嵌入式-工控機(jī)主要結(jié)構(gòu)

1、全鋼機(jī)箱
IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同PC-bus兼容的無(wú)源底板。
嵌入式-工控機(jī)工控機(jī)箱分類(lèi)：
IPC（Industry Personal Computer）簡(jiǎn)稱工控機(jī)，或者硬盤(pán)錄像機(jī)，
DVR（digital video recording）。工控電腦是在惡劣的環(huán)境下使用，對(duì)產(chǎn)品的易維護(hù)性、散熱、防塵、產(chǎn)品周期、甚至尺寸方面都有著嚴(yán)格的要求。因此在設(shè)計(jì)和選擇工控機(jī)平臺(tái)的時(shí)候，考慮的更多的是機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后才是對(duì)性能等的考慮。如中昌的工控基本沒(méi)有這些保護(hù).
工控機(jī)箱分類(lèi)：
（一）高度一般分1U（44MM*430MM*XX），2U（88*430*XX），3U，4U（176MM*430MM * XX），5U，6U，7U，8U等，一個(gè)1U的高度是44MM，其他高度依次類(lèi)推；
（二）長(zhǎng)度：標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度有兩種450MM與505MM，根據(jù)客戶的具體要求還可以擴(kuò)分其他長(zhǎng)度，比如：480MM，500MM，520MM，530MM，600MM等；其中450MM~~520MM的尺寸機(jī)箱占市場(chǎng)需求的90%以上；加長(zhǎng)型機(jī)箱的作用主要是有以下3個(gè)：一個(gè)是安裝雙CPU至強(qiáng)12” * 13”的主板，必須要 520MM的長(zhǎng)度才能安裝這樣的大板；另外一個(gè)是安裝工業(yè)CPU長(zhǎng)卡或者是300MM長(zhǎng)的視頻卡等需要足夠的擴(kuò)展空間；后一個(gè)是散熱空間的考慮，由于有些監(jiān)控用戶需要安裝多路視頻卡與多個(gè)硬盤(pán)，比如64路，128路等，10個(gè)硬盤(pán)就需要很好的散熱效果；
（三）臥式與壁掛式
壁掛式：此外，由于某些設(shè)備制造商需要把控制中心（IPC）放置在其設(shè)備之中。因此對(duì)工控機(jī)的體積有較為嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的上架式19英寸機(jī)箱體積基本很難滿足要求，因此針對(duì)此種客戶需求，推出了壁掛式的機(jī)箱。例如某品牌的IPC－6606/6608壁掛機(jī)箱系列。這類(lèi)機(jī)箱由于體積小，并且應(yīng)用環(huán)境在某設(shè)備內(nèi)部，因此設(shè)計(jì)理念也重在散熱和擴(kuò)展性能上。下圖是IPC－6806應(yīng)用在某測(cè)試平臺(tái)的機(jī)柜內(nèi)部狀態(tài)。
工控機(jī)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)：
硬盤(pán)架，光驅(qū)架:硬盤(pán)架一般分兩種，一種是分拆式，一種是壓卡式。
工控機(jī)（圖6）
工控機(jī)（圖6）
品質(zhì)優(yōu)異的機(jī)箱一般都帶金屬?gòu)椈煞勒鸸δ?；安裝硬盤(pán)數(shù)量一般從4—15個(gè)；
底板：底板的規(guī)格有多種；主要以主板的規(guī)格來(lái)劃分。普通的主板一般都可以安裝；其中520MM以下長(zhǎng)度的機(jī)箱是安裝不了12*13的雙至強(qiáng)大板的主板的，必須要520MM長(zhǎng)度的機(jī)箱才能安裝。
壓卡條：主要起固定作用。有安防監(jiān)控的安裝視頻長(zhǎng)卡，或者是工業(yè)CPU長(zhǎng)卡時(shí)，必須要固定長(zhǎng)卡，以免使用過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)，不牢固等現(xiàn)象。
后槽的擴(kuò)展：有7槽或14槽兩種；14槽的背板主要的用途是安裝多路視頻卡，比如有些大型的監(jiān)控系統(tǒng)，則要64路，或者128路時(shí)，必須要換成14槽的背板；
工控機(jī)箱的導(dǎo)熱：散熱結(jié)構(gòu)的合理性是關(guān)系到計(jì)算機(jī)能否穩(wěn)定工作的重要因素。
工控機(jī)箱的抗震：工控機(jī)箱在工作的時(shí)候，由于機(jī)箱內(nèi)部的光驅(qū)、硬盤(pán)、機(jī)箱里的多個(gè)風(fēng)扇在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，而震動(dòng)很容易導(dǎo)致光盤(pán)讀錯(cuò)和硬盤(pán)磁道損壞以至丟失數(shù)據(jù)，所以機(jī)箱的抗震性也是機(jī)箱關(guān)鍵的一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
工控機(jī)箱的電磁屏蔽：主機(jī)在工作的時(shí)候，主板、CPU、內(nèi)存和各種板卡都會(huì)產(chǎn)生大量的電磁輻射，如果不加以防范也會(huì)對(duì)人體造成一定傷害。這個(gè)時(shí)候機(jī)箱就成為了屏蔽電磁輻射，保護(hù)健康的一道重要防線。屏蔽良好的機(jī)箱還可以有效地阻隔外部輻射干擾，保證計(jì)算機(jī)內(nèi)部配件不受外部輻射影響。工控機(jī)箱為了增加散熱效果，機(jī)箱上必要的部分都會(huì)開(kāi)孔，包括箱體側(cè)板孔、抽氣扇進(jìn)風(fēng)孔和排氣扇排風(fēng)孔等等，所以孔的形狀必須符合能阻擋輻射的技術(shù)要求。機(jī)箱上的開(kāi)孔要盡量小，而且要盡量采用阻隔輻射能力較強(qiáng)的圓孔。其次，要注意各種指示燈和開(kāi)關(guān)接線的電磁屏蔽。比較長(zhǎng)的連接線需要設(shè)計(jì)成絞線，線兩端的裸露的焊接金屬部分必需用膠套包裹，這樣就避免了機(jī)箱內(nèi)用電線路產(chǎn)生的電磁輻射。
2、無(wú)源底板
無(wú)源底板的插槽由總線擴(kuò)展槽組成?？偩€擴(kuò)展槽可依據(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用選用擴(kuò)展ISA總線、PCI總線和PCI-E總線、PCIMG總線的多個(gè)插槽組成，擴(kuò)展插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，但依據(jù)不同PCIMG總線規(guī)范版本各種總線在組合搭配上有要求，如PCIMG1.3版本總線不提供ISA總線支持，該板為四層結(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡，包括CPU卡、顯示卡、控制卡、I/O卡等。
3、工業(yè)電源
早期在以Intel 奔騰處理器為主的之前的工控機(jī)主要使用為AT開(kāi)關(guān)電源，目前大部分工控機(jī)與PC機(jī)一樣主要采用的是ATX電源，平均*運(yùn)行時(shí)間達(dá)到250，000小時(shí)。
4、CPU卡
IPC的CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)卡，多采用的是桌面式系統(tǒng)處理器，如早期的有386486586PIII，現(xiàn)主流為P4、酷睿雙核等處理器，主板用戶可視自己的需要任意選配。其主要特點(diǎn)是：工作溫度0-60℃；帶有硬件；也有部份要求低功耗的CPU卡采用的是嵌入式系列的CPU。
5、其他配件
IPC的其他配件基本上都與PC機(jī)兼容，主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。
適用領(lǐng)域編輯
IPC已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面。
例如：控制現(xiàn)場(chǎng)、路橋控制收費(fèi)系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)、通訊保障、智能交通管控系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控安防、語(yǔ)音呼叫中心、排隊(duì)機(jī)、POS柜臺(tái)收銀機(jī)、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融信息處理、石化數(shù)據(jù)采集處理、物探、野外便攜作業(yè)、環(huán)保、電力、鐵路、高速公路、航天、地鐵、智能樓宇、戶外廣告、等等。
主要特點(diǎn)編輯
工控機(jī)通俗的說(shuō)就是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng)，灰塵特別多，另有很高的電磁場(chǎng)力干擾等特點(diǎn)，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒(méi)有休息。因此，工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下特點(diǎn)：
工控機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
工控機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1、機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。
2、機(jī)箱內(nèi)有底板，底板上有PCI和ISA插槽。
3、機(jī)箱內(nèi)有專(zhuān)門(mén)電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。
4、要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能力。
5、一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱（4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱較為常見(jiàn)）
注：除了以上的特點(diǎn)外，其余基本相同。另外，由于以上的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，同層次的工控機(jī)在價(jià)格上要比普通計(jì)算機(jī)偏貴，但一般不會(huì)相差太多。
盡管工控機(jī)與普通的商用計(jì)算機(jī)機(jī)相比，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但其劣勢(shì)也是非常明顯的--數(shù)據(jù)處理能力差，具體如下：
1、配置硬盤(pán)容量小；
2、數(shù)據(jù)安全性低；
3、存儲(chǔ)選擇性??；
4、價(jià)格較高。