“为了增加通行效率，在今年的政府工作报告中指出，两年内基本取消全国高速公路省界收费站！这些省界收费站的取消将极大提高公路的通行效率这样，就可以减少交通运输的成本尤其是减少时间成本。”这里说取消收费站并不是取消收费，而是用科技手段取代人工收费，因此就需要小型化的一体化机柜安放科技设备，为此我司规划了这个高速公路一体化智慧机柜的方案。

一、高速公路一体化智慧机柜设计思路和原则

1、创新型结构设计
    雷迪司高速公路一体化智慧机柜采用“拼装式模块化”的创新型结构设计，客户可现场快速安装，各功能模块分步安装，预留线槽、孔以及对插端子;设备安装方便、线缆走线便捷美观。
2、功能模块化设计
    雷迪司高速公路一体化智慧机柜集电源转换供应、后备电源（N+1）储能、数据采集、数字报警、摄像单元、智能温控等多个功能模块于一体，实现了产品的高可靠性、高集成性、易维护性。
3、远程网管功能
    雷迪司高速公路一体化智慧机柜配套的后台设备运维管理系统，能够配合甲方需求，进行远程监测高速公路一体化智慧机柜内设备的状态(设备工作状态、逆变与整流电源运行状态、环境状态、门开合状态等)、处理工作异常或设备故障(自动巡检、主动告警、1000条日志记录、GPS定位、设备自动上线等)、实时远程管理(信息查询、参数配置、自动同步、远程开关控制等)。

二、主要功能介绍

1、主柜体

机柜内部包含嵌入式开关电源、逆变电源、100AH 48V铁锂电池、电源防雷、配电单元、动环监控、摄像单元、无水空调、风扇、照明灯及传感器，机柜内单元采用标准19英寸安装、接线方便，每个单元均可独立更换。机柜适合户外环境使用，具备防雨、防尘、通风散热、抗紫外线（耐老化）、防盗、防锈；箱体具有明显标识，表明机柜用途等；箱体大小根据配套设备的数量和尺寸来设计，并预留充足的空间，方便设备安装和维护。工作温度范围-40℃～+85℃，工作湿度≤95%RH；机箱工作电压范围AC165～AC264V；防护等级符合IP55。

2、集中供电

柜内配备一个3U配电单元，配电单元由1路32A/2P市电输入、1路32A/2P油机输入（带互锁）、1路B级/2P防雷器、2路32A/1P和4路智能空开交流输出、3路16A/1P直流输出及铜牌组成配电单元来集中给设备供电。

3、不间断逆变电源

   柜内配备两台1KVA的不间断逆变电源给设备供电，UPS电源的特点：纯正弦波输出，零转换时间,有效保证了负载不间断运行的可靠性。 CPU微处理器控制，逆变电源系统自诊断、自保护，大幅延长UPS的使用寿命。
   * 智能化管理,市电故障时可实现数据自动存储
   * 蓄电池在线管理，大幅延长蓄电池寿命，保护用户投资
   * 直流开机，无须市电可用蓄电池启动UPS及负荷机器
   * 全天候EMI/RFI滤波器防止了杂讯导致的数据错误
   * 可搭配发电机使用，有效净化发电机所产生的不良电力
   * 采用SPWM脉宽调制技术、IGBT功率模块,强力抗干扰,输出波形纯正
   * 充电速度快，长效机可提供约5-10A的初始充电电流
   * 绿色环保电源，输入功率因数高达95%以上，避免对电网的污染

4、DC48V 100AH磷酸铁锂电池组

根据高速公路的使用场景的高温特性和设备的功耗，我们选用DC48V 100AH磷酸铁锂电池电池，磷酸铁锂电池的特点：
1)磷酸铁锂电池的寿命长，循环寿命在2000次以上。在同样的条件下，磷酸铁锂电池可使用7到8年的时间。
2)使用安全。磷酸铁锂电池经过严格的安全测试。
3)充电快速。使用专用充电器，1.5C充电40分钟即可以使电池充满。
4)磷酸铁锂电池耐高温，磷酸铁锂电池热风值可以达到350到500摄氏度。
5)磷酸铁锂电池的容量大。
6)磷酸铁锂电池没有记忆效应。
7)磷酸铁锂电池绿色环保，无毒，无污染，原材料来源广泛，价格便宜。
选用100AH铁锂电池的依据：
例如柜内设备总功耗为1000W，则换算成DC48V直流工作电流为
1000W÷48V=20.8A；
100AH÷20.8A=4.8H；
    所以在市电停电的情况下，DC48V 100AH的磷酸铁锂电池能为总功耗100W的负载供电4.8个小时左右，两组配置可以满足8小时备电需求。

5、动环监控

智能动环监控单元通过外接DC48V或者AC220V供电，可以提供1路10M/100M以太网口；路GPRS+GPS通信；1路温湿度测量；4路通用模拟量测量（AI）；2路交流电压检测；1路蓄电池组总电压测量；8路数字量输入（DI）；8路数字量输出（DO）；4路串口（包括8路RS485串口和2路RS232串口）等功能。
1）柜内状态检测功能：
   温湿度检测：配备温湿度传感器，实时采集本地显示温湿度，并上传柜内温湿度情况；柜内温度过高上传高温告警。
柜门状态检测：实时检测柜门状态，柜门非法打开告警；柜门开启后，上报开门告警警。
烟雾状态检测：实时检测柜内是否有烟雾，当柜内有烟雾是，上传烟雾告警。
水浸状态检测：实时检测柜内是否有进水，当柜内有进水是，上传水浸告警。
2）箱内设备检测功能：
防雷器状态检测：实时检测防雷器好坏状态，。
220V强电检测监测：实时监测并上传电压状态，当市电断电时，上传市电断电告警。
电池组检测监测：实时监测并上传电压状态，当电池组电压过低时，上传电池组电压过低告警。
设备状态检测：通过RS485或RS232读取4路设备的数据，并将数据上传给数据中心。
3）远程控制功能：
温控控制：可远程控制无水空调启停。
风扇控制：可远程控制风扇启停。
照明灯控制：可远程控制照明灯开关。
断路器控制：可实现远程断电重启。
复位控制：可远程控制系统复位。

6、节能型直流无水变频空调

该产品是一款DC48V，1000W制冷量的空调，采用智能控制器根据环境温度的变化而自动检测、自动运行，并记录整个系统的运行时间、功耗、事件及历史数据，数据可存储100条事件信息、1280条历史数据记录、可查询256天的日志信息。
无水空调特点：
1)空调制冷所产生的冷凝水，利用独特设计把水引到冷凝器上，利用冷凝器的热量将水消耗完全，无需排水可达到“自产自消”的效果，同时、低温的令凝水有效降低空调负荷，压缩机运作电流下降，实现节能目的。
2)构思新颖，整体技术设计先进，从机械到硬件，从控制到云平台，都远远超越同行，制冷系统合理的设计，电气元件的选配，打水系统部分完美的设计，合理并简易安装方式等设计，既可以对设备制冷降温，又不需要排冷凝水，适用于任何场所，解决了所有排水困难问题，在附图结构可以看出，设计精巧，部件协调良好，配合电信电力行业机柜使用防水等级均达到IP55以上！
3)自带干接点告警输出与RS485通信接口。
4)系统设计有高/低温保护，使用更安全。