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本文對(duì)電子信息工程設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用意義、應(yīng)用表現(xiàn)進(jìn)行分析，通過該技術(shù)的應(yīng)用，有助于工程設(shè)計(jì)朝著機(jī)械化、智能化、精確化的方向轉(zhuǎn)變，在工程設(shè)計(jì)中提高生產(chǎn)力的同時(shí)，節(jié)約更多成本投入。最后，以智能水表系統(tǒng)為例，闡述自動(dòng)化技術(shù)在該系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法，推動(dòng)電子信息工程的穩(wěn)健發(fā)展。在科技迅猛發(fā)展下，先進(jìn)技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來，在電子信息工程設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手法相比可節(jié)約更多設(shè)計(jì)成本，促進(jìn)設(shè)計(jì)效率提升。以自動(dòng)化技術(shù)為例，在電子工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可促進(jìn)設(shè)計(jì)成果朝著機(jī)械化、智能化方向轉(zhuǎn)變。為保障居民飲水安全，實(shí)現(xiàn)快捷繳納與支付等等，在自動(dòng)化技術(shù)支持下智能水表系統(tǒng)被設(shè)計(jì)出來，支持一家一戶水表與階梯計(jì)費(fèi)等功能，為水利部門業(yè)務(wù)開展提供極大助力。

1電子信息工程設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用意義

自動(dòng)化技術(shù)作為技術(shù)模式的一種，將控制技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等融合起來，是現(xiàn)代科技尖端級(jí)別的代表。其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論產(chǎn)生的影響最大，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。將自動(dòng)化技術(shù)引入電子工程設(shè)計(jì)中，具有以下意義。一是促進(jìn)工程設(shè)計(jì)機(jī)械化。自動(dòng)化技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于依靠機(jī)器力量替代人力，達(dá)到解放生產(chǎn)力的目標(biāo)。在電子工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員不但要了解基本設(shè)計(jì)原理，還要充分掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息工程設(shè)計(jì)等理論知識(shí)。電子工程作為電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)晶，對(duì)設(shè)計(jì)工作機(jī)械化提出嚴(yán)格要求。該項(xiàng)技術(shù)在電子工程誰中的應(yīng)用不但有助于機(jī)電一體化，改變工程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，還可將電子工程設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，充分展現(xiàn)設(shè)計(jì)多元化、多功能等特點(diǎn)。二是推進(jìn)工程設(shè)計(jì)智能化。以往電子工程設(shè)計(jì)主要借助人力完成信息開發(fā)、集成與應(yīng)用等工作，工作速度較慢，且出錯(cuò)率高，無法滿足當(dāng)前工業(yè)化的信息需求。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用后，可從根本上改變信息開發(fā)與處理方式，提高工程設(shè)計(jì)的智能化水平。通過將網(wǎng)絡(luò)、信息、計(jì)算機(jī)等技術(shù)相結(jié)合，可為處理與應(yīng)用高頻率、海量信息開創(chuàng)一條“綠色通道”，有助于工程設(shè)計(jì)智能化，促進(jìn)工作效率與準(zhǔn)確率的全面提升。三是提高精確化水平。自動(dòng)化技術(shù)將多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)融合起來，達(dá)到單一技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的目的，充分符合電子工程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。在此類工程設(shè)計(jì)中，對(duì)信息處理、控制與應(yīng)用提出更高要求，單純?nèi)肆o法達(dá)到要求的精確度，而借助自動(dòng)化技術(shù)便可順利達(dá)成。例如，在信號(hào)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)系統(tǒng)分析、信號(hào)分解等技術(shù)綜合掌握，此類設(shè)計(jì)的精度要求較高，需具備自動(dòng)化特點(diǎn)。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員便可將自動(dòng)化技術(shù)引入其中，使整體工程設(shè)計(jì)取得巨大進(jìn)步，特別是在設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度方面更是有目共睹。

2電子信息工程設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)

2.1電路分析設(shè)計(jì)

在電子信息工程設(shè)計(jì)方面，電路分析、計(jì)算機(jī)控制作為工程設(shè)計(jì)的核心所在，同時(shí)也是關(guān)鍵技術(shù)類型。自動(dòng)化技術(shù)主要表現(xiàn)為三相電路、互感電路、雙口網(wǎng)絡(luò)等等，在電子工程設(shè)計(jì)中均發(fā)揮重要作用。此外，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)滲透到電子工程設(shè)計(jì)的方方面面，因其本身便是自動(dòng)化技術(shù)的分支之一，也可將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用狀態(tài)充分展現(xiàn)出來。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

自動(dòng)化技術(shù)的作用主要通過計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出來，輔助設(shè)計(jì)（CAD）實(shí)則是自動(dòng)化技術(shù)的衍生物，通過對(duì)計(jì)算機(jī)軟件、硬件與網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化目標(biāo)。在設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員只需將產(chǎn)品功能、規(guī)格與要求等數(shù)據(jù)輸入進(jìn)去，計(jì)算機(jī)便可自動(dòng)分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)，并將最終設(shè)計(jì)結(jié)果輸出。現(xiàn)階段，CAD計(jì)算在紡織、服裝、機(jī)械與造船等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從廣義層面上看，CAD還涵蓋虛擬裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等，均可為電子工程設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

2.3計(jì)算機(jī)集成制造

因電子工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容眾多，工作較為復(fù)雜，需采用多項(xiàng)技術(shù)才可實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況制定方案，特別是新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，更要將計(jì)算機(jī)集成制造作用充分發(fā)揮出來，優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，確保整個(gè)設(shè)計(jì)過程精準(zhǔn)高效。對(duì)此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)期間應(yīng)引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更加便捷合理的設(shè)計(jì)。值得強(qiáng)調(diào)的是，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用雖然可優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，但無法優(yōu)化整個(gè)工程，利用集成制作技術(shù)可將多個(gè)環(huán)節(jié)整合起來，構(gòu)建完善的系統(tǒng)，促進(jìn)信息高效傳遞，將自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品創(chuàng)新。在此基礎(chǔ)上，可節(jié)約更多產(chǎn)品成本的投入，將更多時(shí)間與精力應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使企業(yè)在激烈競(jìng)爭(zhēng)中取得更大優(yōu)勢(shì)，贏得更多經(jīng)濟(jì)效益。

3基于自動(dòng)化技術(shù)的智能水表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

3.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該水表整體結(jié)構(gòu)包括7個(gè)方面，即主控單片機(jī)芯片，型號(hào)為MSPF4，作為系統(tǒng)核心所在，主要作用是數(shù)據(jù)處理；電源管理與電路模塊，可為全部模塊供電；脈沖采集電路的作用在于，當(dāng)用戶用水時(shí)，傳感器采集脈沖信號(hào)后，將信息傳遞到主控芯片，開啟系統(tǒng)計(jì)費(fèi)。通信基站模塊作用在于為遠(yuǎn)程抄表提供無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸讀取；閥門控制電路模塊，待用戶充值額度用完后，系統(tǒng)可自動(dòng)關(guān)閉閥門進(jìn)行停水，待用戶充值后閥門便會(huì)自動(dòng)開啟，恢復(fù)正常供水；LCD液晶顯示，用戶可實(shí)時(shí)查看水表相關(guān)信息，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2硬件系統(tǒng)

在自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上，智能水表系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容。（1）傳感器電路設(shè)計(jì)。為了讀取智能水表上的數(shù)據(jù)，在脈沖信號(hào)采集中采用“1＋1”模式設(shè)計(jì)雙簧管傳感器。技術(shù)原理為：在系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)期間，當(dāng)1個(gè)簧管獲取到用水信息后，系統(tǒng)便可自動(dòng)記錄相關(guān)信息，再對(duì)其他管路的供水情況進(jìn)行檢測(cè)，只有在兩個(gè)簧管均正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)才具備信號(hào)采集、用水計(jì)費(fèi)等功能，傳感器設(shè)計(jì)有效減少人為因素、磁鐵干擾等產(chǎn)生的計(jì)數(shù)誤差。（2）電磁閥門電路設(shè)計(jì)。為了有效控制智能電表的用水狀態(tài)，如供水、停水等，系統(tǒng)可利用電磁球閥驅(qū)動(dòng)電路。在用戶水表信息采集時(shí)，如若處于欠費(fèi)狀態(tài)，電磁閥便會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，暫停供水；待用戶繳納相應(yīng)費(fèi)用后，電磁閥門便會(huì)自動(dòng)開啟，恢復(fù)正常工會(huì)。為確保閥門因長(zhǎng)期不轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)生銹情況，閥門定時(shí)器每月都會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)，確保系統(tǒng)各模塊正常使用。（3）LCD屏顯電路設(shè)計(jì)。為了便于查詢智能水表信號(hào)，使用戶隨時(shí)掌握自身用水信息，水表系統(tǒng)與LCD屏顯功能相連接，該項(xiàng)功能如下：一是顯示電磁閥門狀態(tài)，用戶通過查看閥門狀態(tài)，掌握自家供水情況；二是余額查詢，LCD可將用戶水量剩余情況實(shí)時(shí)顯示出來，便于用戶決定何時(shí)繳費(fèi)、確定繳費(fèi)金額等等；三是具備水表供電、階梯水價(jià)、異常報(bào)警等功能，依靠主控芯片中的LCD驅(qū)動(dòng)器，將供水信息在LCD顯示出來，屏幕可選用0mm×mm規(guī)格產(chǎn)品。

3.3軟件系統(tǒng)

智能水表系統(tǒng)可采取與之相連的任意區(qū)域的信息，在自動(dòng)抄送后存儲(chǔ)到控制中心，集中器可根據(jù)主站設(shè)置時(shí)間、時(shí)間間隔、抄收項(xiàng)目，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，軟件系統(tǒng)的主要功能如下：（1）統(tǒng)計(jì)功能。利用統(tǒng)計(jì)表記錄數(shù)值，根據(jù)定期計(jì)算處理，將所得結(jié)果通過直方圖、表格、數(shù)據(jù)庫(kù)等形式輸出，準(zhǔn)確計(jì)算損耗情況，并自動(dòng)分?jǐn)偨o各個(gè)用戶；用戶可隨時(shí)查閱、檢索集中器內(nèi)的表計(jì)數(shù)值。（2）管理功能?？煞謩e查詢各表對(duì)應(yīng)的用戶信息。針對(duì)欠費(fèi)狀態(tài)下的用戶，主站可指令進(jìn)行遠(yuǎn)程通斷操控；針對(duì)預(yù)付費(fèi)狀態(tài)下的用戶，自動(dòng)查詢余額信息并為用戶發(fā)送繳費(fèi)提醒，供用戶實(shí)時(shí)查詢，打印用水單據(jù)，對(duì)該區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)應(yīng)用情況進(jìn)行全面監(jiān)控，準(zhǔn)確判斷超負(fù)荷點(diǎn)、泄露點(diǎn)。當(dāng)出現(xiàn)價(jià)格變動(dòng)時(shí)，可及時(shí)更改響應(yīng)，系統(tǒng)未設(shè)置分級(jí)密碼，十分安全可靠。

3.4實(shí)際應(yīng)用

將智能水表系統(tǒng)安裝在小區(qū)信息中心，用戶用水?dāng)?shù)據(jù)可經(jīng)過無線接口與信息中心內(nèi)的集中器相連，再將集中器利用GPRS技術(shù)與透明數(shù)據(jù)傳輸端連接起來，由傳輸端內(nèi)置嵌入式處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將協(xié)議封裝后傳遞到GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，依靠GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給相關(guān)管理部門的抄表系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)與表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)相連。無線模塊采用遠(yuǎn)程喚醒傳輸模塊，與水表中的傳感器相連，可存儲(chǔ)采集水表的用量，剩余時(shí)間均為休眠狀態(tài)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到信號(hào)后，模塊才轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)，并自動(dòng)計(jì)量，且模塊可不間斷的醒來，對(duì)外界是否存在喚醒信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，適用于抄表器抄取信息，當(dāng)檢測(cè)到喚醒信號(hào)后，則進(jìn)入到工作狀態(tài)等待指令，接收指令后開展后續(xù)工作。如此反復(fù)，可節(jié)約大量無線模塊的功耗，利用5號(hào)電池供電，可使用0.5—1年時(shí)間。綜上所述，在電子信息工程設(shè)計(jì)中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有助于豐富設(shè)計(jì)功能，將工程設(shè)計(jì)核心作用體現(xiàn)出來，獲取更多電子信息，加快發(fā)展速度。在智能水表系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到軟硬件設(shè)計(jì)工作中，豐富系統(tǒng)功能，可使電子信息工程整體進(jìn)步，走上智能精確化的發(fā)展道路，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，為水務(wù)企業(yè)謀取更多經(jīng)濟(jì)效益。

作者:俞清龍 單位:福州真蘭水表有限公司