電子信息技術(shù)的發(fā)展及其在無人機(jī)方面的應(yīng)用

四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃超 車亞進(jìn) 殷萬君 朱清溢

引言

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感器技術(shù)的應(yīng)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(jìn)步和核心技術(shù)的突破都與電子信息技術(shù)分不開，不僅推動(dòng)了許多領(lǐng)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(shù)的高度發(fā)展與普及促使無人機(jī)這種原本是軍用設(shè)備的產(chǎn)品也能走進(jìn)千家萬戶，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠹叶炷茉斍矣H身使用過的產(chǎn)品。

1 電子信息技術(shù)概述

1.1 電子信息技術(shù)概念

電子信息技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)與傳感器等電子設(shè)備對(duì)數(shù)字、圖像、視頻等信息進(jìn)行獲取、處理、傳輸、使用并儲(chǔ)存的技術(shù)。電子信息技術(shù)是以電子技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理，電子技術(shù)是處理?問題并達(dá)到目的的手段，信息處理是目的。故電子信息技術(shù)的發(fā)展可分為電子技術(shù)發(fā)展與信息技術(shù)發(fā)展，正是因?yàn)樯a(chǎn)生活中出現(xiàn)了許多信息處理問題急需解決，故推動(dòng)了電子技術(shù)的發(fā)展，從而形成了電子信息技術(shù)工程這個(gè)龐大的行業(yè)。

1.2 信息技術(shù)與電子技術(shù)的差異與融合

信息技術(shù)與電子技術(shù)既存在融合又存在差異，信息技術(shù)是指對(duì)文本、圖像、音頻等信息進(jìn)行集中處理所使用方法技術(shù)的總稱，而電子技術(shù)是指以電子學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用某些特定電器元器件對(duì)電路進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)特定功能的技術(shù)，電子信息技術(shù)是以電子技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理，電子技術(shù)是處理問題并達(dá)到目的的手段，信息處理是目的。由信息技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合而成的電子信息技術(shù)比兩者都遠(yuǎn)要強(qiáng)大，以傳感器為感官器官，將電路中的電信號(hào)作為神經(jīng)信號(hào)，傳遞至作為大腦的計(jì)算機(jī)端進(jìn)行處理，使信息處理更高效、更準(zhǔn)確。

2 電子信息技術(shù)發(fā)展歷程

2.1 信息技術(shù)的發(fā)展

信息技術(shù)簡(jiǎn)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(shù)，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(shù)的最原始形態(tài)，但在計(jì)算機(jī)普及前，人們的信息收集及處理技術(shù)依舊停留在文本記載階段，直到電子計(jì)算機(jī)的問世。隨著人們的生產(chǎn)生活活動(dòng)越發(fā)豐富且復(fù)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(wǎng)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(shù)與云數(shù)據(jù)處理被廣泛應(yīng)用。

2.2 電子技術(shù)的發(fā)展

電子技術(shù)的萌芽可以追溯到十九世紀(jì)末，經(jīng)歷了發(fā)光二極管、三極管、集成電路的時(shí)代，逐漸演變成現(xiàn)在的全球信息化，電子信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)朝著科技經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展。現(xiàn)代電子技術(shù)主要分為信息電子技術(shù)與電力電子技術(shù)，前者是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或進(jìn)行其他處理，并努力保持傳輸信號(hào)的穩(wěn)定；后者是利用半導(dǎo)體元器件對(duì)電流進(jìn)行逆流、變頻等處理。電子技術(shù)的應(yīng)用可以將信息以多種方式正確高效地傳遞，傳遞信息內(nèi)容及形式豐富多樣，接收信息的一方也可以在較短時(shí)間內(nèi)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(shù)發(fā)展歷程

2.3.1 早期發(fā)展

早期的電子信息技術(shù)是以電子計(jì)算機(jī)的成功問世為契機(jī)，以耗能與體積較大、壽命較短的真空電子管為邏輯元件，導(dǎo)致早期計(jì)算機(jī)能耗較大且較易發(fā)生故障，整體運(yùn)行成本較高。但值得肯定的是，早期的電子信息技術(shù)將人們從傳統(tǒng)的文本記載處理信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)處理，將相關(guān)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(chǎn)生活中對(duì)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(jì)算機(jī)的體積大、耗能大的缺點(diǎn)，因此只應(yīng)用于軍事或科學(xué)研究領(lǐng)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(shù)不僅需滿足信息收集處理的速率，還需滿足信息收集的準(zhǔn)確性。以二十世紀(jì)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(shù)進(jìn)入發(fā)展的中期。傳感器作為收集信息的元器件，對(duì)于信息的敏感度與采集的準(zhǔn)確度至關(guān)重要，它既是電子信息技術(shù)發(fā)展的成果，同時(shí)又在促進(jìn)著電子信息技術(shù)的發(fā)展，形成一個(gè)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(duì)于溫度、氣味、濕度、聲音的識(shí)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(shù)已處于較為成熟的階段，不僅能夠確保信息收集處理的準(zhǔn)確性與高效性，同時(shí)兼顧信息傳遞過程中信息的安全性與保密性。在各級(jí)配電網(wǎng)建設(shè)的過程中，努力建設(shè)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(jù)管理庫(kù)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)電力的合理分配。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織為適應(yīng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的高速發(fā)展，制定了符合各國(guó)的網(wǎng)絡(luò)安全體系框架，并在此安全體系中提出了八種安全機(jī)制，在確保信息技術(shù)安全性的前提下，將電子信息技術(shù)投入到各行各業(yè)中。

3 電子信息技術(shù)在無人機(jī)的應(yīng)用

3.1 軍用無人機(jī)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)明適用于多種情況的軍用無人機(jī)，例如偵察打擊一體無人機(jī)、電子對(duì)抗無人機(jī)、通信中繼無人機(jī)等多種無人機(jī)種類。培養(yǎng)一名合格的飛行員需要耗費(fèi)大量的資源，由于使用無人機(jī)，可以有效減少飛行員在執(zhí)行任務(wù)時(shí)的傷亡情況，為國(guó)家軍事部門節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)。將無人機(jī)填補(bǔ)有人機(jī)的空檔，可以有效調(diào)節(jié)飛行員飛行時(shí)間與訓(xùn)練時(shí)間。無人機(jī)相較于有人機(jī)造價(jià)更為低廉，且適合長(zhǎng)時(shí)間的工作，而不會(huì)出現(xiàn)懈怠引發(fā)事故的情況出現(xiàn)，未來軍事飛機(jī)之間的戰(zhàn)斗將很大程度上可能是無人機(jī)間的戰(zhàn)斗。

3.2 民用無人機(jī)的應(yīng)用

相較于軍用無人機(jī)，民用無人機(jī)更常見于生活中，且對(duì)于人們的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生直接影響。民用無人機(jī)常應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、氣象、攝影、救災(zāi)搶險(xiǎn)等工作中，主要應(yīng)用無人機(jī)的空中優(yōu)勢(shì)，可以向地面及時(shí)傳送信息。部分無人機(jī)具備手勢(shì)操作控制飛行的功能，讓用戶直接通過不同的手勢(shì)操控?zé)o人機(jī)完成各種飛行動(dòng)作，用戶在完全沒有使用過無人機(jī)的情況下也能操作自如。這項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)離不開電子信息技術(shù)在人機(jī)交互技術(shù)發(fā)展中的貢獻(xiàn)，3D傳感技術(shù)與定位技術(shù)的應(yīng)用確保了無人機(jī)對(duì)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(diào)整飛行姿勢(shì)。

3.3 無人機(jī)現(xiàn)狀及展望

軍用無人機(jī)在一定程度上可以達(dá)到降低軍費(fèi)開支的目的，但在實(shí)用性方面相比于載人機(jī)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(dá)到高度的信息共享，促進(jìn)各無人機(jī)間的協(xié)調(diào)作戰(zhàn)，且對(duì)于突發(fā)情況信息收集、處理速率不能夠滿足實(shí)際作戰(zhàn)需求，智能化及自動(dòng)化程度較低。絕大多數(shù)的航拍無人機(jī)暫時(shí)還做不到自動(dòng)化，要求操作者具備一定的操作能力，物流無人機(jī)在工作時(shí)較易受到天氣、溫度的影響，且對(duì)于重物重量有著嚴(yán)格限制，缺乏實(shí)用性。未來無人機(jī)將會(huì)朝著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，且對(duì)于其續(xù)航能力、承載能力、工作性能有著更高的要求。