物联网在智能交通的应用

物联网在智能交通的应用,第1张

党的十九大报告提出建设“ 交通强国 ”的目标,为我国未来交通运输发展描绘了宏伟蓝图。

要建设交通强国,就要在新时代中国特色社会主义思想的指导下,贯彻新发展理念,以供给侧结构性改革为主线,以创新为引领,全面推动交通运输发展质量变革、效率变革、动力变革。而物联网,就是这个时代带给交通运输发展的强心剂。

一,物联网该如何让交通改头换面呢?

1基于物联网的智能交通系统架构

基于物联网的智能交通系统一定要全面考虑到各个类型的基础设施、交通对象等。

通过构建基础交通的感知网络,才能开发出各种类型的智能管理的服务系统。这种全新的理念一定能从根本上,改变交通系统,只注重业务开发的模式,转而向信息资源共享需求的方向发展。把物联网真正的运用到智能化的交通领域中,首先就是构建在物联网环境下的,智能交通系统架构。

这项在物联网基础上的,智能交通的架构,主要由感知层、网络层和应用层这三个方面组成。

11感知层

物联网的智能交通系统的感知层,主要负责准确的采集各种交通信息。尤其是各类交通信息的感知要通过网络和传感器来得以实现。传感器的采集过程,一定要完全经过无线传感器网络的完全传输,才能实现好数据的汇聚。

12 应用层

应用层的主要功能,是对交通感知网络进行数据采集,并且要进一步对数据信息进行分析和应用,支持各种智能化的交通服务。应用层系统主要分为,政府应用系统、社会应用系统、各个企业之间的示范系统等等。

其中,最为典型的应用系统,主要包括交通控制系统与动态控制系统。要想实现好智能无线传感器与电信网络传感器之间的融合,一定要把无线传感器网络连接到电信网络上。利用电信网络来进一步实现对无线传感器的网络中各项业务的监控与管理。

13 业务平台

业务平台是促进电信网络的运行与管理,并且还要与无线网络传感器进行结合的业务实体,同时还要协调好电信网络中的其他实体,来完成好整个业务系统。

管理平台作为实现电信网络对无线传感器网络的管理实体平台,主要目的是为了实现对业务平台的设备与网络进行管理。同时,为了保证电信网络更加可靠的运行,一定要在电信网络和无线交通传感器之间引入有效的控制机制。

这项接入控制机制,指的是电信网络利用网关系统,对控制点进行有效的控制,为无线传感器网络提供全程的服务。

2 物联网技术对智能交通系统的影响

由于物联网在电子通信与计算机技术方面具有成熟的技术优势,因此,物联网技术与智能交通系统的有效结合,才能为我国的交通运输行业提供出全新的发展思路。

物联网是在计算机与互联网技术之后的,信息产业的第三次浪潮,从而孕育出了改变产品生产与销售的网络系统。与此同时,物联网提出的全新的理念,对人类的生活方式产生了比较深远的影响。到目前为止,在交通运输与物流行业,逐步推广了物联网技术。

21 感知信息

物联网的核心内容是传输过程中的信息数据,首先就是要对物体的属性进行标识,属性主要包括静态与动态两种,还要通过一定的设备读取物体的属性,并且要把信息转化成一种网络传输的重要的数据。

22 采集信息

在物联网环境下构建智能化交通系统,一方面要采集大量的交通信息,并且对实时性信息进行采集和处理。另一方面,更要侧重于对信息资源的有效整合与传输功能。

由于智能化交通系统,是以高速公路作为一个技术性的交流平台,一定要以交通信息为基础,促进人们的交通出行与交通工具之间的联系,提高了交通系统的安全性与效率。

因此,只要交通系统把先进的交通信息当成基础,从而为其他的交通出行者,提供各个方面的交通信息服务体系,用来促进交通运输的合理分布。

23 信息的应用

物体要想实现有效信息的传递,主要有两个应用的方向:一是经过物体的集中有效处理传递给“人”,经过“人”的高级处理,才能进一步控制住物体。

另外一个方面,是直接对“物”进行合理的智能控制,并不需要经过“人”,就能授予权力。通过深入分析互联网的整体的运行情况,一定要在物质和人之间实现好信息的合理交互。

因此,这种“物”很有可能涉及到在物质世界中的具体的实体的存在,还包括人的具体的实体属性。

尤其是物联网中的各项活动都是以人的意愿为基础,进行的活动。同时,网络的规范标准,是实现物联网的运行环境的一个最终的因素,为智能交通信息提供了有效合理的环境支持。

二,应用实例

1,物联网技术实现对司机不良驾驶行为的智能分析与判断

G7公司已经采用了成熟的技术手段,实现物联网技术对位置、声音、图像等的数据采集和人工智能识别。 

“目前我公司已经可以做到对驾驶员危险行为的实时监控和管理。当驾驶员出现打瞌睡、玩手机等危险行为时,车机端就会给司机报警,云端监控的管理员也可以得到通知,车队管理员还可以下发语音信息提醒驾驶员。”公司总裁介绍,“同时,实时采集的图像还可以作为事后证据,对司机进行安全教育管理,有效降低事故率。有一个客户使用了3个月,每百万公里的事故率就降到了之前的三分之一。”

2,中兴通讯智慧交通系统

采用感知层、网络层、综合管控平台和各种交通行业应用的四层架构,以统一的智能交通管控平台为依托,以现有交通信息网络、城市道路交通信息系统和各地市交通监控中心的信息资源为基础,加强对全市主干路网交通信息和营运车辆的动态信息采集、汇总、融合。并通过对应用的互联、数据中心建设和应用整合三步走平台建设方式,实现交通业务的延续、优化和创新。满足智慧交通系统建设需求,实现与现有交通系统便捷融合,并全面降低交通运营者的运维成本。

“云计算”+“视频监控”+“车联网”,实现精确感知、畅通信息、智慧调度;

TD-LTE无线承载和GoTa专用调度系统,安全承载、高效服务;

智能、开放、高效、安全的智能交通管控平台,实现全方位交通信息应用共享挖掘;

通过云平台海量信息收集存储能力,建立数据仓库,根据数据挖掘模型对海量信息进行分析处理和业务仿真,提供决策参考

随着互联网、移动通信网络和传感器网络等技术的应用,物联网应用于智能交通已经初见雏形,在未来几年将具有极强的发展潜力。

摘 要 物联网作为一项新兴的技术, 已经引起国内学术界高度重视。针对物联网的发展趋势,介绍了其基本概念和技术背景,以及对所涉及的利益相关者产生安全和隐私的影响。需要采取措施,确保该架构能抵御攻击,进行数据认证,访问控制,建立客户隐私。
关键词 物联网 隐私
中图分类号:C913 文献标识码:A

Talking about the Problems of Internet Things Privacy
HUANG Ling
(College of Electronics and Information Engineering, Nanjing Institute of
Information Technology, Nanjing, Jiangsu 210046)
Abstract IOT(Internet of Things), as an emerging technology, attracts much attention form domestic academia and industry For its trend, this paper describes the basic concept and technical background Its development has an impact on the security and privacy of the involved stakeholders Measures ensuring the architecture"s resilience to attacks, data authentication, access control and client privacy need to be established
Key words Internet of things; privacy

1 物联网:概念和技术背景
物联网(IOT)是一个新兴的基于互联网的信息体系结构,促进商品和服务在全球供应链网络的交流。例如,某类商品的缺货,会自动报告给供应商,这反过来又立即引起电子或实物交付。从技术角度来看,物联网是基于数据通信的工具,主要是RFID(无线电射频识别)标签的物品,通过提供的IT基础设施,促进一个安全和可靠的 “物”的交流的方式。
基于目前普遍的看法,物联网的新的IT基础设施是由EPCglobal和GS1引入的电子产品代码(EPC)。“物”是携带一个特定EPC 的RFID标签的物理对象;基础设施可以给本地和远程的用户提供和查询EPC信息服务(EPCIS)。信息并不完全保存在RFID标签上,通过对象名称解析服务(ONS)的连接和互联。信息可由互联网上的分布式服务器提供,
ONS是权威的(连接元数据和服务),在这个意义上,实体可以拥有―集中―改变对有关EPC信息的控制。从而,该架构还可以作为无处不在的计算的骨干,使智能环境识别和确定对象,并接收来自互联网的资料,以方便他们的自适应功能。
ONS是基于知名的域名系统(DNS)。从技术上讲,为了使用DNS来找到有关物品的信息,该物品的EPC必须转换成DNS可以理解的格式,这是典型的“点”分隔的,由左往右形式的域名。EPC编码语法上是正确的域名,然后在使用现有的DNS基础设施,ONS可以考虑是DNS子集。然而,由于这个原因,ONS也将继承所有的DNS弱点。
2 安全和隐私需求
21 物联网技术的要求
物联网的技术架构对所涉及的利益相关者产生安全和隐私的影响。隐私权包括个人信息的隐蔽性以及能够控制此类信息的能力。隐私权可以看作一个基本的和不可剥夺的人权,或作为个人的权利。用户可能并不知道物体的标签的归属性,并有可能不是声音或视觉信号来引起使用物体的用户注意。因此不需要知道它们个体也可以被跟踪,留下它们的数据或可在其网络空间被追踪。
既然涉及到商业过程,高度的可靠性是必要的。在本文中,对所要求的安全和隐私进行了说明:(1)抗攻击的恢复能力:该系统应避免单点故障,并应自动调节到节点故障;(2)数据验证:作为一项原则,检索到的地址和对象的信息必须经过验证;(3)访问控制:信息供应商必须能够实现对所提供的数据访问控制;(4)客户隐私:只有信息供应商从观察一个特定的客户查询系统的使用可以进行推断,至少,对产品的推断应该是很难进行。
使用物联网技术的民营企业在一般的经营活动将这些要求纳入其风险管理意识中。
22 隐私增强技术(PET)
履行对客户隐私的要求是相当困难的。多项技术已经开发,以实现信息的隐私目标。这些隐私增强技术(PET)的可描述如下。(1)虚拟专用网络()是由商业伙伴的紧密团体建立的外联网。作为唯一的合作伙伴,他们承诺要保密。但是,这个方案不会允许一个动态的全球信息交换,考虑到外联网以外的第三方是不切实际的。(2)传输层安全(TLS),基于一个全球信托机构,还可以提高物联网的保密性和完整性。然而,每个ONS委派都需要一个新的TLS连接,信息搜索由于许多额外的层将产生负面影响。(3)DNS安全扩展(DNSSEC)的公共密钥加密技术记录资源记录,以保证提供的信息来源的真实性和完整性。然而,如果整个互联网界采用它。DNSSEC只能保证全球ONS信息的真实性。(4)洋葱路由对许多不同来源来编码和混合互联网上的数据,即数据可以打包到多个加密层,使用传输路径上的洋葱路由器的公共密钥加密。这个过程会妨碍一个特定的源与特定的互联网协议包匹配。然而,洋葱路由增加了等待时间,从而导致性能问题。(5)一旦提供了EPCIS私人信息检索系统(PIR)将隐瞒客户感兴趣的信息,然而,可扩展性和密钥管理,以及性能问题,会出现在诸如ONS的一个全球性的接入系统中,这使得这种方法变得不切实际的。(6)另一种方法来增加安全性和保密性是同行对等(P2P)系统,它表现出良好的的可扩展性和应用程序的性能。这些P2P系统是基于分布式哈希表(DHT)的。然而,访问控制,必须落实在实际的EPCIS本身,而不是在DHT中存储的数据,因为这两项设计没有提供加密。在这种情况下,使用普通的互联网和Web服务安全框架,EPCIS连接和客户身份验证的加密可以容易地实现,特别是,客户身份验证可以通过发布共享机密或使用公共密钥来实现。
重要的是,附加到一个对象RFID标签可以在稍后阶段被禁用,以便为客户来决定他们是否要使用标签。 RFID标签可及将其放入保护箔网格而禁用,网格称为“法拉第笼”,由于某些频率的无线电信号不能穿过,或将其“杀”死,如移除和销毁。然而,这两个选择有一定的缺点。虽然将标签放在笼子,相对比较安全的,如果客户需要,它需要每一个产品的每个标签都在笼中。某些标签将被忽略并留在客户那里,她/他仍然可以追溯到。发送一个“杀”命令给标签,留下重新激活的可能性或一些识别的信息在标签上。此外,企业可能倾向于为客户提供奖励机制不破坏标签或暗中给他们标签,不用杀死标签,解散标签和可识别对象之间的连接可以实现。ONS上面的信息可被删除,以保护对象的所有者的隐私。虽然标签仍然可以被读取,但是,关于各人的进一步信息,是不可检索。
此外,由RFID撷取的非个人可识别信息需要透明化。有源RFID可以实时跟踪游客的运动,不用识别哪个游客是匿名的 ;然而,在没有任何限制的情况下收集这些资料是否被传统隐私权的法律涵盖,这一问题仍然存在。
人们对隐私的关心的确是合理的,事实上,在物联网中数据的采集、处理和提取的实现方式与人们现在所熟知的方式是完全不同的, 在物联网中收集个人数据的场合相当多,因此,人类无法亲自掌控私人信息的公开。此外,信息存储的成本在不断降低,因此信息一旦产生, 将很有可能被永久保存,这使得数据遗忘的现象不复存在。实际上物联网严重威胁了个人隐私,而且在传统的互联网中多数是使用互联网的用户会出现隐私问题, 但是在物联网中,即使没有使用任何物联网服务的人也会出现隐私问题。确保信息数据的安全和隐私是物联网必须解决的问题,如果信息的安全性和隐私得不到保证,人们将不会将这项新技术融入他们的环境和生活中。
物联网的兴起既给人们的生活带来了诸多便利, 也使得人们对它的依赖性越来越大。如果物联网被恶意地入侵和破坏,那么个人隐私和信息就会被窃取,更不必说国家的军事和财产安全。国家层面从一开始就要注意物联网的安全、可信、隐私等重大问题,如此才能保障物联网的可持续健康发展。安全问题需要从技术和法律上得到解决。

参考文献
[1] 吴功宜智慧的物联网[M]北京:机械工业出版社,2010.
[2] 宋文无线传感器网络技术与应用[M]北京:电子工业出版社,2007.
[3] ITU ITU In ternet Reports 2005: The Intern et of Th ings [R] Tun is, 2005
[4] In tern at ion alTelecomm unicat ion Un ion U IT ITU In ternetR eports 2005: The Internet of Th ings[R]2005

身处智能消费时代的大家都应该有深刻感受,物流速度在逐年增快。根据国家邮政局预估,2020年快递业务吞吐量超740亿件,同比增长18%。面对日益增加的商品交付量,不得不重新定义产品分销方式,从而满足当今互联网消费者的需求。

商务部也针对市场发展,发布“互联网+”的专项行动计划,利好电子商务和物流业发展。随着新基建和数字化技术的成熟,智慧工厂闻风突起,物流作为其下游环节有着举足轻重的地位。所以仓储物流行业向着智慧化转型迫在眉睫。

在今年,疫情突发使得新基建以及其他行业的智慧化、无人作业的优势更为亮眼。智慧化+数字化成为了仓储物流的发展新趋势,同时搭配hightopo的可视化方案,让仓库全局“尽收眼底”。

自动化的仓库管理

运用自动化搬运设备对高层货架进行处理的立体仓库。通过作业设定控制面板进行任务下发和AGV任务下发。由输送机入库,堆垛机完成货物的上架。再由AGV机器人结合WMS仓库管理系统,借助MES信息化管理平台,进行高效、灵活的搬运工作。例如:排列优先的拣货路径、自动提示补货信息、上架信息提示、多种盘点和巡查方式,并可以查看任务的详细信息,跟踪货物状态。

有了这些设备和能力,仓储做到了精细化管理,并具备了实时优化的调度能力。

数字化运营方式

通过物联网以及传感器对货物属性、温度、等信息进行实时采集与分析,提供针对性的指令 *** 作。从入库到出库全流程可视,实现对货物的远程感知与 *** 控,云端可以形成三维数字服务以及仓库管理策略定制等更深层次的能力,同时支持仓储管理、订单管理、运输管理多个系统协同运行,优化了成本,提高效能。成为“仓储——分拣——配送”一站式服务。由此可见,自动化设备如同四肢一样,而数字化的运营系统相当于大脑,流程可视化则助力理清脉络。帮助管理人员“足不出户”掌握仓库全流程,实现了可视化、精细化监管。

细节管理 精准 *** 作

对货物采用电子标签的方式,管理者可以随时查看货物位置与信息,入库出库过程中,每一件货物都能得到合理的调配。解决分拣错误的问题,极大提高工作效率;一般电子标签差错率少于万分之五,应用电子标签系统比手工分拣更为高效。

全局掌控 节省成本

对于不同类商品集中堆放的仓储空间,采用不同种类传感器(烟感、温度传感器),对仓库实时环境监测监控,通过3D场景中进行显示,及时调配人员处理问题,保障货物安全。

线上工作流程加快了事务处理周期,平均出入库节省67%~83%的时间;人力成本减少30%,车辆成本减少20%,运营成本大大降低。

更多资料

图扑软件(Hightopo)是由厦门图扑软件科技有限公司独立自主研发,基于HTML5标准技术的Web前端2D和3D图形界面开发框架。非常适用于实时监控系统的界面呈现,广泛应用于电信网络拓扑和设备管理,以及电力、燃气等工业自动化 (HMI/SCADA) 领域。Hightopo 提供了一套独特的 WebGL 层抽象,将 Model–View–Presenter (MVP) 的设计模型延伸应用到了 3D 图形领域。使用 Hightopo 您可更关注于业务逻辑功能,不必将精力投入复杂 3D 渲染和数学等非业务核心的技术细节。

多年来数百个工业互联网可视化项目实施经验形成了一整套实践证明的高效开发流程和生态体系,可快速实现现代化的、高性能的、跨平台桌面Mouse/移动Touch/虚拟现实VR图形展示效果及交互体验。

物联网卡它是由运营商(中国移动、中国联通 、中国电信)提供的 4G/3G/2G 卡。硬件和外观与普通 SIM 卡相似。加载针对智能硬件和物联网设备的专业化功能,采用专用号段和,满足智能硬件和物联网行业对设备联网的管理需求,以及集团公司连锁企业的移动信息化应用需求。
物联网卡的功能有哪些呢,下面我们来看看:
物联网卡满足了用户对低功耗/长待机、深覆盖、大容量等低速率的业务要求,可应用于移动性较差的静态业务或非连续移动、实时传输数据等场景。
1、基础通信,GRPS 通信能力和短信通信能力,充分满足不同集团客户需求。
2、财务信息查询,向客户提供账户信息,提供账户欠费,流量超标等事件的提醒功能。
3、终端状态查询,向客户提供开关机信息、终端位置信息、终端 GPRS 上线、离线、IP、APN 等信息查询。4、业务统计分析
4、业务统计分析,向用户提供多维度的业务报表统计及分析等。
物联网卡为啥这么便宜呢,下面我们来具体分析下看看:
物联网卡的流量套餐包括共享流量池以及独立套餐,独立套餐又分为包月、季包、年包等等。
物联网卡中心介绍:物联网卡是独立的管理系统,与普通手机卡不一样,所以充值,叠加,看流量等 *** 作通过客户和营业厅没有办法实现的,在购买物联网卡是要么是代理商提供物联网卡管理系统或APP,或者是要考究企业的资质。
提到物联卡,那就不得不说一下流量池的问题了,目前,一般运营商在将物联卡发售给企业后,为每个企业开通一个“流量池”,流量池的大小和你拿卡的数量和单卡的每月流量成正比关系,企业所拥有的物联卡在使用过程中消耗的是“流量池”中的流量。运营商可以通过后台管理、控制,甚至定位物联卡,一旦“流量池”中的流量耗尽,而企业又没有及时续费,那么运营商就会通过后台管理使物联卡无法联网,目前因为物联网行业越来越火,很多不法代理商和企业会将流量池的卡片销售给个人使用,因为用的是流量池,然后通过扣量来实现快速降低成本,物联卡虽然便宜但很脆弱,也就是所谓的“黑卡”随时面临停机。
而且,25号过后系统结算就直接进入下个月了,值得提醒的是,25号之前一定要及时缴费,因为套餐没生效、套餐余额不足,流量用超了等这些问题都会影响卡片的使用。
总之我们在选择优惠的时候一定要注意了,别被骗了就好。
最后祝你能够生活愉快,尽情享受套餐优惠。

德国哲学家狄尔泰曾以“自然需要说明,人则必须理解”来区分自然科学与社会科学所使用的方法,而笔者想借此来表达我们龙岗如何与STEM建立连接,说明与阐释区域人文引领下的STEM教育的探索与实践。

STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)等理工科的简称,起源于美国,自提出到现在逐渐影响了全世界的教育改革,特别是科学教育。刚开始,STEM着重于单科,后来教育学者认为,仅推动单科的STEM教育是不够的,还要加强跨学科整合,于是产生了整合性STEM的发展潮流[1]。另外,因为STEM的局限性,产生了把Arts(人文艺术学科)纳入进去开展STEAM的做法,特别是美国众议院还通过了把STEM改为STEAM的决议(2013年)[2]。该决议认为:将艺术和设计(Art and Design)纳入STEM教育计划中,有利于美国创新和经济增长。原因是艺术家和设计师在制造业中扮演着重要的角色。他们的艺术和设计为我们日常生活提供了真正的解决方案,并将美国产品在全球市场中区分开来,为经济增长创造机会;其工具和方法也为在不断变化的世界提供创造性解决问题和跨学科合作的新模式……

在国内,知名教育学者任友群、余胜泉等先后对STEM、STEAM的来源、演变及内涵等做了相关阐释。2016年,我国在《教育信息化“十三五”规划》的正式文件中首次提到“跨学科学习(STEAM)”。2018年,教育部在《教育信息化和网络工作要点》中再次提到“跨学科学习(STEAM)”。STEAM在中国变成了“热词”,是对国外STEM教育的回应与反思。

近年来,STEAM引领世界教育改革的潮流,固然有对STEM教育的反思,但也有其深刻的社会背景。从历史发展潮流看,全球化不可逆转,信息革命正如火如荼,从物联网到人工智能、智能制造、智慧城市,这一切改变了人类的生产与生活,人的精神与心灵却走向“孤岛”“隔离”;新时代,“立德树人”作为教育根本任务已明确,并影响着今后教育改革的方向。落实“立德树人”不仅要传授知识、培养能力,更要引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。这一切都对教育发展提出了更高要求。正如率先提出STEM教育的欧美也逐渐认识到其作为“硬性技能神话的声音正在减退”,要想“引领学校走向全面儿童教育”,一定要将“身体、心理、社会情感和传统学术的认知发展相结合,才能作为全面教育的基础。”

作为区域教育行政部门,我们把A从STEAM中专门拿出来,放在前面,不是为了制造新词,其实是想更加强调A(Arts)的特性,人文精神的内涵和价值。这既是对当下STEM教育的深入反思,也是STEAM教育的一种变式。 深圳作为世界创新之都与移民城市,集聚了腾讯、华为、中信等高新技术企业,聚集了五福四海、天南海北的人,城市发展需要文化精神的培育与积淀,特别是责任与使命、理解与包容、公平与正义、创造与创新以及“同理心”等。因此,龙岗正式提出人文引领的STEM教育(A-STEM),其深层原因是区域对创新人才培养模式的思考 ,也是落实“立德树人”根本任务的实践取向与价值追求。

2017年初,笔者带领专业团队开展研究,历经从最初的想法,到概念形成,再到明确提出人文引领的STEM,始终是在不断论证中进行的。我们邀请专家、听取建议、不断修改,认识—否定—再认识—再否定,螺旋式前行。在学理论证过程中,我们先后得到原华东师范大学副校长任友群教授(现为教育部教师司司长)的肯定和支持,并在其带领下,组建了由正高级兼特级教师吴金财、吴向东等为代表的研究团队,邀请了任友群、罗星凯、丁邦平、王素、张军霞、叶兆宁、林君芬、李大维、詹娜、杨晓哲等专家,对课程开发、课程建设提出许多修改意见。前后历经8个月20多次易稿,终于在2018年8月27日,国内首个自主研发的A-STEM方面的课程建设指导意见正式出台[3],这标志着龙岗A-STEM教育进入了新的里程碑。

特别需要说明的是, 龙岗A-STEM中的“A”表面上是指Art(艺术)或Arts(文科),其深层次是人文精神,是真善美的价值取向,突出追求崇高的生活意义,对人有仁爱之心(同理心),对社会有正义之责,对世界有审美之慧,强调人文引领STEM课程与教学实践,彰显其在塑造健全人格上统领作用 。于是, A-STEM在横向上倡导人文艺术与理工之间的跨学科交融;纵向上关注学科知识的深度理解,格物致知,学以致用,发展学生的实践能力和创新精神 。

因此,笔者认为 A-STEM是对STEM的发展和升级,立足整合STEM领域知识,强调人文艺术与理工科之间的深度融合,以人文精神为引领,以人文情怀与价值贯彻始终,以发现和创造性地解决现实生活问题为核心的跨学科实践课程 。

A-STEM主要有以下三个特征 : 一是人文引领性,旨在突出其为人类福祉服务的意义与价值,其过程中贯穿知识产权、科研诚信、伦理道德等。二是生长共创性,明确项目实践的结果导向、工具资源、方法指引、问题疑惑及挑战,紧扣学生兴趣和研究进展而不断生长变化,并由师生共同推动课程建设与完成。三是重构融合性,立足国家课程标准对现有教材内容进行重构,同时融合真实的现实生活情境与跨学科内容,把知识获取和应用相统一。

总之,A-STEM是一门综合性的项目实践课程,着力培养人文精神引领下的学生发现和创造性解决现实生活问题的实践能力与核心素养,旨在为人类福祉服务的意义与价值。

A-STEM教育在课程内容上坚持人文引领,立足以跨学科概念为基础开展跨学科融合,聚焦学生挑战真实情境中的问题,并将严谨科学方法和先进研究手段作为课程内容,同时从国家课程内容、时代发展需要、学生兴趣爱好、区域教育资源等方面大力开发,并将其有机融合。

我们在推进举措上,充分借鉴笔者在多年工作与研究实践中构建而成的 “双力驱动”模型 [4],依托“行政力”与“学术力”驱动A-STEM教育整体实施。“行政力”集中体现为以教育行政部门—学校教研部门—校长为核心,通过政策文件、指导意见、督查评选等方式统筹推进;“学术力”集中体现在师生的教与学变革,以学术追求、专业精神、价值取向为内在动力,通过课程领导力提升、课程研发、课题研究、课堂革命等来驱动。

在“行政力”方面,龙岗率先出台了《深圳市龙岗区A-STEM课程指导实施意见》,成立了A-STEM课程建设指导中心,建立了“区教育局——区教研室——区A-STEM课程建设指导中心——学校A-STEM课程建设部”的管理运行机制,实施“纵向指导、横向交流”的课程实施机制,创建实验学校与实验班。同时立足全区A-STEM教育建设需要,适度引进非师范类的优秀理工毕业生,与科研院校建立联动机制,积极开展教师课程专项培训与A-STEM案例分享交流,提升教师课程开发和实施水平。

在“学术力”方面,教师注重学生学习动机的引发与课程情感价值意义的挖掘;课程内容安排从易到难、从简单到复杂、从具体到抽象。如小学阶段侧重于入门级课程;初中阶段要求对跨学科概念有初步理解和掌握,并能对学生判断和行动产生影响。在教与学上, 课程建设立足开放式框架,主动寻求课堂动态生成。课程 学习,教师少干预,多激励;多给予自我克服困难的时间和空间;强化“元认知和社会情感技能”的引领作用;注重建构与应用模型 ;注重沟通合作 与深度学习 等,促进学生自学自研,切实推动项目实践。

STEM教育的提出,源于美国希望借此来培养科技人才,振兴国内科技及经济发展,维持在全球领先优势。近年来,龙岗A-STEM教育则是立足于区域现实发展与人才创新培养的需求,是对“立德树人”根本任务的具体化的探索与实践。这种探索与实践在区域影响持续扩大,特别是A—STEM课程意见出台以来,区域A—STEM教育改革进程加快,也取得了较大收获。

1 引领师生成长服务区域教育。 龙岗首届A-STEM案例分享暨培训活动隆重举行,全区有88位小学科学教师协作创建微A-STEM创意科学实验课程,有15位师生代表分享和展示了A-STEM课程及课题研究成果,吸引了近300名教师现场参会,特别是在百度与谷歌中都没“A-STEM”词条的情况下,仍有国内其他学校与教育机构的教师近2700多人,通过网络直播全程观摩,特别是以丁邦平老师为代表的来自北京、上海、江浙等地专家认为龙岗A-STEM教育抓住了STEM教育之魂,并形成了区域特色。可见,龙岗A-STEM教育很好地引领了师生,辐射服务了区域教育。

2 “双力”驱动A-STEM教育贴地前行。 笔者作为A-STEM政策制定者、引领者、实践者,前期积极推动A-STEM教育明确方向、意义和价值观,后续则坚持与同道们“贴地而行”,扎实实践。2019年3月27日,笔者为400多名老师做了“我是如何展开跨学科学习”“如何训练自己的同理心”的课堂分享,充分激发了老师们的思考和探索积极性。由此,我们前期的行政顶层设计、组织部署、落实执行与后期师生教与学的主动变革环环相扣,横向拓宽和纵深开展,两者互相交叉推进。在实践进程中,我们的队伍越来越强大,一所所志于变革的学校,一个个自觉提升自己专业能力和人生境界的老师不断涌现;吴金财、吴向东特级教师为代表的专家团队持续发挥着指导、示范及辐射作用,促进区域A-STEM落到实处,取得实效。

3 师生人文精神的提升。 龙岗A—STEM教育实现了人文与科学的深度融合,一方面大大提高了学生学习科学的兴趣及参与度,以学生爱好、个性为出发点,突出其学习的主体性、体验性及实践性,提升学生学习效果;另一方面其直指教育对象——是“活生生的、具体的、流动的生命,必须加以同情的体验才能理解其意义和本质”[5]。我们纵观人类发展历史,无穷无尽的探索与实践,无外乎是对无尽空间、久远时间、深邃的心灵与精神世界,不管时间多久、空间多广、心灵与精神多深邃,终归是人类自己不断探寻“人之为人”的意义与价值,其核心为人文精神回归与提升。

新时代背景下,A—STEM教育如何在中小学克服优秀师资相对缺乏、学业成绩压力束缚前行?如何更加高度重视人文精神的培育,培养学生健全人格?如何聚焦核心素养整合内容,服务于每一个人未来的终身学习,引领其为人类福祉服务?这将是龙岗A—STEM教育的方向与未来。
[1]National Academy of Engineering and

National Research Council STEM Integration in K-12 Education:Status,Prospects, and anAgenda for Research[M] Washington, DC: The National Academies Press 2014

[2] the House of Representatives H RES 51[EB/OL] (2013-02-04)[2019-03-15]>智慧城市包括了很多内容,从建设内容上,可分为基础设施建设(主要是基础网络建设)、信息化的应用、各种产业的智慧化建设;从面向的对象不同,可分为智慧政务、智慧产业、智慧民生三大内容。按照统一的顶层架构设计原理进行逐层的建设,并按照统一的建设标准和评价体系进行最终的评价。
目前从事智慧城市建设的公司比较多,首先是三大通信运营商,同时包括各大型国有企业,研究机构作为技术创新的输出单位,提供各种前沿技术的研发和探索、标准的制订和指导等。
智慧城市的应用及内容
目前,智慧城市主要应用功能包括智能交通系统、智慧能源系统、智慧物流及建筑服务系统、城市指挥中心、智慧医疗、城市公共安全、城市环境管理、政府公共服务平台等八个方面。
1智能交通系统
通过道路收费系统、多功能智能交通卡系统、数字化交通智能信息管理系统等多种模式的数据整合,提供基于交通预测的智能交通灯控制、交通疏导、出行提示、应急事件处理管理平台;帮助进行城市路网优化分析;为城市规划决策提供支持。
2智慧能源系统
以物理清洁能源为目标,以我国的智能电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与清洁能源高度集成而形成的新型能源网。
它以充分满足用户对能源的需求和优化资源配置、确保能源供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证能源质量、适应能源市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的能源供应和增值服务。
3智慧物流及建筑服务系统
智慧物流利用RFID、BarCode、EDI、GNSS、GIS、GUID、现代网络技术和普适计算等技术,兼容国际国家标准,打造“现代大物流”公共服务平台,利用基于位置的物联网技术实现物流过程中物物之间信息交换、共享,对物流各环节进行实时跟踪和监控,实现物流全过程数字化、信息化、智能化、高效化,融合物流、信息流和资金流,调整物流结构,提升天津物流产业水平,降低物流成本,提供物流效率。“智慧物流”将从以下几个方面开展示范应用:
基于云计算的物流信息化公共服务平台;基于物联网的低成本人车货安全保障服务系统;基于物联网的货物配送信息采集系统;基于物流标准的可定制智能化物流集装箱;电子车牌电子驾照管理系统;基于RFID的仓储配送仓库管理系统;基于RFID的货物运输监控系统;智能闸口系统等。
这些示范应用贯穿于产品运输、车辆调度和产品追溯等相关环节,基于这些平台和系统,可实现对物品、集装箱、车辆的状态监测和智能调度,对构建高效率、低成本和安全的现代物流体系,提升重要物品的流通管理水平具有重要作用。
智能建筑是智能建筑技术和新兴信息技术相结合的产物,智能楼宇利用系统集成的方法,将智能型计算机技术、通讯技术信息技术与建筑艺术有机的结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其功能与建筑的优化组合,所获得的投资合理,适合信息社会需要,并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。
4城市指挥中心
传统意义上的城市建设和治理通常是以单个部门为中心,关注各自孤立的目标而没有把对整个城市的影响进行全盘考虑。智慧城市是一个单一整体,同时又能拆分为许多互通互联的子系统。各子系统发送重要的事件消息给城市指挥中心,指挥中心有能力对这些事件进行协调处理和提供指导性的处理方案。
5智慧医疗
在城市“老年化”不断加剧的今天,社区远程医疗照顾系统能有效的节约社会资源,高效的服务于大众。电子健康档案系统和医疗公共服务平台的建立能解决目前突出的“看病难,看病贵”的医患矛盾。
6城市公共安全
利用现代信息技术,以互联网、无线通信技术为平台,以数字地理信息为基础,结合移动定位系统、数字通信技术和计算机软件平台,为城市管理者提供声、像、图、文字四位一体的城市数字化管理平台,实现针对城市部件的检查、报警、紧急事件处理、指挥调度、督察督办等功能。如:食品安全追溯、危险品安全处置、灾害预警与处理等。
7城市环境管理
对水、大气等与人类生活环境紧密相关的各种资源进行信息实时采集和监控,及时发现和处理各种污染事件产生;借助先进的数据挖掘、数学模型和系统仿真,提升环境管理决策水平。达到节能减排,同时提升经济效益和社会效益的目的。
8政府公共服务平台
通过电子政务,公共物流服务,公共交通信息服务等政府公共服务平台,改变“公告栏”式的政府网站,将其变成“服务型”的业务网站,树立服务型政府为民办事的形象。为市民提供各种咨询信息和服务,提高市民的生活质量和满意度。

TG462系列工业级物联网网关是一款采用ARM架构高能效处理器作为主控、采用Linux作为 *** 作系统的嵌入式工业计算机。

主要应用以下行业

电力:电压电流数据实时监控报警、城市电网、路灯控制;

环保:实时数据采集自来水、污水管道、泵站与水厂实时监控维护;

交通:机动车辆、车牌抓拍监控系统、车辆违章监控、交通灯控制;

安防:远程门禁系统监控、防盗装置报警;

能源:煤矿、石油、天然气、油田数据采集、供暖系统监控;

物联网应用案例

用途范围

物联网用途广泛,遍及教育、工程机械监控、建筑行业、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

展望未来,物联网会利用新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把传感器、控制器等相关设备嵌入或装备到电网、工程机械、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,拥有覆盖全球的卫星,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到智慧化管理的状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与城市、山川、河流等生存环境的关系。

具体应用案例

下面列举了集中具体的应用案例,以供参考

1.  教育物联网

应用于教育行业的物联网首先要实现的就是,在适用传统教育意义的基础之上,对已经存在的教育网络中进行整合。对教育的具体的设施,包括书籍、实验设备、学校网络、相关人员等全部整合在一起,达到一个统一的、互联的教育网络。

物联网产业需要复合型人才,至少具备四方面的特征,包括掌握跨学科的综合性的知识与技能、掌握物联网相关知识与技术、掌握特定行业领域的专门知识以及具备创新实践能力。目前国内已有30余所大学开设了物联网专业。有超过400所高校建立物联网实验室。

2工程机械物联网

“工程机械物联网”是借助全球定位系统(GPS)、手机通讯网、互联网,实现了工程机械智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,使工程机械、 *** 作手、技术服务工程师、代理店、制造厂之间异地、远程、动态、全天候“物物相连、人人相连、物人相联”。

工程机械物联网目前应用广泛。以NRS物联网智能管理系统平台为例,提升原本工程机械物联网服务由“信息采集服务”向“数据咨询服务转变”。由原来的现场管理升级为远程监控,由传统的制造转变为制造服务,由原来的被动服务提升为主动服务。功能涉及信息管理,行为管理,价值管理三大方面。

信息管理:

区域作业密集度管理

故障预警及远程诊断

车辆运维主动式服务

金融按揭安全性服务

行为管理:

作业人员统计管理

作业工时效率性分析

行为与工效油耗分析

*** 作规范与工效分析

价值管理:

产品全寿命周期成本管理

行为与员工绩效管理

量本利敏感要素判断

多维大数据决策支持

以福田的农机信息管理平台为例,可以对农业所需相关机械车辆进行全球GPS定位、锁车、解锁车、设备工时查询、故障报警等 *** 作,这对促进农业生产,提高工作效率有着至关重要的作用。

3建筑行业物联网应用——塔机监控

塔机智能化的监控管理系统,主要针对检测状态、危险距离预警、故障诊断、信息回传、工程调度等方面工作。例如塔机下面危险区域禁止站人实时提示、与其他高空建筑物距离过近、超出安全距离范围、内部故障预警、诊断、实时显示额定载重量、当前风速、回转角度、当前载重等。

4建筑行业应用——商用混凝土搅拌站

对生产设备的远程诊断和远程维护已经成为当前自动化技术中的一部分。尤其对于那些错误容易诊断和容易排除的情况,派一个服务工程师到现场解决,既增加工程师的工作负荷,又花费时间。而且费用也相应增加。为了缩短故障的诊断与恢复时间,提高有经验的高级工程师的工作效率,那么远程诊断和编程就是必备的部分。例如:“商用混凝土搅拌站产品远程售后服务系统”,可以在远程实现对PLC站进行编程和调试。可是实现混凝土搅拌站的远程控制和数据监控。

值得一提的是三维虚拟仿真技术在物联网的应用,给商用混凝土搅拌站的物联网应用开创了新的时代。系统实现搅拌站与车辆实时运行状态模拟功能。以动画形式呈现搅拌站实时动态信息,其中可包括:工程名称、施工配比、搅拌站配料情况及其他原材料配料情况,搅拌站场景如下图所示。

5石油

石油行业物联网系统主要是使用监控设备和信息系统采集运输油轮数据、码头设备和环境数据、油库数据、原油管道数据等,对这些数据进行整理和分析,将原油运输各个环节的数据进行关联和分析,合理安排船期、实现计算机排罐,提高整个原油运输的效率,同时通过对相关设备和环境的监测,及时掌握设备运行情况,保证整个运输过程的安全可靠。

石油行业物联网系统的总体解决方案包括:油库监测系统、原油管道监测系统、原油管道无人机巡线系统等。

6水利

物联网在水利方面的应用主要是对闸门的液压启闭机的状态检测、远程控制、故障预警等,利用水下机器人对大坝、水库等水下状态进行状态监控、信息回传等工作。

例如:“远程信息服务系统”能够通过智能信息采集终端,将液压启闭机PLC控制器的控制信息通过物理端口(串口)采集到终端,然后通过GPRS通讯模块,利用2G/3G网络或者互联网络将信息传递到远程WEB服务器,使得远端管理人员能够实现远程感知闸门启闭的运行信息。

7城市物联网

城市物联网利用互联网的信息管理平台、二维码扫描、GPS定位等技术,是更贴近人们生活的一种应用,现在变得更加的直观。比如儿童和老人的行踪掌控、公路巡检、贵重货物跟踪,追踪与勤务派遣、个人财务跟踪、宠物跟踪、货运业、各类车辆的防盗等GPS定位、解锁车、报警提示应用。

针对环卫车辆可以对车辆进行实时进行的GPS定位、状态监控、车辆信息查询、运行状态等工作,例如:需要知道目前城市的某区有多少环卫车辆,处于什么哪个街道, *** 作员,工作情况,计划任务等,同时又可以根据实际情况进行工作调度,对故障做提前的预警,对突发情况应急处理,对重要的问题着重处理等。

8.农业物联网

农业物联网的应用比较广泛的是对农作物的使用环境进行检测和调整。例如:大棚(温室)自动控制系统实现了对影响农作物生长的环境传感数据实时监测,同时根据环境参数门限值设置实现自动化控制现场电气设备,如:风扇、加湿器、除湿器、空调、照明设备、灌溉设备等,亦支持远程控制。常用环境监测传感器包括:空气温度,空气湿度,环境光照,土壤湿度,土壤温度,土壤水分含量等传感器。亦可支持无缝扩展无线传感器节点,如:大气压力、加速度、水位监测、CO、CO2、可燃气体、烟雾、红外人体感应等传感器。

9智能家居

这方面的应用就更加的贴近人们的生活,这是关系到人们生活起居、与生命安全息息相关的应用,我们可以通过智能家居的物联网络,进行室内到室外的电控、声控、感应控制、健康预警、危险预警等,比如声控电灯、窗帘按时间自动挂起、感应器感应到煤气泄漏、空气污染指数过高、室内的光线被家具遮挡严重、室内家居摆放设计、马桶漏水、电量煤气不足报警、车库检测、室外摄像检测、未来天气预测、提醒带雨伞、生活备忘录电子智能提醒等多方面的功能应用。


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