深入解析：26-基于STM32的小区智能井盖监测系统设计与实现

1 选题背景与意义

小区井盖作为社区地下管网的关键设施，传统 “人工巡检 + 事后维修” 模式已难以适配当前需求，一方面，传统管理存在突出安全隐患（井盖缺失 / 移位致坠井、管网泄漏难及时发现）与低效障碍；另一方面，城市化推进使小区规模扩大、井盖数量激增，跨单位协同管理难度加大，而国家智慧市政相关政策承受及物联网、低功耗广域网、传感器等技能的成熟，为智能监测系统落地提供了政策与技术支撑。

小区智能井盖监测系统具有显著的安全与管理价值，能从根本上优化传统治理模式，在安全层面，框架经过倾角、水位、燃气浓度等传感器，可实时捕捉井盖移位 / 缺失、管网积水超标或燃气泄漏等异常，10 秒内触发报警并精准推送信息，大幅降低坠井、爆炸等事故风险。框架具备重要的经济与战略价值，为社区及城市发展赋能，通过精准预警避免无效巡检，并能监测井盖老化状态以提前维护，延长其使用寿命，显著降低管理与更换成本。作为智慧社区的关键基础设施，系统可提供地下管网核心数据，联动小区智慧水务、安防等系统，同时多个小区的数据汇总后能为城市级市政管理平台提供支撑，推动智慧社区建设与智慧城市精细化治理的深度融合。

2 技术框架

技术框架：STM32单片机+Wi-Fi无线通信技术+腾讯云平台+小程序

开发环境：STM32开发环境：Keil μVision5开发环境；上位机开发环境：腾讯云平台

3 实现特性

1. 经过在屏幕上和手机端显示小区井盖的名称“001号井盖”，便于小区物业人员进行对异常井盖迅速定位，进行处理。
2. 温湿度监测：采用DHT11温湿度传感器实时监测井盖的温度和湿度等数据信息，当温度或湿度低于设定阈值，蜂鸣器报警提醒。
3. 水位监测:选用HC-SR04超声波传感器实时监测水位高度，当水位高于设定阈值极限，蜂鸣器报警，并推送消息提醒物业人员“小区1号井盖已堵，请及时处理”。
4. 可燃气监测:选用MQ-9可燃气传感器实时监测井下的气体浓度，当可燃气超过设定阈值，蜂鸣器自动告警提醒，并推送消息提醒物业人员“小区1号井盖存在可燃气体，请及时处理”。
5. 倾角监测:选用ADXL345倾角传感器实时监测井盖是否发生偏移，当井盖发生偏移时，蜂鸣器自动告警提醒，并推送消息提醒物业人员“小区1号井盖发生偏移，请及时处理”。
6. 设定阈值:可能通过按键结合屏幕设定可燃气、倾角的最适阈值和设定传感器的安装高度。
7. 屏幕显示:通过屏幕显示井下的可燃气浓度、倾角、水位、温度、湿度等数据。
8. 远程监测:依据Wi-Fi无线通信技术接入小区局域网将监测的井盖情况上传至物联网云平台，可以构建远程监测可燃气浓度、倾角、水位、温度和湿度等数据、设定阈值和远程预警等机制。

4 系统总体设计

1、核心控制单元（STM32 单片机）：STM32 单片机是系统的 “大脑”，负责接收所有输入模块的数据、分析处理数据，并协调后续输出、报警与通信模块的工作。

2、感知与输入模块：

• 水位监测模块：检测井盖下方管网或井内的水位高度，判断是否积水超标；
• 倾角监测模块：监测井盖的倾斜角度，识别井盖是否移位、翻转甚至缺失；
• 可燃气监测模块：检测井内燃气（如天然气）浓度，防范泄漏风险；
• 温湿度检测模块：采集井内环境的温度、湿度数据；
• 按键控制模块：支持人工运行（如参数设置、手动触发检测等）；
• 电源供电模块：为整个系统（单片机、传感器、通信模块等）提供电力帮助。

3、 输出、报警与通信模块

• 屏幕显示模块：接收单片机处理后的信息，实时表明水位、倾角、气体浓度、温湿度等监测信息，便于现场查看；
• 蜂鸣器报警模块：若单片机分析出异常（如水位过高、井盖倾角突变、燃气泄漏），则触发蜂鸣器发出警报，实现本地预警；
• WiFi 无线通信模块：将单片机处理后的监测数据，通过路由器上传至云端；云端对数据存储、分析后，小区物业管理人员可远程获取井盖状态，实现远程监控与管理（如异常信息推送、历史数据查询等）。

5 实物效果图