关键词:物联网技术;现状;应用前景;展望
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2016)27-0049-02
随着计算机技术和互联网技术的高速发展,物联网的浪潮已经渗透到人们的日常生活。物联网主要是利用红外感应器、定位系统等传感装备,实现互联网和物体之间的连接,从而获得物体的信息,并进行通信,实现对物体的识别、跟踪和监管等。而物联网技术是在物联网的基础上发展而来,它拓展了信息的获得领域,利用物联网技术,可以加强各个行业之间的交流,蕴含着巨大的商机。
1物联网概述
1)物联网定义
物联网是一种新兴的智能感应网络系统,它可以利用物体智能感应装置来对数据的信息进行收集和整理,并通过网络传输的过程,可以实现数据信息的传输,使其传输到指定的信息处理中心,从而可以实现人和物以及物和物之间的信息交互。物联网可以定义为利用射频识别、红外线感应器和激光扫射器等传感设备,并按照事先定好的协议,可以实现物品和互联网的结合,并进行大量信息的交换的传输,从而保证实现智能化识别、定位和监控的一种现代网络。
2)物联网的构成
从结构上来看,物联网的可以分为三个层次:一是底层的数据感知层次。这个层析具有较强大的信息感应的功能,它可以实现对数据的收集和整理。底层的感知层次包含众多的内容,包比如二维标签、识读器、摄像头、传感网络等内容,可以进行物体的识别,它是物联网网络运行的第一个环节;二是数据网络的传输层次,它可以对采集到的数据进行整理,并且进行传递。它包括通信网络、网络管理中心、智能处理中心等内容。三是数据网络传输层以及内容应用层。内容应用层对已经处理过的信息进行分析,并纳入到一些有关的行业中,和行业的技术充分融合,有利于实现变电站的智能化、信息化的发展。
2物联网技术的发展现状
随着信息技术的发展,物联网的内涵也随之发生了一些变化,增添了很多新的内容,更加丰富而且多样化,为此政府也针对目前的发展形势,制定了一些新的规划。
1)政府部门出台了一些推动互联网的发展规划
随着物联网技术的发展,我国逐渐出台了一些相关的政策,比如我国在制定十二五规划时,将物联网纳入新兴产业的发展规划中去,也完善了相应的产业标准。但目前市场环境比较复杂,产业标准还在完善和发展的阶段。虽然各地政府已经开始出台一些关于物联网发展的策略,但是标准仍旧不统一,对未来的发展前景也表现出不确定性。
2)各地高校开设了物联网专业
随着物联网技术的快速发展,加快了信息的传输和交流。很多机构纷纷成立了一些物联网工作指导小组。很多高校增设了物联网专业,力求培养更多的专业人才,促进物联网事业的发展。
3物联网的关键技术
1)无线射频识别技术
物联网可以通过感知层对事物进行感知和识别,因此,这就需要无线射频识别技术的支持。无线射频技术是一种智能化的技术,它不需要人工进行操作和指导,可以充分利用无线射频信号对目标进行识别,从而获得一些有关的信息。无线射频识别技术可以在复杂、恶劣的环境中工作,它不和目标对象直接接触,而且它可以同时对多个目标进行识别,具有较高的精准度,以及较强的抗干扰能力,利用无线射频技术进行识别,可以快速获得信息,并进行信息的共享。
2)无线传感技术
随着现代科技的发展,传感技术也得到了长足的发展。通过组织一些传感器单元,可以形成一个庞大的无线传感器网络,从而可以实现实体世界和数字世界的连接。无线传感网络可以实现各个节点之间的感知,并能够对数据进行传递,从而用来处理网络中的监测数据和信息。
3)智能技术和纳米技术
在物联网技术中,智能技术是其中一项关键的技术,主要是在物体中引入智能系统,增加物体的智能性,可以实现和用户之间的交流,满足用户的需求。而纳米技术可以应用于更小的物体,它能够实现这些更小的物体之间的互动和交流。随着互联网技术的发展,智能技术和纳米技术之间的配合越来越紧密,可以通过二者的结合可以使一些物体更智能化和人性化。
4物联网技术发展面临的主要问题
物联网具有广阔的发展前景,在未来的发展中会继续带来巨大的经济效益和社会效益,但是要推动物联网的持续发展,就要解决一些问题,其中主要体现在核心技术、信息安全、产品研发等方面。
1)核心技术有待突破
由于我国物联网技术起步较晚,发展时间较短,一些关键技术还处在初始应用阶段,需要进一步发展传感器接入技术和核心芯片技术等。第一,目前,现有的传感器的连接受到通信的距离的限制,而传感器本身对外部环境有着较高的要求,容易受到外部环境的干扰。第二,目前,传感器的存储能力和通信能力还有待提高,且数量不足。第三,物联网技术的发展需要应用大量的传感器,因此要发展传感器网络中间件技术,目前我国网络中间件技术还不完善,需要进行进一步的创新。
2)要统一标准规范
统一标准规范,有利于保障互联网的应用和推广,否则将会影响到互联网的发展。我国互联网技术还在发展阶段,所以尚未建立健全互联网标准体系,从而在一定程度上妨碍了我国物联网的进一步发展。物联网的发展与国家的一些利益息息相关,因此,要制定统一的物联网标准,但是目前受到国际因素的影响,统一的物联网国际标准难以确立,因此,标准规范不能在短期内形成。
3)信息安全和保护隐私的问题
目前,随着物联网的发展,信息安全问题和保护隐私成为一个亟待解决的问题。在物联网的应用中,首先要对物品进行感知和识别,在这个过程中,一项关键的技术就是无线射频识别技术,通过这项技术,可以自动获取物品的相关信息。它方便了人们对一些不可接触的物体的信息的获得,但是如果不加以对其进行控制,那么很多物品的信息就会被更多的人们所知,并对物品进行无限制的追踪。因此,这对信息的隐私造成了较大的威胁。在对数据进行处理时,也存在一些隐私安全的问题,很有可能导致信息的泄露。所以,要完善访问机制,设立访问权限,对信息的传递、查询等操作行为加以控制,减量减少由于信息泄露而给个人带来的损失;同时,很多信息需要进行隐理,只允许被特定的人所看到,因此通常会采用加密的方式。在物联网识别技术中,保密已经成为其中的一个重要问题。在物联网中,秘钥管理是一项艰巨而繁重的任务,这是因为物联网具有多源异构性,所以保密工作面临着发展的瓶颈;在物联网中,IP地址有待扩充。每一个物体都需要有着自己的IP地址,可用于对它专属的识别、传输等。目前,Ipv4已经满足不了地址的需要,因此,这就需要利用Ipv6的支持。但是,要将实现Ipv4向Ipv6转型,并解决系统兼容的问题成为面临的一项挑战;另外,设备生产成本的问题也要重点关注。目前,物联网的规模逐渐扩大,信息数量逐渐增多,因此,需要降低物联网设备生产的成本,从而可以获得更多的经济效益,进一步推动物联网智能化的发展。
5应用前景
1)有效的资源控制,实现节能环保
目前,我国资源短缺,人均资源占有量不足,耗能较高,还给环境造成了巨大的污染,影响了社会效益和经济效益的提高。随着物联网的发展,在一定程度上改变了传统产业的发展模式,有利于调节资源、环境和经济发展之间的矛盾,物联网的应用,可以推动物品的智能化和人性化发展,有利于对资源进行高校的控制,推动循环经济的发展。
2)推动开放和合作
互联网的发展,具有极大的开放性和包容性,它为物联网提供了很多可以借鉴的经验,可以在较短的时间内形成一个庞大的网络系统,促进信息的传输和交流。因此,在物联网技术的发展中,要推动开放和合作,保证产业之间的协调,努力研发,实现出核心技术的突破和发展。
3)加快应用开发
我国物联网技术还处在初始阶段,很多技术和方法还不完善,企业的盈利状况还有待改善,在资金的投入上还不足,因此,物联网技术的发展容易停滞不前。所以,随着现代科技的发展,要加快对物联网技术的应用和开发,做好宣传工作,政府给予财政政策和货币政策的支持,给予企业一些补贴,保证他们发展物联网技术的资金支持,进而可以进一步扩展物联网技术的应用范围。同时,还要密切关注应用中的信息安全问题,做好保密工作,加大安全维护的力度,打击蓄意破坏的行为,通过法律法规对制度进行完善。
6结语
随着现代网络技术的发展,物联网技术也得到了较快的发展。通过物联网技术,可以利用物体智能感应装置来对数据的信息进行收集和整理,并通过网络传输的过程,可以实现数据信息的传输,传达到信息处理中心之后,有利于实现人和物以及物和物之间的信息交互。目前,我国物联网技术的发展受到诸多条件的限制,还存在着一些尚待解决的问题,比如核心技术有待突破、信息安全和保护隐私的问题等,物联网技术的发展前景广阔,其可以进行有效的资源控制,实现节能环保;并进一步推动开放和合作;还要加快应用开发,促进物联网技术的广泛应用。同时还要根据目前的需求来推动物联网技术的发展,掌握更多用户的心理需求,促进应用范围的扩展。
参考文献:
[1]刘爱军.物联网技术现状及应用前景展望[J].物联网技术,2012(1):69-73.
[2]吴青,曾飞,初秀民.物联网技术在现代散货码头应用现状及趋势展望[A].中国智能交通协会.第八届中国智能交通年会论文集[C].中国智能交通协会,2013:7.
关键词信息技术;高中生物;教学情境
中图分类号:G633.91文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)21-0115-02
随着社会科技的快速发展,信息技术已经广泛应用于现代教育改革当中。信息技术与高中生物教学的相互融合,是社会发展和进步的最终结果,是促进学生全面发展的必然手段,是基础教育改革的必然趋势。信息技术的迅猛发展,促使多媒体教学、互联网教学应运而生。信息技术与高中生物学科课程的有效整合,是提高教师和学生信息素养的重要渠道,是实现我国基础教育课程改革的突破口,也是教育现代化的现实要求。将信息技术的动态性、形象化、具体化等形式整合于高中生物教学中,实现高中生物知识难点的探究、高中生物教学微观的突破、高中生物教学内容的丰富、高中生物教学资源的共享。
1高中生物教学与信息技术整合的重要意义
信息技术模式可以有效地优化传统的教学模式教师不应只做生物知识的传播者,学生也不应只是被动的学习者。传统落后的高中生物教学模式已经无法满足和适应现代学生的发展。将信息技术与高中生物教学整合,可以改变传统倚重于灌输知识的落后模式。将高中生物教学建立在网络、多媒体技术形式上,有助于培养学生主动探究生物知识的能力,有助于学生个性差异特点的发现,有助于师生之间的双向沟通。将高中生物教学建立在网络资源的基础上,实现网路资源与生物知识相互交融,网络资源与教学要素有机结合,物质基础上教学效率与教学质量整体提升。
信息技术模式可以有效地激发学生对于生物知识学习的兴趣在信息技术与高中生物知识融合的过程中,能够充分调动起学生的积极性与主动性。通过网络资源的共享,学生获取知识的途径不用仅依赖于教师,可以在教师的有限知识的指导下,主动利用网络进行生物相关知识的无限获取。将生物知识通过信息技术的优越性进行展现,可以化抽象为具体、化虚无为现实、化繁琐为简单、化枯燥无味为丰富多彩,最大程度激起学生探究知识的兴趣,激发主动探求知识的内在动机。
信息技术模式可以有效地发展学生的创新和实践能力新课改注重学生自身主动性与能动性的充分发挥,强调学生合作探究学习能力的培养。将信息技术与高中生物教学相整合,为学生的学习提供了相应的探索条件,为学生的自主性发挥提供了相应的物质基础。学生可以在信息技术条件下根据自己的思维、条件、兴趣等达成自身个性化的学习,达成创造能力的发挥。利用信息技术的优越性,构建个性化的教学活动,构建个性化的学习环境,为学生提供创新性的学习条件,从而达成生物知识的深化认知和理解。
2高中生物教学与信息技术整合过程中的问题分析
整合意识和认识程度肤浅部分高中生物教师对信息技术与生物课程在整合的内容上产生一定的错误认识,认为只要将计算机应用到生物教学中即可达成整合目的。这种肤浅的认识未能达成技术与知识的高度融合,未能将两个独立的整体合二为一。
技术第一的错误观点在信息技术与高中生物知识相互整合的过程中,部分教师往往将信息技术作为教学的第一位,未能从生物知识的实际本位出发,导致教学活动突出的是信息技术产生的效果,过度地对生物知识进行装饰和修饰,导致教学内容臃肿杂乱,学生注意力不集中,教学结果不理想与不现实。
整合导向出现偏差部分高中教师只追求眼前学生对于生物知识的理解程度,追求学生计算机应用程度的表面化,严重忽略了学生对于信息技术的情感态度和综合运用能力。教师主导信息技术的使用全过程,学生依然是附属品,导致信息技术的利用仅仅是一种形式的改变,未能达成传统教学思想的深入突破。
信息技术与学科知识之间的整合深度尚浅信息技术与学科之间的整合分为三个阶段:封闭式、开放式、全方位式。但是现存的高中生物与信息技术的整合正处于封闭式向开放式的过渡阶段,许多知识内容仅仅停留在多媒体课件的播放和展现上,导致信息技术的引入只是空谈,传统教育改革没有实质性进步。
3高中生物教学与信息技术整合的主要策略
借助信息技术的内在优势,构建丰富的教学情境高中生物教师可以通过信息技术为学生构建丰富、生动、具体的教学情境,以此来激发学生主动探求生物知识的兴趣。信息技术下的教学情境能够充分引起学生在情感上的共鸣,唤起学生的学习动机,增强学生的注意力、想象力、思维能力和记忆能力。将高中生物知识的实际内容和信息技术的优越性进行有机结合,引导学生共同参与、共同探究,以信息技术作用于课堂教学,设定合理的教学情境,实现生物知识的图、文、声、像的高度集合,实现高中生物教学活动的丰富多彩。
如在“遗传与进化”的教学中,教师可以充分利用图片、文字、声音、动画等形式向学生展示进化的主要过程,让学生在真实的场景中感受细胞分裂的动态化,在实际的观察中感受基因突变与重组的魅力,在真切的环境中感受染色体的变异。通过信息技术的合理选择和利用,使高中生物在教学设计上达成整洁美观、教学视觉上达成生动悦目、教学听觉上达成清晰动听,从而达成教学环境的整体优化、教学效果的整体深化。
借助信息技术电子平台,奠定良好的心理基础高中生物知识与信息技术的融合进度与程度越来越深入,导致师生之间的情感交流越来越显浅,信息技术无法达成师生之间情感的共通。所以在实际的整合过程中,教师可以以感情线为基础,对不同的学生采取不同的情感攻陷策略,为学生生物知识的学习奠定积极向上的心理基础。教师可以以信息技术为媒介,通过信息技术创建电子交流平台,向学生传导多样化的反馈信息,与学生及时进行了解与沟通。例如,教师可以通过电子邮件、聊天软件等平台与学生进行生物知识与学习情感的沟通,对回答正确或操作适当的学生给予鼓励,以此提高学生学习的积极性;对学习出现偏差的学生提供反馈信息,帮助学生及时改正,以此奠定学生良好的心理基础。
借助信息技术工具,引导自主协作学习信息技术在校园内的主要体现在于多媒体技术与网络技术,这两种技术以其自身的优越性影响着教师的教与学生的学。教师要将信息技术的外部条件与高中生物知识的内在联系相整合,为学生创造自主协作的学习环境,鼓励学生对于生物知识网络资源的主动探索,鼓励学生生物知识的内部建构。
总之,将信息技术与高中生物教学相融合、相渗透是社会发展的必然趋势。教师要树立正确的、先进的整合观念,以双面观点看待整合的弊端与进步,以学生作为整合的主体,达成技术与知识整合背景下教学效率的整体提升。
参考文献
[1]张锐.高中生物教学中运用网络培养学生信息素养的实践研究[D].长春:东北师范大学,2010.
关键词:物联网技术;概念;前景展望;建议
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.126
1物联网总体概念
物联网(TheInternetofthings,IOT),顾名思义,就是连接物体与物体的互联网[1]。它结合多种信息技术,是当下的科技热点。物联网运用射频识别(RFID)、红外感应设备、全球定位系统以及激光扫描器等,通过互联网将一切物体连接起来,这个过程中需遵循相关协议。物体相连后可以交换信息,进而对物体进行智能化识别、定位、监控及管理等。物联网这一定义于1999年开始出现,在互联网的基础上,结合射频识别技术、无线网络通讯技术等,建立了一个能够用于交换和共享全球物品信息的“物体互联网”。
从量变与质变的角度看,物联网技术的出现,即这一质变的产生是由多种信息技术在发展到一定程度后,即量变到达某一阶段产生的。物联网技术集合了多种信息技术,它的发展离不开其他信息技术的全面发展,缺一不可。物联网技术正是借助了其他信息技术的优势,这种集合不是简单累加,而是质的提升与飞跃,也正因为这样,物联网技术才能被认为是信息产业的第三次革命。
2物联网分层概念
根据应用场合和需求的不同,物联网技术具有多种形式,且相关技术比单一的某种信息技术更为复杂。根据相关技术的应用步骤,将物联网分为4层:感知识别层、信息传输层、处理运算层和服务应用层[2]。
(1)感知识别层。传感器设备在物联网技术出现之前就在工业领域和信息技术领域得到了广泛应用,它除了能采集信息,传递信号,识别物体之外,还能够对信息进行简单计算。自动识别技术包括光符号识别、语音识别、条形码识别和射频识别等。其中发展最快的是射频识别技术(RFID)。RFID的功能原理和传统的一维码扫描类似,相关配套设备主要有RFID读写器RFID标签,RFID标签按构造不同又可分为有源和无源等,标签和读写器配套使用即可实现物体的识别与信息的传递。
(2)信息传输层。传感器自身处理信息的能力较弱,因此采集相关信息后,会将信息传输给专用的处理设备进行运算。信息传递的相关信息技术包括第6版互联网协议(IPv6)、无线传感器网络WSN及蓝牙、WIFI、ZIGBEE等。随着时代的发展和生产生活需求的不断提高,技术升级换代的步伐也在不断加快,新型技术拥有更高的传输速率、更高的频谱利用率,使用更加方便和智能。
(3)处理运算层。处理运算层在感知识别层和信息传输层之上,服务应用层之下,是物联网的核心,可以类比做人类的大脑。处理运算层解决数据如何存储、如何检索、如何使用、如何不被滥用等问题。
(4)服务应用层。信息采集和处理的最终目的是应用和服务。物联网的综合应用主要包括智能交通、智能物流、智能建筑、环境监测等。例如在智能交通应用中,可以实现交通监测与管理,电子收费系统,智能停车管理以及辅助驾驶、智能行驶等。
3物联网技术前景展望
总理在2009年8月7日视察位于无锡的中科院高新微纳传感网工程技术研发中心时,提出“在激烈的国际竞争中,迅速建立中国的‘传感信息中心’或‘感知中国’中心”的重要指示;随着感知中国战略的启动及逐步展开,中国物联网产业发展面临巨大机遇。国家在“十二五”规划中明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署[3]。
“中国制造2025”是2015年3月5日在全国人大上由总理提出的。要想加快从制造大国转向制造强国的脚步,就要坚持贯彻落实“中国制造2025”精神,坚持创新驱动、智能转型、强化基础和绿色发展。此次规划的关键词与“向工业强国转型”相关,力争在2025年从工业大国转型为工业强国。中国的物联网技术迎来了前所未有的发展机遇。
不论是“感知中国”还是“中国制造2025”,都要求工业化与信息化的深度融合发展。因此物联网技术在未来的一段时期内都将对我国的工业化进程发挥巨大的推动作用[4]。我们要紧紧把握住当下的机遇,为我国物联网产业建设添砖加瓦。
4关于物联网技术的发展建议
快速健康的发展物联网技术,应当充分利用新一代的相关信息技术,并将之推广应用与各行各业,方方面面。唯有如此,才能做到在物联网技术大潮来临之时不掉队。工业领域诸如电网、桥梁、铁路、物流,农业领域诸如植物生产监测、粮情分析,医疗领域诸如生命信号检测等都是物联网技术的大有可为之处。不断发展传感器、信息传输等相关技术,能够助物联网技术的发展一臂之力。
首先应加强物联网技术中的学科建设。物联网大科技中,每个相关学科都应均衡发展,全面解析和运用物联网技术。物联网既不是炒作,更不会稍纵即逝,物联网将对人类社会产生深远影响。
其次应注重培养物联网人才。物联网人才应兼具各类相关学科的基本技能,不仅要在传统的计算机专业、电子技术专业设立物联网方向,更应该设立专门的物联网专业甚至物联网学院。其他专业也应设置物联网相关课程,使学生具有基本的物联网科学素养。各相关学科协调发展,才能推动物联网技术的革新。
随着物联网技术的发展,其中的信息安全与隐私问题越来越突出。一方面应该从技术层面解决此类问题,研发相应的加密与隐私保护技术;另一方面需要国家出台对应的法律法规政策,从管理层面杜绝此类问题的发生。
物联网技术的发展既离不开新技术的研发与使用,也需要国家的政策支持。为了改变我国在此方面落后于某些发达国家的局面,政府应与时俱进的施行对应政策,鼓励国内物联网技术的发展,积极培养相关专业人才。如此才能从根本上推动国内物联网产业的升级换代,为国内经济发展增加新的增长点。
参考文献:
[1]杨洋,张智辉.物联网概念与关键技术研究[J].信息与电脑(理论版),2016(02):15+17.
[2]刘克一.物联网概念的基本定位[J].数字技术与应用,2015(04):221.
[3]谷雨.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国新通信,2016(02):32.