1.系统背景

随着智能电网、智慧城市建设进程的加快，涉及到配网、市政、供热、供水、供气等公共服务领域的线缆、管线大都采用地埋方式进行规划建设，通过检修人井的方式进行运维检修。目前大量的城市井盖缺少信息化管理手段，基本靠人工巡查作业进行维护管理，在日常维护管理工作中存在以下突出问题：

1)  传统井盖易被非法开启造成井内设备损坏、物资丢失、以及其他单位非法施工破坏；

2)  运维工作投入大、效率低，井盖状态信息反馈滞后；

3)  缺失井盖的检查井口危害行人车辆安全，带来负面社会影响；

4)  传统的非智能化井盖无法满足当前智慧城市管理需求。

针对上述井盖运维管理问题，优特科技提出应用物联网、云计算、低功耗广域无线通信、无线供电及高安全性闭锁等技术的井盖监测及闭锁解决方案，实现检查井盖本体可识别、状态可感知、信息可远传。方案采用非接触式无线供电井盖锁实现井盖的高安性闭锁，防止井盖被非法开启、侵入。井盖锁内置ID码芯片能够实现井盖的唯一标识。井盖锁采用无源设计，锁体无内置电源，须通过解锁器对锁具进行无线供电，驱动锁具完成锁码信息的识别和闭锁机构的动作。采用无线供电技术的井盖锁外部无锁孔和机械连接结构，能有效避免灰尘、泥沙、水浸等因素造成的机构卡涩、锁孔封堵等影响井盖锁正常操作情况发生。井盖状态监测传感器能可靠地实时感知井盖状态，结合低功耗广域物联网构建井盖状态在线监测网络实时反馈井盖状态信息。井盖监测及闭锁系统能够帮助运维单位实时获取辖区内检查井盖的状态信息，及时高效的调配运维力量消除检查井的异常情况，保障井内设备财产安全，防止异常井盖对行人或车辆造成伤害，提升城市智能化管理水平。

2.系统方案

井盖监测及闭锁系统由智慧井盖、井盖监测管理平台、智能APP、解锁器组成。智慧井盖集成有闭锁机构、井盖状态采集传感器以及无线通信模块，能通过NB-IOT低功耗广域物联网与井盖监测管理平台进行实时数据交互，实现井盖状态监测、井盖异常实时报警、窨井口的高安全性闭锁以及井内环境监测等功能。结合智能APP和解锁器能实现井盖的锁控管理。系统的部署和应用能进一步提高检查井及井内设备的信息化、智能化管理水平，为智慧城市管理提供技术支撑。

n智慧井盖

智慧井盖由井盖锁和井盖状态监测及通信模块两部分组成，各模块采用分体式设计，可根据需要独立安装部署。井盖锁采用非接触无线供电技术，锁体内部无电源，使用具有授权的解锁器对井盖锁无线供电，驱动井盖锁，完成井盖识别和闭锁机构动作。井盖锁外部无机械锁孔，能有效避免因灰尘、泥沙、水浸等因素造成的机构卡涩、锁孔封堵等情况，影响井盖锁正常操作。井盖锁采用高强度机械设计能有效防止砸、撬等行为对锁具造成破坏，实现井口的高安全性闭锁。井盖闭锁机构不但能防止从外部随意开启井盖，还能防止井盖被井内倒灌雨水等外力移动，造成井口敞开危害行人车辆安全。

智慧井盖的监测及通信模块采用可更换电池作为电源。模块通过传感器感知井盖状态，当井盖被打开时能够可靠检测井盖状态变化，通过NB-IOT网络将井盖状态变位信息实时发送到系统管理平台，实现井盖（井口）状态的实时监测。监测模块预留有外部传感器接口，可以外接温湿、水位、气体等环境监测传感器，构建井内环境监测网络。监测及通信模块采用防水、防尘设计，防护等级满足IP68防护等级要求。

n井盖监测管理平台

井盖状态监测平台作为系统管理工作站，提供人机交互界面，实现井盖设备信息的管理、井盖定位、告警提示、信息分发推送、井盖锁控授权管理以及数据信息查询分析等功能。监测平台能汇总前端采集的数据信息，应用大数据分析的方法，构建系统运维管理模型，实现运维资源优化配置，提高运维工作效费比、提升设备运维工作效能。

n手持终端

手持终端包括智能APP和解锁器两个部分，智能APP作为移动数据终端提供井盖信息查询、告警信息提示、锁控授权管理、操作指令下发等功能。

解锁器作通过蓝牙通信方式接收智能APP发送的操作指令，应用非接触式无线供电开锁技术实现对井盖锁的驱动，实现井盖信息的识别和井盖锁的解\闭锁操作。

3.功能特点

Ø  井口高安全性闭锁。

Ø  井盖在线状态监测。

Ø  井盖实时异常报警。

Ø  井盖锁控管理。

Ø  构建检查井物联信息平台。

Ø  辅助决策分析，优化维护资源配置，提高维护工作效能。

4.系统无线通信部署方案

井盖监测及闭锁系统采用低功耗窄带物联网（NB-IOT）构建智慧井盖与监测平台间的通信链路。NB-IOT网络具有广覆盖、高容量、低功耗、低成本的优势，适用于井盖监测这种小流量、低移动性、功耗敏感的应用场景。日常运行时，智慧井盖定期向监测平台发送井盖状态信息，实现井盖在线状态监测；井盖变位时，智慧井盖能实时向监测平台发送井盖告警信息，实现井盖实时状态变位报警。智能APP通过云服务与监测平台进行数据交互实现告警信息的实时获取、锁控信息同步以及历史信息查询等功能。

5.智慧井盖部署方案

智慧井盖根据现场安装条件及用户应用需求，提供内层智慧井盖和外层井盖改造两种部署方案：

n 内层智慧井盖

在原有外层井盖下安装一套集成闭锁模块的内层智慧井盖，实现井口的高安全性闭锁，根据需要在外井盖或内层井盖上部署井盖监测模块。智慧井盖通过监测模块的传感器采集并监测外（内）层井盖的状态。作业时，通过具有授权的解锁器操作智慧井盖闭锁机构，实现井盖的开启或闭锁。

n 外层井盖改造

外层井盖改造是指根据应用需要对已有外层井盖加装闭锁模块或监测模块，实现井盖的高安全性闭锁和状态监测。作业时，通过具有授权的解锁器操作智慧井盖闭锁机构，实现井盖的开启或闭锁。

6.应用效果

井盖监测及闭锁系统的部署和应用，能实现城市井盖和事件管理的智慧化、网络化和空间可视化，创新井盖管理模式，完善井盖管理流程，建立一套科学完善的井盖管理督评价体系，并实现井盖及监测数据信息的共享，体现智慧城市综合管理的智能和高效。