物联网在医疗的应用(共8篇)
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物联网在汽车行业的的应用
在我初上大学的时候,好多人问我,物联网是什么。其实他们这么问不无道理,因为虽然物联网已经深入了我们的生活,却没有被我们更多的大众所广泛的认知。
所谓物联网,就是字面上的解释,万物互联,物-联网,也符合现在广泛发展的互联网+的概念,互联网的最后一公里。
物联网的起源:资料来自于百度百科
1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。
1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网,但未引起广泛重视。1999年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。[2]
1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大变化。
2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2004年日本总务省(MIC)提出u-Japan计划,该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接,希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。
2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。2006年韩国确立了u-Korea计划,该计划旨在建立无所不在的社会(ubiquitous society),在民众的生活环境里建设智能型网络(如IPv6、BcN、USN)和各种新型应用(如DMB、Telematics、RFID),让民众可以随时随地享有科技智慧服务。2009年韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网确定为新增长动力,提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施,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。
2008年后,为了促进科技发展,寻找经济新的增长点,各国政府开始重视下一代的技术规划,将目光放在了物联网上。在中国,同年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成,并带动了经济社会形态、创新形态的变革,推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新(创新2.0)形态的形成,创新与发展更加关注用户、注重以人为本。而创新2.0形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。
2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,描绘了物联网技术的应用前景,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,促进物联网的发展。
2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年2月24日,2009IBM论坛上,IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出,即得到美国各界的高度关注,甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略,并在世界范围内引起轰动。
2009年8月,温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮,无锡市率先建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院,无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,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”,物联网在中国受到了全社会极大的关注,其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。[3]
物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念,它的覆盖范围与时俱进,已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签。截至2010年,发改委、工信部等部委正在会同有关部门,在新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施,从而推动我国经济的发展。物联网的实现可以分为多种,大到国内的监控覆盖,实时路况信息采集,小到nfc芯片,那种基于进场通讯的RFID,对于车辆而言首先现在被广泛采用的二维码技术,可以帮助工厂在生产零部件的时候判断其所使配的型号信息,产品批次,产品类型等,也易于自动化部署。
对于车内的媒体中心而言,可以与行车电脑,导航信息,甚至于UHD技术结合,为用户提供一流的驾车体验。
行车电脑可以根据实时路况信息调整车体状况,包括但不限于车轮悬挂系统,制动系统,动力系统,甚至于光照系统。试想一下,某天突然天降暴雨,车辆悬挂系统降低车高,以提高车辆稳定性,制动系统进入监听状态,高灵敏度。动力系统调整至运动模式,光照系统自动打开雾灯,以及提高刹车灯亮度,雨挂器自动根据雨量进行玻璃的清理。这些是一些老司机都容易忽视的小细节。
甚至于在未来的发展中,车辆配备了近程通讯系统,车车互联,引入了自动驾驶的概念,在与前车接近时进行动态调整,在大雾天气中,人眼可见度不足百米的情况下,电子眼却不知道看出了多少千米进行高速运算。
得益于物联网的开发,自动驾驶也更能发展一步,120车辆接近,前面的一排车辆开启了自动避让系统,为抢救提供了更加有效地时间,试想一下,在高速公路上疾驰,司机和乘客谈笑风生,吃着华莱士,比某些手动开车的人不知道高到哪去了,车辆通过rfid或者更高端的技术检测着身边的可识别资源,例如限速牌,险路,道路变窄等有效信息,要比实时需要联网的技术不知道高到哪去了,一旦网络拥堵,依靠自己一身的传感器对周围的物体以及任何有机体无机体进行感知,有效提高安全性与稳定性。
说到这里我要插一嘴,对于自动驾驶等涉及人身安全的物品而言,没有百分之百的保障,那么这个东西的利用率就是0。
在汽车的发展中,首先是机械改变了汽车的工作方式,甚至改变了汽车的工作核心主义,电的引入又改变了汽车的使用方式或者说提高了乘车人的生活方式。
电为一辆汽车带来了灯,带来了音乐,带来了空调,而物联网,也许改变的就是车的使用方式,我们的汽车在发展中不断地改变,创新,只有一个原因——人。
以人为本,万物互联,我们的自行车需要人力来促使它运动,所以我们被瓦特的蒸汽机带入了机械工业时代,从最开始的车发展到现在的多缸多4冲程车辆,核心的原理不变,但是变得更加的方便,更加的省力,更加的方便,快捷。
然后人们觉得不够完美,碰巧又赶上第二次工业革命,为我们带来了电力,有了电力的我们的汽车就如脱缰的野马,车灯,空调,多媒体,坐车的感觉犹如在家一样,但是确是可移动的,既方便,又快捷,还舒适,真的是集各大优点于一身。
所以就这样人们就满足了么,当然不会的,我们人类的聪明总是取之不尽用之不竭的,我们引入了物联网的概念,各类的传感器被引入了汽车。倒车雷达,倒车影像使我们仿佛在身后长了一个脑袋,导航仪与行车多媒体的整合为我们的出行带来了私人秘书一样的体验,轮胎里面的传感器时刻监控着胎压,防止爆胎等事情的发生。
关键词:物联网,RFID,医疗
0 引言
传统的医疗体系不但效率低, 而且服务质量差, 医疗纠纷、医疗事故频发, 多年来成为社会普遍关注的焦点问题。医疗资源配置不均衡、医疗服务不佳严重地影响了社会的和谐发展, 医疗行业的改革已经到了刻不容缓的地步。射频识别技术 (Radio Frequency Identification, RFID) 作为物联网的关键技术之一, 目前在医护领域已经有了不少比较成功的应用。它使得医院能够在患者信息、药品存储和人员管理等诸多方面进行数字化的采集与处理并对这些信息进行传输与共享等, 其在医疗、护理领域的潜力非常大。
欧美发达国家非常关注RFID技术在医疗及护理领域的应用。2004年, 欧美国家就通过立法来促进RFID技术的推广和实施, 尤其是在药物运输管理、销售和防伪体系里加强了RFID技术的应用。同年, 日本信息通信部门的产业情报研究所也很快提出将应用新的信息技术来对医疗系统进行改革作为IT产业在2006年到2010年的发展战略目标之一。2006年, 韩国针对RFID技术提出了UKorea战略发展计划, 主要目标是使用物联网技术来建立无所不在的智能社会, 让普通大众能够随时随地享受到智能医疗带来的服务。2008年底IBM向美国政府提出了智慧的地球战略, 同时建议在医疗领域充分拓展物联网技术的应用, 对医疗信息进行互联和共享。2009年欧盟提出了物联网14点行动计划, 还专门拿出3亿欧元用于支持物联网有关项目的建设, 其中包括医疗护理等。
中国政府也十分关注RFID技术在医疗行业的应用与发展。2008年, 国家有关部门提出加强医疗与银行等相关行业的联合, 加快推进RFID技术和IC卡应用的试点和推广等工作。2009年4月, 国务院颁布了关于深化医药卫生体制改革的意见, 同时提出了要加大卫生系统信息化建设的发展力度, 特别是RFID技术的应用方面。同年5月, 卫生部再一次提出要加强RFID技术和IC卡在公共卫生、医疗保健、药品管理与防伪等方面的应用, 加快制定相关标准体系等。在科学技术飞速发展的今天, 面对医疗行业现状, 以信息化技术为核心的智慧医疗, 尤其是物联网的应用, 必将为中国医疗行业改革事业的发展提供强有力的支持。
1 物联网医疗行业的典型应用
物联网在医疗行业比较成熟的应用主要在以下三个方面:药品和医疗器械的管理、医疗信息和服务的数字化、远程医疗服务。
1.1 药品和医疗器械的管理
一些非正规医院使用假药和劣质医疗器械造成的悲剧时有发生, 对患者造成了极大的伤害。通过引入物联网技术可以对药品与医疗器械从生产、运输、销售、使用等各方面进行管理与监控。RFID电子标签的唯一性和不可复制性, 在防伪领域优势明显, 可以成为打击假冒伪劣药品的有力武器。
使用RFID技术可以全方位地监控药品和医疗器械从科研、生产、流通直至使用的整个过程。产品出厂包装时, 流水线上的阅读器能够自动识别出厂产品的各项信息, 通过无线或者网络手段传输到后台服务器, 在运输途中也能够随时记录流通信息。为了确保产品的品质还可以对其运输和储存环境参数进行监控。而即便产品出现问题, 也能够根据RFID标签内存储的名称、产地、批次以及生产制造者、流通过程和销售地点等相关信息, 实施责任的追究。同时使用电子标签的药品存储管理也会更加高效、准确, 可以减少很多人工劳动和出差错的概率, 强化了药品的管理。废旧医疗器械与垃圾处理问题, 也能够得到很好的解决, 电子标签携带的信息可以明确显示使用信息, 杜绝翻新使用与非法处理。
1.2 医疗信息与服务的数字化
物联网在医疗信息与医疗服务的数字化方面应用也非常广泛, 具体有以下一些方面:
患者信息管理。一个RFID腕带可以将病人的疾病史、治疗情况、家族病史、过敏药物等就医信息全部包括, 减少了不同医院之间的反复检查, 在住院和输液等治疗过程中, 可以防止医生护士用错药, 造成危险。
信息资料共享。医疗信息和就医记录通过网络互连共享, 形成综合的医疗网络, 让患者无论在何处发生疾病, 身边的医护人员都能很快掌握患者的全部医疗信息, 得到专业有效的治疗和救护。
医疗服务管理。应用物联网技术后, 将告别以往初次就医手忙脚乱的现象。医患管理系统与智能导医系统, 可以使就医过程变得简单高效。一卡在手就能轻松实现在医院的所有活动, 并且不同地方安装的阅读器读取到患者信息后, 会根据电子信息来提示患者就医流程, 提醒医护人员做相应准备。
1.3 远程医疗服务
依托物联网与互联网的连接, 可以有效扩大医护范围, 改变传统就医模式, 使以往由于各种原因得不到很好救治的病患能够及时得到正确的诊治。这方面的应用有以下几种情况。
远程医疗监护。构建了一个以患者为中心, 以对危急重病患者的不间断监护为目标的服务体系。此应用不但能够为一些患有急性病患者提供提醒和及时救助, 还能极大减少一些行动不便的患者前往医疗场所的次数, 其应用模式也从改善生活方式逐步转变成及时提供救护信息、交流治疗方案。
移动医疗。随着高灵敏度传感器在人的体域网范围内通信效果的提高, 可以很方便地监测人的心跳、血压和体温等基本生命体征, 为每个客户建立一个身体状况的信息库, 对客户身体的健康状况进行实时的监控分析, 并将其数据结果反馈给客户护理人或者社区医院等进行处理, 及时为被监测者提供医疗保健和饮食调整等方面的建议。
远程就诊。广大农村和偏远地区居民就医困难, 通过无线或者视频的方式将不便就医的患者信息传送至医疗机构服务器, 建立档案, 提高基层的医疗服务质量;医生还可以和患者进行虚拟会诊, 这样在基层医院也能够得到专家的诊治, 将优质的医疗资源向基层延伸, 让更多普通民众享受科技带来的便利。
2 面临的问题
尽管智能医疗系统极大地提高了医疗服务的效率和质量, 完善了管理流程, 不过在应用过程中也出现了一些问题, 有待改进。
智能医疗系统面临着隐私泄露和信息安全等问题, 若不能妥善解决, 物联网技术就不能在智能医疗系统中得到真正快速全面的发展。计算机系统软硬件的不稳定可能导致不能正确记录每一项医疗信息, 甚至遗漏执行医嘱等, 存在着一定的医疗安全隐患。移动护理系统则会存在患者身份识别错误的危险, 特别是对处于昏迷状态、新生儿或精神障碍者等对存在安全隐患。目前物联网建设投入较大, 要进一步降低成本, 才能保证更广泛的应用, 而除了过高的成本外, 相关标准的不健全也制约着物联网在医疗领域的应用与发展。RFID低频信号是否会影响植入式设备 (例如心脏起搏器) , 也是制约RFID在该领域大规模应用的主要原因之一。
新技术的应用都会是一把双刃剑, 必须研究解决存在的问题, 扬长避短才能使得智能医疗日趋完善。
3 结语
要提高医疗服务的现代化水平, 不仅需要培养高素质的医护专业人才, 同时还要使用现代化的医疗手段来提高服务能力。物联网把人类生存的物理世界与信息空间进行了整合, 依托物联网打造的智慧医疗应用广泛, 给医疗服务行业带来了很多便利。而随着相关技术的日益成熟, 其定会对医疗信息化水平的提高起到积极的推动作用。
参考文献
[1]Jara, A.J., Zamora, M.A., Skarmeta, A.F.G..An Architec-ture Based on Internet of Things to Support Mobility and Se-curity in Medical Environments[C].CCNC, 20107th IEEE.2010, 1-5.
[2]高飞, 薛艳明, 王爱华.物联网核心技术:RFID原理与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2010.
[3]周莉, 徐梁.医院植入性医疗器械管理实践与物联网探索[J].中国医疗器械杂志, 2011 (6) :435-436
关键词:矿区信息化;物联网;大数据;云技术;安全生产
1引言
我曾经在兖州煤业工作六年,对于矿区有一定的了解。矿区为保障生产安全,不但规定了各类管理制度,而且配置各类安全生产保障系统。实践证实,这类系统虽然对于矿区的安全生产水平有一定程度上的提高,但并没有构成有机的矿区安全生产保护体系,还有着逻辑及功能上分割情况。
兴起的物联网、大数据、云技术是要处理体系构建与互通、信息处理与运算的问题。把此类技术运用于矿区安全生产保护体系中,可以处理当前所面临的问题。此文在探索物联网、大数据、云技术的基础上,对怎样运用这三种技术提升矿区安全生产水平进行研究与展望。
2物联网、大数据及云技术
2.1物联网
物联网由美国麻省理工学院最先提出,它主要思想是运用那时先进的射频识别方式,依据特定的通信协议,利用已经发展比较完善的互联网,达到物与物数据的互联、互通[1]。
2.2大数据
伴随物联网使用的领域愈来愈广,“人、机、物”三元世界在信息空间内交互、汇合所生成并在网络上可获取的信息也愈来愈多[2],这样就形成了大数据问题。
大数据还未形成统一定义。当前已经有的定义大多是从大数据的特点来看,最具代表的是“3V”定义:拥有“大容量(Volume)、多变性(Variety)、快速化(Velocity)”特性的数据。网络信息中心认为大数据还应该拥有“低价值密度(Value)”[3]的明显特点。
2.3云技术
云技术也是一类新技术,拥有按需服务、虚拟化、超大规模、高可靠、高可扩展、通用化等特性。云技术又有极高的运用和商业价值,因此很多大公司都提出各自的软硬件架构。
2.4三种技术之间关系
物联网、大数据、云技术有关系也有不同。物联网偏重于怎么实现物和物之间的互相联系及信息互通;大数据偏重于巨量数据的存储、分析及处理;而云技术偏重于数据运算的方式。
从信息流的角度来看:物联网使物与物之间构建起关联,随着网络涵盖区域的扩大,网络内的信源与信宿也愈来愈多;信源与信宿数量的增大,所得到的结果必定为互联网内的数据也会愈来愈多,即在互联网中产生大数据;而此类大数据的内在价值的提取、运用则要运用巨大规模、高可扩展的云技术来支持。
因此,物联网、大数据和云技术的关系:物联网生成大数据,大数据助力物联网;大数据依赖云技术,云技术增值大数据。
3矿区信息化技术
因为矿区井下环境复杂,直到本世纪初我国矿山行业才进入了矿区信息化构建的高潮。信息化,即每个子系统设备实行联网和远程控制改造,构建一个涵盖全矿井的骨干通信网络,构建一个可以实现矿区每个系统信息接入和展现的系统平台。
在矿区信息化过程中,各专家运用PLC及单片机达成每个子系统的远程自动化。怎样构建涵盖矿区的骨干通信网络,有三种方法:以太网无源光网络技术、总线技术、工业以太网技术。当前,我国大部分矿区应用工业以太网技术构建矿区井骨干通信网络。物联网的网络基础也是由以太网技术为基础的网络,所以,从网络方面来说,信息化阶段正好是矿区物联网的初始阶段。
矿区信息化的构建提升了矿区的信息化水平,改良了井下职工的生产环境。但当前的矿区信息化构建根本是归于每个系统硬件互连、信息简单集中档次。因此,矿区信息化构建对矿区安全生产水平的提升有限,同时各个系统互通联网后所产生的数据也未得以充分利用。物联网、大数据、云技术的推出是为矿区信息化构建的将来构建思路及方法指明了方向。
4三大技术保障矿区安全生产的探索
4.1三大技术应用的必要性
(1)继续提升矿区安全生产水平就要把矿井构建成一个矿区物联网。把安全生产看作一目标,因此唯有把职工、环境、设备看做一个体系来加以控制,安全生产目标才可以实现。
(2)矿区需要大数据技术。能够预知,当矿区物联网所涵盖的子系统愈来愈多,信息量将会继续增大。所以,需运用大数据来处理矿区物联网中数据。
(3)充分运用好大数据需要利用云技术。矿区物联网建立后,信息愈来愈丰富,信息所隐含的内在关系也愈清晰、俞利于发掘。信息愈多,灾害预警模型维数也就可以愈高,预警预报也就愈精确。而高维的灾害预警模型需要云技术提供运算支持。
4.2三种技术的地位和作用
矿区物联网是矿区信息化的发展拓展,其使用智能设备对矿区实行感知,通过网络互联和信息传输,使用云技术与大数据实行运算、处理、挖掘、预警,完成人和物、物和物数据的交互及无缝连接,实现对矿区安全生产的實时控制、精确管理、科学决策目的。当前的物联网技术用作矿区体系构建、互联的技术支持。而体系互联后获得的大数据则用云技术实行运算,数据运算后实行灾害预警预测,最后获得矿区的高效及安全生产。矿区物联网还展现出三种技术在矿区安全生产保障中的互相联系关系,大数据是矿区物联网构建的产物,而云技术是对大数据进行处理运用的方式,运算后的值用于控制矿区每个子系统,获得矿区安全生产。
4.3 应用展望
矿区物联网构建后将会实现矿山行业实质上的改变。能够直接预知的是,矿区物联网构建后,广义上的矿区安全生产监控体系会由被动式监控体系转变为主动式、多参数汇合、拥有预警功能的监控体系。职工由只可由调度指挥中心获取对应的环境安全消息转为运用能主动感知环境的体系获取周边安全消息、及时获得预警消息,从而可于灾难出现或将要出现时尽快撤到安全地方。如果完成了此类转变,才可于根本上提高矿区安全生产水平。
5 结语
物联网、大数据、云技术必然会成为提高矿区安全生产水平的主要技术方式。与其它领域比较,矿区的数字化水平较为滞后。所以,我们应利用机会,在物联网探索及运用上快速达到世界前沿水平。
参考文献:
[1]高常水,许正中,王忠.我国物联网技术与产业发展研究[J].中国科学基金,2012(4).
[2]王元卓,靳小龙,程学旗.网络大数据:现状与展望[J].计算机学报,2013,36(6).
刘春苗
[摘要]数字化教学设备的选择与应用,是教学设计过程中一个重要的组成部分,作为教学设计的要素之一,它同时对教学效果产生很大的关联作用。如何对于现代与传统的教学媒体采取不同设计与应用就显得尤其重要了。[关键词]数字化教学媒体;教学方式;影响;对策;
引言:随着信息化产业的蓬勃发展,技术领域也出现了亘古未有的变化,为教育行业了福音,正无形中改善着课程教学,改变着师生的学习方式。[1]。
一、数字化教学设备的到来
传统教学是教师通过书本及以往的经验经行传授,通过黑板展示给学生来看,是一种流水线式的教学方式。教师再根据学生的反馈情况,了解学生对于知识的掌握情况,并把经验记入备课笔记。这种教育方式有其魅力所在,在于教师的个人讲课魅力。这种教学方式与现代社会对人才培养的要求是不相符合的,是跟不上时代发展的要求的,这种模式也就完成不了培养高素质的创造性人才的目标。
随着数字化教学技术的到来,现代教学的方式也随着变化,将数字教学信息通过图像、声音、图表、文字等多种形式,生动地作用于学生感觉器官而进行的教学活动。这种数字化教学能将文字、图形、图像、动画、声音等多种媒体融为一体,因而在教学过程中有助于营造出一个理想的学习氛围与学习环境,对教学过程形成强有力的支撑作用。这样,在现代教学中运用数字化技术,能够有效增加教学信息,优化教学过程,激发学生的思维,培养学生分析问题和解决问题的能力[2]。
二、利用数字化技术进行教学容易出现的问题
1、数字化“讲稿”化
利用数字化技术进行教学,主要是利用数字化声画并茂、形象直观的优势进行教学,这样有利于调动学生学习的积极性,帮助学生对问题的理解和接受。然而,在教学中却发现有的教师所用的课件纯属一般性的讲稿,只是把教材中整段的文字和图片搬到“数字化课件”上来,相当于书本搬家,课件从内容到例题与教材相差无几,授课时,教师只顾对着屏幕“照本宣科”,根本看不到学生的表情,更谈不上与学生互动,课件读完了“课也讲完了”。这样的授课又有什么意义呢? “数字化”在这样的教学中又能起到什么作用呢?只能说明教师对所授教学内容不熟或课前准备不足。
2、信息量过大
由于数字化教学是利用计算机播放课件,免去了教师大量的板书过程,教师不需要去现场写、画,因此教学节奏比传统教学方式快,如果教师在授课过程中将课件的图像切换频率加快,每课规定的内容很快就“播放”完毕,课堂时间往往会大大节余。于是,有的教师不是靠发挥自己的主观能动性去组织课堂教学,而是想方设法将可使用完,这就出现两种情况:一是将两次课、甚至三次课的内容在一次课完成;二是把所有能收集的可有可无的资料塞进课件中,结果是课堂容量过大,重点不突出。在有限的教学时间内,学生接受知识的容量是有限的,如果不结合学生学生的思维水平和思维速度进行教学,没有给学生留足思维活动时间,学生很难理解和掌握相关知识,课堂上看似听懂了,实际上并没有弄通所学知识,使学生“吃多了不好消化”,反而加重了学生的学习负担。
知识的掌握是一个逐渐积累的过程,数字化教学手段的运用给知识的陈述提供了很大的自由空间,但在实际教学中,不管是贪多也好,还是怕时间用不完而硬塞进许多内容也好,最终都会造成课堂容量过大,其结果必然会造成学生走马观花,过犹不及,当然也就无教学效果可言了。
3、课件设计喧宾夺主
课件画面的美观,是数字化课件的基本条件和要求。然而过多的修饰界面,使画面过于华丽,盲目追求课件的美观,而忽略了教学内容及目的,将许多与教学内容毫不相关内容嵌入课件,学生可能会把兴趣放在课件上,而放松对讲述内容的注意力,从而分散学生的精力。应当指出,计算机数字化技术只能作为教学的辅助手段。在课件制作时,要重视主要教学内容,恰当处理教学的重点和难点,做到主次分明,重点突出。所以课件制作要简洁、最主要的是实用,画面的配置要以有利于教学内容的理解和接受,不能喧宾夺主,更不能画蛇添足。
三、利用数字化技术进行教学应采取的对策
我们必须清楚的认识到,数字化技术在院校课堂教学中,它只能是课堂教学的辅助手段,不能也不可能完全取代传统的教学模式和手段。从这点出发,我们在使用数字化进行教学时,应注意把握好以下策略:
1、科学合理地利用数字化技术
利用数字化技术进行教学和传统的教学一样,需要针对教学内容和要求,结合学生的具体情况,对授课过程进行系统的设计,分析学习需求和学习内容,确定出需要用什么样的数字化技术来展示教学过程,使数字化教学应用更加科学、合理。数字化技术需要通过教师制作课件展示给学生,而课件的制作必须对教学内容精挑细选,不是所有的教学内容都需要或都可以运用数字化技术来展示的。首先,课件的内容必须来源于教材,不能与教材脱离,哗众取宠。其次,课件的制作以粗不宜细,不能把课本上的内容照搬到课件中。再次,教师在运用课件时,需要对学生加以引导,让学生去推理、思考,而不能简单的将内容展示给学生。
教学实践证明,利用数字化技术进行教学,只是改变了传统的教学方式与方法,就目前而言,它还不可能完全取代传统的教学模式,二者应当有机地结合。利用数字化技术进行教学,虽可以弥补传统教学中的效率低的不足,但我们有时还必须利用传统教学中慢条斯理的分析和讲解的特点来弥补数字化技术节奏太快的不足,学生也可以利用其间隙时间进行思考和思维整理。解决一些较难解决的抽象问题时采取数字化教学效果较好,而诸如数学推导、逻辑推理等,采用传统的“黑板式”的教学手段效果同样较好。传统的教学手段通过教师与学生的直接交流,能够将思维的发生、形成乃至发展的过程“原汁原味”的传授给学生。从长远的角度看,传统教学手段更有利于培养学生的抽象思维能力。
2、把握适度的原则,防止信息滥用
利用数字化进行教学,拓展了学生的视野,拓宽了学生的思维。但在教学过程中只是一味增加信息量,结果可能导致信息泛滥。久而久之,就会使学生丧失学习兴趣。因此,在教学中要注意做到:
⑴教师在课堂上要注意学生的反应,不断的与学生进行交流。⑵教学过程中,信息要适量,以留给学生足够的思考空间。⑶教师要依据学生的接受能力进行教学,一味的追求效率和信息量的增大只能达到事倍功半的效果。
3、加强培训,不断提高教师运用数字化技术的能力 在课堂教学中,由于数字化技术的应用使得教师的角色发生了变化,课堂上教师由原来的主讲者转变成为利用多种媒体进行教学活动的组织者和设计者,这对教师的自身素质就提出了更高的要求,要求教师不仅对自己所授知识内容要全面、细致、熟练的掌握,而且还必须具备现代教育观念和技能。教案也不是以前的纯文字形式,而是具有现代教学特色的数字化课件和网络数字化教材。
教师制作数字化课件的技能,直接关系到授课质量。就像传统教学中教师的教案一样,准备的充分与否,教案的内容粗细都会反映到教学过程中。教师只有具备了一定的媒体开发知识与媒体素材,才能将教学设计的具体细节与开发工具的技术优势结合起来。因此,教师必须要了解和掌握教学设备的基本工作原理,熟练使用并掌握数字化教学设备的操作技能。但是,就目前来讲,很多高校教师虽然结合自己的教学实践和需求,制作了一定数量的教学课件,但普遍感到力不从心。就像写教案那样,对这种新的教案不知道怎么写才是合格的教案,这种教案在课堂上怎么使用效果更好。究其原因是制作数字化课件的技能欠佳。有的只能用PowerPoint部分功能制作课件。有的就是将word文档当“课件”使用,诸如Authorware、Flash等工具软件均不会使用,更从何谈及多种媒体有机结合的能力。因此,从各级教学主管部门到各院校都应采取有力措施,加大对教师制作数字化课件制作技能的培训,提高教师数字化课件制作技能。
总之,科学、合理地在教学中利用数字化进行教学,应该是一种行之有效的方式之一。当然,在使用过程中,结合自身的实际教学情况进行改进,力争做到数字化课堂教学的生动丰富,同时要将数字化技术与传统教学模式有机地结合起来,充分发挥它在教学过程中的积极作用,以提高教学效果。相信通过我们的努力探索,数字化技术会在课堂教学中大放异彩。
[1]赵富荣
多媒体技术对课堂教学的影响及对策
[2]王利,张景生,高国元,徐恩芹.浅谈多媒体课堂教学中的互动
摘要:介绍了物联网及智慧农业系统的内涵,结合农业智能化生产的实际情况设计了智慧农业物联网架构,主要包括物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。同时,通过农产品疾病识别与治理系统,具体研究了物联网在智慧农业中的应用。
关键词:智慧农业系统;物联网;架构;疾病识别 0引言
我国是农业大国,传统农业在国际市场上的优势主要依赖于丰富的自然资源和低廉的劳动力成本。随着物联网等高新技术的发展,我国传统农业正在加快向现代农业转型,而智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。要建设智慧农业,就要依托物联网等先进的科学技术,大力推进农业科技创新,研究多功能、智能化、能推动农业生产力发展的农业科技成果,并及时地将科技成果转化为农业生产所需的技术产品,应用于农业生产的整个过程。
托普物联网指出:智慧农业系统是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产,主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下,农民一般难以顾及这些因素,在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品,这除了用量过多而造成经济上的浪费之外,还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。物联网
物联网(The Intemet of Things,简称IOT)的概念是在1999年提出的,2005年国际电信联盟(ITu)发布的n’U互联网报告,对物联网做了如下定义:通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络¨J。自2009年8月温家宝总理到中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心(国家传感网工程中心、无锡物联网产业研究院)考察时提到“尽快建立中国的传感信息中心或者叫‘感知中国’中心”以来,物联网被正式列为我国5大新兴战略性产业之一。
物联网的体系结构如图1所示。它可分为3层:感知层、网络层和应用层。感知层相当于人体的皮肤和五官,主要用于识别物体,采集信息包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、传感器及传感器网络等。网络层相当于人体的神经中枢和大脑,主要用于信息传递和处理,包括通信与互联网的融合网络、物联网管理中心、物联网信息中心和智能处理中心等。应用层相当于人的社会分工,与行业需求结合,实现广泛智能化,是物联网与行业专用技术的深度融合旧。目前,物联网技术已经在智慧农业、智慧城市、智慧家居、智慧医疗、智慧交通和智慧物流等领域得到了广泛的应用。智慧农业
智慧农业是最近兴起的一个概念,目前国内外还没有一个公认的定义。中国农业大学李道亮教授认为:智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源,最大限度地降低农业成本和能耗、减少农业生态环境破坏以及实现农业系统的整体最优为目标,以农业全产业、全过程智能化的泛在化为特征,以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段,以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的一种现代农业发展模式与形态13]。中国农业科学院周国民研究员认为:智慧农业是充分利用信息技术,包括更透彻的感知技术、更广泛的互联互通技术和更深入的智能化技术,使得农业系统的运转更加有效、更加智慧,以使农业系统达到农产品竞争力强、农业可持续发展、农业资源有效利用和环境保护的目标。
智慧农业系统主要内容包括:
1)通过各种无线传感器实时采集农业生产现场的温湿度、光照、CO:浓度等参数,利用视频监 控设备获取农作物的生长状况等信息,远程监控农业生产环境,同时将采集的参数和获取的信息进行数字化转换和汇总后,经传输网络实时上传到相关农业智能管理系统中;系统按照农作物生长的各项指标要求,精确地遥控农业设施自动开启或者关闭(如远程控制节水浇灌、节能增氧等),实现智能化的农业生产。
2)利用RFID电子标签,搭建农产品安全溯源系统,加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理,实现农产品全流程安全溯源,促进农产品的品牌建设,提升农产品的附加值。
3)组建无线传感器网络,开发智能农业应用系统,对空气、土壤、作物生长状态等数据进行实时采集和分析,系统规划农业产业园分布、合理选配农作物品种、在线疾病识别和治理、科学指导生态轮作。在未来的现代农业生产过程中,智慧农业的应用将更加广泛,农户将选择合适的农业生产智能化系统,以提高农产品产量,增加收益。
3智慧农业系统物联网架构
通常情况下,应用于智慧农业系统的物联网架构,可以按物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层3个层次来设计,如图2所示。
1)物联网感知层主要由常见的传感器、RFID设备、视频监控设备等数据采集设备组成,实现将数据采集设备获取到的数据通过ZigBee节点、CAN节点等通讯模块传送至物联网智能网关,做到现场数据信息实时检测与采集。此外,上层应用系统下发的控制命令,通过物联网智能网关传送到继电器控制设备,远程控制农业设施的开关(如智能浇灌等),实现农业生产环境的改善。
2)物联网网络层通过LAN,WLAN,CDMA和3G等的相互融合,实现现场数据信息和上层控制命令实时准确地传输与交互。
3)物联网应用层主要包括农业生产环境管理、农业生产过程管理、农业疾病识别与治理等农业应用系统,实现对由物联网感知层采集的海量数据进行分析和处理,以及对农业生产现场的智能化控制与管理。同时,为合理生产提供决策支持。
4智慧农业物联网应用案例
农产品疾病识别与治理系统已成为推动农业经济可持续发展的重要动力和保障农民收入的必要手段,本文以农产品疾病识别与治理系统为例,阐述物联网在智慧农业中的应用。系统结构如图3所示。
1)在联网感知层采用智能化传感器和视频监控设备,建立农业生产现场监控网络,采集现场农作物生长环境数据(如日照、温湿度等)和农作物生长状态图像数据,并通过ZigBee节点、WiFi节点、485节点等传送到物联网智能网关,对数据进行汇总和处理后,自动将数据上传到物联网网络层。
2)物联网网络层通过LAN,WLAN,CDMA和3G等的相互融合,将获取的数据信息传输到物联网的应用层。
3)在物联网应用层建设标准化的农产品病虫害数据库和远程专家诊断中心,将现场采集的数据信息与农产品病虫害数据库中的数据进行比对分析,从而识别出农作物的病虫害信息;对于一些不能通过比对数据库来识别的病虫害,则可以通过远程专家诊断中心进行诊断,精确地确定农作物的疾病,并给出最合理的治理决策。此外,通过病虫害预警,利用相关途径(如手机短信息等)向农户传递即将可能发生的病虫害信息,提醒农户进行及时的防治。同时,利用公共信息展示平台(如电子大屏等)实时显示农作物的相关信息,如生长环境的状况、生长状态、可能出现的病虫害和防治方法等信息,供农户进行参考。
5前景展望
物联网的发展为加快实现我国农业智慧化提供了前所未有的机遇,也必将深刻影响现代农业的未来。现阶段,我国在运用物联网来加快智慧农业的发展已经具备了一定的技术和产业化基础。但是,在智慧农业物联网关键技术和标准体系等方面仍存在着一些问题,解决这些问题需要政府、企业、科研部门及各个行业的共同努力。可以预见,在不久的将来,物联网必将会给农业领域带来革命性的变化。
参考文献:
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[7] 大唐电信.大唐电信智慧农业物联网解决方案[J].通信世界,2011(16):10.
一、引言
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网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品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
物联网有着广泛的用途,例如智能交通、公共安全.环境保护、工业监测、智能消防、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域,是全球公认的继计算机与互联网及移动通讯网信息产业之后的又一次信息化浪潮,作为一个互联网应用的延伸,物联网技术将打造一个物联网产业链,造就上万亿元的市场规模。
二、物联网技术发展、应用情况
随着物联网技术的研发和产业的发展,预计发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命,物联网涉及的领域越来越广,其理念也日趋成熟,可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于“ 智慧城市”的建设而言,物联网将信息交换延伸到物与物的范畴,价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。
公安领域是有条件为物联网提供规模应用的领域之一。一方面,在国内安防领域,视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果;另一方面,公安作为城市安全管理的重要政府部门,通过一系列的平安城市和社会治安监控系统的建设,在物联网规模化应用方面已具备一定的条件。
三、物联网技术在技术侦察过程中的应用
由于现代城市管理的复杂性,城市管理和安全防范必须依赖遍布城市的各种类型的传感器收集大量的信息进行分析、处理、反馈和修正。视频是所有传感信息中含量最丰富的信息载体,是城市安全管理最重要的信息来源。城市视频监控系统新建并整合大量的摄像头,这些摄像头将城市的各个角落的视频图像信息传输到各级处理中心,这实质上就是城市级以上的视频物联网或视频传感网。
面向社会公共安全管理的物联网(简称“公安物联网”)是以“人、地、物、事、组织”为感知对象,基于公安信息化的网络架构,通过标准数据交换,实现对感知对象多维时空信息的全面感知、高效共享和深度应用,通过对感知信息的汇集、分析、处理来提升现代警务的实战能力和服务水平,满足公安实战业务的需要;这是物联网在公安领域具体化应用。
公安物联网在技术架构上由信息感知、网络传输、数据处理和业务应用四个层次组成。
首先,在信息感知上充分利用物联网技术和手段,如视频、音频、RFIG、报警、智能图像分析、核生化探测、气流气象等感知手段,在城市地铁站、公交车站、地下通道.广场、地面道路等公共场所;对人流、车流、物流建立全面的感知、识别和监控。此外,还可以对动态目标监控;如特种车辆、应急救援车辆、危险品运输车辆的人、车、物的管理。基于RFID及视频分析技术,建设车辆感知节点,随时掌握车辆的轨迹、位置、驾驶人信息及危险品流向,从而为公安部门实现与社会公共安全相关的各种信息的全面感知。
其次,在网络传输上实现各种网络的融合,如视频专网、互联网、3G无线网络和卫星通信网络等,各种感知信息通过这些传输网络实现信息的传输、汇集和交换。同时,外部其他网络直接通过边界安全接入平台联网,确保网络安全。
再次,随着海量视频、图像、报警等信息汇集,需要利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行整合、分析和处理,提高相关信息获取的实时化、精细化、系统化和智能化。同时,通过对物体实施智能化的控制,能使系统具有自动化、自我反馈与智能控制等特点。
最后,物联网的建设需要围绕公安实战业务应用,在各种感知信息统一的融合、共享和调度基础上,通过业务系统之间的互联和整合,实现对关注人员、车辆及事件的动态掌控与联动应用,实现跨警种的实战应用。
四、技术侦察物联网的相关核心技术
物联网在技术侦察信息化应用中涉及以下几个方面的核心技术: IPv6技术
物联网是一个物物相连的互联网。物与物相连的前提除了需要海量的传感器以外,每一个物品都应该有自己惟一的标识,用来标识该物品的特殊属性一IP地址,便于对物品的访问和控制。正如我们每一个人都有自己惟一的身份证号,便于社会管理和参与社会活动。通常所说的“传统IP”协议是指当前使用的IPv4版本。自1981年由RFC791等文档定义后,该版本一直没有本质上的改变。互联网能发展到当前的规模,IPv4协议的建立功不可没。但同时它的缺点也已经充分暴露出来,如地址空间耗尽、路由表急剧膨胀、缺乏对Qos的支持、本身并不提供任何安全机制、移动性差等。尽管采用了许多新的机制来缓解这些问题,如DHCP技术、NAT技术、CIDR技术等,但都不可避免地要引入其他新的问题,问题没有得到根本解决。于是IETF于1995年推出了下一代网络的RFC文档―IPv6协议(物联网协议第6版)。相对于IPv4来说,其主要变化有以下两点:①在IPv6数据报的首部格式中,用固定格式的扩展首部取代了IPv4中可变长的选项字段;②将IPv4的32位IP地址,扩大到128位IP地址。采用IPv4协议的IP地址个数估计为2的32次方,数量接近43亿个。而采用IPv6协议的IP地址个数估计为2的128次方,数量是地球表面原子数的100倍。IPv6为物联网提供了最基础的技术支撑,比如海量的地址空间等。这样,我们就可以创造―个人人有IP、物物都相连的物联网时代。
RFID技术
射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID)是一种非接触式的自动识别技术。它利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息自动识别目标对象,是一种能够让物品“开口说话”的技术。
射频识别技术工作原理并不复杂,一套完整的射频识别系统是由阅读器、电子标签和应用软件系统三个部分组成。当无源电子标签进入射频覆盖区域后,即会接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量将存储在标签芯片内的信息发送回给阅读器,或者是有源电子标签主动发送信息给阅读器。阅读器读取信息并解码后,传送给应用软件系统进行相关信息处理。以射频识别技术为基础,结合计算机网络技术、数据库技术、软件开发技术等,由海量的电子标签和阅读器完成物品自动识别,并通过互联网实现物品的信息交换和资源共享。以此构筑一个比互联网更为庞大的物联网,最终实现物与物智能相连、智能管理的目标。
定位技术
定位技术,即利用现代科技手段告诉用户某一物体的具体位置信息。目前常用的定位技术有:卫星定位、手机定位、RFID定位等技术。
卫星定位是一种利用数颗人造卫星对地球上的物体进行全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。目前,全球有四大卫星定位系统,包括美国的GPS、欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”和中国的“北斗”卫星定位系统。其中,美国的GPS(Global Positioning System)全球定位系统应用最为广泛。GPS的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可以知道接收机的具体位置。
手机定位是指通过无线终端和无线网络的配合,获取终端用户的位置信息。早期的手机定位是基于基站的定位技术。基本原理是利用基站对手机的距离进行测算来确定手机的位置,测算精度取决于基站的分布数量和覆盖范围,定位误差较大。现今的手机定位是利用全球定位系统和手机定位系统相结合的混合定位技术,基本原理是当GPS信号被全部或部分阻挡的情况下,采用手机三角定位技术进行辅助定位。在不同的环境条件下,两种定位技术的优势互补。
RFID定位系统一般由一个控制中心、数个阅读器和数个电子标签组成。基本原理是在特定区域里的电子标签主动或者被动地发送射频信号,阅读器接收射频信号后统一上传至控制中心,由控制中心对嵌有电子标签的物体进行定位。该原理类似于在关键位置安排众多看守人员对过往物品进行登记,需要寻找相关物品的时候只要查询一下看守人员的登记信息即可。RFID定位系统不需要卫星和手机网络的配合,定位精度取决于阅读器的数量和分布隋况,优势在于特定区域上的定位。
高清视频监控技术
视频监控经历了模拟、数字、网络,正向高清化快速发展,高清视频技术代表了当今视频监控的发展方向。高清视频监控具备单点感知范围更广、高清晰度的特点,同时高清视频监控更便于智能分析处理,从视频图像中获取人、车、物
和各种行为特征信息,将非结构化信息转化为结构化信息,有利于技术侦察部门基于视频、图像等信息开展深度的业务应用。
高清视频监控直采用国际领先、成熟的H.264视频编码技术;高清摄像机宜采用ISP技术,在自动聚焦、自动曝光、自动白平衡、宽动态、3 D去噪、强光抑制等方面提升视频质量,使得图像更加清晰细腻、真实自然、鲜艳明亮。云计算技术
从物联网的技术特点出发,对同一事件可能有较多的感知设备,或者对同一事件可以组织形成一个感知网络,而不同的探测设备对一个事件的感知可能是非常局部的印象,而只有经过多种感知的综合识别,才能对一个事件形成较为准确的立体印象。另一方面,公安物联网往往是一个城市甚至多个城市的大规模系统,视频、报警、图片等信息数据量非常大,且内容越来越向多样化的方向发展,有车牌、车型、人脸特征、人的体型特征、人的行为特征等等,因此传统的技术方法是无法满足多种类型的、海量的数据处理、检索和分析等要求。为了满足从感知到识别、应用的实时和高效,需要云计算进行处理。云计算是一个集成大量信息的并行处理系统,会使我们计算、处理的效率得到大幅度提升。
云计算是公安物联网的核心技术,通过云计算技术,可整合大量的计算资源、存储资源和应用资源,将系统中海量信息进行有序地组织和存储。依托强大的计算资源,可对外提供多样而高效的服务。智能分析技术
公安视频监控网络中记录了大量的视频、图像和数据信息,应用智能视频分析技术对海量视频中的特定特征的目标进行自动检索,可以滤除视频中大量的无效信息,极大地提升对视频检索的效率。此外,采用智能视频分析技术对视频进行分析,生成对目标特征及行为特征进行描述的元数据,实现从非结构化数据到结构化数据的转换,根据用户设定的搜索规则;可以对元数据流进行快速的检索及定位,与传统的录像文件人工浏览查看方法相比,可以大大的提高系统的自动化程度,减少人力成本,提高系统的检索速度及效率。较为典型的视频智能分析技术主要有以下几种:
(l)智能检索:后分析模块自动读取源数据(源数据即系统中存储的各种视频文件),对它们进行图像分析后得到的数据建立索引归档。有了这些索引归档,后检索功能就可以从海量的视频数据快速地找出符合条件的录像文件。
(2)流量监测:客流量作为衡量公共场所繁忙程度的重要指标,日益受到人们的重视,业已成为商业决策和公共安全监控的有效工具,主要应用于人流量大的广场、商场、公园等人员聚集型区域。
(3)事件检测:智能事件检测系统主要基于背景建模技术,在静态场景下查找出以人为主要防范对象的动态目标,如跨线检测、进入区域检测、非法停车检测、物品遗留检测、物品丢失检测、徘徊检测、人员聚集检测等。
五、结束语
关键词:物联网技术,医疗信息化,数字化,智能化,精确化
随着人民物质生活水平的提高, 物联网技术应用于病患信息管理、远程医疗、医疗物品管理等医疗信息化诸多领域, 可以促进医疗事业向数字化、智能化、精确化方向发展。本文将对物联网技术在医疗信息化中的发展现状和重要意义进行阐述, 同时对物联网技术在医疗信息化中的具体应用进行分析, 并对有待进一步解决的问题进行分析。
1 物联网技术在医疗信息化中的发展现状和重要意义
1.1 物联网技术在医疗信息化中的发展现状
物联网技术是20世纪末逐渐发展起来的新技术, 引领了继计算机技术革命、互联网技术革命、移动通信网技术革命后的第四次技术革命。物联网技术主要是指通过各种信息传感设备将物品与互联网联系起来, 从而实现互联网对物品的自动识别、定位、控制、监控和管理等过程。目前, 信息传感设备种类多样, 主要包括红外感应器、激光扫描器、全球定位器、射频识别器等, 借助于各类信息传感设备, 物联网技术广泛应用于我国各领域各行业中, 产生了巨大的经济效益。
在我国全面实现医疗卫生改革、促进医疗信息化的大浪潮下, 物联网技术在医疗信息化领域具有很大的应用前景。目前, 我国物联网技术逐渐趋于成熟, 广泛应用于医疗信息化领域, 改变了我国传统的医疗方式, 显著提高了医疗工作的效率和质量。
1.2 物联网技术应用于医疗信息化中的重要意义
物联网技术应用于医疗信息化领域具有重要的意义, 产生了巨大的社会效益, 主要体现在以下三个方面。其一, 将医疗过程数字化, 物联网技术应用于医疗过程中, 可以更方便的获取病患信息、远程医疗信息, 并加以存储, 以供快速的调阅识别;其二, 使医疗过程智能化, 物联网技术应用于医疗过程中, 可以实现网络对医疗相关物质的自动定位、监控、识别和管理等工作, 使医疗过程更加智能化;其三, 使医疗过程精确化, 将物联网技术应用于医疗过程中, 可以利用互联网设定的程序对医疗过程进行监控和管理, 减少因人为不可测因素带来的医疗事故, 提高医疗过程的精确度, 保障患者的生命安全。
2 物联网技术在医疗信息化中的具体应用
2.1 物联网技术应用于医院管理工作
目前, 物联网技术广泛应用于医院管理工作中, 使医疗工作更加智能化, 显著提升了医疗工作的效率。物联网技术在医院管理工作中的应用主要体现在以下三个方面, 其一, 将RFID技术应用于病人信息识别过程中, 医院可以将病人的个人医疗信息储存于RFID设备中, 在医疗过程中, 通过扫描RFID设备, 医护人员可以快速获取病人的医疗信息, 并及时采取合理的救助措施;其二, 将RFID技术应用于移动护理过程中, 通过RFID设备, 医护人员可以实时对患者的生命体征指标进行监控, 实现远程动态控制, 有利于医患人员及时发现患者身体的异常情况并立即进行救助;其三, 将RFID技术应用于医疗检验工作中, 在医疗检验过程中, 可以给患者配发相应的RFID设备, 实现自动化管理, 避免错拿错放事件的发生, 提高医疗检验工作的效率。
2.2 物联网技术应用于远程监控工作
我国逐渐步入老龄化社会, 老龄化社会带来了巨大的医疗压力。将物联网技术应用于远程监控工作中, 可以有效缓解医疗供需矛盾, 提高针对老龄化人群的医疗工作的效率。随着老龄化社会的到来, 老龄化人群的日常监护、慢性疾病监护等需要占用大量的医疗资源, 导致医患供需矛盾日益突出, 影响了我国的稳定和谐发展。将物联网技术应用于远程监控工作中, 可以通过各种传感设备, 将患者的各项生命指标录入互联网系统, 互联网系统可以对患者的各项生命体征指标进行自动分析、整合, 及时监测到老龄化人群的不适并提醒医疗人员积极救助。将物联网技术应用于远程监控工作中, 一方面可以缓解医疗供需矛盾, 提高医疗资源的利用率;另一方面可以减少不必要的恶性医疗事故的发生, 提高我国的基本医疗卫生水平。
2.3 物联网技术应用于医疗物品管理
医疗药品和医疗器械的数量巨大, 种类繁多, 管理难度极大, 是医疗管理过程中的主要难题之一。将物联网技术应用于医疗物质管理过程中, 可以实现互联网对医疗物质的自动识别、定位、监控和管理等过程, 提高医疗物质管理的效率和质量。物联网技术在医疗物质管理过程中的应用主要有以下两个方面:其一, 将物联网技术应用于医疗物质防伪过程中, 在医疗物资的包装上粘贴智能的附加标签, 通过物联网技术可以实现对医疗物质信息的自动识别、医疗物质流通环节的自动监控, 有效防止假冒伪劣的医疗物质进入医疗系统;其二, 将物联网技术应用于医疗物质协调管理工作中, 通过物联网技术可以建立一个医疗物质信息网络系统, 实现资源的共享, 有利于医疗物质的协调管理。
3 物联网技术在医疗信息化中有待解决的问题
目前, 物联网技术广泛应用于医疗信息化过程中, 发挥了重要的作用, 为我国医疗卫生事业的进步做出了巨大的贡献。但目前我国医疗信息化中的物联网技术并不完全成熟, 仍存在许多问题, 有待进一步完善和改进。其一, 没有建立完善的医疗信息化物联网标准体系, 没有对医疗信息化中的物联网技术结构和内容进行规范管理;其二, 远程监控和移动护理需要建立在完善的电子病历系统上, 但目前我国电子病历系统水平参差不齐, 对物联网技术在医疗信息化中的应用带来困难;其三, 没有建立完善的隐私保护体系, 网络技术为我们的生活带来了极大的便利, 但同时也产生了一系列的安全隐私问题。患者的医疗隐私保护体系与物联网技术在医疗信息中的有机结合, 尚待完成。
将物联网技术应用于医疗领域中, 可以显著提升医疗工作的效率和质量, 缓解日益紧张的医患矛盾, 全面提升我国的基本医疗卫生水平。物联网技术在医疗信息化领域具有巨大的发展应用前景, 我们应该在实践过程中不断总结, 将新的物联网技术研究成果应用于医疗信息化过程中, 解决物联网技术中存在的问题, 促进我国基本医疗卫生事业的发展和进步。
参考文献
《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》提出“促进物联網、云计算的研发和示范应用”。工业是物联網技术的重要应用领域。要实现从“中国制造”向“中国智造”的转变,必须大力推广应用物联網技术。物联網技术在T业领域的应用现状
目前,物联網技术在产品信息化、生产制造环节、经营管理环节、节能减排、安全生产等领域得到应用。
1物联網技术在产品信息化领域的应用
产品信息化是指将信息技术被物化在产品中,以提高产品中的信息技术含量的过程。推进产品信息化的目的是增强产品的性能和功能,提高产品的附加值,促进产品升级换代。目前,汽车、家电、工程机械、船舶等行业通过应用物联網技术,提高了产品的智能化水平。
在汽车行业,物联網汽车、车联網、智慧汽车等逐渐兴起,为汽车工业发展注入新动力。2010年6月,针对物联網在汽车行业的应用,国际标准化组织提出了全網车(The Fully Networked Car,FNC)的概念,其目标是使汽车驾驶更安全、更舒适、更人性化。通用汽车推出了电动联網概念车ESFV,通过整合GPS导航技术、Car-2~ar通信技术、无线通信及远程感应技术,实现了自动驾驶。车主可以通过物联網对汽车进行远程控制。例如在夏季,车主可以在进入停车场前通过手机启动汽车空调。在车辆停放后,车载监控设备可以实时记录车辆周边的情况,如发现偷窃行为,系统会自动通过短信或拨打手机向车主报警。汽车芯片感应防盗系统可以正确识别车主,在车主接近或远离车辆时自动打开或关闭车锁。售后服务商可以监测车辆运行状况,对故障进行远程诊断。Ca-2-Car通信技术可以使车辆之间保持一定的安全距离,避免对撞或追尾事故。
在家电行业,物联網家电的概念已经出现,物联網技术的发展将促进智能家电的发展。美的集团在上海世博会上展示了物联網家电解决方案。海尔集团推出了物联網冰箱和物联網洗衣机,小天鹅物联網滚筒洗衣机已进入美国市场。小天鹅物联網滚筒洗衣机专门针对美国新一代智能电網进行设计,能识别智能电網运行状态及分时电价等信息,自动调整洗衣机的运行状态以节约能耗。
在工程机械行业,徐工集团、三一重工等都已在工程机械产品中应用物联網技术。通过工程机械运行参数实时监控及智能分析平台,客服中心可以通过电话、短信等纠正客户的不规范操作,提醒进行必要的养护,预防故障的发生。客服中心工程师可以通过安装在工程机械上的智能终端传回油温、转速、油压、起重臂幅、伸缩控制阀状态、油缸伸缩状态、回转泵状态等信息,对客户设备进行远程诊断,远程指导客户如何排除故障。
2.物联網技术在生产制造领域的应用
物联網技术应用于生产绚寸程检测则、实日寸参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等,可以大幅度提高生产智能化水平。在钢铁行业,利用物联網技术,企业可以在生产过程中实时监控加工产品的宽度、厚度、温度等参数,提高产品质量,优化生产流程。在家电行业,海尔集团在娄字化生产线中应用了mD技术,提高了生产效率,每年可节省1200万元。
3.物联網技术在经营管理领域的应用
在企业管理方面,物联網技术主要应用于供应链管理、生产管理等领域。
(1)在供应链管理领域的应用
在供应链管理方面,物联網技术主要应用于运输、仓储等物流管理领域。将物联網技术应用于车辆监控、立体仓库等,可以显著提高工业物流效率,降低库存成本。海尔集团通过采用RFID提高了库存管理水平和货物周转效率,减少了配送不准确或不及时的情况,每年减少经济损失达900万元。鹤山雅图仕印刷有限公司的RFID应用项目实施3年来,成品处理效率提高了50‰差错率减少了5%,人力资源成本减少了2700万元。
(2)在生产管理领域的应用
在纺织、食品饮料、化工等流程型行业,物联網技术已在生产车间、生产设备管理领域得到应用。例如,无锡一棉开发建立了網络在线监控系统,可对产量、质量、机械状态等9类168个參数进行监测,并通过与企业职P系统对接,实现了管控一体化和质量溯源,提升了生产管理水乎和产品质量档次。此外,还可以及时、准确地发现某台(某眼、某锭)的异常情况,引导维修人员有的放矢地工作。
山东泓坤纺织有限公司车间温湿度监控物联網应用系统由前端设备、控制设备和管理后台组成。前端设备主要是各类温湿度传感器,负责实时采集车间环境数据并上传到控制设备;控制设备负责将各传感器数据通过GPRS網络上传到管理后台,并通过LED显示屏实时显示温湿度数据。如果环境数据超过既定的阀值,管理后台将通过短信等方式提醒相关工作人员,以便及时采取必要措施。该系统的应用使布机的作业效率从原先的70%左右提高到目前的90%。
4物联網技术在节能减排扫域的应用
物联網技术已在钢铁、有色金属、电力、化工、纺织、造纸等“高能耗、高污染”行业得到应用,有效地促进了这些行业的节能减排。智能电網的发展将促进电力行业的节能。江西电網公司对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置,对运行状态进行实时监测,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损1.2亿千瓦时。
利用物联網技术建立污染源自动监控系统,可以对工业生产过程中排放的污染物COD等关键指标进行实时监控,为优化工艺流程提供依据。
5物联網技术在安全生产领域的应用
物联網已成为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产的重要技术手段。通过建立基于物联網技术的矿山井下人、机、环监控及调度指挥综合信息系统,可以对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断,可以监测温度、湿度、瓦斯浓度等。一旦传感器监测到瓦斯浓度超标,就会自动拉响警报,提醒相关人员尽快采取有效措施,减少瓦斯爆炸和透水事故的发生。通过井下人员定位系统,可以对井下作业人员进行定位和跟踪,并识别他们的身份,以便在矿难发生时得到及时营救。
工业领域物联網技术推广策略
物联網技术在工业领域具的直用前景,是建没“智慧企业”、发展“智慧工业”的关键技术。笔者认为,可以从以下几个方面推进物连網技术在工业领域的应用:
一是推进物联網技术在产品信息化中的应用。鼓励企业将物联網技术嵌入到工业产品中,提高产品網络化、智能化程度。重点在汽车、船帕、机械装备、家电等行业推广物联網技术,推动智慧汽车、智能家电、车联網、船联網等的发展。推进电子标签封装技术与印刷、造纸、包装等技术融合,使RFID嵌入到工业产品中。
二是在生产制造环节推广物联網技术,提高工业生产的自动化、智能化水平。通过进料设备、生产设备、包装设备等的联網,发展具有协作能力的工业机器人群,建设“无人工厂”,提高企业产能和生产效率。
三是在经营管理环节推广物联網技术,提高企业管理效率和智能化水平。在供应链管理、车间管理等管理领域推广物联網技术。
四是推进物联網技术在工业节能减排领域的应用。利用物联網技术对企业能耗、污染物排放情况进行实时监测,对能耗、COD SO数据进行分析,以便优化工艺流程,采取必要的措施。
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