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物联网医学论文4000字

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物联网医学论文4000字

物联网 (Internet of Things IOT)在大数据 (Big Data) 之后顺理成章的响应起来, 比起较为看不见的大数据,物联网看得见摸得着,而且也是人类从19世纪第一次工业革命之后,第一次考虑地球永续的产业升级。为什么是物联网? 因为大数据。首先,包含这三个阶段才称得上大数据: 1. 统计分析 2. 预测和推荐 3. 智能优化。统计分析是目前为止普罗大众对于大数据的理解(或说是误解),而后两者需要大量且不间断的数据搜集和分类,才能够帮助操作人员/管理人员提供有效的预测或推荐,再基于3-5年的预测推荐实施结果,不停的搜集案例,最终提供自动优化和分配资源的能力。越细的资料反馈就会让分析统计的精准度越高。 大数据现在就像是张有残缺的乐谱,中间丢失很多细节,而物联网可以帮助把乐谱丢失的细节补完。因为现在人类所拥有的情报并不足以支撑大数据变成有力的辅助工具,所以让所有的产业内的人,以及物理资产的零部件都能帮助提供数据,则成为大数据打底的基础工作。基于不同国家有不同的优势和战略,物联网革命也在不同的国家有不同的应用。例如最早感知到并且开始启动的是德国, 政府称之为工业,从去年就为其拟定了白皮书,目标是智能的工厂产线;在美国更着重在智慧交通和智能电网,中国则把目标放在智慧城市。第一次工业革命是蒸汽机的发明;第二次工业革命是机械的使用,帮助产线劳动力解放,以及劳工分级;第三次工业革命是开始使用电力和机器人帮助大量自动化生产;第四次工业革命,则是希望利用无数的传感器,帮助遍布在全球的协作工厂去预测并优化生产,避免匮乏与过量。这就是为什么物联网被放在下一轮各个国家重要的战略方针内,物联网的将建立所有物理资产零组件的联网沟通能力,物联网和互连网虽然相辅相成,但在规模上远远不同。首先物理资产上亿乃至数十亿, 控管和数据吞吐处理能力将成为一大考验,更别提上下游各层人员的需求分析。举例以某省想实施智能电网来说,目前该省已经部属大量的智能电表到各个家户中,但其电厂能够处理的智能电表只能一次取回数十万个电表数据,并且一小时才能取一次,利用率可说凄惨。因此,部属物联网世界不只是硬件工程产业的工作,同时也需要软件解决方案和体验设计专业人员一同共同打造。

物联网就是物物相连的网络,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。下面是我精心推荐的关于物联网技术的论文,希望你能有所感触!

【摘 要】物联网就是物物相连的网络,人与人、人与物、物与物都互联成网。物联网技术是当今的前沿技术,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。物联网技术目前处于起步阶段,但各国都十分重视并作为战略产业来研究和发展。本文从物联网的由来、物联网的特征、物联网的类型、物联网的组成等四个方面来探讨物联网技术。

【关键词】物联网;特征;组成;关键技术

一、物联网的由来

物联网的概念最早于1995年出现在比尔盖茨的《未来之路》书中,在该书中比尔盖茨已经提及了Internet of Things的概念,只是当时并没有引起人们的重视。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了当时称为EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国麻省理工学院首先明确提出了“物联网”的概念,提出了物联网就是将所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连,能实现智能化识别和管理的网络。2005年11月,国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会峰会上发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。

2009年11月,温家宝发表了《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,“我国要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”,从而物联网作为我国的新兴战略产业。

物联网就是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、传感设备和无线通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”; 即英文名称为“Internet of Things”,简称IOT。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID等技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。

二、物联网的特征

(1)网络化:网络化是物联网的基础。不论是有线、无线还是专网来传输信息,都必须依靠网络,而且必须与互联网相连,这样才能形成完全意义上的物联网。(2)互联化:物联网是一个包含多种网络、接入、应用技术的大集成,也是一个让人与人、人与物、物与物之间进行交流的平台;与互联网相比,物联网具备更强的开放性,应能够随时接纳新设备、提供新的服务与应用,即物联网具备自组织、自适应能力。(3)物联化:计算机和计算机连接成互联网,实现人与人之间交流。而物联网是实现人物相连、物物相连,通过在物体上安装传感器或微型感应芯片,借助计算机网络,让人和物体进行“对话”和“交流”。(4)感知化:物联网离不开传感设备。射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,正如视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网必不可少的关键设备。(5)自动化:物联网通过传感器设备自动采集数据;根据事先设定的处理规则,利用软件自动处理采集到的数据;自动地进行数据交换和通信;对物体实行自动监控和自动管理。一般无需人为的干预。(6)智能化:物联网融合了计算机网络技术、无线通信技术,微处理技术和传感器技术等,从它的“自动化”、“感知化”等特点,已能说明它能代表人、代替人“对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜”,智能化是其综合能力的表现。

三、物联网的组成

物联网主要包括以下几个子系统,有些物联网可能只包括了这些子系统中的一部分。

(1)电信网络:物联网的信息传送与日常使用的文字、语音、图片、图像传输相比,有其独特的地方,物联网中的信息传输大多是小数据量和特大数据量的传输。小到每月只发送几bit,如电力抄表;大到持续发送大幅图像,如交通监控,而中等数据量的信息传送却不多见。这就对通信网络提出了新的要求,需要推出新的通信标准和新的接入技术,以适应物联网各种通信的需要,实现物联网的高效通信。现有的通信网络主要有电缆、光纤、无线电、微波、卫星、蓝牙、红外、WiFi、移动通信等。(2)传感器:传感器可以把一些物理量的变化变为电信号的变化,收集信息,做出响应。例如麦克风和喇叭就是一对语音传感器。传感器可以是声、光、电、重量、密度、硬度、湿度、温度、压力、震动、速度、图像、语音等。(3)电子标签:电子标签用来标识物联网中的各物体。现有的电子标签主要有RFID、条形码、二维码、IC卡、磁卡等。(4)数据处理:物联网通过传感设备所采集到的数据,必须经过计算机软件进行处理,才能满足用户不同的需求,实现各种目的。这些数据处理往往包括汇总求和、统计分析、阀值判断、数据挖掘和各种专业计算等。(5)报警系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接报警或者经过计算机软件处理后报警,报警形式主要有声、光、电(电话、短信)等。(6)显示系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接显示或是经过计算机软件处理后显示出来,常见的显示形式有文字、数字、图形、表格等。

四、物联网的关键技术

(1)感知与标识技术

感知和标识技术,负责采集现实中发生的事件和数据,实现外部信息的感知和识别,是物联网的基础,如传感器、无线定位、射频识别(高频、超高频)、二维码等。

(2)网络与通信技术

网络是物联网数据传递和服务支撑的最重要基础设施,通过人物互联、物物互联,实现感知信息高可靠性、高速度、高安全地传送。物联网的实现涉及到近通信技术和远程通信技术。近距离通信技术主要涉及RFID,蓝牙等,远程通信技术主要涉及互联网的组网、网关等技术。包括短距离无线通讯(zigbee、蓝牙、WiFi等), 低功耗无线网络技术,远程网络、多网络融合等。

(3)计算与服务技术

海量感知信息的计算与处理是物联网的最重要支撑,服务和应用则是物联网的最终价值体现。

海量感知信息的计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大问题之一。需要攻克海量感知信息的数据挖掘、、数据融合、高效存储、并行处理、知识发现等关键技术,研究物联网“云计算”中的虚拟化、智能化、分布式计算和网格计算等技术。其核心是采用云计算技术实现信息存储和计算能力的分布式处理和共享,为海量信息的高效利用提供技术支撑和保障。

服务计算。物联网的发展必须以应用为导向,在“物联网”中,服务的内涵得到了革命性的扩展,不断涌现出大量的新型应用将导致物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,面临着许多机遇,如果仍然沿用传统的技术路线势必制约物联网应用的创新。为了适应未来应用环境的变化和服务模式的变化,必须研究针对不同应用需求的标准化、开放式的应用支撑环境和服务体系结构以及面向服务的计算技术等。

(4)管理与支撑技术

随着物联网应用以及网络规模的扩大、支撑业务的多化化复杂化和服务质量的高要求,影响物联网正常稳定高效运行因素的越来越多,管理与支撑技术是保证物联网“安全高效可控”的关键,包括测量分析、网络管理、物联网标准和安全保障等方面。必须研究新的高效的物联网管理模型与关键技术,用来保证网络系统正常高效稳定的运行。

参考文献:

[1]物联网导论(第二版),刘云浩主编,2013年8月,科学出版社

[2]物联网基础及应用,王汝林主编,2011年10月,清华大学出版社

[3]物联网技术导论,张飞舟主编,2010年6月,电子工业出版社

[4]物联网的由来与发展趋势, 吕廷杰, 2010年4月,信息通信技术

点击下页还有更多>>>关于物联网技术的论文二:物联网技术及其应用

物联网医学论文5000字

摘要:物联网作为一种新的网络形式,相关理论研究和实践应用正在探索过程中.本文介绍了物联网的概念,给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用服务层的物联网四层体系架构,最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和挑战. 关键词:物联网,RFID 一、概念 物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络. 欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础.基于标准的和互操作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去.” 本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物.“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联.”[2]传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度.在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到.进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态.对于一个真实的事物,其所需的各种应用与操作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作,即达到目的. 这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime, any place, anyone, anything)[3]连接.虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源.真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史. 二、体系架构 目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统.EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成.UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成.EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远. 美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过INSTRUMENTED,INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球.在文献基础上,本文提出了物联网体系架构. 1、智能物体层:通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知.同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力. 2、数据传输层:以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理. 3、信息关联层:通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界. 4、应用服务层:从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用.如智能交通、智能电网、智能医疗等等. 需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制. 在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网.而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的.若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护.因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定. 三、面临的挑战 1、统一标准 物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去.由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议.现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键. 2、安全、隐私 在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合.人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击.安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题.因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善. 参考文献 1. Commission, ., Internet of things Strategic Research Roadmap. 2009. 2. CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things. . 2010. 3. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things. 2005, ITU.

关于网络联网的论文。物联网大概就是物流的互联网。

首先介绍物联网的概念,参考EPOSS的《Internet of Things in 2020》;之后看看物联网相关演讲、报告(近来物联网会议较多,讲演资料也较多),总结分析,前期入手尽量少谈物联网关键技术;接着谈谈物联网的应用(参考《物联网“十二五”规划》),最好谈谈物联网的前景及展望。

我刚好写了一个物联网应用在食品追溯的产业分析。2万字。用来凑合作业的 不是很好,你可以考虑。还有就是一个物联网市场分析,估计1万字,还有行业分析,你看看你要什么?我邮箱

动物医学论文4000字

摘要:我国兽医管理体制存在一些亟待解决的问题,随着兽医管理体制改革的推进,使我国在重大动物疫病的防控能力得到明显加强。农业部将加强与有关部门的沟通协调,加大对地方的督促检查力度,争取尽早把兽医管理体制改革工作落实到位。并提出 “建设现代农业基地,大力发展现代畜牧业”,加快现代畜牧业发展,促进社会主义新农村建设的口号。此文笔者结合自己工作实践,来浅谈一下我国兽医管理体制改革方面的问题!关键词:兽医、体制改革 正文一、前言:在高致病性禽流感、口蹄疫等疫情防控工作上我国取得了重大的胜利. 在这些重大动物疫病防控工作中,我国的兽医工作者作出了很大的贡献!另外随着全国猪肉价格大幅上涨,这也从一个方面要求我国的兽医工作者,更加要做好生猪疾病的防空工作, 降低生猪饲养风险!可见兽医工作是公共卫生工作的重要组成部分,是保持经济社会全面、协调、可持续发展的一项基础性工作。推进兽医管理体制改革,是国务院作出的一项重要决策,是深化行政管理体制改革、完善政府社会管理和公共服务职能的重要步骤,是促进我国兽医工作全面发展、提高动物卫生及动物产品安全水平的一项重要举措。但我国的兽医管理体制还存在着一些亟待解决的问题,体制的改革也是任重而道远! 二、我国兽医管理体制中存在的一些问题1、机构不健全,管理体制不顺兽医工作没有统一机构管理,导致管理体制不顺。目前, 我国兽医管理工作分散到多个部门,不能实施统一管理, 职责不清。多头管理,职能重叠,造成管理效率低,资源浪费。如内外检分设、商业部门目前还管理部分屠宰企业屠宰检疫、部分畜产品在流通环节的卫生监督仍由卫生部门管理, 防疫工作难以统一协调, 给防检疫工作也带来很多矛盾和困难, 降低了作效率 管理机构设置混乱,职责不清, 行政效能不能正常发挥。2、基层防疫工作不到位由于多年建设滞后, 我国基层兽医体系一直没有得到快速发展,特别是基层兽医队伍人员素质和技术水平存在明显不足。首先,由于基层防疫机构工作条件艰苦, 待遇较差, 用人机制和竞争机制均不完善,无法引入学历较高的兽医技术人员, 人员年龄结构和知识结构都不合理。其次,由于基层机构的基础设施较差,多年来大都是“一支针管鸡鸭全打”, 仪器设备还不如管辖区域内的规模化饲养企业的实验室。第三,在改革中由于只看到基层站存在的问题, 不对兽医工作进行深入的调查研究, 忽视了基层兽医管理机构在公益服务方面的特殊性, 而视同于一般性农业技术推广机构,采取“一刀切”的做法, 简单对基层站所进行撤并了事, 致使大量兽医基础性工作无法正常开展, 动物防疫和畜产品安全隐患严重。基层防疫组织和队伍不稳, 经费得不到保障,防疫工作的机制问题没有解决,使动物防疫的基础受到动摇。3、缺乏专业人才与技术(1)、技术人员年龄结构偏大据统计在我国县乡畜牧兽医技术推广服务体系中,年龄在35岁以下的占28%,36-45岁的占31%,46-60岁的占41%,年龄结构趋于老化。(2)、技术人员知识老化我国一些基层的兽医工作者,很多没有经过专业学校系统培训。而从畜牧专业学校毕业的人员,多数在县级和较大的乡镇工作,由于缺乏进修和技术更新,知识严重老化。目前,乡镇防疫技术力量薄弱,很难承担繁重的疫病防治工作任务,堵、防、检、控等综合措施的落实,缺乏应有的人员和技术支撑。4、没有完善的法律体系保障到目前为止,我国在法律法规方面虽制定了《动物防疫法》、《进出境动植物检疫法》及其实施条例、《兽药管理条例》和《饲料和饲料添加剂管理条例》,但没有形成完整的兽医工作法律体系: 缺少一个兽医工作的基本法,在兽医管理体制、执业兽医管理、突发重大动物疫情的应急、动物诊疗、畜产品卫生质量等方面也没有立法; 已有的法在很多方面还很不完善, 或多或少存在一些问题,相互间还有许多不协调的地方;《动物防疫法》仅适用于对动物传染病、寄生虫病的管理,没有体现兽医管理部门对动物及其产品生产的全过程卫生监督和对兽医工作的有效管理, 其实用地位尚待提升;《动物防疫法》和《进出境动植物检疫法》在职能界定上有的地方出现交叉,有的地方又出现脱节, 很不适应当前形势下动物防检疫工作的开展和动物疫病的控制等。 三、我国兽医管理体制改革的建议机构不健全、基层动物防疫体系薄弱,缺乏专业人才,法律不完善、等问题,严重影响了动物疫病防治能力和动物产品质量安全水平的提高。加之目前国际上特别是我周边国家重大动物疫病时有发生,甚至出现局部蔓延,对我国防控重大动物疫病形成较大压力。因此,改革兽医管理体制已经成为当前十分紧迫的任务。1、建立健全兽医工作体系建立健全兽医行政管理机构。中央一级兽医行政管理机构列入农业部的内设机构。省以下兽医行政管理机构由省级人民政府结合本地养殖业发展情况和兽医工作需要确定,并按程序报批。上级兽医行政管理机构对下级兽医行政管理机构负有指导职责;各级兽医行政管理机构对动物防疫、检疫工作负有指导和监督职责。要加强兽医医政、药政管理,实施官方兽医制度。2、加强基层动物防疫机构建设根据经营性服务和公益性职能分开的原则,积极推进乡镇畜牧兽医站改革。由县级兽医行政主管部门按乡镇或区域设立畜牧兽医站,人员、业务、经费等由县级兽医行政主管部门统一管理,承担动物防疫、检疫和公益性技术推广服务职能。要将原由乡镇畜牧兽医站承担的诊疗服务等经营性业务进行科学界定,并与公益性职能合理分离,使其走向市场。鼓励和引导乡镇畜牧兽医站分流人员创办经营性兽医服务实体。3、加强兽医队伍建设和培养专业人才 逐步推行官方兽医制度,逐步实行执业兽医制度。各地要通过成立兽医行业协会等方式,实行行业自律,规范从业行为,提高服务水平。 切实加强兽医工作能力建设。要重视和加强兽医教育,保证人力资源储备,提高从业人员素质。加强兽医科学研究,完善动物疫病控制手段,建立健全风险评估机制,提高科学防治水平。加强对外交流与合作,积极参与国际兽医事务,跟踪研究国际动物卫生规则,及时调整和完善国内相关政策。4、完善兽医管理工作的法律法规体系 加快兽医工作的法律法规体系建设。根据世界贸易组织有关规则,参照《国际动物卫生法典》和国际通行做法,建立完善动物卫生法律法规体系。抓紧修订《中华人民共和国动物防疫法》,研究制定官方兽医管理、执业兽医管理等相关法律法规,充分发挥法律法规在兽医管理工作中的保障作用。促进兽医管理的有效,健康发展! 四、结束语以上是结合我国实际情况对我国兽医管理体制的现状问题与改革建议做的简要阐述,许多观点也可能尚有不当和值得商榷之处。总之,加快推进兽医管理体制改革,提高重大动物疫病防控能力和公共卫生安全水平是我们面临的紧迫任务。也希望相关工作者共同努力,本着“精简、统一、效能”的原则,健全机构、明确职能、理顺关系、完善法规,逐步建立起科学、统一、透明、高效的兽医管理体制和运行机制。进一步提高兽医管理机构依法行政的能力和水平,促进我国动物卫生工作全面发展,不断提高我国动物卫生及其产品的安全水平。让我国的兽医从软硬件上都更上一层楼…… 参考文献:1,王道地 主编《畜牧兽医行政管理》中国农业出版社2004-6-1 2,国务院关于推进兽医管理体制改革的若干意见 国发〔2005〕15号3, 任锦芳《猪价上扬,畜牧兽医部门怎么应对?》

随着社会生活水平的提高,人们越来越关注动物群的生存和健康问题,兽医专业也由此发展起来。下文是我为大家搜集整理的关于畜牧兽医专业 毕业 论文的内容,欢迎大家阅读参考!

论畜牧兽医管理和提高动物疫病防控能力的 方法

摘要:随着社会发展,人们越来越认识到畜牧兽医在保障人类健康和保证畜牧业可持续发展的重要性,畜牧兽医的地位也在不断上升,但我国的畜牧兽医发展水平远不能满足我国当前发展。

关键词:现代 畜牧兽医行业 科学发展 信息化 产业化

随着人类社会的发展,人们不仅追求物质生活的舒适安逸,更追求的是生活的高质量,追求的是安全与健康。因此,对肉、蛋、奶的质量提出了更高的要求。近几年来,禽流感在全球泛滥,口蹄疫在世界各地蔓延,甲型H1N1流感正横扫五大洲,疯牛病正在一步步入侵人们的脑细胞。除此之外,猪瘟、鸡新城疫等古老的疫病又以新的流行方式威胁着畜禽,猪的蓝耳病、圆环病毒病也正对养猪业造成巨大损失,给人们身体健康和生命安全构成严重威胁,人们越来越重视畜牧兽医在保障人类健康方面的重要性。以下是几点建议,仅供参考:

一、适应新形势要求、信息化发展

完善畜牧兽医行业信息网络建设,首先要加强畜牧兽医行业信息员队伍的建设,开展畜牧兽医行业信息员培训,拓宽信息 渠道 ,推广信息来源,搞好信息采集工作,建立一支自上而下、高效灵活的畜牧兽医行业信息采集、整理、发布队伍;其次要不断改进和完善网站中的栏目,增加一些对畜牧兽医职业具有指导意义的信息栏目,例如“案例分享”、“疑难解答”等信息;最后,要加大网站的宣传、推广、普及,养殖户是畜牧兽医行业信息使用的主体,必须使他们学会在网上获取信息、分析信息,使网站上的信息真正用于生产实际中,发挥出最大的效益,这也是建立网站的最终目的。

二、营造集群效应、产业化经营

产业化发展是时代发展的必然趋势,每个行业都概莫能外。因此,我们要积极研究畜牧兽医行业发展中出现的一些新趋势、新变化、新特点,并用以指导生产和工作,加快产业配套建设,增强发展科学性,走产业化道路,实现行业的又好又快发展。

首先要从根本上树立产业化理念,具有超前意识,由“单打独斗”向形成产业为主转变。必须产业化经营,规模化动作,才能提升全局的“战斗力”,提升行业的整体素质;才能以集体的力量和智慧应对疫病的发生,也只有资源共享了,才能提升全队的业务素质,这是必须也是必要的。只有如此,才能确保畜牧兽医职能的充分发挥,从而保障生畜及人身的健康安全。

其次要调整思路,加强政策引导,积极推广产业链条延伸 经验 。实行“政策引导,防疫站联合,畜牧兽医主动参与”的模式,从疫病预防、种畜禽检疫、技术学习、经验推广,实现配套衔接,形成从源头到结局的完整产业链条,不仅可以实现统筹兼顾,高强度防治疫病,而且能够保证从业人员的素质水平基本趋于一致,从而根本性地保障畜禽的安全性,实现根源安全。

三、重视行业薄弱环节、提升应对能力

每个行业的自身发展都有缺陷和不足,在我国畜牧兽医体制中也存在的一些问题,诸如机构不健全,管理体制不顺、基层防疫工作不到位、缺乏专业人才与技术和没有完善的法律体系保障等问题,影响了行业长远发展和社会应对能力。因此,在实际操作过程中要重视行业薄弱环节,可从几下几方面入手:

1.完善健全畜牧兽医行业工作体系。最重要的是建立健全畜牧兽医行政管理机构。中央一级畜牧兽医行政管理机构列入农业部的内设机构。省以下畜牧兽医行政管理机构由省级人民政府结合本地养殖业发展情况和畜牧兽医工作需要确定,并按程序报批。上级畜牧兽医行政管理机构对下级畜牧兽医行政管理机构负有指导职责;各级畜牧兽医行政管理机构对动物防疫、检疫工作负有指导和监督职责。要加强畜牧兽医医政、药政管理,实施官方畜牧兽医制度。

2.加强基层防疫机构建设。根据经营性服务和公益性职能分开的原则,积极推进乡镇畜牧兽医站改革。由县级畜牧兽医行政主管部门按乡镇或区域设立畜牧兽医站,人员、业务、经费等由县级畜牧兽医行政主管部门统一管理,承担动物防疫、检疫和公益性技术推广服务职能。要将原由乡镇畜牧兽医站承担的诊疗服务等经营性业务进行科学界定,并与公益性职能合理分离,使其走向市场。鼓励和引导乡镇畜牧兽医站分流人员创办经营性畜牧兽医服务实体。

3.加强乡镇畜牧兽医从业人员技术培训。如今的基层畜牧兽医技术人员,不仅承担了畜禽疾病诊治任务,还肩负着新技术推广、法律宣传、疫情调查和向上级通报疫情的责任。因此必须加大乡镇畜牧兽医和防疫人员的技术培训力度,提高畜牧兽医业务综合素质,确保重大动物疫病防疫工作的质量。应该在行业中逐步推行官方畜牧兽医制度,逐步实行执业畜牧兽医制度。各地要通过成立畜牧兽医行业协会等方式,实行行业自律,规范从业行为,提高服务水平。

4.切实加强畜牧兽医行业工作能力建设。要重视和加强畜牧兽医 教育 ,保证人力资源储备,提高从业人员素质。加强畜牧兽医科学研究,完善动物疫病控制手段,建立健全风险评估机制,提高科学防治水平。加强对外交流与合作,积极参与国际畜牧兽医事务,跟踪研究国际动物卫生规则,及时调整和完善国内相关政策。

5.完善畜牧兽医行业的法律法规体系。加强对动物性食品的检验力度,严格按照国家的相关法律执行。不断改进检验手段,研制更先进检测仪器。参与制定更科学规范的检验标准。扩展动物性食品的传统领域,更多地交流相关学科、边缘学科的相关知识。同时,加快畜牧兽医工作的法律法规体系建设。根据世界贸易组织有关规则,参照《国际动物卫生法典》和国际通行做法,建立完善动物卫生法律法规体系。抓紧修订《中华人民共和国动物防疫法》,研究制定官方畜牧兽医管理、执业畜牧兽医管理等相关法律法规,充分发挥法律法规在畜牧兽医管理工作中的保障作用。促进畜牧兽医管理的和谐、有效、健康发展!

总之,加快推进畜牧兽医管理、发展体制改革,提高重大动物疫病防控能力和公共卫生安全水平是我们面临的紧迫任务,也希望相关政府部门和广大畜牧兽医行业工作者共同努力,本着“精简、科学、产业、信息、统一、效能”的原则,健全机构、完善职能、提升素质、理顺关系、完善法规,逐步建立起科学、统一、透明、高效的畜牧兽医管理体制和运行机制,本着信息化、产业化的发展理念,树立长远发展的目标。随着现代畜牧兽医行业向着科学化的道路发展,社会对畜牧兽医的要求必然越来越高,畜牧兽医的体系也必将越来越完整,畜牧兽医在中国的发展必将更加光辉灿烂。

浅谈素质教育在畜牧兽医专业实验课中的渗透

摘 要:为更好地在《兽医药理学》和《动物毒理学》实验课中提高学生的综合素质,本文用科学发展观充分认识高等职业教育的培养目标及重视学生的素质培养等方面进行了论述,以期为高等职业教育的实验课发展提供参考。

关键词:兽医药理学;实验;素质教育

1充分认识高职院校的培养目标,将素质教育渗透到实验教学过程的每一个环节

在高职教学环节中,实验教学作为培养学生动手能力的重要手段,在培养学生实践能力和创新能力方面具有特殊的作用。充分认识高职院校的培养目标,改变实践教学过分依附理论教学的现状,树立“实践教学是高职特色”的思想,对传统实验教学进行改革,实验教学的认识程度和评价方式,有利于提高实践教学效果和学生综合素质。

课前科学设计完整的实验,课中明确实验目的,培养学生的综合素质

试验内容是实验课的基本,其完整性直接影响教学效果。如药物的配伍禁忌试验包含:药理性配伍禁忌、化学性禁忌、物理性禁忌,让学生在试验中对药物之间的作用认识更全面,既培养了学生用药的技能,也让学生意识到全面看问题的重要性,培养了学生解决问题的能力。学生在试验课中的学习和操作,需要教师明确试验目的,并加以引导。如验证药物的作用时,教师应告诉学生尽可能观察到药物的作用;观察动物的急性中毒症状和特效解毒药的解毒效果时,教师要提前强调这两方面的重要性。这样既能教给学生学习的方法,又教会了学生做事的能力,使学生受益非浅。

提倡实事求是的实验态度,客观批改学生的实验 报告 ,提高学生的学习热情

教学实验课是学生对理论知识验证并联系实验操作的过程,难免会出现错误。教师不能仅以实验结果来评价学生,但应要求学生整理实验结果、书写实验报告时一定要实事求是,即使实验失败了,也要如实填写,试着分析失败的原因。既能培养学生诚实的优秀品质,也有利于教师进行 工作 总结 ,使教师能坦然面对学生的真实水平,做出正确的引导。如2007-2008学年的《动物毒理学》实验教学中,动物敌百虫的中毒与解救实验项目中,大部分同学做的很成功,但有一组同学的实验动物染毒20分钟后一点反应都没有,我在实验室看到后,就让他们及时的用原毒物量的1/3量继续染毒,后来做的很成功。我要求学生在实验报告中分析原因,批改时对不同分析原因进行点评。有1组的实验动物解救不及时造成死亡,我在有动物死亡原因分析的学生实验报告上,针对原因进行点评。有1个同学写道“老师,我不知道什么原因,我们的解毒药没用完,动物就快速死亡了,我们的染毒量和解毒量都没有问题。”我就在他实验报告上写到“我很欣赏你的事实求实,但为什么不对照教材第九章:动物中毒病的原因、诊断、治疗和预防(Page 159~169),查找原因呢。”后来学生主动找我,我们一起分析总结实验失败的原因。后来在这个学生的带动下,他们所在组的实验做的非常好,而且实验结果分析也写的很深刻。去实习后,在实习单位化验室工作做的非常好。

提高和保持学生的学习兴趣,是培养学生能力的有效途径之一。大学生有自己独立的 思维方式 ,他们能从实验报告上的评语中看出教师的评价标准和教师对自己的认可和重视程度。师生互容,师生平等、师生共享,既是 文化 共享,也是责任共享。教师应该客观评价和批改学生的实验报告,从学生的多次实验结果来分析、探究其原因,用历史唯物主义的从容去包容他们的幼稚,用科学文化知识武装他们的头脑,用实事求是、善于钻研的科学态度去引导他们,直至问题解决。

2将素质教育与专业课教育密切结合

我国正在向索质教育转轨,开展创新教育正是实现这种转轨的关键。重视实践性教学,激发学生的创新意识,培养学生的观察能力及动手能力,让学生在实验中提升专业素养和综合素质。

完善教学形式,激发学生创新意识

大学生正处于智力发展的“顶点”,喜欢对理论和实践问题进行独立思考并发表自己的见解,如果在教学中仍采用传统的“灌输式”、“注入式”的 教学方法 ,则学生得不到发展,就会抑制他们兴趣和积极思维的培养。

兴趣是学生最好的老师,满足学生好奇、探索和创新的心理特点,在教师的指导下,让学生参与试验的设计和准备。学生是实验的主体,学生自己查阅有关资料,设计实验方案,确定实验操作步骤,选择、组装和调试仪器,这种教学方式可极大地激发学生的学习兴趣和积极性,促使他们全神贯注、积极热情、富有创造性地完成学习。

开展灵活多样的实验教学形式,也能激发大学生实验兴趣。课外实验内容丰富,知识面宽,能拓宽学生视野,调整知识结构,激发学生兴趣。除按实验教学大纲的要求开好课内实验的外,各实验室应积极创造条件,因材施教地在学有余力的学生中开展一些丰富活泼、形式多样的课外实验活动,如开放实验室,毕业(论文)设计,开设实验选修(辅修)课等,参与教师的科研课题,以此作为实验教学的延续、补充和提高。

培养学生独立的思考和动手能力,保持学生的热情

学生熟练掌握基础实验知识和实验技能之后,充分利用大学生求知欲强、愿意动手、喜欢操作的特点,讲青霉索是怎样被发现的,以及怎样大规模应用于临床。使学生意识到,青毒索的发现虽属偶然,但如果没有科学家敏锐的观察和正确的科学思维,就不会发现青霉素。并鼓励学生根据自己的兴趣、 爱好 、特长和能力形成团体,进行创新试验,如参加大学生创新项目、参加挑战杯竞赛等。让学生的自主性、探索性、创造性可得到充分发挥。

3结语

一腔热血勤珍重,洒去犹能化碧涛。伟大的教育事业要求教师必须拥有伟大的追求,活力四射的学生要求教师必须拥有满腔的热情,教育的历史使命要求教师必须拥有强烈的责任感。试验教学与理论教学互为补充,专业技能与素质教育相互渗透,有利于学生的全面发展,对培养学生形成高素质的综合性人才方面,起到举足轻重的作用。

参考文献:

[1]张春辉、周延州、郭永刚等.浅谈兽医药理学和动物毒理学的教学过程[J].天中学刊,2007(2):117-118.

[2]朱银红、迟国东、刘宝臣等.改革教学方法激发学生学习兴趣培养学生实践能力[J].高教论坛,2008(2):71-73.

浅谈畜牧兽医教学资源库平台的建设及有效应用

0 引言

河南是农牧业大省,要构建符合省情的现代农牧业,促进中原经济区建设,把河南省建设成为全国乃至世界上有重要影响的优质畜牧产品生产加工基地、食品工业基地,就迫切需要大量的畜牧兽医人才和技术支撑。河南牧业经济学院是教育部畜牧兽医教学资源库的协作成员单位,是全国教指委动物科学类教学指导委员会理事长单位。目前学校已拥有一批精品课程专题网站,其中国家级精品精品6门、省级精品课程9门、教指委精品课程4门,校级精品课程55门;此外,该校还成功申请了5门国家级精品资源共享课,省级精品资源共享课11门。

为了充分发挥该校优质教学资源的作用,着力体现该校畜牧兽医学科的专业优势以及和行业结合紧密的特点,进一步提高学校的教学质量和水平,畜牧兽医教学资源库的建设与应用显得尤为重要,畜牧兽医教学资源库可以提供优质的网络教学资源和学习的平台,满足在校师生和非在校人员个性化学习、自主性学习和探索性学习,为河南培养出更多专业的畜牧兽医人才,为河南畜牧业的发展积蓄后备力量。

1 畜牧兽医教学资源库建设的内容

由畜牧兽医优秀教师组成教学资源开发团队,参照国家及企业的技术标准、专业建设标准和岗位技能标准,整合学校优质的精品课程资源和共享资源课,建设畜牧兽医教学资源库。畜牧兽医资源库主要包含专业资源库、课程资源库、岗位资源库、培训资源库和素材资源库5个资源库。

专业资源库建设

参照国家相关专业技术标准,制定畜牧兽医专业资源库建设内容。畜牧兽医专业资源库建设内容主要包括专业技术标准、专业建设指南、行业信息、国家职业资格标准、国家 政策法规 等。其中专业技术标准分为国家标准、地方标准和行业标准,在专业技术建设时应参照相应的标准进行建设;专业建设指南主要包括人才培养方案调研表、人才培养方案、师资配备建议、实验实训配备建议、职业能力要求、专业教学标准等,具体专业在建设时应参照专业建设指南进行建设;行业信息主要包括行业政策动态、行业相关网站链接、行业专家信息、行业培训信息、行业会议信息、新工艺、新技术信息,为用户提供行业相关信息;

国家职业资格标准包括家畜 饲养 工国家职业标准、家畜繁殖工国家职业标准、动物疫病防治员国家职业标准、国家疫病检验员国家职业标准、乳品检验员国家职业标准、乳品预处理工国家职业标准、饲料检验化验员国家职业标准、兽医化验员国家职业标准、畜禽产品检验工国家职业标准、饲料厂中央控制室操作工国家职业标准、宠物养护与疫病防治工国家职业标准标准等,各种人才培养时应参照国家职业资格标准进行培养;国家政策法规主要包括行业法规、行业法令、管理条例、管理办法、行政许可、行政规程、行政细则、行政规定、行政方案、行政意见等方面,可以依据国家规定的相关政策法规对各个内容进行填充,以供专业建设时参考。

课程资源库建设

畜牧兽医课程资源库建设以《猪病与猪病防治》、《牛羊生产与疾病防治》、《养禽与禽病防治》、《水产动物病害防治技术》、《动物营养与饲料加工》、《动物育种与繁殖技术》等专业核心课程为基础,以学习单元的形式开发课程资源,课程资源主要包括:课程标准与课程大纲、课程教案、课程教学课件、实验实训指导书、标本图片、课程视频、作业库、试题库、参考资料、教材、课程答疑、论坛等。

岗位资源库建设

岗位资源库建设主要包括岗位设置、岗位标准、生产文件、求职者信息和企业信息等。其中岗位设置主要提供了家畜饲养工、家禽饲养工、家畜繁殖工、家禽繁殖工、宠物美容师、宠物养护员、兽医化验员、乳品检验员、动物疫病防治员、动物检疫检验员、兽药营销员、饲料营销员、畜产品营销员等主要岗位及其各岗位要求的岗位核心技能;岗位标准包括岗位操作标准和 岗位职责 ;生产文件包括 安全生产 规范、操作规范、生产计划单、工作手册和作业指导书等;求职者信息包括应往届畜牧兽医毕业生的求职简历及各种求职信息等,企业可以通过求职者的信息招聘求职者;企业信息包括企业网站链接、企业产品信息介绍、企业招聘信息等,求职者可以通过企业招聘信息找工作。

培训资源库建设

培训资源库建设主要包括师资培训、岗位技能培训、创业创新培训、职业资格认证培训、技能大赛培训等。其中师资培训主要是专业教学能力培训和专业技能培训;学校和企业进行校企进行校企合作,对即将毕业的大学生进行企业 入职 培训、岗位技能强化培训、新技术培训、班组长培训等岗位技能培训;创业创新培训主要对大学生进行创业教育,指导撰写创业创新计划书及创业过程指导等;职业资格认证培训是通过专业的培训辅导,帮助大学生和员工通过国家规定的相关职业资格认证和技能鉴定;技能大赛培训是通过专业老师的指导,使学生具备犬外科手术、鸡新城疫检测方面的技能,参加相关机构组织的畜牧兽医技能大赛,以提高学生的动手能力。

素材资源库建设

畜牧兽医教学素材库建设是一个循序渐进、不断更新的过程。教学素材库按照媒体类型可以分为:文本库、视频库、图片库、图形库、教学课件、音频库、动画库、虚拟作品、虚拟仿真软件、企业案例等;教学素材库按照类别分类可以分为:猪资源库、禽资源库、牛羊资源库、水产资源库、宠物资源库、饲料资源库、兽药资源库、畜产品资源库等。

2 畜牧兽医教学资源库平台的建设

对畜牧兽医教学资源进行合理分类,全面整合,并利用数据库管理系统和网络的优势,研发畜牧兽医教学资源库管理平台,为学生自主性学习提供环境,促进传统教学模式的转变。畜牧兽医教学资源库平台可以实现学生学习过程的跟踪管理、教师教学过程的管理、学员培训过程的管理、素材资源的管理、岗位资源的管理、课程考试的管理、教师上传资源的评价管理等功能,为在校师生和非在校学员提供优质的畜牧兽医教学资源和学习的平台,以实现自主性、主动式学习。畜牧兽医教学资源库平台主要包括资源中心、学习中心、就业中心、资源检索等功能模块的建设,畜牧兽医教学资源库平台框架图如图1所示。

资源中心模块

资源中心模块包括专业资源库、课程资源库、岗位资源库、培训资源库和素材资源库五个子模块,这五个子模块分别按照畜牧兽医教学资源库建设的内容进行建设。

学习中心模块

学习中心模块包括选课模块、课程学习模块、课程考试模块和互动交流模块等子模块,其中选课模块可以实现在校学生和非在学校学的选课功能;课程学习模块利用课程学习控制技术,学习途中有记录,不能跳转,只能循序渐进地去学习,不能拖拉,只有通过相应测试才能进行下一章节学习;考试模块中提供了题库,待学员学完课程以后,进入考试模块,系统会自动从系统中的题库中抽取相应题目构成试卷供学员考试,考试通过后,该课程的学习才计入成绩;互动交流模块提供在线答疑和论坛的功能,供学生和教师进行交流。

就业中心模块

就业中心模块包括就业政策、企业招聘模块和求职者应聘模块等子模块。其中就业政策对当前就业形势及就业相关政策进行了规定,为求职者提供帮助;企业招聘板块主要包括企业的基本信息,招聘岗位的职位要求及职责要求等,招聘者还可以对应聘者的信息进行筛选,选择优秀应聘者入职;求职者应聘模块主要为求职者提供企业招聘岗位信息供求职者填写自己的求职信息。

资源检索模块

资源检索模块包括类别树检索模块、关键字检索模块等子模块。对畜牧兽医教学资源按照专业、课程、岗位、培训、素材的结构进行分类存储,并做好关键字段的设计和确定,实现资源的统一管理,并能够实现按类别树、按关键字方式进行全文检索,提高资源的有效利用率。

3 畜牧兽医教学资源库平台的有效应用

畜牧兽医教学资源库平台是网络教学的载体

为了促进教学改革,提高教学质量,实现师生的网络化教学,学校部署了畜牧兽医教学资源库平台,并出台了相关的网络教学改革方案,督促14个教学院系使用畜牧兽医教学资源库平台进行了网络教学,网络教学数据统计如图2所示。全校利用平台共建立网络课程422门,总访问量469329人次,使用平台进行网络教学的教师总数是428人,占总教师总人数的59%,使用平台进行在线学习的学生人数为10577人,占总学生人数的。平台的数据统计功能,可以统计教师的各种教学活动数据并加以分析,对教师的教学过程进行管理和考评,还可以统计学生的各种学习行为和活动数据对学生的学习过程进行管理和考评。

畜牧兽医教学资源库平台是教学资源的优秀展示平台

为了提高教师的教学水平和教学质量,学校利用平台组织了的河南牧业经济学院“海润杯”教学技能竞赛,46名老师参加了比赛,并利用平台上传了优质的教学资源,全校师生可以通过平台对优质的教学资源进行观摩学习;学校利用平台完成了27门教学改革试点课程的立项工作,并利用平台进行网络教学;学校还利用平台对参加全国微课比赛的38门优秀的微课课程作品展示、选拔,全校师生可以通过平台对微课课程进行在线学习。

畜牧兽医教学资源库平台可以促进教学改革,实现资源共享

畜牧兽医教学资源库平台可以促进主动式、协作式、研究型、自主型学习,形成开放、高效的新型教学模式的重要途径,是示范性院校展示和推广本校教学改革成果的重要平台。教学资源库建设平台以资源共建共享为目的,以创建精品资源和进行网络教学为核心,搭建由专业资源库、课程资源库、岗位资源库、培训资源库、素材资源库五大资源库组成的畜牧兽医教学资源库平台,共上传各类教学资源6TB,建立网络课程422门,“海润杯”教学竞赛优质课程46门,教改立项课程27门,微课课程38门,面向海量资源处理,集资源分布式存储、资源管理、资源评价、知识管理为一体的资源管理平台。实现资源的快速上传、检索、归档并运用到教学中,实现优质资源的共建共享。

畜牧兽医教学资源库平台可以满足不同人员的个性化学习、发展需求

畜牧兽医教学资源库平台中的培训资源库提供了师资培训、岗位技能培训、创业创新培训、职业资格认证培训、技能大赛培训等功能为畜牧兽医师资水平提高、大学生创新创业、企业员工职业职格认定、提高行业水平、加强校企合作交流提供了重要平台,满足了教师、学生、企业员工、社会学习者等人员的教学需求、职业发展需求、终身学习需求和个性化学习需求。学校成立了大学生创业孵化园,平台的就业中心中有大学生创业孵化园的各类新成立公司的信息,吸引毕业学生和社会人员创建新公司18个,为150多人解决了就业问题,学校先后组织各类畜牧兽医技能培训10余次,为800多毕业学生和社会人员提供了专业技能培训和岗位培训。

4 结束语

畜牧兽医教学资源库平台的建设是一个循序渐进、不断更新完善的系统工程。畜牧兽医教学资源库平台的建设,能够整合畜牧类的优质资源,突出畜牧兽医专业的优势,将优质资源共享给社会,提供自主学习的平台,为推进中原经济区建设,培养畜牧兽医类人才做出重要贡献。

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dsp与生物医学论文4000字

生物材料学作为生命科学和材料科学的前沿性交叉学科,更是优先发展的重点。生物功能材料专业正是根据社会发展的需要,特别是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的 。生物医用材料的分类生物材料应用广泛,品种很多,有不同的分类方法。通常是按材料属性分为:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等)、天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等)、金属与合金材料(如钦金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)、复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等)。根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换。生物医用材料由于直接用于人体或与人体健康密切相关,对其使用有严格要求。首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。其次,要求耐生物老化。即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,耍求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断。还要求物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料,其要求各有侧重。 常用的医学生物材料 一、医用硅橡胶 医用硅橡胶(silicone rubber)是美容外科中应用较广的生物材料(组织代用品).它是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷。 二、人工骨 随着生物医学和材料的发展,各种人工制备的生物材料植入骨内替代骨移植,临床应用效果好.这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,对骨形成具有明显的诱导作用,被泛称为人工骨(artificial bone)。 一般而言,临床医学对生物医学材料有以下基本的要求:无毒性,不致癌,不致畸,不引起人体细胞的突变和组织细胞的反应;与人体组织相容性好,不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象;化学性质稳定,抗体液、血液及酶的作用;具有与天然组织相适应的物理机械特性;针对不同的使用目的具有特定的功能。物质属性分类根据物质属性,生物医学材料大致可以分为以下几种: 1、生物医学金属材料(biomedical metallic materials)医用金属材料是作为生物医学材料的金属或合金,具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是临床应用最广泛的承力植入材料,主要有钻合金(co-cr-ni)、钛合金(ti-6a1-4v)和不锈钢的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性,能够用于矫形外科、心血管外科。 2、生物医学高分子材料(biomedical polymer)生物医学高分子材料有天然的和合成的两种,发展得最快的是合成高分子医用材料。通过分子设计,可以获得很多具有良好物理机械性和生物相容性的生物材料。其中软性材料常用来作为人体软组织如血管、食道和指关节等的代用品;合成的硬材料可以用来作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用来作注入式组织修补材料。 3、生物医学无机非金属材料或生物陶瓷(biomedical ceramics)生物陶瓷这类医用材料化学性质稳定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类。(1)惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳素材料等)。这类材料具有较高的强度,耐磨性能良好,分子中的键力较强。(2)生物活性陶瓷(如羟基磷灰石和生物活性玻璃等),这类材料具有能在生理环境中逐步降解和吸收,或与生物机体形成稳定的化学键结合的特性,因而具有极为广阔的发展前景。 4、生物医学复合材料(biomedical composites)生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。其中钻合金和聚乙烯组织的假体常用作关节材料;碳-钛合成材料是临床应用良好的人工股骨头;高分子材料与生物高分子(如酶、抗源、抗体和激素等)结合可以作为生物传感器。 5、生物医学衍生材料(biomedical derived materials)生物衍生材料是经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料,经过处理的生物衍生材料是无生物活力的材料,但是由于具有类似天然组织的构型和功能,在人体组织的修复和替换中具有重要作用,主要用作皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。编辑本段应用广泛,增长迅速生物医学材料应用广泛,仅高分子材料,全世界在医学上应用的就有90多个品种、1800余种制品,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%~20%的速度增长。随着现代科学技术的发展尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛。表1列举了生物医用材料的一些典型应用,其应用之广泛可见一斑。编辑本段生物医学材料发展的主要动力生物医学材料得以迅猛发展的主要动力来自人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。人口老龄化进程的加速和人类对健康与长寿的追求,激发了对生物材料的需求。作为世界人口最多的国家,中国已进入老龄化国家行列,生物材料的市场潜力将更加巨大。 生活节奏的加快、活动空间的扩展和饮食结构的变化等因素,使创伤成为一个严重的社会问题。我国创伤住院年增长率达,高居住院人数第2位。美国1998年用于骨骼-肌肉系统损伤患者的治疗费高达1280亿美元,仅骨缺损患者就达123万,其中80%需用生物医学材料治疗。在全球,心脑血管疾病、各种癌症、艾滋病、糖尿病、老年痴呆症等发病率逐年增加,急需用于诊断、治疗和修复的生物材料。 随着生物技术的发展,不同学科的科学家进行了广泛合作,从而使制造具有完全生物功能的人工器官展示出美好的前景。人体组织和器宫的修复,将从简单的利用器械机械固定发展到再生和重建有生命的人体组织和器宫;从短寿命的组织和器官的修复发展至永久性的修复和替换。这一医学革命(特别是外科学),对生命利学和材料等相关学科的发展提出了诸多需求,对生物医学材料的发展产生了重要的促进作用。发展我国生物医学材料的建议生物医用材料学生物医用材料是材料科学与工程的重要分支,其最大特点是学科交叉广泛、应用潜力巨大、挑战性强。随着新材料、新技术、新应用的不断涌现,吸引了许多科学家投人这一领域的研究,成为当今材料学研究最活跃的领域之一。在我国,生物医学材料的研究虽然取得一些令人瞩目的成果,但整体水平不高,跟踪研究多,源头创新少。在产业化方面,生物医学材料及其制品占世界市场的份额不足2%,主要依靠进口,产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。结合我国国情和学科发展趋势,按照"有所为,有所不为,重点突破"的原则,我们建议,应在五个方面开展重点研究。 一是生物结构和生物功能的设计和构建原理研究。着重研究具有诱导组织再生的骨、软骨及肌腱等基底材料和框架结构的设计及其仿生装配; 二是表面/界面过程-材料与机体之间的相互作用机制研究。从细胞和分子水平深入研究材料与特定细胞、组织之间的表面/界面作用,揭示影响生物相容性的因素及本质。 三是生物导向性及生物活性物质的控释机理研究。研究可自控或靶向释放蛋白、基因等特异性生物活性物质的材料的设计以及生物导向性原理;用于组织细胞和基因治疗的半渗透聚合物膜的设计、自装配及特异性细胞密封技术; 四是生物降解/吸收的调控机制研究。研究生物降解/吸收材料的分子结构和生物环境对其降解的影响、降解/吸收速度的调控、降解/吸收及代谢机制,以及降解产物对机体的影响。其目标是为组织工程化人工器官生物材料及药物控释材料的自成、改性方法提供理论基础,实现材料参与生命过程和构建生命组织的目的。 五是材料的制备方法学和质量控制体系研究。主要研究生物医用材料及修复体的计算机辅助设计; 通过上述研究的开展,将使我国生物材料的研究水平有较大提高,为我国生物医用材料科学及其产业的发展奠定坚实的基础。编辑本段意义生物医用材料为挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献,当前正面临重大突破。我国加入 WTO后,生物医用材料产业将面临更大的挑战和更多的机遇,生物材料科学工作者任重而道远。我们相信,在国家的大力支持下,跨部门、跨学科通力合作,通过走自力更生与技术引进相结合的发展之路,在生物材料组织工程化、分子设计、仿生模拟、智能化药物控释等方面重点投人,生物医用材料必将为全面提高人们的生活水乎,造福人类做出更大的贡献。

浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物 大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识,就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现,就没有遗传传达传递的中心法则,也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基,多分子复和体结构研究。同时,过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态(时间统计)的结构分析开始进入动态(时间分辨)的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能,而“结构与功能”又强调“动力学(Dynamics)”,即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系,以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题,它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能,是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠,尤其是折叠早期过程,即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题,在这一领域中,近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中,X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上,Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出,NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学,即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程,其中包括主链和侧链的运动,以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构,而是更加关注结构的涨落和运动。例如,运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象,结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏,因此需要把光谱学,波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡,构象改变和改变过程中形成的多种中间态,又如,为了了解蛋白质是如何折叠的,就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制,包括二级结构(螺旋和折叠)的形成,卷曲,长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程,如快速核磁共振,快速光谱技术(荧光,远紫外和近紫外圆二色)。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠,形成了自组装(self-assembly)的主导学说,因此,在研究新生肽段的折叠时,就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内,用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型,并认为细胞中新合成的多肽链,不需要别的分子的帮助,不需要额外能量的补充,就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年,邹承鲁明确指出,新生肽段的折叠在合成早期业已开始,而不是合成完后才开始进行,随着肽段的延伸同时折叠,又不断进行构象的调整,先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠,而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此,在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样,三维结构的形成是一个同时进行着的,协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白,分子伴侣(Molecularchaperone)的发现,以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出,说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的,而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构,除了共价的肽键和二硫键,还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构,他们常常是一些疏水表面,它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子,甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说,每一步折叠都是正确的,充分的,必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程,为了提高蛋白质生物合成的效率的,应该有帮助正确途径的竞争机制,分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的,与之结合,生成复和物,从而防止这些表面之间过早的相互作用,阻止不正确的非功能的折叠途径,抑制不可逆聚合物产生,这样必然促进折叠向正确方向进行。(从哲学的观点说,似乎很容易驳斥自组装学说,它违背了矛盾的普遍性原理,试想,如果蛋白质的每一步折叠均是正确的,充分的,必要的,岂不是在无任何矛盾的前提下,完成了复杂的最稳定构象的形成,即完成了由量变到质变的伟大飞跃,从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白,这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想,生物进化的过程本来就充满着不定向的变异,这些变异中有适应环境的,也有不适应环境的,“物竞天择”,自然的选择淘汰了那些不适应的,保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗?我想,蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因,实际上,多肽链在形成活性蛋白的每一步,都有潜在的可能形成“不正确”的折叠,如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用,多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。) 三,分子伴侣的作用机制 分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别,结合,又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性,如一些分子内分子伴侣,还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶,有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的,与酯酶的基因LipA只隔3个碱基,可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高,它是怎样识别需要它帮助的对象的呢?现在只能说分子伴侣识别非天然构象,而不去理会天然的构象。由于在天然分子中,疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核,去折叠后就可能暴露出来,或者在新生肽段的折叠过程中,会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面,因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合,如硫氰酸酶(Rhodanese)分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。 最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣,用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性,结果发现,Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强,Hy最多的是Trp、Leu、Phe,即较大的疏水残基。一般来说,2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构(moltenglobule)。另一方面,分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如,PapD的晶体结构表明,多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中,约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。 分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构,用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构(cagemodel),推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基,甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段,已经不能再组装成十四体结构,都有确定的分子伴侣功能。由此,我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位,也就是说,该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合,而其余部位起识别作用,就像一个探测器一样,整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上,以旋进方式再多肽链的链体上运动,一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构,经信号转导,多聚体的结合部位便与之结合,生成复合物,抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想,是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动,我并没有相应的根据,只是觉得这应该是一个动态过程,因此作了一番狂妄的假想,另外,我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构,看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段,或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何,也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。 以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”,DNA分子伴侣,这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中,DNA分子包围在蛋白质分子的表面,既是高度有序的,又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录,复制以及重组都十分重要;或如在核小体中,对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性,必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构,分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲,从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的,可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此,不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣,都与DNA和蛋白的相互作用有关,与基因调控有关,看来,分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。 四、分子伴侣和酶的区别 与分子伴侣不同,以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个,一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase,PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase,PPI)。以PDI为例,众所周知,蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关,对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内,含量丰富,催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时,它是目前发现的最为突出的多功能蛋白,除了二硫键的异构酶的基本功能外,它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基,还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中,最引人注目的还是它有与多肽结合的能力,可以结合具有不同序列,长度和电荷分布的肽,特异性较低,主要是与肽的主链相作用,但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义,一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白,但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法,认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。 蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基,首先通过肽链一定程度的折叠,才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程,而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面,蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力,在内质网中以极高的浓度存在,又是是一个钙结合蛋白,是一个能被磷酸化的蛋白,这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的,或部分折叠的肽段的结合,阻止错误的折叠途径,促进正确的中间物生成,帮助肽链折叠是相应的巯基配对,从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥,而是密切相关,协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间,大概不应该,也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应,分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合,从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径,促使其向正确的折叠方向反应,这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看,抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以,我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合,有效的提高它的复性效率,与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。 五、分子伴侣的结构 目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是的PapD,帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域,即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构,象两个圆形中空的面包圈叠在一起,用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。 六、分子伴侣研究的实际应用 分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识,同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用,它的突变和损伤也必定会引起疾病,因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面,利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率,也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编,面向21世纪生命科学发展前沿,广东科技出版社,1996年11月第一版:93-104页 2.郝柏林刘寄星主编,理论物理与生命科学,上海科学技术出版社,1997年12月第一版:29-58页 3.中国生物物理代表团,从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势,生物物理学报,1999年第十五卷第四期:826-827页

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物联网医学论文

物联网就是物物相连的网络,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。下面是我精心推荐的关于物联网技术的论文,希望你能有所感触!

【摘 要】物联网就是物物相连的网络,人与人、人与物、物与物都互联成网。物联网技术是当今的前沿技术,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。物联网技术目前处于起步阶段,但各国都十分重视并作为战略产业来研究和发展。本文从物联网的由来、物联网的特征、物联网的类型、物联网的组成等四个方面来探讨物联网技术。

【关键词】物联网;特征;组成;关键技术

一、物联网的由来

物联网的概念最早于1995年出现在比尔盖茨的《未来之路》书中,在该书中比尔盖茨已经提及了Internet of Things的概念,只是当时并没有引起人们的重视。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了当时称为EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国麻省理工学院首先明确提出了“物联网”的概念,提出了物联网就是将所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连,能实现智能化识别和管理的网络。2005年11月,国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会峰会上发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。

2009年11月,温家宝发表了《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,“我国要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”,从而物联网作为我国的新兴战略产业。

物联网就是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、传感设备和无线通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”; 即英文名称为“Internet of Things”,简称IOT。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID等技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。

二、物联网的特征

(1)网络化:网络化是物联网的基础。不论是有线、无线还是专网来传输信息,都必须依靠网络,而且必须与互联网相连,这样才能形成完全意义上的物联网。(2)互联化:物联网是一个包含多种网络、接入、应用技术的大集成,也是一个让人与人、人与物、物与物之间进行交流的平台;与互联网相比,物联网具备更强的开放性,应能够随时接纳新设备、提供新的服务与应用,即物联网具备自组织、自适应能力。(3)物联化:计算机和计算机连接成互联网,实现人与人之间交流。而物联网是实现人物相连、物物相连,通过在物体上安装传感器或微型感应芯片,借助计算机网络,让人和物体进行“对话”和“交流”。(4)感知化:物联网离不开传感设备。射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,正如视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网必不可少的关键设备。(5)自动化:物联网通过传感器设备自动采集数据;根据事先设定的处理规则,利用软件自动处理采集到的数据;自动地进行数据交换和通信;对物体实行自动监控和自动管理。一般无需人为的干预。(6)智能化:物联网融合了计算机网络技术、无线通信技术,微处理技术和传感器技术等,从它的“自动化”、“感知化”等特点,已能说明它能代表人、代替人“对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜”,智能化是其综合能力的表现。

三、物联网的组成

物联网主要包括以下几个子系统,有些物联网可能只包括了这些子系统中的一部分。

(1)电信网络:物联网的信息传送与日常使用的文字、语音、图片、图像传输相比,有其独特的地方,物联网中的信息传输大多是小数据量和特大数据量的传输。小到每月只发送几bit,如电力抄表;大到持续发送大幅图像,如交通监控,而中等数据量的信息传送却不多见。这就对通信网络提出了新的要求,需要推出新的通信标准和新的接入技术,以适应物联网各种通信的需要,实现物联网的高效通信。现有的通信网络主要有电缆、光纤、无线电、微波、卫星、蓝牙、红外、WiFi、移动通信等。(2)传感器:传感器可以把一些物理量的变化变为电信号的变化,收集信息,做出响应。例如麦克风和喇叭就是一对语音传感器。传感器可以是声、光、电、重量、密度、硬度、湿度、温度、压力、震动、速度、图像、语音等。(3)电子标签:电子标签用来标识物联网中的各物体。现有的电子标签主要有RFID、条形码、二维码、IC卡、磁卡等。(4)数据处理:物联网通过传感设备所采集到的数据,必须经过计算机软件进行处理,才能满足用户不同的需求,实现各种目的。这些数据处理往往包括汇总求和、统计分析、阀值判断、数据挖掘和各种专业计算等。(5)报警系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接报警或者经过计算机软件处理后报警,报警形式主要有声、光、电(电话、短信)等。(6)显示系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接显示或是经过计算机软件处理后显示出来,常见的显示形式有文字、数字、图形、表格等。

四、物联网的关键技术

(1)感知与标识技术

感知和标识技术,负责采集现实中发生的事件和数据,实现外部信息的感知和识别,是物联网的基础,如传感器、无线定位、射频识别(高频、超高频)、二维码等。

(2)网络与通信技术

网络是物联网数据传递和服务支撑的最重要基础设施,通过人物互联、物物互联,实现感知信息高可靠性、高速度、高安全地传送。物联网的实现涉及到近通信技术和远程通信技术。近距离通信技术主要涉及RFID,蓝牙等,远程通信技术主要涉及互联网的组网、网关等技术。包括短距离无线通讯(zigbee、蓝牙、WiFi等), 低功耗无线网络技术,远程网络、多网络融合等。

(3)计算与服务技术

海量感知信息的计算与处理是物联网的最重要支撑,服务和应用则是物联网的最终价值体现。

海量感知信息的计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大问题之一。需要攻克海量感知信息的数据挖掘、、数据融合、高效存储、并行处理、知识发现等关键技术,研究物联网“云计算”中的虚拟化、智能化、分布式计算和网格计算等技术。其核心是采用云计算技术实现信息存储和计算能力的分布式处理和共享,为海量信息的高效利用提供技术支撑和保障。

服务计算。物联网的发展必须以应用为导向,在“物联网”中,服务的内涵得到了革命性的扩展,不断涌现出大量的新型应用将导致物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,面临着许多机遇,如果仍然沿用传统的技术路线势必制约物联网应用的创新。为了适应未来应用环境的变化和服务模式的变化,必须研究针对不同应用需求的标准化、开放式的应用支撑环境和服务体系结构以及面向服务的计算技术等。

(4)管理与支撑技术

随着物联网应用以及网络规模的扩大、支撑业务的多化化复杂化和服务质量的高要求,影响物联网正常稳定高效运行因素的越来越多,管理与支撑技术是保证物联网“安全高效可控”的关键,包括测量分析、网络管理、物联网标准和安全保障等方面。必须研究新的高效的物联网管理模型与关键技术,用来保证网络系统正常高效稳定的运行。

参考文献:

[1]物联网导论(第二版),刘云浩主编,2013年8月,科学出版社

[2]物联网基础及应用,王汝林主编,2011年10月,清华大学出版社

[3]物联网技术导论,张飞舟主编,2010年6月,电子工业出版社

[4]物联网的由来与发展趋势, 吕廷杰, 2010年4月,信息通信技术

点击下页还有更多>>>关于物联网技术的论文二:物联网技术及其应用

摘要:物联网作为一种新的网络形式,相关理论研究和实践应用正在探索过程中.本文介绍了物联网的概念,给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用服务层的物联网四层体系架构,最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和挑战. 关键词:物联网,RFID 一、概念 物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络. 欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础.基于标准的和互操作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去.” 本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物.“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联.”[2]传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度.在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到.进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态.对于一个真实的事物,其所需的各种应用与操作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作,即达到目的. 这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime, any place, anyone, anything)[3]连接.虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源.真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史. 二、体系架构 目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统.EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成.UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成.EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远. 美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过INSTRUMENTED,INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球.在文献基础上,本文提出了物联网体系架构. 1、智能物体层:通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知.同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力. 2、数据传输层:以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理. 3、信息关联层:通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界. 4、应用服务层:从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用.如智能交通、智能电网、智能医疗等等. 需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制. 在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网.而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的.若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护.因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定. 三、面临的挑战 1、统一标准 物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去.由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议.现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键. 2、安全、隐私 在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合.人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击.安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题.因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善. 参考文献 1. Commission, ., Internet of things Strategic Research Roadmap. 2009. 2. CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things. . 2010. 3. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things. 2005, ITU.

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