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目前,为了快速实现工业生产的自动化,我国的自动化技术在工业生产中被广泛的应用,这也预示也我国工业迎来了现代化发展的重要阶段。但是,由于我国自动化技术兴起时间较短,其各项技术还不是完全的成熟,在工业生产中也只是应用了CAD、CAM以及OA技术,完成了计算机辅助设计与制造,以及综合办公管理的自动化控制等三个方面的自动化建设[1]。虽然仅仅只有三个方面,但是却在极大的程度上帮助我国的工业生产实现了智能化与自动化,这也是自动化技术能在短时间内就被应用在石油、化工、冶金以及轻、重工业等其他工业领域的原因,并且这些领域也随着自动化技术的应用而提高了自身的生产技术。另外,自动化技术在工业生产自动化的应用,不但实现了工业生产的自动化,还实现了行文、事务处理的自动化,以及辅助决策的自动化,使得工业生产中对于生产设备和流程的管理与控制能力不断提高,增强了工业生产效率。
2将自动化技术引入到电子信息工程设计中的重要作用
2.1使电子信息工程的设计一体化与机械化得以实现
诚如人们知道的,所谓自动化技术,就是全面解放发展生产力,用机械运作来代替人工操作,最大化的节约人力资源成本,提高工作效率,这也是自动化技术被广泛的应用到实际的生产生活中的原因。以从事电子信息工程的设计工作的人员角度来看,要想更好的工作,不仅需要全面的掌握电子设计的原理,还需要了解一切与信息工程设计有关的计算机应用理论。从电子信息工程本身具有的特色来看,其本质就是将计算机、信息以及电子技术相融合产生的一项事物,这就使得其设计工作不论是对机械化的程度,还是自动化程度,都有十分高的要求。所以,将自动化技术引入到当前电子信息工程的设计中,不仅能够促进设计工作的机电一体化,有效的转变当前电子信息工程的设计情况,提高设计工作的效率,还可以最大化的发挥电子信息工程在设计工作上的优势,准确的反映出设计工作的多元化以及功能的标准化。
2.2推进电子信息工程的设计智能化快速实现
在传统的电子信息工程的设计中,主要是依靠人力来处理信息,并对这些信息进行开发、设计、集成与应用的,工作效率十分缓慢,根本无法满足当前工业化发展对于信息的需求。将自动化技术应用于电子信息工程的设计之中,能够从根本上变革当前工业生产对于信息的处理、开发、设计、集成与应用的方式,极大的提高电子信息工程在设计方面的智能化水平[2]。通过将计算机、信息以及网络等自动化技术的融合,能够为处理和应用大批量、高频率和密度的信息提供一条更加便捷的途径,从而提高电子信息工程的整体设计水平,促进电子信息工程的设计智能化建设,提高其工作效率和准确度。
2.3推动电子信息工程设计整体的进步
首先,自动化技术本身就是一种集多项现代化先进科学技术为一身的,具有较高优势的现代技术,这种优势不仅是其他各种单一类型的技术或者技巧无法到达的境界,也是当前电子信息工程在设计时需要依靠自动化技术的主要原因。电子信息工程的设计,对于对信息的处理、运用以及控制技术的精确度要求极高,这一要求是无法依靠人力资源来实现的,所以就需要自动化技术来辅助完成。例如:在设计信号与系统时,设计师必须要全面的掌握信号的分解与信息系统的分析等相关技术,这就需要设计工作必须具备极高的精度,此时,设计师就必须要以自动化技术来提高设计整体的水平,提高精确度[3]。由此不难看出,自动化技术对电子信息工程的整体设计以及精确度水平的提高,具有的重要作用。
3自动化技术应用于电子信息工程设计的表现
将自动化技术应用于电子信息工程的设计工作的重要作用,使其在该领域的应用范围被不断的扩大,应用效果也不断提高。总体来看,自动化技术在当前电子信息的设计中,主要别用于以下几大方面:一是,电路分析的设计和计算机的控制领域,这也是整个电子信息工程设计的核心所在。将自动化技术应用于此领域,可以提高其三相电路、双口网络以及含有点感电路等方面的工作效率,促进设计整体的自动化和智能化[4]。二是,计算机的辅助设计领域,所谓的计算机辅助设计,主要就是通过综合的应用计算机的硬件、软件和网络等,促进设计整体的有效完成。将自动化技术引入其中后,设计这只需要将相关数据输入其中,计算机就可以自行分析计算,极大的提高了工作的效率和设计的精确度。
4结语
简而言之,电子信息工程就是借助信息电子化技术,不断获取信息、处理信息的一种手段。近些年来,随着我国现代技术的逐步完善,电子信息工程在一定程度上取得了较大的成果,其高效性、便利性、准确性也常被人津津乐道。但是,不得不承认的是,我国的电子信息工程设计还存在着诸多弊端,例如:核心技术和长远发展战略的缺乏。一方面,由于我国电子信息工程设计起步较慢,因此在发展过程中对于国外技术的依赖较大,这是无法忽视的隐患之一,我们必须及时有效的研发新技术来摆脱这一现状。另一方面,电子信息工程设计的发展受到企业经济情况和对外认知的影响,我国的企业普遍缺乏创新性和可持续发展的观念,因此,无法制定有效优质的可持续发展战略。总而言之,自动化技术在电子信息工程领域的应用,是符合时展要求的。
2自动化技术在电子信息工程设计中的逐步应用
自动化技术,是一种综合了信息技术、控制技术、电子技术等一系列高新科技的混合体,其在一定程度上,代表着尖端高新领域的发展。自动化技术由于其在控制领域的巨大创新,受到了现代工业的广泛应用和追捧。因此,将自动化技术引入电子信息工程设计中进行应用,获得了业界的一致认可。
2.1引领电子信息工程设计朝着机械化和一体化的方向不断发展
自动化技术中最突出的特点就是,能在最大程度上用机械代替人力进行一系列工业生产和发展。因此,自动化技术的应用,在一定程度上能够直接体现项目、工程的机械化程度,这也正是其受到广泛应用和追捧的主要原因。而电子信息工程单纯是由计算机技术和电力电子技术等高新科技支撑、发展的,电子信息工程设计在一定程度上缺乏相应的机械一体化能力。因此,两者之间存在着诸多不可避免的联系,与此同时,将两者进行有机的结合在一定程度上是一个发展的契机,一方面,可以促进电子信息工程设计朝着机械化方向大力发展;另一方面,还能在一定程度上提高电子信息工程设计的效率。因此,在电子信息工程设计中逐步应用自动化技术是一个不可多得的明智之举,是工业发展的必然要求。
2.2进一步提高电子信息工程设计的智能控制能力
众所周知,电子信息工程设计是通过对电子设备的研究、设计及其开发等手段,进而对电子信息进行一系列有效的控制和处理。总而言之,电力信息工程设计是基于信息,进行一系列操作运行的。而自动化技术在信息的储存和处理上有着引人注目的骄人成绩,因此,在电子信息工程设计中引入自动化技术能在根本上改善提高其对于信息的智能化操作水平。换而言之,自动化技术和电子信息工程技术的融入能在最大程度上改善、提高对于信息的智能控制能力。
2.3在电子信息工程控制方面的提高
对于电子信息工程设计而言,电路分析和计算机控制这两部分尤为关键。而自动化技术在电路分析和设计方面有着不可忽视的主导地位,例如:三相电力、互感电路以及双口网络。也就是说,一旦自动化技术开始应用于电子信息工程设计,自动化技术在各方面电路的高超本领也将注入电子新型工程设计。而计算机控制本来就和自动化技术有着密不可分的联系,因此,自动化技术的全力支持对于计算机控制的提高是不可或缺的。总而言之,自动化技术在电子信息工程设计中的应用,能够电子信息工程控制方面带来极大幅度的提高。
2.4辅助电子信息工程的具体设计
自动化技术的应用,对于计算机设计效率的提高而言,存在着关键性作用。自动化技术能够从根本上改善原本效率低、准确性低的陈旧计算机制图方法。因此,在计算机制图方面,一旦应用了自动化技术,设计者只需在固定程序中输入所采用的数据和规模,计算机就能自动输出设计。并且,其对于制图方面的应用涵盖了建筑、纺织、电子等方方面面,这能给我们带来极大的便利。因此,自动化技术在电子信息工程设计中的应用,能够在最大程度上提高其工作准确度和工作效率。
2.5引领电子信息工程设计走向更好的明天
自动化技术所涵盖的技术领域和其技术能力,是迄今为止最广和最高的。这也能从侧面说明,在电子信息工程领域大面积应用自动化技术是时代要求,是大势所趋。例如,在信息处理方面,现阶段除了自动化技术之外,没有任何技术能对信息处理的如此全面和高效。在智能操控方面,也没有任何技术能够超越自动化技术的完美操控。与此同时,在计算机处理方面,自动化技术对于制图的辅助能力也是其他技术所无法匹敌的。而信息的高效操作能力,工程的智能操控手段以及对于计算的制图的辅助,对于电子信息工程设计而言都是必不可少的一部分。因此,在电子信息工程设计中大力推广及应用自动化技术是大势所趋,是社会发展的必要进程。
3结束语
总而言之,无论是电子信息工程的设计,抑或是自动化技术,两者对于我国工业的发展都存在着至关重要的作用。任何一方的缺失都可能会,造成工业发展的滞后甚至停滞。因此,只有在电子信息工程设计中全面应用自动化技术,在最大程度上将两者进行一个有机结合,才能使两者完好的发挥出各中高效作用,进而才能推动着我国工业的快速进步。
作者:王玲 单位:西安铁路职业技术学院
引用:
[1]尹坤任.自动化技术在电子信息工程设计中的应用[J].电子技术与软件工程,2014,01:253.
电子信息工程是国内高校中开设数量较多的一个专业,社会对该专业的学生需求量大。如何使电子信息工程的人才培养真正形成特色、让学生能力更强是值得共同思考和探索的问题。结合多年教学实践经验和社会信息反馈,我们认为树立并强化培养方向是电子信息工程专业人才培养的重要问题,让学生明确学习的每门课程有什么用、经历的每个教学环节对其有什么提高、以至于明白毕业后能够干什么。具体到专业方向课程设计而言,其组织实施要以整个专业的培养方向为指导,并最终服务于既定的人才培养方向,这也是专业方向课程设计在教学中能否发挥应有作用的关键。
1.1电子信息工程专业的培养方向初探
电子信息工程专业旨在培养具备扎实的电子技术和信息系统的理论基础知识,知识面宽,实践能力强,能从事电子及信息系统的研究、设计、制造和应用工作,富有创新精神的宽口径高级工程技术人才。知识面宽容易使学生产生困惑,往往形成“什么都学又都学不精”的印象。让学生的学习具有方向感,明白学习的众多课程之间有什么关系,学完之后能够具备什么能力,通过树立培养方向去除学生的这些疑问。从电子信息工程的专业名称及培养目标来看,该专业主要由“电子”和“信息”两方面构成;当然二者是不能简单分开的,但在学生培养过程中可有所侧重,即形成偏重于应用电子类和信息处理类的两大方向。应用电子方向强调学生在硬件方面的能力,通过电路、电子技术、微机原理、单片机、DSP、嵌入式系统、EDA等课程的学习和实践,以电子系统的设计开发为发展方向。信息处理方向则强调算法开发与软件编程能力,以信息处理与信息系统开发为主攻方向,重点课程包括信号与系统、数字信号处理、语言信号处理、数字图像处理、模式识别、计算方法、高级语言编程、数据库等。上述大部分课程都是电子信息工程两个方向的公共课,两个方向是不能截然分开的。
1.2课程设计的方向把握
对于电子信息工程两个不同方向的学生,专业方向课程设计的组织实施是分开进行的,即分成应用电子技术方向课程设计和信息处理方向课程设计,这两类设计课程都安排在学生修完各方向的主干课程之后。课程设计题目的拟定要体现方向性,如应用电子类的题目可设定为小型电子系统的开发设计,如“室温控制系统”、“智能小车”等的设计开发,信息处理类的题目如“语音识别”、“人脸识别”、“车牌检测”等。学生根据个人兴趣和知识结构确定不同的发展方向,选择相应的专业方向课程设计题目。完成各方向的设计题目需要的实验条件是不同的,相应的成果形式、成绩评定方式也不尽相同。
2专业方向课程设计实施实例
电子信息工程信息处理方向注重算法开发与编程实践,主要研究利用信号处理、图像处理与模式识别等信息分析处理手段及编程工具进行相关信息系统的开发设计,专业方向课程设计中常采用图像处理类的设计题目。数字图像处理是电子信息工程的专业课,同时也是一门综合性学科,其内容多、跨度大、覆盖面广,主要学习应用计算机对数字图像进行分析和处理的基本理论、方法。要求学生在掌握有关图像处理和图像分析的基本概念、基础理论、典型方法的基础上,掌握一定的编程实践技能[5-6]。充实设计内容并改进组织形式,通过课程设计促进学生对知识的掌握和应用能力的提高。
2.1图像处理类课程设计的拟定思想
图像处理类课程设计要突出两方面的内容,一是对图像处理基础理论的巩固提高和解决实际问题的能力训练,二是至少熟练掌握一门编程语言、选择适当开发平台实现具体的图像处理算法[7]。为此在题目选择、设计方案制定等方面应考虑以下几个问题。
(1)设计题目的选择。课程设计不同于教学过程中的实验,与之相比要更加突出设计性和综合性;而从工作量和难度上讲低于毕业设计。题目不能太大太难,必须是学生经过认真思考、查阅资料和分组讨论,利用所学知识能给出解决方案或提出思路。设计内容要突出实用性,可以是实际问题的简化。解决问题需要综合应用图像处理多方面的知识点,但要避免图像处理算法的简单叠加,讲究合理应用。
(2)开发平台的选择。针对具体的应用实例可以采用不同的开发平台,如利用普通计算机下的Windows或UNIX平台、利用DSP、FPGA或其他嵌入式开发平台。
(3)编程语言的选择。图像处理中主要的编程语言是VC和Matlab,二者优缺点都非常突出。VC功能强大但要做到熟练使用难度较高,Matlab中有图像处理工具箱、包含了大量可直接调用的图像处理函数,应用简单但程序运行速度偏慢。不同的设计题目可能适于在不同的开发平台下选择不同的编程语言来解决[8]。题目设计时不仅要考虑题目自身的难度,还要兼顾各开发平台及应用不同编程语言的难度差异,比如在Windows下应用Matlab可以选择难度稍大的题目,而使用DSP或VC的设计题目相应要简单一些。
2.2课程设计范例—基于DSP的车牌检测
按照课程设计大纲的要求,考虑到具体设计中的多方面因素,实际教学中设计了多个题目,学生可以根据自身知识水平及兴趣爱好进行选择。现举一个具体实例,借以说明图像处理课程设计的组织管理过程。车牌定位是进行车牌自动识别的前序步骤,定位结果对车牌的识别会产生决定性的影响。设计的主要内容是综合运用所学的图像处理及相关课程的知识,建立基于DSP图像处理综合实验平台的车牌检测定位系统。
(1)设计要求与指导
布置题目,给学生下达课程设计任务书,同时提供课程设计指导书,让学生明确设计题目要解决什么问题、具体完成哪些内容,以及大致的解决思路。该设计题目要求在DSP平台下完成,完成该题目的关键在于两点,即车牌检测方案的制定和DSP平台下的编程[9]。制定车牌检测方案首先要对含有车牌的图像进行分析,找出车牌区域有别于其他区域的特点,然后根据这些特点及所学图像处理知识设计检测方法。为了便于进行车牌检测,通常还需要对图像进行预处理以提高图像质量。要在DSP平台下完成该设计,必须熟悉DSP的开发环境,同时具备较强的编程实践和算法开发能力。与学生进行初步的沟通,使其明确要完成该设计题目,可以从如下几个方面入手。①分析车牌区域的特点及与图像中其他区域的主要差别。②设计车牌定位的实现方案,主要包括图像的预处理(如平滑、锐化、消除光照不均匀等)、车牌边缘提取、干扰区域抑制、牌照搜索与截取等。③利用DSP实验系统编程实现设计方案,处理结果要求实现车牌区域的自动截取。
(2)组织协调与方案制定
承担设计的课题小组选出组长负责课题分工及组员间工作的协调。课题组长选择平时成绩较好、组织协调能力强的同学担任。组员分工以能圆满完成课题任务为原则,兼顾个人特长和兴趣爱好。如动手能力和编程能力强的同学可主要负责DSP平台下图像编程工作,理论知识掌握得比较好的同学可主要负责算法分析与流程设计。当然,分工时也可以考虑有针对性地进行“补短”,通过课程设计促进各方面知识和能力的全面提高。针对车牌检测这一问题,课题小组制定了处理流程。即首先对采集到的车牌图像进行预处理,以降低噪声干扰;然后根据车牌区域的灰度特点选择适当阈值将图像二值化;提取图像边缘,并可利用数学形态学的开闭运算或自定义模板中值滤波进一步去除干扰;牌照区域搜索利用投影法,即通过检测图像向水平和竖直两个方向的投影数据确定车牌区域;最后根据投影检测的结果截取车牌子图像[10]。
(3)算法设计与编程实践
根据处理流程,分工实现各步处理算法开发与代码编程。经过程序调试及对多幅车牌图像的测试改进算法,以逐步提高车牌检测的可靠性和算法执行效率。采集到包含车牌的图像,经过预处理、二值化、边缘检测、投影法定位,最终得到车牌子图像,为后续针对车牌的识别分析等工作做好准备。
(4)设计总结
学生根据自己所做的工作对课程设计进行总结,提交课程设计报告。设计报告重点反映个人所做的工作,交待清楚课题背景和设计内容、方案选择与理论分析、方案实现方式、结果分析以及设计总结等内容。
3结束语