浅论安防系统中的结构设计问题

2013-08-29

大众科技 2013年3期

(湖南信息职业技术学院，湖南长沙 410200)

随着科学技术的不断发展和居民生活水平的持续提高，人们对高便捷性和高安全性的安防产品的需求日益增强，这种需求愿望正以每年40%以上的速度递增，到2012年国内市场对智能化安防系统的需求份额达到约3000万套。智能化安防系统组成包括三大部分：监控录像部分、数据传输部分、中心控制部分，整个系统涉及机械、电子、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多领域，其中机械领域主要是指安防产品的结构设计。笔者曾经成功研发了如图1所示智能化安防系统，下面就该系统结构设计中所涉及的主要问题进行讨论。

图1 安防系统实现图

1 安防系统功能要求

产品功能的实现是结构设计的基本内容，随着安防设备性能参数的提高，结构设计随之被列人功能设计的组成部分并被日益受到重视，并且越来越表现出独立的特性，主要包括以下几个方面的内容：

1.1 布局尺寸设计

根据电子元器件和各种装置所需的空间来合理安排相互位置和结构布局，最终确定基本尺寸和尺寸链，尺寸数值按照国家标准中所规定尺寸系列，或标准中推荐使用的尺寸系列，并考虑安装的互换性。在使用英制标准时，注意和公制标准对照。

1.2 电磁兼容要求

电磁兼容（EMC）意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。抑制电磁干扰的方法主要有三个：接地、屏蔽和滤波。三种方法各有特性，又相互关联。要减小电磁干扰，除从电路设计入手之外，还要重视结构设计作用，结构设计方面采取的措施为接地和屏蔽。

1.3 机壳防护要求

根据安防系统使用环境以及设备对防雨、防尘、防异物进入的要求来确定其防护等级。户外设备、在恶劣复杂环境中使用的设备、以及对湿度和灰尘、盐雾敏感的设备的防护等级要求较高，IP等级的设计要根据实际需要而定。

1.4 通风散热要求

根据设备负荷大小和发热量合理进行通风散热设计，如机壳内产生的热量较大，可考虑采用散热风扇、风机等冷却装置；反之如发热量较小，可采用散热器或在机壳上开孔。在机壳上开孔会和机壳防护及电磁兼容形成矛盾，所以要综合考虑，选择适当的开孔形状和分布方式。

结构设计既依附于电子设备又是实现其电器性能的保障。只有通过合理的结构设计，最大限度的达到系统各部分之间的和谐统一，才能有效地发挥整个系统的功能。

2 人机工程学要求

结构设计除满足功能要求之外，还要运用人机工程学原理，考虑到人与设备的关系，设计出符合操作者生理、心理的结构。让使用者感到方便、灵活、安全、舒适，便于操作、观察和监视，这是传统的人机工程学的理念，但在锻炼左手强化右脑方面考虑得不够。大家知道，人的右脑支配人的左侧，而左脑支配右侧，科学研究表明，右脑的潜力非常大，迄今为止尚未被利用的90%的神经元（约130亿脑细胞）主要沉睡在右脑[1]。因此，近年来工业设计有意识地提倡强化左手来锻炼右脑。在人体工程学的某些运用上适当破例发展，突破现行的某些成规，凡不违反通用法规又不产生安全隐患的前提下，可以大胆尝试。为了使人类更聪明，有意识地改变安防系统控制部分的常规设计，只要不存在安全问题，就尽可能把常规放在右边的操作按键放到左边，尽可能多的让左侧肢体活动，以利于右脑的锻炼。

3 安防产品附加值提升

计算机辅助设计（CAD）的应用为工业设计带来了一场革命，使原来繁琐费力而效果还不理想的手工绘图由CAD取代。由于CAD兼有结构设计、美术造型的功能，使得结构设计能够向边缘学科渗透。CAD作为一个传递设计意图的可视化工具，能够将直观细致的3D实体及之间的装配关系清楚地表达出来，在设计阶段就将产品真实状况在虚拟环境中再现出来，大大方便了信息的交流。通过对装配设计的干涉校验，能够及时查找出结构方面的设计局限，改善设计和减少样机试验，实现产品开发的低成本和设计方案的最优化。CAD为结构设计由传统的满足功能要求发展成为能激发消费者购买愿望提供了技术保证。就像同类型的人可以穿不同的衣服一样，同类型的产品可以有不同的外观，当许多产品都具有相同的品质，在性能、部件乃至基本功能上具有共性时，产品的外观设计就会极大的影响顾客对产品的评价。人靠衣装马靠鞍，明星也要靠包装，令人愉悦的外观造型能够提升产品的价格，这种纯粹由设计和技术所创造的价值被称为高附加值。特别是在安防系统控制主机的设计上,和谐美妙的构思是控制主机的灵魂，以人为本并且制造精良的设计将会极大地提高产品的市场竞争力。