便携加固计算机
项
目
方
案
书
微尔智能
2014年06月19日
便携式加固计算机技术方案
1．设计理念
便携式加固计算机是以嵌入式计算机为核心的便携式计算机设备，设备除了提供计算机的功能外，还将提供外围功能电路的整合功能和嵌入式功能模块扩展接口，轻薄设计,全新的铝合金便携机的设计理念，使得机身重量大大降低的同时又保证了整机的刚性，并且更佳的美观，集成丰富的I/O扩展接口，具备宽泛的电源输入可选，选配可充电电池。

通过集成第三方的软件和硬件，工程师可以非常便携搭建各种测试及监控系统，适用于各种不同的便携应用场合。

内部采用抗震动压卡设计，提高了便携机水平插卡可靠性。

15英寸的液晶显示屏展示形式和功能，系统可以方便地用于分析领域的工作，复制的数据。

机箱内2.5”的驱动器特制模组化防震设计，以及四抽取盒非常方便更换硬盘。

同时可选配阳光可视与低温工作。

a）、全铝合金箱体设计
b）高亮低温15.1”LCD，1024X768分辨率
c）全长扩展卡设计
d）抗震动压卡设计
e）4个2.5”硬盘抽取盒
f）工业机械键盘配滚迹鼠标
g）一体式加固计算机无支撑键盘翻转阻尼限位装置
h）内部设计线材清淅，方便，清洁
i）机箱底部有两个支撑脚，可调节屏幕角度
j）便携机侧面散热孔采用打小细孔
2．功能和技术要求
2.1 主要功能
便携式加固计算机作为满足恶劣环境使用的计算机，计算机相关接口通过可靠性较高的航插输出，并预留一定的用户功能扩展空间。

a)提供用户功能扩展；
b)该设备由外部AC220V供电、DC28V电源供电或内部电池供电，采用独立
的电源开关，并有明确的开关标识。

2.2 便携式加固计算机功能要求
便携式机箱采用上翻式加固壳体结构，配置TFT显示器，2.5寸(电子)硬盘，防水键盘及触摸式鼠标，具体功能如下。

a)显示屏：15.1”LCD，1024X768分辨率带防爆玻璃，高亮低温
b)硬盘： 2.5″（电子）硬盘；
c)一体化防水键盘鼠标
2.3 便携式加固计算机提供以下接口
a)4路USB接口
b)2路100/1000M以太网；
c)1路标准RS232接口
d)1路VGA接口；
e)1个供电控制开关（钮子开关）；
f)状态及工作指示灯（电源状态指示、硬盘工作状态指示）；
g)系统接地端子柱；
h)专用测试连接器接口（分布在后面板）。

2.4 侧面板接口非使用状态下有必要的保护措施
侧面板接口非使用状态下可通过保护盖板进行防护，使用滚花螺钉进行紧固，不需要工具，直接用手进行操作。

2.5用户功能扩展
便携式加固机算计出提供标准计算机接口外，还可提供功能整合或扩展标准1x PCI-E（x16），迷你PCI-E 1x结构功能板卡的功能。

2.6 供电
外部AC220V供电、DC28V电源供电或内部电池供电，便携式综合计算机内部选用美国VICOR、MINMAX宽温电源模块。

由电源模块产生并控制转接综合计算机及目标产品工作的各类二次电源(+12V/25W、+5V/100W)。

具有过压、欠压保护功能；输出具有过流、短路和过热保护功能。

电源模块用金属封装，具有良好的电磁屏蔽和散热功能。

AC 220V供电，可通过AC/DC适配器输入。

设备内部的电池可通过外部的充电器充电。

2.7 工作环境
1)工作温度： -20℃～+55℃℃；
2)存储温度:-40℃～+70℃；
3)供电：AC220V供电、DC28V电源供电或内部电池供电；
4)功耗：≯70W；
5)产品保质期：2年；
6)使用寿命：10年。

3．方案设计
3.1 概述
便携式加固计算机是以嵌入式计算机为核心的计算机设备，设备除了提供计算机的功能外，还将提供外围功能电路的整合功能和嵌入式功能模块扩展接口，所有这些功能可整合到多功能综合母板上。

便携式加固计算机是以X86平台为基础构建的硬件平台，采用模块化功能整合的设计方法，使得多功能综合母板的尺寸尽量小，以适应便携式加固计算机的要求。

在以前的科研生产中，我们公司已经开发出了一系列类似的产品，积累了相关产品开发生产的经验，具有很强的技术储备和技术保障能力。

3.2 便携式加固计算机外形
便携式综合计算机外形图如下图所示。

3.2 便携式加固计算机组成
便携式加固计算机由CPU主板、电源模块、机箱等构成。

便携式加固计算机组成示意图如图下图所示。

图2 便携式综合计算机组成示意图
3.3 便携式综合计算机外形构建
便携式综合计算机外形结构采用便携式工业机箱, 显示器尺寸为15英寸的TFT LCD ，键盘选用军用防水键盘。

3.4 CPU 模块
选用英特尔®核心™2双核处理器到2.53GHz 或以上中央处理器不仅提供了台式计算机的所有功能，同时满足高可靠性使用要求。

1) CPU ：英特尔双核2.53GHz 或以上中央处理器；
2) 内存：两个DDR3 SO-DIMM 插槽，高达4GB 的DDR2 800 \ / 1066MHz
3) 硬盘扩展：4X SATA II 端口，3GB / s （选配RADI ）
4) 外设： P PCI-E （x16）总线、4个USB 端口、1个串口；
5) 可选择安装Windows 2000/XP/win7或不安装操作系统；
6) 工作温度：-20℃～+75℃；
3.5电源电路
本机工作电源选用美国VICOR 、MINMAX 宽温电源模块。

电源模块的功能是将28V DC 电源或电池输入电源转换为计算机及目标产品工作的各类二次电源便携式加固计算机壳体 显示器 键盘、鼠标 多功能综合母板 USB /网络 RS 232 扩展接口 C P U V G A
电源电路
(+12V、+5V)。

电源具有过压、欠压保护功能；输出具有过流、短路和过热保护功能。

电源模块使用金属外壳封装，具有良好的电磁屏蔽和散热功能，主要性能指标如下。

a)输入电源：DC 28V 、AC 220V或电池；
b)输出电源电压及功率：+12V/25W
+5V/100W
c)具有过压、欠压保护功能；
d)输出具有过流、短路和过热保护功能；
e)电源模块使用金属外壳封装，便于电源模块自身散热和与外壳之间传导
散热。

f)选用军用电源模块，以提高供电电源及整机的可靠性。

3.6 板卡抗恶劣环境处理
为了适应恶劣环境，所有电气部分进行三防处理，以提高设备环境适应性及可靠性。

3.7 机箱壳体
壳体采用铝镁合金材料，设计充分考虑便携式应用，具有体积小、强度好、重量轻等优点。

壳体侧面板接口防护盖板，在非使用状态下有可通过保护盖板进行防护，防护盖板使用滚花螺钉进行紧固，不需要工具，直接用手进行操作。

壳体的后部也可加保护盖板，根据用户要求选配。

壳体外表面涂敷三防漆，适合内场及外场等恶劣环境下使用。

4 关键技术及解决途径
4.1接地技术
由于该设备包含有模拟电路和数字电路，为了减小数字电路对模拟电路的干扰，在电路板设计时，要先将模拟地和数字地分开，然后在合适的位置再将这两种地线接到一起，保证模拟地和数字地一点接地。

4.2电源设计
电源电路工作的稳定性和可靠性直接关系到整个设备的稳定性和可靠性，所以，我们在设计电源电路时，全部选用国外知名品牌的电源模块，再加入一些必
要的滤波电路，组成一个完整的电源电路，以提高电源电路工作的稳定性和可靠性。

5 结束语
该设备方案是安徽微尔智能科技有限公司在认真分析用户的技术需求，和用户进行友好地沟通，并根据公司多年以来开发和生产测试产品的经验的基础上做出的，方案中肯定有很多不周到的地方，还请能赐教和指正,以便进一步进行完善。

非常感谢能给我们这个机会给贵单位提供方案。

2014年06月19号。