物聯(lián)網(wǎng)技術與應用-體系架構課件

物聯(lián)網(wǎng)技術與應用-體系架構物聯(lián)網(wǎng)技術與應用-體系架構物聯(lián)網(wǎng)技術與應用-體系架構物聯(lián)網(wǎng)體系架構朱淑真211物聯(lián)網(wǎng)應用前景物聯(lián)網(wǎng)是近年來的熱點,人人都在提物聯(lián)網(wǎng),但物聯(lián)網(wǎng)到底是什么?究竟能做什么?本節(jié)將對幾種與普通用戶關系緊密的物聯(lián)網(wǎng)應用進行介紹應用場景一:當你早上拿車鑰匙出門上班,在電腦旁待命的感應器檢測到之后就會通過互聯(lián)網(wǎng)絡自動發(fā)起一系列事件,比如通過短信或者喇叭自動播報今天的天氣,在電腦上顯示快捷通暢的開車路徑并估算路上所花時間,同時通過短信或者即時聊天工具告知你的同事你將馬上到達等。應用場景二:聯(lián)網(wǎng)冰箱也將是最常見的物聯(lián)網(wǎng)物品之想象一下,聯(lián)網(wǎng)冰箱可以監(jiān)視冰箱里的食物,在我們?nèi)コ械臅r候,家里的冰箱會告訴我們?nèi)鄙傩┦裁?也會告訴我們食物什么時候過期。它還可以跟蹤常用的美食網(wǎng)站為收集食譜并在你的購物單里添加配料。這種冰箱知道你喜歡吃什么東西,依據(jù)的是你給每頓飯做出的評分。它可以照顧你的身體,因為它知道什么食物對你有好處。合作學習一方面變革傳統(tǒng)師傳生受的單向式教學方式，另一方面，培養(yǎng)學生與時代需要相吻合的自主、合作、創(chuàng)新的能力。有利于強化學生的主體意識，使學生成為教學活動的積極參與者，能夠生動、主動、活潑地學習，真正成為學習的主人。有利于激發(fā)學生學習的興趣，促進個性發(fā)展。有利于培養(yǎng)學生合作意識和創(chuàng)新能力。然而目前課堂教學中小組合作學習存在諸多問題上，流于形式。我結(jié)合自己的教學實際，對小組合作學習做了如下探索。一、構建合理的合作小組合作小組不是若干名學生的簡單組合，也不是前后桌的隨意拼湊。而是要對全班學生進行認真的觀察研究，根據(jù)學生的組織能力、學習能力、學習成績、思維活躍程度、性格特點等對每個學習小組進行好中差三類學生的合理配置，以利于形成優(yōu)等生主動幫助中差學生，中差學生主動向優(yōu)等生學習的學習環(huán)境。合作小組的構建應該強調(diào)組與組之間的學習綜合能力大致平衡，組內(nèi)成員間學習長處的互補。組建學習小組的原則是“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)”。在我們學校組建合作小組時，我首先對學生言語表達能力、收集和使用資料的能力、閱讀書本的能力、組織學習活動的能力、歸納和記錄整理能力、興趣愛好、心理素質(zhì)等方面進行綜合評定。然后把能力水平各不相同的學生5人分為一組，由一名學生任組長，保證同一個學習小組里有好、中、差3個層次的學生。這樣，各組間的整體水平較平均。小組打破日常的坐位制，采取幾張桌子拼接在一起，小組成員圍坐在桌子四周進行學習，這樣有利于學生間關系的融洽，彼此樂于接受。小組長定期輪換，便于協(xié)調(diào)。還要用特定工作確定學生的角色，如記錄員、聯(lián)絡員、資料收集員、總結(jié)者等等。每次活動前讓每個成員明確各自所擔任的角色，明白該為小組做什么。三個星期后，小組各成員角色進行輪換。這樣做能讓學生認識到各個角色的責任以及存在的意義，從中體會要想成功就得同舟共濟的道理。不僅能夠鍛煉能力，又能提高學習成績。二、培養(yǎng)小組合作學習的意識，訓練小組合作學習的能力如今的學生大多數(shù)是獨生子，平時的活動中總以自我為中心，且長期習慣“師講我聽”的課堂教學模式，根本就缺少合作意識。這就需要培養(yǎng)學生的合作意識，要訓練小組合作學習的能力。首先，教師要不失時機的讓學生明白：很多情況下只有“眾人劃槳”才能“開大船”、“只有合作才能不斷走向成功”。有了這種意識學生才會明白合作的意義，才會主動嘗試去合作，才會嘗到合作的甜頭，才會越來越喜歡上合作。其次，在課堂上，要充分調(diào)動學生的各種感官功能，用三分之二的時間讓學生動手、動口、動腦?；蜃詫W、或操作、或討論、或有選擇地朗讀等，讓學生運用已有的學習方法來學習，人人參與，充分體現(xiàn)學生的主體意識，促進自主合作探究能力的發(fā)展。學生相互合作，展開討論，學生能彼此之間相互交流，發(fā)表各自的看法，沒有心理障礙，自然能以最佳的狀態(tài)投入學習討論中，思維也就活躍起來。在這種情況下，學生往往能找出多種答案，甚至是創(chuàng)新地發(fā)現(xiàn)解題的方法或答案，并從中獲得合作成功的喜悅。第三，合作學習的能力還應該把它延伸到課外中去，讓學生時時不忘合作的精神，互相間能長久合作學習，在合作學習中形成合作的方法、技巧。這也為學生營造了一個良好的可持續(xù)發(fā)展合作的氛圍，為今后的合作打下堅實的基礎。因此，在課外，我就指導學生針對平時的學習開展過“兩關”互檢互助的合作學習活動。第一關是同桌關，讓同桌間相互合作，通過口頭、書面、表演等形式相互檢查，指出不足。第二關是語文組長關，要求學生在過第一關的基礎上，做出進一步學習后，請各組語文組長進行檢查，指出不足，再次合作改進、完善。對此活動學生興趣很濃，久而久之，學生間互檢互助，互助互學的合作學習就形成了一種風氣。三、正確把握合作學習的時機小組合作學習雖然是一種很好的教學組織形式，但也并非所有時間和內(nèi)容都可運用。必須選擇適當?shù)臅r機進行，力求發(fā)揮它最大的作用。合作學習中，教師要處理好小組合作學習和自主學習、探究學習的關系。教師要根據(jù)教學內(nèi)容、學生實際和教學環(huán)境條件等，選擇有價值的內(nèi)容、有利的時機和適當?shù)拇螖?shù)讓學生進行合作學習。一般來說，較簡單的學習內(nèi)容，只需要個人獨立自主學習或開展全班教學，而較復雜、綜合的學習內(nèi)容，如在答案多樣時、思維受阻時、意見不一時、探求規(guī)律時、實際操作時則可以采用小組合作學習方式。四、教師合理進行組內(nèi)調(diào)控教師在學生合作學習的過程中，時刻要變換自己的身份，時而是一個促進者，時而是一個合作者，時而是一個幫助者，時而是一個激勵者。在學生開展小組合作與交流的時候，教師的角色是一個促進者和合作者，有時也根據(jù)學習任務的難度和學生的實際情況充當指導者。這時，教師需要觀察小組的活動情況，包括學生個人的參與情況，以及與他人合作的情況；需要深入到小組中，了解學習任務的完成情況，分析他們的解法，及時發(fā)現(xiàn)他們的失誤，以便提供必要的提示或矯正，并能及時回答學生提出的問題。對個別學生或個別小組有獨到見解或出現(xiàn)創(chuàng)新性思維火花時，教師要及時給予鼓勵和支持。在整個過程中，教師采取的都應是一種友好的、建設性的態(tài)度和行為，既不能過多地干預學生思考的過程和結(jié)果，又不能對學生的困難和疑問袖手旁觀?？傊?，小組合作學習是在新課程理念下學生的一種重要學習方式。有效的合作學習，能夠喚醒學生沉睡的潛能，激活封存的記憶，開啟幽閉的心智。教師在新的課程環(huán)境下，必須重新審視合作學習的價值，積極營造適合學生進行合作學習的環(huán)境，呼喚教師角色的重新定位，時刻把握以學生發(fā)展為本這根主線，讓課堂教學煥發(fā)出新的生命活力。興趣在教學中起著舉足輕重的作用，孔子就提出過“知之者不如好知者，好之者不如樂之者”；著名心理學家布魯納說：“學習最好的刺激是對所學教材的興趣?！庇辛伺d趣就能使學習活動變得積極、自覺、主動、愉快，從而獲得良好的學習效果。研究表明興趣能引起大腦皮層的興奮，增強腦細胞的活動能力。學習興趣與學習效果緊密相關，興趣提高了，學習效率就會跟著提高，學習的負擔會得到相應減輕，學生的學習就會進入良性循環(huán)的軌道。由此可見在學習中培養(yǎng)學生興趣是至關重要的，尤其對有機化學實驗教學中由于學生對有機化學實驗本來的畏懼情緒使得對有機化學實驗的學習產(chǎn)生障礙，通過興趣教學法可以為學生學習有機化學實驗增加動力。一、激發(fā)學生原始的好奇心，為學生興趣的培養(yǎng)打下堅實的基礎好奇心的最初表現(xiàn)是與思維無關的。它是一種生命力的過剩、有機能力豐盛的表現(xiàn)，然而確是初級好奇心轉(zhuǎn)化為社會好奇心的資料和基礎。筆者認為要激發(fā)學生的原始好奇心可以通過一下幾個方面：(一)發(fā)揮實驗作用，把學生的實驗由原來的被動式轉(zhuǎn)化為興趣濃厚，自我設計，自我鑒定的創(chuàng)新實驗教學方法就可激發(fā)學生的興趣，對于原始興趣的培養(yǎng)可以通過引導學生看一些奇異的裝置和一些學生沒有見過的方便操作的儀器；也可以在演示實驗是以生活中常見的東西為背景，激發(fā)出學生原始的好奇心，例如：在參觀有機實驗室的時候，可以讓學生參觀旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，然后對學生說旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀是用來揮發(fā)溶劑的，讓學生看看晶體的培養(yǎng)過程，色譜的分離過程，通過這樣的過程就會培養(yǎng)出學生原始的好奇心，就能為興趣的培養(yǎng)提供豐富的資源。(二)參觀廠礦、科研單位以及科技展覽，舉辦專題講座和報告會，閱讀科普讀物和收集有關科技資料，以及對當?shù)鼗瘜W工業(yè)、環(huán)境保護、農(nóng)藥等情況進行社會調(diào)查和研究，嘗試自己把工廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的問題實驗室解決，就可以培養(yǎng)和發(fā)展多方面好奇心，雖然這些好奇心還不能完全轉(zhuǎn)化為社會好奇心和高級好奇心，但是可以為社會好奇心和高級好奇心打下堅實的基礎。(三)與老師的科研結(jié)合培養(yǎng)學生的初級好奇心，以及把初級好奇心轉(zhuǎn)化為社會好奇心和高級好奇心，這樣不但能夠提高學生的思維能力，同時也能激發(fā)學生對實驗的學習興趣。教師因為其繁雜的教學工作和其它工作，在實驗室中投入的時間就相對的減少，而目前的大學生有比較充裕的時間和精力，但是大學生缺少的卻是實驗的技術和實驗的技巧，因此有必要將學生的實驗和教師的科研相結(jié)合，這樣不但能夠使得學生的閑余時間得到充分的利用，同時也有助于老師科研方面的突破，學生實驗和教師科研相結(jié)合的可以采取多種的方式，通過教師的指導，學生不但學會了化學文獻的查閱，同時也學會實驗的技巧和科研的思路以及在實踐中解決問題的方式，同時學生也可以通過教師的指導遇到未知為題時的思考方式。通過這種結(jié)合可以使得學生培養(yǎng)一個科研的完整思路，學生也可以學到在本科基礎課程中學不到的內(nèi)容，像核磁共振，紅外，質(zhì)譜，紫外光譜以及色譜配樣，測試方法，共振，紅外，質(zhì)譜，紫外光譜的數(shù)據(jù)分析方法。二、通過課堂興趣教學提高學生的好奇心層次，使得學生從初級好奇心轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣闷嫘暮透呒壓闷嫘恼n堂中刺激學生的好奇心和提高學生的好奇心層次的第一個階段實驗課堂教學在每節(jié)課的導人時，跟據(jù)不同的實驗教學內(nèi)容可從生活化學事例或化學史、熱點話題、生活常識、趣味實驗也可以聯(lián)系實際設計一些與知識有關的銜接點，作為懸念，產(chǎn)生認知沖突讓學生去思考、去分析、去找“為什么”，使學生興趣盎然，沉浸在樂學的氣氛中。在講課時把把復雜問題簡單化，比如：物質(zhì)分離，可以通過回歸生活把難懂問題形象化，抽象問題直觀化。在教學中利用各種圖表、圖片、模型、幻燈、多媒體等手段來講解，可使一些比較抽象的內(nèi)容變得直觀、具體。對一些實驗儀器的組裝、操作可通過演示進行。這樣老師講得輕松、學生學得有味，效果顯著。此外，教師的在教學的過程中，教師淵博的知識，美的儀表富有哲理情趣又不乏幽默感的談吐、思維很強的邏輯性等都作用無時無刻不感染著、吸引著學生。簡潔、通俗、幽默的語言會生產(chǎn)較強的感染效應，使學生專心聽講；和藹、親切、豐富的表情能減輕學生的心理壓力，提高他們接受信息的靈敏度。由此可見教師對學生學習興趣的激發(fā)以及教學的成敗都起著重要的作用。三、激發(fā)措施與學生的好興趣培養(yǎng)老師利用適當?shù)姆绞絹砑ぐl(fā)學生的好奇心是培養(yǎng)學生興趣的主要手段，筆者認為老師激發(fā)學生好奇心的措施主要包括以下幾個方面：(一)期望，老師以滿腔的愛心關心每一位學生，表達自己對每一位學生的期望。多用“我希望你……”、“我相信你一定能……”、“你能夠……”等語氣表露對學生的希望，使學生受到鼓舞。(二)表揚，在教學中，老師多采用表揚的方式來鼓勵學生，因為表揚會增加學生的成就感，從而激發(fā)學生的興趣，使得學生有勇氣探究下去。(三)激勵，重視學生自我評價對學習活動的促進作用。發(fā)揮評價在促進學生潛能、個性、創(chuàng)造性等方面發(fā)展的作用，使每一個學生具有自信心和持續(xù)發(fā)展的能力。通過教師有意識發(fā)揮情感效能提高學生的非智力因素，煥發(fā)學生學習的興趣總之，創(chuàng)造一個良好的教學氛圍，讓學生積極地參、與教學活動，會收到事半功倍的教學效果。物聯(lián)網(wǎng)體系架構朱淑真211物聯(lián)網(wǎng)應用前景物聯(lián)網(wǎng)是近年來的熱點,人人都在提物聯(lián)網(wǎng),但物聯(lián)網(wǎng)到底是什么?究竟能做什么?本節(jié)將對幾種與普通用戶關系緊密的物聯(lián)網(wǎng)應用進行介紹應用場景一:當你早上拿車鑰匙出門上班,在電腦旁待命的感應器檢測到之后就會通過互聯(lián)網(wǎng)絡自動發(fā)起一系列事件,比如通過短信或者喇叭自動播報今天的天氣,在電腦上顯示快捷通暢的開車路徑并估算路上所花時間,同時通過短信或者即時聊天工具告知你的同事你將馬上到達等。應用場景二:聯(lián)網(wǎng)冰箱也將是最常見的物聯(lián)網(wǎng)物品之想象一下,聯(lián)網(wǎng)冰箱可以監(jiān)視冰箱里的食物,在我們?nèi)コ械臅r候,家里的冰箱會告訴我們?nèi)鄙傩┦裁?也會告訴我們食物什么時候過期。它還可以跟蹤常用的美食網(wǎng)站為收集食譜并在你的購物單里添加配料。這種冰箱知道你喜歡吃什么東西,依據(jù)的是你給每頓飯做出的評分。它可以照顧你的身體,因為它知道什么食物對你有好處。211物聯(lián)網(wǎng)應用前景右圖形象地表示了物聯(lián)網(wǎng)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?。圖中只是物聯(lián)網(wǎng)應用的很小一部分,實際的物聯(lián)網(wǎng)應用更加豐富多彩,還有待于人們不斷地開發(fā)實現(xiàn)。目前已經(jīng)有不少物聯(lián)網(wǎng)范疇的應用,譬已經(jīng)投入試點運營的高速公路不停車收費系統(tǒng)(ET℃),基于RFID的手機錢包付費應用等。等各類感知節(jié)點遍布中國之后,即使坐在家中,你也能感知黃果樹瀑布流速和水量的大小;通過物聯(lián)網(wǎng),能了解到你中意的樓盤的噪聲情況、甲醛是否超標,等等,生活方式會有很多意想不到的改變。不僅是大家的日常生活,物聯(lián)網(wǎng)的應用遍及智能交通、公共安全等多個領域,必將擁有巨大市場。212物聯(lián)網(wǎng)需求分析物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是物理世界和數(shù)字世界的融合物聯(lián)網(wǎng)是為了打破地域限制,實現(xiàn)物物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、融合、使用等服務的網(wǎng)絡。因此,物聯(lián)網(wǎng)應該具備如下3個能力(1)全面感知:利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息,包括用戶位置、周邊環(huán)境、個體喜好、身體狀況、情緒、環(huán)境溫度、濕度,以及用戶業(yè)務感受、網(wǎng)絡狀態(tài)等。(2)可靠傳遞:通過各種網(wǎng)絡融合、業(yè)務融合、終端融合、運營管理融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。(3)智能處理:利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術,對海量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理,對物體進行實時智能化控制。213物聯(lián)網(wǎng)體系架構物聯(lián)網(wǎng)的特征在于感知、互聯(lián)和智能的疊加。因此,物聯(lián)網(wǎng)由三個部分組成:感知部分,即以二維碼、RFID、傳感器為主,實現(xiàn)對“物”的識別;傳輸網(wǎng)絡,即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡、通信網(wǎng)絡等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸;智能處理,即利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘、中間件等技術實現(xiàn)對物品的自動控制與智能管理等目前在業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)體系架構也大致被公認為有這三個層次,底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層,第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡層,最上面則是內(nèi)容應用層,如下圖所示。所以,下面將分別從三個層次進行介紹213物聯(lián)網(wǎng)體系架構鈣能家居不境監(jiān)用{能醫(yī)疔食品追洌智能城市網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡撥號網(wǎng)絡/局域網(wǎng)絡2G/G/G私有網(wǎng)絡/專線網(wǎng)絡WLANWIMAX攝像頭紅外感應器停車場盛應器………人體感應器感知層綜合識別與感知213物聯(lián)網(wǎng)體系架構在物聯(lián)網(wǎng)體系架構中,可以這樣理解:感知層相當于人體的皮膚和五官;網(wǎng)絡層相當于人體的神經(jīng)中樞和大腦;應用層相當于人的社會分工。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官—一識別物體,采集信息。感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFD標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等,作用是識別物體,采集信息。網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦一一信息傳遞和處理。網(wǎng)絡層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡、網(wǎng)絡管理中心和信息處理中心等。網(wǎng)絡層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理應用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會分工”一—與行業(yè)需求結(jié)合,實現(xiàn)廣泛智能化。應用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術的深度融合,與行業(yè)需求結(jié)合,實現(xiàn)行業(yè)智能化,這類似于人的社會分工,最終構成人類社會22感知層物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡的主要區(qū)別在于,物聯(lián)網(wǎng)擴大了傳統(tǒng)網(wǎng)絡的通信范圍,即物聯(lián)網(wǎng)不僅僅局限于人與人之間的通信,還度荷亮對物物充段的類珠售物聯(lián)網(wǎng)具體實現(xiàn)過程物聯(lián)網(wǎng)感知層解決的就是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題,包括各類物理量、標識頻、視頻數(shù)據(jù)。感知層處于三層架構的最底層,是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎,具有物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能力。作為物聯(lián)網(wǎng)的最基本一層,感知層具有十分