1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于物聯(lián)網(wǎng)的市政井蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)一、 背景與意義1.1相關政策背景2013年4月，住建部頒發(fā)了“關于進一步加強城市窨井蓋安全管理的通知”，要求包括城市供水、排水、燃氣、熱力、房產(chǎn)（物業(yè)）、電力、電信、廣播電視等部門，實行井蓋的數(shù)字化管理，實現(xiàn)社會資源有效的監(jiān)管，確保人民群眾人身安全.2014年7月3日，李克強總理在湖南視察，參觀了“下水道井蓋警報系統(tǒng)”。對系統(tǒng)大加贊賞，稱井蓋管理報警系統(tǒng)是“惠國惠民的工程，可以大力推廣?！?2015年7月4日，經(jīng)李克強總理簽批，國務院日前印發(fā)關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見，這是推動互聯(lián)網(wǎng)由消費領域向生產(chǎn)領域拓展，加速提升產(chǎn)業(yè)發(fā)

2、展水平，增強各行業(yè)創(chuàng)新能力，構(gòu)筑經(jīng)濟社會發(fā)展新優(yōu)勢和新動能的重要舉措。 1.2為什么要對井蓋進行監(jiān)控和管理原因一：井蓋管理的一個突出問題就是井蓋的權(quán)屬及出現(xiàn)問題的追責非常困難，各個部門相互推責，延誤了搶修時間，所以有必要進行統(tǒng)一管理。同時井蓋數(shù)量龐大，規(guī)格、用途、相關參數(shù)多樣，靠傳統(tǒng)的人工管理很難做到精細化，常態(tài)化管理，而且牽扯大量人員，費用開銷也很大。原因二：一旦遇到井蓋破損或是被盜，如果得不到及時處理，會成為“馬路殺手”，安全隱患很大，因此,對井蓋的缺失或損壞必須做到第一時間報警，維護人員接到報警后第一時間去現(xiàn)場處理，提高了運維效率，也很快排除了隱患。1.3解決方案u 在井蓋上安裝基于RF

3、ID的電子標簽，為井蓋唯一的身份標識，對井蓋的信息（歸屬單位，負責人，GPS位置，井蓋大小，井下情況等待）統(tǒng)一歸檔、統(tǒng)一管理，方便查詢，數(shù)字化管理。u 給井蓋配裝基于軌跡分析和傾角檢測的井蓋監(jiān)控器，可以實時監(jiān)控井蓋的運動狀態(tài)，當井蓋發(fā)生翻轉(zhuǎn)或是移動后會第一時間啟動報警通知監(jiān)控中心。 u 建立基于物聯(lián)網(wǎng)的智能井蓋運維平臺對城市中各個部門的井蓋進行統(tǒng)一管理，實時監(jiān)控，提高管控效率。 u 通過手機APP也可以實現(xiàn)井蓋信息查看、狀態(tài)監(jiān)控、接收報警，井蓋日常巡檢，井蓋狀態(tài)圖文上報等功能，實現(xiàn)監(jiān)控前移。 方案組成如下圖所示：二、基于物聯(lián)網(wǎng)的井蓋監(jiān)控系統(tǒng)總體設計2.1系統(tǒng)總體方案設計針對井蓋監(jiān)控系統(tǒng)存在的管

4、理難，自動化程度低等一系列問題，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的井蓋監(jiān)控系統(tǒng)方案，采用無線物聯(lián)網(wǎng)技術，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控方式的局限性，提高了井蓋狀態(tài)數(shù)據(jù)管理的自動化和智能化程度。系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)模式，很好的解決了井蓋狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、存儲和分析。從技術架構(gòu)上來看，分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層由井蓋監(jiān)控器、RFID 標簽和讀寫器（手持式PDA）組成。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。網(wǎng)絡層由各種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當于人的神經(jīng)中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)

5、網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。系統(tǒng)框架如下圖所示：2.2系統(tǒng)組成和技術指標要求2.2.1 井蓋監(jiān)控器 井蓋監(jiān)控器實時監(jiān)測井蓋的傾角和運動軌跡，井蓋異常開啟后及時上報監(jiān)控平臺，通知相關人員立即處理。監(jiān)控器的安裝：監(jiān)控器性能指標：u 通過螺絲固定在智能井蓋內(nèi)側(cè)，安裝方便，適應路面絕大部分的井蓋的智能化改造。 u 通過監(jiān)測井蓋的翻轉(zhuǎn)傾角和運動軌跡分析來判斷井蓋是否為異常打開，一旦判斷異常，馬上發(fā)送告警信息到后臺。 u 先進的軌跡分析算法（發(fā)明專利）保證了井蓋狀態(tài)的準確判斷，大型車輛碾壓致井蓋震動時不會誤發(fā)報警。整體誤報率低于千分之二。 u 低功耗設

6、計，正常工作情況下的定時向后臺發(fā)送（短信或GPRS）狀態(tài)信息（剩余電壓、設備編號、信號強度等）、不更換電池的情況下，可以發(fā)送1200次，待機工作時間不少于3年。 u 支持藍牙通訊，可以通過手機APP進行設防解防，參數(shù)配置。u 獨有的井下溢水報警功能。u 支持市場上所有的井蓋監(jiān)控平臺或數(shù)字城管平臺接入。 u 支持GPRS(SIM，CDMA)。 u 支持NB-IoT低功耗廣域網(wǎng)部署。 u 外觀密封，耐腐蝕，耐磨，耐壓，抗震，防水等級IP68。 u 工作環(huán)境溫度-20 - 60。 井蓋監(jiān)控器優(yōu)勢：2.2.2 無源RFID電子標簽和手持PDA基于RFID的井蓋身份管理單元由無源RFID電子標簽和具有R

7、FID讀取功能的手持式PDA組成。RFID電子標簽鑲嵌在井蓋表面，便于工作人員進行身份信息讀取，相當于井蓋的身份證。PDA是一個裝有安卓APP的手持終端，可以實現(xiàn)井蓋身份的讀取，并將對應井蓋的信息展示給操作人員，操作人員通過PDA和RFID電子標簽可以實現(xiàn)：l 井蓋身份信息的讀取l 讀取身份信息后，可實現(xiàn)井蓋的巡檢，后臺簽到和井蓋異常情況的圖文上報工作流程如圖：電子標簽的安裝電子標簽的安裝也相對簡單，在井蓋上做出一個高4mm的圓柱凹槽后，將電子標簽用螺釘固定并用固化膠封緊即可。 電子標簽安裝位置示意無源電子標簽性能參數(shù)：u 工作頻率：860-960 MHzu 抗金屬標簽u 符合標準：ISO 1

8、8000-6Cu 讀寫距離：0.21m u 工作溫度：-20+60u 數(shù)據(jù)保持：大于10年手持式PDA性能參數(shù)：基本參數(shù) 類型工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)平板電腦處理器四核 ARM Cortex A7 主頻為1.3Ghz圖形處理器Mali760-MP2存儲器2G LPDDR2 RAM+16G EMMC ROM操作系統(tǒng)Android 5.1屏幕7英寸高清液晶屏，分辨率1280*720 5點觸摸3個可觸摸按鍵 輸入法手寫、筆畫、拼音輸入法支持頻段GSM/WCDMA/FDD/TDS/TDD；GSM四頻，TDS B34/39，WCDMA B1/2/5/8，TDD B38/39/40，F(xiàn)DD B1/3/7/8/20 G

9、PS導航內(nèi)置GPS全球定位系統(tǒng)、支持A-GPS；GPS+BDS,米級定位接口Micro USB2.0接口，支持OTG存儲接口TF卡槽（Micro SD卡） 可以支持2G到32G藍牙傳輸Bluetooth 4.0+EDR揚聲器單揚聲器、8±15% ohmwifi功能支持802.11a/b/g/n模式，支持WEPWPAWPA2-PSKAESWAPI PSK802.1x EAP加密協(xié)議攝像頭后攝800萬像素，前攝200萬像素，后攝支持自動對焦功能、補光燈電池容量鋰聚合物電池，7200mAh待機時間一周續(xù)航時間20小時（全功能）認證/防護3C、CE防護等級IP65物聯(lián)網(wǎng)功能（RFID,條碼）

10、 物聯(lián)網(wǎng)RFID*全面支持NFC。支持14443A/B、15693協(xié)議！讀卡距離2cm5cm，讀卡位置，電池蓋位置。*內(nèi)置900M UHF RFID模塊，支持EPC C1/G2、18000-6C協(xié)議卡片和標簽的讀寫(選配)。 工作環(huán)境 工作溫度-25 65 儲存溫度-30 70 濕度0 95%2.2.3 智能井蓋監(jiān)控平臺該監(jiān)控平臺的主要功能包括井蓋位置地圖管理、井蓋資產(chǎn)管理、井蓋告警實時監(jiān)控、井蓋故障派單處理，井蓋巡檢記錄等。管理機構(gòu)可通過云端服務器和APP了解信息和制訂管理策略，組織和安排人力、進行施工登記、區(qū)域管理等。監(jiān)控中心主要功能:l 所有井蓋的地理信息和相關數(shù)據(jù)的顯示，隨時搜索，便捷

11、查詢、l 井蓋狀態(tài)信息分析，井蓋丟失報警；l 管理人員權(quán)限分配，權(quán)限驗證，井蓋施工人員的任務分配。監(jiān)控中心性能指標:u 井蓋狀態(tài)監(jiān)測：實時監(jiān)測井蓋狀態(tài)，一旦井蓋異常開啟或移動，及時報警并啟動處理機制。u 查看異常情況圖文上報信息：對日常維護人員巡查時發(fā)現(xiàn)井蓋異常后情況進行查看，處理。 u 巡檢員簽到管理：可以查看工作人員的簽到記錄，做到追溯化管理。u 坐席員派工：異常情況派工處理，完工情況上報,支持自動派工模式。 u 健康匯報查詢： 監(jiān)控器在正常情況下，定時發(fā)送一次狀態(tài)信號，通知后臺工作正常。u 井蓋監(jiān)控器的管理：井蓋監(jiān)控器可以通過APP進行系統(tǒng)注冊，注銷。 u 多部門統(tǒng)一管理：通過運維平臺，

12、可以將電力，水務，通訊等各個部門的井蓋實現(xiàn)統(tǒng)一管理。 2.2.3手機終端APP手機APP可以安裝在普通的安卓手機端供工作人員使用，如果用到RFID讀取功能，則需要配備專用的PDA,安裝在普通手機和PDA的APP是同一個版本。手機APP主要完成以下功能：l 井蓋注冊：包括地理信息，圖片信息和井蓋其他參數(shù)的錄入：l 井蓋信息查看和報警信息接收 l 巡檢人員到崗簽到，井蓋狀態(tài)上報； l 井蓋RFID標簽身份讀取和數(shù)據(jù)調(diào)用； 手機APP性能指標:u 井蓋信息和狀態(tài)查看：可查看井蓋信息，實時監(jiān)測井蓋狀態(tài)，一旦井蓋異常開啟或移動，及時報警并啟動處理機制。u 監(jiān)控器設防撤防：根據(jù)實際部署情況，對井蓋監(jiān)控進行設防撤防工作，防止誤報，多報。u 異常情況圖文上報：日常維護人員巡查時發(fā)現(xiàn)井蓋異常后，通過app管理系統(tǒng)進行圖文上報。 u 巡檢員簽到：通過手機APP，維護人員進行現(xiàn)場簽到，將井蓋信息、人員信息、簽到時間等數(shù)據(jù)上傳到服務器。u 井蓋監(jiān)控器的管理：井蓋監(jiān)控器可以通過APP進行系統(tǒng)注冊，注銷。 u 井蓋地理位置導航：調(diào)用導航功能，引導工作人員到指定的井蓋進行現(xiàn)場辦公。 u 支持安卓系統(tǒng)手機：安卓版本要求4.3以上，支持藍牙4.0。u 支持RFID讀取專用PDA:支持超高頻 RFID掃描，支持 ISO18000-6C 協(xié)議 三：知識產(chǎn)權(quán)及相關