CN110565988A - 智能厕所云系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能厕所云系统,包括若干厕位监测器,用于监测当前厕所的每个厕位状态;其特征在于,还包括:中心交换机,与所述若干厕位监测器连接,采集厕位监测器的状态信息,提供局域网连接并为各个厕位监测器供电;智能中心,通过互联网与所述中心交换机连接,用于接收所述状态数据,以及发送所述厕位状态信息给厕所信息屏进行显示。
Description
技术领域
本发明属于智能厕所的技术领域,具体涉及一种智能厕所云系统。
背景技术
随着社会发展,各个领域的智能化进程越来越快。智能化在厕所的应用上也较多。其中,最常见的一种方式是,在厕所里设置一个服务器,通过服务器采集该厕所相关信息,并将该信息传输给互联网后台。这种传统方式,主要是针对厕所信息的采集,而无法实现有效的信息展示服务,尤其是无法实现云端到用户的服务。
因此,本发明针对传统智能厕所功能单一仅仅是采集厕所相关信息的问题,而研发一种智能厕所云系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种智能厕所云系统,能有效提高信息服务,以及监测厕所环境及厕位使用情况,提高智能厕所使用率。
为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种智能厕所云系统,包括若干厕位监测器,用于监测当前厕所的每个厕位状态;其特征在于,还包括:
中心交换机,与所述若干厕位监测器连接,采集厕位监测器的状态信息,提供局域网连接并为各个厕位监测器供电;
智能中心,通过互联网与所述中心交换机连接,用于接收所述状态数据,以及发送所述厕位状态信息给厕所信息屏进行显示。本发明的厕位监测器能有效监测每个厕位的使用情况,通过厕所信息屏展示厕位使用情况为新用户进行有效的提示。
进一步的,本系统还包括备用充电电池,所述中心交换机、厕位监测器分别与备用充电电池连接。通过备用充电电池设置,使得厕位监测器维持厕位监测的独立供电,不依赖于传统的厕位服务器及互联网后台。
进一步的,还包括摄像监控设备,所述摄像监控设备通过互联网与智能中心连接,将厕所监控视频传输给所述智能中心;
所述智能中心将所述厕所监控视频通过互联网发送给移动终端。
更进一步的,还包括视频监视器,用于采集当前环境的图片或视频,所述智能中心将所述图片或视频发送给所述厕所信息屏。
进一步的,还包括厕所环境信息监测器,与智能中心通过互联网连接,用于采集厕所环境信息并发送给智能中心;
所述智能中心将厕所环境信息通过互联网发送给移动终端。
进一步的,本发明的厕所环境信息监测器还包括环境温度、湿度、水流、空气等中的一种或多种。
进一步的,还包括管理员屏,所述智能中心发送实时广告、政府信息、天气、厕位信息中的一种或多种给所述管理员屏。
进一步的,所述智能中心通过互联网发送互联网服务信息及广告给移动终端。
进一步的,所述厕位监测器包括微处理器,所述微处理器与中心交换机、若干传感器、若干开关分别连接。
更进一步的,所述若干传感器包括人体检测器(人体传感器)、门锁检测器、气味传感器中的一种或多种;或者,所述开关包括冲水开关、顶灯开关、状态开关、负压抽气开关、冲水按钮、呼叫按钮中的一种或多种。
进一步的,还包括手机无线路由器,所述手机无线路由器与中心交换机连接,还与智能中心通过互联网连接。
本发明与现有技术相比,有益效果是:
1厕位监控器独立工作,不依赖传统服务器,在停电状态下也能维持基本的厕位控制功能;
2.中心交换机提供局域网连接,并通过网线向各个厕位控制器供电;
3.厕位控制器将厕位情况传输给云端的智能中心,智能中心能进行厕位状态展示以及实现各种商业信息(如广告)及厕所周边信息的发布;
4.厕位各项信息都能及时采集,如当前厕位是否有人以及厕位的使用时间等,通过环境监测器及视频监控等部件采集空气、水流、用电量以及人流量、周围状态的空腔之类以及温度湿度等,通过采集到的各个智能数据的分析发送给智能中心,结合广告、政府服务信息、推送的商业信息等产生的画面,通过浏览器在服务器的显示屏上显示,厕所服务器仅仅提供显示画面,同时在各个厕位的平板上可以提供用户与云端(智能中心)的信息交互,向用户提供周边商业、旅游、食宿及政府各种通知等信息。
附图说明
图1是一种智能厕所云系统的结构示意图。
图2是一种智能厕所云系统的信息传输示意图;
图3是厕位监测器结构示意图;
图4是网络路由器的结构示意图;
图5是智能厕所云系统的控制结构框图。
图6是网线接口电路图;
图7是POE局域网输入模块电路图;
图8是POE局域网输出模块电路图;
图9是POE供电管理模块的部分电路图;
图10是POE供电管理模块的另一部分电路图;
图11是电表控制电路;
图12是水表控制电路;
图13是温度传感器控制电路;
图14是红外传感器控制电路;
图15是超声波传感器控制电路;
图16是冲水位置传感器控制电路;
图17是冲水控制电路;
图18是门锁控制电路;
图19是厕门关闭检测电路;
图20是有人/无人指示器控制电路;
图21是照明控制器电路;
图22是供电接口;
图23是一种主控制器的电路图;
图24是一种网络交换机的电路图;
图25是一种主供电电路;
图26是一种DC/DC电源转换电路;
图27是一种备用电池控制电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明,使得本技术方案更加清楚、明白。
实施例1
如图1-2所示,本实施例公开了一种智能厕所云系统,能为用户提供厕位信息以及各种信息资讯,实现云端到用户信息服务。本智能厕所云系统包括若干个厕位监测器、与厕位监测器连接的中心交换机、智能中心,其中的智能中心通过互联网与所述中心交换机连接,以及发送推广信息数据给信息屏进行信息显示;中心交换机提供局域网连接,并通过网线为各个厕位监测器供电。
其中,推广信息数据包括厕所周边信息及各种广告介绍。
本系统中还包括环境检测器,中心交换机与环境检测器连接,环境检测器主要针对水、电、空气温度等环境特征进行监测。
本系统还包括视频监视器,中心交换机与视频监视器连接,用于采集当前厕所的情况,具体是图片或视频,中心交换机将反应了当前状态的图片或视频通过互联网进行传输。
作为中心交换机与互联网之间的信息传递的一种实施方式,本实施例的系统提供手机无线网路由器,手机无线网路由器与中心交换机、互联网分别连接,移动终端通过wifi等方式连接手机无线网路由器,用于接收及发送信息。
本系统还包括管理员屏,智能中心通过互联网,可以将实时广告、政府通告及信息、天气状态等多种信息数据传输给管理员屏进行显示。
本系统的主要实现原理为:
厕位监测器采集当前厕位的使用情况,将厕位数据通过互联网发送给智能中心,而智能中心通过互联网将厕所的周边信息以及推送的广告发送给厕位监测器,厕位监测器可以向当前用户进行信息的展示;还可以通过互联网将各种互联网服务以及推广广告发送给作为用户端的移动终端,将厕所监测的各种数据以及监控视频或图片发送给作为管理端的移动终端。
作为一种实施方式,本系统还包括了厕所信息屏,智能中心将由厕位监测器采集到的厕位数据,或者由视频监视器采集到的图片(或视频)发送给厕所信息屏进行展示,提醒用户当前厕位情况。
作为一种实施方式,本系统还包括运营监控端,通过互联网接收监控视频及对厕所进行监管。
作为一种实施方式,系统还包括备用充电电池,所述中心交换机、厕位监测器分别与备用充电电池连接。通过备用充电电池设置,使得厕位监测器维持厕位监测的独立供电,不依赖于传统的厕位服务器及互联网后台。
作为一种优选的实施方式,本实施例的管理员屏与信息屏都与生态厕所服务器连接,生态厕所服务器与中心交换机连接。
实施例2
与实施例1不同的是,如图3所示,本实施例的厕位监测器包括微处理器,所述微处理器与网络控制器(即中心交换机或局域网交换机)、若干传感器、若干开关分别连接。
作为一种优选实施例方式,所述若干传感器包括人体检测器(人体传感器)、门锁检测器、气味传感器中的一种或多种;或者,所述开关包括冲水开关、顶灯开关、状态开关、负压抽气开关、冲水按钮、呼叫按钮中的一种或多种。
作为一种优选实施例方式,本实施例的厕位监测器还包括若干预留输入口,预留输入口与微处理器连接,便于根据实际使用需求安装其他输入功能配件。
作为一种优选实施例方式,本实施例的厕位监测器还包括若干预留输出口,预留输出口与微处理器连接,便于根据实际使用需求安装其他输出配件。
作为一种优选实施例方式,备用充电电池与各个传感器、各个开关分别连接,使得停电时,各个传感器、开关能继续工作保证厕位监测器的有效监测。
实施例3
与实施例1或实施例2不同的,本实施例的手机无线网络路由器与备用充电电池连接。
如图4所示为一种结构的手机无线路由器,主要包括:CPU、DC/DC电源、DDR存储器、闪存、状态指示部件、GPS选项模块、WiFi模块、手机无线网模块等组成,CPU分别与DC/DC电源、DDR存储器、闪存、状态指示部件、GPS选项模块、WiFi模块、手机无线网模块连接;CPU与中心交换机连接,网络接口连接网线供电控制器,备用电池与DC/DC电源连接。
通过该设置,手机无线网络路由器实现了以下功能:
1.互联网连接选件(如平板或手机等),独立工作。
2.在停电状态下,通过备用电池供电能把故障状态报告到智能中心服务器,产生报警。
3.中心交换机提供局域网连接,并通过网线向手机无线路由器供电。
本实施例涉及的手机无线路由器是现有的成熟技术,其各个功能模块采用市场上现有的,这里不再过多描述。
实施例4
与上述实施例不同的,如图5所示,本实施例的微处理器采用ARM核心的SoC系统芯片。
优选的,如图23所示,主控制器即微处理器输出多个控制单元信号,所述多个控制单元信号的引脚各自接一控制信号指示灯。使得主控制器输出某个控制信号时,智能厕所的管理员可以直观得从指示灯变化看到对应的功能控制是否处于工作状态。在本主控器的芯片U2的12脚OSC_In、13脚OSC_Out直接串接一晶振Y1,晶振Y1采用8MHz/3225/4Pads。
本实施例中的芯片U2采用STM32F407型号。
本实施例中,微处理器与网络交换机连接,所述供电电路与接口控制电路、网络交换机分别连接;
所述网络交换机,用于实现局域网的输入及输出;
所述供电电路,为主控制电路、网络交换机供电
供电电路,包括主电路、DC/DC转换电路,所述DC/DC转换电路与主电路、网络交换机连接。
本实施例的网络交换机还与POE供电管理电路连接,POE供电管理电路用于实现网络信号的传输以及电源供电。
具体的,POE供电管理电路包括POE局域网输入模块、POE局域网输出模块和POE供电管理模块,所述POE局域网输入模块、POE局域网输出模块分别与所述POE供电管理模块连接;所述POE局域网输入模块、POE局域网输出模块用于供电及数据传输。
所述POE局域网输入模块或POE局域网输出模块采用网口变压器。网口变压器采用H1102型号。
本实施例的POE供电管理电路通过POE局域网输入模块实现电压输入的同时,又实现了数据的双向传输;通过POE局域网输入出模块实现电压输出的同时,以及数据的双向传输。相比传统单独的网线供网,电线供电,线路连接更加方便,相对于智能厕所这种需要进行采集各种环境检测数据以及潮湿的特殊环境,
作为一种优选的实施方式,如图7和图8所示,本实施例中的POE局域网输入模块或POE局域网输出模块采用网口变压器。所述网口变压器采用H1102型号芯片。
本实施例中的H1102芯片的2脚分别与一电容L1、电容C12分别连接,电容L1另一端接电压3.3V。电容L1采用Bead/603型号,电容C12采用0.1uF/16V。
本实施例中的H1102芯片的7分别与一电容L3电容C16分别连接,电容L1另一端接电压3.3V。电容L3采用Bead/603型号,电容C16采用0.1uF/16V。
作为一种优选的实施方式,所述POE供电管理模块几部分,其中一个为由包括MOS管Q7、MOS管Q8、电阻R61和电阻R62组成的管理电路,如图9所示,所述MOS管Q7、电阻R61、电阻R62和MOS管Q7依次连接。
其中的MOS管Q7采用FDT434P_P_60V_2.5A型号或所述MOS管Q8采用2N7002K-T1-GE3。电阻R61选用47.5K欧姆,电阻R62选用510K欧姆。
作为一种优选的实施方式,所述POE供电管理模块还包括两个贴片整流桥电路,如图10右上角所示,贴片整流桥的2脚、1交分别接电压输入端、电压输出端。优选的,所述贴片整流桥电路采用Bridge_MB2S_SO4型号。
作为一种优选的实施方式,如图10所示,所述POE供电管理模块还包括由芯片U14与芯片U13连接而成的供电电路,为整个POE供电管理电路所在的PCB电路板进行供电。芯片U14采用TPS2375型号控制芯片,芯片U13采用A8499型号稳压芯片。
作为一种优选的实施方式,本实施例的POE供电管理电路还包括网线接口电路,如图6所示,所述网线接口电路与所述POE局域网输入模块、POE局域网输入模块分别连接。
作为网线接口电路的一种优选的实施方式,本实施例的网线接口电路采用RJ45/TOP_Tab/2芯片。
而若干传感器通过各自对应的控制电路实现,由微处理器通过接口与包含各个传感器控制电路的接口控制电路连接。
接口控制电路,包括PCB板,所述PCB板上设有若干传感器控制电路、水表控制电路、电表控制电路、照明控制电路和门锁控制电路,所述若干传感器控制电路、水表控制电路、电表控制电路、照明控制电路和门锁控制电路分别与一接口连接。通过接口将各个功能进行划分实现独立控制,上一级控制器(即微处理器)与各个功能控制电路连接,上一级控制器发送控制信号传输给各个功能控制电路控制其进行工作,各个功能控制电路进行各自的数据采集,并通过各自的接口将数据信息传输给上一级。
作为本实施例的一种优选实施方式,如图18所示,本实施例的门锁控制电路(DoorLock)采用DMHC3025LSD型号芯片。
具体的,本门锁控制电路的具体结构为:包括采用DMHC3025LSD型号的芯片Q8、电容C5、场效应管Q6、场效应管Q10、电阻R64、电阻R66、电阻R70、电阻R72,所述芯片Q8的2脚与6脚之间串接所述电容C5,所述芯片Q8的1脚、8脚串接后分别接电阻R64一端、场效应管Q6漏极,电阻R64另一端接电压5.0V;场效应管Q6栅极接电阻R70一端,所述芯片Q8的4脚、5脚串接分别接电阻R66一端、场效应管Q10漏极,电阻R66另一端接电压5.0V,场效应管Q10栅极接电阻R72一端;场效应管Q6源极、场效应管Q10、电阻R70另一端、电阻R72另一端、都接地。
优选的,本门锁控制器中的场效应管Q6、场效应管Q10采用封装的FDV301N型号。电容C5采用0.1uF/16V规格。电阻R64、电阻R66、电阻R70、电阻R72都采用2.2K欧姆。
作为本实施例的一种优选实施方式,所述传感器控制电路包括红外传感器电路(IR Snsor),通过输入的控制信号,用于控制进行检测当前厕所的厕位占用情况,根据厕位是否监测到人体来确定该厕位内是否有人。如图14所示,所述红外传感器控制电路包括:电阻R67、电阻R24、电容C37、电容C12、电阻R28和稳压二极管D16,所述稳压二极管D16个二极管依次串接而成,所述电阻R67一端与电容C37一端连接,所述电阻R24一端与电容C12一端、电阻R28一端、稳压二极管D19中两个二极管连接的中间点连接,电阻R28另一端、稳压二极管D16负极接电压3.3V;所述电容C37另一端、电容C12另一端、稳压二极管D16正极接地。
优选的,本实施例的红外传感器电路中,稳压二极管D16采用Lowleak/SOT23/Dual型号。电容C12、电容C37采用0.1uF/16V规格。电阻R24、电阻R67采用2.2K欧姆,电阻R28采用24K欧姆。
作为本实施例的一种优选实施方式,所述传感器控制电路包括冲水控制电路(Flush Controller),如图17所示,所述冲水控制电路采用DMHC3025LSD芯片。通过冲水控制电路控制当前厕位上的冲水。
作为本实施例的一种优选实施方式,所述传感器控制电路还包括超声波传感器控制电路,如图15所示,所述超声波传感器控制电路包括:电阻R73、电阻R74、电容C38、电容C39、稳压二极管D21和电阻R75,所述稳压二极管D22由两个二极管依次串接而成,电阻R74一端与电容C39一端、电阻R75一端、稳压二极管D21中两个二极管连接的中间点连接,电阻R75另一端、稳压二极管D21负极接电压3.3V;所述电容C39另一端、电容C38另一端、稳压二极管D21正极接地。
作为本实施例的一种优选实施方式,所述传感器控制电路包括冲水位置传感器电路(Flush-Position Sensor),如图16所示,所述冲水位置传感器控制电路包括:二极管D15、电阻R27、电容C11、电容C36、电阻R68、电阻R23,所述电阻R68与电容C36连接后接地,所述电阻R23与所述电容C11、电阻R27、二极管D15分别连接。
作为本实施例的一种优选实施方式,所述传感器控制电路还包括厕门关闭检测电路(Reed-Relay Door Closed),如图19所示,所述厕门关闭检测电路包括:电阻R18、电容C7、稳压二极管D11和电阻R15,所述稳压二极管D22由两个二极管依次串接而成,电阻R18一端与电容C7一端、电阻R15一端、稳压二极管D11中两个二极管连接的中间点连接,电阻R15另一端、稳压二极管D11负极接电压3.3V;所述电容C7另一端、稳压二极管D11正极接地。本厕门关闭检测电路设置的目的是用于检测厕门即厕位这里是否有人员进出。
本实施例的红外传感器控制电路、超声波传感器控制电路结合厕门关闭检测电路三者所对应的红外传感器、超声波传感器以及厕门人员情况三个检测数据,来准确判断厕位的占用状态。
作为本实施例的一种优选实施方式,如图11所示,所述电表控制电路(ElectricMeter)采用SN75LBC184芯片。
作为本实施例的一种优选实施方式,如图12所示,所述水表控制电路(WaterMeter)采用SN75LBC184芯片。
作为本实施例的一种优选实施方式,所述传感器控制电路还包括有/无人指示器控制电路,安装于厕位门外侧,用于指示当前厕位是否处于使用状态。如图20所示,本实施例的有/无人指示器控制电路包括:两路信号指示电路,每路信号指示电路包括电阻及MOS管,具体的包括:电阻R5及MOS管Q11,电阻R5与MOS管Q11的栅极连接;电阻R11及MOS管Q12,电阻R11与MOS管Q12的栅极连接。电阻R11及电阻R5采用4.7K欧姆,MOS管Q12及MOS管Q11采用SSM3K329/30V/3A型号。
本实施例的传感器控制电路包括温度传感器控制电路,如图22所示,用于控制读取当前厕所的温度数据,然后上传给上一级的控制器进行控制或分析。
作为本实施例的一种优选实施方式,照明控制电路采用如图21所示,通过控制信号控制三极管Q3的导通与否实现照明控制。照明控制电路包括:MOS管Q3和电阻R10,MOS管Q3的漏极与接口连接,MOS管Q3的栅极与电阻R10一端连接,MOS管Q3的源极、电阻R10另一端接地。照明控制电路用于控制智能厕所内部的灯光照明。
本实施例还可以设置气味检测器控制电路,其具体电路元件的组成及关系与图4所示的温度传感器控制电路相同。
本实施例还提供一种电接口电路,如图13所示,用于为各个控制电路供电。
本发明还可以设置湿度传感器、手纸机控制器、洗手液控制器等,这些采用现有已知的技术,这里不再过多论述。
如图25和图26所示,所述供电电路包括主电路、DC/DC转换电路,所述DC/DC转换电路与主电路、网络交换机连接。
如图25所示,所述主电路包括由芯片U14与芯片U13连接而成的供电电路,所述芯片U14一端接电源输入端,所述芯片U13一端输出供电电压。芯片U14采用TPS2375型号,芯片U13采用A8499型号。
见图26所示,所述DC/DC电源转换电路包括采用芯片U15的第一转换电路及采用芯片U16的第二转换电路;所述第一转换电路,将供电电压转换为3.3V;所述第二转换电路,将供电电压转换为5.0V。
其中的第一转换电路的芯片U15采用AOZ1050PI型号。芯片U15的两侧输入端及输出端引脚上分别并联若干个电容。
其中的第二转换电路的芯片U16采用AOZ1050PI型号。芯片U16的两侧输入端及输出端引脚上分别并联若干个电容。
本实施例提供的网络交换机包括以太网络交换器,优选采用如图24所示的Ethernet_Switch_3Port_KSZ8863型号。网络交换机的14脚、15脚之间接一晶振谐振器Y2。该晶振谐振器Y2采用25MHz/3225/4Pads型号。
该太网络交换器的36脚SCL_MDC、37脚SDA_MDIO与主控制器连接的同时,还分别接一电阻R60、电阻R59,所述电阻R60、电阻R59的另一端接电源3.3V。
该太网络交换器的14脚X1、15脚X2之间接一晶振谐振器Y2,同时,14脚X1、15脚X2还分别接一电容C20、电容C22。
还包括备用电池控制电路,如图27所示,所述主控制器与所述备用电池控制电路连接。所述备用电池控制电路与所述DC/DC转换电路连接。
以上为本发明的优选实施方式,并不限定本发明的保护范围。尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (10)
1.一种智能厕所云系统,包括若干厕位监测器,用于监测当前厕所的每个厕位状态;其特征在于,还包括:
中心交换机,与所述若干厕位监测器连接,采集厕位监测器的状态信息,提供局域网连接并为各个厕位监测器供电;
智能中心,通过互联网与所述中心交换机连接,用于接收所述状态数据,以及发送所述厕位状态信息给厕所信息屏进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,系统还包括备用充电电池,所述中心交换机、厕位监测器分别与备用充电电池连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,还包括摄像监控设备,所述摄像监控设备通过互联网与智能中心连接,将厕所监控视频传输给所述智能中心;
所述智能中心将所述厕所监控视频通过互联网发送给移动终端。
4.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,还包括视频监视器,用于采集当前环境的图片或视频,所述智能中心将所述图片或视频发送给所述厕所信息屏。
5.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,还包括:
厕所环境信息监测器,与智能中心通过互联网连接,用于采集厕所环境信息并发送给智能中心;所述智能中心将厕所环境信息通过互联网发送给移动终端。
6.根据权利要求5所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,所述厕所环境信息监测器还包括环境温度、湿度、水流、空气等中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,还包括管理员屏,所述智能中心发送实时广告、政府信息、天气、厕位信息中的一种或多种给所述管理员屏。
8.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,所述智能中心通过互联网发送互联网服务信息及广告给移动终端。
9.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,所述厕位监测器包括微处理器,所述微处理器与中心交换机、若干传感器、若干开关分别连接。
10.根据权利要求1所述的一种智能厕所云系统,其特征在于,所述若干传感器包括人体检测器、门锁检测器、气味传感器中的一种或多种;或者,所述开关包括冲水开关、顶灯开关、状态开关、负压抽气开关、冲水按钮、呼叫按钮中的一种或多种。
Priority Applications (1)
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