智能井盖报警装置

吴泳辰

发明缘由

有一天，我看到一则新闻：一位行人经过一处井盖时，因井盖移位不幸跌落井中。虽然在大家的努力下，这名行人被安全救出，但他的身体仍有一定程度的擦伤，也受到了惊吓。看到这样的新闻，我感到很难过。试想一下，如果是自己一个人掉落在黑黑的井里，那真是太可怕了！有没有办法避免这类事故呢？

我在百度上搜索“井盖 事故”的关键词，发现井盖“吃人”的事故时有发生，大部分情况是因为井盖移位、破损后，没有及时得到复位、修补，也没有提醒路人。

经过思考，我想发明一个智能井盖报警装置。当井盖移位、井盖被盗时，井盖能自己“说话”，及时通知维修人员，提醒路人，避免坠井事故的发生。

设计思路

智能井盖报警装置主要由四部分组成。

第一部分是感知系统，利用接近开关检测井盖是否移位、丢失；

第二部分是控制系统，利用主控板实现数据的接收和处理，并根据数据发出相应的指令；

第三部分是警示系统，由蜂鸣器、灯带组成，通过声音和灯光发出警报；

第四部分是能源系统，利用太阳能板、太阳能充电器对装置供电。

制作过程

在老师和爸爸的陪同下，我们考察了井盖的生产厂家，实地参观了井盖的制作过程，了解到井盖智能化程度欠缺，这更加坚定了我制作智能井盖报警装置的决心。

（一）组装硬件

第一步，准备一块圆形板，类比井盖（为了不影响太阳能板充电，井盖须采用透光材料），如图1所示。准备两块外圈直径与井盖直径相等的环形垫板，用于安装报警装置。

第二步，准备两块主控板，分别安装蜂鸣器、红外发射器和红外接收器，如图2所示。主控板A安装在井盖处，主控板B安装在值班室。

第三步，将3个接近开关、主控板A安装在环形垫板A上。将太阳能板、太阳能充电器安装在井盖上，并将所有元器件的电路连接，如图3所示。

第四步，将灯带固定在环形垫板B的外圈。将环形垫板A、环形垫板B组装在一起，智能井盖报警装置就完成了，如图4所示。

（二）编写程序

利用图形化编程软件编写程序，将程序分别输入主控板A、主控板B，实现数据的接收和处理。

效果测试

作品组装调试完毕后，我们进行了效果测试，验证其功能。

井盖保持不动，井盖处的主控板A会发送安全信号给值班室的主控板B，主控板B接收到安全信号后会亮起绿灯。

将井盖揭开2厘米，就会触发报警装置，蜂鸣器会立即发出警报声，灯带也会不停闪烁，对过往的行人和车辆进行预警。同时，井盖处的主控板A会发送危险信号给值班室的主控板B，主控板B接收到危险信号后亮起红灯，提醒工作人员及时维修。

创新点

智能井盖报警装置能及时对井盖偏移作出反应，在提醒过往车辆和行人的同时，还能将信息反馈给工作人员，提醒工作人员及时维修，消除城市中的安全隐患。

另外，该装置有声音和灯光双重报警，对于夜晚的行人和司机来说，闪烁的灯光能更好地发挥预警作用。

改进方向

1.由于目前社会上的井盖无法透光，在实际使用时须另外增加供电设备，代替太阳能板。

2.装置的结构较为分散，后期可優化结构，减小体积，实现装置一体化。

3.增加警报关闭功能。因工作需要打开井盖时，可由值班室的工作人员关闭警报，并设置重新开启时间。

4.将装置纳入智慧城市建设中，与市政监管系统进行数据联网，实现更好的管理。

指导老师 郑士青

老师推荐理由：

该学生关注社会问题，经过不断思考和实践，将编程知识和工程设计结合在一起，发明了智能井盖报警装置。该装置有一定的创新性，但也有许多提升空间，学生能够主动反思，提出改进方向，值得点赞。