一种嵌入式工控小电脑的制作方法

本实用新型涉及工业通讯类产品领域，具体涉及一种嵌入式工控小电脑。

背景技术：

工控电脑，基于嵌入式系统的操作平台，其可实现当前广泛使用的工控机、平板电脑、hmi(也称为人机界面)等产品的功能，即可直接支持彩色触摸屏操作，带有模拟量输入、开关量输出接口，且支持音视频编解码、网络化传输，还可直接搭建小型控制系统或作为安防、工控相关的操作终端。

目前，大多数mini型工控电脑仅支持商用的一般接口(网口、vga、usb、高清、音频)，不能实现现场信号的输入及输出控制，也无法通过rs485总线实现数据对接，没有非常规断电时的系统的保护措施，而且，mini型工控电脑因体积小，缺乏良好的散热性能，从而限制了mini型工控电脑在工业行业中的广泛应用。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种体积小巧，便于运输、安装的嵌入式工控小电脑。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种嵌入式工控小电脑，包括机箱，以及设置在机箱内的主板、拓展板、电池和散热块，其中：

主板上集成有电源接口、hdmi高清接口、vga显示接口、usb接口、lan接口和音频接口，拓展板上集成有串行接口、i/o接口和rf433接口，机箱上开设有与各接口对应的开孔；

主板与拓展板之间通过通讯排线连接，散热块的底面与主板的cpu芯片紧密接触，散热块的顶面与机箱的内壁紧密接触，拓展板上集成有断电保护电路，电池与断电保护电路连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述机箱包括底板、上盖、前挡板和后挡板，上盖由顶板及左右侧板一体成型，上盖通过左右侧板的下边缘分别与底板固定连接，前挡板和后挡板分别设置在上盖和底板围合成的前后侧开口处并与上盖固定连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述底板与上盖、前挡板与上盖、后挡板与上盖均通过螺丝、卡扣，或者螺丝与卡扣的组合方式固定连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述底板的底部还设有两块安装片，两块安装片呈翼形结构固定在底板底部的左右两侧，安装片上设有通过螺丝或螺栓与外部设备固定连接的安装孔。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述上盖为铝合金材质，上盖的表面沿同一轴线间隔设有若干散热鳍片。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述主板和拓展板均通过螺丝固定在底板上，电池搁置在底板上，电池的上方设有压条，压条的两端于电池的两侧分别通过单头六角螺柱与底板固定连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述电池与底板之间以及电池与压条之间均设有海绵垫。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述散热块与上盖的内壁紧密接触，散热块与cpu芯片的贴附面以及散热块与上盖的贴附面均涂设有散热硅胶。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述前挡板上设有与主板上的接口相对应的开孔，后挡板上设有与拓展板上的接口相对应的开孔。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述拓展板上的i/o接口包括2路信号输入端口和4路od门信号输出端口。

与现有工控电脑的技术相比，本实用新型的嵌入式工控小电脑，具有体积小巧，便于运输、安装的优点；解决了计数信号的输入和设备控制信号(对外部设备的控制信号)的输出，并通过与该串行接口连接的现场总线可访问外部其它的传感设备或大型的控制设备，通过无线433mhz信号的介入实现了无线设备数据交互；cpu芯片通过散热块与机箱形成了良好的热传导通道接触，使整个机箱成为良好的散热体，以解决了散热问题；且内嵌断电保护电路，当异常断电时，保护操作系统正常关机，不至于丢失文件；另外，本实用新型能很好地应用于工业控制自动化行业，为其提供稳定可靠的系统运行及数据传输。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型嵌入式工控小电脑提供的一实例的系统框图；

图2为本实用新型嵌入式工控小电脑提供的一实例的结构示意图；

图3为图2的分解图。

图中：1、散热块，2、主板，3、前挡板，4、安装片，5、海绵垫，6、底板，7、后挡板，8、拓展板，9、单头六角螺柱，10、电池，11、压条，12、上盖。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，嵌入式工控小电脑包括机箱，以及设置在机箱内的主板2、拓展板8、电池10和散热块1，其中：

主板2上集成有电源接口、hdmi高清接口、vga显示接口、usb接口、lan接口和音频接口，电源接口用于与外部的12vdc/5a的供电适配器连接；hdmi高清接口和vga显示接口可选择性的与外部显示设备连接以输出图像信息；usb接口为数据传输接口，优选地，usb接口包括至少一个usb2.0接口和至少一个usb3.0接口；lan接口为以太网接口，音频接口用于连接外部音响设备以输出音频信号。

拓展板8上集成有串行接口、i/o接口和rf433接口，机箱上开设有与各接口对应的开孔，拓展板8上的i/o接口包括2路信号输入端口和4路od门信号输出端口，该i/o接口应用于工业控制中的计数信号的输入和设备控制信号的输出；串行接口为rs232接口或rs485接口，通过与该串行接口连接的现场总线可访问外部其他的传感设备或大型的控制设备；rf433接口用于传输433mhz的无线信号，以实现无线设备的数据交互。

主板2与拓展板8之间通过通讯排线连接，散热块1的底面与主板2的cpu芯片紧密接触，散热块1的顶面与机箱的内壁紧密接触，拓展板8上集成有断电保护电路，电池10与断电保护电路连接。电池10用于外部电源断电时作为备用电源给主板2与拓展板8供电，以当该实施例的嵌入式工控小电脑的系统异常断电时，电池10可保护正在运行的系统，当断电保护电路检测到异常断电时，则立即启动电池10给系统供电，从而可保证系统安全保存文件后，再执行关机程序，优选为可充电镍氢电池10。

所述机箱包括底板6、上盖12、前挡板3和后挡板7，上盖12由顶板及左右侧板一体成型，上盖12通过左右侧板的下边缘分别与底板6固定连接，前挡板3和后挡板7分别设置在上盖12和底板6围合成的前后侧开口处并与上盖12固定连接，底板6与上盖12、前挡板3与上盖12、后挡板7与上盖12均通过螺丝、卡扣，或者螺丝与卡扣的组合方式固定连接。

所述底板6的底部还设有两块安装片4，两块安装片4呈翼形结构固定在底板6底部的左右两侧，安装片4上设有通过螺丝或螺栓与外部设备固定连接的安装孔。比如将嵌入式工控小电脑固定在机柜的安装导轨上，只需通过螺丝或螺栓对应插入安装孔即可将安装片4与安装导轨锁紧连接，安装方便。

优选地，所述上盖12为铝合金材质，上盖12的表面沿同一轴线间隔设有若干散热鳍片，散热鳍片大大增加上盖12表面的散热面积，即与外部空气的接触面积，从而提高了散热能力，以保证机箱内主板2和拓展板8的稳定运行。

在一具体实施中，所述主板2和拓展板8均通过螺丝固定在底板6上，电池10搁置在底板6上，电池10的上方设有压条11，压条11的两端于电池10的两侧分别通过单头六角螺柱9与底板6固定连接。所述电池10与底板6之间以及电池10与压条11之间均设有海绵垫，通过压条11固定的同时，通过海绵垫对电池10的压接部位进行垫设，使得电池10具有足够的热胀冷缩空间，从而起到了有效的保护并固定电池10的效果。

在另一具体实施中，所述散热块1与上盖12的内壁紧密接触，散热块1与cpu芯片的贴附面以及散热块1与上盖12的贴附面均涂设有散热硅胶。所述前挡板3上设有与主板2上的接口相对应的开孔，后挡板7上设有与拓展板8上的接口相对应的开孔。

与现有工控电脑的技术相比，本实施例的嵌入式工控小电脑，具有体积小巧，便于运输、安装的优点；解决了计数信号的输入和设备控制信号(对外部设备的控制信号)的输出，并通过与该串行接口连接的现场总线可访问外部其它的传感设备或大型的控制设备，通过无线433mhz信号的介入实现了无线设备数据交互；cpu芯片通过散热块1与机箱形成了良好的热传导通道接触，使整个机箱成为良好的散热体，以解决了散热问题；且内嵌断电保护电路，当异常断电时，保护操作系统正常关机，不至于丢失文件；另外，本实施例能很好地应用于工业控制自动化行业，为其提供稳定可靠的系统运行及数据传输。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。