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1、目抗g劣境计算机第=十学术年台皓文集基于加固技术的远程视频会商系统罗智严丽峰周鹏p船重工集跚第707研究所加固帆事业部火津30013摘要：远程视频会泌系统足种让身处异地的人们通过某种传输介质实现“宴时可视交互”的多媒体通讯技术。它町以通过现有的各种电气遵讯传输媒体，将人物的静态和动意图像、语爵、文字、图片等多种信息分迸剑各十用户的终端设备上使得在地理上分散的井j户可以共聚一灶，通过躅彤、声音等多种方式交流信息增加双方对内容的理解能力，使人们犹如身临其境参加在阿一会场中的会议一样；本文介绍r种血用十特殊场合的基于加固机柜、加剧计算机，加固摄像头、加固MCU、加固大尺寸屏幕的远程视频会商系坑。父键
2、词远程视频会商加固计算机加固MCU加固大尺寸肼幕1引言在政府办公，会议、远程教翕、远程医疗等领域，采用各种电气通l传输媒体的视频会商系统早已进行了成熟应用同时在近几年来，相关多媒体设备加固技术也在不断发展，这就给设l一个基于J20l,l技术的远程会商系统成为町能，本文设计的加崮会商系统能够保证在特殊应用场合下视频会商的可靠性，同时具有宽泛的高温、低温工作指标，抗冲击振曲性能和良好的电磁兼容性。2总体设计2 1系统组成远程会商系统由信息妊理机拒、会商桌桌体、录放音跗件、会场摄像机和大屏幕硅示设备组成。其中信息处理机柜包括配电控制设备会议管理加固计算机、数槲共享加固计算机、加周MCU。系统组成示意
3、圈见图l。2 2系统工作原理信息处理机巨为系统按心单兀，主要为系统稿日期：20】o 07 0鲴1绽m威蠹目其他单元提供信号接口。机柜中配电控制设备为系统中其他电子设备提供电源：t盘议钎理加固计算机完成视频会议的导调控制功能，数据共享加固计算机为视频会议提供需要的数据资料：加同MCU为视频会议的核0设备，完成对本地会场信息编码、雎缩和传输的功能，1目时对远端会场传输过来的数据信息解码，再分别送人系统内彻、音频输出设备。会商桌嵌人式安装KVM操控设备，2个KVM操控终端设备宴现对机拒中会议控制加固计算机和数据共享加固计算机的操控。全周抬青器和麦克风分别安装、摆放在会议全目抗g劣g境计算机第一属学术
4、年会论文集桌桌面上会义中实现会场声音信号的输功能；芹右音箱为挂壁安装，实现本地和远端会场的声音信号输出。会场全景摄像机为挂壁安装，实现对会场全景的拍摄功能，拍摄的规频信号由加同MCU传输到本地或远端会场进行显示。会场摄像机为挂壁安装，可以通过加圊MCU控制其摄像角度及镜头焦距，拍撮角度可任意选取。加固大屏幕显示设备为挂壁安装，负责显示视频会议中各种视频、图像、文字等信息。系统原理框图如图2所示，连接关系如圉3所示。圈2 m缠柱目3结构加固设计信息处理机柜内部从上到F由既电控制设备会议管理加固计算机、数据共享加嘟计算机、加固MCU组成。各插箱满足通用化、标准化，系，化的要求，导轨式安装，井具有良
5、好的互换性。机柜各插箱、重要连接部位均有明显的标识，机柜内部及对外接口的接插器件均有唯一的标识，同一个插箱及面板尽量不使用同一型号的接插件，防止出现人为差错的可能。机柜内的捶箱和布局结构具有合理的组装密度，其骨架结构的刚度和强度痛足特殊场合使用的要求，机柜捕箱与机柜之间通过导轨刚性连接。信息处理机柜主体采用高强度钣金工艺，配件材料采用不锈钢、优质钢材或高强度铝台金材料。机柜顶部设计有吊环，方便设备运输与安装。柜内导线电缆均有防霉、防潮、防蚀、防盐雾、耐油及抗辐射能力。在机柜内壁设置标准电缆通道，设计标准固线央、固线架及跟线架。对虱母一固日日 一目抗恶劣环境计算机第=届学术年会论i集不移动线束沿
6、颈设标准通道规范排布井用固线央、厨线架崮定；对可移动线束设置标准跟线架。跟线架方案是机箱后E郭设置托线架，通过该件上的系列过孔实现电缆的I|I绑田定。该托架鹤端通过绞轴与机箱后扳驶机箱后壁连接同定。机#zj_1彳散的隔振系坑醚计，在五个方向六个自由度避免耦联，底部安装Pc酉c的隔搬器。机柜示意图见圈5。目5机柜意目3 1机柜的热设计柜体的热设计是一个系统综合设计技术，篙要考虑多组件的通风散热的有效性问题，小设计与大循环相结台的热设计思路，首先对所有组件全部采用依据加【研标准j殳计热量较高的的部件进行增加单独风道的针对性散热没计加同计算机采用原有的二皋眭传导的成熟设计；系统设计大循环M路，机柜背
7、部设计2个轴流M机，前部设汁通风导扳；风路设计前进风后排风方式，所有部件散热设计和风冷通道j_大循环扭乙路相匹配。阿6为机柜散热风道圈。4电气设计4 l配电控制设备电气设计配电#!制世备为氚鼠处理机柜内3个捕箱设备盈卓面上2个KVM操控终端设备提供电源井进行开戈控制，前面板殳计机柜总开关、KYM操控终端开关、会议管理加固计算机开关、数据共享加固计算机开关、加固MCU开关和机柜电源保险保险。电源开关选用EAO公司5l一284 0252和704 060 5。前面板开关位置如图7所示。面而自丽融KVmI,j一弋 L型壁Fi一=_LL曼螋jL旦ZHmcu 口g月n目7日自目*目4 2会议管理加固计算机
8、电气设计会议管理加同计算机内置标准6U尺寸迅驰1 6Gltz加固CPU模块和加崮CPCI电源模块+板鼓4GB电子盘外形为3U高度插箱式安装结构，后面板设计航空连接器和机壳地、信号地、啪m虱甲面全国抗恶劣g境计算机第十届学术年舍皓女集电源开关、保险；加固计算机运行相应的控制软件通过以太网络接n器录到加固MCU设备上，以在系统中实现对视频会议的导滑、控制功能。cPu主扳模块的技术指标：a)CPU：主频I 6GHz，高速L2Cache 1MB；h)芯片组：Imel 855GME chip*t，400MHZCPU总线；c)内存：板载512MB DDR SDRAM；d)双千兆百兆网络接口：支持VxWok
9、s、Windows2000，Window8 xP等操作系统下双冗余工作或单网工作模式，兼容PICMG 2 16；e)显示控制器：ATl 96009700移动显示控制器，64MB DDR显存，显示分辫率最高支持QXGA(2048 x1536)真彩；f)USB接El：2个USB 2 0接口；g)Ps2键盘、鼠标接口：各1个；h)功耗：功耗20一40W。CPCI电源模块技术指标：a)输：交流220V+10220V一6、50Hz：b)输出：直流+5V30A、+3 3V25A、+12V3A、一1 2VIAc)电压调整率I；d)负载调整率】，c)输出电压纹渡VPPVout x1(mV)； f)工作环境潞2
10、0一60：g)效率80。4 3数据共享加固计算机电气设计数据共享加固引算机内置标准6u尺寸迅驰1 6CHz加固CPU模块、加固CPCI电源模块和VGA接1视频扩展模块，板载IOG8抗震硬盘外形为3u高度插箱式安装结构，后面板设计航空连接器和机壳地、信号地、电源开关、保险；加固计算机通过以太网络接13连接到舰船内部散据网络交换机上，町以对内部致据库进行访问，同时加固计算机辖出一路VCA视频信号到加固MCU设备上宴现锟频会议的远程数据共享、交互。44加固MCU电气殴计加固视频处理设备内部集成华为公司vP9036MCU和军用电源模块，丰富的功能与接El充分满足视频会议的数据通汛要求。系统巾使用的华为
11、公司vP9036MCU为商用产品，缺少加固措施，无j击在恶劣环境下长时问可靠工作。根据对,P9036的功耗测量，内部电路板散热分部位置量化分析，对其进行电路板板级结构加固和热设计，刍占枸上放弃原设备的开放式结构，采用了密封箱体同时在电路板上裸露的集成电路芯片表面装配散热翅板，内部温控型风扇对翅板进行风冷散热同时通过热管将散热翅扳连接到机箱箱体上，形成一条完整的传导散热通道将热量导出同时将原设备所有的信号接n均设计为航空连接器。使其达到高低温T作范围广抗震动，冲击，防盐雾的高可靠性与环境适应性。加固MCU后部接口为航空莲接器，如图8所币。目8奇q目MCU后部航空接船全国抗罂劣环境计算机第二十届学
12、术年能文橐4 5加固KVM操控终端电气设计KVM终端操控设备由17寸加固液晶显示器、肪水键盘、触摸式鼠标组成(见围9)，实现对视频与数据处理帆柜中视频管理设备和数据协同设备的操作控翩。设备前面板设置商用USB接口，方便扩展补接商用UsB设备。设备底部设置航卒连接器与桌面下机柜进行连接。j4。404*【_ #mm目9 KVMI瞄蚌蠕设鲁i田5三化设计为了提高产品的标准化水平和可继承性，设计方案中重视“三化”和接口互换性设计，既继承成熟的经验和成果，X要考虑后续产品的可继承性：在本文台商系统中，进行会议管理和数据共享的设备为加固计算机，加固计算机经过多年发展，已形成系列化和标准化，所以在这类通用加
13、圈技术设备的选型上采用简类设备通用化、系列化、模块化的方案，使相关设备的性能升级成为可能。在设备结构设计和系统设计时，紧圃件以选用国家标准件为主，在涉五系统功能和安全性的部位选用有特定要求的标准件。结构设计中尽量采用统一的尺寸，尽可能减少紧固件的品种和规格。6三防设计在高温、高湿、高盐环境中，提、热、盐气体会通过设备缝豫进设备，对设备造成腐蚀和结承，影响设备正常可靠工作，因此，系统在设计上进行有效的三防设计：a)内部组件全部进行分级三肪处理；b)所有组件全部采用加固密封机箱；e)所有安装标准件选用不锈钢材质；d)莲接器选择耐腐蚀防盐雾教果亟好的不锈钢或铜材料；e)柜体内壁进行三缓处理(喷砂、镀
14、镰、防腐漆)；f)所有电缆选用耐钠、防腐、阻燃的屏蔽电缆，外部加装防磨护套。7电磁兼容性设计由于柜体所有组件均进行电磁兼容设计，单个个体均可保证电磁兼容指标+因此，电磁兼容的设计重点对机柜壳体中电缆进行电磁兼容性设计。综合利用屏蔽、滤波、接地等技术，重点对REl02和CEl01的抑制进行优化设计，保证电磁兼容性指标。屏蔽设计主要靠机壳屏蔽及电缆屏蔽保证。屏蔽分为电场屏蔽和磁场屏蔽对机壳屏蔽，选用具有良好的电场屏蔽性能、磁场屏蔽性能的高导电材料。由于机柜壳体和面板已经选用高导电的铝合金材料，只要做好基体表面导电处理并在连接缝隙采用导电衬科就可以解决电场屏蔽问题。对电缆屏蔽通过选择屏蔽电缆、双绞线
15、电缆、对电缆合理布局并外加防渡套解奂。接地设计上设置独立的机壳地与信号地。滤被设计应选择正确的滤波器并设计合理的安装位置。a)壳体和面板采取镀锦措煎，并通过导电橡胶连接，形成连续的导电体；b)进风口增设薄型屏蔽通风板；c)外接插座通过导电材料实现与机壳的电密封；d)插件面板阅采用导电衬料实现屏蔽；e)在显示器前加装屏蔽玻璃，它与机箱前面板之间用环氧导电腔牯连这样有效地防止了全国抗恶劣环境计算机第二十届学术年会论文集电磁波的泄露；f)电源输入端都装有军用交流滤波器，具有优异的共模和差模抑制能力，对电源线对尖峰干扰具有良好的抑制作用。滤波器安装在导电金属表面上，位置靠近电源入口处；g)滤波器输入和
16、输出线均采用屏蔽线，并分离走线，严禁捆扎在一起，避免形成回路；h)滤波器保证接地良好；i)电源线采用屏蔽导线；j)按信号强弱分区布线；k)敏感信号线使用双绞线；1)应用EMI吸波磁环消除尖峰干扰；m)设置独立的机壳地和信号地；n)控制机壳地的接地电阻小于10毫欧。8结论远程会商系统在设计过程中充分考虑了所用技术的成熟性，电子设备全密封结构，热传导和抗干扰能力强，在电气、机械设计两个方面都采取了防电磁泄露措施。根据实际应用的检验符合技术要求，具有良好的适应性，可在各种恶劣环境下稳定可靠工作。参考文献：1 GJBl5086，军用设备环境试验方法：2 GJBl51A一97，军用设备和分系统电磁发射与敏感度要求)3 周广涛、肖端庄， 电子设备与系统可靠性设计，电子工业出版社，1984基于加固技术的远程视
