摘要：
由于井盖功能、结构的不完善给人们生活带来的安全隐患数不胜数，针对井盖存在的问题，该项目基于物联网的思想，提出一种可检测维护处理的城市小区智能井盖安全管理系统。井盖内加设多种传感器实时监测井内温度，甲烷等安全情况，利用无线传输模块及上位机可远程了解控制井内情况，并且建立井盖的监测数据系统，对城市井盖进行实时监控与报警，并通过太阳能电池供电安全环保有效避免误报，极大的保证了市民的安全。
关键词：
物联网；智能系统；井盖；数字市政
0引言
随着近些年来，国家加大对基础设施投资的力度，因此对井盖的需求不断增加，井盖数量也迅速增加。而由于井盖功能、结构的不完善给人们生活带来的安全隐患数不胜数，例如热力井内温度过高导致烫伤群众；排污井内沼气含量过高引发爆炸；井盖丢失后无人处理造成不必要的人员伤亡等。每年有上万人因为井盖的安全隐患而造成了各种各样的损失，全国每年更有百余人因井盖而失去了生命，然而这样的安全隐患完全可以通过对井盖的改进得以消除，所以改进井盖功能成为了整个社会的共识。
1城市井盖现状分析
随着我国城市基础设施建设事业的持续高速发展，城市中给水、排水、燃气、热力、电力、通信等各类市政公用设施日益增加。城市路面的各类地下管线设施的井盖也相应地不断增多。近年来，由于城市中井盖管理不善，造成全国范围内各类伤人、损车事件频发，严重影响了市民的出行安全，造成不良的社会影响。如何改善和加强城市井盖管理已成为困扰全国各地市政设施管理部门的一个难点、热点问题。
2系统设计思路
将井盖智能化物联网化就是解决井盖伤人的一个重要途径，利用甲烷传感器、温度传感器、超声波传感器等可对井内的环境进行实时的检测监控，利用加速度传感器及GPS模块可有效检测井盖状态，并且有效的防止井盖的丢失，利用无线传输模块可使市政工作人员及时远程控制了解井内情况，如井内存在安全隐患及时通知市政管理部门并及时自行采取相应处理，同时运用太阳能供电模式安全环保，极大地保证了市民的生命财产安全。
3系统工作原理
硬件部分：根据智能井盖控制系统的需要，本系统的控制核心采用单片机进行数据处理及智能控制，利用甲烷，温度，超声波，加速度等多种传感器采集数据，采用太阳能锂电池联合供电，当井内存在安全隐患时进行声光报警及驱动电机进行简单排风散热处理，使用nRF24L01无线收发模块来完成主控端与检测节点之间的信息传输，并在市政部门控制端的LCD显示屏对井内信息进行及时显示。软件部分：系统软件设计包括智能井盖控制主控端软件与井内环境检测的软件设计。主控端需要通过甲烷，温度，超声波，加速度等传感器对井内情况进行检测控制，包括启动检测节点数据传输，在收到数据后主控端还要将数据显示出来，一旦接收到某井内存在安全隐患，发出报警信号并进行通风散热。
4系统应用价值
现阶段我国井盖主要存在易被盗，井内爆炸安全隐患，由于井内温度过高引发井盖温度过高以至于烫伤行人等问题。本系统应用后，当井盖因偷窃等不法行为发生位移时，井盖会发出井盖并通知市政人员，有效地减少了井盖被偷盗的危险；以重庆市为例，每年就有3000余次的井内爆炸，而每年也都会有人因此而丧失，而九成以上的井内爆炸是由于井内甲烷等可燃气体的超标并在外界刺激下引起，甲烷在空气中爆炸范围为5%~15%，在本套系统实施后，当甲烷浓度超于2.5%时将及时提醒市政管理部门，当超过4%时将在井盖及市政管理端同时报警，并开启井内自动排风功能，杜绝了可燃气体所引发的的井内爆炸现象；热力井温度过高烫伤群众事件约占井盖引发问题的一成，在本系统中当井内温度超过60℃时将开启自动排风降温功能，当井内温度超过80℃时将通知市政部门及时查找原因，并自身发出报警，提醒过路行人以免烫伤。本系统应用后，井盖及当前市政管理存在的问题得到了很好的解决，90%以上的由井盖引发的安全隐患得到了很好的解决。随着我国城市化的不断发展，城市管理出现了越来越多的问题。比如缺乏有效的信息收集和反馈手段，难以及时发现市政设施存在的问题，缺乏有效的监管模式，难以对市政设施实施有效监管，难以确保及时发现问题、迅速处理问题、问题处置到位，难以为广大市民提供方便快捷的服务。以上问题的存在严重制约了市政管理部门的整体工作效率和服务水平的提高，也严重制约了现在城市的多方面迅速发展。而将市政设施物联网化并建立市政数字管理系统就是就是解决这一问题的途径。本设计是基于物联网技术，建立了一个城市小区智能井盖管理系统，通过对井盖的智能化及物联网化，可使市政管理部门及时有效地了解井盖及井内的各项信息，并及时作出恰当合理的处理，极大的保证了市民的生命财产安全，并是为市政设置一体化，数字化，智能化的作出了一个可靠而又合理的尝试。
作者：王猛 刘珈池 王阔瑞 高瑞祥 单位：东北石油大学
参考文献：
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[3]韩东升，宫洪涛.基于物联网的城市窨井盖管理系统[J].中国科技信息，2014（14）
