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1、 版本：V1.0 TZB121A 便携式 VxWorks 平板电脑 产品方案 湖南梯阵科技有限公司 2016 年 4 月 说 明 湖南梯阵科技有限公司，是一家专门从事加固型电子产品研发的技术服务型公司， 公司拥有一支十年加固型电子设备研发经验的技术团队， 致力于为各行业客户提供高品 质、快速交付（最快可达 20 天交付）、低运营成本的加固型笔记本、平板电脑、计算 机、显示器、网络设备、vxworks 嵌入式计算机等加固型电子产品。 本方案描述了公司的 TZB121A 平板电脑的总体方案设计。 本手册仅提供参考，不针对客户所定制的某一特定机型，书中所提到的某些部件、 外观或功能有可能与您所定制的
2、产品有差异。 本手册内容若有变动，恕不另行通知，如有疑义，请联系我公司进行咨询。 本手册中提供的某些部件、外观或功能有可能有版权保护，未得到湖南梯阵科技有 限公司的书面许可，不得以任何目的，以任何形式或手段复制或传播本规格书的任何部 分。 本手册中提到的产品名称有可能是相应公司的商标或注册商标。 湖南梯阵科技有限公司版权所有。保留所有权利。 湖南梯阵科技有限公司 长沙市星沙经济技术开发区向阳路 9 号 0731-86965361 文档修改记录 版本号 修改内容描述 修改人 日期 备注 V1.0 建立初稿 李俊 2016-04-25 I 目 次 1 概述. 1 2 引用标准 1 3 技术指标
3、1 3.1 处理性能 . 1 3.2 显示性能 . 1 3.3 接口要求 . 1 3.4 控制按钮 . 2 3.5 操作系统 . 2 3.6 电源适应性 . 2 3.7 环境适应性 . 2 3.7.1 工作温度 2 3.7.2 湿度 2 3.7.3 贮存温度 2 3.8 尺寸 . 2 3.9 重量 . 2 3.10 功耗 . 2 3.11 连续工作 . 2 3.12 产品涂敷 . 2 3.13 产品标识 . 3 4 总体设计 3 4.1 系统组成 . 3 4.2 接口设计 . 3 4.3 主板 . 4 4.4 液晶模组 . 4 4.5 软件 . 5 II 4.5.1 接口驱动 5 4.5.2
4、测试程序 5 4.6 电源 . 5 5 环境适应性设计 6 5.1 低温热设计 . 6 5.2 高温热设计 . 6 5.3 抗振动冲击 . 6 5.4 三防设计 . 7 6 结构尺寸 7 6.1 产品尺寸 . 7 6.2 产品外形 . 9 6.3 产品标识 . 10 1 1 概述 TZB121A平板电脑是一款搭载 12.1 寸工业液晶屏的 Vxworks嵌入式便携式机终端， 设备采用优良的元器件进行加固，强化散热、减振、抗冲击和电磁兼容性等专业设计， 可满足多种恶劣环境下的使用需求。 2 引用标准 GJB322A-1998 军用计算机通用规范 CB 1381-2005 军用加固液晶显示器通用规
5、范 GJB 150A-2009 军装备实验室环境试验方法 GJB 151A-1997 军用设备和分系统中电磁发射和敏感度要求 GJB 1032-1990 电子产品环境应力筛选方法 GJB/Z 34-1993 电子产品定量环境应力筛选指南 GJB/Z 13306-91 产品标准 3 技术指标 3.1 处理性能 a) 处理器：IntelN455，1.6GHz； b) 内存：2G； c) 硬盘：64G 固态硬盘。 3.2 显示性能 a) 显示器类型：TFT-LCD 12.1 寸液晶屏； b) 显示器分辨率：1024（H） 768（V）； c) 可视区域：245.76mm 184.32mm； d) 显
6、示区域：250.8mm 189.4mm； e) 亮度：450cd/ m； f) 显示色彩：16M； g) 对比度：700：1； h) 可视角度：80 /80 /80 /80 （左右上下）； i) 扫描频率：60Hz； 3.3 接口要求 a) 1 个 10/100/1000Mbps 自适应以太网接口； b) 2 个 AFDX 航空以太网口； 2 c) 1 个 RS422 接口； d) 1 个 VGA 显示接口； e) 2 个 USB 接口； f) 1 个 DC28V 电源接口。 3.4 控制按钮 设备配置有 20 个控制按键。按键功能包括： a) 09 数字按键； b) 上、下、左、右四个方向按
7、键； c) 加、减两个功能按键； d) 启动、复位； 3.5 操作系统 Vxworks 6.8。 3.6 电源适应性 TZB121A 平板电脑标称供电为 DC28V，可适应范围为 DC1836V。 3.7 环境适应性 3.7.1 工作温度 TZB121A 平板电脑工作温度要求：-20 C+65 C。 3.7.2 湿度 5%RH-80%RH。 3.7.3 贮存温度 TZB121A 平板电脑贮存温度要求：-40 C+85 C。 3.8 尺寸 TZB121A 平板电脑外形尺寸（宽 高 深）为：340mm 230mm 50mm。 3.9 重量 TZB121A 平板电脑重量4kg。 3.10 功耗 TZ
8、B121A 平板电脑最大功耗：50W。 3.11 连续工作 TZB121A 平板电脑应能连续正常工作 72h 以上。 3.12 产品涂敷 3 TZB121A 平板电脑表面涂敷为黑色。 3.13 产品标识 TZB121A 平板电脑产品标识内容包括产品的名称、 型号、 编号、 电源、 功耗、 重量、 出厂日期、制造单位。 4 总体设计 4.1 系统组成 TZB121A 平板电脑组成如图 1 所示，由 12.1 寸液晶模块、主板、AFDX 模块、按 键模块、电源模块五个部分组成。 12.1寸液晶模组 (1024 768) 12.1寸液晶模组 (1024 768) AFDX AFDX 主板 主板 LV
9、DS 背光电源 USB*2 USB*2 网口*2 网口*2 VGA VGARS422RS422 按键模块 按键模块 网口*1 网口*1 电源模块 电源模块 电源 电源 图 1 便携终端组成 4.2 接口设计 TZB121A 平板电脑提供的外部接口包括表 1 所示。 表 1 接口明细表 序号 接口名称 数量 接插件 1 千兆网口 1 个 RJ45 插座 2 AFDX 网口 2 个 RJ45 插座 3 USB 接口 2 个 商用插座 4 RS422 串口 1 个 HGG.0B.309.CLLP 5 VGA 1 个 商用插座 4 序号 接口名称 数量 接插件 6 电源接口 1 个 HGG.0B.30
10、2.CLLP 4.3 主板 主板采用公司自研 TZI-N455-Li 主板，处理性能为 1.6Gz，主要电性能指标如下： a) 处理器：IntelN455，1.6GHz； b) 内存：板载 12G； c) 板载接口： 1) 串口 2 路，支持 RS232/RS422/RS485 工作方式； 2) USB 接口：8 路； 3) Sata 接口：1 路，可接硬盘，满足设备的存储需要； 4) LVDS 接口：18bit 单通道 LVDS 接口； 5) 网口 2 个； 6) PCI 插槽 1 个；可用于扩展功能模块。 4.4 液晶模组 通过全贴合技术把液晶屏与 ITO 钢化玻璃黏贴成一个整体，以增加产
11、品的可靠性， 保证设备的可读性、可靠性、安全性。 全贴合技术采用光学胶水将触摸屏与液晶屏以无缝隙的方式完全黏贴在一起，取消 了屏幕间的空气，减少了屏蔽玻璃与液晶屏之间的反射光，可以让屏幕达到最好的显示 效果，也防止了再潮湿环境下屏幕间的空气层起雾现象。 图 2 液晶屏贴合示意图 5 4.5 软件 4.5.1 接口驱动 提供 BSP 板级支持包，外围接口驱动函数均按 VxWorks6.8 标准驱动进行开发，客 户无需进行特别培训即可进行应用程序开发，BSP 板级支持包包括的接口驱动如表 2 所示。 表 2 接口驱动列表 序号 驱动名称 备注 1 显示接口驱动 2 硬盘接口驱动 3 USB 接口驱
12、动 4 PS/2 接口驱动 5 RS232/RS422 串口驱动 6 CAN 口驱动 7 网口驱动 4.5.2 测试程序 通过开发相应的系统测试程序、接口测试程序可对设备的系统状态、接口状态的功 能和性能进行测试，设备配置的测试程序如表 3 所示。 表 3 测试程序列表 序号 程序名称 功能描述 1 uglDemo 显示测试程序，可测试显示器的显示性能 2 udpTest 网口性能测试程序，与陪测设备的网口直连，通过 udpTest 可测试网口的通断以及网口性能 3 serialTest RS422 串口测试程序， 与陪测设备的 RS422 接口直连， 陪测 设备运行串口助手，两者可互相收发数
13、据包，测试 RS422 接口的功能性能 4 keyTest 三防键盘测试，可实时的测试按键的触发效果 4.6 电源 6 外部输入的 DC28V 直流电源模块进行降压转换，输出 DC12V 电源，用于给液晶屏 以及主板供电，液晶屏的最大功耗为 9W，主板功耗不超过 10W，根据降额原则，选用 V28B12T75BL 输出功率为 75W 的电源模块进行设计，组成如图 3 所示。 V28B12T75BL滤波滤波DC28V DC12V 图 3 电源组成框图 5 环境适应性设计 5.1 低温热设计 液晶显示器在低温时，液晶的阈值电压升高，响应速度变慢，甚至液晶晶格结晶， 使得液晶显示器不能正常工作。传统
14、的低温热设计方法是通过自动温控技术，对液晶屏 低温加热来实现液晶显示器低温环境下正常工作。 该方法一定程度上增加了设备的可维 性成本以及降低了产品的可靠性， 在低温使用前， 还必须加热2分钟左右才能进行使用。 TZB121A 平板电脑通过选用工业级液晶显示器，与工业级元器件进行加固设计，设 备设计时，选用的元部件进行环境试验筛选，筛选出符合设备使用环境要求的元部件， 在进行设备的设计与生产，保证了设备可在-20下正常无故障地工作。 5.2 高温热设计 设备主要热源包括液晶屏、嵌入式计算单元、电源模块。 选用的工业液晶屏，其采用的光源为 LED 灯光源，较传统的 LCD 液晶屏具有更低 功耗，
15、液晶屏的最高功耗仅有 9.15W， 嵌入式计算单元选用的处理器为 Intel 低功耗 CPU， 最大功耗为 6.5W，利用导冷板把 CPU 的热量传导到机壳。电源模块采用紧贴机壳方式 进行散热。 TZB121A 平板电脑通过采用铝合金金属外壳设计，具有良好的导热效应，设备上电 短时间内即可达到热平衡，可完美的适应高温 65 摄氏度下正常工作。 5.3 抗振动冲击 主要针对电源、内部连线、主板及板卡等进行抗振动、冲击设计。 a) 液晶屏抗振性能设计 利用结构件将显示器和设备机壳连接在一起， 增大其刚性。 与金属边框之间的结合 部填充柔性有机材料，以吸收、缓解外界应用作用，也有利于对显示器内部的密
16、封和保 护。 b) 板卡、元器件及线缆的加固 7 加固型一体机的板卡主要包括：电源板、嵌入式计算单元。设备内的振源或外界的 振源都会适板卡的组件产生振动，在振动作用下，板卡组件容易产生弯曲和振动。对板 卡增加固定点、增加避震器等措施，使板卡的固有频率进一度提高，进而提供抗振动冲 击能力。对板卡上的易损元器件采用胶体材料固定处理，完成原件的紧固处理，胶体材 料的柔韧性也可以缓冲应力，增加元件的抗振动性。 在接插处合理部位对线缆进行捆扎，并在机箱内合理设计走线架，避免在长时间振 动冲击条件下，连接器处产生疲劳应力，导致接触不良甚至折断。 c) 接插件的加固设计 接插件在加固机中使用较多，也是一个故障率较高的部件，通过对接插件根据使用 情况选用镀金接插件和采用不同的处理措施（如点胶、涂覆处理等）增加可靠性，提高 抗振能力。 5.4 三防设计 三防设计是针对设备的湿热、盐雾、霉菌三项环境适应性要求进行的工艺设计。潮 湿、盐雾、霉菌会腐蚀和破坏材料，导致产品的电气性能
