廁所智能化管理系統(tǒng)

肖崇偉，王 橋，高林通，劉卓宇

（貴州師范學(xué)院智能硬件工作室，貴州 貴陽 550018）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平有了很大提高，對(duì)公廁在內(nèi)的公共環(huán)境衛(wèi)生的要求也越來越高。雖然很多地方也在公廁的管理方面投入大量人力物力，做了大量改善性的工作，然而受諸多因素制約，公廁設(shè)置總量不足，數(shù)量不能滿足實(shí)際需求，總體布局不盡合理，再加上客流量統(tǒng)計(jì)不科學(xué)，部分管理人員業(yè)務(wù)水平較低，工作強(qiáng)度大，增加了精細(xì)化管理作業(yè)難度，出現(xiàn)設(shè)施損壞、更新不及時(shí)、異味較大等問題，尤其是景區(qū)公園、商業(yè)中心以及高速公路服務(wù)區(qū)的公廁已經(jīng)無法滿足人們的需求，造成了如廁環(huán)境差的現(xiàn)象大量存在，嚴(yán)重影響了人們的如廁感受。因此，推進(jìn)公廁管理的智能化建設(shè)尤為重要。

研發(fā)智能化公廁的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)公廁的精細(xì)化管理，有效節(jié)約辦公經(jīng)費(fèi)，提升公共服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)公共服務(wù)均等化，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和諧與可持續(xù)發(fā)展。智慧公廁的打造加上對(duì)管理人員和保潔員的智能化管理，能確保公廁得到及時(shí)維護(hù)，例如自動(dòng)通知清潔打掃、自動(dòng)通知添加手紙、補(bǔ)充洗水液等。對(duì)廁所使用狀態(tài)信息實(shí)時(shí)管理體現(xiàn)在如廁人員可以利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)App 或微信公眾號(hào)自動(dòng)查找和定位廁所，并查看廁所使用情況，避免找不到廁所和在廁所前著急排隊(duì)的尷尬。利用手機(jī)微信、App進(jìn)行廁所定位以及對(duì)廁所使用情況及時(shí)查看，避免找?guī)y和排隊(duì)的麻煩。智慧公廁是服務(wù)的品質(zhì)體現(xiàn)，以景區(qū)為例，如游客到景區(qū)旅游時(shí)，用手機(jī)即可查找附近廁所、實(shí)時(shí)了解廁所繁忙狀態(tài)、廁所坑位占用情況，對(duì)廁所臟亂差問題可通過手機(jī)進(jìn)行投訴和提出建議。所以說對(duì)公廁客流量的統(tǒng)計(jì)是很重要的，對(duì)如廁客流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，依據(jù)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對(duì)城市公廁設(shè)施布置、公廁保潔作業(yè)模式、公廁管理資金投入方向進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析、優(yōu)化以及再規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)。

1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

每一個(gè)廁所通過無線收發(fā)裝置將蹲位使用情況發(fā)送至服務(wù)器。服務(wù)器對(duì)數(shù)進(jìn)行處理之后可在App 上查看蹲位使用情況。廁所管理者可在管理后臺(tái)查看和修改數(shù)據(jù)，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.硬件設(shè)計(jì)

硬件總體主要由STM32F103 單片機(jī)主控、ESP8266 數(shù)據(jù)傳輸、閉合判斷門鎖、舵機(jī)、LCD 顯示屏電路組成，如圖2 所示。

圖2 硬件總體圖

2.1 無線傳輸電路

無線傳輸電路采用的是ESP8266 模塊，與STM32F103 單片機(jī)連接，如圖3 所示。主要功能是單片機(jī)將采集到的蹲位使用情況通過ESP8266 模塊上傳至服務(wù)器中，如圖3 所示。

圖3 無線傳輸電路

2.2 閉合判斷門鎖設(shè)計(jì)

當(dāng)需要使用廁所時(shí)，負(fù)極門把手向下扭動(dòng)，與正極端導(dǎo)通，單片機(jī)IO 口為低電平，可判斷廁所蹲位已被使用。當(dāng)廁所不被使用時(shí)，負(fù)極門把手向上扭動(dòng)，與正極端斷開，單片機(jī)IO口為高電平，可判斷廁所蹲位不被使用，如圖4 所示。

圖4 閉合判斷門鎖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3 地面清潔、消毒裝置設(shè)計(jì)

使用完廁所蹲位后，蹲位兩側(cè)的電機(jī)帶動(dòng)清潔桿來回?cái)[動(dòng)，將地面粘連的泥土等不易被水沖走的物質(zhì)進(jìn)行除松，然后通過噴水口用水將其沖走，最后將消毒液通過噴水口噴灑到地面實(shí)現(xiàn)消毒，如圖5 所示。

圖5 地面清潔消毒裝置

3.軟件設(shè)計(jì)

主流程：檢測(cè)廁所蹲位使用情況，當(dāng)不使用廁所蹲位時(shí)，則繼續(xù)檢測(cè)；當(dāng)使用廁所蹲位時(shí)，STM32F103 主控芯片將廁所蹲位已被使用信息通過ESP8266 上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上將接收到的信息進(jìn)行處理后推送至手機(jī)APP 以及管理平臺(tái)，如圖6 所示。

圖6 系統(tǒng)總體主流程圖

子流程：將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收的信息存放在創(chuàng)建的數(shù)組當(dāng)中，數(shù)組的標(biāo)號(hào)表示廁所蹲位的序號(hào)（如a[0]中0 表示廁所蹲位序號(hào)為0），數(shù)組當(dāng)中的內(nèi)容為0、1 或其他數(shù)，0 表示未使用，則1 表示使用，其他數(shù)表示特殊情況。比如當(dāng)廁所需要維修時(shí)，可在管理后臺(tái)改變數(shù)組中的值為2，表示廁所正在維修中。最后將數(shù)組中的值推送至手機(jī)App，如圖7 所示。

圖7 系統(tǒng)子流程圖

4.結(jié)語

本文通過硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)研發(fā)了廁所智能化管理系統(tǒng)，還實(shí)現(xiàn)了廁所的清潔與消毒等實(shí)用性功能，成功解決廁所臟亂差的問題，為大家提供一個(gè)干凈整潔如廁環(huán)境。