時間:2022-05-01 10:51:29
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TN0-4;G642
隨著物聯網產業的興起、移動互聯網業務的拓展、云計算等計算模式的應用、泛在服務的推廣,物聯網被麥肯錫全球研究院(MGI)在2013年5月的預測報告中認為是12項顛覆性技術之一[1]。車聯網是典型的物聯網,涉及汽車業、通信業和信息業三大戰略性新興產業,因此車聯網的發展,必然會帶動全新的產業鏈的建立和快速成型。
湖北汽車工業學院(以下簡稱“我校”)位于湖北省十堰市,該市因車而建、因車而興,不僅是東風汽車公司的發源地,而且擁有國家級汽車關鍵零部件產業基地和國家商用車零部件高新技術產業化基地,汽車工業在十堰市國民經濟中處于主導地位[2]。因此,在我校專業建設規劃中,學校依據自身的發展定位和人才培養目標,充分發揮大工程背景優勢,緊密圍繞“汽車產業鏈”,優化專業結構,拓寬專業面,按照“調整結構,突出特色,發揮優勢,注重內涵,提高質量”的專業建設與發展路徑,分層次、分類別的開展專業建設,并提出要圍繞“汽車產業鏈”積極培育汽車產業發展和地方經濟建設急需的新專業,如:新材料、新能源汽車、車聯網等國家戰略性新興產業相關專業或專業方向。
因此,我校結合當前車聯網發展的大趨勢和在科研、教研中積累的科研和教學資源,設置了電子信息科學與技術專業(車聯網工程方向)。在車聯網專業方向的綜合改革過程中,需要面對的一個重要課題是如何對新生進行專業教育,激發學生對本專業方向的興趣,進而為后續學習奠定良好的基礎。導論課程將承擔這一任務[3]。《車聯網導論》課程首次對2011級學生開課。在課程的教學過程中,借鑒了國外大學的教學方法,注重學生自主學習能力的培養,經過4年的教學過程,取得了較好的效果。
一、《車聯網導論》課程整體設計
(一)內容和方法并重
《車聯網導論》課程是本專業方向學生接觸到的第一門具有專業內容的課程,教學內容的設計十分重要。不僅要能夠全面概括本專業方向所涉及到的大學四年的教學內容,而且要能夠清楚地說明大學四年的教學課程之間的關系,讓學生對本專業方向的專業相關課程有一個有機整體的概念。
因此,設計本課程的目的和內容是“車聯網是能夠對車用信息進行采集、識別、傳輸、融合和利用的一種物聯網,能夠實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理,被認為是最容易形成系統標準、最具備產業潛力的物聯網應用。本課程從車聯網的感知層、傳輸層、支撐層和應用層這四層分別進行闡述,使電子信息科學與技術(車聯網工程)專業學生對車聯網的基本概念、技術框架、應用范圍具有初步認識,為后續相關課程的學習打下基礎。”
好的教學方法能夠對教學起到錦上添花的作用。在本門課程中,對學生的考核方法是“課程報告(60%)+課堂匯報(40%)。”這個考核方法要求學生在課后發揮主觀能動性,查閱資料,針對一個主題,以正式的科技文獻的形式完成相應課程報告,同時,還要以PPT演示的方式對課程報告進行匯報。這對學生來說,不僅具有很大的挑戰性,而且具有很強的趣味性。挑戰性體現在,學生剛剛從高中被動式學習向大學的主動式學習轉變,課程考核要求學生從查、思、寫、講等多個方面全面挑戰自己以前的學習方法;趣味性體現在,學生以團隊的形式完成考核,不僅能夠在合作中找到樂趣,而且能夠在PPT匯報過程中,體驗評價他人和自我對比的樂趣。
(二)前后知識貫穿
《車聯網導論》課程的一個重要內容是要清楚地說明本專業方向的專業相關課程之間的關系[3]。為了能夠組織教學課程關系,本課程在感知層、傳輸層、支撐層和應用層等四層的車聯網分層基礎上,通過把專業相關課程和車聯網體系結構各層進行分學期的對應,使學生能夠清楚地了解未來所學專業相關課程在車聯網中處于什么位置。專業相關課程與某層的分學期對應關系如下圖所示,其中,左圖分類課程中紅色字體的課程表示該課程與車聯網直接相關。
另外,本門課程在大一上學期開設,同期,學生正在學習《計算機操作基礎》課程,其中包括Word和PowerPoint等內容。本門課程要求學生用Word軟件完成課程匯報,用PowerPoint軟件完成課堂匯報的演示文稿。這不僅鍛煉了學生對所學知識的應用能力,而且讓學生體會到學有所用的成就感。
二、培養綜合素質
在《車聯網導論》課程的教學過程中,還對學生的綜合素質進行了培養。這種培養主要表現在三個方面。
一是對學生文獻檢索和科技寫作能力的培養。由于課程考核要求學生以正式的科技文獻的形式完成相應課程報告,因此,不僅需要學生在課外查閱大量資料,而且需要學生對科技寫作進行實踐。文獻檢索能力的培養過程以中國知網CNKI中的文獻檢索為例,給學生演示了如何從學校主頁找到圖書館主頁,進而一步步找到所需要的數據庫并進行關鍵字檢索。盡管演示很簡單,但是學生了解了文獻檢索的基本過程,為學生后續的文獻檢索工作打下了基礎。在科技寫作能力的培養過程中,以“湖北汽車工業學院學報”為例,給學生演示了如何查找期刊主頁,進而一步步找到所需要的投稿模版和論文撰寫要求。這里面涉及到的內容包括論文格式、論文組織方式、參考文獻,以及摘要、引言、結論等各個部分的撰寫要求等。同樣地,盡管演示很簡單,但是學生了解了科技寫作的基本要求,為學生未來的畢業論文以及科技資料撰寫打下了基礎。特別令人欣喜的是,通過任務式的教導方法,學生對文獻檢索和科技寫作的目的有了深刻的認識,不僅能夠找到所需要的參考文獻,而且撰寫了在形式和內容上都頗為專業的課程報告。
二是對學生表達能力的培養。由于本門課程還要求學生以10分鐘PPT演示的方式對課程報告進行匯報,因此,學生還要準備正式的課堂匯報。這不僅要求學生能夠清楚地表達課程報告內容,而且在匯報內容組織、課堂過程、儀態等方面都要做精心的設計。雖然部分學生是第一次以這樣的形式完成課程考核,但是都認真對待,順利完成了課堂匯報。每一屆學生的都能夠帶來驚喜,例如,有的學生充分利用圖文并茂、視頻穿插的設計,使得匯報內容豐富多彩;有的學生進行課堂互動,活躍課堂氣氛;有的學生語言幽默,結合當前時事和網絡語言,提升學習興趣。教師對每一組同學的課堂匯報都要即時點評,包括PPT的內容和形式、學生的表達能力和課堂組織等;這里需要特別注意的是,點評要突出優點,使得學生增強自信,但同時也不能回避缺點,但是要注意語言表達,不能挫傷學生的積極性。另外,還有一個附加效果是在最初設計課程教學時所沒有想到的,即學生對站在三尺講臺的教師課堂教學有了直接和深刻的感受,即這并不是一件隨意可以完成的事情,只有在課前做好充分的準備才能夠真正上好一堂課。
三是對學生團隊精神的培養。本門課程要求學生分組完成課堂匯報和課程報告,學生可以自由組合。在任務分配過程中,學生也需要自己選擇主事人,分配各個任務。只有大家分工合作才能夠出色地完成課程考核要求。在學生提交課程報告時,需要注明本組成員的分工,在考核成績上,會根據分工給予考慮。從對2011級學生開設本門課程開始,學生基本都屬于90后,大部分都是獨生子女。通過本門課程的小組任務,學生們理解了團隊精神的重要性。
三、課程教學效果
盡管《車聯網導論》只有16個學時的授課時間,但是課程信息量大,同時盡可能地對學生的綜合素質進行培養,取得了較好的效果,如圖2所示。
四、結束語
《車聯網導論》課程是我校電子信息科學與技術專業(車聯網工程方向)新生進行初步專業教育的重要課程。本文對該課程的課程教學進行了研究和實踐,主要包括課程內容和考核方法的設計,如何通^本門課程把前后知識貫穿起來,并闡述了在課程教學中對學生綜合素質的培養,特別強調了學生課堂匯報的有益效果。通過上述方法,課程教學取得了較好的效果;未來還需要在學生自我評價方面進行改進和探索。
參考文獻:
[1]盧錫城;顛覆性創新與信息技術――兼談高水平計算機人才培養[J].中國大學教學, 2015(8):4-8.
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)06-0237-01
學院教學檔案是一個學院在教學管理、教學實踐和教學研究等活動中形成的、對學院當前與長遠發展具有指導意義的文件材料。教學檔案的存儲、整理、保存和利用是教學管理工作的重要組成部分,是影響學院評估效果的一個重要因素。但是,由于教學檔案的種類繁多,而且需要維護的檔案數量也非常龐大,經過長期的積累,必然給檔案的管理、維護、查閱等帶來極大的挑戰,通過基于RFID的物聯網技術,為每種檔案設置不同標簽,將極大的減輕管理人員的工作強度并提高工作效率。
1.教學檔案管理主要內容及目前現狀及面臨的問題
1.1 教學檔案管理主要內容
作為教學過程的主要記錄載體,學院教學檔案需要很多的書面材料,主要包括:(一)教學類檔案:課程教學大綱、授課計劃表、課程試題庫、試卷審批表A、B卷及標準答案、學生成績一覽表、考場記錄表、試卷分析表、記分冊、網絡課程、多媒體課件、雙語教學課程建設相關材料、典型教案、重要備課記錄;(二)畢業設計類檔案:畢業設計課題及成績匯總表、畢業設計相關管理規定、畢業設計(論文)報告、畢業設計工作安排及檢查材料、教師指導畢業設計的經驗體會等典型材料;(三)實驗實踐類檔案:學生社會實踐工作計劃、總結、表彰材料、實習教學相關的規章制度、校內外教學實踐、實習基地建設和運轉情況材料、實習報告、考核表、實結、實習教學的典型材料、實習學生、指導教師名單及分組表、實習計劃或方案;(四)其他類型的檔案:本科專業學士學位申請材料、課程建設規劃、課程組建設和活動情況、教學內容、方法和手段改革以及考試內容、方法和手段改革相關材料、其他教學建設的典型材料。
隨著學院的發展,教學檔案的數量日漸增多,種類也日趨多樣化,同時檔案管理人員少,任務繁重,傳統的教學檔案管理方法已很難適應現代的教學檔案管理要求。所面臨的主要問題有:
一、教學檔案材料種類繁多,材料的收集易出錯,容易丟失材料;
二、教學檔案存放雜亂無序;
三、教學檔案查閱非常繁瑣費時,當學校檢查或者評估時,檔案材料的查閱非常困難,需要花費較長的時間和精力;
四、教學檔案的安全管理,例如,未經允許,不準隨意查詢教學資料或者記錄誰在何時查閱什么資料。
因此,教學檔案管理技術手段急需升級改造,利用RFID物聯網技術實現教學檔案管理的自動化與智能化,從而提高工作效率,加強管理流程。
2.RFID技術及在檔案管理中的應用
2.1RFID技術
RFID(Radio Frequency Identification)技術利用射頻信號通過空間耦合實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的目的[1]。通常一個RFID系統由閱讀器、天線和標簽三部分組成。應用中,通過讀寫器將物品的相關信息例如名稱、所有人等屬性信息寫入RFID標簽,然后將該標簽貼在待識別物體表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的數據,并將該數據傳遞到智能終端,從而實現對物體識別信息的遠距離、無接觸式采集、無線傳輸和處理等功能,并且同時能識別多個RFID標簽[2][3]。 RFID技術應用于教學檔案管理可以促進檔案管理的自動化、智能化,具有很多優點,比如:遠距離快速掃描、安全性高[4][5][6]。
2.2RFID物聯網教學檔案管理系統
基于RFID物聯網技術的教學檔案管理系統,主要有如下幾大模塊和功能:
(1)RFID 教學檔案管理信息系統,該系統將RFID閱讀器所讀取的數據 進行保存和處理。檔案管理人員通過該系統可實時查看檔案的實際情況。
(2)教學檔案的RFID標簽。通過RFID標簽制作設備,將檔案的信息例如,教學檔案的教師姓名,課程名稱,班級等信息寫入到該標簽,并將其貼在教學檔案袋之上。
(3)教學檔案的儲存柜實時監控。該柜安裝有多個RFID閱讀器和通信模塊,能實時監控檔案的存放位置的情況。儲藏柜每個存放位置都有一個RFID閱讀器,當存入檔案材料時,由該閱讀器讀取標簽信息并將該信息及存放位置信息通過通信模塊傳輸給管理信息系統保存。當取出檔案材料時,信息管理系統記錄取出材料的信息及借閱人的相關信息。
3.RFID物聯網技術在教學檔案管理中的應用
新技術的應用必然導致工作流程的規范化,以前課程的教學材料只需要任課考試將所有材料整理好之后,放入到檔案袋中,查閱時,相關人員可隨意從中抽取瀏覽;還有些教學材料的收集時間跨度非常長,有些教師長時間不交材料,造成管理的不方便。這些問題都可通過在引入RFID物聯網技術后進行規范化操作。
3.1 教學檔案入庫管理
每一個學期,新的教學檔案入庫前,要對該檔案進行標識例如檔案制作人,檔案名稱等,將這些信息由相關責任人通過終端管理器寫入RFID標簽。
3.2 教學檔案查閱管理
教學檔案在入庫管理時,由儲存柜上的閱讀器將放置的位置信息與標簽信息一起寫入到系統中,用戶在查閱時,可先在系統根據關鍵詞,例如課程名稱,任課教師等信息查閱具置,因而可快速地發現文件。
3.3教學檔案的統計管理
通過該技術,管理人員可以很方便的統計各種材料的情況,不需要手工統計。系統也可由管理人員對相關材料設置時間要求,若在規定時間未提交材料,則系統通過郵件向相關教師進行提醒。
4.總結
通過RFID物聯網技術在教學檔案管理中的應用,不僅提高了工作效率,而且對教學管理工作的流程進一步規范化,標準化提供了基礎,為教學工作提供更好的支持和幫助,使之成為學院工作的重要支撐。
參考文獻:
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中圖分類號:G643 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0141-02
隨著計算機信息技術的發展,我國傳統農業正在加快向現代農業轉型,而智慧農業將成為現代農業未來發展的趨勢。智慧農業將農業看成一個有機聯系的系統,依托嵌入式技術、感知技術、互聯互通技術、智能化技術等綜合、全面、系統地應用到農業系統的各個環節,使得農業系統的運轉智能化、多功能,大力推進農業科技創新。
智慧農業所涉及的關鍵技術包括嵌入式技術、檢測技術、通信技術等。嵌入式是當前發展最快、應用最廣、最有發展前景的信息技術應用領域之一。目前,許多高等院校的計算機、電子、軟件等專業針對市場需求,開設了嵌入式系統相關課程,也在逐步完善適應社會需求的嵌入式系統的教學體系。本文基于智慧農業背景,結合都市型現代農業開設嵌入式課程的經驗,對農林院校嵌入式課程教學改革進行了探討。
1 智慧農業物聯網嵌入式系統
智慧農業是最近興起的一個概念,出現的時間很短,目前還沒有一個公認的定義。中國農業大學李道亮教授認為: 智慧農業是以最高效率地利用各種農業資源,最大限度地降低農業成本和能耗、減少農業生態環境破壞以及實現農業系統的整體最優為目標,以農業全產業、全過程智能化的泛在化為特征,以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯網技術為支撐和手段,以自動化生產、最優化控制、智能化管理、系統化物流和電子化交易為主要生產方式的高產、高效、低耗、優質、生態和安全的一種現代農業發展模式與形態。
要建設智慧農業,就要依托物聯網等先進的科學技術。物聯網(The Internet of Things,簡稱IOT)的概念是在1999年提出的,2005年國際電信聯盟(ITU)的ITU互聯網報告,對物聯網做了如下定義:通過二維碼識讀設備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
智慧農業物聯網唯一的物聯源頭是嵌入式系統。隨著嵌入式系統的各個領域應用需求的多樣化,嵌入式技術已成為當今電子技術發展的主流。
本文基于嵌入式技術,針對農林院校計算機專業嵌入式系統方向課程體系的特點, 通過一系列教學嘗試,對計算機專業嵌入式系統方向的課程體系建設進行了一些探索,使學生在保證專業原有課程的基礎上,根據專業方向的不同,側重點有所差別,將智慧農業貫徹課程體系始終,使學生在軟件和硬件設計方面都得到很好的鍛煉,最終為都市型現代農業培養全方位的信息技術人才。
2 嵌入式課程體系建設
(1)我校計算機專業嵌入式系統方向培養和教學目標。
我校計算機專業嵌入式系統方向培養目標培養側重嵌入式軟件設計開發的嵌入式系統開發人員。根據學生的接受能力,嵌入式系統的學習體現層次性、漸進性、注重實踐性,尤其側重培養在農業領域中的嵌入式系統應用能力。(圖1)
嵌入式系統課程體系的設置體現“注重工程能力培養的嵌入式系統人才知識體系”,學習側重嵌入式軟件設計部分。嵌入式系統教學體系教學目標是掌握四個“1”,即“一種主流嵌入式微處理器、一門開發語言、一種嵌入式操作系統、一套開發工具”,嵌入式開發語言主要有匯編語言、C和C++語言、Java語言等;嵌入式操作系統主要有Windows CE、Linux等;集成開發工具主要有Windows CE開發工具、ADS等。
(2)嵌入式系統課程體系。
北京農學院計算機與信息工程學院自2011年設置了計算機專業嵌入式系統方向,根據自由選擇的原則在大學三年級實施特定方向培養,同期購買了30套嵌入式開發實驗平臺設備,可實現每人一臺的教學環境。
嵌入式系統課程體系大致可分為:基礎課程、專業基礎課以及專業課。
基礎課程在大學一、二年級開設,主要學習理工科的一些基礎課程,如高等數學等。
專業基礎以及專業課的開設時間以及內容如表1所示。需要特別說明的是根據我校“3+1”本科人才培養模式,大學前六個學期完成的是課內學習,旨在掌握較寬厚的基礎知識和扎實的專業知識,最后一學年有計劃地到校內外實調基地進行為期一年的實踐和實訓,所以第七學期和第八學期是專業實習和畢業設計實習環節。
嵌入式導論課程:介紹嵌入式的主要應用領域、嵌入式軟件開發的基本概念、嵌入式軟件開發的基本流程和基本方法、嵌入式系統的特點。
嵌入式操作系統課程:介紹嵌入式系統基本知識,嵌入式操作系統與通用操作系統的差別。結合典型的嵌入式操作系統對操作系統的基本構成、工作機制、系統移植剪裁和實時任務調度等內容進行介紹。我校根據具體情況選擇、Linux、WinCE等嵌入式操作系統進行教學。
嵌入式程序設計基礎:介紹嵌入式系統體系結構、嵌入式系統設計的基本方法、軟件編程及設備接口和驅動等。通過該課程的學習,學生了解和掌握必要的嵌入式系統設計方法學的概念、方法和工具嵌入式程序設計基礎,掌握嵌入式系統的基本原理與設計開發思想,學生能完成簡單的嵌入式系統的軟硬件設計。
JAVA開發語言:介紹Java語言的體系結構、Java語言的基本概念和程序設計的基礎知識、面向對象的程序設計的思路和方法。培養學生的編程能力,使學生能夠運用Java語言作為完成應用程序設計。
嵌入式接口技術:介紹鍵盤接口、LED顯示器接口、觸摸屏、通信接口、中斷接口、A/D和D/A轉換、ARM的JTAG接口。
嵌入式高級編程:介紹Android嵌入式開發環境搭建的方法,項目結構;Android的體系結構,嵌入式軟件開發流程;嵌入式特性開發,多媒體開發,數據存儲開發,聯網開發等開發方法,學生通過實踐能達到獨立完成開發單機、網絡嵌入式軟件的能力。
3 嵌入式課程實踐教學
(1)層次化實驗實踐教學。
實驗室選用UP-Magic6410嵌入式實驗開發平臺,著重培養學生在該平臺下進行嵌入式Linux程序開發的相關環境搭建與軟件設計方法的能力。針對各模塊以及嵌入式系統的應用背景,按照由淺入深,不同課程層次對應不同實驗項目等原則,組織設計了三個層次的實驗,循序漸進,逐步提高,以滿足不同階段的實驗和實踐需求,分別為涉及嵌入式導論的基礎性實驗、涉及嵌入式程序設計基礎的實操性實驗、設計嵌入式高級編程的提高性實驗。基礎性實驗多以理論驗證為主,在于學習方法;綜合性實驗和提高性實驗則多以應用為主,在于提高能力。三個層次的實驗教學內容,為學生提高了動手能力,進一步的實踐開發和畢業設計打下了良好的基礎。
(2)通過項目案例,強化實踐教學。
首先,依托教師實際的科研或工程項目,教師在實驗課程實施時,可以按照模塊化將案例的分解到各個部分,鼓勵學生對實例所采用的技術和方案進行不同角度的評價,變被動知識灌輸為主動探索思考,使教學理論知識與科研實踐有機地結合在一起。
其次,在設計綜合課程設計等綜合性實驗時,結合教師實際的科研或工程項目,在強調基礎性知識掌握的同時,鼓勵學生創新的綜合設計。使得學生既掌握了一些具體的通用的嵌入式系統的開發方法,也能發揮主觀能動性,獨立設計并實現較完整的嵌入式系統,激發學習、創造熱情。在課程設計綜合實驗中,考慮到學生水平差異,按照“自由組合、自主選題”的原則,要求學生課外查找資料進一步地學習,引導學生進行主動性學習,對某些問題進行深入的分析研究,進而提出自己的設計思想,此環節中設計思想的原創性也將作為課程考核的重要內容。
(3)鼓勵學生參與科研項目,注重培養創新能力。
通過項目實踐來鍛煉和提高學生動手能力是非常重要的。我校實行導師制指導學生,在參與教師科研項目的過程中,本科生導師負責學生在整個科研期間從理論到具體操作的各個環節的指導工作,加強了指導力度。
學生在家禽食品安全追溯系統的嵌入式系統應用項目中,教師組織學有余力的同學成立興趣小組,直接參與到前沿的課題和項目中去,將食品安全追溯系統按照生產鏈的六個環節分解成若干子題目,交由各興趣小組,模擬項目的形式實踐開發,真正做到“在學中做,在做中學”,以務實的項目培養學生的實踐科研能力。
(4)鼓勵學生積極參與課外科技活動。
近年來,高等院校加大了學生的課外科技活動開展的力度,筆者指導的學生參與了北京市大學生科研計劃,利用嵌入式平臺,對溫室環境等參數檢測,進而對溫室大棚實現智能化控制,學生在該課題中,運用所學理論知識,系統的完成了整個項目,獲得了北京市大學生科研計劃成果二等獎,尤其值得一提的是,畢業的學生在擔任京郊村官期間,將課題成果應用于所服務的村鎮,取得了良好的效果。實踐證明,鼓勵學生參與課外科技活動,將會拓展學生的知識體系,并學以致用,對進一步提高學習興趣以及培養合作精神發揮了至關重要的作用。
(5)做好畢業設計及畢業實習
我校實行的是采取“3+1”人才培養模式。以往學生在第八學期進行畢業論文和實習,部分學生在校內機房根據教師給出的題目完成畢業實習和設計論文,學生如果不走出去。就無法完成理論與實踐的有機結合,部分同學雖然通過實習單位的學習完成畢業論文,但是畢業設計和論文的時間和質量也難以保證。因此,我們將畢業論文提前到第七學期安排任務,進行設計、論文的前期準備及調試工作,既可以保證充分的畢業設計時間又可以提高學生專業課的學習興趣和主動性,做到有的放矢.提高設計.論文和專業課的學習質量。
針對在校學生缺少行業背景知識這一缺點,在教學中大力開展了與企業的合作,直接把學生派到相關企業進行實習和畢業設計,使得培養的嵌入式人才能夠適應企業的需要,目前我院已經建立了中軟、中國農業科學院信息所等校外實習基地,并簽訂了相關的實習協議。一方面學生在實踐工程項目中完成畢業設計和論文,綜合能力得到極大的提升,另一方面用人單位在與學校合作辦學的過程中也為自己培養了急需的技術人才,實行了定單式培養,最終構筑高校.學生和企業獲利的共贏平臺,從而實現人才培養和社會需求的無縫對接。從以往經驗來看,選擇嵌入式系統開發課題并能按時保質保量完成課題的的學生知識面更廣,就業面更寬,既可以從事軟件開發,也可以適應硬件的開發工作。
4 結語
嵌入式系統作為應用性極強的課程,其教學體系建設是一項復雜而艱巨的任務,包括完整的課程設置體系結構、不斷的豐富實踐教學內容,獲取更多的實踐項目等內容。隨著嵌入式在現代農業應用的迅猛發展,如何真正立足于農業院校發展特色,培養高素質嵌入式系統農業信息化人才,將是我們今后教學的方向和努力目標。
參考文獻
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1993年直今,從事信息技術(IT行業)工程規劃、設計、實施工作,親自主持規劃、設計、實施的工程多項,并撰寫了《體育場館智能化系統建設導論》專著,發表了《中國智能交通信息系統大集成方案總體框架》、《信息在智能建筑及其他領域的內涵》等論文。一句話,總結我一生整整50年的科技工作,均沒有離開《信息》,只不過工作在不同領域的信息和不同的信息環節上,所以至今《信息論導論》論文的發表,是水到渠成的結果。現任同方數字城市產業本部顧問。
【摘 要】本文回答了信息的簡明廣義定義;解釋了信息在在自然界與人類社會中的地位與其他要素的關系;提出了信息的6+1理論;分析了智能化、信息化,以及它們之間的關系;明確了智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區、智能建筑、智能交通、智能安防等的判別標準及其內涵,例舉了軌道交通建筑、軌道交通系統智能化/信息化的規劃與實施工程圖解;指出了目前最熱門的與信息化有關的物聯網的實質,及與互聯網的關系,以及它在信息論中的地位等問題。
【關鍵詞】 信息 信息化 智能化 醫院裝備
[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more,this article also give the specific standard in Intellectual Earth,Intellectual city, Intellectual community,Intellectual architecture, Intellectual transportation,Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.
[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment
引言
在我國“2006-2020國家信息化發展戰略”中明確提出,“信息化是當今世界發展的大趨勢,是推動經濟社會變革的重要力量”,在十二五規劃中指出要:“全面提高信息化水平”……“ 推動經濟社會各領域信息化”。“7.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾特別重大事故的發生,就其原因而言,從已報道的資料看,恰巧問題就出在信息設施(硬件)與信息管理平臺(軟件及活件)上,這里指的活件就是操作硬件設備和管理軟件的人。教訓是深刻的,這讓我們又一次認識到深刻理解和掌握信息論的精髓之重要!說信息是軌道交通和一切交通系統的靈魂完全不為夸張!
信息化是智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智慧型社區、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等領域追求的目標,或是目的,總而言之,信息化是目前人類社會走向智慧型生活的先導、靈魂,這個論斷的重要性和迫切性已經是無可置疑的了。但更為理性地認識智能化/信息化的理論方面,還有待進一步地探討這個當今世界人們都甚為關注的問題。本文既然定名為“信息論導論”,自然就不是針對其細節進行討論,而是試圖在這方面給出一個相對較為全面的,但又是十分明確概括地來描述信息論中所涉及的各個環節之間的關系問題,從而可以給業內人士在規劃自己本部門,或自己工作方面的信息化工作時,有一個明確的目標和途徑,不為當前一些商業炒作而夸大某些還不夠實際的東西而迷惑,是本文的目的。
信 息 的 定 義
談到信息,當今社會人們無處不把信息這個詞掛在嘴邊,但到底什么是信息,其定義是什么,恐怕并不是很多人能夠簡單明了地回答出來。這是一個哲學名詞,到目前為止,信息這個名詞還沒有一個權威的準確的定義,這當中最具代表性的就是所謂“香農”理論,這個理論說,信息就是“確定性的增加”,這個定義是使人費解的,至少說不夠通俗、不夠全面和不夠廣義,是狹義的,這個定義是香農在貝爾研究所任職時針對通信行業而下的定義。
有關“信息”的定義,不下N種,太多版本了,這種局面,本身就反映了人們在認識“信息”概念方面的不確定性,不夠有把握,不能一針見血地說清楚,才造成各種解釋都有!有點象在天文學中出現的宇宙是怎么形成的?人類有史以來有各種版本的宇宙起源學說,如亞里士多德的“地心說”、哥白尼的“日心說”、到今天的“大爆炸說”等等,這些學說,不斷被天文學家用新的觀測事實所否定,然后又出現新的理論來解釋宇宙的起源,即使今天的“大爆炸理論”,仍然還有解釋上的矛盾之處,需要科學家繼續去進一步地探索之;“癌癥是怎么產生的?自癌癥這個詞出現以來,也有各種解釋癌癥產生的原因的版本,但都還未見到權威性解釋的報道,所以才出現人們對癌癥恐慌癥,才在人們中流傳著這也致癌,那也致癌,其實可能就是還沒有找到真正的致癌病因,才會出現這種局面;“光的本質是什么?人們開始認識光的時候,只知道光是直線傳播的,產生了基于光是直線傳播的幾何光學理論,但隨著不斷地發現新的實驗和觀測事實,又才明白,光還具有波動性,和衍射性”等等,這樣的例子,舉不勝舉。其實這些重大的科學問題,人們認識它,的確有一個認識過程,要求從一開始就有一個確切無誤的定義,那是脫離人類認識自然規律的,只有當人類累計了大量的觀測事實和實驗事實之后,不斷地從認識,到否定,再認識,再否定,直到得到一個比較接近于真實的那樣一個定義或解釋,才是比較全面而肯定的結果。
盡管如此,到目前為止,作者比較贊同較為靠譜的簡單而明了的信息定義是:信息就是可被主體感知的附著于各種客體(載體)上的自然界物質或能量存在的一種形式及其運動變化呈現出的狀態,例如通過感覺通道(如人或動物、植物的眼、耳、口、鼻、肢體)的神經系統能感知的某種物質或能量存在的形式或其運動變化呈現出的狀態,我們稱這種“存在形式或狀態”就是一種信息。
信 息 的 6+1 理 論
信息論要研究的內容就是這些可被感知的物質或能量存在的形式及其變化狀態的產生、采集、傳輸、處理、存儲、、利用等環節的一切手段和范疇。如圖1所示:
智能化是現代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態的前6個環節(側重技術層面)在實現數字化、網絡化和集成化層面在規模上做到了最大化,也可以這樣認為,智能化就是這6個環節的最優的技術狀態,所以說智能化是信息化的技術基礎,技術支撐,就是這個意思;而信息化則是現代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態在數字化、網絡化和集成化層面在利用上實現了最優的狀態。從這個意義上講,智能化與信息化的辯證關系就十分清楚了。它們兩者是同一事物在“信息”這個概念之下的前后不同環節而已,我們稱之為信息的6+1理論!
物質、能量、信息是組成自然界的三大要素。物質是什么,物質就是人類能夠感知的實體東西(小到組成物質的分子;大到組成宇宙的星球、星云、星系等);而能量則是使物質產生運動的原因,是力的一種表現形式,是人類能夠感知但不是實體的東西;信息既不是物質,又不是能量,而是反應這兩者的存在形式和它們發生變化的狀態。這三者不是一個概念,但又是有內在聯系的組成自然界的三大基本要素。
當了解了信息的意義及其重要性之后,我們才能談得上去利用它。利用信息是人類的目的,是根本。但為了利用信息的目的,則首先要做好信息的產生、采集、傳輸、處理、存儲、等6個技術環節。所以我們可以總結為1個使用目的和實現該目的的6個技術環節。根據信息的6+1理論,智能化是為信息化服務的,那么如果智能化系統做得很好,而由于利用它的人為因素,我們可以稱之為“活件”,如政治原因、人的操作技術水平、組織管理水平等原因,使得智能化所具備的優異功能沒有得到應有的充分發揮,打了折扣,我們就可以認為信息化不盡人意,這是“利用”環節出現了問題,是“活件”出了毛病。例如一個建筑智能化工程做得很好的小區,小區的中心控制機房,即智能化的集成中心,它的技術含量是相對比較高的,但由于使用它的人――“活件”是一些技術水平較低的保安人員來操作管理,其結果是事過不久,由于操作不當,造成軟件的丟失,硬件的損壞,致使其功能不能做到應有的發揮,這種例子在許多智能建筑領域,不在少數;“7.23”勇溫線特大軌道交通事故,恐怕在一定程度上也是“活件”出了問題;反過來,如果“利用”信息的需求,即信息化的需求來勢兇猛,要求甚為迫切,在資金和人力都具備良好的條件下,那么也將是推動智能化發展的積極動力。
各行各業都有自己的信息6+1理論,但其中傳輸、處理、存儲、等4個環節在當今技術水平下有大致的共同點,做法差異也不大,所以撰寫成書本或教材,有一定的共同性,因而在目前出版的一些《信息論》的專著或教材中,多以此4個環節來描述,很少提及信息的產生、采集、利用這三個環節的內容,其原因就在于此。當然在同一個行業或領域的《信息化》專著中,會將信息論的7個環節都要涉及到,才能成為一本實用的著作。然而對于信息的產生、采集和利用,在人類社會的各行各業中的差異就太大了!內容也太多了!可以說,對于人類社會的每一個行業來說,這三個環節,都可以寫一套專著,成為一個領域!就以信息采集這個環節舉例而言,天體物理研究中,我國1991年落成了直徑為2.16米的光學望遠鏡,配備了自制的光導纖維分光系統來收集來自天體的光譜信息,以供進一步處理來解密天體演化的本質;2010年又建成了世界最大的以光導纖維為引導的6米級的大天區多目標光譜施米特望遠鏡;目前世界多個國家(包括中國、美國、日本、歐共體等)正在討論將聯合建造一臺直徑30米的巨型光學望遠鏡、等值口徑約1公里的射電天文望遠鏡等,用來探索來自宇宙的更多信息的秘密;而在醫學領域,用1mm左右直徑的纖維透鏡和5-10微米直徑的相關光導纖維束作成的多種內窺鏡(如胃鏡、腸鏡、腹腔鏡等)被廣泛用來采集人體內不同器官的各種醫學上所需要的信息、還廣泛采用各種各樣的顯微鏡來采集人體內部導致疾病的微生物或病菌的信息;高倍顯微技術用于科研等等領域的例子,也是舉不勝舉;人類在智能建筑領域,樓宇自控系統中安裝在樓宇機電設備上的各種傳感器被廣泛用來采集智能建筑內部各種機電設備的工作信息,以保證其安全正常地運行;在平安城市領域,在城市的各個角落安裝了幾萬臺甚至幾十萬臺監控攝像機采集安全圖象信息,傳至公安部門的各級指揮中心,用以保證整個城市的安全;在新聞領域,各電視臺、廣播電臺的記者到世界各地發生新聞的現場,用攝像機、拾音設備采集各種新聞信息發回自己的電視臺或廣播電臺,進行報道;在自然界和人類社會的各個方面、領域,均已產生或正在產生著各種不同的信息,從宏觀世界到微觀世界,都需要我們去采集,就這一個信息環節,就可以寫成一部百科全書;還有信息的產生和利用這兩個環節,也如同采集環節一樣的,其內容之多之廣,不計其數。真是太豐富了,內容太多了!
因此在已發表的有關《信息論》專著或教材中,很少去觸動這三個環節(信息產生、采集、利用)的大內容,過去那些《信息論》專著也好,還是教材也好,都具有很大的狹義性和局限性!
智 能 化 / 信 息 化 的 判 斷 標 準 和 內 涵
智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區、智能建筑、智能交通、智能安防、電子政務等的判斷標準和內涵是什么?其實對于上述這些智能/信息化領域,簡單明了地可以用10個字就能完全給它們定義其判斷標準,即只要做到安全、舒適、高效、節能、環保這10字標準就可以全盤滿足這些智能化/信息化的要求,用這10字標準可以解釋一切智能領域的功能要求,這10字標準本來是起源于給智能建筑定的標準,可是仔細想一想,它又何嘗不是其他智能/信息化領域的判斷標準呢!標準定了,那么用什么技術手段(即內涵)來保證這些標準的的實現呢,那就是在智能建筑中我們最開始提及的只要我們設計的系統,在軟、硬件的配置上能保證在該智能領域,實現了設備自動化、辦公自動化、通信自動化(BA、OA、CA)等功能,就談得上實現10字標準了。如圖2所示:
這10字標準里,我們把“安全”放在第一位,是有其特殊而深刻含義的,只有在一切為了安全的前提下,才談得上后面的8字標準,如果人都沒了,大樓被燒了,鐵路火車撞車了,城市被炸了,還談什么高效、舒適、節能、環保!?。“7.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾重大事故,車毀人亡,再一次給人們說明了這一道理的正確性。最近鐵道部頒發的動車降速措施,就是以人的安全為本,在重視安全的前提下,腳踏實地地發展我國干線軌道交通的正確舉措。
為了保證這些內涵功能的實現,我們舉幾個實例參考說明一下:
圖3A、3B是實現醫療系統智能化/信息化功能的姊妹圖,是互為補充的圖解。從圖3A看到,這是所述領域智能化/信息化的總體規劃圖,對于不同的智能化/信息化領域,圖中綜合電子信息系統(CEIS)的內容是有所差別的;而圖3B則是前者的細化內容,一目了然!以此類推,任何智能化/信息化系統均可按此方式進行規劃,和細化,只不過改變其中的專業設施和應用信息軟件系統就可以了。這一對姊妹圖的圖解格式,高度總結和概括了業內智能化/信息化各領域內,各系統之間的關系和功能定位,具有很強的普遍性和實用性,是業內可以為之借鑒參考的實用圖解格式。
1、醫院是人類社會保障生命安全的救護、醫治、保健的場所,隨著信息科技的發展,使得醫院的裝備更加現代化,這些裝備可以使得醫務人員能夠從人類身體上采集到各種健康的、病理的信息,為醫生提供準確的治療方案;時間就是生命,遠程視頻會診,使得更多的患者能夠不出遠門,就地享受到眾多國際、國內著名醫學專家的會診,得到更好的正確的治療措施;網上預約掛號、中國人口重多的龐大醫療保障體系的管理等,均需要具有智能化/信息化的醫療管理平臺,所有這些涉及與人類生命、健康的問題,無不與醫院智能化/信息化有關。
2、在智能建筑中,體育場館的智能/信息化系統建設是甚為復雜的,我們以它為例,看看怎么來實施,下面圖4A、4B是一對實現體育場館智能/信息化系統的姊妹圖,是互為補充的圖解:
軌道交通系統是智能交通系統中的一個非常重要的子系統,圖6B是更加細化了的軌道交通系統的可能工程內容。圖6C和圖6D是一個軌道交通樞紐系統的宏偉概念圖和一個真實的指揮調度中心實例圖(北京城市軌道交通指揮調度中心)。
物 聯 網 的 實 質 及 在 信 息 論 中 的 地 位
當今的物聯網把信息的產生和采集這兩個環節發揮到了極值。物聯網(The Internet of Things)是什么,其實就是互聯網的延伸,它的核心內涵(與互聯網的區別)就是采用了所謂RFID(射頻認證)的芯片感知技術和無線網絡技術,使得任何事物的信息都可以被感知,也就是任何事物的信息的產生和采集,均可通過RFID感知芯片和無線(或有線)網絡技術得到,余下的環節就可以交給互聯網來承擔了,所以說它是互聯網的延伸,互聯網是它的基礎,它離不開互聯網。為了實現RFID芯片產生的無限多個信息的認證和處理,隨之而來的就是要發展IPV6的無限網絡認證技術和超大規模的云計算處理、存儲技術。這是物聯網時代交給互聯網需要解決的重大技術問題。物聯網是我們人類在信息技術方面的又一次革命,但要清醒地認識到,它的特點也僅僅是前面所提及的6個信息環節中的頭兩個,即在信息的產生和采集上與互聯網相比,有著更大的規模罷了!物聯網不是我們的目的,而是我們人類在實現信息化過程中使用的更為廣泛、更大規模的信息產生和采集技術手段罷了!但是商家看好這個環節,做了比較大的商業炒作,人們應該腳踏實地地去促進這個領域的健康發展,防止一哄而上形成的泡沫經濟。
【參考文獻】
【1】王順德 《信息在智能建筑及其他領域中的內涵》 2011年 第8期 P83-88 中國科學院國家天文臺、同方數字城市工程公司
【2】王順德 《體育場館智能化系統建設導論》 2007年 同方數字城市工程公司 內部專著
【3】王順德 “智能交通信息系統大集成方案總體框架” 《智能交通》 2010年 第09期 P86-88 同方數字城市工程公司
【4】王順德 “光纖技術及其天文應用現狀” 天文學進展 第4卷 第二期 1986(4-6) P136 中國科學院國家天文臺
【5】王順德 “Fiber Optics Feed At Beijing Astronomy Observatory (BAO)”A.S.P. Conf.Ser.Vol.3 1988 P183 中國科學院國家天文臺;
【6】王順德 “Working System in Fiber Optics on The BAO 2.16m Telescope”A.S.P. Conf.Ser.Vol.37 1991 P119中國科學院國家天文臺
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)25-6019-03
Based on Internet of Things at Information Extraction and Research on the Decision Support
ZHANG Jing
(Dongchang College of Liaocheng University, Liaocheng 252000,China)
Abstract: In recent years, Internet of things and related technology in promoting economic growth and promote the respect such as technical development shows great potential. The Chinese government on the Internet of things is also very seriously, be classified as our future focus on the development of five new technology in the field of. This paper discusses “the Twelfth Five-Year Plan Project" in Shandong Province Based on Internet of things take the letter and decision support of research program. Aimed at the Internet application layer information intelligent processing technology for transformation and innovation, solve the interconnection of information extraction and decision support problem.
Key words: internet of things; information extraction; decision support
物聯網(Internet of Things)的概念是MIT Auto-ID Center在1999年提出來的,即把所有物品通過射頻識別等傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。物聯網技術被看作是未來信息技術的杰出代表,將對我國未來經濟的發展產生持續而深遠的影響。
當今社會,全球物聯網產業體系正處于建立和完善過程中,雖然具備了初級產業形態,但還沒有形成大規模的發展。物聯網技術具有強關聯性、高度混雜性和非確定性等特征,要實現真正的物物互聯,就必須解決海量信息的融合、提取與決策支持等問題。目前,我國海量信息智能處理技術研究和發展相對滯后,只有少數研究單位和企業進行研究,主要以跟隨為主,技術水平和影響力相對比較薄弱。
1 本課題所解決的主要問題及關鍵技術
1.1 本課題解決的主要問題
本課題旨在對物聯網的信息智能處理技術進行改造和創新,解決物聯網的信息提取與決策支持問題,在物聯網技術發展過程中通過應用創新形成新興業態、開拓新增市場。
本課題在深入研究物聯網的基礎理論和基本方法的基礎上,針對物聯網所存在的強關聯性、高度混雜性和非確定性等特征,重點解決以下關鍵的研究問題:
1) 研究物聯網在信息采集、信息融合和決策控制等方面問題以及在數據關聯、數據處理、隱私保護、信息安全等問題;
2) 解決混雜條件下信息提取與決策支持問題;
3) 解決對多源異構信息進行多層次匯聚、處理、融合和決策等問題;
4) 揭示物聯網的信息處理、關系融合、關系鏈挖掘、主動決策與互動控制的一般規律;
5) 提出具有可信驗證和隱私保護能力的物聯網信息提取、主動決策和互動控制方法。
1.2關鍵技術
1) RFID技術
物聯網的關鍵技術之一是RFID技術。RFID常稱為感應式電子晶片或電子標簽、電子條碼等。RFID是一種非接觸式的自動識別技術,主要包括三部分,分別是閱讀器(Reader)、標簽(Tag)和中間件(應用軟件)組成。RFID的工作原理是利用射頻信號和空間耦合傳輸特性,實現對被識別物體的自動識別[3]。如圖1所示。
2) 決策支持算法
1986年由Quinlan提出了一種串行決策樹算法ID3( Iterative Dichotomiser 3) ,它運用信息熵理論,在樣本集中選擇具有最大信息增益的屬性作為當前節點的測試屬性。
設屬性B作為測試屬性, 設Wij 是子集Wj 中類Ci 的樣本數, 根據B 劃分成子集的熵為:
隨著物聯網技術的不斷發展,針對物聯網的感知互動、虛實交融、異構復雜等特性,研究物聯網系統資源、服務和決策的耦合機理,通過感知、傳輸、決策控制等各個層次上的優化及跨層優化調度,設計一整套符合物聯網特性的系統優化機制將成為物聯網技術的發展趨勢。
物聯網技術是通過RFID技術、無線傳感器技術以及定位技術等自動識別、采集和感知獲取物品的標識信息、屬性信息和周邊環境信息,借助各種信息傳輸技術將物品相關信息聚合到統一的信息網絡中,并利用云計算、模糊識別、數據挖掘以及語義分析等各種智能計算技術對物品相關信息進行分析融合處理,最終實現對物理世界的高度認知和智能化的決策控制。
在本課題中我們將利用物聯網信息聚合技術對海量的原始數據進行采集的同時采用合理的數據挖掘技術進行信息處理和計算,從而推導出對于管理平臺具有特定意義和參考價值的數據,同時力求降低網絡數據傳輸總量、減少網絡擁塞發生、提高網絡性能和傳輸效率。
3 課題研究意義與價值
物聯網被看作是全球范圍內未來的、萬億級規模的新興產業之一。隨著人們新技術知識的普及和認知能力的提升,物連網(Internet of things)已不再是令人陌生、好奇的新名詞。2010年,物聯網技術發展已被列入我國國家級重大科技專項,與新能源、綠色制造等并列成為國家五大新興戰略型產業。物聯網的核心是信息感知和信息的獲取,是將多種傳感器信息融合后經過加工處理成“智能”的知識和判斷,并對社會的生產和人們的生活帶來極大的便利并產生深遠的影響。
本課題主要是針對信息在采集和傳輸過程中需要同時進行智能處理和決策,借鑒主動網絡思想,根據物聯網終端規模和信息流規模,對信息進行分類提取,并針對物聯網的特征對于信息進行匯總后,再進行進一步的分析,旨在對海量數據進行分析提取后能給出有利于物聯網特點的決策支持信息。
4 課題完成的可行性分析
本課題的研究內容、學術思路和技術途徑具有良好的可推進性。項目團隊多次進行集體學習并深入探討本課題的科學問題和研究內容,并提出了切實可行的研究思路和技術途徑。項目團隊具有良好的合作基礎,團隊成員包括5名碩士研究生,其中3名講師、2名助教,都是青年學術及教學骨干,5人中3人是計算機專業,2人是電子信息專業,研究隊伍組織有序,專業搭配合理,人才隊伍優勢為項目的實施奠定良好的基礎。
項目團隊在物聯網相關領域具有一定的前期研究積累。本課題主持人張晶老師曾在中文核心期刊上《基于決策樹的知識獲取方法研究》、《WindSock技術在網絡通信中的應用》《基于Adaboost的改進的人臉檢測算法》,項目參與人郭良老師曾在省級刊物上《醫藥連鎖店供貨方案的決策支持系統》,項目參與人杜寧老師在國家級刊物上《基于信息融合的新的人臉檢測算法》;項目團隊具有優良的研究條件,具備高配置的網絡實驗室,為課題的研究和驗證提供了良好的環境支持。
綜上所述,本項目研究在技術途徑、申請團隊、前期積累和科研條件方面均具有良好的可行性,為項目的順利推進和取得重大突破提供了良好的基礎。
5 課題研究設計
5.1課題界定與研究依據
本課題研究物聯網連接到互聯網、無線傳感器這一異構型網絡的信息融合特性,將終端所采集的各種數據進行分析,提取出能適合于各種物聯網應用的信息元,并將各種信息分類匯總進行數據的分析,研究物聯網在信息采集、融合和決策控制過程中信息的內在關聯,對于多源異構信息進行多層次匯聚、處理、融合和決策,為物聯網的應用提供決策支持信息。
本課題主要研究依據有:
1) 信息融合技術。信息融合技術的研究已經相當成熟,在軍事、民用上也得到了較大的發展,該技術主要表現在降低網絡能耗、增強所采集數據的準確性及提高采集數據的效率等方面。
2) 決策支持系統。該系統是輔助決策者通過數據、模型和知識,以人機交互方式以及結構化的計算機應用系統,為決策者提供分析問題、建立模型,調用各種信息資源和分析工具,幫助決策者提高決策水平和質量。如圖3所示。
5.2 研究內容
具體的研究內容如下:
1) 物聯網混雜信息融合:研究混雜條件下多源異構數據的分析與提煉;研究面向融合與決策服務的數據挖掘方法;研究面向特定物聯網應用的場景分析方法,以及知識庫構建。
2) 物聯網復雜關系鏈挖掘:研究物聯網關系鏈的建模和表示方法;研究實時交互場景下關系鏈的挖掘和發現方法。
3) 物聯網主動決策與互動控制:研究多源異構數據的數據隱藏方法;研究物聯網關系鏈挖掘過程中的隱私保護方法;研究具有不同隱私保護安全級別的數據處理機制和協作計算算法。
5.3研究方法設計
針對信息在采集和傳輸過程中需要同時進行智能分析和決策,借鑒主動網絡思想,根據物聯網終端規模和信息流規模,提出基于聯邦、多級、主動機制的物聯網信息處理系統架構,建立信息融合、處理與決策控制的分層統一語義模型,以及應用多層知識結構與基于語義的方法,建立面向領域的分析模型與基于語義的服務模型。
5.4完成本課題研究任務的保證措施
課題組成員的知識結構合理,有豐富的教育理論知識和教學經驗,具有較強的科研能力。大部分成員參與或主持過多項校級或省級科研課題。課題組成員具備吃苦耐勞、勇于創新、精誠合作的團隊精神。
課題組成員在物聯網相關領域具有一定的前期研究積累。項目團隊具有優良的研究條件,具備標準的單片機實驗室及網絡實驗室。為項目的研究和驗證提供了良好的支持。
6 結論
本課題主要研究物聯網信息融合、復雜關系鏈挖掘、主動決策與互動控制的一般規律,提出物聯網主動決策和互動控制方法,建立滿足物聯網語義信息融合與決策需求的解析方法。成果形式為在省級或核心期刊上發表研究論文,形成論文集;并寫出課題論證報告。
參考文獻:
[1] 羅仲偉,邢云鵬.物聯網產業的發展模式探索[J].宏觀經濟研究,2010(12).
一、網絡出版的概念
1、網絡出版的內涵
網絡出版是一種新興事物對于它的概念眾說紛紜,由于網絡出版的研究處于起步階段,所以至今尚未形成一個權威的,普遍接受的概念。
1971年的《世界版權公約》第六條對出版下的定義是:“系指對作品以一定的形式加以復制,并在公眾中發行,以供覽閱或觀賞。”現代出版學上對出版的定義是:將文字、圖畫、聲音、圖像、數字或符號等信息知識記錄在一定介質上,并進行復制、向公眾傳播的行為。它強調的出版構成要素是信息知識、復制和廣泛傳播,只要具備了這三種基本要素的行為就構成了出版。
網絡出版的概念眾說紛紜、莫衷一是,但本質上是一致的。我們認為網絡出版是指出版機構以電子技術為手段,以網絡及磁性、光學、電子介質為信息知識的承載和傳遞工具,實現出版物的數字化創作、生產、宣傳和銷售,并且最終實現數字化從生產者向需求者轉移這樣一個過程。從廣義上講,信息通過互聯網向大眾傳播的過程都可以叫做網絡出版;從狹義上講,網絡出版是指出版單位通過互聯網向大眾傳播信息的過程,即主體限定為傳統的出版單位。
無論從何種角度和層面對網絡出版進行界定,網絡出版的概念的基本元素應該是一致的:(1)以互聯網為載體和手段;(2)經過選擇和加工的數字化內容和作品;(3)傳播的交互性和個性化。WWw.133229.CoM
2、網絡出版的主體
關于網絡出版主體的爭論主要有兩種觀點:一種是主張出版主體自由化、大眾化。這種觀點以彭靜、師曾志等為代表,他們認為互聯網技術發展為人人成為出版者提供了可能,網絡出版不再是出版機構的專利,人人都可以是出版者。另一種主張是出版主體合法化。這種觀點以張志林和楊祖彬為代表,他們認為網絡出版主體是一種合法的實體,但不是傳統出版實體簡單的物理轉移,應將網絡出版主體認定為具有合法出版資格的出版機構。
3、網絡出版的分類
出版業是一種特殊分類的行業,從不同角度看就會有不同的分類。武漢大學的徐麗芳教授從出版物的表現形式的角度上將網絡出版分為了主題討論性、定期不定期型、數據庫型和綜合型等四種形式。黃科舫則將網絡出版分為了數據庫型、電子郵件型、網站型、平臺型、互動型等五類。
各種分類方式各有各的特點,各有各的合理之處,但同時也有相互交叉之處。迄今為止只有周榮庭在《網絡出版》中做出了較為全面的歸納,他認為網絡出版分類標準是:(1)按互聯網信息服務模式分類;(2)按信息媒介分類;(3)按信息最終形式分類;(4)按支付模式分類;(5)按經營模式分類。
二、我國國內網絡出版的發展現狀
據有關數據調查顯示,2008年我國網民數已高達2.53億,已超越美國成為世界第一網民大國,這無疑是網絡出版的巨大機遇。網絡出版在我國已初具規模,《中國網絡出版發展狀況及政策》報告稱“全國現有的80多萬個網站中,涉及到出版的占25%,這些網站的編輯量超過總編輯量的40%左右,從業人數超過4萬人,銷售收入超過130億元,直接帶動相關產業增加產值1500億元左右。”雖然網絡出版呈現出了可喜的局面,但我們也要看到目前的網絡出版還主要集中在學術方面以及大眾消費方面,其中網絡游戲占了相當大的比重,網絡出版還有很多需要改進的方面。
1、我國目前的網絡出版的主體
目前我國網絡出版占主導地位的主體主要有:傳統出版社主導、網絡公司主導、門戶網站主導等三種。
傳統出版社作為出版的中流砥柱當然不會落后于時代潮流,積極開發網絡出版業務。其中最有代表性的是遼寧出版集團,該集團早在2000年就推出第一代中文電子圖書,成為我國最早涉足網絡出版的出版集團。從現在看從事網絡出版最多的還是網絡公司,博庫網可謂是第一個吃螃蟹的網絡公司,該公司逐步向讀者提供免費的電子書下載,其規模之大可以說開創了中國出版業界的先河。至于門戶網站方面,搜狐網則是其中的佼佼者。搜狐網有著成熟的網絡出版運營模式即采用傭金方式,類似的還有當當網,阿里巴巴等。雖然這些網站比較成功,但真正意義上成為網絡出版的國內先鋒的是一直倡導文學原創的網站——榕樹下。
2、我國網絡出版存在的問題
(1)雖然我國網民人數居世界首位,但是有關調查顯示,大多數網民上網主要是瀏覽新聞、玩游戲、聊天等,雖然也有相當一部分人是在網上購物,但他們主要選擇的是數碼商品、服裝以及其他日用品等,而通過網絡購書的僅占一小部分,所以網絡出版在銷售方面還是有一定壓力的。
(2)網絡本身就是一種虛擬平臺通過網上購買的電子書之類的是純數字化的出版物,而大部分人都養成了閱讀傳統書籍的習慣,對于電子書他們覺得不如傳統書來得實在。另外,如果電子書可以免費下載,那么它的訪問量勢必會過大;如果收費的話會有相當一部分的讀者流失。
(3)網絡出版是一種非接觸的經濟形式,由于沒有現實的接觸,網絡出版的誠信問題成為了網絡出版能否順利發展的重點。對于習慣了面對面交易的人們來說,網上交易可能還不大習慣,甚至會懷疑對方身份的真實性,擔心上當受騙,這些問題都影響著網絡出版的發展。
(4)由于網上購書需要有能上網的電腦或其他設備,對于一些人來說他們還不具備這一條件,勢必又有一大批讀者流失。雖然我國網民眾多但網絡普及率卻不高,對于網絡出版的市場拓展來說還存著一些難度。
【參考文獻】
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
“算法設計與分析”是計算機科學與技術學科的核心課程之一,受到越來越多的重視。對于一個計算機專業的學生,學好算法課是必要且是必須的。“算法設計與分析”這門課程的主要目的不僅是講授計算領域中不同問題的標準算法,更重要的是分析其算法復雜度,并且在諸多可行算法中選擇一種時間或者空間效率最高的方法。美國著名算法大師Donld Knuth認為“計算機科學就是算法的研究”,他主持設計的TeX排版系統被譽為是“不存在Bug的系統”,這是以大師嚴密的算法設計基礎為保證的。前微軟高級副總裁李開復博士認為“計算機科學實質是人工智能”,而人工智能則是模擬人類思維的一種算法科學。計算機算法的應用已經遍及人類社會的各個領域,包括計算機軟硬件機器學習、電信及互聯網、一般制造業、經濟與金融業等。算法技術不僅在計算機領域,而且在其它理工及社會科學領域都有極其廣泛的應用。任何問題的求解,都離不開一般性的算法設計原則,在筆者執教的學校,數學和信息安全兩個非計算機專業已將該課程列為必修課程。因此,提高“算法設計與分析”課程教學水平有著極其深遠的意義和重要的作用。
2教材選擇
近年來,國內引進了一些優秀的國外教材,其中的《算法導論》是國際上被引用頻率最高而且知名度也最高的專著,但是由于它篇幅過長,在國外多用于兩個學期的教學課程,因此難以將該教材系統地用于學時有限的本科教學;《算法設計與分析》是美國工程院院士UIIman等三位大師合著的優秀教材,該書的目的是將算法領域的基礎研究結果進行綜合,重點在于對算法思想過程的理解,而不是算法的實現細節和具體的編程技巧。但是該書內容和習題難度都較大,因此更適合作為研究生教材。國內的專家王曉東和周培德所編寫的教材也很優秀。這些教材都被我們重點推薦給學生作為參考書。
出于上述考慮,我們最終選擇了沙特學者M.H.Alsuwaiyel所著的《算法設計技巧與分析》作為教材,該書基本覆蓋了傳統算法設計的主要內容,此外還包含了概率算法和近似算法等一些基本內容,這些內容在傳統教材中并不多見,是一些高端算法經常使用的方法。雖然該書不是歐美傳統名校教材,但作者在南加州大學攻讀獲得碩士和博士學位,因此該書吸收了歐美優秀教材的風格,且文筆簡潔流暢。該書的內容及習題難度適中,便于課堂教學及自學,是一本適合本科教學的好書。
如果一個本科生能夠學好本教材,并在后面的碩士階段,學好UIIman的《算法設計與分析》,之后再將《算法導論》學習好,則必將打下堅實的算法理論基礎,為終身的職業生涯所受用。
3興趣培養
本課程的教學對象是大學理工科三年級學生,要求他們不僅具備數學分析、概率及線性代數的基礎,而且具備離散數學和數據結構等計算機專業基礎知識。很多學生剛學過數據結構,翻開算法教材,有似曾相識的感覺。教材中確實有部分章節如數據結構,排序算法,圖的遍歷等取材于數據結構課程。因此會有些學生學習熱情不高,認為是在學習重復的課程。
針對這一情況,首先我們會教育學生兩課程的目的是不一樣的。數據結構的目的是教會學生如果對現實世界中的事物及對其信息處理過程建立數據模型;而算法設計課程的重點是算法的效率問題,其主題是算法的空間和時間復雜度,主要論述如何運用算法技術改進已有一些算法的效率,或者對復雜問題進行求解。
近年來,計算機硬件和軟件技術發展迅速,CPU、外存、內存的性能在持續提高,價格卻大幅度下跌。因此有很多人認為,軟件的效率已經不再重要了,只要提高計算機系統的配置就足夠了。這種觀點顯然是錯誤的。
我們在第一節的緒論課中引用《算法導論》的例子,深入淺出地闡明了算法效率的重要性。設有兩個排序算法:其一是插入排序,時間復雜度為c1 n*n, c1是一個不依賴于n的常數;其二是歸并排序,時間復雜度為c2 nlog n,c2是一個不依賴于n的常數,一般情況下c1< c2。n是待排序數列的長度。對于這兩個實質上屬于不同數量級的算法,很多人并未真正感覺到log n比n優化多少,甚至當n較小時,插入排序比歸并排序還要快速一些。但是我們必須認識到,當n逐漸增大到一定數值以后,無論c1比c2小多少,歸并排序均比插入排序快速。在大規模數據集上排序結果的對比,則效果更為顯著。假若在高性能計算機A(10億指令/秒)上運行插入排序,而在低速計算機B(1千萬指令/秒)上運行歸并排序。此時硬件條件是機器A比機器B快了近100倍;軟件先決條件是 c1值為2, c2值為50;數據集的規模n為100萬。
計算得到:
機器A運行時間為2*(100萬*100萬)/10億=2000秒
機器B運行時間為 50*100萬*lg(100萬)≈100秒
結果是驚人的,用了快100倍的機器處理相同的數據集,反而慢幾乎20倍。如果數據集大10倍為1000萬,那么機器A要算2.3天,機器B只要20分鐘,這一差距是令人震驚的。
事實上,算法技術的發展沒能跟上硬件的發展,其發展空間還很大,盲目崇尚硬件建設而忽視算法技術的觀點是錯誤的。
在電信應用中,雖然硬件和軟件技術發展很快,但是用戶的需求更是呈爆炸式增長。一個國家網內就可能有成百萬實時在線用戶,每秒幾十萬次用戶交互發生,夜間有成千萬的話單記錄要處理。當一臺內存中存放近百萬用戶資料,則浪費16個字節就是浪費16M空間。如果記錄的數據結構及處理算法設計不合理,則內存很容易不夠用,大量工作任務會被拋棄。要在這樣的平臺軟件上構建軟件,必須對每個字節空間、每個計算機指令的使用優化到位。否則,即便有先進的計算機系統,一般的軟件技術是無法承受高性能、高容量計算的需要的。算法技術能支持開發人員在軟件設計階段從理論層面保障系統的效率達到最優。
經首次引論性教學,絕大多數同學認識了算法課程重要性,明確了學習目的,獲得了較好的教學效果。
4理論教學
課程教學組在教材內容上選擇了以下內容:
(1) 算法分析基本概念,數學預備知識。這些都是本課程工具性方法。
(2) 堆和不相交理論。介紹了能有效實現優先隊列的數據結構。
(3) 歸納法、分治、動態規劃。介紹了計算機技術中十分重要的遞歸為主題的設計技術,遞歸要求能夠將待解問題抽象為遞推表達式,確定初試值和遞推終止條件后就能將復雜問題化解為嵌套的簡單問題。
(4) 貪心算法。介紹了如何求解最優化問題。
(5)NP完全問題。介紹不確定性圖靈機在P時間內能解決的問題,這類論題對于培養學生將來思考問題復雜度是個導論。
(6) 回朔法。介紹有組織的窮盡搜索算法,對一些問題尤其是解空間很大的問題有效。我們介紹了3著色、8皇后等經典問題。
(7) 概率算法和近似算法。一般性介紹近20年來算法研究迅猛發展的領域,以擴展學生知識面,但不做考核要求。
其他內容如數據結構、圖遍歷等是數據結構和圖論課的內容,本課程內不做講解,供學生預習課程時選讀;對于域指定問題的迭代改進和計算幾何技術等高級課題,推薦學生根據興趣自學。
近年,越來越多的國內高校主張雙語教學。我們也有這樣的規劃,但是考慮課程有一定深度,三年級本科生英語運用還有限,為此達到最好的教學效果,在教學中先采用中文教學。但是我們鼓勵學生同步閱讀英文版教材,以更好地適應未來科研和國際化軟件研發的需要。
5科研方法及實踐能力培養
科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我國清華大學、中國科技大學等名校就對高年級學生講授研究生課程,并進行導師制研教結合型教學,使得很多學生讀研時就能取得優秀的成果。作者所執教的是重點工科院校,有很多有利的因素便于我們展開科研式教學:一是有超過60%的學生主觀上有本科畢業后繼續深造的愿望;二是學校有豐富的圖書館資源,能全文檢索CNKI、碩博士論文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外優秀電子數據庫。在教學中,作者也將在科研中讀到的一些新穎實用且難度適中的論文摘錄下來介紹給學生,并將自己研究生階段的學習方法介紹給學生。除了閱讀教材,我們還鼓勵學生讀一些高端的雜志,例如計算機學科領域的四大學報,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,從其中檢索感興趣的論題。讀核心期刊有幾點好處:這些刊物審稿嚴格,文章無論是學術性、前瞻性、理論正確性及寫作水平都有保證;減少檢索的開銷。讀者可以先在這些高水平雜志中找到自己感興趣的主題后,再廣泛檢索與主題相關的其它刊物或會議文章。引導學有余力的本科生讀高水平論文并不是過高要求,算法設計及數據結構教材中大部分章節內容其實也都是來源于前二十至五十年的國際知名算法學術期刊,其中選擇ACM、IEEE及ISAM雜志內容的比例最高。現在的一些學術期刊中刊出的優秀算法,過幾年就會被大量的引用或實際應用,也許再過十至二十年后就會被引入未來的教材之中。
我們認為,在本科高年級展開研究式教學對學生長遠發展有好處。對打算深造的同學,可以潛移默化地引導他們思索自己未來的發展方向,有很多成功的學者就是在大學受到某門課程老師的影響而走上科研道路的。科學研究是一個漫長的過程,很多工科博士生學習到第三、四年后才開始發表一級論文,很多碩士生畢業前才急忙撰寫可發表成果。而同時有些博士生入學兩年就能取得豐碩的成果,很重要的因素是他們在本科高年級階段就培養了研究型思維,為以后深造明確了方向并作好了理論準備。如果本科階段就培養研究型學習方法,那么在日后深造過程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培養學生良好的研究習慣,正是我們教師要不斷探索的論題。
重視理論而實踐不足,是我國高校普遍存在的問題。
在國際上,知名的軟件鮮有來自中國人的原創。所以我們要更加重視培養學生實踐能力。
實驗環節,我們布置了基本的排序、遞歸、貪心、回溯等論題的實驗,鼓勵學生用不同的編程語言實現,不僅僅是單純的算法實現,最好能夠編制出實用美觀的界面,將算法更友好地呈現出來。無論以后的工作或者深造,目標是可應用或者可發表的成果,都需要研發者具有較高的實踐能力。我們認為實踐與理論教育是并重的。
6結束語
通過四年的教學實踐,學生對此課程實踐的參與度越來越高。通過教育方法的不斷改進,學生的課程成績也一屆好于一屆。更為重要的是,通過啟發引導式教育,很多同學開始萌發研究型思維,課余經常向老師提問,有的問題有較高難度,老師都要回去研究資料才能解答。在來自本校新入學的碩士生中,不少同學反映受益于此課,有些同學讀研究生后不久就在一級學報上發表了算法類論文,這也正是我們當初所期待的。我們教師仍然要不斷提高自身科研水平,并將研究成果及方法引進課堂,提高教學效果和質量。
教學中,還發現一個現象,數學系的學生比計算機系的考試成績要高一些。最簡單的因素,是他們理論思維能力更強,如何因材施教,改進教學方法及增強工科學生學習本課程能力,是我們課程教學組今后要探索與研究的方向。
參考文獻:
中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)08-0070-03
0 引 言
物聯網最先起源于1999年麻省理工學院(MIT)自動識別中心提出的網絡無線射頻識別(RFID)系統[1-2]。2005年ITU在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上正式提出了物聯網的概念,并了《ITU互聯網報告2005:物聯網 》。ITU報告中指出將任何時間、任何地點、連接任何人,擴展到連接任何物品,萬物的連接就形成了物聯網[3]。
物聯網被提出之后引起了廣泛地關注,研究人員對其做了大量研究。從技術角度來看,文獻[4]針對物聯網海量數據問題,提出了一種面向物聯網傳感器采樣數據管理的數據庫集群系統構架IoT-ClusterDB,為物聯網數據存儲與查詢處理提供了一種可行的解決方案[4]。文獻[5]研究物聯網的安全與隱私問題,利用可信計算技術和雙線性對的簽密方法提出了一個物聯網安全傳輸模型,滿足了物聯網的ONS查詢及物品信息傳輸兩個環節的安全需求[5]。從應用角度來看,文獻[6]將物聯網技術應用于購物引導系統,大大提高了工作效率,為了顧客節省等待時間[6]。文獻[7]將物聯網技術應用于電動汽車智能充換電服務網絡當中,實現了電動汽車電池高效有序的管理[7]。文獻[8]提出基于物聯網的遠程智能家居控制系統,將家居中的電器產品連入網絡,真正實現了智能化[8]。文獻[9]針對多車道復雜車輛行駛狀況,借助物聯網解決方案提出利用改進邊緣勢場函數來描述車輛行駛中動態產生威脅關系的方法[9]。
隨著計算機技術和通信技術的發展,路燈系統的功能越來越完善,智能化程度越來越高。而路燈系統所使用的傳感器如光強度傳感器、微波車輛檢測傳感器,不需要在所有的路燈上都安裝或者不需要安裝在路燈上。路燈節點與在其周圍分布的傳感器相互通信,構成一個無線傳感網絡,適合用物聯網方案來解決。
1 物聯網路燈體系構架
物聯網路燈系統分為四層:感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層[10]。在物聯網路燈系統中,路燈節點(包括其中的各種檢測、報警裝置)、光傳感器、微波車輛檢測器、攝像頭構成了傳感層。ZigBee無線傳感網絡、GPRS網絡、Internet構成了網絡層。管理服務層包括數據中心、控制中心服務器、智能手機、平板電腦等。綜合應用層包括智能電網、智能交通網絡、智能路燈。
在感知識別層中,光傳感器用于檢測光照強度,對路燈進行光控。由于相鄰路燈的光照強度基本相同,不需要每盞路燈都安裝光傳感器,系統中將路燈覆蓋區域進行分區,每區中安裝一個光傳感器即可。凌晨時車輛很少,系統用微博車輛檢測器檢測車輛的出現,然后適時開啟路燈。路燈上的攝像頭采集道路交通信息,為智能交通提供數據支持。
網絡構建層主要利用ZigBee、GPRS接入Internet。ZigBee終端節點和路由器將信息發送給協調器,協調器通過RS232與GPRS模塊連接,GPRS通過網絡將信息上傳給服務器。
管理服務層包括服務器、手機、平板電腦,通過這些設備對數據進行處理,將大規模數據高效可靠地組織起來,為上層應用提供支持平臺。
在綜合應用層中,物聯網路燈系統與智能電網進行交互,按照智能電網能耗要求進行亮度調節;同時系統將傳感器和攝像頭采集到的信息傳遞給交通管理系統,對數據處理后用于交通管理。圖1為物聯網路燈系統的構架圖。
2 物聯網路燈控制策略
凌晨車輛較少時,路燈系統不需要像傍晚車流量大時全功率開啟工作,無車時可以以最低亮度進行照明;而當車輛出現時,由于車輛很少,也可以以低于標準的亮度進行照明以節約能源。本文綜合考慮照明亮度和智能電網的節能要求,提出了物聯網路燈系統的照明策略。
2.1 系統工作流程及相關參數計算
(1)確定節能要求
系統首先由智能電網根據城市節能要求提出路燈系統期望能耗要求W,然后根據城市歷史車流量情況確定時刻t。在t之前車輛較多,路燈常亮;在t時刻之后車輛較少,路燈智能調節亮度。最后根據道路照明要求確定路燈常亮時的亮度A,并通過轉換系數計算出能耗aA。
(2)智能調節時期期望能耗計算
t時刻之前路燈亮度不變,能耗也不變,路燈節能主要是在智能調節時期。定義W1為智能調節期間期望總能耗,定義T(n1,n2)為n1~n2時刻之間的時間長度。
(3)單車期望能耗計算
定義P為單車期望能耗,N為智能調節期間歷史平均車流量,Ni為第前n天智能調節時期總車輛數目。根據智能調節時期期望總能耗W1和車輛歷史數據,可以確定智能調節期間每輛車經過時期望的能耗。
(4)單車動態能耗計算
每天智能調節時期經過的車輛一般與歷史平均數據不同,若車輛經過時以單車期望能耗對應的亮度照明,最終無法達到智能電網的能耗要求,所以要動態地調節路燈亮度。調節思想是,若當天智能調節時期車輛較多,路燈亮度就低一點(不能低于下限);若車輛較少,路燈亮度就高一點,用第n輛車出現的早晚來預測當天車流量的大小。定義Q1為路燈亮度下限所對應的能耗,即出于安全考慮,路燈亮度不能低于Q1所對應的亮度。定義Q為單車動態能耗,Δ為波動調節參數,tn為第n輛車出現的時刻。用當天的T(t, tn)與歷史平均數據TN (t,tn)比較,預測當天車流量情況。若當天車輛較多超出了歷史數據,則超出的車輛以Q1對應的亮度進行照明。定義n{TN(t,tn)}為TN(t,tn)所對應n的值。
車輛數目不超過歷史數值
車輛數目超過歷史數值
2.2 能耗曲線
對于通過PWM方式調光的LED光源,其能耗正比于亮度,假設比例系數為a,智能電網對路燈系統能耗的要求為W,路燈從傍晚18點鐘點亮,一直持續到第二天早晨6點。18點到t點由于車輛較多,路燈以標準亮度A持續照明,t點到6點車輛很少路燈采取動態照明。當W、A、t確定后,t到6點時間段內的能耗也可確定。無車時路燈以αA的亮度照明(α為無車狀態亮度下限系數,0≤α
3 實驗與仿真
為測量物聯網路燈系統實際能耗與期望能耗之間的誤差,本文對這一系統進行了仿真測試。N=30,并且由于在智能控制期間車輛出現的時刻完全是隨機的,認為30天的平均數據汽車是等時間間隔出現的,則汽車出現的時刻為0.2,0.4,0.6,…,6。
每組實驗需要產生2次隨機數,第一次產生隨機數n,表示當天智能控制期間出現的車輛數,25
4 結 語
本文提出的應用于智能電網的物聯網路燈系統能夠根據車流量和智能電網能耗要求智能地調節路燈亮度,實驗仿真顯示系統的累計誤差較小,能夠符合實際的工程要求。論文提出的單車動態能耗計算公式中參數Δ取值分別為5%、10%、15%,后續的研究中可以嘗試對Δ進行動態取值,以求達到更好的調光和節能效果。仿真實驗當中,認為30天平均歷史數據中汽車是等時間間隔出現,可能會與實際情況有所差別,接下來的實驗中可以對平均歷史數據汽車出現時刻進行隨機模擬,以更好地貼近實際情況。
參 考 文 獻
[1]孫其博,劉杰,黎羴,等.物聯網:概念、構架與關鍵技術研究綜述[J].北京郵電大學學報,2010,33(3):1-9.
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[5]吳振強,周彥偉,馬建峰.物聯網安全傳輸模型[J].計算機學報,2011,34(8):1351-1364.
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中D分類號:J904 文獻標志碼:A 文章編號:1007-0125(2016)12-0150-01
一、影視敘事方式的種類
影視的敘事方式可分為順敘、倒敘、插敘等。這幾種敘事方式的運用是根據不同的影視要求,不同的情節決定的。其主要目的都是給觀眾留下深刻印象和感官效果。
(一)順敘。這是最常用的一種敘事方式,它的最大好處就是讓觀眾能夠按照時間順序來了解劇情,不需要特別多地設置懸念,因為不確定的未來就是最大的懸念。如《無法傷悲》就是用的順敘的方法記敘了丁鵬的犯罪集團在公安機關的層層深入調查中,其犯罪事實慢慢露出水面。在此期間,丁鵬的女兒丁麗茜也慢慢成長而且成為一名優秀的刑警。最后,丁麗茜在法律和親情之間選擇了正義,丁鵬也畏罪自殺。而丁麗茜的未來成為了觀眾最為關注的話題,影片最后沒有直接講述丁麗茜的選擇,留給觀眾去思考這個問題。這也是影視敘事方法常用的方法之一,留有懸念讓觀眾去想象故事的結局。該方式在影視敘事中占的比重很大,也是最常用的。
(二)倒敘。該方式是先把故事的結局寫出來,然后再根據故事情節的開端,發展、、結局來進行記敘。比如《案發現場》就是采用倒敘的敘事手法。一般都是把案情發生的情況先記敘出來,由辦案刑警根據案發現場的跡象、收集的證據及驗尸報告等有利證據,再采用抽絲剝繭的方法讓案情大白于天下。用倒敘的方法可以很好地調動觀眾的情緒,牽動觀眾的心弦,讓觀眾有一種身歷其境之感,在無形中為劇情中的人物擔憂、緊張,同時對劇情也主動做出分析。這樣的敘事方法一般在刑偵影視片中用的比較多。
(三)插敘。插敘于順敘和倒敘都不同,它是在劇情進行到一定的時候插入幾件表面上不相關實際上有著密切聯系的事情。通過插敘,我們可以更好地了解劇中的人物,也能更好地對劇中人物進行中肯的評價。
二、影視敘事方法的理論基礎
任何影視都與其文化內涵有著千絲萬縷的聯系,影視的產生是在一定的文化背景下產生的,所以影視的敘事方法也遵循著這種具有文化內涵的規律。
(一)尊重歷史的敘事方法。影視的敘事方式首先應遵循歷史的規律。任何影視作品雖然都是作家寫出來的,但是一定會打上歷史的烙印。比如關于歷史人物武則天,無論是電影還是電視劇對其演繹得都非常多。但是任何電影或者電視劇都要有原型,都要在一定程度上尊重歷史。所以在有關武則天的電影或者電視劇中都會尊重歷史。當然作者可以在尊重歷史的同時寫一些鮮為人知的奇事。正所謂“有奇事,方有奇文”,“事果然奇特,實在可傳。而后傳之。”李漁雖是論戲劇,實際也道出了敘事作品中的共同選擇。雖都是寫“奇事”,因追求意義與追求情味的出發點不同,在敘事時加一點奇人奇事可以增加觀眾的觀賞興趣。
(二)迎合文化心理的敘事方式。中國人喜歡皆大歡喜,喜歡圓滿的結局,所以在影視敘事方面也有所表現。比如我們的影視劇在結局的打造上就有很大的相似點,一般都有一個讓壞人都得到應有的報應、讓好人都有好報的結局,這樣就滿足了觀眾的文化心理,讓大家覺得這部影視作品沒白看,最后還是有收獲的。還有一些影視劇最后給觀眾留下懸念,劇中的主人翁沒有死,但有死的可能,讓觀眾自己去揣測,這樣觀眾看后就有了討論的余地。當然為了賺取觀眾的眼淚有些影視的結局也會讓主人翁有個感人的悲慘結局,讓大家唏噓不已。
(三)打上時代烙印的影視敘事方法。影視的產生是為了迎合觀眾的觀感,它們或奇或俗,都追求一種情味,并且這種情味深受觀眾喜好的左右。影視從追求一時的情味出發,關注劇情中每個有意味的事物,關注劇情中每一個有趣味的精彩片斷,并關注故事中的情感氛圍,而不太注重對故事終極意義的關懷。所以影視劇的創作是源于生活,基于大眾的敘事方式。
三、結語
盡管影視廣告敘事的方法不斷地演變、豐富,但有一點不會變,即影視廣告創新性是由個性化的內容和獨特形式語言來成就的。由于國內有關影視廣告敘事研究的相關文獻較少,給研究帶來了一些困難,加之筆者水平有限,相關的數據和資料收集的也不是很全面,對論文整體的布局也把握不夠,文章難免有疏漏和不足之處,請各位專家、老師批評指正。
參考文獻:
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[3]傅修延.敘事叢刊(第三輯)[G].北京:中國社會科學出版社,2010.
1、美國會計教育的特點
(1)會計教育的目標
美國是會計教育最發達的國家之一。在19世紀末20世紀初,美國的會計教育仍承襲英國的師徒制。在20世紀二十年代,美國會計教育的目標是使學生能通過注冊會計師(cPA)考試,大學開設的會計課程與CPA考試課程緊密相關。到1950年,美國會計教育形成完整的課程體系,建立起會計專業,但是會計教育的重心仍是為學生通過注冊會計師考試做準備。
20世紀80年代以后,由于互聯網等高新技術的發展、經濟的全球化和大公司經濟權力的空前集中等環境因素,社會對會計人才提出了更多新的要求,會計教育與會計職業界的需求發生嚴重背離,會計教育改革已是大勢所趨。1989年美國會計教育改革委員會(Aceounting Education Change Commission,簡稱AECC)成立。1990年9月AECC在《會計教育的目標》(Obiectives of Education for Accountants)中明確指出:學校會計教學的目的不在于訓練學生在畢業時即成為一個專業人員,而在于培養學生能夠在將來成為職業會計師,讓學生掌握終身學習(Lire-long leaming)的技能。也就是說,會計教育不可能傳授職業會計人員應掌握的所有知識,但應教會學生如何學習(Learning to learn)的技能,具備獲取知識的能力。
2008年1月31日美國商學院聯盟(Association to AdvanceCollegiate School of Business,簡稱AACSB)明確指出會計教育目標應多樣化。目前最盛行的會計教學目標為:專業勝任能力、溝通技能、團隊技能、道德規范、企業管理知識、批判性思維、有效決策和解決問題的能力。批判性思維要求會計人員能全面分析事物的各個因素,并不斷進行反思,實現對事物的正確理解或做出合理的決定。
在美國,會計教育界必須根據會計職業界提供的需求信息,訂立會計教育的目標。會計職業界對會計人才的需求信息,能通過一定的渠道反映給會計教育界,并不定期地對會計教育狀況進行評估。因此,美國會計教育總能培養出符合會計職業界要求的會計專業人才。
(2)美國會計教育非常重視會計入門教育
美國會計教育改革委員會AEEC在1992年6月公布的《會計教育狀況公報》中強調第一門會計課程的重要性,建議各大學在開設會計專業課程之前。應開設一門對會計學做總體介紹的課程,名稱可以叫《會計學導論》。它主要介紹會計的環境、歷史、發展、未來、會計信息在企業管理者、投資人和政府管理人員決策過程中的作用。會計入門課程的開設有利于培養學生對會計專業的學習熱情和學習興趣,加強學生對會計專業的認同感,也為學生日后學習其他會計課程奠定了基礎。
2、英國會計教育的特點
作為會計職業起源地的英國,在會計教育方面一直以注重學生素質和能力的培養而著稱。會計專業多隸屬于商學院、經濟學院、經濟與法律學院,會計通常與經濟學、管理學學位結合在一起設置專業,很少設置單純的會計專業學位。英國本科會計專業學制一般為三年,每個學年均包括兩個長學期和一個短學期,短學期經常開設一些課時較少的專題課程,聘請客座教授、實務界人士講授,開拓學生眼界。
(1)會計教育的目標
英國各大學會計專業都會在英國高等教育質量委員會規定的質量框架下,圍繞著專業知識的構建、認知和智力技能、核心和轉換能力、實務操作能力4個方面提出自己的教學目標。專業知識主要包括學生應知應會的會計專業基礎知識和道德修養教育。認知和智力技能主要指學生的分析、綜合、評價和運用能力。核心和轉換能力主要包括學生團隊合作、學習能力、自我評價能力、管理信息能力、自主能力、溝通能力和解決問題能力等。實務操作能力指學生的運用能力和自主技巧。