城市智能交通控制系統(tǒng)中電子產(chǎn)品的設(shè)計與新技術(shù)運用

賈 健

（石家莊優(yōu)創(chuàng)科技股份有限公司 河北 石家莊 050000）

1 引言

隨著科技的不斷進步，上世紀90年代后電子領(lǐng)域開始了飛躍式的發(fā)展，各種用途的電子產(chǎn)品開始進駐主流市場，電子產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計也正式進入了一個嶄新的階段。新技術(shù)的不斷涌入，挑戰(zhàn)著每一個電子產(chǎn)品設(shè)計師們的技術(shù)功底。電子產(chǎn)品不僅需要與市場實際需求接軌，更要注重如何才能使其價格便宜，質(zhì)量高的特點。電子設(shè)計師在產(chǎn)品設(shè)計時通常會考慮產(chǎn)品的功能是否全面，體積是否足夠小，性能是否足夠穩(wěn)定，如何才能最大限度地滿足客戶的需求。電子設(shè)計師的在長期與市場接軌為最終目標的限制以及自身的習慣性思維導致了產(chǎn)品設(shè)計過程中各種設(shè)計理念的融合不夠，新技術(shù)運用不夠純熟，因此，設(shè)計出來的產(chǎn)品往往太過于陳舊，不能符合日新月異機械發(fā)展需求，設(shè)計出來的產(chǎn)品也就會重復地修改，這樣就浪費了大量的人力、物力、財力。那么如何才能設(shè)計出一款符合當前電子設(shè)備發(fā)展，成為了現(xiàn)今電子產(chǎn)品發(fā)展最為重要的一部分。

2 接地技術(shù)的運用

電子設(shè)備集成化、智能化的進程的加速，接地技術(shù)引起了許多設(shè)計師的關(guān)注，在設(shè)計過程中如何才能合理地運用接地技術(shù)，成為了電子產(chǎn)品設(shè)計以及運用最為關(guān)鍵的一部分。當前的接地系統(tǒng)應在傳統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，更應該結(jié)合電子設(shè)備信號之間的相連。如何才能避免電磁兼容這一信號干擾，接地技術(shù)就顯得尤為重要。接地技術(shù)包括工作接地、保護接地、過壓保護接地、防靜電接地、屏蔽接地、信號地、直流―48V（+24V）電源（電池）回流地[1]等等。比如在印制電路板上的接地技術(shù)運用，設(shè)計師就應該足夠重視。印制線走法應根據(jù)不同的電源電壓以及相關(guān)因素來設(shè)置地線。這其中要考慮到的是模擬地和數(shù)字地的問題，數(shù)字信號變化速度快，模擬信號就會受到噪聲的干擾，因此，就需要在設(shè)計中正確地設(shè)計單元電路和設(shè)備，保證其不會受到干擾。同時，單面板和雙面板的設(shè)計中也應該考慮到接地問題。單面板和雙面板地線和信號線都應該粗一點，且呈井字形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)排列，地線的連接或垂直或交叉的孔連接。雙面板的軌線對供電的應該符合供電環(huán)路電源線不應交叉，采用屏蔽電纜。當然，多層板設(shè)計的地線也應該注重地線的電連續(xù)性，線也應該足夠粗，同時電源層和地線層的多層板供電，且高速信號線不能交叉與地線層的溝。因此，復雜的工藝技術(shù)對于設(shè)計師來說還是具有一定的挑戰(zhàn)性。

3 仿真技術(shù)的運用

仿真技術(shù)運用在不同的領(lǐng)域，就電子產(chǎn)品來說，當前使用最為廣泛的是PROTEUS仿真技術(shù)，它是模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路的設(shè)計與仿真平臺，也是世界上最先進的單片機應用系統(tǒng)的設(shè)計與仿真平臺[2]。這一仿真技術(shù)是以計算機為載體，完成從設(shè)計圖紙開始的一系列過程，進而再進行分析、調(diào)試、仿真，最終完成電子設(shè)計。PROTEUS作為電子產(chǎn)品的調(diào)試方式，通過這一方式設(shè)計生產(chǎn)的電子產(chǎn)品具有高靈敏度、高精確度等特征，這一仿真平臺能夠有效地提高設(shè)計效率，減少設(shè)計師勞動強度。傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計中是以原理圖設(shè)計為基礎(chǔ)，之后通過PCB電路板設(shè)計，等待PCB制版，物理樣品制作，軟件設(shè)計，系統(tǒng)調(diào)試等步驟，傳統(tǒng)的設(shè)計過程需要通過不斷的重復才能達到設(shè)計的效果，從而增加了設(shè)計周期，提高了設(shè)計成本。運用PROTEUS仿真技術(shù)則通過計算機技術(shù)直接進行原理圖設(shè)計和軟件設(shè)計，在采取系統(tǒng)仿真調(diào)試，如果沒有達到設(shè)計效果，則可以對原理圖進行修整和調(diào)試，直到完成設(shè)計效果再進行PCB電路板設(shè)計，等待PCB制板和物理樣品制作。PROTEUS在電子產(chǎn)品設(shè)計有著舉足輕重的作用，為電子產(chǎn)品的設(shè)計提供了龐大的虛擬實驗室，保證了電子產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，又可能能夠?qū)ζ溥M行創(chuàng)新。新時代的電子產(chǎn)品設(shè)計必須依靠仿真技術(shù)來確保電子產(chǎn)品成功與否，設(shè)計師也應該全面地掌握仿真技術(shù)，為生產(chǎn)出更好的電子產(chǎn)品做好準備。

4 EMC技術(shù)運用

電磁兼容技術(shù)的運用是保證了電磁環(huán)境不能對任何設(shè)備產(chǎn)生破壞性的電磁干擾。電磁干擾技術(shù)主要作用于傳導干擾和輻射干擾兩者的運用。所謂傳導干擾是指電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號能夠干擾到其他設(shè)備；輻射干擾則是通過空間耦合形成的干擾信號作用于另一個網(wǎng)絡電子設(shè)備。在電子產(chǎn)品的設(shè)計中應該注重硬件抗干擾設(shè)計、選用頻率低的微控制器、減小來自電源的噪聲、軟件濾波抗干擾等問題的細節(jié)處理。硬件抗干擾設(shè)計是對電路結(jié)構(gòu)進行調(diào)整來起到抗干擾的作用。采用導電材料制成的屏蔽體，來隔離空間耦合通道，用高導磁材料來減小干擾[3]。選用平率低的微控制器能夠有效減少信號干擾的，控制時鐘頻率，以減少噪聲源。當然電源噪聲的是噪聲產(chǎn)生的主要途徑。電源在向設(shè)備提供能源的同時，也將噪聲傳輸?shù)诫娫丛O(shè)備中，因此，成為了重要的干擾源，因此，在設(shè)計中就應該減小電源噪聲的干擾。

5 電子產(chǎn)品的制作

該環(huán)節(jié)涉及設(shè)計的部分是電子產(chǎn)品制造部門，在工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中必須使用電子產(chǎn)品化生產(chǎn)以保證制品的一致性，所以電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)為商品開發(fā)的二次開發(fā)。電子產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)用于大規(guī)模生產(chǎn)中，其產(chǎn)品存在一致性，所以在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中就必須保證電子產(chǎn)品的正確性。電子產(chǎn)品設(shè)計使用產(chǎn)品設(shè)計提供的三維或者二維電子數(shù)據(jù)，以保證制品與設(shè)計的一致性。因電子產(chǎn)品成形時會增加一些工藝性的部分，比如切斷口、分模線、等痕跡，因電子產(chǎn)品設(shè)計者所使用數(shù)據(jù)并非完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，必須通過工技與產(chǎn)品設(shè)計溝通，達成共識后方可實施，以便產(chǎn)品設(shè)計總體把握產(chǎn)品狀態(tài)和式樣。其他對產(chǎn)品造型的修改，如拔模斜度，公差中間值等修改原則上以產(chǎn)品設(shè)計為主。電子產(chǎn)品設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計研討過程要求工技人員參與，以便工技人員了解部品可能出現(xiàn)的問題，合理預見問題處理方法。電子產(chǎn)品設(shè)計主要生成電子產(chǎn)品電子數(shù)據(jù)和圖紙，加工人員通過圖紙了解設(shè)計意圖，使用電子數(shù)據(jù)保證加工的準確性。因電子產(chǎn)品成本相對較高，電子產(chǎn)品設(shè)計階段應基本保證制品造型的正確性和合理性，否則加工完成后修改一則成本較高，二則可能對原有電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造成不可修復的破壞，影響電子產(chǎn)品質(zhì)量。

6 結(jié)語

電子產(chǎn)品的設(shè)計是當前電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，一個良好的設(shè)計產(chǎn)品勢必會起對電子產(chǎn)業(yè)起到促進的作用。在以上三種新技術(shù)的運用過程中，只有不斷的創(chuàng)新，不斷的改進才能跟得上電子產(chǎn)品的發(fā)展。尤其是作為電子產(chǎn)品設(shè)計師，更應該注重新技術(shù)的運用，尤其是應該緊跟市場步伐，開發(fā)設(shè)計出一款性價比高、性能好、價格優(yōu)惠的電子產(chǎn)品，這樣才能為我國的電子產(chǎn)業(yè)做好充分的準備。

[1] 黃軒猛.在新的電子產(chǎn)品與電子器材故障面前[J].浙江電化教育.1997(06).

[2] 納米紙電子產(chǎn)品更環(huán)保[J].福建紙業(yè)信息.2013(10).

[3] 喬衛(wèi)杰.電子產(chǎn)品硬件設(shè)計中提升產(chǎn)品實用性問題探究[J].科技展望.2017(28).

[4] 王正青.消費類電子產(chǎn)品常用螺釘、螺母、墊圈介紹[J].科技展望.2017(19).

[5] 朱曉杰，楊磊，彭煒，楊松齡.淺談電子產(chǎn)品裝配工藝與工藝控制[J].電子測試.2017(14).