摘要：开发了一款基于电缆井环境监控系统的APP，主要实现通过手机终端对电缆井内部的环境进行集中监控，准确定位问题电缆井，最终实现节约人力，高效检修电缆井以及保障检查人员的人生安全。
关键词：电缆井监控平台；物联网；温度监控；液位监控；手机终端
APP development based on cable well environment monitoring system
（School of Physics and Electronic Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang 236037,China）
Abstract:Developed an APP based on the cable well environment monitoring system, which mainly realizes the centralized monitoring of the environment inside the cable well through the mobile phone terminal, accurately locates the problem cable well, and finally realizes the labor saving, efficient maintenance of the cable well and guarantee the life safety of inspectors.
Key words: cable well monitoring platform; The Internet of things; Temperature monitoring; Liquid level monitoring; Mobile terminal
电缆井内的环境对电力运输有很重要的影响，封闭的环境、潮湿的空气、电缆线路工作时产生的热量等都会影响电缆线路的使用寿命，除此之外，井内会产生大量的沼气，对城市的居民会带来安全隐患，我国现已有多起电缆井爆炸事故。在这种情况下，电力部门不得不经常对城市电缆井进行人工检查。
为了避免电力部门的工作人员盲目下井检修，能够实时监控井内的液位、温度及气体等物理信息非常有必要。随着物联网技术的高速发展和大数据时代的到来，基于物联网电缆井监控系统应运而生，但目前的电缆井监控系统成本高、监测不稳定，而且只能在电脑终端上监测，这往往不能及时准确高效地定位问题电缆井，因为电缆井内的环境是实时变化的，电脑携带不方便，施工人员不能及时获取电缆井内环境信息，对下井工作者还是存在安全隐患。本设计是在此技术基础上完成一种高效、稳定的手机APP监控系统。
1系统的总体设计方案
电缆井环境监控系统总体方案采用分层设计，该系统主要分为四个层，即数据采集层，网络传输层，中间服务器层和客户端层。
数据采集层：数据采集是设计整个系统的第一步，即测量数据的部分，首先通过传感器测量井内的液位高度以及关键节点的温度，然后将传感器测量的数据发送给单片机，也可以说是单片机控制传感器测量数据然后将数据返回给单片机。最后单片机将传感器测量的数据发送到Lora终端。
网络传输层：物联网设备需要通过相关的网络协议进行组网。首先利用免费的网络频段Lora组网，将传感器采集的数据信号打包；再通过Lora网关采用以太网通讯，将数据发送给中间服务器层。
中间服务器层：本设计采用Lora设备供应商进行二次开发的中间件作为Lora服务器；中间件服务器可以很好地对数据库进行操作，通过执行sql等指令将从网关发送过来的数据存入到数据库中。
客户端层：本设计的手机客户端是基于ApicCloud平台上混合开发的，为了让用户能够清楚地看到各个传感器测量的数据，采用百度地图和列表两种显示方式将传感器的数据展示出来。
2.手机客户端
2.1 ApiCloud 混合式开发平台
基于APICloud平台开发APP只需在APICloud云端上创建APP应用，然后可以通过使用SVN工具将应用文件解析到本地，解析的文件中包含.html、.css、.js等，文件中包含许多APICloud特定的方法，APICloud云端平台上有这些方法的解释及教程，使用起来特别方便。我们可以用代码编辑工具修改相应文件，将APP编辑成我们想要的效果。常用的编辑工具有sublime text3、Eclipse、apicloud studio等。本设计中使用的编辑工具为sublime text3，因为sublime text3可以与海马玩模拟器进行真机同步，无需手机就能真机同步。最后，若需要生成APP.apk文件，则可以访问SVN分支的地址以发送和更新此APP项目的代码，操作结果与APICloud Studio的“云端同步”功能相同，再在云端进行云编辑即可生成APP.apk文件。
2.2 bMap原生SDK
在APICloud聚合API中，提供了bMap模块来封装baidu地图的原生SDK，集成了百度地图的通用基本接口。不同于js地图，本原生地图的模块包更加流畅快捷，动画效果更加逼真，有了这个模块，百度地图可以方便地集成到自己的APP中，实现地图常用的定位、关键词搜索、周边搜索、自定义标签和气泡、查看公交线路等功能；此外，这个模块还支持离线版百度地图。
当APICloud设计手机APP时，bMap不能与baiduMap、aMapNavigation、aMap一起使用，并在APICloud网站控制台编译界面中选择位置权限。要使用此模块，需要在云端编译安装包，或者以自定义loader的形式使用。使用此模块之前必须配置config文件。配置方法如图1所示。
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图1 bMap配置方法
其中Android版本和IOS版本的密钥必须单独申请各自的 apiKey，他们可以配置在同一config文件下。aipKey可以去百度地图官网免费申请。
2.3 Vue.js渐进式框架
Vue.js是一套渐进式框架，在本设计中我们使用到的Vue.js中最经典的功能：循环遍历。在项目中使用Vue.js，首先我们需要在把Vue.js文件放到项目文件中，然后在html里引用即可。
要用Vue.js实现循环遍历，第一步，用Vue.js读取数据，读取的数据只能是Json类型的数据，我们读取的是通过ajax获取的数据，该数据就是数据库的数据；第二步，利用Vue.js将数据绑定到DOM文本，v-for 指令可以绑定数组的数据来渲染一个项目列表；第三步，将数据循环输出到DOM文本。
Vue.js在本设计中的应用还有许多，例如用 v-on 指令添加一个事件监听器、用v-model 指令实现表单输入
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图3 用v-for指令绑定数组
3 手机终端效果图
地图上显示传感器有两种标注颜色，红色代表传感器数据超过负阀值，说明该地点的电缆井存在安全隐患需要检修，绿色代表电缆井安全无异常，正常的温度取值为：-10℃到60℃，液位的最高限位为20cm，超出该范围的数据表明是问题电缆井。点击相应的标注，可弹出气泡显示电缆井温度及湿度数据。
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图4 地图显示电缆井位置及其数据
除了地图显示外，还有列表显示，将电缆井的信息以列表的形式显示出来，列表可上下拖动，能显示所有电缆井信息。
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图5 列表显示电缆井数据
在列表内添加了下拉刷新组件，下拉列表可刷新APP数据，不仅是列表内的数据，地图上的数据也相应刷新。除此之外，APP后台还添加了定时刷新，每过一分钟系统会将列表和地图上的数据刷新，与数据库内的数据同步。
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图6 列表下拉刷新
4 总结
本设计通过传感器监控电缆井内的温度和液位，温度传感器会监测电缆井温度从而避免发生爆炸或火灾，加装的液位传感器会实时监测电缆井内的液位高度，可以避免电缆线路受水的影响而发生短路或损坏。通过物联网技术将传感器采集的信息通过网络发送到服务器中，服务器再通过使用数据库保存数据并与手机终端进行交互。手机终端需要提供对电缆井数据的实时监控，必要时还可以调用手机内部（铃声、振动、通知栏）功能，遇到紧急情况可以及时通知到用户。