电子信息技术在物联网中的应用实践思考.pdf

148 Vol.40,No.2February,2024第 40 卷第 2 期2024 年 2 月IT REPORT0 引言随着科学技术的发展，物联网技术正在深刻改变人类生产生活方式。物联网的核心是电子信息技术，这种技术的应用实践对推进物联网建设意义重大。但是电子信息技术在物联网应用中也存在一些问题。为此，需要对电子信息技术在物联网中的应用实践进行深入研究，以加快物联网技术创新和产业发展。本研究选题具有重要电子信息技术在物联网中的应用实践思考曾月霞（郓城县民政局，山东菏泽274700）摘要：物联网是当今科技发展的重要领域，其核心是电子信息技术的广泛应用。本文旨在深入分析电子信息技术在物联网中的应用现状及存在的问题，并探讨解决方案，以推进物联网技术的创新发展。文章首先介绍了电子信息技术的三大主要特征：数字化、智能化和网络化，这些特征赋予电子信息系统强大的信息处理、智能决策和资源共享能力。随后重点阐述了电子信息技术在物联网智能传感与数据采集、网络互联互通、安全防护等环节的应用实践，指出了相关的技术挑战。文章进一步分析了电子信息技术在智能家居、车联网、智慧医疗、智慧城市、工业物联网、智慧农业等物联网应用场景中的具体作用，展现了电子信息技术对提高生产效率、改善生活质量的促进作用。关键词：电子信息技术；物联网；应用实践；问题；对策中图分类号：TN711文献标志码：A文章编号：1672-4739（2024）02-0148-03The Application of Electronic Information Technology in the Internet of ThingsZENG Yuexia（Yuncheng County Civil Affairs Bureau,Heze 274700,China）Abstract：The Internet of Things is an important field in the development of science and technology today,and its core is the wide application of electronic information technology.This paper aims to deeply analyze the current situation and existing problems of the application of electronic information technology in the Internet of Things,and explore solutions to promote the innovative development of the Internet of Things technology.The paper first introduces the three main characteristics of electronic information technology:digitalization,intelligence and networking,which give the electronic information system powerful information processing,intelligent decision-making and resource sharing capabilities.Subsequently,the application practice of electronic information technology in intelligent sensing and data acquisition,network interconnection,security protection and other links of the Internet of Things is expounded,and the relevant technical challenges are pointed out.This paper further analyzes the specific role of electronic information technology in the application scenarios of smart home,Internet of Vehicles,smart medical care,smart city,industrial Internet of Things,smart agriculture and other application scenarios of the Internet of Things,and shows the promoting role of electronic information technology in improving production efficiency and improving the quality of life.Keywords：electronic information technology；Internet of things；application practice；problems；countermeasures的现实意义1。1 电子信息技术的主要特征1.1 数字化数字化是将模拟信息转换为数字信号的过程，利用二进制编码表示和处理信息。在电子信息技术中，各种模拟信号如声音、图像、视频等都可以通过模数转换器（ADC）转换为数字信号。数字信号具有抗噪声干扰能力强、传输损耗小等优点，有利于信息的存储和传输。数字化使得音视频媒体、通信等领域的信息处理更加高效可靠。数字化技术的核心是采样和量化技术。采样是按照一定的时间间隔对模拟信号进行采样，量化则是将每个采样值映射到有收稿日期：2024-01-16作者简介：曾月霞（1976.07-），女，汉族，山东郓城人，本科，研究方向：电子信息类研究。149 Vol.40,No.2February,2024第 40 卷第 2 期2024 年 2 月IT REPORT限的数字量化级。通过调整采样率和量化精度，可以在信息保真度和存储空间之间进行权衡。除此之外，数字信号处理（DSP）技术是数字化的重要组成部分，它利用数字信号处理芯片和算法对数字信号进行滤波、编码、调制等运算处理，广泛应用于通信、语音识别、图像处理等领域2。1.2 智能化通过将人工智能技术融入电子系统中，赋予其一定的智能功能，实现自主决策、自动控制等目标。机器学习是实现智能化的关键技术之一。电子系统可以基于神经网络、遗传算法等机器学习算法，通过对海量数据的学习训练，掌握事物的内在规律，进而具备模式识别、决策判断等智能。例如智能语音助手通过深度学习实现了语音识别和自然语言处理。专家系统则通过向计算机系统输入人类专家的经验知识，使其具备一定领域的推理和判断能力。而模糊逻辑、粗糙集等技术也为复杂系统的智能化控制提供了有力支撑。随着新理论和新算法的不断涌现，智能化技术正在渗透到电子信息技术的方方面面，如智能家居、智能安防、智能交通等，极大提升了系统的自动化和智能化水平。1.3 网络化随着互联网、物联网等新兴信息通信技术的快速发展，网络化成为电子信息技术的又一显著特征3。网络将分散的电子设备、系统、服务资源等连接在一起，使其融为一体，最大限度发挥整体价值。在网络化的电子信息系统中，各组成部分通过有线或无线网络相互连接，共享计算和存储资源，协同工作。如云计算、云存储、云服务等概念的兴起，就是基于网络化的前提条件。网络化带来了诸多优势：一是系统具有较强的可扩展性，只需简单接入即可获取新的功能和资源；二是降低了系统复杂度，各子系统专注于自身功能，通过网络协作；三是提高了系统灵活性，支持远程控制、运维等操作。在现代电子信息系统中，网络技术无处不在。物联网感知层就是由众多节点设备互联而成，工业自动化系统也依赖诸如工业以太网等工业通信网络。5G、WiFi6 等新型无线通信技术为高速移动互联提供了保障。可以说，网络化是赋予电子信息系统 智能化 的重要驱动力。2 电子信息技术在物联网中的应用现状2.1 智能传感与数据采集在物联网环境中，电子信息技术被广泛应用于智能传感和数据采集。无线传感器网络利用先进的电子技术实现对环境参数如温度、湿度、压力、振动等的实时监测和数据收集。这些数据随后被发送到云端或边缘计算设备，经过处理和分析后为各种应用提供有价值的信息。农业物联网中，传感器可监测土壤湿度、作物生长状况等，为精准农业决策提供依据。工业物联网中，传感器网络对设备状态、工艺参数进行监控，实现预测性维护，避免突发故障导致的损失。此外，可穿戴设备和移动终端也广泛集成了微型化传感器，用于健康监测、人体运动跟踪等场景，为物联网应用拓展了全新领域。2.2 网络互联与数据处理电子信息技术在物联网中发挥着关键作用，保障海量设备的互联互通（interconnection 和 interoperability)。无线通信技术如蓝牙、WiFi、5G等使设备能够高效连接网络。物联网通信协议如 MQTT、CoAP 等，规范了不同制造商设备间的通信方式，实现了跨平台、跨网络的互操作性。在数据传输和共享方面，边缘计算技术使得数据可以就近汇总和处理，大幅减轻了网络带宽压力。大数据和云计算技术使海量物联网数据得以高效存储和深度分析利用。智能终端和人工智能技术则赋予物联网系统智能决策和自主控制的能力，无需过多人工干预。电子信息领域新技术的不断涌现4，将继续催生物联网创新应用，为实现万物互联贡献更多动能。2.3 全方位安全防护电子信息技术为物联网安全防护提供了坚实基础。物联网系统管理着大量敏感数据，面临着诸多安全风险，因此安全性能至关重要。硬件安全模块、芯片级可信执行环境等安全电子技术，为密钥存储、隐私计算等提供了硬件保护手段。高效加密算法和身份认证机制确保了数据传输和设备接入的安全性。安全协议如 DTLS 对通信信道提供端到端保护。安全操作系统如 Trusted Firm、OC-muNode等，在底层构建了可信赖的执行环境。另外，物联网大数据分析有助于检测安全异常，利用机器学习及时发现并遏制攻击行为。总之，电子信息技术从硬件、软件、算法多个层面全方位增强了物联网的抗风险能力，为可信物联网应用的健康发展保驾护航。3 电子信息技术在物联网中的应用3.1 智能家居控制系统智能家居控制系统是物联网在家庭生活中的一个重要应用。它通过将家用电器、安防设备、环境监控器等与互联网连接，实现对家居环境的智能管理和远程控制。例如，通过手机应用程序或语音助手，用户可以远程控制家里的灯光、空调、电视等家电，调节室内温度、湿度，监控门窗的开启状态。同时，系统还可以根据用户的生活习惯和能源使用情况，自动调节设备，优化能源利用效率，节约能源开支。另外，火灾、煤气泄漏等安全隐患也能够被系统及时检测并发出警报。智能家居控制系统的核心是物联网感知层的各种传感器、执行器，以及支撑的通信网络和云端控制平台。电子信息技术在这个系统中扮演着至关重要的角色，如信号采集、数据传输、远程控制指令下发等。3.2 车联网技术车联网是将汽车与移动互联网融合的一种新兴技术。它通过装载各种传感器、控制器等电子设备并连接网络，实现车辆运行状态的实时监测、车辆智能化控制、信息服务等多方面功能。车联网中应用的主要电子信息技术包括：车载传感器（如车速传感器、胎压监测等）采集车辆运行数据；车载导航系统根据云端路况信息规划最优行车路线；150 Vol.40,No.2February,2024第 40 卷第 2 期2024 年 2 月IT REPORT安全预警系统利用毫米波雷达等传感器检测危险因素并发出警报；车辆远程诊断系统能够对发动机、电路等部件的工作状态进行检测，并将故障信息发送至维修中心。此外，车载娱乐系统、车内 WIFI 等也依赖电子信息技术实现。随着 5G 等新技术的发展，未来车联网的应用前景将更加广阔，如自动驾驶、智慧物流等，都有赖于电子信息技术的大力支撑5。3.3 智慧医疗系统物联网为医疗卫生领域带来了智慧医疗的全新理念。通过部署各种智能化终端设备、应用电子信息技术，智慧医疗系统实现了医疗资源与服务的互联互通、患者与医护人员的信息融合，大大提高了医疗服务的质量和效率。例如，遥控手术机器人借助 5G 网络的低时延通信，使远程手术成为可能，克服地理环境的限制。可穿戴设备（如智能手环、贴片等）能够持续监测病人的生命体征数据，医生可以随时掌握患者的健康状况。在智慧医院的病房，采用物联网技术对环境温湿度、氧气浓度等因素进行检测和控制，并将患者的生理指标实时上传至医院信息平台。一旦发生异常，系统能及时拉响警报并通知护理人员。通过对医疗数据的大数据分析，智慧医疗系统还可以为临床诊断和治疗决策提供支持。物联网赋能医疗领域，但其安全性和隐私保护也受到高度重视。如何有效管理和使用海量医疗数据，对电子信息技术提出了新的挑战。3.4 智慧城市管理系统当前，越来越多城市正在借助物联网技术，建设智慧城市管理系统，提高城市治理的精细化水平。在这个系统中，电子信息技术扮演着关键性作用。智慧城市管理系统覆盖了诸如交通、环境、能源等多个领域。以交通管理为例，通过安装路侧单元（RSU)、车载单元（OBU）等物联网设备，可以及时获取道路交通流量、车辆速度、事故等信息。交通控制中心依据这些数据，结合视频监控画面、天气预报等数据源，利用人工智能算法分析路况，发布分流指令并控制交通信号灯，从而缓解交通拥堵。在环境监测方面，部署的各类传感器可对 PM2.5、噪音等污染因素实时监测，数据上传至云端进行分析处理，制定应对措施。此外，智慧城市管理系统还涉及照明路灯的智能控制、智慧停车等多项应用。电子信息技术为数据采集、传输、分析等环节提供了硬件和软件支持，是推动智慧城市发展的重要动力6。3.5 工业物联网应用工业物联网（IIoT）是将物联网技术应用于工业生产领域的一个重要发展方向。通过工业物联网，企业可以实现生产设备、产品加工流程的全方位感知与互联，显著提升工业生产的智能化和自动化水平。在工厂车间，各种传感器被安装在机器设备、生产线上，不间断采集设备的运行状态数据，对异常情况发出预警。生产过程的各种参数数据、质量检测数据会及时被采集和上传至云端系统，经大数据分析后为优化生产决策提供依据。利用工业物联网，企业能够全面掌控生产设备的能耗、使用率等信息，实现精细化管理，提高资源利用效率。另外，产品在物流、销售环节也可借助物联网技术实现全程溯源。电子信息技术为感知层的数据采集、系统集成、工控安全等环节提供了强大支撑。工业物联网的 PCPD 浪潮正在推动 工业 4.0 时代的到来。3.6 智慧农业应用智慧农业是现代农业发展的趋势，物联网技术在农业生产实践中发挥着重要作用。电子信息技术是保障智慧农业系统正常运转的基础。在智慧农场，电子传感器被广泛部署，对土壤湿度、温度、空气中的 CO2浓度等环境因素实施实时监测。农作物的生长数据也被及时采集并上传至云端分析系统。分析系统基于大数据算法和专家系统，对作物生长状况进行智能评估，并推送灌溉、施肥、防虫等精准作业方案。此外，利用电子技术可对农场周边环境进行监控，若发现有害生物入侵、气候异常等情况，系统能及时向工作人员发出警报。在存储和物流环节，通过Radio Frequency Identification(RFID）技术追踪农产品信息，确保食品质量安全。4 结束语电子信息技术在物联网中的应用前景广阔，能够带来生产效率提升、生活质量改善等重要效益。但是也需要解决技术标准、网络安全等问题。下一步，相关部门和企业要加大技术创新力度，完善标准体系，加强安全防护等，以推动电子信息技术在物联网领域的深入应用，助力经济社会发展。电子信息技术必将成为物联网建设的重要基石。参考文献：1 刘子源.电子信息技术在物联网中的应用路径研究J.产业创新研究,2023,(22):108-110.2王杰.电子信息技术在物联网中的应用研究J.信息记录材料,2023,24(04):92-94.3魏媛.电子信息技术在物联网中的应用J.甘肃科技纵横,2023,52(03):84-87.4王辉.电子信息技术在物联网中的应用实践思考J.现代工业经济和信息化,2022,12(11):132-133+136.5李红艳.电子信息技术在物联网中的应用路径探析J.产业创新研究,2022,(16):68-70.6李娜,周奕含.电子信息技术在物联网中的应用实践研究J.现代工业经济和信息化,2021,11(11):121-122.