布局局域网的一体式机柜的制作方法

专利名称：布局局域网的一体式机柜的制作方法
技术领域：
布局局域网的一体式机柜
所属技术领域
本实用新型属于计算机领域，特别涉及布局了局域网的一体式机柜。背景技术：
目前，计算机局域网布局采用的均是传统台式机之间互连的方式，由于各计算机之间通过网线互连，计算机数量多的时候，大量使用网线需要烦琐的布线工作；
各计算机主机分开，且分别放置在独立的机箱内，无法方便、有效的管理计算机硬件；随着计算机运行速度提高，发热量也在提高，在计算机比较集中的环境下(如网吧，机房等)，房间内的散热问题一直没有好的解决办法；
对于减少计算机的辐射问题目前通常采用优化计算机主机箱设计的方法，把机箱作为隔离辐射的屏障，由于机箱上结构的缺陷(如风扇口与外界联通)，或者外力作用机箱导致结构上的变形都会产生辐射泄漏的问题，无法从根本上杜绝电脑主机箱的辐射，进而对经常使用电脑的人群的身体健康产生巨大的不良影响；
随着互联网的广泛应用，越来越多的人参与其中，但由于人们的知识结构不同，计算机相关知识水平参差不齐，很多人对于目前越来越严峻的网络安全问题缺乏基本的防范能力，人们在享受互联网带来的便利的同时不可避免的将遇到各种病毒木马、恶意插件、流氓软件的侵扰以及来自黑客的攻击，如果缺乏足够的安全防范意识和计算 机相关的技能，个人电脑上的各种重要资料、文件以及个人的隐私等 都将面临泄漏的危险，而让一般的家庭请专业人员上门定期维护不大 现实，从经济方面考虑和专业人员数量及素质方面考虑，实际实施过 程中有很多困难。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以 快速布局局域网的一体式机柜，该机柜内布局局域网，方便管理软硬 件，杜绝主机机箱对电脑使用人员的辐射，很好的解决计算机比较集 中环境下(网吧，机房等)的散热问题，提高计算机比较集中的环境 下(如网吧、机房等)的工作学习环境，大幅提高计算机安全系数， 延长计算机的使用寿命。
本实用新型提供一种布局局域网的一体式机柜，包括由上、下、 左、右、前、后面板构成的方形体，在机柜内部设有用于放置计算机 主板的水平隔板，水平隔板将机柜分成相对独立的空间，水平隔板上 设置走线孔。
所述的水平隔板上相距一定距离上进行镂空而形成所述的走线 孔，被镂空形成走线孔的板材在原处向上翻起，形成插线板。
所述的插线板用于固定计算机的主板，插线板上开设有可以使计 算机主板上的各接口露出的开口 。
所述的水平隔板上设有可拆卸的用以支撑设于插线板上的支柱。
所述的计算机主板垂直的设于插线板上，并由支柱所支撑，主板与水平隔板间留有用于放置硬盘、信号放大器的空间。所述的插线板与水平隔板垂直或倾斜一定角度。
所述的前面板上设有方便维护各个计算机的指示灯和方便开启的维护门；右侧面板上有监视机柜内工作状态、温度等信息的监视器和可以调节散热设备功率的控制面板。
所述的前面板的水平门用来维护机柜底部的各类网线以及集线
器，服务器等设备；每组计算机主板前均开设一维护门，该维护门上
有相应计算机主板的近端视频接口以及电源接口、控制信号接口，硬盘指示灯。
为了促进机柜内空气流通，在水平隔板上开设促进空气流通的通孔或在机柜前、后面板上设置散热孔。所述的机柜底部设置一个夹层。
借由上述技术方案，本实用新型布局局域网的一体式机柜至少具
有下列优点
一、 由于将局域网的计算机主机集中在一个布局局域网的一体式机柜中，外部仅有显示器，鼠标，键盘，音箱等易于连接的部件，可以很方便，高效，迅速的布置一个局域网。
二、 改善计算机集中区域(如网吧，机房等)的散热问题，进而改善计算机集中区域的工作学习环境，同时可以对所述的机柜内计算
机主机集中，高效的散热，降底计算机散热成本，使计算机超频实用化成为可能，并可以保持较低的温度，延长计算机使用寿命。
三、可以将布局局域网的一体式机柜放置在远离使用计算机人群50-1000米的区域，使计算机的使用人群远离辐射源，从根本上消除 计算机主机对使用人群的辐射问题。
四、由于计算机主机集中布局在一个布局局域网的一体式机柜中， 网络管理员管可以方便，高效的进行计算机的维护，对家庭用户来说， 同一社区的计算机主机集中在一处，很容易实现统一管理和维护，为 网络安全问题提供了一个行之有效的解决途径。

图1为本实用新型布局局域网的一体式机柜构架结构示意图。 图2A为本实用新型布局局域网的一体式机柜水平隔板立体示意图。 图2B、图2C为本实用新型布局局域网的一体式机柜内主板、硬盘、 远程信号发射放大器配置结构示意图。
图2D为本实用新型布局局域网的一体式机柜插线板上接口结构示意 图。
图3为本实用新型布局局域网的一体式机柜内局域网拓扑结构的布 线方式示意图
图4为本实用新型布局局域网的一体式机柜底层结构示意图
图5为本实用新型布局局域网的一体式机柜内主机的连接方式结构
示意图
图6A为本实用新型布局局域网的一体式机柜采用风冷散热的风扇正 面结构示意图。
图6B为本实用新型布局局域网的一体式机柜采用风冷散热的风扇侧 面结构示意图。
图7B为本实用新型布局局域网的一体式机柜采用水冷散热水泵位置 结构示意图
图7A为本实用新型布局局域网的一体式机柜采用水冷散热每个隔板 之间水平单元散热回路结构示意图
图8A为本实用新型布局局域网的一体式机柜外部正面结构示意图 图8B为本实用新型布局局域网的一体式机柜外部结构维护门示意图 图8C为本实用新型布局局域网的一体式机柜外部侧面结构示意图 图9、图10为本实用新型布局局域网的一体式机柜内主板的的基本安装方式示意图
图11为本实用新型布局局域网的一体式机柜内非集成的主板的排放结构示意图
图12为本实用新型布局局域网的一体式机柜内非集成主流主板的结构图
图13为运用本实用新型布局局域网的一体式机柜的网吧结构示意图
图14为运用本实用新型布局局域网的一体式机柜的居民区、写字楼
的结构示意图
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种布局局域网的一体式机柜，其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，为本实用新型布局局域网的一体式机柜构架结构示意图，机柜外形为长方体，内部有用于放置计算机主机的各部件如主板的水平隔板l，水平隔板l将机柜分成相对独立的空间，所述的主板是一块包含计算机系统的主要组件的电路板。
如图2A所示，本实用新型布局局域网的一体式机柜水平隔板示意图，水平隔板上设置走线孔2。本实施例中，通过在水平隔板l上相距一定距离上进行镂空而形成所述的走线孔，被镂空形成走线孔2的板材在原处向上翻起，与水平隔板l垂直，形成插线板3。请同时参阅图2B、图2C、图2D所示，是将计算机的主板固定到插线板3上的不同方向的示意图，其中，硬盘102、远程信号放大器101和主板100固定在水平隔板1和插线板3上，插线板3上标出的接口是计算机主板上的接口，不在插线板3上，插线板3上只有可以使各接口
露出的开口如矩形口，如图2D所示，为插线板上接口结构图，2dl 为USB接口， 2d2为视频接口， 2d3为板载网卡接口， 2d4为PS\2 接口， 2d5为串行接口，2d6为接线口,2d7为扩展插槽接口， 2d8为音 频信号接口， 2d9为信号放大器接口。
如图3所示，为本实用新型布局局域网的一体式机柜内局域网拓 扑结构的布线方式示意图，由于采用了远程控制器，对信号进行放大 转换以及接收，请同时参阅图4， 一台计算机主机与外界需2条双绞 线连接， 一条为计算机主板之间互连的线A， 一条为计算机输出视频、 音频信号和接受控制信号的线B，因此采用如图所示的局域网拓扑结 构，并针对该结构制定的布线方案如下，如图5所示，机柜内计算机 主板竖直方向的一列为一组，连接计算机的A线在底部集中后沿靠 外一侧自左向右排布，B线在机柜底部靠里一侧自右向左排布，在机 柜底层，每组计算机下方有对应的一个交换机(交换机有多个端口， 内部拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵，可以提高局域网 中个主机之间的通信效率，从而提高局域网中网络带宽的利用率)， 底层的左右两端有一定的空间，右端用来放置服务器104，左端根据 不同的方案设置不同设备，底层的布局如图4所示，机柜内线路走势 如图5所示。
方案l:将线B在机柜底集中后通过一个走线孔向外伸出，与远 端显示器、鼠标、键盘等设备连接。
应用由于该方案的外接网线长度固定不便于大型局域网的应用，整体线路的接口最小化，稳定性较好，适用于电子竞技比赛等小型的对稳定性要求高的环境下的应用。
方案2:在机柜的左下方的侧面板上设置与机柜规模相仿的外设接口，如网线接口或USB接口，通过额外的线缆如网线与远端显示器、鼠标、键盘等设备连接。
应用由于外接网线长度方便灵活控制适用于计算机机房，中小
型实验室，网吧等地理跨度较小的环境。
方案3:在机柜的左下方安装频分复用设备，将多路网线中的信号通过频分复用技术处理后通过一条高带宽的线路(如光纤)传输，远端设备加装逆用设备，将与之对应的信号还原。
应用由于采用了频分复用技术(该技术广泛目前应用在广播电视信号上)，机柜外部用于传输信号的线路少，利于地域上跨度比较大的大型局域网的应用，如整个社区，住宅楼，写字楼局域网的布置。
前面所举的实施例都是通过有线的方式建立主机与外部设备如显示器、鼠标、音箱等建立连接，其实，也可以通过无线的方式建立机柜内的主机与外部设备建立连接，通过无线的方式可以免去布线的繁琐。
本实用新型布局局域网的一体式机柜的散热装置根据不同的需要有两种不同的散热方案；方案l风冷
在计算机主板的CPU等需要散热的关键芯片上固定具有一定导风能力的散热片，作用是使得风扇吹来的风定向流动，并能兼顾到主板大部分的区域，机柜前后板上设置数量合理的散热孔，后板上加装
叶片能覆盖后板大部分面积的风扇，如图6A、图6B为本实用新型布 局局域网的一体式机柜釆用风冷散热的结构示意图，其中风扇105配 置在靠近机柜后面板。
该方案中风扇风程短，加上有导风能力的散热片，风力利用率高， 散热效率高，内部基本没有死角，机柜内不会有大量灰尘滞留。该方 案要求为机柜提供空气流通性较好的开放或半开放的工作环境。
方案2水冷
如图7A所示，在主板的CPU等需要散热的关键芯片上固定散热 面积较大的散热片71 ，散热片71有供导热管72放置的卡槽(图未 示)，并且卡槽的设计要与导热管72 (参见图7A)有足够的接触面 积来保证散热效率，机柜的外壳不设置散热孔，机柜整体有一定的密 封，隔热的功能。
导热管的排布
水冷系统为基本的水箱73，水泵74，管道72构成的循环系统， 水泵74位于机柜的下方如左下方，如图7B为本实用新型布局局域网 的一体式机柜采用水冷散热水泵位置结构示意图，水泵74与管道72 相连，管道72最终与水箱73相连，管道72与水箱73连接的连接口 是如水口，如水口位于水箱中水位线的上方，水箱73的底部有出水 口，通过另一个管道将出水口与水泵连接，构成一个循环系统。管道 72沿机柜底靠近后面板的位置，在各类网线下方伸出每经过一组计 算机向上延出一条分支，分支向上延伸，每到达一层水平隔板接一个能照顾到计算机主板所需散热的散热片71的基本散热单元的回路。
散热单元是管道72的一部分，散热单元，水箱73，水泵74之间由管道72连接，散热单元的回路形状根据对应主板的芯片布局而定，回路的形状走势要求经过主板上的CPU,北桥芯片，显卡等需要散热的关键芯片，经过关键芯片时，要求回路与安装在关键芯片上的散热片相嵌，以保证足够的接触面积。散热单元的材料要出求使用导热性能较好的铝质或铜质材料，各分支到达机柜顶部后连接同一根主管道72，由主管道72导回水箱73，形成循环回路。
由于采用水冷技术导热管温度可能低于空气温度，在空气湿度较大的情况下不可避免的会有冷凝现象的发生，出现短路的隐患，所以在空气湿度大的环境下需要对机柜内的空气进行干燥，可以通过加干燥剂或加装干燥设备来达到干燥的目的。
方案1加干燥剂，在机柜底部设置一个夹层，夹层中放置化学干燥剂。
方案2加装干燥设备，由于需要在散热的同时进行干燥，所以不便采用常规的温差干燥法，这里利用湿度差进行干燥，即在机柜顶部加装制冷和排水设备，使机柜顶制冷管附近的温度低于机柜其他地方的温度，空气中水汽只在制冷管附近冷凝，然后将冷凝水集中后一起排出，同时由于机柜温度较低的地方在机柜顶部，可以促进机柜内空气流通，需要在水平隔板上做一定数量的促进空气流通的通孔。本实用新型布局局域网的一体式机柜的外部设备机柜外部结构如图8A所示，机柜的前面板81有方便维护的各种计算机指示灯和方便开启的维护门82;如图8C所示，右侧面板83
上有监视机柜内工作状态、温度等信息的监视器84和可以调节散热 设备(风扇，水泵)功率的控制面板85，前面板81的水平门用来维 护机柜底部的各类网线以及集线器，服务器104等设备；如图8B所 示，每组计算机前的维护门82上有相应计算机主板的视频信号输出 接口 86以及电源接口 87、 USP接口 88、 PS/2接口 89、指示灯90， 监视器91等控制信号接口。
本实用新型布局局域网的一体式机柜的外围设置 机柜的外围设置包括供电，内部供电线路，外接网线，远端接收 设备。
电源及内部的供电线路为了保证机柜工作稳定，电源在进入机 柜前要经过稳压器和变压器(由于机柜内计算机数量多，变压器功率 要求大，为了防止电磁干扰对机柜内部计算机主机的影响，将变压器 外置，如果机柜规格较小，做好屏蔽措施后可以将变压器内置)，通 过变压器将电压变为各种计算机专用电压，通过电源线由机柜左侧下 方的侧壁进入，沿左侧壁向上延伸，每经过一层水平隔板时水平延出 一条支线，支线经过每台计算机主板时留下一条6针PCI-E显卡接头 (与计算机的显卡连接，有些显卡可以直接从主板上获得电力，不需 要直接供电)，与SATA设备如SATA硬盘连接的SATA设备电源接 头，与主板上的CPU电源接头连接的8针CPU接头，与普通硬盘或 光驱连接的两条4针D型电源接头。
外接网线外接网线由机柜左端接入机柜内部，进入机柜后与机柜右下方的服务器104 (路由器)连接，路由器再与交换机相连接。
远端接收设备远端接收设备与机柜内每台计算机主机的信号发 射放大器一一对应工作，主要实现信号集成，分离工作，把集成在网 线中的视频，音频信号分离，将鼠标，键盘的控制信号集成通过网线 传输回机柜内的主机，远端接收设备上有视频，音频接口，且在远端 接收设备上具有数个USB接口 (由于目前鼠标键盘，移动硬盘，光
驱等设备均可以通过USB 口连接，所以这样的配置已经可以为远程
客户端提供计算机全部的功能并且有一定的扩展能力)。 本实用新型布局局域网的一体式机柜内主板的排放
如图9、图IO所示，为本实用新型布局局域网的一体式机柜内 主板、硬盘、远程信号发射放大器通过支柱固定的结构示意图。集成 显卡、网卡的计算机主板100采用并排排布在水平隔板上的方式，主 板100与水平隔板1之间有一定的空间，可以放置计算机硬盘102， 远程信号放大器101。计算机主板100固定在水平隔板1上的竖直插 线板3上，主板100与水平隔板1之间有起支撑作用的支柱106，支 柱106可拆卸。主板100由下向上接上插线板3，先固定主板100后 接支柱106，再放置硬盘102和远程信号放大器101，旋转支柱106 固定硬盘102和远程信号放大器101，最后固定支柱106，所述的支 柱106通过拧紧下方的螺母后，固定即可，目的是使拆卸计算机时方 便易行。以上本实用新型布局局域网的一体式机柜内主板100的排放 方式是针对集成了显卡、网卡的主板100设计的，对于独立显卡、网 卡的主板IOO，显卡、网卡竖直插在主板100的PCI扩展插槽上，直接使用以上设置会使独立显卡、网卡阻挡视线使得不拆卸主板100无法直接观察到主板CPU,同时如果采用风冷散热，由于风扇吹来的风长时间直接吹在独立显卡上，会对独立显卡等PCI扩展设备产生极为不利的影响。
对于非集成的主板100，即装有PCI扩展设备的主板100，考虑到上述因素，主板100采用以下方式排放，如图ll所示为本实用新
型布局局域网的一体式机柜内非集成的主板的排放结构示意图，由上
向下观察，主板100顺时针倾斜30——45度角，目的是防止风垂直吹到显卡上，并且使内存条，CPU等主板芯片可以显现出来，倾斜一定角度后，风力对显卡的压力有所减小，并且显卡不会阻挡视线。这样符合人体工程学的设计思想，方便安装，又可以避免风力对独立显卡等设备的损害，还方便观察维护。另外如图12所示为本实用新型布局局域网的一体式机柜内非集成主流主板的结构图，131为PCI扩展插槽，132为北桥芯片，133为CPU, 134为内存条插槽，135为南桥芯片。
应用实例1，运用本实用新型布局局域网的一体式机柜的网吧
如图13所示为运用本实用新型布局局域网的一体式机柜的网吧结构示意图，图中右下方为主机机房，主机机房中的布局局域网的一体式机柜伸出网线线缆，线缆延伸到指定地点后分流，分别与各个显示器相连，这样网吧中使用电脑的区域没有计算机主机，只有显示器。应用实例2，运用本实用新型布局局域网的一体式机柜的居民区、
写字楼如图14所示为运用本实用新型布局局域网的一体式机柜的居民区、 写字楼的结构示意图，将机柜置于单独的一个房间(地下室)然后将 电缆伸出到每一个房间，同一社区不同楼之间互连。
采用本实用新型的布局局域网的一体式机柜技术后，可以防止计 算机辐射对人类的危害，可以更彻底的实施网络实名制，方便网络安 全管理，更好的为大众提供网络服务，同时减少网络安全问题对大众 的危害。
权利要求1、一种布局局域网的一体式机柜，包括由上、下、左、右、前、后面板构成的方形体，其特征在于，在机柜内部设有用于放置计算机主板的水平隔板，水平隔板将机柜分成相对独立的空间，水平隔板上设置走线孔。
2、 如权利要求1所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，通过在水平隔板上相距一定距离上进行镂空而形成所述的走线孔，被镂空形成走线孔的板材在原处向上翻起，形成插线板。
3、 如权利要求2所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，所述的插线板用于固定计算机的主板，插线板上开设有可以使计算机主板上的各接口露出的开口。
4、 如权利要求3所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，所述的水平隔板上设有可拆卸的用以支撑设于插线板上的支柱。
5、 如权利要求4所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，所述的计算机主板垂直的设于插线板上，并由支柱所支撑，主板与水平隔板间留有用于放置硬盘、信号放大器的空间。
6、 如权利要求5所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，所述的插线板与水平隔板垂直或倾斜一定角度。
7、 如权利要求1所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，所述的前面板上设有方便维护各个计算机的指示灯和方便开启的维护门；右侧面板上有监视机柜内工作状态、温度等信息的监视器和可以调节散热设备功率的控制面板。
8、 如权利要求7所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，所述的前面板的水平门用来维护机柜底部的各类网线以及集线器，服务器等设备；每组计算机主板前均开设一维护门，该维护门上有相应计算机主板的近端视频接口以及电源接口 、控制信号接口 ，硬盘指示灯。
9、 如权利要求1所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，为了促进机柜内空气流通，在水平隔板上开设促进空气流通的通孔或在机柜前、后面板上设置散热孔。
10、 如权利要求l所述的布局局域网的一体式机柜，其特征在于，在机柜底部设置一个夹层。
专利摘要本实用新型提供一种布局局域网的一体式机柜，包括由上、下、左、右、前、后面板构成的方形体，在机柜内部设有用于放置计算机主板的水平隔板，水平隔板将机柜分成相对独立的空间，水平隔板上设置走线孔。本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以快速布局局域网的一体式机柜，在该机柜内布局局域网，方便管理软硬件，杜绝主机机箱对电脑使用人员的辐射，很好的解决计算机比较集中环境下(网吧，机房等)的散热问题，提高计算机比较集中的环境下(如网吧、机房等)的工作学习环境，大幅提高计算机安全系数，延长计算机的使用寿命。
文档编号H05K7/02GK201286200SQ20082013282
公开日2009年8月5日 申请日期2008年8月6日 优先权日2008年8月6日
发明者闫文斌 申请人:闫文斌