吳暑林 柳波

摘 要：本文介紹了車載硬盤錄像機(jī)及其硬盤減振研究的現(xiàn)狀，包括橡膠減振器和鋼絲繩減振器的應(yīng)用情況，討論了各種硬盤減振方式的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：車載硬盤錄像機(jī) 硬盤減振 橡膠減振器 鋼絲繩減振器 電子減振方案

中圖分類號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

1 引言

由于人們對(duì)安全的需求越來越高，特別是現(xiàn)在政府非常重視公共安全狀況，把維護(hù)公共安全秩序看作“維穩(wěn)”的重點(diǎn)，所以催生出對(duì)公共安全的安全防護(hù)產(chǎn)品的極大需求。而公交車抑或地鐵等作為公共運(yùn)輸工具，是人員聚集極多，人員成分及其復(fù)雜，安全防范形勢(shì)異常嚴(yán)峻的地方。作為安全技術(shù)防范的核心設(shè)備，作為傳統(tǒng)嵌入式硬盤錄像機(jī)的細(xì)分市場(chǎng)，車載硬盤錄像機(jī)的近年來出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展。

2 車載硬盤錄像機(jī)

車載硬盤錄像機(jī)屬于傳統(tǒng)嵌入式硬盤錄像機(jī)的細(xì)分市場(chǎng)，它是隨著數(shù)字視音頻編碼技術(shù)在車輛上應(yīng)用而發(fā)展起來的一個(gè)新興專用產(chǎn)品。車載硬盤錄像機(jī)結(jié)合了數(shù)字視音頻編解碼、惡劣環(huán)境大容量數(shù)據(jù)硬盤存儲(chǔ)、汽車電子、無線視頻網(wǎng)傳、GPS衛(wèi)星定位等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)客運(yùn)行業(yè)、特種車輛行業(yè)以及其他相關(guān)領(lǐng)域的視音頻監(jiān)控。

目前各車載硬盤錄像機(jī)廠家選用的視音頻編解碼算法主要有：MPEG-2、MPEG-4、H.264、MJPEG等，其中MPEG-2和MJPEG的壓縮率較低，使用得比較少；H.264編碼算法具有視頻壓縮率高、碼流低、無線網(wǎng)絡(luò)低帶寬適應(yīng)性好等特點(diǎn)，是目前車載硬盤錄像機(jī)選用壓縮格式的主流。車載硬盤錄像機(jī)錄像分辨率隨著數(shù)字編碼性能的提高也從CIF（352×288）、 2CIF（704×288）、DCIF（528×384）、D1（704×576） 提升到720P和1080P。

車載硬盤錄像機(jī)根據(jù)不同行業(yè)應(yīng)用要求，可進(jìn)行多種功能定制。

a、客運(yùn)行業(yè)定制功能分析

客運(yùn)行業(yè)對(duì)車載硬盤錄像機(jī)的需求除簡單的車載視頻監(jiān)控功能外，還需要無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控（以了解車內(nèi)外實(shí)時(shí)情況）、GPS衛(wèi)星定位、車輛調(diào)度、車輛語音報(bào)站、車輛行駛信息紀(jì)錄、多媒體娛樂廣告播放等功能。

b、警用車輛定制功能分析

公安行業(yè)對(duì)車載硬盤錄像機(jī)的主要功能有：視頻監(jiān)控、無線網(wǎng)傳、云臺(tái)控制等。交警更關(guān)注如何進(jìn)行違章取證，主要需求有：車牌識(shí)別、黑名單比對(duì)等。城管和運(yùn)管等行業(yè)也有與交警類似的需求。

c、金融行業(yè)定制功能分析

金融行業(yè)運(yùn)鈔車輛要求車載硬盤錄像機(jī)穩(wěn)定可靠工作，并在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能即時(shí)地將視頻和報(bào)警信息上傳到管理中心平臺(tái)，并可與監(jiān)控中心平臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)。

d、汽車電子定制功能

車載硬盤錄像機(jī)還應(yīng)和汽車電子相關(guān)功能進(jìn)行結(jié)合，例如：汽車行駛數(shù)據(jù)采集與上傳普遍采用CAN總線技術(shù)，車載硬盤錄像機(jī)也應(yīng)具備CAN總線接入與分析處理功能，通過硬盤紀(jì)錄車輛行駛的相關(guān)信息，并對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

e、其他交通工具車載硬盤錄像機(jī)應(yīng)用

軌道交通、船舶、航空等行業(yè)也有實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，這些行業(yè)除了需增加硬盤減振加固處理外，還需注意此類項(xiàng)目所使用的電源和普通汽車電源的差別，例如：列車提供車載設(shè)備的電源大多為DC48V或DC110V，而普通車載電源為DC12V或DC24V。

3 車載硬盤錄像機(jī)硬盤減振研究現(xiàn)狀

硬盤防震減振技術(shù)是車載硬盤錄像機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，也是車載硬盤錄像機(jī)區(qū)別與傳統(tǒng)嵌入式硬盤錄像機(jī)的特別功能。傳統(tǒng)硬盤減振加固技術(shù)一般使用機(jī)械手段，將硬盤懸浮在特制的硬盤減振器內(nèi)，減振器吸收外界對(duì)硬盤的振動(dòng)和沖擊能量，確保硬盤磁頭等脆弱部分不受外界機(jī)械振動(dòng)的影響。

車載硬盤錄像機(jī)上采用的減振手段有2類：一類是內(nèi)置減振；也就是減振器安裝在錄像機(jī)內(nèi)部，直接保護(hù)硬盤的方式，此類典型的減振器是橡膠減振器；第二類是外置減振，把減振器安裝在錄像機(jī)外部，而內(nèi)部硬盤不做保護(hù)的減振方式，典型的就是鋼絲繩減振器；

3.1橡膠減振器

橡膠隔振墊作為重要的隔振手段之一，已被廣泛安裝在各類減振系統(tǒng)中。橡膠隔振墊具有很多優(yōu)點(diǎn)：隔振效果顯著；形狀不受限制，各方向的剛度可以在一定的范圍內(nèi)自由選擇，具有空間彈簧特性，能承受多向載荷；利用內(nèi)摩擦產(chǎn)生的阻尼，能較好地吸收振動(dòng)和沖擊能量，所以兼有彈簧和阻尼器兩種作用；容易與金屬牢固的黏結(jié)在一起，大大簡化了固定和支撐結(jié)構(gòu)；此外，橡膠隔振墊結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，適合成批生產(chǎn)。

3.2鋼絲繩減振器

鋼絲繩減振器是利用金屬絲間的摩擦阻尼來減振的減振器。它具有的非線性和變頻特性的特點(diǎn)使其可以消除一般隔振器所存在的高頻駐波問題。共振時(shí)它具有彎曲滯后特性，它的固有阻尼又可以耗散和吸收高頻和低頻振動(dòng)。鋼絲繩減振器可以產(chǎn)生很大的動(dòng)態(tài)位移，可以衰減強(qiáng)烈的沖擊。鋼絲繩減振器可以用于惡劣的使用環(huán)境，它由不銹鋼、耐腐蝕鋁合金或者耐熱耐蝕的鉻鎳鐵合金制成，可以不收臭氧、油液、油脂、沙粒等影響，可以在-204～317度的溫度下正常工作，壽命甚至比被保護(hù)的設(shè)備本身還長。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，對(duì)車載硬盤錄像機(jī)來說，鋼絲繩減振器的減振效果比橡膠減振器要好得多。但是，由于鋼絲繩減振器成本實(shí)在太高，主要用在軍用產(chǎn)品減振上。車載硬盤錄像機(jī)主要采用橡膠減振器；國內(nèi)外對(duì)于硬盤減振方面的研究情況有：新加坡南洋科技大學(xué)J.Luo、D.W.Shu、B.J.Shi等人，利用有限元分析軟件ANSYS-LSDYNA來對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了研究，Dong-Wei Shu，Bao-Jun Shi等人對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器的制動(dòng)器在半正弦加速度脈沖下進(jìn)行了振動(dòng)沖擊分析。

西安電子科技大學(xué)賈建援、找種磊等在分析微型硬盤主動(dòng)隔振系統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，提出了一種利用電磁作動(dòng)器的沖擊振動(dòng)主動(dòng)控制解決方案。

西安電子科學(xué)大學(xué)徐弘光、王宏民對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器的抗沖擊性能進(jìn)行了理論分析和計(jì)算機(jī)仿真，并用VC++和MATLAB語言編制了頭盤沖擊特性計(jì)算程序，對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器工作狀態(tài)下系統(tǒng)的沖擊特性進(jìn)行了理論計(jì)算。

4 發(fā)展趨勢(shì)及展望

橡膠減振器的發(fā)展趨勢(shì)，包括：開展橡膠、金屬減振器新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其新功能研究；減振與高阻尼兼顧橡膠減振器的研究與開發(fā)；將加大減振器橡膠材料、粘彈性高阻尼材料、與金屬板夾層復(fù)合多功能橡膠減振支座的研究、開發(fā)和應(yīng)用的力度；繼續(xù)開展粘彈性高阻尼功能材料的研究和應(yīng)用工作。

內(nèi)封液體的復(fù)合橡膠減振器（簡稱液體彈簧）和彈性膠泥緩沖器是近年來使用的一種高技術(shù)緩沖器產(chǎn)品，是緩沖器理想的膠泥材料。磁流體復(fù)合彈簧（Magnetic Hydraulic Spring） 是應(yīng)用磁流體高科技材料發(fā)展起來的一種新型減振元件。這種減振元件不僅具有萬向減振性、功能穩(wěn)定性及壽命長的優(yōu)點(diǎn)，而且能徹底消除磨擦，無噪聲，適合在各種環(huán)境下工作。磁性流體材料的研究應(yīng)用一直是世界各國十分關(guān)注的前沿課題，以磁流體為材料的減振產(chǎn)品是減振元件未來的發(fā)展趨勢(shì)。此外，還出現(xiàn)了電子減振的方案，通過外部加速度傳感器獲取振動(dòng)信息，根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)度對(duì)硬盤讀寫周期進(jìn)行干預(yù)，以保護(hù)硬盤磁頭正常讀寫。這種硬盤減振方式也許會(huì)成為將來主流的車載硬盤減振方式。

參考文獻(xiàn)

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