隨著城市建設(shè)步伐的加快，市政公共基礎(chǔ)設(shè)置的地下工程增多，井蓋數(shù)量與日俱增，而人工巡檢效率有限，往往無法及時(shí)準(zhǔn)確地獲取井蓋狀態(tài)信息，當(dāng)井蓋破損或丟失，如果相關(guān)部門無法在第一時(shí)間采取補(bǔ)救措施，輕則造成系統(tǒng)故障或交通癱瘓，重則導(dǎo)致人員傷亡。
近年來，“奪命井蓋”事件重復(fù)發(fā)生，“吃人的井蓋”這一話題一度成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，2012年，深圳小學(xué)生陸瑩瑩，在校門口的人行道上，墮入一口沒有井蓋、無遮無攔、深達(dá)6米的“黑井”，溺水身亡。2013年，長沙女孩楊麗君不慎落入下水道，被急流卷走。盡管長沙各部門緊急開展了搜救，但最終花季少女的生命還是因?yàn)橐幻毒w而隕落。井蓋丟失的原因一般為人為因素和自然因素，人為因素主要是偷盜金屬井蓋謀財(cái)；自然因素包括河流潮汛或強(qiáng)降雨沖開井蓋；材料不耐用，井蓋被軋壞或施工損壞等。而除了井蓋丟失造成的“井蓋吃人”事件，還有些不法分子為了圖方便直接將污水偷排放至雨水井，而雨水井地下連接的管網(wǎng)是直通河道的，最終廢水會流入河里。2015年，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院順義院區(qū)醫(yī)療污水處理站工人們將未經(jīng)任何消毒處理的醫(yī)療污水排入附近的雨水井內(nèi)，同時(shí)還有抽糞車將醫(yī)療污水抽出后尋找醫(yī)院內(nèi)或者院外的雨水井排放。這些醫(yī)院排出的醫(yī)療污水可能含有毒害性、放射性及傳染病病原體，未經(jīng)任何消毒和處理排放，不僅會造成水和土壤的污染，更會涉及危害公共安全。如何有效管理和監(jiān)測這些井蓋，保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，成為業(yè)界探索的方向。
針對上述情況，北京鈦云物聯(lián)科技有限公司推出了基于鈦極OS（物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)）在現(xiàn)有普通井蓋上加裝傾斜角及加速度傳感器，當(dāng)井蓋被非法打開時(shí)，系統(tǒng)檢測到傳感器的動作信號，經(jīng)過濾波和門限分析后，確認(rèn)是真實(shí)的井蓋異動，系統(tǒng)會通過NB-IoT網(wǎng)絡(luò)把消息傳輸至智能井蓋系統(tǒng)中心及手機(jī)App上，及時(shí)通知相關(guān)人員處理，從而最大限度避免傷害與損失。
一、智能井蓋監(jiān)控系統(tǒng)組成
通過對市政/商業(yè)地下管網(wǎng)井蓋監(jiān)管的具體需求分析，傳統(tǒng)的解決方案需要使用傾角傳感器、液位傳感器(選配)、主控MCU、NB-IoT模組。如圖1，成本高，功耗大。
圖1：傳統(tǒng)智能井蓋實(shí)現(xiàn)模型圖
鈦極OS支持NB-IoT的open cpu方案，鈦極OS在模組內(nèi)部和廠家共同開發(fā)了一套系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)方法是基于RTOS + TiJVM方案，RTOS負(fù)責(zé)硬件底層控制、任務(wù)調(diào)度和中斷管理，TiJVM負(fù)責(zé)建立Java運(yùn)行環(huán)境。其原理如同linux+Android一樣，支持用戶程序獨(dú)立于系統(tǒng)程序單獨(dú)開發(fā)。用戶通過API訪問硬件資源和廠家封裝好的通訊SDK。在使用Java編寫應(yīng)用程序時(shí)，還可利用鈦極驅(qū)動倉庫開源的傳感器驅(qū)動和多家云平臺接入驅(qū)動，可以極大的減少編碼工作量，快速搭建一套基于鈦極OS的智能井蓋解決方案，如圖2。
圖2：基于鈦極OS智能井蓋實(shí)現(xiàn)模型圖
1.傾角傳感器：通過感知測量井蓋開啟角度監(jiān)控相關(guān)狀態(tài)（正常開啟——維護(hù)，異常開啟——丟失或破損）；
2.液位傳感器：監(jiān)控井蓋內(nèi)的液位，解決汛期城市排水等問題；
3.定位：利用NB-IOT的定位功能，便于進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)管和信息綁定；
4.監(jiān)控系統(tǒng)平臺：通過云平臺，可了解所有設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)、位置及報(bào)警管理，同時(shí)進(jìn)行井蓋巡檢、派工維護(hù)等功能；
5.手機(jī)APP：用戶在APP上可進(jìn)行井蓋狀態(tài)查詢，警報(bào)信息接收，巡檢人員簽到，異常情況圖文上報(bào)等。
二、智能井蓋系統(tǒng)功能
1.實(shí)時(shí)定位監(jiān)控：可實(shí)時(shí)監(jiān)測井蓋的各種狀態(tài)，結(jié)合直觀的市政平面圖，可實(shí)時(shí)查看井蓋在所轄區(qū)內(nèi)的位置和基本屬性，并對各轄區(qū)內(nèi)所屬的井蓋防盜進(jìn)行統(tǒng)一指揮調(diào)度和工程維護(hù)；
2.采用GIS地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)地理地圖展示：在電子地圖上顯示井蓋位置、基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)等，也可以通過文本形式展示井蓋位置、基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史狀態(tài)記錄等信息；
3.防盜監(jiān)管：根據(jù)安裝在井蓋的無線傳感器，當(dāng)井蓋狀態(tài)正常時(shí)，處于休眠狀態(tài)，當(dāng)井蓋異常開啟時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警信號，通知相關(guān)負(fù)責(zé)部門采取措施，對井蓋的異常情況進(jìn)行防盜監(jiān)管；
4.報(bào)警聯(lián)動：產(chǎn)生報(bào)警信息向報(bào)警中心報(bào)警后，同時(shí)還會向相關(guān)責(zé)任人和管理人員的手機(jī)等客戶端發(fā)送報(bào)警信息；
5.數(shù)據(jù)分析：通過對系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，從不同角度、不同維度、不同需要等對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行重組、匯總及對比分析，挖掘出更有利于提升市政管理水平和效率的有價(jià)值數(shù)據(jù)。
鈦極OS適用的不僅僅是智能井蓋，隨著智能停車、智能路燈、智能水表等智慧城市建設(shè)的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將加速走進(jìn)百姓生活、企業(yè)經(jīng)營和政府管理的各個(gè)方面。鈦極OS的智慧城市系統(tǒng)解決方案將應(yīng)用在城市的每一個(gè)角落。