時(shí)間:2023-03-17 18:00:38
導(dǎo)語:在物聯(lián)網(wǎng)安全論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1無線網(wǎng)絡(luò)可能存在的四種不安全因素
1.1主動(dòng)搜索查找和訪問網(wǎng)絡(luò)有許多可以用來偵測無線網(wǎng)絡(luò)信號的軟件,如NetStum?bler。有許多無線網(wǎng)絡(luò)沒有使用加密功能,或使用加密功能但處于活動(dòng)狀態(tài),如果不關(guān)閉廣播信息功能無線網(wǎng)絡(luò)訪問點(diǎn)廣播的信息中仍然包括許多可以用來推斷出WEP密鑰的明文信息,如SSID(SecureSetIdentifier.安全集標(biāo)識(shí)符)等給蹭網(wǎng)者提供入侵的條件。
1.2網(wǎng)絡(luò)被接管與被篡改使用某些欺騙技術(shù)可被攻擊者接管并為無線網(wǎng)絡(luò)上其他資源提供網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)攻擊者接管了某個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),所有來自該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都會(huì)被傳到攻擊者的機(jī)器上,包括被攻擊者訪問合法網(wǎng)絡(luò)時(shí)所使用的密碼和其他信息,從而造成網(wǎng)絡(luò)擁堵甚至網(wǎng)絡(luò)癱瘓以及使被攻擊者蒙受損失。
1.3蹭網(wǎng)并使用網(wǎng)絡(luò)資源當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍越來越廣,能搜索并連接到的可用無線網(wǎng)絡(luò)越來越多。許多用戶會(huì)經(jīng)常使用附近的無線網(wǎng)絡(luò)連接以達(dá)到蹭網(wǎng)的目的,如手機(jī)用戶常用的蹭網(wǎng)工具是WiFi萬能鑰匙,其實(shí)他們并沒有什么惡意企圖,但可能會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬,使用網(wǎng)絡(luò)中的文件及設(shè)備,也可能傳播病毒等,嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。
1.4被監(jiān)聽和截取即使不對外廣播網(wǎng)絡(luò)信息,只要能夠發(fā)現(xiàn)任何明文信息攻擊者仍然可以使用網(wǎng)絡(luò)嗅探工具來監(jiān)聽和分析,如MiniSniffer和TCPDump,從而識(shí)別出可破解的信息內(nèi)容。同時(shí),還有其它一些威脅,如端對端的攻擊、干擾、對加密系統(tǒng)的攻擊、錯(cuò)誤的配置等,這些都是可給無線網(wǎng)絡(luò)帶來風(fēng)險(xiǎn)的不安全因素。
2以上安全問題如何解決和避免
2.1時(shí)常監(jiān)視和查看網(wǎng)絡(luò)用戶應(yīng)當(dāng)開啟網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日志服務(wù),經(jīng)常收集有關(guān)掃描和訪問企圖的日志;同時(shí)查看主機(jī)連接信息,及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否有不明入侵者,馬上采取有效的手段制止,避免造成更大損失。
2.2僅使用時(shí)打開無線網(wǎng)絡(luò)對于大多數(shù)用戶來說,可以在使用時(shí)才打開無線網(wǎng)絡(luò)。如家庭用戶,可以在需要使用時(shí)才打開,不需要時(shí)關(guān)閉;但對于單位是不可能關(guān)閉的,甚至需要保證它24小時(shí)正常運(yùn)行。
2.3設(shè)置復(fù)雜無線路由口令并經(jīng)常更改不要使用設(shè)備原始的默認(rèn)用戶和口令;更改默認(rèn)用戶并設(shè)置復(fù)雜的口令,密碼中包括字母大小寫、數(shù)字、字符,長度超過8位,同時(shí)經(jīng)常更改口令;這樣口令就不容易被攻破。
2.4使用加密協(xié)議無線加密協(xié)議(WEP)是無線網(wǎng)絡(luò)上信息加密的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。現(xiàn)在出產(chǎn)的無線路由器幾乎都向用戶提供加密數(shù)據(jù)的選擇,妥善使用此功能就可以避免自己的銀行賬戶的細(xì)節(jié)信息(包括口令等)不會(huì)被居心叵測的人截獲。不過,需要注意,Wi-Fi保護(hù)訪問技術(shù)(WPA和WPA2)要比WEP協(xié)議更加強(qiáng)健,因此在保障無線通信安全方面作用更大。
2.5開啟MAC地址過濾這項(xiàng)功能是通過比較試圖連接到路由器的設(shè)備MAC地址和路由器所保存的設(shè)備MAC地址而實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镸AC地址具有全球唯一性。因此,通過啟用這項(xiàng)功能,并且把本單位或家庭中無線設(shè)備的MAC地址添加至路由器,這樣就可以防止他人盜用,從而提升安全性。
2.6禁用SSID廣播是無線接入的身份標(biāo)識(shí)符,用戶通過它來建立與無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)之間的連接。禁止廣播SSID,用戶連接時(shí)需要手動(dòng)輸入SSID和密碼。非此連接的用戶無法找到該網(wǎng)絡(luò)信息,就不會(huì)試圖去連接它,除非他知道該無線網(wǎng)絡(luò)的SSID。
3安全連接開啟和不開啟的結(jié)果對比
安全連接能通過公用密鑰的算法保證傳輸?shù)陌踩?,但總是用戶最容易忽略的操作之一,其關(guān)鍵步驟就包括以上提到的“開啟MAC地址過濾”和“禁用SSID廣播”。通過對200余名學(xué)生使用無線網(wǎng)絡(luò)情況為期1個(gè)月的調(diào)查,對設(shè)置安全連接與不設(shè)置安全連接的安全性進(jìn)行了對比,得到以下數(shù)據(jù):未開啟前用戶都有蹭網(wǎng)與被蹭網(wǎng)的經(jīng)歷;開啟安全連接后,使用復(fù)雜的WiFi密碼,包括字母、數(shù)字、特殊符號后,用戶被蹭網(wǎng)的幾率是10%;禁用SSID廣播并開啟MAC地址過濾后,都未被蹭網(wǎng)。顯然,用戶在使用時(shí)通過禁用SSID并使用MAC地址過濾能有效地防止自己的網(wǎng)絡(luò)被共享,從而有效防止網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)據(jù)被竊取和使用。這正是防止無線網(wǎng)絡(luò)安全問題的關(guān)鍵。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng),智能家居,控制器,單片機(jī)
0.引言
物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)是通過互聯(lián)網(wǎng),構(gòu)成集家庭通信、設(shè)備自動(dòng)控制、安全防范等功能于一體的控制系統(tǒng),即把家庭中各種家用電器、保安裝置和計(jì)量設(shè)備連接到一起組成家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),由家庭智能控制器(中央控制器)進(jìn)行統(tǒng)一管理。使用該系統(tǒng),用戶可通過短信及互聯(lián)網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)家居智能無線監(jiān)控。
1.物聯(lián)網(wǎng)簡介
物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為'TheInternet of Things” 。由該名稱可見,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。論文參考網(wǎng)。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
這里的“物”要滿足一定條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍:本方案可以滿足物聯(lián)網(wǎng)條件。1、有信號接收器,2、利用GSM無線通信技術(shù)。3、CPU自帶存儲(chǔ)功能。4、使用單片機(jī)與DSP芯片微控制器。5、操作系統(tǒng)界面是手機(jī)或者電腦。6、擁有專門的單片機(jī)和DSP應(yīng)用程序。7、數(shù)據(jù)發(fā)送器是模擬啟動(dòng)器。8、遵守互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。9、 唯一編碼就是電子標(biāo)簽上唯一的代碼,也可以是小型遠(yuǎn)程控制器的程序編碼序列。
2.物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的工作原理與功能
物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)有四部分組成,分別是信號接收器、中央控制單元、模擬啟動(dòng)器和遠(yuǎn)程遙控控制器四部分組成,下面分別介紹。
2.1 信號接收器
由單片機(jī)控制的軟件程序的單元,用來接收主人發(fā)來的指令。
2.2 模擬啟動(dòng)器
指令的執(zhí)行者,通過各種智能家居小型遠(yuǎn)程遙控器的接口和相關(guān)指令來控制各種智能家居的相應(yīng)功能,類似于電腦中的主板,通過它與各種各樣的智能家居相連。模擬啟動(dòng)器是執(zhí)行單元,它需要按不同家電的要求,執(zhí)行相應(yīng)的功能。
2.3 小型遠(yuǎn)程遙控器
可嵌入手機(jī)中的信號收發(fā)芯片,通過它將主人的指令發(fā)送到信號接收器。
2.4 中央控制器
中央控制器是由單片機(jī)和DSP芯片以及其他相關(guān)器件組成的控制單元,它內(nèi)部集成了四大系統(tǒng):室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)、安詳生活系統(tǒng)、夢幻燈光系統(tǒng)和安全家居系統(tǒng),所有對智能家居的操作指令都是由中央控制器發(fā)出的。論文參考網(wǎng)。
具體工作圖原理為:
解釋為:用戶將要所達(dá)到的效果以文字的形式發(fā)送出去,信號接收器接收到信息后,轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的代碼傳送到中央控制器,中央控制器進(jìn)行必要的處理和分析后,一面將指令傳送到模擬啟動(dòng)器,一面將指令傳遞到實(shí)時(shí)顯示模塊進(jìn)行顯示,模擬啟動(dòng)器根據(jù)指令,分別啟動(dòng)相關(guān)的遠(yuǎn)程控制器,從而達(dá)到對相應(yīng)智能家居的控制與操作。完成相應(yīng)操作后,遠(yuǎn)程控制端口會(huì)返回一條完成指令,再由中央控制器通過信號接收器反饋給使用者,用戶可根據(jù)反饋信息決定下一步操作。
用戶不操作的情況下,中央控制器會(huì)自動(dòng)接受、監(jiān)控各類傳感器,根據(jù)不同的設(shè)置要求,實(shí)時(shí)監(jiān)控各類環(huán)境數(shù)據(jù),一旦變化超出設(shè)定范圍,中央控制器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生指令,模擬啟動(dòng)器會(huì)控制相應(yīng)的智能設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié),從而營造安全舒適的家居條件。
3.具體應(yīng)用
本系統(tǒng)采用的是GSM無線通信技術(shù),將手機(jī)或者電腦信號轉(zhuǎn)換為具體的發(fā)送指令,來遠(yuǎn)程控制室內(nèi)的家居,中央控制器則要按照具體的指令來啟動(dòng)模擬啟動(dòng)器,讓它在預(yù)定的步驟下,準(zhǔn)確、及時(shí)地控制各種智能家居的工作。在本系統(tǒng)內(nèi)部集成了四大系統(tǒng):室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)、安詳生活系統(tǒng)、夢幻燈光系統(tǒng)和安全家居系統(tǒng),以安全居家系統(tǒng)為例說明其應(yīng)用。
安全家居系統(tǒng)組成:
功能特點(diǎn):
將系統(tǒng)中的防盜裝置裝在門窗上,當(dāng)盜賊靠近門窗時(shí),傳感器檢測到人體信號,門窗(窗簾)控制器發(fā)出指令,門窗自動(dòng)關(guān)閉,如果盜賊滯留不走或強(qiáng)行突入,智能主控器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲阻嚇盜賊并自動(dòng)循環(huán)撥打15組報(bào)警電話,通知您和小區(qū)報(bào)警中心有盜賊入侵,以便及時(shí)采取相應(yīng)措施。
在門上安裝報(bào)警器,當(dāng)主人離家時(shí),在遙控器上啟動(dòng)設(shè)防狀態(tài),如遇盜賊強(qiáng)行撬門,智能主控器便會(huì)發(fā)出報(bào)警聲阻嚇盜賊,同時(shí)還會(huì)自動(dòng)循環(huán)撥打多組報(bào)警電話,通知保安人員或戶主及時(shí)應(yīng)對。
若遭遇壞人入室,可即時(shí)發(fā)送報(bào)警信號,方便求救,也可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救報(bào)警。論文參考網(wǎng)。
當(dāng)遇到大風(fēng)來臨或雨雪將至,窗門還會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。窗戶立即自行關(guān)閉,令您出門無憂無慮。
當(dāng)燃?xì)獗O(jiān)測器檢測到煤氣、液化氣.等有害氣體,智能控制器自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的指令,將窗戶、排氣扇自動(dòng)開啟,同時(shí)發(fā)出警聲并將警情傳遞給主人手機(jī)或者電腦和保衛(wèi)處。
一旦有火災(zāi)發(fā)生,傳感器會(huì)第一時(shí)間檢測到煙霧信號,智能控制器發(fā)出指令 ,將門窗打開,同時(shí)發(fā)出警聲并將警情傳報(bào)警中心或給主人手機(jī)或者電腦上。
具體執(zhí)行如下:
4.結(jié)束語
當(dāng)今快速發(fā)展的時(shí)代,人們對生活快節(jié)奏的要求越來越迫切,對生活質(zhì)量的要求日益提高,尤其在發(fā)展比較快的大都市里,人們對時(shí)間的利用也越來越合理,而科技在迅猛發(fā)展,手機(jī)和電腦的普及率又達(dá)到了前所未有的水平,這樣就為物聯(lián)網(wǎng)的興起創(chuàng)造了先機(jī)。所以基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng),必然會(huì)成為現(xiàn)代人生活中不可缺少的一部分。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群;綜合課程設(shè)計(jì);項(xiàng)目角色劃分;協(xié)同設(shè)計(jì)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1671-0568(2013)29-0094-03
作者簡介:徐慧,女,博士,講師,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)與服務(wù)管理;邵雄凱,男,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,教學(xué)副院長,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web信息服務(wù);陳卓,女,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)樾畔踩?;阮鷗,男,博士,講師,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全。
作為一所地方工科院校,湖北工業(yè)大學(xué)(以下簡稱“我校”)目前面向本科生穩(wěn)步推進(jìn)“721”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革:針對70%左右的本科生,以就業(yè)為導(dǎo)向,實(shí)施以培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力為主體、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神為兩翼的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式;針對20%左右的本科生,培養(yǎng)具有一專多能、湖北工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的復(fù)合型中堅(jiān)人才;針對10%左右的本科生,扎實(shí)推進(jìn)卓越工程師項(xiàng)目計(jì)劃,培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型的、未來湖北工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)軍人物。在這一背景下,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在培養(yǎng)方案設(shè)置和修訂的過程中,考慮利用科研平臺(tái)、培訓(xùn)、競賽等方式,切實(shí)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),進(jìn)一步推進(jìn)我校“721”人才培養(yǎng)模式改革,并以此為契機(jī),進(jìn)行培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力的教學(xué)改革與實(shí)踐。本文旨在討論網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的改革實(shí)踐。
一、網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的定位
按照“721”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路,我校依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)探索實(shí)施“實(shí)驗(yàn)教學(xué)――實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)――畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)――創(chuàng)新教育――課外科技活動(dòng)――社會(huì)實(shí)踐”六元結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。在這一實(shí)踐教學(xué)體系的規(guī)劃下,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案都明確規(guī)定六大內(nèi)容的基本要求和學(xué)分,并分為基礎(chǔ)層次(基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)勞動(dòng)、認(rèn)知實(shí)習(xí)等)、提高層次(學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)或生產(chǎn)實(shí)習(xí)、學(xué)年論文等)、綜合層次(設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文等)三個(gè)層次,從低年級到高年級前后銜接,循序漸進(jìn),貫穿整個(gè)本科生培養(yǎng)過程,旨在增強(qiáng)本科生的創(chuàng)新意識(shí),提高他們的實(shí)踐能力。
面向網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群,主要包括“信息安全概論”、“應(yīng)用密碼學(xué)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)性能分析”和“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實(shí)踐”這六門專業(yè)課程。在課程安排上,“信息安全概論”課程首先引入信息安全的基本概念和基本原理,包括消息鑒別與數(shù)字簽名、身份認(rèn)證、操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全技術(shù)以及數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)等知識(shí)點(diǎn);而“應(yīng)用密碼學(xué)”課程則介紹密碼學(xué)基本概念、基本理論以及主要密碼體制的算法與應(yīng)用;更進(jìn)一步,“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”課程以協(xié)議分析為導(dǎo)向講授網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)理論,包括功能域、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)范、信息表示等知識(shí)點(diǎn);“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”課程以統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理能力作為培養(yǎng)目標(biāo),闡述網(wǎng)絡(luò)攻擊的手段和方法以及網(wǎng)絡(luò)防御的基本原理;在此基礎(chǔ)上,“網(wǎng)絡(luò)性能分析”課程著重討論網(wǎng)絡(luò)性能管理的理論與應(yīng)用;“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實(shí)踐”課程討論網(wǎng)絡(luò)安全編程實(shí)現(xiàn)的基本技術(shù)。值得注意的是,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群建設(shè)成果,目前正在為面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的相關(guān)課程體系設(shè)置與教學(xué)方法改革所借鑒。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)介于實(shí)踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次的過渡階段,作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生第四學(xué)年實(shí)踐能力培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),有利于深入培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實(shí)踐能力。
二、基于項(xiàng)目角色劃分的實(shí)施方案
為了培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生的工程實(shí)踐能力,網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)施過程的改革思路是:采用自主團(tuán)隊(duì)方式,選擇并完成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目。對于相關(guān)專業(yè)本科生而言,因?yàn)槭亲杂山M成團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目角色劃分顯得尤為重要。在這一背景下,提出基于項(xiàng)目角色劃分的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)并不是要求本科生在短時(shí)間內(nèi)便可以完成一個(gè)很大的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目,主要是希望他們能夠利用已有網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群的知識(shí)基礎(chǔ),按照軟件工程的思路合作完成一個(gè)規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目,提高網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實(shí)踐能力。基于不太大的項(xiàng)目規(guī)模,網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目角色劃分與相應(yīng)職責(zé)見表1。
三、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)
作為一所地方工科院校,我校自2008年開始面向本科生開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),并于2012年面向本科生開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),同時(shí)已獲批“湖北省高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃本科項(xiàng)目”。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)雖然是兩個(gè)不同的專業(yè),卻具有一定的關(guān)聯(lián)性,如何保證網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的實(shí)施方案對于這兩個(gè)專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì),是專業(yè)改革實(shí)踐過程中需要考慮的問題。圖1給出網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)方案:
如圖1所示,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的選題主要包括四個(gè)方向,即“信息安全與密碼學(xué)”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”與“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理”。其基本的選題思路在于幫助本科生熟悉常用的網(wǎng)絡(luò)管理與安全編程開發(fā)包,并掌握網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目實(shí)踐的基本技術(shù),為將來從事網(wǎng)絡(luò)管理與安全方面的研發(fā)工作打下一定的基礎(chǔ),各方向的參考選題見表2。
更進(jìn)一步,較之網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有更強(qiáng)的整合性與自身的特色,見圖1,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的選題主要包括兩個(gè)方向,即“物聯(lián)網(wǎng)安全”與“物聯(lián)網(wǎng)管理”,各方向的參考選題如表3所示。[1,2]
按照我?!?21”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路,作為實(shí)踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次過渡階段的一個(gè)重要環(huán)節(jié),網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)在改革實(shí)踐過程中,考慮采用基于項(xiàng)目角色劃分的實(shí)施方案,并嘗試實(shí)現(xiàn)該方案在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì),同時(shí)給出這兩個(gè)專業(yè)不同方向的參考選題。
參考文獻(xiàn):
國內(nèi)外普遍公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的概念是麻省理工Ashton 教授于 1999 年在研究 RFID 時(shí)提出來的:All things are connected to the Internet via sensingdevices such as radio frequency identification( RFID) to achieve intelligent identification and man-agement[1],即把所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。在 2005 年國際電信聯(lián)盟 ( ITU) 的報(bào)告 《ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告 2005: 物聯(lián)網(wǎng)》 中,物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于 RFID 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)[2]。從 “智慧地球”的理念到 “感知中國”的提出,從 “唐芯一號”的研制成功到無錫 “物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地”的確立,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用在政府、企業(yè)得到廣泛的認(rèn)同與重視。在我國物聯(lián)網(wǎng)已從概念的炒作,上升到產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與發(fā)展高度,在各行業(yè)獲得了一定的理論與應(yīng)用研究。本文在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上,辨析物聯(lián)網(wǎng)與物流管理的關(guān)系,從而為探討物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下現(xiàn)代物流發(fā)展的思路提供參考。
1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1. 1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究
物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、體育競賽與體育訓(xùn)練、教育培訓(xùn)、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域[3]。
1) 物聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生活中的應(yīng)用
楊子江 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)對環(huán)境保護(hù)的推動(dòng)作用,認(rèn)為借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可對生產(chǎn)的節(jié)能減排進(jìn)行全程監(jiān)控。王粉花等 ( 2010) 研究以物聯(lián)網(wǎng)中無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)的人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,以滿足老齡人護(hù)理需求。朱小妹( 2010) 設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能管理系統(tǒng),通過在各農(nóng)作物領(lǐng)域應(yīng)用傳感器,實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。李盧一 ( 2010) 基于對物聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀的把握,探討物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建智能化教學(xué)環(huán)境、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)、輔助教學(xué)管理、拓展課外教學(xué)活動(dòng)方面的作用。李勝廣 ( 2010) 提出將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)感知城市的功能。王建冬 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)催生了第四代生產(chǎn)業(yè),提出生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 4 階段模型,其技術(shù)維度依次為數(shù)字計(jì)算機(jī)、微機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)方面的應(yīng)用研究: 賈凱 ( 2005)搭建了物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)藥流通中的應(yīng)用框架。劉建生( 2007) 分析了基于物聯(lián)網(wǎng)的藥品流通流程再造措施。溫平 ( 2010) 設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型干法水泥生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),監(jiān)測設(shè)備的溫度、振幅,實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)上報(bào)與報(bào)警。梁正平 ( 2010) 提出基于三維編碼的全流程食品追溯系統(tǒng),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)信息的采集與查詢和追溯。朱帥 ( 2010) 在 “物聯(lián)網(wǎng)對未來零售業(yè)的影響”一文中提出 “技術(shù)催生革命”、 “信息分析是增值點(diǎn)”、“機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存”。此外,不少學(xué)者也從不同角度就物聯(lián)網(wǎng)自身發(fā)展進(jìn)行了研究。焦泉 ( 2010) 闡明物聯(lián)網(wǎng)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)系,提出加快我國物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)創(chuàng)新的思路。寧煥生 ( 2010) 提出中國物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議結(jié)構(gòu) ( RFID - MP) ,為中國物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、信息服務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的發(fā)展和研究提供了參考。顧晶晶 ( 2010) 設(shè)計(jì)了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)定位模型。楊斌( 2010) 提出基于面向服務(wù)架構(gòu) ( SOA) 的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)框架,該框架利用射頻標(biāo)識(shí)構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)產(chǎn)品全流程進(jìn)行監(jiān)控,通過 SOA 實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)資源共享和高效利用,為企業(yè)資源整合提供一種可行的解決方案。張?jiān)葡?( 2010) 對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域現(xiàn)有商業(yè)模式進(jìn)行分析,指出適合電信運(yùn)營商的物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式。這些研究都為我國當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了探索的思路。
2) 物聯(lián)網(wǎng)在物流方面的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)在物流方面的應(yīng)用主要集中在物聯(lián)網(wǎng)對物流的影響以及物聯(lián)網(wǎng)在物流操作、物流信息及供應(yīng)鏈物流管理等方面的應(yīng)用。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)對物流的影響,趙昱 ( 2010) 展望了物聯(lián)網(wǎng)對物流活動(dòng)的影響。王繼祥 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)中的應(yīng)用,包括: 產(chǎn)品的智能可追溯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、物流過程的可視化智能管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能化的企業(yè)物流配送中心、企業(yè)的智慧供應(yīng)鏈。沈旭明( 2010) 提出物流屬于物聯(lián)網(wǎng)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè),提出智能物流的概念。左斌 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代物流企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級為供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)管理組織的主導(dǎo)企業(yè),物聯(lián)網(wǎng)催生新的物流運(yùn)作模式———專業(yè)化“物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商”。戴定一 ( 2010) 認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的 “智能”是基于網(wǎng)絡(luò)的,或者說是依托 “基于網(wǎng)絡(luò)的集中式數(shù)據(jù)處理和服務(wù)中心的”; 物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)物流智能化; “數(shù)據(jù)中心”是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的一個(gè)創(chuàng)新的經(jīng)濟(jì)主體,存在 “商務(wù)模式”運(yùn)作等困惑。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流操作中的應(yīng)用,潘金生 ( 2007) 提出基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息增值服務(wù)。朱文和 ( 2010) 提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈全過程的智能化物流配送服務(wù)。李霞 ( 2010) 分析了物流信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系。薛飛 ( 2010)提出把物聯(lián)網(wǎng)融入物流園區(qū)的建設(shè)中,利用物聯(lián)網(wǎng)在不同物流園區(qū)間搭建一個(gè)互通互利的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。王曉亮 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)可用于我國鐵路運(yùn)輸?shù)目推狈纻闻c識(shí)別、站車信息共享、集裝箱追蹤管理與監(jiān)控及倉庫管理。物聯(lián)網(wǎng)在物流信息系統(tǒng)中的應(yīng)用,一方面表現(xiàn)為 RFID 技術(shù)在物流中的應(yīng)用,另一方面為基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。羅秋科 ( 2007)提出 EPC ( Electronic Product Code,產(chǎn)品電子代碼) 系統(tǒng)及其在現(xiàn)代物流中的應(yīng)用。余雷 ( 2006)提出基于 RFID 電子標(biāo)簽的物聯(lián)網(wǎng)物流管理系統(tǒng)。王德玉 ( 2007) 提出 RFID 技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用研究。Christian Decker ( 2008) 設(shè)計(jì)了 SmartItems ( 智能物料項(xiàng)目) 應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理。Vin-cent ( 2009) 研究了 RFID 與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系,提出二者有助于救市。金鑫 ( 2010) 提出 RFID 發(fā)揮優(yōu)勢物聯(lián)網(wǎng)助力春運(yùn),實(shí)現(xiàn)車票實(shí)名制管理。王燁( 2010) 提出基于 RFID 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)在物流安全領(lǐng)域的應(yīng)用。荊心 ( 2010) 研究基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。俞靈 ( 2010) 提出港口口岸物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)想。Antonio J 設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)院智能信息系統(tǒng),用于檢測過敏及副作用。Reiner Jedermann 提出基于智能嵌入式標(biāo)簽物流中泛在計(jì)算的應(yīng)用。在供應(yīng)鏈物流管理方面,樊世清 ( 2010) 討論物聯(lián)網(wǎng)對供應(yīng)鏈管理的影響。李旸 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)對商業(yè)銀行供應(yīng)鏈金融產(chǎn)品的影響。畢明光 ( 2010) 提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物流供應(yīng)鏈研究。張佶 ( 2010) 提出物聯(lián)網(wǎng)提升紡織供應(yīng)鏈管理水平。周受欽 ( 2010) 提出 “物流裝備物聯(lián)網(wǎng)”的概念,即物流裝備智能化加上傳輸網(wǎng)絡(luò)及管理系統(tǒng)與運(yùn)營系統(tǒng)。
1. 2 我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究現(xiàn)狀評述
我國對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用的研究非常多,這些研究豐富了物聯(lián)網(wǎng)的理論研究領(lǐng)域,對我國物聯(lián)網(wǎng)的理論體系完善起到添磚加瓦的作用,滿足了當(dāng)前我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的特定需求。
1) 上述文獻(xiàn)中提出的主要觀點(diǎn)
本文僅對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面的文獻(xiàn)作梳理,未涉及大量關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的文章。上述文獻(xiàn)從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的各個(gè)角度展開,形成一些明確的、共識(shí)性的觀點(diǎn): ①物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用將是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息革命,或稱為信息產(chǎn)業(yè)革命的第三次浪潮; ②互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的整合,改變了人類的生產(chǎn)和生活,實(shí)現(xiàn)全球 “智慧”狀態(tài); ③物聯(lián)網(wǎng)帶來了新的產(chǎn)業(yè)革命,可利用物聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)改變未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu); ④作為信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)信息的共享、反饋;⑤物聯(lián)網(wǎng)將是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是具有萬億元級規(guī)模的產(chǎn)業(yè); ⑥當(dāng)前我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的障礙集中于安全、成本、效率、標(biāo)準(zhǔn)化、整體規(guī)劃等方面??傮w而言,文獻(xiàn)較客觀地描述了我國當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的益處,對我國未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景進(jìn)行預(yù)測,同時(shí)探討了物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)、各領(lǐng)域的應(yīng)用方向。此外,關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究角度非常豐富,研究人員眾多,不僅限于高校、企業(yè),還包括政府人員; 同時(shí)研究視角奇特,既包括新興低碳經(jīng)濟(jì)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)聯(lián),也包括傳統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展觀、與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系分析。
2) 研究可能存在的不足
物聯(lián)網(wǎng)畢竟是新興事物,因此,不可否認(rèn)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)理論與應(yīng)用研究的作用與貢獻(xiàn)。但是也應(yīng)看到上述研究的不足,總體表現(xiàn)為研究內(nèi)容較空、雷同,學(xué)術(shù)界對此的討論非常熱烈,但是多浮于表面,實(shí)踐應(yīng)用不足。部分研究仍然僅著眼于物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和細(xì)微的應(yīng)用點(diǎn),研究內(nèi)容也不夠深入,僅是對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的套用。部分文章文不對題,對物聯(lián)網(wǎng)的分析、應(yīng)用有些牽強(qiáng)附會(huì)。應(yīng)用研究性的文章“為應(yīng)用而應(yīng)用”,缺乏應(yīng)用的基礎(chǔ)分析,提出的措施空泛。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用性文章研究從點(diǎn)著手,但是也僅限于點(diǎn),而非線、面。例如研究主題為“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于物流管理”的多數(shù)論文僅是對采購、生產(chǎn)、配送、銷售、回收 ( 召回) 等供應(yīng)鏈過程各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測,缺少全過程的協(xié)作,同時(shí)側(cè)重于信息的共享,缺失物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈各主題對實(shí)物智能管理的協(xié)作。研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測,而無后續(xù)支持: 僅是安全防范,未能做到控制處理。多數(shù)論文均將物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行分析,對物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式與產(chǎn)業(yè)運(yùn)營的研究較少、較淺。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中物流配套支持的理論研究較少。
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關(guān)鍵詞:Zigbee;組網(wǎng)結(jié)構(gòu);物聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號:TN915.65 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)04-0213-02
通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、信息家電的飛速發(fā)展,使智能家居網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成為可能。ZigBee是一種短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),而與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合更加突出了ZigBee的技術(shù)。ZigBee一般采用IEEE802.15.4收發(fā)器與ZigBee協(xié)議棧的組合,在數(shù)千個(gè)微小的節(jié)點(diǎn)之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些節(jié)點(diǎn)只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn),所以它們的通信效率非常高。因此,ZigBee在傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在這樣的背景之下,很多公司都開始了ZigBee產(chǎn)業(yè)化的道路。智能家居是未來家居的發(fā)展方向,它利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起,通過統(tǒng)籌管理,為人們提供智能、舒適的居住環(huán)境。ZigBee技術(shù)是一種家電智能控制無線系統(tǒng),是近幾年發(fā)展起來的一種短距離的無線通信技術(shù),具有短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)率、低成本、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),而物聯(lián)網(wǎng)使用的無線技術(shù),實(shí)現(xiàn)物物相連,給人們的生活帶來重大改變。家庭內(nèi)部地理范圍小,非常適合ZigBee技術(shù)對其進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),而ZigBee的最初切入點(diǎn)也正是家庭自動(dòng)化。采用ZigBee技術(shù)組建智能家居內(nèi)部通信網(wǎng),其網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)簡單,并且具備自組網(wǎng)功能,新傳感器節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)無需人工配置,考慮了系統(tǒng)異常的情況。每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內(nèi),和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無線連接。ZigBee技術(shù)會(huì)因室內(nèi)環(huán)境影響做出相應(yīng)的改善,采用了多工作模式(如休眠模式)降低了傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗,延長了節(jié)點(diǎn)的使用壽命。智能家電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了傳感器的通用接入,組建了基于ZigBee技術(shù)的自組織網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)安裝方便,擴(kuò)展性好,具有很好的實(shí)用價(jià)值??傊?,智能家電控制系統(tǒng)已把人們從日常瑣事中解放了出來,實(shí)現(xiàn)了智能化家居。
一、Zigbee無線組網(wǎng)技術(shù)及其協(xié)議
家電智能控制無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù),對于一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù),它符合IEEE802.15.4協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)組建上,它選用的是“星狀組網(wǎng)”方案,因?yàn)樾切谓Y(jié)構(gòu)適合于實(shí)時(shí)性要求高,數(shù)據(jù)量比較大的場合。以下是家庭網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)。
IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)是針對于低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng),把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點(diǎn)目標(biāo),旨在為個(gè)人或者家庭范圍內(nèi)不同設(shè)備之間低速互連提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?;赯igBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有備成本低、傳輸速率低、設(shè)備體積小、省電、網(wǎng)絡(luò)自愈等特點(diǎn),ZigBee可以廣泛應(yīng)用在家庭自動(dòng)化。
二、Zigbee技術(shù)家電智能硬件設(shè)計(jì)
在硬件設(shè)計(jì)上,家電智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),主要有射頻數(shù)據(jù)模塊、微控制器和設(shè)備組成。微處理器選用Freescale公司推出的超低功耗MC9S08GT60,無線收發(fā)器選用Freescale公司推出的一種短距離、低功耗,工作在2.4Ghz的MC13192。
三、Zigbee技術(shù)家電智能軟件設(shè)計(jì)
在軟件設(shè)計(jì)上,家電智能系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為三層:系統(tǒng)平臺(tái)層、協(xié)議層和應(yīng)用層。系統(tǒng)平臺(tái)層通過API應(yīng)用程序接口來給協(xié)議層提供服務(wù);協(xié)議層則實(shí)現(xiàn)了基于802.15.4的物理層和鏈路層以及基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議;應(yīng)用層通過API來調(diào)用協(xié)議層提供的服務(wù),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。
Zigbee技術(shù)的協(xié)議層結(jié)構(gòu)簡單,不同于藍(lán)牙和其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常為7層,而Zigbee技術(shù)僅為3層。在Zigbee技術(shù)中,PHY層和MAC層采用lEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),其中,PHY提供了兩種類型的服務(wù):通過物理層管理實(shí)體接口(PLME)對PHY層數(shù)據(jù)和PHY層管理提供服務(wù)。
四、結(jié)束語
通過項(xiàng)目組全體成員和指導(dǎo)老師的努力,經(jīng)過了一年左右的時(shí)間,我們終于完成了本次項(xiàng)目的論文。從開始申請這個(gè)項(xiàng)目時(shí)的茫然到這個(gè)項(xiàng)目論文文章的完成,每一個(gè)階段對于我們來說都是一次新的嘗試和挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里,我們學(xué)到了很多知識(shí)也感受了很多,因?yàn)檫@不是一個(gè)人獨(dú)立完成的而是以小組形式,分工合作來完成的。明確目標(biāo)很重要,小組成員之間的相互協(xié)調(diào)更是不可或缺,這些都體現(xiàn)出了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。雖然本次項(xiàng)目不是很完善,還有很多不足之處,但是小組全體成員和指導(dǎo)老師的努力大家是有目共睹的,這些對于我們來說就是莫大的欣慰和成就感,我們相信其中的酸甜苦辣終究會(huì)化成美味的甘泉。這次論文的經(jīng)歷讓我們受益匪淺,從中我們知道論文是要用心去寫,是真正學(xué)習(xí)和研究的過程,沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究能力,沒有研究就不會(huì)有所突破。希望這次的經(jīng)歷能讓我們大家在以后的學(xué)習(xí)和工作中更加努力,激勵(lì)著我們繼續(xù)進(jìn)步。
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關(guān)鍵詞: 物聯(lián)網(wǎng) 人才培養(yǎng)模式 創(chuàng)新
一、研究背景
物聯(lián)網(wǎng)的概念最早由美國麻省理工學(xué)院的Kevin Ash-ton教授在1991年首次提出,1999年美國麻省理工學(xué)院建立“自動(dòng)識(shí)別中心”,提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”,闡明物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。2005年國際電信聯(lián)盟(ITU)對物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義:通過二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID) 裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)新的突破,物聯(lián)網(wǎng)的概念在變化與發(fā)展。
2009年,提出“感知中國”,物聯(lián)網(wǎng)在我國獲得了前所未有的重視,物聯(lián)網(wǎng)被列入我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2011年11月28日,工業(yè)和信息化部印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,巨大的市場需求將為物聯(lián)網(wǎng)帶來難得的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的發(fā)展空間。2009年7月,北京理工大學(xué)、北京科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等30所高校成為首批獲準(zhǔn)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的高校,部分高校于2011年首次招生。2012年2月,教育部下發(fā)通知,批準(zhǔn)北京交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、暨南大學(xué)等80所高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),部分高校已開始招生。至此,我國已有100多所高校設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是教育部允許高校增設(shè)新專業(yè)后,高校申請最多的學(xué)校,這說明了國家對物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的重視和人才培養(yǎng)的迫切性。
工業(yè)和信息化部印發(fā)的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中指出:物聯(lián)網(wǎng)是我國新一代信息技術(shù)自主創(chuàng)新突破的重點(diǎn)方向,蘊(yùn)含著巨大的創(chuàng)新空間,物聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷深化,將催生大量的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用、新模式。規(guī)劃中多處提到創(chuàng)新,創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)自身孕育了重大科技創(chuàng)新,而且催生新的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新,這必然要求物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)出來的合格學(xué)生具備較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
二、創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案
南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院于2009年9月成立,2010年獲批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),2011年9月首次招收物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生。
作為一個(gè)處于摸索階段的新興專業(yè),各所院校都結(jié)合自身特色制訂了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院也為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)制定了初步的培養(yǎng)方案。
1.培養(yǎng)目標(biāo)。
南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,德智體美全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面寬,實(shí)踐能力強(qiáng),具有較高的思想道德,良好的科學(xué)文化素質(zhì)、敬業(yè)精神、社會(huì)責(zé)任感與創(chuàng)新意識(shí),掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)技術(shù)方法,在電子信息領(lǐng)域從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)技術(shù)人才。
2.培養(yǎng)規(guī)格。
(1)專業(yè)能力
具有從事信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)工程開發(fā)和設(shè)計(jì)所需要的數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),可以應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理等理論解決工程中遇到的實(shí)際問題的能力;系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),掌握計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)基本方法,具有集成和應(yīng)用通信系統(tǒng)的能力,并將所學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和方法應(yīng)用于實(shí)踐;接受科學(xué)思維與科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練,具有綜合相關(guān)理論、知識(shí)與方法進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力。
(2)綜合素質(zhì)
要求具備良好的職業(yè)道德素養(yǎng)、具有良好的生活理念及進(jìn)行個(gè)人職業(yè)規(guī)劃的能力,善于與他人合作,具有良好的書面和口頭表達(dá)能力,以及基本的與人交流的能力;掌握一定的工程管理、社會(huì)學(xué)、情報(bào)交流、環(huán)境等人文知識(shí),具備工程應(yīng)用開發(fā)中所需的管理能力,具有一定的創(chuàng)新思維能力和對新知識(shí)、新技術(shù)的敏銳性;熟練掌握一門外語,具有聽、說、譯、寫的能力,能較熟練地閱讀外文專業(yè)文獻(xiàn);掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科技論文寫作能力;具備健全的心理和健康的體魄,具有一定的美育素養(yǎng),能夠履行建設(shè)祖國的神圣義務(wù)。
(3)專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)架
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程分為通識(shí)教育、專業(yè)教育、實(shí)踐教育和創(chuàng)新拓展(自主學(xué)習(xí))四大類模塊。
按照全面素質(zhì)教育的理念,通識(shí)教育類模塊主要由公共基礎(chǔ)課程、自然科學(xué)基礎(chǔ)課程、綜合素質(zhì)課程組成,著眼于增加學(xué)生知識(shí)的廣度與深度,使學(xué)生兼?zhèn)淙宋乃仞B(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)。
專業(yè)教育類課程體系分成三個(gè)層次:第一層次專業(yè)課程包括:高級語言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)及C++、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、概率統(tǒng)計(jì)與隨機(jī)過程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和技術(shù)、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)和電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn);第二層次專業(yè)課程包括:微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、軟件工程(雙語)、通信原理和計(jì)算機(jī)組成原理等;第三層按物聯(lián)網(wǎng)體系劃分,物聯(lián)網(wǎng)感知和網(wǎng)絡(luò)層課程包括物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其應(yīng)用、IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用(雙語)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)。數(shù)據(jù)管理分析及應(yīng)用層包括:云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、信息融合技術(shù)基礎(chǔ)、Web技術(shù)等課程。
實(shí)踐教育模塊包括通識(shí)教育實(shí)踐、工程訓(xùn)練、專業(yè)課程實(shí)踐、校外實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。在培養(yǎng)過程中,特別強(qiáng)調(diào)通過加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)踐教學(xué)體系包括軟件開發(fā)能力培養(yǎng)、硬件基本能力培養(yǎng)和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。軟件開發(fā)能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程包括:程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、軟件工程等課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及程序設(shè)計(jì)(上機(jī))、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、云計(jì)算課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。硬件基本能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程包括:數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和電子電路課程設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程包括:物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(雙語)等課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和兩門專業(yè)課程設(shè)計(jì)。專業(yè)課程設(shè)計(jì)I可在嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其應(yīng)用中選擇;專業(yè)課程設(shè)計(jì)II在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、通信軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上選擇。
創(chuàng)新拓展模塊是體現(xiàn)以學(xué)生為本的教育觀念、實(shí)現(xiàn)共性培養(yǎng)平臺(tái)上發(fā)揮個(gè)性化、挖掘?qū)W生潛力和特長,培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要環(huán)節(jié)。創(chuàng)新拓展模塊要求各專業(yè)學(xué)生通過各類競賽、科技成果與授權(quán)專利、科技創(chuàng)新活動(dòng)(STITP、開放實(shí)驗(yàn)等)、、證書認(rèn)證、創(chuàng)新研修課程等。
三、創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)策略
在不斷修訂完善專業(yè)人才培養(yǎng)方案的同時(shí),南京郵電大學(xué)也在不斷創(chuàng)新舉措以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求。
1.不斷優(yōu)化課程設(shè)置,動(dòng)態(tài)更新課程。
創(chuàng)新能力來源于寬厚的基礎(chǔ)知識(shí)和良好的基本素質(zhì),加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)教育的內(nèi)涵更新和外延拓展及構(gòu)建合理的課程體系非常重要。一方面,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),按照“少而精”的原則設(shè)置必修課,確保學(xué)生具備較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。另一方面,增加選修課比重,后期可以動(dòng)態(tài)地更新和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸各學(xué)科發(fā)展前沿,了解科技發(fā)展的趨勢,掌握未來變化的規(guī)律。突出系統(tǒng)觀教育理念,以“強(qiáng)化基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、彰顯特色”為原則,打破與相關(guān)專業(yè)課程間的壁壘,加強(qiáng)課程與課程體系間在邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系與綜合,在課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)課件、教材建設(shè)、題庫建設(shè)等方面進(jìn)行全方位的更新,逐步形成特色鮮明的專業(yè)課程群。允許并鼓勵(lì)學(xué)生在修滿規(guī)定的核心課程的基礎(chǔ)上,選修自己感興趣的課程,給予學(xué)生較大的自主選擇空間。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的最新發(fā)展形勢,不斷更新公共平臺(tái)課程并增設(shè)應(yīng)用型課程。
2.完善實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式,探索開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
充分利用實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),不斷完善基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)實(shí)踐教學(xué)、綜合實(shí)踐教學(xué)三層次有機(jī)結(jié)合并輔之以各類課外實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)體系。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)管理,加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè),加大實(shí)踐教學(xué)投入力度,改善實(shí)踐教學(xué)條件,充分調(diào)動(dòng)教師開展實(shí)踐教學(xué)的積極性,著力推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、方法與模式的改革,提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。改革和完善實(shí)驗(yàn)課程成績的科學(xué)評價(jià)體系,改革實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)行機(jī)制,探索開放實(shí)驗(yàn)室的管理方式和體制,完善實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)耗材的實(shí)驗(yàn)室管理體制。
積極拓寬實(shí)踐教學(xué)渠道,通過深化校企合作,加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地建設(shè),使學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)形式多樣化,在實(shí)習(xí)基地保證有固定的老師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí),聘請實(shí)習(xí)單位經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師為學(xué)生作現(xiàn)身說法,現(xiàn)場講授、現(xiàn)場演示。與校外企業(yè)建立合作關(guān)系,培養(yǎng)“雙師型”教師,開展產(chǎn)學(xué)研用一體化的教學(xué)形式。
3.改革和完善評價(jià)體系,建立完善的創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制。
評價(jià)是教育管理中實(shí)施控制的特殊手段,是教育管理的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)培養(yǎng)體系不利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的弊病反映在評價(jià)體系上采用簡單劃一的方式,未能反映出學(xué)生的真實(shí)全面的水平和能力。對學(xué)生的評價(jià)不僅要重視知識(shí)的全面性考查,更要重視能力(尤其是創(chuàng)新能力)的考查??荚嚪绞蕉鄻踊?,考試時(shí)間自主化,或采用非考評學(xué),通過寫專題報(bào)告、撰寫學(xué)術(shù)論文、參與科研項(xiàng)目等多種形式評學(xué)。同時(shí)建立對學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新成果積極的激勵(lì)機(jī)制。
4.推進(jìn)教學(xué)方法改革,加強(qiáng)個(gè)性化教學(xué)指導(dǎo)方式。
加強(qiáng)個(gè)性化教學(xué)方式,強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式與互動(dòng)式、面向問題求解的教學(xué)方式;實(shí)施探究式、研究性教學(xué),鼓勵(lì)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展,建立個(gè)性化的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制:通過課程大作業(yè)、課程設(shè)計(jì)等方式,為學(xué)生提供內(nèi)容豐富的綜合設(shè)計(jì)題目,使學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛好選擇題目進(jìn)行學(xué)習(xí)。
5.打造物聯(lián)網(wǎng)典型示范應(yīng)用項(xiàng)目,構(gòu)建多維創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)。
打造物聯(lián)網(wǎng)典型示范應(yīng)用項(xiàng)目,加深學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)的理解感知。從科研和競賽等方面展開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)導(dǎo)向的教學(xué)實(shí)踐,在專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練中繼續(xù)實(shí)施“導(dǎo)師制”,引導(dǎo)學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行科研訓(xùn)練;鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的科研課題,與教師合作進(jìn)行科學(xué)研究。發(fā)揮科研項(xiàng)目尤其是STITP項(xiàng)目的人才培養(yǎng)作用,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與項(xiàng)目管理中采取措施,積極鼓勵(lì)和支持大學(xué)生參與科技創(chuàng)新,為學(xué)生提供多維創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)是對理論課程教學(xué)體系的擴(kuò)展延伸,有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與學(xué)習(xí)熱情。
6.深化與物聯(lián)網(wǎng)科技園合作,協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。
與物聯(lián)網(wǎng)科技園緊密合作,充分利用南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)科技園大學(xué)生創(chuàng)新苗圃項(xiàng)目,一方面可以與園內(nèi)企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目對接合作,另一方面加強(qiáng)對學(xué)生園內(nèi)自主創(chuàng)業(yè)的支持。鼓勵(lì)更多學(xué)生參加3S杯全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用“三創(chuàng)”大賽等相關(guān)學(xué)科競賽,培養(yǎng)學(xué)生的工程化意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神和團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)能力,充分利用我校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心相關(guān)優(yōu)勢。
隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的不斷深入,社會(huì)對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)人才的需求也會(huì)出現(xiàn)變化,因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式也是動(dòng)態(tài)發(fā)展的過程。只有不斷探索培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的途徑和方法,不斷更新改革物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和管理體制與運(yùn)行機(jī)制,才能為國家為地方輸送物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。
參考文獻(xiàn):
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該論文通過對云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的概念與原理進(jìn)行了分析,提出了作為物聯(lián)網(wǎng)中重要組成部分的公交車聯(lián)網(wǎng)中的一些問題,并分析了如何通過云計(jì)算的應(yīng)用來解決這些存在的問題的方法。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 公交車聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 信息安全
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,無論是從網(wǎng)絡(luò)速度與接入方式上都有了很大的變化,使得我們在日常生活中使用的網(wǎng)絡(luò)速度更快,接入更方便、靈活。同時(shí),云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)這兩種基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也速度發(fā)展起來,也會(huì)給人們的生活帶來更多的便利。
1 車聯(lián)網(wǎng)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)定義,簡單的歸納為:物聯(lián)網(wǎng)的定義是,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,按照約定的協(xié)議,把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)“The Internet of Things”即“物物相連的智能互聯(lián)網(wǎng)”。這有三意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)中的信息是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳遞與交換;第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,第三,該網(wǎng)絡(luò)具有智能屬性,可進(jìn)行智能控制、自動(dòng)監(jiān)測與自動(dòng)操作。
1.2 車聯(lián)網(wǎng)
車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn),在車與車、車與路邊單元、車與互聯(lián)網(wǎng)之間進(jìn)行無線通信和信息交換,以實(shí)現(xiàn)智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò),是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。公交車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)分支,其主要是面向公路交通、為車與車之間協(xié)同控制、為交通參與者提供信息服務(wù)。公交車聯(lián)網(wǎng)在系統(tǒng)上具備物聯(lián)網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu),在功能上可滿足智能交通對安全、環(huán)保和效率的要求。
公交車聯(lián)網(wǎng)通過裝載在車輛上的電子標(biāo)簽以及道路兩旁的無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)將車輛的基礎(chǔ)信息與控制信息通過中間件傳遞到中心控制部分,讓車與車、車與道路、車與人,以及車與城市網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)結(jié),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能的控制,以提供車輛安全、交通控制、信息服務(wù)和Internet接入等應(yīng)用。公交車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成,電子標(biāo)簽、射頻識(shí)別系統(tǒng)、中間件、中心控制部分。
2 云計(jì)算的概念
云計(jì)算并沒有統(tǒng)一的規(guī)范定義。通常可以認(rèn)為,云計(jì)算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展,或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。它是一種服務(wù)的交付和使用模式,通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。
云計(jì)算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器集群上的資源,它包括硬件資源(服務(wù)器、存儲(chǔ)器、CPU等)和軟件資源(應(yīng)用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等),終端設(shè)備只需要發(fā)送請求,云系統(tǒng)便可以整合互聯(lián)網(wǎng)上的資源為其提供相應(yīng)的服務(wù)并把最終結(jié)果返回到終端,這樣,終端設(shè)備可以得到遠(yuǎn)超過自身的運(yùn)算能力,而作為公交車聯(lián)網(wǎng)終端的車輛更會(huì)因?yàn)樵朴?jì)算的幫助獲得遠(yuǎn)大于自身的運(yùn)算能力,從而做為更多、更好的信息處理與控制能力。
3 公交車聯(lián)網(wǎng)存在的問題
3.1 車輛的信息
作為公交車聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵的一個(gè)部分,車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)包括車輛的運(yùn)行狀況、車輛的本身的狀態(tài)(車輛中的溫度、濕度、車輛的汽油量等)、位置、車上人員的情況、路面狀況等,通過這些數(shù)據(jù)的獲取和處理可以為我們提供車輛的運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)為乘車者提供車輛在路面的實(shí)時(shí)信息方便乘客選擇何時(shí)、何地等車、乘車,并且通過獲取的路面信息的處理也可以為駕駛員提供較好的路線參考,同時(shí)也為交管部門提供了更準(zhǔn)確的違章情況與車輛阻塞情況等路面信息。這些信息是大量要處理的實(shí)時(shí)信息,需要設(shè)備具有很強(qiáng)的計(jì)算能力與網(wǎng)絡(luò)通信能力,而車輛上的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一般是很難滿足這些要求。
3.2 信息的安全
車輛的各種狀況信息、還有各種控制信息是需要保密的,不能被他人獲取,同時(shí)這些信息的準(zhǔn)確性與可靠性也要加以保證,這就需要將信息進(jìn)行有效的處理,而目前的公交車的設(shè)備要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)的加密、解密比較困難。
4 基于云計(jì)算的解決方案
4.1 車輛信息的解決方案
車輛信息的有效處理實(shí)際上是需要設(shè)備有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力,而云計(jì)算技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)為服務(wù)請求者提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。因此,公交車聯(lián)網(wǎng)即可以將車輛的相關(guān)信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞給“云”由其完成實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)處理,然后將信息送回車輛控制車輛的運(yùn)行。因此,車輛相關(guān)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)以一個(gè)唯一的身份一般為電子標(biāo)簽的編碼信息傳遞到中間件中,通過中間件轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的靜態(tài)IP地址,當(dāng)然是IPV6,這樣車輛的信息就可以通過互聯(lián)網(wǎng)有效的傳遞到“云”依靠其強(qiáng)大計(jì)算與處理能力完成數(shù)據(jù)的加工,并將結(jié)果準(zhǔn)確的傳送回指定車輛與相應(yīng)的終端實(shí)時(shí)顯示出車輛的各種狀況與行進(jìn)情況,由此可見,通過云計(jì)算能夠有效的解決車聯(lián)網(wǎng)中車輛的信息實(shí)時(shí)處理與存儲(chǔ)的問題。
4.2 信息安全的解決方案
公交車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)可以在公交車上進(jìn)行一定程度上的加密,在被RFID獲取后,進(jìn)行更復(fù)雜的二次加密以提高其保密性,同時(shí)從遠(yuǎn)端傳遞到公交車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)可以在云端完成病毒等對公交車聯(lián)網(wǎng)具有破壞性的程序的檢查,然后以加密的方式傳遞到車輛中,而解密只需要密鑰并進(jìn)行比較簡單的計(jì)算就可以完成,此外為了防止數(shù)據(jù)被非法截獲和欺騙信息,可以采用身份認(rèn)證的方式,保證只有通過身份認(rèn)證的信息才能在車輛與云之間傳遞,從而提高公交車聯(lián)網(wǎng)信息的安全性與可靠性。
5 結(jié)語
云計(jì)算提供了海量、高速的存儲(chǔ)與運(yùn)算能力,而公交車聯(lián)網(wǎng)由于其本身的硬件條件決定其不可能將所有計(jì)算與存儲(chǔ)工作都放在本身設(shè)備上來完成。通過本文的分析可以看到對于公交車聯(lián)網(wǎng)提供的一些服務(wù)與公交車聯(lián)網(wǎng)本身運(yùn)行需要的信息都需要大量的運(yùn)算與分析處理,因此將公交車聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算相結(jié)合,通過網(wǎng)絡(luò)將車輛或其它信息傳遞到云端,通過云的強(qiáng)大的計(jì)算能力將信息進(jìn)行有效地處理并將結(jié)果反饋到車輛與其它應(yīng)用設(shè)備中,從而為用戶提供更好的服務(wù)與更迅速的數(shù)據(jù)反饋。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)名詞解釋;物聯(lián)網(wǎng)用途;智慧礦山;自動(dòng)化技術(shù)
現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)快速發(fā)展的社會(huì),各種行業(yè)百花齊放,各種技術(shù)也應(yīng)社會(huì)的需求而生成出來。而物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)中的一種新型的技術(shù),自從這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展起來之后,它被運(yùn)用于各種現(xiàn)實(shí)生活之中。其英文名稱是"The Internet of things"。顧名思義,"物聯(lián)網(wǎng)就是物與物相關(guān)連的互聯(lián)技術(shù)"。第一,物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)高速運(yùn)營下發(fā)展出來的高科技技術(shù),核心仍然不脫離互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,是其用戶端和出品公司之間的一種交流的延伸和擴(kuò)展,他們從事的交易是物品與物品之間的交易,進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)能夠通過射頻識(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,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,再進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)。
1.煤礦安全概述
(1)煤炭是我國重要能源儲(chǔ)備,既是國家能源的主要支柱,同時(shí)也是我國工礦企業(yè)中的高危行業(yè)。我國的煤礦95%左右都是井工煤礦進(jìn)行開采的,井工礦煤炭埋藏深、環(huán)境差,存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板、沖擊地壓導(dǎo)致坍塌等危險(xiǎn),露天煤礦存在著滑坡危險(xiǎn),困擾著煤礦工人和煤炭工業(yè)的健康發(fā)展。
(2)煤礦井下的空間相當(dāng)狹窄、環(huán)境惡劣,集中了各種重型的機(jī)電設(shè)備。如采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng),缺乏可靠的定位與管理系統(tǒng)。
(3)露天煤礦生產(chǎn)使用大量的卡車來運(yùn)行,以800M無線通信方式為主。在定位系統(tǒng)方面沒有達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)的水平,這就產(chǎn)生了技術(shù)、成本、現(xiàn)場環(huán)境方面的限制。導(dǎo)致只能在道岔、裝車站等局部地方實(shí)現(xiàn)定位,而在卡車運(yùn)行途中不能實(shí)現(xiàn)全方位的精確定位;同樣井工煤礦礦井上、下也缺乏可靠的定位與管理系統(tǒng)。
(4)對于露天煤礦的開采,往往要借助于大量炸藥爆破來完成土方剝離,但是這樣會(huì)存在一個(gè)嚴(yán)重的危害--爆破后可能造成露天礦坑邊坡不穩(wěn)定,發(fā)生滑坡造成人員傷亡及設(shè)備損失,怎樣安全的爆破及進(jìn)行邊坡穩(wěn)定預(yù)警都應(yīng)采用相應(yīng)的高技術(shù)手段。
(5)我國將在全國井工煤礦建立完善監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、緊急避險(xiǎn)、壓風(fēng)自救、供水施救和通信聯(lián)絡(luò)等井下安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng),在現(xiàn)有通信設(shè)備的環(huán)境中,煤礦井下通信系統(tǒng)需要更高的要求。
(6)煤礦工人要嚴(yán)格遵守安全規(guī)章制度,設(shè)備和人一定要嚴(yán)格按照規(guī)定的流程進(jìn)行操作,而目前煤礦在這方面實(shí)行的措施遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,光靠人的自覺性,沒有可靠的高科技監(jiān)控手段肯定是不夠的。
(7)根據(jù)前階段新聞報(bào)道,國內(nèi)發(fā)生了多起井下事故,多起人員傷亡,資產(chǎn)損失慘重,國家重視程度很高。煤礦事故的發(fā)生有很多種因素構(gòu)成:安全預(yù)警措施不夠、人員的分布和作業(yè)的情況不明確。一旦在煤礦事故發(fā)生的時(shí)候,處理突況的及時(shí)性就會(huì)大大降低,搜救的效果也會(huì)降低。
2.物聯(lián)網(wǎng)在煤礦行業(yè)起到的作用
(1)2008年后,為了在找到一個(gè)新的技術(shù)點(diǎn),也便于產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),人們便把眼光投向了物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)中來。物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)上有著革命性的創(chuàng)新,將各種技術(shù)的整合提升到了一個(gè)新的高度。物聯(lián)網(wǎng)是對各種物與物之間的聯(lián)接,對煤礦行業(yè)也產(chǎn)生了巨大的作用。
(2)自從有了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后,這種技術(shù)就在煤礦業(yè)中廣泛的被應(yīng)用了。"智慧礦山"由此而生,"智慧礦山"是指在采礦企業(yè)的發(fā)展中,運(yùn)用一些高科技的信息通信技術(shù),主要運(yùn)用于煤礦的建設(shè)、生產(chǎn)、經(jīng)營、安全管理方面,創(chuàng)造安全、高效的礦山。"智慧礦山"由幾方面的核心系統(tǒng)組成的:智能生產(chǎn)、智能安全、智能物流。智能生產(chǎn)在原有的基礎(chǔ)上提高了速度,將企業(yè)生產(chǎn)與自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)相結(jié)合的模式來完成任務(wù)。主要是以自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方式為主;智能安全方面就是對企業(yè)內(nèi)部的安全檢測與安全治理,以射頻傳感技術(shù)為主;智能物流是包含了人員的定位與物的定位與整個(gè)流向的管理,主要是采用定位技術(shù)和識(shí)別技術(shù)。以露天礦為例:GPS車輛智能調(diào)度系統(tǒng),是通過采用先進(jìn)的電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)等高新技術(shù),對傳統(tǒng)的人工調(diào)度系統(tǒng)及管理體制進(jìn)行改造,通過采集生產(chǎn)設(shè)備動(dòng)態(tài)信息,實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度卡車、電鏟等設(shè)備的運(yùn)行,從而形成一種信息化、智能化的新型現(xiàn)代調(diào)度控制系統(tǒng)和全方位的采礦生產(chǎn)管理控制自動(dòng)化決策平臺(tái)。露天礦卡車防撞預(yù)警系統(tǒng),綜合采用GPS定位,藍(lán)牙、射頻無線通訊,電子羅盤和語音報(bào)警技術(shù),在礦區(qū)生產(chǎn)和輔助車輛中加裝了輔以車輛預(yù)警算法的車載終端,消除了重型卡車駕駛盲區(qū)和障礙物的影響,從而提高卡車平均運(yùn)行速度和出動(dòng)率,保障運(yùn)輸安全,降低成本,提高生產(chǎn)效率?;吕走_(dá)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),將步進(jìn)頻率連續(xù)波技術(shù)、差分相位干涉測量技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)技術(shù)和永久散射體技術(shù)等四項(xiàng)國際領(lǐng)先的技術(shù)相結(jié)合,用于礦山邊坡、礦區(qū)山體、地表以及礦區(qū)建筑等微小位移變化的監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)邊坡滑移預(yù)報(bào),為安全生產(chǎn)提供了保障。
(3)物聯(lián)網(wǎng)不僅有著上面的功能,它還能將有線/無線一體化靈活的調(diào)度。通信系統(tǒng)是 "智慧礦山"中一項(xiàng)重要的功能,也是實(shí)現(xiàn)其重要保障的手段。無線/有線一體化的調(diào)度通信已經(jīng)成為今后的發(fā)展趨勢。例如:井下人員定位系統(tǒng)采用無線射頻技術(shù),在煤礦井下各個(gè)人員出入井口、重點(diǎn)區(qū)域出/入口、限制區(qū)域等地點(diǎn)設(shè)置分站,監(jiān)測井下人員位置,具有對攜卡人員出/入井時(shí)刻、重點(diǎn)區(qū)域出/入時(shí)刻、限制區(qū)域出/入時(shí)刻、工作時(shí)間、井下和重點(diǎn)區(qū)域人員數(shù)量、井下人員活動(dòng)路線等監(jiān)測、顯示、打印、儲(chǔ)存、查詢、報(bào)警、管理等功能,實(shí)現(xiàn)煤礦入井人員的可視化管理,提高安全生產(chǎn)技術(shù)水平、保證安全生產(chǎn)。
(4)智慧礦山"的好處。"智慧"是以系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、合作、相通的方式進(jìn)行相互式的鏈接的,目的是為了相互之間的促進(jìn),相互之間的保障,高效率的促進(jìn)煤礦執(zhí)行力與高效性的達(dá)成,將高效煤礦達(dá)到一個(gè)新的高度。每一種技術(shù)的背后都有好多種子技術(shù)支持。而"智慧礦山"的技術(shù)則是由計(jì)算機(jī)方面的功能與信息處理的功能、云計(jì)算算法、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信與工業(yè)自動(dòng)化技 術(shù)相結(jié)合而生的。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上新型的突破對煤礦業(yè)有著不可忽視的影響。它打破了原有的系統(tǒng)、技術(shù)和一些傳統(tǒng)性中已經(jīng)生成的看法,讓煤礦工業(yè)在技術(shù)的革新上產(chǎn)生了跳躍性的飛躍,質(zhì)的提高也使煤礦工業(yè)取得了一個(gè)新的高度。中國是一個(gè)產(chǎn)煤大國,行業(yè)健康的發(fā)展至關(guān)重要,在安全生產(chǎn)方面一定要達(dá)到行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。"智慧礦山"是一個(gè)重大且很好的技術(shù)高峰,它的理念的提出是將幾方面的技術(shù)結(jié)合起來的:智能生產(chǎn)、智能安全、智能物流三方面。將人力、機(jī)械設(shè)備與自然環(huán)境相互融合在一起,將煤礦里面的一些主管單位相融合,將煤礦企業(yè)與城市相互融合在一起。用來創(chuàng)造出一個(gè)安全、高效、智慧的礦山,讓整個(gè)礦山都采用自動(dòng)化技術(shù),減輕煤礦中存在的誤區(qū)與不足。也希望通過本文拋磚引玉,引發(fā)更多關(guān)于物聯(lián)網(wǎng) "智慧礦山"的探索,再有新的突破。
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