[实用新型]一种集成数据采集和处理的全加固计算机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一款能够在恶劣环境下使用的能够对外部数据实现高精度采集和快速处理的加固计算机。该设备通过结构设计与电气设计实现整机系统所有电源地与机壳地的两地隔离从而提高了数据采集的精确度与准确性。该设备具备高低温、湿热、抗振动、抗冲击等适应性，能广泛使用于恶劣的环境。 

背景技术

加固计算机（ruggedized computer），是为适应各种恶劣环境，在计算机设计时，对影响计算机性能的各种因素，如系统结构、电气特性和机械物理结构等，采取相应保证措施的计算机，又称抗恶劣环境计算机。其特点是：具有强的环境适应性、高可靠性和高可维性；较强的实时处理能力；系列化、标准化和模块化；专用软件的开发是其应用的关键。 

常按应用环境的不同分为军用普通型、初级加固型、加固型和全加固型4种。 

①军用普通型：它对计算机高低温、温度冲击及湿热有较低的要求，目前的大多品牌商用计算机都能达到。主要适应两类环境：地面固定有空调机房环境及地面固定无空调机房环境。 

②初级加固型：又称通用加固计算机，它对计算机高低温、温度冲击、湿热、振动冲击、跌落及运输都有要求，目前市场上有部份工控机可以达到要求，或是对工控机结构稍做加固处理即可。主要适应两类环境：车载有空调环境及舰载有空调舱室环境。 

③加固型：因此类计算机多用于室外环境，所以除了初级加固型的要求外，还增加了外壳防护、霉菌及盐霉要求，甚到有的还有压力、噪音等要求。其应用环境相当严酷，计算机从元器件开始就要选用工业级甚至军工级。此类计算机造价昂贵，多为专用型加固计算机。主要适应五类环境：车载无空调、舰载无空调舱室、舰载有掩蔽舱外、潜艇及机载可控环境。 

④全加固型：它是从计算机的体系结构和满足各种抗恶劣环境要求出发 ，严格按照一系列军用标准要求设计制造的，并且要得到指定机构的检验与认可。造价比军用普通型计算机高很多。可适用于各种最恶劣的军事野战环境，可以在野外、车载、舰载 、机载、水下和空中发射等环境中使用。设计的基本目标是全面满足军用规范与标准。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：能够在恶劣环境下使用的能够对外部数据实现高精度采集和快速处理的加固计算机。该设备通过结构设计与电气设计实现整机系统所有电源地与机壳地的两地隔离从而提高了数据采集的精确度与准确性。该设备具备高低温、湿热、抗振动、抗冲击等适应性，能广泛使用于恶劣的环境。 

本实用新型所采取的技术方案是： 

一种集成数据采集和处理的全加固计算机，包括供电电源、DI/O模块、A/D模块和信息处理单元，其中，为保障数据采集的准确性，所述供电单元区别于一般的设备，主要由电源适配器、电源内连线及电源模块组成，该设备通过综合电气设计和结构设计，最终实现整机系统的电源地与设备机壳地相互隔离，这样可以最大限度的排除外界环境的干扰，从而实现提高数据采集的精度与准确性。

所述信息处理单元采用基于Intel 85XGME芯片组，主频1GHz核心处理器，在板表贴DDR 内存；显示输出支持CRT 和单双通道LVDS，32M共享显存最大支持至2048×1536、48-bit；同时在板支持PS/2 键盘、PS/2 鼠标、USB 接口、两串一并接口、以太网接口、CF 卡座以及Watchdog。 

所述DI/O模块可提供3个独立的16位，8MHz的计数器/定时器和96路通道基于TTL/CMOS 71055的可编程数字量I/O，并且具有灵活的中断系统，可通过跳线设置和BIOS设置灵活的更改模块的中断和基地址。该模块结构紧凑，适合嵌入式及便携式的应用。 

所述DI/O模块采用PC104连接方式，使用此类方式连接的设备稳定性高，抗振动冲击能力强。 

所述A/D模块：本设备采用的A/D转换模块提供了32个16位精度和软件可编程输入量程的模拟量输入通道，配合FIFO操作，可达到200KHz的高采样速度。该模块模拟输入和模拟输出通道都支持软件自动校准，方便通过信息处理单元控制数据采集过程。同样此模块结构紧凑，非常适合嵌入式及便携式的应用。该模块与DI/O模块协同工作，在信息处理单元的控制下实现一个高性能的数据采集与控制系统。 

设备信息处理单元、DI/O模块和A/D模块通过PC104栈接的方式与底板实现电气连接，同时底板又采用成熟的减震技术，这样稳定的PC104栈接方式加上底板的减震措施实现了对设备的全加固，提高了设备在恶劣环境下的工作能力。