基于NB-IoT的市政智能井蓋系統(tǒng)

王悅怡 夏凡 張晗 張賈輝

摘? 要：伴隨著市政智能公用設(shè)備迅速發(fā)展。許多部門，如電力和通訊，都有著本身部門管理的井蓋。由于井蓋散布范圍廣、數(shù)量增加，形成的監(jiān)控難度大、井蓋丟失現(xiàn)象屢見不鮮。在這樣的情況下，文章研發(fā)了智能井蓋系統(tǒng)，具備防盜、對(duì)可燃?xì)怏w檢測、井蓋損壞檢測等一系列功能，采用了STM32、陀螺儀、天然氣等傳感器，通訊模塊等多種模塊進(jìn)行綜合，應(yīng)用程序編寫進(jìn)行控制。通過感知層進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再經(jīng)過NB-IoT無線傳輸?shù)皆贫耍嚓P(guān)人員在后臺(tái)進(jìn)行管理，確保井蓋的正常使用，保障人們的生活安全。

關(guān)鍵詞：智能井蓋;實(shí)時(shí)監(jiān)測信息;無線傳輸

中圖分類號(hào)：TU990.3;TP391.44? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）07-0165-03

Municipal Intelligent Well Cover System Based on NB-IoT

WANG Yueyi，XIA Fan，ZHANG Han，ZHANG Jiahui

（School of Intelligent Science and Information Engineering，Xian Peihua University，Xian? 710125，China）

Abstract：With the rapid development of municipal intelligent public equipment. Many departments，such as power and communication have their own well covers. Due to the wide spread of well covers and the increase of the number，it is difficult to monitor the formation of well covers. In this case，this paper develops an intelligent well cover system，which can carry out a series of functions，such as anti-theft，combustible gas detection，well cover damage detection，etc.，it uses STM32，gyroscope，natural gas sensors，communication modules and other modules for synthesis，application programming for control. Through the sensing layer for data collection，after NB-IoT wireless transmission to the cloud，relevant personnel in the background management，to ensure the normal use of the well cover，to ensure the safety of peoples lives.

Keywords：intelligent well cover;real-time monitoring information;wireless transmission

0? 引? 言

井蓋在我們的日常生活中隨處可見，然而井蓋帶來的安全隱患也頻頻發(fā)生，由于井蓋的丟失或者松動(dòng)以及可燃?xì)怏w的泄漏導(dǎo)致的慘重事故屢見不鮮。因此，對(duì)井蓋的管理是非常重要的。本系統(tǒng)安裝在井蓋之下，可以隨時(shí)監(jiān)測井蓋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及可燃?xì)怏w泄漏濃度情況，球磨鑄鐵井蓋也不會(huì)阻擋信息的傳送，保障了智能井蓋的工作穩(wěn)定性。通過感知層進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如果檢測出井蓋處于異常狀態(tài)，將觸發(fā)報(bào)警，并立即開啟急救措施，立刻把相應(yīng)數(shù)據(jù)通過無線傳輸發(fā)送到相應(yīng)的管理平臺(tái)，后臺(tái)人員查看現(xiàn)場的信息情況并予以處理，將信息發(fā)送給相關(guān)人員去現(xiàn)場進(jìn)行維護(hù)。

1? 緒論

對(duì)于目前市場上的井蓋管理研究，本系統(tǒng)采用多種傳感器對(duì)感知層進(jìn)行測量，通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到云端，相關(guān)管理人員利用Web端對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視，如若發(fā)生異常情況，開啟緊急處理并安排專業(yè)人員處理。本系統(tǒng)基于西安培華學(xué)院2019年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，榮獲2019年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)國家級(jí)項(xiàng)目：基于NB-IoT的市政智能井蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文是對(duì)項(xiàng)目背景的闡述，對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)以及項(xiàng)目的基本框架等內(nèi)容的說明。

2? 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新

（1）市面現(xiàn)有的智能井蓋相關(guān)系統(tǒng)，目前為止功能單一，多是只有防盜功能，還不滿足市場需求，本系統(tǒng)綜合安全使用、便捷管理、綜合服務(wù)的理念，實(shí)現(xiàn)了防盜、可燃?xì)怏w檢測、井蓋損壞檢測等一系列功能;

（2）此系統(tǒng)完善了井蓋管理流程的欠缺部分，樹立了井蓋監(jiān)視管理體系，與市場目前狀況相比，大大減少了工作量;

（3）與之前市政單位對(duì)井蓋的人為監(jiān)管相比，使用此系統(tǒng)可以更便捷地管理檢測井蓋信息，更智能地識(shí)別井蓋狀態(tài)。

3? 硬件設(shè)計(jì)

3.1? NB-IoT通信電路設(shè)計(jì)

NB-IoT具有關(guān)鍵特性：廣泛的覆蓋，這將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋。同樣的頻帶NB-IoT將比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)多20 dB，相當(dāng)于覆蓋容量增加了100倍。不僅如此，它還支持連接;模塊成本較低，一個(gè)連接模塊不超過5美元。

NB-IoT通信技術(shù)讓采集信息模塊與前端的監(jiān)控有了連接?？梢噪S時(shí)監(jiān)控井蓋的狀態(tài)有無異常。實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的廣覆蓋以及低功耗，保障了設(shè)備使用時(shí)長的增加。NB-IoT通信電路設(shè)計(jì)原理圖如圖1所示。