CN109697839A - 基于物联网技术的智能井盖监控*** - Google Patents

基于物联网技术的智能井盖监控*** Download PDF

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Abstract

本发明请求保护一种基于物联网技术的智能井盖监控***，包括了井盖终端监控器，数据采集网关，和云平台管理软件，所述井盖终端监控器是基于LoRa的无线传输模块，除此以外还包括倾角检测器、压敏传感器、可燃气体检测器、GPS定位装置等传感器模块，数据采集网关为LoRa节点数据汇聚网关，因为网关与分布式井盖终端之间是通过LoRa无线网通信的，所述云平台管理软件是由一系列应用软件和中间件组成，包括数据通信服务器、Web平台软件，以及移动APP软件。数据采集网关通过TCP/IP协议与云平台软件进行通信。本发明设计架构合理，能够有效节约井盖管理成本和减少井盖事故发生，提升城市环境形象，适合推广普及。

Description

基于物联网技术的智能井盖监控***
技术领域
本发明涉及了一种构建智慧城市基础设施中的井盖的智能化管理方案，属于应用物联网关键技术应用领域，是一种软硬件结合的技术解决方案。
背景技术
近年来，物联网的进步为智慧城市的发展带来了极大的空间。为了智慧城市建设的业务需求急剧增加，比如智慧消防，智能建筑，智能停车，以及城市智能井盖管理。如此多的物联网技术应用到城市生活的各个角落。在各式各样的物联网技术的应用中，它们的整体架构技术基本上是一致的，这些关键技术涉及了传感器，无线通信，云计算，大数据等技术。但是部分产业还未大范围落地，仅仅处在场地实验，比如城市井盖的智能管理问题多年来一直被提出，但是迟迟未能在实际应用中找到有效的方案，具体因素可能包括成本过高、安装环境恶劣、组网方式效果差等。
对于当前城市井盖尚存在的种种困难，本人发明了一种基于物联网技术的智能井盖管理解决方案。LoRa是一种成本低廉，远距离低功耗的无线通信方式，这种方式非常适合在城市应用中管理井盖设施，一个LoRa网关可承载数万个井盖终端节点，可以有效的管理相当面积区域的井盖设施，同时价格低廉，能够让企业接受。本发明中的井盖终端监控器由LoRa无线传输模块和各传感器检测模块组成，监控器将井盖故障信号上传到LoRa网关，LoRa网关再将数据汇聚处理后上传云平台，管理人员可以在云平台PC端的Web软件上实时监控井盖的状态，如果发现故障，则管理人员可以派发故障工单到巡检人员手机APP上，巡检人员现场巡检维修之后，通过手机APP反馈故障结果，管理人员对故障维修做出评确认，整个监管过程实现为闭环的流程。
发明内容
本发明的目的在于减少城市井盖事故的发生，对井盖进行统一信息化远程监控管理。
为实现上述目的，本发明的技术创新方案是：一种基于物联网技术的智能井盖监控***，包括井盖终端监控器、数据采集网关和云平台管理软件。
所述井盖终端监控器通过基于LoRa无线通信与城市片区LoRa网关进行通信，所述LoRa网关不仅要与分布在城市片区各个地方的井盖终端监控器通信，还与云平台管理软件中的数据通信服务器通信。监控器采用基于STM32的嵌入式微控制芯片作为主控电路，LoRa无线传输模块和传感器检测模块作为***电路。
所述数据采集网关是基于LoRa通信的数据汇聚模块，还包括了GPS***，方便管理人员查找数据采集网关的位置。网关的主要工作是对井盖终端节点上传的数据进行处理后再上传至云平台管理软件。
所述云平台管理软件总体上包括了三部分软件，PC端的Web平台、移动端的APP和后台数据通信服务器。三者可以共用一个数据库，Web平台供井盖管理人员使用，移动端APP为巡检人员业务定制，后台数据通信服务器负责与远端数据汇聚LoRa网关通信，将上传数据存入数据库。
本发明提出的优点所在之处：本发明采用LoRa物联网技术，作为井盖终端节点上传数据的通信方式，由于LoRa为远距离、低功耗无线通信方式，因此非常适合城市井盖监控应用场景，从而实现了井盖终端监控器可以做到低功耗，并且耐恶劣环境和工作稳定性高。云平台管理软件的设计也保证了井盖故障的实时监控和维修业务流程的顺利执行。
附图说明
图1本发明智能井盖监控***的***框图。
图2本发明井盖终端监控器模块图。
图3本发明井盖维修业务流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术解决方案进行具体说明。
如图1，图2所示，本发明提出的基于物联网技术的智能井盖监控***，包括安装在井盖上面的井盖终端监控器、数据采集网关、云平台管理软件三大部分；
所述井盖终端监控器是以STM32嵌入式微控制为主控电路，***电路包括各种传感器检测模块、无线通信模块以及电源模块等构成。井盖终端监控器负责监测井盖的状态，并将相关数据通过LoRa无线通信方式上传至数据采集网关；
所述数据采集网关也是以STM32嵌入式微控制器的主控电路，但是不具备数据采集感知功能，而是将节点的数据汇聚处理，同时网关需要与云平台管理软件通信，因此能够接入TCP/IP网络，可以通过3G/4G远距离无线通信方式接入云平台。
所述云平台管理软件包括了数据通信服务器、Web平台和移动APP，数据通信服务器负责与LoRa网关通信，将井盖监控器上传的数据真正的转换为业务数据，存入数据库中，供后台业务使用。平台软件主要分为Web平台和移动APP两部分，主要是针对井盖故障业务的处理进行的，涉及的终端设备主要是电脑和手机。
如图2所示，整个***的故障维修流程为如下步骤：
当井盖发生倾斜时，井盖监控器的倾角检测模块会检测到，并在硬件端做了一定的防误报处理，确认倾斜严重后，便产生井盖倾斜告警信号数据，通过LoRa无线传输模块上传到井盖所在片区的数据采集网关，数据采集网关接收到数据包后，在网关处经过分析和处理后，再将数据封装数据包，通过远距离无线通信2G、3G/4G网络上传到云平台，云平台的后台数据通信服务器负责将数据包解析处理后，提取业务数据存入到数据库中。PC端的Web平台就可以实时查看到井盖的状态了，这时管理人员发现某地井盖处于倾斜故障后，便立刻下发维修故障工单给巡检人员，巡检人员的手机APP会收到这条工单消息，巡检人员通过地图定位到达故障地点对井盖进行维护工作，任务结束之后，填写反馈工单信息，提交后台***，管理人员可以再次查看到任务执行效果，整个业务流程是一个闭环状态。

Claims (4)

1.一种基于物联网技术的智能井盖监控***，其特征包括以下部分：
(1)井盖终端监控器提供井盖位置的定位装置和各种传感器检测装置，LoRa无线传输模块将井盖的地理位置的经纬度、井盖所处的角度、井下水位高度、光照强度、可燃气体浓度等检测信息上传到网关；
(2)井盖的经纬度确定了井盖的位置，管理人员可以实时查看某地井盖的所处角度，当发生井盖倾斜、移动或者被撬开后，会引起井盖的位置、角度、光照强度、气体浓度等信息发生变化；
(3)云平台管理人员会通过Web平台下发巡检维修工单，巡检人员在移动APP端上进行接单操作，然后去井盖现场查看详情，处理完工单任务后，再通过手机APP上传任务反馈结果至平台后台管理人员，管理人员对巡检维修结果做出评价确认。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能井盖监控***，其特征在于，所述井盖终端监控器为安装在井盖上面的数据采集节点，包括了LoRa无线通信模块和其他传感器检测模块。
3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能井盖监控***，其特征在于，所述井盖终端监控器会上传井盖编号、经纬度和倾角基本信息，其对应井盖的详细信息包括权属单位、负责人、联系方式等已提前导入远程管理平台数据库中了。
4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能井盖监控***，其特征在于，所述云平台软件，包括了Web平台、移动APP以及数据通信服务器三部分。
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