RFID電子標簽智能化井蓋運維方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的市政井蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)

一、背景與意義

1.1有關政策背景

2023年4月，住建部頒發(fā)了“有關深入加強都市窖井蓋安全管理的

告知”，規(guī)定包括都市供水、排水、燃氣、熱力、房產(chǎn)（物業(yè)）、電力、電

信、廣播電視等部門，實行井蓋的數(shù)字化管理，實現(xiàn)社會資源有效的監(jiān)管,

保證人民群眾人身安全.

2023年7月3日，李克強總理在湖南視察，參觀了“下水道井蓋警

報系統(tǒng)”。對系統(tǒng)大加贊賞，稱井蓋管理報警系統(tǒng)是“惠國惠民的工程，

可以大力推廣J

2023年7月4日，經(jīng)李克強總理簽批，國務院日前印發(fā)《有關積極

推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》，這是推進互聯(lián)網(wǎng)由消費領域向生產(chǎn)領

域拓展，加速提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，增強各行業(yè)創(chuàng)新能力，構(gòu)筑經(jīng)濟社會發(fā)

展新優(yōu)勢和新動能的重要舉措。

1.2為何要對井蓋進行監(jiān)控和管理

原因一：井蓋管理的一種突出問題就是井蓋的權屬及出現(xiàn)問題的I追

責非常困難，各個部門互相推責，延誤了搶修時間，因此有必要進行統(tǒng)一

管理。同步井蓋數(shù)量龐大，規(guī)格、用途、有關參數(shù)多樣，靠老式的人工管

理很難做到精細化，長期化管理，并且牽扯大量人員，費用開銷也很大。

原因二：一旦碰到井蓋破損或是被盜，假如得不到及時處理，會成

為“馬路殺手”，安全隱患很大，因此，對井蓋的缺失或損壞必須做到第一

時間報警，維護人員接到報警后第一時間去現(xiàn)場處理，提高了運維效率，

也很快排除了隱患。

1.3處理方案

?在井蓋上安裝基于RFTD的電子標簽，為井蓋唯一日勺身份標識，對井

蓋日勺信息（歸屬單位，負責人，GPS位置，井蓋大小，井下狀況等

待）統(tǒng)一歸檔、統(tǒng)一管理，以便查詢，數(shù)字化管理。

?給井蓋配裝基于軌跡分析和傾角檢測日勺井蓋監(jiān)控器，可以實時監(jiān)控

井蓋的運動狀態(tài)，當井蓋發(fā)生翻轉(zhuǎn)或是移動后會第一時間啟動報警

告知監(jiān)控中心。

?建立基于物聯(lián)網(wǎng)的智能井蓋運維平臺對都市中各個部門的井蓋進行

統(tǒng)一管理，實時監(jiān)控，提高管控效率。

?通過APP也可以實現(xiàn)井蓋信息查看、狀態(tài)監(jiān)控、接受報警，井蓋

平常巡檢，井蓋狀態(tài)圖文上報等功能，實現(xiàn)監(jiān)控前移。

方案構(gòu)成如下圖所示:

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的井蓋監(jiān)控系統(tǒng)總體設計

2.1系統(tǒng)總體方案設計

針對井蓋監(jiān)控系統(tǒng)存在的管理難，自動化程度低等一系列問題，提

出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的井蓋監(jiān)控系統(tǒng)方案，采用無線物聯(lián)網(wǎng)技術，處理了

老式監(jiān)控方式的局限性，提高了井蓋狀態(tài)數(shù)據(jù)管理的自動化和智能化程

度。

系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)模式，很好的處理了井蓋狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、存儲和分

析。從技術架構(gòu)上來看，分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。

感知層由井蓋監(jiān)控器、RFID標簽和讀寫器（手持式PDA）構(gòu)成。

感知層的作用相稱于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識別物

體、采集信息的來源，其重要功能是識別物體，采集信息。

網(wǎng)絡層由多種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系

統(tǒng)和云計算平臺等構(gòu)成，相稱于人的神經(jīng)中樞和大腦，負責傳遞和處理感

知層獲取的信息。

應用層是物聯(lián)網(wǎng)和顧客（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與

行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。系統(tǒng)框架如下圖所示:

2.2系統(tǒng)構(gòu)成和技術指標規(guī)定

2.2.1井蓋監(jiān)控器

井蓋監(jiān)控器實時監(jiān)測井蓋的傾角和運動軌跡，井蓋異常啟動后及

時上報監(jiān)控平臺，告知有關人員立即處理。

傾角檢測+軌跡分析

異常打開，即時報警

監(jiān)控器的安裝:

井蓋鉆孔監(jiān)控器安裝App才入井蓋信息手機app設防

注冊成功

監(jiān)控器性能指標：

?通過螺絲固定在智能井蓋內(nèi)側(cè)，安裝以便，適應路面絕大部分

的井蓋日勺智能化改造。

?通過監(jiān)測井蓋的翻轉(zhuǎn)傾角和運動軌跡分析來判斷井蓋與否為異

常打開，一旦判斷異常，立即發(fā)送告警信息到后臺。

?先進的軌跡分析算法（發(fā)明專利）保證了井蓋狀態(tài)的精確判斷,

大型車輛碾壓致井蓋震動時不會誤發(fā)報警。整體誤報率低于千

分之二。

?低功耗設計，正常工作狀況下的定期向后臺發(fā)送（短信或GPRS）

狀態(tài)信息（剩余電壓、設備編號、信號強度等）、不更換電池的

狀況下，可以發(fā)送1200次，待機工作時間不少于3年。

?支持藍牙通訊，可以通過APP進行設防解防，參數(shù)配置。

?獨有的井下溢水報警功能。

?支持市場上所有的井蓋監(jiān)控平臺或數(shù)字城管平臺接入。

?支持GPRS（SIM,CDMA）o

?支持NB-IoT低功耗廣域網(wǎng)布署。

?外觀密封，耐腐蝕，耐磨，耐壓，抗震，防水等級IP68。

?工作環(huán)境溫度-20C~60℃o

井蓋監(jiān)控器優(yōu)勢：

新光智能井蓋監(jiān)控器友商井蓋報警產(chǎn)品

先進的軌跡分析算法（發(fā)明專利）保證了井蓋狀態(tài)的準確

判斷，大型車輛碾壓致井蓋震動時不會誤發(fā)報警，整體誤簡單的開關檢測，誤報率高

報率低于0.2%。

支持藍牙通訊，可以通過手機叩進行設防解防，參

BLEA不具備無線通訊

數(shù)配置，更加便捷的同時也節(jié)約了成木.BLE

多種組網(wǎng)方式，滿足客戶個性化需求。提供多運營商通訊

支持，支持CDMA、GSM,支持NB-IoT、LoRa低功耗廣較為單一

域網(wǎng)部署。

基于物聯(lián)網(wǎng)的井蓋管理系統(tǒng)，井蓋的管理，報警，日常維

護更加便捷，手機APP和后臺數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)井蓋監(jiān)控便多為C/S架構(gòu)，不利于擴展

攜化。采用B/S架構(gòu)，擴展功能強。

可擴展溫度檢測，井下溢水報警功能不具備此功能

外觀密封，耐腐蝕，耐磨，耐壓，抗震，防水等級IP68密封性差，不具備防水功能

2.2.2無源RFID電子標簽和手持PDA

基于RFTD的井蓋身份管理單元由無源RFTD電子標簽和具有

RFID讀取功能的手持式PDA構(gòu)成。

RFID電子標簽鑲嵌在井蓋表面，便于工作人員進行身份信息讀

取，相稱于井蓋日勺身份證。

PDA是一種裝有安卓APP的手持終端,可以實現(xiàn)井蓋身份的讀取,

并將對應井蓋的信息展示給操作人員，操作人員通過PDA和RFID電

子標簽可以實現(xiàn)：

?井蓋身份信息的讀取

?讀取身份信息后，可實現(xiàn)井蓋的巡檢，后臺簽到和井蓋異常狀

況的圖文上報

工作流程如圖：

電子標簽的安裝

電子標簽的安裝也相對簡樸，在井蓋上做出一種高4mm的圓柱

凹槽后，將電子標簽用螺釘固定并用固化膠封緊即可。

電子標簽安裝位置示意

無源電子標簽性能參數(shù)：

?工作頻率：860-960MHz

?抗金屬標簽

?符合原則：ISO18000-6C

?讀寫距離：0.2~lm

?工作溫度：-20℃?+60℃

?數(shù)據(jù)保持：不小于23年

手持式PDA性能參數(shù):

塞本參數(shù)

類型工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)平板電腦

處理器四核ARMCortexA7主頻為1.3Ghz

圖形處理器Mali760-MP2

存儲器2GLPDDR2RAM+16GEMMCROM

操作系統(tǒng)Android5.1

屏幕7英寸高清液晶屏，辨別率1280*7205點觸摸3個可觸摸按鍵

輸入法手寫、筆畫、拼音輸入法

GSM/WCDMA/FDD/TDS/TDD；

支持頻段

GSM四頻，TDSB34/39,WCDMABl/2/5/8,TDDB38/39/40,FDDB1/3/7/8/20

GPS導航內(nèi)置GPS全球定位系統(tǒng)、支持A-GPS；GPS+BDS,米級定位

接口MicroUSB2.0接口，支持OTG

存儲接口TF卡槽(MicroSD卡)可以支持2G到32G

藍牙傳播Bluetooth4.0+EDR

揚聲器單揚聲器、8±15%ohm

wifi功能支持802.lla/b/g/n模式，支持WEP\WPA\WPA2-PSK\AES\WAPIPSK\802.lxEAP加密協(xié)議

攝像頭后攝800萬像素，前攝200萬像素，后攝支持自動對焦功能、補光燈

電池容量鋰聚合物電池，7200mAh

待機時間一周

續(xù)航時間20小時（全功能）

認證/防護3C、CE

防護等級IP65

物聯(lián)網(wǎng)功能（RFID,條碼）

*全面支持NFC。支持14443A/B、15693協(xié)議！讀卡距離2cm~5cm,讀卡位置，電池蓋位置。

物聯(lián)網(wǎng)RFID*內(nèi)置900MUHFRFID模塊,支持EPCC1/G2、18000-6C協(xié)議卡片和標簽的讀寫（選配）。

工作環(huán)境

工作溫度-25~65℃

儲存溫度-30?70℃

濕度0~95%

2.2.3智能井蓋監(jiān)控平臺

該監(jiān)控平臺的重要功能包括井蓋位置地圖管理、井蓋資產(chǎn)管理、

井蓋告警實時監(jiān)控、井蓋故障派單處理，井蓋巡檢記錄等。管理機

構(gòu)可通過云端服務器和APP理解信息和制定管理方略，組織和安排

人力、進行施工登記、區(qū)域管理等。

監(jiān)控中心重要功能：

?所有井蓋的地理信息和有關數(shù)據(jù)時顯示，隨時搜索，便捷查詢、

-

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RWirZa?2017Auton?.1?cs<2015)7i0<

?井蓋狀態(tài)信息分析,井蓋丟失報警;

東豌門

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井益編號：YH33118卮其；I二”學③臺再■含品

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所屬單位；水多社區(qū)東方新城

安蕓時間：2016.2.18⑥彼花四5號H

維護人員：張二

聯(lián)系手機/p>

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井蓋控制歷史信息：無A,MIR01

SEKK-H因提糧0小區(qū)

良旗大廈

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心北海庭

長房東郡

井蓋非正常開啟,已1?3135

短信通知堆護人員.

諳及時處理！長房德政國

3RO

X公四

，方舟大11

?管理人員權限分派，權限驗證，井蓋施工人員的任務分派。

*奧

目用團衰

監(jiān)控中心性能指標：

?井蓋狀態(tài)監(jiān)測：實時監(jiān)測井蓋狀態(tài)，一旦井蓋異常啟動或移動,

及時報警并啟動處理機制。

?查看異常狀況圖文上報信息：對平常維護人員巡查時發(fā)現(xiàn)井蓋

異常后狀況進行查看，處理。

?巡檢員簽到管理：可以查看工作人員的簽到記錄，做到追溯化

管理。

?坐席員派工：異常狀況派工處理，竣工狀況上報，支持自動派工

模式。

?健康匯報查詢：監(jiān)控器在正常狀況下，定期發(fā)送一次狀態(tài)信號,

告知后臺工作正常。

?井蓋監(jiān)控器的管理：井蓋監(jiān)控器可以通過APP進行系統(tǒng)注冊,

注銷。

?多部門統(tǒng)一管理：通過運維平臺，可以將電力，水務，通訊等

各個部門的井蓋實現(xiàn)統(tǒng)一管理。

終端APP

APP可以安裝在一般的安卓端供工作人員使用，假如用到

RFID讀取功能，則需要配置專用的JPDA,安裝在一般和PDA肚IAPP

是同一種版本。

APP重要完畢如下功能：

?井蓋注冊：包括地理信息，圖片信息和井蓋其他參數(shù)日勺錄入：

電15:17■72%

<井蓋安裝提交

*井蓋標簽CS0005

?所屬部門測試部門

?管理人員彭工

?井英定位Q我取定位

珠海市香洲區(qū)明珠南路靠近摩

?井鱉地址BB

國標舞蹈培訓學院

?K片

*井蓋編號md0005

?井差名禰md0005

維護人員abe

?井蓋信息查看和報警信息接受

笊銀甯中田取信…17:52

中國移動co0第':川?09:28

智能井蓋

消息

中通快遵

2016.12^5.<$>

0小保燃烤

井蓋編號：md0011,并普報警

?Q金上期

201&1Z2S.；8九峰莒率

井蓋編號：md0019,井蓋報警姐號:grptOOi部門:水務局

井■:grptOOl負責人：張三

街道:音陵中路其它:鑄鐵井釜

2016.1225.狀態(tài):

井蓋編號：md0025,并蓋報警家“國（西

2016122s.

井蓋編號：md0016,并蓋報警O信箱超而

2016.1Z25.中國即收儲St

4銀行24小時日

井蓋編號：md0016,并蓋報警即蟻行

中國部政￡

常州府金屋活

網(wǎng)百松公司

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?巡檢人員到崗簽到，井蓋狀態(tài)上報;

中國移動4G-*€管二川ID1114。國守R。g9:3d■63%

<巡檢簽到<井蓋報警

選擇井建md(XX)5

井蓋關不至地

并趁信息md0005

注冊信息

報警信息

開井費結(jié)時權限

情況異常上報

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?井蓋RFID標簽身份讀取和數(shù)據(jù)調(diào)用;

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連接井蓋<井蓋詳情