于通信技术。目前三大运营商，都已经进入4G阶段，技术不断成熟，通信功能日益强大，业务不断的扩展，4G通信技术在物联网中的应用，广受关注。4G通信技术，已经为物联网的发展，提供了强大的技术支撑。
一、物联网基本概念
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。其英文名称是：“Internetofthings（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业，具有良好的市场效益，《2014-2018年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》数据表明，2010年物联网在安防、交通、电力和物流领域的市场规模分别为600亿元、300亿元、280亿元和150亿元。2011年中国物联网产业市场规模达到2600多亿元。2014、2015年的Gartner技术成熟曲线中，物联网技术都实现了登顶，而2016年曲线中又出现了物联网平台技术。伴随着NB-IOT以及LTE-V在3GPP协议冻结，5G网络面向的3个场景中有2个均为物联网应用，物联网行业终于迎来通信运营商的加入，首次大规模商用在即。NB-IoT是第一个面向物联网的运营商级别通信协议。三大运营商都在2017年大规模商用NB-IoT，LoRa、SigFox、Ingenu、NWave等一系列技术均不同程度的活跃起来。NB-IoT将在低耗能、低信息量、巨量化传感器网络中应用，领域包括：①以水电气的智能抄表业务为代表的智能家居业务;②以邮筒、垃圾箱、路灯、下水道、停车位管理为代表的智慧城市业务;③以快递、宠物、畜牧业、儿童老人跟踪为代表的智能追踪业务;④以可穿戴健康设备为代表的智能医疗业务;⑤其他工业领域小规模、长时间数据收集案例或周期性控制应用。
二、4G通信技术在物联网中的应用
第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTEAdvanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。2017年全球运营商迎拐点，相对乐观但有不确定因素。我们认为总体上通信行业2017年应该会好于2016年，主要有政策推动：运营商混改列入第一批试点名单，引入互联网巨头或直接流量经营、数据经营转型，全面形成“云管端”闭环，行业形态有望重塑；以及技术周期推动：5G标准制定关键阶段，下半年海外运营商同步实现商用。全球市场运营商资本开支迎来拐点之年，增速触底。我们预期2017年全年全球通信设备市场仍将有3%的小幅下降，但在下半年资本开支有望触底反弹，4.5G网络扩容，5G及物联网的投资开始加大；国内厂商份额提升，全球市场占据半壁江山(无线通信市场，华为市场份额第一，达到35%;中兴稳健上升，从2010年市场份额6%提高至12%，表现抢眼。
参考文献
[1]瞿中,熊安萍,蒋溢.计算机科学导论(第3版).北京:清华大学出版社,2010年3月
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[3]郭卫斌,杨建国.计算机导论.上海:华东理工大学出版社,2012年8月
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[5]刘云浩.物联网导论.北京:科学出版社,2011年3月
【关键词】物联网产业 现状 对策
物联网也称为传感网，誉为继计算机和互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，拥有广阔的开发应用前景。笔者就基于物联网概念的基础之上，通过分析当前我国物联网产业发展的现状，提出了促进物联网产业发展的对策。
一、物联网的阐述
（一）物联网概念的提出
简而言之，物联网是指遵守约定的协议，借助信息传感设备，实现任何物品与物联网的相互联系，达到信息的交流，从而实现智能化识别、监控及管理的一种网络。
物联网概念最早出现于比尔.盖茨在1995年所著的《未来之路》之中，然而，在当时未得到相关学术界的关注。之后，美国的Auto-ID第一次阐述了“物联网”的含义。直到国际电信联盟在2005年了《ITU互联网报告2005：物联网》将“物联网”的概念正式提出了，并骄傲地宣布“物联网的时代就要到来了。”
（二）物联网的核心技术及本质
一般而言，保障物联网运行的核心技术包括信息采集技术、远程传输技术、信息智能处理及控制技术等。具体来讲，信息采集技术是指借助传感器及电子标签进行信息参数的采集，之后对采集的信息进行识别；远程传输技术当前分为有限传输和无线传输两种途径；信息智能处理及控制技术是指应用最超前的信息处理技术，对收集到的信息进行存储、整理和分析，然后将结果及时反馈到物联网中枢控制系统，从而真正达到物与物的相联系。
从本质上来分析，物联网属于互联网在形式方面的一种延伸，同时要明确，物联网一定不是互联网的翻版。由于物联网技术在研发及运行过程中，融入到了大量的人性化设计，赋予没有生命物体智能化。
二、我国物联网产业发展的现状
（一）我国发展物联网产业的优势
1.政策优势
我国物联网产业最早起源于1999年，当时中科院开展了传感网的研究，成立了一支两千多人的团队，加大投资力度，从而促使在无线智能传感器网络通信、传感器端机等技术得到了显著突破。当前，我国已经拥有材料、技术、器件、网络一系列的产业链，成为世界上达到物联网产业化国家之一，同时也是国际标准制定的一支重要力量。
2.技术优势
物联网行业在我国起步较早，再加上国家在政策方面的扶持力度，促使我国物联网技术研发水平在国际上遥遥领先，具备重要的影响力。与此同时，我国物联网所呈现出的技术优势还突出表现为我国有机地将物联网技术由实验室研发转化为大规模商业化运作。在2009年10月，西安“唐芯一号”的成功开发，象征着我国物联网的核心技术达到了突破性进展。除此以外，我国还积极在网络、通信等方面申请具有自主知识产权的技术专利，从而为我国物联网产业发展提供了坚实保障。
3.市场优势
如今，我国已具备推广物联网的基础条件，而且无线网络也基本上达到了城乡区域的覆盖。再加上云计算技术的日益成熟，使得各类物品的动态管理成为了可能。据有关资料显示表明，我国在2012年物联网产业市场规划达到3000多亿元，在2015年我国物联网整体市场规模有望达到7500亿元，拥有广阔的市场前景。总而言之，由于我国庞大的人口基数和相对完善的物联网产业体系，为我国物联网产业的发展开拓了广阔的市场。
（二）我国发展物联网产业存在的问题
1.政府的政策扶持力度有待进一步提高
由于物联网技术属于一项对我国经济开发以及国家安全具有重要战略利益的高新技术产业，从而就需要政府加大政策扶持力度，从战略角度出发，在政策和法律方面给予物联网产业发展的保障。
2.产业链发展不均衡
我国的物联网产业链与美国相比，具有较大的差距。这主要是因为当前我国物联网产业发展还不成熟，产业链较薄弱，业务运作模式不成熟，这些都制约了我国物联网产业的发展。
3.缺乏核心技术自主知识产权
众所周知，物联网的技术包含传感、射频识别、通信网络以及统一编码等技术，而且传感技术及射频识别技术又居于核心。尽管我国低频、高频的射频技术较成熟，但是我国约90%多的高频射频技术芯片仍是以进口为主，缺乏核心自主知产权。
4.未建立起完善的安全管理机制
安全问题一直都是物联网产业关注的重点。这主要是因为在物联网的建设过程中，首先就是通过射频识别技术嵌入到相关产品中，从而所有物品的信息都会被记录其中，同时还不断发射信号。因此，如何保护拥有者的隐私不被射频识别技术侵犯成为物联网产业发展中的一项急需要解决的问题。此外，若与政府或者外企合作，保护国家机密或者企业商业信息显得尤为重要。从某种角度来分析，物联网产业发展不单纯地属于一项技术问题，而且关系到国家安全。
三、我国物联网产业发展的对策
如何促进我国物联网产业的发展，我们可以从以下几方面入手：
（一）健全政府政策导向，加大政策扶持力度
从而就需要政府相关部门组建领导小组，从而促进物联网产业的发展。首先，从宏观战略方面来分析，需要明确互联网产业发展方向，制定出发展规划及相关措施；其次，健全物流网产业发展的相关政策措施，建立起物联网企业技术中心、技术创新交流的沟通平台，以便最大限度降低研发成本，促使创新资源得到优化配置；再次，充分利用政府资源及社会资源，成立以物联网产业化发展的服务机构，从而进一步促进物联网技术产业化的应用。
（二）重视产业联盟，积极抢占产业发展制高点
众所周知，当前企业发展呈现出以下特点，即一流企业凭借的是卖标准在市场中立足，二流企业凭借卖服务在市场中立足，而三流企业凭借的是卖产品在市场中立足。也就是说，谁拥有产业标准，谁就有可能在未来激烈竞争市场中掌握主动权。从而就需要物联网产业牢牢把握标准的制定及采用的机遇，成立以当前龙头产业发展为核心，以政府的统筹协调为基础，运营商及相关科研院校共同参与的组织，加快产业技术联盟的建设，真正促使企业由内部创新发展演变为外部联合创新方向发展。
【摘 要】信息论与编码课程教学改革是课程体系适应教学发展过程，实现教学管理创新发展的必然过程。本文基于对课程体系重要性的认识，立足于教学实践过程和特点，从存在的问题出发，分析教学过程中存在的问题，并提出了相应的教学策略。
【关键词】信息论 编码 教学改革 分析研究
信息论与编码课程是一门理论性较强的学科。由于知识内容的抽象性，课程在教学过程中顾在着不少的问题。信息论与编码主要的目的是为了提高信息系统中信息传输的安全性、稳定性和可靠性，课程内容融入了概率论、随机课程体系以及数理统计等方面的内容和方法，侧重于对信息的存储、传输与编码处理。信息论与编码课程体系主要涉及到到计算机信息科学、网络技术、通信技术、编码技术等方面的处理。由于课程基础性和理论性都较强，因此在现代信息论与编码技术的研究中发挥着至关重要的作用。但从目前的教学过程来看，课程体系在授课过程中存在不少的问题，既有课程体系设计方面存在的缺陷和不足，也与学生们对课程的认识和感受有关。
一、课程在教学过程中面临的问题和挑战
（一）学生们对学习缺乏足够的兴趣
信息论与编码课程理论性较强，课程内容重视对学生理论性的培养，要求他们掌握一定的基础知识。由于该课程涉及到通信技术、计算机科学与技术、高等数学等方面的知识和内容。这些内容和知识对于学生们来说，可能是一个全新的领域。学生们在学习过程中难以有效掌握课程的内容，对知识的理解存在一定的难度。学生们在学习过程中由于遇到的新名词、技术术语过于专业等都增加了课程的难度。与法学、心理学、工商管理等专业相比，课程体系明显要复杂的多。并且由于课程性质等方面特点，决定了课程的实践教学环节也较少。教学实践的缺失、课程体系的复杂都无疑为增加学生的理解难度，也缺乏足够的动力去学习。
（二）理论体系复杂性和难度较大
课程体系的复杂性决定了教学难度。就该课程来说，信息论与编码涉及到信息的收集、处理和编码。这其中难免会用到大量的概率论与随机过程方面的东西和理论。这方面的内容在一定程度上加剧了学生们的学习难度。此外，由于与信息论与编码课程相关的其它学科教育的缺失，也为课程的开展增加了不少的难度。尤其是通信技术的缺乏，通信技术是一门技术性较强的课程体系，课程内容与电子技术等学科关联性又较强。电子课程的技术性知识的缺失不利于学生们知识的掌握。
（三）实践教学难以落到实处
教学实践是确保课程知识和内容运用到位的根本保障。而现实的教学情况下，很多学生能够理解和掌握一定的知识架构和基本技能。能够初步理解信息编码与处理的过程。但由于学校教学条件方面的局限性，很多教学实践活动都无法落实到位。学生们对知识的理解不全面，不透彻。没有真正将所学的知识运用于实践当中，通过不断的实践反思教学过程、检验知识的有效性和完整性。对于信息论与编码课程来说，情况更为复杂。同时由于教学条件的限制，教学手段和多媒体工具的缺失也导致教学过程存在不少的问题。
二、信息论与编码课程教学改革探析
（一）加强对学生的教育引导，培养学生们的学习兴趣
学生是学习的主体，在学习态度和知识的掌握方面具有显著的效果。因此，老师应当加大对学生学习的积极性的培育和掌握。由于课程内容和知识架构的特殊性和复杂性，老师应当加强对课程重要性认识的教育，使学生们认识到信息论与编码课程在其它学科中的基础性、关键性地位的认识。长期的教学实践表明，学生们对课程体系的不重视，往往与他们对课程的认识有关。信息论与编码课程是一些尖端技术领域的基础性学科，在当今技术快速发展的今天，信息论与编码基础体系的地位和作用尤其重要。同时，老师应当深挖课程的内容和架构，将抽象、复杂的课程内容进行简单化处理，尽量避免用过于专业的术语，通过浅显易懂的语言和教学方式，培养学生们获得知识的机会，善于在课程体系中找到结合点，从而培养学生们的学习兴趣。
（二）合理安排教学内容和方法，提高教学的实效性
信息论与编码课程体系部分内容对学生来说，其掌握和分析具有一定的难度。因此，信息论与编码课程体系在教学过程中应当合理安排课程体系。尽量避免连续信源理论、连续信道容量等方面的抽象内容。学生由于知识程度和理解能力等方面的限制，不具备相应的学习能力，因此，在教学过程中应将离散性的内容作为重点来探讨，而对连续信源理论、连续信道容量等方面作简单介绍。同时，老师在授课过程中，应当避免单纯的理论说教，应将抽象的理论课程通过推导直观化、理解简单化、概念直观化等方式确保学生们对知识的理解和掌握。
（三）创新教学方法和手段，加强多媒体教学工具的运用
传统的教学手段和方法过于强调老师的说教。老师、教材和学生在教学过程中的重点和主体。而在信息化高度发展的今天，信息化开始向教学领域逐渐渗透，多媒体教学在教学当中得到了普遍的运用。老师可以灵活运用声音、图像、动画、视频、文本等多媒体资料，变单纯的理论说教为现实的动画演示，使教学内容更加生动、形象、逼真。增加课程体系的立体感和有效性，提高教学的效率和水平。同时精心准备教学内容，将多媒体教学与传统教学方式有机融合，从而不断提高教学质量。
三、结束语
信息论与编码课程是抽象性较强，复杂度较高。同时，课程体系在整个教学过程中是非常重要的。这就决定了课程教学必须加大改革力度，改革传统的教学方式和模式，创新教学管理理念和方法，使课程体系既能确保学生的理解和接受能力，又能实现教学改革的需要。
参考文献：
[1]曾军英，翟懿奎，“信息论与编码”课程教学改革与实践[J]， 北京：中国电力教育，2010（28）：125-126
[2]杜玉华，《信息论与编码》课程教学探讨与思考[J]， 北京：中国新技术新产品，2009（13）：100-100
[3] 高博，杨晓萍，“信息论与编码”理论与实验教学研究[J]， 北京：中国电力教育，2012（04）：12-13
[4]虞湘宾，徐伟业，信息论与编码课程教学改革与实践[J]， 北京：中国现代教育装备，2010（03）：25-26
