赵兴强，戴志新，张祖伟，丁 宇，罗 勇，徐飞宇(1．南京信息工程大学 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏 南京 210044; 2. 南京信息工程大学 自动化学院，江苏省气象能源利用与控制工程技术研究中心，江苏 南京 210044;. 中电科技集团 重庆声光电有限公司，重庆 400060))

0 引言

随着城市的快速发展，城市基础设施不断完善，井盖作为城市基础设施中的重要部分，井盖的爆炸、丢失及倾斜等存在安全隐患问题。然而传统的人工巡查难度大，效率低，随着无线通信和物联网技术在智能井盖监测中的广泛应用，井盖的巡查发生变化，降低了市政井盖维护人员的工作难度，保障了人们的生命财产安全[1]。

目前采用智能监测的井盖基本上是电池供电，在频繁的信息采集和上报数据后电池电量很快耗尽，需定期更换电池[2]。但城市中井盖数量多，分布散乱，且井盖工作环境复杂，更换电池难度大，效率低。近年来能量收集技术开始在无线传感节点上应用，其可采集环境中的光能、动能和内能等并转化为电能[3]。井盖大多安装在马路上，车辆较多，可采集到车辆的动能，光伏能量采集装置不适合安装在路面上，内能受路面温度影响较大，动能是井盖上最能轻易获得的能量。路面车辆压过井盖时，井盖受到冲击压力，井盖振动具有低频、大荷载及微位移的特点[4]，与路面振动类似。井盖受到冲击荷载的时间一般为50 ms～1 s，井盖受到的荷载为0.5 MPa左右[5-6]，实验控制载荷为0.3～0.7 MPa。近年来能量收集技术在路面发电方面取得了很多进展。……