基于NB-IoT的市政智能井蓋系統

王悅怡 夏凡 張晗 張賈輝

摘? 要：伴隨著市政智能公用設備迅速發展。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、數量增加，形成的監控難度大、井蓋丟失現象屢見不鮮。在這樣的情況下，文章研發了智能井蓋系統，具備防盜、對可燃氣體檢測、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行綜合，應用程序編寫進行控制。通過感知層進行數據采集，再經過NB-IoT無線傳輸到云端，相關人員在后臺進行管理，確保井蓋的正常使用，保障人們的生活安全。

關鍵詞：智能井蓋;實時監測信息;無線傳輸

中圖分類號：TU990.3;TP391.44? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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生，由于井蓋的丟失或者松動以及可燃氣體的泄漏導致的慘重事故屢見不鮮。因此，對井蓋的管理是非常重要的。本系統安裝在井蓋之下，可以隨時監測井蓋運動狀態及可燃氣體泄漏濃度情況，球磨鑄鐵井蓋也不會阻擋信息的傳送，保障了智能井蓋的工作穩定性。通過感知層進行數據采集，如果檢測出井蓋處于異常狀態，將觸發報警，并立即開啟急救措施，立刻把相應數據通過無線傳輸發送到相應的管理平臺，后臺人員查看現場的信息情況并予以處理，將信息發送給相關人員去現場進行維護。

1? 緒論

對于目前市場上的井蓋管理研究，本系統采用多種傳感器對感知層進行測量，通過窄帶物聯網將數據傳送到云端，相關管理人員利用Web端對各類數據進行監視，如若發生異常情況，開啟緊急處理并安排專業人員處理。本系統基于西安培華學院2019年大學生創新創業項目，榮獲2019年大學生創新創業國家級項目：基于NB-IoT的市政智能井蓋系統的設計與實現。本文是對項目背景的闡述，對創新點以及項目的基本框架等內容的說明。

2? 系統的優點及創新

（1）市面現有的智能井蓋相關系統，目前為止功能單一，多是只有防盜功能，還不滿足市場需求，本系統綜合安全使用、便捷管理、綜合服務的理念，實現了防盜、可燃氣體檢測、井蓋損壞檢測等一系列功能;

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

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

3? 硬件設計

3.1? NB-IoT通信電路設計

NB-IoT具有關鍵特性：廣泛的覆蓋，這將提供改進的室內覆蓋。同樣的頻帶NB-IoT將比現有網絡多20 dB，相當于覆蓋容量增加了100倍。不僅如此，它還支持連接;模塊成本較低，一個連接模塊不超過5美元。

NB-IoT通信技術讓采集信息模塊與前端的監控有了連接?？梢噪S時監控井蓋的狀態有無異常。實現傳輸數據的廣覆蓋以及低功耗，保障了設備使用時長的增加。NB-IoT通信電路設計原理圖如圖1所示。