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1、智能井盖系统设计方案概述本井盖系统设计方案适用于我公司智能井盖系统的设计，内容包括系统概述、工作原理、部件介绍、基本参数、检验测试等内容。系统设计采用高靠电子装置及无线信号传输系统实时地检测井盖状态，用于预防和减少由于井盖破损、被盗、汽车过度重压以及井下水位过高导致的安全事故或损失。系统能及时地将报警信息传达到监控中心和巡查人员。智能井盖系统采用高强度复合材料构成盖体，可以在道路、广场、机场等场地水平安装使用。井盖破损报警原理：井盖盖体内有破损检测线圈，且与电子装置相连，一旦井盖破损，检测线圈断开，电子装置就会产生报警。井盖倾斜、振动报警原理：井盖电子装置内采用Analog Device公司的
2、专用芯片（或同类芯片），芯片输入固定的阈值，当井盖倾斜、振动超过此阈值时就会产生报警。井下水位报警原理：井下水管破裂或其他原因可导致井下水位上涨。井盖电子装置采用超声波定时检测水位高度，当检测到水面高度超过规定值时就会产生报警。系统组成井盖系统的组成示意图如上所示，主要构成及用途如下：井盖：指安装好电子防盗装置的井盖。投入使用后通过电子装置检测井盖的倾斜、振动移位、破损以及井下水位状态。检测到报警状态后通过无线方式向系统监控中心和巡查人员发出报警信号。中继器：系统中用于接收井盖信号，便于远距离传输的电子装置。无线集中器：系统中用于接收井盖或中继器信号的电子装置。无线集中器通过内部的GSM/GP
3、RS、Lora无线模块将信号转发到井盖系统监控中心。无线手持机：用于生产过程中对智能井盖进行功能测试，也可在现场维修中使用。手持机内部用可充电池供电，连续工作时间大于72小时，待机时间200小时。手持机配备外接DC+12V,1A的直流稳压电源进行充电。无线手持机的基本功能：（1）按键操作，LCD显示各种状态和参数。（2）生产过程中进行井盖编码设置和确认。（3）对井盖进行功能测试。设计特点(1)安装维护方便，系统成本低，不产生较大的后期费用。(2)报警及时，报警时间设计小于30秒。(3)系统电池备用时间长，设计大于4年。(4)系统使用简单，无需专人长时值守。(5)系统可切换使用频率，防止信号阻塞
4、。(6)GPRS网络阻塞时，系统仍然具有报警功能。(7)井盖系统监控中心可以远离井盖现场，不受距离限制。井盖系统基本功能/规格（1）系统采用GPRS、短信、及470MHz 475 MHz的Lora无线信号进行通讯。（2）工作频率：前端频率 470MHz 475 MHz，系统默认工作频率为470MHz。在默认频率信号发生阻塞时，通过控制中心切换到其他频率。（3）使用寿命：无线集中器、中继器及井盖的电池设计使用寿命为4年，无线集中器电池备用时间不低于48小时，其它部件为5年。使用年限到期、重新检测合格后可投入再使用。（4）报警时间：小于30秒。（不包括由于移动网络导致的等待时间。）（5）报警内容：
5、井盖倾斜、移位、振动报警、井盖破损和井下水位报警。倾斜报警阈值：12- 18；振动报警阈值：0.3g/s2 - 0.6g/s2 ；井下水位报警阈值：距感应面45cm - 55cm；破损报警面积阈值25 cm2-30cm2。（6）系统每4小时自检一次，包括通讯状态，电池电压等，这些状态出现异常时，系统会显示故障报警信号。（7）井盖监控中心显示每个井盖的报警状态、自检状态。必要时监控中心发出前端频率切换命令，保证信号传输通畅。（8）工作温度：井盖、中继器工作温度-20 C 60 C，湿度095%RH。其他工作温度-10 C to 45 C，湿度090%RH；存储温度：-10 C to 45 C，湿
6、度060%RH，无尘环境。各部件基本规格如下：序号部件名称规格备注1井盖井盖、电子控制盒可分离。电池：ER26500M或等同型号。电池使用时间：4年。电池最大电流：100mA。电池休眠电流：500米。接收灵敏度：优于-115dB。最大发射功率：20dB。唤醒时间：4.5秒。测试条件为空旷道路。2中继器电池：ER26500M或等同型号。电池使用时间：4年。电池最大电流：100mA。电池休眠电流：500米。接收灵敏度：优于-115dB。最大发射功率：20dB。唤醒时间：1.5秒。测试条件为空旷道路。3无线集中器电源：AC220,50Hz,5W。内部备用电池：DC7.2V, 2300Mh,LI-MH
7、电池组。电池备用时间：48小时。充电时间：500米。*接收灵敏度：优于-115dB。最大发射功率：20dB。唤醒时间：无线集中器- 中继器- 井盖或者控制中心- 无线集中器- 井盖工作频率切换原理： 监控中心在无报警状态下定时或者立即执行网络状态查询命令，用查询到的信息刷新监控中心软件平台的通讯状态信息表。监控操作人员可以通过状态表获知系统的通讯状态是否正常。中继器和井盖如果在规定时间内没有接收到默认频率下的数据就会自动轮换在频率471MHz,473MHz和475MHz 3个频率点等待接收系统的频率切换命令；无线中继器发出的频率切换频率命令是以广播信号方式进行，系统无需进行编码的识别。系统通过
8、执行网络状态查询命令后观察监控中心软件平台的通讯状态信息表判定是否频率切换成功。系统切换频率成功后会锁定工作频率。井盖报警流程井盖一旦检测到报警状态，立即将包含报警状态和井盖编码的报警信息发送到无线集中器，无线集中器收到后立即将该报警信息通过无线集中器的GSM/GPS模块发送到控制中心进行报警显示，同时无线集中器也会把报警信息发送到井盖巡查人员的手机。报警状态用于区分报警的种类，井盖编码用于区分报警的来源。第一次报警不成功，会最多重报警3次。系统监控中心基本功能系统监控中心的基本功能如下：（1）通过GPRS与无线中继器进行连接，进行数据命令传输。（2）用地图方式显示井盖的位置和编码。（3）显示
9、每个井盖的通讯状态是畅通，并定时刷新。（4）向某个井盖或者全部井盖发出通讯状态查询命令。（5）向井盖前端系统发出频率切换命令。（6）向无线集中器发出组网命令，井盖前端系统收到命令后自动配置网络系统。（7）向某个井盖或者全部井盖发出关闭或打开报警功能。（8）控制中心与无线集中器之间默认采用GPRS模式。在GPRS模式阻塞时自动切换到短信模式,GPRS信号正常后可以自动恢复到GPRS模式。（*该项功能为可选功能。）井盖监控中心平台软件安装完成后，在操作人员的控制下直接启动网络连接，系统接入正常工作状态。系统的安装首先按照相关使用安装手册安装井盖、中继器、无线集中器和监控中心平台软件。系统安装完成后
10、装入井盖和中继器的电池，然后打开无线集中器的电源，运行监控中心的监控软件。系统全部加电，监控启动完成并等待10分钟后观察监控中心的“通讯状态”，应该显示全部正常。通过超级手机号码用户向无线集中器发出命令设置授权使用手机号码。使用授权手机号码向无线集中器发出查询命令，查询某个井盖的状态，观察有无返回。系统验收测试井盖系统安装完成后应按智能井盖系统/部件验收大纲的“系统安装验收”进行，验收应填写验收记录单，记录单应由有关部门存档。系统日常使用和维护井盖系统经过安装，验收投入使用后由监控中心和巡查人员实时地监控井盖是否报警。巡查人员得到报警信息后应尽快到现场查看和处理报警，根据报警种类和现场勘查情况
11、对报警井盖进行处理。巡查人员可以通过手机发出查询短信命令来确认井盖是否报警。必要时更换井盖或者井盖的电子装置。如果井盖无任何损坏，巡查人员应通过手机向已报警的井盖发出清除报警命令，否则会出现重复报警现象。监控中心值守人员应留意通讯状态和报警信息，在收到报警信息后应通知巡查人员进行报警处理，值守人员应核实监控中心的报警与巡查人员接到的报警是否一致。监控中心值守人员发现通讯状态异常后可通过执行频率切换命令使报警通讯恢复正常。系统维护人员应该注意监控软件的工作状态，巡查人员应该注意自己的手机是否通畅，避免异常情况导致无法及时收到报警信息。如果井盖、中继器以及无线集中器中的电池电力不足，监控中心和巡查人员也会收到报警，这种状态下应按有关说明书更换电池。系统定期维护系统中使用的电池应该定期更换，一般为每4年更换全新电池。使用过程中出现电池电力不足报警后应该立即更换全新电池，更换方法和要求应遵循有关使用手册。系统每使用5年后应该按智能井盖系统/部件验收大纲的“系统安装验收”进行检验，填写检验记录单，记录单应由有关部门存档。研发部 2016年1月22日