Transcript 物联网技术及其教育应用
傅骞 [email protected] 引子 物联网技术介绍及组成 物联网行业应用案例 物联网教育应用模式及案例 提问 高考试卷的可靠运输 电教设备利用情况自动记录 校车安全、方便维护 感知生长 物联网的英文名称叫“The Internet of things”，就是 “物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网 的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸 和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物 体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的 定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球 定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议， 把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以 实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的 一种网络。 物联网是个“伪”概念，理论上来说，所有的IT技术都 是互联网技术的组成部分 2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产 业研究所时，提出“感知中国”，从此，物联网技 术开始在中国飞速发展 物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一， 写入“政府工作报告” 物联网被列为国家十二五重点发展领域，国家和各 地政府花巨资支持物联网发展 RFID 无线射频识别（传统应用） ◦ 一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对 象并获取或改变相关数据 Cloud Computing 云计算 ◦ 数据及应用托管 WSN 无线传感器网络 ◦ 传感器节点通过无线 通信方式形成的一个多 跳的自组织网络系统， 协作地感知、采集和处 理网络覆盖区域中被感 知对象的信息，并发送 给观察者。 无源标签 ◦ 无源电子标签（被动标 签）没有内装电池，在 阅读器的读出范围之外 时，电子标签处于无源 状态，在阅读器的读出 范围之内时，电子标签 从阅读器发出的射频能 量中提取其工作所需的 电源。 有源标签 ◦ 有源电子标签又称主动 标签，标签的工作电源 完全由内部电池供给， 同时标签电池的能量供 应也部分地转换为电子 标签与阅读器通讯所需 的射频能量。 云计算cloud computing是一种基于因特网的超级计算 模式，在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器 连接成一片电脑云。 云计算的主要服务形式有： ◦ SaaS(Software as a Service)软件即服务——提供解决方案 ◦ PaaS(Platform as a Service)平台即服务——提供开发平台 ◦ IaaS(Infrastructure as a Service)基础设施服务——提供硬件 物联网中最核心的技术 传感+ 无线+网络 特点 ◦ 低功耗 ◦ 低成本 ◦ 自组织 智能网 关 Inter net 未来 ◦ IP标准化 ◦ 易用化 节 点 RFID应用系统 ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ 公交一卡通系统 停车场收费系统 高速公路ETC通道 身份证系统 校园卡系统 …… 云计算应用 ◦ 在后台提供服务，各类大型网站都用到了此技术 工业自动化 楼宇监测 物流跟踪 环境监测 研究教学 无线传感器网络应用系统 ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ 智能电网 人员定位 精准农业 建筑网监测 远程医疗 物流跟踪 野外监测 智能家居 工业监测 智能交通 无线测量 …… 用户 WSN网络 用户 用户 SP通道 InterNet 数据处理服务器 带两个监测 点的大棚 WCDMA/TD/CDMA2000 数据传输网关 1KHz Rate 46-hops 441B/s 车位检测 车速检测 车流量检测 物联网教育应用的技术方案 ◦ 标准IP化的物联网节点 ◦ 物联网资源共享平台 ◦ 物联网资源应用平台 以小组合作为核心的探究性学习 以网络社交为核心的网络化学习 以感知定位为核心的精确化管理 通过技术让学生通过感知自然界并探索知识 ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ 噪音的来源 河流PH的变化 房间中温度的分布 光照强度对比（太阳光和人造光） 地震的模拟感知 高度和气压的关系 … 任务描述 操作指导 数据分析 调查不同地点CO2的 浓度 CO2的产生和转化 调查太阳下不同气 体环境下温度变化 CO2增加对地球温度 的影响 调查不同温度下海 水溶解CO2的能力 地球温度升高对空 气中CO2的影响 “温室效应” 理念 ◦ ◦ ◦ ◦ “观察世界”利用设备记录环境信息 “共享世界”利用社交网络共享数据 “对比世界”设定区域对比类问题 “理解世界”利用社交网络发现数据不同的原因 案例 ◦ “人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开” Android客户端访问 探究性学习相关 Web Service 服务插件 普通PC机 浏览器访问 社交网络平台 数据共享平台 探究性学习相关 网页界面插件 设备 ◦ 有源RFID 用途 ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ 设备位置查询 设备使用统计 设备综合管理 人员考勤定位 …