电子工程的现代化技术应用分析

刘学东 许海波

河北广播电视 河北石家庄 050000

电子工程是一个覆盖面非常广的概念，其是电气工程的一个子集，专注于电子领域，随着技术的进步，目前电子工程已经不再局限于电子领域。电子工程对于我国经济转型发展意义重大，因此在本文当中重点就电子工程当中的现代化技术的应用进行分析，以期对电子工程技术的发展提供一些理论参考。

1 电子工程中的现代化技术

在信息时代，电子工程一般称为弱电工程或信息工程，其概念非常广泛，所用的技术也多种多样，目前主流以及前沿技术包括云计算、物联网、大数据、移动互联网、人工智能等等。

例如在电子工程的网络通讯领域，目前我国5G建设正处在加速发展的阶段，中国移动以及中国电信的5G用户数已经合计达到2056.9万。其中中国联动在2020年2月底达到1539.9万5G用户，开通5G基站超过5万个，在50个城市当中开始提供5G商用服务。当然网络通讯只是电子工程的一部分，其所用的现代化技术主要是网络通讯方面的技术，5G是其中之一，当然5G则包含了网络通讯方面的几乎所有技术，如超密集虚拟网络技术，网络切片，软件定义光网络等等[1]。实际上电子工程当中的现代化技术，已经成为当代经济转型升级的关键力量。现在社会各界以及电子工程本身应当为电子工程的现代化技术发展提供充足的燃料，使其成为我国经济社会发展的持续动力。

2 电子工程的现代化技术应用场景

2.1 以工业控制为例进行分析

以电子工程当中的可编程逻辑控制器为例，现阶段的可编程逻辑控制器，主流是PLC，用来监控工业生产过程。现代的PLC，模块化是最基础的设定，并且在I/O方面包含模拟I/O和数字I/O，当然其中模拟I/O是一个相对特殊的存在，因为需要众多不同负载条件下实现高精度的有源驱动设定值，同时还要保证在过程自动化当中，各个输出通道之间建立电气隔离，此外还需要保证基于通道的诊断的支持等等。

因为半导体技术以及信号工艺的不断进步，目前已经出现高集成的超小型电路，由此模拟输出通道可以直接集成到IC当中，比如AD5758，直接就在25立方毫米的封装当中集成了DAC、驱动器、ADC、基准电压源、智能电源管理、故障开关，数据校准寄存器、通信接口等等。AD5758特别适合在温度以及空间受限的工况下应用，功耗低，其自适应负载调整和DPC功能可以保证AD5758在较低功耗下运行。

实际上在PLC的模拟量控制当中，主要是针对工业生产的连续生产过程所产生的模拟量进行控制。在工业生产过程当中所产生的电流、电压、温度、压力等等都是主要的模拟量，不管是自动控制生产，还是自动故障诊断等等都需要使用这些模拟量。例如某种游乐设施，按照游乐设施的相关规定，该设施在满载情况下，设备中心筒必须要满足所受合力在100MPa内，安全系数在10以上，筋板受力在15MPa以内，安全系数20以上，噪声60dB内，转速9.5R，振动加速小于0.3g.对该设备的控制，就可以采取PLC，在PLC中给设备的每一个驱动电机赋予一个控制阈值，保证电机在设定好的阈值上运行，保证设备的安全稳定运行[2]。

2.2 以人工智能为例进行分析

人工智能是目前电子工程的现代化技术的前沿技术，但是现阶段的人工智能本质上是一台机器加上输入输出功能，比如人脸识别打卡系统，这是电子工程中的人工智能技术的典型应用场景，人脸识别打卡系统本质就是先通过前端设备输入一张照片，然后输出人脸的相关信息，如果照片当中没有人脸，就不会产生输出，如果发现人脸就会在后台可视化显示平台上，在照片人脸部分打一个框，然后对比数据库当中的员工照片，如果对上了那么显示被识别成功以及打卡成功。

当然现在的人工智能技术与人脸识别打卡系统是存在一定区别的，早期的人脸识别打卡系统主要是人工设定一些人脸特征，然后用图像滤波器去提取图片当中的人脸特征，如果提取不能胜任任务则换一个滤波器。这种方式被称为特征工程。而特征工程是存在明显瓶颈的，为了解决瓶颈问题，神经网络机器学习则成为一个关键的技术。

所谓神经网络机器学习技术，即每一层神经网络会提取特征并且送到下一层网络继续提取，而其提取的特征并不是人工设定的，而是通过训练得到的，具体就是基于数据库中大量的数据，按照机器学习算法对其进行深度学习，然后对比输出结果与正确答案，进而动态调整每一层网络的特征提取方法。而实际上现阶段信息网络上，数据库当中的数据非常庞大，尤其是在物联网基础上，数据量会进一步膨胀，对于机器学习来说，数据不怕多，就怕少，数据越多，算法的智能性就会越高。

人工智能实现的实际是基于统计的自动化系统，该系统具有一定的智能性，相比自动化要更加高级。例如设计一个自动控制湿度的系统，前端设备需要一个湿度传感器，中央控制器（如PLC）收集并处理传感器实时采集的湿度数据，当湿度数据与控制器中设定的阈值冲突，中央控制器就需要通过向加湿器发送指令，让其开启或关闭，这实际也是一种特征工程方法。它的运作逻辑基本都是确定的，而人工智能下的自动控制湿度的系统，并不是一个确定的运作逻辑，而是要基于统计学的相关方法来实现自动化的控制，其系统构成也会非常的复杂[3]。

在2018年，我们都经历了基于人工智能和机器学习的工具、平台以及应用程序的迅速兴起，这些技术工具，不仅仅改变了互联网以及软件行业，还将包括制造业、健康、教育、农业以及汽车等在内的各种垂直行业产生了重大影响。

3 结语

综上所述，电子工程是一个涵盖范围非常广泛的工程领域，凡是与电子信息技术相关的一些工程项目都可以算是电子工程，包括工业控制、电气控制、网络通讯、半导体、安防电子、物联网等等领域。当然这些电子工程所涉及到的现代化电子信息技术是有一定区别的，因而在具体的应用当中需要根据具体电子工程的内容来选择恰当的技术，保证高质量地完成电子工程。