基于NB-IoT技术的智能井盖监控系统和方法技术方案

基于NB‑IoT技术的智能井盖监控系统，包括：中心管理系统、中继器、井盖检测终端和巡检终端。其中中心管理系统包括第一通讯模块、地理信息模块、以及与地理信息模块相连接的第一处理模块；中继器包括第二通讯模块，用于通过NB‑IoT与后述第四通讯模块进行无线通讯的第三通讯模块，和第二处理模块；井盖检测终端包括倾角检测模块、轨迹分析模块、第一定位模块、存储模块和电子标签。本发明专利技术利用NB‑IOT技术的低功耗、已部署等特点，利用先进的传感器物联网传输技术和云控制技术，对传统市政设施中的井盖进行统一精细化管理，实现远程集中管理。

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IoT技术的智能井盖监控系统和方法
本专利技术涉及智能井盖监控系统和方法，特别涉及基于NB-IoT技术的智能井盖监控系统和方法。
技术介绍
随着社会基础建设的不断发展，市政道路的建设在每个城市都进行的如火如荼。井盖在市政建设中是必不可少的环节，在城市的大街小巷随处可见，一旦遇到井盖破损或是被盗，如果得不到及时处理，会造成“马路杀手”，造成安全隐患。因此，为了实现及时和高效的监管，有必要进行统一管理。传统的井盖采用的是普通物理井盖，并没有智能化功能，缺乏有效的统一管理。部分带智能化控制的井盖系统，智能化程度较低，采用的是zigbee的传输方式、功耗大、传输距离短，而且需要外接天线、布置范围受限，不适合以城市为单位的大规模统一管理。
技术实现思路
针对市政系统中井盖资源难以高效地大规模统一管理的问题，本专利技术利用先进的地理信息系统和NB-IoT技术，设计一套智慧市政井盖管控系统，有利于实现智慧市政的智能化高效管理，创建一个智慧化的、安全和谐的现代化生活环境。根据本专利技术的第一个方面，提供了基于NB-IoT技术的智能井盖监控系统，包括中心管理系统，中继器和井盖检测终端：其中，中心管理系统，其包括一第一通讯模块，用于与第二通讯模块进行有线或无线通讯；一地理信息模块，用于存储放置井盖检测终端地域的地理信息；一第一处理模块，与地理信息模块相连接，用于处理井盖检测终端的相关信息；一中继器，其包括一第二通讯模块，用于与第一通讯模块进行有线或无线通讯；一第三通讯模块，用于通过NB-IoT与后述第四通讯模块进行无线通讯；一第二处理模块，与第二通讯模块和第三通讯模块相连接，用于处理通讯协议之间的转换；一井盖检测终端，其包括一倾角检测模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖的倾斜角度；一轨迹分析模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖的运动轨迹；一第一定位模块，用于获取井盖检测终端的井盖的地理位置信息；一存储模块，用于存储井盖检测终端的状态信息；一电子标签，用于存储井盖检测终端的ID；一第四通讯模块，用于通过NB-IoT与第三通讯模块进行无线通讯。优选地，还包括：一巡检终端，其包括一第二定位模块，用于获取巡检终端的地理位置信息；一第五通讯模块，用于与第一通讯模块进行无线通讯；一电子标签读取模块，用于读取电子标签的存储信息。优选地，井盖检测终端还包括：一温度水位检测模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖下的温度和水位。优选地，井盖检测终端还包括：一伺服微功耗模块。优选地，其中轨迹分析模块存储有井盖正常的轨迹运动数据根据本专利技术的第二个方面，提供了基于NB-IoT技术的智能井盖监控方法，包括本专利技术第一个方面的系统，其包括以下步骤：井盖检测终端初始化；井盖检测终端获取检测信息，该检测信息包括井盖的倾角、运动轨迹和地理位置信息；井盖检测终端通过NB-IoT将检测信息发送至中继器；中继器将从各井盖检测终端处获取的检测信息转发送至中心管理系统；中心管理系统根据检测信息和对应井盖检测终端的地理信息，生成第一巡检方案。优选地，还包括步骤：中心管理系统根据检测信息、对应井盖检测终端的地理信息以及巡检终端的地理信息，生成第二巡检方案。优选地，该方法包括以下步骤：中心管理系统向巡检终端发送第一巡检方案；巡检终端根据其检测井盖检测终端的ID，向中心管理系统发送井盖状态信息；中心管理系统根据检测信息、对应井盖检测终端的地理信息以及巡检终端的地理信息，生成第三巡检方案。本专利技术具有以下优点：利用NB-IOT技术的低功耗、已部署等特点，利用先进的传感器物联网传输技术和云控制技术，对传统市政设施中的井盖进行统一精细化管理。根据市政设施中井盖管理的实际情况和需求，为有效管理井盖资源，本智慧井盖管控系统在设计时充分考虑各种现有网络资源，集中组网、集中监控、集中告警和远程管理，逻辑上采用三层结构、两级管理模式。采用统一允许模式，实现远程集中管理。1)统一集中管控在线的全部井盖资源；2)井盖终端各种异常开启情况的实时报警；3)精准定位发生异常的地点坐标和时间；4)井盖状态实现全天候自动巡检；5)远程允许管理各种井盖资源；6)基于GIS的二维三维可视化图层展示；7)可查询系统操作层的相关记录或日志。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的智能井盖监控系统的逻辑拓扑示意图；图2是本专利技术的智能井盖监控系统的井盖监控终端的硬件结构图；图3是本专利技术的智能井盖监控系统的运行过程的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。NB-IOT技术，即基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)，已成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于现有的GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。实现基于NB-IOT技术的智慧市政井盖监控系统，利用NB-IOT技术的低功耗、已部署等特点，利用先进的传感器物联网传输技术和云控制技术，对传统市政设施中的井盖进行统一精细化管理。根据市政设施中井盖管理的实际情况和需求，为有效管理井盖资源，本智慧井盖管控系统在设计时充分考虑各种现有网络资源，集中组网、集中监控、集中告警和远程管理，逻辑上采用三层结构、两级管理模式。采用统一允许模式，实现远程集中管理。智慧井盖管控系统实现以下功能：1)统一集中管控在线的全部井盖资源；2)井盖终端各种异常开启情况的实时报警；3)精准定位发生异常的地点坐标和时间；4)井盖状态实现全天候自动巡检；5)远程允许管理各种井盖资源；6)基于GIS的二维三维可视化图层展示；7)可查询系统操作层的相关记录或日志。二、本系统的组成、工作原理、系统拓扑：参照图1-2，图1为系统逻辑拓扑示意图，根据智慧井盖系统组成，大体分为3层：安装在井盖上的井盖监测终端、构成中位网关层的各中继器和构成中心控制层的控制中心。井盖监测终端，位于系统最下层，是一个智能监控终端设备，用于感知井盖的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于NB‑IoT技术的智能井盖监控系统，其特征在于所述系统包括：一中心管理系统，其包括一第一通讯模块，用于与第二通讯模块进行有线或无线通讯；一地理信息模块，用于存储放置井盖检测终端地域的地理信息；一第一处理模块，与地理信息模块相连接，用于处理井盖检测终端的相关信息；一中继器，其包括一第二通讯模块，用于与第一通讯模块进行有线或无线通讯；一第三通讯模块，用于通过NB‑IoT与后述第四通讯模块进行无线通讯；一第二处理模块，与第二通讯模块和第三通讯模块相连接，用于处理通讯协议之间的转换；一井盖检测终端，其包括一倾角检测模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖的倾斜角度；一轨迹分析模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖的运动轨迹；一第一定位模块，用于获取井盖检测终端的井盖的地理位置信息；一存储模块，用于存储井盖检测终端的状态信息；一电子标签，用于存储井盖检测终端的ID；一第四通讯模块，用于通过NB‑IoT与第三通讯模块进行无线通讯。

【技术特征摘要】
1.基于NB-IoT技术的智能井盖监控系统，其特征在于所述系统包括：一中心管理系统，其包括一第一通讯模块，用于与第二通讯模块进行有线或无线通讯；一地理信息模块，用于存储放置井盖检测终端地域的地理信息；一第一处理模块，与地理信息模块相连接，用于处理井盖检测终端的相关信息；一中继器，其包括一第二通讯模块，用于与第一通讯模块进行有线或无线通讯；一第三通讯模块，用于通过NB-IoT与后述第四通讯模块进行无线通讯；一第二处理模块，与第二通讯模块和第三通讯模块相连接，用于处理通讯协议之间的转换；一井盖检测终端，其包括一倾角检测模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖的倾斜角度；一轨迹分析模块，用于检测安装了井盖检测终端的井盖的运动轨迹；一第一定位模块，用于获取井盖检测终端的井盖的地理位置信息；一存储模块，用于存储井盖检测终端的状态信息；一电子标签，用于存储井盖检测终端的ID；一第四通讯模块，用于通过NB-IoT与第三通讯模块进行无线通讯。2.根据权利要求1所述的系统，其中还包括：一巡检终端，其包括一第二定位模块，用于获取巡检终端的地理位置信息；一第五通讯模块，用于与第一通讯模块进行无线通讯；一电子标签读取模块，用于读取电子标签的存储信息。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健斌，梁迺孚，梁俊雄，和卓波，
申请(专利权)人：珠海横琴新区通泰新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44