一种基于压电供能的井盖监控系统设计

李志，裴军芳

（重庆第二师范学院数学与信息科学系，重庆400065）

摘要：针对城市井盖经常被损坏或者盗窃，危害到城市群众的安全，提出利用压电供能的井盖安全监

控系统设计。本系统将嵌入式压电装置安装在井盖上，利用汽车和行人碾压井盖产生电能，解决了传

统系统电池更换困难的问题。通过采用分布式的低功耗ZigBee 技术，每个井盖作为ZigBee 的分布节

点，多个节点组成网状拓扑结构，最终将报警信息发送给嵌入式网关。设计嵌入式网关进行数据存储

和管理，实时上报各个井盖的安全状况，及时将紧急给监控中心和维修人员，同时ZigBee 节点自身产生

声光报警，提前解除安全隐患。

关键词：压电供能；井盖防盗；ZigBee ；嵌入式网关

中图分类号：TP29文献标识码：A 文章编号：1001-7119（2017）05-0152-04DOI:10.13774/https://www.360docs.net/doc/ea10308774.html,ki.kjtb.2017.05.035

Design of Distribute Manhole Cover Monitoring System Based on Piezoelectric Generator

Li Zhi ，Pei Junfang

（Department of Mathematics and Information Science ，Chongqing Education College ，Chongqing 400065，China ）

Abstract ：Aiming at problem that manhole cover theft and damage,it has caused lots of economic losses and casualties,propose a design for manhole cover monitoring based on piezoelectric generator.The the piezoelectric generator can be installed on the manhole cover ,to create the power by rolling the manhole cover and solve the battery replacement problem.By using low power ZigBee technology,every manhole cover has became the distribute node in ZigBee,lots of nodes consists the mesh topology and finally send

the alarm message to the embedded gateway.At the same time design embedded gateway to store and

manage data,report the real safety situation to the monitor center and maintenance personnel,the ZigBee node generate the sound and light alarm,and remove hidden dangers in advance.Keywords ：piezoelectric generator ；anti-theft for manhole cover ；ZigBee ；embedded gateway 收稿日期：2015-05-29

基金项目：重庆市教委科学技术研究项目资助（No.KJ1714358）；重庆市教委科学技术研究项目资助

（No.KJ1601406）；重庆第二师范学院校级科研项目（No.KY201544C ）。

作者简介：李志（1984-），男，四川遂宁人，硕士，讲师，研究方向：嵌入式、无线传感网络、物联网技术。随着街道数目的增加和道路铺设电线的增

多，越来越的城市井盖被铺设在各个角落，据不

完全统计全国的所有井盖的数目已经超过几千

万，井盖损坏或者丢失的数目也超过百万。由于

人工监管存在不能全天候覆盖、无法实时报警、

监控范围有限，所以井盖的安全问题一直较难及

时解决[1]。同时由于井下环境较为复杂，同时伴随有沼气等有毒气体，气体浓度过高也同样成为难于解决的一大难题。面对如此问题，本文设计了一种智能系统，智能化地监控各个井盖的实时安全状态。利用压电效应产生的电能为系统供电，同时也解决了较多系统面临的供电困难问题。通过压电供电和电池供电混合供电的方式，可以让系统的工作周期延长到10年，很好的解决

第33卷第5期

2017年5月科技通报

BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.33No.5May.2017