便携式电子设备机箱的设计及应用

1.引言

近年来，车载应急指挥通信系统被广泛应用于防空、防灾、应急处置等公共安全领域。与之直接相关的应急通信指挥车产品得到了快速的发展。应急通信指挥车与地面固定指挥中心配合使用，具备互联互通、信息处理量大、及时决策等特点，成为提高应急指挥决策效率、全面夺取防空袭斗争和抢险救灾胜利的有效手段。

一个完整的车载应急指挥通信系统由硬件、电气、软件三大部分组成。其中，硬件是整个系统的物质基础，硬件系统的优化设计是保证车载应急指挥通信系统具备优良性能的重要手段之一。本文对一种新型车载信息系统硬件集成方法进行阐述，介绍了便携式电子设备的机箱的设计与应用。

2.车载信息系统硬件集成方法分析

车载应急指挥通信系统以车辆为运载平台，在有限的车内空间里最优化地进行设备布局，是硬件系统集成重点要考虑的问题。

2.1 19英寸标准机柜的应用

采用19英寸标准机柜对电子信息设备进行硬件集成是现行最常用的方法，其具备方便、快捷、通用性强等特点。在应急指挥通信车项目的建设中，常用的19英寸标准机柜有金属骨架式机柜和便携式机柜两种。

（1）金属骨架式机柜

19英寸标准金属骨架式机柜的结构示例如图1所示。信息系统硬件集成时，电子信息设备首先通过标准机架结构（或插箱、托盘）固定在机柜中，然后机柜整体固定在车厢内，进而构成完整的车载应急指挥通信硬件系统。



该种机柜采用金属材料经焊接加工而成，其结构简单、加工方便、成本较低，但同时具有体积大、质量重、便携性差等缺点。因此，该机柜在大中型载车及地面站建设中应用的比较广泛。当载车为小型车时，车内有限的空间及对载重的特殊要求给这种硬件集成方法的应用带来诸多的不便。

（2）便携式机柜

19英寸标准便携式机柜的结构示例如图2所示。此种机柜3U为一个单元模块，根据设备量进行自由组合。利用该种机柜进行信息系统硬件集成的的思路与金属骨架式机柜相同，只是在机柜骨架的材料与结构上进行了变形设计，以适应不同的需求。



便携式机柜的主体骨架采用A B S材料，故重量较轻。同时，机柜加入了便携性的设计结构（把手），有效地提高了机柜的可移动性。该形式的机柜一定程度上适应在小型载车上进行信息系统硬件集成的要求。但由于整体体积较大，其应用仍然受到很大的限制。

2.2 便携式电子设备机箱的应用

便携式电子设备机箱打破19英寸标准机柜的尺寸限制，采取更适合在车内（尤其是小型车）安装的尺寸及结构形式。其采用组合式箱体的思想，每个箱体为一个相对独立的模块，一个模块集成了车载应急指挥通信系统若干个独立的功能，若干个模块组合在一起构成完整的车载应急指挥通信系统。利用模块化的思想对设备及电子元器件进行组合，实现最优化的布局设计，可以大大提高机箱的空间利用率和设备集成度。便携式电子设备机箱的结构示意图如图3所示。



3.便携式电子设备机箱设计

便携式电子设备机箱的三维结构如图4 所示， 其外形尺寸为6 0 0 m m （ L ）×420mm（W）×140mm（H），箱体材料以铝材为主。另外，在机箱两侧设计了搬运把手。该外形尺寸与材料以及搬运把手的设计可大大增加机箱的便携性。[page]



便携式电子设备机箱设计有前、后过渡面板。前过渡面板为人机接口板，完成人机操作和指示功能。后过渡面板为设备接口板，完成机箱之间、机箱与外设之间的连接。另外，便携式电子设备机箱内部设计有安装衬板，箱内设备或元器件均安装在安装衬板上。当箱内设备改变时，只需改变前后过渡板和安装衬板即可，从而可保证机箱主体结构的通用性。

便携式电子设备机箱前后设计有翻转盖板，用于保护前后过渡面板。翻转盖板通过设计的弹簧卡扣进行锁紧，且前后翻转盖板可拆卸。

便携式电子设备机箱两侧设计有连接锁扣，机箱顶部设计有定位块。机箱之间通过机箱顶部定位块叠加放置，通过锁扣进行连接锁紧。

便携式电子设备机箱后部安装有散热风扇，机箱每侧设计有两个通风孔；使用时根据箱内设备热源的分布情况合理设置通风孔，以形成特定的循环风道，实现机箱内部设备与器件的散热。

4.便携式电子设备机箱的应用实例

本文设计的便携式电子设备机箱已成功应用于某项目的小型3G图传通信指挥车，该指挥车的主要功能是实现短波、超短波通信以及3G图传功能。在小型3G图传通信指挥车的硬件集成上，将整个系统划分为两个模块：配电模块和通信模块。配电模块负责为整个通信指挥系统供配电；通信模块负责实现短波通信功能、超短波通信功能以及3G图传功能。配电模块、通信模块的实物图如图5所示，配电模块和通信模块的组合如图6所示。



5.便携式电子设备机箱的特点

5.1 集成化

便携式电子设备机箱可实现对整件设备以及设备印刷电路板的集成，可将若干个独立的功能集成在一个设备机箱内，其大大提高了指挥通信系统的集成度及载车空间的利用率。

5.2 模块化

便携式电子设备机箱以箱体为单元进行整个指挥通信系统的功能划分，将若干个相对独立但类似的功能进行重新组合，形成较大的功能模块。因此，整个系统的模块化更加清晰，系统的组建更加方便、快捷。

5.3 通用化

以便携式电子设备机箱构成的功能模块具备很强的通用性，其只需根据客户的具体要求做适当的设备改动，即可用于组建一个新的指挥通信系统。另外，便携式电子设备机箱不仅可用于构建车载指挥通信系统，还可用于组建指挥通信基站、便携式指挥所等。

5.4 便携化

便携式电子设备机箱从选材到具体结构设计，始终贯穿便携化的思想。箱体便于搬运，便于拆卸，且可以快速的组装。

6.总结

本文介绍了一种用于车载信息系统硬件集成的便携式电子设备机箱。其区别于用19英寸标准机柜进行设备硬件集成的思路和方法，具备更高的集成度，更清晰、合理的模块划分，以及更好的通用性和便携性，特别适合用于构建小型车载应急指挥通信系统。