城市智能井蓋云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

1、基于CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)的城市智能井蓋云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)2014年7月CWSN城市智能井蓋云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)CWSN（Cloud Wireless Sensor Network）“城市智能井蓋云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”選用質(zhì)量可靠、高穩(wěn)定性、防水防塵設(shè)計(jì)的行程開(kāi)關(guān)無(wú)線智能井蓋傳感器或傾斜度無(wú)線智能井蓋傳感器，采用中國(guó)人完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GTiBee無(wú)線傳感網(wǎng)通訊協(xié)議將井蓋報(bào)警設(shè)備進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)，通過(guò)“CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)通訊系統(tǒng)平臺(tái)V1.0”實(shí)現(xiàn)城市井蓋的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理。該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地監(jiān)測(cè)城市井蓋的狀態(tài)（異常開(kāi)啟、維修管理、異常閉合）包括報(bào)警設(shè)備的電量大小和信號(hào)強(qiáng)弱等信息，可在井蓋出現(xiàn)異常狀況后，以

2、短信或郵件方式及時(shí)通知管理部門(mén)獲得報(bào)警信息并及時(shí)處理，以防止發(fā)生設(shè)備丟失、損壞或人身傷亡的事故。該系統(tǒng)適用于市政、通信、熱力、水務(wù)、電力等行業(yè)部門(mén)管理各種地下管網(wǎng)設(shè)施。該方案通過(guò)CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)組網(wǎng)的方式，在無(wú)需布線的情況下，可快速實(shí)現(xiàn)“城市井蓋”智能實(shí)時(shí)云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的部署，極大縮短了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的施工時(shí)間，并降低了系統(tǒng)的實(shí)施成本。此外，該系統(tǒng)還具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可隨時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該項(xiàng)目最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于整套方案的成本低廉（是傳統(tǒng)方案的50%）、施工周期短（實(shí)施簡(jiǎn)單快捷）、功能強(qiáng)大（管理功能全面、可擴(kuò)展性強(qiáng)）。該方案被工信部中國(guó)智慧城市產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟選為第一批智慧城市優(yōu)秀解決方案全國(guó)推廣

3、。一、系統(tǒng)實(shí)施背景：1、隨著城市化進(jìn)程的加快，市政公用設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速。電力、通信等部門(mén)的線纜大都采取地埋方式，通過(guò)井蓋進(jìn)行日常維護(hù)，由于缺乏有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理手段，給不法分子提供可乘之機(jī)，撬開(kāi)井蓋盜竊電纜、偷盜井蓋的犯罪行為時(shí)有發(fā)生，不僅影響了相關(guān)設(shè)備的正常工作，造成巨大的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失，而且丟失井蓋的井口也會(huì)對(duì)道路上的車(chē)輛、行人造成極大的危害，對(duì)社會(huì)安定、安全造成負(fù)面影響。由于城區(qū)面積擴(kuò)大，井蓋分布范圍廣、數(shù)量大，導(dǎo)致監(jiān)管難度大，通過(guò)井蓋盜竊線纜的犯罪行為越來(lái)越猖獗。這些盜損行為，影響了設(shè)施功能的正常發(fā)揮，并造成巨大的直接和間接損失。井蓋線纜防盜已經(jīng)成為困擾市政建設(shè)的巨大難題。 2、

4、一直以來(lái)，全國(guó)各地頻頻出現(xiàn)下水道井蓋破損、被偷或者被雨水沖走，近而導(dǎo)致傷人或死亡事件發(fā)生。一次次類(lèi)似的悲劇提醒我們：城市發(fā)展不能只重面子，不顧管理，看不見(jiàn)的基礎(chǔ)建設(shè)工程，有時(shí)比看得見(jiàn)的政績(jī)項(xiàng)目更關(guān)乎民生利益。下水道是“城市的良心”，良心出了問(wèn)題，難免釀成大禍。一座城市，漠視管理缺陷，漠視下水道口“吃”人，就是缺少對(duì)生命的尊重和敬畏，缺少對(duì)市民的人文關(guān)懷，使城市的文明成色黯然。任何一個(gè)有良知、有責(zé)任感的城市管理者應(yīng)該為此感到汗顏引自肖亞洲。針對(duì)湖南長(zhǎng)沙、河南、吉林等多地井蓋傷人、導(dǎo)致人員傷亡的情況，國(guó)家住建部發(fā)文整治傷人井蓋，2014年底前完成排查工作。為整治窨井吞人傷人事故，住建部于 2013

5、 年 4 月提出了關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市窨井蓋安全管理的通知，要求包括城市供水、排水、燃?xì)狻崃?、房產(chǎn)（物業(yè)）、電力、電信、廣播電視等部門(mén)，實(shí)行井蓋的數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源有效的監(jiān)管，確保人民群眾人身安全。瀟湘晨報(bào)：2013年3月22日晚9點(diǎn)多，暴雨夜，長(zhǎng)沙涂家沖赤黃路一片汪洋，21歲的女孩楊麗君不慎落入下水道，被急流卷走。因此市政井蓋的管理需求是非常明確的，但目前大量的市政井蓋還基本靠人員手工巡查管理，再加上井蓋數(shù)量大，分布地域性廣，單純依靠人工巡檢排查，根本無(wú)法實(shí)時(shí)獲得這些井蓋的狀態(tài)信息，更無(wú)法在出現(xiàn)異常情況時(shí)迅速響應(yīng)。因此，如何能夠精細(xì)到對(duì)市政井蓋的個(gè)體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)到對(duì)井蓋部件的異常

6、情況做出快速處理，最大程度地保障行人人身安全與國(guó)家資產(chǎn)安全，是政府相關(guān)主管部門(mén)亟待思考解決的問(wèn)題。為響應(yīng)全國(guó)各地建設(shè)智慧城市的政策需要，切實(shí)解決城市井蓋管理中面臨的監(jiān)管難題，北京博大光通國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)有限公司采用成熟的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)：CWSN無(wú)線傳感網(wǎng)通訊系統(tǒng)技術(shù)、有源 RFID 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他無(wú)線通信技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，包括可靠的井蓋監(jiān)測(cè)傳感器，高效、易用的無(wú)線傳感網(wǎng)通訊產(chǎn)品，以及具有強(qiáng)大云存儲(chǔ)、云挖掘報(bào)警功能的大數(shù)據(jù)處理云平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)完整的城市井蓋智能云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)城市的井蓋進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理，避免財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡的事件

7、發(fā)生。建立一套將城市井蓋管理和事件處置網(wǎng)絡(luò)化、精細(xì)化的市政井蓋綜合智能管理解決方案，不僅創(chuàng)新了井蓋的信息化管理模式，完善了事件處置的流程管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井蓋的追溯監(jiān)管，維護(hù)道路安全，同時(shí)也提高了責(zé)任單位的職能水平，降低了管理成本。該方案通過(guò)CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)組網(wǎng)的方式，在無(wú)需布線的情況下，可快速實(shí)現(xiàn)“城市井蓋”智能實(shí)時(shí)云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的部署，極大縮短了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的施工時(shí)間，并降低了系統(tǒng)的實(shí)施成本。此外，該系統(tǒng)還具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可隨時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該方案采用的行程開(kāi)關(guān)或傾斜度無(wú)線智能井蓋傳感器具有靈敏度高、傾斜角度可調(diào)整、防水防塵等性能特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)施試驗(yàn)證明，該傳感器能夠穩(wěn)定、可靠地監(jiān)測(cè)城

8、市井蓋的狀態(tài)（異常-是否被移動(dòng)、低電報(bào)警、正常）。此外，CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)云端管理的控制方式，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線云傳感網(wǎng)的通訊狀態(tài)，并可適時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通訊路徑，以確保網(wǎng)絡(luò)通訊的穩(wěn)定、可靠。并且，CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（城市井蓋）的實(shí)時(shí)定位功能（定位精度需根據(jù)城市無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)AP、中繼的部署密度確定），以確保城市井蓋丟失時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的位置跟蹤。二、CWSN“城市井蓋” 智能云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖CWSN“城市井蓋” 智能云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：該方案所涉及的項(xiàng)目由以下幾個(gè)部分組成：1、 無(wú)線智能井蓋傳感器：安裝于城市井蓋的底部，通過(guò)GT

9、iBee智能組網(wǎng)射頻模塊與CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)系統(tǒng)的智能組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊，并將傳感采集數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)井蓋的移動(dòng)監(jiān)測(cè)及位置監(jiān)測(cè)；2、 智能組網(wǎng)設(shè)備：包括智能中繼、智能AP等，用于實(shí)現(xiàn)CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)“城市井蓋”智能云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的無(wú)線云傳感網(wǎng)組網(wǎng)，為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及報(bào)警信息上傳提供通路；3、 CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)通訊管理云平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)通訊管理云平臺(tái)）：用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線云傳感網(wǎng)的通訊管理及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、通訊狀態(tài)控制、管理等。4、 CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)客戶端云服務(wù)版通訊管理軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)通訊管理客戶端）：用于網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)無(wú)線云傳感網(wǎng)、以太網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)檢測(cè)及管理。5、 CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)

10、“城市井蓋”云監(jiān)測(cè)智慧市政物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)用管理云平臺(tái)）：用戶通過(guò)此云平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)“城市井蓋”智能云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中所有設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、位置跟蹤及報(bào)警管理。三、系統(tǒng)功能：1） 井蓋資產(chǎn)管理：對(duì)井蓋的基本信息進(jìn)行管理，包括井蓋編號(hào)、經(jīng)緯度、所在道路等。智能井蓋無(wú)線傳感器進(jìn)行采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化OID的編碼方式進(jìn)行唯一編碼，采用RFID 電子標(biāo)簽作為井蓋的標(biāo)識(shí)，其內(nèi)部都有唯一的 ID 號(hào)，并且其按不同區(qū)域、道路記錄了井蓋的產(chǎn)權(quán)單位、聯(lián)系人、電話等信息，方便管理部門(mén)的信息采集及情況處理。因 RFID 標(biāo)簽無(wú)法被仿制，所以可以及時(shí)盤(pán)點(diǎn)井蓋并核對(duì)井蓋信息，快速掌握井蓋流失狀態(tài)。

11、（2） 實(shí)時(shí)定位監(jiān)控可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)市政井蓋的各種狀態(tài)信息，通過(guò)結(jié)合系統(tǒng)直觀的市政平面圖，可實(shí)時(shí)查看井蓋在所轄區(qū)內(nèi)的位置和基本屬性信息， 并對(duì)各轄區(qū)內(nèi)所屬的井蓋防盜進(jìn)行統(tǒng)一指揮調(diào)度出警和工程維護(hù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井蓋狀態(tài)，井蓋的基本狀態(tài)包括：正常、異常、低電、維修和閉合異常。采用GIS地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)地理地圖展示：在電子地圖上顯示井蓋位置、基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)等，也可以通過(guò)文本形式展示井蓋位置、基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史狀態(tài)記錄等信息。（3） 防盜監(jiān)管根據(jù)預(yù)先設(shè)定報(bào)警規(guī)則，對(duì)市政井蓋的異常情況進(jìn)行防盜監(jiān)管。安裝在市政井蓋的智能井蓋無(wú)線傳感器，當(dāng)井蓋狀態(tài)正常時(shí)，處于休眠狀態(tài)，當(dāng)井蓋異常開(kāi)啟時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通

12、知相關(guān)負(fù)責(zé)部門(mén)采取措施。系統(tǒng)支持短信或郵件提醒：井蓋出現(xiàn)異常、低電時(shí)，可以發(fā)送短信或郵件通知值班人員。（4） 報(bào)警聯(lián)動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息向報(bào)警中心報(bào)警后，同時(shí)還會(huì)向相關(guān)責(zé)任人和管理人員的手機(jī)等客戶端發(fā)送報(bào)警信息。（5） 鑒權(quán)設(shè)置當(dāng)工程人員需要對(duì)井蓋和線路進(jìn)行維護(hù)時(shí)，由控制中心經(jīng)過(guò)判斷合法性進(jìn)行解防，或是經(jīng)授權(quán)的工程人員手持終端設(shè)備或者監(jiān)管中心可進(jìn)行匹配解防，可以靈活設(shè)置井蓋的維修時(shí)間。（6） 數(shù)據(jù)分析通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，從不同角度、不同維度、不同需要等對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行重組、匯總及對(duì)比分析，挖掘出更有利于提升市政管理水平和效率的有價(jià)值數(shù)據(jù)。（7） 拓展領(lǐng)域 路燈管理 設(shè)備箱管理 戶外廣告

13、牌管理 市政雕塑管理 市政資產(chǎn)管理 市政車(chē)輛監(jiān)管 市政人員監(jiān)管四、CWSN“城市井蓋” 智能云監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)1）、采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通訊協(xié)議，安全性高、可靠性好該系統(tǒng)采用的核心技術(shù)是GTiBee（General Transmission Intelligence Bee）協(xié)議，是由北京博大光通國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)有限公司聯(lián)合聯(lián)合中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院（工信部四所）、中科院微電子所等多家擁有物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)企業(yè)或共同創(chuàng)立的“移動(dòng)硅谷物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”（簡(jiǎn)稱(chēng)GTiBee產(chǎn)業(yè)國(guó)際聯(lián)盟）于2012年5月在國(guó)內(nèi)外首先提出的物聯(lián)網(wǎng)核心通訊系統(tǒng)協(xié)議，已經(jīng)申請(qǐng)了商標(biāo)和30項(xiàng)以上的相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)，是屬于中國(guó)人完全

14、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)核心通信協(xié)議。2）、穩(wěn)定的無(wú)線傳輸采用高集成度、低功耗的CWSN無(wú)線云傳感網(wǎng)GTiBee智能組網(wǎng)射頻模塊（工作在470M-510M免費(fèi)頻段，射頻發(fā)射功率小，對(duì)人體無(wú)傷害），具有穿透力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、抗衰減能力強(qiáng)等電磁特性，同時(shí)自主研發(fā)的通訊協(xié)議保證了系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交互，采用圖形化的無(wú)線云傳感網(wǎng)管理界面進(jìn)行人工智能自組織無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理，保證了整個(gè)系統(tǒng)可靠、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)通信。采用GTiBee協(xié)議的無(wú)線傳輸系統(tǒng)的性能，經(jīng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，已達(dá)到等同于有線傳輸99.99以上的穩(wěn)定和可靠程度。與市面上其他同類(lèi)產(chǎn)品相比，本系統(tǒng)雨衰更小，信號(hào)穿透力和繞射能力更強(qiáng)，傳輸距離更遠(yuǎn)，集成度高、兼

15、容性好、通信簡(jiǎn)單快捷，信號(hào)的隱蔽性和抗干擾性更強(qiáng)。3）、低功耗與WIFI、3G、ZigBee等無(wú)線傳輸技術(shù)相比，設(shè)備功耗更低。支持激活和休眠模式，具有休眠定時(shí)喚醒功能；超長(zhǎng)工作時(shí)間：電路采用低功耗設(shè)計(jì)，降低電路功耗，智能井蓋傳感器電池壽命可達(dá)到35年。4）、低成本、覆蓋廣該系統(tǒng)技術(shù)的核心特色是“云端管理、云端計(jì)算、云端分布式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、云端大數(shù)據(jù)智能挖掘”，在云端實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的無(wú)線通信協(xié)議，以強(qiáng)大的云計(jì)算為基礎(chǔ)可以大大提高傳感網(wǎng)的性能并減低傳感網(wǎng)內(nèi)組網(wǎng)硬件的成本。博大光通的智能中繼安裝在道路的交匯路口，基本可以管理2個(gè)路口范圍內(nèi)的所有井蓋（每條路長(zhǎng)約400米-500米），一般10公里范圍內(nèi)需要安裝博大光通的AP網(wǎng)關(guān)（通過(guò)以太網(wǎng)或GPRS上傳井蓋報(bào)警數(shù)據(jù)到云端服務(wù)器）。5）、實(shí)施便捷無(wú)需施工布線，部署迅速，易擴(kuò)展，兼容性好。6）、高可靠、低功耗的井蓋監(jiān)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備7）、可視化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井蓋狀態(tài)的智能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)。8）、維護(hù)方便，智能井蓋無(wú)線傳感器安裝拆卸方便、安裝后牢固可靠，IP67 防護(hù)等級(jí)； 9）、展示功能強(qiáng)大：A、GIS地圖展示：在電子地圖上顯示井蓋位置、基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)等。B、文本展示：通過(guò)文本形式展示井蓋位置、基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史狀態(tài)記