КАРМАННЫЙ КОМПЬЮТЕР

Полезная модель относится к области компьютерной техники и компьютерных функциональных устройств, в частности, к классу карманных компьютеров, сочетающих малые габариты с функциональными возможностями офисного компьютера.
Известен портативный компьютер, содержащий корпус с элементами шарнирного соединения, выполненный из двух частей, соединенных между собой краями посредством шарнирного соединения с возможностью поворота одной части корпуса относительно другой до взаимного примыкания наибольших по площади поверхностей одной и другой частей корпуса, размещенные в корпусе процессор, устройство управления, постоянное оперативное и перепрограммируемое запоминающие устройства, устройство ввода информации и источник электропитания, первый и второй дисплеи с плоскими экранами, установленные на упомянутых наибольших по площади поверхностях соответственно одной и другой частей корпуса в выполненных в них окнах, и клавиши управления, отличающийся тем, что клавиши управления установлены на корпусе (RU 72558).
Известен портативный компьютер, содержащий корпус с элементами шарнирного соединения, выполненный из двух частей, соединенных между собой краями посредством шарнирного соединения с возможностью поворота одной части корпуса относительно другой до взаимного примыкания наибольших по площади поверхностей одной и другой частей корпуса, размещенные в корпусе процессор, устройство управления, постоянное оперативное и перепрограммируемое запоминающие устройства, устройство ввода информации и источник электропитания, первый и второй дисплеи с плоскими экранами, установленные на упомянутых наибольших по площади поверхностях соответственно одной и другой частей корпуса в выполненных в них окнах, и клавиши управления, отличающийся тем, что клавиши управления установлены на корпусе (RU 74721).
Известен карманный персональный компьютер, содержащий процессор, запоминающие устройства, сенсорный дисплей, слоты и интерфейс, компьютерный курсограф как устройство управления компьютером и бессенсорный дисплей, с возможностью ввода графической информации и управления операционной системой через манипуляции курсора на экране дисплея на основе оптического взаимодействия первичного измерительного преобразователя в виде датчика движения с поверхностью измерительной дорожки (RU 2319999).
Известен карманный компьютер, содержащий выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда корпус и размещенные в нем композиционные элементы: жидкокристаллический дисплей и сенсорный экран, по меньшей мере, одно телекоммуникационное устройство беспроводной связи с антенной, электронные функциональные блоки с аккумуляторной батареей, разъемы внешних соединений и кнопки управления, расположенные под дисплеем, компьютер выполнен электромагнитно экранированным и снабжен пером для работы с сенсорным экраном, все композиционные элементы размещены в корпусе, который выполнен из верхней и нижней частей, выполненных литыми из алюминий-магниевого сплава, снабжен пылевлагонепроницаемой уплотнительной прокладкой и расположенными по периметру боковых сторон резиновыми амортизаторами, жидкокристаллический дисплей выполнен цветным с площадью, превышающей половину площади передней наружной стороны корпуса, а телекоммуникационное устройство выполнено в виде навигационного модуля, расположенного над дисплеем на верхней боковой стороне корпуса. (RU 75077).
Известен наиболее близкий к заявляемому карманный компьютер, содержащий пылевлагонепроницаемый и электромагнитно экранированный корпус из алюминиево-магниевого сплава, размещенные в корпусе процессор, подключенные к нему оперативная память, графический контроллер, накопитель - твердотельный полупроводниковый диск, цветной жидкокристаллический резистивный сенсорный экран на тонкопленочных транзисторах со светодиодной подсветкой, клавиатура с навигационными и функциональными клавишами, расположенная под экраном, переключатель мгновенного отключения всех модулей связи, телекоммуникационное устройство, разъемы внешних соединений:
интерфейс USB, слот карты памяти SD(SDHC), слот карты SIM-карты, разъемы герметичные многосигнальные на левой и нижней сторонах, и сменный литиево-ионный аккумулятор (www.ts.ru/kulon.html, прототип)
Недостатками известных компьютеров является сложность эксплуатации вне помещений, затрудненность сменной работы в производственных и полевых условиях пониженной освещенности, низких температур (необходимость снимать перчатки для работы с сенсорным экраном), недостаточный угол обзора может препятствовать удобному размещению компьютера, недостаточный объем и качество воспроизведения информации на экране ограничивают функциональные возможности компьютера.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного функционально приспособленного карманного компьютера и расширение арсенала карманных компьютеров.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи состоит в расширении возможностей длительной работы на экране и на клавиатуре в производственных и полевых условиях пониженной освещенности, запыленности, тумана, низких температур (работа в перчатках) при увеличении количества клавиш, объема и качества информации на экране, одновременно расширен угол обзора от 110 до 170 градусов, получен компактный, уплощенный дизайн, малый вес, все это позволяет удобно располагать его на спецодежде. Все это увеличивает эффективность эксплуатации компьютера в целом.
Сущность полезной модели состоит в том, что карманный компьютер содержит пылевлагонепроницаемый и электромагнитно экранированный корпус из алюминиево-магниевого сплава, размещенные в корпусе процессор, подключенные к нему оперативная память, графический контроллер, накопитель - твердотельный полупроводниковый диск, цветной жидкокристаллический резистивный сенсорный экран на тонкопленочных транзисторах со светодиодной подсветкой, клавиатура с навигационными и функциональными клавишами, расположенная под экраном, переключатель мгновенного отключения всех модулей связи, телекоммуникационное устройство, разъемы внешних соединений: интерфейс USB, слот карты памяти SD(SDHC), слот карты SIM-карты, разъемы герметичные многосигнальные на левой и нижней сторонах, и сменный литиево-ионный аккумулятор.
Предпочтительно, корпус выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, с габаритами мобильного карманного устройства, а на передней стороне корпуса под экраном расположены кнопка и клавиатура с двенадцатью с навигационными и функциональными клавишами, выполненными с подсветкой.
Предпочтительно, карманный компьютер снабжен телекоммуникационным устройством мобильной телефонной связи, навигационным модулем ГЛОНАСС/GPS и высокочастотными разъемами для подключения антенн, на задней стороне корпуса размещены идентификационный модуль абонента мобильной телефонной связи в виде биометрического сканера отпечатков пальцев, держатель для установки пера и аккумулятор, в отсеке которой размещен идентификационный модуль абонента мобильной телефонной связи, а экран выполнен с разрешением 800x400 пикселей яркостью до 300 кд/м2, а накопитель - с емкостью 32 Гб
При этом карманный компьютер выполнен с двумя внутренними слотами Mini PCI-E для установки модулей расширения, от 5 до 7 портов USB 2.0 Host и один порт USB 2.0 Client..
На чертеже фиг.1 изображена блок-схема карманного компьютера, на фиг.2 - вид компьютера спереди, на фиг.3 - вид компьютера сзади.
Карманный компьютер содержит пылевлагонепроницаемый и электромагнитно экранированный корпус 16 (изображен условно) из алюминиево-магниевого сплава, размещенные в корпусе процессор 1, подключенные к нему оперативная память 2, графический контроллер 8, накопитель - твердотельный полупроводниковый диск 7 с емкостью 64 Гб. С лицевой (передней) стороны корпуса 16 размещен цветной жидкокристаллический резистивный сенсорный экран 3 на тонкопленочных транзисторах со светодиодной подсветкой, с другой стороны - камера (видеокамера) 17. Клавиатура 5 с навигационными и функциональными клавишами расположена под экраном 3.
К процессору 1 подключены также переключатель 11 мгновенного отключения всех модулей связи и внешних соединений, телекоммуникационное устройство 15 мобильной телефонной связи, навигационный модуль 9 ГЛОНАСС/GPS, высокочастотные разъемы 12, 13 для подключения антенн, разъемы внешних соединений: интерфейс USB, слот карты памяти SD, слот карты SIM-карты, разъемы герметичные многосигнальные на левой и нижней сторонах (не обозначены) и сменный литиево-ионный аккумулятор (батарея) 6. Компьютер выполнен с двумя внутренними слотами Mini PCI-E для установки модулей расширения, от 5 до 7 портов USB Host и один порт USB Client.
Корпус 16 выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, а на передней стороне корпуса 16 под экраном 3 расположены кнопка переключателя 11 мгновенного отключения всех модулей связи и клавиатура 5 с двенадцатью навигационными и функциональными клавишами.
На задней стороне корпуса 16 размещены идентификационный модуль абонента мобильной телефонной связи в виде биометрического сканера 14 отпечатков пальцев, держатель (не обозначен) для установки пера и аккумулятор 6, идентификационный модуль абонента мобильной телефонной связи. Сканер 14 и камера 17 расположены над батареей 6.
Корпус 16 выполнен путем литья из алюминиево-магниевого сплава для обеспечения стабильной работы в условиях интенсивных ударных и вибрационных нагрузок. Малые габариты 200×94×36 мм, присущие мобильным карманным устройствам (мобильным радиоустройствам, сотовым телефонам, смартфонам), и масса 690 г позволяют закрепить корпус 16 на спецодежде или на функциональном блоке.
Корпус 16 выполнен из двух частей с ребрами жесткости путем литья из алюминиево-магниевого сплава (АМ208). Между частями корпуса располагается прокладка уплотнительная, обеспечивающая защиту от проникновения паров, пыли и воды (не изображено).
Допустимая высота над уровнем моря до 4572 м - при работе, до 12192 м - при хранении, температурный удар от -20С° до +60С°.
Резистивный сенсорный жидкокристаллический экран 3 размером (диагональ) 5 дюймов на тонкопленочных транзисторах выполнен со светодиодной подсветкой, с разрешением 800x400 пикселей, позволяет увеличить объем отображаемой информации и возможности использования приложений, Это дает дополнительные преимущества при использовании устройства для навигации, работы с электронными таблицами и Интернет. Поверхность экрана 3 обработана для устранения бликов и отражения. Экран 3 допускает непрерывный круглосуточный режим работы компьютера при сохранении всех технических и потребительских характеристик.
2
2
2
Типовая яркость экрана 3 составляет 300 кд/м (nits), минимальная яркость - 240 кд/м, функция ночного режима снижение яркости до 1,7 кд/м.
Клавиатура 5 имеет собственную подсветку для работы в ночных условиях.
Сменный литиево-ионный аккумулятор (блок питания) 6 может быть реализован с двумя типами емкостей на 3900 мАч или 7800 мАч продолжительность работы до 4 или 8 часов, соответственно. Вес аккумулятора 185 г, размеры 116,25×77,8×12,4 мм.
Саморазряд Li-Ion аккумуляторов 6 составляет 4-6% за первый месяц, затем - существенно меньше: за 12 месяцев аккумуляторы теряют 10-20% запасенной емкости. Литиево-ионные элементы аккумуляторов 6 выдерживают свыше 400 циклов заряда/разряда.
Карманный компьютер имеет два внутренних слота Mini PCI-E для установки модулей расширения, например, модулей беспроводной связи и 5-7 портов USB 2.0 Host и один порт USB 2.0 Client.
Модуль 9 навигации ГЛОНАСС/GPS антенной (выносной или фиксируемой)
ТМ
Процессор 1 Intel Atom  Z530, тактовая частота 1,6 ГГц, кэш-память второго уровня (L2) 512 КБ. Оперативная память 2 DDR2, 2ГБ, частота шины 533 МГц. Набор микросхем (чипсет) Intel SCH US15W, базовая система ввода/вывода BIOS AMI.
Графический контроллер 8 (видеоконтроллер Intel GMA500) общая видеопамять 509 Мб. Высокая производительность контроллера, наряду с захватом, также позволяет использовать его для локального решения сложных ресурсоемких задач.
Накопитель 7 - твердотельный полупроводниковый диск SSD емкостью 32 Гб, интерфейс РАТА, форм-фактор 1,8", высота 5 мм, разъем с нулевым усилием вставки ZIF поддержка режимов Ultra DMA 100/66/33.
Звук формирует аудиокодек 4 с высоким разрешением и усилителем, встроенный динамик 0,5 Вт, регулировка громкости функциональной клавишей. Аудиокодек на программном уровне является специализированной компьютерной программой, кодеком, который сжимает (производит компрессию) или разжимает (производит декомпрессию) цифровые звуковые данные в соответствии с файловым звуковым форматом или потоковым звуковым форматом. Задача аудиокодека 4 (как компрессора) заключается в предоставлении аудиосигнала с заданным качеством/точностью и минимально возможным размером.
Сканер 14 отпечатков пальцев на задней стороне обеспечивает работу с профессионально-ориентированными специфическими функциями с помощью одного устройства. Внешние разъемы: интерфейс USB, слот карты памяти SD(SDHC), разъем герметичный многосигнальный на левой и на нижней стороне, возможно наличие высокочастотных разъемов для подключения антенн. На клавиатуре 5 имеются кнопки ввода и управления.
Функции первого уровня клавиш клавиатуры 5: текстовый ввод, вызов меню приложений, электропитание, увеличить громкость, уменьшить громкость, выключить подсветку, спящий режим работы экрана, камера 17, правая кнопка мыши, поворот экрана, вход в систему (Login), функциональная клавиша Fn.
Функции второго уровня клавиш клавиатуры 5: увеличить яркость ЖК-экрана 3, уменьшить яркость ЖК-экрана 3, включить/выключить подсветку клавиатуры 5 (ночной режим), блокировка ввода (действует на сенсорный экран, джойстик и клавиатуру).
Карманный компьютер может содержать опциональные модули и разъемы:
Стандартный переключатель мгновенного отключения всех модулей связи (режим авиационной безопасности);
Модуль Bluetooth v2.1+EDR (Class 2);
Модуль WLAN IEEE 802.11 a/b/g/n устанавливается во внутренний слот Mini PCI-E;
SMA- разъем для внешней антенны Wi-Fi;
модуль сотовой связи WWAN-HSDPA модель Cinterion НС25, интерфейс USB передача данных до 3,6 Мбит/с;
SMA - разъем для антенны:GCM;
Модуль GPS модель Ublox LEA-5H USB, чувствительность захвата и отслеживания - 160 дБм.
Светодиодные индикаторы: Зеленый - норма; Мигающий зеленый - для зарядной емкости менее 15%; Мигающий красный для режима дежурства; Горит зеленый и мигает красный при дежурстве - заряд менее 15%; Оранжевый при зарядке аккумулятора; Синий при включенном радиочастотном модуле (телекоммуникационное устройство 15).
Компьютер может быть снабжен видеокамерой 17, имеющей автофокус, сдвоенную мигающую светодиодную вспышку, разрешением 2 Мегапикселя, обеспечивает поддержку фото и видео съемки.
Изготовление изделия ведется в в соответствии с техническими условиями ТУ 4013-020-18704500-2011 и регулируется системой менеджмента качества производства ЭВМ (код ОКП 40 1370) соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2008 (ИСО 9001:2008), сертификат соответствия №РОСС RU.HC51.K00057.
Промышленный защищенный карманный компьютер (ПЗКК) эксплуатируется следующим образом.
Компьютер «ВИКИНГ» предназначен для организации научных, инженерных, экономических расчетов и исследований, организации информационно-поисковых систем, создания базовых средств автоматизации индивидуального труда, для работы в информационных сетях, может использоваться в качестве навигационного устройства (в комплекте с приемником GPS или ГЛОНАСС/GPS и навигационным программным комплексом), а также для применения в контрольно-измерительных комплексах различных отраслей промышленности.
ПЗКК выполняет вычислительные функции, а также функции ввода-вывода, хранения, отображения и обработки информации.
Доступ к ресурсам компьютера разрешается по результату идентификации пользователя с помощью биометрического сканера 14 отпечатков пальцев.
Ввод информации и управление осуществляется с помощью сенсорного экрана 3 и клавиш клавиатуры 5, которым программно назначены определенные функции, часть которых может быть запрограммированы на вызов отдельных баз данных, программных средств и пр.
В процессе эксплуатации вывод изображения осуществляется на встроенный цветной жидкокристаллический сенсорный экран 3. Сенсорный экран 3 представляет собой указательное устройство, позволяющее перемещать курсор по экрану прикосновением пальца или специального пера (стилуса).
Жидкокристаллический экран 3 размером 5 дюймов на тонкопленочных транзисторах со светодиодной подсветкой обладает рядом преимуществ яркость, контрастность, глубина цвета пониженное потребление энергии и теплоотдача, плоский экран и отсутствие следа от движущихся объектов, изображение более высокого качества, отличная фокусировку, отсутствие геометрических искажений и ошибок совмещения цветов. Кроме того, никогда не мерцает экран, обеспечен угол обзора от 110 до 170 градусов и уменьшением толщины экрана 3 и корпуса 16.
Наличием в составе компьютера такого выполнения экрана 3 и подсветкой клавиатуры 5 обеспечена возможность работать в полевых условиях не снимая перчаток, работать при ярком свете.
Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет при работе компьютера. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов (от 25 до 40 Вт), компактный, уплощенный дизайн, малый вес.
Изображение на экране 3 формируется пикселями. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким
В качестве операционной системы используется полномасштабная операционная система Microsoft Windows ХР/7 или Linux. Благодаря поддержке стандартных операционных систем могут работать любые офисные и графические приложения.
Данный защищенный карманный компьютер может использоваться в качестве:
- индивидуального средства сбора, обработки и отображения информации в полевых условиях;
- устройства коммуникации проводной и беспроводной связи для многочисленных периферийных устройств и терминалов передачи данных;
- навигационного устройства с модулем навигации ГЛОНАСС/GPS или спутниковым приемником GPS;
- универсального компьютера в транспортных средствах (колесный, гусеничный и железнодорожный транспорт, вертолет, самолет, морские и речные суда, подводные лодки и пр.);
- переносного вычислительного терминала в промышленных цехах, на нефтяных и химических производствах в условиях воздействия агрессивных сред;
- вычислительного устройства, работающего в условиях сильных магнитных полей (вблизи мощных радиопередатчиков, в электролизных цехах и т.п.).
Конструкция компьютера обеспечивает устойчивое функционирование в условиях таких внешних воздействующих факторов, как соляной туман (концентрация 5%), агрессивные среды (сероводород, аммиак, диоксид серы, диоксид азота, озон, плесневые грибы), атмосферные конденсированные осадки (иней и роса) и др.
Изделие устойчиво функционирует в условиях повышенной температуры среды +50°С. Обеспечивает функционирование в условиях воздействия факторов: соляной туман, агрессивные среды: сероводород, аммиак, диоксид серы, озон, плесневые грибы, иней, роса. Обеспечивается функционирование в условиях от +50°С до -20°С, транспортирование +70°С до -40°С.
Питание 12-32 В без преобразования, 220 В - зарядка через адаптер.
Электромагнитное экранирование корпуса 16 снижает возможность несанкционированного съема информации бесконтактным методом, обеспечивает стойкость к внешним электромагнитным помехам и испускаемому радиочастотному излучению.
2
3
2
3
Защиту от сильных электромагнитных полей в необходимой степени обеспечивает алюминиево-магниевый сплав (например, сплав АМ208) корпуса 16. Благодаря этому компьютер помехоустойчив при воздействии электростатических разрядов, наносекундных и микросекундных импульсных помех. При изготовлении изделия производится его электромагнитное экранирование, что понижает вероятность несанкционированного съема информации бесконтактным методом и повышает защищенность от наносекундных импульсных помех. Электромагнитное экранирование может обеспечивать, например, покрытие корпуса 16 ферритовыми материалами, отличающимися большими магнитными потерями, характеризующимися высокой поглощающей способностью, что позволяет использовать их в виде тонкослойных (до 0,2 мм) покрытий из FeO·FeO или MnO·FeO с эпоксидным связующим. При взаимодействии собственного излучения компьютера и внешнего электромагнитного излучения устройств технической разведки с поглощающим материалом экранирующего покрытия в последнем имеют место поглощение (диэлектрические и магнитные потери), рассеяние (вследствие структурной неоднородности радиопоглощающего материала) и интерференция электромагнитных волн, в результате чего в наружное пространство не попадает никакая информация о работе компьютера.
Увеличенный размер, разрешение и остальные свойства пылевлагонепроницаемого экрана 3 (64 тыс. цветов) позволяет отображать больший, по сравнению с другими карманными компьютерами, объем информации и ускорять ее прием и передачу. Это дает дополнительные преимущества при использовании устройства для навигации, работы с электронными таблицами и Интернет.
Функциональные возможности изделия обеспечивают подключение дополнительной внешней промышленной клавиатуры (не изображена) с интерфейсом USB, клавиатуры с интерфейсом Bluetooth. Для осуществления связи с другими компьютерами очень удобно использовать док-станцию (не изображена), используя встроенные в нее порты USB 2.0 Client и RJ-45 LAN. Наличие разъемов (слота PCMCIA, портов USB 2.0 Host и RS232/DB9/COMl) дает возможность подключения широкого спектра периферийного оборудования (внешних накопителей, ЦАП/АЦП и т.д.).
Возможность поставки изделия с предустановленной операционной системой позволяет использовать огромное количество приложений, совместимых с линейкой операционных систем. Герметизация корпуса 16 позволяет защитить оборудование компьютера от пыли и водяных струй с любого направления.
Промышленный защищенный карманный компьютер имеет малые вес и габаритные размеры (помещается в руке человека), совместим с операционными системами Microsoft Windows ХР/7 или Linux.
Принятые конструктивные решения по герметизации обеспечивают общую степень защиты IP65 (Пыль не может попасть в устройство. Полная защита от контакта. Защита от водяных струй с любого направления) по ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)» и повышают надежность ПЗКК.
Карманный компьютер сохраняет работоспособное состояние при внешних воздействующих факторах (климатических, механических), которые имеют место при эксплуатации на открытом воздухе, на колесных, гусеничных транспортных средствах, на летательных аппаратах, в условиях агрессивных сред и сильных электромагнитных полей, в том числе, наносекундных импульсных помех.
Среднее время наработки на отказ 7708 часов, среднее время наработки до ремонта 9925 минут.
Таким образом, создан эффективный функционально приспособленный карманный компьютер и расширен арсенал карманных компьютеров.
В результате использования расширены возможности длительной работы на экране и на клавиатуре в производственных и полевых условиях пониженной освещенности, низких температур (работа в перчатках), при увеличении объема и качества информации на экране, одновременно расширен угол обзора от 110 до 170 градусов, получен компактный, уплощенный дизайн, малый вес, все это позволяет удобно располагать его на спецодежде. Все это увеличивает эффективность эксплуатации компьютера в целом.