智能井盖管理系统设计与实现

李澥，方子昂，陈弘诺，陈文荣，于尚智

（广州大学华软软件学院，广东广州 510990）

目前，我国城市井盖数量庞大，如何对其进行实时安全监控已成为管理部门的一道难题。为了更好地保障公共设施安全，迫切需要采用新技术、新模式来加强针对井盖的安全管理[1]。井盖监控管理系统需要解决3 个主要问题：1）通信问题；2）功耗高问题；3）后期维护成本高问题。

在通信模块方面，现有的智能井盖系统大部分是基于NB-IoT 技术的设计。NB-IoT 技术的低功耗、低成本、广覆盖以及支持超大连接等优点，对传统的物联网通信模式有极大的提升和优化，得到业内的广泛支持，已成为当前物联网的主流技术[2-3]。

在微控制器方面，现有的智能井盖系统多采用STM32F1 或STM32L1 系列，尚未考虑系统供电问题和电池年自放电率问题[4-5]。这类微控制器和STM8L051 相比，其功耗与成本都相对较高。其中STM32F1C8 的运行模式功耗达到STM8L051F3 的2.07 倍，STM32L152R8 的成本更是达到STM8L051F3的4.34 倍。

针对以上问题进行探讨，设计了一套低成本、低功耗和易维护的智能井盖系统。

1 系统需求分析与总体设计

1.1 系统需求分析

以往的井盖管理系统有着不少亟待解决的问题。例如，不能及时处理井盖故障，无法确定井盖具体位置信息，设备寿命短和维护困难等。智能井盖系统重点需要解决以下问题：

1）系统响应时间。当井盖出现异常情况时，通信模块能够及时将数据上报至服务端，系统自动确认警情后，服务端可立即发送消息给离案发地最近的维护人员；

2）系统可靠性。……