基于RFID和WSN的智慧街道井蓋管理方案

1.系統概述

1.1.系統背景

隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加快，市政公用設施建設發(fā)展迅速。電力、通信等部門(mén)的線(xiàn)纜大都采取地埋方式，通過(guò)井蓋進(jìn)行日常維護，這給不法分子提供可乘之機，撬開(kāi)井蓋盜竊電纜。由于城區面積擴大，井蓋分布范圍廣、數量大，導致監管難度大，通過(guò)井蓋盜竊線(xiàn)纜的犯罪行為越來(lái)越猖獗。這些盜損行為，影響了設施功能的正常發(fā)揮，并造成巨大的直接和間接損失。井蓋線(xiàn)纜防盜已經(jīng)成為困擾市政建設的巨大難題。

目前的井蓋管理多為人工巡查，維護、防盜、排查補救工作效率不高，如何確保井蓋設施能夠及時(shí)進(jìn)行維護，對于出現的各種隱患及早發(fā)現和排查，是城市街道管理工作的一個(gè)重要課題。

智慧街道井蓋管理系統依托先進(jìn)的RFID設備、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )、通信網(wǎng)絡(luò )和計算機技術(shù)，建立遍布街道井蓋管理的智能網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現井蓋非正常狀態(tài)下開(kāi)啟報警，最大限度的保障相關(guān)公共設施安全。

圖1街道旁丟失井蓋的地井

1.2.現狀與分析

隨著(zhù)城市各項功能日益完善，井蓋也像巨大機器上的螺絲釘一樣鑲嵌在城市的各條街道。這些井蓋分屬市政、通訊、燃氣、熱力、電力、交管等多個(gè)行業(yè)部門(mén)，權屬復雜，管理難度大。其中電力、通訊線(xiàn)纜井蓋占相當大的部分。

井蓋的被盜、缺失損壞，主要造成兩方面的影響：1）給行人和車(chē)輛帶來(lái)安全隱患，變成馬路殺手；2）通過(guò)井蓋入口盜竊地下電線(xiàn)纜，影響供電和通訊。

偷盜井蓋和盜竊地下線(xiàn)纜已成為當前影響我國市政建設、電力、通訊安全的一個(gè)突出問(wèn)題。目前所能有的解決辦法一是人防，二是物防，三是技防。

人防

人防的困難主要是監管區域太廣，不能24小時(shí)全時(shí)段防范到位，效率低，成本大。

物防

物防具有局限性，成本過(guò)高，防范有限。

技防

技術(shù)防范的問(wèn)題是成本過(guò)高，其防盜成本遠遠超出井蓋本身的實(shí)際成本和損失被盜的成本，要實(shí)現對大區域井蓋監控和線(xiàn)纜防范就更加困難。

目前可以說(shuō)在中國安防業(yè)沒(méi)有任何一個(gè)企業(yè)單位和科研院所能真正從技術(shù)上解決井蓋防盜和大面積監管問(wèn)題。即使目前很多地方提出的數字城管中對井蓋的管理也只能做到井蓋的分區數字戶(hù)籍和視頻監控，無(wú)法真正大區域對所有區域內的井蓋24小時(shí)監控。

RFID技術(shù)和WSN技術(shù)的出現及應用，給城市井蓋管理帶來(lái)了很多可管理性。智慧街道井蓋管理方案，利用RFID技術(shù)和WSN技術(shù)的特性，來(lái)實(shí)現對井蓋的追溯監管，維護道路和地井安全，一旦井蓋丟失，立即發(fā)送報警信息到后臺數據處理中心，后臺通過(guò)短信方式將報警信息發(fā)送給維護人員，維護人員只需掃描電子標簽，可立即識別出產(chǎn)權單位，在最短時(shí)間內補裝井蓋。

2.系統介紹

2.1.系統原理

在井蓋上安裝集成傾斜傳感器的從傳感節點(diǎn)，井蓋挪動(dòng)后傳感節點(diǎn)發(fā)出報警信息，報警信息通過(guò)傳感節點(diǎn)、中繼節點(diǎn)和數據中心形成的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )發(fā)送給后臺數據管理中心，后臺數據管理中心收到報警信息后以短信的方式發(fā)送到相關(guān)管理人員的手機，相關(guān)管理人員核實(shí)信息并進(jìn)行現場(chǎng)處理，問(wèn)題解決后通過(guò)WSN網(wǎng)絡(luò )發(fā)送信息返回后臺數據管理中心，后臺管理中心解決報警信息，如果問(wèn)題沒(méi)有解決相關(guān)管理人員會(huì )聯(lián)系井蓋的產(chǎn)權單位，在最短時(shí)間內補裝井蓋。地井邊緣安裝抗金屬標簽，標簽內可存儲井蓋和地井的詳細信息，現場(chǎng)工作人員可以通過(guò)手持機掃描標簽知道地井和井蓋的產(chǎn)權單位和詳細信息，便于井蓋的及時(shí)更換；通過(guò)手持機對井蓋進(jìn)行非接觸盤(pán)點(diǎn)；通過(guò)手持機向后臺數據處理中心發(fā)送解除告警信息。

圖2智慧街道井蓋管理工作原理圖

2.2系統結構

智慧街道井蓋管理系統主要包括觸發(fā)報警單元、信息無(wú)線(xiàn)傳輸單元、后臺數據處理單元、射頻識別單元，該系統主要實(shí)現的功能如下：

a.井蓋防盜報警

b.報警信息無(wú)線(xiàn)傳輸

c.報警信息的處理

d.井蓋及時(shí)補裝

e.報警信息的解除

2.3.硬件系統構成

智慧街道井蓋管理系統包括報警數據采集部分、數據傳輸部分、監控管理部分三部分組成。

圖3硬件系統構成圖