電子信息技術的發(fā)展及其在無人機方面的應用

四川信息職業(yè)技術學院 黃超 車亞進 殷萬君 朱清溢

引言

隨著現(xiàn)代化進程的加快，電子信息技術廣泛應用于人們的生產生活中，尤其是計算機技術與傳感器技術的應用。無線通信、軍事、醫(yī)療、制造業(yè)、電力等行業(yè)的每一次進步和核心技術的突破都與電子信息技術分不開，不僅推動了許多領域科研的成功，更是為人民群眾的生活提供了最直接的便利。電子信息技術的高度發(fā)展與普及促使無人機這種原本是軍用設備的產品也能走進千家萬戶，逐漸轉變?yōu)榇蠹叶炷茉斍矣H身使用過的產品。

1 電子信息技術概述

1.1 電子信息技術概念

電子信息技術是利用計算機與傳感器等電子設備對數(shù)字、圖像、視頻等信息進行獲取、處理、傳輸、使用并儲存的技術。電子信息技術是以電子技術對信息進行處理，電子技術是處理?問題并達到目的的手段，信息處理是目的。故電子信息技術的發(fā)展可分為電子技術發(fā)展與信息技術發(fā)展，正是因為生產生活中出現(xiàn)了許多信息處理問題急需解決，故推動了電子技術的發(fā)展，從而形成了電子信息技術工程這個龐大的行業(yè)。

1.2 信息技術與電子技術的差異與融合

信息技術與電子技術既存在融合又存在差異，信息技術是指對文本、圖像、音頻等信息進行集中處理所使用方法技術的總稱，而電子技術是指以電子學為基礎，運用某些特定電器元器件對電路進行改造，以實現(xiàn)特定功能的技術，電子信息技術是以電子技術對信息進行處理，電子技術是處理問題并達到目的的手段，信息處理是目的。由信息技術與電子技術結合而成的電子信息技術比兩者都遠要強大，以傳感器為感官器官，將電路中的電信號作為神經信號，傳遞至作為大腦的計算機端進行處理，使信息處理更高效、更準確。

2 電子信息技術發(fā)展歷程

2.1 信息技術的發(fā)展

信息技術簡單來說就是人們通過口述、文本記載、壁畫、刻字等手段留下信息的技術，可以追溯到五千年前出現(xiàn)人類文明的那一刻，這便是信息技術的最原始形態(tài)，但在計算機普及前，人們的信息收集及處理技術依舊停留在文本記載階段，直到電子計算機的問世。隨著人們的生產生活活動越發(fā)豐富且復雜，信息種類及數(shù)量也在隨之急劇增大，尤其是覆蓋面極廣的電網系統(tǒng)，每天需要處理海量的信息，傳統(tǒng)的信息處理方式顯然已不適用于目前的工作，因此信息工程技術與云數(shù)據處理被廣泛應用。

2.2 電子技術的發(fā)展

電子技術的萌芽可以追溯到十九世紀末，經歷了發(fā)光二極管、三極管、集成電路的時代，逐漸演變成現(xiàn)在的全球信息化，電子信息產業(yè)結構朝著科技經濟一體化發(fā)展。現(xiàn)代電子技術主要分為信息電子技術與電力電子技術，前者是將數(shù)字信號轉換為模擬信號或進行其他處理，并努力保持傳輸信號的穩(wěn)定；后者是利用半導體元器件對電流進行逆流、變頻等處理。電子技術的應用可以將信息以多種方式正確高效地傳遞，傳遞信息內容及形式豐富多樣，接收信息的一方也可以在較短時間內接收大量信息，極大地提供了信息傳遞的效率。

2.3 電子信息技術發(fā)展歷程

2.3.1 早期發(fā)展

早期的電子信息技術是以電子計算機的成功問世為契機，以耗能與體積較大、壽命較短的真空電子管為邏輯元件，導致早期計算機能耗較大且較易發(fā)生故障，整體運行成本較高。但值得肯定的是，早期的電子信息技術將人們從傳統(tǒng)的文本記載處理信息轉變?yōu)橛嬎銠C處理，將相關工作者從繁重的信息收集、處理工作中解放出來。直接提高了生產生活中對信息收集處理的速率，加速了人類向信息化發(fā)展的步伐。由于早期計算機的體積大、耗能大的缺點，因此只應用于軍事或科學研究領域，它的便利并沒有影響普羅大眾。

2.3.2 中期發(fā)展

電子信息技術不僅需滿足信息收集處理的速率，還需滿足信息收集的準確性。以二十世紀七十年代研制發(fā)明的固體傳感器為分界線，電子信息技術進入發(fā)展的中期。傳感器作為收集信息的元器件，對于信息的敏感度與采集的準確度至關重要，它既是電子信息技術發(fā)展的成果，同時又在促進著電子信息技術的發(fā)展，形成一個良性循環(huán)的生態(tài)圈。傳感器是指具備甚至超越人類五官對于溫度、氣味、濕度、聲音的識別功能的元器件。

2.3.3 后期發(fā)展

現(xiàn)階段的電子信息技術已處于較為成熟的階段，不僅能夠確保信息收集處理的準確性與高效性，同時兼顧信息傳遞過程中信息的安全性與保密性。在各級配電網建設的過程中，努力建設智能化與信息化的配電基建工程，以便于信息收集與信息處理，并將收集信息上傳至云端數(shù)據管理庫，實現(xiàn)國家電網電力的合理分配。國際標準化組織為適應現(xiàn)代計算機科學的高速發(fā)展，制定了符合各國的網絡安全體系框架，并在此安全體系中提出了八種安全機制，在確保信息技術安全性的前提下，將電子信息技術投入到各行各業(yè)中。

3 電子信息技術在無人機的應用

3.1 軍用無人機中的應用

現(xiàn)階段已經發(fā)明適用于多種情況的軍用無人機，例如偵察打擊一體無人機、電子對抗無人機、通信中繼無人機等多種無人機種類。培養(yǎng)一名合格的飛行員需要耗費大量的資源，由于使用無人機，可以有效減少飛行員在執(zhí)行任務時的傷亡情況，為國家軍事部門節(jié)省大量的經費。將無人機填補有人機的空檔，可以有效調節(jié)飛行員飛行時間與訓練時間。無人機相較于有人機造價更為低廉，且適合長時間的工作，而不會出現(xiàn)懈怠引發(fā)事故的情況出現(xiàn)，未來軍事飛機之間的戰(zhàn)斗將很大程度上可能是無人機間的戰(zhàn)斗。

3.2 民用無人機的應用

相較于軍用無人機，民用無人機更常見于生活中，且對于人們的生產、生活產生直接影響。民用無人機常應用于農業(yè)、氣象、攝影、救災搶險等工作中，主要應用無人機的空中優(yōu)勢，可以向地面及時傳送信息。部分無人機具備手勢操作控制飛行的功能，讓用戶直接通過不同的手勢操控無人機完成各種飛行動作，用戶在完全沒有使用過無人機的情況下也能操作自如。這項功能的實現(xiàn)離不開電子信息技術在人機交互技術發(fā)展中的貢獻，3D傳感技術與定位技術的應用確保了無人機對于周圍的事物具有一定的判斷力，從而在飛行過程中不斷調整飛行姿勢。

3.3 無人機現(xiàn)狀及展望

軍用無人機在一定程度上可以達到降低軍費開支的目的，但在實用性方面相比于載人機還是略顯不足，目前發(fā)展階段表現(xiàn)出了許多弊端，例如未能達到高度的信息共享，促進各無人機間的協(xié)調作戰(zhàn)，且對于突發(fā)情況信息收集、處理速率不能夠滿足實際作戰(zhàn)需求，智能化及自動化程度較低。絕大多數(shù)的航拍無人機暫時還做不到自動化，要求操作者具備一定的操作能力，物流無人機在工作時較易受到天氣、溫度的影響，且對于重物重量有著嚴格限制，缺乏實用性。未來無人機將會朝著智能化、自動化方向發(fā)展，且對于其續(xù)航能力、承載能力、工作性能有著更高的要求。