物联网应用于远程教育

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1、物联网在远程教育中的应用潘磊遥测遥控技术课程读书报告contents物联网在远程教育中的应用4物联网的概念、起源与发展1物联网的体系架构2物联网的技术体系3物联网远程教育中的思考5 概念的提出： 物联网的概念最初来源与美国麻省理工 学院(MIT)在1999年建立的自动识别中心 提出的网络无线射频识别(RFID)系统 把所有的物品通过射频识别等信息传 感设备与互联网连接起来，实现智能化 的识别和管理。 物联网的最早应用: 物流管理 射频识别技术作为条码识别的替代品， 实现对物流系统的智能化管理。物联网的概念、起源与发展1 但是随着技术的应用和发展，物联网的内涵已 经发生了较大变化。 2005年I

2、TU在报告中指出，我们正站在一个新 的通信时代边缘，信息与通信技术(ICT)的目 标已经从满足人与人之间的沟通，发展到实现 人与物、物与物之间的链接，无所不在的物联 网通信时代即将来临。 物联网的全新沟通维度： 从任何时间、任何地点、连接任何人，扩展到 连接任何物品，万物的连接形成了物联网。物联网的概念、起源与发展1 物联网的全新连接维度物联网的概念、起源与发展1 国内外物联网的发展 2009年6月18日，欧盟执委会在世界范围内首 次系统的提出了物联网发展和管理的设想，并 提出了12项行动保障物联网加速发展，标志着 欧盟已经将物联网的实现提上日程。 2009年10月13日，韩国通信委员会将物联

3、网 市场确定为新增长动力，提出了“通过构建世 界最先进的物理网基础设施，打造未来广播通 信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标 ，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网 服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境 4大领域和12项详细课题。物联网的概念、起源与发展1 2009年8月7日，温家宝总理视察无锡时 提出“感知中国”理念，由此推动了物联网 概念在国内的重视，成为继计算机、互 联网和移动通信之后引发新的一轮信息 产业浪潮的核心领域。2010年3月5日， 温家宝总理在政府工作报告将“加快 物联网的研发应用”明确纳入重点产业振 兴。国务院、发改委、工信部、科技部 等都在研究制定促进物联网产业

4、发展的 扶持政策，由此推动了中国物联网建设 从概念推广、政策制定、配套建设到技 术研发的快速发展。物联网的概念、起源与发展1 狭义上的物联网指连接物品到物品的网 络，实现物品的智能化识别和管理； 广义上的物联网则可以看作是信息空间 与物理空间的融合，将一切事物数字化 、网络化，在物品之间、物品与人之间 、人与现实环境之间实现高效信息交互 方式，并通过新的服务模式使各种信息 技术融入社会行为，是信息化在人类社 会综合应用达到的更高境界 从上面的定义可以得到物联网的基本特 征 全面感知 可靠传送 智能处理物联网的概念、起源与发展1 全面感知：利用射频识别、二维码、传 感器等感知、捕获、测量技术随时

5、随地 对物体进行信息采集和获取。 可靠传送：通过将物体接入信息网络， 依托各种通信网络，随时随地进行可靠 的信息交互和共享。 智能处理：利用各种智能计算技术，对 海量的感知数据和信息进行分析并处理 ，实现智能化的决策和控制。物联网的概念、起源与发展1 物联网信息功能模型：物联网的概念、起源与发展1信息传输信息处理信息传输信息实施信息获取物理世界信息信息策略策略行为数据 传感器网： 包含互联的传感器节点的网络，这些节 点通过有线或无线通信交换传感数据。 泛在网： 无所不在的网络，可实现随时随地与任 何人或物之间的通信，涵盖了各种应用 ；是一个容纳了智能感知控制、广泛 的网络连接及深度的信息通信技

6、术(ICT) 应用等技术，超越了原有电信范畴的更 大的网络体系。物联网的概念、起源与发展1 三种网络的区别于联系：物联网的概念、起源与发展1物联网的体系架构2物联网的技术体系3 感知与标识技术： 感知和标识技术是物联网的基础，负责采集物 理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世 界信息的感知和识别，包括多种发展成熟度差 异性很大的技术，如传感器、RFID、二维码等 。 2.网络与通信技术： 网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施 ，通过泛在的互联功能，实现感知信息高可靠 性、高安全性传送。 3.计算机与服务技术： 海量感知信息的计算与处理是物联网的核心支 撑，服务和应用则是物联网的最终价值体

7、现。物联网的技术体系34.管理与支撑技术： 随着物联网网络规模的扩大、承载业务 的多元化和服务质量要求的提高以及影 响网络正常运行因素的增多，管理与支 撑技术是保证物联网实现“可运行、可管 理、可控制”的关键，包括测量分析、网 络管理和安全保障等方面。物联网的技术体系3 目前，对物联网在教育中的研究与应用 虽然尚处于起步阶段，但是这一方式的 提出必然是教育的跨越大发展。其好处 在于： 有利于建立全面和主动的教学体系 有利于构建完全交互与智能的教研环境 有利于重构创新和开放的教学模式 有利于拓展学习空间、培养学习者自主 学习能力物联网在远程教育中的应用4 建立全面和主动的教学管理体系 在建立教学

8、管理运行体系方面，利用现 有物联网的核心技术：RFID技术的支持 ，有利于完善教学管理的组织系统、评 价和考核系统，从而对教学的质量建立 保障和监控体系。 通过RFID标签和校园智能卡系统的结合 ，教师可利用物联网系统，对学生的学 习情况进行自动的统计。物联网在远程教育中的应用4 例如： 在分组实验教学中，可以对学生的出席 和对应的实验器材建立联系，通过RFID 系统建立实验室教学管理系统。 院校各级教学管理部门也可利用RFID技 术，对学生学习情况、到课情况进行分 析，从而有利于学生工作部门有针对性 地开展思想政治工作。同时还可以对学 生在校园的行踪进行监控，设立校园安 全控制区域，减少不必

9、要的校园安全事 故的发生物联网在远程教育中的应用4 建立基于物联网的弹性修学模式，利用物联网 信息完整和可追述的特征，学生可以根据本人 的兴趣特长，随时修改或完成某一课程的学习 ，随时选择某一心仪教师的教学，在需要考试 时，随时连接到试题库系统并完成考试过程， 从而真正实现学分制； 建立双向的教学评价和考核系统，有利于实现 学生和教师同行对每一次教学的实时评价，根 据此评价，学生和教师双方都可以调整教学进 度，改善学生的学习效果，提高教学效率。物联网在远程教育中的应用4 构建完全交互与智能的教研环境 利用传感网络，可实现教学环境的实时信息反 馈。 目前，多数高校已经实施多媒体教学设施进课 堂，

10、利用物联网，可对课堂教学设备实现智能 控制 例如：在教学楼里安装上万个传感器并用IPV6 网络进行连接，可根据教室光线强弱自动调节 教室光源和投影机的流明度；也可根据教室环 境温湿度，通过红外感应设备自动控制教室空 气的更换率；更可利用物联网识别技术，建立 教师和对应授课教室的关联授权，智能控制教 学仪器的使用等。物联网在远程教育中的应用4 重构创新和开放的教学模式 基于物联网教学环境下的教学模式相比于以往 的各种教学模式，具有更加开放和创新的特征 。可以依托物联网强大的物质和信息资源优势 来建立基于物联网的科学探究模式。 例如：在虚拟社区的学习交互模型中，基于物 联网的模式要比给予互联网的模

11、式更能激发出 学习者的深层思考，并产生交互。该模式更能 引导学习者在每次知识建构、剖析、探讨和问 题解决户进行反思、总结和提炼有价值的内容 ，并在物联网上与其他学习者共享物联网在远程教育中的应用4 拓展学习空间、培养学习者自主学习能力 物联网能为学习者的常规学习、课后学习、区 域合作学习提供支撑环境，拓展学习空间，有 利于学习者的自主学习和满足个性化学习需要 。学习者可以通过物联网，探究任何感兴趣的 问题并及时地得到解决 例如：中国电信的全球眼技术，其实就是远程 监控的物联网应用。与传感系统相结合，学习 者就可以利用它完成诸如材料学、气象学、生 物学等集成应用领域内的多种科学探究。物联网在远程

12、教育中的应用4 但是在教育中运用物联网技术还是存在 一些问题： 怎样解决不同类型教学要素的互联互通？ 从物联网结构上来看，每个“物品”都需要在物联网中 被寻址。更多的口地址将使IPv4资源被耗尽，那就需 要IPv6来支撑。 但目前，即使是在不同的教学设施之间也存在着通信 协议不统一的问题，例如：在接入层面上，GPRS、 短信、传感器、TDSCDMA、有线等多种协议类别 五花八门，距离“任何人、任务时候、任何地点”都能 接入网络的目标还有一定的距离，并且，即使是已接 入网络的信息系统很多也并未达到互通，信息孤岛现 象较为严重。通信协议统一与否将是制约未来物联网 在教学中应用程度的重要因素。物联网

13、远程教育中的思考5 如何保障教学应用自身的安全与可控？ 物联网在教学中应用时，教学设备间联 系更紧密，设备和人也连接起来，使得 信息采集和交换设备大量使用，所采集 的教学信息越来越海量，在这些数据中 ，哪些属于学术和人员的隐私，必须保 护，是此类应用中不能够同避的问题。 不解决此问题，数据的泄密将越来越严 重。物联网远程教育中的思考5 如何解决物联网在教学应用中费用问题 ？ 在物联网使用的RFID系统中，核心的部 分是芯片。芯片作为物联网关键技术有 其自身的特征和要求，诸如：无线射频 、低功耗、高度集成、智能可定等。目 前，为达成这砦要求的物联网所需芯片 等组件的费用依然较高。对面广量大的 教学系统来说，全部植入上述功能的芯 片显然不切合实际。如何有效解决这一 问题还有待于通过技术进步逐步降低芯 片成本。物联网远程教育中的思考5 结语： 物联网在教学中的应用与发展不是一个 单纯的技术问题，涉及方方面面。因此 ，物联网在教学中的应用与发展之路还 很漫长。但随着物联网技术的日益成熟 ，相信其在教学中的应用将越来越广泛 。物联网远程教育中的思考5