淺論安防系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

(湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410200)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和居民生活水平的持續(xù)提高，人們對(duì)高便捷性和高安全性的安防產(chǎn)品的需求日益增強(qiáng)，這種需求愿望正以每年40%以上的速度遞增，到2012年國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)智能化安防系統(tǒng)的需求份額達(dá)到約3000萬套。智能化安防系統(tǒng)組成包括三大部分：監(jiān)控錄像部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、中心控制部分，整個(gè)系統(tǒng)涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、生物技術(shù)等諸多領(lǐng)域，其中機(jī)械領(lǐng)域主要是指安防產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。筆者曾經(jīng)成功研發(fā)了如圖1所示智能化安防系統(tǒng)，下面就該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所涉及的主要問題進(jìn)行討論。

圖1 安防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖

1 安防系統(tǒng)功能要求

產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，隨著安防設(shè)備性能參數(shù)的提高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨之被列人功能設(shè)計(jì)的組成部分并被日益受到重視，并且越來越表現(xiàn)出獨(dú)立的特性，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1.1 布局尺寸設(shè)計(jì)

根據(jù)電子元器件和各種裝置所需的空間來合理安排相互位置和結(jié)構(gòu)布局，最終確定基本尺寸和尺寸鏈，尺寸數(shù)值按照國家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定尺寸系列，或標(biāo)準(zhǔn)中推薦使用的尺寸系列，并考慮安裝的互換性。在使用英制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，注意和公制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照。

1.2 電磁兼容要求

電磁兼容（EMC）意指設(shè)備所產(chǎn)生的電磁能量既不對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，也不受其他設(shè)備的電磁能量干擾的能力。抑制電磁干擾的方法主要有三個(gè)：接地、屏蔽和濾波。三種方法各有特性，又相互關(guān)聯(lián)。要減小電磁干擾，除從電路設(shè)計(jì)入手之外，還要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采取的措施為接地和屏蔽。

1.3 機(jī)殼防護(hù)要求

根據(jù)安防系統(tǒng)使用環(huán)境以及設(shè)備對(duì)防雨、防塵、防異物進(jìn)入的要求來確定其防護(hù)等級(jí)。戶外設(shè)備、在惡劣復(fù)雜環(huán)境中使用的設(shè)備、以及對(duì)濕度和灰塵、鹽霧敏感的設(shè)備的防護(hù)等級(jí)要求較高，IP等級(jí)的設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際需要而定。

1.4 通風(fēng)散熱要求

根據(jù)設(shè)備負(fù)荷大小和發(fā)熱量合理進(jìn)行通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)，如機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生的熱量較大，可考慮采用散熱風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)等冷卻裝置；反之如發(fā)熱量較小，可采用散熱器或在機(jī)殼上開孔。在機(jī)殼上開孔會(huì)和機(jī)殼防護(hù)及電磁兼容形成矛盾，所以要綜合考慮，選擇適當(dāng)?shù)拈_孔形狀和分布方式。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既依附于電子設(shè)備又是實(shí)現(xiàn)其電器性能的保障。只有通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度的達(dá)到系統(tǒng)各部分之間的和諧統(tǒng)一，才能有效地發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的功能。

2 人機(jī)工程學(xué)要求

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除滿足功能要求之外，還要運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理，考慮到人與設(shè)備的關(guān)系，設(shè)計(jì)出符合操作者生理、心理的結(jié)構(gòu)。讓使用者感到方便、靈活、安全、舒適，便于操作、觀察和監(jiān)視，這是傳統(tǒng)的人機(jī)工程學(xué)的理念，但在鍛煉左手強(qiáng)化右腦方面考慮得不夠。大家知道，人的右腦支配人的左側(cè)，而左腦支配右側(cè)，科學(xué)研究表明，右腦的潛力非常大，迄今為止尚未被利用的90%的神經(jīng)元（約130億腦細(xì)胞）主要沉睡在右腦[1]。因此，近年來工業(yè)設(shè)計(jì)有意識(shí)地提倡強(qiáng)化左手來鍛煉右腦。在人體工程學(xué)的某些運(yùn)用上適當(dāng)破例發(fā)展，突破現(xiàn)行的某些成規(guī)，凡不違反通用法規(guī)又不產(chǎn)生安全隱患的前提下，可以大膽嘗試。為了使人類更聰明，有意識(shí)地改變安防系統(tǒng)控制部分的常規(guī)設(shè)計(jì)，只要不存在安全問題，就盡可能把常規(guī)放在右邊的操作按鍵放到左邊，盡可能多的讓左側(cè)肢體活動(dòng)，以利于右腦的鍛煉。

3 安防產(chǎn)品附加值提升

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的應(yīng)用為工業(yè)設(shè)計(jì)帶來了一場(chǎng)革命，使原來繁瑣費(fèi)力而效果還不理想的手工繪圖由CAD取代。由于CAD兼有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、美術(shù)造型的功能，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠向邊緣學(xué)科滲透。CAD作為一個(gè)傳遞設(shè)計(jì)意圖的可視化工具，能夠?qū)⒅庇^細(xì)致的3D實(shí)體及之間的裝配關(guān)系清楚地表達(dá)出來，在設(shè)計(jì)階段就將產(chǎn)品真實(shí)狀況在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)出來，大大方便了信息的交流。通過對(duì)裝配設(shè)計(jì)的干涉校驗(yàn)，能夠及時(shí)查找出結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)局限，改善設(shè)計(jì)和減少樣機(jī)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的低成本和設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化。CAD為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的滿足功能要求發(fā)展成為能激發(fā)消費(fèi)者購買愿望提供了技術(shù)保證。就像同類型的人可以穿不同的衣服一樣，同類型的產(chǎn)品可以有不同的外觀，當(dāng)許多產(chǎn)品都具有相同的品質(zhì)，在性能、部件乃至基本功能上具有共性時(shí)，產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)就會(huì)極大的影響顧客對(duì)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)。人靠衣裝馬靠鞍，明星也要靠包裝，令人愉悅的外觀造型能夠提升產(chǎn)品的價(jià)格，這種純粹由設(shè)計(jì)和技術(shù)所創(chuàng)造的價(jià)值被稱為高附加值。特別是在安防系統(tǒng)控制主機(jī)的設(shè)計(jì)上,和諧美妙的構(gòu)思是控制主機(jī)的靈魂，以人為本并且制造精良的設(shè)計(jì)將會(huì)極大地提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)語

在進(jìn)行安防系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注上述三個(gè)方面的問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要滿足各種功能要求,又要科學(xué)的運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理和CAD技術(shù)，創(chuàng)造出具有長久生命力的安防產(chǎn)品。

[1]吳宏清.淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在安防系統(tǒng)工程中的作用[J].警察技術(shù),2003(2).23-24.