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物聯(lián)網(wǎng)傳感知識(shí)技術(shù)論文范文

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物聯(lián)網(wǎng)傳感知識(shí)技術(shù)論文范文

  現(xiàn)如今,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為了一個(gè)研究熱點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)也在不斷的發(fā)展中。下面小編給大家分享物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)論文,歡迎大家閱讀參考。

  物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)論文篇一:《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)》

  摘 要:互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生,極大地改變了人們生活。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生活的需要,人們除了利用有線網(wǎng)絡(luò)以外,還可以充分利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)做到物物相連。由此催生無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)。在當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)興起的形勢(shì)下,作為其基礎(chǔ)依托的互聯(lián)網(wǎng)處于什么地位,對(duì)其發(fā)展有什么作用呢?本文通過(guò)分析介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成和發(fā)展現(xiàn)狀,由此探討了網(wǎng)絡(luò)在這兩網(wǎng)所處的地位和作用。

  關(guān)鍵詞:傳感器;物聯(lián)網(wǎng);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

  1.引言

  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)是比較新的技術(shù)領(lǐng)域,而且受到全社會(huì)的普遍關(guān)注。近年來(lái),世界上某些發(fā)達(dá)國(guó)家加大投入,研究開(kāi)發(fā)這方面的應(yīng)用,積極攻克在標(biāo)準(zhǔn)上、技術(shù)和應(yīng)用上的尖端技術(shù)。我國(guó)也把這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃,以致當(dāng)前的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)得以飛速發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中,應(yīng)該認(rèn)清形勢(shì),積極創(chuàng)造條件,加快發(fā)展和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。

  2.無(wú)線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成

  2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、量化、處理、融合和傳輸。它綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),能夠協(xié)同的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,并對(duì)其進(jìn)行處理。

  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的。應(yīng)用和監(jiān)測(cè)物理信號(hào)的不同決定了傳感器的類型,另外節(jié)點(diǎn)的功能和組成也不盡相同。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基本組成和功能包括如下幾個(gè)單元:傳感單元(由各種不同類型的傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成,包括CPU、存儲(chǔ)器、嵌入式操作系統(tǒng)等)、通信單元(由無(wú)線通信模塊組成)、以及電源部分。也可以選擇其它功能單元如定位系統(tǒng)、移動(dòng)系統(tǒng)等。

  2.2 物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成

  物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things),是指通過(guò)各種手段,將現(xiàn)實(shí)世界的物理信息進(jìn)行自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性、大范圍、全天候的標(biāo)記、采集、匯總和分析,并在必要時(shí)進(jìn)行反饋控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,依靠自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的共享。或者簡(jiǎn)單的說(shuō),即是通過(guò)裝置在各類物體上的電子標(biāo)簽或稱射頻識(shí)別(RFID),傳感器、二維碼等,經(jīng)過(guò)接口與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連,從而給物體賦予智能和通訊能力,這種將物體聯(lián)接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”。

  物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是多種技術(shù)的綜合應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用到的技術(shù)主要包括:傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、二維碼技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)主要由六方面組成:EPC編碼、EPC標(biāo)簽、射頻識(shí)讀器、Savant(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件)、對(duì)象名解析服務(wù)(Object Naming Ser-vice,ONS)和實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(Physical Markup Language, PML)。

  2.2.1 EPC編碼

  EPC編碼是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。它是對(duì)實(shí)體及實(shí)體的相關(guān)信息進(jìn)行代碼化.通過(guò)統(tǒng)一并規(guī)范化的編碼建立全球通用的信息交換語(yǔ)言。

  2.2.2 射頻識(shí)讀器

  在射頻識(shí)別系統(tǒng)中,射頻讀寫(xiě)器是將標(biāo)簽中的信息讀出,或?qū)?biāo)簽所需要存儲(chǔ)的信息寫(xiě)入標(biāo)簽的裝置。讀寫(xiě)器讀出的標(biāo)簽的信息通過(guò)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理和信息傳輸。

  2.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件(Savant)

  每件產(chǎn)品都加上射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽之后,在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售過(guò)程中,識(shí)讀器將不斷收到一連串的產(chǎn)品電子編碼。整個(gè)過(guò)程中最為重要、同時(shí)也是最困難的環(huán)節(jié)就是傳送和管理這些數(shù)據(jù)。Auto-ID中心提出一種名叫Savant的軟件中間件技術(shù),相當(dāng)于該新式網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng),負(fù)責(zé)處理各種不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)讀取和傳輸。

  2.2.4 對(duì)象名解析服務(wù)(Object Name Service,ONS)

  EPC標(biāo)簽對(duì)于一個(gè)開(kāi)放式的、全球性的追蹤物品的網(wǎng)絡(luò)需要一些特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)闃?biāo)簽中只存儲(chǔ)了產(chǎn)品電子代碼,計(jì)算機(jī)還需要一些將產(chǎn)品電子代碼匹配到相應(yīng)商品信息的方法。這個(gè)角色就由對(duì)象名稱解析服務(wù)擔(dān)當(dāng),它是一個(gè)自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。

  2.2.5 實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(Physical Mark up Language,PML)

  EPC產(chǎn)品電子代碼識(shí)別單品,但是所有關(guān)于產(chǎn)品有用的信息都用一種新型的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言— 實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(PML)所書(shū)寫(xiě),PML是基于為人們廣為接受的可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(XML)發(fā)展而來(lái)的。PML提供了一個(gè)描述自然物體,過(guò)程和環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn),并可供工業(yè)和商業(yè)中的軟件開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析工具之用。它將提供一種動(dòng)態(tài)的環(huán)境,使與物體相關(guān)的靜態(tài)的、暫時(shí)的、動(dòng)態(tài)的和統(tǒng)計(jì)加工過(guò)的數(shù)據(jù)可以互相交換。它將會(huì)成為描述所有自然物體、過(guò)程和環(huán)境的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),PML的應(yīng)用將會(huì)非常廣泛,并且進(jìn)入到所有行業(yè)。

  3.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

  雖然物聯(lián)網(wǎng)的概念在我國(guó)最近才得到廣泛關(guān)注,但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用很早就在我國(guó)開(kāi)展。在RFID方面,2009年中國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)110億元,相比2008年增長(zhǎng)36.8%,已用于物流、城市交通、工業(yè)生產(chǎn)、食品追溯、移動(dòng)支付等方面。

  隨著3G網(wǎng)絡(luò)的使用,各運(yùn)營(yíng)商推出了移動(dòng)支付方式。如中國(guó)電信目前采用RFID技術(shù)的UIM卡開(kāi)通移動(dòng)支付永久免費(fèi)優(yōu)惠活動(dòng)。該項(xiàng)技術(shù)預(yù)計(jì)未來(lái)年增長(zhǎng)率將超過(guò)60%,在智能樓宇、路燈監(jiān)控等方面得到廣泛應(yīng)用。

  國(guó)內(nèi)在傳感器網(wǎng)絡(luò)方面則處于發(fā)展初級(jí)階段,基本上還是依托于科研項(xiàng)目、科研成果的示范,使用的協(xié)議也還是專用協(xié)議。但無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是影響人類未來(lái)生活的重要技術(shù)。

  此外,還可應(yīng)用在一些新興領(lǐng)域,如環(huán)境科學(xué),智能化家居環(huán)境,精細(xì)農(nóng)業(yè),空間探索等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)不斷的產(chǎn)生新的應(yīng)用模式,將帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。

  物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)論文篇二:《光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用》

  【摘要】 現(xiàn)如今,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為了一個(gè)研究熱點(diǎn),而光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中也得到了廣泛的應(yīng)用,并引起了廣泛的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)的核心部件為傳感器,特別是光纖傳感器,它和其它的類型的傳感器所不具有的優(yōu)勢(shì),而物聯(lián)網(wǎng)主要有四個(gè)技術(shù)構(gòu)層,它們是應(yīng)用接口、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò),在物聯(lián)網(wǎng)中我們將會(huì)看到有大量的各種各樣的傳感器的存在,這些傳感器可以用來(lái)感知不同的環(huán)境參數(shù),比如溫度、重力、光電、聲音、震動(dòng)和位移,這些傳感器為物聯(lián)網(wǎng)提供最原始的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前,光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用引起社會(huì)各界的高度關(guān)注。本文主要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的界定、構(gòu)成以及光纖傳感器的原理和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的探討和分析,并且重點(diǎn)是對(duì)光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用加以詳細(xì)闡述。希望可以通過(guò)本文的論述,能夠?qū)窈蠊饫w傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用產(chǎn)生一些積極影響。

  【關(guān)鍵詞】 光纖傳感技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);原理與現(xiàn)狀;應(yīng)用;傳感網(wǎng)絡(luò)

  1 引言

  物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)(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)議把一些有聯(lián)系的實(shí)體通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相互連接到一起進(jìn)行信息的傳輸和傳遞,可以實(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)實(shí)現(xiàn)概念。這種概念是在互聯(lián)網(wǎng)的概念基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是將用戶端延伸并擴(kuò)展到任何物品與物品之間進(jìn)行通信和信息交換的網(wǎng)絡(luò)概念。近年來(lái),隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展,進(jìn)而出現(xiàn)了光纖傳感技術(shù)。

  自光纖傳感技術(shù)開(kāi)始發(fā)展以來(lái),光纖傳感器因具有多種優(yōu)點(diǎn)而得到了快速發(fā)展,例如體積偏小、靈敏度非常高、抗干擾能力強(qiáng)等,現(xiàn)如今,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域,如:醫(yī)藥制造、船舶、土木工程等。特別是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的情況下,光纖傳感技術(shù)的地位越來(lái)越重要。我們將在本文中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中的光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、分類以及一些其他在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的介紹,例如光纖陀螺、光纖水聽(tīng)器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。對(duì)于在物聯(lián)網(wǎng)前沿應(yīng)用中的應(yīng)用十分廣泛的布里淵效應(yīng)的連續(xù)分布式光纖傳感技術(shù)也會(huì)有介紹。

  2 關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的界定和構(gòu)成

  物聯(lián)網(wǎng)指的是借助紅外感應(yīng)器、定位系統(tǒng)、激光掃描等傳感設(shè)備,遵循特定的協(xié)議,將物品和互聯(lián)網(wǎng)緊密聯(lián)系在一起,從而完成信息交換與通訊,從而最終實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、跟蹤、定位和管理的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)指的是在任何時(shí)間、地點(diǎn)把任何人、物品等以任何方式連接在一起,從而滿足人們的多種需求的網(wǎng)絡(luò)。也就是說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物物相連的一種網(wǎng)絡(luò)。

  物聯(lián)網(wǎng)主要由三部分組成,即感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用成。其中,感知層是實(shí)現(xiàn)智能感知的功能,涉及到信息的采集、獲得與識(shí)別功能。而網(wǎng)絡(luò)層是傳送信息與進(jìn)行通信的。但是,對(duì)于應(yīng)用層來(lái)說(shuō),主要涉及到各類的應(yīng)用,例如:電網(wǎng)應(yīng)用、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、工程建設(shè)安全等方面。

  3 光纖傳感器的原理與發(fā)展現(xiàn)狀分析

  3.1 光纖傳感器原理和分類

  光纖傳感器由幾部分組成,包含光源、傳輸纖維、探測(cè)器、信號(hào)處理設(shè)備等構(gòu)成。它的工作原理是把光通過(guò)光纖輸送到調(diào)制器,這樣一來(lái),測(cè)量參數(shù)和調(diào)制區(qū)內(nèi)的光進(jìn)行作用后,從而使光的性質(zhì)發(fā)生巨大的改變,使光源發(fā)出的光變?yōu)楸徽{(diào)制的信號(hào)光,然后,再借助光纖把光傳送到光電探測(cè)器,進(jìn)而把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),最終由信號(hào)處理設(shè)備將北側(cè)物理量進(jìn)行還原。

  在實(shí)際生活中,光纖傳感器種類是非常多的,但是,我們將這些傳感器類型歸結(jié)為兩大類型,即傳感型與傳光型。和傳統(tǒng)電傳感器進(jìn)行比較,光纖傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn),例如抗干擾能力較強(qiáng)、絕緣性好、靈敏度偏高,所以,當(dāng)前在各個(gè)領(lǐng)域都有光纖傳感器的身影。

  3.2 光纖傳感器的現(xiàn)狀分析

  自出現(xiàn)光纖傳感器后,它的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用引起了各個(gè)國(guó)家人們的高度關(guān)注。并且對(duì)光纖傳感技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。現(xiàn)如今,通過(guò)光纖傳感器可以對(duì)位移、溫度、速度、角度等物理量進(jìn)行測(cè)量?,F(xiàn)如今,很多西方發(fā)達(dá)國(guó)家將對(duì)光纖傳感器研究的重點(diǎn)放在光纖控制系統(tǒng)、核輻射監(jiān)控、民用計(jì)劃等多個(gè)方面,同時(shí)已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)。

  我國(guó)對(duì)光纖傳感器的研究起步較晚,有很多研究所、企業(yè)等對(duì)光纖傳感器的深入研究促進(jìn)了光纖傳感技術(shù)的發(fā)展。在2010年,張旭平的關(guān)于“布里淵效應(yīng)連續(xù)分布式光纖傳感技術(shù)”通過(guò)了專家的鑒定。專家組都認(rèn)為此技術(shù)有很強(qiáng)的創(chuàng)新性,技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平,因此,有廣闊的發(fā)展前景。此技術(shù)的發(fā)展主要是應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),從而加速了我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

  4 光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中占據(jù)的地位

  傳感器成為物聯(lián)網(wǎng)極其重要的一組成部分。因此,傳感器性能好壞決定了物聯(lián)網(wǎng)的性能好壞??梢哉f(shuō),物聯(lián)網(wǎng)獲得信息的主要手段為傳感器。這樣一來(lái),傳感器所采集信息的可靠性與準(zhǔn)確性都會(huì)對(duì)控制節(jié)點(diǎn)處理和傳輸信息產(chǎn)生一定影響。由此看來(lái),傳感器的可靠性、抗干擾性等都會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用性能發(fā)揮舉足輕重的作用。

  5 光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

  通過(guò)上述分析得知,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須要借助大量傳感器獲得各種環(huán)境參數(shù),從而為物聯(lián)網(wǎng)更可靠的數(shù)據(jù)信息,再經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的處理,得到人們需要的結(jié)果。以下是對(duì)光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的探討。

  目前應(yīng)用最廣的光纖傳感器有四種,分別是光纖陀螺、光纖水聽(tīng)器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。其中,光纖陀螺有干涉型、諧振型和布里淵型三種類型,干涉型光纖陀螺是技術(shù)上很成熟的第一代商品化階段,諧振光纖陀螺是處于實(shí)驗(yàn)室研究階段的第二代,布里淵型光纖陀螺是在理論研究階段的第三代光纖陀螺傳感器;光纖水聽(tīng)器是在光纖、光電子技術(shù)基礎(chǔ)上的一種水下聲音信號(hào)傳感器,這種傳感器通過(guò)高度靈敏的光纖相干檢測(cè),把水中的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),再通過(guò)光纖傳到信號(hào)處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào),這種傳感器按原理可以分為干涉型、強(qiáng)度型、光柵型等類型;在光纖光柵傳感器的產(chǎn)品中包括應(yīng)變傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器,其中光纖bragg光柵傳感器是這幾年的研究熱點(diǎn),它們大部分屬于光強(qiáng)型和干涉型,并且各有利弊。自今年來(lái)電力的發(fā)展是突飛猛進(jìn)的,這種情況下,面對(duì)著強(qiáng)大電流的測(cè)量問(wèn)題,光纖電流傳感器可以很好的避免一些由于電力過(guò)強(qiáng)而引發(fā)的事故。

  物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)論文篇三:《物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)課程教學(xué)改革》

  摘 要:針對(duì)高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo),本文提出了傳感器技術(shù)課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面改革的基本思路,引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮其學(xué)習(xí)主體作用,提高教學(xué)效率。

  關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)專業(yè);傳感器技術(shù);教學(xué)改革

  當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用,教師要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)制定相應(yīng)的課程,其中傳感器技術(shù)課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程。以往高職院校的傳感器技術(shù)這門(mén)課程在教學(xué)中過(guò)多地傾向于傳感器原理的介紹,關(guān)于測(cè)量電路的分析以及傳感器的應(yīng)用實(shí)例也多為理論分析,實(shí)踐機(jī)會(huì)較少。目前,大多數(shù)院校嘗試對(duì)這門(mén)課程進(jìn)行改革,筆者也針對(duì)傳感器技術(shù)課程教學(xué)改革談幾點(diǎn)意見(jiàn)。

  一、課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

  高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)更注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以電子標(biāo)簽技術(shù)、傳感技術(shù)、中間件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信技術(shù)為支撐。傳感器是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)單元,是物聯(lián)功能的前提,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu),傳感器技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容也需要更新。

  1.課程內(nèi)容主線的確定

  目前傳感器技術(shù)這門(mén)課程教學(xué)內(nèi)容安排主要是兩種:一種按傳感器類別劃分講解測(cè)量原理,另外一種按被測(cè)量的類型來(lái)劃分講解測(cè)量原理及應(yīng)用情況。傳統(tǒng)的傳感器種類已有幾十種,并且新功能傳感器還在不斷推出,隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,新知識(shí)還要及時(shí)補(bǔ)充到課程里去。按照被測(cè)量的類別來(lái)劃分教學(xué)內(nèi)容更易于拓展學(xué)生的思維。提出一個(gè)被測(cè)量物后,教師可以提供幾種典型的傳感器,簡(jiǎn)要分析它們的測(cè)量原理,然后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同類別的傳感器來(lái)思考相應(yīng)的測(cè)量方案,分析幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn),考察傳感器的工作特性。這樣的教學(xué)內(nèi)容安排更靈活,使學(xué)生明白傳感器提供的是檢測(cè)手段和方法。

  2.光電傳感技術(shù)

  光電傳感技術(shù)以光電傳感器為核心器件,用光電的方法對(duì)某些物理量進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換。近年來(lái),光電傳感技術(shù)發(fā)展較迅速,并且光電傳感器與其他傳感器相比,具有明顯的優(yōu)越性,是一種應(yīng)用極其廣泛的傳感器件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中較多使用光電傳感器節(jié)點(diǎn),所以在課程的教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)加強(qiáng)光電傳感技術(shù)的介紹,它主要包括典型光電器件、紅外傳感、激光傳感、光纖傳感、光柵傳感及圖像傳感技術(shù)等方面的內(nèi)容。

  3.傳感器網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)

  物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的是對(duì)感知獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理后,能有針對(duì)性地對(duì)標(biāo)的物進(jìn)行連續(xù)控制、整體控制、動(dòng)態(tài)控制、有效控制。它是一個(gè)完整的、流程化的全自動(dòng)控制過(guò)程,因此用來(lái)感知數(shù)據(jù)的“感知層”作為物聯(lián)網(wǎng)的底層應(yīng)該做到“全面感知”。另外,智能傳感器的開(kāi)發(fā)和大量使用,導(dǎo)致了在分布式控制系統(tǒng)中對(duì)傳感信息交換提出了許多新的要求,單獨(dú)的傳感器數(shù)據(jù)采集已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,取而代之的是傳感器網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的傳感器技術(shù)課程中需要重點(diǎn)講解傳感器網(wǎng)絡(luò),包括傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、信息交換體系、通信協(xié)議、OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型等都是需要補(bǔ)充的內(nèi)容,其中無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是教學(xué)重點(diǎn)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由大量移動(dòng)或靜止傳感器節(jié)點(diǎn),通過(guò)無(wú)線通信方式組成的自組織網(wǎng)絡(luò),它的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用是本課程中的重點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)主要包括傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊設(shè)計(jì)。因?yàn)槲以鹤灾鏖_(kāi)發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),并且自行設(shè)計(jì)了幾個(gè)典型的傳感器節(jié)點(diǎn),所以正好可以作為教學(xué)案例,讓學(xué)生了解傳感器節(jié)點(diǎn)的主要模塊的功能和設(shè)計(jì)。

  4.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

  以往的傳感器技術(shù)課程中實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目并不多,學(xué)校購(gòu)買(mǎi)的傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)以傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)為主,現(xiàn)在學(xué)校新建立了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)基地,其中包含物聯(lián)網(wǎng)傳感器實(shí)訓(xùn)室,新增了光電、紅外、光纖、超聲、圖像、指紋等新型傳感器,實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目明顯增加。另外,學(xué)校自主開(kāi)發(fā)的典型傳感器節(jié)點(diǎn)就可以作為“傳感器網(wǎng)絡(luò)”部分的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

  二、整合教學(xué)方法,注重教學(xué)效果

  采用以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代教學(xué)模式,發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用,利用情境、協(xié)作等學(xué)習(xí)環(huán)境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能和創(chuàng)新能力,最終達(dá)到使學(xué)生掌握知識(shí)和技能、提高綜合素質(zhì)的目的。

  1.多種教學(xué)方法綜合運(yùn)用

  課堂教學(xué)中,教師要改變單一的教學(xué)方式,結(jié)合多媒體、傳感器實(shí)物來(lái)教學(xué),淡化理論推導(dǎo),注重應(yīng)用實(shí)例。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,教師要采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法,基于學(xué)校已有的實(shí)訓(xùn)設(shè)備,安排典型“任務(wù)”,并引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”。在完成“任務(wù)”的過(guò)程中,培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

  2.細(xì)化考核方式

  為提高教學(xué)質(zhì)量,保證教學(xué)的有效性,教師必須全面了解教學(xué)目標(biāo)的完成情況,并且以此為據(jù)及時(shí)調(diào)整教學(xué)過(guò)程。教師還應(yīng)重視學(xué)生平時(shí)所學(xué)知識(shí)和能力的檢查和測(cè)試,及時(shí)做好每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況記錄,學(xué)生的總評(píng)成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)、理論考核、實(shí)訓(xùn)考核。其中,理論考核的比例可適當(dāng)降低,實(shí)訓(xùn)考核的比例要提高。

  三、結(jié)束語(yǔ)

  高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新開(kāi)設(shè)專業(yè),課程改革也在嘗試之中。傳感器技術(shù)課程需要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行改革,充分發(fā)揮教師在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)作用,明確課程考核方法及標(biāo)準(zhǔn),采用各種方法激勵(lì)學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力,從而達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。


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