ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЗАЩИЩЕННЫЙ КАРМАННЫЙ КОМПЬЮТЕР

Полезная модель относится к малогабаритным устройствам вычислительной техники и предназначена, преимущественно, для эксплуатации в экстремальных условиях.
Для несанкционированного добывания информации в настоящее время используется широкий арсенал технических средств. В условиях рыночной экономики появление значительного числа конкурирующих между собой различных структур естественным образом создало определенное пространство, на котором применение устройств технической разведки для добывания информации различной значимости является весьма вероятным.
Известны различные карманные и подобные им компьютеры: RU №№29215, 62490, 2127019, 2151468, US №№5724106, 6034871, 6072470, 6225976, 6549414, 2003/0195642, 2005/0141681, 2006/0221565, 2007/0133160, DЕ №№4108169, 4343871, 102005009655, 202005002839.
Известен карманный компьютер, содержащий корпус с откидной крышкой, где размещены композиционные элементы: жидкокристаллический дисплей, электронные функциональные блоки, клавиатура, интерфейсные модули, разъемы внешних соединений, аккумуляторная батарея, при этом корпус и крышка выполнены из высокотеплопроводного материала, преимущественно из алюминиевых сплавов, корпус снабжен конвективным теплообменником на наружных поверхностях, образованным на верхней и нижней поверхностях - выступающими прямоугольными ребрами правильных геометрических форм в виде частей концентричных эквидистантных окружностей, локализованных вокруг четырех углов и расположенными между ними вертикальными прямоугольными в сечении ребрами, а на боковых поверхностях - выступающими ребрами той же формы в виде полуокружностей и сопряженными с ними параллельными выступами (RU №54224).
Недостатками компьютера является ограниченность диапазона применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, например в подземных коллекторах, а именно: при слабой освещенности, отсутствии вентиляции, повышенной влажности, воздействии электромагнитных полей и неблагоприятного
химического состава атмосферы, а также в отсутствии защищенности от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом.
Известен также карманный компьютер, содержащий металлические корпус с откидной крышкой, где размещены композиционные элементы: жидкокристаллический видеомонитор, электронные функциональные системные блоки, разъемы внешних соединений, и размещенная в панели управления клавиатура, выполненная в виде единого литого модуля из силиконовой резины со сплошными перемычками между каждой кнопкой с уплотнительными выступами и уплотнительного, замкнутого по периферии клавиатуры, прямоугольного пояса, при этом уплотнительные выступы и прямоугольный пояс поджаты к корпусу соответствующими им по форме прилегания элементами прижимной рамки, где уплотнительные выступы и прямоугольный пояс связаны с каждой кнопкой перемычками с возможностью обеспечения ими упругого возврата кнопок, причем каждая кнопка с внутренней (рабочей) стороны выполнена с цилиндрическим контактом, зазор между которым и печатной платой ввода информации соответствует величине упругой деформации перемычек, причем рабочая поверхность контакта выполнена в виде металлических мембран с износостойким золотым покрытием (RU №58747, 2006).
Недостатками данного компьютера является ограниченность диапазона применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, а именно: при слабой освещенности, отсутствии эффективной вентиляции, повышенной влажности, воздействии электромагнитных полей и неблагоприятного химического состава атмосферы на открытом воздухе и в производственных помещениях, отсутствие защищенности от наносекундных импульсных помех и от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом.
Известен также карманный компьютер, содержащий бесшнурное телекоммуникационной устройство, клавиатуру и компьютерный дисплей, состоящее из двух плоских, удлиненных, шарнирно соединенных модулей, выполненных с возможностью поворачиваться таким образом, что в сложенном состоянии по одной поверхности каждого модуля прилегают друг к другу в качестве внутренних поверхностей, при этом на этих внутренних поверхностях расположены компьютерная клавиатура и компьютерный дисплей, а на внешней стороне одного из модулей предусмотрена клавиатура для управления телекоммуникационным устройством, при этом компьютер расположен в первом модуле, а
телекоммуникационное устройство совместно с клавиатурой для управления телекоммуникационным устройством - во втором модуле и на одной из наружных поверхностей по крайней мере двух модулей находятся микрофон и громкоговоритель, отличающееся тем, что на внутренней стороне второго модуля расположен дисплей для компьютера, а на наружной стороне второго модуля - дисплей для телекоммуникационного устройства, на содержащем компьютер первом модуле могут быть размещены другие модули, причем наружные поверхности по крайней мере двух модулей в сложенном состоянии соединяются заподлицо, образуя единый блок. (RU №2151468, 2000, прототип).
Недостатками данного компьютера является ограниченность диапазона применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, а именно: при слабой освещенности, отсутствии эффективной вентиляции, повышенной влажности, воздействии электромагнитных полей и неблагоприятного химического состава атмосферы на открытом воздухе и в производственных помещениях, сложность использования из-за малой площади дисплея, отсутствие защищенности от наносекундных импульсных помех и от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом.
Технической задачей полезной модели является создание эффективной карманного компьютера и расширение арсенала карманных компьютеров.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи состоит в расширении диапазона применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, например при повышенных запыленности и/или влажности, воздействии электромагнитных полей и неблагоприятного агрессивного химического состава атмосферы на открытом воздухе и в производственных помещениях, а также в расширении функциональных возможностей и защищенности от несанкционированного доступа и съема конфиденциальной информации бесконтактным способом, повышение защищенности от наносекундных импульсных помех.
Сущность полезной модели состоит в том, что карманный компьютер содержит 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, при этом он выполнен электромагнитно экранированным и снабжен пером для работы с сенсорным экраном, все композиционные элементы размещены в корпусе, который с выполнен из верхней и нижней частей, выполненных литыми из алюминий - магниевого сплава, снабжен пылевлагонепроницаемой уплотнительной прокладкой, установленной между его верхней и нижней частями, 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.
Предпочтительно, на передней стороне корпуса под дисплеем расположены семь кнопок управления, компьютер снабжен телекоммуникационным устройством мобильной телефонной связи, на задней стороне корпуса размещены держатель для установки пера и аккумуляторная батарея, в отсеке которой размещен идентификационный модуль абонента мобильной телефонной связи, разъемы внешних соединений размещены на боковых сторонах корпуса, выполнены с возможностью подключения внешней промышленной клавиатуры и снабжены резиновыми заглушками, а разъем питания размещен на нижней боковой стороне корпуса.
Кроме того, компьютер снабжен разъемом подключения модулей расширения размещенным на нижней боковой стороне корпуса, и разъемом (последовательным - портом), размещенным на задней стороне навигационного модуля.
На фиг.1 изображен общий вид промышленного защищенного карманного компьютера (ПЗКК), на фиг.2 - вид сзади по фиг.1, на фиг.3 - вид снизу по фиг.1, на фиг.4 - вид сбоку по фиг.1, на фиг.5 - фрагмент вида сзади по фиг.1 со снятой аккумуляторной батареей.
На чертежах обозначены: жидкокристаллический дисплей 1, сенсорный экран 2, кнопки 3 управления (шесть из которых программируемые), резиновые угловые амортизаторы 4, батарея 5 аккумуляторная, держатель 6 пера для работы с сенсорным экраном, резиновая заглушка 7 разъема, перо 8 для работы с сенсорным экраном (стилус), разъем 9 (слот PCMCIA) подключения модулей расширения (не изображены), разъем 10 питания, заглушка 11 разъема 9 (слота PCMCIA), антенна 12 типа GSM/GPRS, верхняя часть 13 корпуса, нижняя часть 14 корпуса, прокладка 15 уплотнительная, навигационный модуль 16 (системы GPS или GLONASS/GPS),
разъем 17 (последовательный порт), идентификационный модуль 18 абонента мобильной телефонной связи (карта SIM интерфейса GSM/GPRS). В корпусе могут быть размещены различные электронные функциональные блоки, в том числе карту памяти, накопители (не изображены), обеспечивающие доступ к внешним и внутренним информационным базам.
2
3
2
3
Корпус выполнен из двух частей 13 и 14 с ребрами жесткости путем литья из алюминий-магниевого сплава (АМ208). Крышка в составе компьютера отсутствует. Между частями 13, 14 корпуса располагается прокладка 15 уплотнительная, обеспечивающая защиту от проникновения паров, пыли и воды. Защиту от сильных электромагнитных полей в необходимой степени обеспечивает алюминий - магниевый сплав (например, сплав АМ208). 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 частей 13, 14 корпуса 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 МnО·FеO 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.
Таким образом, становится практически невозможным несанкционированный съем информации с компьютера.
Малые габариты и вес обеспечивают высокий уровень мобильности и доступности вычислительных ресурсов. ПЗКК можно расположить на амуниции (в специальном кармане или закрепить на ремне). Батарея аккумуляторная (5) защищена от попадания воды и пыли и является заменяемой. Батарея обеспечивает автономную работу ПЗКК до 12-14 часов.
Карта SIM (Subscriber Identification Module) интерфейса GSM/GPRS (18) устанавливается в отсек батареи самим пользователем.
Разъемы ПЗКК, расположенные в верхней, нижней и боковых частях корпуса для предохранения от попадания влаги и пыли закрываются специальными выступающими резиновыми заглушками 7. Одновременно они служат амортизаторами при ударах и падениях. Кроме того, для защиты ПЗКК от ударов служат резиновые угловые амортизаторы 4. Все компоненты данного компьютера, включая ЖК-дисплей, объединены в одном модуле - корпусе, что обеспечивает его мобильность и повышает надежность за счет большей устойчивости к различным внешним воздействиям.
Габаритные размеры компьютера 150×90×33, вес 450 г.
Промышленный защищенный карманный компьютер (ПЗКК) эксплуатируется следующим образом.
В процессе эксплуатации вывод изображения в ПЗКК осуществляется на встроенный цветной жидкокристаллический дисплей 1, оснащенный сенсорным экраном 2. Сенсорный экран 2 представляет собой указательное устройство, позволяющее перемещать курсор по экрану прикосновением пальца или специального пера 8 (стилуса).
Увеличенный размер и разрешение пылевлагонепроницаемого экрана VGA (4",640×480, 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.
При замене батареи 5 аккумуляторной сохранение данных и программного обеспечения осуществляется за счет встроенной внутренней батареи (не изображена), в течение 10 минут.
Ввод информации и управление осуществляется главным образом с помощью сенсорного экрана 2 и функциональных кнопок 3, часть которых может быть запрограммированы на вызов отдельных баз данных, программных средств и пр.
Функциональные возможности изделия обеспечивают подключение 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 client и RJ-45 LAN. Наличие разъемов (слота PCMCIA, портов USB 2.0 Host и RS232/DB9/COM1) дает возможность подключения широкого спектра периферийного оборудования (внешних накопителей, ЦАП/АЦП и т.д.). Разъем 17 осуществляет обмен информации в последовательном коде (младшими битами вперед). Объем памяти ПЗКК может быть расширен путем установки дополнительных карт (не изображены) памяти SD, CF, АТА (PCMCIA) Memory Card, которые работают аналогично встроенному электронному диску стационарного компьютера. Карта памяти CF (не изображена) может устанавливаться в слот PCMCIA с помощью специального переходника.

Возможность поставки изделия с предустановленной операционной системой Microsoft Windows Mobile 2005 позволяет использовать огромное количество приложений, совместимых с линейкой операционных систем: РРС 2000, РРС 2002, WM 2003.
В результате данный компьютер может использоваться:
- в качестве навигационного устройства (в комплекте с GPS или GLONASS/GPS приемником и навигационным программным комплексом)
- в качестве индивидуального средства сбора, обработки и отображения информации в полевых условиях
- в качестве универсального компьютера в транспортных средствах (колесный, гусеничный и железнодорожный транспорт, вертолет, самолет, морские и речные суда, подводные лодки и пр.)
- в промышленных цехах, в частности на химических производствах в условиях воздействия агрессивных сред.
- в условиях сильных магнитных и электромагнитных полей (вблизи мощных радиопередатчиков, в электролизных цехах и т.п.)
Герметизация ПЗКК прокладкой 15 позволяет кратковременное погружение в воду.

Промышленный защищенный карманный компьютер имеет малые вес и габаритные размеры (помещается в руке человека), совместим с операционными системами Windows CE.net, Microsoft Windows Mobile.
Принятые конструктивные решения по герметизации обеспечивают общую степень защиты IP66 (пыленепроницаемое, защита от сильного действия
струй воды) по ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)» и повышают надежность ПЗКК.
Характеристики ПППЭВМ подтверждены натурными испытаниями образцов из нескольких партий изделий, результаты которых приведены в таблице.
Таблица
Внешний воздействующий фактор
Характеристика воздействующего фактора
Значения внешнего воздействующего фактора
Синусоидальная вибрация
Амплитуда ускорения, м/с<sup>2</sup> (g)
60 (6)
Диапазон частот, Гц
5-500
Случайная широкополосная вибрация
Спектральная плотность виброускорения, g<sup>2</sup>/Гц
0,01 и 0,001
Диапазон частот, Гц
10-500
Механический удар одиночного действия
Пиковое ударное, ускорение м/с<sup>2</sup> (g)
1200 (120)
Длительность действия ударного ускорения, мс
5
Механический удар многократного действия
Пиковое ударное ускорение м/с<sup>2</sup> (g)
150 (15)
Длительность действия ударного ускорения, мс
15
Атмосферное пониженное давление
Значение при эксплуатации, Па (мм.рт.ст.)
4,67*10<sup>4</sup> (350)
Значение при авиатранспортировании, Па (мм.рт.ст.)
4,67*10<sup>4</sup> (350)
Повышенное давление воздуха или газа
Значение при эксплуатации, Па (мм рт.ст.)
15,2*10<sup>4</sup> (1140)
Повышенная температура среды:
Рабочая, °С
55
Предельная, °С
70
Пониженная температура среды
Рабочая, °С
-20
Предельная, °С
-50
Повышенная влажность воздуха:
Относительная влажность при температуре 50°С, %
100
Солнечное излучение
Плотность потока, Вт/м<sup>2</sup>:
1120
Атмосферные выпадающие осадки (дождь)
Верхнее значение интенсивности при эксплуатации, мм/мин
5 мм/мин
Атмосферные конденсированные осадки (иней и роса)
п.5.9 ГОСТ РВ20.57.306-98
при (-20)°С выдержка 2 ч, при (+20)°С влажность 60%, Р=764 мм.рт.ст до росы
Соляной (морской) туман
метод 215-1 ГОСТ РВ20.416-98
+35±2°С, концентрация соляного тумана 5%
Плесневые грибы
по ГОСТ 28206
устойчив
Статическая пыль (песок)
Концентрация, г/м<sup>3</sup>
2
Скорость воздуха, м/с
1
Динамическая пыль (песок)
Концентрация, г/м<sup>3</sup>
5
Скорость воздуха, м/с
15
Агрессивные среды: сернистый газ сероводород аммиак двуокись азота озон
Концентрация, мг/м<sup>3</sup>
75
20
1000
100
250
Линейное ускорение
Значение ускорения, м/с<sup>2</sup> (g)
150 (15)
Качка
Амплитуда качки, град
±45
Период, с
16
Наклон: длительный
Максимальный угол наклона, град
45
Радиочастотное электромагнитное поле
Полоса частот, МГц
80-1000 МГц
Напряженность испытательного поля, В/м
3
Степень жесткости испытаний
Критерий качества функционирования
2
А
Кондуктивные помехи по порту питания, наведенные радиочастотными эл. магнитными полями
Диапазон частот, МГц
0,15-80
Напряжение помехи, В
3
Степень жесткости испытаний
2
Критерий качества функционирования
А
Электростатические разряды
Контактные разряды, кВ
2
Воздушные разряды, кВКритерий качествафункционирования
2
А
Наносекундные импульсные помехи
Цепи электропитания, кВ
0,5
Критерий качества функционирования
А
Микросекундные импульсные помехи большой энергии
Цепи электропитания, кВ
0,5
Критерий качества функционирования
А
Динамические изменения напряжения сети электропитания
Провалы, % Uн, Длительность, мс
30
200
Прерывания, % Uн
100
Длительность, мс
20
Выбросы, % Uн, Длительность, мс
20
200
Критерий качества функционирования
А
Промышленный защищенный карманный компьютер защищен от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом, 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. Поскольку все композиционные элементы размещены в корпусе, не требуется открывание крышки, его герметичность не нарушается, а скорость доступа к ресурсам увеличивается.
Таким образом, создан эффективный карманный компьютер и расширен арсенал карманных компьютеров.