城市路面井盖作为城市地下管网与地面上联系的出入口,其在市政公共设施管理中扮演者重要角色。随着城市规模不断扩大和城镇化水平的日益提高,各种功能路面井盖的数量也在迅速增长,同时也带来了路面井盖管理的问题。由于洪涝灾害、非法偷盗、交通碾压等造成路面井盖损坏的情况越来越多,如果这些破损的井盖不能得到及时的修复,对行人、车辆和井下设备的正常运行都会带来严重的安全隐患。传统的路面井盖管理方式是通过人工定时巡检和群众上报相结合的方法,这种方式不仅人工成本高、工作面大,而且存在检修不及时、效率低、非常容易遗漏等问题。LPWAN(LowPowerWideAreaNetwork,低功耗广域网)技术的出现,解决了一直困扰物联网无线技术通信距离和功耗不能兼顾的问题,其通信距离远、设备功耗低、网络容量大的特点非常适合室外大节点容量和电池供电的物联网终端设备的应用。本文结合LoRa的技术优势将其应用到城市路面井盖的监管上,研究设计了一种基于LoRa的井盖状态监测系统,包括井盖检测终端设备、集中器网关设备和远程管理平台。实现了城市路面井盖的24小时实时在线监测,一旦发生井盖异常倾斜或移动会立即将报警信息和位置信息发送到远程管理中心和工作人员的手机上,方便及时通知维修人员进行维修。文章首先从理论研究入手,分别研究了井盖移位检测技术和LoRa无线传输网络结构的优化问题。提出了基于加速度传感器的角度倾斜检测和位移检测相结合的井盖状态检测的方法。针对传统LoRa星型网络在井盖监测系统的实际应用中不同位置节点功耗分布不均的问题,提出了能耗最优化的多跳LoRa网络结构。在理论研究的基础上,分别设计开发了井盖监测触发器装置、集中器网关设备和手持配置机装置三种核心装置。最后,通过设置一个具体的应用场景计算验证以上提到的优化多跳LoRa网络结构相较于其他结构的优越性;并对所设计的系统经过大量实验室测试和现场部署测试,测试结果表明系统运行正常,实现各项设计功能,达到各项设计指标。为以后数字化、智能化城市路面井盖监管提供理论和技术支持。