智能技术在电子信息工程自动化设计中的应用

白 静

（天门职业学院电子信息技术学院 湖北 天门 431700）

0 引言

智能技术在实际操作和应用中主要体现在计算机网络技术、全球定位系统（global positioning system，GPS）技术、传感技术的综合应用，通过开发、模拟、拓展、延伸等应用功能进行有效融合，可实现自动化生产效率以及产品设计质量、精密度的切实提升。 一个国家科技发展水平的高低和综合国力的强弱，可通过电子信息工程更为真实、直观地体现出来，而智能技术在电子信息工程自动化设计中的深度渗透，促使传统数据建模所耗费的大量人力、时间等成本大幅缩减，加快了电子信息工程向自动化和智能化转变的步伐，有利于电子信息工程自动化设计性能和水平向更高层次迈进，既符合时代发展和经济建设提出的高标准，也满足了电子信息工程自动化设计对自身长远发展的新需求。 因此，电子信息工程自动化设计必须依托于智能技术，并在以往的设计思想层面上寻求突破，以获取更为广阔的发展空间，最终实现设计质量和设计效益的“双赢”。

1 关键智能技术类型

1.1 计算机网络技术

计算机网络技术是各领域智能化实现的核心技术，在电子信息工程自动化设计中起着关键性作用，因此电子信息工程中对计算机网络系统进行创建时需对计算机网络系统的整体架构有更为全面的了解，计算机网络系统架构包含的网络较多且复杂，主要有：①分布式阻断服务（distributed denial of service，DDOS）设备，当互联网遭受DDOS 攻击时互联网协议第6 版（Internet Protocol Version 6，IPv6）及网际协议版本4（Internet Protocol version 4，IPv4）的链路接入可通过DDOS 装置获取；②前端防火墙，可为外网到隔离区（demilitarized zone，DMZ）的本地网之间提供安全保障；③入侵防御装置（intrusion prevention system，IPS），为电子信息系统和网络架构提供安全保护；④移动接入网关（mobile access gateway，MAG）接入交换机，交换机中MAG 的接入可加强与安全网关的联动性；⑤Web 应用防护系统（Web application firewall，WAF），为内部站点提供安全防护；⑥DMZ 汇聚交换机，DMZ 本地服务器的链路接入都通过它来获取；⑦后端防火墙，可将内部网络的真实地址隐藏起来［1］。

1.2 人工智能技术

人工智能技术的应用可使电子信息工程自动化控制平台和终端设备之间的连接更为有效，通过对计算机网络数字化信息收集手段的有效运用来提升数据向终端仪表内的传输速率，进而促使电子信息工程自动化整体设计效率的大幅提升。 在设计过程中还需确保设计终端设备具有数据采集功能，便于电子设备运行时信息收集的实时性，并促使系统各功能的作用充分发挥。 一方面，通过对终端控制软件及各硬件设备的合理调整优化，可实现对电子信息工程自动化控制系统运行环境、参数及实际情况的充分、全面收集，还可对系统所接收的信息第一时间进行实时、有效处理，并为电子信息工程自动化控制系统的相关技术人员面对突发问题时的及时处理提供便利。 另一方面，人工智能技术中的信息传输模块使电子信息工程自动化控制进度的提升成为可能，信息传输流程具有显著的双向性，电子设备接收和传输信息时可通过对终端设备和相关软件的充分运用来完成。 而作为执行终端的处理中心，主要是对电子设备控制处理的指令起到传输和督促的作用，因此信息传输也是电子信息工程自动化设计中的控制指令能否顺利执行的关键（见图1）。 在电子信息工程自动化控制系统中所使用到的传输设备多种多样，在实际传输过程中要以不同类型、距离等为依据对传输方法进行合理选择，以防出现信息丢失或传输延迟等问题。 同时系统控制运行的具体监测过程离不开终端设备，可对软件及相关信息进行及时处理分析和收集，帮助相关技术人员对执行系统难以处理的内容进行协调、解决。 此外，电子信息工程自动化控制系统设计还可对信息和设备数据进行存储收集，为技术人员处理分析数据提供便利［2］。

图1 基于人工智能技术的信息传输流程图

1.3 GSM 模块

全球移动通信系统（ global system for mobile communications，GSM）对GPS、GPRS 等技术进行了有效整合，在多种智能化和自动化系统的开发与运行中的应用十分广泛，通过对GSM 模块频段指令的合理设置，电子信息工程自动化处理系统可利用GSM 模块这一载体实现自动化传输和设计处理，GSM 模块的系统属于数字化系统的一种，可依托于信道编码来差错控制电子信息工程自动化设计以及自动化处理系统［3］。 GSM 硬件模块的核心是TMS320F2812 处理器，对A/D 电子信息系统的信号采集工作可选用AD7656 芯片来完成，选用TC35i 芯片进行电子信息工程自动化设计和处理。 为使GSM 模块在系统中实现有效控制，其与单片机连接时采用的接口为串行异步通信接口，GSM 传输、通信设备与系统主机可通过红外线和通信电缆紧密连接在一起（见图2）。 在基于GSM 的硬件模块进行自动化设计时，为使电子信息工程自动化处理和设计的有效性，需将输入的电压信号、电流信号逐步向设计处理系统中的小信号元件进行转换，并以电磁感应定律为依据，基于GSM 模块中的电压互感器则为绝缘变压器。 此外，系统电路中的负荷电流可直接对电流互感器造成一定的影响，因此电流互感器的主要运行状态多为短路状态。 基于GSM 的硬件模块采用的触摸屏为电阻式的，尺寸为3.5 英寸，且无需语言编写程序即可对电子信息的各种状态进行编辑，该触摸屏具有良好的兼容性，对多种通信协议都可支持，电子信息的传输使用的通信协议主要是MODBUS 通信协议，采用接口方式为RS232。 为实现系统可靠性的显著提升，基于GSM 模块的电子信息工程自动化处理和设计，可将系统内的一些部件进行重复配置，通过对元器件级、分系统级、系统部件级等的有效控制来实现硬件资源的额外配备［4］。 同时基于GSM 硬件模块的硬件冗余技术可对电子信息工程中的静态冗余容错数据进行临时处理，有助于GSM 硬件模块处理保持完整性的同时，还使主机系统的工作模式实现了实时替换，进而有助于电子信息工程自动化设计效率的提升以及消耗功率的缩减。

图2 基于GSM 的硬件模块系统结构图

2 人工智能技术的应用特点

（1）设计趋于简化。 与传统技术相比，人工智能技术在前期的设计流程相对简单，在电子信息工程自动化设计中的应用使数据程序模型的构建步骤被省略，有助于设计流程的大幅简化和人力、时间等成本的缩减，以往构建的数据程序模型自身存在局限性造成系统设计缺乏确定性的问题从根本上得以解决。 同时对数据和信息的处理也更加简单，在实际自动化设计过程中可对数据进行直接运用，随着人工智能技术应用的不断深入，电子信息工程所具备的处理模式也更加多样、全面，不仅使信息数据处理所花费的时间实现了显著缩短，还使其在面对各种问题时也能够及时应对并实时解决。 此外，人工智能技术的应用有利于电子信息工程自动化设计成本投入的有效降低，项目从研发到生产过程实现了提速，更新速率也随之加快，有助于在市场竞争中占据更为有利的地位，进而为我国工业化建设的持续、长远发展奠定基础。

（2）操作趋于简单。 人工智能技术作为一种综合性应用技术能够更快、更便捷地处理并分析信息数据，系统运行效率得以提升的同时，因人为操作出现失误弊端也得以有效规避。 同时系统操作平台在人工智能化技术的加持下具备了集成化功能，在设计一些集成项目时，可通过多个环节同时开展，且不同环节之间相互独立协同，操作人员在合理调度和管理系统内数据采用简单的指令动作即可完成。 此外，电子信息工程自动化设计与人工智能技术的融合，具备了一定的自查自纠能力，在操作过程中出现的各种问题得以及时、快速查找，并在第一时间自动修正，很大程度上降低了人为修正所需的人力投入。

（3）运行趋于协同化。 一方面，人工智能技术在识别、分类、整合、集中处理多个终端机构属性、类别等各不相同的数据信息时只需通过系统平台即可全面实现，并可协同控制时间、点位相同的数据信息，使系统内部不同运行环节实现一致操控协调成为可能，大大降低了运行碰撞或操作误差的发生风险，有利于智能操控一体化、自动化的实现。 另一方面，人工智能技术通过有效整合各种电子技术，促使信息数据的控制作用的协同效果得以充分发挥，而系统的迭代升级也具有显著的自主性，不仅优化了信息数据的处理方式，还使大量信息数据的处理趋于协同化，有利于信息数据处理能力和效率提升的有效性。

3 人工智能技术在电子信息工程自动化设计中的应用实例

3.1 在电路分析与设计中的应用

电子信息工程自动化设计的核心设计内容为电力分析设计，该环节的设计效果与电子信息工程的后续应用和未来发展息息相关，人工智能技术在该设计环节中主要体现在非正弦周期性电流电路设计、双口网络设计、含电感电路设计及三项电路四个方面［5］。 具体来讲则是计算机功能可通过人工智能技术实现对其控制的自动化，且收集和分析各种信息数据时也更具实时性，其与电子信息工程实际发展需求的有效结合，有利于自动化设计精准化的实现，而电力分析设计自身就有着高精准度要求。 同时在人工智能技术的辅助下自动化设计也逐步取代人工设计，而因人工设计频发的失误问题也得以有效解决，不仅有利于设计效果集中化的实现，还可使设计的精准度及电路分析结果的准确度大幅提升，进而为我国电力信息工程事业的发展提供助推力。

3.2 在辅助生产和产品检索中的应用

电子信息工程自动化设计中的辅助生产和产品检索环节也可与人工智能化技术相结合，以达到传统产品设计过程不断调整优化的目的。 随着电子信息工程自动化领域的扩展和延伸，产品设计程序日趋复杂、烦琐，使得企业的生产成本不断增加，为降低生产成本一些企业并未遵循规范要求进行产品设计，产品质量的下降势必会使经济损失进一步加大。 而人工智能技术可在产品设计过程中运用其自身优势对所对应的产品进行有效搜索，通过检索对可能出现或已经出现的问题进行预防并制定相应的处理措施，为电子信息工程自动化设计工作的顺利开展提供安全保障。 此外，人工智能技术的优势在电子信息工程自动化设计中的充分发挥，有利于产品品质的切实提升和产品质量的达标。 其在辅助生产和产品检索中的应用可促使电子信息工程自动化的各个生产环节实现有效连接，最终为电子信息工程管理的全面化及自动化设计效率的提升提供技术支撑。

3.3 在计算机辅助设计中的应用

电子信息工程自动化设计中对人工智能技术的有效运用符合时代发展的需要，人工智能技术的实现途径主要来源于计算机技术，而计算机辅助设计（computer aided design，CAD）软件则是电子信息工程自动化设计中基于人工智能技术的具体应用方式之一。 设计人员通过对软件中的图形设计工具进行修改即可实现设计的自动化，这一过程所需的设计信息如文本、数字、图像等均可存储至计算机中，且在使用时所具有的自动搜索功能大幅提升了自动化设计效率。 CAD 智能软件在实际设计应用时，首先需对数据特征点进行采集，并以此为依据对二维矢量的CAD 图形加以绘制，然后导入二维图形并在此基础上绘制三维模型，再对其颜色进行渲染处理，最后将三维模型文件导出即可。 此外，计算机辅助的控制模块可实时控制可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）的程序，而电子信息工程自动化设计的稳定性与PLC 的运行速度和准确度有很大的相关性，在电子信息工程中，PLC 可有效处理输入和输出时的数据，并利用人工智能优化、模糊逻辑控制等一系列计算方法对指令进行执行和操作，进而实现电子信息工程控制模式及设计的自动化。

4 结语

综上所述，人工智能技术自身所具备的优势使其在各领域实现了深入渗透和广泛应用，推动了各行各业生产活动的智能化，电子信息工程是我国社会经济发展的支柱产业，对其自动化设计的重视可为生产的自动化和产品质量的提升提供切实保障，进而使社会发展需求得以充分满足。 而人工智能技术在电子信息工程自动化设计中的有效应用，有利于电子信息工程各个环节运行自动化的实现，促使自动化设计时间的显著缩短以及设计失误风险的大幅降低，进而为设计质量和设计精准度的提升奠定基础。