時(shí)間：2023-03-24 15:20:30
序論：在您撰寫電工電子設(shè)計(jì)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程中，教師每年工作量盡管很大但是重復(fù)的較多。隨著電子信息技術(shù)的飛快發(fā)展，電工電子設(shè)計(jì)的教學(xué)要求也在不斷變化。教學(xué)改革必須與時(shí)代同步才能滿足用人單位對(duì)學(xué)生的需求。這對(duì)教師和學(xué)生都提出了較高的要求。教師需要不斷的進(jìn)修學(xué)習(xí)才能適應(yīng)電工電子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)要求。目前高校中實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍不穩(wěn)定，人員待遇不高，很難吸引高素質(zhì)人才。實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)水平和專業(yè)技能需要不斷的提高才能滿足日新月異的電子信息發(fā)展趨勢(shì)。穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是實(shí)踐教學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，只有在保障了教師的基本生活條件和社會(huì)地位前提下，才能使教學(xué)質(zhì)量得到穩(wěn)步提升。
2課程內(nèi)容增多和課時(shí)壓縮之間的矛盾
隨著國家中長(zhǎng)期教育發(fā)展與改革綱要的落實(shí)，高校的社會(huì)定位越來越明確。高校近年來不斷的擴(kuò)大招生人數(shù)，我國的高等教育已經(jīng)從傳統(tǒng)的精英教育階段進(jìn)入大眾教育階段。學(xué)生的本科專業(yè)范圍越來越寬，需要開設(shè)的內(nèi)容范圍越來越廣，分配給各個(gè)課程的課時(shí)會(huì)減少，電工電子設(shè)計(jì)的課時(shí)也在不斷的壓縮。與此同時(shí)針對(duì)電子信息類專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容卻在不斷的增多，這對(duì)教學(xué)工作提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
3電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)改革的探討
3.1研制實(shí)訓(xùn)套件針對(duì)教學(xué)套件陳舊的問題，組織實(shí)驗(yàn)教師研制實(shí)驗(yàn)套件。每個(gè)實(shí)驗(yàn)教師帶三名學(xué)生，完成套件的設(shè)計(jì)、加工焊接和調(diào)試。鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)組隊(duì)。充分發(fā)揮不同專業(yè)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出貼近生活的實(shí)用套件。通過采用研制的實(shí)訓(xùn)套件進(jìn)行教學(xué)，提高了學(xué)生的參與積極性，取得了一定的教學(xué)效果。研制實(shí)驗(yàn)設(shè)備是針對(duì)電工電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)需要的產(chǎn)物，在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革過程中發(fā)揮了重要的作用。實(shí)驗(yàn)教師在套件研制的過程中學(xué)習(xí)了新的知識(shí)，提高了自身的專業(yè)素質(zhì)，同時(shí)也培養(yǎng)了一部分學(xué)生。
3.2提高實(shí)驗(yàn)教師技能電工電子設(shè)計(jì)課程要求實(shí)驗(yàn)老師既要具有完整的理論體系和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要求深入淺出的將理論和實(shí)踐結(jié)合起來。工程訓(xùn)練中心充分認(rèn)識(shí)到教師隊(duì)伍培養(yǎng)的重要性，不斷組織相關(guān)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)活動(dòng)，包括基本實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)、業(yè)務(wù)能力提升培訓(xùn)和科研能力培訓(xùn)。提高了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的知識(shí)、技能，保持實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和發(fā)展的生機(jī)與活力。
3.3突出學(xué)生主體地位傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)不連續(xù)，每節(jié)課必須完成對(duì)應(yīng)的操作，學(xué)生的自主時(shí)間非常少。電工電子設(shè)計(jì)課程課時(shí)連續(xù)，時(shí)間集中在一兩周內(nèi)。要求突出學(xué)生的主體地位，壓縮教師的理論授課時(shí)間，增加討論答疑環(huán)節(jié)。在保證學(xué)生的自主時(shí)間的基礎(chǔ)上，教師在教學(xué)內(nèi)容上要適當(dāng)引導(dǎo)。首先選擇入門型的套件，讓學(xué)生先深入進(jìn)去，再適當(dāng)遞進(jìn)式的增加難度，使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)也獲得一定的成就感。最后學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人興趣自主選擇提高性套件，既保證了教學(xué)受益面也讓優(yōu)秀的學(xué)生可以學(xué)到更多的知識(shí)。
3.4健全課程考核機(jī)制實(shí)訓(xùn)課程的考核不能僅僅依靠實(shí)訓(xùn)報(bào)告和一次的實(shí)訓(xùn)結(jié)果來進(jìn)行考核。把課程考核分為套件驗(yàn)收部分和設(shè)計(jì)答辯部分?？梢允箍己素灤┯谡麄€(gè)教學(xué)過程，有利于優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出。課程考核的套件驗(yàn)收部分主要考查學(xué)生的焊接能力、對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況、對(duì)電子設(shè)計(jì)中遇到問題的解決方法的掌握程度和常用的調(diào)測(cè)儀器儀表的基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)于電子信息類專業(yè)學(xué)生的要求較高，需要了解基本原理和使用方法。答辯部分主要考核學(xué)生的表達(dá)能力和對(duì)作品的掌握程度，同時(shí)也是一個(gè)很好的交流學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。通過兩級(jí)考核模式可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。
4結(jié)論
EDA技術(shù)是機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)當(dāng)中重要的技術(shù)，其主要載體可以進(jìn)行大規(guī)模編程的邏輯器件，在編程過程當(dāng)中，使用的表達(dá)方式是硬件描述語言。EDA技術(shù)在應(yīng)用的過程中要使用計(jì)算機(jī)、編程邏輯器件等科技工具，應(yīng)用的最終目標(biāo)是對(duì)特定的目標(biāo)新平進(jìn)行適配編譯和邏輯映射，形成電子系統(tǒng)或是成為專用集成芯片。EDA技術(shù)是在電子電路技術(shù)之上發(fā)展起來的，EDA技術(shù)要編譯器、綜合器、下載器、適配器等部件共同構(gòu)成。其中，綜合器能夠?qū)υO(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為系統(tǒng)內(nèi)門級(jí)電路描述。適配器可以生產(chǎn)最終的下載文件，并安排到制定的器件中。EDA技術(shù)是機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，EDA技術(shù)使用的HDL語言可以公開利用，其描述范圍廣泛，可以機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)帶來諸多的幫助。在后期進(jìn)行交流、修改、保存等工序時(shí)也可以十分方便的進(jìn)行。另外，EDA技術(shù)擁有較高的自動(dòng)化，一些常規(guī)的糾錯(cuò)、調(diào)整等工作可以快速完成。
2電子工程中存在的問題
機(jī)械電子工程快速發(fā)展，但是到目前為止，世界各國對(duì)于機(jī)械電子工程都沒有明確的定義和統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，出現(xiàn)這種問題的原因，一方面是機(jī)械電子工程發(fā)展速度太快，所涉獵的領(lǐng)域越來越多，另一方面是因?yàn)樵O(shè)立明確的定義必定會(huì)對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生一定的限制作用，不利于機(jī)械電子工程繼續(xù)快速發(fā)展。電子工程在發(fā)展的過程中產(chǎn)生了一些難以解決的問題，電子產(chǎn)品的發(fā)展方向是具有更高集成和大容量，同時(shí)體積也越來越小，這就需要技術(shù)的不斷升級(jí)來實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)。電子工程設(shè)計(jì)方案需要獲得科學(xué)的檢驗(yàn)，要對(duì)其進(jìn)行仿真分析。電子元件所處的工作環(huán)境是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮的問題，要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效優(yōu)化，最后要對(duì)電路特性進(jìn)行分析。另外電子工程在運(yùn)行中要避免靜電的危害。為了實(shí)現(xiàn)電子工程取得進(jìn)步獲得發(fā)展，需要在電子工程設(shè)計(jì)中采用EDA技術(shù)。
3電子工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1仿真分析
機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)方案需要通過科學(xué)的系統(tǒng)仿真或是結(jié)構(gòu)模擬來說對(duì)其可行性、科學(xué)性進(jìn)行驗(yàn)證和分析。通過仿真分析來確保設(shè)計(jì)方案在后續(xù)實(shí)踐中能夠順利應(yīng)用。在仿真分析過程中，使用EDA技術(shù)可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術(shù)能夠通過各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中的傳遞函數(shù)來進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并對(duì)其進(jìn)行仿真分析，這樣構(gòu)建和仿真系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的實(shí)踐性，并能夠?qū)﹄娮酉到y(tǒng)工最后程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行推廣和使用。這種仿真分析對(duì)于提高我國電子工程設(shè)計(jì)的整體水平和產(chǎn)品質(zhì)量有積極的指導(dǎo)意義。
3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)
對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化的目的是盡可能確保電子元件在應(yīng)用過程中具備穩(wěn)定性與可靠性，保證其擁有最佳的容差和工作環(huán)境。在實(shí)際工作條件下，使用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計(jì)方法，難以對(duì)實(shí)際容差及電子工程元件工作環(huán)境進(jìn)行全面的檢查和分析。不能對(duì)電子元件環(huán)境進(jìn)行全面勘測(cè)，就容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案在此方面出現(xiàn)漏洞，這樣一來電子元件的容差及其工作環(huán)境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術(shù)則能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行良好的優(yōu)化，因?yàn)镋DA技術(shù)可以對(duì)電子方案環(huán)境進(jìn)分析計(jì)算，獲得電子元件在實(shí)際工作中所處的環(huán)境溫度等相關(guān)數(shù)值。在分析獲得的數(shù)值基礎(chǔ)上，來對(duì)電子工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，保證方案在實(shí)施后，可以穩(wěn)定工作，具有可靠安全保障。
3.3預(yù)防機(jī)械結(jié)構(gòu)中的靜電
機(jī)械結(jié)構(gòu)是根據(jù)設(shè)計(jì)方案來工作并應(yīng)用于事物成為滿足功能需求的結(jié)構(gòu)。在科技快速發(fā)展的大環(huán)境下，集成電路設(shè)計(jì)愈來愈復(fù)雜，這對(duì)靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對(duì)電子元件的破壞巨大，靜電電場(chǎng)能夠?qū)χ苓呺姾捎形?huì)破壞絕緣體，使電子元件敏感度降低，甚至是引發(fā)集成電路燒毀，使電子產(chǎn)品直接報(bào)廢。這要求工作人員做好靜電防護(hù)，對(duì)防靜電工作區(qū)域進(jìn)行劃分，保持操作空間的清潔，降低靜電發(fā)生的概率。在電子工程故障檢測(cè)方面，要將傳統(tǒng)的電子工程故障檢測(cè)和智能故障檢測(cè)方法結(jié)合，相互驗(yàn)證，在電子技術(shù)投入方面加強(qiáng)，提升電子工程檢測(cè)技術(shù)的能力，增強(qiáng)電子元件、電路對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。
3.4電路特性的有效分析
對(duì)電特性進(jìn)行有效分析是EDA技術(shù)中的重要內(nèi)容，在電子工程設(shè)計(jì)的過程中，理論分析都是在數(shù)據(jù)分析和特性分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。因此，數(shù)據(jù)分析和特性分析方面的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確及時(shí)，使用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計(jì)方法會(huì)受到多方面的限制，難以保證數(shù)值的準(zhǔn)確性，電力測(cè)試的實(shí)際精度會(huì)受到較大的影響，不利于后期穩(wěn)定性的建立。EDA技術(shù)就能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試，并保證測(cè)試的精確性與科學(xué)性，避免設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的差異確保設(shè)計(jì)方案的整體性以及合理性。
4結(jié)論
目前,為了快速實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化,我國的自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用,這也預(yù)示也我國工業(yè)迎來了現(xiàn)代化發(fā)展的重要階段。但是,由于我國自動(dòng)化技術(shù)興起時(shí)間較短,其各項(xiàng)技術(shù)還不是完全的成熟,在工業(yè)生產(chǎn)中也只是應(yīng)用了CAD、CAM以及OA技術(shù),完成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造,以及綜合辦公管理的自動(dòng)化控制等三個(gè)方面的自動(dòng)化建設(shè)[1]。雖然僅僅只有三個(gè)方面,但是卻在極大的程度上幫助我國的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了智能化與自動(dòng)化,這也是自動(dòng)化技術(shù)能在短時(shí)間內(nèi)就被應(yīng)用在石油、化工、冶金以及輕、重工業(yè)等其他工業(yè)領(lǐng)域的原因,并且這些領(lǐng)域也隨著自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用而提高了自身的生產(chǎn)技術(shù)。另外,自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的應(yīng)用,不但實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化,還實(shí)現(xiàn)了行文、事務(wù)處理的自動(dòng)化,以及輔助決策的自動(dòng)化,使得工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備和流程的管理與控制能力不斷提高,增強(qiáng)了工業(yè)生產(chǎn)效率。
2將自動(dòng)化技術(shù)引入到電子信息工程設(shè)計(jì)中的重要作用
2.1使電子信息工程的設(shè)計(jì)一體化與機(jī)械化得以實(shí)現(xiàn)
誠如人們知道的,所謂自動(dòng)化技術(shù),就是全面解放發(fā)展生產(chǎn)力,用機(jī)械運(yùn)作來代替人工操作,最大化的節(jié)約人力資源成本,提高工作效率,這也是自動(dòng)化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中的原因。以從事電子信息工程的設(shè)計(jì)工作的人員角度來看,要想更好的工作,不僅需要全面的掌握電子設(shè)計(jì)的原理,還需要了解一切與信息工程設(shè)計(jì)有關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用理論。從電子信息工程本身具有的特色來看,其本質(zhì)就是將計(jì)算機(jī)、信息以及電子技術(shù)相融合產(chǎn)生的一項(xiàng)事物,這就使得其設(shè)計(jì)工作不論是對(duì)機(jī)械化的程度,還是自動(dòng)化程度,都有十分高的要求。所以,將自動(dòng)化技術(shù)引入到當(dāng)前電子信息工程的設(shè)計(jì)中,不僅能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)工作的機(jī)電一體化,有效的轉(zhuǎn)變當(dāng)前電子信息工程的設(shè)計(jì)情況,提高設(shè)計(jì)工作的效率,還可以最大化的發(fā)揮電子信息工程在設(shè)計(jì)工作上的優(yōu)勢(shì),準(zhǔn)確的反映出設(shè)計(jì)工作的多元化以及功能的標(biāo)準(zhǔn)化。
2.2推進(jìn)電子信息工程的設(shè)計(jì)智能化快速實(shí)現(xiàn)
在傳統(tǒng)的電子信息工程的設(shè)計(jì)中,主要是依靠人力來處理信息,并對(duì)這些信息進(jìn)行開發(fā)、設(shè)計(jì)、集成與應(yīng)用的,工作效率十分緩慢,根本無法滿足當(dāng)前工業(yè)化發(fā)展對(duì)于信息的需求。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電子信息工程的設(shè)計(jì)之中,能夠從根本上變革當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于信息的處理、開發(fā)、設(shè)計(jì)、集成與應(yīng)用的方式,極大的提高電子信息工程在設(shè)計(jì)方面的智能化水平[2]。通過將計(jì)算機(jī)、信息以及網(wǎng)絡(luò)等自動(dòng)化技術(shù)的融合,能夠?yàn)樘幚砗蛻?yīng)用大批量、高頻率和密度的信息提供一條更加便捷的途徑,從而提高電子信息工程的整體設(shè)計(jì)水平,促進(jìn)電子信息工程的設(shè)計(jì)智能化建設(shè),提高其工作效率和準(zhǔn)確度。
2.3推動(dòng)電子信息工程設(shè)計(jì)整體的進(jìn)步
首先,自動(dòng)化技術(shù)本身就是一種集多項(xiàng)現(xiàn)代化先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為一身的,具有較高優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)代技術(shù),這種優(yōu)勢(shì)不僅是其他各種單一類型的技術(shù)或者技巧無法到達(dá)的境界,也是當(dāng)前電子信息工程在設(shè)計(jì)時(shí)需要依靠自動(dòng)化技術(shù)的主要原因。電子信息工程的設(shè)計(jì),對(duì)于對(duì)信息的處理、運(yùn)用以及控制技術(shù)的精確度要求極高,這一要求是無法依靠人力資源來實(shí)現(xiàn)的,所以就需要自動(dòng)化技術(shù)來輔助完成。例如:在設(shè)計(jì)信號(hào)與系統(tǒng)時(shí),設(shè)計(jì)師必須要全面的掌握信號(hào)的分解與信息系統(tǒng)的分析等相關(guān)技術(shù),這就需要設(shè)計(jì)工作必須具備極高的精度,此時(shí),設(shè)計(jì)師就必須要以自動(dòng)化技術(shù)來提高設(shè)計(jì)整體的水平,提高精確度[3]。由此不難看出,自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電子信息工程的整體設(shè)計(jì)以及精確度水平的提高,具有的重要作用。
3自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電子信息工程設(shè)計(jì)的表現(xiàn)
將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電子信息工程的設(shè)計(jì)工作的重要作用,使其在該領(lǐng)域的應(yīng)用范圍被不斷的擴(kuò)大,應(yīng)用效果也不斷提高?？傮w來看,自動(dòng)化技術(shù)在當(dāng)前電子信息的設(shè)計(jì)中,主要?jiǎng)e用于以下幾大方面:一是,電路分析的設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)的控制領(lǐng)域,這也是整個(gè)電子信息工程設(shè)計(jì)的核心所在。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于此領(lǐng)域,可以提高其三相電路、雙口網(wǎng)絡(luò)以及含有點(diǎn)感電路等方面的工作效率,促進(jìn)設(shè)計(jì)整體的自動(dòng)化和智能化[4]。二是,計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域,所謂的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),主要就是通過綜合的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)等,促進(jìn)設(shè)計(jì)整體的有效完成。將自動(dòng)化技術(shù)引入其中后,設(shè)計(jì)這只需要將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入其中,計(jì)算機(jī)就可以自行分析計(jì)算,極大的提高了工作的效率和設(shè)計(jì)的精確度。
4結(jié)語
隨著工業(yè)時(shí)代向信息時(shí)代的發(fā)展過渡，人類社會(huì)進(jìn)入了后工業(yè)時(shí)代，以計(jì)算機(jī)為代表的信息化產(chǎn)品打破了產(chǎn)品在形式、結(jié)構(gòu)與功能之間的必然聯(lián)系，設(shè)計(jì)的目的轉(zhuǎn)向解決人、物及環(huán)境之間的關(guān)系。當(dāng)前，工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展思潮多元化，很多設(shè)計(jì)思潮是受到某一種技術(shù)的推動(dòng)或者對(duì)當(dāng)下某一問題的關(guān)注和詮釋，比如生態(tài)設(shè)計(jì)（綠色設(shè)計(jì)）關(guān)注的可持續(xù)發(fā)展問題；交互設(shè)計(jì)（ID，InteractionDesign）關(guān)注的是用戶的行為和產(chǎn)品之間的反應(yīng)與互動(dòng)；情感化設(shè)計(jì)關(guān)注的是與用戶的情感溝通等等。歸根結(jié)底，現(xiàn)代的工業(yè)設(shè)計(jì)是產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)，也是產(chǎn)品的文化設(shè)計(jì)，是以滿足人的多種需求為目標(biāo)的技術(shù)人性化的創(chuàng)造活動(dòng)。設(shè)計(jì)活動(dòng)是圍繞著人的活動(dòng)，是不斷隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展而不斷提高其適應(yīng)性的創(chuàng)造性活動(dòng)。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，電子商務(wù)平臺(tái)迅猛發(fā)展，它不但改變了人們選購商品的方式，也在改變著人們的生活和觀念。它是一項(xiàng)新的人類活動(dòng)，是設(shè)計(jì)服務(wù)的新領(lǐng)域。
2電子商務(wù)時(shí)代帶來挑戰(zhàn)
2.1網(wǎng)絡(luò)購物的特點(diǎn)
網(wǎng)絡(luò)購物基于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，通常是指B2C和C2C購物，主要針對(duì)的是消費(fèi)者。網(wǎng)絡(luò)購物活動(dòng)主要是指用戶借助手機(jī)、電腦等媒介終端設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)檢索、查看相關(guān)產(chǎn)品的信息，并借助網(wǎng)上銀行訂購產(chǎn)品，最終通過快遞公司到達(dá)消費(fèi)者手中的過程，網(wǎng)絡(luò)購物活動(dòng)具有以下特點(diǎn)：（1）流通環(huán)節(jié)少而降低產(chǎn)品成本。（2）產(chǎn)品展示不受場(chǎng)地和供貨渠道限制，種類豐富。（3）用戶瀏覽電商網(wǎng)站和購買活動(dòng)自由，不受時(shí)間、地點(diǎn)限制。（4）通過電子信息平臺(tái)，產(chǎn)品搜索更容易，信息更新也更快。
2.2電子商務(wù)對(duì)消費(fèi)者的影響
依賴于互聯(lián)網(wǎng)的的消費(fèi)行為是全新的人類活動(dòng)，在消費(fèi)過程中，消費(fèi)者完全處于主動(dòng)地位。在電子購物平臺(tái)上，消費(fèi)者可以在幾秒鐘之內(nèi)切換至不同的電商，自由地在不同店鋪中穿梭，比對(duì)信息，并對(duì)信息進(jìn)行甄別和處理，根據(jù)個(gè)人需求去尋找最符合需求的產(chǎn)品。他們可以在自己認(rèn)為合適的時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境下選購商品，這使消費(fèi)行為享受了前所未有的自由。減少了中間環(huán)節(jié)的供貨渠道，及電商之間為爭(zhēng)奪消費(fèi)群體而產(chǎn)生的競(jìng)爭(zhēng)，為消費(fèi)者提供了有足夠吸引力的價(jià)格。而另一方面，電子商務(wù)活動(dòng)完全是通過互聯(lián)網(wǎng)的虛擬界面進(jìn)行，這為消費(fèi)行為帶來了新的問題。如圖2所示，線上購物流程比在實(shí)體購物場(chǎng)所更復(fù)雜，對(duì)消費(fèi)者知識(shí)和認(rèn)知技能的要求更高。消費(fèi)者有大量的信息需要處理和甄別，復(fù)雜的操作流程需要合理的引導(dǎo)，繁多的賬號(hào)需要進(jìn)行管理。而且，網(wǎng)絡(luò)與生俱來的不真實(shí)性使消費(fèi)者缺乏對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物感知，不及實(shí)體店中“所見即所得”的消費(fèi)體驗(yàn)。
2.3電子商務(wù)對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)產(chǎn)生的沖擊
中國網(wǎng)購人數(shù)最近5年一直保持43.3%的年均增長(zhǎng)率，已經(jīng)超過美國,成為全球網(wǎng)購人數(shù)最多的國家。淘寶、京東等電商的百貨平臺(tái)正在超越蘇寧、家樂福等傳統(tǒng)零售業(yè)巨頭，而且其增長(zhǎng)的潛力似乎還可以不斷挖掘。在這種形勢(shì)下，傳統(tǒng)零售業(yè)要么與線上銷售結(jié)合并進(jìn)，要么尋求新的發(fā)展方向。而對(duì)于制造業(yè)而言，減少了中間商的掣肘，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，制造商能夠直接與消費(fèi)者交易，獲得更高的利潤(rùn)和更及時(shí)地市場(chǎng)反饋。但另一方面雖然機(jī)械化大批量生產(chǎn)的模式減少了成本，但隨著人們生活水平的提高，對(duì)情感、精神和個(gè)性化需求的凸顯，對(duì)于柔性設(shè)計(jì)需求越來越強(qiáng)烈。網(wǎng)絡(luò)的迅速反饋可以使企業(yè)能夠做出及時(shí)的調(diào)整，乃至生產(chǎn)出符合消費(fèi)者需求的小批量個(gè)性化產(chǎn)品。而3D打印技術(shù)的推出和不斷成熟，似乎可以徹底改變企業(yè)賣出的產(chǎn)品實(shí)物的概念，而是可以的出售“設(shè)計(jì)”。通過3D打印機(jī)，也許就在不久的將來，人人都可以成為一名設(shè)計(jì)師，成為自己產(chǎn)品的締造者，到時(shí)輕輕按下一個(gè)鍵，產(chǎn)品就可以被直接打印出來。
3電子商務(wù)時(shí)代工業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)遇與發(fā)展
工業(yè)設(shè)計(jì)師一直致力于成為消費(fèi)者和企業(yè)之間的橋梁，解決兩者之間利益的沖突，并達(dá)到雙贏的結(jié)果：使消費(fèi)者能夠得到自己滿意的產(chǎn)品，而企業(yè)能夠在生產(chǎn)活動(dòng)中獲益，為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。電子商務(wù)改變了消費(fèi)者和企業(yè)之間的活動(dòng)形式和關(guān)系，其中最為顯著的體現(xiàn)在三個(gè)方面——網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)化媒介和網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品，工業(yè)設(shè)計(jì)能夠通過電子商務(wù)結(jié)合為消費(fèi)者帶來高效的、適合的、怡人的使用體驗(yàn)。
3.1電子商務(wù)平臺(tái)提供了準(zhǔn)確而真實(shí)的數(shù)據(jù)反饋。
“我設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠滿足消費(fèi)者需求么？”這是設(shè)計(jì)師在開始設(shè)計(jì)工作前必須要考慮的問題，也是產(chǎn)品能否具有競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)一定是建立在正確的市場(chǎng)調(diào)研基礎(chǔ)上的，通過圖1我們可以看到，設(shè)計(jì)工作的第一部分就是進(jìn)行市場(chǎng)研究，傳統(tǒng)的市場(chǎng)調(diào)研方法所花費(fèi)的時(shí)間周期較長(zhǎng)，所需投入的成本也較高，而調(diào)查結(jié)果的有效性卻往往不能令人滿意。現(xiàn)在電子商務(wù)平臺(tái)上產(chǎn)品的市場(chǎng)反饋信息則基于互聯(lián)網(wǎng)，是對(duì)交易和評(píng)價(jià)的即時(shí)計(jì)算和分析，并且無償開放的，其作用有如下幾點(diǎn)：（1）網(wǎng)購平臺(tái)商品檢索功能提供了細(xì)致的類比信息，這些對(duì)比數(shù)據(jù)可以使設(shè)計(jì)師易于發(fā)現(xiàn)同類產(chǎn)品之間細(xì)微的差異。用戶只要在電商網(wǎng)站的檢索欄輸入需要尋找商品的關(guān)鍵字，就可以得到相關(guān)產(chǎn)品的各方面信息檢索條目，如圖3所示為淘寶網(wǎng)的搜索界面。用戶可以依據(jù)商品的各類關(guān)鍵信息進(jìn)行篩選，并可以對(duì)比哪些商品更受到消費(fèi)者的青睞，或者哪些商品銷量最好。這有利于設(shè)計(jì)師及時(shí)得到產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、品牌認(rèn)同度、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)情況等信息。（2）網(wǎng)購平臺(tái)的“客戶評(píng)價(jià)”功能便于設(shè)計(jì)師取得第一手用戶反饋意見。消費(fèi)者收到網(wǎng)購消費(fèi)的貨品后可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，而這些評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)被更新，有利于其他消費(fèi)者評(píng)估。如圖4所示為京東商城的商品評(píng)價(jià)界面。在上面我們可以看到每件商品的好評(píng)率，“買家印象”說明了產(chǎn)品各方面特征，有哪些是最令消費(fèi)者滿意的，有哪些能夠引起消費(fèi)者的購買動(dòng)機(jī)，這對(duì)設(shè)計(jì)師客觀正確的評(píng)估產(chǎn)品的市場(chǎng)認(rèn)同情況和售后信息反饋具很重要的意義。（3）網(wǎng)購平臺(tái)為概念方案提供一種新的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)媒介。如果我們把網(wǎng)絡(luò)購物平臺(tái)的數(shù)據(jù)不是用于已投產(chǎn)的產(chǎn)品評(píng)估，而是用于概念設(shè)計(jì)的方案評(píng)價(jià)，將產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)節(jié)置于銷售之后，那么產(chǎn)品投入市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)可以被降低，也有利于產(chǎn)生一些有針對(duì)性的柔性設(shè)計(jì)。
3.2電子商務(wù)平臺(tái)為設(shè)計(jì)服務(wù)提供了新媒介
如圖1所示，在傳統(tǒng)銷售策略中，針對(duì)產(chǎn)品的包裝、運(yùn)輸、陳列、展示、宣傳等市場(chǎng)化環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)師需要滿足其功能需求及消費(fèi)者的審美需求，從而衍生出眾多設(shè)計(jì)領(lǐng)域。而在電子商務(wù)平臺(tái)上，網(wǎng)站界面（UI）及其所提供的信息在產(chǎn)品的市場(chǎng)化中起著重要作用，影響消費(fèi)者的使用體驗(yàn)與購物行為的網(wǎng)站界面設(shè)計(jì)發(fā)展迅速。（1）在電子商務(wù)平臺(tái)的界面設(shè)計(jì)中，交互設(shè)計(jì)的發(fā)展前景遠(yuǎn)大。數(shù)字化產(chǎn)品日趨扁平化，人和物之間的精神交流和意識(shí)交流變得越來越直接。人與產(chǎn)品交互不是簡(jiǎn)單的視覺溝通，而是在邏輯和行為層面的互動(dòng)。購物網(wǎng)站的界面設(shè)計(jì)必須能夠正確引導(dǎo)消費(fèi)者行為，很難想象一個(gè)界面設(shè)計(jì)混亂、不協(xié)調(diào)的電子商務(wù)網(wǎng)站會(huì)吸引網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者的注意并進(jìn)入瀏覽、購物。［7］電子商務(wù)平臺(tái)的發(fā)展和成熟為交互設(shè)計(jì)的發(fā)展提供了土壤，現(xiàn)在交互設(shè)計(jì)的思維正在向更多的產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域深入。體驗(yàn)店成為線下銷售的重要發(fā)展方向。在現(xiàn)有技術(shù)背景下，用戶在線上購物時(shí)只能看到產(chǎn)品圖片和其他用戶的評(píng)價(jià)，無法獲得直接的試用體驗(yàn)。而實(shí)體商店的優(yōu)勢(shì)就在于其資源配置和便利的地理?xiàng)l件，可以為用戶提供品牌文化體驗(yàn)、產(chǎn)品試用體驗(yàn)、售后服務(wù)體驗(yàn)等方式，在用戶試用產(chǎn)品的同時(shí)，加強(qiáng)企業(yè)和用戶之間的情感溝通和文化交流。體驗(yàn)店的設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)師提供了另一個(gè)平臺(tái)，有利于為企業(yè)與用戶之間建立更好地溝通橋梁，如圖5為AOC在北京798的商品體驗(yàn)店。
3.3基于電子商務(wù)平臺(tái)上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)新探索
電子商務(wù)不僅可以改變產(chǎn)品的營(yíng)銷渠道，而且可以賦予產(chǎn)品新的內(nèi)涵。3D打印機(jī)的出現(xiàn)使“商品”可以完全實(shí)現(xiàn)非物質(zhì)化，企業(yè)出售產(chǎn)品也許僅僅就是高精度的3D模型，用戶購買后自己“生產(chǎn)”。更加貼近用戶的商業(yè)模式是：由顧客提出設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員直接將方案發(fā)給用戶——這種模式已經(jīng)在部分醫(yī)療產(chǎn)品上在應(yīng)用。在信息時(shí)代，產(chǎn)品的內(nèi)涵不斷發(fā)生變化，產(chǎn)品不再僅僅是物質(zhì)上的存在，因?yàn)橛脩粜枰牟辉偈钱a(chǎn)品實(shí)物本身，虛擬產(chǎn)品在人們生活中變得越來越豐富而重要，這使得設(shè)計(jì)師不得不為新的產(chǎn)品而進(jìn)行創(chuàng)新和思考。
4總結(jié)
電子式多功能電能表主要針對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)三相用電的工業(yè)用戶。隨著電力行業(yè)改革深入,工業(yè)三相用電對(duì)多功能電能表的需求大量增加。目前國內(nèi)多功能表種類少、價(jià)格較高、功能不完善,往往僅是針對(duì)某些地區(qū)的特定要求開發(fā),缺乏通用性,某些產(chǎn)品未能完全達(dá)到國標(biāo)的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應(yīng)這種市場(chǎng)需求而設(shè)計(jì)的。
這是一款智能型高科技電能計(jì)量產(chǎn)品,該表可以同時(shí)計(jì)量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能,還具有多費(fèi)率控制,負(fù)荷曲線記錄,各相失壓、過壓、頻率超限記錄,數(shù)據(jù)LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對(duì)該電表進(jìn)行查表、設(shè)表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語言編寫,編碼效率高,可維護(hù)性好,便于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)用戶的需求方便地對(duì)功能模塊進(jìn)行裁剪。而且代碼經(jīng)過優(yōu)化,其生成的目標(biāo)代碼大小和執(zhí)行效率已與匯編代碼相差無幾。該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)全面符合GB/T17215-1998《1級(jí)和2級(jí)靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》的要求。
多功能電能表的總體結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)
多功能表總體結(jié)構(gòu)
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負(fù)責(zé)按鍵輸入掃描、工作狀態(tài)檢測(cè),計(jì)量數(shù)據(jù)的讀入、計(jì)算和存儲(chǔ)、電表參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計(jì)量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲(chǔ)陣列等;其他輔助模塊主要有:時(shí)鐘日歷電路、工作異常報(bào)警電路、按鍵輸入電路、復(fù)位和看門狗電路、開關(guān)電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機(jī)中的高檔產(chǎn)品uPD78P0338。該款單片機(jī)為120腳QFP封裝,單片集成有60KBFlash、一個(gè)異步通信串行口、40x4段LCD驅(qū)動(dòng)器、高達(dá)10MHz的總線時(shí)鐘和10路10位精度的ADC,并可通過簡(jiǎn)單的接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程,極大地方便在線調(diào)試和軟件升級(jí)。并且支持高級(jí)語言,較好地滿足了多功能表任務(wù)繁多、數(shù)據(jù)量龐大、算法較復(fù)雜的功能要求。
串口復(fù)用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發(fā)射二極管、載波電路、MAX487專用485收發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)/開關(guān)二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表,設(shè)計(jì)有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式,因?yàn)閡PD78F0338僅有一個(gè)串口,故通信電路設(shè)計(jì)時(shí)采用串口復(fù)用技術(shù)。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補(bǔ)開關(guān),由MCU的一個(gè)I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換,如圖2所示。
高精度電量計(jì)量模塊
計(jì)量模塊由高精度專用電能計(jì)量芯片SA9904,電流互感器和其他電路元件組成。SA9904是Sames公司生產(chǎn)的一款三相雙向功率/電能計(jì)量芯片,可以計(jì)量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等,可以單獨(dú)計(jì)量每一相的用電信息,符合IEC521/1036標(biāo)準(zhǔn),可達(dá)到1級(jí)交流電能表的精度要求,各數(shù)據(jù)寄存器具有24位精度,可通過三線SPI接口與CPU交換數(shù)據(jù)。從而可以較好地適應(yīng)多功能表需要計(jì)量多種電量數(shù)據(jù)的要求。SA9904引腳及其電路圖如圖3所示。
其中,CLK、DO、DI構(gòu)成與MCU控制器的接口,用于傳輸控制命令和測(cè)得的電量數(shù)據(jù),IIps、IIPt、IIPr用來對(duì)電流取樣,IVPl、IVP2、IVP3用來對(duì)電壓取樣。
時(shí)鐘日歷模塊
時(shí)鐘電路采用EPSON生產(chǎn)的RTC-4553實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。內(nèi)部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器,簡(jiǎn)化電路,并可以根據(jù)需要進(jìn)行自由設(shè)置以得到較高的頻率;同時(shí)集成有時(shí)鐘和日歷計(jì)數(shù)器,可選擇24或12小時(shí)顯示模式,時(shí)鐘可通過軟件方式進(jìn)行間隔30秒的調(diào)整,并提供0.1Hz或1024Hz的定時(shí)脈沖輸出,以便于在電能表的外部對(duì)時(shí)鐘精度進(jìn)行定期檢查。RTC-4553引腳及其電路圖如圖4所示。
其中,SCK、Sin、Sout與主處理器接口,用于發(fā)送控制指令或者傳輸日期時(shí)間數(shù)據(jù),本系統(tǒng)日歷時(shí)鐘模塊采用電池作后備電源,以確保在停電狀態(tài)下,日期時(shí)間的準(zhǔn)確無誤。
多功能電能表的軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
多功能電能表涉及的數(shù)據(jù)類型種類繁多。按字節(jié)分包括單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)、四字節(jié)和六字節(jié)等,按表征的意義分有時(shí)間、時(shí)刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數(shù)、功率因數(shù)、門限、狀態(tài)字、系數(shù)、表號(hào)等。復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了較高的要求,本實(shí)現(xiàn)方案通過采用多種數(shù)據(jù)尋址方式和多種類型存儲(chǔ)器較好地解決了這一問題。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放方式有:內(nèi)部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內(nèi)部ROM用來存放大量的常數(shù)表格,RAM用于存放臨時(shí)變量和堆棧,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM則存儲(chǔ)各種用戶電量數(shù)據(jù)和設(shè)表參數(shù),通過12C總線與CPU交換數(shù)據(jù),電能表按設(shè)計(jì)需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通過級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)尋址方式
EEPROM數(shù)據(jù)訪問采用兩種方式;直接地址訪問,通過數(shù)據(jù)的EEPROM地址直接讀寫數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)ID尋址,通過數(shù)據(jù)的編碼讀寫數(shù)據(jù)。
通信口復(fù)用功能設(shè)計(jì)
紅外通信和RS-485共用一個(gè)串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信開始都有一低電平位(0),因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1,通過其引發(fā)的中斷可判斷串行口數(shù)據(jù)是否來自紅外。發(fā)送時(shí)按時(shí)應(yīng)方式發(fā)送,使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管,因此在判斷紅外來源的中斷中啟動(dòng)定時(shí)器INTTM4檢測(cè)紅外接收端,如果檢測(cè)到脈沖寬度為9ms或0.56ms,則判斷為紅外遙控,并根據(jù)定時(shí)檢測(cè)遙控編碼;否則判斷為紅外產(chǎn)生的串行口接收中斷,并將定時(shí)檢測(cè)關(guān)閉。
紅外38.4kHz調(diào)制信號(hào)由CPU內(nèi)部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發(fā)送字節(jié)之間可選有15～20ms的延時(shí),而485通信則不需要延時(shí)。數(shù)據(jù)發(fā)送在發(fā)送中斷中進(jìn)行,紅外通信在發(fā)送操作后立即關(guān)閉發(fā)送中斷允許,待延時(shí)時(shí)間到后再允許發(fā)送中斷。
多功能表程序流程圖
電子式多功能電能表主要針對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)三相用電的工業(yè)用戶。隨著電力行業(yè)改革深入,工業(yè)三相用電對(duì)多功能電能表的需求大量增加。目前國內(nèi)多功能表種類少、價(jià)格較高、功能不完善,往往僅是針對(duì)某些地區(qū)的特定要求開發(fā),缺乏通用性,某些產(chǎn)品未能完全達(dá)到國標(biāo)的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應(yīng)這種市場(chǎng)需求而設(shè)計(jì)的。
這是一款智能型高科技電能計(jì)量產(chǎn)品,該表可以同時(shí)計(jì)量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能,還具有多費(fèi)率控制,負(fù)荷曲線記錄,各相失壓、過壓、頻率超限記錄,數(shù)據(jù)LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對(duì)該電表進(jìn)行查表、設(shè)表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語言編寫,編碼效率高,可維護(hù)性好,便于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)用戶的需求方便地對(duì)功能模塊進(jìn)行裁剪。而且代碼經(jīng)過優(yōu)化,其生成的目標(biāo)代碼大小和執(zhí)行效率已與匯編代碼相差無幾。該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)全面符合GB/T17215-1998《1級(jí)和2級(jí)靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》的要求。
多功能電能表的總體結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)
多功能表總體結(jié)構(gòu)
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負(fù)責(zé)按鍵輸入掃描、工作狀態(tài)檢測(cè),計(jì)量數(shù)據(jù)的讀入、計(jì)算和存儲(chǔ)、電表參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計(jì)量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲(chǔ)陣列等;其他輔助模塊主要有:時(shí)鐘日歷電路、工作異常報(bào)警電路、按鍵輸入電路、復(fù)位和看門狗電路、開關(guān)電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機(jī)中的高檔產(chǎn)品uPD78P0338。該款單片機(jī)為120腳QFP封裝,單片集成有60KBFlash、一個(gè)異步通信串行口、40x4段LCD驅(qū)動(dòng)器、高達(dá)10MHz的總線時(shí)鐘和10路10位精度的ADC,并可通過簡(jiǎn)單的接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程,極大地方便在線調(diào)試和軟件升級(jí)。并且支持高級(jí)語言,較好地滿足了多功能表任務(wù)繁多、數(shù)據(jù)量龐大、算法較復(fù)雜的功能要求。
串口復(fù)用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發(fā)射二極管、載波電路、MAX487專用485收發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)/開關(guān)二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表,設(shè)計(jì)有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式,因?yàn)閡PD78F0338僅有一個(gè)串口,故通信電路設(shè)計(jì)時(shí)采用串口復(fù)用技術(shù)。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補(bǔ)開關(guān),由MCU的一個(gè)I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換,如圖2所示。
高精度電量計(jì)量模塊
計(jì)量模塊由高精度專用電能計(jì)量芯片SA9904,電流互感器和其他電路元件組成。SA9904是Sames公司生產(chǎn)的一款三相雙向功率/電能計(jì)量芯片,可以計(jì)量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等,可以單獨(dú)計(jì)量每一相的用電信息,符合IEC521/1036標(biāo)準(zhǔn),可達(dá)到1級(jí)交流電能表的精度要求,各數(shù)據(jù)寄存器具有24位精度,可通過三線SPI接口與CPU交換數(shù)據(jù)。從而可以較好地適應(yīng)多功能表需要計(jì)量多種電量數(shù)據(jù)的要求。SA9904引腳及其電路圖如圖3所示。
其中,CLK、DO、DI構(gòu)成與MCU控制器的接口,用于傳輸控制命令和測(cè)得的電量數(shù)據(jù),IIps、IIPt、IIPr用來對(duì)電流取樣,IVPl、IVP2、IVP3用來對(duì)電壓取樣。
時(shí)鐘日歷模塊
時(shí)鐘電路采用EPSON生產(chǎn)的RTC-4553實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。內(nèi)部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器,簡(jiǎn)化電路,并可以根據(jù)需要進(jìn)行自由設(shè)置以得到較高的頻率;同時(shí)集成有時(shí)鐘和日歷計(jì)數(shù)器,可選擇24或12小時(shí)顯示模式,時(shí)鐘可通過軟件方式進(jìn)行間隔30秒的調(diào)整,并提供0.1Hz或1024Hz的定時(shí)脈沖輸出,以便于在電能表的外部對(duì)時(shí)鐘精度進(jìn)行定期檢查。RTC-4553引腳及其電路圖如圖4所示。
其中,SCK、Sin、Sout與主處理器接口,用于發(fā)送控制指令或者傳輸日期時(shí)間數(shù)據(jù),本系統(tǒng)日歷時(shí)鐘模塊采用電池作后備電源,以確保在停電狀態(tài)下,日期時(shí)間的準(zhǔn)確無誤。
多功能電能表的軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
多功能電能表涉及的數(shù)據(jù)類型種類繁多。按字節(jié)分包括單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)、四字節(jié)和六字節(jié)等,按表征的意義分有時(shí)間、時(shí)刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數(shù)、功率因數(shù)、門限、狀態(tài)字、系數(shù)、表號(hào)等。復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了較高的要求,本實(shí)現(xiàn)方案通過采用多種數(shù)據(jù)尋址方式和多種類型存儲(chǔ)器較好地解決了這一問題。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放方式有:內(nèi)部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內(nèi)部ROM用來存放大量的常數(shù)表格,RAM用于存放臨時(shí)變量和堆棧,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM則存儲(chǔ)各種用戶電量數(shù)據(jù)和設(shè)表參數(shù),通過12C總線與CPU交換數(shù)據(jù),電能表按設(shè)計(jì)需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通過級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)尋址方式
EEPROM數(shù)據(jù)訪問采用兩種方式;直接地址訪問,通過數(shù)據(jù)的EEPROM地址直接讀寫數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)ID尋址,通過數(shù)據(jù)的編碼讀寫數(shù)據(jù)。
通信口復(fù)用功能設(shè)計(jì)
紅外通信和RS-485共用一個(gè)串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信開始都有一低電平位(0),因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1,通過其引發(fā)的中斷可判斷串行口數(shù)據(jù)是否來自紅外。發(fā)送時(shí)按時(shí)應(yīng)方式發(fā)送,使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管,因此在判斷紅外來源的中斷中啟動(dòng)定時(shí)器INTTM4檢測(cè)紅外接收端,如果檢測(cè)到脈沖寬度為9ms或0.56ms,則判斷為紅外遙控,并根據(jù)定時(shí)檢測(cè)遙控編碼;否則判斷為紅外產(chǎn)生的串行口接收中斷,并將定時(shí)檢測(cè)關(guān)閉。
紅外38.4kHz調(diào)制信號(hào)由CPU內(nèi)部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發(fā)送字節(jié)之間可選有15～20ms的延時(shí),而485通信則不需要延時(shí)。數(shù)據(jù)發(fā)送在發(fā)送中斷中進(jìn)行,紅外通信在發(fā)送操作后立即關(guān)閉發(fā)送中斷允許,待延時(shí)時(shí)間到后再允許發(fā)送中斷。
多功能表程序流程圖
簡(jiǎn)而言之，電子信息工程就是借助信息電子化技術(shù)，不斷獲取信息、處理信息的一種手段。近些年來，隨著我國現(xiàn)代技術(shù)的逐步完善，電子信息工程在一定程度上取得了較大的成果，其高效性、便利性、準(zhǔn)確性也常被人津津樂道。但是，不得不承認(rèn)的是，我國的電子信息工程設(shè)計(jì)還存在著諸多弊端，例如：核心技術(shù)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略的缺乏。一方面，由于我國電子信息工程設(shè)計(jì)起步較慢，因此在發(fā)展過程中對(duì)于國外技術(shù)的依賴較大，這是無法忽視的隱患之一，我們必須及時(shí)有效的研發(fā)新技術(shù)來擺脫這一現(xiàn)狀。另一方面，電子信息工程設(shè)計(jì)的發(fā)展受到企業(yè)經(jīng)濟(jì)情況和對(duì)外認(rèn)知的影響，我國的企業(yè)普遍缺乏創(chuàng)新性和可持續(xù)發(fā)展的觀念，因此，無法制定有效優(yōu)質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。總而言之，自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程領(lǐng)域的應(yīng)用，是符合時(shí)展要求的。
2自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的逐步應(yīng)用
自動(dòng)化技術(shù)，是一種綜合了信息技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)等一系列高新科技的混合體，其在一定程度上，代表著尖端高新領(lǐng)域的發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)由于其在控制領(lǐng)域的巨大創(chuàng)新，受到了現(xiàn)代工業(yè)的廣泛應(yīng)用和追捧。因此，將自動(dòng)化技術(shù)引入電子信息工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用，獲得了業(yè)界的一致認(rèn)可。
2.1引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計(jì)朝著機(jī)械化和一體化的方向不斷發(fā)展
自動(dòng)化技術(shù)中最突出的特點(diǎn)就是，能在最大程度上用機(jī)械代替人力進(jìn)行一系列工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。因此，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上能夠直接體現(xiàn)項(xiàng)目、工程的機(jī)械化程度，這也正是其受到廣泛應(yīng)用和追捧的主要原因。而電子信息工程單純是由計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)等高新科技支撐、發(fā)展的，電子信息工程設(shè)計(jì)在一定程度上缺乏相應(yīng)的機(jī)械一體化能力。因此，兩者之間存在著諸多不可避免的聯(lián)系，與此同時(shí)，將兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合在一定程度上是一個(gè)發(fā)展的契機(jī)，一方面，可以促進(jìn)電子信息工程設(shè)計(jì)朝著機(jī)械化方向大力發(fā)展；另一方面，還能在一定程度上提高電子信息工程設(shè)計(jì)的效率。因此，在電子信息工程設(shè)計(jì)中逐步應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)不可多得的明智之舉，是工業(yè)發(fā)展的必然要求。
2.2進(jìn)一步提高電子信息工程設(shè)計(jì)的智能控制能力
眾所周知，電子信息工程設(shè)計(jì)是通過對(duì)電子設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)及其開發(fā)等手段，進(jìn)而對(duì)電子信息進(jìn)行一系列有效的控制和處理?？偠灾娏π畔⒐こ淘O(shè)計(jì)是基于信息，進(jìn)行一系列操作運(yùn)行的。而自動(dòng)化技術(shù)在信息的儲(chǔ)存和處理上有著引人注目的驕人成績(jī)，因此，在電子信息工程設(shè)計(jì)中引入自動(dòng)化技術(shù)能在根本上改善提高其對(duì)于信息的智能化操作水平。換而言之，自動(dòng)化技術(shù)和電子信息工程技術(shù)的融入能在最大程度上改善、提高對(duì)于信息的智能控制能力。
2.3在電子信息工程控制方面的提高
對(duì)于電子信息工程設(shè)計(jì)而言，電路分析和計(jì)算機(jī)控制這兩部分尤為關(guān)鍵。而自動(dòng)化技術(shù)在電路分析和設(shè)計(jì)方面有著不可忽視的主導(dǎo)地位，例如：三相電力、互感電路以及雙口網(wǎng)絡(luò)。也就是說，一旦自動(dòng)化技術(shù)開始應(yīng)用于電子信息工程設(shè)計(jì)，自動(dòng)化技術(shù)在各方面電路的高超本領(lǐng)也將注入電子新型工程設(shè)計(jì)。而計(jì)算機(jī)控制本來就和自動(dòng)化技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系，因此，自動(dòng)化技術(shù)的全力支持對(duì)于計(jì)算機(jī)控制的提高是不可或缺的?？偠灾?，自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠電子信息工程控制方面帶來極大幅度的提高。
2.4輔助電子信息工程的具體設(shè)計(jì)
自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)效率的提高而言，存在著關(guān)鍵性作用。自動(dòng)化技術(shù)能夠從根本上改善原本效率低、準(zhǔn)確性低的陳舊計(jì)算機(jī)制圖方法。因此，在計(jì)算機(jī)制圖方面，一旦應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)，設(shè)計(jì)者只需在固定程序中輸入所采用的數(shù)據(jù)和規(guī)模，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)輸出設(shè)計(jì)。并且，其對(duì)于制圖方面的應(yīng)用涵蓋了建筑、紡織、電子等方方面面，這能給我們帶來極大的便利。因此，自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠在最大程度上提高其工作準(zhǔn)確度和工作效率。
2.5引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計(jì)走向更好的明天
自動(dòng)化技術(shù)所涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域和其技術(shù)能力，是迄今為止最廣和最高的。這也能從側(cè)面說明，在電子信息工程領(lǐng)域大面積應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是時(shí)代要求，是大勢(shì)所趨。例如，在信息處理方面，現(xiàn)階段除了自動(dòng)化技術(shù)之外，沒有任何技術(shù)能對(duì)信息處理的如此全面和高效。在智能操控方面，也沒有任何技術(shù)能夠超越自動(dòng)化技術(shù)的完美操控。與此同時(shí)，在計(jì)算機(jī)處理方面，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于制圖的輔助能力也是其他技術(shù)所無法匹敵的。而信息的高效操作能力，工程的智能操控手段以及對(duì)于計(jì)算的制圖的輔助，對(duì)于電子信息工程設(shè)計(jì)而言都是必不可少的一部分。因此，在電子信息工程設(shè)計(jì)中大力推廣及應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是大勢(shì)所趨，是社會(huì)發(fā)展的必要進(jìn)程。
3結(jié)束語
總而言之，無論是電子信息工程的設(shè)計(jì)，抑或是自動(dòng)化技術(shù)，兩者對(duì)于我國工業(yè)的發(fā)展都存在著至關(guān)重要的作用。任何一方的缺失都可能會(huì)，造成工業(yè)發(fā)展的滯后甚至停滯。因此，只有在電子信息工程設(shè)計(jì)中全面應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，在最大程度上將兩者進(jìn)行一個(gè)有機(jī)結(jié)合，才能使兩者完好的發(fā)揮出各中高效作用，進(jìn)而才能推動(dòng)著我國工業(yè)的快速進(jìn)步。
作者:王玲 單位:西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院
引用：
[1]尹坤任.自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,01:253.
