無線技術在排水窨井蓋防盜中的應用

徐劍 王小江 傅春鳴

摘要： 根據排水公司窨井蓋監控的需要，本文選擇了通過無線傳感器向無線數據傳輸基站發送窨井蓋的異常信息，基站向監控中心發送所屬區域的井蓋的信息的當時，達到了對窨井蓋的實時監控。一旦發現井蓋異常情況，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

隨著經濟、社會的快速發展，排水公司管線涉及的區域不斷擴大，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，經常發生被非法分子盜竊現象；雖然目前大多數檢查井已經換成復合型材質，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控將極大地提高井蓋缺失后的處理及時率，防止意外發生。

二、排水公司現狀

隨著城市建設的快速發展，城市區域不斷擴大、排水管網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，其中城東區域檢查井2282只，越城區域檢查井2843只，袍江區域檢查井3862只,鏡湖381只。由于檢查井數量多，分布區域廣，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控還沒有有效的措施。

三、窨井蓋防盜監控

窨井蓋防盜系統由無線傳感器（Wireless Sensor）、無線數據傳輸基站（Wireless Data Transmission Base）兩部分構成，該系統通過無線傳感器定時上發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、穩定、可靠地傳遞給無線數據傳輸基站，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）向無線數據傳輸基站上傳一次其自身狀態，無線數據傳輸基站每隔1小時存儲其收到的無線傳感器的狀態并通過GPRS上報給上位機。

一旦出現偷盜報警、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據傳輸基站，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。

窨井蓋防盜系統由無線傳感器、無線數據傳輸基站兩部分構成。系統通過無線傳感器定時上發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、穩定、可靠地傳遞給無線數據傳輸基站，再通過GSM/GPRS通信平臺上報給管理人員和監控機，相關人員發現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，只是每隔一段時間將自身狀態上發給無線數據傳輸基站（無線傳感器狀態上發不成功時，推遲一個隨機時間重發一次），一旦微動開關出現異常，使開關量發生改變，設備馬上處于監聽狀態，監測到異常信號后直接向基站發送數據。

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：調節范圍 7dbm～16dbm 發射功率5mw（7dbm），距離400米（2400bps）， 發射功率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：無線數據傳輸基站采用433MHz通信平臺與移動或聯通的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，無線傳感器連續報警5次，一旦報警成功則停止。

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

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

數據自動補發功能：當上一次數據發送不成功時，下一次將自動補發上一次發送不成功的數據，在數據保存的有效期內均能補發。

與普通手機友好的短信互動，通過密碼驗證后，所有數據參數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監控設備相比，有效地降低了監控設備的費用，井蓋異常裝置的監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控系統，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。