專利名稱：板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機的制作方法
板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)計算機的設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種板載四路視頻控制 的增強型移動車載工業(yè)平板計算機。
背景技術(shù)：
由于行業(yè)應(yīng)用的特殊性，移動車載設(shè)備一般要求具有抗震動抗沖擊能力高、防塵 防水性強、EMC電磁兼容性好、工作溫區(qū)寬、外部通信接口多等特點，特別是應(yīng)用于港口、工 程、露天、野外作業(yè)等復(fù)雜環(huán)境下時，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性要求更高，因此，普通的商用 電腦根本無法滿足這些需求，必須采用增強型的工業(yè)計算機才能實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用。而目前港口航運、野外勘探、巡邏執(zhí)勤、工程監(jiān)督等場合都要求有車載設(shè)備系統(tǒng)， 包括多路視頻監(jiān)控功能，以便對現(xiàn)場情況的實時視頻和數(shù)據(jù)進行監(jiān)控、信息處理、存儲和發(fā) 送。而現(xiàn)有的工業(yè)計算機主要是采用板卡接插擴展方式，在計算機主板上采用PCI或PCI-E 槽擴展視頻監(jiān)控卡，再用視頻線將視頻攝像頭與計算機相連，通過計算機網(wǎng)絡(luò)將視頻信號 發(fā)送到監(jiān)控中心。每個視頻采集卡均通過PCI槽插板和即插即用等方式進行擴展。但是， 采用這一方式存在如下主要缺點(1)視頻卡與計算機之間的接口采用機械固定，結(jié)構(gòu)不是很牢固，板卡接觸口容易 松動，并且接觸面容易被氧化，從而產(chǎn)生接觸不良或者斷路等后果，無法適應(yīng)具有強震動、 多塵埃、潮濕等惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，更難以滿足移動車載視頻監(jiān)控需求；(2)視頻信號處理速度慢，設(shè)備的傳輸質(zhì)量達不到最佳狀態(tài)；(3)占用PCI或PCI-E槽資源，增加了系統(tǒng)和CPU的處理負擔(dān)；(4)系統(tǒng)可擴展空間小，占用PCI或PCI-E槽后的系統(tǒng)可擴展空間變小，功能的可 擴展性降低，而且整機外觀的尺寸因此變大。

發(fā)明內(nèi)容本技術(shù)發(fā)明目的在于，針對目前車載工業(yè)計算機視頻監(jiān)控采用板卡擴展時存在的 技術(shù)問題，提供一種集增強型15英寸液晶觸摸顯示屏、5英寸工業(yè)主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、聲 卡、網(wǎng)口、無線網(wǎng)絡(luò)、串口、操作系統(tǒng)等部分于一體的板載四路視頻監(jiān)控通道的嵌入式工業(yè) 平板計算機。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，含有液晶觸摸顯示 屏、主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、顯示芯片、聲卡、網(wǎng)口、串口和操作系統(tǒng)，可外接顯示器、鼠標(biāo)、鍵 盤，其特征是—采用標(biāo)準的5英寸計算機主板，主板的結(jié)構(gòu)尺寸為203mmX146mm，采用英 特爾的酷睿雙核CPU，2G內(nèi)存，160G工業(yè)寬溫硬盤，南北橋芯片組選用英特爾GME965和 ICH8M，AMI BIOS，支持ACPI先進電源管理功能；
——設(shè)置2個SATA 3. OGb/s接口、1個IDE接口、1個板載聲卡、1個千兆網(wǎng)口，具 有遠程網(wǎng)絡(luò)喚醒功能；——設(shè)置1個PCI擴展槽、1個MiniPCI擴展槽，標(biāo)配IEEE 802. llb/g無線網(wǎng)卡， 可按需求選擇搭配Wi-Fi、GSM、GPRS、CDMA、TDMA等無線通信模塊和GPS全球定位模塊；—設(shè)置板載視頻監(jiān)控模塊，采用2塊超強PhilipsSAA7162芯片，共4路視頻輸 入接口，支持PAL/NTSC，每路視頻帶一路音頻，各通道同時工作互不干擾，支持H. 264硬壓 縮；——存儲溫度_30 75°C，工作溫度_20 60°C，相對濕度5 90%，非凝結(jié)；
——機箱采用精鑄鋁合金加固型外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計，箱體、前面板均采用塑膠開模；整 機外觀尺寸為長408mm、寬308mm、高96mm ；—采用9-30V寬幅直流電源輸入，可使用多種工作環(huán)境下的標(biāo)準電源，并搭配有 專用電源適配器。采用2塊超強視頻監(jiān)控處理芯片，支持PAL/NTSC，支持H. 264硬壓縮；在視頻通道 和視頻信號處理器電路上，增加了電磁兼容和視頻數(shù)據(jù)糾錯電路。采用15英寸寬溫區(qū)防眩光液晶顯示屏，支持電阻式觸摸方式。所述的I/O通信口包括1個并口、6個USB2.0接口、1個PS/2鍵盤/鼠標(biāo)接口、2 個RS-232，RS-232中的一個支持遠程喚醒功能。所述的I/O接口全部從機箱后框下部垂直引出，USB、視頻通道、RS_232、VGA外部 通信接口都排列在后框下部同一個區(qū)域。機箱后部設(shè)有卡槽和VESA支撐臂接口，可滿足車載式、面板式、壁掛式、視頻電子 標(biāo)準協(xié)會(VESA)標(biāo)準的支撐臂的安裝方式。本發(fā)明的抗振動和沖擊能力滿足頻率5-17Hz，幅度1mm，頻率17-2000Hz，加速 度=Ig ；沖擊波形半正弦，寬度:2ms,加速度:180g ；可靠性和維修性=MTBF彡50000h ； MTTR 彡 0. 5h。本發(fā)明在主板芯片焊接、主板與外殼接口處、液晶顯示屏固定點、擴展槽、風(fēng)扇各 連接部位進行了固焊、機械卡夾、彈簧緩振的加固處理。在機箱外殼右側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面開鑿有防塵散熱孔，在機箱左側(cè)面設(shè)有雙孔散 熱風(fēng)扇。在機箱的頂端(左上角)設(shè)有天線接口，用以連接室內(nèi)或室外天線，標(biāo)配 IEEE802. llb/g標(biāo)準無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊，也可通過PCI、Mini PCI擴展槽選配GSM、GPRS、 CDMA、GPS無線通信模塊和全球定位模塊。本發(fā)明板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機支持Windows 2000、 Windows XP、LINUX等操作系統(tǒng)，滿足以下工業(yè)標(biāo)準的要求無線電騷擾限值和電磁抗干擾能力符合GB9254-1998標(biāo)準和GB/T17626標(biāo)準中規(guī) 定的A級標(biāo)準；整機防護等級達到IP65水平；氣候環(huán)境適合性符合GB/T9813中所對應(yīng)的級別要求；整機系統(tǒng)采用工業(yè)級電子元器件，能在工作溫度為-20°C +60°C、存儲溫度 為-30°C +75°C、相對濕度為5 90%、非凝結(jié)的工作環(huán)境中使用。
本發(fā)明的積極效果是(1)為首款集成4路視頻監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)功能于一體的液晶觸摸屏工業(yè)計算機， 可接入4路數(shù)字/模擬視頻信號；(2)具有很強的處理功能、超低功耗、完備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定可靠的性能，尤其是 具有較強的視頻數(shù)字圖像處理功能；此外，還具有豐富的外設(shè)和功能擴展接口，以及良好的 功能擴展性，支持Windows 2000、Windows XP、LINUX等操作系統(tǒng)；(3)可廣泛應(yīng)用于野外勘探作業(yè)、車船碼頭、港口、視頻監(jiān)控、巡邏執(zhí)勤、工程監(jiān)督、 安防、車載、安防、軍事、智能產(chǎn)品等等各種嵌入式工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是要求多路視頻監(jiān)控 的移動車載設(shè)備，及環(huán)境條件苛刻的野外應(yīng)用場合。

圖1為本發(fā)明5英寸主板原理框圖；圖2為本發(fā)明視頻采集和處理工作流程圖；圖3為外殼結(jié)構(gòu)正視圖；圖4為外殼結(jié)構(gòu)后視圖；圖5為外殼結(jié)構(gòu)右視圖；圖6為外殼結(jié)構(gòu)左視圖；圖7為外殼結(jié)構(gòu)俯視圖；圖8為外殼結(jié)構(gòu)仰視圖。圖中的標(biāo)識分別為1、USB接口，2、電源開關(guān)，3、商標(biāo)位，4、PS/2接口，5、網(wǎng)口，6、雙孔散熱風(fēng)扇，7、第一防塵散熱孔，8、I/O接口面板，9、視頻通道口，10、第二防塵散熱孔，11、天線接口， 12、第三防塵散熱孔，13、液晶觸摸顯示屏。
具體實施方式以下結(jié)合附圖給本發(fā)明板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機的具體實施方式
。參見附圖1。本發(fā)明為一體化加固型車載工業(yè)平板計算機，板載四路視頻監(jiān)控通道，采用5英 寸主板，主板包括酷睿雙核CPU、南北橋芯片組、板載內(nèi)存、內(nèi)置硬盤、VGA/LVDS顯示接口、 100/1000M以太網(wǎng)口(LAN)、硬盤接口(SATA)、4路視頻通道接口、聲卡(HD Audio)、串口 (COM)、接口(I/O)和USB接口等模塊和接口，15英寸液晶觸摸顯示屏，鋁合金加固外殼。其 具體配置如下處理器支持Intel Core 2Duo, Merom 核心 CPU ；CPU 封裝Socket P479 針座；芯片組IntelGME965+ICH8M ；內(nèi)存2 條 DDR2S0-DIMM200pin 插槽，支持 DDR2533/667/800MHz，可提供 2GB 內(nèi)存；
BIOS =AMI BIOS支持ACPI先進電源管理功能；顯示芯片集成Intel GMA X3100顯卡，1個VGA接口、1個LVDS接口、支持雙獨立 顯不；顯示器15英寸液晶觸摸顯示屏，左右視角彡140°，上下彡120°，可戶外防眩 光；外觀封裝鋁合金面板表明貼塑；
在板LAN 1個板載千兆網(wǎng)卡，支持遠程喚醒功能；在板聲卡板載HD AUDIO ；視頻監(jiān)控2塊采用超強Philips SAA7162芯片，共4路視頻輸入，支持PAL/NTSC， 每路視頻帶一路音頻，各通道同時工作互不干擾；支持H. 264硬壓縮，標(biāo)準視頻通道接口 ；SATA 接口 2 個 SATA/3. OGb/s 接 口，160G 工業(yè)寬溫硬盤；I/O接口 2個RS-232，其中一個支持遠程喚醒功能，1個并口、6個USB2. 0接口、1 個PS/2鍵盤/鼠標(biāo)接口 ；擴展總線一個PCI槽，一個Mini PCI槽，標(biāo)配IEEE 802. llb/g無線網(wǎng)卡，可按用 戶需求選擇搭配擴展Wi-Fi、GPRS、CDMA、TDMA等無線通信模塊和GPS全球定位模塊；數(shù)字I/O 四路輸入、四路輸出；看門狗1-255秒或1-255分，510級，看門狗超時中斷或復(fù)位系統(tǒng)；硬件監(jiān)測對主要工作電壓、CPU溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進行監(jiān)測；電源9-30V直流，支持AT/ATX電源，板載24pinATX及AT電源插座；風(fēng)扇一個風(fēng)扇接口；重量約7. 5Kg ；整機外觀尺寸408讓(長)X 308mm (寬)X 96mm (高)；操作系統(tǒng)支持Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、LINUX 操作系統(tǒng)；存儲溫度_30 +75°C ；工作溫度_20 +60°C ；相對濕度5 90%，非凝結(jié)；防護等級IP-65標(biāo)準；振動頻率5-17Hz，幅度1mm；頻率17-2000Hz，加速度lg；沖擊波形半正弦，寬度2ms，加速度180g ；可靠性和維修性MTBF彡50000h ；MTTR彡0. 5h ；電磁兼容性符合無線電騷擾限值GB9254-1998標(biāo)準A級。參見附圖2，本發(fā)明視頻采集和處理工作流程圖，其主要步驟如下(1)視頻攝像頭采集視頻信號后，通過四路視頻信號輸入通道，進入計算機系統(tǒng)， 視頻輸入信號線可根據(jù)需要選用普通的視頻同軸電纜，也可選用經(jīng)過特殊保護的防水防雷 型視頻電纜；(2)視頻信號輸入經(jīng)數(shù)據(jù)緩存后，進入視頻監(jiān)控芯片，進行視頻信號處理，處理后 的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖后進入主板南北橋；(3)南北橋?qū)⑻幚砗蟮囊曨l數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機CPU進行處理分析，并將數(shù)據(jù)存儲在硬盤內(nèi)，以便數(shù)據(jù)查詢和調(diào)用；(4) CPU根據(jù)監(jiān)控的目的和實際需要，也可將分析和處理好后的視頻信號和攝像頭 控制信號，經(jīng)南北橋、數(shù)據(jù)緩沖、視頻監(jiān)控處理芯片、視頻通道等路徑，發(fā)送到攝像頭，從而 控制攝像頭的開關(guān)、監(jiān)控角度、方位、范圍、工作模式、監(jiān)控時間等。在設(shè)計視頻監(jiān)控模塊電路時，除了設(shè)計主要監(jiān)控芯片的數(shù)據(jù)處理外圍電路和控制 程序外，在視頻通道和視頻信號處理器電路上，還增加了電磁兼容和視頻數(shù)據(jù)糾錯電路，保 證視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量和抗電磁干擾能力。參見附圖3 8，本發(fā)明外殼結(jié)構(gòu)的六面視圖。本發(fā)明采用精鑄鋁合金加固型外殼、全密閉結(jié)構(gòu)，保證整機的散熱性和高可靠性； 同時，內(nèi)部器件都采用工業(yè)級寬溫、防震方案，防護等級滿足IP65標(biāo)準，可保障在惡劣環(huán)境 下正常使用。為確保計算機一體化設(shè)計的良好散熱性能，在機箱外殼的左側(cè)面、后側(cè)面和右側(cè) 面分別開鑿第一防塵散熱孔7、第二防塵散熱孔10和第三防塵散熱孔12，并在機箱左側(cè)面 設(shè)置雙孔散熱風(fēng)扇6，通過機箱內(nèi)空氣對流和箱體本身的散熱實現(xiàn)本實用新型良好的散熱 性能。本發(fā)明在主板芯片焊接、主板與外殼接口處、液晶顯示屏固定點、擴展槽、雙孔散 熱風(fēng)扇6等各連接部位進行固焊、機械卡夾、彈簧緩振等多種處理，因此，提高了整機的抗 振性能，能滿足本發(fā)明的工業(yè)平板計算機車載野外作業(yè)的要求。本發(fā)明擁有六個USB接口 1，兩個RS-232串行接口，可滿足更多I/O數(shù)據(jù)通信需 求，所有I/O接口全部從機箱后側(cè)面下部垂直引出，USB接口 1、視頻通道口 9、RS-232、VGA 等外部通信接口都排列在后框下部同一個I/O接口面板8區(qū)域。系統(tǒng)的電源開關(guān)2置于液 晶觸摸顯示屏13的正下方，產(chǎn)品商標(biāo)3置于液晶顯示屏13的左上方，并在液晶顯示屏13 的右下方專門設(shè)置一個USB接口 1，將PS/2和網(wǎng)口 5位于計算機底端的右下方，這一布局可 使得用戶使用時更為簡單方便。為保證數(shù)據(jù)與外界無線傳輸暢通，在機箱的頂端左上角設(shè)有天線接口 11，用以連 接室內(nèi)或室外天線；本發(fā)明標(biāo)配IEEE802. llb/g標(biāo)準無線網(wǎng)絡(luò)功能，也可根據(jù)用戶需求，通 過PCI、Mini PCI等擴展槽選擇搭配GSM、GPRS、CDMA、GPS等無線通信模塊和全球定位模塊。采用9-30V寬幅直流電源輸入，可使用多種工作環(huán)境下的標(biāo)準電源，同時搭配專 用電源適配器，滿足更多的車載移動環(huán)境。顯示屏采用寬溫區(qū)防眩光專業(yè)液晶顯示屏，可滿足戶外強光、惡劣天候環(huán)境情況 下使用。
權(quán)利要求
一種板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，含有液晶觸摸顯示屏、主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、顯示芯片、聲卡、網(wǎng)口、串口和操作系統(tǒng)，可外接顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤，其特征在于——采用標(biāo)準的5英寸計算機主板，主板的結(jié)構(gòu)尺寸為203mm×146mm，采用英特爾的酷睿雙核CPU，2G內(nèi)存，160G工業(yè)寬溫硬盤，南北橋芯片組選用英特爾GME965和ICH8M，AMI BIOS，支持ACPI先進電源管理功能；——設(shè)置2個SATA 3.0Gb/s接口、1個IDE接口、1個板載聲卡、1個千兆網(wǎng)口，具有遠程網(wǎng)絡(luò)喚醒功能；——設(shè)置1個PCI擴展槽、1個MiniPCI擴展槽，標(biāo)配IEEE 802.11b/g無線網(wǎng)卡，可按需求選擇搭配Wi Fi、GSM、GPRS、CDMA、TDMA等無線通信模塊和GPS全球定位模塊；——設(shè)置板載視頻監(jiān)控模塊，采用2塊超強Philips SAA7162芯片，共4路視頻輸入接口，支持PAL/NTSC，每路視頻帶一路音頻，各通道同時工作互不干擾，支持H.264硬壓縮；——存儲溫度 30～75℃，工作溫度 20～60℃，相對濕度5～90％，非凝結(jié)；——機箱采用精鑄鋁合金加固型外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計，箱體、前面板均采用塑膠開模；整機外觀尺寸為長408mm、寬308mm、高96mm；——采用9 30V寬幅直流電源輸入，可使用多種工作環(huán)境下的標(biāo)準電源，并搭配有專用電源適配器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特 征在于，采用兩塊超強視頻監(jiān)控處理芯片，支持PAL/NTSC，支持H. 264硬壓縮；在視頻通道 和視頻信號處理器電路上，增加了電磁兼容和視頻數(shù)據(jù)糾錯電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特 征在于，采用15英寸寬溫區(qū)防眩光液晶顯示屏，支持電阻式觸摸方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特 征在于，所述的I/O通信口包括1個并口、6個USB2. 0接口、1個PS/2鍵盤/鼠標(biāo)接口、2個 RS-232，RS-232中的一個支持遠程喚醒功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特 征在于，所述的I/O接口全部從機箱后框下部垂直引出，USB、視頻通道、RS-232、VGA外部通 信接口都排列在后框下部同一個區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特 征在于，機箱后部設(shè)有卡槽和VESA支撐臂接口，可滿足車載式、面板式、壁掛式、視頻電子 標(biāo)準協(xié)會標(biāo)準的支撐臂的安裝方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其 特征在于，本發(fā)明的抗振動和沖擊能力滿足頻率5-17Hz，幅度1mm，頻率17_2000Ηζ，力口 速度=Ig ；沖擊波形半正弦，寬度2ms，加速度:180g ；可靠性和維修性=MTBF彡50000h ； MTTR 彡 0. 5h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特 征在于，本發(fā)明在主板芯片焊接、主板與外殼接口處、液晶顯示屏固定點、擴展槽、風(fēng)扇各連 接部位進行了固焊、機械卡夾、彈簧緩振的加固處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其特征在于，在機箱外殼右側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面開鑿有防塵散熱孔，在機箱左側(cè)面設(shè)有雙孔散 熱風(fēng)扇。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其 特征在于，在機箱的頂端設(shè)有天線接口，用以連接室內(nèi)或室外天線，標(biāo)配IEEE802. 1 lb/g標(biāo) 準無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊，也可通過PCI、Mini PCI擴展槽選配GSM、GPRS、CDMA、GPS無線通信 模塊和全球定位模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種集15英寸液晶觸摸顯示屏、5英寸工業(yè)主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、聲卡、網(wǎng)口、串口、無線網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)為一體的板載四路視頻控制的增強型移動車載工業(yè)平板計算機，其采用一體化整機設(shè)計，5英寸主板內(nèi)嵌四路視頻通道的視頻監(jiān)控芯片，采用酷睿雙核CPU、2GB內(nèi)存、160G工業(yè)寬溫硬盤；機箱左右后三個面上鑿有防塵散熱孔，左側(cè)面設(shè)有雙孔風(fēng)扇；全部I/O接口從機箱后框下部垂直引出；采用防塵防震設(shè)計，標(biāo)配IEEE 802.11b/g無線網(wǎng)絡(luò)模塊，機箱頂端設(shè)有外置天線。本發(fā)明的積極效果是處理功能強、尤其是視頻數(shù)字圖像的處理功能，功耗超低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、可廣泛用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境及野外場合。
文檔編號G06F1/16GK101957630SQ200910055099
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者王小軍 申請人:上海研祥智能科技有限公司