1. 设计目标：
加固笔记本设计目标是优选工业级嵌入式主板和优质商用显示屏在保证其电气技术指标的前提下，进行抗振隔冲设计、热设计、电磁兼容、安全性、电源适应性等方面的加固设计，使其达到在恶劣环境下可正常使用的要求。
2. 要求达到技术指标
2.1环境指标
工作温度： -40℃～+55℃；
存贮温度： -55℃～+70℃；
湿 热： 温度为40±2℃，相对湿度为95％±3％；
振 动： 工作状态下10Hz～55Hz限幅0.075mm，
55～500Hz，加速度1.0g；
非工作状态下10Hz～55Hz限幅0.15mm，
55～500Hz，加速度2.0g；
电磁兼容性： 符合GJB151A-97有关规定；
安 全 性： 符合GJB367.1-1987中的1.8的有关规定；
2.2性能指标
CPU： Pentium M 1.6 GHz以上
内存： 512M
硬盘： 40G
显存： 64MB共享显存
液晶类型： 12" TFT LCD
分 辨率： 1024×768
接口： 2个USB 、1个串口、1个并口、1个CRT接口
1个CAN接口
电 源： AC115V 400Hz 或DC 27V
3. 加固设计方案
3.1 硬件选型
根据加固笔记本的环境及性能要求，结合我们以往同类产品的加固经验并经过多方调查与研究，我们计划选用宽温型工业级嵌入式低功耗主板、宽温电子硬盘以及优质宽温液晶显示屏来组成加固笔记本的硬件平台。其主要性能指标如下：
主 板： 宽温型5.25英寸嵌入式主板，支持“迅驰”技术
C P U： Pentium M 1.6 GHz
内 存： 512M
硬 盘： 电子盘 16GB
显 示卡: 主板集成，共享显存64MB
接 口： 4个 USB 2.0、1个并口、1个串口
扩 展槽： 1个32位PCI扩展槽
操作系统： 支持DOS、Windows、Linux
液晶类型： 12" TFT LCD
分 辨率： 1024×768
键盘鼠标： 87键防水键盘含鼠标
3.2电源适应性设计：
根据要求，加固笔记本需要能够在仅提供直流+27V和交流115V 400Hz的情况下工作。考虑到加固笔记本体积小巧、便携的特点，我们计划为加固笔记本采用直流供电方式，输入电压DC +27V。为使其适应交流115V供电方式，再为其配备一款专用的AC/DC适配器。这样提供直流电时直接接入即可，提供交流电时只需先连接AC/DC适配器即可。
3.2 热设计
加固笔记本主要发热部件为CPU，因此我们有针对性的选择了支持“迅驰”CPU的主板。Pentium M（“迅驰”）CPU为Intel专为移动领域设计的CPU，其具有功耗低、发热量小、执行效率高的特点。
尽管选用了低功耗的CPU，但由于笔记本本身体积小巧，机箱内空间有限还是不利于CPU的散热。因此，我们计划采用传导、对流及辐射多种方式相结合的手段进行散热处理。一方面加大CPU散热器面积增加其辐射散热面，其次把散热器与机壳相连接使热量能够通过传导来散发，另一方面还要合理布置机内风道，进行强制排风散热。
由于设计要求笔记本的工作温度最低为-40℃，这对笔记本的主板、硬盘、显示屏均影响非常大。我们选用了宽温电子硬盘其工作温度为-45℃～+80℃，首先解决硬盘的低温问题；所选用的工控主板为宽温型主板，其标称的工作温度为-30℃～+55℃。经测试-40℃可正常工作，为保证其在低温下稳定可靠的工作还需采取低温加热措施，使局部环境温度在较短时间内达到板卡可正常工作的温度范围；我们选用了宽温的液晶器件，其标称的工作温度范围为-10℃～+55℃。为了使液晶显示屏在低温下正常启动并获得较好的显示效果一方面要在液晶屏后部进行加热另一方面要在显示屏前面用加热玻璃进行加热，使液晶屏在最短的时间内达到最好的显示效果。根据以往经验预热时间约为8分钟左右。
为满足以上高温散热低温加热措施的有效实施和控制，我们设计了专用的温度控制模块来进行自动控制。
3.4 抗振隔冲设计
抗振隔冲设计也是笔记本加固的一个主要工作。印刷电路板及液晶显示屏均为抗振隔冲设计的要点。
对于电路板我们采用压板与导向支柱连接，多点支撑固定，提高其固有频率减小共振来保证其抗振隔冲性能，对板上体积较大器件进行粘胶处理，以吸收振动冲击过程中的应力；对于液晶屏的抗振隔冲，我们多年来在加固液晶显示器方面已经积累了很多经验，因此我们将沿用以往行之有效的“有限浮动连接”方式进行抗振隔冲设计。
3.5 电磁兼容设计
我们计划采用抑源、屏蔽、接地等多种手段综合运用来提高加固笔记本的电磁兼容性。主要措施有：选用军用电源滤波器、I/O接口尽量使用航空连接器、机箱接缝处使用导电橡胶材料进行填充、机箱通风口安装波导材料屏蔽、机箱内合理布线可靠接地，对重要信号线束加装磁环滤波。
3.6 安全性设计
对于加固笔记本的安全性，我们充分考虑加固笔记本在恶劣环境条件下使用的特点，在保证加固笔记本技术性能和环境适应性的前提下，吸收借鉴商用笔记本的设计优点，在设计中贯彻人机工程设计要素，采取机箱棱角处适当倒角、合理设计把手的机械强度、合理布置键盘鼠标位置、增加转轴阻尼、合理设置显示屏旋转角度、合理布置机内线束可靠接地等措施来保证加固笔记本具有易用、舒适、安全的特点。
3.7 电池的考虑
设计要求配备一块电池以保证加固笔记本在无外接电源时也可工作。根据以往经验电池在低温下电能消耗极快，温度过低的时候还会出现无输出的故障，而且严重影响电池的寿命。因此，我们建议后备电池与加固笔记本分体设计。将电池单独设计为一个便携电池盒，其输出电压为DC +21.6V(加固笔记本输入电压为+18V～+36V)，可通过电缆直接接入加固笔记本的直流电源输入接口为笔记本供电。
3.8 结构设计
加固笔记本整机结构形式设计“上翻”式，即显示屏向上翻起的打开方式。
整机分为两部分，上部为显示机箱，下部为计算机机箱。把手、航空接插件等均安装于计算机机箱。整机外形尺寸约为：390（W）×320（D）×100（H），机箱采用铝合金精密机械加工而成，总重量小于12.5Kg，外形效果见图1。
