基于CH32的智能城市井盖广域组网系统

一、产品概述

本产品基于CH32L103芯片，集成了GPS模块，4G通信模块，MQ-4甲烷浓度检测，水浸，六轴加速度传感器等模块，并通过MQTT协议与ThingsCloud物联网平台连接，进行数据上报和下发功能，便于井盖的监测和管理。

核心功能：

1.数据状态实时监控

通过MQ-4检测井内甲烷的浓度，水浸传感器检测水位是否超限，陀螺仪加霍尔传感器配合磁铁检测井盖是否移位和倾斜角度是否过大，并且每过20s（时间可以自行设定）就会上报一次数据，在上报数据的期间，如果检测到任何的数据异常都会触发警报（蜂鸣器和云端平台双模报警）。

2.物联网平台互联

通过4G通信模块与物联网平台ThingsCloud连接，可以实时观测数据的变化，并由数据库的数据变化情况和趋势，进行安全隐患的预测和处理，还可以根据报警级别的不同进行不同程度的报警，还可以在云端平台进行报警的关闭，便于市政部门进行措施处理。

3.广域组网

我们的项目并不只针对于单个井盖，而是一个更庞大的系统，可以对加入系统的井盖都进行数据监控和措施处理。

二、应用场景

由于近年来，全国各地井盖被盗事件和井盖内的各种气体和其它环境因素引起的各种危险事件层出不穷，因此本项目孕育而生。我们的项目主要应用于：

1.井盖防盗和井盖未合理放置的情况。

2.针对会产生易燃气体的井监测气体浓度，防止意外。

3.对于电井和其它不希望水位过高的井，可以实时监测水位。

4.对于防洪防汛也能起到一定的作用。

三、产品参数

1.供电：3.7V锂电池

2.功耗：低（具体未详细测量），可由MOS关断未使用的传感器

3.PCB尺寸：65x56mm,采用四层板设计，小巧且稳定性更高，更能适应极端环境

4.4G通信模块和GPS：EC-01G

5.核心处理器：CH32L103，低功耗芯片能使产品工作的续航更久，减少充电次数，主频最高可达96Mhz，处理能力突出

四、简介图

PCB各模块说明

PCD各接口说明

3D爆炸结构图

五、使用说明

1.插上电(接入电池/接入Type-c)即可开机使用，电源指示灯点亮则开始正常工作。

2.使用打火机点燃后吹灭火苗伸向MQ-4即可测得甲烷浓度，若超限则报警。

3.把水浸传感器两个针脚插入水中则会引起水浸过限度报警。

4.抬起开发板会使倾斜角度变化。

5.所有的数据和告警信息都会上传至ThingsCloud物联网平台。

六、备注

1、成本构成

元器件成本：15 元

其他外设：45元

外壳、面板：10 元

PCB：基于嘉立创培养工程师的主旨，免费为工程师打板的活动，所以为0元

总计：70元

（此成本为大致估计，具体的详细价格要看各个器件在当下的价格而定）

2、细节备注

a.因为使用的是CH32，所以编译环境要使用MounRiver Studio Ⅱ（但具体的库函数与STM32差别不大，不用担心）

b.CH32下载程序时需要使用对应的WCH-Link

c.ThingsCloud平台的大屏设计需要自行设计，暂不提供设计方案

d.4G通信模块需要插电话卡使用

3.附件内容

a.源代码

b.3D源文件（基于SW设计）

c.3D的STEP文件，可直接用于打印

4、注意事项

a.因为GPS是根据卫星接收，所以如果GPS的上方有较厚的遮挡可能会导致接收不到GPS的数据

b.ThingsCloud物联网平台只能买免费使用3台设备，且只免费支持每天1000条消息发送

c.水浸传感器可直接在网上购买，只需焊接在对应的焊盘上即可

d.电话，短信报警的功能需要更换其它的4G通信模块

七、测试视频

具体功能演示

八、更新日志

后续有更新会添加版本号

V1.0