一種道路窨井蓋實時監測系統的製作方法
2023-05-27 14:24:36 1
專利名稱:一種道路窨井蓋實時監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種道路窨井蓋實時監測系統，包括井蓋監測終端、區域控制終端和監控管理中心，所述井蓋監測終端利用多傳感器實時協同監測井蓋狀態；所述區域控制終端與井蓋監測終端傳輸組網，並與監控管理中心實現通聯。本實用新型可靠性高、基建投入少、運維便捷。
【專利說明】-種道路誓井蓋實時監測系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及公共安全【技術領域】，特別是設及一種道路誓井蓋實時監測系統。
【背景技術】
[0002] 誓井蓋因被盜等原因丟失、損壞，將成為公共安全的巨大隱患，對行人、車輛的安 全構成嚴重威脅。各地因誓井吞人導致人員傷亡的事件頻頻見諸報端。因此，為保障人員 W及公共設施安全，迫切需要加強針對城市道路檢查井誓井蓋的管理。
[0003] 然而，由於城市誓井蓋數量龐大，管理主體眾多，產權關係複雜，使得道路誓井蓋 安全管理與維護成為城市管理的一大難題。目前，主要依靠人工巡查方式對誓井蓋進行排 查、事後維護，效率低，增加了管理難度，難W及時處置好突發事件。
[0004] 若要解決誓井蓋實時監測面臨的問題，必須採用成熟的物聯網技術，實現對誓井 蓋的在線實時監測，對異常事件進行及時報警，警情實時上報至管理平臺，便於管理部口實 時監控誓井蓋狀況，並對異常事件進行迅速處置，通過建設基於物聯網技術的道路誓井蓋 實時監測系統，可大大提升誓井蓋安全管理水平，提高管理效率，有助於實現智能化的城市 管理，對於構建和諧、平安的智慧城市起有效的支撐作用。
[0005] 當前，公開報導的誓井蓋監測系統主要有；一；井蓋監測終端採用GPRS/3G等公 共網絡，但是每個井蓋都要配置SIM卡，投入大，運營流量費用高；二；井蓋監測終端採用 Zigbee等短距離互聯套片實現，通視距離一般只有百米左右，而且金屬井蓋對井蓋下的通 信模塊有較大屏蔽作用，導致傳輸距離更近，需要大量的上級區域控制終端，市政基建投入 巨大。同時，井蓋監測終端大多只通過物理傳感器監測井蓋狀態，功耗高，運維工作量大，成 本局。 實用新型內容
[0006] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種道路誓井蓋實時監測系統，可靠性 高、基建投入少、運維便捷。
[0007] 本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：提供一種道路誓井蓋實時監測 系統，包括井蓋監測終端、區域控制終端和監控管理中屯、，所述井蓋監測終端利用多傳感器 實時協同監測井蓋狀態；所述區域控制終端與井蓋監測終端傳輸組網，並與監控管理中屯、 實現通聯。
[000引所述的道路誓井蓋實時監測系統還包括輔助管理終端，所述輔助管理終端通過無 線網絡與所述區域控制終端相連，用於對正常行為觸發警情。
[0009] 所述井蓋監測終端通過機械傳感器進行零功耗值守。
[0010] 所述區域控制終端與井蓋監測終端採用寬帶擴頻通信體制進行通信。
[0011] 所述區域控制終端利用公共蜂窩網絡或有線調製模塊實現與監控管理中屯、的通 聯。
[001引有益效果
[0013] 由於採用了上述的技術方案，本實用新型與現有技術相比，具有W下的優點和積 極效果；本實用新型利用多傳感器實時協同監測井蓋狀態，提高實時監測的可靠性、準確 性，減少虛警、漏警發生；建立智能布放撤防機制，減少偽警發生；採用混合組網模式，寬帶 擴頻通信方式實現區域信息上報，信號隱蔽傳輸、抗幹擾能力強、傳輸距離遠，解決大範圍 布設問題，利用公共蜂窩網絡或有線調製模塊實現與後端的通聯，提高網絡容量，降低建設 運營維護成本；系統採用SD-TD-CSMA混合MAC協議設計，區域設備嚴格按照時隙調度工作， 減少能耗、互擾，並採用閉環確認重傳機制，確保警情可靠上報；同時通過網絡層、鏈路層和 物理層的跨層智能優化策略，有效提高網絡系統的魯椿性、抗毀性、抗幹擾及生存周期。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的道路誓井蓋實時監測系統示意圖；
[0015] 圖2是本實用新型的道路誓井蓋實時監測系統的組網工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，該些實施例僅用於說明本 實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容 之後，本領域技術人員可W對本實用新型作各種改動或修改，該些等價形式同樣落於本申 請所附權利要求書所限定的範圍。
[0017] 如圖1所示，本實用新型提供一種道路誓井蓋實時監測系統。該道路誓井蓋實時 監測系統至少包括；井蓋監測終端、區域控制終端、監控管理中屯、及輔助管理終端等。
[0018] 井蓋監測終端的主要功能是利用多種傳感器監測井蓋狀態，利用處理控制模塊實 現終端狀態管理（休眠、喚醒、值守等），利用傳輸模塊實現信息的上下行傳輸，提高實時監 測的可靠性、準確性，減少虛警、漏警發生。井蓋監測終端還通過機械傳感器進行零功耗值 守，一旦發現異常，啟動物理傳感器進行協同處理，在確保情報精確性的同時，儘可能降低 終端值守功耗，延長工作時間，降低維護成本。井蓋監測終端採用寬帶擴頻通信方式進行信 息上報，工作於公用頻段，信號隱蔽傳輸、抗幹擾能力強、傳輸距離遠。
[0019] 區域控制終端的主要功能是利用專用傳輸模塊與井蓋監測終端傳輸組網，利用公 共無線模塊或有線調製模塊實現與後端監控管理中屯、的通聯，利用處理控制模塊實現區域 內終端信息匯聚、融合處理、警情分發W及網絡維護。區域控制終端採用多種傳輸手段的混 合組網模式，實現區域內井蓋監測終端的信息匯聚、融合處理、警情分發W及網絡維護等功 能。區域控制終端與井蓋監測終端採用寬帶擴頻通信體制進行通信，利用公共蜂窩網絡或 有線調製模塊實現與後端的通聯，提高網絡容量，可覆蓋區域內上百井蓋終端，降低運營維 護成本。
[0020] 輔助管理終端的主要功能是實現在對道路檢查井進行正常施工或檢修時用於完 成對井蓋監測終端的布防與撤防操作，從而建立布放撤防機制，實現智能撤防功能，減少偽 警發生。
[0021] 監控管理中屯、是分布式分區管理、創儲和維護中屯、，實現就近聯動維護，提高響應 處理時效性，具有信息匯聚、信息顯示、地圖標註、信息分發、信息查詢、布防/撤防等功能。
[0022] 該系統採用分層設計、區域管理、集中處理機制，充分利用現有基礎設施，減少成 本投入，降低市政施工維護難度。井蓋監測終端是利用多種傳感器實時監測井蓋狀態；區域 控制終端實現區域內井蓋監測終端的信息匯聚、融合處理、警情分發W及網絡維護等；監控 管理中屯、分布式分區管理、創儲和維護中屯、，實現就近聯動維護，提高響應處理時效性；輔 助管理終端實現在對道路檢查井進行正常施工或檢修時的智能布防與撤防操作。該系統的 系統網絡採用SD-TD-CSMA混合MAC協議，增加系統容量、可靠性，採用閉環確認重傳機制， 確保警情可靠上報。系統區域內終端設備（井蓋監測終端）嚴格按照時隙調度工作，發射方 式包括按時隙發射及採用動態預約分配模式或採用突出避讓機制來發射，減少能耗、互擾。
[0023] 系統組網工作流程如圖2所示。在沒有發生誓井蓋非法開啟事件時，井蓋監測終 端僅機械傳感器處在值守模式，微控制器（MCU)處於休眠模式、無線傳輸模塊、物理傳感器 及其他處理控制模塊均處於關閉狀態，終端功耗極低。當井蓋被非法開啟時，井蓋監測終端 中的機械傳感器監測到該開啟事件，進而通過觸發中斷喚醒MCU和物理傳感器，由MCU讀取 傳感器數據，並對多種傳感器的監測數據進行初步的融合處理後，將報警數據和預先存儲 的井蓋編碼數據通過專用傳輸模塊無線發送至區域控制終端。區域控制終端對接收到的數 據進行信息匯聚與融合處理後，將報警信息通過公共通信網絡或有線網絡上傳至監控管理 中屯、，監控管理中屯、對報警信息進行處理，並即時將報警信息發送給井蓋權屬單位責任人， 進而可W由管理人員直接聯繫現場養護人員，儘快對警情進行處置，避免安全事故的發生。 警情得到處置後，系統生成警情處理報告並保存至資料庫，W便事後查詢。
[0024] 系統組網設計要點說明如下：
[0025] 々區域控制終端的超帖周期為L秒，工作時隙為N秒，空分復用因子為M，則L = N*M ;
[0026] 令區域控制終端預設信標帖、下行確認帖的發射時隙，對應區域內的井蓋監控終 端為偵聽或休眠時隙；
[0027] 々區域控制終端除預設的發射時隙，其餘均為偵聽時隙，確保井蓋上報的信息及 時可靠收到；
[002引今區域監控終端接收到報警後，判斷是否有布防，若無，則將信息加上時間戳後上 報上級中屯、；
[0029] 今井蓋監控終端入網後，其對應的信標帖的時隙轉為休眠態，或若干超帖周期啟 動一次偵聽，W便節省能耗；
[0030] 奪井蓋監控終端有數據上報時，其對應上級設備的下行確認帖的時隙為偵聽態， 否則為休眠態；
[0031] 奪因井蓋監控終端上報頻率較低，將超帖周期內剩餘時隙均分為若干發射時隙， 供所有井蓋監控終端共享；
[0032] 々井蓋監控終端按照一定機制分配一個發生時隙，並通過上級設備的確認帖和重 傳機制，確保可靠上報。
[0033] 為簡化圖示，圖2中未示出全部井蓋監測終端、區域控制終端、監控管理中屯、及輔 助管理終端，在此予W說明。
[0034] 綜上所述，本實用新型的道路誓井蓋實時監測系統利用多傳感器實時協同監測井 蓋狀態，提高實時監測的可靠性、準確性，減少虛警、漏警發生；建立智能布放撤防機制，減 少偽警發生；採用混合組網模式，寬帶擴頻通信方式實現區域信息上報，信號隱蔽傳輸、抗 幹擾能力強、傳輸距離遠，解決大範圍布設問題，利用公共蜂窩網絡或有線調製模塊實現與 後端的通聯，提高網絡容量，降低建設運營維護成本；系統採用SD-TD-CSMA混合MAC協議設 計，區域設備嚴格按照時隙調度工作，減少能耗、互擾，並採用閉環確認重傳機制，確保警情 可靠上報；同時通過網絡層、鏈路層和物理層的跨層智能優化策略，有效提高網絡系統的魯 椿性、抗毀性、抗幹擾及生存周期。所W，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而 具有高度實用價值，並經大量長期的理論研究和仿真驗證了上述協議的有效性。
【權利要求】
1. 一種道路誓井蓋實時監測系統，包括井蓋監測終端、區域控制終端和監控管理中屯、， 其特徵在於，所述井蓋監測終端利用多傳感器實時協同監測井蓋狀態；所述區域控制終端 與井蓋監測終端傳輸組網，並與監控管理中屯、實現通聯；所述區域控制終端與井蓋監測終 端採用寬帶擴頻通信體制進行通信。2. 根據權利要求1所述的道路誓井蓋實時監測系統，其特徵在於，還包括輔助管理終 端，所述輔助管理終端通過無線網絡與所述區域控制終端相連，用於對正常行為觸發警情。3. 根據權利要求1所述的道路誓井蓋實時監測系統，其特徵在於，所述區域控制終端 利用公共蜂窩網絡或有線調製模塊實現與監控管理中屯、的通聯。
【文檔編號】G08B25-00GK204288469SQ201420683699
【發明者】邱雲周, 李令, 張力, 李鳳榮, 王康如, 王冠營, 何為 [申請人]中國科學院上海微系統與信息技術研究所