CN214253050U - 一种便携式计算机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携式计算机系统，涉及计算机技术领域，解决了现有计算机的运行速度慢、外部接口多、环境适应性较差的问题，其技术方案要点是：包括计算机主板、电源板、液晶屏、供电电池、外挂设备、备份电源和交流适配器；计算机主板为由PM板、音频放大电路、GPS电路、外围扩展电路和K口电路组成的5层印制板；电源板包括DC‑DC转换电路、温控电路和第一充电电路，温控电路包括温度传感芯片和加热电路；备份电源包括第二充电电路和备用电池，备用电池通过计算机输入电源接口向负载输出直流电，具有在高低温等环境中能够不用加热自行启动计算机系统，减少计算机外部接口，以及能够在低温、高温和电磁干扰等恶劣环境下工作的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机技术领域，更具体地说，它涉及一种便携式计算机系统。
背景技术
计算机(computer)俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能，是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
计算机已成为现代人常备的生活工具之一，而随着触控技术的蓬勃发展，大多数的手持式计算机或电子通信产品已使用触控面板来取代传统以鼠标或实体键盘输入的形式，而广泛应用于平板计算机、智能型手机、PDA等，并配合新一代支持触控应用的操作系统，以提供使用者更直观且便利的操作感受。
现有的计算机存在以下缺陷：
1、部分计算机受潮、受湿或电容老化后，需要对计算机内部元器件加热一段时间后才能启动，导致计算机的运行速度慢；
2、随着计算机的功能不断增加，计算机的外部接口较多，导致计算机的设计复杂；
3、现有计算机易受潮、受湿以及电磁兼容性较差，其环境适应性较差；
4、现有计算机的液晶屏在较强的阳光下照射下，其可视性较差；
5、现有计算机的应用场所较为单一。
因此，如何设计一种集成度高、体积小、重量轻、运行速度快以及能够在振动、冲击、低温、高温和电磁干扰等恶劣环境下工作的便携式计算机系统是我们目前迫切需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种便携式计算机系统，具有在高低温等环境中能够不用加热自行启动计算机系统，减少计算机外部接口，以及能够在振动、冲击、低温、高温和电磁干扰等恶劣环境下工作的效果。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种便携式计算机系统，包括计算机主板、电源板、液晶屏、供电电池、外挂设备、备份电源和交流适配器；
所述计算机主板为由PM板、音频放大电路、GPS电路、外围扩展电路和K口电路组成的5层印制板；其中，
所述音频放大电路将PM板输出的音频放大后传输至计算机内置的扬声器；
所述GPS电路将具有电池充电功能的手持式产品的位置、速度、时间信息传输至用户；
所述外围扩展电路包括串口扩展电路、USB过流保护电路和串口电平转换电路；所述串口扩展电路为GPS电路和K口电路扩展两个通用的RS232C串口；所述USB过流保护电路为USB接口提供可使移动硬盘、移动光驱热插拔的过流保护电流；所述串口电平转换电路将TTL电平转换成串口所需的RS-232电平；
所述K口电路实现计算机与通信控制机或数字节点交换机之间数据传输；
所述电源板包括DC-DC转换电路、温控电路和第一充电电路， DC-DC转换电路和第一充电电路均与供电电池电性连接；所述温控电路包括温度传感芯片和与温度传感芯片电性连接的加热电路；
所述外挂设备包括CRT接口、网络接口、音频输入/输出接口、 USB接口、串口；
所述备份电源包括第二充电电路和备用电池，备用电池通过计算机输入电源接口向负载输出直流电。
通过采用上述技术方案，利用5层印制板，增强计算机的集成度，减小计算机的重量和体积；利用串口扩展电路，便于增加计算机的可用串口数量；外接的直流输入电源或内置电源经DC-DC转换模块输出计算机所需要的各种电源；当温度传感芯片的采样温度值低于预设值时，加热电路自动开启后进行加热，当温度高于预设值时，加热电路自动关断后停止加热；利用备份电源，增强了计算机供电的多样性和待机时长。
本实用新型进一步设置为：所述计算机主板设有控制串口扩展电路中的两个RS232C串口、GPS电路和K口电路共享同一串口的两个软开关电路。
通过采用上述技术方案，利用软开关电路，便于灵活切换串口信号功能的选择功能。
本实用新型进一步设置为：所述PM板的计算机处理器的核心芯片为Intel82855GM芯片组。
通过采用上述技术方案，使得计算机的集成度高、功耗小、体积小，能实现计算机的所有功能。
本实用新型进一步设置为：所述液晶屏包括液晶面板、高压板、逆变电源、多个灯管和扬声器，扬声器安装在液晶面板上，灯管与逆变电源电连接；当其中一个灯管出现故障时，逆变电源驱动其他灯管正常工作，并降低输出功率；当计算机的宽温制控系统出现故障时，逆变电源强行关闭加热输出，并打开背光输出。
通过采用上述技术方案，便于增强液晶屏的在阳光下的可视性，使液晶屏亮度可控，在低温下具备自动温度调节功能，防止液晶屏的过加热，避免逆变电源多余的功率输出损坏液晶屏背光或逆变器电源。
本实用新型进一步设置为：所述逆变电源的型号为MH-N04I，逆变电源内置有温度感应器和受单片机控制的微控制单元。
通过采用上述技术方案，当环境温度低于设定值时，逆变电源会关闭背光输出，开启加热输出，使得逆变电源能够在正常环境温度范围内正常工作。
本实用新型进一步设置为：所述计算机主板中的外围电路与相应接口相邻设置，计算机主板中的插接件为牛角式插座，计算机主板的对外接口采用标准民用接口配置。
通过采用上述技术方案，在计算机主板发生故障，可以根据故障判定迅速找到故障电路，方便维修；计算机主板的接插件全部选用便于拔插和锁定的牛角式插座，既方便维修拆卸又紧固牢靠。
本实用新型进一步设置为：还包括主机腔体和与主机腔体转动连接的液晶腔体；所述液晶屏、高压板和扬声器均置于液晶腔体内；所述主机腔体包括上层和下层，上层为键盘和多功能面板，下层为计算机主板、供电电池、电源板；所述主机腔体的底部设有散热槽。
通过采用上述技术方案，使得计算机模块化设置，增强了计算机的散热性能。
本实用新型进一步设置为：所述主机腔体右侧设有防水屏蔽门，标准串口、VGA通用标准接口、音频通用标准接口、USB通用标准接口、网络通用标准接口均置于防水屏蔽门内。
通过采用上述技术方案，便于增强计算机的防潮、防雾、防湿性能。
本实用新型进一步设置为：所述液晶腔体和主机腔体均为铝合金全密封结构，结合面的缝隙处密封有导电橡胶条；所述液晶腔体和主机腔体的内部设有将电源板、计算机主板、液晶屏进行区域隔离的腔体结构；计算机内的线路进行扭绞走线、交叉走线或屏蔽导线设置。
通过采用上述技术方案，采用金属外壳密封进行屏蔽，减小设备内部电磁波能量向外泄漏；同时，采用扭绞走线，交叉走线或选用屏蔽导线合理布局以及合理选择可靠的接地点，增强了计算机的电磁兼容性，使得液晶腔体和主机腔体具备较好的电磁屏蔽性能和环境密封性能。
本实用新型进一步设置为：所述主机腔体的底部预留有四个螺纹孔；所述主机腔体的背面对称设有两个定位销孔，主机腔体的前面对称设有两个安装斜面。
通过采用上述技术方案，利用螺纹孔，便于将计算机直接固定在工作台面上；利用定位销孔和安装斜面，便于将计算机快速固定。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：利用5层印制板，增强计算机的集成度，减小计算机的重量和体积；利用串口扩展电路，便于增加计算机的可用串口数量；外接的直流输入电源或内置电源经 DC-DC转换模块输出计算机所需要的各种电源；当温度传感芯片的采样温度值低于预设值时，加热电路自动开启后进行加热，当温度高于预设值时，加热电路自动关断后停止加热；利用备份电源，增强了计算机供电的多样性和待机时长；利用软开关电路，便于灵活切换串口信号功能的选择功能；便于增强液晶屏的在阳光下的可视性，使液晶屏亮度可控，在低温下具备自动温度调节功能，防止液晶屏的过加热，避免逆变电源多余的功率输出损坏液晶屏背光或逆变器电源。
附图说明
图1是本实用新型实施例中82855GM芯片组的工作原理图；
图2是本实用新型实施例中K口电路的工作原理图；
图3是本实用新型实施例中计算机打开状态结构示意图；
图4是本实用新型实施例中计算机盖合状态结构示意图；
图5是本实用新型实施例中主机腔体的结构示意图。
图中：1、液晶腔体；11、液晶面板；12、扬声器；2、主机腔体；21、键盘；22、多功能面板；23、安装斜面；24、防水屏蔽门；25、定位销孔；26、散热槽；27、螺纹孔。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本实用新型作进一步详细说明。
实施例：一种便携式计算机系统，包括计算机主板、电源板、液晶屏、供电电池、外挂设备、备份电源和交流适配器。计算机主板为由PM板、音频放大电路、GPS电路、外围扩展电路和K口电路组成的5层印制板。在本实施例中，PM板的计算机处理器的核心芯片为Intel 82855GM芯片组。Intel 82855GM芯片组前端总线为400MHz，支持4×USB的2.0接口，可扩至1GB-DDR的内存，提供10/100Base-T 以太网、键盘/鼠标、AC97音频、2个EIDE接口、CRT、LVDS显示以及PCI总线等功能，使得计算机的集成度高、功耗小、体积小，能实现计算机的所有功能。
如图3所示，音频放大电路将PM板输出的音频放大后传输至计算机内置的扬声器12。GPS电路将具有电池充电功能的手持式产品的位置、速度、时间信息传输至用户。计算机主板上的GPS电路采用 Lassen IQ模块，添加了完全的GPS功能，体积仅邮票大小，并且耗电量极低。该模块专为电池充电功能的手持式产品设计，采用突破型 FirstGPS技术，模块能够输出位置、速度、时间信息给用户。Lassen IQ模块只需少量的电量、空间即可传输充分可靠的PVT结果。
外围扩展电路包括串口扩展电路、USB过流保护电路和串口电平转换电路。串口扩展电路为GPS电路和K口电路扩展两个通用的RS232C串口。在本实施例中，串口扩展电路采用Super I/O控制器扩展两个通用RS232C串口。Super I/O控制器使用PM板上的ISA总线，因为空间原因ISA总线不能被引出使用，Super I/O控制器可使计算机能够实现4个通用RS232C串口的功能。
USB过流保护电路为USB接口提供可使移动硬盘、移动光驱等大容量移动存储设备热插拔的过流保护电流。USB接口的电源去耦网络必须保证能防止热插拔一个不带电的USB设备时所造成的瞬间损伤，所以在设计时使用大容量电容。串口电平转换电路将TTL电平转换成串口所需的RS-232电平。
如图2所示，K口电路实现计算机与通信控制机或数字节点交换机之间数据传输。在本实施例中，计算机到通控机或数字节点交换机的数据是通过K口的从方式、16kb/s来进行传输的。其中，4.096MHz 晶振输入给CPLD，由CPLD分频成2.048MHz给MT9172。CPLD芯片是用硬件描述型语言编写的程序芯片。它在特定的速率和固定的时钟作用下，保证I/O端口的接收和发送数据信号能顺利的完成，同时辅助单片机进行工作，负责单片机的外围电路。单片机8051芯片是通过内部编程完成从方式、16kb/s的设定后，与便携式计算机的主板RS232口相连，再通过CPLD、MT8952、MT9172为其K口传输数据。 MT8952芯片是处理CPLD、单片机8051传输出来的有线数据，再传输给MT9172芯片。MT9172芯片再将数据传输通过K口传输给通控机。
电源板包括DC-DC转换电路、温控电路和第一充电电路，DC-DC 转换电路和第一充电电路均与供电电池电性连接。温控电路包括温度传感芯片和与温度传感芯片电性连接的加热电路。当温度传感芯片的采样温度值低于预设值时，加热电路自动开启后进行加热，当温度高于预设值时，加热电路自动关断后停止加热。在本实施例中，当外接直流电源大于预设电压值时，第一充电电路根据电池的电量决定充电是否进行。电源板使计算机具有关机充电功能，开机工作时充电和供电能同时进行等特点。电源板的充电控制和加热温度控制的核心处理器采用进口先进的RISC结构PIC系列的处理器。温度传感器采用I2C 接口的数字温度传感器，该传感器接口简单对温度反应灵敏，精度高，确保加热的可靠性。充电电路采用新一代的开关电源器件为核心，具有很好的线性和负载调节特性，能很好的完成对所选锂电池的充电。
外挂设备包括CRT接口、网络接口、音频输入/输出接口、USB 接口、两个串口。计算机将CRT接口、网络接口、音频输入/输出接口、四个USB口、两个串口设计为外接，但串口不支持热拔插。任何一款标准接口的CRT、音频输入输出设备、网络设备、USB设备都可以直接使用。同时，四个USB接口可接移动光驱、软驱、鼠标以及移动硬盘等设备。既方便操作，又提高了可靠性。
备份电源包括第二充电电路和备用电池，备用电池通过计算机输入电源接口向负载输出直流电。备用电池与供电电池结构相同，第二充电电路使备份电源能够单独充电。
计算机主板设有控制串口扩展电路中的两个RS232C串口、GPS 电路和K口电路共享同一串口的两个软开关电路。在本实施例中，软开关电路为模拟开关，为了实现串口信号功能选择功能，使用一个与非芯片来控制信号资源转换控制。利用软开关电路，便于灵活切换串口信号功能的选择功能。
如图3所示，液晶屏包括液晶面板11、逆变电源、多个灯管和扬声器12，扬声器12安装在液晶面板11上，灯管与逆变电源电连接。当其中一个灯管出现故障时，逆变电源驱动其他灯管正常工作，并降低输出功率。当计算机的宽温制控系统出现故障时，逆变电源强行关闭加热输出，并打开背光输出，便于增强液晶屏的在阳光下的可视性，使液晶屏亮度可控，在低温下具备自动温度调节功能，防止液晶屏的过加热，避免逆变电源多余的功率输出损坏液晶屏背光或逆变器电源。
在本实施例中，逆变电源的型号为MH-N04I，逆变电源内置有温度感应器和受单片机控制的微控制单元。当环境温度低于设定值时，逆变电源会关闭背光输出，开启加热输出，使得逆变电源能够在正常环境温度范围内正常工作。
计算机主板中的外围电路与相应接口相邻设置，计算机主板中的插接件为牛角式插座，计算机主板的对外接口采用标准民用接口配置。在计算机主板发生故障，可以根据故障判定迅速找到故障电路，方便维修。计算机主板的接插件全部选用便于拔插和锁定的牛角式插座，既方便维修拆卸又紧固牢靠。
如图3与图5所示，在本实施例中，计算机为笔记本电脑，笔记本电脑还包括主机腔体2和与主机腔体2转动连接的液晶腔体1。液晶屏、高压板和扬声器12均置于液晶腔体1内。主机腔体2包括上层和下层，上层为键盘21和多功能面板22，下层为计算机主板、供电电池、电源板。主机腔体2的底部设有散热槽26，使得计算机模块化设置，增强了计算机的散热性能。
如图3所示，主机腔体2右侧设有防水屏蔽门24，标准串口、 VGA、音频、USB、网络等通用标准接口均置于防水屏蔽门24内，便于增强计算机的防潮、防雾、防湿性能。
液晶腔体1和主机腔体2均为铝合金全密封结构，结合面的缝隙处密封有导电橡胶条。液晶腔体1和主机腔体2的内部设有将电源板、计算机主板、液晶屏等器件进行区域隔离的腔体结构。计算机内的线路进行扭绞走线、交叉走线或屏蔽导线设置。采用金属外壳密封进行屏蔽，减小设备内部电磁波能量向外泄漏。同时，采用扭绞走线，交叉走线或选用屏蔽导线合理布局以及合理选择可靠的接地点，增强了计算机的电磁兼容性，使得液晶腔体1和主机腔体2具备较好的电磁屏蔽性能和环境密封性能。
如图3、图4与图5所示，主机腔体2的底部预留有四个螺纹孔 27；主机腔体2的背面对称设有两个定位销孔25，主机腔体2的前面对称设有两个安装斜面23。利用螺纹孔27，便于将计算机直接固定在工作台面上；利用定位销孔25和安装斜面23，便于将计算机快速固定。
工作原理：利用5层印制板，增强计算机的集成度，减小计算机的重量和体积。利用串口扩展电路，便于增加计算机的可用串口数量。外接的直流输入电源或内置电源经DC-DC转换模块输出计算机所需要的各种电源。当温度传感芯片的采样温度值低于预设值时，加热电路自动开启后进行加热，当温度高于预设值时，加热电路自动关断后停止加热。利用备份电源，增强了计算机供电的多样性和待机时长；利用软开关电路，便于灵活切换串口信号功能的选择功能。便于增强液晶屏的在阳光下的可视性，使液晶屏亮度可控，在低温下具备自动温度调节功能，防止液晶屏的过加热，避免逆变电源多余的功率输出损坏液晶屏背光或逆变器电源。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种便携式计算机系统，其特征是：包括计算机主板、电源板、液晶屏、供电电池、外挂设备、备份电源和交流适配器；
所述计算机主板为由PM板、音频放大电路、GPS电路、外围扩展电路和K口电路组成的5层印制板；其中，
所述音频放大电路将PM板输出的音频放大后传输至计算机内置的扬声器(12)；
所述GPS电路将具有电池充电功能的手持式产品的位置、速度、时间信息传输至用户；
所述外围扩展电路包括串口扩展电路、USB过流保护电路和串口电平转换电路；所述串口扩展电路为GPS电路和K口电路扩展两个通用的RS232C串口；所述USB过流保护电路为USB接口提供可使移动硬盘、移动光驱热插拔的过流保护电流；所述串口电平转换电路将TTL电平转换成串口所需的RS-232电平；
所述K口电路实现计算机与通信控制机或数字节点交换机之间数据传输；
所述电源板包括DC-DC转换电路、温控电路和第一充电电路，DC-DC转换电路和第一充电电路均与供电电池电性连接；所述温控电路包括温度传感芯片和与温度传感芯片电性连接的加热电路；
所述外挂设备包括CRT接口、网络接口、音频输入/输出接口、USB接口、串口；
所述备份电源包括第二充电电路和备用电池，备用电池通过计算机输入电源接口向负载输出直流电。
2.根据权利要求1所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述计算机主板设有控制串口扩展电路中的两个RS232C串口、GPS电路和K口电路共享同一串口的两个软开关电路。
3.根据权利要求1所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述PM板的计算机处理器的核心芯片为Intel 82855GM芯片组。
4.根据权利要求1所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述液晶屏包括液晶面板(11)、高压板、逆变电源、多个灯管和扬声器(12)，扬声器(12)安装在液晶面板(11)上，灯管与逆变电源电连接。
5.根据权利要求4所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述逆变电源的型号为MH-N04I，逆变电源内置有温度感应器和受单片机控制的微控制单元。
6.根据权利要求1所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述计算机主板中的外围电路与相应接口相邻设置，计算机主板中的插接件为牛角式插座，计算机主板的对外接口采用标准民用接口配置。
7.根据权利要求4所述的一种便携式计算机系统，其特征是：还包括主机腔体(2)和与主机腔体(2)转动连接的液晶腔体(1)；所述液晶屏、高压板和扬声器(12)均置于液晶腔体(1)内；所述主机腔体(2)包括上层和下层，上层为键盘(21)和多功能面板(22)，下层为计算机主板、供电电池、电源板；所述主机腔体(2)的底部设有散热槽(26)。
8.根据权利要求7所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述主机腔体(2)右侧设有防水屏蔽门(24)，标准串口、VGA通用标准接口、音频通用标准接口、USB通用标准接口、网络通用标准接口均置于防水屏蔽门(24)内。
9.根据权利要求7所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述液晶腔体(1)和主机腔体(2)均为铝合金全密封结构，结合面的缝隙处密封有导电橡胶条；所述液晶腔体(1)和主机腔体(2)的内部设有将电源板、计算机主板、液晶屏进行区域隔离的腔体结构；计算机内的线路进行扭绞走线、交叉走线或屏蔽导线设置。
10.根据权利要求7所述的一种便携式计算机系统，其特征是：所述主机腔体(2)的底部预留有四个螺纹孔(27)；所述主机腔体(2)的背面对称设有两个定位销孔(25)，主机腔体(2)的前面对称设有两个安装斜面(23)。
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2020
- 2020-11-05 CN CN202022532468.9U patent/CN214253050U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112631372A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-04-09 | 重庆青年职业技术学院 | 一种便携式计算机系统 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |