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解决方案solution

基于LoRaWAN的智能井盖监测解决方案
  项目背景

  随着城市化进程的进一步加快,市政公用设施建设发展迅速,市政、电力、通信等部门有大量市政设备、资产需要管理,井盖就是其中之一。大量在外井盖由于缺乏有效的实时监控管理手段,给不法分子提供了可乘之机,不仅影响相关设备的正常工作,造成直接或间接经济损失,而且丢失井盖的井口对道路上的车辆、行人来说就是极大的安全隐患。
 

  为更好地保障公共设施安全,保护井下重要资源,迫切需要采用新技术、新模式加强对井盖的管理,对井盖数字化管理,实现社会资源有效的监管,确保人民群众人身安全,势在必行。
 

  行业需求
 

  01、城市井盖被人盗走,易产生安全问题
 

  02、城市井盖破损,市政部门无法得知破损信息
 

  03、井盖分布范围广,无法实时获取井盖信息,导致异常情况无法快速处理
 

  方案介绍

智能井盖

  智能井盖监测系统由LoRaWAN智能井盖终端、LoRaWAN基站、NS服务器、CS平台、APP组成,智能井盖终端嵌入四信LoRaWAN模块、倾角传感器、液位传感器、电池。


  防水等级为IP67的智能井盖终端由电池供电,考虑到功耗问题,平常每隔12小时采集液位、倾角传感器状态及电池电量作为心跳包,通过LoRaWAN基站上报到服务器,产品电池寿命设计5年。另一方面,当发生异常情况时,如井盖被打开产生中断信号,通过倾角传感器检测到井盖发生明显位移或者井下水位超过设定的阈值时,会立即唤醒智能井盖终端及时向服务器报警。


  用户可通过手机端APP、电脑端Web浏览器登录平台,查看管理辖区内的每一个井盖的状态,包括井盖的编号、安装位置、井盖是否打开、倾角多少、井盖下水位等等,出现问题第一时间报警通知检修人员。如当井盖被偷盗打开时,立即唤醒智能井盖终端并上报当前状态到服务器,服务器收到报警信息后记录到后台数据库,同时通过电话或短信方式报警,通知工作人员及时处理。


  智能井盖终端功能设计


  1)撬井告警


  当倾角传感器探测到井盖被打开或产生异动时,终端会实时将告警信息推送到维护人员手机APP和监控平台。


  2)水位告警


  智能终端会通过液位传感器监测井内水位信息,一旦检测到水位漫出井盖影响交通时,会实时将水位告警信息推送到维护人员手机APP和监控平台。


  上报机制


  平常终端处于深度休眠模式,定时12小时唤醒1次,采集倾角传感器、液位传感器信息、电池电压作为心跳包,用非确认包模式发送到平台,发送完毕立刻再次进入深度休眠,如此循环工作,达到省电目的。当出现异常情况时,如井盖被撬开,智能井盖终端随即唤醒,将报警信息及各类状
态信息封装成确认包,要求NS服务器做ack应答,若收到服务器的应答信息,则终端再次进入休眠;若没收到服务器的应答信号,终端将启用重发机制,最大重发30次,以确保服务器能可靠地收到报警信息,心跳包和报警包的机制设计平衡了功耗与可靠性。


  低功耗设计


  考虑到井盖现场的特殊性,智能井盖终端需由电池供电并做低功耗设计,平常处于深度休眠状态,每隔12小时定时唤醒仅发送一次心跳包。电池寿命设计3-5年。


  天线设计


  结合智能井盖终端产品结构由专业天线厂家设计LoRa天线,以发挥最优性能,实现井盖下优异的信号穿透能力。

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  方案价值


  ✔ 低功耗,处于深度休眠模式的LoRa模块功耗仅2uA级别。


  ✔ 组网容量大,LoRaWAN基站采用semtech 8通道sx1301芯片方案,可容纳更多的节点。


  ✔ 通信距离远,采用LoRa调制技术及-142的超低灵敏度,特别适合井盖下的恶劣环境。


  ✔ 平衡功耗与安全,平常低频率上报,异常时触发式唤醒,立即报警。


  ✔ 可视化管理,通过APP、Web可查看智能井盖终端历史报表数据、当前状态、报警情况。


  ✔ 便捷高效,省去人工巡检的麻烦及解决低效问题,第一时间获取井盖异常信息。

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