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解析移动设备上的防护标准

2014-05-16张翰《微型计算机》2014年4月上

目前手机行业发展速度快,竞争激烈,很多厂商都在产品上加入了各种特色功能,这其中三防设计得到了不少消费者的关注。在很多人的印象中,三防指的是“防水、防尘、防碾压(或者防跌落)”,这样的手机往往更为坚固,也适合在更多场合中使用。本文将带你了解手机防护的相关知识。

小张平常喜欢摆弄手机等数码设备。为了能在三亚旅行时在海里也能给伙伴们拍照,小张购买了一款号称能“防水、防尘、防跌落”的三防手机。可是真正到了海里,还没来得及在水中拍几张照片,手机就彻底关机了。小张随后来到手机官方质保点维修,厂商拒绝为小张提供无偿维修服务。厂商说,小张没有阅读手机说明书,这款手机的确有防尘、防水、防跌落的功能,但这并不意味着可以在水中拍照。这下小张傻眼了,难道三防手机还有什么花头不成?

这个例子举得可能有些极端,但却很能说明问题。因为就手机的防护等级来说,无论是目前比较常见的IP防护等级(Ingress Protection Rating),还是JIS(Japan Industrial Standard,日本工业标准),又或者是不太常见的IEC等级(International ElectrotechnicalCommission,国际电工委员会),对此都有着严格的规定。不同等级的防护标识都有着不同的含义。用户在购买相关的产品前,一定要看清楚防护等级所代表的意义。下面本文就为大家介绍一下这三种防护等级的具体内容。

三防手机都能直接浸在水中吗?那可不一定
三防手机都能直接浸在水中吗?那可不一定

常见的IP防护等级

IP防护等级堪称目前电子产品中为常见的防护等级。这个等级的来源是国际电工委员会的IEC标准,在2004年后被美国定为国家标准。由于美国在电子产品业界的地位,这个标准也逐渐成为大多数电子产品宣传、执行的标准。

严格按照IP防护等级的文件来执行的话,一个完整的IP防护等级描述由下列内容组成:

IP(用于表示产品所使用的防护等级标准,在这里就是IP防护)+固态微粒防护等级(0~6一共7级,必须标示清楚)+液体渗透防护等级(0~8一共9级,必须标示清楚)+撞击防护等级(老的防护等级方式已经被弃之不用,现在采用的是IK代码)+特殊防护能力

从IP防护等级的要求来看,一个完整的IP防护等级至少需要五个方面的内容,不过由于只有防尘和防水是强制性要求,因此在很多产品上往往只标示出三个方面的内容,比如IP57、IP68等,撞击防护等级和特殊防护能力往往没有内容,也就不用标示出来。

下面,本文用表格来详细说明有关防水和防尘项目中每个等级所代表的含义(见表格1、表格2)。

从表格1和表格2中我们可以看到,每一个级别对防尘、防水的规定都非常详细。举例来说,家庭使用的插座(非浴室环境下的插座),好具备IP22的防护能力,这就是说人的手指无法接触插座内部物件,在有滴水的情况下插座可以正常使用。对手机而言,常见的有IP56、IP57和IP68等防护等级。IP56要求一定的防尘能力和在高压水柱下正常工作的能力;IP57要求一定的防尘能力和浸水多1米的防水能力;IP68则能满足相当专业的防护需求,要求完全防尘和超过1米的防水能力,一般消费级产品中很少见到能达到IP防护级别的,能达到这一级别的产品多用于特殊环境或者军用。

现在大家知道了吧,如果知道了一个产品的防护等级(一般都只给出防尘和防水等级),就可以通过查表得到相关的信息。实际上除了查表外,厂商往往在描述产品的防护能力时,都会给出具体的防护指标。尤其需要强调的是,具有防尘防水能力的产品,并不意味着它可以在任何条件下无限制使用,尤其是防水能力,产品仅仅能达到其宣称等级的防护能力,在超出其防护能力的范围使用设备造成的损害,厂商可以拒绝提供质保。

目前对产品在防水能力方面,IP防护标准给出的强大防水等级只有7级——也就是浸水1米的防护。超过这个等级的防护,需要厂商额外指定测试条件。在本文一开始的例子中,小张购买的手机显然多只有7级防水,这样的防水等级,是不适合在玩水时拍照的,尤其是潜入水中一米或者数米拍摄,往往会造成设备进水的悲剧。一般来说,防水等级4级,可以带入浴室使用,但尽量不要直接用水冲洗。只有防水等级在5级以上的,才能用水冲洗(可以使用自来水设备,但请查看说明书的有关要求);防水等级6级以上的,才可以应付绝大部分水流冲刷的情况。如果需要浸水,至少需要防护等级7级才可应付。

除了常见的双位数字防护标识外(诸如IP57),还有一些厂商的标识使用了特殊的IPX表示方法,比如IPX6。实际上这种标识也是IP标识的一种,其中X表示不符合任何一种情况。也就是说如果某手机标示为IPX6的话,那么在防尘设计上,手机的防护能力不属于IP规定的任何情况。这里有两种可能:一种是厂商自行规定了防尘标准,这样做的厂商很少;另一种是厂商没有提供任何防尘能力,只提供了防水能力,X只是个“占位符”。IPX6仅仅在防水能力上可以达到6级防水,没有防尘能力,仅此而已。

能应付滴水的手机还是挺多的,但能直接冲洗的可不多。
能应付滴水的手机还是挺多的,但能直接冲洗的可不多。

即便防水等级达到7级的手机,一般无法潜水拍摄。如果需要潜水的话,除了使用专业的潜水相机外,也可以使用专门为潜水设计的潜水袋,保护电子设备不会进水。
即便防水等级达到7级的手机,一般无法潜水拍摄。如果需要潜水的话,除了使用专业的潜水相机外,也可以使用专门为潜水设计的潜水袋,保护电子设备不会进水。

表格1:IP防护规范有关防尘等级的规定 表格2:IP防护规范有关防水等级的规定

内容大同小异的JIS和IEC防护规范

除了常见的IP防护规范外,还有JIS和IEC防护规范。从内容上来说,JIS和IEC防护规范的内容和IP防护的内容是大同小异的。只是在某些测试类型和测试环境上有一定的差异。由于采用JIS和IEC防护的产品不算很多,本文在这里就不详细解释了。下面仅给出JIS防水标准的部分信息。

表格3:JISC0920-1993的规范中对防水性的要求

可以看出,JIS的防水规范更为细致,除了不同类型的防水能力外,还给出了防湿的要求。这样做可以有效避免部分设备在干燥区域正常工作,但在潮湿环境下发生故障的可能性。

有关IEC的防水规范,和IP防护规范基本相当。IEC的防水规范也是从0到8分为9级,0级也是没有任何防护,从1~8级分别是防滴水、15度防滴水、防喷雾、防泼水、防喷射、耐水、防沉浸、防浸水。其中防浸水和防沉浸基本相同,只是对防浸水的要求时间更长、更为严格而已。在具体内容上,IEC的防水设计和IP防水规范基本相当。

有关“防跌落”的设计

对手机来说,三防中的“防尘防水”都有明确的内容和规范,那么防跌落呢?

防跌落的规范在电子产品的国家标准以及国际电工标准委员会中都有一定的描述。国标中对跌落分为重复自由跌落和自由跌落两种,重复自由跌落的跌落高度和测试方式对智能手机来说都有点过于严苛(高度500mm,每分钟跌落10次),自由跌落要求至少测试两次从25mm、50mm、100mm、250mm、500mm、1000mm高度跌落电子设备的情况。从市场情况来说,采用这两种跌落测试的产品目前尚不多见。

在某些厂商对手机测试的要求中,也包含了跌落测试。比如某厂商要求手机(屏幕在3英寸以上,3英寸以下是另外的标准):

能在1米高度下经受住六个面共计12次的跌落测试,不得出现屏幕碎裂、零件掉落、外壳裂缝等不可恢复性故障。能在10cm的高度下经受住六个面共计30次跌落,不出现屏幕碎裂、零件掉落、外壳裂缝等不可恢复性故障。能在0.5米的高度下,在滚筒中经受30、60、100次自由跌落后不出现屏幕碎裂、零件掉落、外壳裂缝等不可恢复性故障。

上述测试一般情况下都能保证手机在跌落后不会出现无法修复的损害,但是对掉漆、外形撞伤、擦伤、划痕等问题依旧无法避免,对一些可拆卸零件(比如电池盖、电池),跌落中如果掉落也算正常情况。

总的来看,目前在防跌落测试部分,各个厂商测试的情况和要求都不太统一。如果下次消费者购买到的手机宣称自己是防跌落的,用户可以仔细查看说明书,确认其防跌落的范围,再看是否可以作为特色设计接受。

iPhone一直是不耐摔的代表
iPhone一直是不耐摔的代表

市售防护手机推荐

目前市场上有防护功能的手机不少,其中不乏性能卓越的顶级机型,下面本文就向大家推荐其中的部分产品:

索尼Xperia Z1系列

索尼近推出的一系列手机都有不错的防水、防尘性能。其中5英寸的Xperia Z1以及更小巧的Xperia Z1炫彩版,能够支持IP55或IP58的防尘防水功能。在防尘方面,两款手机都可以防止灰尘的进入,在防水方面分别可以在水柱喷射或完全浸入1.5米深的水中30分钟的情况下保护手机不会由于进水而损坏(根据型号不同,防水级别有差异)。

在规格方面,无论是Xperia Z1还是Xperia Z1炫彩版,都采用了高通骁龙800处理器,主频为2.2GHz。内存方面两者都是2GB内存,内部存储空间为16GB,可以通过microSD扩展到64GB。从SoC芯片和内存、存储方面的配置来看,Xperia Z1系列手机运行安卓操作系统,进行各种娱乐都毫无压力。在屏幕方面,Xperia Z1采用的是1920×1080分辨率的5英寸屏幕,Xperia Z1炫彩版则采用了4.3英寸屏幕,分辨率为1280×720。

两者都支持索尼特有的色彩和图像处理技术,屏幕的显示效果都很不错。电池方面,Xperia Z1的电池较大,为3000mAh,XperiaZ1炫彩版较小,只有2300mAh。摄像头方面,Xperia Z1系列非常强大,主摄像头像素高达2070万,整体画质表现也很不错,完全可以满足用户在绝大部分场合中的需求。

除了目前已经在售的Xperia Z1系列外,索尼即将上市的Xperia Z2、Xperia Z Ultra都可以支持IP55或者IP58级别的防尘防水功能。纵观目前市场中的主流厂商,将防尘防水设计作为首要功能并且大力推广的,只有索尼一家。索尼希望以防尘防水功能的展示,为用户带来更为优秀的使用体验和更安全、更放心的使用感受,这是别的厂商所不具备的,也是索尼凸显产品优势的重要手段。

索尼Xperia Z1能有限度地浸泡在水中而不会损坏。
索尼Xperia Z1能有限度地浸泡在水中而不会损坏。

野外使用的防护型手机标准如何?

本文之前描述的内容,都是在城市环境下使用的防护型手机的标准。不过随着经济发展和人们对户外旅行的需求,很多玩家也很关注野外环境下电子设备的安全性,尤其是手机。类似于iPhone、GALAXY系列、Nexus系列等“娇贵”又“较贵”的电子产品,肯定是不适合野外环境的。那么,在野外应该使用怎样的手机呢?有没有相关的防护标准呢?

实际上野外使用或者说军用防护型标准,一般很难有统一的信息和规范。各个公司往往会根据客户的需求,来定制生产相关产品。不过也有厂商推出了民用级别的野外防护型设备。一家名叫AGM的公司,就推出了自己的名为OutdoorEnvironment Performance Test户外环境全防测试的标准,简称OEPT标准,下面是标准中的内容:

IP67级或以上之密封标准,可置于1米水深处30分钟无渗漏。

IP67级或以上之密封标准,99%防止有害粉尘进入。

承受2米高度六个面跌落至莫氏硬度大于7的平面(如水泥地面)无损测试。

承受1.5吨汽车单轮(橡胶轮胎)平面碾压无损测试。

承受30分钟2克重力离心滚动防震无损测试。

电池仓部位以及显示屏部位重点强化保护设计。

表面多重抗污设计,易于清洗。

工作温度范围-20℃~50℃。

人体工学设计,舒适便携,可带防护手套轻松使用。

高音量铃声与高保真通话质量,于100分贝嘈杂环境中仍能清晰通话。

高容量电池和优秀的电源管理设计,待机时间大于7天(功能全开),通话时间大于10小时。

从上述标准来看,凡是通过了OEPT的手机,应该是无坚不摧的,在绝大部分严苛环境下使用都应该没有问题。仅从外观来看,AGM通过OEPT的手机外观粗犷,整个手机基本上不存在超薄等难以满足防护要求的设计,反而是层层包裹。而且为了满足在室外环境下7天的待需求,AGM的防护型手机中只有一款是智能手机,其余的都是功能机。这一款智能手机的配置在今天看起来也落伍到了极点,SoC芯片采用了高通的S48225,双核Cortex-A5架构,主频仅为1GHz,屏幕也只有3.2英寸。如此低配置的原因也很明显:为了保证尽可能长的电池使用时间。

纵观市场中的产品,目前以防护能力为主打的手机,其本身性能和外观设计都肯定以坚固安全为第一优先,和传统意义上轻薄美观的设计肯定是背道而驰的。对普通用户来说,如果没有特别需求,也没有必要购买此类产品,一般防护型手机具备的IP57就已经可以满足大多数用户的需求了。

这种专门为野外防护市场设计的防尘、防水、防跌落手机,外形兼顾厚实,完全不追求一般手机的轻薄绚丽。
这种专门为野外防护市场设计的防尘、防水、防跌落手机,外形兼顾厚实,完全不追求一般手机的轻薄绚丽。

三星GALAXY S4 Active

虽然三星已经发布了GALAXY S5,但不可否认的是,GALAXY S4在目前依旧是三星的当家花旦。在GALAXY S4系列中,GALAXY S4 Active算是一个异类。首先,它在外观上看起来和正统的GALAXY S4差距还是比较大的,多了金属外壳、螺丝装饰以及突出的按键。其次,除了外观上的差异之外,GALAXY S4 Active的大优势在于支持IP67级别的防尘防水功能。这个级别的特点就是完全防尘,并且可以将手机浸泡在1米深的水中,长30分钟不会进水。

在硬件配置方面,GALAXY S4 Active相比GALAXY S4略微缩减了一些。GALAXY S4 Active的处理器采用了高通骁龙600,虽然不算顶尖,但是满足用户日常需求已经完全足够。屏幕方面则是1920×1080分辨率、5英寸,也是目前的主流规格。内存方面GALAXY S4 Active拥有2GB的RAM和16GB的ROM,支持内存扩展(不过需要用户拧下后盖螺丝才能加入新的micro SD卡)。主摄像头像素达到了800万,也是目前的主流规格。

总的来看,GALAXY S4 Active补全了三星在产品设计和功能上的短板,以不错的硬件规格搭配极为优秀的防尘、防水设计,成为防护手机市场中不错的选择。


三星的GALAXY S4 Active也是为防水、防尘而生,外观设计相比之前的GALAXY S4做出了很大的改进。

华为的Ascend D2也能够提供有限防水、防尘能力,算是给国内高端智能手机厂商开了个好头。
华为的Ascend D2也能够提供有限防水、防尘能力,算是给国内高端智能手机厂商开了个好头。

华为Ascend D2

华为Ascend D2是目前国产手机中为数不多的支持防护功能设计的手机。这款手机可以支持IP54级别的防尘、防水功能。IP54级别对应的是防尘和防水泼溅,不过不能浸入水中。

虽然在防护能力上,华为倾向于提供稳定够用的设计,没有太过激进。但考虑到它的外观,华为Ascend D2就显得颇为出色了。这款手机无论在设计还是规格上都相当不错,尤其是AscendD2的厚度只有9.4mm,是目前相对较薄的手机产品之一,再加上其做工和金属边框的使用,使得其外观抢眼、手感优秀,是不可多得的国产精品。除此之外,硬件配置上Ascend D2也相对不错,处理器采用的华为自家的K3V2,内存为2GB,存储空间高达32GB,不支持外置扩展SD卡,但这一容量的存储空间完全可以满足一般用户的需求了。屏幕方面,华为Ascend D2采用了一块5英寸、1920×1080分辨率的屏幕,整体显示效果不错。摄像头方面Ascend D2的主摄像头为1300万像素,足以满足一般用户的需求。

小结

从目前防护手机的市场宣传和产品情况来看,三防甚至“更多防护”除了在给消费者带来一些便利的同时,实际上还有一方面作用是宣传的噱头。对于在城市中使用手机等电子产品的消费者来说,能遇到或者需要防护型手机的场合并不多。一般让人头疼的手机防水问题,只要达到IPX6或者IPX7级别,就基本上可以应付手机不慎溅水、浸水的情况了。而手机在浸水方面更高的需求,本身实现工艺非常复杂,成本不菲且意义不大,也没有太多厂商关注。而且一般来说,只要手机能做到防水,那么大多能在一定程度上起到防尘的作用,考虑到目前在城市中使用电子产品的环境,绝对意义上的防尘其实没有必要。

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