无线技术在排水窨井盖防盗中的应用

2011-12-20徐剑王小江傅春鸣

城市建设理论研究 2011年23期

徐剑王小江傅春鸣

摘要：根据排水公司窨井盖监控的需要，本文选择了通过无线传感器向无线数据传输基站发送窨井盖的异常信息，基站向监控中心发送所属区域的井盖的信息的当时，达到了对窨井盖的实时监控。一旦发现井盖异常情况，排水公司能及时有效地进行处理，提高了窨井盖的防盗性。

关键词：窨井盖防盗无线

一、引言

随着经济、社会的快速发展，排水公司管线涉及的区域不断扩大，分布于城市道路上的排水检查井越来越多。由于检查井井盖通常为铁质或含铁成分，经常发生被非法分子盗窃现象；虽然目前大多数检查井已经换成复合型材质，由于道路沉降、不法分子破坏、长期受到汽车重压等原因，容易造成破损或遗失，这些情况一旦发生，往往对过往行人以及车辆都造成极大威胁。对排水公司的窨井盖进行有效监控将极大地提高井盖缺失后的处理及时率，防止意外发生。

二、排水公司现状

随着城市建设的快速发展，城市区域不断扩大、排水管网和分布于城市道路上的排水检查井越来越多。目前为止，公司沿路共计管线长度411多公里，有各类排水检查井9368只，其中城东区域检查井2282只，越城区域检查井2843只，袍江区域检查井3862只,镜湖381只。由于检查井数量多，分布区域广，虽然每天有巡视人员巡查管线及检查井，但是无法24小时对每个检查井做到实时监控，一旦有井盖缺失或者破损，事故响应时间无法得到保证。

排水公司已对所有检查井加装了安全防护网以及安全警示牌，力求提升检查井的安全性，但是对窨井盖的防盗实时监控还没有有效的措施。

三、窨井盖防盗监控

窨井盖防盗系统由无线传感器（Wireless Sensor）、无线数据传输基站（Wireless Data Transmission Base）两部分构成，该系统通过无线传感器定时上发的方式管理窨井盖集群，无线传感器具有开关量报警功能，可以将报警信号通过433MHz信号快速、稳定、可靠地传递给无线数据传输基站，后者通过GSM/GPRS通信平台上报给管理人员和服务器。

1、工作原理

无线传感器每隔8小时（默认为8小时，可设置成12小时等）通过433MHz信号（分米波）向无线数据传输基站上传一次其自身状态，无线数据传输基站每隔1小时存储其收到的无线传感器的状态并通过GPRS上报给上位机。

一旦出现偷盗报警、低电报警、恢复报警，无线传感器会立刻将报警信号上传给无线数据传输基站，基站会立刻将报警信号通过GSM/GPRS上报给管理人员和上位机。

窨井盖防盗系统由无线传感器、无线数据传输基站两部分构成。系统通过无线传感器定时上发的方式管理窨井盖集群，无线传感器具有开关量报警功能，可以将报警信号通过433MHz信号（分米波）快速、稳定、可靠地传递给无线数据传输基站，再通过GSM/GPRS通信平台上报给管理人员和监控机，相关人员发现问题后能及时进行处理。

分米波（decimeter wave/UHF)属于微波，是电磁波的一种，波长在一分米至一米之间的无线波段。频段是UHF（特高頻）频段，频率在300~3000MHz。

2、主要设备

2.1分站设备

分站设备采用一体化的传感器设备，主要有无线模块（SmartNode N608）、电池以及微动开关组成，外壳采用全密封防水设计，具有IP67防水等级。无线传感器设备处于休眠状态，只是每隔一段时间将自身状态上发给无线数据传输基站（无线传感器状态上发不成功时，推迟一个随机时间重发一次），一旦微动开关出现异常，使开关量发生改变，设备马上处于监听状态，监测到异常信号后直接向基站发送数据。

无线模块（SmartNode N608）主要有以下几个特点：超低功耗：侦听电流7uA，休眠电流60nA；功率可调：调节范围 7dbm～16dbm 发射功率5mw（7dbm），距离400米（2400bps），发射功率40mw（16dbm），距离2000米（2400bps）；支持两路开关两点输入输出。

2、基站设备

基站设备主要有单片机、无线接收设备和GPRS（通用分组无线服务技术General Packet Radio Service)设备组成。

主要有以下功能：

通讯平台：无线数据传输基站采用433MHz通信平台与移动或联通的900M/1800M GSM/GPRS通信平台。

报警功能：开关量改变时报警（微动开关弹出），以短信和电话的形式通知负责人，同时可设置4个报警电话号码。

报警冲突避免功能：开关量改变时，无线传感器连续报警5次，一旦报警成功则停止。

定时保存功能：无线数据传输基站每24小时（可设置成其他时间）将其所管辖的无线传感器状态保存到存储单元中。

定时上报功能：无线数据传输基站每24小时（可设置成其他时间），将其保存的无线传感器状态上报给监控机和管理人员。

数据自动补发功能：当上一次数据发送不成功时，下一次将自动补发上一次发送不成功的数据，在数据保存的有效期内均能补发。

与普通手机友好的短信互动，通过密码验证后，所有数据参数都可以通过短信设置。

外壳采用全密封防水设计，可适应野外露水和被水浸泡，符合IP67标准（微动开关的防水等级为IP67）。