一種集成數據採集和處理的全加固計算的製造方法
2023-06-12 02:34:11
一種集成數據採集和處理的全加固計算的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成數據採集和處理的全加固計算機，包括供電電源、DI/O模塊、A/D模塊和信息處理單元，所述供電單元由電源適配器、電源內連線及電源模塊組成，整機系統的電源地與設備機殼地的隔離。本實用新型的主要特點在於可攜式設計，利用有限的空間。內部信息處理單元與數據採集模塊通過PC104總線棧接成一個系統實現協同工作。設備環境適應性強，設備能在低溫-40℃到高溫60℃之間正常工作，能滿足特定惡劣環境工作要求。
【專利說明】一種集成數據採集和處理的全加固計算機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一款能夠在惡劣環境下使用的能夠對外部數據實現高精度採集和快速處理的加固計算機。該設備通過結構設計與電氣設計實現整機系統所有電源地與機殼地的兩地隔離從而提高了數據採集的精確度與準確性。該設備具備高低溫、溼熱、抗振動、抗衝擊等適應性，能廣泛使用於惡劣的環境。
【背景技術】
[0002]加固計算機(ruggedized computer),是為適應各種惡劣環境,在計算機設計時，對影響計算機性能的各種因素，如系統結構、電氣特性和機械物理結構等，採取相應保證措施的計算機，又稱抗惡劣環境計算機。其特點是:具有強的環境適應性、高可靠性和高可維性；較強的實時處理能力；系列化、標準化和模塊化；專用軟體的開發是其應用的關鍵。
[0003]常按應用環境的不同分為軍用普通型、初級加固型、加固型和全加固型4種。
[0004]①軍用普通型:它對計算機高低溫、溫度衝擊及溼熱有較低的要求，目前的大多品牌商用計算機都能達到。主要適應兩類環境:地面固定有空調機房環境及地面固定無空調機房環境。
[0005]②初級加固型:又稱通用加固計算機，它對計算機高低溫、溫度衝擊、溼熱、振動衝擊、跌落及運輸都有要求，目前市場上有部份工控機可以達到要求，或是對工控機結構稍做加固處理即可。主要適應兩類環境:車載有空調環境及艦載有空調艙室環境。
[0006]③加固型:因此類計算機多用於室外環境，所以除了初級加固型的要求外，還增加了外殼防護、黴菌及鹽黴要求，甚到有的還有壓力、噪音等要求。其應用環境相當嚴酷，計算機從元器件開始就要選用工業級甚至軍工級。此類計算機造價昂貴，多為專用型加固計算機。主要適應五類環境:車載無空調、艦載無空調艙室、艦載有掩蔽艙外、潛艇及機載可控環境。
[0007]④全加固型:它是從計算機的體系結構和滿足各種抗惡劣環境要求出發，嚴格按照一系列軍用標準要求設計製造的，並且要得到指定機構的檢驗與認可。造價比軍用普通型計算機高很多。可適用於各種最惡劣的軍事野戰環境，可以在野外、車載、艦載、機載、水下和空中發射等環境中使用。設計的基本目標是全面滿足軍用規範與標準。
【發明內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是:能夠在惡劣環境下使用的能夠對外部數據實現高精度採集和快速處理的加固計算機。該設備通過結構設計與電氣設計實現整機系統所有電源地與機殼地的兩地隔離從而提高了數據採集的精確度與準確性。該設備具備高低溫、溼熱、抗振動、抗衝擊等適應性，能廣泛使用於惡劣的環境。
[0009]本實用新型所採取的技術方案是:
[0010]一種集成數據採集和處理的全加固計算機，包括供電電源、DI/0模塊、A/D模塊和信息處理單元，其中，為保障數據採集的準確性，所述供電單元區別於一般的設備，主要由電源適配器、電源內連線及電源模塊組成，該設備通過綜合電氣設計和結構設計，最終實現整機系統的電源地與設備機殼地相互隔離，這樣可以最大限度的排除外界環境的幹擾，從而實現提高數據採集的精度與準確性。
[0011]所述信息處理單元採用基於Intel 85XGME晶片組，主頻IGHz核心處理器，在板表貼DDR內存；顯示輸出支持CRT和單雙通道LVDS，32M共享顯存最大支持至2048X1536、48-bit ;同時在板支持PS/2鍵盤、PS/2滑鼠、USB接口、兩串一併接口、乙太網接口、CF卡座以及Watchdog。
[0012]所述DI/0模塊可提供3個獨立的16位，8MHz的計數器/定時器和96路通道基於TTL/CM0S 71055的可編程數字量1/0，並且具有靈活的中斷系統，可通過跳線設置和B1S設置靈活的更改模塊的中斷和基地址。該模塊結構緊湊，適合嵌入式及可攜式的應用。
[0013]所述DI/0模塊採用PC104連接方式，使用此類方式連接的設備穩定性高，抗振動衝擊能力強。
[0014]所述A/D模塊:本設備採用的A/D轉換模塊提供了 32個16位精度和軟體可編程輸入量程的模擬量輸入通道，配合FIFO操作，可達到200KHz的高採樣速度。該模塊模擬輸入和模擬輸出通道都支持軟體自動校準，方便通過信息處理單元控制數據採集過程。同樣此模塊結構緊湊，非常適合嵌入式及可攜式的應用。該模塊與DI/0模塊協同工作，在信息處理單元的控制下實現一個高性能的數據採集與控制系統。
[0015]設備信息處理單元、DI/0模塊和A/D模塊通過PC104棧接的方式與底板實現電氣連接，同時底板又採用成熟的減震技術，這樣穩定的PC104棧接方式加上底板的減震措施實現了對設備的全加固，提高了設備在惡劣環境下的工作能力。
[0016]整機採用鋁合金及不鏽鋼材料，不僅考慮到設備加固性能，同時控制設備重量，使設備即輕便又可靠。內部部分結構件及電器件均進行三防處理，整機具有三防性能。
[0017]所述加固計算機中的信號線纜為帶屏蔽層線纜，避免信號受到幹擾。
[0018]所述加固計算機中的電氣板卡都塗敷三防材料，在惡劣環境下，避免潮氣、鹽霧、沙塵侵入機體內部後影響電器部件電器性能，保證設備能在極為惡劣的環境中正常使用。
[0019]本實用新型的有益效果為:本實用新型的主要特點在於可攜式設計，利用有限的空間，將一套信息處理單元和兩套數據採集卡集成於一個結構為342X293X170 (mm，高X寬X深)的機體中，設備重量小於22kg。內部信息處理單元與數據採集模塊通過PC104總線棧接成一個系統實現協同工作。設備環境適應性強，設備能在低溫-40°C到高溫60°C之間正常工作，能滿足特定惡劣環境工作要求。
[0020]設備為可攜式信息處理終端，可以直接放置於工作檯、地面或者車載、機載，拆卸方便。核心部件全部模塊化設計，可維修性強。該設備主要由供電電源、DI/0模塊、A/D模塊和信息處理單元組成，結構緊湊，互換性強；整機運用熱設計、減震設計及三防設計等先進成熟的抗惡劣環境加固技術，抗振動衝擊能力強，可廣泛應用於惡劣環境中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的設備模型圖；
[0022]圖2為本實用新型設備連線圖；
[0023]圖3為本實用新型的信息處理單元組成圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。
[0025]一種集成數據採集和處理的全加固計算機，包括供電電源、DI/0模塊、A/D模塊和信息處理單元，其中，為保障數據採集的準確性，所述供電單元區別於一般的設備，主要由電源適配器、電源內連線及電源模塊組成，該設備通過綜合電氣設計和結構設計，最終實現整機系統的電源地與設備機殼地相互隔離，這樣可以最大限度的排除外界環境的幹擾，從而實現提高數據採集的精度與準確性。
[0026]所述信息處理單元採用基於Intel 85XGME晶片組，主頻IGHz核心處理器，在板表貼DDR內存；顯示輸出支持CRT和單雙通道LVDS，32M共享顯存最大支持至2048X1536、48-bit ;同時在板支持PS/2鍵盤、PS/2滑鼠、USB接口、兩串一併接口、乙太網接口、CF卡座以及Watchdog。
[0027]所述DI/0模塊可提供3個獨立的16位，8MHz的計數器/定時器和96路通道基於TTL/CM0S 71055的可編程數字量1/0，並且具有靈活的中斷系統，可通過跳線設置和B1S設置靈活的更改模塊的中斷和基地址。該模塊結構緊湊，適合嵌入式及可攜式的應用。
[0028]所述DI/0模塊採用PC104連接方式，使用此類方式連接的設備穩定性高，抗振動衝擊能力強。
[0029]所述A/D模塊:本設備採用的A/D轉換模塊提供了 32個16位精度和軟體可編程輸入量程的模擬量輸入通道，配合FIFO操作，可達到200KHz的高採樣速度。該模塊模擬輸入和模擬輸出通道都支持軟體自動校準，方便通過信息處理單元控制數據採集過程。同樣此模塊結構緊湊，非常適合嵌入式及可攜式的應用。該模塊與DI/0模塊協同工作，在信息處理單元的控制下實現一個高性能的數據採集與控制系統。
[0030]設備信息處理單元、DI/0模塊和A/D模塊通過PC104棧接的方式與底板實現電氣連接，同時底板又採用成熟的減震技術，這樣穩定的PC104棧接方式加上底板的減震措施實現了對設備的全加固，提高了設備在惡劣環境下的工作能力。
[0031]整機採用鋁合金及不鏽鋼材料，不僅考慮到設備加固性能，同時控制設備重量，使設備即輕便又可靠。內部部分結構件及電器件均進行三防處理，整機具有三防性能。
[0032]所述加固計算機中的信號線纜為帶屏蔽層線纜，避免信號受到幹擾。
[0033]所述加固計算機中的電氣板卡都塗敷三防材料，在惡劣環境下，避免潮氣、鹽霧、沙塵侵入機體內部後影響電器部件電器性能，保證設備能在極為惡劣的環境中正常使用。
【權利要求】
1.一種集成數據採集和處理的全加固計算機，包括供電電源、Dl/o模塊、A/D模塊和信息處理單元，其特徵在於:所述供電單元由電源適配器、電源內連線及電源模塊組成，整機系統的電源地與設備機殼地隔尚。
2.根據權利要求1所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:所述信息處理單元採用基於Intel 85XGME晶片組，主頻IGHz核心處理器，在板表貼DDR內存；顯示輸出支持CRT和單雙通道LVDS，32M共享顯存最大支持至2048X1536、48-bit ；同時在板支持PS/2鍵盤、PS/2滑鼠、USB接口、兩串一併接口、乙太網接口、CF卡座以及Watchdog。
3.根據權利要求1所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:所述DI/0模塊提供3個獨立的16位，8MHz的計數器/定時器和96路通道基於TTL/CM0S71055的可編程數字量1/0，並且具有靈活的中斷系統。
4.根據權利要求3所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:所述DI/0模塊採用PC104連接方式，使用此類方式連接的設備穩定性高，抗振動衝擊能力強。
5.根據權利要求1所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:所述A/D模塊提供了 32個16位精度和軟體可編程輸入量程的模擬量輸入通道。
6.根據權利要求1-5任一所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:設備信息處理單元、DI/0模塊和A/D模塊通過PC104棧接的方式與底板實現電氣連接。
7.根據權利要求6所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:整機採用鋁合金及不鏽鋼材料。
8.根據權利要求6所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:所述加固計算機中的信號線纜為帶屏蔽層線纜。
9.根據權利要求6所述的一種集成數據採集和處理的全加固計算機，其特徵在於:所述加固計算機中的電氣板卡都塗敷三防材料。
【文檔編號】G06F1/16GK203838597SQ201420101957
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】曹衛國, 馬萬裡 申請人:山東超越數控電子有限公司