城市智能交通控制系统中电子产品的设计与新技术运用

贾 健

（石家庄优创科技股份有限公司 河北 石家庄 050000）

1 引言

随着科技的不断进步，上世纪90年代后电子领域开始了飞跃式的发展，各种用途的电子产品开始进驻主流市场，电子产品的开发设计也正式进入了一个崭新的阶段。新技术的不断涌入，挑战着每一个电子产品设计师们的技术功底。电子产品不仅需要与市场实际需求接轨，更要注重如何才能使其价格便宜，质量高的特点。电子设计师在产品设计时通常会考虑产品的功能是否全面，体积是否足够小，性能是否足够稳定，如何才能最大限度地满足客户的需求。电子设计师的在长期与市场接轨为最终目标的限制以及自身的习惯性思维导致了产品设计过程中各种设计理念的融合不够，新技术运用不够纯熟，因此，设计出来的产品往往太过于陈旧，不能符合日新月异机械发展需求，设计出来的产品也就会重复地修改，这样就浪费了大量的人力、物力、财力。那么如何才能设计出一款符合当前电子设备发展，成为了现今电子产品发展最为重要的一部分。

2 接地技术的运用

电子设备集成化、智能化的进程的加速，接地技术引起了许多设计师的关注，在设计过程中如何才能合理地运用接地技术，成为了电子产品设计以及运用最为关键的一部分。当前的接地系统应在传统功能的基础上，更应该结合电子设备信号之间的相连。如何才能避免电磁兼容这一信号干扰，接地技术就显得尤为重要。接地技术包括工作接地、保护接地、过压保护接地、防静电接地、屏蔽接地、信号地、直流―48V（+24V）电源（电池）回流地[1]等等。比如在印制电路板上的接地技术运用，设计师就应该足够重视。印制线走法应根据不同的电源电压以及相关因素来设置地线。这其中要考虑到的是模拟地和数字地的问题，数字信号变化速度快，模拟信号就会受到噪声的干扰，因此，就需要在设计中正确地设计单元电路和设备，保证其不会受到干扰。同时，单面板和双面板的设计中也应该考虑到接地问题。单面板和双面板地线和信号线都应该粗一点，且呈井字形网状结构排列，地线的连接或垂直或交叉的孔连接。双面板的轨线对供电的应该符合供电环路电源线不应交叉，采用屏蔽电缆。当然，多层板设计的地线也应该注重地线的电连续性，线也应该足够粗，同时电源层和地线层的多层板供电，且高速信号线不能交叉与地线层的沟。因此，复杂的工艺技术对于设计师来说还是具有一定的挑战性。

3 仿真技术的运用

仿真技术运用在不同的领域，就电子产品来说，当前使用最为广泛的是PROTEUS仿真技术，它是模拟电路、数字电路、模数混合电路的设计与仿真平台，也是世界上最先进的单片机应用系统的设计与仿真平台[2]。这一仿真技术是以计算机为载体，完成从设计图纸开始的一系列过程，进而再进行分析、调试、仿真，最终完成电子设计。PROTEUS作为电子产品的调试方式，通过这一方式设计生产的电子产品具有高灵敏度、高精确度等特征，这一仿真平台能够有效地提高设计效率，减少设计师劳动强度。传统的电子产品设计中是以原理图设计为基础，之后通过PCB电路板设计，等待PCB制版，物理样品制作，软件设计，系统调试等步骤，传统的设计过程需要通过不断的重复才能达到设计的效果，从而增加了设计周期，提高了设计成本。运用PROTEUS仿真技术则通过计算机技术直接进行原理图设计和软件设计，在采取系统仿真调试，如果没有达到设计效果，则可以对原理图进行修整和调试，直到完成设计效果再进行PCB电路板设计，等待PCB制板和物理样品制作。PROTEUS在电子产品设计有着举足轻重的作用，为电子产品的设计提供了庞大的虚拟实验室，保证了电子产品的生产质量的前提下，又可能能够对其进行创新。新时代的电子产品设计必须依靠仿真技术来确保电子产品成功与否，设计师也应该全面地掌握仿真技术，为生产出更好的电子产品做好准备。

4 EMC技术运用

电磁兼容技术的运用是保证了电磁环境不能对任何设备产生破坏性的电磁干扰。电磁干扰技术主要作用于传导干扰和辐射干扰两者的运用。所谓传导干扰是指电子设备产生的干扰信号能够干扰到其他设备；辐射干扰则是通过空间耦合形成的干扰信号作用于另一个网络电子设备。在电子产品的设计中应该注重硬件抗干扰设计、选用频率低的微控制器、减小来自电源的噪声、软件滤波抗干扰等问题的细节处理。硬件抗干扰设计是对电路结构进行调整来起到抗干扰的作用。采用导电材料制成的屏蔽体，来隔离空间耦合通道，用高导磁材料来减小干扰[3]。选用平率低的微控制器能够有效减少信号干扰的，控制时钟频率，以减少噪声源。当然电源噪声的是噪声产生的主要途径。电源在向设备提供能源的同时，也将噪声传输到电源设备中，因此，成为了重要的干扰源，因此，在设计中就应该减小电源噪声的干扰。

5 电子产品的制作

该环节涉及设计的部分是电子产品制造部门，在工业大规模生产中必须使用电子产品化生产以保证制品的一致性，所以电子产品设计与生产为商品开发的二次开发。电子产品设计和生产用于大规模生产中，其产品存在一致性，所以在电子产品生产中就必须保证电子产品的正确性。电子产品设计使用产品设计提供的三维或者二维电子数据，以保证制品与设计的一致性。因电子产品成形时会增加一些工艺性的部分，比如切断口、分模线、等痕迹，因电子产品设计者所使用数据并非完整的产品数据，必须通过工技与产品设计沟通，达成共识后方可实施，以便产品设计总体把握产品状态和式样。其他对产品造型的修改，如拔模斜度，公差中间值等修改原则上以产品设计为主。电子产品设计与产品设计研讨过程要求工技人员参与，以便工技人员了解部品可能出现的问题，合理预见问题处理方法。电子产品设计主要生成电子产品电子数据和图纸，加工人员通过图纸了解设计意图，使用电子数据保证加工的准确性。因电子产品成本相对较高，电子产品设计阶段应基本保证制品造型的正确性和合理性，否则加工完成后修改一则成本较高，二则可能对原有电子产品结构造成不可修复的破坏，影响电子产品质量。

6 结语

电子产品的设计是当前电子产业发展的重要组成部分，一个良好的设计产品势必会起对电子产业起到促进的作用。在以上三种新技术的运用过程中，只有不断的创新，不断的改进才能跟得上电子产品的发展。尤其是作为电子产品设计师，更应该注重新技术的运用，尤其是应该紧跟市场步伐，开发设计出一款性价比高、性能好、价格优惠的电子产品，这样才能为我国的电子产业做好充分的准备。

[1] 黄轩猛.在新的电子产品与电子器材故障面前[J].浙江电化教育.1997(06).

[2] 纳米纸电子产品更环保[J].福建纸业信息.2013(10).

[3] 乔卫杰.电子产品硬件设计中提升产品实用性问题探究[J].科技展望.2017(28).

[4] 王正青.消费类电子产品常用螺钉、螺母、垫圈介绍[J].科技展望.2017(19).

[5] 朱晓杰，杨磊，彭炜，杨松龄.浅谈电子产品装配工艺与工艺控制[J].电子测试.2017(14).