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高速ETC門架系統(tǒng)一體化柜動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

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公司名稱深圳市中聯(lián)創(chuàng)新自控系統(tǒng)有限公司
品牌
型號
所在地深圳市
廠商性質(zhì)生產(chǎn)廠家
更新時間2019/7/17 14:08:46
訪問次數(shù)2073

產(chǎn)品標簽:

ETC一體化智能機柜高速戶外柜一體化智能機柜

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康耐德（KonNad），始創(chuàng)于2000年，從成立之初，我們就一直專注于提供專業(yè)的接口轉(zhuǎn)換與信息聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，結合多年從事電信機房監(jiān)控產(chǎn)品的研發(fā)優(yōu)勢，秉承大系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的優(yōu)良品質(zhì)，歷經(jīng)十余年，先后研發(fā)出品了S-Net串口網(wǎng)橋、C2000 Plus系列串口設備聯(lián)網(wǎng)服務器等一系列廣泛應用于煤礦監(jiān)控、電力監(jiān)控、安防/門禁、酒店智能、樓宇自控、零售/POS、工業(yè)自動化、電信、金融、交通、醫(yī)療、通訊等行業(yè)的產(chǎn)品，為廣大客戶提供了*成本效益且穩(wěn)定可靠的串口通信、串口設備聯(lián)網(wǎng)及遠程IO采集控制的全面解決方案。

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　　康耐德為深圳市中聯(lián)創(chuàng)新自控系統(tǒng)有限公司（原深圳市東方數(shù)碼技術有限公司）旗下具有*自主知識產(chǎn)權的自有品牌，公司成立于2000年，是一家專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售各類接口轉(zhuǎn)換器的高科技公司，公司*為行業(yè)客戶提供各類串口聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)、個性化的解決方案，致力于成為行業(yè)客戶心目中Z省心的配件。公司成立以來，竭力提高自身產(chǎn)品的核心競爭力，組建了一支強大并不斷壯大的研發(fā)隊伍。
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高速ETC門架系統(tǒng)一體化柜動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng) 產(chǎn)品信息

2019年6月14日，公路科學研究院在北京國家會議中心召開“科技成果發(fā)布會”，中交國通公司發(fā)布了ETC門架系統(tǒng)一體化智能機柜產(chǎn)品。

ETC門架系統(tǒng)一體化智能機柜的研發(fā)需求源自于總理在2019年政府工作報告中提出的要深化收費公路制度改革，兩年內(nèi)基本取消全國高速公路省界收費站，實現(xiàn)不停車快捷收費，減少擁堵，便利群眾。目前交通運輸行業(yè)正在全力推進此項重大任務。

5月16日《深化收費公路制度改革取消高速公路省界收費站實施方案》，5月下旬，*又印發(fā)了《關于大力推動高速公路ETC發(fā)展應用工作的通知》，目前交通運輸行業(yè)正在全力推進此項重大任務；正在有序地進行升級改造，優(yōu)先解決高速公路省界收費站，部署ETC智能門架系統(tǒng)；其次解決高速公路出入口收費站，實現(xiàn)不停車快捷收費，減少擁堵。

ETC門架系統(tǒng)一體化柜簡介

ETC門架系統(tǒng)，需要吊裝在露天的高速公路上，ETC門架系統(tǒng)的一體化柜也安裝在門架旁，一體化柜需適應各種復雜氣候環(huán)境：暴曬、防塵防、防潮濕、防霉變、防鹽霧、防銹，要抗風、抗震。如下圖所示：

ETC門架系統(tǒng)一體化柜也叫ETC戶外一體化柜（簡稱:ETC一體化柜），其主要為門架車道控制機、工業(yè)交換機、收費系統(tǒng)PC等設備提供一體化收容和為門架設備提供可靠供備電，保障路側關鍵生產(chǎn)設備的可靠運行。根據(jù)業(yè)務需求選擇合適空間的戶外機柜，常見的如下圖：

為了給高速公路收費系統(tǒng)提供可靠的支撐，戶外柜將配置UPS電源及電池設備、空調(diào)設備、配電設備、網(wǎng)絡傳輸設備、環(huán)境監(jiān)控設備。如下圖所示：

ETC業(yè)務設備有：收費系統(tǒng)PC、車道控制器、天線控制器、RSU（Road Side Unit）設備等。

1. 項目概況

本項設計為“ETC門架系統(tǒng)一體化智能機柜”提供配套的一體化監(jiān)控系統(tǒng)。在解決方案層面采用*、可靠的動環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)品，實現(xiàn)以下四個目標：

提供穩(wěn)定可靠的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
為運維管理提供有效的信息。
具有可擴展性，可與第三方平臺對接。
節(jié)省運維管理費用，達到短期投資*受益的目的。

2. 建設內(nèi)容

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)涉及的監(jiān)控對象包括：

序號	監(jiān)控對象	數(shù)量	接口特性	備注
1	鋰電池包	2	RS485	電池包自帶BMS
2	UPS電源	1	RS485	或者48VDC開關電源+逆變器組合
3	柜門式空調(diào)	1	RS485
4	網(wǎng)絡交換機	1	SNMP
5	智能PDU	1	SNMP/RS485
6	配電單元	1	RS485
7	溫濕度傳感器	1	RS485
8	感傳感器	1	DI
9	浸傳感器	1	DI
10	智能機柜鎖	2	RS485
11	門磁傳感器	1	DI
12	200W紅外攝像頭	1	TCP
13	聲光報警器	1	DO	告警聯(lián)動輸出
14	12VDC柜內(nèi)LED燈	1	DO	燈光聯(lián)動：門開燈亮、門關燈滅
15	震動傳感器	1	DI	(選配)

3. 系統(tǒng)設計

3.1. 設計原則

*性：采用、國內(nèi)流行的*技術，適應技術發(fā)展需求；
成熟性：以實用為原則，采用成熟的經(jīng)過工程檢驗的*技術；
適用性：注重系統(tǒng)功能的適用性，不片面強調(diào)系統(tǒng)功能的多樣性，使構建的系統(tǒng)具有高的性價比；
開放性：采用開放的技術標準，能支持任意網(wǎng)絡設備和任意廠商產(chǎn)品；
標準化：采用標準化的設計，優(yōu)先選用標準化產(chǎn)品；
可擴展性：本工程應考慮到未來發(fā)展，在設計布線系統(tǒng)時應充分考慮系統(tǒng)的擴充、升級能力；方案具有平滑的擴容和升級能力，以適應建設方業(yè)務發(fā)展和管理的需要。
安全性及可靠性：采用嚴格的、安全的可靠性措施。保證系統(tǒng)正常運行、信息傳遞的安全及運行的可靠；
易管理、易維護性：應充分考慮到管理維護的可視化、層次化，應真正做到系統(tǒng)所有資源狀況一目了然。能充分保證將設備故障控制在盡可能小的范圍內(nèi)，不影響故障設備之外的設備和系統(tǒng)，保證各系統(tǒng)正常運行。
所選的室外設備，除滿足室外防、防塵以及防雷要求外，必須考慮低溫和高溫的影響，保證設備在此溫度時能夠正常工作。
開放的數(shù)據(jù)接口，監(jiān)控系統(tǒng)未來考慮與其他監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)。

3.2. 設計依據(jù)

整個系統(tǒng)的建設要遵循有關國家標準和標準，滿足但不限于以下技術標準及規(guī)范：

編號	標準	名稱	備注
	GB50174-2017	《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》
	GB50462-2015	《電子信息系統(tǒng)機房施工及驗收規(guī)范》
	GB50311-2007	《綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》
	GB50312-2007	《綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》
	GA/T75-94	《安全防范工程程序與要求》
	GA/T74-2000	《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》
	(GB50116-2008)	《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》
	GB20815-2006	《視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設備》
	GB50395-2007	《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設計規(guī)范》
	GB50396-2007	《出入口控制系統(tǒng)工程設計規(guī)范》
	GA/T644-2006	《電子巡查系統(tǒng)技術要求》

3.3. 系統(tǒng)架構

如圖示，單套系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集層、一體化數(shù)據(jù)采集器、展示層組成。

一、數(shù)據(jù)采集層

由單個機柜內(nèi)的采集傳感器、被監(jiān)控的對象組成。其中：

UPS、精密空調(diào)、智能機柜鎖通過RS485接入一體化數(shù)據(jù)采集器；
漏（DI）、感（DI）、門磁（DI）、電鎖（DO）、溫濕度（RS485）接入一體化數(shù)據(jù)采集器；

二、一體化數(shù)據(jù)采集器

接入機柜內(nèi)的傳感器和智能設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、解析、存儲、上傳，完成單個機柜的設備環(huán)境監(jiān)控管理，提供頁面展示、告警管理、報表管理等功能。具備以下特點：

穩(wěn)定可用：嵌入式主機采用ARM Cortex A9 32位處理器，eMMC內(nèi)嵌式存儲器，無機械硬盤設計，減少存儲器故障。整機低功耗、穩(wěn)定性好，可勝任-40~85℃寬溫工作環(huán)境。
功能豐富：LINUX操作系統(tǒng)，采用底端協(xié)議解析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、解析、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、報警、配置管理，支持web瀏覽器顯示監(jiān)控組態(tài)界面
獨立系統(tǒng)：可外接工業(yè)屏作或KVM為一個獨立的本地動環(huán)系統(tǒng)使用，支持北向接口上傳DCIM/動環(huán)。
便捷管理：同時接入動環(huán)、門禁、視頻、報警設備等，組網(wǎng)管理更輕松、便捷。
運行穩(wěn)定：基于ARM架構的嵌入式設計，10年+*運行。
配置便捷：采用Web遠程配置，簡單培訓可上手，配置文件一鍵導出復制。
維護便捷：RJ45接線口支持供電，減少布線、安裝便捷、、上電自動下載配置信息。
支持北向接口（如SNMP），可向第三方平臺提供數(shù)據(jù)接口。

三、展示層

一體化數(shù)據(jù)采集器支持Web訪問界面。
一體化數(shù)據(jù)采集器支持HDMI/VGA通過KVM查看本地界面。

4. 設備監(jiān)控

UPS	通過 UPS 的智能接口獲取數(shù)據(jù)。監(jiān)測內(nèi)容包括：輸入相電壓、輸出相電壓、旁路相電壓、輸入相電流、輸出相電流、旁路相電流、輸出頻率、系統(tǒng)負載、電池充電程度、電池后備時間、輸入電壓越限、輸出電壓越限、輸出頻率越限、過載、電池工作模式、旁路工作模式、系統(tǒng)報警、整流器報警、逆變器報警、關機、旁路電壓超限等。
電池包	通過電池包的智能接口獲取數(shù)據(jù)。監(jiān)測內(nèi)容包括：電壓、電流、剩余容量、溫度等。
配電柜	通過配電柜的智能接口獲取數(shù)據(jù)。監(jiān)測內(nèi)容包括電壓、進出線電流、零線電流、電壓諧波、進出線電流諧波、進線漏電流、進出線有功電能、開關狀態(tài)等。
空調(diào)	通過空調(diào)的智能接口獲取數(shù)據(jù)。監(jiān)控內(nèi)容包括： 1、空調(diào)機組啟停控制及運行狀態(tài)顯示，過載報警監(jiān)測，送、回風溫度監(jiān)測，室內(nèi)外溫、濕度監(jiān)測，過濾器狀態(tài)顯示及報警，風機故障報警； 2、冷(熱)流量調(diào)節(jié)，加濕器控制，風閥調(diào)節(jié)，風機、風閥、調(diào)節(jié)閥連鎖控制，室內(nèi)空氣品質(zhì)監(jiān)測，(寒冷地區(qū))防凍控制，送回風機組與消防系統(tǒng)聯(lián)動控制。 3、針對精密空調(diào)，主要監(jiān)測其開、關狀態(tài)、送風溫度/濕度、回風溫度/濕度參數(shù)；遠程控制其開、關機。 4、針對普通空調(diào)，主要監(jiān)測其開、關機狀態(tài)，控制其開、關機，溫度設置；根據(jù)實際情況需要，可考慮其來電自啟動功能。
漏	部署漏探測器，主要是監(jiān)測有源區(qū)域的漏情況。一旦漏發(fā)生，及時準確地檢測到并通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警；同時可聯(lián)動排設備排，如聯(lián)動進出管的電磁閥開、關。
溫濕度	監(jiān)測機柜內(nèi)環(huán)境溫度、濕度值。
感	監(jiān)測機柜內(nèi)的霧告警。
門磁	監(jiān)測所有機柜的門磁開關狀態(tài)。
視頻	主要拍攝機柜正門的實時畫面，可設定與門禁開門/告警的聯(lián)動抓拍。

5. 系統(tǒng)功能

5.1. 界面功能

5.1.1. 系統(tǒng)首頁

展示單柜/多柜的重要運行參數(shù)，空間/電力設計上限；當前告警；監(jiān)控對象通訊狀態(tài)等。

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

UPS負載率
UPS電壓和電流
空調(diào)運行數(shù)量
空調(diào)送風及回風溫度
環(huán)境溫度，環(huán)境濕度
IT負荷，市電負荷，制冷負荷
安全運行天數(shù)，設備通訊異常數(shù)量
實時PUE，實時總功率，實時IT功率，PUE曲線
總電能，IT電能，其他電能及柱形圖

5.1.2. 電力拓撲

展示當前單柜/多柜的受電、饋電線路路由及各節(jié)點主要電力參數(shù)。

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

市電輸入電壓、電流、頻率，電能，功率負載率，電流負載率
配電圖
各個IT支路的電壓，電流，功率

5.1.3. 設備視圖

主要設備的監(jiān)控畫面。包括：UPS、空調(diào)、溫濕度、感等。

UPS監(jiān)控界面

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

UPS輸入輸出參數(shù)(可修改，包括但不限于電壓，電流，功率，頻率，負載率等)
UPS重要狀態(tài)信息(可修改)
UPS拓撲圖
電池組總電壓，總電流
電池組每節(jié)電池電壓，內(nèi)阻，溫度柱形圖及數(shù)據(jù)表格

空調(diào)監(jiān)控界面

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

回風溫度
送風溫度
回風濕度
空調(diào)狀態(tài)信息（包括但不限于機組運行方式，風機運行狀態(tài)等）
空調(diào)開關機
空調(diào)詳細參數(shù)（包括但不限于風機轉(zhuǎn)速，壓縮機轉(zhuǎn)速等）
空調(diào)設置參數(shù)（包括但不限于回風溫度設定，送風溫度設定，回風高溫告警等）

環(huán)境監(jiān)控界面

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

溫濕度
漏，應急風扇，感等設備狀態(tài)。

5.1.4. 告警記錄

任意時間段的告警記錄，包括：告警名稱、產(chǎn)生時間、結束時間、確認時間。

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

全部告警
告警類別分類
已確認告警
門禁事件

5.1.5. 歷史數(shù)據(jù)

提供告警、運行數(shù)據(jù)等歷史報表數(shù)據(jù)查詢。

監(jiān)控界面顯示內(nèi)容：

各個設備的歷史告警
歷史數(shù)據(jù)曲線圖
攝像頭抓拍圖片

5.1.6. 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)支持本地設置，支持如下功能：

查看系統(tǒng)版本，*信息
設備在線狀態(tài)
設備具體設備點值
短信告警及告警設置
門禁設置
采集器IP設置

5.2. 告警管理

告警通知：界面、短信（預留）。

告警等級：系統(tǒng)支持多級告警（一般告警、重要告警、緊急告警）。

告警抓拍：可設定告警聯(lián)動視頻抓拍，例如：門禁被打開時，系統(tǒng)會自動聯(lián)動攝像機進行抓拍。

告警展示：告警等級、告警描述、產(chǎn)生時間。

5.3. 北向接口

系統(tǒng)內(nèi)置北向服務，根據(jù)規(guī)范要求（默認提供SNMP接口），選取需要上傳的點值即可。

6. 組網(wǎng)方案

本項目將與各運營商合作，由運營商提供各個一體化柜接入網(wǎng)絡，實現(xiàn)與總監(jiān)控中心的互聯(lián)互通。

現(xiàn)場的接入網(wǎng)纖將有以下形式：光纖專線、4G、寬帶等

7. 技術優(yōu)勢

7.1. 硬件設備可靠

本項目中選用的一體化數(shù)據(jù)采集器具備的穩(wěn)定性，單臺設備可確保*運行超過10年。一體化數(shù)據(jù)采集器作為整套系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)源頭對接的設備，考慮到監(jiān)控對象→一體化數(shù)據(jù)采集器之間是單一連接，一體化數(shù)據(jù)采集器的穩(wěn)定性非常重要。

本項目采用ARM一體化數(shù)據(jù)采集器，具備以下技術特征：

高可靠設計：一體化數(shù)據(jù)采集器主板采用一體化ARM架構設計，整機功耗小于12W?？刂破鞫丝谥С?4KV/2KA國家4類防雷標準；高標準防潮防塵處理；全端口過流、過壓、防反接、防錯接保護。
雙看門狗、雙時鐘：雙看門狗設計確保一體化數(shù)據(jù)采集器在運行中*死機、數(shù)據(jù)*中斷。
電信級標準：工作環(huán)境滿足溫度：-40~85°C，相對濕度：5%~95%。
底層設備協(xié)議解析，支撐整體系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)解析，降低中心數(shù)據(jù)處理壓力。
底端離線報警技術，網(wǎng)絡中斷后報警依然可通過底端設備離線發(fā)送，解除報警對平臺的依賴性，提升底端設備智能平，強化系統(tǒng)可靠性。

ARM一體化數(shù)據(jù)采集器對比X86一體化數(shù)據(jù)采集器：

7.2. 數(shù)據(jù)采集精準

ARM一體化數(shù)據(jù)采集器具備“數(shù)字濾波+信號時間戳+離線存儲+斷點續(xù)傳”多種數(shù)據(jù)處理機制，確保監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集更精準。

數(shù)字濾波

ARM一體化數(shù)據(jù)采集器支持數(shù)字濾波，自動將采集數(shù)據(jù)中的干攏因素過濾，免除了外界干擾數(shù)據(jù)被采集后造成的系統(tǒng)誤報、漏報頻發(fā)。

信號時間戳（區(qū)別中心平臺信號時間戳）

一體化數(shù)據(jù)采集器自帶“時間戳”功能，一體化數(shù)據(jù)采集器對每次查詢值（RS485/DI/AI/SNMP接入設備信號）附加一個“時間戳”并上傳至中心。

離線存儲、斷點續(xù)傳

一體化數(shù)據(jù)采集器支持本地數(shù)據(jù)存儲，即使網(wǎng)絡中斷也不影響數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡恢復，自動同步本地數(shù)據(jù)。

采用“數(shù)字濾波+信號時間戳+離線存儲+斷點續(xù)傳”的價值體現(xiàn)：

解決因網(wǎng)絡中斷導致的數(shù)據(jù)追溯不準確的問題

舉例說明：若在中心平臺對所有信號添加時間戳，在出現(xiàn)網(wǎng)絡中斷故障及恢復后，系統(tǒng)會出現(xiàn)大批量類似下圖的歷史數(shù)據(jù)曲線。

原因：在采用中心平臺信號時間戳的情況下，網(wǎng)絡通訊中斷期間，電表數(shù)據(jù)無法上傳，待通訊恢復后數(shù)據(jù)再次上傳，中心平臺以當前接收到的用電量呈現(xiàn)并存入歷史數(shù)據(jù)，導致曲線出現(xiàn)斷崖式下跌和增長，實際情況應該是一條平滑的直線。

解決數(shù)據(jù)相對時間軸的滯后問題

即使在網(wǎng)絡通訊正常的情況下，考慮到設備到中心平臺的信號延時，采用中心平臺對信號添加時間戳，其結果數(shù)據(jù)與時間的匹配上存在滯后。反之，采用一體化數(shù)據(jù)采集器信號時間戳的方案可解決這一難題。

識別“僵尸設備”和“無效數(shù)據(jù)”

通過計算傳感器數(shù)據(jù)后一次更新時間與當前時間差值是否在系統(tǒng)設置的設備采集周期范圍內(nèi)，來判斷設備數(shù)據(jù)是否真實，更快速地識別“僵尸設備”和“無效數(shù)據(jù)”。

減少數(shù)據(jù)延遲導致的“誤報”

現(xiàn)象：在平臺上看到的一條“實時告警”，到現(xiàn)場去看設備，告警早已結束了（由于信號傳輸延遲+中心平臺時間戳導致）。時間戳解決：在一體化數(shù)據(jù)采集器點值上傳帶時間戳，滿足告警條件時，以點值的時間戳為告警產(chǎn)生時間，從而減少人工現(xiàn)場確認。

7.3. 數(shù)據(jù)采集快速

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集層考慮采用信號頭超時、數(shù)據(jù)濾波、的技術，確保設備到采集層的采集速度在5秒以內(nèi)。

設備-一體化數(shù)據(jù)采集器：信號頭超時

一體化數(shù)據(jù)采集器內(nèi)置Modbus采集指令做了優(yōu)化，在采集指令中增加了“信號頭超時”功能：對每一個串口下的每個地址設備反饋的數(shù)據(jù)做時長校驗，設定主機在發(fā)送單條采集指令后開始計時0.1秒，超過0.1秒后再向下一個地址的設備下發(fā)采集指令直至完成整個串口的輪詢。對比常規(guī)情況，通過0.1秒的時長校驗替換響應等待（常規(guī)串口輪詢過程中，若串口下單個備因自身故障無法反饋數(shù)據(jù)，那么此次一體化數(shù)據(jù)采集器的采集命令就一直卡著等待數(shù)據(jù)），終實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)采集。優(yōu)勢體現(xiàn)在：

單總線采集速度更快；
單總線多個手拉手設備中，不因單個設備數(shù)據(jù)中斷導致整條總線數(shù)據(jù)無法采集；
更快速地識別掉線設備（3秒內(nèi)識別）。

數(shù)據(jù)主動上傳機制

系統(tǒng)可自定義更新區(qū)間范圍，對于采集的數(shù)值在區(qū)間范圍內(nèi)變化的則不上傳給服務器，只有在區(qū)間范圍外的數(shù)值才會主動上傳給服務器，以節(jié)省帶寬資源和降低服務器硬盤頻繁的讀寫率。例如：1個溫濕度傳感器，如果這個溫濕度傳感器的溫度/濕度在連續(xù)24小時內(nèi)幾乎無任何變化，在這種情況下，一體化數(shù)據(jù)采集器無需實時上報溫濕度數(shù)據(jù)，中心平臺默認以上一次的溫度/濕度值進行記錄存儲。