王悦怡 夏凡 张晗 张贾辉

摘  要：伴随着市政智能公用设备迅速发展。许多部门，如电力和通讯，都有着本身部门管理的井盖。由于井盖散布范围广、数量增加，形成的监控难度大、井盖丢失现象屡见不鲜。在这样的情况下，文章研发了智能井盖系统，具备防盗、对可燃气体检测、井盖损坏检测等一系列功能，采用了STM32、陀螺仪、天然气等传感器，通讯模块等多种模块进行综合，应用程序编写进行控制。通过感知层进行数据采集，再经过NB-IoT无线传输到云端，相关人员在后台进行管理，确保井盖的正常使用，保障人们的生活安全。

关键词：智能井盖;实时监测信息;无线传输

中图分类号：TU990.3;TP391.44       文献标识码：A 文章编号：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

井蓋在我们的日常生活中随处可见，然而井盖带来的安全隐患也频频发生，由于井盖的丢失或者松动以及可燃气体的泄漏导致的惨重事故屡见不鲜。因此，对井盖的管理是非常重要的。本系统安装在井盖之下，可以随时监测井盖运动状态及可燃气体泄漏浓度情况，球磨铸铁井盖也不会阻挡信息的传送，保障了智能井盖的工作稳定性。通过感知层进行数据采集，如果检测出井盖处于异常状态，将触发报警，并立即开启急救措施，立刻把相应数据通过无线传输发送到相应的管理平台，后台人员查看现场的信息情况并予以处理，将信息发送给相关人员去现场进行维护。

1  绪论

对于目前市场上的井盖管理研究，本系统采用多种传感器对感知层进行测量，通过窄带物联网将数据传送到云端，相关管理人员利用Web端对各类数据进行监视，如若发生异常情况，开启紧急处理并安排专业人员处理。本系统基于西安培华学院2019年大学生创新创业项目，荣获2019年大学生创新创业国家级项目：基于NB-IoT的市政智能井盖系统的设计与实现。本文是对项目背景的阐述，对创新点以及项目的基本框架等内容的说明。

2  系统的优点及创新

（1）市面现有的智能井盖相关系统，目前为止功能单一，多是只有防盗功能，还不满足市场需求，本系统综合安全使用、便捷管理、综合服务的理念，实现了防盗、可燃气体检测、井盖损坏检测等一系列功能;

（2）此系统完善了井盖管理流程的欠缺部分，树立了井盖监视管理体系，与市场目前状况相比，大大减少了工作量;

（3）与之前市政单位对井盖的人为监管相比，使用此系统可以更便捷地管理检测井盖信息，更智能地识别井盖状态。

3  硬件设计

3.1  NB-IoT通信电路设计

NB-IoT具有关键特性：广泛的覆盖，这将提供改进的室内覆盖。同样的频带NB-IoT将比现有网络多20 dB，相当于覆盖容量增加了100倍。不仅如此，它还支持连接;模块成本较低，一个连接模块不超过5美元。

NB-IoT通信技术让采集信息模块与前端的监控有了连接。可以随时监控井盖的状态有无异常。实现传输数据的广覆盖以及低功耗，保障了设备使用时长的增加。NB-IoT通信电路设计原理图如图1所示。