徐劍 王小江 傅春鳴

摘要： 根據(jù)排水公司窨井蓋監(jiān)控的需要，本文選擇了通過無線傳感器向無線數(shù)據(jù)傳輸基站發(fā)送窨井蓋的異常信息，基站向監(jiān)控中心發(fā)送所屬區(qū)域的井蓋的信息的當時，達到了對窨井蓋的實時監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)井蓋異常情況，排水公司能及時有效地進行處理，提高了窨井蓋的防盜性。

關鍵詞：窨井蓋防盜無線

一、 引言

隨著經(jīng)濟、社會的快速發(fā)展，排水公司管線涉及的區(qū)域不斷擴大，分布于城市道路上的排水檢查井越來越多。由于檢查井井蓋通常為鐵質或含鐵成分，經(jīng)常發(fā)生被非法分子盜竊現(xiàn)象；雖然目前大多數(shù)檢查井已經(jīng)換成復合型材質，由于道路沉降、不法分子破壞、長期受到汽車重壓等原因，容易造成破損或遺失，這些情況一旦發(fā)生，往往對過往行人以及車輛都造成極大威脅。對排水公司的窨井蓋進行有效監(jiān)控將極大地提高井蓋缺失后的處理及時率，防止意外發(fā)生。

二、排水公司現(xiàn)狀

隨著城市建設的快速發(fā)展，城市區(qū)域不斷擴大、排水管網(wǎng)和分布于城市道路上的排水檢查井越來越多。目前為止，公司沿路共計管線長度411多公里，有各類排水檢查井9368只，其中城東區(qū)域檢查井2282只，越城區(qū)域檢查井2843只，袍江區(qū)域檢查井3862只,鏡湖381只。由于檢查井數(shù)量多，分布區(qū)域廣，雖然每天有巡視人員巡查管線及檢查井，但是無法24小時對每個檢查井做到實時監(jiān)控，一旦有井蓋缺失或者破損，事故響應時間無法得到保證。

排水公司已對所有檢查井加裝了安全防護網(wǎng)以及安全警示牌，力求提升檢查井的安全性，但是對窨井蓋的防盜實時監(jiān)控還沒有有效的措施。

三、窨井蓋防盜監(jiān)控

窨井蓋防盜系統(tǒng)由無線傳感器（Wireless Sensor）、無線數(shù)據(jù)傳輸基站（Wireless Data Transmission Base）兩部分構成，該系統(tǒng)通過無線傳感器定時上發(fā)的方式管理窨井蓋集群，無線傳感器具有開關量報警功能，可以將報警信號通過433MHz信號快速、穩(wěn)定、可靠地傳遞給無線數(shù)據(jù)傳輸基站，后者通過GSM/GPRS通信平臺上報給管理人員和服務器。

1、工作原理

無線傳感器每隔8小時（默認為8小時，可設置成12小時等）通過433MHz信號（分米波）向無線數(shù)據(jù)傳輸基站上傳一次其自身狀態(tài)，無線數(shù)據(jù)傳輸基站每隔1小時存儲其收到的無線傳感器的狀態(tài)并通過GPRS上報給上位機。

一旦出現(xiàn)偷盜報警、低電報警、恢復報警，無線傳感器會立刻將報警信號上傳給無線數(shù)據(jù)傳輸基站，基站會立刻將報警信號通過GSM/GPRS上報給管理人員和上位機。

窨井蓋防盜系統(tǒng)由無線傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸基站兩部分構成。系統(tǒng)通過無線傳感器定時上發(fā)的方式管理窨井蓋集群，無線傳感器具有開關量報警功能，可以將報警信號通過433MHz信號（分米波）快速、穩(wěn)定、可靠地傳遞給無線數(shù)據(jù)傳輸基站，再通過GSM/GPRS通信平臺上報給管理人員和監(jiān)控機，相關人員發(fā)現(xiàn)問題后能及時進行處理。

分米波（decimeter wave/UHF)屬于微波，是電磁波的一種，波長在一分米至一米之間的無線波段。頻段是UHF（特高頻）頻段，頻率在300~3000MHz。

2、主要設備

2.1分站設備

分站設備采用一體化的傳感器設備，主要有無線模塊（SmartNode N608）、電池以及微動開關組成，外殼采用全密封防水設計，具有IP67防水等級。無線傳感器設備處于休眠狀態(tài)，只是每隔一段時間將自身狀態(tài)上發(fā)給無線數(shù)據(jù)傳輸基站（無線傳感器狀態(tài)上發(fā)不成功時，推遲一個隨機時間重發(fā)一次），一旦微動開關出現(xiàn)異常，使開關量發(fā)生改變，設備馬上處于監(jiān)聽狀態(tài)，監(jiān)測到異常信號后直接向基站發(fā)送數(shù)據(jù)。

無線模塊（SmartNode N608）主要有以下幾個特點：超低功耗：偵聽電流7uA，休眠電流60nA；功率可調：調節(jié)范圍 7dbm～16dbm 發(fā)射功率5mw（7dbm），距離400米（2400bps）， 發(fā)射功率40mw（16dbm），距離2000米（2400bps）；支持兩路開關兩點輸入輸出。

2、基站設備

基站設備主要有單片機、無線接收設備和GPRS（通用分組無線服務技術General Packet Radio Service)設備組成。

主要有以下功能：

通訊平臺：無線數(shù)據(jù)傳輸基站采用433MHz通信平臺與移動或聯(lián)通的900M/1800M GSM/GPRS通信平臺。

報警功能：開關量改變時報警（微動開關彈出），以短信和電話的形式通知負責人，同時可設置4個報警電話號碼。

報警沖突避免功能：開關量改變時，無線傳感器連續(xù)報警5次，一旦報警成功則停止。

定時保存功能：無線數(shù)據(jù)傳輸基站每24小時（可設置成其他時間）將其所管轄的無線傳感器狀態(tài)保存到存儲單元中。

定時上報功能：無線數(shù)據(jù)傳輸基站每24小時（可設置成其他時間），將其保存的無線傳感器狀態(tài)上報給監(jiān)控機和管理人員。

數(shù)據(jù)自動補發(fā)功能：當上一次數(shù)據(jù)發(fā)送不成功時，下一次將自動補發(fā)上一次發(fā)送不成功的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)保存的有效期內均能補發(fā)。

與普通手機友好的短信互動，通過密碼驗證后，所有數(shù)據(jù)參數(shù)都可以通過短信設置。

外殼采用全密封防水設計，可適應野外露水和被水浸泡，符合IP67標準（微動開關的防水等級為IP67）。

四、總結

通過基站和分站的方式，和直接用GPRS監(jiān)控設備相比，有效地降低了監(jiān)控設備的費用，井蓋異常裝置的監(jiān)測有待在實踐中進一步加強使用觀察，不斷完善窨井蓋防盜監(jiān)控系統(tǒng)，同時完善窨井蓋本身的防盜功能，加強管理。

五、參考文獻

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注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。