機(jī)電設(shè)備教案

機(jī)電設(shè)備1機(jī)電設(shè)備介紹機(jī)電設(shè)備主要分為電動(dòng)欄桿機(jī)，費(fèi)額顯示器，天線，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，聲光警報(bào)器，地感線圈，設(shè)備亭及亭內(nèi)設(shè)備。1.1設(shè)備亭及亭內(nèi)設(shè)備設(shè)備亭設(shè)備亭內(nèi)設(shè)電纜分線盒、配電盤、插座等，并設(shè)有通風(fēng)、消防設(shè)施等，設(shè)備亭內(nèi)鋪防靜電活動(dòng)地板。設(shè)備亭基本技術(shù)指標(biāo)：長(zhǎng)1.8m，寬1.7m，高2.2m，采用后開(kāi)門形式。設(shè)備亭選用的所有制造材料均滿足無(wú)毒、無(wú)污染的要求。外殼選用不銹鋼板加工而成。亭內(nèi)設(shè)備設(shè)備亭內(nèi)主要安放車道控制器，車道控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)車道設(shè)備的管理和控制，下載費(fèi)率表、黑名單等，進(jìn)行圖象抓拍，并保存40天的收費(fèi)數(shù)據(jù)?？刂破髦饕晒I(yè)控制機(jī)、接口板、電源和設(shè)備機(jī)箱等部分組成。(1)工業(yè)控制主要配置：工業(yè)級(jí)CPU母板，充分電磁兼容設(shè)計(jì)，低功耗，全面故障自我診斷能力及報(bào)警提示；1個(gè)并口，6個(gè)以上串口；配置視頻捕捉卡，（只限于出口車道）；10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡。(2)擴(kuò)展接口板具有對(duì)外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(hù)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(shè)備機(jī)箱繼電器：觸點(diǎn)電流容量需大于實(shí)際電流10倍以上，壽命5×106次以上；風(fēng)扇：需采用含油軸承，免維護(hù)高可靠風(fēng)扇，確保機(jī)箱內(nèi)產(chǎn)生正氣壓以防止灰塵堆積；電源控制：車道控制器需對(duì)總電源和工控機(jī)等各獨(dú)立設(shè)備電源分別控制，并做抗干擾處理；設(shè)備機(jī)箱：便于安裝和內(nèi)部維修，門框和進(jìn)線孔加密封橡膠墊圈，不設(shè)通風(fēng)孔，保證機(jī)箱防水、防塵。(4)電源防雷保護(hù)器放電電流等級(jí)：5KA；最大放電電流：25KA；防護(hù)級(jí)別：1.8KV；可防護(hù)的內(nèi)部短路電流：10KA。(5)其它技術(shù)指標(biāo)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(shí)；MTTR：1小時(shí)。(6)顯示器所有的顯示和指示應(yīng)在照明條件下清晰可見(jiàn)，收費(fèi)員或管理人員能容易地調(diào)節(jié)屏幕的反差（對(duì)比）度。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：15”以上液晶顯示器；1024×768分辨率以上；振動(dòng)：10～55Hz；沖擊：50g，11ms；環(huán)境溫度：0～50℃；相對(duì)濕度：5～95%非冷凝；MTBF：大于15000小時(shí)；MTTR：小于0.5小時(shí)。1.2電動(dòng)欄桿機(jī)為保證合法用戶不停車通過(guò)，ETC車道應(yīng)采用高速欄桿。在沒(méi)有車輛通過(guò)時(shí)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(qiáng)級(jí)反光膜；當(dāng)電動(dòng)欄桿發(fā)生故障或斷電時(shí)，欄桿應(yīng)始終處于豎直狀態(tài)；當(dāng)欄桿處于豎直狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)欄桿距收費(fèi)車道邊緣不小于450mm；當(dāng)自動(dòng)欄桿在下落時(shí)，車輛檢測(cè)器發(fā)現(xiàn)有車通過(guò)時(shí)，欄桿應(yīng)能自動(dòng)停止下落并反向抬起；當(dāng)車輛水平?jīng)_撞欄桿時(shí)，欄桿體及機(jī)箱連接部應(yīng)有脫離裝置，使欄桿體在車輛碰撞力作用下水平移開(kāi)；欄桿的啟動(dòng)和停止要平穩(wěn)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：欄桿抬起時(shí)間小于0.7秒；MTBF：大于1,000,000起落次；MTTR：小于0.5小時(shí)；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(fèi)額顯示器(1)基本要求采用點(diǎn)陣式顯示屏，在長(zhǎng)期暴露于太陽(yáng)光的環(huán)境條件下，其可見(jiàn)性不能降低。收費(fèi)顯示屏可自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)光強(qiáng)度，以防止在夜間產(chǎn)生眩光影響司機(jī)視覺(jué)，又節(jié)省了能源，防止器件過(guò)早惡化。至少能夠顯示三行漢字，每行不少于8個(gè)16點(diǎn)漢字。(2)技術(shù)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(duì)濕度：10%～95%非冷凝；MTBF：大于15，000小時(shí)；MTTR：小于0.5小時(shí)；箱體防護(hù)等級(jí)：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(gè)微波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，負(fù)責(zé)調(diào)制/解調(diào)信號(hào)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(wú)線通訊的方式，及電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、采集和更新標(biāo)簽中的收費(fèi)信息，并通過(guò)串行口及車道控制器通訊。微波讀寫控制器應(yīng)具備以的功能微波讀寫控制器應(yīng)具備以下功能：RSU和OBU之間的DSRC應(yīng)符合GB/T20851.1-2007(電子收費(fèi)專用短程通信物理層)、GB/T20851.2-2007(電子收費(fèi)專用短程通信數(shù)據(jù)鏈路層)、GB/T20851.3-2007(電子收費(fèi)專用短程通信應(yīng)用層)的相關(guān)規(guī)定。內(nèi)置RSU應(yīng)內(nèi)置符合JR/T0025安全交易規(guī)范規(guī)定的PSAM作為安全認(rèn)證模塊，所有的加密和認(rèn)證過(guò)程均通過(guò)PSAM的方式進(jìn)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(shù)，多車道互不干擾。先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多OBU交易。可存儲(chǔ)8,000交易信息。兼容單片/兩片式電子標(biāo)簽，提供多自由度可調(diào)的安裝方式?？膳渲锰炀€工作方式，且發(fā)射功率軟件可調(diào)。微波讀寫控制器技術(shù)指標(biāo)要求微波鏈路特性：下行鏈路技術(shù)要求見(jiàn)下表序號(hào)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(diào)制方式ASKFSK11調(diào)制系數(shù)／調(diào)制誤差調(diào)制系數(shù)：0.5～0.9調(diào)制誤差：-200kHz～+200kHz12頻率偏移－±512kHz13編碼方式FM0MANCHESTER14位速率256kbps1Mbps15位時(shí)鐘精度±100×10-6±20×10-616OBU喚醒方式15～17個(gè)周期14kHz方波b同左17OBU喚醒時(shí)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(nèi)1×10-6以內(nèi)22前導(dǎo)碼32位，16位“1”+16位“0”16位“0”23后導(dǎo)碼最多8位最多8位a對(duì)應(yīng)載波2.5倍信道帶寬以外。bRSU強(qiáng)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(hào)喚醒。上行鏈路技術(shù)要求見(jiàn)下表序號(hào)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(diào)制方式ASKFSK11調(diào)制系數(shù)／調(diào)制誤差調(diào)制系數(shù)：0.5～0.9調(diào)制誤差：-200kHz～+200kHz12頻率偏移－±512kHz13編碼方式FM0MANCHESTER14位速率512kbps1Mbps15位時(shí)鐘精度±100×10-6±20×10-616RSU接收靈敏度≤-70dBm同左17BER10×10-6以內(nèi)1×10-6以內(nèi)18前導(dǎo)碼32位，16位“1”+16位“0”16位“0”19后導(dǎo)碼最多8位最多8位a對(duì)應(yīng)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(diào)幅電磁波可靠性MTBF≥70000小時(shí)工作壽命15年1.5數(shù)字?jǐn)z像機(jī)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)是能夠自動(dòng)完成視頻圖像采集、壓縮并傳輸?shù)耐獠吭O(shè)備。它可以在抓拍線圈的控制下采集圖像或者自動(dòng)定時(shí)采集，傳輸方式為以太網(wǎng)接口TCP/IP協(xié)議，支持客戶機(jī)和服務(wù)器兩種模式，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以不受地域限制，將識(shí)別結(jié)果傳送到系統(tǒng)服務(wù)器。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)：自動(dòng)完成視頻圖像采集、壓縮并傳輸；可通過(guò)串口或觸發(fā)信號(hào)控制視頻圖像采集；支持自動(dòng)定時(shí)采集功能；可自行定義圖片分辨率；可自行定義采集間隔時(shí)間；以太網(wǎng)接口TCP/IP協(xié)議，支持客戶機(jī)和服務(wù)器兩種模式；DSP嵌入式設(shè)計(jì)、不需操作系統(tǒng)、多重硬件監(jiān)控設(shè)計(jì)，運(yùn)行穩(wěn)定、不死機(jī)；體積小、功耗低，便于安裝維護(hù)。1.6聲光警報(bào)器報(bào)警器用于非ETC用戶、無(wú)效OBU或ETC專用卡內(nèi)金額不足以支付通行費(fèi)的車輛誤入ETC車道時(shí)的聲光報(bào)警，采用黃閃聲光報(bào)警器，報(bào)警器發(fā)出的聲響和閃光應(yīng)使收費(fèi)廣場(chǎng)范圍內(nèi)的人員可聽(tīng)見(jiàn)和/或看見(jiàn)。1.7地感線圈線圈電纜由截面積不小于1.5mm2的多股銅導(dǎo)線構(gòu)成，應(yīng)用于超低壓電路（AC32V以下）；埋設(shè)后的環(huán)形線圈絕緣電阻：>10M；電感量范圍：70～1000H。2線圈鋪設(shè)，管道鋪設(shè)及天線安裝2.1線圈鋪設(shè)概敘Etc系統(tǒng)采用設(shè)備前置方案，即電子標(biāo)簽讀寫天線、天線控制器、電動(dòng)欄桿、通行信號(hào)燈、黃色閃光報(bào)警器等安裝在車道前部，在電動(dòng)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(jì)6個(gè)線圈。單個(gè)線圈只能鋪設(shè)在一塊整板上，不能經(jīng)過(guò)伸縮縫主線在經(jīng)過(guò)伸縮縫處要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，防止主線拉斷。線圈上下方要鋪沙，防止樹(shù)脂包裹線圈線圈布局1．地感線圈布局各設(shè)備集成商根據(jù)收費(fèi)廣場(chǎng)路型、天線安裝位置及覆蓋范圍以及車道邏輯實(shí)現(xiàn)方式，嚴(yán)格按照?qǐng)D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(gè)線圈所在區(qū)域橫向及縱向均路面盡可能避開(kāi)路面裂縫及伸縮縫；根據(jù)線圈布局無(wú)法避開(kāi)裂縫或者損壞路面，考慮更換水泥板塊路面；2）放樣標(biāo)記采用油漆等防水材料，根據(jù)設(shè)計(jì)布局要求標(biāo)記準(zhǔn)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(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，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(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，要求切縫底部平順；主線槽及單個(gè)線圈切縫底部平順聯(lián)通；主線槽應(yīng)及島面管道貫通。4.布線敷設(shè)清洗單個(gè)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(nèi)無(wú)泥砂等雜物，清洗結(jié)束后同時(shí)檢查所有切縫底部是否平順無(wú)尖角。干燥線圈切縫及主線槽清洗結(jié)束后，應(yīng)用空壓機(jī)將槽內(nèi)留存的水吹出路面，同時(shí)用汽油噴燈將切縫及主線槽內(nèi)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(jié)，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(guò)路面裂縫及伸縮縫處需加套管，套管長(zhǎng)度至少1米，套管大小根據(jù)線徑適宜。測(cè)試埋設(shè)后的環(huán)形線圈于接線端子處檢測(cè)：絕緣電阻>10M；電感量范圍：120～180H澆注布線完畢檢測(cè)合格后切縫及線槽內(nèi)澆注環(huán)氧樹(shù)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(shè)每個(gè)島頭有ф60*3的鍍鋅鋼管6根，管內(nèi)必穿鐵絲鋼管埋的深度：500mmETC線井500*500*550mm需在霧燈基礎(chǔ)、天線基礎(chǔ)、欄桿機(jī)基礎(chǔ)、費(fèi)顯基礎(chǔ)、攝像機(jī)基礎(chǔ)下預(yù)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(hào)覆蓋寬度應(yīng)可調(diào)整在3m×7.5m范圍內(nèi)外場(chǎng)施工時(shí)，在上架前需要RSU的結(jié)構(gòu)件在地面上組裝完畢，并將天線角度預(yù)調(diào)到該站點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)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(yù)先制定的角度接近。設(shè)備安裝完畢前，需用量角器最終測(cè)量天線的實(shí)際角度，盡可能達(dá)到預(yù)設(shè)角度，上下浮動(dòng)角度±3度以內(nèi)。線纜及RSU之間的連接時(shí)需用手將接頭按照線序擰入設(shè)備接頭，以手力擰不動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)。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(hù)。3.ETC車道工作流程及設(shè)備使用維護(hù)3.1ETC車道工作流程當(dāng)ETC系統(tǒng)檢測(cè)到車輛進(jìn)入ETC車道時(shí)，安裝在路測(cè)的微波天線及安裝在汽車檔風(fēng)玻璃上的“電子標(biāo)簽”自動(dòng)進(jìn)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(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息識(shí)別出車輛信息，并根據(jù)行駛里程和費(fèi)率從其帳號(hào)中扣除通行費(fèi)。交易完成后，車道電動(dòng)欄桿自動(dòng)升起，放行車輛，車輛通過(guò)后，欄桿自動(dòng)降下。整個(gè)收費(fèi)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，用戶可不停車快速通過(guò)ETC收費(fèi)車道。車輛進(jìn)入通訊范圍，首先壓到觸發(fā)線圈，啟動(dòng)讀寫天線；讀寫天線及電子標(biāo)簽進(jìn)行通訊，判別車輛電子標(biāo)簽是否有效，如有效則進(jìn)行交易；無(wú)效則報(bào)警并保持車道封閉，直到車輛離開(kāi)檢測(cè)線圈。如交易成功，系統(tǒng)控制電動(dòng)欄桿抬升，通信信號(hào)燈變綠，費(fèi)額顯示器上顯示交易信息。車輛通過(guò)抓拍線圈時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行圖像抓拍，字符疊加器可將過(guò)車信息疊加到抓拍圖像鐘。車輛通過(guò)落桿線圈，欄桿自動(dòng)回落，通行信號(hào)燈變紅。系統(tǒng)保存交易記錄，并將其上傳至收費(fèi)站服務(wù)器，等待下一輛車進(jìn)入。入口ETC車道流程關(guān)鍵步驟說(shuō)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(hào)、OBU有效時(shí)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(hào)、卡類型、有效時(shí)間、卡網(wǎng)絡(luò)號(hào)、發(fā)卡方標(biāo)識(shí)、卡版本號(hào)。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(guò)區(qū)域號(hào)、路段號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車道號(hào)、過(guò)車時(shí)間、入口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、車型、車牌。出口ETC車道流程關(guān)鍵步驟說(shuō)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(hào)、OBU有效時(shí)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(hào)、卡類型、有效時(shí)間、卡網(wǎng)絡(luò)號(hào)、發(fā)卡方標(biāo)識(shí)、卡版本號(hào)。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(guò)區(qū)域號(hào)、路段號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車道號(hào)、時(shí)間、車型、車牌，入口狀態(tài)標(biāo)識(shí)。第六步入口信息有效性判定判斷是否有入口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、是否是有效的入口站編碼、入口時(shí)間有沒(méi)有超時(shí)、是否是回頭車、是否逆向車等。如過(guò)正常則計(jì)算應(yīng)繳通行費(fèi)，否則報(bào)警并退出本流程。第七步電子錢包扣款ETC專用卡必須對(duì)錢包文件進(jìn)行扣款操作。僅當(dāng)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(guò)區(qū)域號(hào)、路段號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車道號(hào)、時(shí)間、出口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、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(hào)、卡編