智慧城市井蓋管理系統(tǒng)工作原理
隨著城市各項(xiàng)功能日益完善，井蓋也像巨大機(jī)器上的螺絲釘一樣鑲嵌在城市的各條街道。這些井蓋分屬市政、水務(wù)、通訊、燃?xì)狻崃�、電力、交管等多個(gè)行業(yè)部門，權(quán)屬復(fù)雜，管理難度大。其中電力、通訊線纜井蓋占相當(dāng)大的部分。
井蓋的被盜、缺失和損壞，主要造成兩方面的影響：給行人和車輛帶來安全隱患，變成馬路殺手；通過井蓋入口盜竊地下電線纜，影響供電和通訊。偷盜井蓋和盜竊地下線纜已成為當(dāng)前影響我國市政建設(shè)、電力、通訊安全的一個(gè)突出問題。目前所能有的解決辦法一是人防，二是物防，三是技防。
信息采集模塊安裝在井蓋底部，井蓋被挪動(dòng)時(shí)，信息采集模塊被觸發(fā)發(fā)出報(bào)警信息，報(bào)警信息經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸模塊通過WSN網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)據(jù)處理中心接收?qǐng)?bào)警信息，分析報(bào)警信息的編碼后獲取坐標(biāo)位置，將具體信息通過無線GPRS發(fā)送至平臺(tái)管理中心；平臺(tái)管理中心接收到報(bào)警信息后，根據(jù)坐標(biāo)位置自動(dòng)從后臺(tái)找出負(fù)責(zé)該區(qū)塊的相關(guān)管理人員，并將具體信息通過短信、微信發(fā)送給相關(guān)管理人員的智能終端上；相關(guān)管理人員核實(shí)信息并進(jìn)行現(xiàn)場處理，現(xiàn)場處理后反饋處理結(jié)果到平臺(tái)管理中心；平臺(tái)管理中心根據(jù)處理結(jié)果對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分類，如果問題解決則關(guān)閉報(bào)警，否則通知相關(guān)管理人員聯(lián)系井蓋的產(chǎn)權(quán)單位或維護(hù)單位，在最短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)裝井蓋；電子標(biāo)簽緊貼在地井邊緣，電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)井蓋和地井的詳細(xì)信息；智能終端掃描電子標(biāo)簽獲得地井和井蓋的詳細(xì)信息，聯(lián)系井蓋的產(chǎn)權(quán)單位或維護(hù)單位，在最短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)裝井蓋。
在井蓋上安裝傾斜傳感器的傳感節(jié)點(diǎn)，井蓋挪動(dòng)后傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)出報(bào)警信息；報(bào)警信息通過傳感節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)據(jù)處理中心收到報(bào)警信息后以統(tǒng)一的通訊協(xié)議將報(bào)警信息上傳到平臺(tái)管理中心；平臺(tái)管理中心接收?qǐng)?bào)警信息后，自動(dòng)匹配出井蓋所處區(qū)塊的管理人員，并通過短信、微信等方式通知相關(guān)巡查和維護(hù)人員；相關(guān)管理人員核實(shí)信息并進(jìn)行現(xiàn)場處理，現(xiàn)場勘查后通過專用移動(dòng)APP客戶端或微信公眾號(hào)反饋信息到平臺(tái)管理中心；平臺(tái)管理中心根據(jù)現(xiàn)場勘查結(jié)果對(duì)報(bào)警信息做分類處理，如果問題解決則關(guān)閉報(bào)警，否則由相關(guān)管理人員聯(lián)系井蓋的產(chǎn)權(quán)單位或維護(hù)單位，在最短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)裝井蓋。
地井邊緣安裝抗金屬UHF電子標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)可存儲(chǔ)井蓋和地井的詳細(xì)信息，通過移動(dòng)手持機(jī)掃描標(biāo)簽獲得地井和井蓋的產(chǎn)權(quán)單位和詳細(xì)信息，便于井蓋的識(shí)別和維護(hù)管理。
井蓋異動(dòng)監(jiān)測終端安裝于井蓋背面，井蓋以當(dāng)前放置狀態(tài)為正常狀態(tài)（傾斜小于90°），當(dāng)井蓋發(fā)生傾斜并達(dá)到觸發(fā)報(bào)警條件時(shí)（例如：傾斜角大于10°（傾角可設(shè)定）），將觸發(fā)井蓋終端報(bào)警并將報(bào)警信號(hào)通過無線傳輸方式發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并判斷警情。
該終端產(chǎn)品可提供LoRaWAN或NB-LoT無線通訊方式。終端外形見圖1，其使用電池供電，具有安裝方便、電池壽命長、檢測準(zhǔn)確率高，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。
圖 1井蓋異動(dòng)監(jiān)測終端示意圖以及安裝圖片
二、工作原理
井蓋異動(dòng)監(jiān)測終端安裝在井蓋背面，終端通過加速度傳感器測量井蓋當(dāng)前的傾斜角度。當(dāng)該傾角值大于設(shè)定的報(bào)警值時(shí)觸發(fā)報(bào)警（當(dāng)傾角大于90°時(shí)，無條件報(bào)警），并通過無線網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至監(jiān)控中心。
終端支持設(shè)置定時(shí)上報(bào)時(shí)間間隔和報(bào)警角度閾值。非報(bào)警狀態(tài)下，終端以定時(shí)上報(bào)時(shí)間間隔發(fā)送上報(bào)報(bào)文。在報(bào)警狀態(tài)下，終端以立即發(fā)送上報(bào)報(bào)文，當(dāng)角度恢復(fù)正常時(shí)，終端也會(huì)立即發(fā)送報(bào)文到平臺(tái)。報(bào)文中的設(shè)備狀態(tài)位用來指示當(dāng)前的報(bào)警狀態(tài)。設(shè)備狀態(tài)位還可以指示當(dāng)前的電量狀態(tài)以及其他狀態(tài)。
井蓋異動(dòng)的檢測條件是：|井蓋當(dāng)前角度值 – 井蓋背景角度值| ＞ 報(bào)警角度閾值。該條件滿足時(shí)，發(fā)送報(bào)警信息。當(dāng)傾角大于90°時(shí)，無條件報(bào)警。
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