智慧井盖物联网解决方案
一、概述
随着城市化进程的进一步加快，市政公用设施建设发展快，市政、电力、通信等部门窨井数量约来越多，窨井盖的缺失、移位、年久失修已经成为大的问题，严重威胁着广大人民群众生命财产，造成了不和谐的负面影响。
为此需要通过信息化手段对井盖进行的实时监控，阻止不法分子移动、偷盗井盖等违法行为。同时，针对移位、破损、丢失的井盖能够监测异常情况，告警通知维护人员，减少因丢失井盖的井口对道路上的车辆、行人造成的危害，减少危险，提升人民生活幸福感。
鉴于上述，我公司开发了智慧井盖可视化监测终端设备，该设备的优点在于能够在传感器监测到异常信号后，实现报警图片上传功能，能够让用户看到现场的真实情况，并具备定时抓拍上传功能，并通过图片智能分析，分析出井盖破损、沉降等情况，实现了井盖的可视化监测。
设备样图如下所示：
- 二、解决方案
- 系统架构
斯塔克智慧井盖物联网云平台解决方案为三端五层：
三端：设备端、云端、客户端；
五层：感知层、传输层、存储层、服务层（含AI分析微服务）、展现层。
设备端
设备端主要为智慧井盖可视化监控终端，该终端基于NB-IoT传输，监测终端具有图片抓拍、温度、水位、气体、心跳自检、电量告警等。设备具备在宽温域下工作，易安装维护，信息联动、井盖开启可视化告警等特点。
- 摄像机抓拍
具备摄像机抓拍功能，设备支持触发告警抓拍上传和定时抓拍图片上传两种方式。
- 告警功能
触发告警拍照上传：经传感器触发后，实现告警抓拍图片上传，告警传输3张图片，可变像素方式，第1张图片10s内传输完毕，全部3张图片1分钟内上传完毕。
告警响应时间：＜5秒（收到告警至发出声光告警）；移动、云平台报警：实时（PC端、手机APP），报警通信时间：＜10秒（从平台收到报警，到发出报警短信时间，该方式可选）。
- 多类型井盖适用
井盖可视化监测终端可适用于市场上多种井盖类型：厚铁盖、薄铁盖、铁圈水泥盖、水泥盖、加锁铁盖、地砖型盖等。
客户端
Web界面
平台客户端呈现采用Web方式，平台界面如下所示：
- 平台功能
GIS地图显示：在地图上显示井盖的位置信息，通过井盖显示的不同颜色，清楚地显示井盖的开启/关闭状态，GIS地图有放大缩小功能。
实时状态显示：监测平台实时显示井盖开闭状态、附近抓拍图片、电量信息、信号等信息。
布撤防功能：根据实际部署情况，便于维护维修工作，可对设备进行布防撤防工作，防止多报误报。
工单管理：当井盖发生异常报警后，自动生成告警处理工单，并将工单直接派给井盖所属的负责人，负责人可在短时间内采取告警处理措施。
用户管理：可对用户进行分组管理，权限分配，不同人员对应不同权限，提供用户与井盖关联接口，只有用户关联到井盖才能看到该井盖状态及相关信息。
APP报警信息：本系统提供手机APP推送、接收、查询、处理井盖告警信息。布防、撤防功能。并可通过手机APP查询处理井盖告警。维修工单管理功能(接收维护工单信息，反馈工单完成情况)。
三、方案特色
- 开盖报警，抓图上传
系统实时显示报警的井盖位置及信息，并将警情实时发送给相关责任人，并尝试自动联系分配抢修人员。也可由监控人员确认警情后电话通知相关责任人或施工队伍进行维护，施工队伍对警情处置完成后，通过APP进行系统反馈，系统确认后解除警报，并向主管部门上报。告警后能够连续抓拍三张图片：
实时上传，定时拍照
可根据普查数据输入城市道路网上各种井盖的数据信息，显示出安装了监测终端的井盖，可查询井盖的详细信息，如：井盖图片，井盖时间轴等。
手机APP显示
通过手机APP，可对井盖进行巡查、签到；异常上报、液位监测；监控、云端、移动端实时同步。
异常开盖处理
井盖开启——系统报警——记录；电量不足，通讯异常主动上报，汇报、巡查、派工、报表管理等综合服务
日常巡查
结合电子标签进行关键点控制，形成巡查轨迹，统计巡查任务完成情况。如遇恶劣天气或等特殊情况，根据实际需要提高巡查频率。巡查过程发现警情尝试现场解除，无法解除的采取警示措施后上报警情至平台管理系统，由应急/施工人员接手处理。。
小流域防涝
平台可围绕城市内涝应急处置进行事前预案研判分析、事中涝点警情上报、事后回顾总结的应急行动全过程的数据支撑。
结合小流域液位和易涝点水位发送至建立预警和应急处置预案库，针对不同的涝情和预警级别及时上报和防涝任务的实施下派和反馈。
四、硬件特色
性能指标
低功耗设计：上报次数>3000次或>3年；
看温度设计：工作环境温度-20℃～70℃；℃；
防盐雾设计：符合GBGB/T10125-2012标准AASS试验;
防水防尘设计：达到IP68，水深10米内使用；
优化天线设计：内置天线，防水防尘；
水位传感器设计：支持电极式和浮球式预警；
心跳周期设计：10分钟~30天平台可设置；
信号强弱报警：监测井下信号传输的强弱，生成特定的信号值，信号弱则出发报警；
电池电压状态监测：电压低则触发报警并启动处理机制；
防盗设计：井盖内置井盖异动传感器，当井盖被打开（产生35°以上倾角可设置）以及发生位移（有加速度产生）能及时发送报警信息及报警抓拍图片信息至平台和责任人手机APP，正常情况下，系统处于休眠模式，每隔（10分钟~30天可设置）自动唤醒，启动通讯，并向监控中心发送状态；当井盖出现被盗或异常移动时，监测终端及时将井盖的状态及抓拍图片上传至监控中心。
设备参数如下表所示：
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物理参数 |
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重量 |
600g |
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尺寸 |
19cm*9cm*5cm |
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重量 |
600g |
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外壳 |
ABS/PC |
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技术参数 |
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通信方式 |
NB-IoT |
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工作电压 |
3.6VDC |
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供电方式 |
内部锂电池 |
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测量内容 |
井盖开关状态 |
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测量范围 |
井盖开启检测传感器，触发报警 |
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响应时间 |
小于5s |
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工作方式 |
实时监测+定时上报 |
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摄像头参数 |
红外摄像头，200万像素，最大分辨率为1600X1200。 |
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检测原理 |
当井盖打开到一定角度时，触发终端内部检测传感器，发出报警信号，触发抓拍摄像机，进行报警，并报警上传图片。 |
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测量内容 |
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井盖状态 |
井盖状态传感器，可选配温度，液位，气态监测等多种传感器。 |
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设备温度 |
测量范围：-20~80摄氏度 分辨率：0.5摄氏度 |
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电池电量 |
0~100% |
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信号质量 |
1-5格 |
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环境参数 |
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工作温度 |
-20℃～70℃； |
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相对湿度 |
1%~100%（非凝结状态） |
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防爆等级 |
IP68 |
五、简易安装
确定安装位置
终端设备应安装于所要监测的井盖内壁，选择安装位置时应依据井盖位移监测终端的大小，标记好安装区域，尽量选择靠近井盖孔的位置，为确保拍照摄像机效果图，在井下40cm处，产品能够触发角度和拍照效果。
