機電設備教案

機電設備1機電設備介紹機電設備主要分為電動欄桿機，費額顯示器，天線，數(shù)字攝像機，聲光警報器，地感線圈，設備亭及亭內設備。1.1設備亭及亭內設備設備亭設備亭內設電纜分線盒、配電盤、插座等，并設有通風、消防設施等，設備亭內鋪防靜電活動地板。設備亭基本技術指標：長1.8m，寬1.7m，高2.2m，采用后開門形式。設備亭選用的所有制造材料均滿足無毒、無污染的要求。外殼選用不銹鋼板加工而成。亭內設備設備亭內主要安放車道控制器，車道控制器實現(xiàn)對車道設備的管理和控制，下載費率表、黑名單等，進行圖象抓拍，并保存40天的收費數(shù)據(jù)?？刂破髦饕晒I(yè)控制機、接口板、電源和設備機箱等部分組成。(1)工業(yè)控制主要配置：工業(yè)級CPU母板，充分電磁兼容設計，低功耗，全面故障自我診斷能力及報警提示；1個并口，6個以上串口；配置視頻捕捉卡，（只限于出口車道）；10/100M自適應網卡。(2)擴展接口板具有對外圍設備驅動功能的數(shù)據(jù)量I/O板；所有接口板和功能板必須附有光電隔離保護以減少雷電及高能浪涌的沖擊。(3)車道控制器外圍電路及設備機箱繼電器：觸點電流容量需大于實際電流10倍以上，壽命5×106次以上；風扇：需采用含油軸承，免維護高可靠風扇，確保機箱內產生正氣壓以防止灰塵堆積；電源控制：車道控制器需對總電源和工控機等各獨立設備電源分別控制，并做抗干擾處理；設備機箱：便于安裝和內部維修，門框和進線孔加密封橡膠墊圈，不設通風孔，保證機箱防水、防塵。(4)電源防雷保護器放電電流等級：5KA；最大放電電流：25KA；防護級別：1.8KV；可防護的內部短路電流：10KA。(5)其它技術指標電源：220V±20%，50Hz±2%工作環(huán)境：溫度-30℃～60℃，濕度95%在-5℃～60℃之間；MTBF：20000小時；MTTR：1小時。(6)顯示器所有的顯示和指示應在照明條件下清晰可見，收費員或管理人員能容易地調節(jié)屏幕的反差（對比）度。其主要技術指標如下：15”以上液晶顯示器；1024×768分辨率以上；振動：10～55Hz；沖擊：50g，11ms；環(huán)境溫度：0～50℃；相對濕度：5～95%非冷凝；MTBF：大于15000小時；MTTR：小于0.5小時。1.2電動欄桿機為保證合法用戶不停車通過，ETC車道應采用高速欄桿。在沒有車輛通過時保持常閉狀態(tài)。欄桿的斷面直徑為75mm，外表面推薦用泡沫材料，并且貼有紅、白相間的高強級反光膜；當電動欄桿發(fā)生故障或斷電時，欄桿應始終處于豎直狀態(tài)；當欄桿處于豎直狀態(tài)時，自動欄桿距收費車道邊緣不小于450mm；當自動欄桿在下落時，車輛檢測器發(fā)現(xiàn)有車通過時，欄桿應能自動停止下落并反向抬起；當車輛水平沖撞欄桿時，欄桿體及機箱連接部應有脫離裝置，使欄桿體在車輛碰撞力作用下水平移開；欄桿的啟動和停止要平穩(wěn)。其主要技術參數(shù)如下：欄桿抬起時間小于0.7秒；MTBF：大于1,000,000起落次；MTTR：小于0.5小時；電源AC220V±15%，50～60Hz；最小電流：50mA，最大電流5A；使用壽命大于5,000,000起落次或大于10年；操作溫度范圍：-20～+70℃。1.3費額顯示器(1)基本要求采用點陣式顯示屏，在長期暴露于太陽光的環(huán)境條件下，其可見性不能降低。收費顯示屏可自動調節(jié)發(fā)光強度，以防止在夜間產生眩光影響司機視覺，又節(jié)省了能源，防止器件過早惡化。至少能夠顯示三行漢字，每行不少于8個16點漢字。(2)技術參數(shù)字符尺寸（最?。?00mm×40mm；分辨率：大于48×128；發(fā)光亮度：1000mcd；貯存溫度范圍：-20℃～+70℃；操作溫度范圍：-20℃～+70℃；相對濕度：10%～95%非冷凝；MTBF：大于15，000小時；MTTR：小于0.5小時；箱體防護等級：IP65。1.4天線天線主要控制著微波讀寫控制器，微波讀寫控制器由微波天線和讀寫控制器組成。微波天線是一個微波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，負責調制/解調信號數(shù)據(jù)；讀寫控制器是控制發(fā)射和接收數(shù)據(jù)、以及處理收發(fā)信息的模塊。微波讀寫控制器以無線通訊的方式，及電子標簽進行數(shù)據(jù)交換、采集和更新標簽中的收費信息，并通過串行口及車道控制器通訊。微波讀寫控制器應具備以的功能微波讀寫控制器應具備以下功能：RSU和OBU之間的DSRC應符合GB/T20851.1-2007(電子收費專用短程通信物理層)、GB/T20851.2-2007(電子收費專用短程通信數(shù)據(jù)鏈路層)、GB/T20851.3-2007(電子收費專用短程通信應用層)的相關規(guī)定。內置RSU應內置符合JR/T0025安全交易規(guī)范規(guī)定的PSAM作為安全認證模塊，所有的加密和認證過程均通過PSAM的方式進行，PSAM卡通信速率不低于56kbps。支持高安全性電子錢包交易方式，符合PBOC規(guī)范。使用頻道隔離技術，多車道互不干擾。先進的防碰撞技術，支持多OBU交易。可存儲8,000交易信息。兼容單片/兩片式電子標簽，提供多自由度可調的安裝方式?？膳渲锰炀€工作方式，且發(fā)射功率軟件可調。微波讀寫控制器技術指標要求微波鏈路特性：下行鏈路技術要求見下表序號參數(shù)A類B類1載波頻率信道1：5.830GHz信道2：5.840GHz同左2占用帶寬≤5MHz≤5MHz3頻率容限±10×10-6±5×10-64≤+33dBm同左5雜散發(fā)射≤-36dBm／100kHz（30MHz～1000MHz）≤-40dBm／1MHz（2400MHz～2483.5MHz）≤-40dBm／1MHz（3400MHz～3530MHz）≤-33dBm／100kHz（5725MHz～5850MHz）≤-30dBm／1MHz（其它1GHz～20GHz）同左6鄰道泄漏功率比-30dB同左7天線半功率波瓣寬度水平面＜38°垂直面＜45°同左8天線極化右旋圓極化同左9XPD最大增益方向：RSUt≥15dB-3dB區(qū)域：RSUt≥10dB同左10調制方式ASKFSK11調制系數(shù)／調制誤差調制系數(shù)：0.5～0.9調制誤差：-200kHz～+200kHz12頻率偏移－±512kHz13編碼方式FM0MANCHESTER14位速率256kbps1Mbps15位時鐘精度±100×10-6±20×10-616OBU喚醒方式15～17個周期14kHz方波b同左17OBU喚醒時間＜5ms同左18OBU喚醒靈敏度≤-40dBm同左19OBU接收靈敏度≤-50dBm≤-70dBm20OBU接收帶寬5.825GHz～5.845GHz同左21BER10×10-6以內1×10-6以內22前導碼32位，16位“1”+16位“0”16位“0”23后導碼最多8位最多8位a對應載波2.5倍信道帶寬以外。bRSU強制要求發(fā)送該波形；OBU可選擇被該波形喚醒或者被正常通信幀信號喚醒。上行鏈路技術要求見下表序號參數(shù)A類B類1載波頻率信道1：5.790GHz信道2：5.800GHz同左2占用帶寬≤5MHz≤5MHz3頻率容限±200×10-6±20×10-64≤+10dBm同左5雜散發(fā)射≤-36dBm／100kHz（30MHz～1000MHz）≤-40dBm／1MHz（2400MHz～2483.5MHz）≤-40dBm／1MHz（3400MHz～3530MHz）≤-33dBm／100kHz（5725MHz～5850MHz）≤-30dBm／1MHz（其它1GHz～20

GHz）同左6鄰道泄漏功率比30dB同左7天線半功率波瓣寬度＜70°同左8天線極化線極化或右旋圓極化同左9XPD最大增益方向：RSUr≥15dB-3dB區(qū)域：RSUr≥10dB同左10調制方式ASKFSK11調制系數(shù)／調制誤差調制系數(shù)：0.5～0.9調制誤差：-200kHz～+200kHz12頻率偏移－±512kHz13編碼方式FM0MANCHESTER14位速率512kbps1Mbps15位時鐘精度±100×10-6±20×10-616RSU接收靈敏度≤-70dBm同左17BER10×10-6以內1×10-6以內18前導碼32位，16位“1”+16位“0”16位“0”19后導碼最多8位最多8位a對應載波2.5倍信道帶寬以外。環(huán)境特性參數(shù)規(guī)格使用溫度-40℃—+70℃保存溫度-60℃—+80℃抗電磁干擾10V/m0.1-1000MHzASK調幅電磁波可靠性MTBF≥70000小時工作壽命15年1.5數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機是能夠自動完成視頻圖像采集、壓縮并傳輸?shù)耐獠吭O備。它可以在抓拍線圈的控制下采集圖像或者自動定時采集，傳輸方式為以太網接口TCP/IP協(xié)議，支持客戶機和服務器兩種模式，可通過網絡可以不受地域限制，將識別結果傳送到系統(tǒng)服務器。數(shù)字攝像機主要技術指標：自動完成視頻圖像采集、壓縮并傳輸；可通過串口或觸發(fā)信號控制視頻圖像采集；支持自動定時采集功能；可自行定義圖片分辨率；可自行定義采集間隔時間；以太網接口TCP/IP協(xié)議，支持客戶機和服務器兩種模式；DSP嵌入式設計、不需操作系統(tǒng)、多重硬件監(jiān)控設計，運行穩(wěn)定、不死機；體積小、功耗低，便于安裝維護。1.6聲光警報器報警器用于非ETC用戶、無效OBU或ETC專用卡內金額不足以支付通行費的車輛誤入ETC車道時的聲光報警，采用黃閃聲光報警器，報警器發(fā)出的聲響和閃光應使收費廣場范圍內的人員可聽見和/或看見。1.7地感線圈線圈電纜由截面積不小于1.5mm2的多股銅導線構成，應用于超低壓電路（AC32V以下）；埋設后的環(huán)形線圈絕緣電阻：>10M；電感量范圍：70～1000H。2線圈鋪設，管道鋪設及天線安裝2.1線圈鋪設概敘Etc系統(tǒng)采用設備前置方案，即電子標簽讀寫天線、天線控制器、電動欄桿、通行信號燈、黃色閃光報警器等安裝在車道前部，在電動欄桿以前的位置依次排列觸發(fā)線圈、存在線圈、抓拍線圈、落桿線圈等共計6個線圈。單個線圈只能鋪設在一塊整板上，不能經過伸縮縫主線在經過伸縮縫處要進行適當?shù)奶幚?，防止主線拉斷。線圈上下方要鋪沙，防止樹脂包裹線圈線圈布局1．地感線圈布局各設備集成商根據(jù)收費廣場路型、天線安裝位置及覆蓋范圍以及車道邏輯實現(xiàn)方式，嚴格按照圖紙控制地感線圈尺寸、線圈間距以及線圈邊距。2.地感線圈放樣1）線圈施工放樣單個線圈所在區(qū)域橫向及縱向均路面盡可能避開路面裂縫及伸縮縫；根據(jù)線圈布局無法避開裂縫或者損壞路面，考慮更換水泥板塊路面；2）放樣標記采用油漆等防水材料，根據(jù)設計布局要求標記準確、清晰。3.線圈切割單線圈切割單線圈切割要求切縫連續(xù)勻直；單線圈切割要求切縫寬度及深度以設計圖紙為準，要求切縫底部平順；線圈銳角處需加切150mm*150mm倒角，倒角寬度及深度及線圈邊要求一致。主線槽切割主線槽切割要求切縫連續(xù)勻直；單線圈切割要求切縫寬度及深度以設計圖紙為準，要求切縫底部平順；主線槽及單個線圈切縫底部平順聯(lián)通；主線槽應及島面管道貫通。4.布線敷設清洗單個線圈以及主線槽切割完畢后用清水清洗切縫，要求切縫及槽內無泥砂等雜物，清洗結束后同時檢查所有切縫底部是否平順無尖角。干燥線圈切縫及主線槽清洗結束后，應用空壓機將槽內留存的水吹出路面，同時用汽油噴燈將切縫及主線槽內烤至干燥。布線線圈切槽底部先填塞一周泡沫填條，布線，要求布線平直，不扭曲，不打結，不損傷布線完畢再填塞一周泡沫填條引線雙絞處理，至少1米20周引線平順布入主線槽引線通過路面裂縫及伸縮縫處需加套管，套管長度至少1米，套管大小根據(jù)線徑適宜。測試埋設后的環(huán)形線圈于接線端子處檢測：絕緣電阻>10M；電感量范圍：120～180H澆注布線完畢檢測合格后切縫及線槽內澆注環(huán)氧樹脂，要求澆注填充飽滿，光滑，不起泡，不拋灑，不污染路面。2.2管道鋪設每個島頭有ф60*3的鍍鋅鋼管6根，管內必穿鐵絲鋼管埋的深度：500mmETC線井500*500*550mm需在霧燈基礎、天線基礎、欄桿機基礎、費顯基礎、攝像機基礎下預留管道口2.3天線安裝采用單柱安裝天線立柱方式，懸掛于車道正中掛裝高度不低于5.5m天線信號覆蓋寬度應可調整在3m×7.5m范圍內外場施工時，在上架前需要RSU的結構件在地面上組裝完畢，并將天線角度預調到該站點的標準天線角度。盡量保證固定件的主體垂直90度擺放，以便天線角度和預先制定的角度接近。設備安裝完畢前，需用量角器最終測量天線的實際角度，盡可能達到預設角度，上下浮動角度±3度以內。線纜及RSU之間的連接時需用手將接頭按照線序擰入設備接頭，以手力擰不動為標準。線纜及RSU之間的連接處需用防水膠泥和膠帶纏繞加以防護。3.ETC車道工作流程及設備使用維護3.1ETC車道工作流程當ETC系統(tǒng)檢測到車輛進入ETC車道時，安裝在路測的微波天線及安裝在汽車檔風玻璃上的“電子標簽”自動進行信息交換，及微波天線相連接的ETC車道控制器根據(jù)電子標簽中存儲的信息識別出車輛信息，并根據(jù)行駛里程和費率從其帳號中扣除通行費。交易完成后，車道電動欄桿自動升起，放行車輛，車輛通過后，欄桿自動降下。整個收費過程無需人工干預，用戶可不停車快速通過ETC收費車道。車輛進入通訊范圍，首先壓到觸發(fā)線圈，啟動讀寫天線；讀寫天線及電子標簽進行通訊，判別車輛電子標簽是否有效，如有效則進行交易；無效則報警并保持車道封閉，直到車輛離開檢測線圈。如交易成功，系統(tǒng)控制電動欄桿抬升，通信信號燈變綠，費額顯示器上顯示交易信息。車輛通過抓拍線圈時，系統(tǒng)進行圖像抓拍，字符疊加器可將過車信息疊加到抓拍圖像鐘。車輛通過落桿線圈，欄桿自動回落，通行信號燈變紅。系統(tǒng)保存交易記錄，并將其上傳至收費站服務器，等待下一輛車進入。入口ETC車道流程關鍵步驟說明：第一步OBU有效性判定讀出OBU信息，判斷OBU是否有效；必須讀取的數(shù)據(jù)包括：OBU發(fā)行商代碼、OBU編號、OBU有效時間、車型。第二步讀卡品基本文件須讀出的數(shù)據(jù)包括：卡編號、卡類型、有效時間、卡網絡號、發(fā)卡方標識、卡版本號。第三步卡片有效性判定第四步黑名單判定第五步寫入入口信息須寫入的數(shù)據(jù)包括：通過區(qū)域號、路段號、站點號、車道號、過車時間、入口狀態(tài)標識、車型、車牌。出口ETC車道流程關鍵步驟說明：第一步OBU有效性判定讀出OBU信息，判斷OBU是否有效；必須讀取的數(shù)據(jù)包括：OBU發(fā)行商代碼、OBU編號、OBU有效時間、車型。第二步讀卡片基本信息文件需讀出的數(shù)據(jù)包括：卡編號、卡類型、有效時間、卡網絡號、發(fā)卡方標識、卡版本號。第三步卡片有效性判定第四步黑名單判定第五步讀入口信息須讀取的數(shù)據(jù)包括：入口通過區(qū)域號、路段號、站點號、車道號、時間、車型、車牌，入口狀態(tài)標識。第六步入口信息有效性判定判斷是否有入口狀態(tài)標識、是否是有效的入口站編碼、入口時間有沒有超時、是否是回頭車、是否逆向車等。如過正常則計算應繳通行費，否則報警并退出本流程。第七步電子錢包扣款ETC專用卡必須對錢包文件進行扣款操作。僅當扣款成功后才允許放行。第八步回寫出口信息須寫入的數(shù)據(jù)包括：通過區(qū)域號、路段號、站點號、車道號、時間、出口狀態(tài)標識、車型、車牌。第九步形成流水記錄流水記錄必須包括如下數(shù)據(jù)：車道序列號、卡編