电子信息技术在物联网的作用

前言

2018年10月20日，世界物联网大会在中国国家会议中心开幕。在开幕式上，中国工程院院士邬贺铨发表了主题为“工业物联网支撑技术”的演讲。在演讲中，邬院士提到了物联网的发展现状和未来展望，他说，物联网、大数据等新兴科技即将为人类带来新一轮技术革命和产业升级，机遇和挑战并存。根据权威机构发表的预测，两年后的2020年，全球物联网产业的产值即将达到1500亿美元以上，物联网在工业4.0时代备受瞩目。物联网的支撑技术包括大数据和云计算、信息安全、人工智能（AI）、5G通信网络等新兴互联网和通信技术。在工业物联网领域，与先进制造、工业机器人和工业自动化等技术的交叉融合也必不可少。邬院士的演讲中，提到了物联网的应用，包括制造业、物流业、供应链、设备维护、仓储、售前售后服务等细分领域，物联网在其中起到了定位追踪、远程监测、移动管理等作用。电子信息技术是物联网最核心的技术之一，电子信息与物联网的结合诞生了很有价值的应用场景。近年来，物联网结合电子信息技术丰富了自身技术内涵，电子信息技术借助物联网获得了新的应用场景，两者相互促进、共同发展。本文将此进行分析阐述。

1电子信息技术简介

伴随着第三次工业革命，人类的发展历程进入信息时代，而这其中的最核心技术变革之一就是电子信息技术的崛起。近几十年来，电子信息技术已经随着通信设备、个人电脑等消费电子产品进入千家万户，在工业领域也开辟了自动化生产、智能物流等提升生产效率的新场景。电子信息技术的主要组成部分包括：传感器、嵌入式系统、通信技术、数字控制等。电子信息技术的进步，使得人类社会的生产力得到了极大地提升，使得人类文明进入飞速发展时期。下面对传感器、嵌入式系统、通信技术这三项电子信息技术做简单介绍：

1.1传感器

传感器是电子信息技术最重要的检测装置，能感知力、温度、光、声等形式的信号并按照既定的规律转化为电信号的形式输出，来完成信息的传递、运算、存储等目的。按照工作原理进行划分，可分为压电传感器、光电传感器、霍尔传感器、电磁传感器等；按照用途进行划分，有避障传感器、测距传感器、位移传感器、加速度计等。传感器是否灵敏很大程度上决定了电子信息技术的上限。

1.2嵌入式系统

所谓“嵌入式系统”，是指一种完全嵌入受控设备之内，预存特定程序、适用于特定场景的专属计算机系统，主要作用是控制、监控、辅助工业设备或者工厂机器。和个人电脑（PC）相比，嵌入式系统往往执行特定的某些任务，这些任务在设计之初就被预置在嵌入式系统内部。正是由于这种“专一性”，嵌入式系统的设计人员可针对其尺寸、成本、硬件设计等方面进行优化，进而实现效率的最大化。嵌入式系统在工业生产的需求量非常大，因此往往具有大量的生产需求，因此单个成本的节约显得尤为重要。在实际生活中，所有具有数字接口的设备，如洗衣机、热水器、单反相机、电子表等，绝大多数嵌入式系统并不包含操作系统，只通过单个程序来实现对设备的控制。

1.3通信技术

通信技术，又称通信工程技术或者信息工程，是电子信息技术的又一重要分支，也是各大工程院校均开设的一门基础学科。通信工程主要关注通信过程中的信息传输形式和信号处理方式。主要原理是将电磁波、无线电、光波、声波等物理波的脉冲信号从发射端传输到单一或者多个接收端。传出过程中不可避免地会产生功率损耗，因此接收端能否准确接受信息并辨认，主要取决于功率损耗的大小。过滤、编码、解码等环节是信号处理的基本步骤。数字信号处理是通信工程的重要技术手段，具有抗干扰能力强、便于存储、控制、运算等优势，是当代通信工程最主要的信号处理方式，在通讯、消费电子、物联网等领域应用十分广泛。

2物联网简介

2.1物联网的定义

1999年，“物联网”一词首次被公开提出，彼时关于物联网的定义为：通过RFID（射频识别）、红外线感应、GPS定位、激光扫描仪等信息感应设备，按照既定的协议将物体和互联网进行信息交换和通信，来实现智能化识别物体、定位物体、追溯物体、监管物体的目标。顾名思义，物联网是指物与物相连的互联网技术，是新时代信息技术的重要组成部分。物联网的含义分为两个层次：①物联网离不开互联网，互联网技术是实现物与物相连的基础和核心，物联网是互联网的延伸和拓展；②物联网的“用户”不仅仅是人类，而是生活、生产中各种各样的物体，物联网的愿景是实现物体与物体之间的“沟通”，即信息交换，又谓之“物物相息”。物联网是当今最具备尖端科技属性的概念，基于互联网、通信网等传统信息载体，使得所有物理对象能被独立寻址并在网络上互联互通。智能、先进、互联则是物联网三个最主要的特征。

2.2发展历程

物联网的发展历程并不长，只有短短二十年的时间。但是伴随着大数据、人工智能、云计算等前沿互联网技术的崛起，物联网的发展始终处于快车道，近年来更是随着“工业4.0”、“智慧城市”等国家发展新常态的提出而发展愈加迅猛。

3电子信息技术在物联网领域的应用

3.1线上订货

电子订货系统是电子信息技术应用于物联网的一个典型案例。其主要工作原理为：企业通过订货终端进行订货，此终端通过互联网将买卖双方连接。该方式既能节约企业的订货成本，对卖方的销售成本的降低和销售效率的提高也大有裨益。近年来，4G通信网络（包含未来的5G网络）的建设日臻完善，使得线上订货系统从PC端向移动端发展，强大的通信网络支撑使得线上订货通过手机即可完成，对采购、物流行业效率的提升大有裨益。电子订货系统具有安全、高效、精细化等特征。首先是安全性：互联网信息安全近年来已经得到了质的飞跃，电子订货系统内置了保护程序来确保用户的信息不被泄露、整个交易过程不受攻击。其次是高效性，电子订货系统省去了线下的选购、定价等环节，可实现“一键订购”的高效率，为提高生产效率提供了保障。精细化：电子订货系统可根据客户以往的订货习惯和订货的周期性，及时提供补货通知和新款推荐，创建精细化采购的模式。

3.2智能运输网络

智能运输网络旨在为货物提供运输过程中的全程监控。其优势在于增强了运输载体（货车等）和买卖双方的交流，来实时监控整个运输过程。智能运输网络的建设包括交通网络建设、导航系统建设、车辆运输系统的搭建。温度传感器、湿度传感器等环境感知传感器可收集货物运输过程中的环境数据，将数据输入内置的嵌入式系统，进行分析后可判断路途中的环境变化，包括路况、天气等，还可以根据收集到的数据给出最佳路线、送货优先级等提高效率的信息。同时可以监控商品的安全，防止货物丢失，降低破损率。

3.3基于条形码的货品识别技术

条形码货物识别是一种先进的电子识别技术。通过购买、装载、运输过程中的条形码识别，可以让商品信息传递到客户端。将信息转化成条形码（或者二维码）的本质目的是将信息高效传递。利用条形码线条的宽度不同和间隔不同，来一一对应一个或者一类商品，条形码的唯一性确保了与之对应的商品是独一无二的，类似于商品的“身份证”。条形码识别技术的理论基础是信息论。随着计算机科学和电子信息的发展，条形码识别已经从单一的“识别身份”升级集编码、识别、数据搜集和数据处理为一体的整体解决方案。

4结束语

电子信息技术是21世纪最重要的技术种类之一，其中传感器技术、嵌入式系统和通信技术在人类的生产、生活中起到了不可替代的作用。而物联网这一新兴概念虽然只有二十年的历史，但其发展势头迅猛，中国和美国先后将发展物联网确定为部级战略、谷歌、苹果等科技巨头纷纷了自家的物联网产品就是最好的佐证。目前，电子信息技术在物联网领域的应用主要集中在通过通信技术实现线上订货，通过互联网和大数据分析来实现智能运输，通过条形码技术实现货物的识别和追踪，真正的“物物相息”任重道远，需等到电子信息和计算机科学的发展由量变产生质变。