• 57
•
对井盖随意打开被盗及对破坏井盖的行为，提出井盖的联网监控进行及时报警提出中心远程开启控制，基于NB-IOT物联网防盗井盖守住井口。设计了一套具备防盗功能及支持实时远程状态上传功能的井盖，实现对于电缆隧道出入口的管理，提高设备运行的环境安全，降低因盗割现象导致的运行故障。该系统最大特点是利用先进的窄带物联网、云存储、大数据技术，数据监控系统，实时监测井盖的出入口环境安全。 要有效的管理电缆隧道设备运行安全，首先就要守好电缆隧道的出入口，也就是电缆隧道检查井的井盖。大部分井盖丢失及盗割电缆的行为，都是从打开一个井盖开始的，只有做到对井盖的防盗功能提升及有效实时监控，才能避免电缆被盗割，威胁设备安全运行，造成安全隐患。多年来，井盖被盗的难题都没有得到很好的解决。井盖被盗造成了城市公共设施的损坏，不仅仅是给城市经济带来了损失，更严重的是危及到了公共安全。基于此，有必要设计出一款具备防盗功能及支持实时远程状态上传功能的井盖，实现对于
电缆隧道出入口的管理，提高设备运行的环境安全，降低因盗割现象导致的运行故障。
智能防盗井盖是以NB-IOT物联网技术为基础，设计出一款具备防盗功能及支持实时远程状态上传功能的井盖，实现对于电缆隧道出入口的管理，提高设备运行的环境安全，降低因盗割现象导致的运行故障。
1 智能防盗井盖系统
1.1 硬件组成及工作原理
基于NB-IOT物联网技术的智能防盗井盖的系统主要由3部分组成：智能防盗井盖，井盖锁体部分、后台服务器。由后台发出井盖开启命令，经由物联网云平台进行信息传输，井盖锁芯即可由任意未授权开锁仪套在锁芯上转动开启，井盖闭锁时可自动落锁。井盖在未发出开锁命令时处于闭锁状态，闭锁时使用开锁仪不可开启，开锁仪套在锁芯上转动为滑丝状态。 （1）物联网智能防盗井盖主体性能参数
智能防盗井盖材质为喷塑镀锌钢板。井盖正面由把手和锁芯组成，背面由可伸缩三爪锁销及物联网模块组成，井盖主要参数见表1。
（2）井盖锁体
物联网智能防盗井盖独特的锁体防外力破坏空转技术，当锁体闭锁时锁芯处于空转状态，无受力点，使得锁体不容易被外力强行拧坏。无接触式供电及通信触点，锁体采用航空级铝合金并经过阳极氧化处理，三爪锁杆等其余部件均采用304不锈钢。
表1 智能防盗井盖参数
主要性能参数
盖体材质板塑
工作环境-40℃～+85℃
防护等级IP68
井盖承重200KN
内部逃生支持
此物联网智能防盗井盖锁包括离合器控制装置和锁芯，其中锁体离合器控制装置，包括舵机、与舵机连接的动力转换机构、与动力转换机构连接的弹出机构、以及套在动力转换机构外面的锁定机构。利用机
械和滚珠结构，达到了智能防盗离合器的目的，保障了井盖能够可以使用。同时本发明重复性好，可靠性高，能够根据远程和就地命令进行动作。
物联网智能防盗井盖的锁芯采用机电式混用机芯，主要包括固定模块、动作模块、检测模块，通过根据得到开锁和关锁的命令，从而进行动作。该智能锁可靠性高，能够根据远程和就地命令进行动作。
智能防盗井盖锁关锁时，当智能电子锁接收到关锁的命令后，电机驱动尼龙齿轮逆时针运动，尼龙齿轮带动齿条向左运动，齿条压缩硬弹簧向左运动，当锁销外面受阻时，硬弹簧不能立即把锁销向外弹出去，同时齿条使硬弹簧处于储能状态，当锁销外面没有受阻时，硬弹簧立即可把锁销向外弹出去，此时软弹簧处于自由弹开状态，硬弹簧处于储能状态。锁芯关锁状态如图1
所示。
图1 锁芯关锁状态示意图
智能防盗井盖锁开锁时，当智能电子锁接收到开锁的命令后，电机驱动尼龙齿轮顺时针运动，尼龙齿轮带动齿条向右运动，硬弹
NB-IOT物联网技术的智能防盗井盖的研究国网西宁供电公司 陈俊德 展 飞 窦 巍 李 超 张建旭 孙 瑞
• 58
•
簧向右运动，当锁销外面没有受阻时，储能的软弹簧直接就把锁销向内弹回去，此时软弹簧、硬弹簧均
处于自由弹开状态。锁芯关锁状态如图2
所示。
图2 锁芯开锁状态示意图
（3）井盖物联网模块
物联网通信模块可支持NB-IoT 网络，其微功耗设计能保证电池使用寿命长达5年。
物联网智能井盖物联网模块支持MQTT 协议、COAP 协议，可方便快捷的接入到标准物联网协议云平台。井盖物联网模块可实时监控电子井盖的开关状态、电池电量等。倾角，振动检测、非法开锁等异常状态可通过短信，平台等及时告警。在物联网模块电池没电，网络故障等特殊情况下可用应急授权开锁仪本地开启。1.2 中心远程控制系统
远程中心远程控制平台具有地图显示功，井盖设备状态信息实时显示、远程开锁功能、用户权限管理、日志记录、定期备份、工单管理、数据报表、平台报警等功能，同时平台报警信息可通过PC 客户端弹窗、语音报警、手机APP 推送、短信报警方式通知用户。
2 实际应用及优点
现场安装物联网智能防盗井盖遵循“超前规划，适度预留，稳定可靠，易于扩展”的原则，采用必要的技术手段，安装防盗井盖系统，可有效的守住电缆沟道出入口，确保电缆沟道只有被授权的工作人员才能进入其中，保证电力电缆安全稳定运行。
物联网智能防盗井盖安装方便快速，井盖采用无线供电加物联网通信设计，现场无需敷设任何线缆直接安装。
基于NB-IOT 物联网智能防盗井盖具有如下几个优点：防撬设计：独特的锁体防外力破坏空转技术，当锁体闭锁时锁芯处于空转状态，无受力点，使得锁体不容易被外力强行拧坏。
三防设计：IP68防护等级，10m 水深内长期稳定工作，防火、防尘。
防锈防腐蚀设计：盖体采用镀锌钢板，无接触式供电及通信触点，锁体采用航空级铝合金并经过阳极氧化处理，锁杆等其余部件均采用SU304，整体通过72h 中性盐雾测试，锁体无任何变化，开关正常。
具备内部开启逃生功能：无论电子井盖是否上锁，无需任何辅助工具单人可从内部直接开启电子井盖。
具备外部应急开锁功能：在井盖电池耗尽，或通信故障的情况下，已授权的手持终端能够进行正常开锁，上锁操作。
远程控制通信功能：井盖监控系统以子网方式实现设备间的访问和控制，通信符合TCP/IP 通信协议；并可将图像上送站内其他系统。
报警系统：井盖具有敲击，掀开、强力破坏报警功能。结语：本文在分析防盗井盖-物联网远程监控报警方案井盖，其方案井盖上加装电池及联网通信模块，实现井盖开闭状态实时监测、井盖异常打开报警、远程开锁、低电量报警、网络状态数据上报等功能，当物联网远程监控报警方案井盖供电中断或联网失败时，可通过应急授权手持开锁终端开锁。实现对于电缆隧道
出入口的管理，提高设备运行的环境安全，降低因盗割现象导致的运行故障。
井盖监控系统主要在电缆通道沿线检查井处加装监控警示井盖，对于非法进出、破坏和盗窃及外井盖开闭状态和丢失等行为进行有效监控，能够很好的适应隧道内恶劣工作环境，可以有效的打击非法进入电缆隧道和管井的偷盗及破坏电力设施行为，规范电缆管井资源管理，理顺进入电缆隧道和管井工作管理流程，防止各种线路的私拉乱放，保证电缆线路的安全稳定运行有着非常重要的意义。
下一步研究方向：基于NB-IOT 物联网防盗井盖系统着重于防盗技术的研究，接下来会把自我辨别技术融合在系统中，从识别震动频率及响度的特征中提取数据，区别正常的生活震动与外力破坏震动。
作者简介：
陈俊德（1990—），男，大学本科，工程师，从事电力电缆运维工作。
展飞（1991—），男，大学本科，工程师，从事配电线路运检工作。
窦巍（1985—），男，大学本科，工程师，从事配电网运维与检修工作。
李超（1990—），男，大学本科，助理工程师，从事配电网运检技术研究工作。
张建旭（1995—），男，大学本科，助理工程师，从事高压电缆线路及设备运维检修管理工作。
孙瑞（1996—），男，助理工程师，从事配电线路及设备运检工作。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议